JPH02289792A - 土圧系シールド工法 - 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） この発明は掘削した土砂を改良して，その改良土を利用
して他山圧力に対抗させながら掘進するシールド工法に
係り，特に土圧系シールド工法に用いて好適である。

（従来の技術） 従来の一般的な土圧系シールドでは，掘削土に流動性及
び粘性を付与する掘削添加材を添加して掘進しているた
め．以下のような問題点があった． ｆａｔ　　地山中に地下水が多く．地下水圧が高い場合
は排土用スクリュウコンベヤの排出口から，掘削土砂が
圧力水と共に噴発し，シールド機切羽周辺の地山を大き
く乱し，地表面沈下や，陥没事故を生じさせる要因とな
っていた。

ｔｂ＋　　排出された土砂は．ｉ動性が高くダンプカー
等で場外に搬出するのが困難であるので，シールド現場
内で流動性を消失させるような改良を行う必要がある． （発明が解決しようとする課題） 上述した排出土の噴発に対しでは，排土口に口−タリー
バルブ等を装備し切羽圧力変動を最少におさえているが
．２〜３　ｋｇ　／　ｃｄの水圧が作用する場合は土圧
系シールドでは掘進が不可能なために採用されず，泥水
加圧式シールド工法のような別のシールド工法を用いな
ければならない． そして流動性の高い排出土を改良する場合には，冫一ル
ド現場内において軟弱性泥土改良剤を排出土に添加，混
合して流動性を消失させるようにしている． この発明は上記した問題点である，「排出土砂が地山の
圧力水と共に噴発すること」及び「排出土を改良しなけ
れば場外へ搬出できない」というような不具合を解決す
ることをその目的とする． （課題を解決するための手段および作用）この発明は上
記目的を達成するために．掘削土の流動性及び粘性の向
上材と泥土改良主剤を混合して成る掘削添加材をシール
ド掘削時に切羽及びミキシングチャンバ内及び土砂排出
スクリュウコンベヤ内で掘削土に添加して掘削土と泥土
改良主剤を十分に混合させ，ついで土砂排出スクリュウ
コンベヤ内に泥土改良助剤を添加し，土砂搬出スクリュ
ウコンベヤ内で良質な土砂に改良して搬出するようにし
て．小口径のシールド機を用いても，土質の混合と改良
が十分に行われるようにしたものである。

（実施例） この発明の一実施例を図面を参照して詳述する． 第１図ｆａｔ及び第１図山）を参照してｌは土圧系シー
ルド機の本体で．前部カソタへ，ド２よりヘンナイト・
粘土・水等より成る掘削添加材と称する流動性及び粘性
向上材を吐出しながらカン夕ヘッド２の回転によって他
山を切取り掘削し．ミキシングチャンバＩｂに取り込ん
で，ミキシングチャンバｌｂ内で掘削土砂と掘削添加材
注入管より注入した上記掘削添加材を混合して土砂を塑
性流動化させる． 上記掘削添加材はシールド坑外の作業基地で作られ．ボ
ンプＰ．と配管４によってシールド坑内を搬送し，配管
４と連通ずる注入管】Ｃを通ってシールド機１のカンタ
２により地山に注入され上述のようにミキシングチャン
バｔｂ内で混合される． 一方この掘削添加材の搬送配管４に泥土改良主剤をスラ
リーにしてシールド機の掘削速度すなわち掘削±１１掘
削土質に応じて混合して，切羽に注入し．ミキシングチ
ャンバ１ｂで１合して５泥土改良主剤を堀削土砂に均一
に分散させる． 泥土改良主剤はシールド坑外或いはシールド［１の後方
で主剤と水とを混合してスラリー化したものでＰ，はそ
の注入ポンプを示す．そして泥土改良主剤を切羽に注入
する場合は図示のように配管４に連通した掘削添加材注
入配管１ｃを利用して添加するか，或いはシールド機１
に専用の注入管を設けて．独立して切羽に？加させても
よい． 上記注入ボンプｅ！はシールド機ｌの掘進速度を感知し
てボンブの吐出量を調整し．掘削土砂に適正な割合で注
入が可能な図示しない調整装置を有している． なお泥土改良主剤は泥土に混入し混合することにより土
質の改良をする働らきをする薬剤（例えばエルフレッシ
ュ（商品名）のような植物性天然物を主成分とす凝集剤
）より成り，その表面に化学的シールをかけ，水に溶け
ないようにシールしたものである。

このようにして掘削土砂は，ミキシングチャンバ１ｂで
掘削添加材と混合され，流動性と粘着性の大きい泥土と
なる．この泥土を徘土用スクリュウコンベヤ３で後方に
引き出す。そして上記排土用スクリュウコンベヤ３は，
シャソタ１４を介して一直線状に配置された第１搬送用
スクリュウ３ｌと，第２搬送用スクリュウ３■及び上記
シャソタ１４の上方に位置し．かつ第１，第２Ｗ！送用
スクリュウ３＋．３ｔ間を連遣する混合スクリュウ３，
とよりなる． 上記第ＩＲ送スクリュウ３１はシールドチャンバｌｂ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の上部には隔壁１ａの後方に泥土改良助
剤注入管５に連通ずる孔が形成されている。そしてこの
泥土改良助剤は泥土改良主剤のシールを化学的にはずす
機能を有しており，注入孔５よりこの泥土改良助剤をス
クリュウコンベヤの搬送量に合せて適正な割合で添加す
ることにより，スクリュウコンベヤ３内で泥土と混合し
泥土を流動性のない良質土に改良することができる。

なお上記混合はスクリュウコンベヤがリボンスクリュウ
の場合には，助剤注入孔は第２図のように適宜位置を変
えることにより混合度合を調整し，また軸付スクリュウ
の場合には．混合用補助スクリュウを併設して混合を行
うようにしてもよい。

またシャソタ１４は両側に設けられた開閉シリンダ１４
ｂにより上下方向へ開閉されるシャツタ？１４ａを有し
ていて，このシャノタ板１４ａを閉鎖しておくことによ
り．第１１１１送用スクリュウ３，により搬送されてき
た土砂はシャッタ板１４ａに遮られて混合用スクリュウ
３，内に下方より流入される。

上記混合用スクリュウ３，は掘削されて軟弱性泥土化さ
れた土砂の流動性が高く，第１搬送用スクリュウ３１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ａ９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
ブラグヅ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２Ｒ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３２はケース３ｃの後端側？設け
られた駆動モータ１０により減速機ｌ１を介して１　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
３ｃの後方へ搬送すると共に，ケース３ｃの後端にはシ
ャンタｌ２が設けられている． 上記シャフタ１２は開閉シリンダ１２ｂにより上下方向
へ開閉するシャッタ板１２ａを有している．またシャフ
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■により搬送されてきた土砂はシャソ
タｌ２の開放と共に１　ホソバ１３を介してトロツコな
どの運搬車や排土用ベルトコンヘ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． 第３図は上記計測制御を行うブロックダイヤグラムを示
し，シールドジャッキストロークセンサ２１，シールド
ジャッキスピードセンサ２２，スクリュウコンベヤ回転
数検出器２３，スクリュウコンベヤトルク検出器２４，
排土土砂流速検出器２５，排土土砂密度検出器２６，掘
削添加材添加量測定器２７，改良主剤添加量測定器２８
，改良助剤添加量測定器２９からの入力信号をコントロ
ーラ３０に入れ，メモｌＪ３１との間でデータのやりと
りをして適正な主剤の添加１３２と助剤の添加量３３を
決定するものである． またスクリュウコンベヤ内で上述した掘削泥土の改良並
びに止水ブラグヅーンの形成が行われているか否かの計
測判定を行って泥土改良主剤及び泥土改良助剤の添加量
を調整すると共に，スクリュウコンベヤからの排土量を
計測し．切羽切削が過剰掘削を行い周辺の地山を乱して
いるか否かも判定するようになっている。

従ってこの発明の実施例によれば，カンタチャンバの中
で十分に泥土と泥土改良主剤とを混合しておいて，スク
リエウコンヘヤの中で泥土改良助剤により化学的に改良
主剤のシールをとってやることにより，特別な混合機構
を付加することなしに，口径の小さいシールド機械を用
いて所期の混合１改良を行うことができる。

（発明の効果） この発明は以上詳述したように掘削土の流動性及び粘性
の向上材と泥土の改良主剤を混合して成る掘削添加材を
シールド掘進時に切羽及びミキシングチャンバ内及び排
土用スクリュウコンベヤ内で掘削土に添加して掘削土と
泥土改良主剤を十分に混合させ，しかる後土砂搬送スク
リュウコンベヤ内に添加された泥土改良助剤によって改
良主剤を覆っていたシールを化学的に除去することによ
り，排土用スクリュウコンベヤ内で良質な土砂に改良す
ることができるので．特別の混合機構を設けなくても，
小口径のシールド機械を用いて十分に混合と土質の改良
を行うことができる。

さらにまたこの発明によれば泥土改良主剤と改良助剤を
連続して混合改良すると同時に，排土用スクリュウコン
ベヤ内でシールド前面部より作用する水圧に対抗する止
水プラグゾーンを形成することにより徘土の噴発防止が
できるので．切羽崩壊を防ぎ周辺の他山を乱さないと共
に排出も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の土圧系シールド工法を使用す
るシールド掘進機の一実施例を示す断面図，第１図（ｂ
ｌは第１図（ａｌに関する説明図．第２図は別の実施例
の説明図，第３図は計測制１３′Ｉｌを行うブロソクダ
イヤグラムを示す。 ｌ・・・シールド機本体 １ｂ・・・ミキシングチャンバ Ｉｃ・・・注入管， ２・・・カンタヘソド Ｐ＋．Ｐｚ・・・注入ポンプ ３・・・排土用スクリュウコンベヤ ４・・・配管，　　　　　５・・・助剤注入管。 特許出願人　　　株式会社鴻池組（ほかｌ名）代　理　
人　　　　（弁理士）松　澤　　統第 ■ 第 図 手 続 補 正 書 平成 ２年ａ月 ６日 ｉ１寺ｄ午庁長官 吉田文毅 殴 ｌ，事件の表示 平成１年特許願第１０７４０２号 ２．発明の名称 土圧系シールド工法 ３．補正をする者 事件との関係

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）掘削土の流動性及び粘性の向上材と泥土改良主剤
   を混合して成る掘削添加材をシールド掘進時に切羽及び
   ミキシングチャンバ内及び土砂搬出スクリュウコンベヤ
   内で掘削土に添加して掘削土と泥土改良主剤を十分に混
   合させ、ついで土砂搬出スクリュウコンベヤに泥土改良
   助剤を添加して該改良助剤により上記改良主剤がおおわ
   れていたシールを化学的にはずされることにより、土砂
   搬出スクリュウコンベヤ内で良質な土砂に改良して搬出
   しようとしたことを特徴とする土圧系シールド工法。
2. （２）上記泥土改良主剤と泥土改良助剤を土砂搬出スク
   リュウコンベヤ内で混合改良すると共に、シールド前面
   部より作用する水圧に対抗する止水プラグゾーンを形成
   するようにした、請求項（１）記載の土圧系シールド工
   法。