JPH0358438B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、シールド工法によるトンネル工事に
おいて、地山の掘削により生じた土砂を圧送ポン
プによつて地上へ排出する土砂の移送方法に関す
る。

「従来の技術」 シールド工法によるトンネル掘削工事において
は、シールド掘進機を作動して加泥下で地山を掘
削し、所定距離進んだところで掘削を停止してセ
グメントを組立て、これを順次繰返してトンネル
を掘り進んでいる。そして、上記シールド掘進機
による地山の掘削と並行して圧送ポンプを断続的
に運転し、この圧送ポンプにより、シールド掘進
機から排出される土砂を輸送管を通じて地上へ排
出している。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来、上記圧送ポンプを停止する際
に、土砂中の礫分が、下流になるにしたがつて流
路断面が徐々に縮少した輸送管のテーパ部に溜つ
たり、輸送管の下り部下端の曲り部に比重の関係
で沈降堆積したりすることがあり、特に、礫分の
多い地山を掘削する場合はしかりであつた。そし
て、上記礫分により、圧送ポンプの起動負荷が高
まり、場合によつては圧送ポンプの再起動ができ
なくなつてしまうという問題があつた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
圧送ポンプの起動負荷を低減し、土砂の移送を円
滑にしたトンネル工事における土砂の移送方法を
提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明の移送方法
は、圧送ポンプの起動の前に、輸送管の下り部下
端の曲り部や下流になるにしたがつて流路断面が
徐々に縮小したテーパ部等の非直管部内に下方か
ら加泥剤を注入するようにしたものである。

「作用」 そして、本発明の移送方法にあつては、輸送管
の上記曲り部やテーパ部等の非直管部内に溜り、
沈降堆積した礫分は、該非直管部内に下方から注
入される加泥剤により浮遊させられ、これによ
り、圧送ポンプの起動負荷が低減する。

「実施例」 以下、本発明の方法の一実施例を説明する。

先ず、第１図ａないしｃ及び第２図に基づいて
本発明の方法を実施するための装置をシールド掘
進機と共に説明すると、図中１はシールド掘進機
である。このシールド掘進機１の後方には、ミキ
サ装置２、圧送ポンプ３、シールド掘進機１の油
圧ユニツト、制御盤等の付属装置４、加泥設備５
等が順次連結されている。

上記シールド掘進機１は、前面のカツター６に
より切羽の地山を掘削し、この掘削により生じた
土砂をスクリユコンベヤ７を通じて後方に排出す
ると共に、掘削が終了した部分にエレクター８に
よつてセグメントＳを順次組立てていくものであ
る。

また、上記ミキサ装置２は、軌道レール９上を
走行せしめられる台車１０に、上部が開口し、後
方端に排出口１１ａが連設された混合槽１１を設
け、かつ、この混合槽１１内に、螺旋状の羽根部
材１２ａと若干傾斜したバドル状の羽根部材１２
ｂとが軸１２ｃに取付けられて成る左右一対の混
合羽根１２，１２（第１図ａでは双方が重なつて
いる）を、回転自在に水平に配設すると共に、上
記台車１０の前部に、上記左右一対の混合羽根１
２，１２を伝動機構１３を介して回転させる駆動
装置１４を搭載した構造となつている。そして、
上記混合槽１１の上部には、前端が上記シールド
掘進機１のスクリユコンベヤ７の排出口に臨ませ
られたベルトコンベヤ１５の後端が、前後に移動
自在に取付けられており、このベルトコンべヤ１
５により、シールド掘進機１のスクリユコンベヤ
７を通じて排出された土砂が混合槽１１に送り込
まれるようになつている。また、掘削が完了し、
セグメントＳの取付けが終つたトンネル部の内部
上方には、複数の取出し弁１６が長手方向に所定
のピツチで取付けられた希釈水配管１７が該トン
ネル部の長手方向に沿つて設けられており、この
希釈水配管１７の所要の取出し弁１６からホース
によつて希釈水を上記混合槽１１に導くことがで
きるようになつている。

さらに、上記圧送ポンプ３は、上記ミキサ装置
２の台車１０に連結部材１８を介して連結された
台車１９の上部に設備されたスラリーポンプで、
前部に受入れホツパ２０を備え、上記台車１９の
後方に連結された台車２１上の油圧ユニツト２２
により駆動せしめられるものである。この圧送ポ
ンプ３の受入れホツパ２０には、前端が上記ミキ
サ装置２の混合槽１１の排出口１１ａに臨ませら
れたベルトコンベヤ２３の後端が配設され、ま
た、受入れホツパ２０の前面下方部の吐出口に
は、輪送管２４が接続されている。この輸送管２
４は、一端が上記吐出口に接続され、受入れホツ
パ２０の前方部において上方に立上つて、他端側
が所定高さのところで後方に向つて水平に屈曲さ
れた立上り管２４ａと、この立上り管２４ａの他
端に前端が接続され、下流（後方）になるにした
がつて流路断面が徐々に縮少したテーパ管２４ｂ
と、このテーパ管２４ｂの後端に前端が接続さ
れ、上記各台車１９，２１上に取付けられたブラ
ケツト２５に支持された上方の水平管２４ｃと、
この上方の水平管２４ｃの後端に前端が上部曲り
管２４ｄを介して接続され、下流になるにしたが
つて下方に斜めに傾斜した下り管２４ｅと、この
下り管２４ｅの後端に前端が下部曲り管２４ｆを
介して接続され、軌道レール９に沿つて設けられ
た下方の水平管２４ｇと、この水平管２４ｇの後
端に傾斜管２４ｈを介して接続された伸縮継手管
装置２６と、この伸縮継手管装置２６の前端が接
続され、後端が地上に連絡された配管（図示せ
ず）とから成る。

またさらに、上記加泥設備５は、上記圧送ポン
プ３の後方に設けられたシールド掘進機１の油圧
ユニツト、制御盤等の付属装置４のさらに後方に
設けられているもので、ベントナイト、粘度等に
水を加えて生成したスラリー状の加泥剤を上記シ
ールド掘進機１のスクリユコンベヤ７等の内部に
注入して加泥を行うために従来から設けられてい
るものである。この加泥設備５は、上記付属装置
４の台車２７（この台車２７は圧送ポンプ３の台
車２１に連結されている）に連結された前後一対
の台車２８，２８の上に、一基の加泥剤タンク２
９と２台の加泥剤ポンプ３０，３０（該２台の内
１台は予備ポンプ）とが設置された構成となつて
おり、各加泥剤ポンプ３０の吐出管３０ａは、圧
送ポンプ３等の前方の機器に沿つて延び、終端が
シールド掘進機１の加泥剤注入管（図示せず）に
連絡された加泥剤移送管３１に接続されている。

さらに、上記加泥剤移送管３１は、各加泥剤ポ
ンプ３０の近傍において一つの管路に集合された
後、上記輸送管２４の下部曲り管２４ｆの近傍に
おいて分岐され、その分岐管３１ａは、第１電磁
切換弁３１と逆止弁３３とを介して上記下部曲り
管２４ｆに下方から後方に向つて斜め上方に傾斜
して接続され、また、上記輸送管２４のテーパ管
２４ｂの近傍においても分岐され、その分岐管３
１ｂは、第２電磁切換弁３４と逆止弁３５とを介
して該テーパ管２４ｂに下方から後方に向つて斜
め上方に傾斜して接続される一方、上記分岐管３
１ｂの分岐部より下流側（前方側）の部位には第
３電磁切換弁３６が設けられている。そして、上
記各電磁切換弁３２，３４，３６は制御装置３７
に連絡され、該制御装置３７によりその開閉が制
御されるようになつており、また、該制御装置３
７は、各電磁切換弁３２，３４，３６の開閉操作
時点とは所定の時間をずらして、上記圧送ポンプ
３を起動させるようになつている。

しかして、上記シールド掘進機１により地山が
掘削されて生じた土砂は、ベルトコンベヤ１５に
よつてミキサ装置２に投入され、希釈水配管１７
からの希釈水によつて適宜濃度に希釈されると共
に混合羽根１２によつて混合された後、ベルトコ
ンベヤ２３によつて圧送ポンプ３の受入れホツパ
２０に投入される。そして、圧送ポンプ３によつ
て輸送管２４を通じて地山へ排出される。

ここで、上記圧送ポンプ３による土砂の圧送
後、輸送管２４の内部には土砂が溜り、この土砂
中の礫分が該輸送管２４のテーパ管２４ｂ（テー
パ部）や下部曲り管２４ｆ（曲り部）に堆積する
が、本発明においては、圧送ポンプ３の起動の前
に、加泥剤を該テーパ管２４ｂと下部曲り管２４
ｆの内部に下方から注入し、該圧送ポンプ３の起
動負荷を低減する。

すなわち、圧送ポンプ３の起動の直前に、制御
装置３７によつて、第１、第２電磁切換弁３２，
３４を開状態に切換えると同時に第３電磁切換弁
３６を閉状態に切換える。そして、掘削中は加泥
剤ポンプ３０から加泥剤移送管３１を通じてシー
ルド掘進機１に送られている加泥剤を、各分岐管
３１ａ，３１ｂを通じて上記テーパ管２４ｂ、下
部曲り管２４ｆの内部に下方から斜めに注入し、
該テーパ管２４ｂ、下部曲り管２４ｆの内部に堆
積している礫分を浮遊させる。次にこの状態で上
記各電磁切換弁３２，３４，３６の操作時点から
数秒経過したところで制御装置３７によつて圧送
ポンプ３を起動する。すると、上記礫分は浮遊し
ているので、これによる抵抗はほとんどなく、圧
送ポンプ３の起動負荷が大幅に低減される。した
がつて、従来のように圧送ポンプ３の再起動がで
きなくなつてしまうということはなくなり、作業
性が大きく向上する。

また、上記加泥剤の輸送管２４への注入は、シ
ールド掘進機１用の加泥設備５の大半を利用して
行うので、実施が極めて容易であり、設備費も少
なくて済む。さらに、制御装置３７によつて各電
磁切換弁３２，３４，３６の開閉と圧送ポンプ３
の起動のタイミングを制御し、これにより加泥剤
を輸送管２４に自動的に注入するので、作業性は
極めて良好である。

なお、上記において、ミキサ装置２は、構造が
簡単である上に、螺旋状とバドル状の各羽根部材
１２ａ，１２ｂを備えた混合羽根１２，１２を備
えているため混合効率、移送効率がよく、また、
ベルトコンベヤ１５は混合槽１１に移動自在に設
けられているから、ミキサ装置２を停止させてい
る場合でもシールド掘進機１を前進させていくこ
とができる等の利点を有する。

さらに、上記においては輸送管２４のテーパ管
２４ｂと下部曲り管２４ｆに加泥剤を注入するよ
うにしたが、輸送管２４の形状、構造等によつて
被注入部の場所や数が変わることはいうまでもな
い。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明は、圧送ポンプの
起動の前に輸送管の下り部下端の曲り部や下流に
なるにしたがつて流路断面が徐々に縮小したテー
パ部等の非直管部内に下方からスラリー状の加泥
剤を注入し、当該非直管部内に存在する塊状体を
押し上げた状態で上記圧送ポンプを起動するよう
にしたから、礫分の多い地山を掘削するような場
合に、礫分が非直管部に残留していても、一たん
これを管底から浮かせた状態で圧送を開始するか
ら、圧送ポンプの起動負荷が大幅に低減されて、
該圧送ポンプの再起動が容易となり、土砂の移送
が円滑になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を説明するためのもので、
第１図ａないしｃはシールド工法によりトンネル
を掘削している状態を示す断面図（第１図ａの後
にｂが、ｂの後にｃが続く）、第２図は輸送管へ
の加泥剤の注入方法を示す略図である。 １……シールド掘進機、２……ミキサ装置、３
……圧送ポンプ、５……加泥設備、２４……輸送
管、３０……加泥剤ポンプ、３１……加泥剤移送
管、３２……第１電磁切換弁、３４……第２電磁
切換弁、３７……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールド掘進機によつて加泥下で地山を掘削
   して生じた土砂を、圧送ポンプによつて輸送管を
   通じて地上に排出するようにしたトンネル工事に
   おける土砂の移送方法において、上記圧送ポンプ
   の起動の前に、上記輸送管の下り部下端の曲がり
   部や下流になるにしたがつて流路断面が徐々に縮
   小したテーパ部等の非直管部内に下方からスラリ
   ー状の加泥剤を注入し、当該非直管部内に存在す
   る塊状体を押し上げた状態で上記圧送ポンプを起
   動することを特徴とするトンネル工事における土
   砂の移送方法。