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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024016615
(43)【公開日】2024-02-07
(54)【発明の名称】立坑の構築装置、及び立坑の構築方法
(51)【国際特許分類】
E21D 1/08 20060101AFI20240131BHJP
E21D 5/10 20060101ALI20240131BHJP
【ＦＩ】
E21D1/08
E21D5/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022118865
(22)【出願日】2022-07-26
(71)【出願人】
【識別番号】000221616
【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000216025
【氏名又は名称】鉄建建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】521309949
【氏名又は名称】株式会社忠武建基
(71)【出願人】
【識別番号】000006839
【氏名又は名称】日鉄建材株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121603
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 元昭
(74)【代理人】
【識別番号】100141656
【弁理士】
【氏名又は名称】大田 英司
(74)【代理人】
【識別番号】100067747
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 良昭
(72)【発明者】
【氏名】森山 智明
(72)【発明者】
【氏名】大野 啓介
(72)【発明者】
【氏名】山本 剛史
(72)【発明者】
【氏名】竹田 茂嗣
(72)【発明者】
【氏名】岩瀬 隆
(72)【発明者】
【氏名】湊 憲二
(72)【発明者】
【氏名】磯上 武章
(72)【発明者】
【氏名】磯上 章太
(72)【発明者】
【氏名】大高 範寛
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 健
(72)【発明者】
【氏名】藤本 雄充
(57)【要約】
【課題】例えば支障物などによって孔底部の掘削を中断しても、坑内の安全を確保できる立坑の構築装置及び立坑の構築方法を提供することを目的とする。
【解決手段】環状のライナープレート２０を高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する立坑の構築装置であって、ライナープレート２０の外径より大きい内径を有して下方に延びる筒状の刃口５１と、刃口５１の内部における孔底部１２を掘削する掘削部５３と、既設のライナープレート２０を反力として、刃口５１を下方に押し付けるジャッキ５６と、刃口５１の内側に配置されるとともに、ライナープレート２０の外径よりも大きい内径を有する筒状で、刃口５１に対して相対移動可能にジャッキ５６に固定された内側筒部５７とが設けられたことを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】環状のライナープレート２０を高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する立坑の構築装置であって、ライナープレート２０の外径より大きい内径を有して下方に延びる筒状の刃口５１と、刃口５１の内部における孔底部１２を掘削する掘削部５３と、既設のライナープレート２０を反力として、刃口５１を下方に押し付けるジャッキ５６と、刃口５１の内側に配置されるとともに、ライナープレート２０の外径よりも大きい内径を有する筒状で、刃口５１に対して相対移動可能にジャッキ５６に固定された内側筒部５７とが設けられたことを特徴とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状のライナープレートを高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する立坑の構築装置であって、
前記ライナープレートの外寸より大きい内寸を有して下方に延びる筒状の刃口と、
該刃口の内部における孔底部を掘削する掘削部と、
既設の組付済ライナープレートを反力として、前記刃口を下方に押し付ける伸縮機構部と、
前記刃口の内側に配置されるとともに、前記ライナープレートの外寸よりも大きい内寸を有する筒状で、前記刃口に対して相対移動可能に前記伸縮機構部に固定された内側筒部とが設けられた
立坑の構築装置。
前記ライナープレートの外寸より大きい内寸を有して下方に延びる筒状の刃口と、
該刃口の内部における孔底部を掘削する掘削部と、
既設の組付済ライナープレートを反力として、前記刃口を下方に押し付ける伸縮機構部と、
前記刃口の内側に配置されるとともに、前記ライナープレートの外寸よりも大きい内寸を有する筒状で、前記刃口に対して相対移動可能に前記伸縮機構部に固定された内側筒部とが設けられた
立坑の構築装置。
【請求項2】
前記伸縮機構部が、高さ方向に伸縮する伸縮本体部と、該伸縮本体部の先端に設けられ、前記組付済ライナープレートの下端に当接する当接部とを備え、
前記伸縮本体部が前記刃口に固定され、
前記内側筒部が前記当接部に固定された
請求項１に記載の立坑の構築装置。
前記伸縮本体部が前記刃口に固定され、
前記内側筒部が前記当接部に固定された
請求項１に記載の立坑の構築装置。
【請求項3】
前記内側筒部の外周面が、少なくとも前記刃口の内周面の上部に対向する構成である
請求項１に記載の立坑の構築装置。
請求項１に記載の立坑の構築装置。
【請求項4】
前記内側筒部の上端が、最下段よりも１つ上段の前記組付済ライナープレートの外面と孔壁との間に充填した裏込め材に当接または近接する構成である
請求項１に記載の立坑の構築装置。
請求項１に記載の立坑の構築装置。
【請求項5】
前記内側筒部における高さ方向の長さが、１つの前記ライナープレートにおける高さ方向の長さよりも長い構成である
請求項１に記載の立坑の構築装置。
請求項１に記載の立坑の構築装置。
【請求項6】
前記伸縮機構部が、前記刃口の周方向に所定間隔を隔てて複数設けられた
請求項１に記載の立坑の構築装置。
請求項１に記載の立坑の構築装置。
【請求項7】
前記内側筒部の下方において、前記刃口に支持された作業床が備えられた
請求項１に記載の立坑の構築装置。
請求項１に記載の立坑の構築装置。
【請求項8】
既設の前記組付済ライナープレートの下端と孔壁との間とを遮断する遮断部材が脱着可能に設けられた
請求項１に記載の立坑の構築装置。
請求項１に記載の立坑の構築装置。
【請求項9】
環状のライナープレートを高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する立坑の構築方法であって、
前記ライナープレートの外寸より大きい内寸を有して下方に延びる筒状の刃口の内部において、掘削部が孔底部を掘削する掘削工程と、
既設の組付済ライナープレートを反力として、伸縮機構部が前記刃口を下方に押し付けて前記刃口を下降させる伸長工程と、
前記刃口が前記ライナープレートの少なくとも一段分下降した状態において、最下段の前記組付済ライナープレートの下端に前記ライナープレートを組み付ける組付工程とを繰返し行い、
前記伸長工程において、
前記刃口の内側に配置されるとともに、前記ライナープレートの外寸よりも大きい内寸を有する筒状で、前記刃口に対して相対移動可能に前記伸縮機構部に固定された内側筒部を、前記刃口の下降に伴って前記刃口の上端から上方に突出させる
立坑の構築方法。
前記ライナープレートの外寸より大きい内寸を有して下方に延びる筒状の刃口の内部において、掘削部が孔底部を掘削する掘削工程と、
既設の組付済ライナープレートを反力として、伸縮機構部が前記刃口を下方に押し付けて前記刃口を下降させる伸長工程と、
前記刃口が前記ライナープレートの少なくとも一段分下降した状態において、最下段の前記組付済ライナープレートの下端に前記ライナープレートを組み付ける組付工程とを繰返し行い、
前記伸長工程において、
前記刃口の内側に配置されるとともに、前記ライナープレートの外寸よりも大きい内寸を有する筒状で、前記刃口に対して相対移動可能に前記伸縮機構部に固定された内側筒部を、前記刃口の下降に伴って前記刃口の上端から上方に突出させる
立坑の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、地中に環状のライナープレートを高さ方向に組み付けて立坑を構築する立坑の構築装置及び立坑の構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、地中に環状のライナープレートを高さ方向に組み付けて立坑を構築する深礎工法などがある。
具体的には、孔底部を掘削するとともに、掘削された孔壁を環状のライナープレートで保護することを所定深さまで繰り返して、立坑を構築する工法であり、特許文献１に記載の工法もそのひとつである。
具体的には、孔底部を掘削するとともに、掘削された孔壁を環状のライナープレートで保護することを所定深さまで繰り返して、立坑を構築する工法であり、特許文献１に記載の工法もそのひとつである。
【0003】
この特許文献１では、高さ方向に組付けた環状のライナープレートよりも下方に、孔底部を掘削する掘削装置を配置するとともに、掘削装置を支持する支持装置を孔壁に押し付けることで、掘削装置の支持反力を確保している。
【0004】
さらに、１リングに対応する深さの掘削が完了すると、特許文献１では、掘削装置の上方に配置した作業台を支持装置によって降下させ、作業台上の作業員が最下段のライナープレートに新たなライナープレートを組付け、これを所定深さまで繰り返して所定深さの立坑を構築している。
【0005】
ところで、深礎工法では、例えば岩などの支障物によって孔底部の掘削が阻害された場合、孔底部の掘削を中断して支障物を撤去する必要がある。この際、孔底部の掘削を中断したことで、掘削した孔壁の一部がライナープレートで保護されていないことがある。
【0006】
例えば特許文献１の場合、支障物を撤去するために孔底部の掘削を中断すると、既設の組付済ライナープレートと支持装置との間から孔壁が露出した状態で、孔底部の支障物を撤去することになる。そうすると、特許文献１では、意図しない振動などによって孔壁が崩れた際、土砂が坑内に流入するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平９－１６５９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上述の問題に鑑み、例えば支障物などによって孔底部の掘削を中断しても、坑内の安全を確保できる立坑の構築装置及び立坑の構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明は、環状のライナープレートを高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する立坑の構築装置であって、前記ライナープレートの外寸より大きい内寸を有して下方に延びる筒状の刃口と、該刃口の内部における孔底部を掘削する掘削部と、既設の組付済ライナープレートを反力として、前記刃口を下方に押し付ける伸縮機構部と、前記刃口の内側に配置されるとともに、前記ライナープレートの外寸よりも大きい内寸を有する筒状で、前記刃口に対して相対移動可能に前記伸縮機構部に固定された内側筒部とが設けられたことを特徴とする。
【0010】
またこの発明は、環状のライナープレートを高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する立坑の構築方法であって、前記ライナープレートの外寸より大きい内寸を有して下方に延びる筒状の刃口の内部において、掘削部が孔底部を掘削する掘削工程と、既設の組付済ライナープレートを反力として、伸縮機構部が前記刃口を下方に押し付けて前記刃口を下降させる伸長工程と、前記刃口が前記ライナープレートの少なくとも一段分下降した状態において、最下段の前記組付済ライナープレートの下端に前記ライナープレートを組み付ける組付工程とを繰返し行い、前記伸長工程において、前記刃口の内側に配置されるとともに、前記ライナープレートの外寸よりも大きい内寸を有する筒状で、前記刃口に対して相対移動可能に前記伸縮機構部に固定された内側筒部を、前記刃口の下降に伴って前記刃口の上端から上方に突出させることを特徴とする。
【0011】
上記外寸及び内寸とは、略円形の筒状の場合、外径及び内径のことをいい、略矩形の筒状の場合、水平方向で対向する外面間の距離及び内面間の距離のことをいう。
上記筒状とは、略円形の筒状、略矩形の筒状などのことをいう。
上記の刃口の下降とは、自重によって沈下することや、自重による沈下に加えて下向きの負荷を作用させて下向きに移動させることをいい、沈降ともいう。
上記筒状とは、略円形の筒状、略矩形の筒状などのことをいう。
上記の刃口の下降とは、自重によって沈下することや、自重による沈下に加えて下向きの負荷を作用させて下向きに移動させることをいい、沈降ともいう。
【0012】
この発明によれば、刃口に対して相対移動可能に伸縮機構部に固定され、刃口の上端から上方に突出する内側筒部を備えたことにより、例えば支障物などによって孔底部の掘削を中断しても、坑内の安全を確保することができる。
【0013】
具体的には、内側筒部が刃口に対して相対移動可能に伸縮機構部に固定されるため、伸縮機構部の伸長による刃口の下降に伴って、内側筒部は、刃口の上端よりも上方に突出することができる。
【0014】
さらに、刃口の内側に配置された内側筒部の内寸がライナープレートの外寸よりも大きいため、内側筒部は、刃口の上端から突出した部分が、孔壁に対向することになる。
このため、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、組付済ライナープレートの外周面側に配置された仮設の土留めとして、内側筒部を機能させることができる。
このため、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、組付済ライナープレートの外周面側に配置された仮設の土留めとして、内側筒部を機能させることができる。
【0015】
これにより、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、孔壁から崩れ落ちた土砂が、刃口の上端と組付済ライナープレートの下端との間から刃口の内部に流入することを内側筒部によって阻止できる。
よって、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、例えば支障物などによって孔底部の掘削を中断しても、土留めを別途設置することなく、坑内の安全を確保することができる。
よって、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、例えば支障物などによって孔底部の掘削を中断しても、土留めを別途設置することなく、坑内の安全を確保することができる。
【0016】
加えて、孔底部の掘削の中断後、坑内に土留めを別途設置することを不要にできるため、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、支障物の撤去を安全、かつ効率よく行うことができる。
【0017】
この発明の態様として、前記伸縮機構部が、高さ方向に伸縮する伸縮本体部と、該伸縮本体部の先端に設けられ、前記組付済ライナープレートの下端に当接する当接部とを備え、前記伸縮本体部が前記刃口に固定され、前記内側筒部が前記当接部に固定されてもよい。
この構成によれば、伸縮本体部と当接部とで構成された伸縮機構部に刃口及び内側筒部が固定されるため、刃口の下降と内側筒部の突出とを簡素な構成で実現することができる。
この構成によれば、伸縮本体部と当接部とで構成された伸縮機構部に刃口及び内側筒部が固定されるため、刃口の下降と内側筒部の突出とを簡素な構成で実現することができる。
【0018】
さらに、組付済ライナープレートに当接する伸縮機構部の当接部に内側筒部が固定されるため、内側筒部を組付済ライナープレートに恰も固定されたような状態で、所望される位置に配置することができる。
これにより、立坑の構築装置は、刃口の下降に伴う孔壁の露出をより防止できるとともに、孔壁から崩れ落ちた土砂からの土圧に抗することができる。
これにより、立坑の構築装置は、刃口の下降に伴う孔壁の露出をより防止できるとともに、孔壁から崩れ落ちた土砂からの土圧に抗することができる。
【0019】
またこの発明の態様として、前記内側筒部の外周面が、少なくとも前記刃口の内周面の上部に対向する構成であってもよい。
この構成によれば、伸縮機構部が伸長した状態において、刃口の上端と内側筒部の下端との間から孔壁が露出することを防止できる。
この構成によれば、伸縮機構部が伸長した状態において、刃口の上端と内側筒部の下端との間から孔壁が露出することを防止できる。
【0020】
これにより、立坑の構築装置は、孔壁から崩れ落ちた土砂が、刃口の上端を乗り越えて刃口の内部に流入することを阻止できるため、坑内の安全性をより向上することができる。
【0021】
またこの発明の態様として、前記内側筒部の上端が、最下段よりも１つ上段の前記組付済ライナープレートの外面と孔壁との間に充填した裏込め材に当接または近接する構成であってもよい。
この構成によれば、内側筒部の上端と裏込め材の下端との間から孔壁が露出することを抑えられる。
この構成によれば、内側筒部の上端と裏込め材の下端との間から孔壁が露出することを抑えられる。
【0022】
これにより、立坑の構築装置は、孔壁から崩れ落ちた土砂が、内側筒部の上端を乗り越えて刃口の内部に流入することを抑えられるため、坑内の安全性をより向上することができる。
【0023】
またこの発明の態様として、前記内側筒部における高さ方向の長さが、１つの前記ライナープレートにおける高さ方向の長さよりも長い構成であってもよい。
この構成によれば、刃口が最下段のライナープレートの下端よりも下方に下降しても、内側筒部の下端と刃口の上端との間に隙間が生じることを防止できる。
この構成によれば、刃口が最下段のライナープレートの下端よりも下方に下降しても、内側筒部の下端と刃口の上端との間に隙間が生じることを防止できる。
【0024】
このため、立坑の構築装置は、刃口よりも上方で孔壁が露出することを、内側筒部によって確実に防止することができる。
これにより、立坑の構築装置は、孔壁から崩れ落ちた土砂が、刃口の上端を乗り越えて刃口の内部に流入することを阻止できるため、坑内の安全性をより向上することができる。
これにより、立坑の構築装置は、孔壁から崩れ落ちた土砂が、刃口の上端を乗り越えて刃口の内部に流入することを阻止できるため、坑内の安全性をより向上することができる。
【0025】
またこの発明の態様として、前記伸縮機構部が、前記刃口の周方向に所定間隔を隔てて複数設けられてもよい。
この構成によれば、刃口の内部において、内側筒部を安定した状態で支持できるとともに、刃口に対して内側筒部をバランスよく相対移動させることができる。
これにより、立坑の構築装置は、内側筒部を刃口よりも上方に安定して突出させることができる。
この構成によれば、刃口の内部において、内側筒部を安定した状態で支持できるとともに、刃口に対して内側筒部をバランスよく相対移動させることができる。
これにより、立坑の構築装置は、内側筒部を刃口よりも上方に安定して突出させることができる。
【0026】
またこの発明の態様として、前記内側筒部の下方において、前記刃口に支持された作業床が備えられてもよい。
この構成によれば、刃口の外周面及び内側筒部の外周面が孔壁に対向し、孔底部の上方に作業床が位置することになる。
この構成によれば、刃口の外周面及び内側筒部の外周面が孔壁に対向し、孔底部の上方に作業床が位置することになる。
【0027】
このため、立坑の構築装置は、孔底部への土砂の落下を、刃口、内側筒部及び作業床によって防止することができる。これにより、立坑の構築装置は、作業員による支障物の安全な撤去を支援することができる。
【0028】
またこの発明の態様として、既設の前記組付済ライナープレートの下端と孔壁との間とを遮断する遮断部材が脱着可能に設けられてもよい。
この構成によれば、組付済ライナープレートの外面と孔壁との間に裏込め材を充填するために、内側筒部を刃口の内部に収容した際、組付済ライナープレートと刃口との間に生じる開口を遮断部材によって閉塞することができる。
この構成によれば、組付済ライナープレートの外面と孔壁との間に裏込め材を充填するために、内側筒部を刃口の内部に収容した際、組付済ライナープレートと刃口との間に生じる開口を遮断部材によって閉塞することができる。
【0029】
このため、例えば裏込め材を充填する前に孔壁から崩れ落ちた土砂が、組付済ライナープレートと刃口との間の開口を通って刃口の内部に流入することを遮断部材によって阻止できる。
よって、立坑の構築装置は、孔底部の掘削を中断した場合だけでなく、裏込め材の充填前における坑内の安全を確保することができる。
よって、立坑の構築装置は、孔底部の掘削を中断した場合だけでなく、裏込め材の充填前における坑内の安全を確保することができる。
【発明の効果】
【0030】
本発明により、例えば支障物などによって孔底部の掘削を中断しても、坑内の安全を確保できる立坑の構築装置及び立坑の構築方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】機械式深礎工法の概略断面斜視図。
【図3】掘削ユニットの底面を示す底面図。
【図4】裏込め箇所の拡大断面図による説明図。
【図5】制御ユニットの構成を示す概略構成図。
【図6】機械式深礎工法の工程を示すフローチャート。
【図7】機械式深礎工法の工程を示すフローチャート。
【図8】機械式深礎工法の概略断面図による説明図。
【図9】機械式深礎工法の概略断面図による説明図。
【図10】機械式深礎工法の概略断面図による説明図。
【図11】機械式深礎工法の概略断面図による説明図。
【図12】機械式深礎工法の概略断面図による説明図。
【図13】機械式深礎工法の概略断面図による説明図。
【発明を実施するための形態】
【0032】
掘削ユニット５０を用いた機械式深礎工法の一実施形態を以下図面と共に説明する。
なお、図１は機械式深礎工法の概略断面斜視図を示し、図２は機械式深礎工法の概略断面図を示し、図３は掘削ユニット５０の底面図を示し、図４は裏込め箇所の拡大断面図による説明図を示し、図５は制御ユニット６０の概略構成図を示している。
なお、図１は機械式深礎工法の概略断面斜視図を示し、図２は機械式深礎工法の概略断面図を示し、図３は掘削ユニット５０の底面図を示し、図４は裏込め箇所の拡大断面図による説明図を示し、図５は制御ユニット６０の概略構成図を示している。
【0033】
さらに、図４（ａ）は最下段リング２０Ａに遮断部材５８を取付けた状態の拡大断面図を示し、図４（ｂ）は最下段リング２０Ａと孔壁１１ａとの間に裏込め材３０を充填した状態の拡大断面図を示している。
また、図１中の上側を掘削ユニット５０の上方とし、図１中の下側を掘削ユニット５０の下方とする。
また、図１中の上側を掘削ユニット５０の上方とし、図１中の下側を掘削ユニット５０の下方とする。
【0034】
また、図１中において、図示を明確にするため、ライナープレート２０の手前側を透過状態で図示するとともに、裏込め材３０の図示を省略している。さらに、図１中において、掘削ユニット５０の刃口５１及び内側筒部５７の手前側を透過状態で図示するとともに、作業床５４を二点鎖線で図示している。
【0035】
まず、機械式深礎工法で構築される立坑は、図１及び図２に示すように、地盤１０を掘削した掘削孔１１の内部に、掘削孔１１より一回り小さな外径を有するリング状のライナープレート２０を下方へ向けて順次組付けるとともに、ライナープレート２０と掘削孔１１の孔壁１１ａとの間に裏込め材３０を充填して構成している。
【0036】
ここで、ライナープレート２０について、さらに詳述する。ライナープレート２０は、図１及び図２に示すように、波付けされた薄鋼板の四辺に組立用のフランジを設けた円弧状のライナープレートセクション（符号省略）を、リング状に複数組み付けて構成されている。
【0037】
さらに、ライナープレート２０は、掘削孔１１の内部において、既設のライナープレート２０における最下段の下側に、掘削孔１１の掘削の進行に伴って順次組付けられることで、下方に向けて連結されている。
【0038】
この際、既設のライナープレート２０うち、最下段のライナープレート２０と新たに組み付けるライナープレート２０とは、ライナープレートセクション同士の周方向の連結位置が上下方向に一致しないように、周方向にずらして組み付けている。
【0039】
なお、ライナープレート２０には、裏込め材３０を充填する充填口２０１が、波付けされた薄鋼板を貫通するように設けられている（図４参照）。
加えて、ライナープレートセクションにおける周方向中央には、後述するジャッキ５６の反力に抗するための補強リブ（図示省略する）を縦方向に設けている。
加えて、ライナープレートセクションにおける周方向中央には、後述するジャッキ５６の反力に抗するための補強リブ（図示省略する）を縦方向に設けている。
【0040】
このようにして下方へ向けて順次組付けられた既設のライナープレート２０のうち、本実施形態では、地表面１０ａから上方に僅かに突出する最上段のライナープレート２０を第１リング２１とし、第１リング２１の下方に組付けられた２段目のライナープレート２０を第２リング２２とし、３段目のライナープレート２０を第３リング２３とし、ｎ段目のライナープレート２０を第ｎリング２ｎとし、最下段のライナープレート２０を最下段リング２０Ａとして説明する（図１及び図２参照）。
【0041】
【0042】
立坑構築装置の掘削ユニット５０は、図１及び図２に示すように、上下方向に延びる筒状の刃口５１と、刃口５１の内部に配置された支持フレーム５２と、支持フレーム５２の下側に配置された掘削部５３と、支持フレーム５２の上側に配置された作業床５４とを備えている。
【0043】
さらに、掘削ユニット５０は、図１及び図２に示すように、作業床５４を上下方向に跨ぐように配置された排土ユニット５５及び４つのジャッキ５６と、作業床５４の上方に配置された内側筒部５７とを備えている。
なお、掘削ユニット５０は、裏込め材３０を充填するための部材として、後述する遮断部材５８（図４参照）を有している。
なお、掘削ユニット５０は、裏込め材３０を充填するための部材として、後述する遮断部材５８（図４参照）を有している。
【0044】
より詳しくは、掘削ユニット５０の刃口５１は、図１及び図２に示すように、所定の厚みを有する鋼製の円筒体であり、リング状のライナープレート２０よりも一回り大きい外径で形成されている。なお、刃口５１は、ライナープレート２０の５リング分ぐらいの高さで形成されている。
【0045】
この刃口５１は、後述する遮断部材５８を既設のライナープレート２０に取付けた状態（図１０（ａ）参照）、または後述するジャッキ５６が伸長した状態（図１３参照）において、既設のライナープレート２０における最下段リング２０Ａの下端よりも下方に上端が位置するようにジャッキ５６に連結されている。
【0046】
また、掘削ユニット５０の支持フレーム５２は、図１及び図２に示すように、刃口５１の上端からライナープレート２０の１リングの高さ分下側の位置よりも少し下方において、刃口５１の刃口内面５１ａに取付けられている。
【0047】
この支持フレーム５２は、図３に示すように、刃口５１の底面視中央に配置される中央支持部５２１と、中央支持部５２１から刃口内面５１ａへ向けた三方向に延びる３本の梁状支持部５２２とで構成されている。
【0048】
具体的には、中央支持部５２１は、底面視略円形状であって、刃口５１に対して１／３程度の直径に形成されている。この中央支持部５２１の下面には、掘削部５３が回転自在に連結されている。
一方、梁状支持部５２２は、中央支持部５２１における周方向に等間隔を隔てた位置から刃口５１へ向けて延びる柱状体で、その端部が刃口内面５１ａに取付けられている。
一方、梁状支持部５２２は、中央支持部５２１における周方向に等間隔を隔てた位置から刃口５１へ向けて延びる柱状体で、その端部が刃口内面５１ａに取付けられている。
【0049】
また、掘削ユニット５０の掘削部５３は、図２及び図３に示すように、支持フレーム５２の中央支持部５２１の下面に回転自在に吊下げ支持されている。この掘削部５３は、支持フレーム５２に吊下げ支持された状態で、刃口５１の内部における孔底部１２を掘削可能に構成されている。
【0050】
具体的には、掘削部５３は、図２に示すように、中央支持部５２１の下方に回転自在に吊下げ支持される掘削部本体５３１と、掘削部本体５３１に対して枢動可能な第１アーム５３２と、第１アーム５３２に対して枢動可能な第２アーム５３３と、第２アーム５３３の先端に枢動可能に設けられた掘削バケツ５３４とを備えている。
【0051】
この掘削部５３は、後述する制御ユニット６０からの制御信号に基づいて、掘削部本体５３１が中央支持部５２１に対して回転するとともに、第１アーム５３２、第２アーム５３３及び掘削バケツ５３４がそれぞれ枢動することで、刃口５１の内部における孔底部１２の全体を掘削する。
【0052】
また、掘削ユニット５０の作業床５４は、図２に示すように、刃口５１の内部で作業員Ｍがライナープレート２０の組付けなどを行うための床面である。この作業床５４は、図１及び図２に示すように、支持フレーム５２の上面に配置された平面視略円形の板材で構成されている。
【0053】
さらに、作業床５４には、図１及び図３に示すように、後述する排土ユニット５５の排土バケツ５５２が通過する通過孔５４ａが、外周縁を切り欠いて開口形成されている。
具体的には、通過孔５４ａは、刃口５１の周方向で隣り合う支持フレーム５２の梁状支持部５２２の間に位置する作業床５４の部分を、外周縁から径方向中心に向けて切り欠いて開口形成している。
具体的には、通過孔５４ａは、刃口５１の周方向で隣り合う支持フレーム５２の梁状支持部５２２の間に位置する作業床５４の部分を、外周縁から径方向中心に向けて切り欠いて開口形成している。
【0054】
また、掘削ユニット５０の排土ユニット５５は、掘削部５３で孔底部１２を掘削した掘削土を、作業床５４の通過孔５４ａを介して、孔底部１２から外部に搬出するユニットである。
この排土ユニット５５は、図２に示すように、刃口５１の下部から上方に向かって第１リング２１の上方までの延びる排土レール５５１と、排土レール５５１に沿って昇降する排土バケツ５５２とで構成されている。
この排土ユニット５５は、図２に示すように、刃口５１の下部から上方に向かって第１リング２１の上方までの延びる排土レール５５１と、排土レール５５１に沿って昇降する排土バケツ５５２とで構成されている。
【0055】
具体的には、排土レール５５１は、作業床５４の通過孔５４ａを貫通するように配置され、水平方向で近接する刃口５１の刃口内面５１ａ及びライナープレート２０に固定されている。さらに、排土レール５５１は、孔底部１２の掘削の進行に伴って延長可能に構成されている。
【0056】
一方、排土バケツ５５２は、孔底部１２を掘削した掘削土が積み込まれる部分であって、排土レール５５１に対して相対移動可能に連結されている。この排土バケツ５５２は、地上に設けた吊上げウインチ（図示省略）によって昇降する。
【0057】
また、掘削ユニット５０の４つのジャッキ５６は、既設のライナープレート２０を反力として、刃口５１を下方に押し付ける伸縮機構部であって、例えば上下方向に伸縮可能な油圧ジャッキなどで構成されている。
【0058】
この４つのジャッキ５６は、図３に示すように、刃口５１の周方向で隣り合う支持フレーム５２の梁状支持部５２２の間に位置するように、刃口５１の周方向に等間隔を隔てて配置されている。
このようなジャッキ５６は、後述する制御ユニット６０からの制御信号に基づいて動作する油圧ポンプ５９（図５参照）に接続され、油圧ポンプ５９の作動圧によって伸縮する本体部５６１と、本体部５６１の先端に設けられたスプレッダ５６２とを備えている。
このようなジャッキ５６は、後述する制御ユニット６０からの制御信号に基づいて動作する油圧ポンプ５９（図５参照）に接続され、油圧ポンプ５９の作動圧によって伸縮する本体部５６１と、本体部５６１の先端に設けられたスプレッダ５６２とを備えている。
【0059】
具体的には、ジャッキ５６の本体部５６１は、図２に示すように、作業床５４よりも上方の位置で刃口５１の刃口内面５１ａに取付けられたシリンダ５６１ａと、シリンダ５６１ａの上方へ出没可能なピストンロッド５６１ｂとで構成されている。
一方、ジャッキ５６のスプレッダ５６２は、図３に示すように、最下段リング２０Ａに当接可能な底面視略円弧状に形成され、周方向の略中央がピストンロッド５６１ｂの先端に連結されている。
一方、ジャッキ５６のスプレッダ５６２は、図３に示すように、最下段リング２０Ａに当接可能な底面視略円弧状に形成され、周方向の略中央がピストンロッド５６１ｂの先端に連結されている。
【0060】
また、掘削ユニット５０の内側筒部５７は、図１及び図２に示すように、刃口５１と同じ素材の鋼製で刃口５１と同じ厚みを有する円筒体であり、刃口５１の内部における作業床５４の上方に収容されるように配置されている。この内側筒部５７は、シリンダ５６１ａに固定された刃口５１の移動方向とは逆方向へ向けて相対移動可能にジャッキ５６に固定されている。
【0061】
具体的には、内側筒部５７は、図２に示すように、刃口５１の内径よりも僅かに大きい外径と、既設のライナープレート２０の外径よりも僅かに大きい内径とを有して上下方向に延びる円筒状に形成されている。
【0062】
なお、内側筒部５７は、ライナープレート２０の１リング分の高さよりも長く、かつ最も下方に相対移動した状態における刃口５１の上端近傍の内周面に、下端近傍の外周面が重合可能な上下方向の長さで形成されている。
【0063】
この内側筒部５７の内周面は、周方向に沿って配置した４つのジャッキ５６にそれぞれ固定されている。
より詳しくは、内側筒部５７は、上端からライナープレート２０の１リング分だけ下方の位置における内周面が、ジャッキ５６のスプレッダ５６２に固定されている（図１１参照）。
なお、スプレッダ５６２は、上端からライナープレート２０の１リング分だけ下方の位置に、その上面を一致させた状態で内側筒部５７の内周面に固定されている。
より詳しくは、内側筒部５７は、上端からライナープレート２０の１リング分だけ下方の位置における内周面が、ジャッキ５６のスプレッダ５６２に固定されている（図１１参照）。
なお、スプレッダ５６２は、上端からライナープレート２０の１リング分だけ下方の位置に、その上面を一致させた状態で内側筒部５７の内周面に固定されている。
【0064】
このため、最下段リング２０Ａの下端にスプレッダ５６２が当接した状態において、内側筒部５７の上端が、最下段リング２０Ａよりも１つ上段のライナープレート２０と孔壁１１ａとの間に充填された裏込め材３０の下端に当接または近接する。
【0065】
また、上述の遮断部材５８は、図４に示すように、最下段リング２０Ａの下端と掘削孔１１の孔壁１１ａとの間に生じた開口を閉塞する部材であって、最下段リング２０Ａの下側のフランジに着脱自在に構成されている。
なお、遮断部材５８は、最下段リング２０Ａの下側のフランジに対して、周方向に所定間隔を隔てて配置したクランプＣで固定されている。
なお、遮断部材５８は、最下段リング２０Ａの下側のフランジに対して、周方向に所定間隔を隔てて配置したクランプＣで固定されている。
【0066】
具体的には、遮断部材５８は、ライナープレート２０の外径よりも大きい外径を有する円環状の平板である間詰リング５８１と、間詰リング５８１の外周縁に装着され、孔壁１１ａに当接する円環状の間詰先端部５８２とを備えている。
【0067】
また、立坑構築装置の制御ユニット６０は、図５に示すように、カメラ６１、センサ６２、表示部６３、操作部６４、記憶部６５、及びこれらの動作を制御する制御部６６などで構成され、刃口５１の内部における孔底部１２の掘削状況を検知する機能を有している。
【0068】
さらに、制御ユニット６０は、図５に示すように、掘削部５３及び油圧ポンプ５９に接続され、作業員Ｍの操作を受け付けて掘削部５３及び油圧ポンプ５９の動作を制御する機能を有している。
【0069】
なお、制御ユニット６０は、表示部６３及び操作部６４が、施工現場近くの地上、または施工現場から離れた管理事務所等に配置され、地上の作業員Ｍが掘削部５３及びジャッキ５６を遠隔操作可能に構成されている。
【0070】
具体的には、カメラ６１は、ＣＣＤカメラ等で構成され、撮像箇所を撮像する機能と、撮像した動画データを制御部６６に送信する機能とを有している。このカメラ６１は、刃口５１の内部における孔底部１２を撮像するように配置されている。なお、カメラ６１は複数台配置してもよく、さらに後述する操作部６４によって撮像方向が制御されてもよい。
【0071】
また、センサ６２は、刃口５１の内部における孔底部１２の掘削状況を非接触で検出するよう構成されている。
また、表示部６３は、液晶ディスプレイなどで構成され、制御部６６からの信号に基づいて、刃口５１の内部における孔底部１２の掘削状況、及びカメラ６１で撮像した動画データなどを表示する機能を有している。
また、表示部６３は、液晶ディスプレイなどで構成され、制御部６６からの信号に基づいて、刃口５１の内部における孔底部１２の掘削状況、及びカメラ６１で撮像した動画データなどを表示する機能を有している。
【0072】
また、操作部６４は、スイッチ、表示部６３に一体的に設けたタッチパネル、及び掘削部５３を操作する操作レバーなどで構成され、作業員Ｍによる各種操作を受け付けて、制御部６６に出力する機能を有している。
【0073】
また、記憶部６５は、ＨＤＤやＳＳＤなど構成され、各種情報を記憶する機能と、各種情報を読み出す機能とを有している。この記憶部６５には、カメラ６１及びセンサ６２から取得した各種情報や、各部の動作を制御するプログラムなどが記憶されている。
【0074】
また、制御部６６は、例えばＣＰＵやメモリなどのハードウェアと、制御プログラムなどのソフトウェアとで構成されている。この制御部６６は、有線または無線で接続された各部との各種信号の授受に係る処理機能と、有線または無線で接続された各部の動作を制御する機能とを有している。
【0075】
例えば制御部６６は、カメラ６１及びセンサ６２との各種信号の授受に係る処理機能と、孔底部１２の掘削状況の演算に係る各種処理機能と、掘削部５３及び油圧ポンプ５９との各種情報の授受に係る処理機能と、掘削部５３及び油圧ポンプ５９の動作を制御する機能とを有している。
【0076】
次に、上述した構成の掘削ユニット５０を用いて、地盤１０の内部に所定の立坑を構築する機械式深礎工法について、図６から図１３を用いて説明する。
なお、図６及び図７は機械式深礎工法における工程のフローチャートを示し、図８から図１３は機械式深礎工法の概略断面図による説明図を示している。
また、図８から図１３は図示を明確にするため図３中のＢ－Ｂ矢視断面で図示している。
なお、図６及び図７は機械式深礎工法における工程のフローチャートを示し、図８から図１３は機械式深礎工法の概略断面図による説明図を示している。
また、図８から図１３は図示を明確にするため図３中のＢ－Ｂ矢視断面で図示している。
【0077】
より詳しくは、図８（ａ）は口元管７０を設置した状態の断面図を示し、図８（ｂ）は掘削ユニット５０及び反力枠８０を設置した状態の断面図を示し、図８（ｃ）は反力枠８０を反力として刃口５１を沈降させた状態の断面図を示し、図８（ｄ）は１リング分掘削した状態の断面図を示している。
【0078】
また、図９（ａ）第１リング２１を設置した状態の断面図を示し、図９（ｂ）は第１リング２１を反力として刃口５１を１リング分沈降させた状態の断面図を示している。
また、図１０（ａ）は裏込め工を行う状態の断面図を示し、図１０（ｂ）は裏込め工の完了後に第２リング２２を組付けた状態の断面図を示している。
また、図１０（ａ）は裏込め工を行う状態の断面図を示し、図１０（ｂ）は裏込め工の完了後に第２リング２２を組付けた状態の断面図を示している。
【0079】
また、図１１（ａ）はジャッキ５６を第２リング２２に当接させた状態の断面図を示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）における要部の拡大断面図を示している。
また、図１２（ａ）は第２リング２２を反力として刃口５１が下降する状態の断面図を示し、図１２（ｂ）は図１２（ａ）における要部の拡大断面図を示している。
また、図１３（ａ）は刃口５１を１リング分沈降させた状態の断面図を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）における要部の拡大断面図を示している。
また、図１２（ａ）は第２リング２２を反力として刃口５１が下降する状態の断面図を示し、図１２（ｂ）は図１２（ａ）における要部の拡大断面図を示している。
また、図１３（ａ）は刃口５１を１リング分沈降させた状態の断面図を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）における要部の拡大断面図を示している。
【0080】
まず、地盤１０の内部に立坑を形成するために、作業員Ｍは、図６に示すように、所望される施工場所に口元管７０を設置する（ステップＳ１０１）。
具体的には、作業員Ｍは、図８（ａ）に示すように、施工場所の地表面１０ａを掘り下げた箇所に、刃口５１より一回り大径であるライナープレート７１を設置したのち、ライナープレート７１の径外側に固定コンクリート７２を打設して口元管７０を設置する。
なお、口元管７０の内面は、掘削孔１１の孔壁１１ａをなすように構成されている。
具体的には、作業員Ｍは、図８（ａ）に示すように、施工場所の地表面１０ａを掘り下げた箇所に、刃口５１より一回り大径であるライナープレート７１を設置したのち、ライナープレート７１の径外側に固定コンクリート７２を打設して口元管７０を設置する。
なお、口元管７０の内面は、掘削孔１１の孔壁１１ａをなすように構成されている。
【0081】
その後、作業員Ｍは、図６に示すように、口元管７０の内部に掘削ユニット５０を設置するとともに、口元管７０の固定コンクリート７２に反力枠８０を固定する（ステップＳ１０２）。
【0082】
なお、反力枠８０は、図８（ｂ）に示すように、下端が固定コンクリート７２に固定される柱部８１と、柱部８１の上端に橋架された梁部８２と、梁部８２から下方へ垂設され、ジャッキ５６の反力を受けるジャッキ受け部８３とで櫓形状に構成されている。この反力枠８０は、刃口５１の下降に伴って、柱部８１の長さを変更可能に構成されている。
【0083】
具体的には、作業員Ｍは、図８（ｂ）に示すように、口元管７０の内周面と刃口５１の外周面とが対向するように、重機などを用いて掘削ユニット５０を口元管７０の内部に配置する。この際、作業員Ｍは、掘削ユニット５０のジャッキ５６を最も縮んだ状態にする。
その後、作業員Ｍは、ジャッキ受け部８３がジャッキ５６の上方に位置するように、反力枠８０を口元管７０に組付けて固定する。
その後、作業員Ｍは、ジャッキ受け部８３がジャッキ５６の上方に位置するように、反力枠８０を口元管７０に組付けて固定する。
【0084】
掘削ユニット５０及び反力枠８０を設置すると、作業員Ｍは、制御ユニット６０の操作部６４を操作して、刃口５１の内部における孔底部１２の掘削と、刃口５１の沈降とを開始する（ステップＳ１０３）。
【0085】
具体的には、制御ユニット６０の制御部６６からの制御信号に基づいて、掘削ユニット５０の掘削部５３が、図８（ｂ）に示すように、刃口５１の内部における孔底部１２を掘削する。この際、孔底部１２を掘削した掘削土は、掘削のたびに排土ユニット５５の排土バケツ５５２に積み込まれる。
【0086】
さらに、制御ユニット６０の制御部６６からの制御信号に基づいて、油圧ポンプ５９がジャッキ５６を伸長させて、ジャッキ５６のスプレッダ５６２を反力枠８０のジャッキ受け部８３に当接させる。そして、反力枠８０に当接したジャッキ５６がさらに伸長することで、反力枠８０を反力として刃口５１を下方へ押し付けて下降させる。
【0087】
その後、排土バケツ５５２が掘削土でいっぱいになるまで（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、孔底部１２の掘削を進め、排土バケツ５５２が掘削土でいっぱいになった場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、作業員Ｍは、制御ユニット６０の操作部６４を操作して、孔底部１２の掘削を中断するとともに、排土バケツ５５２の掘削土を孔外に搬出する（ステップＳ１０５）。
【0088】
具体的には、制御部６６からの制御信号に基づいて、掘削部５３が、第１アーム５３２に対して第２アーム５３３を近接方向に枢動させるとともに、掘削バケツ５３４を第２アーム５３３に近接する方向に枢動させてコンパクト化し、掘削部本体５３１を中央支持部５２１に対して回転させて、通過孔５４ａの下方位置から待避させる。
【0089】
さらに、排土バケツ５５２を、地上にセットした吊上げウインチ（図示省略）で巻き上げて、排土レール５５１に沿って上方に移動させる。この際、排土バケツ５５２は、作業床５４の通過孔５４ａを通って、内側筒部５７よりも上方に移動して、孔外に掘削土を搬出する。
【0090】
そして、空になった排土バケツ５５２を、吊上げウインチで排土レール５５１に沿って下方に移動させる。この際、排土レール５５１に沿って降下する排土バケツ５５２は、通過孔５４ａを通って、孔底部１２まで降下する。
排土ユニット５５による排土が完了すると、掘削部５３を通常の掘削位置、及び掘削姿勢に復帰させ、孔底部１２の掘削を再開する。
排土ユニット５５による排土が完了すると、掘削部５３を通常の掘削位置、及び掘削姿勢に復帰させ、孔底部１２の掘削を再開する。
【0091】
このようにして、地表面１０ａから掘削ユニット５０の作業床５４までの深さがライナープレート２０の１リング分の高さより深くなるまで（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、掘削土を搬出しながら、孔底部１２を掘削する。
なお、刃口５１の下降途中でジャッキ５６が伸びきった場合、作業員Ｍは、図８（ｃ）に示すように、ジャッキ５６を縮めるとともに、反力枠８０の高さを下げたのち、孔底部１２の掘削を再開する。
なお、刃口５１の下降途中でジャッキ５６が伸びきった場合、作業員Ｍは、図８（ｃ）に示すように、ジャッキ５６を縮めるとともに、反力枠８０の高さを下げたのち、孔底部１２の掘削を再開する。
【0092】
そして、図８（ｄ）に示すように、地表面１０ａから掘削ユニット５０の作業床５４までの深さがライナープレート２０の１リング分の高さより深くなるまで孔底部１２を掘削すると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、作業員Ｍは、第１リング２１の組付けを行う（ステップＳ１０７）。
具体的には、作業員Ｍは、制御ユニット６０の操作部６４を操作して、掘削部５３の動作を停止させるとともに、ジャッキ５６をライナープレート２０の１リング分の高さだけ縮める。
具体的には、作業員Ｍは、制御ユニット６０の操作部６４を操作して、掘削部５３の動作を停止させるとともに、ジャッキ５６をライナープレート２０の１リング分の高さだけ縮める。
【0093】
その後、作業員Ｍは、図９（ａ）に示すように、反力枠８０とジャッキ５６との間にライナープレートセクションを配置するとともに、ライナープレートセクションを環状に組付けて最上段のライナープレート２０である第１リング２１を構成する。
なお、ここでは、第１リング２１以外の既設のライナープレート２０が存在しないため、第１リング２１が最下段リング２０Ａとなる。
なお、ここでは、第１リング２１以外の既設のライナープレート２０が存在しないため、第１リング２１が最下段リング２０Ａとなる。
【0094】
第１リング２１を構成すると、作業員Ｍは、図７に示すように、制御ユニット６０の操作部６４を操作して、孔底部１２の掘削と、刃口５１の沈降とを再開させる（ステップＳ１０８）。この際、掘削ユニット５０のジャッキ５６は、図９（ｂ）に示すように、第１リング２１を反力として刃口５１を下方へ押し付けることで、刃口５１を下降させる。
【0095】
その後、図６のステップＳ１０４及びステップＳ１０５と同様に、排土バケツ５５２が掘削土でいっぱいになるまで（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、孔底部１２の掘削を進め、排土バケツ５５２が掘削土でいっぱいになった場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、作業員Ｍは、制御ユニット６０の操作部６４を操作して、孔底部１２の掘削を中断するとともに、排土バケツ５５２の掘削土を孔外に排出させる（ステップＳ１１０）。
【0096】
そして、刃口５１がライナープレート２０の１リング分の高さ相当分沈降するだけの掘削ができるまで（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、掘削土を搬出しながら、孔底部１２を掘削する。
【0097】
そして、図９（ｂ）に示すように、刃口５１がライナープレート２０の１リング分の高さ相当分沈降するだけの掘削ができると（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、作業員Ｍは、制御ユニット６０の操作部６４を操作して、孔底部１２の掘削及び刃口５１の下降を停止する。
【0098】
この際、刃口５１は、図４（ａ）に示すように、その上端が第１リング２１の下端よりも下方に位置するとともに、遮断部材５８を取付け可能な隙間が得られる位置まで下降している。
【0099】
その後、作業員Ｍは、最下段リング２０Ａと掘削孔１１の孔壁１１ａとの間に裏込め材３０を充填する裏込め工を行う（ステップＳ１１２）。この裏込め工では、まず、作業員Ｍが、図４（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、最下段リング２０Ａの下側のフランジに対して、遮断部材５８をクランプＣで取付ける（ステップＳ１１３）。
【0100】
具体的には、作業員Ｍは、図４（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、操作部６４を操作して、最下段リング２０Ａからスプレッダ５６２を離間させるとともに、内側筒部５７の上端が刃口５１の上端よりも下方に位置するように、内側筒部５７を刃口５１の内部に収容させる。
【0101】
その後、作業員Ｍは、最下段リング２０Ａの下側のフランジに遮断部材５８をクランプＣで装着して、最下段リング２０Ａの下端と掘削孔１１の孔壁１１ａとの間を閉塞する。
遮断部材５８を装着すると、作業員Ｍは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、最下段リング２０Ａと孔壁１１ａとの間の空間に、充填口２０１から裏込め材３０を充填する（ステップＳ１１４）。
遮断部材５８を装着すると、作業員Ｍは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、最下段リング２０Ａと孔壁１１ａとの間の空間に、充填口２０１から裏込め材３０を充填する（ステップＳ１１４）。
【0102】
そして、最下段リング２０Ａと孔壁１１ａとの間の空間に充填した裏込め材３０が硬化すると、作業員Ｍは、最下段リング２０Ａの下側のフランジに取り付けた遮断部材５８を取り外して（ステップＳ１１５）、裏込め工（ステップＳ１１２）を完了する。
【0103】
裏込め工（ステップＳ１１２）が完了すると、作業員Ｍは、図１０（ｂ）に示すように、最下段リング２０Ａの下方にライナープレートセクションを環状に配置して、新たなライナープレート２０である第２リング２２を構成する（ステップＳ１１６）。この第２リング２２が既設のライナープレート２０における最下段リング２０Ａとなる。
【0104】
その後、所望される立坑が構築できる所定深さまで掘削完了していない場合（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、作業員Ｍは、制御ユニット６０の操作部６４を操作し、掘削孔１１が所定深さに到達するまで、上述したステップＳ１０８からステップＳ１１６の工程を繰り返す。
【0105】
この際、刃口５１が下降するのに対して、スプレッダ５６２に固定された内側筒部５７は相対移動しない。このため、内側筒部５７は、刃口５１の上端から突出して、下方へ下降する刃口５１の上端から掘削孔１１の孔壁１１ａが露出することを防止する。
【0106】
具体的には、ステップＳ１０８において、ジャッキ５６のスプレッダ５６２が最下段リング２０Ａの下端に当接すると（図１１（ａ）参照）、スプレッダ５６２に固定された内側筒部５７は、図１１（ｂ）に示すように、刃口５１の上端から上方に突出して、孔壁１１ａに対向するとともに、最下段リング２０Ａよりも１つ上段のライナープレート２０と孔壁１１ａとの間に充填した裏込め材３０の下面に上端が当接する。
【0107】
これにより、内側筒部５７は、刃口５１の上端と裏込め材３０との隙間を閉塞する。
この際、内側筒部５７における刃口５１の上端よりも下方の部分は、刃口５１と重なり合った状態となる。
この際、内側筒部５７における刃口５１の上端よりも下方の部分は、刃口５１と重なり合った状態となる。
【0108】
最下段リング２０Ａに当接したジャッキ５６が、最下段リング２０Ａを反力としてさらに伸長すると（図１２（ａ）参照）、スプレッダ５６２に固定された内側筒部５７が移動せず、ジャッキ５６のシリンダ５６１ａに固定された刃口５１が、内側筒部５７に一部が重なり合ったまま下方へ移動する。このため、内側筒部５７は、図１２（ｂ）に示すように、刃口５１の上端からさらに上方に突出する。
【0109】
そして、ステップＳ１１１において、刃口５１がライナープレート２０の１リング分の高さ相当分沈降すると（図１３（ａ）参照）、内側筒部５７の外周面における下部が、図１３（ｂ）に示すように、刃口５１における内周面の上部に重なり合った状態となる。
【0110】
これにより、内側筒部５７は、最下段リング２０Ａの組付け後、刃口５１の沈降開始からライナープレート２０の１リング分の高さ相当分沈降するまでの間、掘削孔１１の内部に孔壁１１ａが露出することを防止している。
【0111】
このように、上述したステップＳ１０８からステップＳ１１６を繰返して、所望される立坑が構築できる所定深さまで掘削完了した場合（ステップＳ１１７：Ｙｅｓ）、作業員Ｍは、孔底部１２の掘削を停止する。
その後、作業員Ｍは、刃口５１設けた支持フレーム５２、掘削部５３、作業床５４、ジャッキ５６及び排土ユニット５５の撤去や、孔底部１２やライナープレート２０の内面への吹きつけなど、立坑に求められる仕様に応じた後処理工（ステップＳ１１８）を行い、本施工を完了する。
その後、作業員Ｍは、刃口５１設けた支持フレーム５２、掘削部５３、作業床５４、ジャッキ５６及び排土ユニット５５の撤去や、孔底部１２やライナープレート２０の内面への吹きつけなど、立坑に求められる仕様に応じた後処理工（ステップＳ１１８）を行い、本施工を完了する。
【0112】
以上のように、本実施形態の立坑の構築装置は、環状のライナープレート２０を高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する装置である。
この立坑の構築装置は、ライナープレート２０の外径より大きい内径を有して下方に延びる筒状の刃口５１と、刃口５１の内部における孔底部１２を掘削する掘削部５３とが設けられている。
この立坑の構築装置は、ライナープレート２０の外径より大きい内径を有して下方に延びる筒状の刃口５１と、刃口５１の内部における孔底部１２を掘削する掘削部５３とが設けられている。
【0113】
さらに、立坑の構築装置は、既設のライナープレート２０を反力として、刃口５１を下方に押し付けるジャッキ５６と、刃口５１の内側に配置されるとともに、ライナープレート２０の外径よりも大きい内径を有する筒状で、刃口５１に対して相対移動可能にジャッキ５６に固定された内側筒部５７とが設けられている。
【0114】
また、本実施形態の立坑の構築方法は、環状のライナープレート２０を高さ方向に組み付けて、地中に立坑を構築する構築方法である。
この立坑の構築方法は、ライナープレート２０の外径より大きい内径を有して下方に延びる筒状の刃口５１の内部において、掘削部５３が孔底部１２を掘削する掘削工程（ステップＳ１０８）と、既設のライナープレート２０を反力として、ジャッキ５６が刃口５１を下方に押し付けて刃口５１を下降させる伸長工程（ステップＳ１０８）と、刃口５１がライナープレート２０の少なくとも一段分下降した状態において、最下段リング２０Ａの下端にライナープレート２０を組み付ける組付工程（ステップＳ１１６）とを繰返し行う。
この立坑の構築方法は、ライナープレート２０の外径より大きい内径を有して下方に延びる筒状の刃口５１の内部において、掘削部５３が孔底部１２を掘削する掘削工程（ステップＳ１０８）と、既設のライナープレート２０を反力として、ジャッキ５６が刃口５１を下方に押し付けて刃口５１を下降させる伸長工程（ステップＳ１０８）と、刃口５１がライナープレート２０の少なくとも一段分下降した状態において、最下段リング２０Ａの下端にライナープレート２０を組み付ける組付工程（ステップＳ１１６）とを繰返し行う。
【0115】
そして、立坑の構築方法は、伸長工程において、刃口５１の内側に配置されるとともに、ライナープレート２０の外径よりも大きい内径を有する筒状で、刃口５１に対して相対移動可能にジャッキ５６に固定された内側筒部５７を、刃口５１の下降に伴って刃口５１の上端から上方に突出させている。
【0116】
この構成によれば、刃口５１に対して相対移動可能にジャッキ５６に固定され、刃口５１の上端から上方に突出する内側筒部５７を備えたことにより、例えば支障物などによって孔底部１２の掘削を中断しても、坑内の安全を確保することができる。
【0117】
具体的には、内側筒部５７が刃口５１に対して相対移動可能にジャッキ５６に固定されるため、ジャッキ５６の伸長による刃口５１の下降に伴って、内側筒部５７は、刃口５１の上端よりも上方に突出することができる。
【0118】
さらに、刃口５１の内側に配置された内側筒部５７の内径がライナープレート２０の外径よりも大きいため、内側筒部５７は、刃口５１の上端から突出した部分が、孔壁１１ａに対向することになる。
このため、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、既設のライナープレート２０の外周面側に配置された仮設の土留めとして、内側筒部５７を機能させることができる。
このため、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、既設のライナープレート２０の外周面側に配置された仮設の土留めとして、内側筒部５７を機能させることができる。
【0119】
これにより、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂が、刃口５１の上端と既設のライナープレート２０の下端との間から刃口５１の内部に流入することを内側筒部５７によって阻止できる。
よって、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、例えば支障物などによって孔底部１２の掘削を中断しても、土留めを別途設置することなく、坑内の安全を確保することができる。
よって、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、例えば支障物などによって孔底部１２の掘削を中断しても、土留めを別途設置することなく、坑内の安全を確保することができる。
【0120】
加えて、孔底部１２の掘削の中断後、坑内に土留めを別途設置することを不要にできるため、立坑の構築装置及び立坑の構築方法は、支障物の撤去を安全、かつ効率よく行うことができる。
【0121】
また、ジャッキ５６が、高さ方向に伸縮する本体部５６１と、本体部５６１の先端に設けられ、既設のライナープレート２０の下端に当接するスプレッダ５６２とを備えている。
そして、シリンダ５６１ａが刃口５１に固定され、内側筒部５７がスプレッダ５６２に固定されているため、立坑の構築装置は、刃口５１の下降と内側筒部５７の突出とを簡素な構成で実現することができる。
そして、シリンダ５６１ａが刃口５１に固定され、内側筒部５７がスプレッダ５６２に固定されているため、立坑の構築装置は、刃口５１の下降と内側筒部５７の突出とを簡素な構成で実現することができる。
【0122】
さらに、既設のライナープレート２０に当接するジャッキ５６のスプレッダ５６２に内側筒部５７が固定されるため、内側筒部５７を既設のライナープレート２０に恰も固定されたような状態で、所望される位置に配置することができる。
これにより、立坑の構築装置は、刃口５１の下降に伴う孔壁１１ａの露出をより防止できるとともに、孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂からの土圧に抗することができる。
これにより、立坑の構築装置は、刃口５１の下降に伴う孔壁１１ａの露出をより防止できるとともに、孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂からの土圧に抗することができる。
【0123】
また、内側筒部５７の外周面が、少なくとも刃口５１の内周面の上部に対向するため、立坑の構築装置は、ジャッキ５６が伸長した状態において、刃口５１の上端と内側筒部５７の下端との間から孔壁１１ａが露出することを防止できる。
【0124】
これにより、立坑の構築装置は、孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂が、刃口５１の上端を乗り越えて刃口５１の内部に流入することを阻止できるため、坑内の安全性をより向上することができる。
【0125】
また、内側筒部５７の上端が最下段リング２０Ａよりも１つ上段のライナープレート２０の外面と孔壁１１ａとの間に充填した裏込め材３０に当接または近接するため、立坑の構築装置は、内側筒部５７の上端と裏込め材３０の下端との間から孔壁１１ａが露出することを抑えられる。
【0126】
これにより、立坑の構築装置は、孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂が、内側筒部５７の上端を乗り越えて刃口５１の内部に流入することを抑えられるため、坑内の安全性をより向上することができる。
【0127】
また、内側筒部５７における上下方向の長さが、１つのライナープレート２０における上下方向の長さよりも長いため、立坑の構築装置は、刃口５１が最下段リング２０Ａの下端よりも下方に下降しても、内側筒部５７の下端と刃口５１の上端との間に隙間が生じることを防止できる。
【0128】
このため、立坑の構築装置は、刃口５１よりも上方で孔壁１１ａが露出することを、内側筒部５７によって確実に防止することができる。
これにより、立坑の構築装置は、孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂が、刃口５１の上端を乗り越えて刃口５１の内部に流入することを阻止できるため、坑内の安全性をより向上することができる。
これにより、立坑の構築装置は、孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂が、刃口５１の上端を乗り越えて刃口５１の内部に流入することを阻止できるため、坑内の安全性をより向上することができる。
【0129】
また、ジャッキ５６が刃口５１の周方向に所定間隔を隔てて複数設けられているため、立坑の構築装置は、刃口５１の内部において、内側筒部５７を安定した状態で支持できるとともに、刃口５１に対して内側筒部５７をバランスよく相対移動させることができる。
これにより、立坑の構築装置は、内側筒部５７を刃口５１よりも上方に安定して突出させることができる。
これにより、立坑の構築装置は、内側筒部５７を刃口５１よりも上方に安定して突出させることができる。
【0130】
また、内側筒部５７の下方において、刃口５１に支持された作業床５４が備えられているため、刃口５１の外周面及び内側筒部５７の外周面が孔壁１１ａに対向し、孔底部１２の上方に作業床５４が位置することになる。
【0131】
このため、立坑の構築装置は、孔底部１２への土砂の落下を、刃口５１、内側筒部５７及び作業床５４によって防止することができる。これにより、立坑の構築装置は、作業員Ｍによる支障物の安全な撤去を支援することができる。
【0132】
また、既設のライナープレート２０の下端と孔壁１１ａとの間とを遮断する遮断部材５８が脱着可能に設けられたことにより、立坑の構築装置は、既設のライナープレート２０の外面と孔壁１１ａとの間に裏込め材３０を充填するために、内側筒部５７を刃口５１の内部に収容した際、既設のライナープレート２０と刃口５１との間に生じる開口を遮断部材５８によって閉塞することができる。
【0133】
このため、例えば裏込め材３０を充填する前に孔壁１１ａから崩れ落ちた土砂が、既設のライナープレート２０と刃口５１との間の開口を通って刃口５１の内部に流入することを遮断部材５８によって阻止できる。
よって、立坑の構築装置は、孔底部１２の掘削を中断した場合だけでなく、裏込め材３０の充填前における坑内の安全を確保することができる。
よって、立坑の構築装置は、孔底部１２の掘削を中断した場合だけでなく、裏込め材３０の充填前における坑内の安全を確保することができる。
【0134】
また、刃口５１と内側筒部５７とが同じ素材かつ同じ厚みのため、刃口５１及び内側筒部５７は、孔壁１１ａが崩れた際、崩れ落ちた土砂からの土圧に確実に抗することができる。これにより、立坑の構築装置は、崩れ落ちた土砂の坑内への流入を阻止して、坑内の安全をより確実に確保することができる。
【0135】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の立坑の構築装置は、実施形態の掘削ユニット５０及び制御ユニット６０に対応し、
以下同様に、
組付済ライナープレートは、既設のライナープレート２０や最下段リング２０Ａに対応し、
伸縮機構部は、ジャッキ５６に対応し、
伸縮本体部は、本体部５６１に対応し、
当接部は、スプレッダ５６２に対応し、
掘削工程及び伸長工程は、ステップＳ１０８に対応し、
組付工程は、ステップＳ１１６に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
この発明の立坑の構築装置は、実施形態の掘削ユニット５０及び制御ユニット６０に対応し、
以下同様に、
組付済ライナープレートは、既設のライナープレート２０や最下段リング２０Ａに対応し、
伸縮機構部は、ジャッキ５６に対応し、
伸縮本体部は、本体部５６１に対応し、
当接部は、スプレッダ５６２に対応し、
掘削工程及び伸長工程は、ステップＳ１０８に対応し、
組付工程は、ステップＳ１１６に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【0136】
例えば、上述した実施形態において、ライナープレート２０、刃口５１及び内側筒部５７を円筒状としたが、これに限定せず、略矩形の筒状などであってもよい。
また、口元管７０の内部にライナープレート２０を配置したが、これに限定せず、地表面１０ａよりも上方に露出して配置されるライナープレート２０を第１リング２１の上側に組付けてもよい。
また、口元管７０の内部にライナープレート２０を配置したが、これに限定せず、地表面１０ａよりも上方に露出して配置されるライナープレート２０を第１リング２１の上側に組付けてもよい。
【0137】
また、刃口５１と内側筒部５７とを同じ素材の鋼製としたが、これに限定せず、崩れ落ちた土砂からの土圧に抗することができる構成であれば、適宜の素材であってもよい。例えば、内側筒部５７と刃口５１とを異なる素材で構成してもよい。
また、刃口５１と内側筒部５７とを同じ厚みとしたが、これに限定せず、崩れ落ちた土砂からの土圧に抗することができる構成であれば、適宜の厚みであってもよい。例えば内側筒部５７の厚みを刃口５１の厚みよりも薄肉または厚肉に形成してもよい。
また、刃口５１と内側筒部５７とを同じ厚みとしたが、これに限定せず、崩れ落ちた土砂からの土圧に抗することができる構成であれば、適宜の厚みであってもよい。例えば内側筒部５７の厚みを刃口５１の厚みよりも薄肉または厚肉に形成してもよい。
【0138】
また支持フレーム５２の梁状支持部５２２を、中央支持部５２１から刃口内面５１ａへ向かう三方向に配置したが、これに限定せず、梁状支持部５２２は中央支持部５２１を囲む井桁状や格子状に配置されてもよい。
【0139】
また、表示部６３及び操作部６４を地上に配置し、掘削部５３を遠隔操作可能に構成したが、作業床５４上で作業する作業員Ｍによって操作できるように表示部６３及び操作部６４を作業床５４に配置してもよい。
【0140】
また、刃口５１と内側筒部５７とを相対移動させるジャッキ５６を油圧ジャッキで構成したが、これに限定せず、刃口５１と内側筒部５７とを相対移動可能であれば、適宜の構成の伸縮機構部であってもよい。
【0141】
また、第１リング２１と孔壁１１ａとの間に裏込め材３０を充填後、第２リング２２を組付けたが、これに限定せず、第２リング２２を組付け後、第２リング２２と孔壁１１ａとの間に裏込め材３０を充填するのに合わせて、第１リング２１と孔壁１１ａとの間に裏込め材３０を充填してもよい。
【0142】
また、孔底部１２を掘削しながら刃口５１を下降させたが、これに限定せず、孔底部１２を掘削後、刃口５１を下降させてもよい。
また、操作部６４を用いて作業員Ｍが掘削部５３を遠隔操作して孔底部１２を掘削したが、これに限定せず、制御部６６による制御によって孔底部１２を自動掘削してもよい。
また、操作部６４を用いて作業員Ｍが掘削部５３を遠隔操作して孔底部１２を掘削したが、これに限定せず、制御部６６による制御によって孔底部１２を自動掘削してもよい。
【0143】
具体的には、センサ６２が検知した孔底部１２の掘削状況を示す信号と、カメラ６１が孔底部１２を撮像した動画像データとに基づいて、制御部６６が、孔底部１２の掘削状況を自動判定する。そして、制御部６６は、判定結果に基づいて、掘削部５３の動作を自動制御して、刃口５１の内部における孔底部１２を掘削部５３に行う。
【0144】
さらに、排土バケツ５５２への掘削土の積み込み状況を検知する排土センサと、排土バケツ５５２の上下方向の位置を検知する位置センサとを制御部６６に接続して設けてもよい。この場合、制御部６６は、排土バケツ５５２への掘削土の積み込み状況、及び排土バケツ５５２の位置情報に基づいて、吊上げウインチの動作と、掘削部５３の動作とを自動制御する。
【0145】
加えて、センサ６２で孔底部１２の掘削状況を検出するだけでなく、複数台のカメラ６１で孔底部１２を撮像し、撮像した動画像データに基づいて孔底部１２の掘削状況を自動検出して掘削部５３の駆動を制御するように構成してもよい。
【0146】
このように掘削部５３を制御する制御部６６と、掘削部５３で掘削する孔底部１２の掘削箇所の状況を検出するセンサ６２とが設けられ、制御部６６が、センサ６２の検出結果に基づいて掘削部５３の掘削を制御することで、自動運転制御した掘削部５３で掘削箇所を掘削することができる。そのため、作業員Ｍの孔内作業を減らして作業環境を向上するとともに、高効率化を図ることができる。
【符号の説明】
【0147】
１２…孔底部
２０…ライナープレート
２０Ａ…最下段リング
３０…裏込め材
５０…掘削ユニット
５１…刃口
５３…掘削部
５４…作業床
５６…ジャッキ
５７…内側筒部
５８…遮断部材
６０…制御ユニット
５６１…本体部
５６２…スプレッダ
２０…ライナープレート
２０Ａ…最下段リング
３０…裏込め材
５０…掘削ユニット
５１…刃口
５３…掘削部
５４…作業床
５６…ジャッキ
５７…内側筒部
５８…遮断部材
６０…制御ユニット
５６１…本体部
５６２…スプレッダ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】