JPH011893A - 土圧系シ−ルド掘進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、特に砂、砂礫等の地下水の多い土質において
、土圧系シールド機にて掘削土の流動性、止水性を向上
させ確実に切羽対抗土圧を発生させながら安全に掘進を
行う方法に係る。

〈従来技術〉 従来、土圧系シールド掘進機は、シールド機内の土圧室
に掘削土砂を充満させることにより、切羽土圧に対抗す
る土圧を発生させながら、コンベアにて後方へ土砂を排
出して掘進していく工法であるが、特に地下水の多い、
砂、砂礫層のようにシルト分を含まない土質においては
、土圧室、コンベア内に掘削土を充満させると、先端回
転板やコンベアの回転駆動力が大きくなり、掘削、排土
が困難となり、充満をしないで掘進を行うと、コンベア
排土口より池水下の噴発等があるため、掘削土に流動性
、止水性をもたせるために、切羽部、土圧室に泥土材を
注入し、攪拌、混合することにより流動性、止水性を高
める方法が採用されている。泥土材としては、一般的に
使用されているものは、水と粘土とベントナイトの混合
液が主に用いられている。又、近年ベントナイト、粘土
に変わり吸水ポリマーを水に溶解し球状ゲル化したもの
をポンプ圧送して注入する方法も用いられている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 切羽地山が砂、砂礫層のような土質には、切羽部、土圧
室部に泥土材を注入して、流動性、止水性を増して、土
圧室、コンベア内に掘削土を充満させて対抗土圧を発生
させているが、地下水の多い帯水層においては、泥土材
の注入液が希釈されたり、流されたりして、充分な混合
、攪拌による掘削土の流動性、止水性の向上が困難とな
り土圧室、コンベア内の完全なる充満がおこなえず、コ
ンベア部より地下水とともに土砂の噴発が発生し、しば
しば切羽の崩壊を招来している。又、球状ゲル化した吸
水ポリマーをポンプ圧送して注入する方法においても吸
水膨張したものを注入するため、土圧室内で均等に攪拌
、混合することは非常に困難であり、他の材料と同様に
流動性、止水性に乏しいものとなり、安全、確実なシー
ルド掘進は困難なのが現状である。

く問題点を解決するための手段および作用〉上記問題点
を解決し、確実なシールド掘進をおこなうためには、泥
土材を掘削土粒子間に均等に混合浸透させ、確実な対抗
土圧を発生させ、また、地下水による希釈等の影響を考
慮した工法が必要である。

本発明は、従来用いられていた吸水ポリマーの特性の１
つである吸水腫脹遅延性に着眼した。

粉体より成る吸水ポリマーは、水を吸水して吸水倍率２
００〜１０００倍の吸水性をもち、水を吸水すると球状
ゲル化し、最高径５ｘ程度のものとなる。しかし、この
吸水ポリマーは、特殊溶液である油脂類の溶液中では吸
水反応しない。

この特性を利用して、吸水ポリマーを特殊溶液に溶解し
て、ゲル化させないで溶液として切羽、土圧室、コンベ
ア内に注入し、掘削土粒子間に均等に混合浸透させるこ
とが容易となった。土粒子間に入った吸水ポリマーは表
面を油脂で覆われていたものが地下水、間隙水によって
除々に希釈、洗われて吸水性を復元し、土粒子間に弾力
性のある球状ゲルを形成し、流動性、止水性を増した掘
削土に改良され、土圧室内への充満が容易となり切羽土
圧、水圧に対抗する対抗土圧の発生が確実におこなえ、
コンベア内においては土粒子間の球状ゲルの形成により
止水性が増すことにより排土を容易にし、安全、確実な
土圧系シールド掘進を可能とした。

〈実施例〉 本発明の１実施例を第１図及び第２図に示し、具体的に
説明する。

シールド機ｌ先端には、切羽地山を掘削する掘削刃２６
と掘削土をシールド機１内に取り込む取込口２５を有し
た回転式掘削板２を設ける。

該掘削板２は、背面中央部の回転軸１８により支持され
、後方の駆動機２０によりギア２８を通して回転が伝達
される。回転式掘削板２の後方には隔壁３を設け、その
間に土圧室７が作成される。土圧室７内には切羽より取
り込んだ掘削土を混合する混合羽根４が、回転式掘削板
２の回転軸１８と同心的に独立して回転する回転軸１７
に直角に取付けられている。隔壁３の下端には、コンベ
ア２１が該隔壁３を貫通して設置されており、後端には
スクリュー２２に正逆回転を伝達する駆動装置２４が装
備されている。

さらに、粉体の吸水ポリマーを油脂類の特殊溶液に溶解
させた吸水性膨脹液は、シールド機１後方の圧送ポンプ
１５により圧送され、メインバルブ１４を通ると２方向
に分岐され、１方は、配管１０を通り、回転式掘削板回
転軸Ｉ８内に形成された注入孔８内を通り、回転式掘削
板２内の注入孔８より切羽部噴射孔５と土圧室７内噴射
孔６より注入される。他方は、配管１２を通り、コンベ
ア注入孔１６よりコンベア２１内に注入される機構とな
っている。

いま、吸水性膨脹液を使用した土圧系シールド掘進機の
実施を説明すると、駆動機２０より回転式掘削板２は、
回転力を与えられ、シールド機の前進とともに切羽地山
を掘削し、取込口２５より土圧室７内に掘削土を取り込
む。掘進と同時に、ポンプ１５により吸水性膨脹液は圧
送され、切羽部噴射孔５と土圧室噴射孔６より注入され
る。この場合コンベア側には、掘削土はないため、コン
ベア側バルブ１３は閉められている。

土圧室７に取り込まれた掘削土は、切羽部と土圧室７に
注入された吸水性膨脹液とを混合羽根４により均等に土
粒子間に浸透混合される。土粒子間に浸透した吸水性膨
脹液は、地下水、土粒子間隙水により除々に希釈されて
いき、吸水性ポリマーは吸水性を復元し、地下水、土粒
子間隙水を吸水しながら膨張し、掘削土の止水性、流動
性を向上させる。さらに、土圧室７内には掘削土が取り
込まれ充満されて、切羽土圧、水圧に対抗する対抗土圧
の発生させながら隔壁３下端のスクリュー２２の回転に
より掘削土は、後方へと搬送され、後方下端の排出口２
３より排出される。この時、スクリュー２２の回転とと
もに、コンベア側バルブ１３は開かれてコンベア注入孔
１６より吸水性膨脹液が注入され、スクリュー２２によ
り攪拌され、掘削上の中に残っている地下水、間隙水を
吸水し、球状ゲル化して、コンベア２１内の止水性、流
動性をさらに向上させて安全、確実な排土を可能とした
。

本実施例に用いる吸水性膨脹液は、粉体の吸水ポリマー
をポリエチレングリコール、マッドオイルその他の油脂
類に溶解して作られる溶液であり、この油脂類の特殊溶
液中では吸水反応しないことを利用した方法であり、他
に特殊溶液としてＰＨ１０以上の溶液、塩分を多量に含
む（海水）溶液を用い、溶液中では吸水率を１０〜２０
倍におさえることにより掘削土粒子中に混合浸透させ、
掘進する方法も可能である。

〈発明の効果〉 本発明により、地下水の多い滞水砂礫層においても、土
圧系シールド機内の土圧室に流動性のある対抗土圧を確
実に発生させることが容易となり、さらにコンベア内に
おいては、土粒子間に間隙水を吸水した球状ゲルが置き
かえられており、止水性の高い掘削土となり、排土も安
全におこなえ、土圧系シールド掘進の適用土質の範囲の
拡大と安全で確実な土圧系シールド機の掘進を可能とし
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す土圧系シールド掘進
機の横断面図。第２図は、同掘進機の回転式掘削板の正
面図。 なお、図中９はロータリーチ１インド。１１は掘削板側
バルブ。１２はコンベア側配管。１９は混合羽根用駆動
機。を示す。 第１図 第２Ｉ２１Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　土圧系シールド機の掘進において、粉体より成る吸水
   性ポリマーを油脂類またはＰＨ１０以上の特殊溶液に溶
   解した吸水性膨脹液を、シールド機先端の切羽、土圧室
   、コンベア内に注入し、混合攪拌により土粒子間に均等
   に浸透させ、特殊溶液が地下水、間隙水により除々に希
   釈され、該ポリマーの吸水性が復元し、地下水、土粒子
   間隙水を吸水膨張し、土圧室、コンベア内の充満掘削土
   の土粒子間に球状ゲルを形成しつつ切羽土圧、地下水圧
   に対抗する土圧を発生させながら掘進し、さらにコンベ
   ア内での止水性を高め排土することを特徴とする土圧系
   シールド掘進方法。