JP3400645B2 - 立坑掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水道の推進掘削
施工において推進掘削の発進及び到達用の立坑や井戸及
び場所打杭を構築するために地中を掘削する立坑掘削装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】立坑の掘削工事は、鋼管を利用した中空
ケーシングを地中に打設していき、この中空ケーシング
によって孔壁の崩落を防ぎながら立坑をその所定の深さ
まで掘削するというものがその基本である。そして、こ
の立坑掘削の装置としては、中空ケーシングを地中に圧
入していく駆動機構と中空ケーシングの中に挿入されて
内部の土砂を掘削回収するバケットとを備えたものが従
来から一般的に利用されている。

【０００３】図７は従来の立坑掘削装置による施工状況
を示す概略図であり、走行台車５１にブーム５１ａを連
接すると共にこのブーム５１ａの先端にはグラバケット
５１ｂを吊り下げている。そして、このグラフバケット
５１ｂによる掘削のために、円形の中空ケーシング５０
が地中に打ち込まれ、掘削深度に従ってこの中空ケーシ
ング５０も地中に深く打設され、所定の本数を積層する
ことによって目的とする深さの立坑を掘削可能としてい
る。

【０００４】このような中空ケーシング５０の打設は、
従来から知られている揺動式または全周旋回式によって
中空ケーシング５０を捩じったり回転させたりしながら
地中に圧入することによって行われる。そして、図示の
例ではこの中空ケーシング５０の圧入のために走行台車
５１の前側に揺動式圧入機５２を連接している。

【０００５】この揺動式圧入機５２は、中空ケーシング
５０とクランプフレーム５２ａを主体として構成され、
中空ケーシング５０の周面を拘束してこの中空ケーシン
グ５０の軸線回りに往復揺動させると共に地中方向に負
荷を加えることによって中空ケーシング５０を地中にね
じり込むようにして圧入する。そして、クランプフレー
ム５２ａは水平の軸線を持つピン５２ｂによって走行台
車５１に連接されてその先端側を上下方向に揺動可能と
し、この先端側の下面には姿勢を設定するためのアウト
リガー５２ｃを設けると共に圧入負荷のための反力錘５
２ｄを設けている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、クランプフ
レーム５２ａはその先端側が上下方向に揺動し、アウト
リガー５２ｃによってその姿勢が設定されるだけであ
る。このため、走行台車５１が図において走行台車５１
の走行方向に対して左下がりまたは右下がりとなるよう
な地面の傾斜がある場合では、アウトリガー５２ｃによ
って高さ調整してもクランプフレーム５２ａの姿勢を水
平に設定できない。

【０００７】この場合、中空ケーシング５０の打設方向
は鉛直方向に設定しなければならない制約があることか
ら、中空ケーシング５０はクランプフレーム５２ａに備
えた数本の圧入シリンダ５２ｅの伸縮長さに差を付ける
ことで対応可能としている。しかし、それ以上の傾斜が
生じた場合は、クランプフレーム５２ａや走行台車５１
との連接部分に捩じれや曲がり等を発生して負荷の集中
が惹起される。このため、走行台車５１の履帯に木材等
を敷いて走行台車５１の姿勢を矯正して対応することが
必要となる。

【０００８】一方、全周旋回式の立坑掘削機の場合は、
中空ケーシング５０が立坑掘削機の圧入ヘッドに直接結
合されて旋回するので、圧入ヘッドの水平な据付けは一
段と厳しく要求され、簡単な走行台車５１の姿勢矯正で
は対処できず、特殊な暖衝機構等が必要になる。

【０００９】また、クランプフレーム５２ａを揺動操作
して中空ケーシング５０を圧入するときには、揺動トル
クの反力と圧入力の反力を吸収することが必要である。
揺動トルクの反力の吸収は、走行台車５１の自重による
摩擦力と中空ケーシング５０からの距離を利用するとい
うものである。圧入力の反力も反力錘５２ｄによって取
られるものの、その積層量には限界がある。したがっ
て、結果的には走行台車５１の自重の一部を反力受けと
して利用しなければ対応できない。

【００１０】本発明において解決すべき課題は、走行台
車の姿勢に関係なく常に中空ケーシングを鉛直方向に圧
入できしかも圧入時の反力も速やかに吸収できる立坑掘
削装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、中空ケーシン
グを全周旋回または揺動旋回によって地中に圧入する圧
入ヘッドを走行台車に連接する立坑掘削装置であって、
走行台車に基端を連接されてその先端側を上下に揺動可
能とし且つ走行台車の走行軸周りの旋回動作可能なシフ
タを介してこれらの走行台車及び圧入ヘッドを連接して
なることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】このような構成において、シフタ
は、走行台車の前面に基端を水平軸線を持つピンによっ
て連接されたベースと、このベースに設けられピンの軸
線と直交する軸線配置とした支軸周りに回動可能に連接
したフロントブロックとを備え、更にフロントブロック
の先端には昇降シリンダを介して圧入ヘッドを昇降操作
可能としたものとすることができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の立坑掘削装置の全体の概要を
示す右側面図、図２は要部の平面図である。

【００１４】図において、履帯１ａを備えた走行台車１
には、従来例と同様にブーム１ｂを旋回及び傾動動作可
能に連接すると共にこのブーム１ｂの先端にはワイヤロ
ープ１ｃを介してクラブバケット１ｄを取り付け、これ
らのブーム１ｂ及びワイヤロープ１ｃを操作することに
より、クラブバケット１ｄによる中空ケーシング５０内
の土砂を掘削可能とする。そして、走行台車１の前方に
は全周旋回式の圧入ヘッド２を配置すると共に、この圧
入ヘッド２と走行台車１との間にはシフタ３を連接す
る。

【００１５】図３は圧入ヘッド２の要部を示す切欠図、
図４はその平面図である。

【００１６】圧入ヘッド２の内部には、下ベッド２ａ及
び上ベッド２ｂの間に３個の部材によって環状に組立て
可能なバンド２ｃを組み込み、このベッド２ｂの中で図
において右端に位置している部材に一体に固定した環状
の平歯車２ｄを上ベッド２ｂに設けた軸受２ｅによって
回転可能に支持している。この平歯車２ｄは上ベッド２
ｂ上に固定した減速機付きの駆動モータ２ｆの出力軸に
取り付けたピニオン２ｆ−１に噛合し、これによってバ
ンド２ｃをその軸線回りに回転駆動可能とする。また、
バンド２ｃの残りの２個の部材の一方の先端部には締付
けシリンダ２ｇを取付け、締付けシリンダ２ｇを他方の
部材の先端部に連接することにより、バンド２ｃを図４
に示すように環状に組み立て、これによって中空ケーシ
ング５０の外周面に緊結してこれを旋回駆動させる。

【００１７】更に、上，下ベッド２ａ，２ｂの間は合計
４本の圧入引き抜きジャッキ２ｈを取り付けると共に、
これらと同軸上として下ベッド２ｂにはアウトリガー２
ｉを設ける。そして、シフタ３と反対側の縁であって正
面から見て幅方向の両端にそれぞれ４段の反力錘２ｊを
積載している。

【００１８】図１及び図２に戻って、シフタ３は走行台
車１側に連接されるベース４と圧入ヘッド２側に連接さ
れるフロントブロック５とから構成されたものである。
ベース４は、走行台車１側を向く面に２本のブラケット
４ａを幅方向に間隔をおいて突き出し、これらのブラケ
ット４ａを走行台車１に設けた２枚１組のフランジ１ｅ
の中に差し込むと共にピン４ｂによって連接されてい
る。ピン４ｂは走行台車１の履帯１ａの走行面と平行な
軸線とすると共に走行台車１の走行方向と直交する向き
に配置されたものである。

【００１９】フロントブロック５は図２に示すようにベ
ース４の幅方向の中心から前方に突き出した支軸４ｃを
介して連接されたものである。この支軸４ｃはたとえば
図示のように先端側にフランジ４ｄを形成したＴ字状の
ものとしてその軸線をピン４ｂのそれと直交配置したも
のであり、フロントブロック５内にはこのフランジ４ｄ
を含めて支軸４ｃ回りに回転自在とする連接座５ａを設
ける。

【００２０】更に、フロントブロック５が圧入ヘッド４
の臨む端面であって正面側から見て左右の両端には楔状
の横断面形状とした摺動溝５ｂを縦方向の全長に形成
し、これらの摺動溝５ｂには圧入ヘッド２の端面から突
き出した摺動子２ｋを差し込んで上下方向に摺動可能に
連接する。そして、フロントブロック５の前端の中央部
には昇降シリンダ６をそのロッド６ａが下向きであって
摺動溝５ｂの切開方向に姿勢を合わせて配置し、このロ
ッド６ａの下端を圧入ヘッド２に連接する。

【００２１】以上の構成において、中空ケーシング５０
の圧入は、従来の全周旋回式の掘削装置と同様に、中空
ケーシング５０の回りを圧入ヘッド２のバンド２ｃによ
って拘束し、駆動モータ２ｆによりバンド２ｃとともに
中空ケーシング５０を回転させながら走行台車１の自重
及び反力錘２ｊの重さを利用して地中に圧入することに
よって行なう。

【００２２】この中空ケーシング５０の圧入に際して
は、中空ケーシング５０の軸線が鉛直姿勢に設定するこ
とが必要であり、したがって圧入ヘッド２のバンド２ｃ
は常に水平の姿勢に設定しなければならない。このよう
な圧入ヘッド２の姿勢の設定のために、シフタ３の動き
を利用することで、走行台車１の姿勢がどのように変化
しても、バンド２ｃによって保持される中空ケーシング
５０の軸線を常に鉛直姿勢に設定可能とする。

【００２３】すなわち、シフタ３のベース４はピン４ｂ
によって走行台車１に連接されているので、図１におい
てフロントブロック５の先端側であって圧入ヘッド５を
連接している側は上下方向に揺動可能である。そして、
ベース４に対してフロントブロック５は支軸４ｃによっ
て回転可能にされているので、フロントブロック５は履
帯１ａの走行面に対してその幅方向に傾動動作させるこ
とができ、走行台車１に対して捩じれた姿勢にも設定す
ることができる。

【００２４】このようなシフタ３の動きによって、図５
に示すように、たとえば走行台車１の履帯１ａが載って
いる地面が右下がりであって中空ケーシング５０を打ち
込む部分の地面が水平面となっているような場合でも、
図１と比較してベース４が斜め下に少し傾斜するように
すれば、フロントブロック５を打設地面と水平に設定す
ることができる。そして、履帯１ａが載っている地面が
図面と直交する方向に傾斜している場合でも、圧入ヘッ
ド２のアウトリガー２ｉを着地させたときにはフロント
ブロック５が支軸４ｃ回りに回動してその姿勢を変え
る。したがって、走行台車１の姿勢に関係なく圧入ヘッ
ド２の姿勢を打設地面と平行に設定することができる。

【００２５】また、シフタ３に対する打設地面の高さの
変動については、昇降シリンダ６を作動させて圧入ヘッ
ド２のレベルを変更することと、アウトリガー２ｉの高
さを調整することによって、この圧入ヘッド２を適正な
姿勢に設定することが可能である。

【００２６】以上のことから、走行台車１の傾きに関係
なく圧入ヘッド２の姿勢を打設地面に対して水平に設定
して鉛直方向に差し込まれる中空ケーシング５０の回り
をバンド２ｃによって拘束することができ、常に正しい
姿勢で中空ケーシング５０の打設が可能となる。そし
て、圧入ヘッド２の姿勢の変更は全てシフタ３の動作に
よるものであり、これはピン４ｂ周りのベース４の上下
方向の揺動及び支軸４ｃ周りのフロントブロック５の傾
動動作の合成なので、圧入ヘッド２を地面に無理なく倣
わせた姿勢に容易に設定でき、走行台車１との連接部分
等に過大な負荷が作用することもない。

【００２７】更に、中空ケーシング５０の圧入時に作用
する反力はシフタ３を介して直接走行台車１に伝わるの
で、この走行台車１自身の重量を反力受けとして利用す
ることができる。このため、圧入ヘッド２に設ける反力
錘２ｊが担うべき重量負荷を軽減することができ、反力
錘２ｊの搬入や積載等の作業負担が低減される。

【００２８】また、走行台車１を移動させるときには、
図６に示すようにワイヤ７によって圧入ヘッド２をブー
ム１ｂ側に持ち上げるようにすれば、ピン４ｂによって
走行台車１側に連接されているシフタ３を関節のように
して上に折り曲げることができ、走行台車１の走行も容
易になる。

【００２９】なお、実施例では全周旋回式の圧入ヘッド
について説明したが、これに代えて揺動式の圧入ヘッド
としても全く同様である。

【００３０】

【発明の効果】本発明では、走行台車と圧入ヘッドとの
間に介装したシフタによって圧入ヘッドを走行台車の姿
勢に関係なく中空ケーシングの打設地面に倣わせるよう
にして姿勢を設定することができる。したがって、現場
の地面の状況が複雑であっても、打設地面の周囲のみを
水平面としてこの上に圧入ヘッドを載せるようにすれ
ば、中空ケーシングを鉛直方向に確実に打設することが
でき、良好な立坑の掘削が可能となる。

【００３１】また、シフタを介して圧入反力を走行台車
側に伝達させるようにすれば、この走行台車の自重を反
力受けとして活用することができ、圧入ヘッドに積載す
る反力錘の数も少なくて済むので、作業負担も軽減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の立坑掘削装置の概要を示す右側面図
である。

【図２】 走行台車に対する圧入ヘッドの連接構造を示
す要部の切欠平面図である。

【図３】 圧入ヘッドのバンドの旋回機構を含めて示す
要部の縦断面図である。

【図４】 圧入ヘッドの要部を示す概略平面図である。

【図５】 走行台車が右下がりの傾斜面に位置している
ときの圧入ヘッドの打設面への位置設定を示す右側面図
である。

【図６】 走行台車の移動のためにワイヤによって圧入
ヘッドを持ち上げた状態を示す右側面図である。

【図７】 従来の立坑掘削装置による立坑掘削を示す図
である。

【符号の説明】

１ ：走行台車 ２ ：圧入ヘッド ２ｃ：バンド ２ｄ：平歯車 ２ｅ：軸受 ２ｆ：駆動モータ ２ｇ：締付シリンダ ２ｉ：アウトリガー ２ｊ：反力錘 ２ｋ：摺動子 ３ ：シフタ ４ ：ベース ４ａ：ブラケット ４ｂ：ピン ４ｃ：支軸 ４ｄ：フランジ ５ ：フロントブロック ５ａ：連接座 ５ｃ：摺動溝 ６ ：昇降シリンダ ５０ ：中空ケーシング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空ケーシングを全周旋回または揺動旋
   回によって地中に圧入する圧入ヘッドを走行台車に連接
   する立坑掘削装置であって、走行台車に基端を連接され
   てその先端側を上下に揺動可能とし且つ走行台車の走行
   軸周りの旋回動作可能なシフタを介してこれらの走行台
   車及び圧入ヘッドを連接してなる立坑掘削装置。
2. 【請求項２】 シフタは、走行台車の前面に基端を水平
   軸線を持つピンによって連接されたベースと、このベー
   スに設けられピンの軸線と直交する軸線配置とした支軸
   周りに回動可能に連接したフロントブロックとを備え、
   更にフロントブロックの先端には昇降シリンダを介して
   圧入ヘッドを昇降操作可能としてなる請求項１記載の立
   坑掘削装置。