JP2000320294A - Sedimentary state monitoring method for earth and sand in sludge withdrawal pipe and stoppage prevention method for sludge withdrawal pipe - Google Patents

Sedimentary state monitoring method for earth and sand in sludge withdrawal pipe and stoppage prevention method for sludge withdrawal pipe

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JP2000320294A
JP2000320294A JP12937899A JP12937899A JP2000320294A JP 2000320294 A JP2000320294 A JP 2000320294A JP 12937899 A JP12937899 A JP 12937899A JP 12937899 A JP12937899 A JP 12937899A JP 2000320294 A JP2000320294 A JP 2000320294A
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JP
Japan
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pipe
sediment
flow meter
pressure
monitoring
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JP12937899A
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Japanese (ja)
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Koichi Kurosaki
孝一 黒崎
Katsumi Wada
克己 和田
Manabu Kurata
学 倉田
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Sato Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Sato Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect whether or not there is an earth and sand sediment in a sludge withdrawal pipe and, at the same time, to facilitate the specification of a sedimentary place. SOLUTION: Electromagnetic flowmeters 4 and 5 are respectively arranged at the end positions of an earth and sand sedimentary state monitoring section of a sludge withdrawal pipe 2, at the same time, pressure gauges 61-6E for measuring pressure in the pipe are arranged n a sludge withdrawal pipe section held between the electromagnetic flowmeters 4 and 5, detection is made whether there is an earth and sand sediment in the sludge withdrawal pipe 2 based on relative difference of measured value information from the electromagnetic flowmeters 4 and 5 and measured value information from the pressure gauges 61-6E and, at the same time, the specification of an earth and sand sedimentary place is made.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばシールド
掘削などの地盤掘削において、シールド機によって掘削
された土砂を坑外に輸送するために設けられる排泥管の
土砂堆積状況をリアルタイムで監視するとともに、堆積
箇所の特定が容易に行えるようにした土砂堆積状況監視
方法および排泥管の閉塞を未然に防止するようにした排
泥管の閉塞防止方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to real-time monitoring of the sediment accumulation state of a mud pipe provided for transporting earth and sand excavated by a shield machine outside a mine in ground excavation such as shield excavation. The present invention also relates to a method for monitoring a sediment accumulation state in which sedimentation locations can be easily specified, and a method for preventing obstruction of a sludge pipe in order to prevent obstruction of the sludge pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、シールド機などの全断面掘削
機を用いたトンネル工事では、掘削された土砂を坑外に
搬出するための流体輸送用管路が坑内に沿って配設され
る。たとえば、泥水式シールドや泥土加水式シールドの
場合には、シールド機の掘進に伴って漸次延長しながら
トンネル後方側に沿って送泥管(送水管)および排泥管
(排土管)が配設され、立坑を通って地上に設置された
泥水(泥土)処理設備に接続されている。
2. Description of the Related Art For example, in tunnel construction using a full-section excavator such as a shield machine, a fluid transport pipeline for carrying excavated earth and sand out of a pit is provided along the pit. For example, in the case of a muddy shield or a muddy water shield, a mud pipe (water pipe) and a mud pipe (discharge pipe) are installed along the rear side of the tunnel while gradually extending as the shield machine excavates. It is connected to a mud (mud) treatment facility installed on the ground through a shaft.

【0003】前者の泥水式シールドの例で言えば、前記
泥水処理設備から送泥管によってシールド機まで送られ
る泥水は、排泥管を通じて泥水処理設備まで送られてき
た掘削泥水から粗粒分が分級された後、ベントナイトや
CMC(ナトリウムカルボキシメチルセルローズ)など
により作泥・調整された泥水であり、管内での閉塞はあ
まり問題とならないが、掘削土砂を含む泥水を輸送して
いる排泥管の方は、輸送が困難な径以上の礫、例えば5
0〜70mm以上の礫については礫分離装置により予め取
り除いたり、輸送できる径に破砕するようにしているも
のの、それ以外の礫については他の掘削土砂および泥水
と共に排泥管内を輸送している。
[0003] In the former example of the muddy water shield, the muddy water sent from the muddy water treatment equipment to the shield machine by a mud pipe is composed of coarse particles from the excavated muddy water sent to the muddy water treatment equipment through a mud discharge pipe. After being classified, it is muddy water prepared and adjusted by bentonite, CMC (sodium carboxymethylcellulose), etc. Blockage in the pipe does not cause much problem, but the mud drainage pipe that transports muddy water containing excavated earth and sand Is larger than the diameter that is difficult to transport, such as 5
Gravel of 0 to 70 mm or more is removed in advance by a gravel separator or crushed to a diameter that can be transported, but other gravel is transported together with other excavated earth and sand and muddy water in the drainage pipe.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】シールド掘削土の場合
は、前述した礫の他に、砂、シルト、粘土、水、空気お
よびその他の物質等、種々の物質から構成され、かつそ
れぞれの物質の構成割合はシールド掘進に伴って大幅に
変化し、かつ排泥管経路内部では掘削土の比重、粒度構
成、含水比等が配管部位毎に異なり、さらに圧送され移
動する過程で多種多様に変化する。そして、特に砂礫の
含有率が高い場合には、砂礫が排泥管経路内部で分離し
易く、その結果、相対的に粒径の大きなものが最初に管
底部に沈降・滞留することがきっかけとなって徐々に堆
積を生じ、最悪の場合には管路の閉塞を招くことがあっ
た。一旦、管路の閉塞が生じた場合には、何百〜何千m
にも及ぶ排泥管からその閉塞部位を特定することが困難
となり、復旧するまでに多大な時間と手間が掛かってい
た。
In the case of shield excavated soil, besides the above-mentioned gravel, it is composed of various substances such as sand, silt, clay, water, air and other substances. The composition ratio changes drastically with the shield excavation, and the specific gravity, particle size composition, water content, etc. of the excavated soil inside the drainage pipe path differ for each pipe part, and further vary in the course of pumping and moving . And especially when the content of gravel is high, gravel is easy to separate inside the mud pipe route, and as a result, relatively large particles first settle and stay at the bottom of the pipe. In the worst case, there was a case where a pipe line was blocked. Once the pipeline is blocked, hundreds to thousands of meters
It became difficult to identify the blockage site from the exhaust pipes extending to a large extent, and it took a great deal of time and effort to recover.

【0005】そこで本発明の第1の課題は、排泥管内で
の土砂堆積状況を監視でき、管路内における土砂堆積の
有無を簡単に検出できるようにするとともに、堆積箇所
の特定が容易に行えるようにした排泥管内における土砂
の堆積状況監視方法を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to monitor the state of sediment accumulation in a drainage pipe, to easily detect the presence or absence of sediment accumulation in a pipeline, and to easily identify the accumulation location. It is an object of the present invention to provide a method for monitoring the sedimentation state of sediment in a drainage pipe, which can be performed.

【0006】また第2の課題は、前記土砂の堆積状況監
視方法を応用することにより、排泥管の閉塞を未然に防
止するようにした排泥管の閉塞防止方法を提供すること
にある。
A second object of the present invention is to provide a method for preventing blockage of a drainage pipe, which prevents the blockage of a drainage pipe by applying the method of monitoring the state of sediment accumulation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記第1課題を解決する
ための本第1発明は、離間をおいて排泥管の少なくとも
複数箇所に、流速変化に基づく流量計を配設し、これら
流量計による計測値情報の相対差に基づいて前記排泥管
内での土砂堆積の有無を監視するようにしたことを特徴
とするものである。
According to a first aspect of the present invention, a flow meter based on a change in flow velocity is provided at least at a plurality of locations of a drain pipe at a distance. The present invention is characterized in that the presence or absence of sediment accumulation in the exhaust pipe is monitored based on the relative difference of the measurement value information by the meter.

【0008】たとえば、流速変化に基づく流量計として
代表される、電磁流量計を用いた例で言えば、電磁流量
計は流量計内部を通過する導電体の流速に比例して生じ
る誘起電流を測定することにより流量を計測する流量測
定機器であり、仮に排泥管内を泥水が均一かつ一様に移
動しているならば、管路のどの位置に流量計を設置して
も流量値は一定となる。しかし、一旦排泥管内の所定箇
所で堆積が生じると、堆積箇所では相対的に流動性が低
く流れ難い性状の泥水分は堆積土砂の表面を相対的に遅
い速度で流下し、一方相対的に流動性が高く流れ易い性
状の泥水分は管路の上部側を相対的に早い速度で優越的
に流下する傾向となるため、堆積が生じている区間およ
び堆積箇所の下流側に設置された電磁流量計の計測値が
上昇するようになる。
[0008] For example, in an example using an electromagnetic flow meter typified by a flow meter based on a change in flow velocity, the electromagnetic flow meter measures an induced current generated in proportion to the flow velocity of a conductor passing through the inside of the flow meter. This is a flow measurement device that measures the flow rate by measuring the flow rate.If the muddy water is moving uniformly and uniformly in the drainage pipe, the flow rate value will be constant regardless of where the flow meter is installed in the pipeline. Become. However, once sedimentation occurs at a predetermined location in the drainage pipe, mud water, which has relatively low fluidity and is difficult to flow at the deposition site, flows down the surface of the sediment at a relatively slow speed, while relatively Mud water that has high fluidity and easily flows tends to preferentially flow down the upper part of the pipeline at a relatively high speed, so electromagnetic waves installed downstream of the section where the sedimentation occurs and the sedimentation point The measured value of the flow meter increases.

【0009】前述した堆積発生時の泥水輸送状況からす
れば、仮に排泥管の下流側に設置された1台の電磁流量
計を監視し続ければ、電磁流量計の計測値が高くなった
ことをもって管路内の堆積が検出できることになるが、
実際には排泥管内を輸送される泥水の性状によって電磁
流量計の計測値が上下するため1台の電磁流量計のみの
計測値に基づいて堆積の有無を判断することは困難であ
る。すなわち、泥水は掘削地盤の性状によって砂礫、
砂、シルト等の物質構成が絶えず変化することは前述し
たとおりであり、輸送性の点からすると、管路底部に堆
積し易い比較的粒径の大きな土砂と、流れ易い比較的粒
径の小さな土砂とが混在し、掘削している地盤性状によ
ってその構成比率は絶えず変化している。電磁流量計は
管路の上部側を流れる流速の早い比較的粒径の小さな物
質の影響を受け、実際の流量が同じであっても掘削土砂
の性状によって計測値が変化するため、前記排泥管の下
流側に設置された1台の電磁流量計の計測値をもって堆
積の有無を判断することは困難であった。
In view of the muddy water transport situation at the time of the sedimentation described above, if one electromagnetic flow meter installed downstream of the mud pipe is continuously monitored, the measured value of the electromagnetic flow meter becomes high. Can detect the accumulation in the pipeline,
Actually, the measured value of the electromagnetic flow meter fluctuates depending on the properties of muddy water transported in the mud pipe, and it is difficult to determine the presence or absence of accumulation based on the measured value of only one electromagnetic flow meter. That is, muddy water is gravel,
As described above, the material composition of sand, silt, etc. constantly changes.From the viewpoint of transportability, relatively large-sized earth and sand that easily accumulates at the bottom of the pipeline and relatively small-sized particles that easily flow at the bottom. The composition ratio is constantly changing depending on the nature of the excavated ground because of the mixture of earth and sand. The electromagnetic flow meter is affected by a substance having a relatively small particle size and a high flow velocity flowing through the upper part of the pipeline, and even if the actual flow rate is the same, the measurement value changes depending on the properties of the excavated earth and sand. It was difficult to determine the presence or absence of deposition based on the measurement value of one electromagnetic flow meter installed downstream of the pipe.

【0010】そこで本発明では、排泥管に対して離間を
おいた位置に複数台の電磁流量計を配設し、これら流量
計による計測値情報を比較することによって前記泥水性
状による計測誤差を相殺して的確に管内堆積の有無を判
定できるようにした。たとえば後述のような配置態様、
すなわち排泥管の土砂堆積状況監視区間の端部位置にそ
れぞれ流量計を配設した場合を考えると、管内堆積が発
生した場合には前述した理由により下流側に設置された
電磁流量計の計測値が高くなって表れる。この際に、管
内には同一性状の泥水が輸送されていることから、仮に
泥水性状による影響によって流量計測値が上昇した場合
には、上流側に設置された電磁流量計の計測値も同様に
上昇しているはずであるから、下流側に設置された電磁
流量計の計測値が上昇した理由が泥水物性に起因するも
のであるか、多管内堆積に起因するものであるかは上流
側に設置された電磁流量計による計測値と比較すること
によって可能となる。つまり、流量計測値に相対差があ
る場合には管内堆積が生じていると判断でき、相対差が
生じていない場合には泥水性状による影響であると判断
できる。
Therefore, in the present invention, a plurality of electromagnetic flowmeters are arranged at positions spaced apart from the drainage pipe, and the measurement value information from these flowmeters is compared to reduce the measurement error due to the muddy water condition. It is possible to accurately determine the presence or absence of accumulation in the pipe by canceling each other. For example, an arrangement mode as described below,
In other words, considering the case where a flow meter is installed at the end of the sediment accumulation monitoring section of the mud pipe, if the sedimentation in the pipe occurs, the measurement of the electromagnetic flow meter installed on the downstream side for the above-mentioned reason Higher values appear. At this time, since muddy water of the same nature is transported in the pipe, if the flow rate measurement value rises due to the influence of the muddy water state, the measurement value of the electromagnetic flow meter installed on the upstream side also Since the measured value of the electromagnetic flow meter installed on the downstream side should have risen, it is determined whether the reason for the increase due to the muddy physical properties or the multi-pipe sedimentation is on the upstream side. This is made possible by comparing the measured values with the installed electromagnetic flowmeter. That is, when there is a relative difference between the flow rate measurement values, it can be determined that the accumulation in the pipe has occurred, and when there is no relative difference, it can be determined that the influence is due to the muddy state.

【0011】次いで、第2発明は、前記排泥管に沿って
所定間隔で管内圧力を計測するための圧力計を配設し、
これら圧力計による計測値情報に基づいて排泥管内での
土砂堆積の有無および/または土砂堆積箇所の特定を行
うようにしたことを特徴とするものである。排泥管内で
仮に堆積が生じているとすると、この堆積箇所では管内
流下断面積は小さくなり、同量の泥水を圧送し続けたと
すると、堆積が生じている箇所では管内面積の縮小に伴
って管内圧力が上昇する。したがって、排泥管に配設さ
れた各圧力計の圧力変動を比較検討することにより排泥
管内での土砂堆積の有無が検出できるようになるととも
に、土砂が堆積している箇所を迅速に特定できるように
なる。
Next, according to a second aspect of the present invention, there is provided a pressure gauge for measuring the pressure in the pipe at predetermined intervals along the drain pipe,
It is characterized in that the presence / absence of sedimentation and / or the location of the sedimentation in the mud pipe are specified based on the information measured by these pressure gauges. Assuming that sedimentation occurs in the drainage pipe, the downflow cross-sectional area in the pipe becomes smaller at this deposition point, and if the same amount of muddy water continues to be pumped, the pipe area decreases with the decrease in the pipe area at the point where deposition occurs. The pipe pressure increases. Therefore, by comparing and examining the pressure fluctuations of each pressure gauge installed in the mud pipe, the presence or absence of sediment accumulation in the mud pipe can be detected, and the location where sediment is accumulated can be quickly identified. become able to.

【0012】好適な具体的態様に係る本第3発明は、排
泥管の土砂堆積状況監視区間の端部位置に、それぞれ流
速変化に基づく流量計を配設するとともに、前記流量計
によって挟まれた排泥管区間内に所定間隔で管内圧力を
計測するための圧力計を配設し、これら流量計による計
測値情報の相対差および圧力計による計測値情報に基づ
いて排泥管内での土砂堆積の有無および土砂堆積箇所の
特定を行うようにしたことを特徴とするものである。本
第3発明は、管内堆積の有無は土砂堆積状況監視区間の
端部位置に夫々配設された各々の流量計による計測値情
報の相対差により行い、堆積が生じた場合の堆積箇所の
特定を圧力計による計測値情報に基づいて行うようにし
たものである。この態様では、流量計の設置数を最小限
とすることができる。
According to a third aspect of the present invention, a flow meter based on a change in flow velocity is provided at an end position of a sediment accumulation monitoring section of a drainage pipe, and the flow meter is sandwiched between the flow meters. A pressure gauge for measuring the pressure in the pipe at predetermined intervals is provided in the drain pipe section, and the sediment in the pipe is measured based on the relative difference between the information measured by the flow meters and the information measured by the pressure gauge. It is characterized in that the presence or absence of sedimentation and the location of sedimentation are specified. According to the third aspect of the present invention, the presence or absence of accumulation in the pipe is determined based on a relative difference of measurement value information obtained by the respective flow meters disposed at the end positions of the sediment accumulation status monitoring section, and identification of the accumulation location when accumulation occurs Is performed based on the measurement value information obtained by the pressure gauge. In this aspect, the number of installed flow meters can be minimized.

【0013】次いで、前記第2課題を解決するための本
第4発明は、掘削機によって掘削された土砂を泥水と共
に輸送する場合の排泥管の閉塞防止方法であって、排泥
管に対して請求項1〜3いずれかに記載の堆積状況監視
方法に従って流量計および/または圧力計を配設して排
泥管内の土砂堆積状況を監視するとともに、前記流量計
および/または圧力計による計測値に基づいて少なくと
も前記掘削機の掘削ヘッド面部に混入される作泥材の混
入量、シールド掘進速度、排泥ポンプ能力および注水量
の内の少なくとも1以上を可変制御することを特徴とす
るものである。本土砂堆積状況監視方法の特徴点の一つ
として、リアルタイムで管内の土砂堆積状況を監視でき
る点を挙げることができ、これらの計測値情報に基づい
て、掘削機の掘進に併行して作泥材の混入量等を可変制
御することにより未然に排泥管が閉塞するのを防止でき
るようになる。
Next, a fourth aspect of the present invention for solving the second problem is a method for preventing blockage of a drainage pipe when transporting earth and sand excavated by an excavator together with muddy water. A flow meter and / or a pressure gauge is provided according to the deposition status monitoring method according to any one of claims 1 to 3 to monitor the sedimentation status of the sediment in the mud pipe, and measurement by the flow meter and / or the pressure gauge. At least one of at least one of the mixing amount of mud material mixed into the excavating head surface portion of the excavator, the shield excavation speed, the mud pumping capacity and the water injection amount is variably controlled based on the value. It is. One of the features of the method for monitoring the sedimentation status of the main soil is that it can monitor the sedimentation status in the pipes in real time. By variably controlling the mixing amount of the material and the like, it is possible to prevent the exhaust pipe from being blocked in advance.

【0014】なお、本明細書における「堆積」には堆積
が進行した結果の管路閉塞の意味をも含むものである。
It should be noted that the term “deposition” in the present specification includes the meaning of blockage of a pipe as a result of the progress of deposition.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳述する。図1はシールド掘削に
本発明に係る土砂堆積状況監視方法を適用した場合の測
定機器配設要領図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the arrangement of measuring instruments when the method for monitoring the state of sediment accumulation according to the present invention is applied to shield excavation.

【0016】図1において、切羽Sでは図示されないシ
ールド機によって掘削が行われ、掘削された土砂は排泥
管2を介して地上に配設された泥土処理設備3まで輸送
される。ここで粗粒分が除去された後、一部はベントナ
イトやCMC(ナトリウムカルボキシメチルセルロー
ズ)などにより作泥・調整され、再び送泥管を通してシ
ールド機まで送られる。また、残りは固化処理された
後、廃棄処分される。なお、送泥管については図中では
省略されている。
In FIG. 1, excavation is performed at a face S by a shield machine (not shown), and the excavated earth and sand is transported to a mud treatment facility 3 disposed on the ground via a mud pipe 2. Here, after the coarse particles are removed, a part is formed and adjusted with bentonite, CMC (sodium carboxymethylcellulose) or the like, and sent again to the shield machine through a mud pipe. The rest is solidified and then disposed of. Note that the mud pipe is omitted in the figure.

【0017】前記シールド機によって掘削された土砂
は、図示されない礫分級装置によって大径の礫が取り除
かれた後、輸送開始端に設置された排泥用ポンプP
よび前記排泥管2の中間に所定の間隔で直列的に設置さ
れた複数台の排泥用ポンプP〜Pによって排泥管2
内を輸送されるようになっている。なお、前記排泥用ポ
ンプP〜Pとしては、通常高粘性で粗大径の礫を含
む泥水を輸送できるように2〜3枚羽根の渦巻きポンプ
や複連式ピストンポンプなどが使用される。
The sediment excavated by the shield machine, after the gravel of a large diameter is removed by a not shown gravel classifier, installed in transportation starting end a discharge intermediate mud pumps P 1 and the Haidorokan 2 Hydro pipe 2 by serially the installed plurality of discharge mud pump P 2 to P E at predetermined intervals
It is to be transported inside. Incidentally, as the discharge mud pump P 1 to P E, such as a centrifugal pump or Fukuren piston pumps 2-3 bladed is used to allow transport mud containing gravel coarse size in the normal high viscosity .

【0018】本土砂堆積状況監視システム1において
は、排泥管2の複数箇所に対して、具体的に図示例では
排泥ポンプPが設置された輸送開始端の近傍位置に対
して電磁流量計4を設置するとともに、立坑近傍位置に
対して電磁流量計5を設置し、これら電磁流量計4,5
によって計測された流量計測値が信号ケーブル7を介し
て管理事務所8内に設置されたコンピューター10に入
力されるようになっている。なお、符号4A、5Aはア
ナログ量をデジタル量に変換かつ増幅するためのA/D
変換・増幅装置である。
[0018] In this sedimentation condition monitoring system 1, the electromagnetic flow relative to multiple locations Haidorokan 2, a position near the transport starting end Hydraulic pumps P 1 is installed in the specifically illustrated examples In addition to installing the electromagnetic flowmeters 4 and 5 at the position near the shaft,
The measured flow rate is input to the computer 10 installed in the management office 8 via the signal cable 7. Reference numerals 4A and 5A denote A / Ds for converting and amplifying analog amounts to digital amounts.
It is a conversion / amplification device.

【0019】また、前記電磁流量計4,5によって挟ま
れた排泥管区間内には所定間隔で圧力発信器6〜6
が配設され、各圧力発信器6〜6によって計測され
た管内圧力が信号ケーブル7を介して管理事務所8に設
置されたコンピューター10に入力されるようになって
いる。また、前記排泥管2には前記圧力発信器6〜6
とは別に坑内に居る作業員が直接、排泥管2内の圧力
値を目視計測できるように圧力ゲージ9〜9が配設
されている。前記圧力発信器6および圧力ゲージ9の配
設間隔は、配置ピッチが小さければ排泥管2内での堆積
箇所の特定が精度良く行われるようになるが、設置機器
数が多くなるため、好ましくは100〜200m程度の
間隔で配置するようにするのが望ましい。
Further, the electromagnetic flow meter pressure transmitter 6 at predetermined intervals in the waste sludge pipe section flanked by 4, 5 1 to 6 E
Is arranged, and the in-pipe pressure measured by each of the pressure transmitters 6 1 to 6 E is input to the computer 10 installed in the management office 8 via the signal cable 7. Further, the drainage pipe 2 has the pressure transmitters 6 1 to 6.
E Separately worker who is in underground directly from the pressure gauge 9 1 to 9 n are arranged so as to be able visually measured value of the pressure in the Haidorokan 2. When the arrangement pitch of the pressure transmitter 6 and the pressure gauge 9 is small, the location of deposition in the sludge pipe 2 can be specified with high accuracy if the arrangement pitch is small. Are preferably arranged at intervals of about 100 to 200 m.

【0020】かかる堆積状況監視システム1において、
仮に図2に示されるように、排泥ポンプPと排泥ポン
プPとの間で土砂堆積が生じているとすると、この土
砂堆積箇所Aでは輸送される掘削泥水分の内、相対的に
液状に近い流れ易い性状の泥水分が管路の上部側を優越
的に早い速度で流下するようになるため、前記土砂堆積
箇所Aより下流側では泥水の流速が早くなり、下流側に
設置された電磁流量計5の流量計測値が上昇するように
なる。前述のように、電磁流量計4,5の計測値は輸送
される泥水性状によっても変化するため、上流側に設置
された電磁流量計4による計測値と比較を行い、上流側
電磁流量計4も同様に流量計測値が上昇している場合に
は泥水性状による影響と判断され、また上流側電磁流量
計4の計測値に比較して下流側電磁流量計5のみが上昇
している場合には管路の途中で土砂堆積が生じていると
判断される。
In the deposition status monitoring system 1,
If as shown in FIG. 2, when sedimentation occurs between the waste sludge pump P n and the waste sludge pump P E, of the drilling mud fraction is this the sedimentation point A transport, relative Since the mud water having the property of being easy to flow is almost liquid and flows down the upper part of the pipeline at a high speed, the flow velocity of the mud becomes higher at the downstream side than the sedimentation point A, and it is installed at the downstream side. The measured flow value of the electromagnetic flow meter 5 is increased. As described above, since the measured values of the electromagnetic flow meters 4 and 5 also change depending on the muddy water transported, the measured values are compared with those measured by the electromagnetic flow meter 4 installed on the upstream side. Similarly, when the flow rate measurement value is increasing, it is determined that the influence is due to the muddy state, and when only the downstream electromagnetic flow meter 5 is increasing compared to the measurement value of the upstream electromagnetic flow meter 4, It is judged that sedimentation has occurred in the middle of the pipeline.

【0021】前記電磁流量計4,5との間の区間には所
定の間隔で圧力発信器6〜6が配設されており、こ
れらの圧力発信器6〜6の計測値情報に基づいて管
内の圧力変動を検討することにより土砂堆積箇所Aが特
定できるようになる。すなわち、図2に示されるよう
に、排泥ポンプPとPとの間で土砂堆積が生じてい
るとすると、管内圧力分布は堆積が生じている箇所Aの
圧力値が他よりも大きくなるため、管内圧力が上昇して
いる区間を見つけることにより堆積箇所Aの位置を特定
できるようになる。
[0021] The in section between the electromagnetic flow meter 4 and 5 are disposed a pressure transmitter 6 1 to 6 E at a predetermined interval, the measurement value information of these pressure transmitter 6 1 to 6 E By examining the pressure fluctuation in the pipe based on the above, the sedimentation point A can be specified. That is, as shown in FIG. 2, when sedimentation occurs between the waste sludge pump P n and P E, pipe pressure distribution pressure value is larger than the other portions A deposition occurs Therefore, the position of the deposition location A can be specified by finding a section where the pressure in the pipe is rising.

【0022】〔実施例1〕図3〜図6は実際のシールド
掘削において、図1に示されるように、排泥管2の輸送
開始端近傍に電磁流量計4を設置するとともに、立坑近
傍位置に電磁流量計5を設置し、これら電磁流量計4,
5の間の区間に300〜400m間隔で圧力発信器6
〜6を設置し、シールド掘削に併行して前記電磁流量
計4,5により排泥管2の入口流量と出口流量を監視す
るとともに、圧力発信器6〜6による管内圧力を監
視し、管内堆積が生じた場合に各電磁流量計4,5およ
び圧力発信器6〜6による計測値がどのように変化
するかを検証した場合の計測グラフを示すものである。
なお、圧力計測値は実際に管内堆積が生じた圧力発信器
n−1の計測値のみを示している。
[Embodiment 1] FIGS. 3 to 6 show an actual shield excavation, in which an electromagnetic flow meter 4 is installed near the transport start end of a mud pipe 2 as shown in FIG. The electromagnetic flow meter 5 is installed in the
Pressure transmitter in 300~400m intervals 5 section between the units 6 1
Set up to 6 E, by the electromagnetic flow meter 4 and 5 in parallel to the shield excavating monitors the inlet flow and outlet flow Haidorokan 2, monitors the pressure within the pipe by the pressure transmitter 6 1 to 6 E shows the measurement graph when the verify measured values by the electromagnetic flow meter 4, 5 and the pressure transmitter 6 1 to 6 E when tube deposition occurs how changes.
In addition, the measured pressure value shows only the measured value of the pressure transmitter 6n-1 in which deposition in the pipe actually occurred.

【0023】図3は管内堆積が生じていない場合の電磁
流量計4、5の経時的流量変化を示し、図4は同じく管
内堆積が生じていない場合の圧力発信器6n−1の経時
的圧力変化を示したものである。図3および図4中、リ
ング番号とあるのは立坑位置から順に接続される単位長
さ(約1m)の排泥管(実際には5本一組として接続)
にNo1から順に番号を付け、計測値が排泥管No1015〜10
25掘削時の計測データであることを示している。なお、
このNo1015〜1025の区間は、洪積粘土層DC2の区間で
あり、比較的管内堆積を起こしずらい物性の土層区間で
ある。
FIG. 3 shows the change over time in the flow rate of the electromagnetic flowmeters 4 and 5 when no accumulation in the pipe occurs, and FIG. 4 shows the change over time in the pressure transmitter 6 n-1 when no accumulation in the pipe occurs. It shows a change in pressure. In FIG. 3 and FIG. 4, the ring number indicates a sludge pipe of unit length (about 1 m) connected in order from the shaft position (actually connected as a set of five pipes).
Are numbered in order from No. 1 and the measured value is
It shows that it is measurement data at the time of excavation. In addition,
Section of this No1015~1025 is a section of diluvial clay layer D C2, a soil layer section of hesitation properties cause relatively tube deposition.

【0024】また図4中、横軸に「配管内圧値の幅」と
あるのは、排泥ポンプとして複連式ピストンポンプを使
用したため、ピストン押込み時に圧力値が上昇し圧力値
が絶えず変化する傾向にあるため、それぞれリング番号
設置時における圧力値の最大値と最小値との差をもって
表示しているためである。もちろん圧力計測値の最大値
をもってグラフ化するようにしてもよい。
In FIG. 4, the "width of the pipe internal pressure value" is indicated on the horizontal axis because the double piston piston pump is used as the drainage pump, the pressure value increases when the piston is pushed in, and the pressure value constantly changes. This is because, due to the tendency, the pressure value is displayed with a difference between the maximum value and the minimum value of the pressure value when the ring number is installed. Of course, a graph may be formed using the maximum value of the measured pressure value.

【0025】先ず、図3中、棒グラフによって示される
流量計測値は上流側に設置された電磁流量計4の計測値
であり、折れ線グラフによって示される流量計測値は下
流側に設置された電磁流量計5の計測値である。グラフ
を一見すれば判るように、両者の流量計測値はほぼ一致
しており管内堆積が生じていないことが判る。また、図
4に示される配管内圧値の幅をみても、ほぼ一定してお
り管内堆積が生じていないことが判る。
First, in FIG. 3, the flow measurement value indicated by the bar graph is the measurement value of the electromagnetic flow meter 4 installed on the upstream side, and the flow measurement value indicated by the line graph is the electromagnetic flow meter installed on the downstream side. This is a total of 5 measured values. As can be seen at a glance from the graph, the measured values of the flow rates of the two are almost the same, and it can be seen that the accumulation in the pipe has not occurred. Also, the width of the pipe internal pressure value shown in FIG. 4 is substantially constant, and it can be seen that no pipe internal deposition occurs.

【0026】一方、図5および図6に示される計測値デ
ータは、比較的管内堆積を生じ易い洪積砂層DS1を掘
削した際の計測値データを示すものである。図5の各電
磁流量計4,5の流量計測値の比較から判るように、下
流側に設置された電磁流量計5の計測値のみが上昇した
ため管内堆積が発生したと判断された例である。また、
図6に示される圧力発信器6〜6による計測値をみ
ると、圧力発信器6 −1の圧力計測データが管内堆積
の発生に伴って配管内圧値の幅が急上昇したため、排泥
ポンプP〜Pの区間で堆積が生じていると判断され
た。
On the other hand, the measurement value data shown in FIGS. 5 and 6 shows the measurement data at the time of drilling prone diluvial sand D S1 produce relatively tube deposition. As can be seen from the comparison of the flow measurement values of the electromagnetic flow meters 4 and 5 in FIG. 5, this is an example in which it is determined that deposition in the pipe has occurred because only the measurement value of the electromagnetic flow meter 5 installed on the downstream side has increased. . Also,
Looking at the measurement values of the pressure transmitters 6 1 to 6 E shown in FIG. 6, the pressure measurement data of the pressure transmitter 6 n -1 indicates that the width of the pipe internal pressure value has rapidly increased due to the occurrence of pipe internal deposition. depositing a section of the pump P n to P E is determined to have occurred.

【0027】以上のように、排泥管2内の任意箇所に土
砂堆積が生じると、電磁流量計4,5の計測値に相対差
が生じるため排泥管内での土砂堆積の有無を簡単に検出
することができ、かつ所定間隔で設置している圧力発信
器6〜6の圧力変動により堆積が生じている箇所を
簡単に特定できるようになる。
As described above, when sediment accumulates at an arbitrary position in the mud pipe 2, a relative difference occurs between the measured values of the electromagnetic flow meters 4 and 5, so that the presence or absence of sediment accumulation in the mud pipe can be easily determined. It can be detected, and so deposited by pressure fluctuations of the installation to which the pressure transmitter 6 1 to 6 E at predetermined intervals can be easily identify what locations occur.

【0028】以上、本発明を排泥管2内での土砂堆積の
有無の検出と堆積箇所を特定するためのシステムとして
説明したが、本方法は排泥管内の状況をリアルタイムで
計測し、かつ監視することができるため、前記流量計お
よび/または圧力計による計測値に基づいてシールド機
の掘削ヘッド面部に泥水と共に混入される作泥材の混入
量を可変制御することにより前記排泥管2の閉塞を未然
に防止するシステムとしても活用することができるよう
になる。具体的方法としては、前記流量測定値の相対差
や圧力測定値に所定のしきい値を設定しておき、このし
きい値を超えたならば作泥材混入量を増量して排泥水の
流動性を向上させ、管内堆積を未然に防止するようにす
る。前記可変制御対象としては、前記作泥添加量の他
に、シールド掘進速度、排泥ポンプ能力および注水量な
どを対象として行うことができる。
As described above, the present invention has been described as a system for detecting the presence / absence of sediment accumulation in the sludge pipe 2 and specifying the piled position. However, the present method measures the situation inside the sludge pipe in real time, and Since it can be monitored, the amount of the mud material mixed with the muddy water into the excavation head surface of the shield machine is variably controlled based on the measurement value of the flow meter and / or the pressure gauge, thereby controlling the mud discharge pipe 2. Can be utilized also as a system for preventing the obstruction beforehand. As a specific method, a predetermined threshold value is set for the relative difference between the flow rate measurement values and the pressure measurement value. Improve fluidity and prevent tube deposition. The variable control target may be a shield excavation speed, a drainage pump capacity, a water injection amount, and the like in addition to the mud production amount.

【0029】ところで、本明細書ではシールド掘削の例
を採り、本発明を説明したが、シールド掘削以外に、山
岳トンネル施工におけるTBM(Tunnel Boring Machin
e)からの掘削土砂の泥水輸送や、地中連続壁における掘
削土砂の泥水輸送など、種々の泥水輸送に際して適用が
可能である。
Although the present invention has been described in the present specification by taking shield excavation as an example, in addition to shield excavation, TBM (Tunnel Boring Machining) in mountain tunnel construction may be used.
It can be applied to various kinds of muddy water transportation such as muddy transportation of excavated sediment from e) and muddy transportation of excavated sediment on underground diaphragm wall.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、排泥
管内での土砂堆積の有無を簡単に監視できるようになる
とともに、堆積が生じた箇所を容易に特定出来るように
なる。
As described above, according to the present invention, it is possible to easily monitor the presence or absence of sediment accumulation in the drainage pipe, and to easily identify the location where the accumulation has occurred.

【0031】また、本堆積状況監視システムの応用に係
り、本堆積状況監視方法に従って排泥管に設けられた流
量計および/または圧力計の計測値に基づいて掘削ヘッ
ド面部に土砂と共に混入される作泥材の混入量等を可変
制御することにより排泥管の閉塞を未然に防止できるよ
うになる。
Further, according to the application of the present deposition status monitoring system, according to the present deposition status monitoring method, it is mixed with earth and sand into the excavation head surface based on the measurement value of a flow meter and / or a pressure gauge provided in a drain pipe. By variably controlling the mixing amount of the mud making material or the like, it becomes possible to prevent the exhaust pipe from being blocked.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】シールド掘削に本発明に係る土砂堆積状況監視
方法を適用した場合の測定機器配設要領図である。
FIG. 1 is a diagram showing the arrangement of measuring instruments when a method for monitoring the state of sediment deposition according to the present invention is applied to shield excavation.

【図2】管内堆積が生じた場合の管内圧力分布を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a pressure distribution in a pipe when the pipe deposition occurs.

【図3】実施例1における管内堆積が生じていない場合
の電磁流量計4,5の経時的計測値を示すグラフ図であ
る。
FIG. 3 is a graph showing measured values over time of the electromagnetic flow meters 4 and 5 in the case where deposition in a pipe does not occur in Example 1.

【図4】実施例1における管内堆積が生じていない場合
の圧力計6n−1の経時的計測値を示すグラフ図であ
る。
FIG. 4 is a graph showing time-dependent measured values of a pressure gauge 6 n-1 in the case where deposition in a pipe does not occur in Example 1.

【図5】実施例1における管内堆積が生じている場合の
電磁流量計4,5の経時的計測値を示すグラフ図であ
る。
FIG. 5 is a graph showing time-dependent measured values of the electromagnetic flow meters 4 and 5 when deposition in the pipe occurs in the first embodiment.

【図6】実施例1における管内堆積が生じている場合の
圧力計6n−1の経時的計測値を示すグラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing time-dependent measured values of a pressure gauge 6n-1 when deposition in a pipe occurs in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…堆積状況監視システム、2…排泥管、3…泥土処理
設備、4・5…電磁流量計、6〜6…圧力発信器、
7…信号ケーブル、8…管理事務所、9〜9 …圧力
ゲージ、10…コンピューター、P〜P…排泥ポン
 1. Deposition status monitoring system, 2. Drainage pipe, 3. Mud treatment
Equipment, 4.5, electromagnetic flow meter, 61~ 6E… Pressure transmitter,
7 ... Signal cable, 8 ... Administrative office, 91~ 9 n…pressure
Gauge, 10 ... Computer, P1~ PE… Sludge pon
Step

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 学 東京都千代田区岩本町1−2 佐藤工業株 式会社関東支店内 Fターム(参考) 2D054 AC04 AC05 DA12 DA39 GA63 GA73  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Manabu Kurata 1-2 term Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) in Kanto branch of Sato Industrial Co., Ltd. 2D054 AC04 AC05 DA12 DA39 GA63 GA73

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】離間をおいて排泥管の少なくとも複数箇所
に、流速変化に基づく流量計を配設し、これら流量計に
よる計測値情報の相対差に基づいて前記排泥管内での土
砂堆積の有無を監視するようにしたことを特徴とする排
泥管内における土砂の堆積状況監視方法。
1. A flow meter based on a change in flow velocity is disposed at least at a plurality of locations of a drain pipe at a distance, and sediment deposition in the drain pipe is performed based on a relative difference between information measured by the flow meters. A method for monitoring the state of sediment accumulation in a sludge pipe, the method comprising monitoring the presence or absence of waste.
【請求項2】前記排泥管に沿って所定間隔で管内圧力を
計測するための圧力計を配設し、これら圧力計による計
測値情報に基づいて排泥管内での土砂堆積の有無および
/または土砂堆積箇所の特定を行うようにしたことを特
徴とする排泥管内における土砂の堆積状況監視方法。
2. A pressure gauge for measuring the pressure in the pipe at predetermined intervals along the drain pipe, and based on information measured by the pressure gauge, whether or not sediment has accumulated in the pipe, and / or Alternatively, a method for monitoring the state of sediment accumulation in a drainage pipe, wherein a sediment accumulation point is specified.
【請求項3】排泥管の土砂堆積状況監視区間の端部位置
に、それぞれ流速変化に基づく流量計を配設するととも
に、前記流量計によって挟まれた排泥管区間内に所定間
隔で管内圧力を計測するための圧力計を配設し、これら
流量計による計測値情報の相対差および圧力計による計
測値情報に基づいて排泥管内での土砂堆積の有無および
土砂堆積箇所の特定を行うようにしたことを特徴とする
排泥管内における土砂の堆積状況監視方法。
3. A flow meter based on a change in flow velocity is disposed at an end position of a sediment deposition monitoring section of a drain pipe, and a pipe is disposed at a predetermined interval in a drain pipe section sandwiched between the flow meters. A pressure gauge for measuring pressure is installed, and based on the relative difference between the information measured by the flowmeters and the information measured by the pressure gauge, the presence or absence of sediment in the mud pipe and the location of the sediment accumulation are determined. A method for monitoring the state of sediment accumulation in a drainage pipe, characterized in that:
【請求項4】掘削機によって掘削された土砂を泥水と共
に輸送する場合の排泥管の閉塞防止方法であって、排泥
管に対して請求項1〜3いずれかに記載の堆積状況監視
方法に従って流量計および/または圧力計を配設して排
泥管内の土砂堆積状況を監視するとともに、前記流量計
および/または圧力計による計測値に基づいて少なくと
も前記掘削機の掘削ヘッド面部に混入される作泥材の混
入量、シールド掘進速度、排泥ポンプ能力および注水量
の内の少なくとも1以上を可変制御することを特徴とす
る排泥管の閉塞防止方法。
4. A method for preventing clogging of a drainage pipe when transporting earth and sand excavated by an excavator together with muddy water, wherein the method for monitoring a deposition state according to any one of claims 1 to 3 for a drainage pipe. A flow meter and / or a pressure gauge is disposed according to the above to monitor the sediment accumulation state in the exhaust pipe, and based on the measurement value of the flow meter and / or the pressure gauge, at least the excavator is mixed with the excavation head surface portion. A variable amount of at least one of a mixed amount of mud material, a shield excavation speed, a drainage pump capacity, and a water injection amount.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012007301A (en) * 2010-06-22 2012-01-12 Aktio Corp Sludge disposal device in slurry type shield construction method
CN113154179A (en) * 2021-04-28 2021-07-23 李伟 Cleaning device for inner wall of embedded pipeline

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CN113154179B (en) * 2021-04-28 2023-02-17 河南省水利第一工程局集团有限公司 Cleaning device for inner wall of embedded pipeline

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