JPH0449399A

JPH0449399A - 泥土圧シールド工法における切羽安定方法

Info

Publication number: JPH0449399A
Application number: JP15769390A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Ushio; 牛尾　義嗣
Original assignee: Hazama Gumi Ltd
Current assignee: Hazama Ando Corp
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1992-02-18

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、泥土圧シールド工法において切羽の安定化を
図る方法に関するものである。

【従来の技術】

泥土圧ソールド工法は、シールド掘進機が掘削した土砂
に添加材を加え、シールド掘進機のチャンバ内で混練し
て流動化させ、これを加圧して地山に対抗させることに
より切羽の安定を図る工法で、添加材の用い方により従
来法の２つの代表的方法があった。（１）泥土加圧シールド工法この工法は、第２図に示すようにシールド掘進機ｌのカ
ッタ２により切削された土砂に、粘土を主体とした泥漿
材を、地山の粒度特性に合わセて泥漿材注入管３を通し
チャンバ４内に注入し、撹拌混練して塑性流動土砂とし
、これをシールトジャソキ５により加圧して地山に対抗
させることにより切羽の安定を図りつつ、またチャンバ
４からスクリューコンベア６によって残土を排出して所
定の圧力を保持しながら、スクリューコンヘア６からの
残土をヘルドコンへア７により坑外に搬出するものであ
る。（２）気泡ソールド工法この工法は、独立した気泡を添加材として掘削土砂に混
合することにより、掘削土砂をチャンバ内で流動土砂と
し、これを上記と同様に加圧しながら、残土を排出する
ものである。

【発明が解決しようする課Ｂ】

従来の２つの工法はいずれも掘削土砂に添加材を加えて
塑性流動化させ、これをシールドジャ・ツキにより加圧
するだけで切羽の安定を図ってし）るため、次のような
問題点があった。すなわち、特に砂層や粘性の高い地層を掘削する場合、
チャンバ内で掘削土砂が固結し、新たな掘削土砂をチャ
ンバ内に取り入れることが困難となり、推力とカッタ圧
力が上昇し、掘進速度が低下する。また、チャンバ内の塑性流動化された土砂は、非圧縮性
の半固体であって、チャンバ内の体積変化が生しないよ
うにスクリューコンベアで排出しないと、チャンバ内の
圧力変動が生し、その変動に伴って地下水がチャンバ内
に流入し、切羽が不安定となる。しかし、シールド掘進速度とスクリューコンベアの排土
作用との連動操作を正確に行うことは、土砂の物性変化
などにより困難である。そのため、スクリューコンヘア
による土砂排出量が掘削土砂量より多いと、チャンノ＼
内の上部に空隙が発生し、負圧となって地下水が流入す
る。流入した地下水は土砂の物性を変化させ、スクリュ
ーコンヘアの排出効率が変化する。これによりスクリュ
ーコンベアによる土砂排出量が不安定となり、その影響
によりチャンバ内の状況がさらに悪化する。その結果と
して次の如き欠点があった。 ■　切羽が崩壊しやすくなる。 ■　スクリューコンベアから排出される土砂が過流動状
の泥土となり、作業性が悪くなる。すなわち、過流動状
の泥土がヘルドコンへア７から坑内に流れ落ちてその掃
除に手間がかかり、また泥漿材中のヘントナイトが排出
土砂中に残留するため、産業廃棄物扱いとなってバキュ
ーム車等で運搬するとか、乾燥または脱水処理が必要と
なり、残土処理費用が高くつく。本発明の目的は、従来の泥土圧ノールドエ法による上述
した問題点を解決することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明による方法では、掘削土砂と添加材との混練が行
われているチャンバ内に圧縮空気を圧入して切羽の安定
を図る。

【作　　用】

掘削土砂と添加材との混練が行われて流動化しているチ
ャンバ内に圧縮空気を圧入すると、土砂排出量の過不足
によってチャンバ内上部に空隙が生しても、その空隙に
圧縮空気が入って瞬間的に膨張し、圧力が補填されるた
め、チャンバ内への地下水の流入が阻止される。また、掘削土粒子間に空気が入り込んで土粒子間の摩擦
が低減され、土砂の流動性が良くなり、砂層や粘性の高
い地層でもチャンバ内で土砂の固結が生しない。従って
、チャンバからの土砂排出が円滑になり、推力及びカッ
タの回転力が低下して掘進速度が上昇する。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１回において、シールド掘進機１０のカッタ１１で掘
削された掘削土砂は、シールド掘進機１０のチャンバ１
２内において泥漿材注入管１３からの泥漿材と混合され
、図示しないアジテータによって撹拌されることにより
塑性流動化する。その流動化した土砂はンールドジャノ
キ１４により加圧され、地山に対抗する。掘削土砂と泥
漿材との混練中に、送気管１５を通してチャンバ１２内
に複数個所から圧縮空気を圧入する。その空気圧は地山
の地下水圧よりやや高い（例えば０．２　ｋｇ／　ｃｄ
程度高い）圧力とする。その圧力を設定するため、送気
管１５の配管途中に圧力設定器及びレシーバタンク（図
示せず）を配置する。圧縮空気の圧入は隔壁１６の複数
個所に設けられた孔を通しで連続的または間欠的に行う
。他方、これと同時にチャンバ１２内の残土をスクリュー
コンヘア１７により排出し、さらにヘル）・コンヘア１
８によって坑外へ搬出する。上記のようにチャンバ１２内での掘削土砂と泥漿材との
混線中に圧縮空気を圧入すると、土砂排出量の過不足に
よってチャンバ１２内の上部に空隙が生しても、その空
隙に圧縮空気が入り込んで瞬間的に膨張し、圧力が補填
され、しかも圧縮空気圧が地下水圧より高いので切羽部
の地下水も排除され、チャンバ１２内−・の地下水の流
入が確実に防止される。従って、残土が脱水された状態でチャンバ１２から排出
されるため、残土処理も普通のダンプトランクで一般の
建設残土として廃棄処分でき、しかも坑内に流れ落ぢる
こともないので、残土処理作業が非常に容易になる。ま
た、チャンバ１２内に注入された泥漿材も、圧縮空気に
よって水分のみ地山に放出され、バインダ分のみ残って
地山に対抗するので、土庄も安定して余掘りの発生がな
く、しかも公害発生の問題もない。また、掘削土粒子間に空気が入り込んで土粒子間の摩擦
が低減され、土砂の流動性が良くなる。従って、砂層や粘性の高い地層であっても、チャンバ１
２内で土砂の固結が生してチャンバ１２への新たな掘削
土砂の取り込みが困難になることはなく、スクリコーコ
ンヘア１７への土砂取り込みが円滑になり、推力及び力
、夕の回転力が低下して掘進速度が上昇する。

【発明の効果】

本発明によれば次のような効果がある。 ■　チャンバ内の圧力を常時安定した状態に保持するこ
とができるので、切羽の崩壊を的確に防止できる。 ■　掘削土砂の含水比が下がるので、その処理が容易に
なり、しかも残土を産業廃棄物ではなく一１％＞の建設
残土として廃棄処分できるので、その処理費用を低減で
きるとともに、公害発生の問題もなくなる。 ■　チャンバ内の土粒子間に空気が入り込むため、土粒
子間の摩擦が低減され、土砂の流動性が良くなり、砂層
や粘性の高い地層でもチャンバ内の閉塞が生しないので
、チャンバからの土砂排出が円滑になり、推力及びカッ
タの回転力が低下して掘進速度が上解する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は従来例の
説明図である。ｌＯ・・・・・・シールド掘進機、１１・・・・・・カ
ンタ、１２・・・・・・チャンバ、１３・・・・・・泥
漿材注入管、１４・・・・・・シールドジヤツキ、１５
・・・・・・送気管。第７　図第２図八

Claims

【特許請求の範囲】

１、シールド掘進機が掘削した土砂に泥漿材等の添加材
を加え、シールド掘進機のチャンバ内で混練して流動化
させ、これを加圧して地山に対抗させる泥土圧シールド
工法において、掘削土砂と添加材との混練が行われてい
る上記チャンバ内に圧縮空気を圧入することを特徴とす
る泥土圧シールド工法における切羽安定方法。