JP2023152471A - Sludge measurement system - Google Patents

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良治 笠間
Ryoji Kasama
安弘 檜皮
Yasuhiro Hiwada
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Abstract

To provide a sludge measurement system capable of measuring a sludge amount in realtime with less error.SOLUTION: A sludge measurement system of the present invention comprises: an excavator 1 including a cutter chamber 3 having a cutter 2 for drilling sediment at a tip, a high concentration slurry supply tube 11 for pneumatically feeding high concentration slurry to the cutter chamber 3, a pinch valve 5 for intermittently discharging mud including excavated soil from the cutter chamber 3, a sludge receiving 6 for storing sludge M discharged from the pinch valve 5, a suction tube 13 connected to the sludge receiving 6 and for discharging the sludge M from the sludge receiving 6 to the outside of the pit, and a load cell 24 provided at the sludge receiving 6 and for measuring a weight of the sludge M discharged from the pinch valve 5; and an operation part electrically connected with the road cell 24 and for integrating the sludge weight of the number of times when a sludge valve is opened until reaching a predetermined excavation length and calculating the sludge weight at the predetermined excavation length.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、地中掘削により管渠を構築するための泥濃式推進工法等に適用される排泥計測システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sludge measurement system that is applied to a mud thickening propulsion method for constructing pipes by underground excavation.

泥濃式推進工法は、前部が隔壁で密閉された掘進機のカッタチャンバ内に高濃度泥水を圧送し、カッタチャンバ内で掘削土砂と高濃度泥水とを撹拌混合して得られる泥土を切羽面に作用させることで、土圧や水圧に対向した泥土圧を保持することにより切羽の安定を図りながらカッタにより掘進し、立坑に設けた元押ジャッキの推進力により推進管を推進、圧入して管渠を構築する方式である(特許文献1)。 The mud-concentrated propulsion method involves pumping high-concentration mud into the cutter chamber of an excavator whose front part is sealed with a bulkhead, and then stirring and mixing the excavated soil and the high-concentration mud in the cutter chamber. By acting on the surface, the cutter stabilizes the face by maintaining mud pressure that opposes the earth pressure and water pressure, and the propulsion pipe is propelled and press-fitted by the driving force of the main push jack installed in the shaft. This is a method of constructing a culvert by using the pipes (Patent Document 1).

カッタチャンバ内で泥土となった掘削土砂は、通常、カッタチャンバ内の圧力を利用して掘進機後部にある排泥受けに排土される。ついで、排泥は、地上に設置された吸泥排土装置によって排泥受けから発進立坑上の排土貯留槽に真空輸送され貯留される。 The excavated soil that has become mud in the cutter chamber is normally discharged to a mud receiving tray at the rear of the excavator using the pressure inside the cutter chamber. Next, the waste sludge is vacuum-transferred from the sludge receiver to the waste earth storage tank on the starting shaft and stored by a sludge suction and removal device installed on the ground.

泥濃式推進工法では、掘進中の排泥の掘進機内への取り込み量が多すぎると、地盤沈下を引き起こすおそれがあるため、排泥量を適切に管理する必要がある。一般には、上記排土貯留槽に貯留された排泥量を計測して管理を行っている。 In the mud propulsion method, if too much sludge is taken into the excavator during excavation, there is a risk of ground subsidence, so the amount of sludge must be appropriately managed. Generally, management is performed by measuring the amount of sludge stored in the sludge storage tank.

特許第5537850号公報Patent No. 5537850

排泥受け内の排泥は、真空輸送によって排土貯留槽に送る際に、配管内に排泥が排出されずに残っていることが多く、そのため排泥量に誤差が発生する。さらに、施工中にバキューム車によって排土貯留槽内の排泥を収集し搬出されてしまうため、正確な排泥量をリアルタイムに把握することが困難である。 When the waste sludge in the sludge receiver is sent to the waste soil storage tank by vacuum transport, the sludge often remains in the pipe without being discharged, which causes an error in the amount of sludge removed. Furthermore, since the waste sludge in the waste earth storage tank is collected and carried out by a vacuum truck during construction, it is difficult to accurately determine the amount of removed sludge in real time.

本発明の課題は、誤差が少なく、リアルタイムに排泥量を計測できる排泥計測システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a sludge measuring system that has few errors and can measure the amount of sludge in real time.

上記課題を解決するための本発明の排泥計測システムは、土砂を掘削するカッタを先端に有するカッタチャンバと、該カッタチャンバに高濃度泥水を圧送する高濃度泥水供給管と、掘削土砂を含む泥土をカッタチャンバから間欠的に排出する排泥バルブと、該排泥バルブから排出された排泥を収容する排泥受けと、該排泥受けに接続され排泥受けから排泥を坑外に排出するための排泥管と、排泥受けに設けられ、排泥バルブから排出された排泥の重量を計測する重量測定器と、を備えた掘進機と;重量測定器と電気的に接続され、前記排泥バルブの開くたび毎の排泥量を計測・積算して、所定の掘進長における排泥量を算出する演算部と、を備える。 The drainage measuring system of the present invention for solving the above problems includes a cutter chamber having a cutter at the tip for excavating earth and sand, a high concentration mud water supply pipe for pumping high concentration mud water to the cutter chamber, and excavated earth and sand. A sludge valve that intermittently discharges mud from the cutter chamber; a sludge receiver that receives the sludge discharged from the sludge valve; An excavator equipped with a sludge draining pipe for discharging the sludge, and a weight measuring device installed in the sludge receiver and measuring the weight of the sludge discharged from the sludge valve; electrically connected to the weight measuring device. and a calculation unit that measures and integrates the amount of sludge removed each time the sludge valve is opened, and calculates the amount of sludge removed in a predetermined excavation length.

本発明によれば、カッタチャンバから排泥受けに排出された時点で、排泥量を計測するため、誤差が少なく、かつリアルタイムで排泥量を管理できるため、排泥の取り込みすぎ等を短時間で把握できる。そのため、地盤沈下等をひき起こすのを防止して、安全な施工が可能になる。 According to the present invention, since the amount of sludge is measured at the time it is discharged from the cutter chamber to the sludge receiver, there is little error and the amount of sludge can be managed in real time, thereby reducing the possibility of taking in too much sludge. You can figure it out in time. Therefore, it is possible to prevent ground subsidence and perform safe construction.

本発明の一実施形態に係る排泥計測システムが適用される泥濃式推進工法の一例を示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a mud thickening propulsion method to which a sludge measurement system according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態に係る排泥計測システムにおいて排泥バルブが閉じた状態を示す掘進機の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the excavator showing a closed state of the sludge valve in the sludge measurement system according to an embodiment of the present invention. 排泥バルブが開いた状態を示す掘進機の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the excavator showing a state in which the mud removal valve is open. (a)、(b)は、排泥受けに設けたロードセルの取付け構造を示す平面図および側面図である。(a) and (b) are a plan view and a side view showing the mounting structure of the load cell provided in the mud receiving tray. (a)は図4(b)のA部の拡大図であり、(b)は、図5(a)のB方向から見た側面図である。(a) is an enlarged view of section A in FIG. 4(b), and (b) is a side view seen from direction B in FIG. 5(a). 本発明の一実施形態に係る排泥計測システムを利用した排泥量の計測方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the measuring method of the amount of sludge using the sludge measuring system concerning one embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る排泥計測システムを説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る排泥計測システムが適用される泥濃式推進工法の一例を示している。 Hereinafter, a sludge measurement system according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of a mud thickening type propulsion method to which a sludge measurement system according to an embodiment of the present invention is applied.

図1において、1は掘進機を示しており、この掘進機1の先端にはカッタ2(切羽)が取り付けられ、このカッタ2で地中を掘進する。掘進機1の先端部には、高濃度泥水を加圧充満し、カッタ2の安定を図りながら掘進するために、隔壁で密閉されたカッタチャンバ3が設けられている。掘進機1は、立坑4に設けた元押ジャッキ40の推進力により地中を掘進しながら、推進管41を発進坑口42から地中に圧入して管渠を構築する。
高濃度泥水は、立坑4外の作泥装置9で作泥され、ポンプ10により高濃度泥水供給管11を経てカッタチャンバ3に圧送される。
In FIG. 1, reference numeral 1 indicates an excavator, and a cutter 2 (face) is attached to the tip of the excavator 1, and the cutter 2 excavates underground. A cutter chamber 3 sealed with a partition wall is provided at the tip of the excavator 1 in order to pressurize and fill with highly concentrated muddy water and dig while stabilizing the cutter 2. The excavator 1 excavates underground using the propulsion force of a main push jack 40 provided in the shaft 4, and presses a propulsion pipe 41 into the ground from a starting shaft mouth 42 to construct a culvert.
The high-concentration mud water is made by a mud-making device 9 outside the shaft 4, and is pumped to the cutter chamber 3 via a high-concentration mud water supply pipe 11 by a pump 10.

掘削土砂は、先端のカッタチャンバ3内で高濃度泥水と攪拌混合されて塑性流動化して、高濃度泥水となる。この高濃度泥水により加圧されたカッタチャンバ3内と掘進機1内の圧力差を利用して、ピンチバルブ5(排泥バルブ)を間欠的に開閉し、排泥受け6内に排土される。ピンチバルブ5としては、例えば、空気加圧式のピンチバルブが使用可能であり、コンプレッサ7からエアーホース8を経て圧搾空気をバルブ本体内に注入して、ゴム製のスリーブ51を押圧し、流体の流れを遮断するように構成されている。例えば、エアーホース8に電磁弁、減圧弁等を取り付けることでピンチバルブ5の遠隔制御が可能となる。 The excavated earth and sand is stirred and mixed with high-concentration muddy water in the cutter chamber 3 at the tip, plastically fluidized, and becomes high-concentration muddy water. Using the pressure difference between the cutter chamber 3 pressurized by this highly concentrated mud water and the excavator 1, the pinch valve 5 (sludge removal valve) is intermittently opened and closed, and the soil is removed into the mud removal receiver 6. Ru. As the pinch valve 5, for example, an air pressurized pinch valve can be used, and compressed air is injected into the valve body from the compressor 7 through the air hose 8, presses the rubber sleeve 51, and releases the fluid. Configured to block the flow. For example, by attaching a solenoid valve, a pressure reducing valve, etc. to the air hose 8, the pinch valve 5 can be remotely controlled.

排泥受け6内に排土された排泥は、排泥受け6に接続された吸引管13(サクションホース)を通じて吸泥排土装置12(真空発生装置)により立坑4外に搬出され、排土コンテナタンク14から排土貯留槽15に送られる。排土貯留槽15に貯留された排泥は、バキューム車等によって搬出されるか、固化処理後トラックにて運搬処分される。搬出は、通常、施工中に適宜行われる。 The sludge discharged into the sludge receiver 6 is carried out to the outside of the shaft 4 by the sludge suction and discharge device 12 (vacuum generator) through the suction pipe 13 (suction hose) connected to the sludge receiver 6, and is discharged. The soil is sent from the soil container tank 14 to the waste soil storage tank 15. The waste mud stored in the waste soil storage tank 15 is carried out by a vacuum truck or the like, or transported and disposed of by a truck after being solidified. Exporting is normally carried out at appropriate times during construction.

立坑4外には、滑材注入装置16が設けられており、この滑材注入装置16からポンプ17により滑材供給管18を経て、掘削直後の掘進機1の外周面上にできるテールボイド(余掘り空間、図示せず)に滑材を注入充填している。これにより、掘進機1と地山との摩擦抵抗を軽減させることができる。滑材としては、例えば、従来から使用されている二液型固結型滑材等が挙げられる。 A lubricant injection device 16 is provided outside the shaft 4, and the tail void (excess The excavated space (not shown) is filled with lubricant. Thereby, the frictional resistance between the excavator 1 and the ground can be reduced. Examples of the lubricant include conventionally used two-component solidified lubricants.

図2および図3は、それぞれ掘進機1におけるピンチバルブ5の閉状態および開状態を示している。カッタチャンバ3には、カッタチャンバ3内の排泥Mを排出するための排泥管19の一端が接続され、他端がピンチバルブ5に接続されている。
図2および図3において、符号20は、カッタを駆動(回転)するためのカッタモータを示している。また、符号21は、掘進機の姿勢制御および方向修正するための中折れジャッキを示している。
2 and 3 show the pinch valve 5 in the excavator 1 in a closed state and an open state, respectively. The cutter chamber 3 is connected to one end of a mud discharge pipe 19 for discharging the mud M in the cutter chamber 3, and the other end is connected to the pinch valve 5.
2 and 3, reference numeral 20 indicates a cutter motor for driving (rotating) the cutter. Further, reference numeral 21 indicates a bending jack for controlling the attitude and correcting the direction of the excavator.

ピンチバルブ5は、前記したように一端(排泥流入側)に排泥管19が接続され、他端(排泥流出側)には緊急ゲート22および排出口23が順に接続されている。緊急ゲート22は停電時や緊急時に自動で閉塞し、排泥流入を防止するためのものである。
排出口23は筒状であって、ピンチバルブ5を開いた状態で(図3参照)、排泥Mを排泥受け6に投入するものである。排出口23は、下方に曲がったエルボ形であってもよい。
排出口23から落下する排泥を受ける排泥受け6は、上面が開口した容器で構成されており、側面には、収容された排泥を坑外に排出するための吸引管13が接続されている。
As described above, the pinch valve 5 has the sludge pipe 19 connected to one end (sludge inflow side), and the emergency gate 22 and the discharge port 23 connected in this order to the other end (sludge outflow side). The emergency gate 22 is automatically closed during a power outage or emergency to prevent sludge from flowing in.
The discharge port 23 has a cylindrical shape, and is used to throw the waste mud M into the waste mud receiver 6 when the pinch valve 5 is open (see FIG. 3). The outlet 23 may have a downwardly curved elbow shape.
The sludge receiver 6 that receives the sludge falling from the discharge port 23 is constructed of a container with an open top surface, and a suction pipe 13 is connected to the side surface for discharging the stored sludge outside the mine. ing.

次に、排泥Mの排出方法および排泥量の計測方法を図2および図3に基づいて説明する。図2に示すように、ピンチバルブ5を閉じた状態で、カッタチャンバ3内に高濃度の泥水を供給しながら、掘進機1による掘進を進める。その結果、カッタチャンバ3内の土圧が上限域に到達したとき、これを図示しないセンサで検知し、コンプレッサ7のエアーホース8に取り付けた電磁弁を閉じる等により圧搾空気の供給を止め、ピンチバルブ5のスリーブ51を開いて、排泥Mの排出を開始する(図3参照)。上記土圧の上限域とは、カッタチャンバ3内の土圧の上限値およびそれに近い値を含む領域をいう。 Next, a method for discharging the sludge M and a method for measuring the amount of sludge M will be explained based on FIGS. 2 and 3. As shown in FIG. 2, excavation by the excavator 1 is continued while supplying highly concentrated muddy water into the cutter chamber 3 with the pinch valve 5 closed. As a result, when the earth pressure inside the cutter chamber 3 reaches the upper limit, this is detected by a sensor (not shown), and the supply of compressed air is stopped by closing the solenoid valve attached to the air hose 8 of the compressor 7, and the pinch Open the sleeve 51 of the valve 5 and start discharging the waste mud M (see FIG. 3). The above-mentioned upper limit range of earth pressure refers to an area including the upper limit value of the earth pressure within the cutter chamber 3 and a value close to the upper limit value.

カッタチャンバ3内の圧力により、開いたピンチバルブ5から排出された排泥Mは、緊急ゲート22を経て排出口23から排泥受け6内に投入される。投入された排泥Mは、吸引管13により坑外に排出される。カッタチャンバ3内の土圧が下限域に到達したとき、これをセンサで検知し、電磁弁を開く等により圧搾空気の供給を開始して、ピンチバルブ5のスリーブ51を押圧してピンチバルブ5を閉じる。上記土圧の下限域とは、カッタチャンバ3内の土圧の下限値およびそれに近い値を含む領域をいう。 The sludge M discharged from the open pinch valve 5 due to the pressure inside the cutter chamber 3 passes through the emergency gate 22 and is thrown into the sludge receiver 6 from the discharge port 23. The thrown sludge M is discharged outside the mine through the suction pipe 13. When the earth pressure inside the cutter chamber 3 reaches the lower limit range, a sensor detects this and starts supplying compressed air by opening a solenoid valve, etc., and presses the sleeve 51 of the pinch valve 5. Close. The above-mentioned lower limit region of earth pressure refers to a region including the lower limit value of the earth pressure in the cutter chamber 3 and a value close to the lower limit value.

ピンチバルブ5の開閉は、オペレーターの操作または制御部からの指示信号により行うことができる。制御部は、カッタチャンバ3内の土圧を検知し、ピンチバルブ5の開閉を行う。ピンチバルブ5の開閉に基づいてカッタチャンバ3から排出される排泥の量が計測され、排泥量が適正か管理される。排泥量が多くなると、土砂の取り込み過ぎによる地盤沈下等をひき起こすおそれがあるからである。 The pinch valve 5 can be opened or closed by an operator's operation or by an instruction signal from a control unit. The control unit detects earth pressure within the cutter chamber 3 and opens and closes the pinch valve 5. The amount of sludge discharged from the cutter chamber 3 is measured based on the opening and closing of the pinch valve 5, and it is managed whether the amount of sludge discharged is appropriate. This is because if the amount of sludge increases, there is a risk of ground subsidence due to the uptake of too much sediment.

本実施形態では、排泥量の管理をリアルタイムで行うために、例えば、図2,3に示すように、ロードセル24(重量測定器)を排泥受け6に設けている。
図4(a)、(b)は、排泥受け6に設けたロードセル24の取付け構造を示す平面図および側面図である。同図に示すように、ロードセル24は、平面が矩形の排泥受け6の底部四隅に取り付けられており、前記制御部内の演算部と電気的に接続されている。
図5(a)は、図4(b)のA部の拡大図であり、図5(b)は、図5(a)のB方向から見た側面図である。
In this embodiment, in order to manage the amount of sludge removed in real time, a load cell 24 (weight measuring device) is provided in the sludge receiver 6, as shown in FIGS. 2 and 3, for example.
FIGS. 4(a) and 4(b) are a plan view and a side view showing the mounting structure of the load cell 24 provided in the sludge receiver 6. FIG. As shown in the figure, the load cells 24 are attached to the four corners of the bottom of the mud receiving tray 6, which has a rectangular plane, and are electrically connected to the calculation section in the control section.
5(a) is an enlarged view of section A in FIG. 4(b), and FIG. 5(b) is a side view seen from direction B in FIG. 5(a).

図5(a)、(b)は、ロードセル24としてビーム型ロードセルを使用した例を示している。ロードセル24はスイベルフット60上に設置されている。スイベルフット60は、排泥受け6を設置するための基台65上に載置され、アジャスタパッド用固定プレート61を介してボルト62によって固定されている。ロードセル24は、排泥受け6に一片が固定されたアングル63の他片にボルト64によって固定されている。ロードセル24には、演算部と電気的に接続するためのケーブル66の一端が接続されている。
なお、ロードセル24は、排泥受け6の底部四隅に限定されるものではなく、排泥受け6の荷重を受けられる限りは、例えば排泥受け6の三隅、二隅、底部中央部等に設けてもよい。
また、ロードセル24としては、ビーム型に限定されるものではなく、例えば、ひずみゲージ型、プラットフォーム型、S字ビーム型、キャニスタ型、引張/圧縮型等も採用可能である。
5A and 5B show an example in which a beam type load cell is used as the load cell 24. In FIG. The load cell 24 is installed on the swivel foot 60. The swivel foot 60 is placed on a base 65 on which the mud receptacle 6 is installed, and is fixed with bolts 62 via an adjuster pad fixing plate 61. The load cell 24 is fixed by a bolt 64 to one part of the angle 63 which is fixed to the mud receiving tray 6 . The load cell 24 is connected to one end of a cable 66 for electrical connection to the calculation section.
Note that the load cells 24 are not limited to the four corners of the bottom of the mud receiving tray 6, and may be provided at, for example, three corners, two corners, the center of the bottom, etc. of the mud receiving tray 6, as long as they can receive the load of the mud receiving pan 6. It's okay.
Further, the load cell 24 is not limited to a beam type, and for example, a strain gauge type, a platform type, an S-shaped beam type, a canister type, a tension/compression type, etc. can be adopted.

次に、本実施形態における排泥量の計測方法を、図6を参照して説明する。掘進機1の掘進によりカッタチャンバ3内の土圧が上限域に到達したとき、ピンチバルブ5の電磁弁を開き、信号が送られる。電磁弁が開状態となった信号を受けて、排泥受け6に取り付けられたロードセル24で重量計測を開始する。計測は、最初に、ピンチバルブ5が開いた際(排泥Mの投入開始前)の排泥受け6の重量(w1)を測定する。計測対象となる排泥受け6には、いくらかの排泥Mが直前の排泥操作で排出されずに残留しているので、排泥受け6それ自体の重量だけでは正確な排泥量を算出できないからである。 Next, a method for measuring the amount of sludge in this embodiment will be explained with reference to FIG. 6. When the earth pressure in the cutter chamber 3 reaches the upper limit due to the excavation of the excavator 1, the solenoid valve of the pinch valve 5 is opened and a signal is sent. In response to a signal indicating that the solenoid valve is in the open state, weight measurement is started using the load cell 24 attached to the mud receiving tray 6. In the measurement, first, the weight (w1) of the sludge receiver 6 is measured when the pinch valve 5 is opened (before the start of charging of the sludge M). Since some sludge M remains in the sludge tray 6 that is the object of measurement without being discharged from the previous sludge removal operation, it is not possible to accurately calculate the amount of sludge removed using only the weight of the sludge tray 6 itself. Because you can't.

排泥量を計測するための演算部では、基本的に、排泥Mの投入開始前に測定した前記排泥受け6の重量(w1)と、排泥Mの投入開始からピンチバルブ5を閉じた後の排泥受け6の重量(w2)とを測定し、式:w2-w1より排泥量を算出する。 The calculation unit for measuring the volume of sludge basically uses the weight (w1) of the sludge receiver 6 measured before the start of charging the sludge M and closes the pinch valve 5 from the start of charging the sludge M. The weight (w2) of the sludge receiver 6 is measured, and the amount of sludge is calculated from the formula: w2-w1.

しかし、ピンチバルブ5を開いた直後は、一気に土砂(排泥)が排泥受け6に落下するため、衝撃荷重が発生するおそれがある。そこで、ピンチバルブ5を開いてから、排泥Mの落下が落ち着くまで待って(すなわち、投入開始初期を除いて)排泥Mの重量の計測を開始する。具体的には、例えば、ピンチバルブ5を開いて、排泥Mの投入開始から所定時間経過後(例えば2~5秒経過後)に計測を開始し、排泥Mがすべて排泥受け6内に入ったときの排泥受け6の重量(w21)を測定する。
排泥Mの増加量は、上記排泥Mがすべて排泥受け6内に入ったときの排泥受け6の重量(w21)より、ピンチバルブ5を開いた際の排泥受け6の重量(w1)を差し引いた重量とする。すなわち、排泥増加量=w21-w1である。但し、2~5秒間に搬出された排泥重量(w22)を考慮する必要がある。
However, immediately after the pinch valve 5 is opened, the earth and sand (sludge) falls all at once into the sludge receiver 6, which may cause an impact load. Therefore, after opening the pinch valve 5, the measurement of the weight of the waste sludge M is started after waiting until the fall of the waste sludge M has calmed down (that is, excluding the initial stage of the start of feeding). Specifically, for example, the pinch valve 5 is opened and measurement is started after a predetermined period of time has elapsed (for example, after 2 to 5 seconds) from the start of inputting the sludge M, and all of the sludge M is in the sludge receiver 6. Measure the weight (w21) of the sludge receiver 6 when it enters.
The amount of increase in the sludge M is determined by the weight of the sludge receiver 6 when the pinch valve 5 is opened (w21) than the weight of the sludge receiver 6 when all the sludge M has entered the sludge receiver 6 (w21). The weight is obtained by subtracting w1). That is, the increased amount of sludge = w21 - w1. However, it is necessary to consider the weight of sludge carried out in 2 to 5 seconds (w22).

排泥Mの投入開始から上記所定時間(例えば2秒間)に吸引管13から搬出された排泥の重量(w22)は、試験的にあらかじめ求めておく。そして、上記排泥受け6の重量(w21)に搬出された排泥の重量(w22)を加算することにより、上記重量(w2)を得ることができる。すなわち、式:w21+w22=w2であり、全体としては、式:w21+w22-w1により排泥量を測定することができる。 The weight (w22) of the waste sludge discharged from the suction pipe 13 during the predetermined time (for example, 2 seconds) from the start of the introduction of the waste sludge M is experimentally determined in advance. The weight (w2) can be obtained by adding the weight (w22) of the removed mud to the weight (w21) of the mud receptacle 6. That is, the formula: w21+w22=w2, and overall, the amount of sludge discharged can be measured by the formula: w21+w22-w1.

ピンチバルブ5を開いてから重量の計測を開始するまでの時間は、衝撃荷重の影響を回避するのに充分な時間であり、工事の実施状況を確認して決定するのがよい。すなわち、対象土質、地下水圧、泥水材等により、ピンチバルブ5を開いてから重量の計測を開始するまでの時間は若干の差が発生する可能性があるため、計測時に設定を行うのが好ましい。通常は、ピンチバルブ5を開いてから2~5秒後に重量(w21)の計測を開始するのが適切である。 The time from opening the pinch valve 5 to starting weight measurement is sufficient time to avoid the influence of impact loads, and should be determined after checking the implementation status of the construction work. In other words, the time from opening the pinch valve 5 to starting weight measurement may vary slightly depending on the target soil quality, groundwater pressure, muddy water material, etc., so it is preferable to set it at the time of measurement. . Normally, it is appropriate to start measuring the weight (w21) 2 to 5 seconds after opening the pinch valve 5.

上記排泥Mの重量(w22)は、事前に求めておく。すなわち、排泥受け6から吸引管13により排泥は常時、搬出されていることから、あらかじめ試験的に、排泥Mの投入開始初期(例えば2秒間)における排泥受け6から吸引管13により搬出した排泥Mの重量(w22)を測定しておく。すなわち、排泥受け6から吸引管13により搬出された排泥Mの重量(w22)は、例えば、ピンチバルブ5を開いて、排泥Mが全て排泥受け6内に入った状態で、掘進(従ってピンチバルブ5の開閉)を止め、排泥受け6から吸引管13により排泥Mを吸引・搬出しながら、1秒毎の排泥受け6の重量の減少量を測定し、これから排泥受け6の平均重量減少量、すなわち、1秒当たりの排泥吸引量(kg/秒)を求める。測定は、実際の施工時に行うのがよい。このようにして、排泥Mの投入開始初期における排泥Mの重量(w22)を知ることができる。例えば、排泥Mの投入開始から2秒間の排泥Mの重量(w22)は、上記排泥吸引量(kg/秒)×2秒から求めることができる。
なお、排泥受け6からの排泥の搬出は、ピンチバルブ5の開閉に連動していてもよい。すなわち、ピンチバルブ5が開いたとき、排泥受け6からの排泥の搬出を停止し、ピンチバルブ5が閉じたとき、排泥受け6からの排泥の搬出を開始するようにしてもよい。
また、上記で説明した重量(w1)、(w2)および(w21)は、いずれも排泥受け6の重量を含んだものであるが、これらの重量から排泥受け6の重量を差し引いてから、前記式にて排泥量を算出してもよい。
The weight (w22) of the waste sludge M is determined in advance. That is, since the sludge is always being carried out from the sludge receiver 6 through the suction pipe 13, it was experimentally carried out in advance to remove the sludge from the sludge receiver 6 through the suction pipe 13 at the beginning of the introduction of the sludge M (for example, for 2 seconds). The weight (w22) of the discharged sludge M is measured in advance. That is, the weight (w22) of the sludge M carried out from the sludge receiver 6 by the suction pipe 13 is, for example, when the pinch valve 5 is opened and all of the sludge M is in the sludge receiver 6. (Therefore, the opening and closing of the pinch valve 5) is stopped, and while suctioning and transporting the sludge M from the sludge tray 6 through the suction pipe 13, the amount of decrease in the weight of the sludge tray 6 every second is measured, and from now on the sludge is removed. The average weight reduction of the receiver 6, that is, the suction amount of sludge per second (kg/second) is determined. It is best to take measurements during actual construction. In this way, it is possible to know the weight (w22) of the waste sludge M at the initial stage of starting the introduction of the waste sludge M. For example, the weight (w22) of the sludge M for 2 seconds from the start of the introduction of the sludge M can be determined from the above-mentioned sludge suction amount (kg/sec) x 2 seconds.
Note that the removal of the sludge from the sludge receiver 6 may be linked to the opening and closing of the pinch valve 5. That is, when the pinch valve 5 opens, the removal of sludge from the sludge receiver 6 may be stopped, and when the pinch valve 5 closes, the removal of sludge from the sludge receiver 6 may be started. .
In addition, the weights (w1), (w2), and (w21) explained above all include the weight of the sludge tray 6, but after subtracting the weight of the sludge tray 6 from these weights, , the amount of sludge discharged may be calculated using the above formula.

高濃度泥水をカッタチャンバ3に圧送しながら掘進を継続する中で、土圧が下限域に到達してピンチバルブ5を閉じた後、再びカッタチャンバ3内の土圧が上昇して上限域に到達したとき、前記と同様にして、ピンチバルブ5を開いて土砂(排泥)を排泥受け6に排出し、その重量(w2)を測定する操作を繰り返す(図6参照)。
このようにして、掘進機1の掘進に伴う連続した排泥量をリアルタイムで計測できる。そこで、ロードセル24と電気的に接続された演算部では、ピンチバルブ5が開いた回数の排泥量を積算する。そして、その間の掘進機1の掘進長さは元押ジャッキ40のジャッキストロークを計測し、式:積算排泥量/掘進長さから所定の掘進長における排泥量を算出し、これによって排泥量を管理することができる。排泥量の測定結果は管理用のモニター(図示せず)に表示させることができる。
所定の掘進長とは、例えば推進管1本分の長さ、またはシールド工法におけるセグメント1リング分の長さが挙げられるが、それ以外(例えば掘進長さ1m当たり等)であってもよい。
While excavation continues while pumping highly concentrated mud water to the cutter chamber 3, the earth pressure reaches the lower limit area and the pinch valve 5 is closed, and then the earth pressure inside the cutter chamber 3 rises again and reaches the upper limit area. When this point is reached, the operation of opening the pinch valve 5, discharging the earth and sand (sludge) into the sludge receiver 6, and measuring its weight (w2) is repeated in the same manner as described above (see FIG. 6).
In this way, the continuous amount of sludge discharged as the excavator 1 excavates can be measured in real time. Therefore, a calculation unit electrically connected to the load cell 24 integrates the amount of sludge discharged each time the pinch valve 5 is opened. Then, the excavation length of the excavator 1 during that time is determined by measuring the jack stroke of the main push jack 40, and calculating the amount of sludge removal at a predetermined excavation length from the formula: cumulative sludge removal amount/excavation length. Able to control quantity. The measurement results of the amount of sludge can be displayed on a management monitor (not shown).
The predetermined excavation length is, for example, the length of one propulsion pipe or the length of one segment ring in the shield construction method, but may be other than that (for example, per 1 m of excavation length).

また、排泥量(重量)を体積に換算して管理することが好ましい。泥濃式では、(掘削土量+泥水注入量-テールボイド残量)×50%=排泥量としており、排泥量は体積で管理されることが多い。体積に換算するには、排泥の比重を、泥水比重計(マッドバランス)等を用いて求めておき、演算部において排泥重量/比重により排泥体積を得る。 Moreover, it is preferable to convert the amount of sludge (weight) into volume and manage it. In the mud concentration method, (amount of excavated soil + amount of mud water injection - remaining amount of tail void) x 50% = amount of sludge removed, and the amount of sludge removed is often managed by volume. In order to convert into a volume, the specific gravity of the sludge is determined using a mud water hydrometer (mud balance), etc., and the sludge volume is obtained from the sludge weight/specific gravity in the calculating section.

計測した排泥量が所望の設定範囲よりも高い場合は、土砂の掘削量が多すぎるので、掘進を停止し、薬液注入を行うのがよい。また、排泥量が所望の設定範囲よりも低い場合は、カッタチャンバ3に送られた高濃度の泥水が地山に浸透し逸泥しているので、泥水の材料を変更する等の措置を講ずるのがよい。 If the measured amount of sludge discharged is higher than the desired setting range, the amount of earth and sand excavated is too large, so it is better to stop excavation and perform chemical injection. In addition, if the amount of mud discharged is lower than the desired setting range, the highly concentrated mud water sent to the cutter chamber 3 has penetrated into the ground and is evacuated, so take measures such as changing the material of the mud water. It is good to lecture.

排泥受け6内に投入された排泥Mは、吸泥排土装置12により吸引管13を経て坑外に吸引・排出される。 The sludge M placed in the sludge receiver 6 is sucked and discharged outside the mine via the suction pipe 13 by the sludge suction and removal device 12.

本実施形態によれば、上記のように、排泥量をリアルタイムで計測し管理できるので、排泥の取り込みすぎ等を短時間で把握できる。そのため、地盤沈下等をひき起こすのを防止して、安全な施工が可能になる。 According to the present embodiment, as described above, since the amount of sludge can be measured and managed in real time, it is possible to quickly determine whether too much sludge has been taken in or the like. Therefore, it is possible to prevent ground subsidence and perform safe construction.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更や改善が可能である。例えば、上記の実施形態は、泥濃式推進工法に基づいているが、泥濃式シールド工法、土圧式推進工法、土圧式シールド工法にも同様にして適用可能である。また、上記の実施形態では、重量測定器としてロードセル24を用いたが、ロードセル24に限定されるものではなく、種々の重量測定器が使用可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and improvements can be made within the scope of the present invention. For example, although the above-described embodiment is based on the thick mud propulsion method, it is similarly applicable to the thick mud shield method, the earth pressure propulsion method, and the earth pressure shield method. Further, in the above embodiment, the load cell 24 is used as a weight measuring device, but the present invention is not limited to the load cell 24, and various weight measuring devices can be used.

1 掘進機
2 カッタ
3 カッタチャンバ
4 立坑
5 ピンチバルブ(排泥バルブ)
51 スリーブ
6 排泥受け
7 コンプレッサ
8 エアーホース
9 作泥装置
10 ポンプ
11 泥水供給管
12 吸泥注入装置
13 吸引管(排泥管)
14 排土コンテナタンク
15 排土貯留槽
16 滑材注入装置
17 ポンプ
18 滑材供給管
19 排泥管
20 カッタモータ
21 中折れジャッキ
22 緊急ゲート
23 排泥口
24 ロードセル(重量測定器)
40 元押ジャッキ
41 推進管
42 発進坑口
60 スイベルフット
61 固定プレート
62、64 ボルト
63 アングル
65 基台
66 ケーブル
M 排泥
1 Excavation machine 2 Cutter 3 Cutter chamber 4 Shaft 5 Pinch valve (sludge removal valve)
51 Sleeve 6 Sludge receiver 7 Compressor 8 Air hose 9 Sludge making device 10 Pump 11 Sludge supply pipe 12 Sludge injection device 13 Suction pipe (sludge draining pipe)
14 Discharge container tank 15 Discharge storage tank 16 Slipping material injection device 17 Pump 18 Slipping material supply pipe 19 Sludge removal pipe 20 Cutter motor 21 Center bending jack 22 Emergency gate 23 Sludge removal port 24 Load cell (weight measuring device)
40 Main push jack 41 Propulsion pipe 42 Starting wellhead 60 Swivel foot 61 Fixing plate 62, 64 Bolt 63 Angle 65 Base 66 Cable M Sludge removal

Claims (5)

土砂を掘削するカッタを先端に有するカッタチャンバと、
該カッタチャンバに高濃度泥水を圧送する高濃度泥水供給管と、
掘削土砂を含む泥土を前記カッタチャンバから間欠的に排出する排泥バルブと、
該排泥バルブから排出された排泥を収容する排泥受けと、
該排泥受けに接続され、排泥受けから前記排泥を坑外に排出するための排泥管と、
前記排泥受けに設けられ、前記排泥バルブから排出された排泥の重量を測定する重量測定器と、
を備えた掘進機と、
前記重量測定器と電気的に接続され、所定の掘進長に到達するまでに前記排泥バルブが開いた回数の排泥重量を積算して、前記所定の掘進長における排泥重量を算出する演算部と、を備えた排泥計測システム。
a cutter chamber having a cutter at its tip for excavating earth and sand;
a high-concentration muddy water supply pipe that pumps high-concentration muddy water to the cutter chamber;
a mud discharge valve that intermittently discharges mud containing excavated soil from the cutter chamber;
a sludge receiver for accommodating sludge discharged from the sludge valve;
a sludge drain pipe connected to the sludge receiver for discharging the sludge from the sludge receiver to the outside of the mine;
a weight measuring device installed in the sludge receiver and measuring the weight of sludge discharged from the sludge valve;
An excavator equipped with
A calculation that is electrically connected to the weight measuring device and calculates the weight of sludge at the predetermined excavation length by integrating the sludge weight of the number of times the sludge valve is opened until the predetermined excavation length is reached. A sludge measurement system equipped with a section and a.
前記カッタチャンバ内の土圧が上限域に到達したとき、前記排泥バルブを開き、前記土圧が下限域に到達したとき、前記排泥バルブを閉じる制御部をさらに備えた、請求項1に記載の排泥計測システム。 2. The cutter chamber according to claim 1, further comprising a control unit that opens the mud removal valve when the earth pressure in the cutter chamber reaches an upper limit range, and closes the mud removal valve when the earth pressure reaches a lower limit range. Described sludge measurement system. 前記演算部は、前記排泥バルブが開の信号を受けて、前記排泥の投入開始前に測定した前記排泥受けの重量(w1)と、前記排泥の投入開始から前記排泥バルブを閉じるまでの間の前記排泥受けの重量(w2)とを測定し、式:(w2)-(w1)より前記排泥重量を算出する、請求項1または2に記載の排泥計測システム。 When the calculation unit receives a signal indicating that the sludge valve is open, the calculation unit calculates the weight (w1) of the sludge receiver measured before the start of introducing the sludge, and the weight (w1) of the sludge receptacle measured before the start of introducing the sludge, and the operation of the sludge valve from the start of the introduction of the sludge. The sludge measuring system according to claim 1 or 2, wherein the weight (w2) of the sludge receiver is measured until it is closed, and the sludge weight is calculated from the formula: (w2)-(w1). 前記排泥受けの重量(w2)は、前記排泥の投入開始初期の排泥の重量(w22)と、前記投入開始初期を除く前記投入開始から前記排泥バルブを閉じるまでの間に前記排泥受けに投入された排泥の重量(w21)とを加算したものであり、前記投入開始初期の排泥の重量(w22)は、事前に計測した、前記投入開始初期の期間内に前記排泥受けから排出される排泥の重量である、請求項3に記載の排泥計測システム。 The weight of the sludge receiver (w2) is the weight of the sludge at the initial stage of starting to add the sludge (w22), and the weight of the sludge during the period from the start of charging until closing the sludge valve, excluding the initial stage of starting the sludge charging. It is the sum of the weight of the sludge put into the mud tray (w21), and the weight of the sludge at the initial stage of the feeding start (w22) is the sum of the weight of the sludge thrown into the mud tray during the period at the beginning of the feeding start, which is measured in advance. The sludge measurement system according to claim 3, wherein the sludge measuring system is the weight of sludge discharged from the mud tray. 前記投入開始初期の期間が、前記排泥の投入開始から2~5秒経過までの範囲内の期間である、請求項4に記載の排泥計測システム。


5. The sludge measuring system according to claim 4, wherein the initial period of starting to add the sludge is within a range of 2 to 5 seconds after the start of sludge feeding.


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