JPH0781516B2 - 気泡混入ずりの脱気処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、気泡混入ずりの脱気処理方法、更に詳しく
は、シールド掘進機による掘進において、切羽地盤面と
カッタービットとの切削抵抗の軽減あるいは掘削ずりに
対する流動性及び止水性を高めるために供給した気泡が
混入した掘削ずりに対して、気泡を除去するための脱気
処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

土圧式シールド掘進機による掘進において、切羽地盤面
とカッタービットとの切削抵抗の軽減あるいは掘削ずり
に対する流動性及び止水性を高めるために、シールド掘
進機の隔壁前方に起泡剤を含む液体を注入ないしは気泡
を直接注入させて掘削ずりに気泡を混入する方法が採用
されている。

従来、気泡混入ずりは、隔壁前方の加圧下から後方の大
気圧下へ、該隔壁前方の加圧力を所定の圧力に保持しな
がら、圧力降下により切羽崩壊を生じることなく排出施
設より排出され、そのまま土捨場に搬出されていた。

しかし、土捨場に堆積した気泡混入ずりから、気泡が逃
げていくのに長時間を要する。又、土質によっては気泡
が脱気せず、ずり中に存在して改良が困難な軟弱地盤を
形成するなどの問題点があった。

このような問題点を改善するため、従来より気泡混入ず
りを自然状態で放置することにより、あるいは気泡混入
ずりに消泡剤を添加して攪拌混合することによってずり
中の気泡を消去する方法がとられてきた。（例えば特開
昭63−134790号） 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、気泡混入ずりを自然状態で放置する方法は長
時間を要し、処理用地も広大なものが必要になり経済性
が伴わない。また、土質によっては気泡が逃げていかな
いなどの問題が多かった。

気泡混入ずりに消泡剤を添加して攪拌混合することによ
る方法は、土質によっては消泡剤の使用量が多くなって
経済性が伴わなかったり、粘性土では消泡処理ができな
いことが多かった。

この発明の課題は、上記のような問題点を解決するため
になされたものであり、全土質に対して完全な脱気処理
が行なえ、しかも脱気処理が経済的に行なえる気泡混入
ずりの脱気処理方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような課題を解決するため、第１の発明は、切羽
地盤面とカッタービットとの切削抵抗の軽減あるいは掘
削ずりに対する流動性及び止水性を高めるために、起泡
剤発泡法ないしは直接注入法で注入した気泡が混入して
いる掘削ずりを、シールド機の隔壁後方で隔壁前方と連
通している排出施設内において、減圧装置内での減圧に
伴って振動や攪拌及び圧縮を付与し、圧縮しながら減圧
して行くと、その体積が圧力に比例して増大して行き、
気泡の界面張力を超えると気泡は壊れることにより気泡
混入ずりから気泡が脱気処理され、脱気した掘削ずりを
隔壁前方での加圧力を所定の圧力に保持しながら隔壁後
方の大気圧下に前記排出施設によって排出するように構
成したものである。

また、第２の発明は、切羽地盤面とカッタービットとの
切削抵抗の軽減あるいは掘削ずりに対する流動性及び止
水を高めるために、起泡剤発泡法ないしは直接注入法で
注入した気泡が混入している掘削ずりを、シールド機の
隔壁前方での加圧力を所定の圧力に保持させながら隔壁
後方の排出施設により排出させ、排出した気泡混入ずり
を減圧装置内での減圧に伴って振動や攪拌及び圧縮を付
与し、圧縮しながら減圧して行くと、その体積が圧力に
比例して増大して行き、気泡の界面張力を超えると気泡
は壊れることにより気泡混入ずりから気泡を脱気するよ
うに構成したものである。

〔作用〕

土圧式シールド掘進機による掘進時において、切羽地盤
面とカッタービットとの切削抵抗の軽減あるいは掘削ず
りに対する流動性及び止水性を高めるために、掘削ずり
に気泡が混入される。

気泡の混入した掘削ずりは排出施設内又は排出後の大気
圧下において、減圧装置内での減圧に伴って振動や攪拌
及び圧縮を付与し、圧縮しながら減圧して行くと、その
体積が圧力に比例して増大して行き、気泡の界面張力を
超えると気泡は壊れることにより気泡混入ずりから気泡
を脱気する脱気処理が施され、混入した気泡が除去され
ることになる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図乃至第３図は、気泡混入ずりの脱気を、土圧式シ
ールド掘進機の排出施設内において行なう場合の異なっ
た例を示している。

先ず、第１図に示す例において、土圧式シールド掘進機
１は、そのシールド本体２の後部にセグメント４に反力
をとってシールド本体２を掘進させるシールドジャッキ
３を備え、前部には、切羽地盤６を切削する回転カッタ
ーヘッド５があり、その後方に回転カッターヘッド５を
支承すると共に、切羽土圧を抑えている隔壁７が設けら
れ、土圧室８が形成されている。

カッターヘッド５には切羽地盤６に気泡を注入するため
の注入管９が配管されてあり、隔壁７には、土圧室８に
取り込まれた掘削ずりに気泡を供給する注入管10が設け
られている。また、カッターヘッド５の背面部には土圧
室８内に掘削ずりをかき上げるかき上げ板11が取り付け
られている。

上記した土圧式シールド掘進機１によれば、切羽地盤６
は、カッターヘッド５から供給される気泡の作用によっ
て、カッターヘッド５に取り付けられたカッタービット
12の切削抵抗が軽減され、掘削ずりは流動性、止水性を
高められ、切羽土圧に抵抗しながらスクリューコンベヤ
13から排出できる特徴をもっている。

前記スクリューコンベヤ13にスライドゲート14とロータ
リーフィーダ15が接続され、ロータリーフィーダ15の排
出口とベルトコンベヤ18の受取側端部との間に、スクリ
ューコンベヤ13から排出された気泡混入ずりを収納する
減圧装置16が配置されている。

この減圧装置16に入った気泡混入ずりの気泡は、減圧し
て行くとその体積が圧力に比例して増大して行き、気泡
の界面張力を超えると気泡は壊れることになり、気泡混
入ずりから気泡が脱気される。

脱気処理された掘削ずりは、減圧装置16のスライドゲー
ト17からベルトコンベヤ18によってずりトロッコ（図示
せず）まで運搬され、坑外に搬出される。

次に、第２図に示す例は、減圧装置16をずりトロッコ19
に組込んでいる。

この第２図の例において、スクリューコンベヤ13に設け
られたスライドゲート14までの気泡混入ずりの排出は第
１図で示した例と同様の構造となっている。前記スライ
ドゲート14から排出された気泡混入ずりはベルトコンベ
ヤ18にて減圧装置付きずりトロッコ19に載せられる。

前記減圧装置付きずりトロッコ19がバッテリーカー（図
示せず）によってずり搬出立坑（図示せず）までけん引
されていく間に、その減圧装置16によって気泡混入ずり
から気泡が脱気処理され、脱気された掘削ずりが坑外に
搬出される。

第３図に示す例は、減圧装置16をスクリューコンベヤ27
に設けている。

この第３図の例において、隔壁７で囲まれた土圧室８ま
での気泡混入ずりの処理は第１図に示した例と同様の構
造になっており、隔壁７に接続したスクリューコンベヤ
27は、本出願人の１人が特開昭63−134790号公報で提案
した構造と同様であり、土圧室８内から出てきた気泡混
入ずりを排出するスクリューコンベヤ27にはスクリュー
部分33に球状部材21が取付けられており、漏斗状部20の
間を前記スクリュー部分33が前後に移動することによっ
て気泡混入ずりの排出量の調整及び加圧下での所定の圧
力の調整が容易に行なわれる。

気泡混入ずりを前記漏斗状部20の後方に所定の排出量だ
け取り込むと、球状部材21が取りつけられたスクリュー
部分33を前方に移動させ、前記漏斗状部20の後方からス
ライドゲート26までの区間を密閉にし、前記スクリュー
コンベヤ27に取り付けられた減圧装置16によりその区間
に取り込まれた気泡混入ずりの脱気処理を行なう。

脱気された掘削ずりは前記スライドゲート26からベルト
コンベヤ18を通ってずりトロッコ（図示せず）まで運搬
され、坑外に搬出される。

前記スクリューコンベヤ27には、漏斗状部20の前方にス
ライドゲート25が取り付けられており、前記球状部材21
付きスクリュー部分33の後方移動時における地盤の急変
によるトラブルに対処できるようになっている。

第４図に示す例は、気泡混入ずりの脱気処理を、排出施
設から大気圧下に排出した部分で行なうようにしたもの
であり、大気圧下とは、シールド掘進機の本体内、坑道
内あるいは地上であり、図面は減圧装置16を地上に配置
した場合を示している。

第４図において、第２図に示したベルトコンベヤ18まで
は第２図の例と同様の構造となっている。気泡混入ずり
は、一般のずりトロッコ28によって立坑まで運搬され、
前記ずりトロッコ28の荷台部分30だけを門形クレーン29
でつり下げ、気泡混入ずりは減圧装置16に集められ脱気
処理が行なわれる。処理された掘削ずりはダンプトラッ
ク（図示せず）にホッパー部32から移され、土捨て場ま
で運搬される。

なと、上記した何れの例においても、減圧装置16は、単
に減圧するだけでなく、この減圧に伴って振動や攪拌な
どを付与するほか、圧縮装置を用い、気泡混入ずりを圧
縮しながら減圧して脱気し、減圧とこれに伴う圧縮によ
り脱気を確実に効率よく行なえるようにする。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によると、土圧式シールド掘進
機の掘進によって発生した気泡混入ずりを減圧装置で減
圧させると共に、減圧に伴って振動や攪拌及び圧縮を付
与し、減圧と圧縮によって脱気するようにしたので、気
泡混入ずりは、その体積が圧力に比例して増大して行
き、気泡の界面張力を超える気泡は壊れることにより気
泡混入ずりから気泡が脱気されることになり、気泡混入
ずりに対する脱気が確実にしかも低コストで行なえ、経
済性の向上を図ることができる。

また、減圧とこの減圧に伴う圧縮とによる脱気は、掘削
ずり内の気泡を確実に脱気でき、土質の種類や性状に関
係なく全土質に対して完全な脱気処理が可能であり、土
捨場では自然な脱気されたずりが堆積していくことにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図の各々は、この発明に係る脱気処理方
法を実施する脱気処理装置の異なった例を示す縦断面図
である。 １……土圧式シールド掘進機、５……回転カッターヘッ
ド、６……切羽地盤、７……隔壁、８……土圧室、13、
27……スクリューコンベヤ、16……減圧装置、18……ベ
ルトコンベヤ、19、28……ずりトロッコ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本郷 隆夫 兵庫県神戸市灘区土山町52―６ 灘土山住 宅503号 (72)発明者 森口 五郎 大阪府大阪市東淀川区下新庄４―17―29 (72)発明者 浅田 毅 兵庫県伊丹市鴻池字車場10番地の１ 鴻地 団地１Ｂ棟306号室 (72)発明者 皿田 進 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−273398（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−273397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−83800（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−27278（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−44034（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切羽地盤面とカッタービットとの切削抵抗
   の軽減あるいは掘削ずりに対する流動性及び止水性を高
   めるために、起泡剤発泡法ないしは直接注入法で注入し
   た気泡が混入している掘削ずりを、シールド機の隔壁後
   方で隔壁前方と連通している排出施設内において、減圧
   装置内での減圧に伴って振動や攪拌及び圧縮を付与し、
   圧縮しながら減圧して行くと、その体積が圧力に比例し
   て増大して行き、気泡の界面張力を超えると気泡は壊れ
   ることにより気泡混入ずりから気泡が脱気処理され、脱
   気した掘削ずりを隔壁前方での加圧力を所定の圧力に保
   持しながら隔壁後方の大気圧下に前記排出施設によって
   排出する気泡混入ずりの脱気処理方法。
2. 【請求項２】切羽地盤面とカッタービットとの切削抵抗
   の軽減あるいは掘削ずりに対する流動性及び止水性を高
   めるために、起泡剤発泡法ないしは直接注入法で注入し
   た気泡が混入している掘削ずりを、シールド機の隔壁後
   方の排出施設により排出させ、排出した気泡混入ずりを
   減圧装置内での減圧に伴って振動や攪拌及び圧縮を付与
   し、圧縮しながら減圧して行くと、その体積が圧力に比
   例して増大して行き、気泡の界面張力を超えると気泡は
   壊れることにより気泡混入ずりから気泡を脱気する気泡
   混入ずりの脱気処理方法。