JPH0146679B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0146679B2 JPH0146679B2 JP56123088A JP12308881A JPH0146679B2 JP H0146679 B2 JPH0146679 B2 JP H0146679B2 JP 56123088 A JP56123088 A JP 56123088A JP 12308881 A JP12308881 A JP 12308881A JP H0146679 B2 JPH0146679 B2 JP H0146679B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- mud
- shield
- face
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、機械掘りシールド機を用い、切羽と
カツターの後方に設けた隔壁との間にチヤンバー
を形成してそのチヤンバーに泥水を満たして切羽
の崩壊を防止した泥水加圧式シールド工法の逸泥
防止方法に関する。 ［従来の技術］ 泥水加圧式シールド工法は、機械掘りシールド
機を使用し、カツターの後方に隔壁を設け、シー
ルド前面を閉塞し、切羽と隔壁の間の空間（以下
チヤンバーという）に泥水を満たし、泥水圧を自
然水圧より若干大きくすることにより、湧水の防
止、切羽の崩壊を防止しながらカツターにて切羽
の切削を行い、土砂は排泥管により坑外へ流体輸
送する工法である。 かかる泥水加圧式シールド工法は大気圧下で作
業が可能であり、掘削土砂を流体輸送できるなど
数多くの長所をもつた工法であるため、安全性、
経済性、施工性に優れ、当工法による工事は年々
増加の一途をたどつている。さらに最近では、地
盤条件も厳しくなり、従来困難とされていた巨
礫・玉石混り礫地盤にまで適用されている。 しかしながら、この種の地盤はその生成状況に
よつては自立性がなく、透水性が極めて高い場合
も多いため、その透水性の高さに起因する逸泥が
しばしば問題となつている。逸泥が生じた場合、
地山の崩壊力に対抗すべき泥水圧の保持が困難と
なり、自立性のない砂や砂礫地盤ではしばしは崩
壊に至る。 この対策として、一般的には水ガラス系や、セ
メント系の薬液をシールド通過部全断面、あるい
はシールドクラウト部に注入し、逸泥防止のため
の地盤改良を行つているが、多大の施工費用およ
び工期を要している。さらに、これらの薬液を掘
進中のシールド切羽に注入した場合、薬液がスキ
ンプレートに付着したり、チヤンバー内に流入す
るため、シールド掘進の障害ともなつている。 一般にシールド工法においては切羽の崩壊を防
止するために、種々の対策がなされている。シー
ルド工法は大別すると、空気によつて切羽面を加
圧する圧気式シールド工法、ベントナイト等を入
れた泥水を用いて切羽面を加圧する泥水加圧式シ
ールド工法および掘削した土砂を用いて切羽面を
加圧する土圧式シールド工法等に分類できる。 例えば特開昭51−732号公報には、土圧式シー
ルド工法において掘削土砂にベントナイトやカル
ボキシメチルセルローズのような膨潤剤を入れた
チヤンバー内に満たされた土砂に粘性を付与し、
もつて土圧を充分に維持して切羽の崩壊を防止し
たものが提案されている。 しかしながら、泥水加圧式シールド工法ではチ
ヤンバー内は掘削土砂ではなく、泥水が満たされ
ているので、掘削土砂に粘性を付与する必要がま
つたくない。そのために、かかる公知の技術を泥
水加圧式シールド工法に適用しても切羽の崩壊を
防止できない。 また薬液は粉末状のものでは、管を通して送る
ことが困難であり、とかく詰りを生ずる。特に泥
水加圧式シールド工法において切羽の崩壊を防止
する薬液は、目詰まりを生ぜさせるものであるか
ら、その点から取扱いやすいことが要望される。 ［解決しようとする課題］ したがつて本発明の目的は、切羽からの逸泥箇
所を短時間に防止でき、かつ取扱いが極めて容易
で作業性がよい泥水加圧式シールド工法における
逸泥防止方法を提供するにある。 ［課題を解決する手段］ 本発明によれば、機械掘りシールド機を用い、
切羽とカツターの後方に設けた隔壁との間にチヤ
ンバーを形成してそのチヤンバーに泥水を満たし
て切羽の崩壊を防止した泥水加圧式シールド工法
の逸泥防止法において、高吸水性樹脂と液類とを
混合してスラリー状の吸水材を作り、このスラリ
ー状の吸水材をシールド掘進時に逸泥が生じたと
きに切羽に注入し、その高吸水性樹脂が地盤中の
間〓水あるいは泥水を吸収して膨潤ゲル化させ、
その膨潤ゲル化した吸水材で逸泥箇所を目詰まり
させ、もつて逸泥を防止するようになつている。 ［作 用］ ところで、高吸水性樹脂は、紙おむつや医薬用
として使用されているが、本発明者らは、鋭意研
究の結果、これを泥水加圧式シールド工法におい
て逸泥が発生したときに利用すると、少量用いる
だけで逸泥箇所が目詰まりし、逸泥が止まると共
にチヤンバー内の泥水圧が保持できることを見出
した。さらに吸水後のゲルは水ガラス系やセメン
ト系の薬液と異なり、ほとんど強度を持たない
（一軸圧縮強さqu≒０Kgｆ／cm2）ため、スキンプ
レートに付着したり、チヤンバー内に流入しても
シールド掘進に対する支障は全くないことが解つ
た。 なお、高吸水性樹脂が多量にチヤンバー内に流
入し、チヤンバー内の粘性が大きくなり、泥水の
循環や土砂の流体輸送に支障をきたすときには、
電解質（NaCl、CaCl2など）の水溶液を少量加
えることにより、ゲルは数分で水を放出し、粘性
を低下することができることが解つた。 ところで、これらの粉末状の物体を管内を通し
て耐水地盤内や泥水中に送り込むことは難しく、
管内で詰まつたり、注入口付近で水と接触して注
入口を閉塞するなどの問題点がある。そこで高吸
水性樹脂と液類とを混合し、スラリー状とするこ
とにより管内輸送が容易となり、しかも樹脂の粒
子に被膜ができるため、注入口付近での水との接
触による閉塞を防ぐことができる。 この吸水材を泥水加圧式シールドにおいて逸泥
が発生したとき、シールド機内より直接逸泥箇所
に注入することにより、逸泥を阻止することがで
きる。このため、切羽の安全性が高まると共に、
従来、薬液注入工に多大な費用と工期を要してい
たものを省略することができることから、能率的
で経済的な施工が可能となる。 ［好ましい実施の態様］ 本発明に使用する高吸水性樹脂とは、水を吸収
して数倍から千倍近くに膨潤するが、水には溶解
しないものをいい、例えば澱粉−アクリロニトリ
ルまたは澱粉−メタクリレートグラフト共重合体
部分加水分解物、ポリアクリロニトリルやビニル
エステル−エチレン系不飽和カルボン酸共重合体
の部分加水分解物、およびスルフオン化スチレン
等親水基を填入したオレフイン系ポリマー、ポリ
エチレンオキサイド、ポリビニールアルコール、
ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ソーダ、
ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロー
ズ、ポリアクリル酸ソーダ−ポリアクリルアミド
共重合体、ブルラン等水溶性高分子化合物の放射
線照射物（放射線により架橋されて水には溶解し
ない）、ならびにメチレンビスアクリルアミド、
ジクロール酢酸、エピクロールヒドリン、アルデ
ヒド類等架橋剤による架橋物、さらには親水基の
一部を親油基で置換したもの、その他イソブチレ
ンと無水マレイン酸との共重合物、などが挙げら
れる。また、その他アクリル系重合体であるアク
アキープ（商品名：製鉄化学工業株式会社製）や
KIゲル（商品名：株式会社クラレ製）等が好適
である。 また、本発明で用いられる液類とは、ポリエチ
レングリコール、グリセリン等の前記高吸水性樹
脂の粉末を分散してスラリー状にし得るものであ
ればよい。 逸泥が発生したか否かは、チヤンバー内の水圧
が低下したことが判断され、このときに掘進作業
を一時的に停止してから注入するのが好ましい。
また切羽と共にチヤンバーに注入するのも好適で
ある。 ［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第１図は泥水加圧式シールド機を示し、カツタ
ー１によつて掘削された土砂は、チヤンバー２内
に取込み、送泥管３より泥水が送られ、アジテー
タ４によつて泥水と土砂を撹拌し、排泥管５によ
つて土砂を流体輸送する。その他の点について
は、従来のシールド機と格別相違する点がないの
で、詳細は省略する。 今、チヤンバー２に満たした泥水が礫層８に逸
泥し、チヤンバー２内の水圧が低下すれば、掘進
を停止すると共に送泥３および排泥５を停止し、
注入口６より吸水材を注入する。注入口６より注
入した吸水材は礫層８内の間〓に浸透し、数分で
間〓水を吸収しゲル化するため、９で示す部分の
逸泥を止めることができる。次に送泥管３より送
泥して効果確認を行う。未改良部１０があり、逸
泥が完全に止まらないときは、送泥しながら注入
口７よりチヤンバー２内に吸水材を注入する。チ
ヤンバー２内を泥水は吸水材によつて粘性が増加
するため逸泥量が減少し、膨潤したゲルは未改良
部分１０の間〓を徐々に埋めて目詰まりを生ずる
ため、数分から数十分後完全に逸泥を止めること
ができる。 このようにして未改良部１０は順次ゲル化され
逸泥を防止できるが、この改良作業は未改良部が
シールド機の前方のどの位置にあつても本発明は
好適に実施できる。例えばカツタ１の前方全体に
吸水材を注入することもできる。 第２図は、吸水材を注入するための注入装置の
一例を示し鋼製容器１１内に入れられた吸水材
を、コンプレツサ１２からの空気圧により注入用
ホース１３を介して第１図に示す泥水加圧式シー
ルド機の吸水材注入口に圧送する。
カツターの後方に設けた隔壁との間にチヤンバー
を形成してそのチヤンバーに泥水を満たして切羽
の崩壊を防止した泥水加圧式シールド工法の逸泥
防止方法に関する。 ［従来の技術］ 泥水加圧式シールド工法は、機械掘りシールド
機を使用し、カツターの後方に隔壁を設け、シー
ルド前面を閉塞し、切羽と隔壁の間の空間（以下
チヤンバーという）に泥水を満たし、泥水圧を自
然水圧より若干大きくすることにより、湧水の防
止、切羽の崩壊を防止しながらカツターにて切羽
の切削を行い、土砂は排泥管により坑外へ流体輸
送する工法である。 かかる泥水加圧式シールド工法は大気圧下で作
業が可能であり、掘削土砂を流体輸送できるなど
数多くの長所をもつた工法であるため、安全性、
経済性、施工性に優れ、当工法による工事は年々
増加の一途をたどつている。さらに最近では、地
盤条件も厳しくなり、従来困難とされていた巨
礫・玉石混り礫地盤にまで適用されている。 しかしながら、この種の地盤はその生成状況に
よつては自立性がなく、透水性が極めて高い場合
も多いため、その透水性の高さに起因する逸泥が
しばしば問題となつている。逸泥が生じた場合、
地山の崩壊力に対抗すべき泥水圧の保持が困難と
なり、自立性のない砂や砂礫地盤ではしばしは崩
壊に至る。 この対策として、一般的には水ガラス系や、セ
メント系の薬液をシールド通過部全断面、あるい
はシールドクラウト部に注入し、逸泥防止のため
の地盤改良を行つているが、多大の施工費用およ
び工期を要している。さらに、これらの薬液を掘
進中のシールド切羽に注入した場合、薬液がスキ
ンプレートに付着したり、チヤンバー内に流入す
るため、シールド掘進の障害ともなつている。 一般にシールド工法においては切羽の崩壊を防
止するために、種々の対策がなされている。シー
ルド工法は大別すると、空気によつて切羽面を加
圧する圧気式シールド工法、ベントナイト等を入
れた泥水を用いて切羽面を加圧する泥水加圧式シ
ールド工法および掘削した土砂を用いて切羽面を
加圧する土圧式シールド工法等に分類できる。 例えば特開昭51−732号公報には、土圧式シー
ルド工法において掘削土砂にベントナイトやカル
ボキシメチルセルローズのような膨潤剤を入れた
チヤンバー内に満たされた土砂に粘性を付与し、
もつて土圧を充分に維持して切羽の崩壊を防止し
たものが提案されている。 しかしながら、泥水加圧式シールド工法ではチ
ヤンバー内は掘削土砂ではなく、泥水が満たされ
ているので、掘削土砂に粘性を付与する必要がま
つたくない。そのために、かかる公知の技術を泥
水加圧式シールド工法に適用しても切羽の崩壊を
防止できない。 また薬液は粉末状のものでは、管を通して送る
ことが困難であり、とかく詰りを生ずる。特に泥
水加圧式シールド工法において切羽の崩壊を防止
する薬液は、目詰まりを生ぜさせるものであるか
ら、その点から取扱いやすいことが要望される。 ［解決しようとする課題］ したがつて本発明の目的は、切羽からの逸泥箇
所を短時間に防止でき、かつ取扱いが極めて容易
で作業性がよい泥水加圧式シールド工法における
逸泥防止方法を提供するにある。 ［課題を解決する手段］ 本発明によれば、機械掘りシールド機を用い、
切羽とカツターの後方に設けた隔壁との間にチヤ
ンバーを形成してそのチヤンバーに泥水を満たし
て切羽の崩壊を防止した泥水加圧式シールド工法
の逸泥防止法において、高吸水性樹脂と液類とを
混合してスラリー状の吸水材を作り、このスラリ
ー状の吸水材をシールド掘進時に逸泥が生じたと
きに切羽に注入し、その高吸水性樹脂が地盤中の
間〓水あるいは泥水を吸収して膨潤ゲル化させ、
その膨潤ゲル化した吸水材で逸泥箇所を目詰まり
させ、もつて逸泥を防止するようになつている。 ［作 用］ ところで、高吸水性樹脂は、紙おむつや医薬用
として使用されているが、本発明者らは、鋭意研
究の結果、これを泥水加圧式シールド工法におい
て逸泥が発生したときに利用すると、少量用いる
だけで逸泥箇所が目詰まりし、逸泥が止まると共
にチヤンバー内の泥水圧が保持できることを見出
した。さらに吸水後のゲルは水ガラス系やセメン
ト系の薬液と異なり、ほとんど強度を持たない
（一軸圧縮強さqu≒０Kgｆ／cm2）ため、スキンプ
レートに付着したり、チヤンバー内に流入しても
シールド掘進に対する支障は全くないことが解つ
た。 なお、高吸水性樹脂が多量にチヤンバー内に流
入し、チヤンバー内の粘性が大きくなり、泥水の
循環や土砂の流体輸送に支障をきたすときには、
電解質（NaCl、CaCl2など）の水溶液を少量加
えることにより、ゲルは数分で水を放出し、粘性
を低下することができることが解つた。 ところで、これらの粉末状の物体を管内を通し
て耐水地盤内や泥水中に送り込むことは難しく、
管内で詰まつたり、注入口付近で水と接触して注
入口を閉塞するなどの問題点がある。そこで高吸
水性樹脂と液類とを混合し、スラリー状とするこ
とにより管内輸送が容易となり、しかも樹脂の粒
子に被膜ができるため、注入口付近での水との接
触による閉塞を防ぐことができる。 この吸水材を泥水加圧式シールドにおいて逸泥
が発生したとき、シールド機内より直接逸泥箇所
に注入することにより、逸泥を阻止することがで
きる。このため、切羽の安全性が高まると共に、
従来、薬液注入工に多大な費用と工期を要してい
たものを省略することができることから、能率的
で経済的な施工が可能となる。 ［好ましい実施の態様］ 本発明に使用する高吸水性樹脂とは、水を吸収
して数倍から千倍近くに膨潤するが、水には溶解
しないものをいい、例えば澱粉−アクリロニトリ
ルまたは澱粉−メタクリレートグラフト共重合体
部分加水分解物、ポリアクリロニトリルやビニル
エステル−エチレン系不飽和カルボン酸共重合体
の部分加水分解物、およびスルフオン化スチレン
等親水基を填入したオレフイン系ポリマー、ポリ
エチレンオキサイド、ポリビニールアルコール、
ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ソーダ、
ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロー
ズ、ポリアクリル酸ソーダ−ポリアクリルアミド
共重合体、ブルラン等水溶性高分子化合物の放射
線照射物（放射線により架橋されて水には溶解し
ない）、ならびにメチレンビスアクリルアミド、
ジクロール酢酸、エピクロールヒドリン、アルデ
ヒド類等架橋剤による架橋物、さらには親水基の
一部を親油基で置換したもの、その他イソブチレ
ンと無水マレイン酸との共重合物、などが挙げら
れる。また、その他アクリル系重合体であるアク
アキープ（商品名：製鉄化学工業株式会社製）や
KIゲル（商品名：株式会社クラレ製）等が好適
である。 また、本発明で用いられる液類とは、ポリエチ
レングリコール、グリセリン等の前記高吸水性樹
脂の粉末を分散してスラリー状にし得るものであ
ればよい。 逸泥が発生したか否かは、チヤンバー内の水圧
が低下したことが判断され、このときに掘進作業
を一時的に停止してから注入するのが好ましい。
また切羽と共にチヤンバーに注入するのも好適で
ある。 ［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第１図は泥水加圧式シールド機を示し、カツタ
ー１によつて掘削された土砂は、チヤンバー２内
に取込み、送泥管３より泥水が送られ、アジテー
タ４によつて泥水と土砂を撹拌し、排泥管５によ
つて土砂を流体輸送する。その他の点について
は、従来のシールド機と格別相違する点がないの
で、詳細は省略する。 今、チヤンバー２に満たした泥水が礫層８に逸
泥し、チヤンバー２内の水圧が低下すれば、掘進
を停止すると共に送泥３および排泥５を停止し、
注入口６より吸水材を注入する。注入口６より注
入した吸水材は礫層８内の間〓に浸透し、数分で
間〓水を吸収しゲル化するため、９で示す部分の
逸泥を止めることができる。次に送泥管３より送
泥して効果確認を行う。未改良部１０があり、逸
泥が完全に止まらないときは、送泥しながら注入
口７よりチヤンバー２内に吸水材を注入する。チ
ヤンバー２内を泥水は吸水材によつて粘性が増加
するため逸泥量が減少し、膨潤したゲルは未改良
部分１０の間〓を徐々に埋めて目詰まりを生ずる
ため、数分から数十分後完全に逸泥を止めること
ができる。 このようにして未改良部１０は順次ゲル化され
逸泥を防止できるが、この改良作業は未改良部が
シールド機の前方のどの位置にあつても本発明は
好適に実施できる。例えばカツタ１の前方全体に
吸水材を注入することもできる。 第２図は、吸水材を注入するための注入装置の
一例を示し鋼製容器１１内に入れられた吸水材
を、コンプレツサ１２からの空気圧により注入用
ホース１３を介して第１図に示す泥水加圧式シー
ルド機の吸水材注入口に圧送する。
【表】
以上の高吸水性樹脂および液類を下記の注入条
件で、まず切羽に注入し、次いでチヤンバー内に
注入した。
件で、まず切羽に注入し、次いでチヤンバー内に
注入した。
【表】
Claims (1)
- １ 機械掘りシールド機を用い、切羽とカツター
の後方に設けた隔壁との間にチヤンバーを形成し
てそのチヤンバーに泥水を満たして切羽の崩壊を
防止した泥水加圧式シールド工法の逸泥防止方法
において、高吸水性樹脂と液類とを混合してスラ
リー状の吸水材を作り、このスラリー上の吸水材
をシールド掘進時に逸泥を生じたときに切羽に注
入し、その高吸水性樹脂が地盤中の間〓水あるい
は泥水を吸収して膨潤ゲル化させ、その膨潤ゲル
化した吸水材で逸泥箇所を目づまりさせ、もつて
逸泥を防止することを特徴とするシールド工法に
おける逸泥防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56123088A JPS5826191A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | シ−ルド工法における逸泥防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56123088A JPS5826191A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | シ−ルド工法における逸泥防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826191A JPS5826191A (ja) | 1983-02-16 |
| JPH0146679B2 true JPH0146679B2 (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=14851905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56123088A Granted JPS5826191A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | シ−ルド工法における逸泥防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826191A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57108394A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-06 | Kajima Corp | Shielded excavation |
| JPH0781496B2 (ja) * | 1985-03-13 | 1995-08-30 | 株式会社小松製作所 | 削土密封形シ−ルド機械における制御方法及び制御装置 |
| JPS61225275A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-07 | Sanyo Chem Ind Ltd | シ−ルド工法用逸泥防止剤 |
| JPS63255496A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-21 | 五洋建設株式会社 | トンネルの掘削方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51732A (en) * | 1974-06-24 | 1976-01-06 | Taiho Kensetsu Kk | Shiirudokohoonyoru yokoanakutsusakuhoo |
-
1981
- 1981-08-07 JP JP56123088A patent/JPS5826191A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5826191A (ja) | 1983-02-16 |
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