以下、本発明に係る地中連続壁用掘削装置� ��好適な実施形態について、図面を参照しつ� ��説明する。
 図1は、本発明に係る地中連続壁用掘削装置 の一例を示す概略正面図である。
 図2は、本発明に係る地中連続壁用掘削装置 の一例を示す概略側面図である。
 図3は、本発明に係る地中連続壁用掘削装置 の一例を示す一部省略概略平面図である。

 先ず、本発明に係る地中連続壁用掘削装置� ��基本構成について説明する。
 本発明に係る地中連続壁用掘削装置(T)は、� ��部に設けられたクローラ(1a)によって走行可 能なベースマシン(1)に対して切削刃(2a)を有� �る無端チェーン(2b)を巻装したコアビーム(2)� ��可動に装着してなる。
 この地中連続壁用掘削装置(T)は、ベースマ� ��ン(1)に配設されるリーダ(3)と、リーダ(3)に� ��して上下方向に移動可能なメインフレーム( 4)と、メインフレーム(4)に対して左右方向に� ��動可能なサブフレーム(5)と、サブフレーム( 5)に旋回ピン(6)を介して回動可能に配設され� ��と共にコアビーム(2)の上端部が接続される� ��動フレーム(7)とを具備している。

 リーダ(3)は、長手方向が上下(高さ)方向に� �いた直方体形状にて構成されており、
その一端がクローラ(1a)の進行方向に直交す� �一側面(図2においては左側)を介してベース� �シン(1)に配設されている。
 リーダ(3)の高さ方向中央近傍には、フレー� ��保持用バックステイ(8)の一端が配設されて� ��る。
 このフレーム保持用バックステイ(8)は、リ� ��ダ(3)に配される一端より下方に向けて傾斜� ��ると共にその他端がクローラ(1a)の他側面(� �2においては右側)を介してベースマシン(1)に 連結されており、図示しない油圧シリンダ等 の伸縮機構により、伸縮可能に構成されてい る。

 従って、リーダ(3)は、ベースマシーン(1)に� ��してその傾斜角度を調整することが可能と� ��っている。これにより、地盤掘削において� ��コアビーム(2)の地盤に対する挿入角を調整� ��ることができるので、地盤に対して所望の� ��度をもって掘削を行うことが可能となる。
 また、リーダ(3)の左右側面には、メインリ� ��ダ(5)の長手方向に沿って上下方向に直線状� ��延びるスライドガイド(31)が設けられている 。

 リーダ(3)には、メインフレーム(4)が配設さ� ��ている。
 メインフレーム(4)は、リーダ(3)と対向する� ��の面に左右一対のスライドガイド保持部材( 40)を備えており、このスライドガイド保持部 材(40)を介して上記したスライドガイド(31)に� ��着されている(図3参照)。
 これにより、メインフレーム(4)は、スライ� ��ガイド(31)に沿って、スライド移動可能に構 成される。即ち、メインフレーム(4)は、リー ダ(3)の長手方向に沿って、上下方向にスライ ド移動することを可能としている。

 このメインフレーム(4)の上下方向への昇降� ��作は、メインフレーム(4)上部に設けられた� ��数(図1においては三つ)の滑車機構(4a)とこの 滑車機構(4a)の配設数に対応してリーダ(3)に� �けられた複数の滑車機構(3a,3b)とにワイヤー� ��材(9)を掛け渡すと共にこの末端を図示しな� ��油圧ウインチに接続することにより達成さ� ��る。
 即ち、メインフレーム(4)は、油圧ウインチ� ��回転駆動させることにより、滑車機構(3a,3b, 4a)を介してワイヤー部材(9)に引っ張り揚げら れて上昇し、また、油圧ウインチの緊張を緩 めることにより自重により下降する。この自 重力によるコアビーム(2)の地中での沈下は、 既存の類似工法において既に実証されている 。
 尚、図示においては、ワイヤー部材(9)を二� ��鎖線にて表示している。

 メインフレーム(4)は、互いに平行に設けら� ��た上下二本の横枠(41,42)と横枠(41,42)の長手(� ��右)方向端部位置において横枠(41,42)間を連� �する左右二本の縦枠(43)とを具備している。
 ここで、上記した横枠(41,42)のうち、上部側 を第一横枠(41)とし、下部側を第二横枠(42)と� ��る。

 第一横枠(41)の上方には、当該第一横枠(41)� �所定の間隔を有して平行に配される上部横� �(44)が設けられている。この上部横枠(44)に上 述した滑車機構(4a)が取り付けられている。
 上部横枠(44)は、その長手方向長さが横枠(41 ,42)のそれに比して短く(図示例においては半� ��程度)形成されており、長手方向両端近傍に 斜枠(45)が設けられている。この斜枠(45)は、� ��一横枠(41)の長手方向両端近傍に向けて傾斜 して延設されている。
 また、第二横枠(42)下部の長手方向両端近傍 位置には、下方且つメインフレーム(4)の中心 軸側(内方側)に向けて傾斜して延びる斜枠(46) が設けられている。
 更に、上部横枠(44)の下部中央には、下方に 向けて延びる柱枠(47)が配設されており、第� �横枠(41)上部に延設されている。

 第一横枠(41)の下部及び第二横枠(42)の上部� �夫々には、横行用スライド枠(41a,42a)が互い� �上下方向に間隔を有して平行に配設されて� �る。
 この横行スライド枠(41a,42a)の間には、横行� ��ライド枠(41a,42a)に嵌合すると共に横行スラ� ��ド枠(41a,42a)の長手方向に沿って左右方向に� ��動可能なスライド部材(10)が取り付けられて いる。
 このスライド部材(10)には、サブフレーム(5) が取り付けられている。
 従って、サブフレーム(5)は、このスライド� ��材(10)を介してメインフレーム(4)に相対的に 取り付けられており、メインフレーム(4)に対 して左右方向に移動可能に構成されている。

 このサブフレーム(5)の左右方向への駆動は� ��メインフレーム(4)の下部に配設された油圧� ��リンダ(11)の伸縮運動によって行われる。
 ここで、サブフレーム(5)、駆動フレーム(7)� ��コアビーム(2)等の重量構造物は、メインフ� ��ーム(4)の第二横枠(42)によってその重さを支 える構造となっているため、上記した油圧シ リンダ(11)は、通常、第二横枠(42)の下部にお� ��て長手方向に沿って取り付けられる。
 尚、図示においては、油圧シリンダ(11)は、 一つで構成されているが、特にこれに限定さ れるものではなく、仕様に応じて複数設ける ことも可能である。

 また、サブフレーム(5)(具体的にはサブフレ ーム(5)に接続されているスライド部材(10))の� ��インフレーム(4)と対向する面と反対側の面� ��は、旋回ピン(6)がメインフレーム(4)からサ� ��フレーム(5)に向かう方向に突設されている� ��
 駆動フレーム(7)は、この旋回ピン(6)を回転� ��として、サブフレーム(5)に対して回動可能� ��配設されている。
 この駆動フレーム(7)には、その下部位置に� ��成されるフランジ部(12)を介してコアビーム (2)の上端部が接続されている。
 コアビーム(2)は、上述した如く、その周囲� ��切削刃(カッタービット)(2a)を有する無端チ� ��ーン(2b)が巻装されており、エンドレスチェ ーン式カッター(チェンソーのような構造)を� ��成している。このエンドレスチェーン式カ� ��ターの構成は、公知の地中連続壁用掘削装� ��に用いられるものと同様のものを採用すれ� ��良い。
 尚、図1及び図2においては、コアビーム(2)� �下方部の図示を省略しており、また、図2に� ��いては、無端チェーン(2b)を一点鎖線にて表 示している。

 無端チェーン(2b)は、駆動フレーム(7)に配設 される油圧モータ(71)によりコアビーム(2)の� �囲を回転駆動するように構成されている。
 ここで、駆動フレーム(7)の内部にはギヤボ� ��クス(72)があり、ギアボックス(72)の内部に� �歯車機構からなる減速機構(図示せず)が備え られている。駆動フレーム(7)の下部には出力 軸及びこれに接続された駆動輪(73)が設けら� �ており、油圧モータ(71)は減速機構を介して� ��力軸及び駆動輪(73)を回転させ、これにより 無端チェーン(2b)を回転駆動させる。
 これにより、コアビーム(2)に巻装された無� ��チェーン(2b)の回転速度を調整することが可 能となり、掘削する地盤の地質に応じて無端 チェーン(2b)の回転速度を調整することがで� �る。従って、切削刃に加わる負荷を抑制す� �ことが可能となり、切削刃の磨耗を最小限� �止めることができる。

 また、コアビーム(2)の中心軸上には、傾斜� ��(図示せず)が設けられており、コアビーム(2 )自体の傾斜の度合いを計測することを可能� �している。この傾斜計は、コアビーム(2)の� �行方向における撓みの角度と、地盤に対す� �コアビーム(2)の傾斜角度とを同時に検出す� �方式が一般的であり、公知の構造のものを� �用すれば良い。
 本発明においては、この傾斜計をコアビー� ��(2)の下端部に少なくとも一つ設ければ良い� ��、特にこれに限定されるものではなく、コ� ��ビーム(2)の上端部から下端部にかけて複数� ��けても良い。

 また、コアビーム(2)内には、外部に設けた� ��メントミルク等の固化液供給源と接続され� ��地中に固化液を吐出するためのノズル(図示 せず)が設けられている。
 本発明においては、このノズルは少なくと� ��コアビーム(2)の下端部と中途部の少なくと� ��2箇所以上に設けられ、中途部の具体的な位 置については、形成される地中壁長さ(深さ)� ��コアビーム(2)の回転角によって定められる� ��
 以上により、本発明に係る地中連続壁用掘� ��装置の基本構成が形成される。
 従って、本発明に係る地中連続壁用掘削装� ��(T)において、コアビーム(2)が取り付けられ� ��駆動フレーム(7)は、上下左右に移動可能に� ��且つベースマシン(1)の走行方向又はその反� ��の方向へ向かって旋回可能に構成されてい� ��。

 次に、駆動フレーム(7)の回動構成について� ��り具体的に説明する。
 図4は、本発明に係る地中連続壁用掘削装置 に備えられる回動機構を示す概略断面図であ る。
 また、図5は、本発明に係る地中連続壁用掘 削装置に備えられる回動機構の位置づけを示 すイメージ図である。

 本発明に係る地中連続壁用掘削装置(T)は、� ��動フレーム(7)を旋回ピン(6)を回動軸として� ��動させるための回動機構(13)を具備している 。
 回動機構(13)は、サブフレーム(5)と駆動フレ ーム(7)との間に介装されており、サブフレー ム(5)に配設されるラックギヤ部(14)と、駆動� �レーム(7)に配設されると共にラックギヤ部(1 4)と噛合されるピニオンギヤ部(15)とからなる 、所謂、ラック・ピニオン構成となっている 。
 この回動機構(13)は、旋回ピン(6)の上部にお いて所定の間隔を有して配されている。
 尚、図5においては、ピニオンギヤ部(15)を� �ブフレーム(5)側に図示している。

 ラックギヤ部(14)は、中空円柱形状に形成さ れると共にその中心軸を左右方向にして配設 される筐体(141)と、筐体(141)内部を左右方向� �移動可能なラックギヤ(142)と、ラックギヤ(14 2)の両端に、且つ筐体(141)の内部端面との間� �所定の間隙を有して配設され、筐体(141)内周 面と略同一の外周面を有するシリンダ(143,144) とから構成されている。
 シリンダ(143,144)は、上記した間隙に充填さ� ��る駆動油の圧力バランスにより駆動する油� ��シリンダであり、ラックギヤ(142)を左右方� �に移動させるように構成されている。

 図4を参照してより具体的に説明すると、ラ ックギヤ部(14)において、ラックギヤ(142)を紙 面右方向へと移動させる時は、間隙Aに充填� �れる駆動油の圧力を間隙Bのそれよりも大き� ��する、また、ラックギヤ(142)を紙面左方向� �と移動させる時は、間隙Bに充填される駆動� ��の圧力を間隙Aのそれよりも大きくするよう に油圧制御を行い、シリンダ(143,144)を左右方 向へと往復運動できるように構成する。
 これにより、ラックギヤ(142)は左右方向へ� �往復運動することが可能となる。

 ピニオンギヤ部(15)は、上記したラックギヤ 部(14)のラックギヤ(142)と噛合可能に構成され ており、円形のピニオンギヤの一部分を切り 出したような形状となっている。従って、こ のピニオンギヤ部(15)のギヤ歯は円弧状に形� �されている。
 また、このギヤ歯のピッチ円は、その中心� ��旋回ピン(6)と同心にて配置されている(図5� �照)。

 以上の構成により、駆動フレーム(7)は、� ��ックギヤ(14)の往復移動によって、ピニオン ギヤ部(15)を介して旋回するように構成され� �。

 またこの際、駆動フレーム(7)の回動をガイ� ��すると共にその回動角の規制を行うガイド� ��構を設けることが好ましい。
 本発明においては、このガイド機構は、駆� ��フレーム(7)において旋回ピン(6)と同心に配� ��形成される円弧状のガイド孔(16)と、サブフ レーム(5)においてガイド孔(16)に嵌入可能に� �出形成されると共にガイド孔(16)の形状に沿� ��て移動可能なガイドピン(17)とから構成され ている。
 これにより、駆動フレーム(7)を無理なく回� ��させることが可能となる

 また、このガイド機構は、駆動フレーム(7)� ��通常位置にある時(旋回していない時)には� �ガイドピン(17)がガイド孔(16)の中央にあるよ うに構成する。
 これにより、このガイド孔(16)の端部位置の 距離を決定することで、駆動フレーム(7)の回 動角の決定を容易に行うことができる。

 最後に、上述した地中連続壁用掘削装置に� ��る地中連続壁の構築方法について説明する� ��
 図6は、本発明に係る地中連続壁用掘削装置 による施工の状態を示す図である。
 図6においては、切削刃(2a)及び無端チェー� �(2b)を部分的に表示している。

 コアビーム(2)及び付帯するチェーン(2b)の地 中における目的深さへの設置方法は、大別し て二つの方法がある。
 一つは地中連続壁を構築しようとする地点� ��所定深さの縦穴を掘り、この縦穴内に別の� ��レーン(図示しない)でコアビーム(2)を挿入� �た後、このコアビーム(2)をベースマシン(1)� �取り付けられた駆動フレーム(7)にフランジ� �(12)を介して装着する。
 この際、メインフレーム(4)の昇降調整を行� ��、挿入されたコアビーム(2)とフランジ部(12) の位置合わせを行う。
 もう一つの方法は、土質条件が良く貫入抵� ��が少ないときに用いられ、コアビーム(2)及� ��チェーン(2b)を適当な単位数だけ接続した後 、フランジ部(12)を介して駆動フレーム(7)に� �り付け、自ら縦穴掘削しながら沈設させる� �法である。この場合、次に接続される単位� �のコアビーム(2)及びチェーン(2b)はベースマ� ��ーン(1)の近傍に別に設けた縦穴に別のクレ� ��ン(図示しない)で仮置きされ、ベースマシ� �ン(1)の移動に伴ってこれらを順次接続して� �自ら縦穴掘削しながら沈設させる工程を繰� �返す。
 これら二つの方法のいずれも、既存の類似� ��法にて既に実績のある公知の方法である。

 次いで、油圧モータ(71)を駆動させて切削刃 を有する無端チェーン(2b)を回転させながら� �回動機構(13)を駆動してコアビーム(2)を旋回� ��ン(6)を中心に一方向(便宜上、正方向と称す る)に所定角度αだけ旋回させる(図6点線部分� ��照)。
 これによって、地中が攪拌・掘削される。� ��の際、同時にコアビーム(2)の下端部に設け� ��れたノズルからソイルセメント等の固化液� ��ラリーを掘削した地中に吐出することによ� ��て地中壁を造成する。
 上記したコアビーム(2)の旋回動作中、メイ� ��フレーム(4)は停止したままである。

 尚、本発明において、所定角度αは特に� �定されないが、例えば30~40m深さの地中壁に� �ける標準的な作業では、土質の固さにもよ� �が、5°程度で行われる。

 図7は、上記動作による地中壁造成工程(第� �工程と称する)を概略的に示す図であり、ハ� ��チングを施した略扇形状の部分が第一工程� ��よって地中壁が造成される部分である。
 図7中、Aはコアビーム(2)の回動中心となる� �回ピン(6)の位置、Bは回動動作前のコアビー� ��(2)の下端部の位置、Cは回動動作後のコアビ ーム(2)の下端部の位置、L1は地表面GLからの� �アビーム(2)の挿入深さ、L2は地表面GLから旋� ��ピン(6)までの高さ、をそれぞれ示している� ��尚、以下の図において、特に説明がない限� ��、同じ符号は同じ意味で使用されている。

 次いで、回動機構(13)を第一工程とは逆方向 に駆動させてコアビーム(2)の下端部を第一工 程とは逆方向に所定角度α回動させながら、� ��圧シリンダ(11)を伸長させて駆動フレーム(7) をメインフレーム(4)に沿って他端側(図6にお� ��ては右端側)方向に移動させ、コアビーム(2) の上端部を地表面GLに対して平行に移動させ� ��。このときの移動距離は、第一工程におけ� ��コアビーム(2)の下端部の水平方向移動距離� ��等しくされる。
 上記コアビーム(2)の動作中、コアビーム(2)� ��中途部に設けたノズルからスラリーの吐出� ��行う。

 図8は、上記動作による地中壁造成工程(第� �工程と称する)を概略的に示す図であり、ク� ��スハッチングを施した逆三角形状の部分が� ��二工程によって地中壁が造成される部分で� ��る。
 図8中、Dはコアビーム(2)の回動中心となる� �回ピン(6)の移動後の位置、Cは回動動作前の� ��アビーム(2)の下端部の位置、Eは回動動作後 のコアビーム(2)の下端部の位置、X1は駆動フ� ��ーム(7)の移動距離、Hはスラリーの吐出部、 をそれぞれ示している。

 次いで、回動機構(13)を駆動して、コアビー ム(2)を旋回ピン(6)を中心に正方向に所定角度 2αだけ回動させることにより地中を攪拌・掘 削し、同時にコアビーム(2)の下端部に設けら れたノズルからソイルセメント等の固化液ス ラリーを地中に吐出することによって地中壁 を造成する。
 上記動作中、メインフレーム(4)は停止した� ��まである。

 図9は、上記動作による地中壁造成工程(第� �工程と称する)を概略的に示す図であり、ク� ��スハッチングを施した略扇形形状の一部を� ��り欠いた形状部分が第三工程によって地中� ��が造成される部分である。
 図9中、Dはコアビーム(2)の回動中心となる� �回ピン(6)の位置、Eは回動動作前のコアビー� ��(2)の下端部の位置、Fは回動動作後のコアビ ーム(2)の下端部の位置、Gはコアビーム(2)の� �端部が描く円弧の最下部であって回動中心D� ��鉛直軸線上にある点、をそれぞれ示してい� ��。

 次いで、コアビーム(2)の下端部の位置を� ��定した状態で、油圧シリンダ(11)を伸長させ て駆動フレーム(7)をメインフレーム(4)に沿っ て更に右端側へと移動させ、これによりコア ビーム(2)の上端部を地表面GLに対して平行に� ��動させる。同時にコアビーム(2)の下端部に� ��けられたノズルからソイルセメント等の固� ��液スラリーを地中に吐出することによって� ��中壁を造成する。

 図10は、上記動作による地中壁造成工程(第� ��工程と称する)を概略的に示す図であり、ク ロスハッチングを施した逆直角三角形状の部 分が第四工程によって地中壁が造成される部 分である。
 図10中、Jはコアビーム(2)の回動中心となる� ��回ピン(6)の移動後の位置、Fはコアビーム(2) の下端部の位置、をそれぞれ示している。
 以上の第一乃至第四工程によって、最終的� ��(A点からJ点までの水平距離)×(深さL1)の面積 の地中壁が造成される。

 尚、厳密には、円弧BCと円弧EGの交点NとBG間 を結ぶ直線との距離(L1-L3)の分だけ深さが不� �することになるが、これは予め不足深さを� �込んだ分の距離L5だけ余掘を行うことによっ て解決できる。
 上記一連の工程において、コアビーム(2)に� ��土の抵抗反力を受けて撓みが発生するが、� ��の撓みが大きくなった場合には、コアビー� ��(2)の回動方向の正逆を切り替えることによ� ��修正を行うことができるので、撓み修正が� ��常に容易である。
 また、コアビーム(2)の動作が単純な回動動� ��であるため、コアビーム(2)先端の撓みはコ� ��ビーム(2)全体に加わる土の抵抗反力と回転� ��速度から簡単に予測することができる。
 そして、コアビーム(2)下端部の1点の撓みに よってコアビーム全長の撓み線が想定可能と なるため、傾斜計は少なくとも1つあればよ� �、システムを大幅に簡素化することができ� �。

 所定面積の地中壁の造成作業が終了した� ��は、図10において、コアビーム(2)を旋回ピ� �(6)を中心として、ベントナイト液に切り替� �た後にコアビーム(2)の最下端部からベント� �イト液を吐出しながら、微小角度βだけ回動 させて、コアビーム(2)全体がセメント固化壁 から離れたJ-K線で停止させる。微小角度βの� ��は特に限定されるものではないが、所定角� ��αと同様程度で良い。

 これにより、造成が完了して固化しつつあ� ��セメント固化体J-F線より左のセメント固化� ��の滲み出しよるコアビーム(2)への付着など� ��悪影響を防止できる。
 従来工法では退避距離は2m程度必要であり� �その場合約2時間の作業時間を要していた。� ��方式は下部になるほど離れたいセメント固� ��終了線J-Fに対して、微小角度βで下部は大� �く離脱できることから効率的であり、作業� �間は大幅に短縮できる。

 以上より、本発明に係る地中連続壁用掘削� ��置(T)は、地盤の抵抗反力によるコアビーム� ��撓みを測定するための構成を簡素化するこ� ��ができると共にこの撓みの修正作業を容易� ��行うことが可能となる。
 また、施工終了後における退避掘削に要す� ��施工時間とコストを大幅に削減することが� ��能となる。
 また、回動機構をコンパクトにすることが� ��きるので、この回動機構と旋回ピンとの距� ��を広くとることができ、小さい動力にて駆� ��フレームを大きく回動させることが可能と� ��る。
 更に、ベースマシンにリーダを配する構成� ��あるので、従来のベースマシンにフレーム� ��介して可動可能にリーダが取付けられる構� ��に比して、リーダに取付けられる重量構造� ��の重心が安定する。従って、構造力学的に� ��れたものとなる。
 従って、簡単な操作で効率良く短期間で高� ��質な地中連続壁を構築することが可能とな� ��。