水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統的製作方法
2023-05-31 04:56:01 1
專利名稱：水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統。
就作為建築結構物的下部、防護起始縱向樁等施工時的防水擋土牆而形成的水泥土地下連續牆的施工來說，作為為了獲得較高的防水性能、施工的直進性和垂直性優良的高精度施工等而開發的施工方法，人們提出有採用開槽機式水泥土牆挖掘機(下面有時簡稱為「挖掘機」)的施工方法，該方法稱為「TRD施工方法」(水泥土牆地下連續牆施工方法)(比如，參照JP特開平5-17946號文獻，JP5-280043號文獻，這些文獻在這裡作為參考引用)。
該施工方法所採用的上述挖掘機主要包括可在地表面移動的主機；切削柱，其支承於該主機上，並卷繞有帶多個切削刀頭的鏈條鋸齒式切削器，該切削器在於切削柱外周旋轉的同時，擠壓地基，以便實現槽的開挖。
此時，從設置於切削柱底端的地基灌注材料排出口排出挖掘用泥漿，以便促進槽的開挖，或通過上述排出口排出地基固化液，以便將其與挖掘土體等進行混合攪拌，形成水泥土牆。
但是，在已有的TRD施工方法中，地基固化液的排出量控制等的施工控制依賴於經驗豐富的施工人員的第6感覺，從而由沒有經驗的施工人員進行控制是困難的。
本發明的目的在於提供一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統，即使在沒有經驗的操作人員的情況下，仍可簡便確實地對地基灌注材料的排出量進行控制，對由此形成的水泥土牆的作業進行控制。
本發明涉及一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統，其包括顯示機構，其用於在按照將設置於水泥土牆用的開槽機式挖掘機上的，具有循環卷繞的鏈式切削器的切削柱插入施工地基中，使該鏈式切削器旋轉，同時從開設於切削柱上的排出口排出地基灌注材料，使上述切削柱沿地基的橫向移動的方式，對形成水泥土牆的作業進行控制時，至少顯示挖掘機形成的水泥土牆的施工寬度，以及位於水泥土牆形成作業的每個位置處的地基灌注材料的灌注量。比如，該顯示機構為下述形式，其以2維坐標的方式進行顯示，將施工寬度作為橫軸，將灌注量作為縱軸。
此外，最好將切削柱中的與水泥土牆的牆體表面保持平行的側邊的寬度分割而設定多個控制寬度，將從位於適合的水泥土牆形成作業位置處的排出口排出的地基灌注材料分配給相應的控制寬度。
另一方面，本發明包括顯示機構，其至少顯示已形成的水泥土牆的區域、正在形成的水泥土牆的區域、未開始作業的地基區域、切削柱的當前位置中的任何一個，該顯示呈施工狀態顯示框狀，在該顯示框中，將切削柱中的與水泥土牆的牆體表面保持平行的側邊的寬度分割而設定的控制寬度為單位尺寸。比如，施工狀態顯示框為帶狀顯示框。
再有，最好將通過挖掘機用的作業控制系統獲得的地基灌注材料的實際排出量的數據，傳送給供給地基灌注材料的設備，以便對地基灌注排出量進行控制。
圖1為表示TRD施工方法構思的說明圖；圖2為表示下述狀態的說明圖，在該狀態，TRD施工方法用的水泥土牆開槽機式挖掘機上設置的切削柱的寬度分割為多個設定的控制寬度；圖3為表示本發明的挖掘機用的作業控制系統的示意圖；圖4為本發明的挖掘機用的作業控制系統中的作業控制屏的說明圖，在該屏中顯示有相應的水泥土牆成形作業位置處的地基灌注材料的灌注量。
下面參照附圖，對本發明的優選實施例進行描述。
圖1為表示TRD施工方法構思的的說明圖。本施工方法所採用的水泥土牆開槽機式挖掘機10主要包括主機11，其能夠在地基表面上移動；切削柱13，其上繞有鏈條鋸齒式切削器，該切削器12上帶有多個切削刀頭，該切削器12對地基G進行擠壓，同時繞切削柱13旋轉，以便實現槽T的開挖。
此時，在適當壓力下將挖掘用泥漿從設置於切削柱13的底端的地基灌注材料排出口14排出，以便促進槽T的開挖，或將地基固化漿液從上述排出口排出，以便將其與挖掘下來的土體或類似物混合，攪拌，形成水泥土牆C。
就槽T的開挖和水泥土牆的形成的施工順序來說，根據施工的狀態，適當選擇下述施工方式，即將上述兩者結合而連續施工的所謂的「單步驟」施工，在槽T開挖結束後沿槽T形成水泥土牆的「雙步驟」施工，或在槽T開挖結束後再次將切削柱13移動到槽開挖起始位置，沿槽T形成水泥土牆的「三步驟」施工。
一般，上述施工是經過幾天完成。在該場合，對前一天所形成的水泥土牆C進行適當切削，以便確保與在當日新形成的水泥土牆的連續性。
圖2表示上述TRD施工方法用的挖掘機10上設置的切削柱13的寬度W分成多個設定控制寬度20的狀態。
按照本發明，控制TRD施工方法所要考慮的基本點在於首先，如圖所示，將切削柱13中的與水泥土牆表面G保持平行的側邊寬度(在本發明中，比如為1700mm)分成多個設定控制寬度20(比如，100mm)(因此，在本發明中，有17個節段)。
因此，便設想近似下述場合的狀態，在該場合，在形成水泥土牆的適合的作業位置，從比如，設置於切削柱13的底端處的類似噴嘴狀的排出口14排出的地基灌注材料，比如分別均勻地按照相應的設定控制寬度20分配，均勻地從切削柱13的底端的幾乎整個表面排出。
不僅上述地基灌注材料均勻地按照相應的設定控制寬度20分配，均勻地從切削柱13的底端的幾乎整個表面排出，而且可改變按照設定控制寬度的位置分配的地基灌注材料量，以便對分配分布區域分配的量進行設定。
圖3為表示本發明的挖掘機10用的作業控制系統30的示意圖。
該系統主要包括作為實際施工設備的挖掘機10；光波距離測定儀31，其設置於其上形成有水泥土牆的施工預定線的一端處，以便對相對挖掘機的距離進行測定，規定挖掘機在施工預定線上的位置；可攜式計算機32，其用於獲得安裝於挖掘機10上的斜度傳感器，或類似裝置的信號，以便對挖掘機10的傾斜角度進行分析；數據轉換器33，其用於將數據，比如挖掘機10中的各個部件的操作狀態、挖掘機的位置、傾斜角度進行綜合，以便進行信號處理；綜合處理計算機34，其根據數據轉換器33發送的綜合數據，對進行綜合分析和圖形化處理；用於顯示處理結果的作業控制顯示監示器35。
可以擴大的方式改進上述的系統結構，從而比如，綜合處理計算機34和地基灌注材料設備P通過比如，無線36等通信方式連接，這樣上述地基灌注材料設備的操作人員對該設備進行操作，同時通過監示器37對處理結果進行檢查，或者綜合處理計算機34和地基灌注設備P通過自動控制器連接，這樣便自動地對地基灌注材料的排出量進行調節和控制。
作為替換方式，將上述綜合處理計算機34和用於對整個施工進行控制的現場辦公室38連接，從而進行綜合判斷，這樣可進行有效的施工。
圖4表示作業控制顯示監示器35所顯示的作業控制屏幕40。在該作業控制屏幕40中，該屏幕中的基本左半部為施工狀態顯示區域41，在其頂端部，表示有帶狀施工狀況顯示框44，該顯示框44以基於規定作業量(在本實施例中，比如一天的作業量)的水泥土牆施工寬度42作為橫軸，以設定控制寬度20(每100mm)作為橫軸單位，最好從整體上，通過顏色將上述顯示框44分成已形成的水泥土牆的區域C、處於正在形成過程中的水泥土牆的區域D、未開始作業的區域D，切削柱的當前位置N也設置於該顯示框內。
此外，在施工狀態顯示框44下面分別表示有作為地基灌注材料和地基固化液的挖掘液的灌注量顯示圖表45和46，這些圖表45和46表示挖掘機在水泥土牆施工預定線的各個位置的相應液體的灌注量。
本實施例的施工狀態顯示框44和灌注量顯示圖表表示下述狀態，即切削柱13位於前一天已形成的水泥土牆的區域C的端部，地基固化液的排出幾乎不在原有的區域(顯示框的右手為施工預定方向)進行，而是僅僅進行伴隨施工液的排出的槽T的開挖。
應注意到，位於顯示框的頂部的向下的三角形標記44a表示當天的切削柱的施工起始位置，位於顯示框44的左端上部的向右的三角形標記44b表示光波距離測定儀的測定方向，位於顯示框的右端底部的白色箭頭44c表示挖掘進行方向。
切削誤差44d可顯示於顯示框中的左端，以便使前一天形成的水泥土牆的端部與當天形成的水泥土牆實現整體連接。
在圖表45和46下面，以施工預定線作為基線，顯示有切削柱13的端部軌跡47，從而便於清楚地確定施工時相對預定線的偏離情況。
另外，在作業控制屏幕的基本右半部的左側處還顯示有切削柱的外端沿豎向的位移，從而立即確保所施工的水泥土牆C的垂直度。
除此之外，還可顯示芯材插入狀態區域49、灌注材料量顯示區域50和設備狀態顯示區域51，上述區域49表示插入水泥土牆C中的芯材，比如，工字鋼的插入時間、位置或深度，上述區域50表示地基灌注材料的總灌注量，上述區域51表示施工狀態，比如挖掘機10的移動長度、速度等。
雖然本實施例是針對下述實例進行描述的，在該實例中，切削柱的寬度為1700mm，設定控制寬度為100mm，一共分有17段，但是應注意到，本發明不限於此情況，可根據所選擇採用的切削柱的寬度，所要求的控制精度等適當地進行變更。
還有，作業控制屏幕不限於上述實施例的布置，可重新布置和修改圖表和顯示框，以便滿足實用目的或施工狀況等。
此外，雖然在本實施例中，從整體上將施工狀態顯示框分為已形成的水泥土牆的區域、正在形成的水泥土牆的區域、未開始作業的區域，另外在顯示框內還顯示有切削柱的當前位置，但是應注意到，可採用比如，各種組合顯示方式，從而從整體上將顯示框僅僅分為正在形成的水泥土牆的區域、作業未開始的區域。
權利要求
1.一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統，其包括顯示機構，其用於至少顯示通過挖掘機形成的水泥土牆的施工寬度、在水泥土牆的形成作業位置處的地基灌注材料的灌注量。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於該系統按照兩維坐標的方式進行顯示，以施工寬度作為橫軸，以灌注量作為縱軸。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於其還包括控制寬度設定機構，其用於將設置於上述挖掘機上的切削柱中的與水泥土牆的表面保持平行的側邊的寬度進行分割，具有循環卷繞的的鏈式切削器，以便設定多個控制寬度；分配機構，其用於將從位於水泥土牆的適合的形成作業位置處的，開設於切削柱上的排出口排出的地基灌注材料分別按照控制寬度分配。
4.一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統，其包括顯示機構，其用於顯示施工狀態顯示框，該顯示框以基於規定作業量的水泥土牆施工寬度作為總寬度，以設定控制寬度作為單位尺寸，該控制寬度將切削柱中的與水泥土牆的表面保持平行的側邊的寬度分割，並且設定，該切削柱設置於挖掘機上，並且帶有循環卷繞的鏈式切削器，該顯示機構至少顯示已形成的水泥土牆的區域、處於正在形成過程中的水泥土牆的區域、未開始作業的區域、切削柱的當前位置，以在所述顯示框內分割該顯示框。
5.根據權利要求1～4中的任何一項所述的系統，其特徵在於其還包括排出量控制機構，其用於將從設置於挖掘機上的，具有循環卷繞的鏈式切削器的切削柱上開設的排出口排出的地基灌注材料的排出量的數據，傳送給供給地基灌注材料的設備，以便對地基灌注排出量進行控制。
6.一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統，其特徵在於在按照將設置於水泥土牆用的開槽機式挖掘機上的，具有循環卷繞的鏈式切削器的切削柱插入施工地基中，使切削柱旋轉，同時從開設於切削柱上的排出口排出地基灌注材料，使上述切削柱沿地基的橫向移動的方式，對形成水泥土牆的作業進行控制時，以2維坐標的方式，分別沿橫軸和縱軸，表示基於規定作業量的水泥土牆的施工寬度、位於水泥土牆形成作業的每個位置處的地基灌注材料的灌注量。
7.一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統，其特徵在於在按照將設置於水泥土牆用的開槽機式挖掘機上的，具有循環卷繞的鏈式切削器的切削柱插入施工地基中，使切削柱旋轉，同時從開設於切削柱上的排出口排出地基灌注材料，使上述切削柱沿地基的橫向移動的方式，對形成水泥土牆的作業進行控制時，使切削柱旋轉，系統至少顯示已形成的水泥土牆的區域、正在形成的水泥土牆的區域、未開始作業的地基區域、切削柱的當前位置中的任何一個，該顯示呈帶狀施工狀態顯示框狀，在該顯示框中，將將切削柱中的與水泥土牆的牆體表面保持平行的側邊的寬度分割而設定的控制寬度為單位尺寸。
8.一種水泥土牆開槽機式挖掘機，其包括權利要求1所述的作業控制系統。
全文摘要
本發明提供一種水泥土牆開槽機式挖掘機用的作業控制系統,其中在按照將設置於水泥土牆用的開槽機式挖掘機上的,具有循環卷繞的鏈式切削器的切削柱插入施工地基中,使切削柱旋轉,同時從開設於切削柱上的排出口排出地基灌注材料,使上述切削柱沿地基的橫向移動的方式,對形成水泥土牆的作業進行控制時,以2維坐標的方式,分別沿橫軸和縱軸,表示基於規定作業量的水泥土牆的施工寬度、位於水泥土牆形成作業的每個位置處的地基灌注材料的灌注量。可立即檢測從位於切削柱底端的地基灌注材料排出口排出的地基固化液的量,另外可根據作業的進行位置,將上述結果通過視覺方式顯示,以便有效地進行施工控制,即使是缺乏經驗的人員,仍可確實容易地進行各種施工控制,比如對從設備排出的地基固化液的排出控制。
文檔編號E02F5/06GK1261636SQ9912048
公開日2000年8月2日 申請日期1999年12月24日 優先權日1998年12月24日
發明者水谷元彥, 中山忠雄, 梶川正造, 伊藤不二夫 申請人:神鋼建設機械株式會社