JPH07991B2 - 高吸水性樹脂を用いたシールド工法 - Google Patents
高吸水性樹脂を用いたシールド工法Info
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- JPH07991B2 JPH07991B2 JP62232644A JP23264487A JPH07991B2 JP H07991 B2 JPH07991 B2 JP H07991B2 JP 62232644 A JP62232644 A JP 62232644A JP 23264487 A JP23264487 A JP 23264487A JP H07991 B2 JPH07991 B2 JP H07991B2
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Landscapes
- 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、高吸水性樹脂を用いたシールド工法に関す
る。
る。
《従来の技術》 周知のように、地下鉄トンネルなどの構築工法としてシ
ールド工法があり、掘削する地盤の性状に応じて各種の
形式のものが提供されている。
ールド工法があり、掘削する地盤の性状に応じて各種の
形式のものが提供されている。
ところで、シールド工法で滞水した砂層あるいは砂礫層
地盤を掘削するときには、地盤中の水分が多いので、切
羽が崩壊したり、掘削土砂の流れが悪くなり、掘削土砂
の排出が困難になるという問題があった。
地盤を掘削するときには、地盤中の水分が多いので、切
羽が崩壊したり、掘削土砂の流れが悪くなり、掘削土砂
の排出が困難になるという問題があった。
そこで、例えば、特開昭59−134296号公報に開示されて
いるように、高吸水性樹脂を切羽の土砂や掘削された土
砂に混入させる工法が提案されている。
いるように、高吸水性樹脂を切羽の土砂や掘削された土
砂に混入させる工法が提案されている。
この公報に示されている工法によれば、土砂に混入され
た高吸水性樹脂が水を吸水してゲル化することにより、
土砂に止水性と流動性を付与し、これにより切羽の安定
を図ることができるとともに、掘削土砂の排出が容易に
なる。
た高吸水性樹脂が水を吸水してゲル化することにより、
土砂に止水性と流動性を付与し、これにより切羽の安定
を図ることができるとともに、掘削土砂の排出が容易に
なる。
しかしながら、このような工法には、特に、掘削土砂の
処理に以下に説明する問題があった。
処理に以下に説明する問題があった。
《発明が解決しようとする問題点》 すなわち、高吸水性樹脂は、吸水するとその体積が数百
倍以上に膨張し、しかも、一旦吸水すると自然状態では
これを放出することが極めて少ない。
倍以上に膨張し、しかも、一旦吸水すると自然状態では
これを放出することが極めて少ない。
従って、ゲル化した高吸水性樹脂が混入された掘削土砂
は、スポンジのような圧縮性を示し、流動性が大でその
体積が大幅に大きくなることがあり、工事現場から処理
場までの運搬量が多くなり、コストがかさむとともに、
廃棄処分の取り扱いにも問題があった。
は、スポンジのような圧縮性を示し、流動性が大でその
体積が大幅に大きくなることがあり、工事現場から処理
場までの運搬量が多くなり、コストがかさむとともに、
廃棄処分の取り扱いにも問題があった。
この発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであ
って、その目的とするところは、高吸水性樹脂を用いた
シールド工法において、高吸水性樹脂が混入した掘削土
砂の処理を容易に行なうことのできる高吸水性樹脂を用
いたシールド工法を提供することにある。
って、その目的とするところは、高吸水性樹脂を用いた
シールド工法において、高吸水性樹脂が混入した掘削土
砂の処理を容易に行なうことのできる高吸水性樹脂を用
いたシールド工法を提供することにある。
《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、この発明は、高吸水性樹脂
を用いたシールド工法において、シールド掘進機で坑道
を掘削する際に、カッターヘッドの後方に隔成された土
圧室内の掘削土砂に高吸水性樹脂を混入してこれをゲル
化させることにより、前記掘削土砂に止水性と流動性と
を付与し、該ゲル化した高吸水性樹脂が混合された掘削
土砂の土圧室内からの排出時には、該掘削土砂がシール
ド掘進機の加圧域から流体輸送により排出された後に、
CaCl2,NaCl,Ca(OH)2などのアルカリ性もしくは酸性の塩
を前記土圧室の外部にて混合することを特徴とするもの
である。
を用いたシールド工法において、シールド掘進機で坑道
を掘削する際に、カッターヘッドの後方に隔成された土
圧室内の掘削土砂に高吸水性樹脂を混入してこれをゲル
化させることにより、前記掘削土砂に止水性と流動性と
を付与し、該ゲル化した高吸水性樹脂が混合された掘削
土砂の土圧室内からの排出時には、該掘削土砂がシール
ド掘進機の加圧域から流体輸送により排出された後に、
CaCl2,NaCl,Ca(OH)2などのアルカリ性もしくは酸性の塩
を前記土圧室の外部にて混合することを特徴とするもの
である。
また、この発明では、上記塩として、上記高吸水性樹脂
の混入乾燥重量に対して、一価の塩で２倍の重量を、二
価の塩で等量をそれぞれ混合することが好ましい。
の混入乾燥重量に対して、一価の塩で２倍の重量を、二
価の塩で等量をそれぞれ混合することが好ましい。
さらに、この発明では、上記塩として、アルカリ性と酸
性の二種類の塩を同時に混合することが好ましい。
性の二種類の塩を同時に混合することが好ましい。
ここで、上記掘削土砂が加圧域から流体輸送により排出
された後とは、掘削土砂が加圧域から開放された後のこ
とを意味し、また、流体輸送とは、シールド掘進機の土
圧室内の加圧状態を保持しつつ掘削土砂を流動輸送する
輸送態様をいい、排泥管等を介して圧送する場合の他、
スクリューコンベアにより掘削土砂を輸送する場合等も
含まれる。
された後とは、掘削土砂が加圧域から開放された後のこ
とを意味し、また、流体輸送とは、シールド掘進機の土
圧室内の加圧状態を保持しつつ掘削土砂を流動輸送する
輸送態様をいい、排泥管等を介して圧送する場合の他、
スクリューコンベアにより掘削土砂を輸送する場合等も
含まれる。
《作用》 上記構成の掘削土砂の処理方法によれば、ゲル化した高
吸水性樹脂が混入されると、土圧室内の掘削土砂に止水
性が付与されて水分の多い地盤であっても切羽の安定性
が維持されるとともに、該土圧室内の掘削土砂に流動性
が付与されてスクリューコンベア等を介した流体輸送に
よる掘削土砂の排出が可能になる。かかる掘削土砂が流
体輸送により排出された後に、CaCl2,NaCl,Ca(OH)2など
のアルカリ性もしくは酸性の塩を混合すると、掘削土砂
は、高吸水性樹脂に取り込まれていた水が放出され、塩
析現象により解ゲルされ圧縮されることによって容易に
締固められる。
吸水性樹脂が混入されると、土圧室内の掘削土砂に止水
性が付与されて水分の多い地盤であっても切羽の安定性
が維持されるとともに、該土圧室内の掘削土砂に流動性
が付与されてスクリューコンベア等を介した流体輸送に
よる掘削土砂の排出が可能になる。かかる掘削土砂が流
体輸送により排出された後に、CaCl2,NaCl,Ca(OH)2など
のアルカリ性もしくは酸性の塩を混合すると、掘削土砂
は、高吸水性樹脂に取り込まれていた水が放出され、塩
析現象により解ゲルされ圧縮されることによって容易に
締固められる。
《実施例》 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして詳細に説明する。
にして詳細に説明する。
第１図は、この発明にかかる高吸水性樹脂を用いたシー
ルド工法の一実施例を示すもので、土圧式のシールド掘
進機で坑道を構築するシールド工法にこの発明を適用し
たものであって、10はシールド掘進機本体である。
ルド工法の一実施例を示すもので、土圧式のシールド掘
進機で坑道を構築するシールド工法にこの発明を適用し
たものであって、10はシールド掘進機本体である。
シールド掘進機本体10の先端には、切羽の土砂を掘削す
るカッターヘッド12が回転可能に設置されている。
るカッターヘッド12が回転可能に設置されている。
カッターヘッド12の背面側には、隔壁14が固設され、カ
ッターヘッド12で掘削された土砂が充満される土圧室16
を隔成している。
ッターヘッド12で掘削された土砂が充満される土圧室16
を隔成している。
18はシールド掘進機本体10をセグメント20に反力をとっ
て前進させるためのシールドジャッキで、22はカッター
ヘッド12を回転駆動させる駆動モータである。
て前進させるためのシールドジャッキで、22はカッター
ヘッド12を回転駆動させる駆動モータである。
また、24は、一端が上記土圧室16に開口し、この土圧室
16内に取り込まれた掘削土砂を、土圧室16内の加圧状態
を保持しつつ外部に排出するためのスクリューコンベア
であって、その後部側には切羽の土圧に土圧室16内の掘
削土砂で対抗させつつ流体輸送された掘削土砂を加圧域
外に取り出す開閉蓋26が設けてある。
16内に取り込まれた掘削土砂を、土圧室16内の加圧状態
を保持しつつ外部に排出するためのスクリューコンベア
であって、その後部側には切羽の土圧に土圧室16内の掘
削土砂で対抗させつつ流体輸送された掘削土砂を加圧域
外に取り出す開閉蓋26が設けてある。
そして、この実施例では、前述したように滞水した砂層
あるいは砂礫地盤に遭遇すると、切羽が不安定になって
掘進が難しくなるので、高吸水性樹脂を土圧室16と切羽
の地山に供給する供給パイプ28が設置されている。
あるいは砂礫地盤に遭遇すると、切羽が不安定になって
掘進が難しくなるので、高吸水性樹脂を土圧室16と切羽
の地山に供給する供給パイプ28が設置されている。
供給パイプ28には、エアエジェクタ30と、粒状の高吸水
性樹脂と、乾燥砂などの乾燥粉粒体とが個別に収納され
た二つの容器32,34が接続されていて、これらの二物質
を混合状態で空気輸送により土圧室16などに供給してい
る。
性樹脂と、乾燥砂などの乾燥粉粒体とが個別に収納され
た二つの容器32,34が接続されていて、これらの二物質
を混合状態で空気輸送により土圧室16などに供給してい
る。
以上のように構成されたシールド掘進機では、カッター
ヘッド12を介して土圧室16内に取り込まれた掘削土砂
に、高吸水性樹脂が混合され、この樹脂が掘削土砂中の
水分を吸収してゲル化し、これにより土圧室16内の掘削
土砂には止水性と流動性とが付与され、土圧室内の加圧
状態を保持して切羽の安定を維持しつつスクリューコン
ベア24から外部に排出される。
ヘッド12を介して土圧室16内に取り込まれた掘削土砂
に、高吸水性樹脂が混合され、この樹脂が掘削土砂中の
水分を吸収してゲル化し、これにより土圧室16内の掘削
土砂には止水性と流動性とが付与され、土圧室内の加圧
状態を保持して切羽の安定を維持しつつスクリューコン
ベア24から外部に排出される。
そして、スクリューコンベア24から取り出された高吸水
性樹脂のゲルが混入した掘削土砂Ａは、スクリューコン
ベア24の開閉蓋26の下方のに設置されたベルトコンベア
36によって後方に運搬され、ズリトロ38で坑外に搬出さ
れるが、ズリトロ38に移し変えるときに液状ないしは粉
状の塩Ｂが混合される。
性樹脂のゲルが混入した掘削土砂Ａは、スクリューコン
ベア24の開閉蓋26の下方のに設置されたベルトコンベア
36によって後方に運搬され、ズリトロ38で坑外に搬出さ
れるが、ズリトロ38に移し変えるときに液状ないしは粉
状の塩Ｂが混合される。
この塩は、例えば、CaCl2,NaCl,Ca(OH)2などのアルカリ
性もしくは酸性のものが使用される。
性もしくは酸性のものが使用される。
この場合、塩Ｂの添加量としては、高吸水性樹脂の混入
乾燥重量に対して、一価の塩であるNaClでは、二倍の重
量が添加され、また、二価の塩であるCaCl2,Ca(OH)2で
は、高吸水性樹脂と同じ重量が添加されると完全にゲル
は分解され、水を放出する。
乾燥重量に対して、一価の塩であるNaClでは、二倍の重
量が添加され、また、二価の塩であるCaCl2,Ca(OH)2で
は、高吸水性樹脂と同じ重量が添加されると完全にゲル
は分解され、水を放出する。
より好ましい塩Ｂの使用方法としては、アルカリ性の塩
と酸性の塩とを同時に使用して、解ゲルした状態の掘削
土砂のPHが中性になるようにすることである。
と酸性の塩とを同時に使用して、解ゲルした状態の掘削
土砂のPHが中性になるようにすることである。
このような使用方法の一例を挙げると、今、高吸水性樹
脂が掘削土砂Ａ中に0.2％（粉体重量／水重量）の濃度
で添加されているとすれば、酸性のCaCl2とアルカリ性
のCa(OH)2とを、（高吸水性樹脂重量）：（CaCl2）：
（Ca(OH)2）＝1:1:0.004の割り合いで添加すると、一価
のアクリル酸を呈してゲル化する高吸水性樹脂におい
て、これを解ゲルさせたときに中性になる。
脂が掘削土砂Ａ中に0.2％（粉体重量／水重量）の濃度
で添加されているとすれば、酸性のCaCl2とアルカリ性
のCa(OH)2とを、（高吸水性樹脂重量）：（CaCl2）：
（Ca(OH)2）＝1:1:0.004の割り合いで添加すると、一価
のアクリル酸を呈してゲル化する高吸水性樹脂におい
て、これを解ゲルさせたときに中性になる。
さて、以上のようにゲル化した高吸水性樹脂が混入した
掘削土砂Ａに塩Ｂを添加して混合すると、ゲルの架橋構
造が収縮して、架橋構造中に取り込まれていた水分が短
時間に放出されるいわゆる塩析現象が発生する。
掘削土砂Ａに塩Ｂを添加して混合すると、ゲルの架橋構
造が収縮して、架橋構造中に取り込まれていた水分が短
時間に放出されるいわゆる塩析現象が発生する。
この結果、掘削土砂Ａから外部に水が放出され、砂質土
であれば、スランプ値が10〜20cm程度のものが、１〜2c
m程度まで低下し、またスポンジ状の土砂は水を放出
し、密に締固めが可能になる。
であれば、スランプ値が10〜20cm程度のものが、１〜2c
m程度まで低下し、またスポンジ状の土砂は水を放出
し、密に締固めが可能になる。
なお、上記実施例では、ゲル化した高吸水性樹脂が混入
した掘削土砂Ａに塩Ｂを添加混合する場所として、掘削
土砂Ａをベルトコンベア36からズリトロ38に移し変える
場合を例示したが、塩Ｂを添加する場所はこれに限定さ
れず、流体輸送された掘削土砂Ａがスクリューコンベア
24の加圧域から開放された以降であれば、坑外，坑内の
いずれであっても良い。
した掘削土砂Ａに塩Ｂを添加混合する場所として、掘削
土砂Ａをベルトコンベア36からズリトロ38に移し変える
場合を例示したが、塩Ｂを添加する場所はこれに限定さ
れず、流体輸送された掘削土砂Ａがスクリューコンベア
24の加圧域から開放された以降であれば、坑外，坑内の
いずれであっても良い。
また、上記実施例では、シールド工法の一例として土圧
式のシールド掘進機を使用するものを例示したが、泥水
式あるいは加泥式のシールド掘進機を使用する工法であ
っても適用できる。
式のシールド掘進機を使用するものを例示したが、泥水
式あるいは加泥式のシールド掘進機を使用する工法であ
っても適用できる。
《発明の効果》 以上実施例で詳細に説明したように、この発明にかかる
高吸水性樹脂を用いたシールド工法によれば、ゲル化し
た高吸水性樹脂が混合された掘削土砂の本圧室内からの
排出時に、該掘削土砂がシールド掘進機の加圧域から流
体輸送により排出され後に、CaCl2,NaCl,Ca(OH)2などの
アルカリ性もしくは酸性の塩を混合するので、ゲル化し
た高吸水性樹脂により土圧室内の掘削土砂に要求される
止水性と流動性が付与された掘削土砂を土圧室内から搬
出する際に、この掘削土砂を締固めることにより、該掘
削土砂の取扱い、運搬等を容易にして掘削土砂を容易に
処理することができる。
高吸水性樹脂を用いたシールド工法によれば、ゲル化し
た高吸水性樹脂が混合された掘削土砂の本圧室内からの
排出時に、該掘削土砂がシールド掘進機の加圧域から流
体輸送により排出され後に、CaCl2,NaCl,Ca(OH)2などの
アルカリ性もしくは酸性の塩を混合するので、ゲル化し
た高吸水性樹脂により土圧室内の掘削土砂に要求される
止水性と流動性が付与された掘削土砂を土圧室内から搬
出する際に、この掘削土砂を締固めることにより、該掘
削土砂の取扱い、運搬等を容易にして掘削土砂を容易に
処理することができる。
第１図は本発明方法を適用したシールド工法の実施状態
の説明図である。 10……シールド掘進機本体 Ａ……ゲル化した高吸水性樹脂が混合された掘削土砂 Ｂ……塩
の説明図である。 10……シールド掘進機本体 Ａ……ゲル化した高吸水性樹脂が混合された掘削土砂 Ｂ……塩
Claims (3)
- 【請求項１】高吸水性樹脂を用いたシールド工法におい
て、シールド掘進機で坑道を掘削する際に、カッターヘ
ッドの後方に隔成された土圧室内の掘削土砂に高吸水性
樹脂を混入してこれをゲル化させることにより、前記掘
削土砂に止水性と流動性とを付与し、該ゲル化した高吸
水性樹脂が混合された掘削土砂の土圧室内からの排出時
には、該掘削土砂がシールド掘進機の加圧域から流体輸
送により排出され後に、CaCl2,NaCl,Ca(OH)2などのアル
カリ性もしくは酸性の塩を前記土圧室の外部にて混合す
ることを特徴とする高吸水性樹脂を用いたシールド工
法。 - 【請求項２】上記塩は、上記高吸水性樹脂の混入乾燥重
量に対して、一価の塩で２倍の重量が、二価の塩で等量
がそれぞれ混合されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の高吸水性樹脂を用いたシールド工法。 - 【請求項３】上記塩は、アルカリ性と酸性の二種類が同
時に混合されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項に記載の高吸水性樹脂を用いたシールド工
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232644A JPH07991B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 高吸水性樹脂を用いたシールド工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232644A JPH07991B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 高吸水性樹脂を用いたシールド工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6475794A JPS6475794A (en) | 1989-03-22 |
| JPH07991B2 true JPH07991B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16942523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62232644A Expired - Lifetime JPH07991B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 高吸水性樹脂を用いたシールド工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07991B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0749754B2 (ja) * | 1988-12-02 | 1995-05-31 | 株式会社大林組 | 縦穴掘削工法 |
| JP2014156546A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Waseda Univ | シールド工法用膨潤高吸水性ポリマー安定液組成物及びこれを用いた施工法 |
| CN105041327B (zh) * | 2015-08-27 | 2017-12-19 | 北京建工土木工程有限公司 | 暗挖隧道反挖盾构接收方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2888759B2 (ja) * | 1994-07-19 | 1999-05-10 | 日本操舵システム株式会社 | マリーナ型シリング舵 |
-
1987
- 1987-09-18 JP JP62232644A patent/JPH07991B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6475794A (en) | 1989-03-22 |
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