JP2001323775A - 高深度排泥システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下工事現場からの排泥を立坑を介して地上
に設置したバキューム装置へ送る排泥システムにおい
て、深度がある地下工事現場からの排泥を立坑を介して
行うのに、途中で堆積物を残すことなく、地上に効率的
に排出できる。 【解決手段】 立坑途中に、圧送ポンプとしてのスクイ
ーズポンプ13およびこのスクイーズポンプ13に付設する
ものとして上部にエアー溜まり14、下部に土砂溜まり15
を確保したタンク16を配設し、該タンク16のエアー溜ま
り14には地上のバキューム装置６へ接続するエアー排出
管18を接続し、土砂溜まり15には水・土砂排出管19をス
クイーズポンプ13を介在させて接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の地下工事等
に際し工事現場からの泥水等を、高所の地上部等へ排出
するための高深度排泥システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水道、地下鉄、共同溝等のトンネル施
工で推進工法は、図９に示すように発進用の立坑１に支
圧壁２と元押ジャッキ３を設けて、先端にカッター４を
配設した管体（ヒューム管）５の縦列を立坑１から掘進
させていくものであるが、その中で、泥濃式推進工法は
掘進に伴い掘削した高濃度泥水（排泥）を立坑１を介し
て排出する。

【０００３】この排泥は地上に設置したバキューム装置
６により負圧をかけて行われる。土砂や礫などの固形物
は、水及び空気が混合されプラグ流の状態で水平方向の
管内を搬送される。

【０００４】鉛直方向の管内も固形物と水及び空気が混
合されていれば、エアーリフト効果と真空圧力による搬
送が可能であるが、水平方向から鉛直方向に変わる曲線
部では遠心力が働くため、固形物や水と空気が分離して
しまう上、真空圧力だけでは水の上昇高は原理的には約
10ｍまで可能であるが、実用上は、ポンプ上の性能の限
界により６〜８ｍ程度である。従って、エアーリフト効
果を期待して大きな同量の発生可能なポンプを設置して
も10ｍ程度が限界である。

【０００５】このため、地下にサンクションタンク及び
ポンプ等の機械本体を設置して、その場に排出すること
もあるが、この場合にはポンプで水を揚水することは可
能であるが、排泥の固形物が次第に現場に堆積しその処
理が大変になる。

【０００６】これに対して特開平9-158185号公報では、
スラィム排出システムとして図10に示すように、地下の
現場の近くに設置したスラィム中の粗大粒子を分離する
ハッチタンク７と、気液分離が可能な少なくとも１基の
ポンプユニット８及び前記ポンプユニットよりも高所に
設置されている真空装置９より構成し、ハッチタンク７
の排出口とポンプユニット８の吸込口を配管で接続し、
ポンプユニット８内で分離され上方へ送付される揚水管
10と通気管11を１本の水平管12にまとめて前記真空装置
９により吸引・排水するものが提案されている。

【０００７】ハッチタンク７は、地下の現場側に設置
し、スラィム中の粗大粒子を分離することができるもの
で、粗大粒子を分離するフィルターを備えたものであ
る。

【０００８】ポンプユニット８は図11に示すようにサン
ドポンプと相似形の円筒形容器８ａの中に直接水中サン
ドポンプ８ｂを収納したものが基本であり、該円筒形容
器８ａの側面にスラィム等の吸込口８ｃを設け、上蓋８
ｄには前記水中サンドポンプにつながる液体吐出口８ｅ
と、外部の真空装置につながっている気体排出口８ｆを
設けた。液体吐出口８ｅは揚水管10と、気体排出口８ｆ
は通気管11につながる。

【０００９】この特開平9-158185号公報では、ハッチタ
ンク７は地下の現場側に設置することで、処理すべきス
ラィム中の固形物を分離・回収できるようにするととも
に、高所（地上部）の水平管部分における閉塞の防止を
図ったものである。

【００１０】前記ハッチタンク７は、例えば、円筒形容
器の側面に排除用ハッチを備え、一方の両端に吸引口お
よび他方の他面に排出口を有し、容器内側の前記排出口
の手前に金属の金網、格子やパンチングメタル等を使用
したストレーナー７ａが設けられているハッチタンク
で、円筒形容器の吸引口から、スラィムが容器内に流入
してくると、容器内は上部に空気等が通過する空間を残
して、ほぼ水（液体）で満たされた状態になっているた
め、吸い込まれた固形物は先ず吸込んだスラィム等のた
めに抵抗が大きく、大部分は速度を落とし固形物は沈澱
し、比較的小さなものが最終的にはストレーナー７ａに
突き当たり分離される。

【００１１】円筒形容器内に吸い込まれ分離されたスラ
ィム中の粗大粒子等の堆積物（ズリ）は、この円筒形容
器の側面に設けた掃除用ハッチから取り出す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように特開平9-15
8185号公報では、ハッチタンクを設け、処理すべきスラ
ィム中の固形物を分離・回収するものであり、地下の現
場近くでハッチタンクから粗大粒子等の堆積物（ズリ）
を取出す作業、および、取出して地下現場に堆積した堆
積物を地上に搬出するその処理が必要であり、それに労
力と時間を費やさねばならない。

【００１３】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、深度がある地下工事現場からの排泥を立坑を介して
行うのに、途中で堆積物を残すことなく、地上に効率的
に排出できる高深度排泥システムを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、地下工事現場からの排泥を立坑を介
して地上に設置したバキューム装置へ送る排泥システム
において、立坑途中に、圧送ポンプおよびこの圧送ポン
プに付設するものとして上部にエアー溜まり、下部に土
砂溜まりを確保したタンクを配設し、該タンクのエアー
溜まりには地上のバキューム装置へ接続するエアー排出
管を接続し、土砂溜まりには水・土砂排出管を前記圧送
ポンプを介在させて接続したことを要旨とするものであ
る。

【００１５】第２に、タンクのエアー溜まりはタンク全
体の上部１／３程度とすること、第３に、タンクの土砂
溜まり部分にエアー導入口を設けること、第４に、水・
土砂排出管は地上の排泥タンクに行く管と、エアー排出
管に合流する管とに分岐し、それぞれに切替えバルブを
設けることを要旨とするものである。

【００１６】請求項１記載の本発明によれば、立坑途中
に圧送ポンプを設けることでそのポンプ圧を利用して高
所の地上まで排泥を搬送できるが、タンクへ送り込まれ
るエアー・水・土砂は、エアーは上部のエアー溜まりへ
と、水および土砂は下部の土砂溜まりに分離する。そし
て、エアー溜まりのエアーはバキューム装置へ吸引さ
れ、エアー溜まりは常に真空状態が維持されるので、土
砂溜まりからの水・土砂排出管にはエアーによる悪影響
のないスラグ流またはプラグ流を発生させ、詰まりのな
いスムーズな圧送ポンプでの搬送が可能となる。

【００１７】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、タンクはエアー溜まりおよび土砂溜まりをそ
れぞれタンク全体の１／３程度、２／３程度とすること
で、無駄な容積部分を持つことなく、効率のよい利用と
なる。

【００１８】請求項３記載の本発明によれば、タンクの
土砂溜まり部分にエアー導入口を設け、このエアー導入
口から必要に応じてエアーを土砂溜まり部分に送り込む
ことで、タンク内の詰まり防止およびトラブル時のエア
ーリフト作用を行うことができ、圧送ポンプ側に攪拌装
置を設ける必要もない。

【００１９】請求項４記載の本発明によれば、非常用と
して水・土砂排出管をエアー排出管に合流させること
で、バキューム装置の吸引力を圧送ポンプのポンプ圧に
加えて水・土砂の搬送を行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の高深度排泥シ
ステムの１実施形態を示す説明図、図２は同上要部の説
明図、図３は同上要部の正面図、図４は同上要部の平面
図である。

【００２１】図１も前記従来例を示す図９と同じく泥濃
式推進工法の場合で、発進用の立坑１に元押ジャッキ３
を設けて、先端にカッター４を配設した管体（ヒューム
管）５の縦列を立坑１から掘進させていき、掘進に伴い
掘削した高濃度泥水（排泥）を立坑１を介して排出する
ものである。

【００２２】この排泥は地上に設置したバキュームポン
プ６ａと排泥タンク６ｂからなるバキューム装置６によ
り負圧をかけて行われるが、本発明は、立坑１の途中
に、圧送ポンプとしてスクイーズポンプ13およびこのス
クイーズポンプ13に付設するものとして上部にエアー溜
まり14、下部に土砂溜まり15を確保したタンク16を配設
した。このタンク16の底部は土砂溜まり15を設けるため
にロート状ではなく平坦なものとする。

【００２３】前記スクイーズポンプ13は、図５に示すよ
うにローター13ａに取付けた２個のスライディングシュ
ー13ｂが特殊ゴムホースによるポンプホース13ｃに沿っ
て回転摺動し、押し潰されたホースの強力な復元力によ
って発生する真空により、吸引された流体がスライディ
ングシュー13ｂの移動で吐出する容積式シールポンプで
ある。図中13ｄはシム、13ｅはオイルレベルを示す。な
お、圧送ポンプとしてはこのスクイーズポンプ13の代わ
りにピストン式のポンプやダイヤフラム式のポンプも利
用できる。

【００２４】一方、タンク16は、地下工事現場としてカ
ッター４のカッター室内から導かれるから排泥管17を前
記エアー溜まり14に接続させて開口させる。エアー溜ま
り14はタンク16の上から約１／３を占めるように形成し
た。このエアー溜まり14にはエアー排出管18を接続し、
その端部を開口する。

【００２５】また、タンク16の土砂溜まり15はタンク16
の下から約２／３を占めるように形成し、この土砂溜ま
り15のに水・土砂排出管19を接続させて開口させ、該水
・土砂排出管19は途中に前記スクイーズポンプ13を介在
させ、これを地上に設置した排泥タンク27へと導く。

【００２６】さらに、水・土砂排出管19の途中を、前記
水・土砂排出管は地上の排泥タンクに行く管19ａとエア
ー排出管に合流する管19ｂとに分岐し、それぞれに切替
えバルブ26ａ，26ｂを設ける。

【００２７】前記エアー排出管18にバルブ20ａ付きのエ
アー導入口管20を設け、同様に水・土砂排出管19のスク
イーズポンプ13から流出側にバルブ21ａ付きのエアー導
入口管21を設けることで、必要に応じて管内に空気を導
入し、詰まり防止を出来るようにする。

【００２８】タンク16の土砂溜まり15の部分にバルブ23
ａ付きのエアー導入口管23によるエアー導入口を設け
た。図中24ａ，24ｂはタンク16に設けた清掃用扉であ
る。

【００２９】また、タンク16内には電極式のレベルスイ
ッチ（ＨＷＬ）25ａ、レベルスイッチ（ＬＷＬ）25ｂを
取り付けてもよい。

【００３０】次に使用法および動作について説明する
と、カッター４でのエアー、水・土砂による排泥は排泥
管17からタンク16内に導かれ、エアーと水・土砂に分離
して、エアーはエアー溜まり14に、水・土砂は土砂溜ま
り15へと分かれる。

【００３１】エアー溜まり14にはバキューム装置６のバ
キュームポンプ６ａからの負圧が掛けられているので、
このエアー溜まり14にいくエアーはすぐにエアー排出管
18に送られ、エアー溜まり14は常に真空に近い状態とな
っている。

【００３２】一方、土砂溜まり15には水・土砂排出管19
を介してスクイーズポンプ13の吸引力が掛けられ、この
土砂溜まり15に溜まる水・土砂はスクイーズポンプ13に
エアーによる悪影響のないスムーズなスラグ流またはプ
ラグ流として送られ、さらに、スクイーズポンプ13から
水・土砂排出管19を介して地上の排泥タンク27に排出さ
れる。

【００３３】この場合は管19ａでバルブ26ａを開き、管
19ｂでバルブ26ｂを閉じているが、目詰まりを生じそう
な非常時には管19ａのバルブ26ａを閉じ、管19ｂのバル
ブ26ｂを開いて水・土砂排出管19をエアー排出管18と合
流させ、エアー・水・土砂の排泥としてバキューム装置
６の排泥タンク６ｂに導くようにしてもよい。

【００３４】また、状況に応じてエアー導入口管23によ
るエアー導入口からタンク16の下部にエアーを導入する
ことで、タンク16内の詰まり防止が行え、トラブル時の
エアーリフトを行うことができる。

【００３５】図６は前記レベルスイッチ（ＨＷＬ）25
ａ、レベルスイッチ（ＬＷＬ）25ｂをタンク16内には設
けなくて済む場合、図７は必要とする場合を示したもの
で、図６に示すようにエアー溜まり14に開口するエアー
排出管18の下端位置を排泥管17の接続開口位置よりも下
とし、レベルスイッチ（ＨＷＬ）25ａを設ける場合と同
じ個所、すなわち、エアー溜まり14の下端位置であるタ
ンク16の上から約１／３の高さとする。この場合、排泥
管17の接続開口位置はエアー溜まり14の中央、すなわ
ち、タンク16の上から約１／６の高さが望ましい。

【００３６】図７のように、エアー排出管18の下端位置
を排泥管17の接続開口位置よりも上とした場合は、レベ
ルスイッチ（ＨＷＬ）25ａ、レベルスイッチ（ＬＷＬ）
25ｂが必要となる。

【００３７】また、エアー溜まり14に接続開口させる排
泥管17は、図８に示すようにタンク16の側面水平に沿わ
せるようにして接続させれば、この排泥管17からの排泥
が円筒形であるタンク16に水平な円を描くように吐出さ
れスムーズに収容されるものとなる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の高深度排泥シ
ステムは、深度がある地下工事現場からの排泥を立坑を
介して行うのに、途中で堆積物を残すことなく、地上に
効率的に排出できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高深度排泥システムの１実施形態を示
す説明図である。

【図２】本発明の高深度排泥システムの１実施形態を示
す要部の説明図である。

【図３】本発明の高深度排泥システムの１実施形態を示
す要部の正面図である。

【図４】本発明の高深度排泥システムの１実施形態を示
す要部の平面図である。

【図５】本発明の高深度排泥システムで使用する圧送ポ
ンプの縦断側面図である。

【図６】レベルスイッチ不要の場合のタンクの構造説明
図である。

【図７】レベルスイッチを要する場合のタンクの構造説
明図である。

【図８】タンクの平面的説明図である。

【図９】泥濃式推進工法の説明図である。

【図１０】従来例を示す説明図である。

【図１１】従来例で使用するポンプユニットの縦断正面
図である。

【符号の説明】

１…立坑 ２…支圧壁 ３…元押ジャッキ ４…カッター ５…管体 ６…バキューム装置 ６ａ…バキュームポンプ ６ｂ…排泥タンク ７…ハッチタンク ７ａ…ストレーナー ８…ポンプユニット ８ａ…円筒形容器 ８ｂ…水中サンドポンプ ８ｃ…吸込口 ８ｄ…上蓋 ８ｅ…液体吐出口 ８ｆ…気体排出口 ９…真空装置 10…揚水管 11…通気管 12…水平管 13…スクイーズポン
プ 13ａ…ローター 13ｂ…スライディン
グシュー 13ｃ…ポンプホース 13ｄ…シム 13ｅ…オイルレベル 14…エアー溜まり 15…土砂溜まり 16…タンク 17，17′…排泥管 18…エアー排出管 19…水・土砂排出管 19ａ，19ｂ…管 20，21，23…エアー導入口管 20ａ，21ａ，23ａ…
バルブ 24ａ，24ｂ…清掃用扉 25ａ，25ｂ…レベル
スイッチ 26ａ，26ｂ…バルブ 27…排泥タンク 28…バルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下工事現場からの排泥を立坑を介して
   地上に設置したバキューム装置へ送る排泥システムにお
   いて、立坑途中に、圧送ポンプおよびこの圧送ポンプに
   付設するものとして上部にエアー溜まり、下部に土砂溜
   まりを確保したタンクを配設し、該タンクのエアー溜ま
   りには地上のバキューム装置へ接続するエアー排出管を
   接続し、土砂溜まりには水・土砂排出管を前記圧送ポン
   プを介在させて接続したことを特徴とした高深度排泥シ
   ステム。
2. 【請求項２】 タンクのエアー溜まりはタンク全体の上
   部１／３程度とする請求項１記載の高深度排泥システ
   ム。
3. 【請求項３】 タンクの土砂溜まり部分にエアー導入口
   を設ける請求項１および請求項２記載の高深度排泥シス
   テム。
4. 【請求項４】 水・土砂排出管は地上の排泥タンクに行
   く管と、エアー排出管に合流する管とに分岐し、それぞ
   れに切替えバルブを設ける請求項１ないし請求項３のい
   ずれかに記載の高深度排泥システム。