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公開番号2025080098
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-23
出願番号2023193118
出願日2023-11-13
発明の名称ケーソンショベル、掘削設備及びニューマチックケーソン工法
出願人オリエンタル白石株式会社
代理人個人,個人
主分類E02D 23/08 20060101AFI20250516BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】ニューマチックケーソン工法による圧気下でブレーカー等のアタッチメントを脱着することなく硬質地盤での掘削効率を向上することができるケーソンショベル、掘削設備及びニューマチックケーソン工法を提供する。
【解決手段】ニューマチックケーソン工法の高圧作業室内で用いられるケーソンショベル101において、土砂を積み込むバケット152(バケット部154)と、当該バケット152から突出して地盤に貫入することで地盤をほぐす複数の爪部155と、を備え、バケット152の先端152a及び複数の爪部155の基端は、一直線状に揃って通常のバケットと同じ積載土量が確保されており、前記複数の爪部155のうち少なくとも一つの爪部が、他の爪部より長く、且つ、先端に行くほど幅が狭くなった楔状に尖った鋭利な長爪156となっているとともに、前記長爪156をバケット152に剛結する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ニューマチックケーソン工法の高圧作業室内で用いられるケーソンショベルであって、
土砂を積み込むバケットと、当該バケットから突出して地盤に貫入することで地盤をほぐす複数の爪部と、を備え、
前記バケットの先端及び前記複数の爪部の基端は、一直線状に揃って通常のバケットと同じ積載土量が確保されており、
前記複数の爪部のうち少なくとも一つの爪部が、他の爪部より長く、且つ、先端に行くほど幅が狭くなった楔状に尖った鋭利な長爪となっているとともに、
前記長爪は、前記バケットに剛結されていること
を特徴とするケーソンショベル。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
ニューマチックケーソン工法に用いられて地盤を掘削する掘削設備であって、
複数のケーソンショベルを備え、前記複数のケーソンショベルのうちの一部が請求項１に記載のケーソンショベルであること
を特徴とする掘削設備。
【請求項３】
鉄筋コンクリート製の有底の函体であるケーソンを地中に沈下させていくことにより、地下構造物を構築するニューマチックケーソン工法であって、
請求項２に記載の掘削設備を備え、
請求項１に記載のケーソンショベルで硬質地盤に前記長爪を地盤深くに貫入させて前記硬質地盤をほぐした後、当該ケーソンショベルでほぐした地盤から土山を形成し、前記掘削設備の他のケーソンショベルで当該土山から土を掬って移動し、排土すること
を特徴とするニューマチックケーソン工法。
【請求項４】
前記掘削設備の他のケーソンショベルで形成した土山から請求項１に記載のケーソンショベルで当該土山から土を掬って移動し、排土すること
を特徴とする請求項３に記載のニューマチックケーソン工法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーソンショベル、掘削設備及びニューマチックケーソン工法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、交通基盤構築に見られる橋脚基礎、地下トンネル、地下構造物などを構築するために、地下に広大な空間の確保が可能なニューマチックケーソン工法が用いられている。ニューマチックケーソン工法は、ケーソンと呼ばれる有底角筒状の鉄筋コンクリート製の函体を構築しつつ、高圧作業室内に圧縮空気圧を送り込むことで地下水圧バランスさせることで地下水の浸入を排除して、ケーソンショベルを有する掘削機（以下単にケーソン掘削機ともいう。）を用いて底版下の地表面を掘削し、ケーソン自体を沈下させて構造物を地下に構築する空間を確保する工法である。
【０００３】
このようなニューマチックケーソン工法は、地下水の浸入を排除してドライな環境で掘削を行うため、有人操作の掘削機で掘削作業を行うと、人がケーソン底版下の高圧作業室から大気圧へ減圧する際に減圧症を発症するリスクがあり、危険であるという問題があった。
【０００４】
そこで、近年、ニューマチックケーソン工法は、地上から遠隔操作でケーソン掘削機を操作して掘削作業を行うことが主流となっている。また、さらに進んでオートメーション化してケーソン掘削機を自動運転で掘削作業を行うことも試みられている。
【０００５】
しかし、ケーソン掘削機のケーソンショベルで掘削する地盤は、様々のものがあり、掘削する地盤が硬質地盤は、掘削が困難であるという問題があった。特に、標準バケットを装着したケーソンショベルによる軟岩・土丹等の硬質地盤の掘削は、バケット爪の地盤貫入量が短く十分に地盤をほぐす事が出来ないため、バケット内への積込土量が少量となり非効率であるという問題があった。このような問題に対応するため、従来ではケーソンショベルにブレーカー等のアタッチメントを取付け、地盤の破砕（ほぐし）を先行して行い、再びバケットに取り換え積込・排土する作業手順としていた。このため、高圧作業室内でのアタッチメントの取付け・取外しに時間を要し、効率的に掘削を行うことができなかった。
【０００６】
一方、特許文献１には、パワーショベルやホイールローダなどの建設機械に設置して使用されるバケットにおいて、掘削する地盤の硬さに応じて掘削量を調整するため、バケット先端の複数の掘削爪のうち、何れか１又は２以上の掘削爪を他の掘削爪よりも前方に突出させるとともに、バケットに対して掘削爪を脱着自在にしたバケットが開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１，４、明細書の段落［００２０］～［００３２］、図面の図１，図２等参照）。
【０００７】
特許文献１に記載のバケットは、突出している掘削爪に大きな力が作用することになり、掘削対象物がコンクリートやアスファルトなどのような強固な場合であっても、困難なく破砕することができ、これにより掘削力を大幅に高めることができるとされている。しかし、特許文献１に記載のバケットは、パワーショベル等の単独で使用する建設機械に装着されるものであり、掘削爪も掘削対象物に応じて取り替えることを前提としているものであった。
【０００８】
このため、ケーソン掘削機にそのまま適用した場合、前述のアタッチメントと同様に、遠隔操作されているケーソン掘削機のある高圧作業室に作業員が降り立って掘削爪を取り替える必要があり、減圧する際に大気圧に順応するため長時間を要し、極めて作業効率が悪くなるという問題があった。掘削爪を取り替えずに使用することも考えられるが、掘削爪が嵌合による脱着式であるため、使用方法によっては、掘削爪が外れてしまうおそれがあり、外れた場合は、高圧作業室に作業員が立ち入る必要があり、同様に長時間を要するだけでなく、安全性についても悪影響があった。
【０００９】
また、特許文献１に記載のバケットは、バケットの先端部の一部が突出していて地盤との間に隙間ができるため、バケットで一掻きした際のバケットに積み込める積載土量が小さく、複数のケーソン掘削機で連携してマテリアルシャフト下に掘削土を移動して搬出するニューマチックケーソン工法に適用した場合、掘削効率が低下するという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２には、パワーショベルのバケットに櫛状に設けられたトゥース（歯：爪）に、スクレーパーを取り付けたアスファルト切削不陸層の剥離牙刃装置が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１４］～［００２７］、図面の図１，図２等参照）。
（【００１１】以降は省略されています）

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