JPH02243899A - シールド堀進機の排土噴発防止工法 - 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） この発明はシールド掘進機により掘削された土砂を運搬
しやすいように改良する土質改良工法に関する。

（従来の技術） 従来切羽とシールド本体の先端部に汚水を注入して水の
噴発などを防止しながら掘進する土圧バランス式シール
ド工法においては、掘削した土砂を汚水とともにシール
ド本体内へ取込んだ後、スクリュウコンベヤなどの土砂
搬送手段で後方へ搬出しているが、搬出された土砂が汚
泥化されているため、取扱いに＜＜、且つ運搬しにくい
と共に、廃棄する場所も得にくいなどの不具合があった
。

このため従来では２発進立坑付近の地上に汚水タンクを
設置して、この汚水タンクに一旦溜めた後土質改良剤を
加えて固形化し、運搬廃棄している。

しかし上記従来の方法では３発進立坑の付近に汚水タン
クを設置する場所を必要とするため。

場所が確保出来ない場合施工が困難であると共に、土質
改良剤を注入するのに特別の機械や人力を必要として省
力化が図れないなどの不具合があった。

また掘削されて排土用スクリュウコンベヤにより搬出さ
れた土砂をトロッコなどの運搬車両やベルトコンベヤな
どに山積して搬出できないため搬送効率が悪く、且つ搬
出手段にも制限を受けるなどの不具合もあった。

さらに上記従来の土庄バランス式シールド工法において
、地下水が豊富で水位の高い砂礫層を掘進する場合は、
切羽にベントナイト粘土の高濃度スラリーを添加、混合
してもスクリュウコンベヤの排土口から掘削土砂が切羽
の圧力水と共に噴発することがあった。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の土圧バランス式シールド工法において、スク
リュウコンベヤの排土口から掘削土砂が切羽の圧力水と
共に噴発すると次のような大きい問題が生ずる。

（１）　　排土量の管理ができない。

（２）　　切羽が崩壊しやすくなり１周辺地山を乱し地
盤沈下ひいては地表面陥没に至る。

（３）　　シールド機械内が噴発した土砂で汚泥化する
。

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は上記
問題点を解消するために排土噴発防止を目的としてなさ
れたものであって。

シールド掘進機のカッタヘッドにより掘削されてシール
ドチャンバ内へ取込まれた汚泥状の土砂を、第１搬送用
スクリュウによりシールドチャンバより搬出する際、土
質改良剤を投入し。

該汚泥状土砂が混合用スクリュウにより混合されて止水
プラグを形成することにより、第２＊送用スクリュウの
中心部に作用する水圧を該止水プラグのせん断力で支え
て、排土の噴発を防止するようにしたものである。

（実施例） つぎにこの発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図はこの発明の排土噴発防止工法に使用する土圧バ
ランス式シールド掘進機の一実施例を示す断面図であっ
て、１はシールド本体で前部カッタヘッド２が回転自在
に設けられていると共に、カッタへ・７ド２で掘削され
た土砂はシールド本体ｌの前部を気密壁１ａにより区割
することにより形成されたシールドチャンバＩｂ内に取
込まれるようになっている。

上記シールドチャンバ１ｂ内には図示しない汚泥管を介
して圧送されてきたベントナイトや粘土などが混入され
た汚水が注入されて、切羽側の土庄とシールドチャンバ
Ｉｂ内の圧力がバランスするようになっていると共に、
シールドチャンバ１ｂ内へ取込まれた土砂は、排土用ス
クリュウコンベヤ３により、シールドチャンバＩｂ内よ
りシールド本体１内へ取込まれるようになっている。　
上記排土用スクリュウコンベヤ３はシャッタ４を介して
一直線状に配置された第１搬送用スクリュウ３．と、第
２搬送用スクリュウ３□及び上記シャッタ４の上方に位
置し、かつ第１、第２搬送搬送用スクリュウ３８．３２
間を連通ずる混合用スクリュウ３３とよりなる。

上記第１搬送スクリュウ３．はシールドチャンバＩｂ内
に先端部が開口する筒状のケース３ａ内に収容されてい
て、ケース３ａの途中に設けられた駆動モータ５により
減速機６を介して回転されるようになっており、シール
ドチャンバＩｂ内の汚泥状土砂をシャッタ４付近まで搬
送すると共に、上記ケース３ａの先端側上部には、土質
改良剤投入装置７が設置されている。

上記土質改良剤投入装置７は汚泥状の土砂を固形化する
もので、ケース３ａ内に投入された土質改良剤は、第１
搬送用スクリュウ３１が汚泥状土砂を搬送する間に土砂
と混合されるようになっている。

またシャッタ４は両側に設けられた開閉シリンダ４ｂに
より上下方向へ開閉されるシャツタ板４ａを有していて
、このシャツタ板４ａを閉鎖しておくことにより、第１
搬送用スクリュウ３１により搬送されてきた土砂はシャ
ツタ板４ａに遮られて混合用スクリュウ３３内に下方よ
り流入される。

上記混合用スクリュウ３３は、掘削されて汚泥化された
土砂の流動性が高く、第１搬送用スクリュウ３Ｉでは十
分に固形化できなかった土砂と土質改良剤を混合して固
形化を促進すると同時に、土砂を圧密してプラグゾーン
を形成するもので、ケース３ｂの後端に設けられた駆動
モータ８により減速機９を介して混合用スクリュウ３３
が回転駆動されて、後述する作用でケース３ｂ内にプラ
グゾーンを形成するようになっている。

一方混合用スクリュウ３３により十分に土質改良剤と混
合されて固形化された土砂は、第２搬送用スクリュウ３
□のケース３ｃ内へ送り込まれるようになっている。

第２搬送用スクリュウ３□はケース３Ｃの後端側に設け
られた駆動モータ１０により減速機１１を介して９回転
されるようになっていて、固形化された土砂をケース３
ｃの後方へ搬送すると共に。

ケース３ｃの後端にはシャッタ１２が設けられている。

上記シャッタ１２は開閉シリンダ１２ｂにより上下方向
へ開閉するシャツタ板１２ａを有している。

またシャッタ１２の後側にはホッパ１３が突設されてい
て、第２搬送用スクリュウ３□により搬送されできた土
砂はシャッタ１２の開放と共に、ホッパ１３を介してト
ロッコなどの運搬車や排土用ベルトコンベヤなどの搬送
手段上に落下され。

これら搬送手段により後方へと搬送されるようになって
いる。

つぎに上記シールド掘進機により掘削された土砂の土質
改良方法を第２．３．４図を用いて説明する。

第２図はスクリュウコンベヤ内の泥土の性状を調べるた
めのテスト装置を示し１ホツパ２０により装入された試
料土は第１搬送用スクリュウ２１により未改良試料土域
し＋内を矢印Ｙ＋力方向進み、薬液注入口２６より注入
した薬剤が薬剤拡散域Ｌ２において試料土に拡散し、混
合改良域Ｌ３において邪魔板２４のために矢印Ｙ２の方
向へ進んで。

混合用スクリュウ２３により混合されて矢印Ｙ３の方向
へ進んで第２搬送用スクリュウ２２により止水プラグ域
Ｌ４において止水プラグとなって矢印Ｙ４の方向へ進み
、圧密押出し域り、へ入ってゲート部３３より排出され
るようになっている。３１は搬送スクリュウコンベヤ駆
動部であり、３２は混合スクリュウコンベヤ駆動部であ
る。

第３図及び第４図は上記第２図に示したテスト装置にお
ける止水プラグ域Ｌ４で形成された止水プラグの一テス
ト例であって、止水プラグに作用する水圧を第３図に示
すドーナツ部と第４図に示す中心部に分け５作用する水
圧を５ｋｇ／−とすれば、ドーナツ部に作用する水圧は
スクリュウの羽根で支え、中心部に作用する水圧はドー
ナツ部の土がぜん断抵抗で支える。そして中心部に作用
する力Ｐは第４図を参照してπＸ　（１０，０）” ｐ　＝５．Ｑｘ　　　　　　　　　−３９３ｋｇ止水プ
ラグ１．０ｍ間に中心部を支える土の面積Ｓは第３図を
参照して（スクリュウの羽根のピッチは３０ｃｍ） Ｓ　−π　ｘ　１０．Ｏｘ　２２．Ｏｘ　　　　　　　
−２３００ｃＪ従って止水プラグに作用するせん断力τ
はＰ　　　　　　　２９３ すなわちこの大きさのせん断力であれば止水プラグが形
成されるものであり、テスト結果でも水圧５　ｋｇ　／
　ｃ＋Ｊまでは問題なくプラグゾーンを形成して排土の
噴発防止ができることを確認した。

（発明の効果） この発明は以上詳述したように、土圧バランス式シール
ド工法により地中を掘進するシールド掘進機のカッタヘ
ッドにより掘削されてシールドチャンバ内へ取込まれた
汚泥状の土砂を。

第１搬送用スクリュウによりシールドチャンバより搬送
する際、土質改良剤を投入し、該汚泥状土砂が混合用ス
クリュウにより混合されて止水プラグを形成して排土の
噴発を防止するので（１）　　排土量管理ができる。

（２）　　切羽崩壊を防ぎ２周辺の地山を乱さず、地盤
沈下、地表面の陥没を防く。

（３）　　排土が固形化しているので処理し易い。

という大きい効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の排土噴発防止工法に使用する土圧バ
ランス式シールド掘進機の一実施例を示す断面図、第２
図はスクリュウコンベヤ内の泥土の性状を調べるための
テスト装置の断面図、第３図及び第４図は第２図に示し
たテスト装置における止水プラグ域で形成された止水プ
ラグの一テスト例を示す図面である。 １ｂ・・・シールドチャンバ、２・・・カッタヘッド３
１．２１・・・第１搬送用スクリュウ。 ３□、２２・・・第２搬送用スクリュウ。 ３ｓ、２３・・・混合用スクリュウ。 特許出願人　　　　　株式会社　小松製作所化　理　人
　　　　（弁理士）松　澤　　統手 続 補 正 書 明　　　　細　　　　書 平成 １年６　月３０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 土圧バランス式シールド工法により地中を掘進するシー
   ルド掘進機のカッタヘッドにより掘削されてシールドチ
   ャンバ内へ取込まれた汚泥状の土砂を、第１搬送用スク
   リュウによりシールドチャンバより搬出する際、土質改
   良剤を投入し、該汚泥状土砂が混合用スクリュウにより
   混合改良されて止水プラグを形成し、第２搬送用スクリ
   ュウの中心部に作用する水圧を、該止水プラグのせん断
   力により支えることにより、排土の噴発を防止すること
   を特徴とする、土圧バランス式シールド工法。