JP2001098885A - 泥濃式シールド工法における泥水再利用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】目詰め材が含有された加泥材を切羽に注入する
泥濃式シールド工法による場合であっても、有効に泥水
を再利用することができる泥濃式シールド工法における
泥水再利用システムを提供する。 【解決手段】泥濃式シールド工法において、掘削機１内
から地上に搬出され加泥材を含んだ泥土を、泥土の含有
物の粒径に応じて順次選別する複数の選別装置を備え、
これら複数の選別装置には、円筒状に成形され水分を含
んだ泥土が一端側から投入される濾過体１８と、この濾
過体１８の内周に形成され上記一端側から投入された泥
土内に含まれた残渣を該濾過体１８の他端側に移送する
螺旋状のガイド部１９と、上記濾過体１８を回転駆動さ
せる駆動モータ２０と、上記濾過体１８の上方に配設さ
れた放水装置２３と、を備えた回転式選別装置１６が含
まれてなるとともに、上記回転式選別装置１６を含む選
別装置４により濾過された泥水は、目詰め材が添加され
た後に上記掘削機の先端に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、シールド工法の中
でも、特に水と目詰め材とを含んだ加泥材を掘削機の先
端より切羽に注入しながら地中を掘削し、加泥材を含ん
だ掘削泥土を掘削機内に取り込んだ後に地上に搬出しな
がら推進する泥濃式シールド工法に使用される泥濃式シ
ールド工法における泥水再利用システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、トンネル等の横坑や下水管き
ょ等を構築する場合には、土圧式セミシールド工法，泥
水式セミシールド工法等のシールド工法が使用され、ま
た近年では泥濃式セミシールド工法も広く採用されてい
る。そして、こうした工法によりトンネル等を施工する
場合には、地中を掘削することにより多量の残土（泥土
又は排土）が発生するとともに、こうした泥土は、施工
現場の状況や施工方法によって多量に水分を含む場合が
多い。例えば、泥水式セミシールド工法では、掘削する
切羽に加圧した水又は泥水を注入しながら順次掘削する
方法であることから、掘削機内を通過して地上に搬送さ
れる泥土には多量の水分が含まれる。

【０００３】ところで、上記泥水式セミシールド工法を
含めた上記各工法では、多量の残土が発生するととも
に、こうした残土は産業廃棄物として処理されることか
ら、業界においては再利用することが望まれている。す
なわち、従来では、掘削作業により発生する多量の残土
や土砂を運搬廃棄するためには、トラック等の搬出用車
両が必要であり、泥水の処理には中間処理業者に委託し
分級及び脱水した後に脱水汚泥は最終処分場へ運搬し処
分しなければならず、工事全体の施工コストが嵩む。

【０００４】そこで、従来こうした課題を解決するため
に、例えば上記泥水式セミシールド工法においては、特
開平８−１０５２９０号公報に記載されたシステムが提
案されている。このシステムは、泥水式シールド工法に
おいて、掘削土砂を再利用するものであり、具体的に
は、排泥水内に含まれている成分を分離処理する複数の
プラントを設け、このプラントから循環利用する泥水を
搬送配管により再び掘削機の先端に供給使用とするもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術では、泥水式（セミ）シールド工法による場合で
は再利用できる可能性もあるが、泥濃式シールド工法に
おいては、必ずしも有効に再利用することができない。
すなわち、泥濃式シールド工法においては、掘削機の先
端から該掘削機内に取り込まれる泥土（残土）内には、
水と目詰め材とを含んだ加泥材が混入されていることか
ら、該目詰め材により濾過体又はフィルタが目詰まりを
起こし、循環再利用するべき泥水を効率良く採取するこ
とができない。

【０００６】そこで、本発明は、上述した従来の泥水再
利用システムが有する課題を解決するために提案された
ものであって、目詰め材が含有された加泥材を切羽に注
入する泥濃式シールド工法による場合であっても、有効
に泥水を再利用することができる泥濃式シールド工法に
おける泥水再利用システムを提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために提案されたものであって、第１の発明（請
求項１記載の発明）は、水と目詰め材とを含んだ加泥材
を掘削機の先端より切羽に注入しながら地中を掘削し、
掘削され加泥材を含んだ泥土を掘削機内に取り込んだ後
に地上に搬出しながら推進する泥濃式シールド工法にお
いて、上記掘削機内から地上に搬出され上記加泥材を含
んだ泥土を、該泥土の含有物の粒径に応じて順次選別す
る複数の選別装置を備え、これら複数の選別装置には、
円筒状に成形され水分を含んだ泥土が一端側から投入さ
れる濾過体と、この濾過体の内周に形成され上記一端側
から投入された泥土内に含まれた残渣を該濾過体の他端
側に移送する螺旋状のガイド部と、上記濾過体を回転駆
動させる駆動モータと、上記濾過体の上方に配設された
放水装置と、を備えた回転式選別装置が含まれてなると
ともに、上記回転式選別装置を含む選別装置により濾過
された泥水は、目詰め材が添加された後に上記掘削機の
先端に送られることを特徴とするものである。

【０００８】この第１の発明では、回転式選別装置を濾
過する濾過体により、残渣と泥水とが分離される。この
場合において、上記濾過体に目詰め材が付着した場合で
あっても、放水装置により該目詰め材は除去されること
から、濾過体が目詰め材により目詰まりを生ずる危険性
を有効に防止することができる。

【０００９】また、第２の発明（請求項２記載の発明）
は、水と目詰め材とを含んだ加泥材を掘削機の先端より
切羽に注入しながら地中を掘削し、掘削され加泥材を含
んだ泥土を掘削機内に取り込んだ後に地上に搬出しなが
ら推進する泥濃式シールド工法において、上記掘削機内
から地上に搬出され加泥材を含んだ泥土を、該泥土の含
有物の粒径に応じて順次選別する複数の選別装置を備
え、これら複数の選別装置には、水分を含んだ泥土が投
入される処理槽と、この処理槽内に配設され中空状とさ
れてなる濾過体と、この濾過体内に流入した泥水を排出
する導管と、この導管内に泥水を圧送するポンプと、上
記導管から濾過体内に流体を圧送し該濾過体の周面に付
着した目詰め材を除去する除去装置と、とを備えた固定
式選別装置が含まれてなるとともに、上記固定式選別装
置を含む選別装置により濾過された泥水は、目詰め材が
添加された後に上記掘削機の先端に送られることを特徴
とするものである。

【００１０】この第２の発明によれば、濾過体の外側に
目詰め材が付着した場合には、除去装置により、導管か
ら濾過体内に流体が圧送されることにより、濾過体に付
着した目詰め材が除去される。したがって、この第２の
発明による場合であっても、上記第１の発明と同じよう
に、目詰め材による悪影響を防止することが可能とな
る。

【００１１】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
は、前記複数の選別装置には、上記第１の発明を構成す
る回転式選別装置と上記第２の発明を構成する固定式選
別装置とを含むことを特徴とするものである。この発明
によれば、上記第１の発明や第２の発明に比べてより一
層目詰め材による悪影響を防止することが可能となる。

【００１２】また、第４の発明（請求項４記載の発明）
は、上記第１，第２又は第３の発明において、前記選別
装置には、内部に水分を含んだ泥土が投入される処理槽
と、この処理槽内に配設され中空状とされてなる濾過体
と、この濾過体内に流入した泥水を排出する導管と、上
記導管から濾過体内に流体を圧送し該濾過体の周面に付
着した目詰め材を除去する除去装置と、を備えた固定式
選別装置が含まれてなるとともに、この固定式選別装置
を構成する濾過体は、ほぼ円筒状に成形された蔓巻きバ
ネからなる濾過体本体と、この濾過体本体の全長を自動
又は手動により調節する調節部材を備えてなることを特
徴とするものである。

【００１３】この第４の発明では、濾過体本体は、ほぼ
円筒状に成形された蔓巻きバネから構成されており、こ
の濾過体本体の全長を自動又は手動により調節する調節
部材を備えていることから、自動又は手動により該濾過
体本体の全長を調節することにより、濾過する物質の大
きさ（粒径）を一つの濾過体本体で濾過することがで
き、さらに、この発明では、この濾過体本体内に流体を
圧送し該濾過体の周面に付着した目詰め材を除去する除
去装置が構成要素とされていることから、前記各発明と
同じように、目詰め材による悪影響を充分防止すること
ができる。

【００１４】また、第５の発明（請求項５記載の発明）
は、前記第４の発明において、前記固定式選別装置は、
濾過体本体により濾過されて該濾過体本体の一端から導
管内に流入した泥水の流量を検出する流量検出装置と、
上記導管の中途部に配設された電磁弁と、上記濾過体本
体の他端から該濾過体本体内に流体を圧送する圧送装置
と、上記濾過体本体の全長を伸縮させる伸縮駆動装置
と、を備え、上記流量検出装置による泥水の流量が所定
の流量よりも少ない場合には、上記電磁弁を閉塞し、上
記圧送装置の駆動により濾過体本体の他端から流体を圧
送するとともに、該流体の圧送直後にこの濾過体本体の
全長をやや長尺とするよう伸縮駆動装置が駆動するよう
構成されてなることを特徴とするものである。

【００１５】この第５の発明では、上記流量検出装置に
よる泥水の流量が所定の流量よりも少ない場合、すなわ
ち、濾過体本体の周囲に目詰め材が付着し充分に濾過で
きない場合には、電磁弁が閉塞し、圧送装置の駆動によ
り濾過体本体の他端から流体が圧送される。この流体
は、空気でも水でも良いが、何れにしてもこうした流体
の圧送により、蔓巻きバネからなる濾過体本体内から流
体が放出される。このとき、流体の圧送直後に濾過体本
体の全長をやや長尺とするよう伸縮駆動装置が駆動する
ことから、濾過体本体である蔓巻きバネの間に目詰め材
等が付着している場合であっても、該目詰め材等を有効
に除去することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態に係
る泥濃式シールド工法における泥水再利用システムにつ
いて、それぞれ詳細に説明する。

【００１７】この泥濃式シールド工法における泥水再利
用システム（以下、本システムという。）は、図１に示
すように、掘削機１の先端から加泥材を切羽に注入し、
掘削された泥土を加泥材とともに掘削機１内に取り込
み、該掘削機１の後方に連続する推進管２内を通過して
縦坑３から地上に搬送し、この搬送された泥土を選別装
置４により石，礫，土砂等と泥水とを選別分離し、該選
別装置４により取り出された泥水に目詰め材を充填し
て、再度上記掘削機１の先端から注入するものである。

【００１８】上記掘削機１は、先端にカッターヘッド５
が設けられ、このカッターヘッド５の正面には切羽を掘
削する多数のカッタービット６が固定されており、この
カッターヘッド５は、掘削機１内に配設された図示しな
いモータにより回転駆動されるように構成されている。
そして、このように構成された掘削機１の先端からは、
加泥材が噴射され切羽に注入される。この加泥材は、地
上に設けられた加泥材タンク７内に充填されてなるもの
であり、図示しないポンプの駆動により、移送流路８を
通って上記掘削機１の先端まで圧送される。また、この
加泥材には、紙等を原料とした細かい繊維状の物質から
なる目詰め材が含有されてなるものである。したがっ
て、この目詰め材が含有されてなる加泥材が切羽に注入
されると、泥水式シールド工法において使用される泥水
のように、カッターヘッド５の正面に対向する切羽から
広範囲に亘って浸透され切羽が不安定な状態となること
を回避することができる。すなわち、この加泥材に含有
された目詰め材が掘削機１の先端から切羽に注入される
と、該目詰め材が砂礫の粒子間を閉塞し、広範囲に水分
が浸透されることを防止することができるので、切羽を
安定した状態とすることができる。

【００１９】そして、本システムにおいては、このよう
な加泥材を切羽に注入しながらカッターヘッド５の回転
駆動により掘削されることにより発生した泥土（土砂
等）は、該カッターヘッド５に形成された図示しない開
口を通過して、掘削機１内に取り込まれ、該掘削機１内
から後続する推進管２内を通る排泥流路９を介して地上
まで搬送される。そして、地上には、この搬送された泥
土を選別する選別装置４が設けられている。なお、この
泥土内には、掘削機１により掘削された砂礫や粘土等の
他に、上記目詰め材を含有する加泥材も含まれている。
以下、この選別装置４について詳細に説明する。

【００２０】この選別装置４は、図２に示すように、上
記泥土が投入される投入タンク１０が設けられ、この投
入タンク１０の下方には第１の処理槽１１が配設されて
いる。上記投入タンク１０には、該投入タンク１０内に
投入された泥土を落下させる図示しないシャッタ等の落
下機構又は該投入タンク１０を回転させ下方に形成され
た第１の処理槽１１内に泥土を落下させる回転機構が設
けられている。また、上記第１の処理槽１１には、傾斜
した状態で固定されてなる選別板１２が配設されてい
る。この選別板１２は、本実施の形態においては、礫や
石等の２０ｍｍ以上の粒径の物質を捕捉するものであ
り、捕捉された礫等は、図２中左方向に落下される。し
たがって、この選別板１２を通過した泥漿や砂等は、第
１の処理槽１１内に充填される。

【００２１】また、この第１の処理槽１１の隣には、上
記選別装置４の構成要素である第２の処理槽１３が配設
されており、上記第１の処理槽１１内には、該第１の処
理槽１１内の泥漿や砂等を、この第２の処理槽１３内に
移送する第１のポンプ１４と、一端がこの第１のポンプ
１４に接続され他端は上記第２の処理槽１３に接続され
てなる第１の導管１５が設けられている。そして、上記
第２の処理槽１３の上方には、本発明を構成する回転式
選別装置１６が設けられている。この回転式選別装置１
６は、第２の処理槽１３を構成する左右の側壁１３ａ，
１３ｂに両端が回転可能に支持されてなる回転軸１７
と、この回転軸１７に固定されてなり円筒状に成形され
た網状体１８と、この網状体１８の内周に形成されてな
る螺旋状のガイド部１９とから構成されている。上記網
状体１８は、本発明を構成する濾過体であり、両端に開
口が形成され一端の開口からは上記第１の導管１５の先
端が挿入されている。また、この網状体１８は、本実施
の形態においては、２〜１ｍｍ以上の粒径の砂等を捕捉
するものであり、内周面には上述した螺旋状のガイド部
１９が形成されている。また、上記回転軸１７は、駆動
モータ２０に接続され、この駆動モータ２０の駆動によ
り回転するよう構成されている。したがって、上記駆動
モータ２０の駆動力により網状体１８が回転すると、該
網状体１８の一端から上記第１の導管１５から供給され
た泥土は、２〜１ｍｍ以上の粒径の砂等が捕捉され、そ
れ未満の成分は該網状体１８を通過して第２の処理槽１
３内に落下する。また、上記網状体１８に捕捉された残
渣は、該網状体１８の回転駆動によりガイド部１９にガ
イドされながら徐々に該網状体１８の他端側に移動し、
第２の処理槽１３の隣に設けられた排出槽２１内に排出
される。

【００２２】そして、上記網状体１８の上方には放水装
置２２が設けられている。この放水装置２２は、取付板
２３の下面に配設された複数のシャワーノズル２３ａ，
２３ｂ，２３ｃが形成されている。これらのシャワーノ
ズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、第２の導管２４を介し
て第２のポンプ２５と接続されており、上記第２の導管
２４の中途部には手動切換弁２６が配設されている。ま
た、上記第２のポンプ２５は、水槽２９に第３の導管２
７を介して接続されている。したがって、上記網状体１
８の内周に、泥土内に含まれた目詰め材が付着し泥水の
脱落を妨げた場合であっても、この目詰め材は、上記放
水装置２２からの放水により離脱され、上記残渣として
網状体１８の他端側から排出槽２１内に排出される。な
お、この排出槽２１の底方向には砂等に含まれた水分を
吸収するとともに上記網状体１８からの脱落による騒音
を防止するための緩衝材としてのスポンジ２８が配設さ
れ、また、一側には開閉扉２１ａが形成され、この排出
槽２１内に堆積した残渣（砂や目詰め材）を容易に回収
できるようにされている。

【００２３】また、上記第２の処理槽１３の底方向に
は、本発明を構成する固定式選別装置３０が配設されて
いる。この固定式選別装置３０は、上記選別装置４を構
成するものであって、第２の処理槽１３内に充填された
泥水を濾過する円筒状の濾過体３１と、この濾過体３１
により濾過され該濾過体３１内に流入した泥水を排出す
る第４の導管３２を備えている。この濾過体３１は、上
記回転式選別装置１６を構成する網状体１８よりも細か
い開口が多数形成されてなるものである。また、この濾
過体３１に接続された第４の導管３２は、図３に示すよ
うに、第２の処理槽１３から外側に延在されてなり、間
に第１の電磁弁３３を介して第３のポンプ３４と接続さ
れている。また、この第３のポンプ３４は、図１に示す
加泥材タンク７に第５の導管３５を介して接続され、こ
の第５の導管３５の中途部には、第３のポンプ３４から
加泥材タンク７方向に流れる泥水の流量を計測する流量
センサ３６が設けられている。

【００２４】また、上記第４の導管３２には、分岐管３
７の一端が連結され、この分岐管３７の中途部には、間
に第２の電磁弁３８を介して上記濾過体３１内に水を圧
送する第４のポンプ３９が設けられている。そして、こ
の選別装置４では、上述した第１の電磁弁３３，第３の
ポンプ３４，流量センサ３６，第２の電磁弁３８及び第
４のポンプ３９は、タイマを内蔵するコントローラ４０
にそれぞれ電気的に接続され、このコントローラ４０に
より以下に説明する制御がされるように構成されてい
る。先ず、上記第３のポンプ３４の駆動により、第２の
処理槽１３内の（目詰め材が含有されてなる）泥水は、
上記濾過体３１により濾過され、この濾過された泥水は
上記第４の導管３２を通って第１の電磁弁３３，第３の
ポンプ３４，流量センサ３６を通過して、図１に示す加
泥材タンク７内に流入する。この状態において、上記濾
過体３１の外周面に目詰め材が付着し、上記加泥タンク
７への流量が所定の流量より少なくなったと流量センサ
３６により検出された場合には、コントローラ４０によ
り第１の電磁弁３３が閉塞されるとともに第３のポンプ
３４の駆動が停止される。これと同時に、第４のポンプ
３９の駆動が開始されるとともに、それまで閉塞されて
いた第２の電磁弁３８は開放される。こうした動作によ
り、水は上記濾過体３１から第２の処理槽１３内に噴射
される。コントローラ４０に内蔵されたタイマにより所
定の時間が経過すると、上記第２の電磁弁３８は閉塞さ
れるとともに第４のポンプ３９の駆動は停止され、再び
初期状態に復帰する。

【００２５】したがって、この選別装置４を構成する固
定式選別装置３０によれば、上記回転式選別装置１６に
より捕捉できず、第２の処理槽１３内に泥水と共に充填
された場合であっても、有効に濾過（捕捉）することが
可能となるばかりではなく、該目詰め材により濾過体３
１が詰まり濾過不能又は濾過能力が低下した場合であっ
ても、有効に泥水として採取することが可能となる。

【００２６】そして、このように固定式選別装置３０に
より採取された泥水は、上述のように加泥材タンク７内
に充填され、作業者により適当な目詰め材が添加された
後に、上記移送流路８を通って掘削機１の先端から切羽
に注入される。

【００２７】なお、上述した固定式選別装置３０では、
水を第４のポンプ３９を介して濾過体３１から第２の処
理槽１３内に噴射する構成を採用したが、エアーをこの
第４のポンプ３９の駆動により噴射することにより外周
面に付着した目詰め材を除去する方法を採用しても良
い。

【００２８】また、本発明においては、上記回転式選別
装置１６や固定式選別装置３０に代えて、図４に示すバ
ネ式選別装置５０を使用しても良い。このバネ式選別装
置５０は、上記第２の処理槽１３の上方に固定されてな
るものであり、上記第１の導管１５の先端と連通してな
る選別槽５１と、この選別槽５１内に複数配設されてな
る選別装置本体５２とを備えている。上記選別槽５１
は、下方に仕切り板５１ａを備え、該仕切り板５１ａと
対向してなる底板部５１ｂには、開閉可能なシャッタ５
１ｃが形成されている。また、上記選別装置本体５２
は、図５に示すように、蔓巻きバネ５３と、下面にはこ
の蔓巻きバネ５３の上端が挿入される図示しない凹部が
形成され上面にはボルト部５４ａが形成されてなるとと
もに上記凹部と連通した管部５４ｂが形成されてなる一
方の回動操作部材５４と、上面には上記蔓巻きバネ５３
の下端が挿入される凹部５５ａが形成され下面にはボル
ト部５５ｂが形成されてなるとともに上記凹部５５ａと
連通した管部５５ｃが形成されてなる他方の回動操作部
材５５とが構成要素とされている。そして、上記一方の
回動操作部材５４は、間に一方のワッシャー５６を介し
て一方の連結金具５７に連結され、この一方の連結金具
５７は、後述する空気管６３に形成された分岐管６４と
連結されている。また、上記他方の回動操作部材５５
は、間に他方のワッシャー５８を介して他方の連結金具
５９に連結され、この他方の連結金具５９は、後述する
排出管６０に形成された分岐管６０ａと連結されてい
る。すなわち、上記一方の連結金具５７の内周面には、
ネジ５７ａが形成され、このネジ５７ａと上記一方の回
動操作部材５４を構成するボルト部５４ａとが螺着され
ることにより互いに連結されるとともに、上記空気管６
３に形成された分岐管６４の下端側外周面に形成された
ネジ６４ａと上記ネジ５７ａとが螺着されることにより
互いに連結されている。

【００２９】また、上他方の連結金具５９の内周面に
は、ネジ５９ａが形成され、このネジ５９ａと上記他方
の回動操作部材５５を構成するボルト部５５ｂとが螺着
されることにより互いに連結されるとともに、上記排出
管６０に形成された分岐管６１の上端側外周面に形成さ
れたネジ６１ａと上記ネジ５９ａとが螺着されることに
より互いに連結されている。したがって、上記選別装置
本体５２は、上記一方の回動操作部材５４及び／又は他
方の回動操作部材５５を回動操作することにより、蔓巻
きバネ５３は、圧縮されることにより縮小し又は圧縮状
態をやや解除することにより伸長され、該蔓巻きバネに
形成されたバネの間隔を調節することができる。

【００３０】そして、上記濾過体本体５２は、上記他方
の連結金具５９を介して排出管６０に複数形成された分
岐管６１に連結されている。したがって、上記濾過体本
体５２により濾過された泥水は、各分岐管６１を介して
排出管６０内に流入し、前記加泥材タンク７内に移送さ
れる。また、上記濾過体本体５２は、上記一方の連結金
具５７を介して空気管６３に複数形成された分岐管６４
と連結されている。この空気管６３は、基端側が図示し
ないコンプレッサに接続されてなるものであり、該コン
プレッサから送られた圧縮空気は、この空気管６３から
各分岐管６４内に流入し各濾過体本体５２内に流入す
る。なお、上記選別槽５１の上方には上記各空気管６３
及び濾過体本体５２を振動させる振動板６７が配設さ
れ、この振動板６７の基端には振動装置６８が設けられ
ている。また、上記空気管６３の中途部には、図示しな
い第２の電磁弁が配設され、上記排出管６０の中途部に
は第１の電磁弁６５及び流量センサが配設されている。
そして、上記第１及び第２の電磁弁６５及び流量センサ
は図示しないコントローラに接続されており、流量セン
サにより排出管６０の泥水の流量が所定の流量に満たな
い場合には、上記第１の電磁弁６５を閉塞するとともに
図示しない第２の電磁弁を開放すことにより、各濾過体
本体５２の外周に付着した目詰め材は、コンプレッサか
らの圧縮空気により脱落し、再び濾過することができ
る。

【００３１】なお、上記選別槽５１であって上記仕切り
板５１ａのやや上方には、該選別槽５１内に溜まった砂
や目詰め材を排出する排出パイプ６６が形成され、ま
た、仕切り板５１ａの下方には前述したシャッタ５１ｃ
が形成されていることから、該仕切り板５１ａの下方に
脱落した砂や目詰め材は、このシャッタ５１ｃを図４中
二点鎖線で示すように開放することにより、第２の処理
槽１３内に脱落させることができる。

【００３２】したがって、上記選別装置４を構成する上
記回転式選別装置１６や固定式選別装置３０に代えて、
上述したバネ式選別装置５０を使用する場合には、第１
の導管１５を介して選別槽５１内に流入した（砂や目詰
め材等を含む）泥水は、前記第１のポンプ１４の駆動力
により選別槽５１内に流入するとともに、上記蔓巻きバ
ネ５３を構成要素とする複数の濾過体本体５２により濾
過選別されて排出管６０内に流入し、加泥材タンク７内
に流入し、再利用される。そして、こうした動作の途中
に、上記濾過体本体５２を構成する蔓巻きバネ５３の外
周に目詰め材が付着し濾過されない又は濾過能力が低下
した場合には、上述したように、圧縮空気が該濾過体本
体５２内に流入し、該目詰め材は強制的に除去される。
特に、上記濾過体本体５２を構成する蔓巻きバネ５３
は、上記一方又は他方の回動操作部材５４，５５を回動
操作することにより、該蔓巻きバネ５３の全長を伸縮さ
せバネ間隔を調節することができるので、濾過選別する
べき泥土，泥水に対応し最も効果的な濾過体とすること
ができる。

【００３３】さらに、こうしたバネ式選別装置５０は、
上述した構成によることなく、例えば、図６に示すバネ
式選別装置７０を使用しても良い。このバネ式選別装置
７０は、目詰め材が含まれた泥水が導管７１を介して流
入する処理槽７２の中間位置に配設されてなる濾過体本
体７３を構成要素としている。この濾過体本体７３は、
上記バネ式選別装置５０で説明した構成と同じ蔓巻きバ
ネ７４と、この蔓巻きバネ７４の上端側が挿入されてな
る一方のキャップ７５と、該蔓巻きバネ７４の下端側が
挿入されるとともに該蔓巻きバネ７４の内部と流通する
図示しない開口が形成されてなる他方のキャップ７６と
が構成要素とされている。そして、上記他方のキャップ
７６は、該他方のキャップ７６に形成された開口と連通
する連結管７７を介して排水管７８と連結されている。
そして、この排水管７８には第１の電磁弁７９，ポンプ
８０及び流量センサ８１が間に設けられて図１に示す加
泥材タンク７に接続されている。

【００３４】一方、上記濾過体本体７３の上方には、本
発明を構成する伸縮駆動装置としての油圧シリンダ８２
が固定されており、この油圧シリンダ８２のシリンダロ
ッド８２ａの先端は上記一方のキャップ７５の上面と固
定されている。したがって、上記油圧シリンダ８２の駆
動により、蔓巻きバネ７４は全長が伸縮され、この伸縮
により該蔓巻きバネ７４のバネ間隔は自動的に調節され
る。そして、上記一方のキャップ７５には、空気管８３
を介してコンプレッサ８４と接続され、該空気管８３の
中途部には第２の電磁弁８５が設けられている。なお、
上記バネ式選別装置５０を構成する上記第１の電磁弁７
９，流量センサ８１，油圧シリンダ８２及び第２の電磁
弁８５は、それぞれコントローラ８６に電気的に接続さ
れ、該バネ式選別装置５０は、このコントローラ８６に
より以下のように動作する。

【００３５】先ず、上記目詰め材が含まれた泥水が、導
管７１を介して処理槽７２内に流入すると、該泥水内に
含まれた礫や砂等の比較的比重が高い物質は、該処理槽
７２の下方に沈降し、上方には比重の軽い泥水及び目詰
め材が浮遊する。そして、この処理槽７２内の泥水は、
上記ポンプ８０の駆動力により蔓巻きバネ７４により濾
過され該蔓巻きバネ７４内に流入し排水管７８を通って
図１に示す加泥材タンク７内に流入し、目詰め材が添加
された状態で掘削機１方向に移送される。なお、こうし
た通常運転の際に、上記蔓巻きバネ７４のバネ間隔を調
節する場合には上記油圧シリンダ８２を駆動させる。そ
して、上記濾過体本体７３による濾過が行われている途
中において、蔓巻きバネ７４の外周に目詰め材が多量に
付着した場合には、排水管７８内に流入する泥水が量が
減り、したがって、上記流量センサ８１によって所定の
流量に満たない流量となった場合には、コントローラ８
６を介して第１の電磁弁７９を閉塞させるとともに、第
２の電磁弁８５を開放させる。この第２の電磁弁８５の
開放によりコンプレッサ８４からの圧縮空気が空気管８
３を介して濾過体本体７３を構成する蔓巻きバネ７４の
バネ間から噴射される。このとき、上記コントローラ８
６により上記第２の電磁弁８５の開放直後に、上記油圧
シリンダ８２のシリンダロッド８２ａを駆動させ該蔓巻
きバネ７４を伸長させることによりバネ間をやや開く。
こうした動作により、処理槽７２の内の泥水は、濾過体
本体７２内に流入することはないとともに、蔓巻きバネ
７４の外周面に付着した目詰め材は圧縮エアーにより離
脱するとともに、バネ間に挟まれていた砂等も除去する
ことが可能となる。なお、上記油圧シリンダ８２は、コ
ントローラ８６により所定の時間が経過した後には再び
元の状態に復帰させられ、それまで開放されていた第２
の電磁弁８５は閉塞されるとともに第１の電磁弁７９が
開放される。

【００３６】したがって、上述した構成に係るバネ式選
別装置７０を使用する場合においても、回収された泥土
内に含まれた目詰め材により、濾過体等が詰まってしま
い効率の良い泥水の採取を妨げられることがない。

【００３７】なお、上述した実施の形態においては、本
発明を構成する伸縮駆動装置として油圧シリンダを採用
したが、こうした油圧シリンダに限定されることはなく
エアーシリンダを使用しても良いばかりではなく、例え
ば、回転軸にギアが固定されたモータと、このギアに噛
合するラックギアが形成された昇降部材を使用し、該昇
降部材の先端に上記濾過体本体７２の一端を固定したも
のであっても良い。

【００３８】

【発明の効果】前述した本発明の実施の形態の説明から
も明らかなように、本発明（請求項１記載の発明）で
は、先ず、記掘削機内から地上に搬出され上記加泥材を
含んだ泥土を、該泥土の含有物の粒径に応じて順次選別
する複数の選別装置の中には、水分を含んだ泥土が一端
側から投入され円筒状に成形されてなる濾過体と、この
濾過体の内周に形成され上記一端側から投入された泥土
内に含まれた残渣を該濾過体の他端側に移送する螺旋状
のガイド部と、上記濾過体を回転駆動させる駆動モータ
と、上記濾過体の上方に配設された放水装置と、を備え
た回転式選別装置が含まれてなることから、上記濾過体
に目詰め材が付着した場合であっても、上記放水装置に
より該目詰め材は除去されることから、濾過体が目詰め
材により目詰まりを生ずる危険性を有効に防止すること
ができる。したがって、この発明によれば、泥濃式シー
ルド工法による場合であっても、掘削機から採取された
泥土を有効に再利用することが可能となる。

【００３９】また、第２の発明（請求項２記載の発明）
によれば、濾過体の外側に目詰め材が付着した場合に
は、除去装置により、導管から濾過体内に流体が圧送さ
れることにより、濾過体に付着した目詰め材が除去され
る。したがって、この第２の発明による場合であって
も、上記第１の発明と同じように、目詰め材による悪影
響を有効に防止し、泥濃式シールド工法による場合であ
っても、掘削機から採取された泥土を有効に再利用する
ことが可能となる。

【００４０】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
では、複数の選別装置には、上記第１の発明を構成する
回転式選別装置と上記第２の発明を構成する固定式選別
装置とを含むことから、上記第１の発明や第２の発明に
比べてより一層目詰め材による悪影響を防止することが
可能となる。

【００４１】また、第４の発明（請求項４記載の発明）
では、濾過体本体は、ほぼ円筒状に成形された蔓巻きバ
ネから構成されており、この濾過体本体の全長を自動又
は手動により調節する調節部材を備えていることから、
自動又は手動により該濾過体本体の全長を調節すること
により、濾過する物質の大きさ（粒径）を一つの濾過体
本体で濾過することができ、さらに、この発明では、こ
の濾過体本体内に流体を圧送し該濾過体の周面に付着し
た目詰め材を除去する除去装置が構成要素とされている
ことから、前記各発明と同じように、目詰め材による悪
影響を充分防止することができる。

【００４２】また、第５の発明（請求項５記載の発明）
では、流量検出装置による泥水の流量が所定の流量より
も少ない場合、すなわち、濾過体本体の周囲に目詰め材
が付着し充分に濾過できない場合には、電磁弁が閉塞
し、圧送装置の駆動により濾過体本体の他端から流体が
圧送される。この流体は、空気でも水でも良いが、何れ
にしてもこうした流体の圧送により、蔓巻きバネからな
る濾過体本体内から流体が放出される。このとき、流体
の圧送直後に濾過体本体の全長をやや長尺とするよう伸
縮駆動装置が駆動することから、濾過体本体である蔓巻
きバネの間に目詰め材等が付着している場合であって
も、該目詰め材等を有効に除去することが可能となる。
したがって、この発明による場合であっても、掘削機か
ら採取された泥土を有効に再利用することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る泥濃式シールド工法
における泥水再利用システムの全体を模式的に示す側面
図である。

【図２】選別装置の一例を模式的に示す側面図である。

【図３】選別装置の一例を模式的に示す平面図である。

【図４】選別装置の他の例を模式的に示す側面図であ
る。

【図５】図５に示す選別装置を構成する濾過体本体の分
解斜視図である。

【図６】選別装置のさらに他の例を模式的に示す側面図
である。

【符号の説明】

１ 掘削機 ４ 選別装置 ５ カッターヘッド ７ 加泥材タンク ８ 移送流路 ９ 排泥流路 １６ 回転式選別装置 １７ 回転軸 １８ 網状体 １９ ガイド部 ２０ 駆動モータ ２２ 放水装置 ３０ 固定式選別装置 ３１ 濾過体 ３３ 第１の電磁弁 ３４ 第３のポンプ ３６ 流量センサ ３８ 第２の電磁弁 ３９ 第４のポンプ ４０ コントローラ ５０ バネ式選別装置 ５２ 選別装置本体 ５３ 蔓巻きバネ ５４ 一方の回動操作部材 ５５ 他方の回動操作部材 ６０ 排出管 ７０ バネ式選別装置 ７３ 濾過体本体 ７４ 蔓巻きバネ ７９ 第１の電磁弁 ８０ ポンプ ８１ 流量センサ ８２ 油圧シリンダ ８６ コントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水と目詰め材とを含んだ加泥材を掘削機
   の先端より切羽に注入しながら地中を掘削し、掘削され
   加泥材を含んだ泥土を掘削機内に取り込んだ後に地上に
   搬出しながら推進する泥濃式シールド工法において、 上記掘削機内から地上に搬出され上記加泥材を含んだ泥
   土を、該泥土の含有物の粒径に応じて順次選別する複数
   の選別装置を備え、これら複数の選別装置には、円筒状
   に成形され水分を含んだ泥土が一端側から投入される濾
   過体と、この濾過体の内周に形成され上記一端側から投
   入された泥土内に含まれた残渣を該濾過体の他端側に移
   送する螺旋状のガイド部と、上記濾過体を回転駆動させ
   る駆動モータと、上記濾過体の上方に配設された放水装
   置と、を備えた回転式選別装置が含まれてなるととも
   に、 上記回転式選別装置を含む選別装置により濾過された泥
   水は、目詰め材が添加された後に上記掘削機の先端に送
   られることを特徴とする泥濃式シールド工法における泥
   水再利用システム。
2. 【請求項２】 水と目詰め材とを含んだ加泥材を掘削機
   の先端より切羽に注入しながら地中を掘削し、掘削され
   加泥材を含んだ泥土を掘削機内に取り込んだ後に地上に
   搬出しながら推進する泥濃式シールド工法において、 上記掘削機内から地上に搬出され加泥材を含んだ泥土
   を、該泥土の含有物の粒径に応じて順次選別する複数の
   選別装置を備え、これら複数の選別装置には、水分を含
   んだ泥土が投入される処理槽と、この処理槽内に配設さ
   れ中空状とされてなる濾過体と、この濾過体内に流入し
   た泥水を排出する導管と、この導管内に泥水を圧送する
   ポンプと、上記導管から濾過体内に流体を圧送し該濾過
   体の周面に付着した目詰め材を除去する除去装置と、と
   を備えた固定式選別装置が含まれてなるとともに、 上記固定式選別装置を含む選別装置により濾過された泥
   水は、目詰め材が添加された後に上記掘削機の先端に送
   られることを特徴とする泥濃式シールド工法における泥
   水再利用システム。
3. 【請求項３】 前記複数の選別装置には、請求項１記載
   の回転式選別装置と請求項２記載の固定式選別装置とを
   含むことを特徴とする泥濃式シールド工法における泥水
   再利用システム。
4. 【請求項４】 前記選別装置には、内部に水分を含んだ
   泥土が投入される処理槽と、この処理槽内に配設され中
   空状とされてなる濾過体と、この濾過体内に流入した泥
   水を排出する導管と、上記導管から濾過体内に流体を圧
   送し該濾過体の周面に付着した目詰め材を除去する除去
   装置と、とを備えた固定式選別装置が含まれてなるとと
   もに、 この固定式選別装置を構成する濾過体は、ほぼ円筒状に
   成形された蔓巻きバネからなる濾過体本体と、この濾過
   体本体の全長を自動又は手動により調節する調節部材を
   備えてなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の
   泥濃式シールド工法における泥水再利用システム。
5. 【請求項５】 前記固定式選別装置は、濾過体本体によ
   り濾過されて該濾過体本体の一端から導管内に流入した
   泥水の流量を検出する流量検出装置と、上記導管の中途
   部に配設された電磁弁と、上記濾過体本体の他端から該
   濾過体本体内に流体を圧送する圧送装置と、上記濾過体
   本体の全長を伸縮させる伸縮駆動装置と、を備え、 上記流量検出装置による泥水の流量が所定の流量よりも
   少ない場合には、上記電磁弁を閉塞し、上記圧送装置の
   駆動により濾過体本体の他端から流体を圧送するととも
   に、該流体の圧送直後に濾過体本体の全長をやや長尺と
   するよう伸縮駆動装置が駆動するよう構成されてなるこ
   とを特徴とする請求項４記載の泥濃式シールド工法にお
   ける泥水再利用システム。