JP2002054176A - 土砂搬送補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長土砂プラグを解消してパイプ内での閉塞を
防止し、効率的に土砂を搬送する。 【解決手段】 吸込パイプ７Ａ，７Ｂを介して真空吸引
により土砂４０を吸込み搬送する際に、該吸込パイプ７
Ａ，７Ｂの途中箇所に介在設置する土砂搬送補助装置１
５において、パイプ７Ａ側より土砂を受入れ一時貯留自
在な土砂貯留室１６ａと、該土砂貯留室１６ａにより一
時貯留された土砂４０を細分取出して、パイプ７Ｂ側に
供給自在な土砂供給室１６ｂ及びオーガー装置１７等
と、を備えて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘドロや土砂また
は泥土等の吸込搬送を補助するための土砂搬送補助装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空吸引によりヘドロや土砂や泥
土等（以下これらを総称して土砂とする）を吸込搬送す
る作業が行われている。この土砂の搬送において、吸引
パイプ先端からは、土砂・水分・空気の混合物が真空力
によって連続的に吸い込まれる。吸引された混合物は、
輸送される過程において、吸引混合物の比重差により大
きな比重物（土砂・水）はパイプ底面をずりながら移動
し、管路の流路面積を狭めることになる。その結果、管
路内での空気流速は速まり、ずりながら移動する土砂分
を巻き上げ、部分的に管路全断面を占める塊（プラグ）
になり、また、再び分散しながら移動する。プラグの移
動過程でプラグを構成する一部は管の底面の摩擦を受け
て遅れることになり、プラグが破壊される。このような
現象を繰り返しながら空気部と土砂溜まり部が交互に連
続形成されながら移動する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】輸送距離が短い段階で
は、空気量が多いため管路内土砂の絶対量が少なく、短
いプラグ状態で輸送される。しかし、長距離の輸送にお
いては、抵抗によって空気量が低下し、その結果、管路
内の土砂が多くなり、破壊、再プラグ発生を繰り返す中
で、プラグの長さが漸次大きくなり、極端な場合は閉塞
（空気の流れが停止）する。即ち、真空ポンプの動力を
空気の流れのエネルギーに変え、その空気の流れのエネ
ルギーで土砂を輸送することが基本原理であるが、閉塞
が発生すると空気の流れが停止して輸送が停止すること
になる。

【０００４】そこで本発明は上記事情に鑑み、長土砂プ
ラグを解消してパイプ内での閉塞を防止し、効率的に土
砂を搬送することのできる土砂搬送補助装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上述の事情に
生みてなされたもので、請求項１は、吸込パイプ（７，
７Ａ，７Ｂ）を介して真空吸引により土砂（４０）を吸
込み搬送する際に、該吸込パイプの途中箇所に介在設置
する土砂搬送補助装置（１５，１５０）において、前記
吸込パイプの途中箇所のうち上流側より土砂を受入れ一
時貯留自在な土砂貯留手段（１６ａ）と、前記土砂貯留
手段により一時貯留された土砂を細分取出して、前記吸
込パイプの途中箇所のうち下流側に供給自在な細分取出
供給手段（１６ｂ，１７，１９）と、を備えて構成した
ことを特徴とする。

【０００６】また請求項２は、前記細分取出供給手段
は、前記土砂貯留手段と、前記吸込パイプの途中箇所の
うち下流側と、の間に、オーガースクリュー（１９ａ）
を回転駆動自在に有している、ことを特徴とする。

【０００７】また請求項３は、前記土砂貯留手段は、前
記吸込パイプの途中箇所のうち上流側に、土砂を受入れ
自在に接続した土砂貯留室（１６ａ）を有し、前記細分
取出供給手段は、前記吸込パイプの途中箇所のうち下流
側に、土砂を吸引により供給自在に接続され、かつ前記
土砂貯留室の下方に配置された土砂供給室（１６ｂ）
と、前記土砂貯留室と土砂供給室との間に設けられ、こ
れら土砂貯留室と土砂供給室とを連通する複数の土砂流
通穴（１７ｔ）が形成された仕切部材（１７）を有して
いる、ことを特徴とする。

【０００８】また請求項４は、前記細分取出供給手段
は、前記土砂貯留手段により一時貯留された土砂を細分
取出する際に、これら細分取出される土砂に空気を提供
自在な空気提供手段（２０）を有している、ことを特徴
とする。

【０００９】また請求項５は、前記空気提供手段は、前
記土砂貯留手段のうち土砂を一時貯留する空間（ＳＰ
１）内で、かつ前記吸込パイプの上流側の前記途中箇所
近傍において、空気を取入れ自在になっている、ことを
特徴とする。

【００１０】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち請求項
１によれば、吸込パイプを介して長土砂プラグが受入れ
られ土砂貯留手段に一時貯留されると共に、細分取出供
給手段により該土砂貯留手段から一時貯留された土砂を
細分取出して吸込パイプの途中箇所のうち下流側に短土
砂プラグとして供給する。従って本発明によると、長土
砂プラグを解消して吸込パイプ内での閉塞を防止し、効
率的に土砂を搬送することができる。

【００１２】また請求項２によれば、オーガースクリュ
ーの回転により土砂が効率的に細分できる。

【００１３】また請求項３によれば、一時貯留された土
砂は仕切部材の土砂流通穴を介して自然落下により土砂
供給室へ細分されながら移動する。従って土砂の細分取
出をなすための複雑な装置や動力等を別途に設ける必要
が無く、装置の簡単化が実現する。

【００１４】また請求項４によれば、空気提供手段によ
り、細分取出された短土砂プラグ間に空気を効果的に流
入させることができるので、吸込パイプの下流側に短土
砂プラグを効果的に供給できる。

【００１５】また請求項５によれば、空気提供手段は土
砂による閉塞がなく、良好に空気の提供ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図２はトンネル内で発生した土砂
を外部に輸送するための土砂輸送設備を示した模式図で
ある。発進用等の立坑ＴＲ１及びこれに続く構築中の水
平坑ＴＲ２からなるトンネルＴＲの施工現場には、図２
に示すように、該水平坑ＴＲ２内で発生した土砂４０を
外部に輸送するための土砂輸送設備１が設置されてい
る。土砂輸送設備１は、スラリー輸送装置２、搬送補助
装置１５、貯留装置２５等により構成されている。以
下、これらを個別に説明する。

【００１７】＜スラリー輸送装置２＞図１はスラリー輸
送装置を示す模式図である。スラリー輸送装置２は、図
１に示すように、内部が基本的に密閉された真空タンク
３を有しており、該真空タンク３の上端部付近には真空
吸引口５ａが形成されている。真空タンク３には、該真
空吸引口５ａを介して真空ポンプ５が接続されており、
該真空ポンプ５を運転することにより真空吸引口５ａを
介して空気を吸引し真空タンク３内を減圧自在となって
いる。

【００１８】真空タンク３内にはホッパ６が設けられて
いる。ホッパ６は、中空の殻体６ａを有しており、該殻
体６ａの底部には吐出口６ｂが形成されている。該ホッ
パ６は、真空タンク３の上端部付近のうち、上記真空吸
引口５ａとは干渉しない位置に配置されている。吐出口
６ｂにはスライド式のシャッタ６ｓが設けられており、
該シャッタ６ｓをスライド調節することにより吐出口６
ｂの開口面積を調節可能となっている。

【００１９】一方、真空タンク３には土砂４０を輸送自
在な吸込パイプ７が外部から接続されており、該吸込パ
イプ７の一端は真空タンク３内に挿入され、その先端が
前記ホッパ６の内部に開口している。即ち、ホッパ６内
には吸込パイプ７を介して輸送されて来た土砂４０が供
給自在になっている。

【００２０】また、真空タンク３には水５０を輸送自在
な注水パイプ９が外部から接続されており、該注水パイ
プ９の先端側は真空タンク３の上端から該真空タンク３
内に下向きに挿入されている。更に真空タンク３内で
は、前記注水パイプ９はホッパ６を上下に貫通してお
り、該注水パイプ９の先端は真空タンク３の内部のうち
前記ホッパ６の下側で開口している。なお真空タンク３
のうち前記ホッパ６よりも下方はスラリー６０（泥）が
保持され得るスラリー保持空間４となっており、前記注
水パイプ９の先端は該スラリー保持空間４に配置されて
いる。

【００２１】また注水パイプ９の途中（図１の例では真
空タンク３のすぐ上の位置）にはピンチ弁９ａが設けら
れている。このピンチ弁９ａは公知のものであり、注水
パイプ９内の真空度が上昇すると、該ピンチ弁９ａの内
部ゴム管が真空力により変形して流路断面減少を起こ
し、該注水パイプ９における流量を減少させるようにな
っている。つまり、ピンチ弁９ａにより注水パイプ９に
よる水供給量（単位時間当たりの量）が自動的に略一定
に制御されるようになっている。

【００２２】また注水パイプ９には、その途中部位にお
いて空気混入管１２が接続されている。空気混入管１２
は該注水パイプ９との接続位置から、一旦、真空タンク
３の外部に突出し、再び真空タンク３内に挿入してスラ
リー保持空間４に到達し、その先端１２ａを下方に向け
た形で配管されている。この先端１２ａはスラリー保持
空間４におけるスラリー液面位置変動領域Ｒ（後述）内
の所定の高さレベルＬ１に配置されている。また、空気
混入管１２のうち前記注水パイプ９との接続部にはエジ
ェクタ１２ｂが介在されており、更に空気混入管１２の
途中であり、かつ真空タンク３の外部に位置する箇所に
は風量制御弁１２ｃが設けられている。

【００２３】更に注水パイプ９のうちホッパ６内に位置
する途中部位では枝管１３が設けらえれており、枝管１
３の先端は注水パイプ９から枝管１３を介して供給され
てきた少量の水５０をホッパ６内に散布自在な散布部１
３ａとなっている。

【００２４】更に、真空タンク３には排泥ポンプ１０が
設けられている。排泥ポンプ１０はメッシュ状のケーシ
ング等で形成された吸込部１０ａを有しており、該吸込
部１０ａは真空タンク３の内部のスラリー保持空間４に
配置されている。なお吸込部１０ａの上端は前記スラリ
ー液面位置変動領域Ｒの最低高さレベルＬ２よりもやや
低い位置に配置されている。また排泥ポンプ１０には、
前記吸込部１０ａから吸込んだスラリー６０を輸送する
ための排泥パイプ１１が接続されている。

【００２５】＜搬送補助装置１５＞図３は搬送補助装置
を示す模式図であり、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は
そのＸ１−Ｙ１線断面図である。搬送補助装置１５は水
平方向に長い略直方体状の形状をしたケーシング１６を
有している。ケーシング１６にはオーガー装置１９が設
けられている。オーガー装置１９は水平に伸延したスク
リュー１９ａを回転駆動自在に有しており、該スクリュ
ー１９ａは上記ケーシング１６の内部で、しかも該ケー
シング１６の底部に沿って配置されている。

【００２６】更に、ケーシング１６内には、該ケーシン
グ１６の内部を基本的に上側の土砂貯留室１６ａと下側
の土砂供給室１６ｂとの２つに分割する略水平な仕切部
材１７が設けられており、上記スクリュー１９ａの大部
分は土砂供給室１６ｂに配置され、該スクリュー１９ａ
の上部が仕切部材１７を貫通して上の土砂貯留室１６ａ
に突出している。従って、仕切部材１７には、スクリュ
ー１９ａの上部が貫通する大きさの流通口１７ａが該ス
クリュー１９ａに沿って平面視細長く形成されている。

【００２７】ケーシング１６には、第１のパイプ７Ａと
第２のパイプ７Ｂとが外部より接続されており、第１の
パイプ７Ａは土砂貯留室１６ａの内部空間である貯留空
間ＳＰ１に開口している。第２のパイプ７Ｂはスクリュ
ー１９ａの先端近傍で上記土砂供給室１６ｂの内部空間
である排出空間ＳＰ２に開口した形で接続されている。
また、２本の空気バイパス管２０が仕切部材１７を介し
て貯留空間ＳＰ１と排出空間ＳＰ２とを連通する形で設
けられており、空気バイパス管２０の上端は貯留空間Ｓ
Ｐ１の上端近傍で、かつ第１のパイプ７Ａのケーシング
１６における接続部位近傍で開口し、下端は仕切部材１
７の下面（排出空間ＳＰ２の上端）で開口している。

【００２８】＜貯留装置２５＞貯留装置２５は、図１に
示すように、スラリー６０を貯留することのできる貯留
槽２６と、該貯留槽２６で貯留され分離された水５０を
外部に給水自在な給水ポンプ２７と、を有している。

【００２９】＜土砂輸送設備１全体＞以上のように、ス
ラリー輸送装置２、搬送補助装置１５、貯留装置２５、
等を有してなる土砂輸送設備１は、図２に示すように、
地上にスラリー輸送装置２及び貯留装置２５を配置して
おり、スラリー輸送装置２の排泥パイプ１１が貯留装置
２５の貯留槽２６に、スラリー６０を輸送供給自在に接
続されている。また貯留装置２５の給水ポンプ２７に
は、スラリー輸送装置２の注水パイプ９が、該給水ポン
プ２７から水５０を受取自在に接続されている。

【００３０】また本実施形態の土砂輸送設備１は、同様
に構成された搬送補助装置１５を２つ有しており、以降
これらを区別するため搬送補助装置１５Ａ、搬送補助装
置１５Ｂと記載することにする。１つの搬送補助装置１
５Ａは、図２に示すように、トンネルＴＲの立坑ＴＲ１
の底部近傍に配置している。該搬送補助装置１５Ａの第
２のパイプ７Ｂは前記立坑ＴＲ１を介して地上まで配管
されており、該第２のパイプ７Ｂの先端側はスラリー輸
送装置２における吸込パイプ７として該スラリー輸送装
置２に接続されている。

【００３１】もう１つ別の搬送補助装置１５Ｂは、図２
に示すように、立坑ＴＲ１から続く水平坑ＴＲ２の途中
に配置している。該搬送補助装置１５Ｂの第２のパイプ
７Ｂは前記水平坑ＴＲ２を介して配管され、上記搬送補
助装置１５Ａの第１のパイプ７Ａとして該搬送補助装置
１５Ａに接続されている。つまり言い換えると、スラリ
ー輸送装置２の吸込パイプの途中に搬送補助装置１５
Ａ、１５Ｂが介在設置されている。搬送補助装置１５Ｂ
の第１のパイプ７Ａは水平坑ＴＲ２を介して切羽側まで
配管されており、その先端は水平坑ＴＲ２の掘削に伴い
発生した土砂４０を吸引できる位置に配置されている。

【００３２】＜土砂輸送設備１の利用＞土砂輸送設備１
は以上のように構成されているので、該土砂輸送設備１
を用いてトンネルＴＲの水平坑ＴＲ２における土砂４０
を地上に搬送するには次のように行う。即ち、スラリー
輸送装置２の真空ポンプ５を作動させ、貯留装置２５の
給水ポンプ２７を作動させる。

【００３３】スラリー輸送装置２での真空ポンプ５の作
動により、真空タンク３内は減圧され、吐出口６ｂを介
して連通した真空タンク３内のホッパ６内部も減圧され
る。つまり、該ホッパ６内部と接続される吸込パイプ７
内が減圧される。即ち、吸込パイプ７と同じものである
搬送補助装置１５Ａの第２のパイプ７Ｂ内が減圧される
ので、該搬送補助装置１５Ａのケーシング１６内が減圧
され、該ケーシング１６と接続された搬送補助装置１５
Ａの第１のパイプ７Ａ内が減圧される。更に、搬送補助
装置１５Ａの第１のパイプ７Ａと同じものである搬送補
助装置１５Ｂの第２のパイプ７Ｂ内が減圧されるので、
該搬送補助装置１５Ｂのケーシング１６内が減圧され、
該ケーシング１６と接続された搬送補助装置１５Ｂの第
１のパイプ７Ａ内が減圧される。

【００３４】搬送補助装置１５Ｂの第１のパイプ７Ａ内
が減圧されるので、この真空力により該第１のパイプ７
Ａの先端より水平坑ＴＲ２内の土砂４０を吸引する。吸
引された土砂４０は、図３に示すように、第１のパイプ
７Ａを介してケーシング１６の貯留空間ＳＰ１に供給さ
れ一時貯留される。貯留空間ＳＰ１の土砂４０は自然落
下或いはオーガー装置１９のスクリュー１９ａの動きに
より仕切部材１７の流通口１７ａを通って排出空間ＳＰ
２へ均一的に移動する。この排出空間ＳＰ２ではオーガ
ー装置１９のスクリュー１９ａが回転駆動されているの
で、該排出空間ＳＰ２に進入した土砂４０はスクリュー
１９ａの回転により短土砂プラグ状にされつつ図３の矢
印Ｔ方向に輸送され第２のパイプ７Ｂに排出される。

【００３５】なお第１のパイプ７Ａ等を介してケーシン
グ１６の貯留空間ＳＰ１に流入した空気は２本の空気バ
イパス管２０を通って排出空間ＳＰ２に供給され、オー
ガー装置１９の回転駆動により断続的に第２のパイプ７
Ｂに排出される土砂４０の間に取り込まれる。これによ
り上記短土砂プラグが効果的に形成されるようになって
いる。

【００３６】搬送補助装置１５Ｂの第２のパイプ７Ｂを
介して短土砂プラグとされた土砂４０は、同パイプであ
る搬送補助装置１５Ａの第１のパイプ７Ａを介して該搬
送補助装置１５Ａのケーシング１６の貯留空間ＳＰ１に
供給され一時貯留される。貯留空間ＳＰ１の土砂４０は
自然落下或いはオーガー装置１９のスクリュー１９ａの
回転により排出空間ＳＰ２へ進入する。該排出空間ＳＰ
２に進入した土砂４０はスクリュー１９ａの回転により
短い土砂プラグ状にされ、かつ２本の空気バイパス管２
０を通って排出空間ＳＰ２に供給される空気を取り入れ
つつ、図３の矢印Ｔ方向に輸送され第２のパイプ７Ｂに
排出される。

【００３７】このように搬送補助装置１５Ａ、１５Ｂに
よると、長距離真空吸引による土砂輸送において閉塞の
原因になりやすい長い土砂プラグを発生させず、短い土
砂プラグにして搬送するので、第２のパイプ７Ｂ内での
閉塞を回避することができる。またこれにより、限られ
た真空力により高能率の土砂輸送が可能になるので好都
合である。特に、最も閉塞が生じやすい立坑ＴＲ１等の
鉛直配管の直前に搬送補助装置１５Ａを設けることは閉
塞防止に特に有効である。更に、水平坑ＴＲ２でもその
輸送距離が長い場合には、始めは短い土砂プラグであっ
ても輸送中に長い土砂プラグになってしまうことがある
ので、搬送補助装置１５Ｂを途中に挿入するによって水
平配管内の閉塞防止を確実にできる。なお、水平坑ＴＲ
２が更に長くなり、土砂４０の水平輸送距離が長くなる
場合には、搬送補助装置１５Ａ、１５Ｂと同様の搬送補
助装置を何台でも直列に追加接続することが可能であ
る。また逆に土砂の輸送距離が短い場合には土砂輸送設
備１に搬送補助装置１５が１つだけ備えられていてもよ
い。

【００３８】搬送補助装置１５Ａの第２のパイプ７Ｂを
介して立坑ＴＲ１を上り、同パイプである吸込パイプ７
でスラリー輸送装置２に搬送された土砂４０は、図１に
示すように、該吸込パイプ７よりホッパ６内に供給され
る。ホッパ６内に供給された土砂４０は、該土砂４０の
自重及び真空ポンプ５による真空力によりホッパ６の吐
出口６ｂを介して真空タンク３のスラリー保持空間４に
均一的に供給される。上述したように貯留装置２５の給
水ポンプ２７が作動しているので、注水パイプ９を介し
てスラリー保持空間４には水５０が供給されている。従
って、このスラリー保持空間４では水５０と土砂４０が
スラリー６０を形成して保持される。

【００３９】スラリー輸送装置２の排泥ポンプ１０も作
動しており、スラリー保持空間４内のスラリー６０は吸
込口１０ａを介して排泥ポンプ１０に吸込まれ、排泥パ
イプ１１を介して貯留装置２５に輸送される。貯留装置
２５に輸送されたスラリー６０は貯留槽２６に供給され
る。該貯留槽２６のスラリー６０は水５０と土砂４０と
に分離され、水５０は上述したように給水ポンプ２７に
より注水パイプ９を介して再び真空タンク３に供給され
る。貯留槽２６で分離された土砂５０は適宜な方法で処
理される。

【００４０】以下、スラリー輸送装置２における特徴的
な作用を説明する。 水供給量の安定化 真空タンク３に給水する注水パイプ９に設けられたピン
チ弁９ａにより、既に説明したように該注水パイプ９に
よる単位時間当たりの水供給量が自動的に略一定になる
よう調節される。ここで、前記水供給量（流量）を一定
値であるＶ１とし、スラリー保持空間４に対するホッパ
６からの土砂４０の土砂供給量（単位時間当たりの平均
供給量）をＶ２とする。このＶ１、Ｖ２の関係は、Ｖ２
≒０．１×Ｖ１、となるようにピンチ弁９ａを調整して
おく。瞬間的な土砂の供給量は条件によって大きく変動
するが、上記Ｖ２がＶ１に対して十分小さい量であるか
ら、スラリー保持空間４に供給されるスラリー６０とし
ての単位時間当たりの供給量の変動は相対的に少ない。
また、排泥ポンプ１０の能力であるスラリー最大吸込量
をＶ３（単位時間当たりのスラリーの最大吸込量）とし
て、Ｖ３＞Ｖ１＋Ｖ２、を満たす能力をもつ排泥ポンプ
１０を採用した（好ましくは、Ｖ３＝２．６×Ｖ１程度
が適当）。このように余裕のある排泥ポンプ１０を自律
安定的にＶ１＋Ｖ２程度の単位時間当たりのスラリー吸
込量で運転することにより（その仕組みは後述）、排泥
パイプ１１には一定量のスラリー６０が継続的に供給で
き、排泥パイプ１１内で沈殿限界流速以下になることは
ない。

【００４１】真空タンク３内のスラリー液面位置の安
定化 本実施形態では上述したように排泥ポンプ１０を自律安
定的にＶ１＋Ｖ２程度のスラリー吸込量で運転する。上
述したようにスラリー６０の供給量が略一定であるか
ら、スラリー保持空間４でのスラリー６０の液面が略一
定の高さレベルＬ１（図１）に保たれる。従って、従来
のようにスラリーの水位が上昇する度に安全弁を開いて
真空タンク内の真空度を下げて作業能率を下げる必要が
生じない。以下に、排泥ポンプ１０を自律安定的にＶ１
＋Ｖ２程度のスラリー吸込量で運転し、スラリー保持空
間４でスラリー６０の液面位置が略一定の高さレベルＬ
１に保たれる仕組みを説明する。

【００４２】本実施形態での条件では、排泥ポンプ１０
の能力（単位時間当たりのスラリー最大吸込量Ｖ３）
が、単位時間当たりに吸込むべきスラリー６０の吸込量
（Ｖ１＋Ｖ２）より過剰に大きいが、該排泥ポンプ１０
の吸込部１０ａに人為的に少量空気を吸い込ませて軽度
のキャビテーションを起こさせ、排泥ポンプ１０の効率
低下を起こさせている。まず図１に示すように、スラリ
ー保持空間４のスラリー６０の液面が高さレベルＬ１よ
りも低いレベルになっている場合について説明する。空
気混入管１２との接続部分では注水パイプ９内はスラリ
ー保持空間４におけるスラリー６０上方の圧力より更に
低圧であり、ここに設けられたエジェクタ１２ｂの作用
により、空気混入管１２の先端１２ａが空気中にあるの
で、該先端１２ａから空気が吸引され注水パイプ９内の
水５０に空気を連行する。連行された空気は細かい気泡
となってスラリー６０中に分散し、これが排泥ポンプ１
０に吸込まれて、上記軽度のキャビテーションが生じ排
泥能力が低下する。

【００４３】空気混入管１２での空気の輸送量は風量制
御弁１２ｃで設定してあり、これによってキャビテーシ
ョンの強度が調整されている。即ち、上記キャビテーシ
ョンが発生しても注水パイプ９からの供給水量Ｖ１に相
当する排泥能力は維持するように設定しておく。また、
多量の土砂４０がスラリー保持空間４に供給された場合
は、スラリー６０の液面位置が高さレベルＬ１より高い
レベルまで上昇する。この場合は、空気混入管１２の先
端１２ａがスラリー６０中に入るので注水パイプ９内の
水５０に空気が連行されず、上記キャビテーションが即
座に消失するので、排泥ポンプ１０は能力（Ｖ３）をフ
ルに発揮して排泥を行う。つまりスラリー６０の液面位
置は再び低下して上記高さレベルＬ１の近傍に戻る。つ
まり、スラリー６０の液面が不用意に上昇して真空ポン
プ５に吸引されるなどの不都合は生じない。なお、スラ
リー６０中で分散した気泡のための振動・騒音の発生も
問題にならないことが確認されている。

【００４４】図１に示すスラリー液面位置変動領域Ｒ
は、スラリー６０の液面位置の変動を安全に許容する領
域であって、予め設定されているものである。つまりこ
のスラリー液面位置変動領域Ｒの最低高さレベルＬ２ま
ではスラリー６０の液面位置が低下しても排泥に影響が
無いが、該最低高さレベルＬ２を超えて液面位置が低下
すると排泥ポンプ１０の吸込部１０ａが露出する可能性
が高まり正常な排泥に支障をきたすというものである。
またスラリー液面位置変動領域Ｒの最高高さレベルＬ３
まではスラリー６０の液面位置が上昇しても支障は無い
が、該最高高さレベルＬ３を超えて液面位置が低下する
と真空ポンプ５によるスラリー６０の吸引などの可能性
が高まり正常な排泥に支障をきたすというものである。
上述したように空気混入管１２の空気取入部である先端
１２ａがこのスラリー液面位置変動領域Ｒの中の高さレ
ベルＬ１にあるので、スラリー６０の液面位置は該高さ
レベルＬ１に略一定に保たれ、正常な排泥に支障がな
い。

【００４５】多量の土砂４０が瞬間的に流入し、スラ
リー６０中の土砂４０の濃度が急上昇する場合の対策 真空吸引方式での土砂の流れはプラグ流であり、間歇的
に多量の土砂４０が真空タンク３に吸込まれることがあ
り得る。この対策にあたり設けたのがホッパ６である。
即ち、ホッパ６に供給された土砂４０は吐出口６ｂから
スラリー保持空間４に比較的断続的に少量ずつ落下する
ようになっており（即ち均一的に落下するようになって
おり）、一度に多量の土砂４０がスラリー保持空間４に
供給されるようなことは防止されている。また、ホッパ
６に残留する土砂４０は、後から流入する土砂４０のプ
ラグ流によって押し流されるようになっている。また、
枝管１３の散布部１３ａから散布される水５０によりホ
ッパ６内は常時洗い流されるようになっている。これに
より、ホッパ６内で土砂４０が閉塞するようなことはな
い。

【００４６】＜別の搬送補助装置１５０＞図４は別のタ
イプの搬送補助装置を示す模式図であり、（ａ）はその
側断面図、（ｂ）はそのＸ２−Ｙ２線断面図である。搬
送補助装置１５０は、水平方向に長い略直方体状の形状
をしたケーシング１６を有しており、該ケーシング１６
内には、該ケーシング１６の内部を基本的に上側の土砂
貯留室１６ａ（内部空間は貯留空間ＳＰ１）と下側の土
砂供給室１６ｂ（内部空間は排出空間ＳＰ２）との２つ
に分割する略水平な仕切部材１７が設けられている。仕
切板１７は格子状に形成され多数の孔１７ｔが該仕切板
１７の表裏を貫通する形で形成されている。

【００４７】ケーシング１６には、第１のパイプ７Ａと
第２のパイプ７Ｂとが外部より接続されており、第１の
パイプ７Ａは貯留空間ＳＰ１に開口している。また第２
のパイプ７Ｂは排出空間ＳＰ２に開口した形で接続され
ている。２本の空気バイパス管２０が仕切部材１７を介
して貯留空間ＳＰ１と排出空間ＳＰ２とを連通する形で
設けられており、空気バイパス管２０の上端は貯留空間
ＳＰ１の上端近傍で、かつ第１のパイプ７Ａにおけるケ
ーシング１６との接続部位近傍で開口し、下端は仕切部
材１７の下面（排出空間ＳＰ２の上端）で開口してい
る。

【００４８】以上のように構成された搬送補助装置１５
０は既に説明した実施形態での搬送補助装置１５の代り
に設置して使用する。即ち、真空力により土砂４０が図
４に示すように、第１のパイプ７Ａを介してケーシング
１６の貯留空間ＳＰ１に供給され一時貯留される。貯留
空間ＳＰ１の土砂４０は格子状になった仕切板１７を介
して細かく分割される形で短土砂プラグ状になって、下
側の排出空間ＳＰ２へ均一的に自然落下して移動する。
この排出空間ＳＰ２に進入した土砂４０は更に真空力に
より短土砂プラグ状のまま図４の矢印Ｔ方向に移動して
第２のパイプ７Ｂに排出される。

【００４９】このように搬送補助装置１５０でも搬送補
助装置１５と同様に、長距離真空吸引による土砂輸送に
おいて閉塞の原因になりやすい長い土砂プラグを発生さ
せず、短い土砂プラグにして搬送するので、第２のパイ
プ７Ｂ内での閉塞を回避することができる。またこれに
より、限られた真空力により高能率の土砂輸送が可能に
なるので好都合である。

【００５０】なお上記仕切板１７は格子状であったが、
該仕切板１７を通過する土砂４０を細かく分割できれば
いいので、格子状に限らず、スリット状や網目状などで
もよい。また、土砂輸送設備１の搬送補助装置は１つ以
上の搬送補助装置１５０だけであってもよいし、搬送補
助装置１５と搬送補助装置１５０を混在させて採用する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】スラリー輸送装置を示す模式図。

【図２】トンネル内で発生した土砂を外部に輸送するた
めの土砂輸送設備を示した模式図。

【図３】搬送補助装置を示す模式図であり、（ａ）はそ
の側断面図、（ｂ）はそのＸ１−Ｙ１線断面図。

【図４】別のタイプの搬送補助装置を示す模式図であ
り、（ａ）はその側断面図、（ｂ）はそのＸ２−Ｙ２線
断面図。

【符号の説明】

７ 吸込パイプ ７Ａ 吸込パイプ（第１のパイプ） ７Ｂ 吸込パイプ（第２のパイプ） １５，１５ 土砂搬送補助装置（搬送補助装置） １６ａ 土砂貯留室 １６ｂ 土砂供給室 １７ 細分取出供給手段（仕切部材） １７ｔ 土砂流通穴（孔） １９ 細分取出供給手段（オーガー装置） １９ａ オーガースクリュー（スクリュー） ２０ 空気提供手段（空気バイパス管） ４０ 土砂 ＳＰ１ 空間（貯留空間）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸込パイプを介して真空吸引により土砂を
   吸込み搬送する際に、該吸込パイプの途中箇所に介在設
   置する土砂搬送補助装置において、 前記吸込パイプの途中箇所のうち上流側より土砂を受入
   れ一時貯留自在な土砂貯留手段と、 前記土砂貯留手段により一時貯留された土砂を細分取出
   して、前記吸込パイプの途中箇所のうち下流側に供給自
   在な細分取出供給手段と、を備えて構成したことを特徴
   とする土砂搬送補助装置。
2. 【請求項２】前記細分取出供給手段は、前記土砂貯留手
   段と、前記吸込パイプの途中箇所のうち下流側と、の間
   に、オーガースクリューを回転駆動自在に有している、
   ことを特徴とする請求項１記載の土砂搬送補助装置。
3. 【請求項３】前記土砂貯留手段は、前記吸込パイプの途
   中箇所のうち上流側に、土砂を受入れ自在に接続した土
   砂貯留室を有し、 前記細分取出供給手段は、前記吸込パイプの途中箇所の
   うち下流側に、土砂を吸引により供給自在に接続され、
   かつ前記土砂貯留室の下方に配置された土砂供給室と、
   前記土砂貯留室と土砂供給室との間に設けられ、これら
   土砂貯留室と土砂供給室とを連通する複数の土砂流通穴
   が形成された仕切部材を有している、ことを特徴とする
   請求項１記載の土砂搬送補助装置。
4. 【請求項４】前記細分取出供給手段は、前記土砂貯留手
   段により一時貯留された土砂を細分取出する際に、これ
   ら細分取出される土砂に空気を提供自在な空気提供手段
   を有している、ことを特徴とする請求項１記載の土砂搬
   送補助装置。
5. 【請求項５】前記空気提供手段は、前記土砂貯留手段の
   うち土砂を一時貯留する空間内で、かつ前記吸込パイプ
   の上流側の前記途中箇所近傍において、空気を取入れ自
   在になっている、ことを特徴とする請求項４記載の土砂
   搬送補助装置。