JPS62270681A - 土圧シ−ルド工法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は、土圧シールド工法に関する。

（発明の背景とその問題点） 土圧シールド工法は、カッターディスクにより掘削した
削土を土圧室内に取り込み充満させて、カッターディス
ク前面の切羽土圧とのバランスを図りつつ土圧室内の削
土を改械的に排土しながら掘進する工法である。

しかしながら、この種の工法では、地下水位が高く砂礫
地盤のように地盤の透水係数が大である場合には、取り
込んだ削土による切羽の安定や止水性を確保することが
難しくなり、シールド拙進が不可能となる。また、砂礫
地盤では削土の流動性に問題があり、排土も面倒であっ
た。。

ところで、本出願人は先に水に溶解した粘性物質と硼砂
、ホウ酸などの添加剤とからなるゲル化泥水を開発した
。

該ゲル化泥水は水素イオン濃度（ｐＨ）の調整によって
、粘度がアルカリ側で致方センチポイズから酸性側で１
０〜５０センチボイスと極めて広い範囲で変化する。

従って、例えば砂礫層などの逸泥が大ぎな地盤を掘削す
るときには、アルカリ側、すなわちゲル化剤の混合によ
り高粘度ゲル化した状態で土圧室および切羽の前面に投
入することにより止水性を確保し土圧室内に取り入れら
れた削土の流動性を確保できる。またこの高粘度ゲル化
泥水では、混合後酸性化剤、すなわち解ゲル剤を混合し
、低粘度化させることにより、掘削した土砂との分Ｍｉ
を図ることができ、しかも分離後の上澄みを再使用でき
る利点がある。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、以上の高粘度ゲル化泥水の有する特性を有
効利用することにより、土圧シールド工法における切羽
の安定化と削土の流動性および止水性をより一層向上さ
せること、および回収泥水の再利用を図ることにより、
泥水そのものの消費量の削減を図ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、この発明は、カッターディ
スクにより掘削した削土を土圧室内に充満させることに
より切羽の安定化を図るようにした土圧シールド工法に
おいて、少なくとも前記土圧室内にゲル状物質とゲル化
剤の組み合せからなる高粘度ゲル化泥水を供給するよう
にしたことを特徴とする。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する
。

第１図はこの発明に係る高粘度ゲル化泥水の供給・回収
システムを示す説明図である。

図において、１は密閉形上圧シールド掘進機であり、該
掘進機１の前部にはｒｆＡ壁２によって仕切られた土圧
室３が形成されていて、その前面にカッターディスク４
が設けられている。土圧室３の下部には前記隔壁２を貫
通するスクリューコンベア５が設けられている。

そして、前記隔壁２の上部には送泥管６が貫通して設け
られている。送泥管６の一部は前記カッターディスク４
の中心軸４ａに形成された流通孔７に分岐接続されてい
る。この流通孔７はカッターディスク４の適宜の前面位
置で複数口開口し、切羽面に向けて泥水を噴出するよう
になっている。

前記送泥管６には泥水供給ライン８が接続されている。

この泥水供給うイン８はシールド坑９の後部にある発進
用立坑上あるいはこの立坑に接して設けられた作泥プラ
ント１０に接続されている。

作泥プラント１０内にはそれぞれ貯′ａ１１１゜回収槽
１２９分離槽１４が配置されている。

貯溜槽１１上には撹拌槽１５が配置されている。

この撹拌槽１５内で前述の粘性物質、水および防腐剤を
均一に混合し、この混合したゲル状物質を前記貯溜槽１
１内に投入し、ここに貯蔵するようになっている。

前記泥水供給ライン８はこの貯溜槽１１の吐出端に接続
され、そのライン８中に設けた圧送ポンプＰ１により前
記送泥管６側に送られる。

送泥管６に対する接続直前の位置において、供給ライン
８にはゲル化剤供給ライン１６が接続されている。この
供給ライン１６の上部には漏斗状の液槽１８およびバル
ブ２０が設けられている。

バルブ２０を聞けることにより液Ｗｇ１８内に貯えられ
ていたゲル化剤は泥水供給ライン８内に加えられ、この
内部を輸送されるゲル状物質と合流する。

合流したゲル状物質は最先端位置に設けたラインミキサ
ー２１内を通過することにより十分混合され、この状態
で送泥管６側に吐出し、土圧室３内およびカッターディ
スク４の前面に吐出されることになる。

また、前記スクリューコンベア５の吐出端は同じく回収
用のラインミキサー２２の供給端に対向位置している。

ラインミキサー２２の上には解ゲル化剤の液槽２３がバ
ルブ２４を介して接続されている。そして、ラインミキ
サー２２の吐出端は回収ライン２６を通じて前記分離槽
１４に通じている。

回収ライン２６内にはポンプＰ２が介在されており、ス
クリューコンベア５から排出した削土とゲル状物質の排
出混合物はこのポンプＰ２によりラインミキサー２２を
経て前記分離槽１４内に回収される。

そして、液槽２３内に貯蔵されている解ゲル剤をライン
ミキサー２２内に加えることにりより混合物中のゲル状
物質成分は解ゲルし、流体輸送に適した粘度に低粘度化
した状態で削土とともに回収ライン２６を通じて分離＋
ｆ！１４側に排出される。

分離槽１４内では比重差にＪ：る分離あるいはフルイに
よる分級などが行なわれ、もどの状態に戻ったゲル状物
質はポンプＰ３を介して前記回収槽１２内に回収される
。

また、その残渣分である削土は分離槽１４の底面よりホ
ッパーなどを通じて外部に排出されることになる。ゲル
状物質は無害であるため、排出した削土は特に処理する
必要がなく、埋立などに転用できる。

さらに、回収槽１２の吐出端には合流ライン２８が設け
られ、前記泥水供給ライン８に合流している。

この合流ライン２８内に設けたポンプＰ４によって回収
したゲル状物質は再び前記泥水供給ライン８を通じて土
圧室３およびカッターディスク４側へと循環供給される
ことになる。

以上のシステムに用いられる前記粘性物質は、グアガム
またはローストビンガムなどの植物性粘物質を単独ある
いは併用したものであって、いずれも水に溶解するとゲ
ル状の液体となる。このゲル状物質はアルカリ化剤によ
ってさらに高粘度化し、粘度が致方センチボイスまで高
められる。ゲル化剤は具体的に水酸化ナトリウム、消石
灰、炭酸ナトリウムなどのアルカリ性物質である。回収
後に加えられる解ゲル化剤は、酸性物質であり、例えば
硫酸ばん土、塩化アルミニウム、希硫酸。

希塩酸などが用いられる。

従って、前記貯溜槽１１および回収槽１２内に貯蔵され
ているゲル状物質は中性ないし弱酸性側となり、解ゲル
化した状態で貯溜されている。これにより、前記作泥プ
ラント１０とシールド掘進１１１までの距離が遠く、泥
水供給うイン８の長さが長い場合であっても十分に送泥
を行なうことができる。そして、シールド掘進ｆｉ１に
対する供給直前において前述のゲル化剤を加え混合する
ので、ここで高粘度化した状態で比較的短距離の送泥管
６を通じて土圧室３内およびカッターディスク４の前面
に吐出することになる。カッターディスク４の前面に吐
出した高粘度化したゲル化泥水は、あたかも皮膜状とな
って切羽面に対向しつつ削土と混合して土圧室３内に取
り込まれる。従って、透水性の砂礫地盤であっても十分
な止水性を得ることになる。

カッターディスク４により削り取られた削土および高粘
度ゲル化泥水は、土圧室３内で図示しない撹拌羽根など
により混合されるとともに、この内部に供給される高粘
度ゲル化泥水とさらに混合し、土圧室３内に取込み充満
された削土と結合して切羽土圧と対抗しつつ、削土間に
充満された高粘度ゲル化泥水で削土の流動性などを確保
する。

土圧室３内の土圧が高くなると、スクリューコンベア５
を通じて回収用ラインミキサー２２内に供給されること
になる。

そして、ラインミキサー２２内で解ゲル化剤と混合する
ことにより、混合物中の高粘度ゲル化泥水は解ゲル化し
、低粘度化する。しかしながら、この状態においても削
土に対する流動媒体としての様能は変らないので、回収
ライン６を通じて作泥プラント１０側へ流体輸送できる
。

なお、高粘度ゲル化泥水の粘度を制御するには、泥水供
給うイン８の先端に粘度センサを設け、この粘度センサ
の検出出力に応じて液槽１８に付設されたバルブの精度
をフィードバック制御ずれば精度のよい粘度管理を行な
うことができる。

また、回収側においても同様にフィードバック制御によ
り輸送に適した粘度に下げることができる。

第２図はこの発明に係る土圧シールド工法の第２実施例
を示しており、以下にその特徴点についてのみ説明する
。

同図に示す実施例では、ラインミキサー２１に対するゲ
ル化剤供給をポンプＰ５で行なうとともに、スクリュー
コンベア５から排出した削土を一旦ホツバー５０で受け
た後、ポンプＰ６によって地上に圧送している。

ポンプＰ６によって圧送された削土は、貯槽５１に収容
して解ゲル剤を投入して、撹拌することによりゲル状物
質の粘度を低下させて、ポンプＰ７により分離槽１４に
移送し、分離槽１４で分離された良液をポンプＰ３で貯
溜槽１１に戻して再使用づる。

第３図はこの発明の第３実施例を示すものである。

図において、削土および高粘度ゲル化泥水の供給システ
ムについては第１実施例と同じであるが、回収システム
としては、シールド坑９内に設けた軌条を走行する搬送
台車３０を前記スクリューコンベア５と図示しない立坑
間を往復させ、この台車３０で回収された混合物を作泥
プラント１０側にパケットなどを介して送り、その分離
槽１４内に液槽３１を通じて解ゲル剤を投入し、削土と
ゲル状物質とを分離するようにしている。

この実施例では、特に削土の櫟成分が大きく回収ライン
による流体輸送に不向きな場合に適合する。

（発明の効果） 以上各実施例により詳細に説明したように、この発明に
あっては、高粘度ゲル化泥水を少なくとも土圧至内に供
給することで削土と混合し、止水性が大であり、切羽土
圧に十分抗することできる土圧を発生する。また、この
発明では、前記ゲル化泥水のバインダとしての効果によ
り削土との流動性を十分に確保できる。

さらに、この発明にあっては、回収した削土および泥水
の混合物の分離が可能であり、しかも分離後のゲル状物
質を反復して供給ライン中に投入できるため消費分が少
なく、経費が節減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例による高粘度泥水の供給
・回収システムを示ず説明図、第２図は第２実施例によ
る高粘度ゲル化泥水の供給・回収システムを示す説明図
、第３図は同第３実施例の説明図である。 １・・・・・・・・・シールド掘進機 ３・・・・・・・・・土圧室 ４・・・・・・・・・カッターディスク６・・・・・・
・・・送泥管　　　　８・・・・・・・・・泥水供給ラ
イン９・・・・・・・・・シールド坑　　１０・・・・
・・作泥プラント１１・・・・・・貯溜槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カッターディスクにより掘削した削土を土圧室内
   に充満させることにより切羽の安定化を図るようにした
   土圧シールド工法において、少なくとも前記土圧室内に
   ゲル状物質とゲル化剤の組み合せからなる高粘度ゲル化
   泥水を供給するようにしたことを特徴とする土圧シール
   ド工法。