JP2000291387A - 掘削土砂固化搬送システムおよび掘削土砂固化搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削土砂を掘進システムの稼動形態に応じた
適切な固化時間で固化することのできる掘削土砂固化搬
送システムおよび掘削土砂固化搬送方法を提供するこ
と。 【解決手段】 ダンパー装置１００で圧力が平滑化され
た掘削土砂に石膏を含む固化剤を添加するための固化剤
貯留装置１５０と、固化剤が添加された掘削土砂を水平
方向に搬送するプレミックスコンベア４と、プレミック
スコンベア４から搬送される掘削土砂を搬入し、掘削土
砂と固化剤とを撹拌混合しつつ掘削土砂を搬送するシャ
フトレス型のリボンスクリューを有し、内周面が八角形
に構成されたリフトミックスコンベア２と、攪拌混合さ
れて固化した掘削土砂をダンプトラック１２０に積み込
むアフターミックスコンベア３とを含んで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削時に発生する
掘削土砂を固化しながら搬送する技術に関する。

【０００２】

【背景技術および発明が解決しようとする課題】従来、
例えばトンネル等の坑内において流動性のほとんどない
掘削土砂を搬送する場合、ずり運搬車を用いて搬送して
いた。しかし、ずり運搬車を用いると坑内が汚れたり、
部材等の搬送の妨げとなりやすく、作業者の安全や衛生
上あまり好ましいとはいえなかった。

【０００３】一方、配管等を用いて掘削土砂を運搬する
手法も実現されている。例えば、地上に土砂ピットを設
け、そこで固化剤を混入して固化させてバックホー等を
用いてダンプトラックに積み出す手法では地上に土砂ピ
ットや固化設備等が必要となり、立坑用地の必要面積が
大きくなってしまう。また、配管輸送するには被搬送物
にある程度の流動性を付与する必要があり、それによっ
て、固化剤の増量、固化時間の増加等の問題が生じてい
た。

【０００４】このような問題が生じているのは、主に、
掘削土砂の固化に時間がかかり、掘進速度の変化や、ダ
ンプトラックによる搬出ができない夜間等の掘進システ
ムの稼動形態の変化に応じた適切な固化がなされていな
いからである。

【０００５】したがって、掘削から固化、坑外搬出まで
の工程を１つの搬送路で構成し、掘進システムの稼動形
態の変化に応じて、搬送を完了する前、すなわち、掘削
土砂が搬送路の搬出口に至るまでに固化できれば適切な
掘削が行えることとなる。

【０００６】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、掘削土砂を掘進システムの稼動
形態に応じた適切な固化時間で固化することのできる掘
削土砂固化搬送システムおよび掘削土砂固化搬送方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る掘削土砂固化搬送システムは、掘進機
による掘削土砂を、所定の搬送路を介して立坑上部の所
定位置に設けられた土砂搬出部へ向け搬送する掘削土砂
固化搬送システムにおいて、搬送時の掘削土砂に固化剤
を添加する固化剤添加装置を有し、前記搬送路は、固化
剤が添加された掘削土砂を水平方向に搬送する第１のコ
ンベア装置と、前記第１のコンベア装置から搬送される
掘削土砂を、下方の搬入口から搬入し、固化剤と撹拌混
合しつつ上方へ搬送する第２のコンベア装置と、を含
み、気密状態で連続した搬送路として形成されているこ
とを特徴とする。

【０００８】なお、ここで、固化とは、固化強度の増加
および含水状態の改善を意味する。すなわち、掘削土砂
に固化剤が添加されることにより、団粒（フロック）化
が進行し、含水状態が改善され、固化強度が増加する。

【０００９】本発明によれば、第１のコンベア装置は水
平方向に設けられることにより、水平方向への搬送力が
付与され、固化剤と掘削土砂とを良好に混合できる。良
好に混合できることにより、固化時間が短縮され、掘進
機の掘進速度を上げた場合でもそれに応じて適切な固化
が行える。

【００１０】また、気密状態で連続した搬送路として形
成されることにより、搬送中に土砂が搬送路からこぼれ
ること等を防止して作業環境を改善できる上、ホッパー
等の貯留設備が不要となるため、掘削坑内の必要面積を
低減することができ、かつ、人手を介さないことにより
搬送を省力化し、作業効率を改善することができる。

【００１１】この場合、前記搬送路を形成する第１のコ
ンベア装置および第２のコンベア装置は、それ自体が気
密状態に形成されているばかりでなく、掘進機から土砂
搬出部に至るまでの搬送路全体が各々の接続部を含めて
気密状態に形成されている。これにより、掘削土砂を、
掘削土砂搬出部まで大気に接触することなく搬送路内で
密閉した状態で搬送することが可能となる。

【００１２】また、前記第２のコンベア装置は、回転軸
が上方へ向けて配置され、駆動装置による回転駆動によ
り掘削土砂を上方へ搬送するリボンスクリューと、前記
掘削土砂の搬送空間を有し、前記リボンスクリューを回
転可能に支持するケーシングと、を含み、前記搬送空間
を構成するケーシングの内周面は、前記被搬送物が、前
記リボンスクリュー上を搬送される際に接する少なくと
も１つの隅角部を含んで構成されていることが好まし
い。

【００１３】これによれば、第２のコンベア装置は垂直
成分を含む方向に掘削土砂を搬送するため、未固化状態
のものはコンベア装置に残り、所定の固化強度をもった
掘削土砂だけを搬出することができる。

【００１４】さらに、第２のコンベア装置のケーシング
の内周面が隅角部を有することにより、内周面が曲面の
みで構成されている場合と比べて、掘削土砂が内周面と
接触する際の抵抗が大きく、それだけ撹拌力が加えられ
る。これにより、掘削土砂を短時間に固化させることの
できる固化搬送システムを実現できる。

【００１５】また、前記搬送路は、立坑上部に設けら
れ、前記第２のコンベア装置から搬送される掘削土砂を
搬入し、搬出口が前記掘削土砂搬出位置として形成され
た第３のコンベア装置を含むことが好ましい。

【００１６】これによれば、第３のコンベア装置を設け
ることにより、十分な固化時間を確保するとともに、立
坑用地の適切な位置に搬出口を設けることができるよう
になる。さらに、第３のコンベア装置は大口径であるこ
とが好ましい。これにより十分な固化時間を得るための
容量を確保することができる。

【００１７】また、前記掘削土砂固化搬送システムは、
前記第１のコンベア装置より上流の前記搬送路に設けら
れ、間欠的に搬送される掘削土砂の圧送速度および圧送
圧力を調整するためのダンパー装置を含み、前記ダンパ
ー装置は、前記掘削土砂の搬送路であって、周面に圧力
調整用の開口部を有する筒体と、この筒体の外周側に設
けられ、前記掘削土砂の圧力を吸収して平滑化する圧力
平滑化手段と、を有し、前記圧力平滑化手段は、伸縮自
在な圧力調整壁により仕切られた土砂流入室と加圧室と
を含んで構成され、前記土砂流入室は、前記開口部から
掘削土砂が流入され、前記加圧室は、前記圧力調整壁を
介して前記掘削土砂を加圧することが好ましい。

【００１８】一般に、掘削土砂の搬送にはピストンポン
プが用いられる。しかし、ピストンポンプは掘削土砂を
間欠的に搬送するため、ピストンポンプによる圧送速度
および圧送圧力は一定ではなく、この状態の掘削土砂に
固化剤を添加しても掘削土砂の圧送速度が異なるために
均等に混合できないばかりでなく、掘削土砂の圧送圧力
が異なるために搬送路を破壊する原因ともなりうる。

【００１９】すなわち、例えば、密閉された搬送路を用
いて掘削土砂を搬送する場合、掘削土砂に所定の流動性
をもたせることが多く、圧送圧力および圧送速度が一定
でないと、ウォーターハンマー現象のように、配管の接
合部等に衝撃が生じ、これが騒音や配管破壊の原因とな
る。

【００２０】本発明によれば、圧力平滑化手段を適用す
ることによって掘削土砂の圧送圧力および圧送速度を平
滑化することにより、固化剤を均等に混合できる上、搬
送路の故障や騒音防止にも効果がある。

【００２１】また、前記固化剤は、石膏を含んで構成さ
れていることが好ましい。

【００２２】これによれば、石膏を用いることにより、
固化時間を短縮できる上、掘削土砂の水素イオン濃度指
数（ｐＨ）の上昇を抑え、環境への影響を必要最小限に
抑えることができる。

【００２３】また、前記固化剤は、粉体であって、前記
固化剤添加装置は、前記固化剤を添加するためのスクリ
ュー状の添加手段を含むことが好ましい。

【００２４】一般に、掘削土砂に粉体状の固化剤を均等
に混合攪拌することは難しいが、これによれば、粉体状
の固化剤であっても、スクリューの攪拌効果によって掘
削土砂を均等に混合攪拌することができる。

【００２５】また、本発明に係る掘削土砂固化搬送方法
は、掘進機による掘削土砂を、所定の搬送路を介して立
坑上部の所定位置に設けられた土砂搬出部へ向け搬送す
る掘削土砂固化搬送方法において、前記搬送路における
掘削土砂に固化剤を添加する固化剤添加工程と、固化剤
の添加された掘削土砂を撹拌混合する撹拌混合工程と、
撹拌混合された掘削土砂を、所定の搬送空間で固化させ
つつ搬送する固化搬送工程と、を含み、前記固化搬送工
程は、前記掘削土砂を、前記搬送路の一部である所定の
搬送空間の下方から上方へ向けて所定の撹拌混合作用を
加えつつ搬送する工程と、固化の不十分な掘削土砂を、
前記搬送空間の上方から下方へ向けて落下させる工程
と、を含み、下方に落下した掘削土砂を再度上方へ向け
搬送することを特徴とする。

【００２６】本発明によれば、掘削土砂は撹拌混合作用
を加えつつ搬送することにより固化強度を増し、固化が
不十分な液体状の掘削土砂は下方に落下することによ
り、所定の固化強度をもった掘削土砂だけを搬出するこ
とができる。

【００２７】また、前記固化剤添加に先立って、掘削土
砂の密度を測定する工程と、この測定結果に基づき、前
記固化剤の添加量を制御する工程と、を含むことが好ま
しい。

【００２８】これによれば、掘削土砂の密度測定結果に
応じて、適切な固化剤添加量が測定でき、固化剤添加量
を制御することにより、掘削土砂の性状が変化した場合
であっても、必要とされる固化強度を得るために必要か
つ十分な固化剤を供給することができ、コスト低減を図
れる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による掘削土砂固化
搬送システムを活用した好適な実施の形態について、泥
土圧式シールド工法を例にとり、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

【００３０】（掘削土砂固化搬送システム全体の説明）
図１は、本実施の形態に係る掘削土砂固化搬送システム
の全体図である。

【００３１】泥土圧式シールド工法は、シールド機３４
により切羽４６を掘削し、排泥設備８により掘削した土
砂を地上へ向け搬送しながらトンネル３６を構築する工
法である。

【００３２】具体的には、シールド機３４は、切羽４６
を掘削するカッターディスク４０と、掘削した土砂のト
ンネル３６内への浸入を防ぐ隔壁４５と、カッターディ
スク４０と隔壁４５との間にあるチャンバー４４と、チ
ャンバー４４内に取り込まれた土砂を攪拌する攪拌装置
４１と、チャンバー４４内の掘削土砂を排泥設備８に供
給するスクリューコンベア４２とを含んで構成される。

【００３３】排泥設備８は、スクリューコンベア４２か
ら供給された掘削土砂の経路である排泥管１０２と、排
泥管１０２に設けられ、掘削土砂を加圧し、地上へ向け
供給するピストンポンプ１０８と、ピストンポンプ１０
８により間欠的に供給される掘削土砂の圧力を平滑化す
るダンパー装置１００と、ダンパー装置１００を経過し
た掘削土砂の密度を測定するγ線密度計１０６とを含ん
で構成される。

【００３４】また、密度を測定された掘削土砂は、複数
のコンベアを含むコンベア群により、固化剤が添加さ
れ、地上まで搬送される。

【００３５】ここで、コンベア群は、３種類のコンベア
装置を含む。第１のコンベア装置は、掘削土砂の搬送路
において立坑３２の下方に水平方向に設けられ、切羽４
６から搬送される掘削土砂を搬入し、搬送時の掘削土砂
に固化剤添加装置１５０から固化剤が添加され、掘削土
砂を搬送するプレミックスコンベア４である。

【００３６】第２のコンベア装置は、前記搬送路におい
て立坑３２の下方から上方にかけて設けられ、プレミッ
クスコンベア４から搬送される掘削土砂を搬入し、掘削
土砂と固化剤とを撹拌混合しつつ掘削土砂を搬送するリ
フトミックスコンベア２である。

【００３７】また、第３のコンベア装置は、前記搬送路
において立坑３２の上部付近に設けられ、リフトミック
スコンベア２から搬送される掘削土砂を搬入し、搬出口
が掘削土砂搬出部、例えば、ダンプトラックに改質され
た掘削土砂を積み込みできる位置、として形成されたア
フターミックスコンベア３である。

【００３８】ここで、上記３種類のコンベア装置は、そ
れ自体およびそれらの接合部が気密に形成されており、
シールド機３４から掘削土砂搬出部までの搬送路全体が
気密状態で連続した搬送路として形成されている。

【００３９】したがって、シールド機３４によって地山
の切羽４６から掘削された掘削土砂は、立坑３２の上方
所定位置に設けられた掘削土砂搬出部まで、トンネル３
６内および立坑３２内では大気に接触することなく密閉
された状態で搬送される。

【００４０】次に、上記の各装置の動作について説明す
る。

【００４１】図２は、本実施の形態に係る掘削土砂固化
搬送システムの機能ブロック図であり、図６は、本実施
の形態に係る掘削土砂固化搬送システムにおける固化搬
送処理の流れを示すフローチャートである。

【００４２】まず、チャンバー４４から搬送された掘削
土砂は、ピストンポンプ１０８により排泥管１０２を介
して圧送される（ステップ２）。

【００４３】ピストンポンプ１０８により間欠的に搬送
される掘削土砂は、脈動しており、ダンパー装置１００
により圧送圧力が平滑化される（ステップ４）。圧送圧
力が平滑化されるとともに、圧送速度もほぼ一定とな
る。

【００４４】掘削土砂をこのような状態にすることによ
り、掘削土砂に固化剤を一定量混合攪拌すれば均一に混
合することができる。これにより、掘削土砂の固化強度
を短時間で高めることができ、固化剤の量も低減できコ
ストの削減にもなる。なお、ダンパー装置１００につい
ては後に詳述する。

【００４５】平滑化された後、掘削土砂は、γ線密度計
１０６により密度を測定される（ステップ６）。この測
定結果は制御装置１１０に送られる。

【００４６】掘削土砂の密度を測定することにより、適
切な固化剤添加量が分かり、固化剤添加量を制御するこ
とにより、掘削土砂の性状が変化した場合であっても、
適切な固化が行える。

【００４７】密度測定後の掘削土砂は、プレミックスコ
ンベア４に搬送され、固化剤が添加される（ステップ
８）。この固化剤添加は、固化剤貯留槽１５０から固化
剤フィーダ１５２を介してプレミックスコンベア４に固
化剤が供給されることにより行われる。

【００４８】ここで、固化剤は、石膏を含んで構成され
ている。これによれば、石膏を用いることにより、固化
時間を短縮できる上、掘削土砂の水素イオン濃度指数
（ｐＨ）の上昇を抑え、環境への影響を必要最小限に抑
えることができる。さらに、固化剤は、掘削土砂に含ま
れる自由水を取り込むため、見かけ上、低含水状態に改
善される。

【００４９】しかし、石膏を含む固化剤は粉体であるた
め、通常は掘削土砂に粉体状の固化剤を混入することは
難しい。

【００５０】本実施の形態では、固化剤フィーダ１５２
は、スクリュー状の添加手段として形成されているた
め、粉体状の固化剤を混入する場合であっても、良好に
混入することができる。

【００５１】また、固化剤混入前にダンパー装置１００
によって掘削土砂の圧力を平滑化し、圧送速度を均一に
することにより、プレミックスコンベア４を用いて掘削
土砂と固化剤を均等に混合できる。

【００５２】また、固化剤フィーダ１５２とプレミック
スコンベア４の間の固化剤搬送路に設けられた添加検出
装置１５４により固化剤添加状態が検出され、検出結果
が制御装置１１０に送られるように構成されている。こ
れにより、固化剤の添加状態を確認でき、固化剤の添加
量をフィードバック制御することも可能になる。

【００５３】プレミックスコンベア４で固化剤の添加さ
れた掘削土砂は、リフトミックスコンベア２に搬送され
る。

【００５４】リフトミックスコンベア２は、図１に示す
ように３台のリフトミックスコンベア２−１〜３で構成
されている。リフトミックスコンベア２は、立坑３２の
底部から上部にかけて設けられ、掘削土砂が垂直方向に
搬送される。

【００５５】なお、各リフトミックスコンベア２は、あ
るリフトミックスコンベア２の上方の搬出口と他のリフ
トミックスコンベア２の下方の搬入口とが接続されるこ
とにより、相互に掘削土砂の受け渡しが可能なように構
成されている。

【００５６】この搬送において固化剤と掘削土砂が十分
に撹拌混合される（ステップ１０）。撹拌混合の進んだ
掘削土砂は、立坑３２の上部まで搬送され、アフターミ
ックスコンベア３で固化を完了し（ステップ１２）、ア
フターミックスコンベア３の搬出口からダンプトラック
１２０に搬出される（ステップ１４）。

【００５７】以上のように、掘削土砂の搬送路は気密状
態で連続した搬送路として形成され、アフターミックス
コンベア３の搬出口は、前記搬送路の出口として形成さ
れている。

【００５８】これによれば、気密状態で連続した搬送路
として形成されることにより、搬送中に土砂がこぼれる
こと等を防止できる上、ホッパー等の貯留設備が不要と
なるため、掘削坑内の必要面積を低減することができ
る。

【００５９】また、人手を介さないことにより搬送を省
力化し、作業効率および作業環境を改善することができ
る。

【００６０】さらに、気密状態で連続した搬送路として
形成されることにより、掘削土砂を、掘削土砂搬出部ま
で大気に接触することなく搬送路内で密閉した状態で搬
送することも可能となる。

【００６１】次に、リフトミックスコンベア２について
詳述する。

【００６２】（リフトミックスコンベアの説明）図３
は、本実施の形態に係るリフトミックスコンベア２の概
略断面図であり、（Ａ）は平面断面、（Ｂ）は側面断面
を示す図である。

【００６３】図３（Ｂ）に示すように、リフトミックス
コンベア２は、回転軸が上方に向けられたシャフトレス
型のリボンスクリュー２１２と、リボンスクリュー２１
２を内包するケーシング２１０と、リボンスクリュー２
１２を回転駆動する駆動装置２１４とを含んで構成され
ている。

【００６４】図３（Ａ）に示すように、ケーシング２１
０の内周面は、リボンスクリュー２１２の外周面と近接
しており、掘削土砂が、リボンスクリュー２１２上を搬
送される際に接する高抵抗領域として、少なくとも１つ
の隅角部を含んで構成されている。

【００６５】ここで、隅角部とは、図３（Ａ）に示すよ
うに、ある断面で見た場合に２本の直線が接することに
よって、いわゆる角を形成するものであり、リボンスク
リュー２１２とケーシング２１０との間には所定の空隙
部が形成されることになる。

【００６６】本実施例では、ケーシング２１０は、正八
角形の形状に形成されているため、８つの隅角部を有す
る。

【００６７】これによれば、リフトミックスコンベア２
のケーシング２１０の内周面が隅角部を有することによ
り、内周面が曲面のみで構成されている場合と比べて、
掘削土砂が内周面と接触する際の抵抗が大きく、それだ
け撹拌力が加えられる。これにより、掘削土砂を短時間
に固化させることができ、掘進速度を上げた場合でもそ
れに応じて掘削土砂を適切に固化させることができる。

【００６８】また、図３（Ｂ）に示すように、リボンス
クリュー２１２は、水平面に対してある傾きを有するよ
うに形成されているため、リボンスクリュー２１２上の
被搬送物は水平方向と垂直方向に分力として外力が作用
する。

【００６９】したがって、被搬送物は、リボンスクリュ
ー２１２が駆動されることにより、ケーシング２１０内
面に接触しつつ上方へ搬送される。この過程で被搬送物
は、その一部が一瞬だけ隅角部で接触するため摩擦抵抗
等により団粒化が促進され、所要の固化強度が得られる
とリフトミックスコンベア２の上方へ搬送される。

【００７０】一方、被搬送物のうち未固化状態の掘削土
砂は、リボンスクリュー２１２の内面に対して十分な付
着力、摩擦抵抗が得られないため、前記水平分力の作用
により、リボンスクリュー２１２の中央部である落下空
間を介して落下する。

【００７１】そして、未固化状態の掘削土砂は、リフト
ミックスコンベア２の下方から再び上方に向けて搬送さ
れ、所定の固化強度を得た時にリフトミックスコンベア
２の上方に到達する。したがって、所定の固化強度をも
った掘削土砂だけを搬出することができる。

【００７２】なお、ケーシング２１０の内周面は、少な
くとも１つの隅角部を有していればよいが、複数の隅角
部を有する多角形状が好ましく、形状は正八角形に限ら
れるものではない。

【００７３】図４は、本実施の形態に係るプレミックス
コンベア４とリフトミックスコンベア２の接合部分の概
略断面図である。

【００７４】図４に示すように、上述した撹拌混合を行
うプレミックスコンベア４は、リフトミックスコンベア
２と同様に、一端を支持されたリボンスクリュー４１２
と、前記支持を行うとともに、リボンスクリュー４１２
を内包するケーシング４１０とを含んで構成されてい
る。

【００７５】プレミックスコンベア４のリボンスクリュ
ー４１２は、リフトミックスコンベア２のリボンスクリ
ュー２１２の直近に掘削土砂の搬送方向側の先端が位置
している。これにより、掘削土砂をリフトミックスコン
ベア４に良好に受け渡すことができる。

【００７６】また、リフトミックスコンベア２が垂直方
向に配置されるのに対して、プレミックスコンベア４は
水平方向に配置される。上述したようにリボンスクリュ
ー４１２は回転駆動されることにより、垂直方向と水平
方向の分力を発生させるが、プレミックスコンベア４の
ケーシング４１０には隅角部が形成されていないので、
固化剤が混入されたリフトミックスコンベア２内の掘削
土砂は撹拌混合されながら、未固化状態で水平方向に搬
送され、リフトミックスコンベア２に積み込まれる。

【００７７】この水平方向の搬送力（圧送力）を調整す
るのが、プレミックスコンベア４の上流の搬送路に設け
られたダンパー装置１００である。次に、ダンパー装置
１００について詳述する。

【００７８】（ダンパー装置の説明）図５は、本実施の
形態に係るダンパー装置１００の側面断面図である。

【００７９】ダンパー装置１００は、掘削土砂の搬送路
であって、周面に複数の開口部３１５を有する筒体３１
４と、筒体３１４の外周側に設けられ、掘削土砂の圧力
を吸収して平滑化する圧力平滑化手段とを含む。

【００８０】ここで、前記圧力平滑化手段は、圧力調整
室を有し、この圧力調整室は、伸縮自在のゴム部材等で
構成された圧力調整壁３１２により仕切られた土砂流入
室３１６と、加圧室３１８を含んで構成されている。

【００８１】土砂流入室３１６には、開口部３１５から
掘削土砂が流入され、加圧室３１８は、圧力調整壁３１
２を介して土砂流入室３１６の外部から掘削土砂を加圧
する。

【００８２】また、ダンパー装置１００は、加圧室３１
８に空気を混入する空気混入部３２０を含み、空気の混
入は、制御装置１１０により制御される。

【００８３】土砂流入室３１６の方が加圧室３１８より
高圧の場合（例えばＰｍａｘ）、土砂流入室３１６の圧
力調整壁３１２が加圧室３１６方向へ膨張する結果、土
砂流入室３１６内の掘削土砂の圧力が下がる。

【００８４】また、土砂流入室３１６の方が加圧室３１
８より低圧の場合（例えばＰｍｉｎ）、加圧室３１８に
空気が供給され加圧室３１８の圧力が上昇し、土砂流入
室３１６の圧力調整壁３１２が土砂流入室３１６方向へ
膨張する結果、土砂流入室３１６の圧力が上がる。

【００８５】また、土砂流入室３１６の圧力が上がるこ
とにより、掘削土砂は加圧されて土砂流入室３１６から
開口部３１５を介して搬送方向へ押し出される。このと
き、ピストンポンプ１０８によって圧送される掘削土砂
は、ほぐされて、後に固化剤と混合される場合に混合さ
れやすくなる。

【００８６】このようにして、掘削土砂の圧力に変動が
ある場合でも、圧力が平滑化される。特に、制御装置１
１０により空気混入部３２０からの空気混入量を制御す
ることにより、掘削土砂の圧力が急変した場合でも迅速
に圧力調整できる。

【００８７】また、筒体３１４はひずみの少ない部材で
構成されている。これにより、土砂流入室３１６が収縮
した場合でも、掘削土砂の搬送路は確保され、常に所定
量の掘削土砂を搬送することができる。

【００８８】掘削土砂の搬送にはピストンポンプ１０８
が用いられるが、ピストンポンプ１０８は掘削土砂を間
欠的に搬送する。したがって、ピストンポンプ１０８か
ら送られる土砂の圧力は一定ではなく脈動状態にある。
脈動状態にあることにより、掘削土砂の圧送圧力や圧送
速度は大きく変動する。このため、脈動状態の掘削土砂
に固化剤を添加しても均等に混合できないばかりでな
く、特に、密閉状態の場合には搬送路を破壊する原因と
もなりうる。

【００８９】さらには、間欠的に圧力が加えられること
により、ウォーターハンマー現象等の不具合や騒音の原
因ともなりうる。

【００９０】本実施の形態に係るダンパー装置１００を
適用することにより、掘削土砂の圧送圧力を平滑化し、
圧送速度を均一にすることにより、固化剤を均等に混合
できる上、搬送路の故障や騒音防止にも効果がある。

【００９１】以上のように、本実施の形態によれば、ま
ず、ダンパー装置１００を適用することにより掘削土砂
の圧送圧力と圧送速度を平滑化できる。この状態の掘削
土砂に固化剤を添加することにより、均等に固化剤を混
入できる。

【００９２】また、固化剤を、石膏を主成分として形成
することにより、短時間に固化できる。

【００９３】さらに、リフトミックスコンベア２を、正
八角形状に形成することにより、固化時間をさらに短縮
することができる。

【００９４】以上のように、本実施の形態によれば短時
間に掘削土砂を固化させる掘削土砂固化搬送システムを
実現できる。また、このように、短時間で固化させるこ
とができることにより、単位時間当たりの掘削土量が増
加した場合のように掘進機の稼働状況が変化した場合
や、夜間のように掘削土砂の工事敷地内からの搬出が不
可能な場合であっても、与えられた条件に応じて掘削土
砂を適切に固化し、坑外へ搬出することができる。

【００９５】さらに、アフターミックスコンベア３は、
必要に応じて大口径に構成することも可能である。これ
によれば、大口径に構成することにより、十分な固化強
度を得るための時間が確保できるとともに、夜間等にお
けるダンプトラックでの搬出ができない状況でも固化状
態の掘削土砂を貯留でき、掘進状況に応じて適切に固
化、搬出することのできる固化搬送システムを実現でき
る。

【００９６】なお、本実施の形態に係る掘削土砂固化搬
送システムは、上述の実施例に限定されず、各種の変形
例に対して適用可能である。例えば、本実施の形態に係
る固化搬送システムは、泥土圧式シールド工法に限られ
ず、泥水式シールド工法等の掘削土砂を固化搬送する各
種の工法に適用可能である。

【００９７】また、上述した実施例では、高抵抗領域と
して隅角部を適用したが、抵抗や摩擦により攪拌力を付
加するものであれば種々の適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る掘削土砂固化搬送システム
の全体図である。

【図２】本実施の形態に係る掘削土砂固化搬送システム
の機能ブロック図である。

【図３】本実施の形態に係るリフトミックスコンベアの
概略断面図であり、（Ａ）は平面断面、（Ｂ）は側面断
面を示す図である。

【図４】本実施の形態に係るプレミックスコンベアとリ
フトミックスコンベアの接合部分の概略断面図である。

【図５】本実施の形態に係るダンパー装置の側面断面図
である。

【図６】本実施の形態に係る掘削土砂固化搬送システム
における固化搬送処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ リフトミックスコンベア ３ アフターミックスコンベア ４ プレミックスコンベア １００ ダンパー装置 １０２ 排泥管 １０６ γ線密度計 １０８ ピストンポンプ １１０ 制御装置 １５０ 固化剤貯留槽 ３１０ ケーシング ３１２ 圧力調整壁 ３１４ 筒体 ３１５ 開口部 ３１６ 土砂流入室 ３１８ 加圧室 ３２０ 空気混入部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安本 匡剛 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 中村 幸之助 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 岩井 義雄 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 奥村 利博 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 浅井 康彦 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 斎藤 功郎 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 田畑 覚士 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 浦矢 昭夫 東京都練馬区羽沢３丁目39番１号 サンエ ー工業株式会社内 (72)発明者 安河内 勝 東京都練馬区羽沢３丁目39番１号 サンエ ー工業株式会社内 (72)発明者 小林 年男 愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 石井 秀而 愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 Ｆターム(参考） 2D054 AC04 AC05 BA07 CA01 CA04 DA03 DA15 DA24 DA33 GA58 GA68 GA81 GA95

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘進機による掘削土砂を、所定の搬送路
   を介して立坑上部の所定位置に設けられた土砂搬出部へ
   向け搬送する掘削土砂固化搬送システムにおいて、 搬送時の掘削土砂に固化剤を添加する固化剤添加装置を
   有し、 前記搬送路は、 固化剤が添加された掘削土砂を水平方向に搬送する第１
   のコンベア装置と、 前記第１のコンベア装置から搬送される掘削土砂を、下
   方の搬入口から搬入し、固化剤と撹拌混合しつつ上方へ
   搬送する第２のコンベア装置と、 を含み、気密状態で連続した搬送路として形成されてい
   ることを特徴とする掘削土砂固化搬送システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第２のコンベア装置は、 回転軸が上方へ向けて配置され、駆動装置による回転駆
   動により掘削土砂を上方へ搬送するリボンスクリュー
   と、 前記掘削土砂の搬送空間を有し、前記リボンスクリュー
   を回転可能に支持するケーシングと、 を含み、 前記搬送空間を構成するケーシングの内周面は、前記被
   搬送物が、前記リボンスクリュー上を搬送される際に接
   する少なくとも１つの隅角部を含んで構成されているこ
   とを特徴とする掘削土砂固化搬送システム。
3. 【請求項３】 請求項１、２のいずれかにおいて、 前記搬送路は、立坑上部に設けられ、前記第２のコンベ
   ア装置から搬送される掘削土砂を搬入し、搬出口が前記
   掘削土砂搬出位置として形成された第３のコンベア装置
   を含むことを特徴とする掘削土砂固化搬送システム。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記第１のコンベア装置より上流の前記搬送路に設けら
   れ、間欠的に圧送される掘削土砂の搬送時の圧送速度お
   よび圧送圧力を調整するためのダンパー装置を含み、 前記ダンパー装置は、 前記掘削土砂の搬送路であって、周面に圧力調整用の開
   口部を有する筒体と、 この筒体の外周側に設けられ、前記掘削土砂の圧力を吸
   収して平滑化する圧力平滑化手段と、 を有し、 前記圧力平滑化手段は、伸縮自在な圧力調整壁により仕
   切られた土砂流入室と加圧室とを含んで構成され、 前記土砂流入室は、前記開口部から掘削土砂が流入さ
   れ、 前記加圧室は、前記圧力調整壁を介して前記掘削土砂を
   加圧することを特徴とする掘削土砂固化搬送システム。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記固化剤は、石膏を含んで構成されていることを特徴
   とする掘削土砂固化搬送システム。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記固化剤は、粉体であって、 前記固化剤添加装置は、前記固化剤を添加するためのス
   クリュー状の添加手段を含むことを特徴とする掘削土砂
   固化搬送システム。
7. 【請求項７】 掘進機による掘削土砂を、所定の搬送路
   を介して立坑上部の所定位置に設けられた土砂搬出部へ
   向け搬送する掘削土砂固化搬送方法において、 前記搬送路における掘削土砂に固化剤を添加する固化剤
   添加工程と、 固化剤の添加された掘削土砂を撹拌混合する撹拌混合工
   程と、 撹拌混合された掘削土砂を、固化させつつ搬送する固化
   搬送工程と、 を含み、 前記固化搬送工程は、 前記掘削土砂を、前記搬送路の一部である所定の搬送空
   間の下方から上方へ向けて所定の撹拌混合作用を加えつ
   つ搬送する工程と、 固化の不十分な掘削土砂を、前記搬送空間の上方から下
   方へ向けて落下させる工程と、 を含み、下方に落下した掘削土砂を再度上方へ向け搬送
   することを特徴とする掘削土砂固化搬送方法。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記固化剤添加に先立って、掘削土砂の密度を測定する
   工程と、 この測定結果に基づき、前記固化剤の添加量を制御する
   工程と、 を含むことを特徴とする掘削土砂固化搬送方法。