JP2000303791A - 坑内掘削土の輸送方法および設備 - Google Patents

坑内掘削土の輸送方法および設備

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 切羽以外から発生する深礎掘削土や拡幅掘削
土等の坑内掘削土を効率的に搬送する。 【解決手段】 泥水式シールド工法における泥水流体輸
送設備を利用し、切羽からの掘削土のみならず坑内掘削
土も流体輸送する。そのため、坑内掘削土を泥水と混合
し、その混合泥水を排泥ライン3に圧送することとし、
そのための圧送装置1を備える。圧送装置1は、坑内掘
削土と送泥ライン4からの泥水とを混合撹拌する混合タ
ンク6と、混合泥水を排泥ライン3に圧送する圧送ポン
プ7とを具備する。坑内掘削土を破砕機5により破砕す
る。坑内掘削土を破砕機に搬送するための搬送手段とし
てのロータリーポンプ8やポータブルコンベア9を備え
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、泥水式シールド工
法により坑掘削を行うに際し、坑内で発生した坑内掘削
土を坑外に輸送するための方法およびそのための設備に
関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、泥水式シールド工法は、
泥水式シールド機を用いて泥水圧により切羽を保持しつ
つ掘進を行い、切羽で発生した掘削土を泥水と混合して
排泥ラインを通して坑外に流体輸送し、坑外に設置した
泥水処理プラントにおいて泥水と掘削土とを分離し、泥
水を送泥ラインにより切羽に戻して循環させるものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の泥水式シー
ルド工法においては、切羽において発生した掘削土は上
記のような泥水流体輸送により効率的に輸送できるが、
切羽以外の坑内で発生する坑内掘削土、たとえば中間マ
ンホール等を設置するための深礎工法等による立坑掘削
により発生する掘削土、あるいは坑内を地中拡幅するた
めの掘削により発生する掘削土等は、コンベアや搬送台
車、ダンプトラック等により搬送するしかなく、したが
ってそのための搬送設備が必要であるのみならず必ずし
も効率的な搬送を行い得ず、坑内掘削土をより効率的に
輸送するための有効な手段が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記事情に鑑み、請求項
1の発明は、泥水圧により切羽を保持するとともに、切
羽で発生した掘削土を泥水と混合して排泥ラインを通し
て坑外に流体輸送し、坑外の泥水処理プラントにおいて
泥水と掘削土とを分離して泥水を送泥ラインにより切羽
に戻して循環させる構成の泥水式シールド工法に適用さ
れ、切羽以外で発生した坑内掘削土を坑外に輸送するた
めの坑内掘削土の輸送方法であって、輸送するべき坑内
掘削土を前記送泥ラインからの泥水と混合し、該混合泥
水を前記排泥ラインに圧送して該排泥ラインを通して坑
外に流体輸送するものである。
【0005】請求項2の発明は、請求項1の発明の坑内
掘削土の輸送方法であって、輸送するべき坑内掘削土を
坑内において破砕して前記泥水と混合するものである。
【0006】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明の坑内掘削土の輸送方法に適用される坑内掘削土の輸
送設備であって、前記坑内掘削土を前記排泥ラインに圧
送する圧送装置を備え、該圧送装置は、前記坑内掘削土
と前記送泥ラインからの泥水とを混合撹拌する混合タン
クと、前記坑内掘削土を前記混合タンクに圧送して混合
泥水となすとともに該混合泥水を前記排泥ラインに圧送
する圧送ポンプとを具備してなるものである。
【0007】請求項4の発明は、請求項3の発明の坑内
掘削土の輸送設備であって、前記圧送装置は、前記圧送
ポンプの前段に、輸送するべき坑内掘削土を破砕する破
砕機を具備してなるものである。
【0008】請求項5の発明は、請求項3または4記載
の坑内掘削土の輸送設備であって、輸送するべき坑内掘
削土を前記圧送装置に搬送するための搬送手段を具備し
てなるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態である坑
内掘削土の輸送方法および輸送設備の実施形態を説明す
るための系統図、図2は坑内における配置図である。本
実施形態の坑内掘削土の輸送方法および輸送設備は、周
知の泥水式シールド機による泥水式シールド工法によっ
て坑掘削を行う際に、切羽から発生する掘削土を通常の
ように泥水と混合して流体輸送を行うことに加え、切羽
以外から発生する坑内掘削土も同じく流体輸送するもの
であり、そのための坑内掘削土の圧送装置1を坑内に備
えているものである。
【0010】すなわち、本実施形態においては、従来の
泥水式シールド工法の場合と同様に、泥水式シールド機
(図示略)と地上に設置した泥水処理プラント2とを排
泥ライン3および送泥ライン4により接続し、切羽で発
生した掘削土を泥水と混合して排泥ライン3を通して泥
水処理プラント2まで流体輸送し、そこで泥水と掘削土
とを分離して掘削土を廃棄、処分するとともに、泥水は
送泥ライン4により切羽に戻して循環させるようになっ
ている。そして、そのような泥水の循環を行うために、
排泥ライン3には複数の供給側圧送ポンプ(符号PD、
P2〜P6、PE、PE’で示す)が備えられていると
ともに、送泥ライン4にも複数の返送側圧送ポンプ(符
号P1−1〜3で示す)が備えられ、かつ要所にバイパ
スバルブが備えられている他、図示を略しているが各種
の補機類、制御機器類が備えられているものである。ま
た、泥水処理プラント2には泥水と掘削土とを分離する
ための諸機器および水槽類、すなわち図1に示すように
調整槽、一次処理槽、土砂ヤード、原水槽、貯泥槽、清
水槽、フィルタープレス、ケーキヤード、濾液水槽、濁
水処理装置、PH処理槽、等が備えられているものであ
る。
【0011】以上の構成に加えて坑内に備えられている
上記の圧送装置1は、切羽以外の坑内から発生する坑内
掘削土を上記の排泥ライン3に対して圧送するためのも
のであり、坑内掘削土を破砕する破砕機5と、その破砕
機5により破砕した坑内掘削土と送泥ライン4からの泥
水とを混合撹拌するための混合タンク6と、それら破砕
機5と混合タンク6との間に配置された圧送ポンプ7を
備え、破砕機5により破砕した坑内掘削土を圧送ポンプ
7により混合タンク6に圧送してそこで混合泥水となす
とともにその混合泥水を排泥ライン3に圧送するように
なっている。そして、破砕機5の前段には、中間マンホ
ール等を施工するための立坑掘削を深礎工法等により行
う際に発生する坑内掘削土(深礎掘削土)を破砕機5に
搬送するためのロータリーポンプ8と、坑内を拡幅する
ための掘削の際に発生する坑内掘削土(拡幅掘削土)を
破砕機5に搬送するためのポータブルコンベア9が設置
可能とされている。
【0012】上記の破砕機5はたとえば可変速油圧モー
タにより駆動されるもので、坑内掘削土を40mm程度
の大きさに破砕し、それをスクリューコンベア10によ
り圧送ポンプ7に移送するものである。
【0013】上記の圧送ポンプ7は、たとえば可変速油
圧モーターにより駆動される可変プランジャーポンプで
あって、破砕機5から送られてきた坑内掘削土をフィー
ダー11により受けて混合タンク6に圧送し、その混合
タンク6を経て排泥ライン3に圧送するものである。圧
送ポンプ7の出口側にはこの圧送ポンプ7と連動して開
閉する圧送弁12が設けられており、この圧送弁12は
圧送ポンプ7が運転されるときのみ開かれることで排泥
ライン3における泥水圧力を保持しかつ泥水の逆流を防
止するようになっている。また、図示は省略している
が、圧送ポンプ7に備えられているフィーダー11の上
部には超音波レベル検出器が取り付けられていてフィー
ダー11内の掘削土量が連続的に計測されるようになっ
ている。さらに、圧送ポンプ7が空転してフィーダー1
1から空気を吸い込むことを防止し、かつ破砕機5から
フィーダー11への過剰投入を防止するために、フィー
ダー11側面の上下には静電式レベルスイッチが取り付
けられており、フィーダー11内の坑内掘削土のレベル
が上限および下限を越えた際に警報を発するとともに、
その検知信号に基づいて圧送ポンプ7の起動と停止、圧
送弁12の開閉が制御されるようになっている。
【0014】上記の混合タンク6は、圧送ポンプ7によ
り圧送された坑内掘削土と、送泥ライン4からの泥水と
がここで混合され、その混合泥水が排泥ライン3に圧送
されるものである。混合タンク6に接続されている各管
路にはそれぞれ圧力計13が設けられ、それら圧力計1
3により検出される各部の圧力に応じて圧送ポンプ7、
圧送弁12、送泥調整弁14が制御されて、送泥ライン
4からの泥水量と圧送ポンプ7からの坑内掘削土の圧送
量がそれぞれ適正に制御されるようになっている。な
お、この混合タンク6としてはたとえば呼称14B程度
の大径のチーズ(鋼管継手)を加工して製作することが
でき、その側面には点検口を設けておくと良い。
【0015】上記のロータリーポンプ8は、深礎掘削土
等を坑内に投入するためのシャフト15の下部に取り付
けられ、たとえば可変速油圧モータにより駆動されて適
正量の深礎掘削土等を破砕機5まで搬送するためのもの
である。また、上記のポータブルコンベア9は坑内を拡
幅する掘削を行うに際して上記のロータリーポンプ8に
代えて、あるいはそれに加えて、坑内に配置されて拡幅
掘削土を破砕機5に搬送するためのものであり、これは
汎用のものを用いれば良い。
【0016】さらに、上記の破砕機5、圧送ポンプ7、
ロータリーポンプ8には、送泥ライン4から分岐された
泥水供給管16を通して泥水の一部が供給可能とされて
おり、必要に応じて適量の泥水をそれらに供給すること
で坑内掘削土の粘性を適正に維持できるようになってい
る。また、図示は省略しているが、空気抜き弁や安全
弁、バイパス弁、保守用の手動操作弁、制御および計測
ならびにデータ採取用の各種センサや制御機器類が必要
カ所に設けられ、坑内の要所には図2に示すように上記
各機器の駆動源である油圧ユニットや操作盤が設置され
ている。
【0017】上記構成の圧送装置1により、坑内掘削土
を排泥ライン3に圧送することにより、切羽からの掘削
土のみならず、深礎掘削土や拡幅掘削土等の坑内掘削土
をも連続的に流体輸送することが可能となり、従来にお
いては搬送台車やダンプトラックにより搬送していた坑
内掘削土の輸送効率を格段に向上させることができる。
勿論、そのように流体輸送した坑内掘削土は泥水処理プ
ラント2において支障なく分離して廃棄処分することが
できるし、流体輸送設備全体は従来の泥水式シールド工
法におけるものをほぼそのまま使用できるので合理的で
あり、さしたるコスト増にはならない。しかも、輸送距
離が長い場合や輸送経路が急勾配であっても支障なく適
用することができる。
【0018】特に本実施形態の圧送装置1は、坑内掘削
土を破砕機5により破砕し、破砕した坑内掘削土を圧送
ポンプ7により圧送して混合タンク6において泥水と混
合撹拌した上で排泥ライン3に圧送する構成であるの
で、泥水が加圧状態で循環している排泥ライン3に対し
て、シールド機が掘進作業中であっても坑内掘削土を支
障なく割り込ませることができる。
【0019】なお、圧送装置1の構成、特に破砕機5、
圧送ポンプ7、混合タンク6等の具体的な構成は、坑内
掘削土を泥水と効率的に混合撹拌して排泥ライン3に割
り込ませることができるものである限りにおいて任意で
あり、上記実施形態のものに限定されることなく種々の
設計的変更が可能であることは当然である。
【0020】また、坑内掘削土が固結している土質の場
合には上記実施形態のように破砕機5により破砕してか
ら圧送ポンプ7に導くことが好ましいが、坑内掘削土が
砂や軟弱土等であって破砕の必要がない場合には、上記
実施形態における破砕機5を省略し、坑内掘削土をその
まま圧送ポンプ7に導けば良い。
【0021】さらに、上記実施形態では坑内掘削土を圧
送装置1まで搬送するための搬送手段として深礎掘削等
を行う際に用いるロータリーポンプ8と地中拡幅時に用
いるポータブルコンベア9を例示したが、他の適宜の搬
送手段も勿論採用可能であるし、深礎掘削土や拡幅掘削
土のみならず坑内において手掘りにより発生した少量の
掘削土や坑内清掃により各所から集めた残土等も、ポー
タブルコンベア9や破砕機5、圧送ポンプ7に投入する
ことで流体輸送できることは言うまでもない。
【0022】
【発明の効果】請求項1の発明は、切羽以外で発生する
深礎掘削土や拡幅掘削土等の坑内掘削土を送泥ラインか
らの泥水と混合し、その混合泥水を排泥ラインに圧送す
ることで、坑内掘削土を排泥ラインを通して坑外に流体
輸送するので、切羽からの掘削土のみならず坑内掘削土
の流体輸送も可能となり、したがって坑内掘削土を効率
的に輸送することができる。
【0023】請求項2の発明は、坑内掘削土を坑内にお
いて破砕して圧送するので、坑内掘削土が固結している
ような場合であっても支障なく圧送することができる。
【0024】請求項3の発明は、坑内掘削土を排泥ライ
ンに圧送するための圧送装置を備え、その圧送装置は、
坑内掘削土と送泥ラインからの泥水とを混合撹拌する混
合タンクと、坑内掘削土を混合タンクに圧送して混合泥
水となすとともにその混合泥水を排泥ラインに圧送する
圧送ポンプとを具備してなるものであるから、坑内掘削
土と泥水との混合撹拌を効率的に行うことができるとと
もに、坑内掘削土の排泥ラインへの割り込みを支障なく
行うことができ、しかも従来の泥水式シールド工法にお
ける泥水流体輸送設備をほぼそのまま使用することがで
き、上記輸送方法を有効に実施することができる。
【0025】請求項4の発明は、圧送ポンプの前段に坑
内掘削土を破砕する破砕機を備えたので、坑内掘削土が
固結しているような場合であっても破砕機により破砕す
ることで支障なく圧送することができる。
【0026】請求項5の発明は、坑内掘削土を圧送装置
に搬送するためのロータリーポンプやポータブルコンベ
ア等の搬送手段を具備するので、深礎掘削土や拡幅掘削
土等の坑内掘削土の坑内搬送を支障なく効率的に行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の坑内掘削土の輸送方法および輸送設
備の実施形態を説明するための系統図である。
【図2】 同、坑内における配置図である。
【符号の説明】
1 圧送装置 2 泥水処理プラント 3 排泥ライン 4 送泥ライン 5 破砕機 6 混合タンク 7 圧送ポンプ 8 ロータリーポンプ(搬送手段) 9 ポータブルコンベア(搬送手段) 10 スクリューコンベア 11 フィーダー 12 圧送弁 13 圧力計 14 送泥調整弁 15 シャフト 16 泥水供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室井 孝 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 伊藤 正男 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 松本 秀樹 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 Fターム(参考) 2D054 AC05 CA03 DA02 DA03 DA12 DA35 DA37

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 泥水圧により切羽を保持するとともに、
    切羽で発生した掘削土を泥水と混合して排泥ラインを通
    して坑外に流体輸送し、坑外の泥水処理プラントにおい
    て泥水と掘削土とを分離して泥水を送泥ラインにより切
    羽に戻して循環させる構成の泥水式シールド工法に適用
    され、切羽以外で発生した坑内掘削土を坑外に輸送する
    ための坑内掘削土の輸送方法であって、輸送するべき坑
    内掘削土を前記送泥ラインからの泥水と混合し、該混合
    泥水を前記排泥ラインに圧送して該排泥ラインを通して
    坑外に流体輸送することを特徴とする坑内掘削土の輸送
    方法。
  2. 【請求項2】 輸送するべき坑内掘削土を坑内において
    破砕して前記泥水と混合することを特徴とする請求項1
    記載の坑内掘削土の輸送方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の坑内掘削土の輸
    送方法に適用される坑内掘削土の輸送設備であって、前
    記坑内掘削土を前記排泥ラインに圧送する圧送装置を備
    え、該圧送装置は、前記坑内掘削土と前記送泥ラインか
    らの泥水とを混合撹拌する混合タンクと、前記坑内掘削
    土を前記混合タンクに圧送して混合泥水となすとともに
    該混合泥水を前記排泥ラインに圧送する圧送ポンプとを
    具備してなることを特徴とする坑内掘削土の輸送設備。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の坑内掘削土の輸送設備で
    あって、前記圧送装置は、前記圧送ポンプの前段に、輸
    送するべき坑内掘削土を破砕する破砕機を具備してなる
    ことを特徴とする坑内掘削土の輸送設備。
  5. 【請求項5】 請求項3または4記載の坑内掘削土の輸
    送設備であって、輸送するべき坑内掘削土を前記圧送装
    置に搬送するための搬送手段を具備してなることを特徴
    とする坑内掘削土の輸送設備。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007009576A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Fukuda Corp 掘削土砂排出装置及びシールド装置
JP2010270477A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Shimizu Corp 泥濃式推進装置及び掘削土砂の連続排土方法

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