JP3785738B2 - 掘削装置の掘削体建て込み方法および掘削体建て込み装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中に穴を掘削する掘削装置において、掘削作用を行う掘削体を自力で地中に建て込む掘削体の建て込み方法および建て込み装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の好適例である地中に溝状に連続した穴（以下、連続溝という）を掘削するための掘削装置を例にとって従来技術を説明する。
【０００３】
従来、この種の掘削装置は、図７，８に示すように、走行台車（たとえばクローラクレーンのベースマシンが用いられる）１にメインフレーム２およびリーダ３を介してチェーン式カッター４を垂直に取付け、このチェーン式カッター４を地中に建て込んだ状態で水平方向に横行移動させながら図７矢印方向に回転させることにより、一定幅の溝Ｇを連続して掘削するように構成されている（たとえば特開平５−２８００４３号、特開平５−２８００４４号、特開平７−１７３８３５号各公報参照）。
【０００４】
チェーン式カッター４は、上端の駆動部５と、この駆動部５の下方に連結された掘削体（通称カッターポスト）６と、外周に掘削刃（図示しない）を備えたエンドレスチェーン７とによって構成される。
【０００５】
駆動部５は、駆動部フレーム８と、同フレーム８に取付けられた駆動源としてのモータ（油圧モータ）９，９と、このモータ９，９によって回転駆動される駆動輪（スプロケット）１０と、この駆動輪１０を覆う状態で駆動部フレーム８の前面に取付けられた防護カバー１１とを具備し、この駆動部５（駆動部フレーム８）が、図示しないウィンチから引き出された吊りロープ１２によって吊持され、ウィンチの回転によって昇降する。
【０００６】
掘削体６は、筒状の複数の掘削体ピース６ａ…が継ぎ足し連結されて構成され、最上段の掘削体ピース６ａの上端が駆動部フレーム８に連結される。
【０００７】
一方、最下段の掘削体ピース６ａに遊動輪（プーリ）１３が設けられ、駆動部５の駆動輪９とこの遊動輪１３との間にエンドレスチェーン７が掛け渡されてチェーン式カッター４が構成される。
【０００８】
なお、エンドレスチェーン７は、駆動部５および各掘削体ピース６ａ…ごとに分割され、カッター組立・建て込み時に上下隣り合う分割チェーン７ａ，７ａ同士が連結されて無端状に構成される。
【０００９】
従来、掘削体６を、他の大形クレーン等の大がかりな吊り込み設備を用いないで自力で地中に建て込みながら組立てるために、図９に示す方法がとられている。
【００１０】
同図は、最下段の掘削体ピース６ａを含む掘削体下部を、既に、駆動部５の直下方の建て込み位置Ａに建て込んだ建て込み途中からの作業手順を示している。
【００１１】
手順１
同図（イ）に示すように、建て込むべき掘削体ピース６ａ（以下、これを継ぎ足しピース、既に建て込まれたものを建て込み済みピースといい、これらを区別する意味で前者に枝符号1、後者に枝符号2を付して示す）を、小形クレーン等により、建て込み位置Ａから離れた位置でかつ走行台車１の横行移動によって駆動部５の直下方となる仮置き位置Ｂに竪姿勢で設置する。
【００１２】
ここで、地盤が軟弱で継ぎ足しピース６ａ2の転倒のおそれのある場合には、図示のように予め仮置き位置Ｂに預け穴Ｈを掘削し、この預け穴Ｈに継ぎ足しピース６ａ2を挿入しておく。
【００１３】
手順２
（イ）の二点鎖線で示すように、走行台車１を仮置き位置Ｂまで横行移動させて駆動部５を継ぎ足しピース６ａ2の真上に位置させ、下降させて同ピース６ａ2と連結する。このとき、双方の分割チェーン７ａ，７ａ同士も連結する（以後の連結時も同じ）。
【００１４】
手順３
（ロ）に示すように、駆動部５を上昇させて継ぎ足しピース６ａ2を引き上げ、走行台車１を二重線矢印方向に走行させて継ぎ足しピース６ａ2を建て込み位置Ａまで搬送する。
【００１５】
手順４
（ハ）に示すように建て込み位置Ａで継ぎ足しピース６ａ2を最上段の建て込み済みピース６ａ1に連結した後、掘削作用を行わせて、（ニ）に示すように継ぎ足しピース６ａ1の上部のみが地上に露出する深度までピース結合体を沈降させる。
【００１６】
この後、駆動部５を継ぎ足しピース６ａ1から切離し、以下、上記手順を繰り返すことにより、掘削体６を組立てながら地中に建て込む。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の掘削体建て込み方法によると、上記手順２，４の、走行台車１の移動によって駆動部５と継ぎ足しピース６ａ2、または継ぎ足しピース６ａ2と建て込み済みピース６ａ1を連結する段階で、大形・大重量の走行台車１の走行による位置調整となるため、微調整が困難であること等から、位置合せが難しくて熟練を要し、しかも作業時間が長くなるという問題があった。
【００１８】
また、走行台車１を建て込み位置Ａと仮置き位置Ｂとの間で何度も往復させるため、この往復区間での地盤の崩壊を招く危険性があった。
【００１９】
そこで本発明は、ピース連結時の位置合せを、走行台車を固定したまま、熟練を要さずに簡単、迅速に行うことができる掘削装置の掘削体建て込み方法および掘削体建て込み装置を提供するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明（掘削体建て込み方法）は、地上に設置される走行台車にリーダを介してチェーン式カッターを取付け、このチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で回転させながら上記走行台車によって水平方向に横行移動させることにより一定幅の溝を連続して掘削するように構成され、上記チェーン式カッターは、昇降機構により上記リーダに沿って昇降する駆動部と、この駆動部の下方に連結される掘削体と、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンとによって構成され、上記掘削体は、筒状の複数の掘削体ピースが継ぎ足し連結されて構成される掘削装置の掘削体建て込み方法において、上記掘削体ピースを搬送台車に載せて、仮置き位置から上記駆動部直下方の建て込み位置まで、溝掘削方向と平行な直線上を搬送して駆動部、または駆動部と建て込み済みの掘削体ピースに連結し、掘削作用によって自力で地中に沈降させる操作を繰り返すことにより、掘削体を組立てながら地中に建て込むものである。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１の方法において、全掘削体ピース数よりも少ない複数の掘削体ピースを一組として、各組ピース群を一つずつ建て込み位置に搬送して順次連結し、この連結後に一組として沈降させるものである。
【００２２】
請求項３の発明（掘削体建て込み装置）は、地上に設置される走行台車にリーダを介してチェーン式カッターを取付け、このチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で回転させながら上記走行台車によって水平方向に横行移動させることにより一定幅の溝を連続して掘削するように構成され、上記チェーン式カッターは、昇降機構により上記リーダに沿って昇降する駆動部と、この駆動部の下方に連結される掘削体と、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンとによって構成され、上記掘削体は、筒状の複数の掘削体ピースが継ぎ足し連結されて構成される掘削装置の掘削体建て込み装置において、搬送台車と、この搬送台車を移動案内する搬送ガイド機構と、搬送台車を移動させる搬送駆動機構とを具備し、掘削体ピースを上記搬送台車に載せて仮置き位置から上記駆動部直下方の建て込み位置まで、溝掘削方向と平行な直線上で移動させるように構成したものである。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、リーダ長さおよび昇降機構の昇降駆動ストロークによって決まる駆動部の昇降可能範囲を、駆動部直下方に掘削体ピースを全掘削体ピース数よりも少ない複数の掘削体ピースを上下に連結した状態で位置させることができる大きさに設定したものである。
【００２４】
上記方法および装置によると、走行台車は固定したまま、継ぎ足しピースを、走行台車よりも遥かに小形軽量ですむ搬送台車により仮置き位置から建て込み位置に移動させて建て込み済みピースに連結するため、同ピースと駆動部または建て込み済みピースとの連結時の位置合せを、熟練を要さずに、しかも簡単、迅速に行うことができる。
【００２５】
この場合、請求項２の方法および請求項４の装置によると、複数の掘削体ピースを建て込み位置で連結し、掘削作用によってまとめて沈降させるため、作業能率が良く、作業時間をより短縮することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。
【００２７】
以下の実施形態において、図７〜図９に示す従来装置と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００２８】
第１実施形態（図１〜図４参照）
図１〜図３に示すように、建て込み位置Ａと仮置き位置Ｂとに跨って地面上に台車ベース１５が設置され、継ぎ足しピース６ａ2を載せて搬送する搬送台車１６が、搬送ガイド機構として台車ベース１５上に敷設された前後一対のガイドレール１７，１７と車輪１８…によって図の左右方向に水平に直線移動しうる状態で設けられている。
【００２９】
また、台車ベース１５と搬送台車１６との間に搬送駆動機構としての前後一対の搬送シリンダ１９，１９が取付けられ、同シリンダ１９，１９の伸縮作動によって搬送台車１６が両位置Ａ，Ｂ間で移動するようになっている。
【００３０】
なお、この実施形態では、所要の搬送ストロークを確保するために搬送シリンダ１９，１９として大ストロークが得られる二段シリンダが用いられている。
【００３１】
また、搬送シリンダ１９，１９は図示しないコントロールバルブによって伸縮制御される。
【００３２】
この場合、搬送シリンダ１９，１９の制御方式として、
（ｉ）手動操作式のコントロールバルブによってオペレータが手動で伸縮制御する方式、
（ii）コントロールバルブとして油圧または電磁式のパイロット切換弁を用い、シリンダストロークを検出するセンサや搬送台車１６を検出するセンサ等を用いて搬送シリンダ１９，１９の作動を制御し、搬送台車１６を仮置き、建て込み両位置Ａ，Ｂ間で自動的に移動させ、停止させる方式
のいずれを用いてもよい。
【００３３】
次に、この建て込み装置による掘削体建て込み方法を図４によって説明する。
【００３４】
なお、図４では、従来技術（図９）の説明に合せて、建て込み途中からの作業手順を示している。
【００３５】
( １ ) 同図（イ）に示すように仮置き位置Ｂに待機させた搬送台車１６上に継ぎ足しピース６ａ2を載せる。
【００３６】
( ２ ) （ロ）に示すように駆動部５を上昇させるとともに、搬送台車１６を建て込み位置Ａに移動させて駆動部５に連結する。
【００３７】
( ３ ) （ハ）に示すように搬送台車１６を仮置き位置Ｂに戻した後、駆動部５を下降させて継ぎ足しピース６ａ2を最上段の建て込み済みピース６ａ1に連結する。
【００３８】
( ４ ) （ニ）に示すように掘削作用を行わせてピース結合体を沈降させる。
【００３９】
以下、上記操作を繰り返すことにより、掘削体６を組立てると同時に地中所定深度まで建て込む。
【００４０】
このように、走行台車１を横移動させるのではなく、継ぎ足しピース６ａ2を一つずつ搬送台車１６に載せて仮置き位置Ｂから建て込み位置Ａに搬送して駆動部５および建て込み済みピース６ａ1に連結するため、継ぎ足しピース６ａ2の位置調整を搬送台車１６によって簡単にしかも細かく、かつ、正確に行うことができる。
【００４１】
このため、駆動部５および建て込み済みピース６ａ1に対する継ぎ足しピース６ａ2の位置合せ作業を、熟練を要さずに、従来よりも遥かに簡単に短時間で行うことができる。
【００４２】
第２実施形態（図５，６参照）
第１実施形態では、継ぎ足しピース６ａ2を一つずつ駆動部５および建て込み済みピース６ａ1に連結して沈降させる方法をとったのに対し、第２実施形態では、リーダ３の長さを長くして駆動部５の昇降ストロークを拡大し、継ぎ足しピース６ａ2を複数個一組（図では３個一組、以下この例で説明する）として連結し沈降させる方法をとっている。
【００４３】
詳述すると、図５（イ)(ロ)(ハ）に示すように、一番目の継ぎ足しピース（以下、順番に従ってさらに枝符号1，2，3を付す）６ａ21を第１実施形態と同様に搬送台車１６に載せて仮置き位置Ｂから建て込み位置Ａに搬送し、駆動部５に連結した後、搬送台車１６を仮置き位置Ｂに戻す。
【００４４】
（ニ）に示すように駆動部５をほぼピース１個分上昇させるとともに、搬送台車１６により二番目の継ぎ足しピース６ａ22を建て込み位置Ａに搬送して一番目の継ぎ足しピース６ａ21の下方に連結する。
【００４５】
次いで、図６（イ）に示すように搬送台車１６を仮置き位置Ｂに戻し、（ロ）に示すように駆動部５をさらにほぼピース１個分上昇させ、その下方に三番目の継ぎ足しピース６ａ23を搬送して二番目の継ぎ足しピース６ａ22の下方に連結する。
【００４６】
こうして三個の継ぎ足しピース６ａ21，６ａ22，６ａ23を駆動部５の下方に取付けた後、（ハ）に示すように搬送台車１６を仮置き位置Ｂに戻すとともに、三番目の継ぎ足しピース６ａ23を最上段の建て込み済みピース６ａ1に連結して掘削作用を行わせ、ピース結合体を沈降させる。
【００４７】
こうすれば、一度の掘削作用で３個のピースを沈降させることができるため、作業時間を短縮することができる。
【００４８】
他の実施形態
（１）上記実施形態では、搬送駆動機構として台車ベース１５と搬送台車１６との間に一対の搬送シリンダ１９，１９を設けたが、同シリンダ１９を中央１本のみ設けてもよい。
【００４９】
（２）搬送駆動機構の他の例として、シリンダの推力を動滑車機構を介して搬送台車１６に伝える構成をとってもよい。
【００５０】
あるいは、モータによって回転駆動されるピニオンを搬送台車１６に、このピニオンに噛み合うラックギヤを台車ベース１５に設けて搬送駆動機構を構成してもよい。
【００５１】
（３）上記実施形態では１台の搬送台車１６を左右片側の仮置き位置Ｂから建て込み位置Ａに移動させるようにしたが、仮置き位置Ｂを建て込み位置Ａを挟んで両側に設定するとともに、2台の搬送台車１６を順次、一方の仮置き位置Ｂ→建て込み位置Ａ→反対側の仮置き位置Ｂと移動させるようにしてもよい。
【００５２】
あるいは、仮置き位置Ｂを両側に設定してそれぞれに搬送台車１６を設置し、これらを交互に仮置き位置Ｂと建て込み位置Ａとの間で移動させるようにしてもよい。
【００５３】
（４）駆動部を昇降させる昇降機構として、上記実施形態ではウィンチと吊りロープによるものを例示したが、これに代えてシリンダ等の他の機構を用いてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、走行台車を走行させるのではなく、搬送台車により、継ぎ足される掘削体ピースを搬送台車により仮置き位置から建て込み位置に移動させて駆動部または建て込み済みの掘削体ピースに連結するようにしたから、掘削体ピースと駆動部または掘削体ピース同士の位置合せを、熟練を要さずに、しかも簡単、迅速に行うことができる。
【００５５】
また、走行台車は固定したままであるため、走行台車の繰り返し移動によって地盤が崩壊するというおそれがなくなる。
【００５６】
この場合、請求項２の方法および請求項４の装置によると、複数の掘削体ピースを建て込み位置で連結し、掘削作用によってまとめて沈降させるため、作業能率が良く、作業時間をより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態にかかる建て込み装置と掘削装置の正面図である。
【図2】 建て込み装置の拡大正面図である。
【図３】 同平面図である。
【図４】 （イ)(ロ)(ハ)(ニ）は第１実施形態による建て込み手順を説明するための概略正面図である。
【図５】 （イ)(ロ)(ハ)(ニ）は本発明の第2実施形態による建て込み手順を説明するための概略正面図である。
【図６】 （イ)(ロ)(ハ）は図５（ニ）に続く建て込み手順を説明するための概略正面図である。
【図７】 本発明の好適例である地中連続溝掘削装置の概略正面図である。
【図８】 同装置の概略側面図である。
【図９】 （イ)(ロ)(ハ)(ニ）は従来の方法による建て込み手順を説明するための概略正面図である。
【符号の説明】
１ 走行台車
３ リーダ
４ チェーン式カッター
５ チェーン式カッターの駆動部
６ 掘削体
６ａ 掘削体ピース
６ａ1 建て込み済みの掘削体ピース
６ａ2，６ａ21，６ａ22，６ａ23 継ぎ足される掘削体ピース
７ チェーン式カッターのエンドレスチェーン
１２ 昇降機構を構成する吊りロープ
１６ 搬送台車
１５ 台車ベース
１７ 搬送ガイド機構としてのガイドレール
１８ 同車輪
１９，１９ 搬送駆動機構としての搬送シリンダ

Claims (4)

1. 地上に設置される走行台車にリーダを介してチェーン式カッターを取付け、このチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で回転させながら上記走行台車によって水平方向に横行移動させることにより一定幅の溝を連続して掘削するように構成され、上記チェーン式カッターは、昇降機構により上記リーダに沿って昇降する駆動部と、この駆動部の下方に連結される掘削体と、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンとによって構成され、上記掘削体は、筒状の複数の掘削体ピースが継ぎ足し連結されて構成される掘削装置の掘削体建て込み方法において、上記掘削体ピースを搬送台車に載せて、仮置き位置から上記駆動部直下方の建て込み位置まで、溝掘削方向と平行な直線上を搬送して駆動部、または駆動部と建て込み済みの掘削体ピースに連結し、掘削作用によって自力で地中に沈降させる操作を繰り返すことにより、掘削体を組立てながら地中に建て込むことを特徴とする掘削装置の掘削体建て込み方法。
2. 請求項１記載の掘削装置の掘削体建て込み方法において、全掘削体ピース数よりも少ない複数の掘削体ピースを一組として、各組ピース群を一つずつ建て込み位置に搬送して順次連結し、この連結後に一組として沈降させることを特徴とする掘削装置の掘削体建て込み方法。
3. 地上に設置される走行台車にリーダを介してチェーン式カッターを取付け、このチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で回転させながら上記走行台車によって水平方向に横行移動させることにより一定幅の溝を連続して掘削するように構成され、上記チェーン式カッターは、昇降機構により上記リーダに沿って昇降する駆動部と、この駆動部の下方に連結される掘削体と、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンとによって構成され、上記掘削体は、筒状の複数の掘削体ピースが継ぎ足し連結されて構成される掘削装置の掘削体建て込み装置において、搬送台車と、この搬送台車を移動案内する搬送ガイド機構と、搬送台車を移動させる搬送駆動機構とを具備し、掘削体ピースを上記搬送台車に載せて仮置き位置から上記駆動部直下方の建て込み位置まで、溝掘削方向と平行な直線上で移動させるように構成したことを特徴とする掘削装置の掘削体建て込み装置。
4. 請求項３記載の掘削装置の掘削体建て込み装置において、リーダ長さおよび昇降機構の昇降駆動ストロークによって決まる駆動部の昇降可能範囲を、駆動部直下方に掘削体ピースを全掘削体ピース数よりも少ない複数の掘削体ピースを上下に連結した状態で位置させることができる大きさに設定したことを特徴とする掘削装置の掘削体建て込み装置。

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