JPH06100058B2 - 土圧系シールド工法 - Google Patents
土圧系シールド工法Info
- Publication number
- JPH06100058B2 JPH06100058B2 JP10740289A JP10740289A JPH06100058B2 JP H06100058 B2 JPH06100058 B2 JP H06100058B2 JP 10740289 A JP10740289 A JP 10740289A JP 10740289 A JP10740289 A JP 10740289A JP H06100058 B2 JPH06100058 B2 JP H06100058B2
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- Japan
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- improving
- mud
- soil
- screw conveyor
- agent
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は掘削した土砂を改良して，その改良土を利用
して地山圧力に対抗させながら掘進するシールド工法に
係り，特に土圧系シールド工法に用いて好適である。
して地山圧力に対抗させながら掘進するシールド工法に
係り，特に土圧系シールド工法に用いて好適である。
（従来の技術） 従来の一般的な土圧系シールドでは，掘削土に流動性及
び粘性を付与する掘削添加材を添加して掘進しているた
め，以下のような問題点があった。
び粘性を付与する掘削添加材を添加して掘進しているた
め，以下のような問題点があった。
（ａ） 地山中に地下水が多く，地下水圧が高い場合は
排土用スクリュウコンベヤの排出口から，掘削土砂が圧
力水と共に噴発し，シールド機切羽周辺の地山を大きく
乱し，地表面沈下や，陥没事故を生じさせる要因となっ
ていた。
排土用スクリュウコンベヤの排出口から，掘削土砂が圧
力水と共に噴発し，シールド機切羽周辺の地山を大きく
乱し，地表面沈下や，陥没事故を生じさせる要因となっ
ていた。
（ｂ） 排出された土砂は，流動性が高くダンプカー等
で場外に搬出するのが困難であるので，シールド現場内
で流動性を消失させるような改良を行う必要がある。
で場外に搬出するのが困難であるので，シールド現場内
で流動性を消失させるような改良を行う必要がある。
（発明が解決しようとする課題） 上述した排出土の噴発に対しては，排土口にロータリー
バルブ等を装備し切羽圧力変動を最小におさえている
が,2〜3kg〜cm2の水圧が作用する場合は土圧系シールド
では掘進が不可能なために採用されず，泥水加圧式シー
ルド工法のような別のシールド工法を用いなければなら
ない。
バルブ等を装備し切羽圧力変動を最小におさえている
が,2〜3kg〜cm2の水圧が作用する場合は土圧系シールド
では掘進が不可能なために採用されず，泥水加圧式シー
ルド工法のような別のシールド工法を用いなければなら
ない。
そして流動性の高い排出土を改良する場合には，シール
ド現場内において軟弱性泥土改良剤を排出土に添加，混
合して流動性を消失させるようにしている。
ド現場内において軟弱性泥土改良剤を排出土に添加，混
合して流動性を消失させるようにしている。
この発明は上記した問題点である，「排出土砂が地山の
圧力水と共に噴発すること」及び「排出土を改良しなけ
れば場外へ搬出できない」というような不具合を解決す
ることをその目的とする。
圧力水と共に噴発すること」及び「排出土を改良しなけ
れば場外へ搬出できない」というような不具合を解決す
ることをその目的とする。
（課題を解決するための手段および作用） この発明は上記目的を達成するために，掘削土の流動性
及び粘性の向上材と泥土改良主剤を混合して成る掘削添
加材をシールド掘削時に切羽及びミキシングチャンバ内
及び土砂搬出スクリュウコンベヤ内で掘削土に添加して
掘削土と泥土改良主剤を十分に混合させ，ついで土砂排
出スクリュウコンベヤ内に泥土改良助剤を添加し，土砂
搬出スクリュウコンベヤ内で良質な土砂に改良して搬出
するようにして，小口径のシールド機を用いても，土質
の混合と改良が十分に行われるようにしたものである。
及び粘性の向上材と泥土改良主剤を混合して成る掘削添
加材をシールド掘削時に切羽及びミキシングチャンバ内
及び土砂搬出スクリュウコンベヤ内で掘削土に添加して
掘削土と泥土改良主剤を十分に混合させ，ついで土砂排
出スクリュウコンベヤ内に泥土改良助剤を添加し，土砂
搬出スクリュウコンベヤ内で良質な土砂に改良して搬出
するようにして，小口径のシールド機を用いても，土質
の混合と改良が十分に行われるようにしたものである。
（実施例） この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。
第１図（ａ）及び第１図（ｂ）を参照して１は土圧系シ
ールド機の本体で，前部カッタヘッド２よりベンナイト
・粘土・水等より成る掘削添加材と称する流動性及び粘
性向上材を吐出しながら，カッタヘッド２の回転によっ
て地山を切取り掘削し，ミキシングチャンバ1bに取り込
んで，ミキシングチャンバ1b内で掘削土砂と掘削添加材
注入管より注入した上記掘削添加材を混合して土砂を塑
性流動化させる。
ールド機の本体で，前部カッタヘッド２よりベンナイト
・粘土・水等より成る掘削添加材と称する流動性及び粘
性向上材を吐出しながら，カッタヘッド２の回転によっ
て地山を切取り掘削し，ミキシングチャンバ1bに取り込
んで，ミキシングチャンバ1b内で掘削土砂と掘削添加材
注入管より注入した上記掘削添加材を混合して土砂を塑
性流動化させる。
上記掘削添加材はシールド坑外の作業基地で作られ，ポ
ンプp1と配管４によってシールド機内を搬送し，配管４
と連通する注入管1cを通ってシールド機１のカッタ２に
より地山に注入され上述のようにミキシングチャンバ1b
内で混合される。
ンプp1と配管４によってシールド機内を搬送し，配管４
と連通する注入管1cを通ってシールド機１のカッタ２に
より地山に注入され上述のようにミキシングチャンバ1b
内で混合される。
一方この掘削添加材の搬送配管４に泥土改良主剤をスラ
リーにしてシールド機の掘削速度，すなわち掘削土量，
掘削土質に応じて混合して，切羽に注入し，ミキシング
チャンバ1bで混合して，泥土改良主剤を掘削土砂に均一
に分散させる。
リーにしてシールド機の掘削速度，すなわち掘削土量，
掘削土質に応じて混合して，切羽に注入し，ミキシング
チャンバ1bで混合して，泥土改良主剤を掘削土砂に均一
に分散させる。
泥土改良主剤は坑外の掘削添加材作泥プラントにおいて
掘削添加材中に混入させるか或いはシールド機１の後方
で主剤と水とを混合してスラリー化したものでP2はその
注入ポンプを示す。
掘削添加材中に混入させるか或いはシールド機１の後方
で主剤と水とを混合してスラリー化したものでP2はその
注入ポンプを示す。
そして泥土改良主剤を切羽に注入する場合は，図示のよ
うに配管４に連通した掘削添加材注入配管1cを利用して
添加するか，或いはシールド機１に専用の注入管を設け
て，独立して切羽に添加させてもよい。
うに配管４に連通した掘削添加材注入配管1cを利用して
添加するか，或いはシールド機１に専用の注入管を設け
て，独立して切羽に添加させてもよい。
上記注入ポンプP2はシールド機１の掘進速度を感知して
ポンプの吐出量を調整し，掘削土砂に適正な割合で注入
が可能な図示しない調整装置を有している。
ポンプの吐出量を調整し，掘削土砂に適正な割合で注入
が可能な図示しない調整装置を有している。
なお泥土改良主剤は泥土に混入し混合することにより土
質の改良をする働らきをする薬剤，（例えばエルフレツ
シュ（商品名）のような植物性天然物を主成分とす凝集
剤）より成り，その表に化学的シールをかけ，水に溶け
ないようにシールしたものである。
質の改良をする働らきをする薬剤，（例えばエルフレツ
シュ（商品名）のような植物性天然物を主成分とす凝集
剤）より成り，その表に化学的シールをかけ，水に溶け
ないようにシールしたものである。
このようにして掘削土砂は，ミキシングチャンバ1bで掘
削添加材と混合され，流動性と粘着性の大きい泥土とな
る。この泥土を排土用スクリュウコンベヤ３で後方に引
き出す。そして上記排土用スクリュウコンベヤ３は，シ
ャッタ14を介して一直線状に配置された第１搬送用スク
リュウ31と，第２搬送用スクリュウ32及び上記シャッタ
14の上方に位置し，かつ第1,第２搬送用スクリュウ31,3
2間を連通する混合スクリュウ33とよりなる。
削添加材と混合され，流動性と粘着性の大きい泥土とな
る。この泥土を排土用スクリュウコンベヤ３で後方に引
き出す。そして上記排土用スクリュウコンベヤ３は，シ
ャッタ14を介して一直線状に配置された第１搬送用スク
リュウ31と，第２搬送用スクリュウ32及び上記シャッタ
14の上方に位置し，かつ第1,第２搬送用スクリュウ31,3
2間を連通する混合スクリュウ33とよりなる。
上記第１搬送スクリュウ31はシールドチャンバ1b内に先
端部が開口する筒状のケース3a内に収容されていて，ケ
ース3aの上部には隔壁1aの後方に泥土改良助剤注入管５
に連通する孔が形成されている。そしてこの泥土改良助
剤は泥土改良主剤のシールを化学的にはずす機能を有し
ており，注入孔５よりこの泥土改良助剤をスクリュウコ
ンベヤの搬送量に合せて適正な割合で添加することによ
り，スクリュウコンベヤ３内で泥土と混合し泥土を流動
性のない良質土に改良することができる。
端部が開口する筒状のケース3a内に収容されていて，ケ
ース3aの上部には隔壁1aの後方に泥土改良助剤注入管５
に連通する孔が形成されている。そしてこの泥土改良助
剤は泥土改良主剤のシールを化学的にはずす機能を有し
ており，注入孔５よりこの泥土改良助剤をスクリュウコ
ンベヤの搬送量に合せて適正な割合で添加することによ
り，スクリュウコンベヤ３内で泥土と混合し泥土を流動
性のない良質土に改良することができる。
なお上記混合は第１搬送スクリュウ31だけでも良く，第
２搬送用スクリュウ32を設置しない場合もある。スクリ
ュウコンベヤがリボンスクリュウの場合には，助剤注入
孔は第２図のように適宜位置を変えることにより混合度
合を調整し，また軸付スクリュウの場合には，混合用補
助スクリュウを併設して混合を行うようにしてもよい。
２搬送用スクリュウ32を設置しない場合もある。スクリ
ュウコンベヤがリボンスクリュウの場合には，助剤注入
孔は第２図のように適宜位置を変えることにより混合度
合を調整し，また軸付スクリュウの場合には，混合用補
助スクリュウを併設して混合を行うようにしてもよい。
またシャッタ14は両側に設けられた開閉シリンダ14bに
より上下方向へ開閉されるシャッタ板14aを有してい
て，このシャッタ板14aを閉鎖しておくことにより，第
１搬送用スクリュウ31により搬送されてきた土砂はシャ
ッタ板14aに遮られて混合用スクリュウ33内に下方より
流入される。
より上下方向へ開閉されるシャッタ板14aを有してい
て，このシャッタ板14aを閉鎖しておくことにより，第
１搬送用スクリュウ31により搬送されてきた土砂はシャ
ッタ板14aに遮られて混合用スクリュウ33内に下方より
流入される。
上記混合用スクリュウ33は掘削されて軟弱性泥土化され
た土砂の流動性が高く，第１搬送用スクリュウ31では十
分に固形化できなかった土砂と土質改良剤を混合して固
形化を促進すると同時に，土砂を圧密してプラグゾーン
を形成するもので，ケース3bの後端に設けられた駆動モ
ータ８により減速機９を介して混合用スクリュウ33が回
転駆動されて，後述する作用でケース3b内にプラグゾー
ンを形成するようになっている。
た土砂の流動性が高く，第１搬送用スクリュウ31では十
分に固形化できなかった土砂と土質改良剤を混合して固
形化を促進すると同時に，土砂を圧密してプラグゾーン
を形成するもので，ケース3bの後端に設けられた駆動モ
ータ８により減速機９を介して混合用スクリュウ33が回
転駆動されて，後述する作用でケース3b内にプラグゾー
ンを形成するようになっている。
一方混合用スクリュウ33により十分に土質改良剤と混合
されて固形化された土砂は，第２搬送用スクリュウ32の
ケース3c内へ送り込まれるようになっている。
されて固形化された土砂は，第２搬送用スクリュウ32の
ケース3c内へ送り込まれるようになっている。
第２搬送用スクリュウ32はケース3cの後端側に設けられ
た駆動モータ10により減速機11を介して，回転されるよ
うになっていて，固形化された土砂をケース3cの後方へ
搬送すると共に，ケース3cの後端にはシャッタ12が設け
られている。
た駆動モータ10により減速機11を介して，回転されるよ
うになっていて，固形化された土砂をケース3cの後方へ
搬送すると共に，ケース3cの後端にはシャッタ12が設け
られている。
上記シャッタ12は開閉シリンダ12bにより上下方向へ開
閉するシャッタ板12aを有している。
閉するシャッタ板12aを有している。
またシャッタ12の後側にはホッパ13が突設されていて，
第２搬送用スクリュウ32により搬送されてきた土砂はシ
ャッタ12の開放と共に，ホッパ13を介してトロッコなど
の運搬車や排土用ベルトコンベヤなどの搬送手段上に落
下され，これら搬送手段により後方へと搬送されるよう
になっている。
第２搬送用スクリュウ32により搬送されてきた土砂はシ
ャッタ12の開放と共に，ホッパ13を介してトロッコなど
の運搬車や排土用ベルトコンベヤなどの搬送手段上に落
下され，これら搬送手段により後方へと搬送されるよう
になっている。
第３図は上記計測制御を行うブロックダイヤグラムを示
し，シールドジャッキストロークセンサ21,シールドジ
ャッキスピードセンサ22,スクリュウコンベヤ回転数検
出器23,スクリュウコンベヤトルク検出器24,排土土砂流
速検出器25,排土土砂密度検出器26,掘削添加材添加量測
定器27,改良主剤添加量測定器28,改良助剤添加量測定器
29からの入力信号をコントローラ30に入れ，メモリ31と
の間でデータのやりとりをして適正な主剤の添加量32と
助剤の添加量33を決定するものである。そして主剤の添
加はシールドジャッキスピードに連動制御させ，助剤は
スクリュウの回転数あるいは計測した排土量に連動制御
させるようにする。
し，シールドジャッキストロークセンサ21,シールドジ
ャッキスピードセンサ22,スクリュウコンベヤ回転数検
出器23,スクリュウコンベヤトルク検出器24,排土土砂流
速検出器25,排土土砂密度検出器26,掘削添加材添加量測
定器27,改良主剤添加量測定器28,改良助剤添加量測定器
29からの入力信号をコントローラ30に入れ，メモリ31と
の間でデータのやりとりをして適正な主剤の添加量32と
助剤の添加量33を決定するものである。そして主剤の添
加はシールドジャッキスピードに連動制御させ，助剤は
スクリュウの回転数あるいは計測した排土量に連動制御
させるようにする。
またスクリュウコンベヤ内で上述した掘削泥土の改良並
びに止水プラグゾーンの形成が行われているか否かの計
測判定を行って泥土改良主剤及び泥土改良助剤の添加量
を調整すると共に，スクリュウコンベヤからの排出量を
計測し，切羽切削が過剰掘削を行い周辺の地山を乱して
いるか否かも判定するようになっている。
びに止水プラグゾーンの形成が行われているか否かの計
測判定を行って泥土改良主剤及び泥土改良助剤の添加量
を調整すると共に，スクリュウコンベヤからの排出量を
計測し，切羽切削が過剰掘削を行い周辺の地山を乱して
いるか否かも判定するようになっている。
従ってこの発明の実施例によれば，カッタチャンバの中
で十分に泥土と泥土改良主剤とを混合しておいて，スク
リュウコンベヤの中で泥土改良助剤により化学的に改良
主剤のシールをとってやることにより，特別な混合機構
を付加することなしに，口径の小さいシールド機械を用
いて所期の混合，改良を行うことができる。
で十分に泥土と泥土改良主剤とを混合しておいて，スク
リュウコンベヤの中で泥土改良助剤により化学的に改良
主剤のシールをとってやることにより，特別な混合機構
を付加することなしに，口径の小さいシールド機械を用
いて所期の混合，改良を行うことができる。
（発明の効果） この発明は以上詳述したように掘削土の流動性及び粘性
の向上材と泥土の改良主剤を混合して成る掘削添加材を
シールド掘進時に切羽及びミキシングチャンバ内及び排
土用スクリュウコンベヤ内で掘削土に添加して掘削土と
泥土改良主剤を十分に混合させ，しかる後土砂搬送スク
リュウコンベヤ内に添加された泥土改良助剤によって改
良主剤を覆っていたシールを化学的に除去することによ
り，排土用スクリュウコンベヤ内で良質な土砂に改良す
ることができるもので，特別の混合機構を設けなくて
も，小口径のシールド機械を用いて十分に混合と土質の
改良を行うことができる。
の向上材と泥土の改良主剤を混合して成る掘削添加材を
シールド掘進時に切羽及びミキシングチャンバ内及び排
土用スクリュウコンベヤ内で掘削土に添加して掘削土と
泥土改良主剤を十分に混合させ，しかる後土砂搬送スク
リュウコンベヤ内に添加された泥土改良助剤によって改
良主剤を覆っていたシールを化学的に除去することによ
り，排土用スクリュウコンベヤ内で良質な土砂に改良す
ることができるもので，特別の混合機構を設けなくて
も，小口径のシールド機械を用いて十分に混合と土質の
改良を行うことができる。
さらにまたこの発明によれば泥土改良主剤と改良助剤を
連続して混合改良すると同時に，排土用スクリュウコン
ベヤ内でシールド前面部より作用する水圧に対抗する止
水プラグゾーンを形成することにより排土の噴発防止が
できるので，切羽崩壊を防ぎ周辺の地山を乱さないと共
に排土も容易に行うことができる。
連続して混合改良すると同時に，排土用スクリュウコン
ベヤ内でシールド前面部より作用する水圧に対抗する止
水プラグゾーンを形成することにより排土の噴発防止が
できるので，切羽崩壊を防ぎ周辺の地山を乱さないと共
に排土も容易に行うことができる。
第１図（ａ）はこの発明の土圧系シールド工法を使用す
るシールド掘進機の一実施例を示す断面図，第１図
（ｂ）は第１図（ａ）に関する説明図，第２図は別の実
施例の説明図，第３図は計測制御を行うブロックダイヤ
グラムを示す。 １……シールド機本体， 1b……ミキシングチャンバ， 1c……注入管， ２……カッタヘッド， P1,P2……注入ポンプ， ３……排土用スクリュウコンベヤ， ４……配管,5……助剤注入管。
るシールド掘進機の一実施例を示す断面図，第１図
（ｂ）は第１図（ａ）に関する説明図，第２図は別の実
施例の説明図，第３図は計測制御を行うブロックダイヤ
グラムを示す。 １……シールド機本体， 1b……ミキシングチャンバ， 1c……注入管， ２……カッタヘッド， P1,P2……注入ポンプ， ３……排土用スクリュウコンベヤ， ４……配管,5……助剤注入管。
Claims (2)
- 【請求項１】掘削土の流動性及び粘性の向上材と泥土改
良主剤を混合して成る掘削添加材をシールド掘進時に切
羽及びミキシングチャンバ内及び土砂搬出スクリュウコ
ンベヤ内で掘削土に添加して掘削土と泥土改良主剤を十
分に混合させ，ついで土砂搬出スクリュウコンベヤに泥
土改良助剤を添加して該改良助剤により上記改良主剤が
おおわれていたシールを化学的にはずされることによ
り，土砂搬出スクリュウコンベヤ内で良質な土砂に改良
して搬出しようとしたことを特徴とする土圧系シールド
工法。 - 【請求項２】上記泥土改良主剤と泥土改良助剤を土砂搬
出スクリュウコンベヤ内で混合改良すると共に，シール
ド前面部より作用する水圧に対抗する止水プラグゾーン
を形成するようにした，請求項（１）記載の土圧系シー
ルド工法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10740289A JPH06100058B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 土圧系シールド工法 |
| PCT/JP1990/000539 WO1990013733A1 (en) | 1989-04-28 | 1990-04-25 | Earth pressure system shield process |
| US07/768,981 US5180252A (en) | 1989-04-28 | 1990-04-25 | Earth pressure system shield process |
| EP90906375A EP0470253B1 (en) | 1989-04-28 | 1990-04-25 | Earth pressure system shield process |
| DE69026083T DE69026083T2 (de) | 1989-04-28 | 1990-04-25 | Schildvortriebsverfahren unter benutzung eines erddruckschilds |
| KR91701469A KR970007380B1 (en) | 1989-04-28 | 1991-10-28 | Earth pressure system shield process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10740289A JPH06100058B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 土圧系シールド工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02289792A JPH02289792A (ja) | 1990-11-29 |
| JPH06100058B2 true JPH06100058B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=14458238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10740289A Expired - Lifetime JPH06100058B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 土圧系シールド工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100058B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6423185B2 (ja) * | 2014-07-09 | 2018-11-14 | 株式会社フジタ | 気泡シールド工法 |
| CN105257302A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-01-20 | 铁建重工新疆有限公司 | 一种复合平衡盾构掘进机 |
| CN114487344B (zh) * | 2021-12-30 | 2022-10-28 | 中南大学 | 一种盾构机水平传送带上渣土改良状态的实时判定方法 |
| CN116607959B (zh) * | 2023-06-29 | 2025-12-05 | 中国矿业大学 | 一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5439934B2 (ja) | 2009-04-28 | 2014-03-12 | 日本精工株式会社 | 自動車モータ用転がり軸受 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP10740289A patent/JPH06100058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5439934B2 (ja) | 2009-04-28 | 2014-03-12 | 日本精工株式会社 | 自動車モータ用転がり軸受 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02289792A (ja) | 1990-11-29 |
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