地盤の掘削装置および掘削方法
【課題】 掘削した土砂の搬送スペースを確保し、もって土砂の搬送を容易に行うことができる地盤の掘削装置および掘削方法を提供する。
【解決手段】 掘削装置１は、開放型推進函体２を備えており、開放型推進函体２は、推進ジャッキによって地中を推進しながら地中に埋設される。開放型推進函体２の内側には、支持枠３が立設されており、支持枠３の上に掘削重機４が設けられている。支持枠３の下方位置には、シャフローダ５が設けられている。掘削重機４で切羽の掘削を掘削し、落下した土砂をシャフローダ５によって回収する。
【解決手段】 掘削装置１は、開放型推進函体２を備えており、開放型推進函体２は、推進ジャッキによって地中を推進しながら地中に埋設される。開放型推進函体２の内側には、支持枠３が立設されており、支持枠３の上に掘削重機４が設けられている。支持枠３の下方位置には、シャフローダ５が設けられている。掘削重機４で切羽の掘削を掘削し、落下した土砂をシャフローダ５によって回収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の掘削装置および掘削方法に係り、特に、いわゆる函体推進工法に用いて好適な地盤の掘削装置および掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部のトンネルなどを掘削するにあたり、非開削で施工を行うことが要求されることなどから、推進装置によって函体を推進しながら地中に埋設してトンネル施工するいわゆる函体推進工法が知られている。この函体推進工法は、推進函体の内部に重機を配置し、重機によって推進函体の前方の切羽を掘削するものである。
【０００３】
このような函体推進工法に用いられるものとして、従来、刃口内に足場架台を上下移動自在に配設するとともに足場架台に足場部材を前後移動自在に設けている。この足場架台の上下移動によりその上方または下方に大きな作業空間を確保してパワーシャベルによる切羽の所望部分の掘削を可能にする推進刃口がある（たとえば、特許文献１参照）。この推進刃口を用いることにより、刃口を推進させながら大断面の切羽地盤を掘削する際に、切羽地盤を能率よく掘削するとともに、その掘削面の整形や土留作業を安全に行うことができるというものである。
【特許文献１】特開平６−３２３０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された推進刃口では、パワーシャベルを函体内に配置して掘削を行っている。このため、掘削した土砂を坑口側に搬送する際、パワーシャベルが邪魔となり、土砂の搬送が困難となるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、掘削した土砂の搬送スペースを確保し、もって土砂の搬送を容易に行うことができる地盤の掘削装置および掘削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決した本発明に係る地盤の掘削装置は、推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体を備え、開放型推進函体内に支持枠が立設され、支持枠上に、開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機が搭載され、支持枠の下方に、掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る地盤の掘削装置は、開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機が搭載され、支持枠の下方に、掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置が配置されている。このため、掘削した土砂は土砂回収装置で回収することができ、回収した土砂を搬送する際に、掘削重機が邪魔にならないようにすることができる。したがって、掘削した土砂の搬送スペースを確保し、もって土砂の搬送を容易に行うことができる。さらには、掘削重機が支持枠上に搭載されていることにより、小型の掘削重機によって切羽の上方まで掘削することができる。さらに、下方に土砂回収装置が設けられていることにより、上方で掘削した土砂を落下させるのみで土砂回収装置によって回収することができる。したがって、掘削作業の効率化を図ることができる。
【０００８】
ここで、支持枠上に、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動するトラバーサが設けられている態様とすることができる。
【０００９】
支持枠上に掘削重機を搭載することを考慮すると、掘削重機は小型化することが必要となる。ここで、掘削重機が小型であると、開放型推進函体の推進方向に交差する方向に広く掘削を行うことを考えると、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動させることが必要となる。掘削重機がたとえば自走で開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動できるようにすると、掘削重機の構成が複雑となってしまう。この点、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動するトラバーサが設けられていることにより、掘削重機が開放型推進函体の推進方向にのみしか移動できない場合でも、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に容易に移動させることができる。
【００１０】
また、掘削重機が掘削作業を行う際の掘削作業領域よりも切羽から遠い位置にトラバーサが設けられている態様とすることができる。
【００１１】
このように、掘削重機が掘削作業を行う際の掘削作業領域よりも切羽から遠い位置にトラバーサが設けられていることにより、掘削作業領域以外の場所で掘削重機を移動させることができる。したがって、その分掘削重機を安全に移動させることができる。
【００１２】
さらに、支持枠上に、掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、掘削重機における走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、走行レールは、スプロケットと噛み合うチェーン部材からなる態様とすることができる。
【００１３】
このように、掘削重機が走行する走行レールが敷設されていることにより、掘削重機を安定した状態で移動させることができる。しかも、重機における車輪がスプロケットからなり、走行レールは、このスプロケットと噛み合うチェーン部材からなることにより、さらに安定した状態で掘削重機を移動させることができる。
【００１４】
また、支持枠上に、掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、掘削重機における走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、走行レールは、スプロケットと噛み合うチェーン部材からなり、走行レールが、支持枠における掘削作業領域とトラバーサとの間にまたがって敷設されている態様とすることができる。
【００１５】
このように、支持枠における掘削作業領域とトラバーサとの間にまたがって敷設されていることにより、掘削重機を掘削作業領域とトラバーサとの間でスムースに移動させることができる。
【００１６】
さらに、支持枠に、掘削重機の浮き上がりを防止する浮き上がり防止手段が設けられている態様とすることができる。
【００１７】
このように、掘削重機の浮き上がりを防止する浮き上がり防止手段が設けられていることにより、掘削作業を行う際に前方に重心が移動しがちな掘削重機の転倒を好適に防止することができる。
【００１８】
また、掘削重機および土砂回収装置が、電動式装置である態様とすることができる。
【００１９】
このように、掘削重機および土砂回収装置が、電動式装置であることにより、作業を行う際の振動および騒音を抑制することができる。このため、市街地における夜間での作業など、振動や騒音の抑制を強く求められる状況での施工を好適に行うことができる。
【００２０】
他方、上記課題を解決した本発明に係る地盤の掘削方法は、推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体の内側に支持枠を立設し、支持枠上に開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機を搭載するとともに、支持枠の下方に掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置を配置し、掘削重機で掘削した土砂を土砂回収装置で回収して、地盤の掘削を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る地盤の掘削装置および掘削方法によれば、掘削した土砂の搬送スペースを確保し、もって土砂の搬送を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る地盤の掘削装置の側面図、図２はその平面図、図３はその切羽側から見た正面図である。また、図４はその拡大側面図、図５はその拡大正面図である。図１に示すように、本実施形態に係る掘削装置１は、開放型推進函体２を備えている。開放型推進函体２は、坑口側に設けられた図示しない推進ジャッキによって推進力を得ることにより、地中を推進しながら地中に埋設される。
【００２４】
開放型推進函体２の内部には、支持枠３が立設されており、支持枠３の上には掘削重機４が搭載される。さらに、支持枠３の下方には、土砂回収装置となるシャフローダ５が配置されている。シャフローダ５の坑口側にはコンベア６が配設されている。掘削重機４は、切羽の土砂を掘削し、下方に落下させる。掘削重機４によって掘削された土砂は、シャフローダ５によって回収され、コンベア６によって坑口側まで搬送される。このシャフローダ５およびコンベア６としては、電動式の装置が用いられており、エンジン等の内燃機関等を備えない構成とされている。
【００２５】
支持枠３は、図２および図３に示すように、左支持枠１０、中支持枠２０、および右支持枠３０を備えている。左支持枠１０は、支柱部材１１，１１を備えており、支柱部材１１，１１には、水平板１２が取り付けられている。また、水平板１２の上面における切羽側には、図４に示すように、開放型推進函体２の推進方向（以下「前後方向」という）に沿って延在する高さ調整枠１３が敷設されている。なお、図２では、右支持枠３０上に掘削重機４が搭載された状態を示している。また、支持枠３における切羽側の部分が本発明の掘削作業領域となる。
【００２６】
高さ調整枠１３の上には、前後方向に沿って延在し、所定間隔をおいて平行に敷設された２本の走行レール１４，１４が敷設されている。この走行レール１４は、図４に示すように、無限軌道における履帯を開放した形状と同様のチェーン状をなしており、後に説明する掘削重機４における車輪となるスプロケット部材５６と噛み合う構造となっている。
【００２７】
さらに、走行レール１４，１４同士の間には、図５に示すように、浮上防止レール１５が敷設されている。浮上防止レール１５は、前後方向に沿って延在し、走行レール１４と平行に配設されている。この浮上防止レール１５の断面は、上部および下部が幅広で高さ方向中央部がくぼんだ横向きＨ型をなしている。
【００２８】
また、浮上防止レール１５における切羽側端部には、走行ストッパ１６が立設されている。走行ストッパ１６は、図６に示すように、前後方向に直交する方向（以下「左右方向」という）に広い面を有する受板部材１６Ａと、この受板部材１６Ａを支持する受板支持部材１６Ｂとを備えている。受板部材１６Ａは、受板支持部材１６Ｂに支持されることにより、浮上防止レール１５よりも高い位置に配置されている。
【００２９】
同様に、図３および図５に示すように、中支持枠２０、右支持枠３０においても、左支持枠１０と同様の支柱部材２１，３１、水平板２２，３２、および高さ調整板２３，３３が設けられている。さらには、走行レール２４，３４、浮上防止レール２５，３５、および走行ストッパ２６，３６が設けられている。
【００３０】
これらの左中右支持枠１０，２０，３０の上面における坑口側端部には、トラバーサ７が設けられている。トラバーサ７は、図２に示すように、左中右支持枠１０，２０，３０の間に掛け渡されて敷設された移動台車レール４１を備えている。移動台車レール４１は、左右方向に沿って延在している。
【００３１】
また、移動台車レール４１上には、移動台車４２が配設されている。移動台車４２は、図４に示すように、台車本体４３を備えている。台車本体４３の下面側には、車輪４４が取り付けられている。この車輪が移動台車レール４１上を走行することにより、移動台車４２は、左右方向に移動する。
【００３２】
さらに、移動台車４２における台車本体４３の上面には、走行レール４５が敷設されている。走行レール４５は、前後方向に沿って延在しており、高さ調整枠１３の上面に敷設された走行レール１４と同様のチェーン状とされている。また、台車本体４３の高さは、高さ調整枠１３の高さと略同一とされている。このため、高さ調整枠１３上に敷設された走行レール１４と、台車本体４３上に敷設された走行レール４５とは、高さレベルが略同一となるように調整されている。
【００３３】
また、図７に示すように、移動台車４２における走行レール４５の坑口側端部には、後方走行ストッパ４６が設けられており、後方走行ストッパ４６の切羽側には、緩衝部材４７が取り付けられている。緩衝部材４７は、弾性を有しており、当接する部材との間の緩衝機能を果たしている。
【００３４】
さらに、後方走行ストッパ４６の側方には、移動台車固定用レバー４８が設けられている。移動台車４２は、左中右支持枠１０，２０，３０に敷設された走行レール１４，２４，３４のいずれかと、台車本体４３に敷設された走行レール４５とが直線状に配置されたときに、移動台車４２の位置を決める位置決め機構を備えている。移動台車固定用レバー４８を操作することにより、この位置決め機構によって位置決めされた位置に移動台車４２を固定することができる。その一方で、移動台車固定用レバー４８を逆に操作することにより、この位置決め機構によって位置決めされた位置から移動台車４２を移動させることができる。さらに、台車本体４３の側方には、弾性の緩衝部材４９が設けられている。
【００３５】
掘削作業を行う際には、支持枠３上に掘削重機４が搭載される。掘削重機４は、図４に示すように、重機本体５１を備えており、重機本体５１には、作業員が搭乗する運転席が設けられている。また、重機本体５１における先端部には掘削アーム５２が取り付けられている。掘削アーム５２は、３つの関節を有しており、それぞれの関節が水平軸周りに回動して屈曲可能とされている。
【００３６】
また、重機本体５１における掘削アーム５２の取付位置には、旋回機構５３が設けられている。この旋回機構によって、掘削アーム５２が鉛直軸周りに旋回可能とされている。この掘削アーム５２は、図示しない電動油圧式モータを用いて屈曲や旋回といった操作が可能とされている。
【００３７】
また、掘削アーム５２の先端には、アタッチメント部材５４が取り付けられている。この掘削アーム５２の先端におけるアタッチメント部材５４は、交換可能とされている。図４に示す例では、アタッチメント部材５４として、図８（ａ）にも示す掘削爪５４Ａが取り付けられているが、図８（ｂ）に示すドリル部材５４Ｂなどを取り付けることもできる。もちろん、その他のアタッチメント部材を取り付けることもできる。
【００３８】
重機本体５１の下方位置には、重機本体５１が搭載された板状のベース部材５５が設けられている。また、ベース部材５５の下面の四隅には、それぞれ走行車輪となるスプロケット部材５６が設けられている。スプロケット部材５６は、左中右支持枠１０，２０，３０に敷設された走行レール１４，２４，３４および台車本体４３に敷設された走行レール４５のいずれと噛み合い可能とされたピッチの歯を備えている。掘削重機４は、スプロケット部材５６が走行レール１４，２４，３４と噛み合わさりながら、前後方向に移動可能とされている。スプロケット部材５６は、図示しない油圧モータによって回動可能とされており、掘削重機４は、この油圧モータで走行させることができるようになっている。したがって、掘削重機４は、全体的にエンジン等の内燃機関を用いることのない電動油圧駆動方式となっている。
【００３９】
さらに、図５に示すように、ベース部材５５の下面における前後方向後方位置であって、幅方向略中央部には、浮上防止爪５７が設けられている。浮上防止爪５７は、左中右支持枠１０，２０，３０における浮上防止レール１５，２５，３５と嵌合可能とされている。また、浮上防止レール１５と浮上防止爪５７とが嵌合している際には、浮上防止レール１５と浮上防止爪５７とが嵌合した状態のまま、掘削重機４が前後方向に移動可能とされている。
【００４０】
また、ベース部材５５の下面における前方位置であって、左右方向略中央位置には、当接部材が設けられている。当接部材は、正面から見て、走行ストッパ１６と重なる位置に設けられている。掘削重機４が切羽方向に前進し、切羽に近づきすぎると、この当接部材が走行ストッパ１６に当接して掘削重機４の前進を阻止する。さらに、当接部材の先端部には緩衝部材が取り付けられており、当接部材が走行ストッパ１６に当接する際の衝撃を吸収している。
【００４１】
次に、本実施形態に係る地盤の掘削装置１による掘削作業の手順について説明する。本実施形態に係る地盤の掘削装置においては、所定位置での掘削作業が済んだら、トラバーサ７における走行レール４５上には、掘削重機４が搭載された状態となっている。この状態から図示しない推進ジャッキを用いて所定位置まで開放型推進函体２を前進移動させて、開放型推進函体２を停止させる。
【００４２】
続いて、トラバーサ７における走行レール４５が、支持枠３における走行レール１４，２４，３４のうち、所望の走行レールと直線状に配置される位置、たとえば走行レール１４と走行レール４５とが直線状に配置される位置まで移動台車４２を移動させる。移動台車４２を移動させる際には、移動台車固定用レバー４８を操作して移動台車４２を移動可能とする。それから、移動台車レール４１に沿って移動台車４２を左右方向に移動させる。このとき、走行レール４５が所望の位置にある場合には、移動台車４２の移動作業は省略される。
【００４３】
こうして移動台車４２を移動させたら、重機本体５１に設けられた運転席に作業員が搭乗し、掘削重機４を掘削作業領域まで前進させる。ここでは、走行レール４５から走行レール１４の順に掘削重機４を走行させることによって掘削重機４を前進させる。それから、掘削重機４が掘削作業領域内の所定の位置まで前進したら、掘削重機４を停止させる。このとき、掘削重機４が前進しすぎた場合には、水平板１２に設けられた走行ストッパ１６に掘削重機４における当接部材が当接する。このため、掘削重機４が前進しすぎて、支持枠３から転落することを防止している。
【００４４】
掘削重機４を所定の位置まで前進させたら、掘削重機４における掘削アーム５２に所定のアタッチメント部材５４、たとえば掘削爪５４Ａを取り付ける。ここで、既に掘削爪５４Ａが取り付けられている場合には、この作業を省略する。掘削重機４における掘削アーム５２に掘削爪５４Ａを取り付けたら、掘削作業を開始する。掘削作業が行われている間、浮上防止爪５７が浮上防止レール１５に嵌合した状態となっている。この浮上防止爪５７は、掘削重機４が走行している間は、浮上防止レール１５に沿って移動している。
【００４５】
掘削作業を行う際には、重機本体５１に設けられた運転席に搭乗している作業員が掘削アーム５２を操作して、切羽の掘削作業を行う。切羽の掘削作業を行うと、切羽の掘削によって生じた土砂が下方に落下する。ここで、支持枠３の下方には、シャフローダ５が配置されているので、落下する土砂をシャフローダ５が回収する。シャフローダ５によって回収された土砂は、コンベア６へと移送される。コンベア６では、移送されてきた土砂を順次坑口側へと搬送する。坑口近傍では、搬送されてきた土砂をトンネルの外に排出し、適宜処理する。
【００４６】
このとき、掘削爪５４Ａで掘削した土砂は下方へ落下し、落下した土砂をシャフローダ５およびコンベア６を用いて坑口側まで搬送している。坑口側に搬送された土砂は、トラックに積載するなどして適宜排出する。また、掘削作業を行う際には、切羽の性状等に合わせて、アタッチメント部材５４を掘削爪５４Ａからドリル部材５４Ｂ等に交換することができる。
【００４７】
続いて、左支持枠１０の上で切羽の左側の掘削作業を行った掘削重機４は、その後に切羽の中央位置の掘削作業を行う。そのため、左支持枠１０の上での掘削作業が終了した後、走行レール１４上を走行して後退し、トラバーサ７における走行レール４５上まで移動する。このとき、トラバーサ７における移動台車４２の上には、後方走行ストッパ４６が設けられている。このため、掘削重機４が移動台車４２を超えて移動することを防止することができ、掘削重機４が移動台車４２の上に確実に乗せられる。
【００４８】
移動台車４２の上に掘削重機４が乗せられたら、作業員が移動台車固定用レバー４８を操作し、移動台車４２が移動台車レール４１に沿って左右方向に移動可能な状態とする。それから、作業員が移動台車４２を移動台車レール４１に沿って動かし、左支持枠１０上から中支持枠２０上に移動させる。
【００４９】
移動台車４２が中支持枠２０上に移動させられると、移動台車４２上における走行レールと中支持枠２０上の走行レール２４とが直線状に配置される。この時点で、作業員が移動台車固定用レバー４８を操作し移動台車４２を固定する。このとき、トラバーサ７には位置決め機構が設けられていることから、移動台車４２上における走行レールと中支持枠２０上の走行レール２４とが直線状に配置される位置に移動台車４２を確実に移動させることができる。
【００５０】
それから、作業員が掘削重機４の運転席に搭乗して運転を行い、中支持枠２０における掘削作業領域まで掘削重機４を前進させる。以後、中支持枠２０における掘削作業を行い、掘削作業が済んだら、同様の工程を経て中支持枠２０から右支持枠３０に掘削重機４を移動させて、右支持枠３０上で掘削作業を行う。
【００５１】
右支持枠３０上での掘削作業が済んだら、トラバーサ７における移動台車４２は、右支持枠３０上に載置され、この移動台車４２の上に掘削重機４が乗せられた状態にある。その後、移動台車４２を右支持枠３０上から左支持枠１０上まで移動させる。こうして、開放型推進函体２を停止させた状態での掘削が終了する。その後、推進ジャッキを用いて開放型推進函体２を前進させ、同様の工程を繰り返して掘削作業を行う。
【００５２】
このように、本実施形態に係る地盤の掘削装置１においては、掘削作業を行う際、支持枠３上に搭載された掘削重機４で掘削を行い、掘削した土砂は下方へ落下する。落下した土砂をシャフローダ５およびコンベア６を用いて坑口側に搬送される。ここで、掘削を行う掘削重機４は、支持枠３の上に搭乗されている。このため、支持枠３の下側では、掘削した土砂の搬送スペースを確保することができ、土砂の搬送を行うシャフローダ５およびコンベア６を設置することができる。したがって、掘削重機４を土砂の搬送の邪魔にならないようにすることができ、土砂の搬送を容易に行うことができる。
【００５３】
さらには、掘削重機４を用いた掘削を行うことができることから、作業員が人力によって切羽の掘削を行うといった作業を行わないようにすることができる。したがって、地盤の掘削を行う際の作業員の労力の負担を軽減することができるとともに、安全性を確保することができる。
【００５４】
また、掘削重機４は、走行レール１４，２４，３４に沿って掘削作業領域まで移動する。このため、定められた位置を通って掘削作業領域まで移動するので、左右の位置決めを容易に行うことができ、掘削アーム５２を旋回させた際の壁面との接触を好適に防止することができる。
【００５５】
また、支持枠３上に載置される掘削重機４は、いきおい小型のものとなっており、掘削重機４は走行レール１４，２４，３４上を走行することから、前後方向への移動しかできない。この点、本実施形態に係る地盤の掘削装置１では、支持枠３上で掘削重機４を左右方向に移動させるためのトラバーサ７が設けられている。このため、掘削重機４をトラバーサ７によって左右方向に容易に移動させることができるので、左右方向に広く掘削を容易に行うことができる。
【００５６】
さらには、掘削重機４を左右方向に容易に移動させることができることから、掘削アーム５２の旋回動作を少なくすることができる。したがって、掘削アーム５２の旋回による開放型推進函体２の内側面に掘削アーム５２が接触し開放型推進函体２の内側面を損傷する事態を防止することができる。
【００５７】
しかも、トラバーサ７は、切羽から遠い位置に設けられ、掘削作業領域よりも後方位置に設けられている。このため、掘削作業領域以外の場所で掘削重機を移動させることができる。したがって、その分掘削重機を安全に移動させることができる。
【００５８】
さらに、左中右支持枠１０，２０，３０に設けられた走行レール１４，２４，３４およびトラバーサ７における移動台車４２に設けられた走行レール４５は、いずれもチェーン状をなしている。また、掘削重機４における車輪としてこれらの走行レールと噛み合うスプロケット部材５６が用いられている。このため、掘削重機４を確実に移動させることができる。
【００５９】
また、左中右支持枠１０，２０，３０に設けられた走行レール１４，２４，３４およびトラバーサ７における移動台車４２に設けられた走行レール４５は、支持枠３における掘削作業領域とトラバーサ７との間にまたがって敷設されていることとなる。このため、掘削重機４を掘削作業領域とトラバーサ７との間でスムースに移動させることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態に係る地盤の掘削装置１では、掘削重機４による掘削作業を行う際、浮上防止爪５７が浮上防止レール１５に嵌合している。掘削作業を行う際には、掘削重機４の前方に重心が移動しがちとなり、掘削重機４の転倒が懸念される。ここで、浮上防止爪５７が浮上防止レール１５に嵌合していることにより、掘削重機４の転倒を好適に防止することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態に係る掘削重機４、シャフローダ５、コンベア６、およびトラバーサ７は、いずれも電動式のものである。このため、エンジンなどの内燃機関を用いた装置と比較して騒音や振動を非常に小さくすることができる。したがって、市街地における夜間での作業など、振動や騒音の抑制を強く求められる状況での施工を好適に行うことができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態ではシャフローダ５およびコンベア６を用いて土砂を搬送しているが、人力やその他の態様で土砂を搬送することもできる。また、上記実施形態では掘削重機４を１基のみ用いているが、複数の掘削重機を用いて掘削作業を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】掘削装置の側面図である。
【図２】掘削装置の平面図である。
【図３】掘削装置の切羽側から見た正面図である。
【図４】掘削装置の拡大側面図である。
【図５】掘削装置の拡大正面図である。
【図６】掘削装置の前部拡大斜視図である。
【図７】掘削装置の後部拡大斜視図である。
【図８】アタッチメント部材を示す図であり、（ａ）は掘削爪を示す側面図、（ｂ）はドリル部材を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…掘削装置
２…開放型推進函体
３…支持枠
４…掘削重機
５…シャフローダ
６…コンベア
７…トラバーサ
１０…左支持枠
１１，２１，３１…支柱部材
１２，２２，３２…水平板
１３，２３，３３…高さ調整枠
１４，２４，３４…走行レール
１５，２５，３５…浮上防止レール
１６，２６，３６…走行ストッパ
１６Ａ…受板部材
１６Ｂ…受板支持部材
２０…中支持枠
３０…右支持枠
４１…移動台車レール
４２…移動台車
４３…台車本体
４４…車輪
４５…走行レール
４６…後方走行ストッパ
４７…緩衝部材
４８…移動台車固定用レバー
４９…緩衝部材
５１…重機本体
５２…掘削アーム
５３…旋回機構
５４…アタッチメント部材
５４Ａ…掘削爪
５４Ｂ…ドリル部材
５５…ベース部材
５６…スプロケット部材
５７…浮上防止爪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の掘削装置および掘削方法に係り、特に、いわゆる函体推進工法に用いて好適な地盤の掘削装置および掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部のトンネルなどを掘削するにあたり、非開削で施工を行うことが要求されることなどから、推進装置によって函体を推進しながら地中に埋設してトンネル施工するいわゆる函体推進工法が知られている。この函体推進工法は、推進函体の内部に重機を配置し、重機によって推進函体の前方の切羽を掘削するものである。
【０００３】
このような函体推進工法に用いられるものとして、従来、刃口内に足場架台を上下移動自在に配設するとともに足場架台に足場部材を前後移動自在に設けている。この足場架台の上下移動によりその上方または下方に大きな作業空間を確保してパワーシャベルによる切羽の所望部分の掘削を可能にする推進刃口がある（たとえば、特許文献１参照）。この推進刃口を用いることにより、刃口を推進させながら大断面の切羽地盤を掘削する際に、切羽地盤を能率よく掘削するとともに、その掘削面の整形や土留作業を安全に行うことができるというものである。
【特許文献１】特開平６−３２３０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された推進刃口では、パワーシャベルを函体内に配置して掘削を行っている。このため、掘削した土砂を坑口側に搬送する際、パワーシャベルが邪魔となり、土砂の搬送が困難となるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、掘削した土砂の搬送スペースを確保し、もって土砂の搬送を容易に行うことができる地盤の掘削装置および掘削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決した本発明に係る地盤の掘削装置は、推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体を備え、開放型推進函体内に支持枠が立設され、支持枠上に、開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機が搭載され、支持枠の下方に、掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る地盤の掘削装置は、開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機が搭載され、支持枠の下方に、掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置が配置されている。このため、掘削した土砂は土砂回収装置で回収することができ、回収した土砂を搬送する際に、掘削重機が邪魔にならないようにすることができる。したがって、掘削した土砂の搬送スペースを確保し、もって土砂の搬送を容易に行うことができる。さらには、掘削重機が支持枠上に搭載されていることにより、小型の掘削重機によって切羽の上方まで掘削することができる。さらに、下方に土砂回収装置が設けられていることにより、上方で掘削した土砂を落下させるのみで土砂回収装置によって回収することができる。したがって、掘削作業の効率化を図ることができる。
【０００８】
ここで、支持枠上に、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動するトラバーサが設けられている態様とすることができる。
【０００９】
支持枠上に掘削重機を搭載することを考慮すると、掘削重機は小型化することが必要となる。ここで、掘削重機が小型であると、開放型推進函体の推進方向に交差する方向に広く掘削を行うことを考えると、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動させることが必要となる。掘削重機がたとえば自走で開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動できるようにすると、掘削重機の構成が複雑となってしまう。この点、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動するトラバーサが設けられていることにより、掘削重機が開放型推進函体の推進方向にのみしか移動できない場合でも、掘削重機を開放型推進函体の推進方向に交差する方向に容易に移動させることができる。
【００１０】
また、掘削重機が掘削作業を行う際の掘削作業領域よりも切羽から遠い位置にトラバーサが設けられている態様とすることができる。
【００１１】
このように、掘削重機が掘削作業を行う際の掘削作業領域よりも切羽から遠い位置にトラバーサが設けられていることにより、掘削作業領域以外の場所で掘削重機を移動させることができる。したがって、その分掘削重機を安全に移動させることができる。
【００１２】
さらに、支持枠上に、掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、掘削重機における走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、走行レールは、スプロケットと噛み合うチェーン部材からなる態様とすることができる。
【００１３】
このように、掘削重機が走行する走行レールが敷設されていることにより、掘削重機を安定した状態で移動させることができる。しかも、重機における車輪がスプロケットからなり、走行レールは、このスプロケットと噛み合うチェーン部材からなることにより、さらに安定した状態で掘削重機を移動させることができる。
【００１４】
また、支持枠上に、掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、掘削重機における走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、走行レールは、スプロケットと噛み合うチェーン部材からなり、走行レールが、支持枠における掘削作業領域とトラバーサとの間にまたがって敷設されている態様とすることができる。
【００１５】
このように、支持枠における掘削作業領域とトラバーサとの間にまたがって敷設されていることにより、掘削重機を掘削作業領域とトラバーサとの間でスムースに移動させることができる。
【００１６】
さらに、支持枠に、掘削重機の浮き上がりを防止する浮き上がり防止手段が設けられている態様とすることができる。
【００１７】
このように、掘削重機の浮き上がりを防止する浮き上がり防止手段が設けられていることにより、掘削作業を行う際に前方に重心が移動しがちな掘削重機の転倒を好適に防止することができる。
【００１８】
また、掘削重機および土砂回収装置が、電動式装置である態様とすることができる。
【００１９】
このように、掘削重機および土砂回収装置が、電動式装置であることにより、作業を行う際の振動および騒音を抑制することができる。このため、市街地における夜間での作業など、振動や騒音の抑制を強く求められる状況での施工を好適に行うことができる。
【００２０】
他方、上記課題を解決した本発明に係る地盤の掘削方法は、推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体の内側に支持枠を立設し、支持枠上に開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機を搭載するとともに、支持枠の下方に掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置を配置し、掘削重機で掘削した土砂を土砂回収装置で回収して、地盤の掘削を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る地盤の掘削装置および掘削方法によれば、掘削した土砂の搬送スペースを確保し、もって土砂の搬送を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る地盤の掘削装置の側面図、図２はその平面図、図３はその切羽側から見た正面図である。また、図４はその拡大側面図、図５はその拡大正面図である。図１に示すように、本実施形態に係る掘削装置１は、開放型推進函体２を備えている。開放型推進函体２は、坑口側に設けられた図示しない推進ジャッキによって推進力を得ることにより、地中を推進しながら地中に埋設される。
【００２４】
開放型推進函体２の内部には、支持枠３が立設されており、支持枠３の上には掘削重機４が搭載される。さらに、支持枠３の下方には、土砂回収装置となるシャフローダ５が配置されている。シャフローダ５の坑口側にはコンベア６が配設されている。掘削重機４は、切羽の土砂を掘削し、下方に落下させる。掘削重機４によって掘削された土砂は、シャフローダ５によって回収され、コンベア６によって坑口側まで搬送される。このシャフローダ５およびコンベア６としては、電動式の装置が用いられており、エンジン等の内燃機関等を備えない構成とされている。
【００２５】
支持枠３は、図２および図３に示すように、左支持枠１０、中支持枠２０、および右支持枠３０を備えている。左支持枠１０は、支柱部材１１，１１を備えており、支柱部材１１，１１には、水平板１２が取り付けられている。また、水平板１２の上面における切羽側には、図４に示すように、開放型推進函体２の推進方向（以下「前後方向」という）に沿って延在する高さ調整枠１３が敷設されている。なお、図２では、右支持枠３０上に掘削重機４が搭載された状態を示している。また、支持枠３における切羽側の部分が本発明の掘削作業領域となる。
【００２６】
高さ調整枠１３の上には、前後方向に沿って延在し、所定間隔をおいて平行に敷設された２本の走行レール１４，１４が敷設されている。この走行レール１４は、図４に示すように、無限軌道における履帯を開放した形状と同様のチェーン状をなしており、後に説明する掘削重機４における車輪となるスプロケット部材５６と噛み合う構造となっている。
【００２７】
さらに、走行レール１４，１４同士の間には、図５に示すように、浮上防止レール１５が敷設されている。浮上防止レール１５は、前後方向に沿って延在し、走行レール１４と平行に配設されている。この浮上防止レール１５の断面は、上部および下部が幅広で高さ方向中央部がくぼんだ横向きＨ型をなしている。
【００２８】
また、浮上防止レール１５における切羽側端部には、走行ストッパ１６が立設されている。走行ストッパ１６は、図６に示すように、前後方向に直交する方向（以下「左右方向」という）に広い面を有する受板部材１６Ａと、この受板部材１６Ａを支持する受板支持部材１６Ｂとを備えている。受板部材１６Ａは、受板支持部材１６Ｂに支持されることにより、浮上防止レール１５よりも高い位置に配置されている。
【００２９】
同様に、図３および図５に示すように、中支持枠２０、右支持枠３０においても、左支持枠１０と同様の支柱部材２１，３１、水平板２２，３２、および高さ調整板２３，３３が設けられている。さらには、走行レール２４，３４、浮上防止レール２５，３５、および走行ストッパ２６，３６が設けられている。
【００３０】
これらの左中右支持枠１０，２０，３０の上面における坑口側端部には、トラバーサ７が設けられている。トラバーサ７は、図２に示すように、左中右支持枠１０，２０，３０の間に掛け渡されて敷設された移動台車レール４１を備えている。移動台車レール４１は、左右方向に沿って延在している。
【００３１】
また、移動台車レール４１上には、移動台車４２が配設されている。移動台車４２は、図４に示すように、台車本体４３を備えている。台車本体４３の下面側には、車輪４４が取り付けられている。この車輪が移動台車レール４１上を走行することにより、移動台車４２は、左右方向に移動する。
【００３２】
さらに、移動台車４２における台車本体４３の上面には、走行レール４５が敷設されている。走行レール４５は、前後方向に沿って延在しており、高さ調整枠１３の上面に敷設された走行レール１４と同様のチェーン状とされている。また、台車本体４３の高さは、高さ調整枠１３の高さと略同一とされている。このため、高さ調整枠１３上に敷設された走行レール１４と、台車本体４３上に敷設された走行レール４５とは、高さレベルが略同一となるように調整されている。
【００３３】
また、図７に示すように、移動台車４２における走行レール４５の坑口側端部には、後方走行ストッパ４６が設けられており、後方走行ストッパ４６の切羽側には、緩衝部材４７が取り付けられている。緩衝部材４７は、弾性を有しており、当接する部材との間の緩衝機能を果たしている。
【００３４】
さらに、後方走行ストッパ４６の側方には、移動台車固定用レバー４８が設けられている。移動台車４２は、左中右支持枠１０，２０，３０に敷設された走行レール１４，２４，３４のいずれかと、台車本体４３に敷設された走行レール４５とが直線状に配置されたときに、移動台車４２の位置を決める位置決め機構を備えている。移動台車固定用レバー４８を操作することにより、この位置決め機構によって位置決めされた位置に移動台車４２を固定することができる。その一方で、移動台車固定用レバー４８を逆に操作することにより、この位置決め機構によって位置決めされた位置から移動台車４２を移動させることができる。さらに、台車本体４３の側方には、弾性の緩衝部材４９が設けられている。
【００３５】
掘削作業を行う際には、支持枠３上に掘削重機４が搭載される。掘削重機４は、図４に示すように、重機本体５１を備えており、重機本体５１には、作業員が搭乗する運転席が設けられている。また、重機本体５１における先端部には掘削アーム５２が取り付けられている。掘削アーム５２は、３つの関節を有しており、それぞれの関節が水平軸周りに回動して屈曲可能とされている。
【００３６】
また、重機本体５１における掘削アーム５２の取付位置には、旋回機構５３が設けられている。この旋回機構によって、掘削アーム５２が鉛直軸周りに旋回可能とされている。この掘削アーム５２は、図示しない電動油圧式モータを用いて屈曲や旋回といった操作が可能とされている。
【００３７】
また、掘削アーム５２の先端には、アタッチメント部材５４が取り付けられている。この掘削アーム５２の先端におけるアタッチメント部材５４は、交換可能とされている。図４に示す例では、アタッチメント部材５４として、図８（ａ）にも示す掘削爪５４Ａが取り付けられているが、図８（ｂ）に示すドリル部材５４Ｂなどを取り付けることもできる。もちろん、その他のアタッチメント部材を取り付けることもできる。
【００３８】
重機本体５１の下方位置には、重機本体５１が搭載された板状のベース部材５５が設けられている。また、ベース部材５５の下面の四隅には、それぞれ走行車輪となるスプロケット部材５６が設けられている。スプロケット部材５６は、左中右支持枠１０，２０，３０に敷設された走行レール１４，２４，３４および台車本体４３に敷設された走行レール４５のいずれと噛み合い可能とされたピッチの歯を備えている。掘削重機４は、スプロケット部材５６が走行レール１４，２４，３４と噛み合わさりながら、前後方向に移動可能とされている。スプロケット部材５６は、図示しない油圧モータによって回動可能とされており、掘削重機４は、この油圧モータで走行させることができるようになっている。したがって、掘削重機４は、全体的にエンジン等の内燃機関を用いることのない電動油圧駆動方式となっている。
【００３９】
さらに、図５に示すように、ベース部材５５の下面における前後方向後方位置であって、幅方向略中央部には、浮上防止爪５７が設けられている。浮上防止爪５７は、左中右支持枠１０，２０，３０における浮上防止レール１５，２５，３５と嵌合可能とされている。また、浮上防止レール１５と浮上防止爪５７とが嵌合している際には、浮上防止レール１５と浮上防止爪５７とが嵌合した状態のまま、掘削重機４が前後方向に移動可能とされている。
【００４０】
また、ベース部材５５の下面における前方位置であって、左右方向略中央位置には、当接部材が設けられている。当接部材は、正面から見て、走行ストッパ１６と重なる位置に設けられている。掘削重機４が切羽方向に前進し、切羽に近づきすぎると、この当接部材が走行ストッパ１６に当接して掘削重機４の前進を阻止する。さらに、当接部材の先端部には緩衝部材が取り付けられており、当接部材が走行ストッパ１６に当接する際の衝撃を吸収している。
【００４１】
次に、本実施形態に係る地盤の掘削装置１による掘削作業の手順について説明する。本実施形態に係る地盤の掘削装置においては、所定位置での掘削作業が済んだら、トラバーサ７における走行レール４５上には、掘削重機４が搭載された状態となっている。この状態から図示しない推進ジャッキを用いて所定位置まで開放型推進函体２を前進移動させて、開放型推進函体２を停止させる。
【００４２】
続いて、トラバーサ７における走行レール４５が、支持枠３における走行レール１４，２４，３４のうち、所望の走行レールと直線状に配置される位置、たとえば走行レール１４と走行レール４５とが直線状に配置される位置まで移動台車４２を移動させる。移動台車４２を移動させる際には、移動台車固定用レバー４８を操作して移動台車４２を移動可能とする。それから、移動台車レール４１に沿って移動台車４２を左右方向に移動させる。このとき、走行レール４５が所望の位置にある場合には、移動台車４２の移動作業は省略される。
【００４３】
こうして移動台車４２を移動させたら、重機本体５１に設けられた運転席に作業員が搭乗し、掘削重機４を掘削作業領域まで前進させる。ここでは、走行レール４５から走行レール１４の順に掘削重機４を走行させることによって掘削重機４を前進させる。それから、掘削重機４が掘削作業領域内の所定の位置まで前進したら、掘削重機４を停止させる。このとき、掘削重機４が前進しすぎた場合には、水平板１２に設けられた走行ストッパ１６に掘削重機４における当接部材が当接する。このため、掘削重機４が前進しすぎて、支持枠３から転落することを防止している。
【００４４】
掘削重機４を所定の位置まで前進させたら、掘削重機４における掘削アーム５２に所定のアタッチメント部材５４、たとえば掘削爪５４Ａを取り付ける。ここで、既に掘削爪５４Ａが取り付けられている場合には、この作業を省略する。掘削重機４における掘削アーム５２に掘削爪５４Ａを取り付けたら、掘削作業を開始する。掘削作業が行われている間、浮上防止爪５７が浮上防止レール１５に嵌合した状態となっている。この浮上防止爪５７は、掘削重機４が走行している間は、浮上防止レール１５に沿って移動している。
【００４５】
掘削作業を行う際には、重機本体５１に設けられた運転席に搭乗している作業員が掘削アーム５２を操作して、切羽の掘削作業を行う。切羽の掘削作業を行うと、切羽の掘削によって生じた土砂が下方に落下する。ここで、支持枠３の下方には、シャフローダ５が配置されているので、落下する土砂をシャフローダ５が回収する。シャフローダ５によって回収された土砂は、コンベア６へと移送される。コンベア６では、移送されてきた土砂を順次坑口側へと搬送する。坑口近傍では、搬送されてきた土砂をトンネルの外に排出し、適宜処理する。
【００４６】
このとき、掘削爪５４Ａで掘削した土砂は下方へ落下し、落下した土砂をシャフローダ５およびコンベア６を用いて坑口側まで搬送している。坑口側に搬送された土砂は、トラックに積載するなどして適宜排出する。また、掘削作業を行う際には、切羽の性状等に合わせて、アタッチメント部材５４を掘削爪５４Ａからドリル部材５４Ｂ等に交換することができる。
【００４７】
続いて、左支持枠１０の上で切羽の左側の掘削作業を行った掘削重機４は、その後に切羽の中央位置の掘削作業を行う。そのため、左支持枠１０の上での掘削作業が終了した後、走行レール１４上を走行して後退し、トラバーサ７における走行レール４５上まで移動する。このとき、トラバーサ７における移動台車４２の上には、後方走行ストッパ４６が設けられている。このため、掘削重機４が移動台車４２を超えて移動することを防止することができ、掘削重機４が移動台車４２の上に確実に乗せられる。
【００４８】
移動台車４２の上に掘削重機４が乗せられたら、作業員が移動台車固定用レバー４８を操作し、移動台車４２が移動台車レール４１に沿って左右方向に移動可能な状態とする。それから、作業員が移動台車４２を移動台車レール４１に沿って動かし、左支持枠１０上から中支持枠２０上に移動させる。
【００４９】
移動台車４２が中支持枠２０上に移動させられると、移動台車４２上における走行レールと中支持枠２０上の走行レール２４とが直線状に配置される。この時点で、作業員が移動台車固定用レバー４８を操作し移動台車４２を固定する。このとき、トラバーサ７には位置決め機構が設けられていることから、移動台車４２上における走行レールと中支持枠２０上の走行レール２４とが直線状に配置される位置に移動台車４２を確実に移動させることができる。
【００５０】
それから、作業員が掘削重機４の運転席に搭乗して運転を行い、中支持枠２０における掘削作業領域まで掘削重機４を前進させる。以後、中支持枠２０における掘削作業を行い、掘削作業が済んだら、同様の工程を経て中支持枠２０から右支持枠３０に掘削重機４を移動させて、右支持枠３０上で掘削作業を行う。
【００５１】
右支持枠３０上での掘削作業が済んだら、トラバーサ７における移動台車４２は、右支持枠３０上に載置され、この移動台車４２の上に掘削重機４が乗せられた状態にある。その後、移動台車４２を右支持枠３０上から左支持枠１０上まで移動させる。こうして、開放型推進函体２を停止させた状態での掘削が終了する。その後、推進ジャッキを用いて開放型推進函体２を前進させ、同様の工程を繰り返して掘削作業を行う。
【００５２】
このように、本実施形態に係る地盤の掘削装置１においては、掘削作業を行う際、支持枠３上に搭載された掘削重機４で掘削を行い、掘削した土砂は下方へ落下する。落下した土砂をシャフローダ５およびコンベア６を用いて坑口側に搬送される。ここで、掘削を行う掘削重機４は、支持枠３の上に搭乗されている。このため、支持枠３の下側では、掘削した土砂の搬送スペースを確保することができ、土砂の搬送を行うシャフローダ５およびコンベア６を設置することができる。したがって、掘削重機４を土砂の搬送の邪魔にならないようにすることができ、土砂の搬送を容易に行うことができる。
【００５３】
さらには、掘削重機４を用いた掘削を行うことができることから、作業員が人力によって切羽の掘削を行うといった作業を行わないようにすることができる。したがって、地盤の掘削を行う際の作業員の労力の負担を軽減することができるとともに、安全性を確保することができる。
【００５４】
また、掘削重機４は、走行レール１４，２４，３４に沿って掘削作業領域まで移動する。このため、定められた位置を通って掘削作業領域まで移動するので、左右の位置決めを容易に行うことができ、掘削アーム５２を旋回させた際の壁面との接触を好適に防止することができる。
【００５５】
また、支持枠３上に載置される掘削重機４は、いきおい小型のものとなっており、掘削重機４は走行レール１４，２４，３４上を走行することから、前後方向への移動しかできない。この点、本実施形態に係る地盤の掘削装置１では、支持枠３上で掘削重機４を左右方向に移動させるためのトラバーサ７が設けられている。このため、掘削重機４をトラバーサ７によって左右方向に容易に移動させることができるので、左右方向に広く掘削を容易に行うことができる。
【００５６】
さらには、掘削重機４を左右方向に容易に移動させることができることから、掘削アーム５２の旋回動作を少なくすることができる。したがって、掘削アーム５２の旋回による開放型推進函体２の内側面に掘削アーム５２が接触し開放型推進函体２の内側面を損傷する事態を防止することができる。
【００５７】
しかも、トラバーサ７は、切羽から遠い位置に設けられ、掘削作業領域よりも後方位置に設けられている。このため、掘削作業領域以外の場所で掘削重機を移動させることができる。したがって、その分掘削重機を安全に移動させることができる。
【００５８】
さらに、左中右支持枠１０，２０，３０に設けられた走行レール１４，２４，３４およびトラバーサ７における移動台車４２に設けられた走行レール４５は、いずれもチェーン状をなしている。また、掘削重機４における車輪としてこれらの走行レールと噛み合うスプロケット部材５６が用いられている。このため、掘削重機４を確実に移動させることができる。
【００５９】
また、左中右支持枠１０，２０，３０に設けられた走行レール１４，２４，３４およびトラバーサ７における移動台車４２に設けられた走行レール４５は、支持枠３における掘削作業領域とトラバーサ７との間にまたがって敷設されていることとなる。このため、掘削重機４を掘削作業領域とトラバーサ７との間でスムースに移動させることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態に係る地盤の掘削装置１では、掘削重機４による掘削作業を行う際、浮上防止爪５７が浮上防止レール１５に嵌合している。掘削作業を行う際には、掘削重機４の前方に重心が移動しがちとなり、掘削重機４の転倒が懸念される。ここで、浮上防止爪５７が浮上防止レール１５に嵌合していることにより、掘削重機４の転倒を好適に防止することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態に係る掘削重機４、シャフローダ５、コンベア６、およびトラバーサ７は、いずれも電動式のものである。このため、エンジンなどの内燃機関を用いた装置と比較して騒音や振動を非常に小さくすることができる。したがって、市街地における夜間での作業など、振動や騒音の抑制を強く求められる状況での施工を好適に行うことができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態ではシャフローダ５およびコンベア６を用いて土砂を搬送しているが、人力やその他の態様で土砂を搬送することもできる。また、上記実施形態では掘削重機４を１基のみ用いているが、複数の掘削重機を用いて掘削作業を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】掘削装置の側面図である。
【図２】掘削装置の平面図である。
【図３】掘削装置の切羽側から見た正面図である。
【図４】掘削装置の拡大側面図である。
【図５】掘削装置の拡大正面図である。
【図６】掘削装置の前部拡大斜視図である。
【図７】掘削装置の後部拡大斜視図である。
【図８】アタッチメント部材を示す図であり、（ａ）は掘削爪を示す側面図、（ｂ）はドリル部材を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…掘削装置
２…開放型推進函体
３…支持枠
４…掘削重機
５…シャフローダ
６…コンベア
７…トラバーサ
１０…左支持枠
１１，２１，３１…支柱部材
１２，２２，３２…水平板
１３，２３，３３…高さ調整枠
１４，２４，３４…走行レール
１５，２５，３５…浮上防止レール
１６，２６，３６…走行ストッパ
１６Ａ…受板部材
１６Ｂ…受板支持部材
２０…中支持枠
３０…右支持枠
４１…移動台車レール
４２…移動台車
４３…台車本体
４４…車輪
４５…走行レール
４６…後方走行ストッパ
４７…緩衝部材
４８…移動台車固定用レバー
４９…緩衝部材
５１…重機本体
５２…掘削アーム
５３…旋回機構
５４…アタッチメント部材
５４Ａ…掘削爪
５４Ｂ…ドリル部材
５５…ベース部材
５６…スプロケット部材
５７…浮上防止爪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体を備え、
前記開放型推進函体内に支持枠が立設され、
前記支持枠上に、前記開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機が搭載され、
前記支持枠の下方に、前記掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置が配置されていることを特徴とする地盤の掘削装置。
【請求項２】
前記支持枠上に、前記掘削重機を前記開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動するトラバーサが設けられている請求項１に記載の地盤の掘削装置。
【請求項３】
前記掘削重機が掘削作業を行う際の掘削作業領域よりも前記切羽から遠い位置に前記トラバーサが設けられている請求項２に記載の地盤の掘削装置。
【請求項４】
前記支持枠上に、前記掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、
前記掘削重機における前記走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、
前記走行レールは、前記スプロケットと噛み合うチェーン部材からなる請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の地盤の掘削装置。
【請求項５】
前記支持枠上に、前記掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、
前記掘削重機における前記走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、
前記走行レールは、前記スプロケットと噛み合うチェーン部材からなり、
前記走行レールが、前記支持枠における前記掘削作業領域と前記トラバーサとの間にまたがって敷設されている請求項３に記載の地盤の掘削装置。
【請求項６】
前記支持枠に、前記掘削重機の浮き上がりを防止する浮き上がり防止手段が設けられている請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の地盤の掘削装置。
【請求項７】
前記掘削重機および前記土砂回収装置が、電動式装置である請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の地盤の掘削装置。
【請求項８】
推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体の内側に支持枠を立設し、
前記支持枠上に前記開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機を搭載するとともに、
前記支持枠の下方に前記掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置を配置し、
前記掘削重機で掘削した土砂を前記土砂回収装置で回収して、地盤の掘削を行うことを特徴とする地盤の掘削方法。
【請求項１】
推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体を備え、
前記開放型推進函体内に支持枠が立設され、
前記支持枠上に、前記開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機が搭載され、
前記支持枠の下方に、前記掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置が配置されていることを特徴とする地盤の掘削装置。
【請求項２】
前記支持枠上に、前記掘削重機を前記開放型推進函体の推進方向に交差する方向に移動するトラバーサが設けられている請求項１に記載の地盤の掘削装置。
【請求項３】
前記掘削重機が掘削作業を行う際の掘削作業領域よりも前記切羽から遠い位置に前記トラバーサが設けられている請求項２に記載の地盤の掘削装置。
【請求項４】
前記支持枠上に、前記掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、
前記掘削重機における前記走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、
前記走行レールは、前記スプロケットと噛み合うチェーン部材からなる請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の地盤の掘削装置。
【請求項５】
前記支持枠上に、前記掘削重機が走行する走行レールが敷設されており、
前記掘削重機における前記走行レール上を走行する車輪は、スプロケットからなり、
前記走行レールは、前記スプロケットと噛み合うチェーン部材からなり、
前記走行レールが、前記支持枠における前記掘削作業領域と前記トラバーサとの間にまたがって敷設されている請求項３に記載の地盤の掘削装置。
【請求項６】
前記支持枠に、前記掘削重機の浮き上がりを防止する浮き上がり防止手段が設けられている請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の地盤の掘削装置。
【請求項７】
前記掘削重機および前記土砂回収装置が、電動式装置である請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の地盤の掘削装置。
【請求項８】
推進装置によって地中を推進しながら地中に埋設される開放型推進函体の内側に支持枠を立設し、
前記支持枠上に前記開放型推進函体の前方における切羽を掘削する掘削重機を搭載するとともに、
前記支持枠の下方に前記掘削重機が掘削した土砂を回収する土砂回収装置を配置し、
前記掘削重機で掘削した土砂を前記土砂回収装置で回収して、地盤の掘削を行うことを特徴とする地盤の掘削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１３３１９３（Ｐ２０１０−１３３１９３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１２２１２（Ｐ２００８−３１２２１２）
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]