JP2023057265A - Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device and Earth Pressure Shield Construction Method - Google Patents

Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device and Earth Pressure Shield Construction Method Download PDF

Info

Publication number
JP2023057265A
JP2023057265A JP2021166688A JP2021166688A JP2023057265A JP 2023057265 A JP2023057265 A JP 2023057265A JP 2021166688 A JP2021166688 A JP 2021166688A JP 2021166688 A JP2021166688 A JP 2021166688A JP 2023057265 A JP2023057265 A JP 2023057265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
earth pressure
excavated soil
pipe
sample
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021166688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
孝裕 滝口
Takahiro Takiguchi
義一 野元
Yoshikazu Nomoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Penta Ocean Construction Co Ltd
Original Assignee
Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Penta Ocean Construction Co Ltd filed Critical Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority to JP2021166688A priority Critical patent/JP2023057265A/en
Publication of JP2023057265A publication Critical patent/JP2023057265A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

To provide an earth pressure shield excavator with a sampling device capable of collecting excavated soil in a chamber even during excavation, and an earth pressure shield construction method.SOLUTION: An earth pressure shield excavator 1 with a sampling device includes a through hole 21 passing through a partition wall 5, a water stop valve 22 connected to the through hole 21, a sampling tube 23 detachably connected to the water stop valve 22, pressure adjusting means for applying negative pressure to the inside of the sampling tube 23, and a depressurization valve 25 connected to a body of the sampling tube 23. The excavated soil 10 in a chamber 6 can be pulled into the sampling tube 23.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、シールドトンネルを建設する際に使用されるサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機及び土圧式シールド工法に関する。 The present invention relates to an earth pressure shield excavator with a sampling device and an earth pressure shield construction method used when constructing a shield tunnel.

シールドトンネルの建設においては、幅広い地質に適用でき、大断面及び高土水圧下でも対応可能なことから土圧式シールド工法の一つに分類される泥土圧シールド工法が広く用いられている。 In the construction of shield tunnels, the mud pressure shield method, which is classified as one of the earth pressure shield methods, is widely used because it can be applied to a wide range of geological features and can be used even under large cross-sections and high soil water pressure.

土圧式シールド工法(泥土圧シールド工法)は、カッタヘッドにて掘削した掘削土をカッタヘッドと隔壁との間に形成されたチャンバ内に取り込み、チャンバ内に取り込まれた掘削土を攪拌機によって攪拌しつつ、掘削土に添加材を注入する等して塑性流動性を持たせ、塑性流動性を有する掘削土をシールドの推進力等によって切羽に押し付け、切羽に土圧を作用させつつ掘削することによって、切羽地山の応力解放による崩壊を抑えるととともに、余剰分の掘削土をチャンバ内からスクリュー式排土装置を用いて円滑に排土できるようにしている。 In the earth pressure type shield construction method (mud pressure shield construction method), the excavated soil excavated by the cutter head is taken into the chamber formed between the cutter head and the partition wall, and the excavated soil taken into the chamber is agitated by a stirrer. At the same time, the excavated soil is given plastic fluidity by injecting additives, etc., and the excavated soil with plastic fluidity is pressed against the face by the propulsive force of the shield, etc., and excavated while applying earth pressure to the face. In addition to suppressing the collapse of the face ground due to stress release, the surplus excavated soil can be smoothly discharged from the chamber using a screw type earth removing device.

この土圧式シールド工法では、切羽を安定させるためにチャンバ内に充填された掘削土が適正な塑性流動性、均一性、不透水性(以下、塑性流動性等という)を有することが重要であり、このような掘削土の塑性流動性等は、掘削対象地盤の地質、粒度分布、使用する添加材及びその添加量による影響が大きい。 In this earth pressure shield construction method, it is important that the excavated soil filled in the chamber has appropriate plastic fluidity, uniformity, and water impermeability (hereinafter referred to as plastic fluidity, etc.) in order to stabilize the face. Such plastic fluidity of the excavated soil is greatly affected by the geology and particle size distribution of the ground to be excavated, and the additives used and their amounts.

そこで、従来では、施工に際し、チャンバよりスクリュー式排土装置によって排出された掘削土からサンプルを採取し、この採取したサンプルに基づいて、掘削対象地盤の地質、粒度分布、使用する添加材が適量であるか等を把握するようにしていた。 Therefore, conventionally, during construction, a sample is collected from the excavated soil discharged from the chamber by a screw type earth discharging device, and based on the collected sample, the geology of the excavated ground, the particle size distribution, and the appropriate amount of additive material to be used are determined. I was trying to grasp whether it was.

しかしながら、掘削土のサンプルは、チャンバからスクリュー式排出装置を経た後に採取されるため、この排出工程に伴う時間経過によって性状に変化が生じるおそれがあり、チャンバ内の掘削土の状態をリアルタイム且つ正確に把握することが困難であるという課題があった。 However, since the sample of the excavated soil is taken from the chamber after passing through the screw-type discharge device, there is a risk that the quality of the excavated soil may change over time during the discharge process. There was a problem that it was difficult to grasp the

また、チャンバからスクリュー式排出装置により採取された掘削土のサンプルに塑性流動性に不具合が発見された際、不具合のあった掘削土が切羽のどの位置の掘削土であるかが不明であった。 In addition, when a defect was found in the plastic fluidity of the sample of the excavated soil collected from the chamber by the screw discharge device, it was unclear at which position of the face the excavated soil with the defect was excavated. .

そこで、シールドマシンの隔壁に貫通させたスクリュー(以下、サンプル採取用スクリューという)を備え、サンプル採取用スクリューの回転によってチャンバ内の掘削土を直接取り出してサンプルを採取する方法も開発されている(例えば、特許文献1を参照)。 Therefore, a method has been developed in which a screw (hereinafter referred to as a sample-collecting screw) is provided through the partition wall of the shield machine, and a sample is collected by directly taking out the excavated soil in the chamber by rotating the sample-collecting screw ( For example, see Patent Document 1).

特開2004-6825号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-6825

しかしながら、上述の如き従来の技術では、サンプル採取用スクリューを設置した場合、シールド掘削機の隔壁より後方の部分にサンプル採取用スクリューを引き抜くための広い空間が必要となり、その分、シールド掘削機全体が大型化するという問題があった。 However, in the conventional technology as described above, when a sample-collecting screw is installed, a wide space behind the bulkhead of the shield excavator is required for pulling out the sample-collecting screw. There was a problem that the size of the

また、サンプル採取用スクリューは、掘削土を取り込むためにスクリューの先端部を隔壁のチャンバ側端面より突出させる必要があり、カッタヘッドの回転時にはサンプル採取用スクリューの先端部と攪拌機等が接触する虞があるので、掘削中に使用できないという問題があった。 In addition, the tip of the screw for sampling needs to protrude from the end face of the partition wall on the chamber side in order to take in the excavated soil. There was a problem that it could not be used during excavation because there was

さらに、サンプル採取用スクリューと攪拌機等とを互いに接触しない位置で配置した場合であっても、サンプル採取用スクリューと攪拌機等との間に礫等が噛み込むと装置が破損するおそれがあった。 Furthermore, even when the sample-collecting screw and the stirrer, etc., are arranged in a position where they do not contact each other, there is a possibility that the device will be damaged if gravel or the like gets caught between the sample-collecting screw and the stirrer, etc.

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、掘削中であってもチャンバ内の掘削土を採取できるサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機及び土圧式シールド工法の提供を目的としてなされたものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, in view of such conventional problems, the present invention has been made for the purpose of providing an earth pressure shield excavator equipped with a sample sampling device and an earth pressure shield construction method capable of sampling excavated soil in a chamber even during excavation. It is.

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、カッタヘッドと隔壁との間に形成されたチャンバ内に取り込まれた掘削土に塑性流動性を持たせ、切羽に土圧を作用させつつ掘進するようにしたサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機において、前記隔壁を貫通する貫通孔と、該貫通孔に接続された止水弁と、該止水弁に着脱可能に接続されたサンプル採取管と、該サンプル採取管内に負圧を作用させる圧力調節手段と、前記サンプル採取管の胴体部に接続された圧抜き弁とを備え、前記チャンバ内の掘削土を前記サンプル採取管内に引き込めるようにしたことにある。 The feature of the invention described in claim 1 for solving the conventional problems as described above is to impart plastic fluidity to the excavated soil taken into the chamber formed between the cutter head and the partition wall, thereby An earth pressure type shield excavator equipped with a sampling device for excavating while applying earth pressure to a through hole penetrating the partition wall, a water shutoff valve connected to the through hole, and attached to and detached from the water shutoff valve. a sampling tube operably connected thereto; pressure regulating means for applying a negative pressure in said sampling tube; It is to be able to be drawn into the sample collection tube.

請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記圧力調節手段は、前記サンプル採取管内を加圧することができることにある。 The feature of the invention according to claim 2 resides in that, in addition to the configuration of claim 1, the pressure adjusting means can pressurize the inside of the sample collection tube.

請求項3に記載の発明の特徴は、請求項1又は2の構成に加え、前記圧力調節手段は、前記サンプル採取管内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンを摺動させる動作手段とによって構成されていることにある。 The feature of the invention according to claim 3 is that, in addition to the configuration of claim 1 or 2, the pressure adjusting means comprises a piston slidably inserted into the sample-collecting tube and an operating means for sliding the piston. It consists of

請求項4に記載の発明の特徴は、請求項1又は2の構成に加え、前記圧力調節手段は、前記サンプル採取管に接続された給排管と、該給排管を介して接続されたポンプとによって構成されていることにある。 The feature of the invention according to claim 4 is that, in addition to the configuration of claim 1 or 2, the pressure adjusting means is connected to a supply/discharge pipe connected to the sample collection pipe via the supply/discharge pipe. It consists of a pump.

請求項5に記載の発明の特徴は、請求項4の構成に加え、前記サンプル採取管内に前記給排管を介して流体を圧送する流体圧送手段を備えたことにある。 A feature of the invention according to claim 5 resides in that, in addition to the structure of claim 4, there is provided a fluid pressure-feeding means for pressure-feeding a fluid into the sample-collecting pipe through the supply/discharge pipe.

請求項6に記載の発明の特徴は、請求項1~5の何れか一の構成に加え、前記サンプル採取管は、胴体部に内部確認用窓を備えていることにある。 The feature of the invention according to claim 6 is that, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 5, the sample collection tube has a window for checking the inside in the body portion.

請求項7に記載の発明の特徴は、請求項1~6の何れか一の構成に加え、前記貫通孔を複数備え、各貫通孔の位置毎に前記チャンバ内の掘削土を前記サンプル採取管内に引き込めるようにしたことにある。 The feature of the invention according to claim 7 is that, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 6, a plurality of through holes are provided, and excavated soil in the chamber is placed in the sampling pipe at each position of each through hole. I made it so that I could be drawn into it.

請求項8に記載の発明の特徴は、請求項7の構成に加え、前記サンプル採取管を着脱可能に備え、該サンプル採取管に替えて前記止水弁に添加材注入手段が接続可能なことにある。 The feature of the invention according to claim 8 is that, in addition to the configuration of claim 7, the sample collection tube is detachably provided, and the additive material injection means can be connected to the water stop valve instead of the sample collection tube. It is in.

請求項9に記載の発明の特徴は、カッタヘッドと隔壁との間に形成されたチャンバ内に取り込まれた掘削土に塑性流動性を持たせ、切羽に土圧を作用させつつ掘進する土圧式シールド工法において、前記隔壁を貫通する貫通孔に接続された止水弁を使用し、掘削する際に前記止水弁に接続したサンプル採取管内に負圧を作用させ、前記サンプル採取管に前記チャンバ内の掘削土を取り込み、採取された掘削土の性状を評価することにある。 The feature of the invention according to claim 9 is that the excavated soil taken into the chamber formed between the cutter head and the partition wall is made to have plastic fluidity, and the excavated soil is excavated while applying soil pressure to the face. In the shield construction method, a water stop valve connected to a through hole that penetrates the partition wall is used, and a negative pressure is applied to a sampling pipe connected to the water stop valve during excavation, so that the sample pipe is connected to the chamber. To take in the excavated soil inside and evaluate the properties of the collected excavated soil.

請求項10に記載の発明の特徴は、請求項9の構成に加え、掘削中の前記チャンバ内の掘削土の状態を随時計測手段で計測し、該計測手段によって異常値が計測された際に前記掘削土を採取することにある。 The feature of the invention according to claim 10 is that, in addition to the configuration of claim 9, the condition of the excavated soil in the chamber during excavation is measured at any time by a measuring means, and when an abnormal value is measured by the measuring means The object is to collect the excavated soil.

請求項11に記載の発明の特徴は、請求項9の構成に加え、予め掘削対象地盤の地質を調査しておき、該調査によって地質が変化すると予想される範囲で前記掘削土を採取することにある。 In addition to the configuration of claim 9, the feature of the invention according to claim 11 is that the geology of the ground to be excavated is surveyed in advance, and the excavated soil is collected in a range where the geology is expected to change due to the survey. It is in.

請求項12に記載の発明の特徴は、請求項9~11の何れか一の構成に加え、前記貫通孔を複数設け、各貫通孔の位置毎に前記サンプル採取管に取り込んだ掘削土の塑性流動性を評価し、該塑性流動性が不足していると判断された位置の掘削土を取り込んだサンプル採取管に替えて前記止水弁に添加材注入手段を接続し、前記塑性流動性が不足していると判断された位置の掘削土に添加材を注入することにある。 The feature of the invention according to claim 12 is that, in addition to the configuration of any one of claims 9 to 11, a plurality of through-holes are provided, and the excavated soil taken into the sampling pipe at each position of each through-hole has plasticity. Fluidity is evaluated, and an additive injection means is connected to the water stop valve in place of the sampling pipe that takes in the excavated soil at the position where the plastic fluidity is judged to be insufficient, and the plastic fluidity is determined to be insufficient. To inject an additive into excavated soil at a position determined to be insufficient.

本発明に係るサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機は、請求項1に記載の構成を具備することによって、掘削中であってもチャンバ内の掘削土を直接採取することができる。 The soil pressure type shield excavator with a sampling device according to the present invention is equipped with the configuration described in claim 1, so that excavated soil in the chamber can be directly sampled even during excavation.

また、本発明において、請求項2に記載の構成を具備することによって、加圧することでチャンバ側又はその他の開口部からサンプル採取管内に残存する掘削土を排出させることができる。 Further, in the present invention, by providing the configuration described in claim 2, the excavated soil remaining in the sampling pipe can be discharged from the chamber side or other openings by pressurization.

また、本発明において、請求項3に記載の構成を具備することによって、簡易な構造でサンプル採取管内に負圧を作用させること及び加圧することができる。 Further, in the present invention, by providing the configuration described in claim 3, it is possible to apply negative pressure and pressurize the inside of the sample collection tube with a simple structure.

また、本発明において、請求項4に記載の構成を具備することによって、効率的にサンプル採取管内に負圧を作用させることができる。 Further, in the present invention, by providing the configuration according to claim 4, it is possible to efficiently apply a negative pressure to the inside of the sample collection tube.

また、本発明において、請求項5に記載の構成を具備することによって、流体によってサンプル採取管内を清掃することができる。 Further, in the present invention, the inside of the sample collection tube can be cleaned with the fluid by providing the configuration according to claim 5 .

また、本発明において、請求項6に記載の構成を具備することによって、サンプル採取管内に掘削土が取り込まれたことを確認することができる。 Moreover, in the present invention, by providing the configuration described in claim 6, it is possible to confirm that the excavated soil has been taken into the sampling tube.

また、本発明において、請求項7に記載の構成を具備することによって、チャンバ内の複数個所における掘削土の状態を確認することができる。 Further, in the present invention, by providing the configuration of claim 7, it is possible to check the state of the excavated soil at a plurality of locations in the chamber.

また、本発明において、請求項8に記載の構成を具備することによって、調整が必要な位置に効率よく添加材を注入することができる。 Moreover, in the present invention, by providing the configuration according to claim 8, it is possible to efficiently inject the additive material into the position where adjustment is required.

また、本発明において、請求項9に記載の構成を具備することによって、掘削中であってもチャンバ内の掘削土を直接採取し、チャンバ内に充填された掘削土の塑性流動性等の状態を迅速に把握することができる。 Further, in the present invention, by providing the configuration of claim 9, even during excavation, the excavated soil in the chamber can be directly sampled, and the state of plastic fluidity, etc. of the excavated soil filled in the chamber can be checked. can be quickly grasped.

また、本発明において、請求項10乃至11に記載の構成を具備することによって、好適なタイミングでチャンバ内に充填された掘削土の塑性流動性等の状態を把握することができる。 In addition, in the present invention, by providing the configuration described in claims 10 and 11, it is possible to grasp the state of the excavated soil filled in the chamber at a suitable timing, such as the plastic fluidity.

また、本発明において、請求項12に記載の構成を具備することによって、調整が必要な位置を的確に把握し、その位置に効率よく添加材を注入することができる。 In addition, in the present invention, by providing the configuration according to claim 12, it is possible to accurately grasp the position where adjustment is required and to efficiently inject the additive into that position.

本発明に係るサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機の一例を示す概略横断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an earth pressure type shield excavator with a sampling device according to the present invention; FIG. 図1中のサンプル採取装置を示す拡大側面図である。FIG. 2 is an enlarged side view showing the sample collecting device in FIG. 1; 同上のサンプル採取管部を拡大部分破断縦断面図であって、サンプル採取前の状態の図である。FIG. 4 is an enlarged partial cutaway vertical cross-sectional view of the same sample-collecting tube portion, showing a state before sample collection. (a)は同上の貫通孔の配置の一例を示す概念図、(b)は貫通孔の配置の一例を示す概念図である。(a) is a conceptual diagram showing an example of arrangement of through-holes, and (b) is a conceptual diagram showing an example of arrangement of through-holes. 同上のサンプル採取装置の他の一例を示す拡大側面図である。Fig. 3 is an enlarged side view showing another example of the same sampling device; 本発明に係る土圧式シールド工法における掘削土のサンプル採取作業の状態を示す拡大部分破断縦断面図である。FIG. 2 is an enlarged partial cutaway vertical cross-sectional view showing a state of sampling work of excavated soil in the earth pressure type shield construction method according to the present invention. 同上のサンプル採取管を取り外した状態を示す拡大部分破断縦断面図である。Fig. 3 is an enlarged partial cutaway vertical cross-sectional view showing a state in which the same sample-collecting tube is removed; 本発明に係る土圧式シールド工法における掘削土のサンプル採取作業の他の一例の状態を示す拡大部分破断縦断面図であって、サンプル採取前の状態を示す拡大部分破断縦断面図である。FIG. 4 is an enlarged partially broken longitudinal sectional view showing another example of the excavated soil sampling work in the earth pressure shield construction method according to the present invention, and is an enlarged partially broken longitudinal sectional view showing the state before sampling. 同上のサンプル採取作業の状態を示す拡大部分破断縦断面図である。Fig. 4 is an enlarged partial cutaway vertical cross-sectional view showing the state of sample collection work; 同上のサンプル採取管を取り外した状態を示す拡大部分破断縦断面図である。Fig. 3 is an enlarged partial cutaway vertical cross-sectional view showing a state in which the same sample-collecting tube is removed; 同上のサンプル採取管を再取付した状態を示す拡大部分破断縦断面図である。Fig. 4 is an enlarged partial cutaway vertical cross-sectional view showing a state in which the same sample-collecting tube is reattached; 同上のサンプル採取管内に残存した掘削土を吐出する際の状態を拡大部分破断縦断面図である。Fig. 4 is an enlarged partial cutaway vertical cross-sectional view showing a state when excavated soil remaining in the sample-collecting pipe is discharged;

次に、本発明に係るサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機の実施態様を図1~図5に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号1はサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機、符号2は切羽である。 Next, an embodiment of an earth pressure shield excavator with a sampling device according to the present invention will be described based on the embodiments shown in FIGS. 1 to 5. FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes an earth pressure type shield excavator equipped with a sampling device, and reference numeral 2 denotes a face.

尚、土圧式シールド掘削機及び土圧式シールド工法には、泥土圧シールド掘削機及び泥土圧シールド工法が含まれるものとし、本実施例では、主に泥土圧シールド掘削機及び泥土圧シールド工法について説明する。 The earth pressure shield excavator and the earth pressure shield construction method include the earth pressure shield excavator and the earth pressure shield construction method, and this embodiment mainly explains the earth pressure shield excavator and the earth pressure shield construction method. do.

サンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機(以下、土圧式シールド掘削機という)1は、図1に示すように、筒状のシールド本体3と、シールド本体3の前面部に配置されたカッタヘッド4と、カッタヘッド4の後方に配置された隔壁5と、カッタヘッド4と隔壁5との間に形成されたチャンバ(圧力室)6と、カッタヘッド4を回転させる駆動手段7と、シールドジャッキ8からなる推進手段とを備え、カッタヘッド4によって切羽2を掘削しつつ、後方に設置されたセグメント9,9…の端面をシールドジャッキ8で押して推進するようになっている。 As shown in FIG. 1, an earth pressure shield excavator equipped with a sampling device (hereinafter referred to as an earth pressure shield excavator) 1 includes a tubular shield body 3 and a cutter head 4 disposed on the front surface of the shield body 3. , a partition 5 arranged behind the cutter head 4 , a chamber (pressure chamber) 6 formed between the cutter head 4 and the partition 5 , a drive means 7 for rotating the cutter head 4 , and a shield jack 8 . While excavating the face 2 by the cutter head 4, the shield jack 8 pushes the end faces of the segments 9, 9 . . .

この土圧式シールド掘削機1は、カッタヘッド4によって掘削した掘削土10をチャンバ6内に取り込み、チャンバ6内に取り込まれた掘削土10に塑性流動性を持たせ、塑性流動性を有する掘削土10を切羽2に押し付け、切羽2に土圧を作用させつつ掘削するとともに、チャンバ6内に取り込まれた掘削土10をチャンバ6内からスクリュー式排土装置11によって排出するようになっている。 This earth pressure type shield excavator 1 takes excavated soil 10 excavated by a cutter head 4 into a chamber 6, imparts plastic fluidity to the excavated soil 10 taken into the chamber 6, and excavates soil having plastic fluidity. 10 is pressed against the face 2 to excavate while applying earth pressure to the face 2, and the excavated soil 10 taken into the chamber 6 is discharged from the chamber 6 by a screw type earth removal device 11.

この土圧式シールド掘削機1は、チャンバ6内の土圧を計測する土圧計等の計測手段(図示せず)を備え、この計測手段によって随時チャンバ6内の土圧を計測できるようになっている。尚、計測手段は、土圧計に限定されず、チャンバ6内の掘削土10の状態の変化を検知できるものであればよい。 This earth pressure type shield excavator 1 is equipped with a measuring means (not shown) such as an earth pressure gauge for measuring the earth pressure inside the chamber 6, and the earth pressure inside the chamber 6 can be measured at any time by this measuring means. there is Note that the measuring means is not limited to the earth pressure gauge, and any means capable of detecting changes in the condition of the excavated soil 10 in the chamber 6 may be used.

尚、図中符号12はカッタヘッド4の後方に支持された攪拌部材であり、カッタヘッド4の回転によってチャンバ6内に取り込まれた掘削土10を攪拌するようになっている。 Reference numeral 12 in the drawing denotes an agitating member supported behind the cutter head 4, which agitates the excavated soil 10 taken into the chamber 6 by the rotation of the cutter head 4. As shown in FIG.

また、特に図示しないが、カッタヘッド4の回転軸部分の内部には、添加材供給用のパイプが配管されており、このパイプを通して供給された添加材がカッタービット付近に設置された注入孔よりチャンバ6内に投入されるようになっている。 Although not shown, a pipe for supplying the additive material is piped inside the rotating shaft portion of the cutter head 4, and the additive material supplied through this pipe is injected from an injection hole provided near the cutter bit. It is designed to be thrown into the chamber 6 .

また、土圧式シールド掘削機1は、チャンバ6内に取り込まれた掘削土10を採取するサンプル採取装置20を備え、採取したサンプルに基づいてチャンバ6内に充填された掘削土10が適正な塑性流動性、均一性、不透水性(以下、塑性流動性等という)を有しているかを把握できるようになっている。 The earth pressure type shield excavator 1 is also equipped with a sampling device 20 for sampling the excavated soil 10 taken into the chamber 6, and the excavated soil 10 filled in the chamber 6 is properly plasticized based on the sampled sample. It is possible to grasp whether the material has fluidity, uniformity, and water impermeability (hereinafter referred to as plastic fluidity, etc.).

サンプル採取装置20は、図2、図3に示すように、隔壁5を貫通する貫通孔21に接続された止水弁22と、止水弁22に着脱可能に接続されたサンプル採取管23と、サンプル採取管23内の圧力を調節する圧力調節手段24と、サンプル採取管23の胴体部に接続された圧抜き弁25とを備え、サンプル採取管23内に負圧を作用させることでチャンバ6内の掘削土10をサンプル採取管23内に引き込めるようになっている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the sampling device 20 includes a water stop valve 22 connected to a through hole 21 passing through the partition wall 5, and a sample collection tube 23 detachably connected to the water stop valve 22. , a pressure regulating means 24 for regulating the pressure in the sampling tube 23, and a depressurization valve 25 connected to the body of the sampling tube 23, and a negative pressure is applied to the inside of the sampling tube 23 to open the chamber. The excavated soil 10 in 6 can be pulled into the sampling tube 23 .

貫通孔21は、図中では便宜上一箇所として示しているが、隔壁5の複数個所に設けられ、各貫通孔21の位置毎にチャンバ6内の掘削土10をサンプルとして採取できるようにすることが好ましい。 Although the through-holes 21 are shown in one position in the drawing for convenience, they are provided at a plurality of positions in the partition wall 5 so that the excavated soil 10 in the chamber 6 can be sampled at each position of each through-hole 21 . is preferred.

貫通孔21の設置位置は、土圧式シールド掘削機1の内径や攪拌部材12の位置を勘案して設定され、チャンバ6内に分布する掘削土10の状態を満遍なく調査できるよう、互いに距離をおいて設置されることが望ましく、例えば、図4(a)に示すように、隔壁5の略中心位置、中心位置を通る一方の直径方向に間隔をおいて相対する2カ所、当該一方の直径方向と直角を成す直径方向に間隔をおいて相対する2カ所に設け、十字形状に5箇所程度設ける。 The installation positions of the through-holes 21 are set in consideration of the inner diameter of the earth pressure shield excavator 1 and the position of the stirring member 12, and are spaced apart from each other so that the condition of the excavated soil 10 distributed in the chamber 6 can be evenly investigated. For example, as shown in FIG. 4( a ), at approximately the center position of the partition wall 5 , two locations facing each other at intervals in one diametrical direction passing through the center position, It is provided at two locations opposite to each other with an interval in the diametrical direction forming a right angle with each other, and is provided at about five locations in a cross shape.

また、土圧式シールド掘削機1が大型の場合には、図4(b)に示すように、隔壁5の略中心位置、中心位置を通る一方の直径方向に間隔をおいて相対する4カ所、当該一方の直径方向と直角を成す直径方向に間隔をおいて相対する4カ所の計9カ所に設けてもよい。 When the earth pressure type shield excavator 1 is large, as shown in FIG. It may be provided at a total of 9 locations, ie, 4 locations facing each other at intervals in the diametrical direction forming a right angle to the one diametrical direction.

尚、貫通孔21の配置は、図4(a)、(b)に示す実施例に限定されるものではなく、貫通孔21の数及び配置は自由に設定することができる。 The arrangement of the through-holes 21 is not limited to the embodiment shown in FIGS. 4(a) and 4(b), and the number and arrangement of the through-holes 21 can be freely set.

止水弁22は、開閉自在のボール弁等からなる弁体26,26を軸方向に二つ連結した構造を成し、一方の端部が貫通孔21に接続され、他方の端部開口部縁にサンプル採取管23が連結される鍔状のフランジ部27が形成されている。 The water shut-off valve 22 has a structure in which two valve bodies 26, 26 made of openable and closable ball valves or the like are connected in the axial direction. A brim-shaped flange portion 27 to which the sampling tube 23 is connected is formed on the edge.

サンプル採取管23は、鋼管、塩化ビニル等の樹脂管等からなる円筒状に形成され、両端開口縁部にそれぞれ鍔状のフランジ部28,29が一体に支持され、フランジ部28を止水弁22のフランジ部27と重ね合わせた状態でボルト締めすることによって止水弁22に着脱可能に連結される。 The sampling pipe 23 is formed in a cylindrical shape made of a steel pipe, a resin pipe such as vinyl chloride, or the like. Flanges 28 and 29 are integrally supported at the opening edges at both ends, and the flange 28 serves as a water stop valve. It is detachably connected to the water shutoff valve 22 by bolting it in a state of overlapping with the flange portion 27 of 22 .

このサンプル採取管23には、胴体部の止水弁22側に圧抜き弁25が設けられており、圧抜き弁25の開閉によりサンプル採取管23内の圧力を抜くことができるようになっている。 The sampling pipe 23 is provided with a depressurization valve 25 on the water stop valve 22 side of the body, and the pressure in the sampling pipe 23 can be released by opening and closing the depressurization valve 25. there is

また、サンプル採取管23の胴体部には、内部確認用窓30を備え、この内部確認用窓30が透明なガラス板によって閉じられ、ガラス板を通してサンプル採取管23の内部を視認できるようになっている。 The body of the sampling tube 23 is provided with a window 30 for checking the inside, and the window 30 for checking the inside is closed by a transparent glass plate, so that the inside of the sampling tube 23 can be visually recognized through the glass plate. ing.

尚、内部確認用窓30は、十分な量の掘削土10が取り込まれていることが確認できるように、胴体部の後方側(止水弁22とは反対側)の端部に設けることが望ましい。 The interior confirmation window 30 can be provided at the end of the body on the rear side (opposite side of the water stop valve 22) so that it can be confirmed that a sufficient amount of excavated soil 10 has been taken in. desirable.

圧力調節手段24は、図3に示すように、サンプル採取管23内に摺動可能に挿入されたピストン31と、ピストン31を摺動させる動作手段32とによって構成され、サンプル採取管23内でピストン31を摺動させることによってサンプル採取管23内の圧力を調整できるようになっている。 As shown in FIG. 3, the pressure adjusting means 24 is composed of a piston 31 slidably inserted into the sample-collecting tube 23 and an operating means 32 for sliding the piston 31. By sliding the piston 31, the pressure inside the sampling tube 23 can be adjusted.

即ち、圧抜き弁25を閉じた状態で引き抜き方向、即ち、止水弁22側から他方の端部側にピストン31を摺動させることによってサンプル採取管23内に負圧を生じさせ、押し出し方向、即ち、他方の端部側から止水弁22側にピストン31を摺動させることによってサンプル採取管23内を加圧するようになっている。 That is, with the depressurization valve 25 closed, the piston 31 is slid in the withdrawal direction, that is, from the water stop valve 22 side to the other end side, thereby generating a negative pressure in the sample collection tube 23 and pushing it out. That is, the inside of the sampling pipe 23 is pressurized by sliding the piston 31 from the other end side toward the water stop valve 22 side.

動作手段32は、油圧によりロッド32aが出し入れされる油圧シリンダによって構成され、ロッド32aの出し入れによってロッド32aの先端に固定されたピストン31が移動するようになっている。 The operating means 32 is composed of a hydraulic cylinder in which a rod 32a is moved in and out by hydraulic pressure, and the piston 31 fixed to the tip of the rod 32a is moved by moving the rod 32a in and out.

尚、動作手段32は、油圧シリンダに限定されず、例えば、空圧シリンダや電動によってロッド32aを出し入れするものであってもよく、手動でロッド32aを出し入れしてもよい。 The operating means 32 is not limited to a hydraulic cylinder, and may be, for example, a pneumatic cylinder or an electric device for moving the rod 32a in and out, or the rod 32a may be manually moved in and out.

動作手段32は、取付用フランジ部33aを有する固定具33を備え、固定具33の取付用フランジ部33aをサンプル採取管23のフランジ部29と重ね合わせ、ボルト締め等によって着脱可能に連結されている。 The operating means 32 includes a fixture 33 having a mounting flange portion 33a. there is

尚、圧力調整手段は、上述の実施例に限定されず、図5に示すように、サンプル採取管23に接続された給排管40と、給排管40を介して接続されたポンプ41とによって構成されたものであってもよい。 Incidentally, the pressure adjusting means is not limited to the above embodiment, and as shown in FIG. It may be configured by

給排管40は、ホース等によって構成され、サンプル採取管23側先端部にフランジ部42aを有するジョイント部42を備え、ジョイント部42のフランジ部42aをサンプル採取管23の後端側フランジ部29と重ね合わせ、ボルト締め等によって着脱可能に連結できるようになっている。 The supply/discharge pipe 40 is configured by a hose or the like, and has a joint portion 42 having a flange portion 42a at the tip portion on the sampling pipe 23 side. and can be detachably connected by bolting or the like.

ポンプ41には、スクイズポンプを使用し、サンプル採取管23及び給排管40内が空の状態(空気のみの状態)且つ圧抜き弁25を閉じた状態でスクイズポンプ41を逆転動作させることによってサンプル採取管23内に負圧を作用させるようになっている。尚、本実施例では、ポンプ41としてスクイズポンプを用いたものとして説明するが、ポンプ41はスクイズポンプのように圧送、吸引の機能を有するポンプであればよくスクイズポンプに限定されない。 A squeeze pump is used as the pump 41, and the squeeze pump 41 is reversely operated when the insides of the sample collection tube 23 and the supply/discharge tube 40 are empty (state of only air) and the depressurization valve 25 is closed. A negative pressure is applied to the inside of the sampling tube 23 . In this embodiment, a squeeze pump is used as the pump 41, but the pump 41 is not limited to a squeeze pump as long as it has pumping and suction functions like a squeeze pump.

スクイズポンプ41は、サンプル採取管23内に水等の流体43を圧送する流体圧送手段としても機能するようになっており、スクイズポンプ41に水等の流体43を貯留する貯留タンク44と連結ホース45を介して連結し、正転動作させることによって、給排管40を通して水等の流体43をサンプル採取管23内に圧送できるようになっている。 The squeeze pump 41 also functions as fluid pressure-feeding means for pressure-feeding a fluid 43 such as water into the sample collection tube 23. A storage tank 44 for storing the fluid 43 such as water is stored in the squeeze pump 41 and a connecting hose. A fluid 43 such as water can be pressure-fed into the sampling pipe 23 through the supply/discharge pipe 40 by connecting via 45 and rotating in the normal direction.

尚、上述の実施例では、ポンプ41にスクイズポンプを使用した場合について説明したが、ポンプ41に吸引ポンプを使用し、サンプル採取管23内の空気を吸引することによって負圧を発生させてもよく、その場合、流体圧送手段を別途設け、吸引ポンプと切り換え可能に設置するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, a case where a squeeze pump is used as the pump 41 has been described. Well, in that case, the fluid pumping means may be provided separately and installed so as to be switchable with the suction pump.

また、この土圧式シールド掘削機1は、サンプル採取管23を着脱可能に備えており、サンプル採取管23に替えて止水弁22に加泥材等の添加材を供給する添加材注入手段が接続できるようになっている。 In addition, the earth pressure type shield excavator 1 is detachably provided with a sample collection pipe 23, and instead of the sample collection pipe 23, an additive material injection means for supplying an additive material such as mud addition material to the water stop valve 22 is provided. It is ready to connect.

次に、上述の土圧式シールド掘削機1を使用した土圧式シールド工法について説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。 Next, an earth pressure shield construction method using the earth pressure shield excavator 1 will be described. In addition, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described embodiment.

この土圧式シールド工法は、カッタヘッド4によって切羽2を掘削するとともに、土圧式シールド掘削機1を推進させ、カッタヘッド4によって掘削された掘削土10をチャンバ6内に取り込み、チャンバ6内に取り込まれた掘削土10に攪拌や添加材を投入する等して塑性流動性を持たせ、切羽2に土圧を作用させつつ掘進する。 In this earth pressure shield construction method, a face 2 is excavated by a cutter head 4, an earth pressure shield excavator 1 is propelled, and excavated soil 10 excavated by the cutter head 4 is taken into a chamber 6 and taken into the chamber 6. The excavated soil 10 is agitated or added with additives to give it plastic fluidity, and the face 2 is excavated while applying earth pressure.

その際、切羽2を安定させるためにチャンバ6内に充填された掘削土10が適正な塑性流動性、均一性、不透水性(以下、塑性流動性等という)を有することが重要であり、このような掘削土10の塑性流動性等は、掘削対象地盤の地質、粒度分布、使用する添加材及びその添加量による影響が大きいので、掘削する際に止水弁22に接続したサンプル採取管23内に負圧を作用させ、サンプル採取管23にチャンバ6内の掘削土10を取り込み、採取された掘削土10の性状を評価する。 At that time, it is important that the excavated soil 10 filled in the chamber 6 has appropriate plastic fluidity, uniformity, and water impermeability (hereinafter referred to as plastic fluidity, etc.) in order to stabilize the face 2. The plastic fluidity of the excavated soil 10 is greatly affected by the geology and particle size distribution of the ground to be excavated, the additive used and the amount of the additive. A negative pressure is applied in 23, the excavated soil 10 in the chamber 6 is taken into the sampling tube 23, and the properties of the sampled excavated soil 10 are evaluated.

本実施例では、圧力調節手段24がサンプル採取管23内に摺動可能に挿入されたピストン31と、ピストン31を摺動させる動作手段32とによって構成されている場合について説明する。 In this embodiment, the case where the pressure adjusting means 24 is composed of a piston 31 slidably inserted into the sampling tube 23 and an operating means 32 for sliding the piston 31 will be described.

具体的には、先ず、事前準備として、掘削を開始する前に、ボーリング試験や地質調査等の必要な調査を行い、そのポーリング試験の結果や土質縦断面図から添加材の種類や配合を設定する。 Specifically, first of all, as a preliminary preparation, before starting excavation, necessary investigations such as boring tests and geological surveys are conducted, and the type and composition of additives are set based on the results of polling tests and soil vertical cross-sections. do.

また、止水弁22を閉じるとともに、止水弁22にサンプル採取管23を接続し、サンプル採取管23の他方の端部に油圧シリンダ等の動作手段32を取り付け、ピストン31をサンプル採取管23内に挿入する。 In addition, the water stop valve 22 is closed, the sample collection pipe 23 is connected to the water stop valve 22, the operating means 32 such as a hydraulic cylinder is attached to the other end of the sample collection pipe 23, and the piston 31 is moved to the sample collection pipe 23. insert inside.

尚、初期状態では、図3に示すように、動作手段32を作動させ、ピストン31を押し出し方向に摺動させ、その位置で圧抜き弁25を閉じておく。 In the initial state, as shown in FIG. 3, the operating means 32 is actuated to slide the piston 31 in the pushing direction, and the depressurization valve 25 is closed at that position.

次に、実際に掘削を開始すると、チャンバ6内に充填された掘削土10によって切羽2に所定の土圧が作用し、切羽2地山の応力解放による崩壊が押されられた状態となり、その状態で掘削作業と推進作業を繰り返し順次掘進する(掘進作業)。 Next, when excavation is actually started, a predetermined earth pressure is applied to the face 2 by the excavated soil 10 filled in the chamber 6, and the collapse of the face 2 due to the stress release of the natural ground is pushed. Excavation work and promotion work are repeated in order to excavate (excavation work).

掘削された掘削土10は、チャンバ6内に取り込まれるとともに、チャンバ6内が掘削土10で充填された後は新たに取り込まれた分と略同量の掘削土10がスクリュー式排土装置11によってチャンバ6外へ排出され、チャンバ6内の土圧を維持しつつ、チャンバ6内の掘削土10が入れ替えられる(排土作業)。 The excavated soil 10 is taken into the chamber 6, and after the chamber 6 is filled with the excavated soil 10, substantially the same amount of the newly taken-in excavated soil 10 is discharged into the screw-type earth removing device 11. The excavated soil 10 in the chamber 6 is replaced while maintaining the soil pressure in the chamber 6 (excavation work).

一方、チャンバ6内に取り込まれた掘削土10は、添加材(加泥材等)が投入されるとともに、カッタヘッド4の回転に伴い攪拌部材12,12によって攪拌され、所定の塑性流動性となるように調節される(塑性流動性調節作業)。 On the other hand, the excavated soil 10 taken into the chamber 6 is added with an additive (additional material, etc.), and is stirred by the stirring members 12, 12 as the cutter head 4 rotates. (Plastic fluidity adjustment work).

尚、掘削中は、土圧計等の計測手段によってチャンバ6内の掘削土10の土圧を随時計測し、この土圧が基準範囲から逸脱した際には、それを検知するようになっている。 During excavation, the soil pressure of the excavated soil 10 in the chamber 6 is measured by measuring means such as a soil pressure gauge at any time, and when the soil pressure deviates from the reference range, it is detected. .

そして、掘削作業、排土作業及び塑性流動性調節作業を同時進行で行いつつ、所定のタイミングでサンプル採取管23内にチャンバ6内の掘削土10を取り込み、掘削土10のサンプルを採取し、掘削土10が適正な塑性流動性等であるかの確認を行う。 Then, while simultaneously performing the excavation work, the soil removal work, and the plastic fluidity adjustment work, the excavated soil 10 in the chamber 6 is taken into the sample collection pipe 23 at a predetermined timing, and a sample of the excavated soil 10 is collected, It is confirmed whether the excavated soil 10 has appropriate plastic fluidity and the like.

サンプル採取のタイミングは、特に限定されないが、例えば、一定期間掘削を継続し、チャンバ6内の掘削土10の入れ替え及び塑性流動性調節が行われた際、計測手段によって異常値が計測された際、予め調査した掘削対象地盤の地質が変化すると予想される範囲に到達した際等に行うことが好ましい。 The timing of sampling is not particularly limited, but for example, when excavation is continued for a certain period of time, the excavated soil 10 in the chamber 6 is replaced and the plastic fluidity is adjusted, and when an abnormal value is measured by the measuring means. It is preferable to carry out when reaching a range where the geological features of the ground to be excavated, which has been investigated in advance, is expected to change.

サンプル採取は、先ず、圧抜き弁25を閉じたまま止水弁22を開放し、チャンバ6内とサンプル採取管23内とを連通させる。 For sample collection, first, the water stop valve 22 is opened while the depressurization valve 25 is closed, and the inside of the chamber 6 and the inside of the sample collection pipe 23 are communicated.

次に、図6に示すように、止水弁22側から他方の端部側にピストン31を摺動させると、サンプル採取管23内に負圧が生じ、ピストン31の摺動に合わせてチャンバ6内の掘削土10がサンプル採取管23内に取り込まれる。 Next, as shown in FIG. 6, when the piston 31 is slid from the water stop valve 22 side to the other end side, a negative pressure is generated in the sampling tube 23, and the chamber is closed as the piston 31 slides. Excavated soil 10 in 6 is taken into sampling tube 23 .

その際、サンプル採取管23内に礫が噛み込み、掘削土10の採取が困難となった場合には、ピストン31を押し出し方向に摺動させ、サンプル採取管23内の礫をピストン31でチャンバ6内に押し戻し、しかる後、再度ピストン31を引き抜き方向に摺動させサンプル採取を行う。 At that time, if gravel gets caught in the sample-collecting tube 23 and it becomes difficult to collect the excavated soil 10, the piston 31 is slid in the push-out direction, and the gravel in the sample-collecting tube 23 is removed by the piston 31. 6, and after that, the piston 31 is again slid in the withdrawal direction to collect a sample.

そして、ピストン31を所定の位置まで摺動させ、サンプル採取管23の所定の位置まで掘削土10を取り込み、内部確認用窓30を通して掘削土10のサンプルがサンプル採取管23内に充填されたことを確認する。 Then, the piston 31 is slid to a predetermined position, the excavated soil 10 is taken up to a predetermined position in the sampling tube 23, and the sample of the excavated soil 10 is filled in the sampling tube 23 through the window 30 for checking the interior. to confirm.

次に、止水弁22を閉じるとともに、サンプル採取管23の胴体部に接続された圧抜き弁25を開放し、サンプル採取管23内の圧力を抜く。 Next, the stop valve 22 is closed, and the depressurization valve 25 connected to the body of the sampling tube 23 is opened to release the pressure inside the sampling tube 23 .

サンプル採取管23内の圧力を抜ききったら、圧抜き弁25を閉じ、図7に示すように、サンプル採取管23の他方の端部フランジ部29に取り付けられた油圧シリンダ等の動作手段32を取り外し、ピストン31をサンプル採取管23内より引き抜く。 When the pressure inside the sampling tube 23 is completely released, the pressure relief valve 25 is closed, and as shown in FIG. Then, the piston 31 is pulled out from inside the sampling tube 23 .

そして、フランジ部28を介して止水弁22に取り付けたサンプル採取管23を取り外してサンプルを回収し、スランプ試験等を行い、チャンバ6内の掘削土10が適正な塑性流動性、均一性、不透水性等を有するかを評価する。尚、図中符号34は、サンプル採取管23の両端開口を塞ぐ蓋部材である。 Then, the sample collection pipe 23 attached to the water stop valve 22 via the flange portion 28 is removed, the sample is collected, a slump test or the like is performed, and the excavated soil 10 in the chamber 6 has appropriate plastic fluidity, uniformity, Evaluate whether it has water impermeability, etc. Reference numeral 34 in the drawing denotes a cover member that closes the openings at both ends of the sample collection tube 23 .

そして、上述のサンプル採取及び評価を複数設けた貫通孔21の位置毎に実行し、各位置で塑性流動性等を評価する。尚、土圧式シールド掘削機1が大口径の場合、上方にある貫通孔21からサンプル採取を行う際には安全上足場(図示せず)を設けることが望ましい。 Then, the sampling and evaluation described above are performed for each position of the plurality of through-holes 21, and the plastic fluidity and the like are evaluated at each position. If the earth pressure type shield excavator 1 has a large diameter, it is desirable to provide a foothold (not shown) for safety when sampling from the through hole 21 located above.

そして、評価の結果、問題がなければ掘削を継続し、上記の所定のタイミング毎にサンプル採取を行う。 As a result of the evaluation, if there is no problem, excavation is continued, and samples are taken at each predetermined timing.

一方、評価の結果、各貫通孔21の位置に対応したサンプルの何れかで塑性流動性等の基準を満たしていないと判断された場合には、該当する貫通孔21の止水弁22に添加材注入手段を取り付け、その貫通孔21を通してチャンバ6内に加泥材等の添加材を投入し、塑性流動性等の調整を行う。尚、添加材の注入量や配合はスランプ試験等の結果に基づいて決定する。 On the other hand, as a result of the evaluation, if it is determined that any of the samples corresponding to the position of each through-hole 21 does not meet the criteria such as plastic fluidity, add to the water stop valve 22 of the corresponding through-hole 21 A material injection means is attached, and an additive material such as a mud additive is introduced into the chamber 6 through the through hole 21 to adjust the plastic fluidity and the like. The injection amount and composition of the additive are determined based on the results of a slump test or the like.

このように塑性流動性等の基準を満たしているか否かを貫通孔21の位置毎に判断し、基準を満たしていないと判断された位置の貫通孔21を通して添加材を投入することによって、調整が必要な位置を的確に把握し、その位置に効率よく添加材を注入することができる。 In this way, it is determined whether or not the criteria such as plastic fluidity are satisfied for each position of the through-hole 21, and the additive material is introduced through the through-hole 21 at the position determined not to satisfy the criteria. It is possible to accurately grasp the position where the additive is required and to efficiently inject the additive into that position.

そして、一連のサンプル採取、評価及び塑性流動性等の調整を終えた後、再度、サンプル採取管23を各貫通孔21に設けられた止水弁22に接続し、所定のタイミング毎に上述した一連のサンプル採取~塑性流動性等の調整の作業を行う。 Then, after a series of sampling, evaluation, and adjustment of plastic fluidity, etc., the sampling pipe 23 is again connected to the water stop valve 22 provided in each through hole 21, and the above-described operation is performed at predetermined timings. A series of sample collection and adjustments such as plastic fluidity are carried out.

尚、上述の実施例では、圧力調節手段24がサンプル採取管23内に摺動可能に挿入されたピストン31と、ピストン31を摺動させる動作手段32とによって構成されている場合について説明したが、以下に、圧力調節手段24がサンプル採取管23に接続された給排管40と、給排管40を介して接続されたポンプ41とによって構成されている場合のサンプル採取作業について説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。 In the above embodiment, the pressure adjusting means 24 is composed of the piston 31 slidably inserted into the sampling tube 23 and the operating means 32 for sliding the piston 31. A sample collection operation in the case where the pressure adjusting means 24 is composed of a supply/discharge pipe 40 connected to the sample collection pipe 23 and a pump 41 connected via the supply/discharge pipe 40 will be described below. In addition, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described embodiment.

先ず、事前準備として、止水弁22を閉じるとともに、止水弁22にサンプル採取管23を接続し、サンプル採取管23の他方の端部に給排管40の一端を接続し、他端をスクイズポンプからなるポンプ41に接続しておく。 First, as a preparation, the water stop valve 22 is closed, the sample collection pipe 23 is connected to the water stop valve 22, one end of the supply/discharge pipe 40 is connected to the other end of the sample collection pipe 23, and the other end is connected to the other end of the sample collection pipe 23. It is connected to a pump 41 consisting of a squeeze pump.

尚、初期状態では、図8に示すように、サンプル採取管23及び給排管40内に流体が充填されていない状態とし、圧抜き弁25を閉じておく。 In the initial state, as shown in FIG. 8, the sample collection pipe 23 and the supply/discharge pipe 40 are not filled with fluid, and the depressurization valve 25 is closed.

サンプル採取は、上述の実施例と同様のタイミングで実施し、先ず、圧抜き弁25を閉じたまま止水弁22を開放し、チャンバ6内とサンプル採取管23内とを連通させる。 Sampling is performed at the same timing as in the above-described embodiment. First, the shutoff valve 22 is opened while the depressurization valve 25 is closed, and the inside of the chamber 6 and the inside of the sampling pipe 23 are communicated.

次に、図9に示すように、スクイズポンプ41を逆転動作させ、サンプル採取管23及び給排管40内の空気を吸引し、サンプル採取管23内に負圧を作用させ、サンプル採取管23内に掘削土10を引き込む。 Next, as shown in FIG. 9, the squeeze pump 41 is reversely operated to suck the air in the sample collection pipe 23 and the supply/discharge pipe 40, apply a negative pressure to the sample collection pipe 23, and The excavated soil 10 is drawn inside.

そして、スクイズポンプ41による吸引によって、サンプル採取管23の所定の位置まで掘削土10を取り込み、内部確認用窓30を通して掘削土10のサンプルがサンプル採取管23内に充填されたことを確認する。 Then, the excavated soil 10 is sucked up to a predetermined position in the sampling tube 23 by suction by the squeeze pump 41 , and it is confirmed through the window 30 for checking the interior that the sample of the excavated soil 10 is filled in the sampling tube 23 .

次に、止水弁22を閉じるとともに、サンプル採取管23の胴体部に接続された圧抜き弁25を開放し、サンプル採取管23内の圧力を抜く。 Next, the stop valve 22 is closed, and the depressurization valve 25 connected to the body of the sampling tube 23 is opened to release the pressure inside the sampling tube 23 .

サンプル採取管23内の圧力を抜ききったら、圧抜き弁25を閉じ、図10に示すように、サンプル採取管23の他方の端部フランジ部29に取り付けられた給排管40を取り外す。 After the pressure in the sampling tube 23 is completely released, the pressure relief valve 25 is closed, and as shown in FIG.

そして、フランジ部28を介して止水弁22に取り付けたサンプル採取管23を取り外してサンプルを回収し、スランプ試験等を行い、採取した掘削土10の土質、掘削土10が適正な塑性流動性、均一性、不透水性等を有するかを評価する。 Then, the sampling pipe 23 attached to the water stop valve 22 via the flange portion 28 is removed to collect the sample, and a slump test or the like is performed. , uniformity, impermeability, etc.

そして、上述のサンプル採取及び評価を複数設けた貫通孔21の位置毎に実行し、各位置の塑性流動性等を評価する。 Then, the sampling and evaluation described above are performed for each position of the plurality of through-holes 21 to evaluate the plastic fluidity and the like at each position.

評価の結果、問題がなければ掘削を継続し、上記の所定のタイミング毎にサンプル採取を行う。 As a result of the evaluation, if there is no problem, excavation is continued, and samples are taken at each of the predetermined timings.

一方、評価の結果、各貫通孔21の位置に対応したサンプルの何れかで塑性流動性等の基準を満たしていないと判断された場合には、該当する貫通孔21の止水弁22に添加材注入手段を取り付け、その貫通孔21を通して加泥材等の添加材を投入し、塑性流動性等の調整を行う。 On the other hand, as a result of the evaluation, if it is determined that any of the samples corresponding to the position of each through-hole 21 does not meet the criteria such as plastic fluidity, add to the water stop valve 22 of the corresponding through-hole 21 A material injection means is attached, and an additive material such as a mud additive is injected through the through hole 21 to adjust the plastic fluidity and the like.

そして、一連のサンプル採取、評価及び塑性流動性等の調整を終えた後、図11に示すように、再度、サンプル採取管23を各貫通孔21に設けられた止水弁22に接続し、サンプル採取管23に給排管40を取り付ける。尚、図中符号10aは評価後に洗浄漏れ等によってサンプル採取管23内に残存した掘削土である。 Then, after a series of sampling, evaluation, and adjustment of plastic fluidity, etc., as shown in FIG. A supply/discharge pipe 40 is attached to the sample collection pipe 23 . Reference numeral 10a in the figure denotes excavated soil remaining in the sampling tube 23 due to cleaning leakage or the like after the evaluation.

また、スクイズポンプ41には、水等の流体43が貯留された貯留タンク44を接続する。 Also, the squeeze pump 41 is connected to a storage tank 44 in which a fluid 43 such as water is stored.

次に、止水弁22を閉じた状態で、圧抜き弁25を開き、その状態でスクイズポンプ41を正転動作させ、貯留タンク44から吸い出した水等の流体43をサンプル採取管23に給排管40を通して圧送する。 Next, with the water stop valve 22 closed, the depressurization valve 25 is opened, and the squeeze pump 41 is operated in the normal direction to supply the fluid 43 such as water sucked from the storage tank 44 to the sample collection pipe 23 . Pump through drain 40 .

そして、圧抜き弁25から水等の流体43が出てきたら、スクイズポンプ41を一旦停止した後、圧抜き弁25を閉じる。 When the fluid 43 such as water comes out from the depressurization valve 25, the squeeze pump 41 is temporarily stopped and then the depressurization valve 25 is closed.

次に、図12に示すように、止水弁22を開けるとともに、スクイズポンプ41を再稼働し、流体等の水を再圧送し、その水圧でサンプル採取管23内に残存する掘削土10aをチャンバ6側に吐出する。 Next, as shown in FIG. 12, the water shut-off valve 22 is opened, the squeeze pump 41 is restarted, water such as fluid is pumped again, and the excavated soil 10a remaining in the sampling pipe 23 is removed by the water pressure. It is discharged to the chamber 6 side.

この時の吐出圧がチャンバ6内の土水圧より弱いと逆にチャンバ6内の掘削土10がサンプル採取管23内に流入するため、その圧力より強い力で圧送する。 If the discharge pressure at this time is weaker than the soil water pressure in the chamber 6, the excavated soil 10 in the chamber 6 will conversely flow into the sampling pipe 23, so that the excavated soil 10 is pumped with a force stronger than that pressure.

そして、サンプル採取管23内に残存する掘削土10が吐き出されたら、再度止水弁22を閉じ、以降は、所定のタイミング毎に上述した一連のサンプル採取~塑性流動性等の調整の作業を行う。 After the excavated soil 10 remaining in the sampling pipe 23 is discharged, the water shut-off valve 22 is closed again, and thereafter, the above-described series of sampling to adjustment of plastic fluidity and the like are performed at predetermined timings. conduct.

このように構成された土圧式シールド工法では、チャンバ6内の所定の位置より掘削土10を直接採取するので、リアルタイムでチャンバ6内の掘削土10の状態を評価・把握することができる。 In the earth pressure shield construction method configured in this manner, the excavated soil 10 is directly sampled from a predetermined position in the chamber 6, so the condition of the excavated soil 10 in the chamber 6 can be evaluated and grasped in real time.

その際、この土圧式シールド工法では、サンプル採取管23内に負圧を作用させることによって土砂をサンプル採取管23内に引き込むので、従来のサンプル採取用スクリューを用いる場合とは異なり、攪拌機等との干渉を危惧する必要なく、掘削中にもサンプルを採取することができる。 At this time, in this earth pressure shield construction method, since the earth and sand are drawn into the sampling pipe 23 by applying negative pressure to the sampling pipe 23, unlike the conventional case of using a screw for sampling, a stirrer or the like is used. Samples can be taken during drilling without the need to worry about interference with the

1 サンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機
2 切羽
3 シールド本体
4 カッタヘッド
5 隔壁
6 チャンバ
7 駆動手段
8 シールドジャッキ
9 セグメント
10 掘削土
11 スクリュー式排土装置
12 攪拌部材
20 サンプル採取装置
21 貫通孔
22 止水弁
23 サンプル採取管
24 圧力調節手段
25 圧抜き弁
26 弁体
27 フランジ部
28 フランジ部
29 フランジ部
30 内部確認用窓
31 ピストン
32 動作手段
33 固定具
40 給排管
41 ポンプ(スクイズポンプ)
42 ジョイント部
43 流体
44 貯留タンク
45 連結ホース
1 Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device 2 Face 3 Shield Main Body 4 Cutter Head 5 Partition Wall 6 Chamber 7 Driving Means 8 Shield Jack 9 Segment 10 Excavated Soil 11 Screw Type Unloading Device 12 Stirring Member 20 Sampling Device 21 Through Hole 22 Water stop valve 23 Sampling pipe 24 Pressure adjusting means 25 Depressurization valve 26 Valve body 27 Flange 28 Flange 29 Flange 30 Internal confirmation window 31 Piston 32 Operating means 33 Fixing tool 40 Supply/discharge pipe 41 Pump (squeeze pump)
42 joint part 43 fluid 44 storage tank 45 connection hose

Claims (12)

カッタヘッドと隔壁との間に形成されたチャンバ内に取り込まれた掘削土に塑性流動性を持たせ、切羽に土圧を作用させつつ掘進するようにしたサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機において、
前記隔壁を貫通する貫通孔と、該貫通孔に接続された止水弁と、該止水弁に着脱可能に接続されたサンプル採取管と、該サンプル採取管内に負圧を作用させる圧力調節手段と、前記サンプル採取管の胴体部に接続された圧抜き弁とを備え、前記チャンバ内の掘削土を前記サンプル採取管内に引き込めるようにしたことを特徴とするサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。
An earth pressure type shield excavator equipped with a sampling device in which excavated soil taken into a chamber formed between a cutter head and a bulkhead is made to have plastic fluidity, and excavation is performed while applying earth pressure to the face. ,
a through-hole penetrating through the partition wall, a water stop valve connected to the through-hole, a sample collection tube detachably connected to the water stop valve, and pressure control means for applying negative pressure to the inside of the sample collection tube. and a depressurization valve connected to the body of the sampling pipe so that excavated soil in the chamber can be drawn into the sampling pipe. machine.
前記圧力調節手段は、前記サンプル採取管内を加圧することができる請求項1に記載のサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。 2. The earth pressure shield excavator with a sampling device according to claim 1, wherein said pressure adjusting means can pressurize the inside of said sampling pipe. 前記圧力調節手段は、前記サンプル採取管内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンを摺動させる動作手段とによって構成されている請求項1又は2に記載のサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。 3. An earth pressure shield with a sample-collecting device according to claim 1, wherein said pressure adjusting means comprises a piston slidably inserted into said sample-collecting pipe and an operating means for sliding said piston. Excavator. 前記圧力調節手段は、前記サンプル採取管に接続された給排管と、該給排管を介して接続されたポンプとによって構成されている請求項1又は2に記載のサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。 3. The soil pressure type with a sample collecting device according to claim 1, wherein said pressure adjusting means comprises a supply/discharge pipe connected to said sample collection pipe, and a pump connected via said supply/discharge pipe. shield excavator. 前記サンプル採取管内に前記給排管を介して流体を圧送する流体圧送手段を備えた請求項4に記載のサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。 5. An earth pressure shield excavator with a sample collecting device according to claim 4, further comprising a fluid pumping means for pumping a fluid into said sample collecting pipe through said supply and discharge pipe. 前記サンプル採取管は、胴体部に内部確認用窓を備えている請求項1~5の何れか一に記載のサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。 The earth pressure shield excavator with a sample collecting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the sample collecting pipe has a window for checking the inside in the body portion. 前記貫通孔を複数備え、各貫通孔の位置毎に前記チャンバ内の掘削土を前記サンプル採取管内に引き込めるようにした請求項1~6の何れか一に記載のサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。 An earth pressure shield with a sample collecting device according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of said through holes are provided so that excavated soil in said chamber can be pulled into said sample collecting pipe at each position of each through hole. Excavator. 前記サンプル採取管を着脱可能に備え、該サンプル採取管に替えて前記止水弁に添加材注入手段が接続可能な請求項7に記載のサンプル採取装置付き土圧式シールド掘削機。 8. An earth pressure shield excavator with a sample collecting device according to claim 7, wherein said sample collecting pipe is detachably provided, and additive material injection means can be connected to said water stop valve in place of said sample collecting pipe. カッタヘッドと隔壁との間に形成されたチャンバ内に取り込まれた掘削土に塑性流動性を持たせ、切羽に土圧を作用させつつ掘進する土圧式シールド工法において、
前記隔壁を貫通する貫通孔に接続された止水弁を使用し、
掘削する際に前記止水弁に接続したサンプル採取管内に負圧を作用させ、前記サンプル採取管に前記チャンバ内の掘削土を取り込み、採取された掘削土の性状を評価することを特徴とする土圧式シールド工法。
In the earth pressure shield construction method, excavated soil taken into a chamber formed between a cutter head and a partition wall is made to have plastic fluidity and excavation is performed while applying earth pressure to the face,
Using a water stop valve connected to a through hole penetrating the partition,
During excavation, a negative pressure is applied to a sampling pipe connected to the water stop valve, the excavated soil in the chamber is taken into the sampling pipe, and the properties of the collected excavated soil are evaluated. Earth pressure type shield construction method.
掘削中の前記チャンバ内の掘削土の状態を随時計測手段で計測し、該計測手段によって異常値が計測された際に前記掘削土を採取する請求項9に記載の土圧式シールド工法。 10. The earth pressure shield construction method according to claim 9, wherein the condition of the excavated soil in the chamber during excavation is measured by a measuring means at any time, and the excavated soil is sampled when an abnormal value is measured by the measuring means. 予め掘削対象地盤の地質を調査しておき、該調査によって地質が変化すると予想される範囲で前記掘削土を採取する請求項9に記載の土圧式シールド工法。 10. The earth pressure shield construction method according to claim 9, wherein the geology of the ground to be excavated is surveyed in advance, and the excavated soil is collected in a range where the geology is expected to change as a result of the survey. 前記貫通孔を複数設け、各貫通孔の位置毎に前記サンプル採取管に取り込んだ掘削土の塑性流動性を評価し、
該塑性流動性が不足していると判断された位置の掘削土を取り込んだサンプル採取管に替えて前記止水弁に添加材注入手段を接続し、前記塑性流動性が不足していると判断された位置の掘削土に添加材を注入する請求項9~11の何れか一に記載の土圧式シールド工法。
providing a plurality of through-holes, and evaluating the plastic flowability of the excavated soil taken into the sample-collecting pipe at each position of each through-hole;
In place of the sampling pipe that took in the excavated soil at the position where the plastic fluidity was determined to be insufficient, an additive injection means was connected to the water stop valve, and the plastic fluidity was determined to be insufficient. The earth pressure shield construction method according to any one of claims 9 to 11, wherein the additive material is injected into the excavated soil at the position where the earth pressure shield is formed.
JP2021166688A 2021-10-11 2021-10-11 Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device and Earth Pressure Shield Construction Method Pending JP2023057265A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021166688A JP2023057265A (en) 2021-10-11 2021-10-11 Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device and Earth Pressure Shield Construction Method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021166688A JP2023057265A (en) 2021-10-11 2021-10-11 Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device and Earth Pressure Shield Construction Method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023057265A true JP2023057265A (en) 2023-04-21

Family

ID=86006422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021166688A Pending JP2023057265A (en) 2021-10-11 2021-10-11 Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device and Earth Pressure Shield Construction Method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023057265A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101745153B1 (en) Earth pressure balance TBM test apparatus for TBM design and research
NL8302373A (en) DRILL INJECTION DEVICE, METHOD FOR IMPROVING GROUND BY MEANS OF THE DEVICE, AND METHOD FOR EXAMINING THE STATE OF THE GROUND USING THE DEVICE.
CN107585979B (en) River sludge solidification treatment process
JP2011012534A (en) Collecting device for sample in soil, head attached with the collecting device, and collecting method for the sample in soil using the head
CN110344783B (en) Injection grouting simulation experiment device and method for forming consolidated body and checking hydraulic performance of nozzle by using same
JP4024504B2 (en) Method for measuring mud soil plastic fluidization and shield machine equipped with the plastic fluidization measuring device
JP2023057265A (en) Earth Pressure Shield Excavator with Sampling Device and Earth Pressure Shield Construction Method
AU2006235837B2 (en) Rock Bolt Installation
CN114837661A (en) Method for testing top and bottom plate rock stratum fracture development characteristics by using drilling and glue injection
US11603760B2 (en) Shield method
CN116291482A (en) Advanced grouting reinforcement method for deep-buried long tunnel on earth surface
JPH0348963B2 (en)
JPH02272196A (en) Washing device for enclosed shield machine
CN117740530B (en) High-water-pressure stratum environment shield excavation surface stability test device and method
JP5597026B2 (en) Shield machine
DE102012204496A1 (en) Drilling device for producing well bore, has conduit emerged from rear end of drilling element, which comprises primary cable end arranged in drilling element and secondary cable end arranged outside the drilling element
JP2001082062A (en) Confirming device for underground buried object
JP3161620B2 (en) Pipe line repair method by suction lining
JP3281535B2 (en) Underground gas detector
JPH02272194A (en) Inspection device for tip of enclosed shield machine
JP4346245B2 (en) Gas leak inspection method and gas suction device for existing gas pipe
JP2736482B2 (en) Ground strength test method and simple piercing test device using piercing needle
KR20240147801A (en) The method for testing the water permeability of the ground
CN219915299U (en) Slurry shield composite stratum mud penetration and film forming rule test simulation device
JP4229356B2 (en) Face holding method and apparatus for shield machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240705