JP2010126947A - 土砂搬出方法及び土砂搬出システム - Google Patents
土砂搬出方法及び土砂搬出システム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】シールドマシン10により掘削された土砂を掘削現場から搬出する方法は、土砂ストック装置14の前段に、シールドマシン10により掘削された土砂を一時的に貯蔵し、当該貯蔵した土砂を土砂スラリー化装置16に導入する土砂ストック装置14を設け、トンネル2の施工工程に、シールドマシン10によりトンネル2を掘削する掘削期間と、シールドマシン10によりトンネル2を掘削しない掘削休止期間とを設定し、掘削期間と掘削休止期間との両期間において、土砂ストック装置14において土砂に泥水を混合することにより作製されたスラリーを、排泥ポンプ18により搬出させる。
【選択図】図2
Description
また、トンネル内に大型の排泥ポンプを設置できたとしても、排泥ポンプの大型化によって施工コストが増大するとともに、坑内の作業スペースが狭小になり安全性を確保する点で不利になるおそれもある。
前記搬出手段の前段に、前記掘削手段により掘削された土砂を一時的に貯蔵し、当該貯蔵した土砂を前記搬出手段に導入する土砂貯蔵手段を設け、
前記搬出手段により前記土砂貯蔵手段に貯蔵された土砂を搬出させることを特徴とする。
図1は、本実施形態に係る、シールド工法における土砂搬出方法に使用する設備を示す図である。
なお、ここで用いる土砂を搬送する設備には、ベルトコンベア12に限らず、スクリューコンベアを用いてもよく、また、土砂が流動性を有している場合には圧送方式のポンプを用いてもよい。すなわち、シールドマシン10から掘削される土砂を土砂ストック装置14まで搬送できるものであればよい。
ここで、土砂ストック装置14は、シールドマシン10による掘削期間終了時に掘削された土砂を少なくとも収納できるような容量を備えている。この土砂ストック装置14の容量は、掘削期間と、掘削期間中に掘削される土砂の量と、土砂ストック装置14から搬出される土砂の搬出量速度とによって設定される。
かかる加泥材には、例えば、泥水又は清水が用いられる。そして、フィーダーコンベア15から土砂スラリー化装置16に導入される土砂の量に対して所定倍率(例えば、約5〜6倍)の量の加泥材が、送泥管24を介して土砂スラリー化装置16に混入されるようになっている。
すなわち、シールドマシン10の掘削期間中に掘削される土砂の量が大きいため、シールドマシン10が掘削した土砂を、直接土砂スラリー化装置16に投入すると、その土砂に加泥材が追加されることにより増量したスラリーの量が、同掘削期間中に排泥ポンプ18により搬出可能な量を超えるような場合である。この場合、土砂スラリー化装置16で作製されるスラリーが、土砂スラリー化装置16からオーバーフローしてしまう。
なお、ここでいう掘削期間とは、例えば、トンネル覆工体としてシールドマシン10により掘削されたトンネル2の内壁に設置されるセグメント4の1リング分の幅を掘削する期間をいい、掘削休止期間とは、セグメント4を1リング分の幅を掘削した後に、セグメント4を組み立てる期間をいう。
これにより、掘削期間中に土砂ストック装置14に貯蔵された土砂量が減少していく。
なお、その他の比較例として、土砂ストック装置14を用いずに土砂を搬出する場合において、排出能力を向上させた排泥ポンプ18を用いたとき(ケース3)の数値実験も行った。
π×(2(m))2×1m≒13(m3) ・・・ (数式1)
13(m3)/16.5×100≒80(m3) ・・・ (数式2)
80(m3)/2(m3/分)=40(分) ・・・ (数式3)
したがって、ケース1では、掘削した土砂を、土砂ストック装置14を用いず、土砂スラリー化装置16に直接移送するので、土砂スラリー化装置16からスラリーをオーバーフローさせないようにするために、シールドマシン10の掘進速度を、数式4のように2.5cm/分に制限する必要がある。
1(m)/40(分)=2.5(cm/分) ・・・ (数式4)
しかしながら、ケース2では、掘削期間に搬出できない土砂を土砂ストック装置14に貯蔵することができる。これにより、シールドマシン10の掘進速度をケース1と比べて速めることができる。
例えば、シールドマシン10の掘進速度を5.0cm/分とした場合、掘削期間はケース1の半分に短縮され20分となるが、その後のセグメント組み立て時間が35分あるので、次の掘削再開まで合計55分間、排泥ポンプ18が土砂スラリー化装置16からスラリーを搬出する期間にあてることができる。これに対し、ケース2では、スラリーをすべてトンネル2の内部から搬出するのにケース1と同じく40分しか要しないので、搬出に必要な期間が足りる。
したがって、土砂ストック装置14の土砂を収納する容積を、少なくとも6.5m3確保すればよい。
80(m3)/4(m3/分)=20(分) ・・・ (数式5)
したがって、この時のシールドマシン10の掘進速度を、数式6のように5.0cm/分に速めることができる。
1(m)/40(分)=5.0(cm/分) ・・・ (数式6)
また、トンネル2の内部に大型の排泥ポンプ18を設置できたとしても、大型の排泥ポンプ18の使用よる施工コストが増大するとともに、坑内の作業スペースが狭小になり安全性を確保する点で不利になるおそれもある。
ここで、排泥ポンプ18は、トンネル2の施工工程において、シールドマシン10によりトンネル2を掘削する掘削期間のうち少なくとも一部の期間と、シールドマシン10によりトンネル2を掘削しない掘削休止期間のうち少なくとも一部の期間とに、スラリーを搬出する。
4 セグメント
10 シールドマシン
12 ベルトコンベア
14 土砂ストック装置
15 フィーダーコンベア
16 土砂スラリー化装置
17 攪拌機
18 排泥ポンプ
20 軌道レール
22 台車
24 送泥管
26 排泥管
28 泥水処理プラント
30 送泥ポンプ
Claims (7)
- トンネルを掘削する掘削手段と、前記掘削手段により掘削された土砂を掘削現場から搬出する搬出手段とを用いてトンネルを施工するにあたり、単位時間当たりの、前記掘削手段によって掘削される土砂の掘削量より、前記搬出手段による土砂の搬出量が少ない場合における、土砂搬出方法であって、
前記搬出手段の前段に、前記掘削手段により掘削された土砂を一時的に貯蔵し、当該貯蔵した土砂を前記搬出手段に導入する土砂貯蔵手段を設け、
前記搬出手段により前記土砂貯蔵手段に貯蔵された土砂を搬出させることを特徴とする土砂搬出方法。 - 前記搬出手段は、前記トンネルの施工工程において、前記掘削手段によりトンネルを掘削する掘削期間のうち少なくとも一部の期間と、前記掘削手段によりトンネルを掘削しない掘削休止期間のうち少なくとも一部の期間とに、前記土砂貯蔵手段に貯蔵された土砂を搬出することを特徴とする請求項1に記載の土砂搬出方法。
- 前記掘削休止期間内に前記搬出手段が前記土砂貯蔵手段に貯蔵された土砂のすべてを搬出できるように、前記掘削休止期間を設定することを特徴とする請求項2に記載の土砂搬出方法。
- 前記掘削期間終了時に前記掘削手段により掘削された土砂を貯蔵できるように、前記土砂貯蔵手段の容量を設定することを特徴とする請求項2又は3に記載の土砂搬出方法。
- 前記掘削手段として、シールドマシンを用い、
前記掘削期間として、前記シールドマシンによるセグメントの1リング分の幅を掘削する期間を設定し、
前記掘削休止期間として、前記シールドマシンによって掘削されたトンネルの内壁に前記セグメントを1リング組み立てる期間を設定することを特徴とする2〜4の何れか1項に記載の土砂搬出方法。 - 前記搬出手段として、前記土砂貯蔵手段から土砂を導入するとともに、前記導入した土砂に泥水を混合してスラリーを作製する土砂スラリー化装置と、前記土砂スラリー化装置で作製されたスラリーを掘削現場から搬出する排泥ポンプとを用いることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の土砂搬出方法。
- トンネルを掘削する掘削手段と、前記掘削手段により掘削された土砂を掘削現場から搬出する搬出手段とを備え、トンネルを施工するにあたり、単位時間当たりの、前記掘削手段によって掘削される土砂の掘削量より、前記搬出手段による土砂の搬出量が少ない場合において使用される、土砂搬出システムであって、
前記搬出手段の前段に、前記掘削手段により掘削された土砂を一時的に貯蔵し、当該貯蔵した土砂を前記搬出手段に導入する土砂貯蔵手段を備え、
前記搬出手段が、前記土砂貯蔵手段に貯蔵された土砂を搬出することを特徴とする土砂搬出システム。
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CN106150509A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-11-23 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种双线隧道非钻爆机械化施工方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174498A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-31 | 三菱重工業株式会社 | シ−ルド式トンネル掘削機の排土量計測方法 |
JP2002180790A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-26 | Toda Constr Co Ltd | 泥水輸送システムおよび泥水輸送方法 |
JP2002250197A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Ohbayashi Corp | シールド掘進機 |
-
2008
- 2008-11-26 JP JP2008301288A patent/JP5206363B2/ja not_active Expired - Fee Related
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