JP4264898B2

JP4264898B2 - 掘削・揚土装置

Info

Publication number: JP4264898B2
Application number: JP2004153151A
Authority: JP
Inventors: 弘司近藤; 周男高橋
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2024-05-24
Also published as: JP2005336713A

Description

本発明は、建物の内部からその地下部を掘削し掘削土砂を揚土して搬出するための掘削・揚土装置に関する。

建物の内部からその地下部に対して掘削を行う場合、たとえば既存建物の耐震性向上のための改修工事として基礎部に免震装置を付加するような場合には、建物の１階や地下階を作業階としてそこに設けた開口部を通して下方地盤を掘削し、掘削土砂を開口部から作業階まで揚土して外部に搬出することが一般的である。しかし、建物内においてそのような作業を行う場合には充分な作業スペースが確保できないことが多く、特に作業階の階高の範囲内で作業を行わざるを得ないことから通常の重機の使用や通常の作業手順をそのまま採用することができないことも多い。

そのため、そのような条件下での掘削作業と揚土作業を行うためのものとして、たとえば特許文献１に示されるような土砂揚重積み込み装置や、特許文献２に示されるような揚土兼揚重装置が提案されている。これらはいずれも水平移動式のクラムシェルを基本とするものであって、さして設置スペースを要することなく作業階に設置でき、これらによる揚土作業を効率的に実施できるとされている。
特開２００４−４４２０２号公報特開平７−９７１８９号公報

ところで、上記のような工事は建物を平常どうり使用しながら夜間等の非使用時間帯にのみ行われることも多いが、その場合には作業階に設置した各種の装置類を作業終了時点でそのつど撤去して片付けるとともに、次回の作業開始時点で再び設置することが必要となるし、当然に作業階に設けた開口部は覆甲板によりそのつど覆甲する必要があるので、そのような片付け作業や準備作業にそのつどかなりの時間と手間を要して作業効率が良くないものである。また、作業終了時点で撤去して片付ける装置類や、作業開始時点で開口部から取り外す覆甲板はその近辺に収容保管しておきたいのであるが、そのような収容保管のためのスペースを確保できないためにそのつど遠方まで搬送する必要がある場合も多く、その点でも効率的ではない。

上記事情に鑑み、本発明は建物の内部からその地下部を掘削して揚土する場合に採用して好適な掘削・揚土装置を提供することを目的とする。

本発明は、建物の内部からその地下部を掘削するとともに掘削土砂を揚土して搬出するための掘削・揚土装置であって、作業階の床面に形成した開口部の内側にこの掘削・揚土装置の外殻をなすフレームを昇降可能に配置するとともに、そのフレームを周囲躯体から反力をとって昇降させるための昇降機構と、フレームを上昇させて作業位置に配置した状態およびフレームを下降させてその全体を開口部の内側の収容位置に配置した状態の双方において周囲躯体に対して係止するための係止機構を備え、フレームの内側にはこのフレームに対して昇降しかつトロリーによってフレーム内において水平移動可能とされたバケットを備えたクラムシェルを設置し、フレーム内の下部にはフレームが作業位置にあるときに作業階の床面に連なる作業ステージを設けるとともに、その作業ステージにはクラムシェルのバケットが通過し得る開口部とバケットからの掘削土砂を受けて側方に搬出するための搬出機構を設け、フレームの頂部にはこのフレームが収容位置にあるときに作業階の床面となる覆甲板を設けたことを特徴とする。

本発明の掘削・揚土装置は、クラムシェル、覆甲板、作業ステージ、搬出機構の全てをフレームに搭載しておき、そのフレームを開口部の内側において昇降機構によって昇降可能に、かつ係止機構によって周囲躯体に対して係止可能に設置した構成により、非作業時間帯にはこの装置全体を開口部の内側に収容しておくことができ、しかもその状態では開口部が自ずと覆甲板により覆甲されて作業階を通常どうり使用することが可能である。そして、その状態から装置全体を上昇させることのみで作業階に設置することができ、それと同時に開口部の位置に自ずと作業ステージと搬出機構が設置されるので、その状態ではクラムシェルおよび搬出機構によって効率的な掘削と掘削土砂の搬出が可能である。さらにその状態から、作業終了後には装置全体を降下させることのみでその全体を開口部の内側に再び収容し開口部を自ずと覆甲することができる。したがって本発明の掘削・揚土装置は、作業階への設置とそこからの撤去収容作業を極めて簡単に短時間で行うことが可能であるし、この装置や覆甲板を非使用時に収容しておくための格別の収容スペースを確保する必要もない。

図１〜図３に本発明の一実施形態である掘削・揚土装置１を示す。本実施形態は、図１に示すように既存建物の１階を作業階としてその床面に設けた開口部２から地下部に対する掘削を行い、掘削土砂を揚土して作業階においてベルトコンベア３を介してダンプトラック４に積載して搬出する場合の適用例である。

本実施形態の掘削・揚土装置１（以下、単に装置１と略す）は、作業階から開口部２を通して地下部を掘削するためのクラムシェル５をフレーム６の内側に搭載し、その全体が開口部２の位置において昇降可能に設置されるものであって、作業時には図１に示すようにこの装置１を作業階に配置して作業を行うとともに、非作業時は図２に実線で示すように装置１の全体をそのまま降下させて開口部２の内側に収容できるものとなっている。

フレーム６はこの装置１全体の外殻をなすもので、Ｈ形鋼等の鋼材による４本の柱部材７とそれら柱部材７の上部どうしを連結している４本の梁部材８により立体的に組み立てられたものである。このフレーム６は昇降機構によって周囲躯体から反力をとって昇降可能とされ、かつ作業時および非作業時の収容時のいずれにおいても周囲躯体に対して係止機構によって係止されるようになっている。

本実施形態の装置１における昇降機構としてはチェーンブロック９が採用されていて、開口部２の周囲の仮設あるいは既存の梁１０の下面に取り付けたチェーンブロック９からのチェーン９ａをフレーム６の柱部材７の下端部に連結しておくことにより、それらチェーンブロック９の操作によって装置１全体が開口部２の内側において昇降できるものとされている。

また、本実施形態の装置１における係止機構としては、図１〜図３に示すように、フレーム６の柱部材７とそれに隣接する位置に設けられている仮設もしくは既存の柱１１とをピン１２により連結する構成のものが採用されている。すなわち、フレーム６の柱部材７とその周囲躯体である柱１１とに、フレーム６が図１に示す作業位置にある状態と、図２に示す収容位置にある状態の双方において合致する位置にそれぞれピン孔を形成しておき、それらピン孔を合致させてそこに係止機構としてのピン１２を差し込むことによって、装置１全体を作業位置または収容位置のいずれにおいても安定にかつ確実強固に係止できるようになっている。

上記のフレーム６の上部にはガイドレール１５が設けられ、そのガイドレール１５からクラムシェル５のバケット１６がホイスト１７を介して吊り支持されていて、図３（ａ）に示すようにホイスト１７がガイドレール１５に沿って走行することでバケット１６はフレーム６内において水平移動可能とされている。

また、フレーム６の下部には作業ステージ２０が設けられていて、図１に示すようにこの装置１が作業位置にあるときには作業ステージ２０が作業階の床面に自ずと連なって作業足場が確保されるようになっている。その作業ステージ２０には図３（ｂ）に示すようにクラムシェル５のバケット１６が通過する開口部２１が設けられており、その側方の作業ステージ２０上にはバケット１６からの掘削土砂をホッパー２２を介して受けて搬出するための搬出機構としてのベルトコンベア２３が設置されている。

さらに、フレーム６の頂部にはその梁部材８に支持されて覆甲板２５が取り付けられており、図２に示すようにこの装置１が収容位置にあるときには覆甲板２５が作業階の床面レベルの位置となってそれら覆甲板２５によって開口部２の覆甲が自ずとなされ、その上部を車両が支障なく通過することができるようになっている。

本実施形態の装置１は、図１に示すようにこれを作業階に配置して係止機構としてのピン１２により係止してそこに設置し、その状態でクラムシェル５のバケット１６を作業ステージ２０に形成した開口部２１を通して昇降させて掘削・揚土を行い、ホイスト１７によりバケット１６をフレーム６内の上部において側方に移動させて掘削土砂を作業ステージ２０上に配置しているベルトコンベア２３に投入し、それからベルトコンベア３を介してダンプトラック４に積み込んで搬出することにより、地下部での掘削作業と掘削土砂の揚土作業を効率的に実施することができる。しかも、この装置１はフレーム６内に全ての機器を搭載していて全体として充分な小形化が実現されており、特にその高さ寸法はバケット１６からベルトコンベア２３上に掘削土砂を投入できる程度に設定すれば良いので、ダンプトラック４が進入できる程度の階高があればそこに支障なく設置して効率的に作業を行うことができる。

そして、この装置１は、昇降機構としてのチェーンブロック９により全体を支持しながら係止機構としてのピン１２を抜き取って柱１１をガイドとして徐々に降下させ、収容位置においてピン１２により再び係止することにより、この装置１全体つまり全ての機器を開口部２の内側にそのまま収容することができ、しかもその状態では開口部２を覆甲板２５によって自ずと覆甲することができる。したがってこの装置１の採用により、作業終了後の片付け作業を極めて簡単かつ短時間で行うことができるし、次回の作業開始時点での準備作業も上記と逆の手順で極めて簡単に行うことができるものであり、それ故にたとえば昼間は建物を使用しながら夜間等の短時間のみしか作業を行えない場合に適用して最適なものである。

以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な設計的変更や応用が可能であることはいうまでもない。たとえば、上記実施形態では作業ステージ２０上に搭載する搬出機構としてベルトコンベア２３を採用したが、掘削土砂を側方に搬出できるものであれば搬送台車のごとき他の搬出機構も採用可能である。また、フレーム６の昇降機構としてはチェーンブロック９に限らず油圧シリンダやジャッキ等の機構も採用可能であるし、フレーム６を周囲躯体に対して係止するための係止機構としてもピン１２によるものに限らず様々な構成が考えられる。勿論、フレーム６の形態や寸法、クラムシェル５の具体的な構成その他は、実施するべき作業内容や作業条件を考慮して最適設計すれば良い。

本発明の実施形態である掘削・揚土装置を作業位置に配置した状態を示す図である。同、収容位置に配置した状態を示す図である。同、要部断面図である

符号の説明

１掘削・揚土装置
２開口部
５クラムシェル
６フレーム
９チェーンブロック（昇降機構）
１０梁（周囲躯体）
１１柱（周囲躯体）
１２ピン（係止機構）
１５ガイドレール
１６バケット
１７ホイスト
２０作業ステージ
２１開口部
２３ベルトコンベア（搬出機構）
２５覆甲板

Claims

建物の内部からその地下部を掘削するとともに掘削土砂を揚土して搬出するための掘削・揚土装置であって、
作業階の床面に形成した開口部の内側にこの掘削・揚土装置の外殻をなすフレームを昇降可能に配置するとともに、そのフレームを周囲躯体から反力をとって昇降させるための昇降機構と、フレームを上昇させて作業位置に配置した状態およびフレームを下降させてその全体を開口部の内側の収容位置に配置した状態の双方において周囲躯体に対して係止するための係止機構を備え、
フレームの内側にはこのフレームに対して昇降しかつトロリーによってフレーム内において水平移動可能とされたバケットを備えたクラムシェルを設置し、
フレーム内の下部にはフレームが作業位置にあるときに作業階の床面に連なる作業ステージを設けるとともに、その作業ステージにはクラムシェルのバケットが通過し得る開口部とバケットからの掘削土砂を受けて側方に搬出するための搬出機構を設け、
フレームの頂部にはこのフレームが収容位置にあるときに作業階の床面となる覆甲板を設けたことを特徴とする掘削・揚土装置。