JPH0216295A - 土砂圧送方法 - 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） この発明は、土砂圧送方法に関し、特に、土砂をポンプ
で圧送する方法の改良に関するものである。

（従来の技術） 周知のように、地下鉄トンネルなどの坑道の構築方法と
してシールド工法があり、各種の工法が提供されている
が、近時密閉型のシールド掘進機を使用するシールド工
法が比較的多用されている。

密閉型シールド工法では、通常、シールド掘進機の前部
側にチャンバ室を隔成し、このチャンバ室内に掘削土砂
を充満して、チャンバ内の圧力を高めて切羽に対向する
。

そして、チャンバ室内に充満された掘削土砂はシールド
掘進機の推進とともに切羽の崩壊を防止しつつ外部に排
出されることになるが、このとき掘削土砂に流動性がな
いとその排出が困難になる。

そこで、掘削土砂に流動性を付与するために減摩材とし
て球状の高吸水性樹脂を添加混合する方法が、特開昭６
２−２１１４９１号公報に開示されている。

この公報に開示されている方法によると、掘削土砂に球
状の高吸水性樹脂を添加混合すると、樹脂のベアリング
効果により、排出が容易になるとされているが、特に、
掘削土砂をポンプ圧送するときに以下に説明するような
技術的課題があった。

（発明が解決しようとする課題） すなわち、本発明者らの実験によると、上記公報に開示
されている方法で掘削土砂をポンプ圧送すると、ポンプ
で吸引できるほどの流動性を掘削土砂に与えることがで
きないこと、球状高吸水性樹脂が添加混合された掘削土
砂には間隙がかなり多く形成されるので、圧送中に水分
が先行して輸送管が閉塞されやすいという不具合がある
ことが判明した。

本発明者らは、このような不具合を解消すべく種々の実
験を繰返し、その結果、特殊な高吸水性樹脂を用いるこ
とによりこのような不具合がなくなることを知得し、こ
の知得に基づいて本発明を完成したものであり、その目
的とするところは、ポンプで吸引するのに必要な流動性
が得られるとともに、輸送管の閉塞を起こすことなく圧
送できる土砂圧送方法を提供することにある。

ｃ問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、土砂に減摩材
を混合して、ポンプを介して圧送する方法において、前
記減摩材として不定形の連続状高吸水性樹脂のゲルを用
いることを特徴とする。

（作用および効果） 上記構成の土砂圧送方法によれば、掘削土砂に混合され
る減摩材は、不定形の連続状高吸水性樹脂のゲルなので
、このゲルが掘削土砂の土粒子間を充満するような状態
で介在することになり、流動性が大きくなるとともに、
間隙がほとんど形成されない。

（実施例） 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして詳細に説明する。

第１図は、この発明の作用効果を確認するために行った
実験装置を示している。

この実験では、球状の高吸水性樹脂Ａ（商品名Ａ−ｍ）
と、不定形な連続状ゲルになる二種類の高吸水性樹脂Ｂ
（商品名Ｄ−２３５０）、Ｃ（商品名Ｓ−１００）とを
準備し、これらを土砂に添加混合した時の圧力保持性と
止水性とを調べ、ポンプ圧送に対する適性を判断した。

実験装置としては、試料土を収容する試料土タンク１０
０（内径３００φＸ高さ５００＋ｎ＋ｓ）と、このタン
ク１００とコック１０１，１０２を介して接続された水
タンク１０３とを準備し、試料土タンク１００の上端に
は圧力計１０４と開放コック１０６とを取付け、タンク
１００の下端には電磁弁１０７を有するバイブ１０８を
接続した。

水タンク１０３の上端には開放コック１０９と圧縮空気
供給管１１０とを取付けた。

上記高吸水性樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを添加する土砂材料は、礫
として極めて粒度分布が均一な直径５龍の豆砂利を準備
した。

この豆砂利は、高吸水性樹脂Ａ、Ｂ、Ｃと混合する前に
水きり状態にし、その飽和度がＳ　　−１「 ００％で、単位堆積重量が７　ｔ　−１−９４ｇｆ’／
　ｃｍになるようにした。

高吸水性樹脂Ａ、Ｂ、Ｃのゲルおよび試料土の作成は以
下の方法で行った。

■ゲルの作成 高吸水性樹脂Ａ、Ｂ、Ｃの粉末重量Ｗ。（ｇ）に対して
、水道水１ｋｇ（Ｉｇχ）を吸水させ、２４時間放置し
たものを使用した。

このときのゲル濃度Ｃ，（％）は、 ＣＧ　（％）−ＷＧ／１０００ｘｌＯＯ−〇、ＩＷＧ として表すことにする。

■試料土の作成 水きり後の礫１０βに対して、■で作成したゲルを４Ｊ
２の割り合いで添加し、良く混合して試料土とした。

以上のようにして得られた各試料土を上記試料土タンク
１００内に、３層に分けて突棒で軽く突き固めながらそ
の高さが約４５ａｎになるように充填した。

次いで、上記コック１０１と電磁弁１０７とを開弁し、
試料上の上方にコック１０２を開弁して注水し、これと
同時に開放コック１０６を開弁じて空気抜きを行った。

そして、電磁弁１０７は、水が試料土内を浸透してパイ
プ１０８から流出し始めたら閉止した。

以上のようにして、試料土タンク１００内の空気抜きお
よび試料土への水の浸透が完了した段階で、各コック１
０６．１０７を閉じ、コック１０１．１０２を開いた状
態で試料土に給水加圧した。

この給水加圧による試料土タンク１００内の設定圧力は
、０．５，１．０．１．５，２．Ｏｋｇｆ’／Ｃ−にし
、これらの所定圧力がセットされたらコック１０１を閉
弁し、試料土タンク１００内の圧力をその状態に保持す
る。

そして、電磁弁１０７を１０秒間開放し、その間の試料
土タンク１００内の圧力保持状態を０゜００５秒毎に圧
力計１０４を介して測定記録した。

また、この間にパイプ１０８から流出する水の量もビー
カー１１１で測定した。

第２図から第５図は上記圧力保持試験で得られた測定結
果を示している。

第２図は、高吸水性樹脂のゲルを全く添加しない場合の
測定結果であって、電磁弁１０７の開放０．７秒後に試
料土タンク１００内の圧力は、大気圧になり、その後も
水の流出が続くので、圧力は負の値になる。

このときの流出水量を表１に示している。

当然のことながら、試料土タンク１００内の設定圧力が
高くなるほど流出水量は多くなった。

第３図は、球状の高吸水性樹脂Ａのゲルを用いた場合を
示しており、この場合には、電磁弁１０７の開放６〜７
秒後に試料土タンク１００内の圧力が大気圧になった。

この間に電磁弁１０７から流出した水は、ゲルを全く添
加しない場合に比べて圧力保持性が良い分だけ多くなり
、約２倍となった。

なお、ゲル濃度はＣＧ−１，２％とした。

第４図および第５図は、本発明にかかる不定形の連続状
態のゲルとなる高吸水性樹脂Ｂ、Ｃを用いた場合を示し
ている。

第４図は高吸水性樹脂ＢとしてＤ２３５０を使用した場
合であり、第３図と比較すると明らかなように、ゲル濃
度ＣＧが半分（０，６％）であっても、電磁弁１０７の
開放１０秒後に大気圧になるケースもあって、高吸水性
樹脂Ａよりも少ない添加量で圧力保持性が改善される。

このように圧力保持性が向上すると同時に、流出する水
量も高吸水性樹脂Ａの約２０％程度まで低下し、止水性
も向上する。

第５図は、高吸水性樹脂ＣとしてＳ−１００を使用した
場合であり、ゲル濃度がＣ６−０，６％のときの圧力保
持性は、他の高吸水性樹脂Ａ、　　Ｂに比べて極めて良
好であって、試料土タンク１００内の圧力は電磁弁１０
７の開放１０秒後においても変動が極めて少ない。

また、流出する水量も高吸水性樹脂Ａの５０％以下、同
Ｂの約１／２程度に低下し、極めて良好な止水性が認め
られた。

以上の結果において、圧力保持性が良好なことは土砂に
間隙が発生しにくいことを示し、また、止水性が良好な
ことは、土砂をポンプ圧送するときに、ポンプの圧力に
より土砂から水が分離して送られることが少くなり、圧
送中に水分が先行して輸送管を閉塞する慣れがなくなる
。

第６図は、球状の高吸水性樹脂Ａが潰れにくいという性
質があるので、これが確聞の目詰材として効果が期待で
きるので、これを確認するために高吸水性樹脂Ａ、Ｂ、
Ｃのゲル濃度Ｃ６をそれぞれ０．５％として、これらを
混合して用いたときの試験結果を示している。

第６図（Ａ）はＤ２３５０を単独で使用した場合の測定
結果であって、ゲル濃度が低下しているので、第４図に
示したものよりも圧力保持性が若干低下している。

同図（Ｂ）は、Ｄ２３５０とＡ−ＩＩＩとを３：１の割
り合いで混合したものを用いた場合であって、この場合
には同図（Ａ）に示した場合よりも圧力保持性が低下し
た。

同図（Ｃ）は、Ｄ２３５０とＡ−ｍとを１＝１の割り合
いで混合したものを用いた場合であるが、この場合には
さらに圧力保持性が低下し、期待した目詰材としての効
果も得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の作用効果を確認するために行った
実験装置の説明図、第２図から第６図は同実験装置を使
用して行った圧力保持試験の結果を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）土砂に減摩材を混合して、ポンプを介して圧送す
   る方法において、前記減摩材として不定形の連続状高吸
   水性樹脂のゲルを用いることを特徴とする土砂圧送方法
   。