JPH0249893A - 泥土圧シールド用添加材 - Google Patents
泥土圧シールド用添加材Info
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- JPH0249893A JPH0249893A JP63200076A JP20007688A JPH0249893A JP H0249893 A JPH0249893 A JP H0249893A JP 63200076 A JP63200076 A JP 63200076A JP 20007688 A JP20007688 A JP 20007688A JP H0249893 A JPH0249893 A JP H0249893A
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- water
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
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- E21D9/0678—Adding additives, e.g. chemical compositions, to the slurry or the cuttings
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- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
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。
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）
本発明はシールド掘削工事用添加材組成物に関する。
（従来の技術）
地下鉄、地下道路、下水道等の構築に必要なシールド掘
削工事は、地盤の状況（地質や地下水の状況）に応じて
種々なる工法が開発されているが、それぞれ短所・長所
があり、工事対象地盤の状況により適宜最適な工法が採
用されている。近年気泡シールド工法（特公昭５Ｂ−４
７５６０参照）が開発され、気泡のベアリング効果によ
る掘削土砂への流動性付与並びに気泡保持による止水性
付与の性能が評価され、特にその掘削残土の処理・処分
の容易性が高く評価され普及の度を高めている。この工
法は、土砂内における安定的な気泡保持による前記効果
を巧みに利用した漸新な工法であるが、問題点も内在し
ている。すなわち、間隙の多い地盤例えば透水係数が１
０ 〜１０ ｃｍ／ｓｅｃオーダーの地盤あるいは掘削
土層が間隙の多い層を含む互層地盤になっている場合、
注入された気泡が逸失または地下水希釈により気泡量が
減少し、掘削土砂に必要な気泡量が混合されず、従って
期待する流動性及び止水性が付与されずにスムースな掘
進ができないことがある。
削工事は、地盤の状況（地質や地下水の状況）に応じて
種々なる工法が開発されているが、それぞれ短所・長所
があり、工事対象地盤の状況により適宜最適な工法が採
用されている。近年気泡シールド工法（特公昭５Ｂ−４
７５６０参照）が開発され、気泡のベアリング効果によ
る掘削土砂への流動性付与並びに気泡保持による止水性
付与の性能が評価され、特にその掘削残土の処理・処分
の容易性が高く評価され普及の度を高めている。この工
法は、土砂内における安定的な気泡保持による前記効果
を巧みに利用した漸新な工法であるが、問題点も内在し
ている。すなわち、間隙の多い地盤例えば透水係数が１
０ 〜１０ ｃｍ／ｓｅｃオーダーの地盤あるいは掘削
土層が間隙の多い層を含む互層地盤になっている場合、
注入された気泡が逸失または地下水希釈により気泡量が
減少し、掘削土砂に必要な気泡量が混合されず、従って
期待する流動性及び止水性が付与されずにスムースな掘
進ができないことがある。
（発明が解決しようとしている問題点）本発明者は、前
述の気泡シールド工法の問題点は気泡材の逸失し易さに
起因していると判断し、その原因は、気泡材の粘性が低
く、かつ目詰め材を含んでいないため地盤間隙へ浸透し
易いことにあると推察し、成る程度の高粘性の流体中に
必要な大きさの気泡を安定的にかつ大量に保持し、かつ
目詰め材を有するような添加材が、間隙の多い地盤でも
逸失せず、土砂流動性付与並びに止水性付与が可能であ
ることを見出した。
述の気泡シールド工法の問題点は気泡材の逸失し易さに
起因していると判断し、その原因は、気泡材の粘性が低
く、かつ目詰め材を含んでいないため地盤間隙へ浸透し
易いことにあると推察し、成る程度の高粘性の流体中に
必要な大きさの気泡を安定的にかつ大量に保持し、かつ
目詰め材を有するような添加材が、間隙の多い地盤でも
逸失せず、土砂流動性付与並びに止水性付与が可能であ
ることを見出した。
更に土砂流動性付与に必要な大きさの気泡を長時間（５
〜１２時間）保持させるには粘性が大きい方がよいが、
気泡の大きさを小さくするには流体の粘性と界面張力を
適度にバランスさせなければならないことが見出された
。このように相反する性能をバランスさせ、かつ安価な
構成材料を選ばねばならない。本発明は上記の目的に相
応する泥土圧シールド用添加材を提供することを課題と
している。
〜１２時間）保持させるには粘性が大きい方がよいが、
気泡の大きさを小さくするには流体の粘性と界面張力を
適度にバランスさせなければならないことが見出された
。このように相反する性能をバランスさせ、かつ安価な
構成材料を選ばねばならない。本発明は上記の目的に相
応する泥土圧シールド用添加材を提供することを課題と
している。
（問題を解決するための手段）
上記の課題は本発明によりモンモリロナイト系粘土鉱物
、無機質増量材、１％水溶液粘度が３０００ｃｐｓ以上
であるカルボキシメチルセルローズ・ナトリウム塩、ア
ニオン界面活性剤及び水からなる泥水に気泡を含有せし
めたことによって解決される。
、無機質増量材、１％水溶液粘度が３０００ｃｐｓ以上
であるカルボキシメチルセルローズ・ナトリウム塩、ア
ニオン界面活性剤及び水からなる泥水に気泡を含有せし
めたことによって解決される。
本発明の構成により、１％水溶液粘度（Ｂ型粘度計を用
い、ローター回転６０ｒｐｍの時の粘性）が３０００ｃ
ｐｓ以上であるカルボキシメチルセルローズ・ナトリウ
ム塩（以下高粘度ＣＭＣと略称する）の少量を溶解した
水溶液にモンモリロナイト系粘土鉱物微粉末を添加する
と著しく増粘し、これに目詰め材として無機質微粉末を
添加し、発泡性付与のためアニオン界面活性剤を添加し
て得られる泥水が高速攪拌機により強制攪拌される。こ
の時空気が巻き込まれ、微細な気泡として大量に分散さ
れた粘性流体が得られる。本発明ではこれを気泡含有泥
水と呼称するが、この気泡含有泥水の性状は、配合組成
により異なるが、初期泥水（気泡を含まない時の泥水）
容積の２．５倍以上の容積の流体になる。本発明で得ら
れる気泡含有泥水は、気泡シールド工法による気泡材に
比べて粘性が太き（、かつ目詰め材を含有しているので
、間隙の多い地盤への浸透も必・要以上に多くなく、あ
る一定の浸透深さで留まることが確認され、逸失の起き
難いことが期待される。
い、ローター回転６０ｒｐｍの時の粘性）が３０００ｃ
ｐｓ以上であるカルボキシメチルセルローズ・ナトリウ
ム塩（以下高粘度ＣＭＣと略称する）の少量を溶解した
水溶液にモンモリロナイト系粘土鉱物微粉末を添加する
と著しく増粘し、これに目詰め材として無機質微粉末を
添加し、発泡性付与のためアニオン界面活性剤を添加し
て得られる泥水が高速攪拌機により強制攪拌される。こ
の時空気が巻き込まれ、微細な気泡として大量に分散さ
れた粘性流体が得られる。本発明ではこれを気泡含有泥
水と呼称するが、この気泡含有泥水の性状は、配合組成
により異なるが、初期泥水（気泡を含まない時の泥水）
容積の２．５倍以上の容積の流体になる。本発明で得ら
れる気泡含有泥水は、気泡シールド工法による気泡材に
比べて粘性が太き（、かつ目詰め材を含有しているので
、間隙の多い地盤への浸透も必・要以上に多くなく、あ
る一定の浸透深さで留まることが確認され、逸失の起き
難いことが期待される。
本発明で重要な点は、粘性の大きい高粘度ＣＭＣの少量
と比較的少量のモンモリロナイト系粘土鉱物を組み合わ
せることによる相乗効果的高粘性発現の作用である。こ
の相乗効果が、気泡シールド工法の気泡材に比べて本発
明実施の経済的有利性をもたらしているのである。
と比較的少量のモンモリロナイト系粘土鉱物を組み合わ
せることによる相乗効果的高粘性発現の作用である。こ
の相乗効果が、気泡シールド工法の気泡材に比べて本発
明実施の経済的有利性をもたらしているのである。
気泡保持性は粘性が大きいほど良好であり、粘性が低い
と短時間の静置により離水現象（気泡と泥水が分離する
現象をいう）が起こり流体の一体性が失われ、掘削土砂
の止水性が不十分となる。
と短時間の静置により離水現象（気泡と泥水が分離する
現象をいう）が起こり流体の一体性が失われ、掘削土砂
の止水性が不十分となる。
本発明実施の場合気泡含有泥水の粘性（Ｂ型粘度計を用
いローター回転数６Ｏｒｐｍの時の粘性）として１５０
０〜２６００ｃｐｓが好適である。この粘性は、高粘度
ＣＭＣの種類及び添加量、モンモリロナイト系粘土鉱物
の種類及び添加量、無機質増量材の種類及び添加量等に
より変化するが、各構成成分の添加量は特に限定せず、
所期の目的を達するに必要な最低限の配合量を実験的に
求めればよい。
いローター回転数６Ｏｒｐｍの時の粘性）として１５０
０〜２６００ｃｐｓが好適である。この粘性は、高粘度
ＣＭＣの種類及び添加量、モンモリロナイト系粘土鉱物
の種類及び添加量、無機質増量材の種類及び添加量等に
より変化するが、各構成成分の添加量は特に限定せず、
所期の目的を達するに必要な最低限の配合量を実験的に
求めればよい。
使用するモンモリロナイト系粘土鉱物は、いかなる産地
のものでもよいが、モンモリロナイト含有量が多く、安
価なものが望ましい。無機質増量材は微粉末であれば種
類を問わないが、粒度が小さいものが望ましい。またカ
オリナイト系粘土鉱物は保水性がよいので粘性発現上有
利であり増量材として好ましい。アニオン界面活性剤は
、特に限定しないが、発泡性のよいものが望ましく、ソ
ジウム・アルキルエーテルサルフェート系のものが好ま
しい。
のものでもよいが、モンモリロナイト含有量が多く、安
価なものが望ましい。無機質増量材は微粉末であれば種
類を問わないが、粒度が小さいものが望ましい。またカ
オリナイト系粘土鉱物は保水性がよいので粘性発現上有
利であり増量材として好ましい。アニオン界面活性剤は
、特に限定しないが、発泡性のよいものが望ましく、ソ
ジウム・アルキルエーテルサルフェート系のものが好ま
しい。
本発明の気泡含有泥水の性能評価項目としては、気泡の
大きさ、離水時間、粘性などが適切である。
大きさ、離水時間、粘性などが適切である。
（発明の効果）
本発明は、高粘性泥水に微細な気泡を含有させたハイブ
リッド型シールド添加材の提供を目的としており、従来
の気泡材の欠点を補完し、土圧式シールド工事適用地盤
拡大の効果を存し、かつ経済的に有利であり、シールド
工事上のメリットが大きい。
リッド型シールド添加材の提供を目的としており、従来
の気泡材の欠点を補完し、土圧式シールド工事適用地盤
拡大の効果を存し、かつ経済的に有利であり、シールド
工事上のメリットが大きい。
以下に具体例を示し、本発明の実施態様を説明する。
実施例１
水２００ｄに１％水溶液粘度が８０００ｃｐｓであるＣ
ＭＣＯ，７ｇ及びソジウム・ラウリルエーテルサルフェ
ートの２５％水溶液２ｃｃを加え溶解し、これに（ベン
トナイト豊順鉱業製浅間印） ２ｇとＦＣパウダー（昌
栄産業製）１０ｇを投入し、家庭用ミキサーにて １．
５分間攪拌する。得られた気泡含有泥水は、 ６００
−の容積があり、直径０．３＋ｗ＋ｓ前後の気泡を大量
に含んでいる。この気泡含有泥水は、作成後５時間経過
しても容積変化はなく気泡保持性は良好であった。また
、Ｂ型粘度計（６０ｒｐｍ）による粘性は、１８８０ｃ
ｐｓであった。
ＭＣＯ，７ｇ及びソジウム・ラウリルエーテルサルフェ
ートの２５％水溶液２ｃｃを加え溶解し、これに（ベン
トナイト豊順鉱業製浅間印） ２ｇとＦＣパウダー（昌
栄産業製）１０ｇを投入し、家庭用ミキサーにて １．
５分間攪拌する。得られた気泡含有泥水は、 ６００
−の容積があり、直径０．３＋ｗ＋ｓ前後の気泡を大量
に含んでいる。この気泡含有泥水は、作成後５時間経過
しても容積変化はなく気泡保持性は良好であった。また
、Ｂ型粘度計（６０ｒｐｍ）による粘性は、１８８０ｃ
ｐｓであった。
比較例１
水２００ ｍｌに気泡シールド工法指定の気泡剤０Ｋ−
１を２ｃｃ、増粘剤０Ｋ−２を２ｇ溶解せしめ、実施例
１と同様に家庭用ミキサーにて１．５分間攪拌した。こ
の時の気泡含有水溶液（泥水とはいえ内）は５５０−で
あった。このものは、３０分間静置すると離水現象が見
られた。すなわち、気泡保持性は、実施例１に比べてよ
くない。また、粘性を測定すると５００ｃｐｓで、実施
例１のものに比べてかなり低くかった。
１を２ｃｃ、増粘剤０Ｋ−２を２ｇ溶解せしめ、実施例
１と同様に家庭用ミキサーにて１．５分間攪拌した。こ
の時の気泡含有水溶液（泥水とはいえ内）は５５０−で
あった。このものは、３０分間静置すると離水現象が見
られた。すなわち、気泡保持性は、実施例１に比べてよ
くない。また、粘性を測定すると５００ｃｐｓで、実施
例１のものに比べてかなり低くかった。
実施例２
実施例１のＣＭＣに替えて、１％水溶液粘度が４０００
ｃｐｓであるＣＭＣ１，２ｇを用いた以外は全て実施例
１と同様にして作成した気泡含有泥水の性状は、実施例
１のものとほぼ同じであった。
ｃｐｓであるＣＭＣ１，２ｇを用いた以外は全て実施例
１と同様にして作成した気泡含有泥水の性状は、実施例
１のものとほぼ同じであった。
比較例２
実施例１のアニオン界面活性剤（ソルビタン・モノラウ
レート）を用いた以外は全て同じ条件にて作成したが、
発泡性が悪く気泡含有量は、極めて少なかった。このこ
とから、本発明実施に当りアニオン界面活性剤の使用は
必須条件であることが理解される。
レート）を用いた以外は全て同じ条件にて作成したが、
発泡性が悪く気泡含有量は、極めて少なかった。このこ
とから、本発明実施に当りアニオン界面活性剤の使用は
必須条件であることが理解される。
実施例３
浅間山山砂（千葉県富津産）を用い、スランプ値がＯに
なるよう含水比（１３％）を調整した試料に実施例１の
気泡含有泥水及び比較例１の気泡材を容積比で２２％混
ぜたもののフロー値を求めた結果、次のようであった。
なるよう含水比（１３％）を調整した試料に実施例１の
気泡含有泥水及び比較例１の気泡材を容積比で２２％混
ぜたもののフロー値を求めた結果、次のようであった。
未添加 実施例１の 比較例１の
の砂 ものを添加 ものを添加
した した
フロー値 １４５ ２０５ １８０（ｍｍ）
本発明による添加材は、気泡材と同様に土砂への流動性
付与効果がある。
付与効果がある。
実施例４
第１図に示すように、内径５ｃｍ ％高さ２５ｃｍのア
クリル製円筒（１）に直径１ｍｍの小孔（２）を有する
底板（３）を設け、円筒の中に目開き１０ｍｎ＋の篩を
通り目開き５ｍｍの篩に残る大きさの礫（４）を高さ２
０ｃｍに充填し、上部５ｃｍの空間（５）に実施例１の
気泡含有泥水（Ａ）並びに比較例１の気泡含有水溶液（
Ｂ）を同容量入れ、礫層への浸透状況を比較した。
クリル製円筒（１）に直径１ｍｍの小孔（２）を有する
底板（３）を設け、円筒の中に目開き１０ｍｎ＋の篩を
通り目開き５ｍｍの篩に残る大きさの礫（４）を高さ２
０ｃｍに充填し、上部５ｃｍの空間（５）に実施例１の
気泡含有泥水（Ａ）並びに比較例１の気泡含有水溶液（
Ｂ）を同容量入れ、礫層への浸透状況を比較した。
Ｂ液は、粘性が低く、かつ目詰め材としての固形分がな
いため比較的速く礫層間隙を流下し、３０分後には全容
礫層に浸透したが、Ａ液は粘性が大きく、かつ目詰め材
が存在するので３０分後でも初期容量の２０％が浸透し
たに留まった。各液の時間経過による浸透距離の変化状
況を第２図に示す。
いため比較的速く礫層間隙を流下し、３０分後には全容
礫層に浸透したが、Ａ液は粘性が大きく、かつ目詰め材
が存在するので３０分後でも初期容量の２０％が浸透し
たに留まった。各液の時間経過による浸透距離の変化状
況を第２図に示す。
すなわち、本発明による気泡含有泥水は従来の気泡材に
比べて礫層間隙への目詰め効果がすぐれていることを示
している。
比べて礫層間隙への目詰め効果がすぐれていることを示
している。
第１図は、浸透実験装置の概略図である。第２図は、浸
透距離と時間との関係を示す図であるが、その際印「。 」は実施例１に関して、「−・」は比較例１を示してい
る。図中符号は、 １ アクリル製円筒 ２ 小孔 ３ 底板 ４礫 ５ 気泡含有泥水
透距離と時間との関係を示す図であるが、その際印「。 」は実施例１に関して、「−・」は比較例１を示してい
る。図中符号は、 １ アクリル製円筒 ２ 小孔 ３ 底板 ４礫 ５ 気泡含有泥水
Claims (1)
- モンモリロナイト系粘土鉱物無機質増量材、１％溶液粘
度が３０００ｃｐｓ以上であるカルボキシメチルセルロ
ーズ・ナトリウム塩、アニオン界面活性剤及び水からな
る泥水に気泡を含有せしめたことを特徴とする泥土圧シ
ールド用添加材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200076A JPH0639875B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 泥土圧シールド用添加材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200076A JPH0639875B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 泥土圧シールド用添加材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249893A true JPH0249893A (ja) | 1990-02-20 |
| JPH0639875B2 JPH0639875B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=16418451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63200076A Expired - Lifetime JPH0639875B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 泥土圧シールド用添加材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639875B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2686649A1 (fr) * | 1992-01-23 | 1993-07-30 | Ohbayashi Corp | Procede de travail au bouclier mecanique utilisant un agent moussant. |
| EP0761747A1 (de) * | 1995-08-16 | 1997-03-12 | Wolff Walsrode Ag | Zubereitungen aus nicht-ionischen und ionischen Hydrokolloiden und deren Verwendung als Hilfsmittel für den Tunnelbau |
| CN110397441A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-11-01 | 中交一公局第三工程有限公司 | 砂卵石地层中盾构机停机保压及防滞排的控制方法 |
| CN113775347A (zh) * | 2021-11-10 | 2021-12-10 | 北京城建集团有限责任公司 | 一种基于卵漂石地层盾构工程特性分类的渣土改良方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5847560B2 (ja) | 2011-11-28 | 2016-01-27 | キヤノン株式会社 | 印刷制御装置、その制御方法、及びプログラム |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63200076A patent/JPH0639875B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2686649A1 (fr) * | 1992-01-23 | 1993-07-30 | Ohbayashi Corp | Procede de travail au bouclier mecanique utilisant un agent moussant. |
| ES2051629A2 (es) * | 1992-01-23 | 1994-06-16 | Ohbayashi Corp | Metodo de perforacion con escudo mecanico utilizando agente espumante. |
| EP0761747A1 (de) * | 1995-08-16 | 1997-03-12 | Wolff Walsrode Ag | Zubereitungen aus nicht-ionischen und ionischen Hydrokolloiden und deren Verwendung als Hilfsmittel für den Tunnelbau |
| CN110397441A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-11-01 | 中交一公局第三工程有限公司 | 砂卵石地层中盾构机停机保压及防滞排的控制方法 |
| CN113775347A (zh) * | 2021-11-10 | 2021-12-10 | 北京城建集团有限责任公司 | 一种基于卵漂石地层盾构工程特性分类的渣土改良方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0639875B2 (ja) | 1994-05-25 |
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