JPH02289795A - 地下掘削土垂直揚泥装置および方法 - Google Patents

地下掘削土垂直揚泥装置および方法

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JPH02289795A
JPH02289795A JP10729389A JP10729389A JPH02289795A JP H02289795 A JPH02289795 A JP H02289795A JP 10729389 A JP10729389 A JP 10729389A JP 10729389 A JP10729389 A JP 10729389A JP H02289795 A JPH02289795 A JP H02289795A
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Kiyoshi Kuioka
杭岡 潔
Ryoichi Yamamoto
良一 山本
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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] 本発明は大深度の地下掘削現場の掘削土を地上へ搬送し
、かつ、再利用する装置および方法に関するもので、ト
ンネル掘削作業の能率を向上せしめることを目的とする
[従来の技術] 従来は、大深度地下における掘削土を地上まで搬送する
方法としては、地上からワイヤロープで懸垂され、地下
で堆積した土砂をグラブパケットで把持して地上まで持
上げる往復動力式や、パケットエレベータのリンクチェ
ンに取付けられた複数個のパケットですくい上げて地下
と地上をエンドレスに回転して地上に排出する方式等が
利用されていた. [発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述のグラブパケットによる方法は、地
上と地下に張り渡されたワイヤロープが長距離であるた
めに輸送中ワイヤロープ同志がからみあったり,あるい
は.大深度,すなわち,例えば50m−loom程度の
距離を1回の把持量に比べてグラブパケットが往復動す
る時間が大きく作業能率が悪いという問題があった.一
方、パケットエレベータ方式による場合には、連続方式
であり作業能率自体は良いけれども、50〜loomの
揚程を張架されるリンクチェンは非常に強度の高いもの
が要求され,したがって,頑丈で堅固な構造となり設備
費が非常に高いものが必要であったうえ,万一リンクチ
ェンの折損事故が生じた場合にはその復旧には多犬な労
力と費用が発生する不都合があった. [課題を解決するための手段] 以上述べた課題を解決するため,本発明の装置では 地下掘削現場に破砕装置と混練装置と圧送装置を直列に
配設し,該圧送装置から地上へ垂直に立ち上がる揚泥管
を設け、地上において該揚泥管により搬送された輸送物
を篩分けする振動篩と該振動篩の篩下を受容し、かつ、
輸送物中の軟買上と軟泥とを分離する分離装置と該軟泥
を貯溜するストレージタンクとを設け、該ストレージタ
ンクと前記混練装置とを連通ずるリターン管を設けた構
成とした. また、本発明の方法においては、 地下掘削現場において掘削した土砂を破砕装置で碑砕し
た後,地上より送られた軟泥と混練装置で混練したうえ
、圧送装置で加圧した後に圧縮空気の吹込みによって地
上まで垂直にプラグ輸送し、地上において振動篩にかけ
てオーバサイズは骨材または良質土として回収し、アン
ダーサイズは分離装置により軟質土を軟泥.水分とから
分離して回収し、該軟泥,水分をストレージタンクに貯
溜したうえで、ストレージタンクに貯溜した軟泥を前記
地下の混練装置へ必要量を配送するかまたは水のみを配
送することとした. 【作用1 本発明においては, 地下の掘削現場で採掘された土砂を地上からのリターン
管によって配送された軟泥と適当な割合で混練して空気
搬送に適した状態にした後,加圧フイーダ等の圧送装置
で加圧した後、地上に向けてほぼ垂直に立ち上がる揚泥
管へ吐出し、揚泥管の最下端および途中の数ケ所に設け
た圧縮空気注入用のエジェクタから圧縮空気を間欠的に
送り込んで栓流輸送(ブラグフロー輸送)により地上ま
で搬送する. 地上においては、搬送された土砂を振動篩にかけてオー
バサイズの粒状の土砂は建設用の骨材や良質土として再
利用し、アンダーサイズの土砂はさらに分離装置に入れ
て軟質士を軟泥および水分から分離して固化処理のうえ
処理土として埋立地へ廃棄する.残りの軟泥と水分とは
ストレージタンクへ貯溜する.ストレージタンクに貯溜
した軟泥のうち,必要量を地下へのリターン管を経由し
て前記の混練装置へ配送し混練材として利用する.[実
施例] 以下.図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細を説明
する. 第1図は本発明に係る実施例を示す系統図、第2図は分
離装置として使用するスクリュデカンタヲ示し、第2図
(a)はスクリュデカンタの原理説明図、第2図(b)
はスクリュデカンタの全体縦断面図である. 図において、lは破砕装置、2は混練装置、3は圧送装
置,4は揚泥管、5はエジェクタ,6は振動篩,7は分
離装置、8はストレージタンク,9はリターン管,lO
は分離装置であり、l1は混練装置である.各々の機器
は図に示す経路で連結されている. 破砕装置1はジョークラッシャやジャイレトリクラッシ
ャなどを使用し、破砕後の粒径は35mm以下とする.
混練装置2は、例えば、バドルミキサなどを使用するが
,掘削した土砂と軟泥とが均一に混合するものであれば
いかなる混合機も使用できる.圧送装置3は、例えば、
遠心ボンブやチューブポンプなどを使用し、搬送物たる
土砂を加圧して吐出する.エジェクタ5は,圧送装置3
直後に配設するほか、揚程に応じて複数個設け、圧縮空
気を輸送物がプラグフローを形成するよう適当なインタ
ーバルで注入する. 分離装R7,分離装置lOは,ともに搬送物である土砂
から高含水のヘドロ等の軟泥を分離するもので、スクリ
ュデカンタや場合によってはベルトプレス,フィルタプ
レス等を使用する.スクリュデカンタの原理は、固体と
液体の混合液から固体を分離するに際して両者の比重差
を利用して沈殿池(工業的にはシックナー)に静置して
底に沈んだ固体と上澄みの液体に分ける方法を発展させ
,混合液を入れる容器を例えば2000〜6000rp
mの高速回転させて遠心力により固体の沈降を助長し、
回転容器の外周側に固体、中央付近に液体が集まる原理
を応用したもので、第2図(a)に示すように、外周側
に集まった固体層をスクリュ羽根により積極的に回転容
器の系外に脱出させ,液体は回転容器の側板から取り出
すようにしたもので、固体と分離液との分離を行なうよ
うにしたものである.第2図(b)はスクリュデカンタ
の縦断面図であり、回転容器71はフレーム78に固設
された左右一対の軸受72.72に軸承され、Vプーり
76により高速回転駆動される.一方、回転容器71の
内部には同軸的にスクリュ73が別個に回転駆動するよ
う構成され、回転容器7lの回転方向と同一方向で回転
方向71の回転数より大なる回転数で回転させる.供給
口77から供給された混合液は回転容器71の内部で固
体と分離液に分離され、各々固体出口74,液体出口7
5より排出される.79は過負荷時に緊急停止する安全
装置、80はケーシングである.スクリュ73は回転容
器7lの外周偏に集中する固体の系外への排出を助長す
る役目を果す.なお、両者の分離を促進するため有機高
分子系の凝集剤を適宜添加する. ストレージタンク8の出口には流量調整弁8aを設けて
、地下へ配送する軟泥の吐出量を制御する. 以上のように構成された本発明の地下掘削土垂直揚泥装
置の作動について以下に説明する.地下のトンネル掘削
現場で採掘された土砂は、破砕装置lで35mmアンダ
に調制された後、混練装置2で地上からリターン管9を
介して供給された高含水の軟泥と均一に混練された後、
圧送装置3で加圧吐出される.吐出された輸送物の土砂
は揚泥管4を輸送量50〜100m″/hの割合で上昇
するが、揚程が50〜100mと高揚程であるので揚泥
管4に配設した複数個のエジェクタ5から5〜7kg/
crn’の圧縮空気を間欠的に注入し、輸送エネルギの
補給を図ることによって栓流(プラグフロー)を形成し
、滑らかに,かつ、連続的に地上へ搬送される.揚泥管
4で垂直に、かつ、高揚程を搬送するためにプラグフロ
ーの形成を充分行なわしめるためには、搬送土砂が粒状
で、かつ,粒のそろったものは圧縮空気の吹抜けが起こ
りやすく不適当であるので、前記した高含水の軟泥を混
ぜて均一に、かつ、泥状にする.したがって、掘削現場
で採取した土砂が含水の泥状であれば混練装置2で軟泥
を混ぜる必要はない.乾燥し,かつ、礫状のものには特
にこの混練工程が輸送上不可欠である.また、細粒土で
あってかつ水分が少なく乾燥している土砂に対しては、
リタニン管9には軟泥を供給しないで水のみを供給し、
混練装置2で泥状にする. このようにして地上に搬送された土砂は,そのまま廃棄
することはしないで、まず振動篩6でふるってオーバサ
イズの砂礫土は建築用骨材や良質上として再利用し(第
l図A系統)、アンダーサイズの土砂は分離装置7で軟
泥や水分と分離した軟質土は固結剤を添加するなど固化
処理を行なって混練機11へ導入する(第1図B系統)
.また、軟泥と水分はストレージタンク8へ送られ、そ
のうち必要量がリターン管9で地下へ配送される.残り
の軟泥,水分は分離装置10で水分をある程度除去され
たのち同化処理を行なって前記の混練機へ送られ(第1
図C系統)、ここでB系統のものとともに混練されたう
え廃棄される.以上が本発明の装置における作動であり
.同時に本発明における方法の操作手順である.以上の
ような操作を行なうことによって、本発明の装置や方法
では、50〜100mの大深度の地下から地上まで安全
に連続で掘削した土砂を垂直輸送できるとともに,輸送
後の土砂から骨材や良質土を回収し再利用でSる. [発明の効果] 本発明の装置や方法によれば、圧縮空気による栓流搬送
が実現できるので、土砂を高揚程で支障なく安全に、か
つ、確実に連続的に自動排出できる.また、地上に搬送
した土砂から骨材や良質土を回収できるので経済性の優
れた操業がでyる.また、空気搬送であるため地下〜地
上間に複雑な構造の機器を必要とせず単純な管路で配送
できるのでメインテナンスが楽な上に設備費が安価であ
る.
【図面の簡単な説明】
第1図〜第2図は本発明に係る実施例を示し第1図は全
体系統図、第2図(a)はスクリュデカンタの原理説明
図、第2図(b)はスクリュデカンタの全体縦断面図で
ある. 1・・・破砕装置、     2・・・混練装置、3・
・・圧送装置、    4・・・揚泥管、5・・・エジ
ェクタ、    6・・・振動篩7・・・分離装置, 
    8・・・ストレージタンク、9・・・リターン
管、   lO・・・分離装置11・・・混練装置. 特許出願人  宇部興産株式会社 第1図 第2図(a) 第2図(b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)地下掘削現場に破砕装置と混練装置と圧送装置を
    直列に配設し、 該圧送装置から地上へ垂直に立ち上がる揚泥管を設け、 地上において該揚泥管により搬送された輸送物を篩分け
    する振動篩と該振動篩の篩下を受容し、かつ、輸送物中
    の軟質土と軟泥とを分離する分離装置と該軟泥を貯溜す
    るストレージタンクとを設け、 該ストレージタンクと前記混練装置とを連通するリター
    ン管を設けた ことを特徴とする地下掘削土垂直揚泥装置。
  2. (2)地下掘削現場において掘削した土砂を破砕装置で
    破砕した後、地上より送られた軟泥と混練装置で混練し
    たうえ、圧送装置で加圧した後に圧縮空気の吹込みによ
    って地上まで垂直にプラグ輸送し、 地上において振動篩にかけてオーバサイズは骨材または
    良質土として回収し、アンダーサイズは分離装置により
    軟質土を軟泥、水分とから分離して回収し、 該軟泥、水分をストレージタンクに貯溜したうえで、ス
    トレージタンクに貯溜した軟泥を前記地下の混練装置へ
    必要量を配送するかまたは水のみを配送することを特徴
    とする地下掘削土垂直揚泥方法。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4966747A (en) * 1987-04-24 1990-10-30 Westinghouse Electric Corp. Hydro-ball in-core instrumentation system and method of operation
CN119981951A (zh) * 2025-01-15 2025-05-13 中国铁建重工集团股份有限公司 超小直径掘进机用气力出渣系统及具有其的掘进机

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