JPH035592A - シールド工法 - Google Patents
シールド工法Info
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- JPH035592A JPH035592A JP13903089A JP13903089A JPH035592A JP H035592 A JPH035592 A JP H035592A JP 13903089 A JP13903089 A JP 13903089A JP 13903089 A JP13903089 A JP 13903089A JP H035592 A JPH035592 A JP H035592A
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- pressure
- earth
- sand
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、掘削した土砂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関するものである。
ながら掘進するシールド工法に関するものである。
従来の一般的なシールド工法としては、泥水加圧シール
ド工法と泥土加圧シールド工法とがあり、それぞれ次の
ような問題点があった。 ■ 泥水加圧シールド工法 （ａ）泥水加圧シールド工法の切羽原理は、シールド掘
進機のチャンバ内に泥水（液体）を充満させた泥水圧力
（液圧）により他山に対抗させるもので、第３図に示す
ように他山圧力の分布Ｐａとチャンバ内の泥水圧力の分
布ｐｂに差異が生ずる。 偽）掘削土砂は、チャンバより泥水に土砂を混入させた
液体として排出されるため、掘削体積の６〜１０倍の泥
水が必要である。 （Ｃ） 切羽圧力は送水用ポンプの加圧で、流量の調
整は排出用ポンプにより制御するため、複数のバルブが
必要である。 （ｄ） 掘削土砂は液体として搬出されるため、搬山
稜に土砂を水から分離することが必要である。 ■ 泥土圧シールド工法 （ａ） 泥土圧シールド工法は、カッタにより切削し
た土砂に添加材を加えてチャンバ内で混練りすることに
より、土砂を塑性流動化させ、シールドジヤツキの掘進
により発生した泥土圧により切羽の安定を図るもので、
第４図に示すように地山圧力の分布Ｐａに対して泥土圧
力の分布Ｐｃは上部が小さく、下部が大きくなる。 Φ） チャンバからの土砂の排出はスクリューコンベア
により行われているため、これにはチャンバ内の圧力の
遮断能力はない。 （Ｃ） チャンバ内の圧力制御はスクリューコンベア
の回転の増減により行われ、スクリューコンヘアで圧力
を保持するのは、土砂とスクリュー切羽の摩擦抵抗であ
り、土砂に一定の物性範囲の塑性が必要で、厳密な流動
調整を要する。
ド工法と泥土加圧シールド工法とがあり、それぞれ次の
ような問題点があった。 ■ 泥水加圧シールド工法 （ａ）泥水加圧シールド工法の切羽原理は、シールド掘
進機のチャンバ内に泥水（液体）を充満させた泥水圧力
（液圧）により他山に対抗させるもので、第３図に示す
ように他山圧力の分布Ｐａとチャンバ内の泥水圧力の分
布ｐｂに差異が生ずる。 偽）掘削土砂は、チャンバより泥水に土砂を混入させた
液体として排出されるため、掘削体積の６〜１０倍の泥
水が必要である。 （Ｃ） 切羽圧力は送水用ポンプの加圧で、流量の調
整は排出用ポンプにより制御するため、複数のバルブが
必要である。 （ｄ） 掘削土砂は液体として搬出されるため、搬山
稜に土砂を水から分離することが必要である。 ■ 泥土圧シールド工法 （ａ） 泥土圧シールド工法は、カッタにより切削し
た土砂に添加材を加えてチャンバ内で混練りすることに
より、土砂を塑性流動化させ、シールドジヤツキの掘進
により発生した泥土圧により切羽の安定を図るもので、
第４図に示すように地山圧力の分布Ｐａに対して泥土圧
力の分布Ｐｃは上部が小さく、下部が大きくなる。 Φ） チャンバからの土砂の排出はスクリューコンベア
により行われているため、これにはチャンバ内の圧力の
遮断能力はない。 （Ｃ） チャンバ内の圧力制御はスクリューコンベア
の回転の増減により行われ、スクリューコンヘアで圧力
を保持するのは、土砂とスクリュー切羽の摩擦抵抗であ
り、土砂に一定の物性範囲の塑性が必要で、厳密な流動
調整を要する。
本発明の課題は、（１）地山圧力分布に対するチャンバ
内圧力分布、（２）掘削土砂の排出、（３）チャンバ内
圧力及び排出量の制御の３点について、次のように従来
の問題点を解決することにある。 （１）地山圧力分布に対するチャンバ内圧力分布従来の
泥水加圧シールド工法では、切羽上部が過大圧力となっ
て噴発の恐れがあった。また泥土加圧シールド工法では
、上部が過小土圧、下部が過大となり、切羽崩壊を防ぐ
ために上部圧力を地山圧力と同じとすれば、チャンバ内
総圧力が過大となり、大きなシールド掘進力が必要であ
った。 本発明の工法では、切削された土砂に水または添加材を
加えて液状化してチャンバ内土砂の比重を調整し、地山
圧力分布と同じチャンバ圧力分布を行う。 （２）掘削土砂の排出 従来の泥水加圧シールド工法では、掘削土砂を泥水と混
合した液体として渦巻ポンプで排出していた。ところが
、渦巻ポンプは構造上液体の遮断機能が無いため、パイ
プラインに複数のバルブが必要であった。また泥土圧シ
ールド工法では、掘削土砂に加泥材を添加して塑性体と
してスクリューコンベアにより排出していたが、スクリ
ューコンベアも構造上液体の遮断機能が無いため、地下
水の噴出を防止できなかった。 本発明の工法では、掘削土砂を液状化土砂とし、これを
ロークリポンプ、スクリューポンプ。 ピストンポンプ等の構造上液体の遮断機能を有した密閉
型ポンプにより排出するため、チャンバ内の圧力を確実
に保持できる。 （３）チャンバ内圧力及び排出量の制御従来の泥水加圧
シールド工法では、送水ポンプにより圧力を、排出ポン
プにより排出流量を調整し、流体の流れを停止させるた
めには複数のバルブが必要で、その制御には複雑な制御
装置を必要とした。また泥土圧シールド工法では、圧力
、排出量をスクリューコンベアにより制御しているため
、土砂の塑性化状態により圧力の保持能力、排出量が大
幅に変化し、適切な制御が困難であった。 本発明の工法では、上記のように液状化した土砂を液体
の遮断機能を存した密閉型ポンプにより排出するため、
圧力及び排出量を的確に制御できる。
内圧力分布、（２）掘削土砂の排出、（３）チャンバ内
圧力及び排出量の制御の３点について、次のように従来
の問題点を解決することにある。 （１）地山圧力分布に対するチャンバ内圧力分布従来の
泥水加圧シールド工法では、切羽上部が過大圧力となっ
て噴発の恐れがあった。また泥土加圧シールド工法では
、上部が過小土圧、下部が過大となり、切羽崩壊を防ぐ
ために上部圧力を地山圧力と同じとすれば、チャンバ内
総圧力が過大となり、大きなシールド掘進力が必要であ
った。 本発明の工法では、切削された土砂に水または添加材を
加えて液状化してチャンバ内土砂の比重を調整し、地山
圧力分布と同じチャンバ圧力分布を行う。 （２）掘削土砂の排出 従来の泥水加圧シールド工法では、掘削土砂を泥水と混
合した液体として渦巻ポンプで排出していた。ところが
、渦巻ポンプは構造上液体の遮断機能が無いため、パイ
プラインに複数のバルブが必要であった。また泥土圧シ
ールド工法では、掘削土砂に加泥材を添加して塑性体と
してスクリューコンベアにより排出していたが、スクリ
ューコンベアも構造上液体の遮断機能が無いため、地下
水の噴出を防止できなかった。 本発明の工法では、掘削土砂を液状化土砂とし、これを
ロークリポンプ、スクリューポンプ。 ピストンポンプ等の構造上液体の遮断機能を有した密閉
型ポンプにより排出するため、チャンバ内の圧力を確実
に保持できる。 （３）チャンバ内圧力及び排出量の制御従来の泥水加圧
シールド工法では、送水ポンプにより圧力を、排出ポン
プにより排出流量を調整し、流体の流れを停止させるた
めには複数のバルブが必要で、その制御には複雑な制御
装置を必要とした。また泥土圧シールド工法では、圧力
、排出量をスクリューコンベアにより制御しているため
、土砂の塑性化状態により圧力の保持能力、排出量が大
幅に変化し、適切な制御が困難であった。 本発明の工法では、上記のように液状化した土砂を液体
の遮断機能を存した密閉型ポンプにより排出するため、
圧力及び排出量を的確に制御できる。
すなわち、本発明が採用した手段は次の通りである。
■ シールド掘進機のカッタにより切削された土砂に、
シールド掘進機のチャンバ内で添加材を混合して液状化
させる。すなわち、土の含水比の違いからその性質を固
態、半固態、プラスチックな状態、液態の４段階に分類
する土のコンステンシー（緊硬度）でいえば、本発明は
掘削した土砂を液態とする。 なお、従来の泥土圧シールド工法における泥土は半固態
ないしプラスチックな状態の範晴に入り、泥水加圧シー
ルド工法における泥水は４分類の何れの範晴からも外れ
た液体である。 ■ チャンバ内の液状土砂の圧力により地山圧力に対抗
させながら、チャンバ内の圧力を複数の圧力センサによ
り検出してその圧力勾配を求める。この圧力勾配と推定
した他山圧力勾配との差に従って添加材の添加率を調整
して地山圧力勾配とチャンバ内圧力勾配を同じにする。 ■ チャンバ内圧力と推定した地山圧力との差に従って
排出量を調整しかつ掘進に同調させて、液体の遮断機能
を有した密閉型ポンプによりチャンバ内の液状土砂を排
出する。
シールド掘進機のチャンバ内で添加材を混合して液状化
させる。すなわち、土の含水比の違いからその性質を固
態、半固態、プラスチックな状態、液態の４段階に分類
する土のコンステンシー（緊硬度）でいえば、本発明は
掘削した土砂を液態とする。 なお、従来の泥土圧シールド工法における泥土は半固態
ないしプラスチックな状態の範晴に入り、泥水加圧シー
ルド工法における泥水は４分類の何れの範晴からも外れ
た液体である。 ■ チャンバ内の液状土砂の圧力により地山圧力に対抗
させながら、チャンバ内の圧力を複数の圧力センサによ
り検出してその圧力勾配を求める。この圧力勾配と推定
した他山圧力勾配との差に従って添加材の添加率を調整
して地山圧力勾配とチャンバ内圧力勾配を同じにする。 ■ チャンバ内圧力と推定した地山圧力との差に従って
排出量を調整しかつ掘進に同調させて、液体の遮断機能
を有した密閉型ポンプによりチャンバ内の液状土砂を排
出する。
チャンバ内の液状化した土砂の圧力が他山圧力に対抗し
、しかもその圧力分布が他山圧力分布と同じであり、か
つ液状土砂が液体の遮断機能を有した密閉型ポンプによ
り、排出量を調整しつつかつ掘進に同調させて排出され
るため、大断面シールドでも常に的確な切羽安定が保持
される。
、しかもその圧力分布が他山圧力分布と同じであり、か
つ液状土砂が液体の遮断機能を有した密閉型ポンプによ
り、排出量を調整しつつかつ掘進に同調させて排出され
るため、大断面シールドでも常に的確な切羽安定が保持
される。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。 第１図は本発明のシールド工法のシステム構成図である
。シールド掘進機１は、カッタ２を回転させて地山３を
切削しながらシールドジヤツキ４により掘進させる。掘
削された土砂は、シールド掘進機１のチャンバ５内で地
上から後述の如く送給される添加材と混合されて液状土
砂とされ、−定容積のチャンバ５内に充満する。本発明
はこの充満させた液状土砂をもって他山圧力に対抗させ
、切羽の崩壊を防止する。ここで使用する添加材は土砂
を液状化できるものであればよく、例えば泥漿材、高分
子材、気泡、水等が考えられる。添加材は後述のような
バイブラインを介してシールド掘進機１へ送給され、該
シールド掘進機１側に備えられている添加材注入ポンプ
６により注入ロアからチャンバ５中に注入され、カッタ
２の回転により土砂と混合され、さらにアジテータ８に
より撹拌される。添加材注入ポンプ６としては、ローク
リポンプ、スクリューポンプ、ピストンポンプ等の構造
上液体の遮断機能を有した密閉型ポンプを使用する。 チャンバ５内の液状土砂の圧力は一定の間隔をおいて配
設された複数の圧力センナ（または土圧計）９で検出さ
れ、その検出圧力からＣＰＵを含む制御装置１０におい
てチャンバ内液状土砂の圧力勾配が求められる。同時に
また、シールドジヤツキ４に備えられたストローク計１
１により掘進速度が検知される。そして、これら圧力勾
配と掘進速度とから制御装置１０において添加材注入量
が演算され、この添加材注入量から添加材注入ポンプ６
の回転数が制御され、必要量の添加材がチャンバ５中に
注入される。 垂迦山Ｊソｄ１λ乳堅 添加材は、（ａ）第２図に示すように他山の圧力勾配Ｐ
ａとチャンバ内圧力勾配Ｐｄとを同じにするために、チ
ャンバ５内の土砂の比重調整を行うこと、（ｂ）土砂を
液態として流動化させる注入が必要であること、の２点
を考慮して注入量を調整する。 土質により（ａ）、（ｂ）の調整度合は異なるが以下の
ようにして調整できる。 （ａ）に関し、地山圧力勾配は、地下水や地盤条件によ
り求めることができるので、これからチャンバ内圧力に
必要な土砂の比重は推定できる。 （ｂ）に関し、切削土砂を液態として流動化させるため
の含水比は地山の土質試験により求めることができる。 （ａ）に基づく調整量をＡ、（ｂ）に基づく調整量をＢ
とする゛と、Ａ＞Ｂの場合にはチャンバ内への注水によ
ってチャンバ内土砂の比重を調整する。 逆にＡ＜Ｂの場合は、高分子系添加材などの特殊な添加
材により流動化を促進させ、見掛けの液状化含水比を低
下させてＡ＞Ｂの関係とし、比重は注入量により調整す
る。 具体的には、（ａ）に関しては、地質調査により地山圧
力（地下水圧＋土圧）を求め、チャンバ内流動化土砂の
必要な比重を推定する。（ト））に関しては、土質試験
により液性限界と添加材に必要な物性を求め、これによ
り単位地山体積に対する添加材注入率を求める。 実際の添加材の注入は、ストローク計１１により検出し
たシールドジヤツキ４のストロークから制御装置１０に
おいて地山掘削量を演算し、上記添加材注入率より単位
時間当たりの注入量を演算して添加材注入ポンプ６を制
御して注入を行う。同時に、土圧センサ９によりチャン
バ内液状土砂の比重を検出し、比重の大小により注入率
を制御装置１０で演算して修正し、チャンバ５内の液状
土砂の比重を一定に保つ。なお、添加材注入ポンプ６に
よって注入される添加材の流量、圧力、比重は流量・圧
力・比重計１２によって検出される。 切羽圧 の制御と 削土 の 出 一定容積のチャンバ５内はそれへの添加材の注入とシー
ルド掘進機１の旧道により圧力が上昇するので、切羽安
定のためにチャンバ５内を他山圧力と同等の圧力に保持
する必要がある。そこで、切羽圧力の制御は、チャンバ
５内の土砂を排土ポンプ１３により排出することによっ
て行う。この排土ポンプ１３としては、添加材注入ポン
プ６と同様にロータリポンプ、スクリューポンプ、ピス
トンポンプ等の構造上液体の遮断機能を有した密閉型ポ
ンプを使用する。 基本的には、制御装置１１０にチャンバ目標圧力を予め
設定し、土圧センサ９によりチャンバ内圧力を監視し、
目標圧力より高い場合には排土ポンプ１３の回転を速く
して排出土砂量を増加させ、目標圧力より低い場合には
排土ポンプ１３の回転を遅くして排出土砂量を減少させ
、チャンバ５内の圧力を一定に保つように制御する。制
御後の一定圧力の維持は、添加材注入バイブロ及び排土
ポンプ１３が停止してそれ自体が密閉構造になることに
よって行える。なお、排土ポンプ１３によって排出され
る土砂の流量、圧力、比重は流量・圧力・比重計１４に
よって検出される。 掘１１１痕列１次 排土ポンプ１３からの土砂はパイプライン１５を介して
後方の中継ポンプ１６へ送り、さらにこの中継ポンプ１
６によりパイプライン１７で圧送して坑外（地上）へ搬
出する。圧送距離が長いときは中継ポンプ１６を複数台
使用する。なお、中継ポンプ１６とパイプライン１７に
よる圧送に代えてズリトロによる搬出も可能である。 朋狙上髪立宣立 切羽安定が正しく行われたか否かの判断には掘削土砂の
管理が必要である。この実施例では、添加材の注入量を
流量・圧力・比重計１２で、チャンバ内土砂の排出量を
流量・圧力・比重計１４で、シールド掘進量をストロー
ク計１１でそれぞれ検出し、これらを総計解析すること
により掘削土量の適否を判定する。 土砂ｐ処理 掘削土砂は液状化されて排出されるため、土砂と水の分
離が必要である。 この実施例では、上記のように中継ポンプ１６がらパイ
プライン１７を介して搬出される液状土砂をいったん上
水混合機１８内に入れ、ここで必要により循環水バイブ
１９からの土砂分離用循環水と混合し、振動篩機２０に
よって検分を除去する。そして、検分はベルトコンベア
２１によってホッパ等へ搬送し、検分以外の液状土砂は
土砂タンク２２に一時貯溜し、土砂ポンプ２３によって
遠心分離＠２４へ送り、水と土砂とを分離する０分離し
た土砂はベルトコンベア２５によってホッパ等へ搬送し
、水は循環水タンク２６に一時貯溜し、その一部は循環
水ポンプ２７により上記のように循環水パイプ１９を通
じて土砂分離に利用し、余剰水は調整水ポンプ２８によ
り調整水タンク２９へ送入する。 一方、添加材プラント３０から必要に応じ高分子材等を
調整水タンク２９内の水に加えて物性を調整し、その水
を添加材ポンプ３１によりパイプライン３２を通じて中
継タンク３３へ送り、該中継タンク３３から添加材注入
ポンプ６により前述のように添加材としてチャンバ５内
に注入する。 なお、排出液状土砂を水と土砂に分離して処理する例を
示したが、パイプライン１７を通じて搬出される土砂に
固化材等を加えて固化処理することも可能である。
る。 第１図は本発明のシールド工法のシステム構成図である
。シールド掘進機１は、カッタ２を回転させて地山３を
切削しながらシールドジヤツキ４により掘進させる。掘
削された土砂は、シールド掘進機１のチャンバ５内で地
上から後述の如く送給される添加材と混合されて液状土
砂とされ、−定容積のチャンバ５内に充満する。本発明
はこの充満させた液状土砂をもって他山圧力に対抗させ
、切羽の崩壊を防止する。ここで使用する添加材は土砂
を液状化できるものであればよく、例えば泥漿材、高分
子材、気泡、水等が考えられる。添加材は後述のような
バイブラインを介してシールド掘進機１へ送給され、該
シールド掘進機１側に備えられている添加材注入ポンプ
６により注入ロアからチャンバ５中に注入され、カッタ
２の回転により土砂と混合され、さらにアジテータ８に
より撹拌される。添加材注入ポンプ６としては、ローク
リポンプ、スクリューポンプ、ピストンポンプ等の構造
上液体の遮断機能を有した密閉型ポンプを使用する。 チャンバ５内の液状土砂の圧力は一定の間隔をおいて配
設された複数の圧力センナ（または土圧計）９で検出さ
れ、その検出圧力からＣＰＵを含む制御装置１０におい
てチャンバ内液状土砂の圧力勾配が求められる。同時に
また、シールドジヤツキ４に備えられたストローク計１
１により掘進速度が検知される。そして、これら圧力勾
配と掘進速度とから制御装置１０において添加材注入量
が演算され、この添加材注入量から添加材注入ポンプ６
の回転数が制御され、必要量の添加材がチャンバ５中に
注入される。 垂迦山Ｊソｄ１λ乳堅 添加材は、（ａ）第２図に示すように他山の圧力勾配Ｐ
ａとチャンバ内圧力勾配Ｐｄとを同じにするために、チ
ャンバ５内の土砂の比重調整を行うこと、（ｂ）土砂を
液態として流動化させる注入が必要であること、の２点
を考慮して注入量を調整する。 土質により（ａ）、（ｂ）の調整度合は異なるが以下の
ようにして調整できる。 （ａ）に関し、地山圧力勾配は、地下水や地盤条件によ
り求めることができるので、これからチャンバ内圧力に
必要な土砂の比重は推定できる。 （ｂ）に関し、切削土砂を液態として流動化させるため
の含水比は地山の土質試験により求めることができる。 （ａ）に基づく調整量をＡ、（ｂ）に基づく調整量をＢ
とする゛と、Ａ＞Ｂの場合にはチャンバ内への注水によ
ってチャンバ内土砂の比重を調整する。 逆にＡ＜Ｂの場合は、高分子系添加材などの特殊な添加
材により流動化を促進させ、見掛けの液状化含水比を低
下させてＡ＞Ｂの関係とし、比重は注入量により調整す
る。 具体的には、（ａ）に関しては、地質調査により地山圧
力（地下水圧＋土圧）を求め、チャンバ内流動化土砂の
必要な比重を推定する。（ト））に関しては、土質試験
により液性限界と添加材に必要な物性を求め、これによ
り単位地山体積に対する添加材注入率を求める。 実際の添加材の注入は、ストローク計１１により検出し
たシールドジヤツキ４のストロークから制御装置１０に
おいて地山掘削量を演算し、上記添加材注入率より単位
時間当たりの注入量を演算して添加材注入ポンプ６を制
御して注入を行う。同時に、土圧センサ９によりチャン
バ内液状土砂の比重を検出し、比重の大小により注入率
を制御装置１０で演算して修正し、チャンバ５内の液状
土砂の比重を一定に保つ。なお、添加材注入ポンプ６に
よって注入される添加材の流量、圧力、比重は流量・圧
力・比重計１２によって検出される。 切羽圧 の制御と 削土 の 出 一定容積のチャンバ５内はそれへの添加材の注入とシー
ルド掘進機１の旧道により圧力が上昇するので、切羽安
定のためにチャンバ５内を他山圧力と同等の圧力に保持
する必要がある。そこで、切羽圧力の制御は、チャンバ
５内の土砂を排土ポンプ１３により排出することによっ
て行う。この排土ポンプ１３としては、添加材注入ポン
プ６と同様にロータリポンプ、スクリューポンプ、ピス
トンポンプ等の構造上液体の遮断機能を有した密閉型ポ
ンプを使用する。 基本的には、制御装置１１０にチャンバ目標圧力を予め
設定し、土圧センサ９によりチャンバ内圧力を監視し、
目標圧力より高い場合には排土ポンプ１３の回転を速く
して排出土砂量を増加させ、目標圧力より低い場合には
排土ポンプ１３の回転を遅くして排出土砂量を減少させ
、チャンバ５内の圧力を一定に保つように制御する。制
御後の一定圧力の維持は、添加材注入バイブロ及び排土
ポンプ１３が停止してそれ自体が密閉構造になることに
よって行える。なお、排土ポンプ１３によって排出され
る土砂の流量、圧力、比重は流量・圧力・比重計１４に
よって検出される。 掘１１１痕列１次 排土ポンプ１３からの土砂はパイプライン１５を介して
後方の中継ポンプ１６へ送り、さらにこの中継ポンプ１
６によりパイプライン１７で圧送して坑外（地上）へ搬
出する。圧送距離が長いときは中継ポンプ１６を複数台
使用する。なお、中継ポンプ１６とパイプライン１７に
よる圧送に代えてズリトロによる搬出も可能である。 朋狙上髪立宣立 切羽安定が正しく行われたか否かの判断には掘削土砂の
管理が必要である。この実施例では、添加材の注入量を
流量・圧力・比重計１２で、チャンバ内土砂の排出量を
流量・圧力・比重計１４で、シールド掘進量をストロー
ク計１１でそれぞれ検出し、これらを総計解析すること
により掘削土量の適否を判定する。 土砂ｐ処理 掘削土砂は液状化されて排出されるため、土砂と水の分
離が必要である。 この実施例では、上記のように中継ポンプ１６がらパイ
プライン１７を介して搬出される液状土砂をいったん上
水混合機１８内に入れ、ここで必要により循環水バイブ
１９からの土砂分離用循環水と混合し、振動篩機２０に
よって検分を除去する。そして、検分はベルトコンベア
２１によってホッパ等へ搬送し、検分以外の液状土砂は
土砂タンク２２に一時貯溜し、土砂ポンプ２３によって
遠心分離＠２４へ送り、水と土砂とを分離する０分離し
た土砂はベルトコンベア２５によってホッパ等へ搬送し
、水は循環水タンク２６に一時貯溜し、その一部は循環
水ポンプ２７により上記のように循環水パイプ１９を通
じて土砂分離に利用し、余剰水は調整水ポンプ２８によ
り調整水タンク２９へ送入する。 一方、添加材プラント３０から必要に応じ高分子材等を
調整水タンク２９内の水に加えて物性を調整し、その水
を添加材ポンプ３１によりパイプライン３２を通じて中
継タンク３３へ送り、該中継タンク３３から添加材注入
ポンプ６により前述のように添加材としてチャンバ５内
に注入する。 なお、排出液状土砂を水と土砂に分離して処理する例を
示したが、パイプライン１７を通じて搬出される土砂に
固化材等を加えて固化処理することも可能である。
本発明のシールド工法によれば次のような効果がある。
■ 切羽圧力分布が地山圧力分布と近似するため、大断
面シールドで有効な山留効果が得られる。 ■ 切羽の圧力制御に密閉型ポンプを使用するため、１
０ｋｇ以上の高水圧下での圧力保持も確実である。 ■ 液状土砂にして搬出するため、その輸送用パイプは
、泥土圧シールドのポンプ圧送に比較して圧送抵抗が小
さくなるので長距離圧送でき、また泥水加圧シールドと
比較して循環泥水量が１７３〜１／４となるため小規模
でよく、土砂輸送コストが低減できる。 ■ 切羽圧力制御、土砂輸送制御などの制御対象が少な
いので、システムが単純化される。 ■ 排出土砂の処理に関し、泥水加圧シールドと比較し
て土砂処理量が少ないので、ランニングコストが低減で
きる。 ■ 大深度地下でも効率よく工事できる。
面シールドで有効な山留効果が得られる。 ■ 切羽の圧力制御に密閉型ポンプを使用するため、１
０ｋｇ以上の高水圧下での圧力保持も確実である。 ■ 液状土砂にして搬出するため、その輸送用パイプは
、泥土圧シールドのポンプ圧送に比較して圧送抵抗が小
さくなるので長距離圧送でき、また泥水加圧シールドと
比較して循環泥水量が１７３〜１／４となるため小規模
でよく、土砂輸送コストが低減できる。 ■ 切羽圧力制御、土砂輸送制御などの制御対象が少な
いので、システムが単純化される。 ■ 排出土砂の処理に関し、泥水加圧シールドと比較し
て土砂処理量が少ないので、ランニングコストが低減で
きる。 ■ 大深度地下でも効率よく工事できる。
第１図は本発明のシールド工法の一例のシステム構成図
、第２図はそれにおける地山圧力分布とチャンバ内圧力
分布の関係を示す説明図である。 第３図は従来の泥水加圧シールド工法における地山圧力
分布とチャンバ内圧力分布の関係を示す説明図、第４図
は従来の泥土圧シールド工法における同様の説明図であ
る。 １・・・・・・シールド掘進機、２・・・・・・カッタ
、３・・・・・・地山、４・・・・・・シールドジヤツ
キ、５・・・・・・チャンバ、６・・・・・・添加材注
入ポンプ、９・・・・・・圧力センサ、１１・・・・・
・ストローク計、１３・・・・・・排土ポンプ。 建設省土木研究所長 株式会社大本組 株式会社小松製作所 佐騒工業株式会社 鉄建建設株式会社 東洋建設株式会社 戸田建設株式会社 飛島建設株式会社 西松建設株式会社 日本国土開発株式会社 株式会社間組 日立建機株式会社 フジタ工業株式会社 不動建設株式会社 前田建設工業株式会社
、第２図はそれにおける地山圧力分布とチャンバ内圧力
分布の関係を示す説明図である。 第３図は従来の泥水加圧シールド工法における地山圧力
分布とチャンバ内圧力分布の関係を示す説明図、第４図
は従来の泥土圧シールド工法における同様の説明図であ
る。 １・・・・・・シールド掘進機、２・・・・・・カッタ
、３・・・・・・地山、４・・・・・・シールドジヤツ
キ、５・・・・・・チャンバ、６・・・・・・添加材注
入ポンプ、９・・・・・・圧力センサ、１１・・・・・
・ストローク計、１３・・・・・・排土ポンプ。 建設省土木研究所長 株式会社大本組 株式会社小松製作所 佐騒工業株式会社 鉄建建設株式会社 東洋建設株式会社 戸田建設株式会社 飛島建設株式会社 西松建設株式会社 日本国土開発株式会社 株式会社間組 日立建機株式会社 フジタ工業株式会社 不動建設株式会社 前田建設工業株式会社
Claims (1)
- １、シールド掘進機のカッタにより切削された土砂に、
シールド掘進機のチャンバ内で添加材を混合して液状化
させ、その液状土砂の圧力により地山圧力に対抗させな
がら、上記チャンバ内の圧力を複数の圧力センサにより
検出してその圧力勾配を求め、この圧力勾配と推定した
地山圧力勾配との差に従って上記添加材の添加率を調整
し、またチャンバ内の液状土砂を、チャンバ内圧力と推
定した地山圧力との差に従って排出量を調整しかつ掘進
に同調させて、液体の遮断機能を有した密閉型ポンプに
より排出することを特徴とするシールド工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13903089A JP2700411B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | シールド工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13903089A JP2700411B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | シールド工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035592A true JPH035592A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2700411B2 JP2700411B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=15235829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13903089A Expired - Lifetime JP2700411B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | シールド工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2700411B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003097180A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Komatsu Ltd | シールド掘進機 |
| JP2006348731A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Taisei Corp | 掘削土砂の処理方法および掘削土砂の処理装置 |
| JP2023013173A (ja) * | 2021-07-15 | 2023-01-26 | 大成建設株式会社 | 泥土圧シールド掘進機のチャンバ内圧力管理システムとチャンバ内圧力管理方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4617909B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2011-01-26 | 株式会社大林組 | シールド工法における添加材の注入方法 |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP13903089A patent/JP2700411B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003097180A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Komatsu Ltd | シールド掘進機 |
| JP2006348731A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Taisei Corp | 掘削土砂の処理方法および掘削土砂の処理装置 |
| JP2023013173A (ja) * | 2021-07-15 | 2023-01-26 | 大成建設株式会社 | 泥土圧シールド掘進機のチャンバ内圧力管理システムとチャンバ内圧力管理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2700411B2 (ja) | 1998-01-21 |
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