JP2519017B2 - Shielding method with bubbles and siliceous paste - Google Patents

Shielding method with bubbles and siliceous paste

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JP2519017B2
JP2519017B2 JP5253097A JP25309793A JP2519017B2 JP 2519017 B2 JP2519017 B2 JP 2519017B2 JP 5253097 A JP5253097 A JP 5253097A JP 25309793 A JP25309793 A JP 25309793A JP 2519017 B2 JP2519017 B2 JP 2519017B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シールド式掘進機を用
いる土層掘進方法の改良に関する。本発明の気泡及び
酸質ペーストによるシールド掘進方法は、掘削部の崩壊
を防止しかつ止水効果をもたせながら行う、トンネルの
掘削造成方法に用いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a soil layer excavation method using a shield type excavator. Bubbles and Silica of the Invention
The shield excavation method using an acid paste is used for a tunnel excavation construction method which is performed while preventing collapse of the excavation portion and having a water blocking effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】泥土圧シールド工法は、一般にベントナ
イト、粘土を主成分とする泥漿すなわち水性スラリーを
注入材として切羽に圧入させながら土層を掘削する方法
として、トンネル等の掘削に主に用いられている。その
効果は従来の無注入の土圧式シールド工法と比較し、地
山に不足する細粒分を補えること、さらには切羽地下水
と置換することによって、掘削できる対象が粘性土地盤
から砂地盤、さらには砂礫地盤にまで拡大できることが
大きな利点となっている。
2. Description of the Related Art The mud pressure shield method is generally used for excavating a soil layer while press-fitting a slurry containing bentonite or clay as a main component, that is, an aqueous slurry as an injection material into a face to excavate a soil layer. ing. Compared with the conventional non-injection earth pressure type shield construction method, the effect is to compensate for the lack of fine grains in the ground, and by replacing it with face groundwater, the excavable target is from viscous ground to sand ground, and Has the great advantage that it can be expanded to gravel ground.

【0003】また注入材として、スラリーの代わりにシ
ェービングクリーム状の気泡を注入し、そのベアリング
効果によって掘削土砂の流動性を改善しながら掘進する
気泡シールド掘進方法や、高分子系吸水剤を注入するこ
とにより、掘削土砂の止水性を改善して掘進する方法が
採用されている。
Further, as a pouring material, shaving cream-like air bubbles are injected instead of the slurry, and a bubble shield excavation method of advancing while improving the fluidity of excavated earth and sand by the bearing effect, or a high molecular water-absorbing agent is injected. Therefore, a method of improving the water stoppage of excavated sediment and advancing is adopted.

【0004】しかし、地下水が豊富な砂、砂礫、玉石層
等の地盤を対象に泥土圧シールド工法を適用し、注入材
をベントナイト、粘土を主成分とするスラリーとした場
合、次のような問題点がある。すなわち、スラリーを注
入する泥土圧シールド工法において、地下水圧が高くか
つ豊富な砂地盤、または礫率が70%以上の砂礫地盤を
掘進する場合、掘削土砂の土粒子構成に起因して、切削
トルクの異常な上昇によるカッター回転の中断や掘削土
砂の土圧室からスクリュウコンベアあるいはリボンスク
リュウ等の排土機構へ至るまでの間に必要な流動性を欠
き、地下水の噴発、対抗土圧の発生不良を生じる場合が
多い。
However, when the mud pressure shield construction method is applied to the ground such as sand, gravel, and cobblestone rich in groundwater, and the injection material is made of bentonite and a slurry containing clay as a main component, the following problems occur. There is a point. That is, in the mud earth pressure shield construction method of injecting slurry, when excavating sand ground with high groundwater pressure and abundant sand or gravel ground with a gravel rate of 70% or more, due to the soil particle composition of the excavated sand, the cutting torque The rotation of the cutter is interrupted due to an abnormal rise in the soil, and the fluidity required from the earth pressure chamber for excavated soil to the soil discharge mechanism such as the screw conveyor or ribbon screw is lacking, groundwater is ejected, and counter earth pressure is generated. It often causes defects.

【0005】これらの対策として、地下水が豊富な砂、
砂礫、玉石層等の地盤に対しては、泥漿に気泡を混入さ
せて切羽に注入する気泡泥漿シールド掘進方法が提案さ
れている(特公平5−42560号公報)。
As measures against these, sand rich in groundwater,
For the ground such as gravel and cobblestone layers, a bubble-slurry shield excavation method has been proposed in which bubbles are mixed into sludge and injected into a face (Japanese Patent Publication No. 5-42560).

【0006】以上の各シールド掘進方法は、対象地盤に
合わせて適宜用いることによりある程度の安定した掘進
を維持することができる。しかしながら、いずれのシー
ルド掘進方法も最終的に坑外に排出された掘削ずり即ち
排土の中に、注入材として添加されたベントナイト、気
泡又は高分子吸水剤等が混入するため、公害低減の観点
から排土処理対策が必要となる場合があった。
The shield excavation methods described above can maintain a stable excavation to some extent by being used appropriately according to the target ground. However, in any shield excavation method, bentonite added as an injection material, bubbles, or a polymer water-absorbing agent is mixed into the excavated shear, that is, the soil finally discharged to the outside of the mine, so that it is possible to reduce pollution. In some cases, soil removal treatment measures were necessary.

【0007】そこで、本願発明者らは、泥漿や気泡、高
分子吸水剤等を含まない注入材用いるシールド掘進方
法を開発し、先に提案した(特開平4−343997号
公報)。それは珪酸質ゼリー(SiO2)を注入材として
用いる掘進方法であり、排土の公害上の問題がなく、切
羽の土粒子間や礫間に注入及び浸透すれば、カッターが
作用するときに、地盤の内部摩擦を低減し掘削抵抗を減
少させるとともに、切羽面から土圧室内の混練機構への
流動性が改善される。また切羽面における切羽地下水の
地盤側への押し戻しも可能となる。更に必要に応じて土
圧室にも注入することにより土圧室内に対抗土圧が発生
し切羽土圧及び地下水圧を抑制し切羽の安定を図れると
共に、土圧室から坑外への排出までの流動性が改善さ
れ、泥漿や気泡に劣らず安定した掘進を維持することが
できた。
[0007] Therefore, the present inventors, slip and bubbles to develop the shield method using a grout containing no polymer water-absorbing agent, previously proposed (JP-A-4-343997). It is an excavation method that uses siliceous jelly (SiO 2 ) as an injecting material, and there is no problem of soil pollution, and if it is injected and penetrated between the soil particles of the face and gravel, when the cutter acts, The internal friction of the ground is reduced to reduce excavation resistance, and the fluidity from the face to the kneading mechanism in the earth pressure chamber is improved. In addition, it is possible to push back the face ground water to the ground side of the face. Furthermore, by injecting it into the earth pressure chamber as needed, a counter earth pressure is generated in the earth pressure chamber to suppress the earth face pressure and groundwater pressure to stabilize the face and to discharge the earth pressure chamber to the outside of the mine. The fluidity was improved, and it was possible to maintain stable excavation as good as sludge and bubbles.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、注入材
の切羽への注入方法は、地上に設置された注入材供給プ
ラントから長い導入管を通して地下のトンネルの切羽に
送るのが一般的である。珪酸質ゼリーを注入材として用
いる場合は、このゼリーは寒天のようなゲルであるた
め、導入管の通過抵抗が極めて大きい。そのため、切羽
への供給を安定して行えない場合があり、確実に送るた
めには相当大規模の供給プラントを用意せざるを得ない
という問題があった。
However, as a method of injecting the injection material into the face of the tunnel, it is general to send the material from the injectant supply plant installed on the ground to the face of the underground tunnel through a long introduction pipe. When siliceous jelly is used as an injection material, this jelly is an agar-like gel, and therefore the passage resistance of the introduction tube is extremely large. Therefore, there is a case where the supply to the face cannot be performed stably, and there is a problem that a considerably large-scale supply plant must be prepared for reliable delivery.

【0009】また、珪酸質ゼリーが切羽にまで送られて
も、切羽カッター部の供給口付近に玉石等があると切羽
への浸透抵抗が急激に増大し、直ぐに土圧室側に逆流し
てしまうことがあり、珪酸質ゼリーの安定した切羽への
浸透を維持しにくいという問題があった。
Further, even if the siliceous jelly is sent to the face, if boulders or the like are present near the supply port of the face cutter, the penetration resistance to the face will rapidly increase and immediately flow back to the earth pressure chamber side. However, there is a problem in that it is difficult to maintain stable penetration of siliceous jelly into the face .

【0010】本願発明の目的は、注入材として珪酸質ゼ
リーを、導入管を通して抵抗少なく安定して切羽に供給
することができ、しかも玉石等の存在の有無によらず安
定して切羽に浸透させることができ、もって施工性を大
幅に向上することのできるシールド掘進方法を提供する
ことにある。
[0010] The present onset bright object is a siliceous jelly as an infusion material, resistance less can be stably supplied to the working face through the inlet tube, moreover stably penetrate the working face regardless of the presence or absence of such boulder Another object of the present invention is to provide a method of excavating a shield that can improve the workability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明に係るシールド掘進方法は、回転する切羽
カッター部と土圧室と土圧室内の土を撹拌する撹拌手段
と土圧室内の土を排出する排出手段と切羽に注入材を注
入させる注入材導入手段とを備えたシールド式掘進機を
作動させて、前記切羽面に注入材を注入させながら、土
層を掘進するシールド掘進方法であって、前記注入材と
して二酸化珪素含有率が約1〜60重量%の珪酸質水性
ゼリーを破砕することによって生成した微細粒子と、こ
れらの微細粒子間に介在し全体に流動性を持たせる液体
を主成分とする珪酸質ペーストと気泡又は起泡剤からな
る注入材を用いることを特徴とするものである。
To achieve the above object, according to an aspect of, the shield method according to the present gun onset Ming, stirring means and earth pressure for stirring the soil in the tunnel face cutter unit and the soil chamber and the soil chamber that rotates A shield for excavating a soil layer while operating a shield machine having an ejecting means for ejecting indoor soil and an injecting material introducing means for injecting the injecting material into the face, while injecting the injecting material into the face. A method of excavation, wherein the injection material is a siliceous aqueous solution having a silicon dioxide content of about 1 to 60% by weight.
Fine particles generated by crushing jelly,
Liquid that intervenes between these fine particles and has fluidity throughout
Siliceous paste mainly composed of the bubbles or foaming agents Tona
It is characterized by using an injection material .

【0012】[0012]

【作用】本願発明は、注入材の一成分である珪酸質水性
ゼリーをそのまま用いるのではなく、破砕することによ
って生成した微細粒子と、これらの微細粒子間に介在し
全体に流動性を持たせる液体とを主成分とする珪酸質ペ
ーストを用いたものである。このように形成された珪酸
質ペーストは、微細粒子同士が結合して再び元のゼリー
に戻ることがほとんどなく、全体が懸濁液の状態で、ゼ
リーの状態とは違って泥水のような流動性がある。ここ
で微細粒子の粒径は、掘削する対象地盤の土質に応じ、
更に導入管の通過抵抗の低下及び切羽への浸透性向上と
いう本発明の目的に対応して変わってくるが、粒径が約
300μm以下のものを主とするものであればどんな地
盤にも対応可能である。この珪酸質ペーストの流動性に
よって、導入管の通過抵抗が大幅に低下し、安定して切
羽に供給することが可能となる。気泡を予め珪酸質ペー
ストと混合した状態で地上の注入材供給プラントから導
入ラインを通して切羽に送る場合はそのライン中の通過
抵抗も気泡の存在により更に低下するので、より一層安
定して切羽に供給することが可能となる。また、この珪
酸質ペーストの流動性及び気泡の混入により、玉石等の
存在の有無によらず該ペーストと気泡のそれぞれが切羽
に容易に浸透する。気泡の浸透は切羽にベアリング効果
を与えるため、カッター圧力等の機械負荷が低減し、そ
れにより掘進速度を速めることが可能となる。すなわち
施工性が大幅に向上する。
SUMMARY OF] The gun onset bright, rather than used as a siliceous aqueous jelly is a component of the injection material, the fine particles produced by crushing, the fluidity throughout interposed between these fine particles It uses a siliceous paste whose main component is a holding liquid. The siliceous paste formed in this way rarely returns to the original jelly due to the binding of fine particles to each other, and the whole is in a suspension state, unlike the state of jelly, it flows like muddy water. There is a nature. Here, the particle size of the fine particles depends on the soil quality of the target ground to be excavated,
Furthermore, although it changes depending on the purpose of the present invention such as the reduction of the passage resistance of the introduction pipe and the improvement of the permeability to the face, any ground can be used as long as the particle size is about 300 μm or less. It is possible. Due to the fluidity of the siliceous paste, the passage resistance of the introduction pipe is significantly reduced, and it becomes possible to stably supply the paste to the face. When air bubbles are mixed with siliceous paste in advance and sent from the above-mentioned injection material supply plant to the cutting face through the introduction line, the passage resistance in that line is further reduced by the presence of the bubbles, so it is more stably supplied to the cutting face. It becomes possible to do. Further, due to the fluidity of the siliceous paste and the inclusion of air bubbles, the paste and air bubbles easily permeate the face regardless of the presence of cobblestones or the like. Since the permeation of air bubbles gives a bearing effect to the face, mechanical load such as cutter pressure is reduced, and thereby the excavation speed can be increased. That is, the workability is significantly improved.

【0013】上記破砕による生成粒子の粒径が300μ
m以上のものを主とするときは、上記流動性が低下して
くるから、微細粒子の粒径は約300μm以下のものを
主とするのが好ましい。また、SiO2の含有率が約1〜
60重量%の範囲外になると、上記ゼリーを破砕しても
上記性質の珪酸質ペーストにはなりにくいので、SiO2
の含有率は約1〜60重量%の範囲内、好ましくは3〜
30重量%とする。
The particle size of the particles produced by the above crushing is 300 μ
When the particle size is mainly m or more, the above-mentioned fluidity is deteriorated, so it is preferable that the particle size of the fine particles is mainly about 300 μm or less. In addition, the content of SiO 2 is about 1 to
Becomes out of the range of 60 wt%, it is hard becomes siliceous paste the properties even by crushing the jelly, SiO 2
Content in the range of about 1 to 60% by weight, preferably 3 to
30% by weight.

【0014】また、発明における珪酸質ペーストを微細
粒子の粒径から規定せず、粘土の値から規定してもよ
い。すなわち粘度が約50cps 〜100万cps である珪
酸質ペーストは優れた流動性を有し、このペーストを用
いることにより同様の作用が得られる。ここで粘度の測
定方法は、温度20℃、B型粘度計でローター回転数1
2rpmである。この粘度範囲の珪酸質ペーストはチクソ
トロピックな性質を示す。
Further, without defining a siliceous paste in inventions from the grain size of the fine particles may be defined from the value of the clay. That is, a siliceous paste having a viscosity of about 50 cps to 1,000,000 cps has excellent fluidity, and the same effect can be obtained by using this paste. Here, the viscosity is measured at a temperature of 20 ° C., a B-type viscometer and a rotor rotation speed of 1
It is 2 rpm. The siliceous paste in this viscosity range exhibits thixotropic properties.

【0015】[0015]

【実施例】酸質水性ゼリーは公知の方法によって容易
に得られる。その例としては、水ガラス等水溶性珪酸塩
の水溶液に、各種酸や塩類、例えば、硫酸、塩酸、酢
酸、くえん酸、食塩、硫酸マグネシウム等を加える方法
が挙げられる。また、水ガラス等水溶性珪酸塩の水溶液
を脱陽イオン処理することにより得られる珪酸またはそ
のオリゴマーの水溶液をゲル化させる方法、或いは更
に、シリカ水性ゾルを公知の方法によりゲル化させる方
法等が挙げられる。
EXAMPLES silicofluoride Sanshitsu aqueous jelly easily obtained by known methods. Examples thereof include a method of adding various acids and salts such as sulfuric acid, hydrochloric acid, acetic acid, citric acid, sodium chloride and magnesium sulfate to an aqueous solution of a water-soluble silicate such as water glass. Further, a method of gelling an aqueous solution of silicic acid or an oligomer thereof obtained by decationizing an aqueous solution of a water-soluble silicate such as water glass, or a method of gelling a silica aqueous sol by a known method, etc. Can be mentioned.

【0016】また、注入材の一成分を成す気泡は、起泡
剤を含む水溶液に気体を混合する等の公知の方法で得ら
れ、シェービングクリーム状である。この場合の起泡剤
の添加量は、水100重量部に対して起泡剤を0.01
〜50重量部が標準的である。起泡剤の種類としては、
蛋白質系の起泡剤、 高級脂肪酸塩、アルキル硫
酸塩、アルキルスルホン酸塩等の陰イオン界面活性剤、
ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレ
ングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステ
ル等の非イオン界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、
第4級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤、 市
販のコンクリートAE剤例えば商品名ウィンソール、ボ
ゾリスNo 303A等が挙げられる。
The bubbles forming one component of the injection material are obtained by a known method such as mixing a gas with an aqueous solution containing a foaming agent, and have a shaving cream shape. In this case, the amount of the foaming agent added is 0.01 with respect to 100 parts by weight of water.
-50 parts by weight is standard. As the type of foaming agent,
Protein type foaming agents, higher fatty acid salts, anionic surfactants such as alkyl sulfates and alkyl sulfonates,
Nonionic surfactants such as polyethylene glycol alkyl ether, polyethylene glycol fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, higher amine halogenate,
Cationic surfactants such as quaternary ammonium salts, commercially available concrete AE agents such as Winsole, trade name, and Bozoris No 303A.

【0017】また起泡剤の添加量は珪酸質水性ゼリー1
00重量部に対して起泡剤を0.01〜50重量部が標
準的である。
The amount of the foaming agent added is siliceous aqueous jelly 1
0.01 to 50 parts by weight of the foaming agent is standard with respect to 00 parts by weight.

【0018】本願発明に係る珪酸質ペーストは、上記の
如き珪酸質水性ゼリーを、該ゼリーを破壊をもたらすに
十分な物理的外力を与えて破砕することにより得られ
る。かかる細分をもたらす破砕は、例えばホモジナイザ
ーの如き強力撹拌を常温の該ゼリーに与えることにより
行うことができる。この強力撹拌は、通常の目安として
は、粒径が約300μm以下のものを主とする微細粒子
になるまで継続するのがよい。あるいは得られたペース
トの粘度が約50cps 〜100万cps を示すようになる
まで継続するのがよい。
[0018] The gun onset siliceous paste according to Ming, the such as siliceous aqueous jelly, obtained by crushing giving sufficient physical force to bring destroy the jelly. Crushing to produce such fine particles can be carried out by applying strong stirring such as a homogenizer to the jelly at room temperature. As a general guideline, this vigorous stirring should be continued until the particles become fine particles mainly having a particle size of about 300 μm or less. Alternatively, it may be continued until the viscosity of the obtained paste shows about 50 cps to 1,000,000 cps.

【0019】本発明に係る珪酸質ペーストを構成する液
体としては、水又は本発明の目的が達成される限りにお
いて無機成分や有機成分が適宜添加された水溶液あるい
は水分散液が用いられる。ところで、珪酸質水性ゼリー
はそれ自体が水を内包しており、該ゼリーをそのまま破
砕すればゼリー内部に取り込まれていた水の一部が解放
される。珪酸質水性ゼリーの種類によっては、その開放
された水だけで、すなわち更に液体を加えなくても、当
該ペーストに必要な流動性を持たせることができるもの
がある。破砕によって外部に開放された水の量だけでは
足りない場合に前記液体を加える。この水等の液体は、
微細粒子間にその再結合を妨げる如く介在し、これによ
りペーストの安定した流動性が得られるものである。
As the liquid constituting the siliceous paste according to the present invention, water or an aqueous solution or an aqueous dispersion to which an inorganic component or an organic component is appropriately added is used as long as the object of the present invention is achieved. By the way, the siliceous aqueous jelly itself contains water, and if the jelly is crushed as it is, a part of the water taken in the jelly is released. Depending on the type of siliceous aqueous jelly, it is possible to give the paste the required fluidity only with the released water, ie without adding further liquid. The liquid is added when the amount of water released to the outside by crushing is not sufficient. This liquid such as water
The fine particles are interposed so as to prevent their recombination, whereby a stable fluidity of the paste can be obtained.

【0020】本発明の珪酸質ペーストは、本発明の目的
が達成される限り、上記細分されたゼリー粒子の他に、
任意の成分、たとえば泥漿、高分子吸水材、水溶性高分
子等を含有してもよい。このような任意成分の含有は、
ペーストとこの任意成分とを混合する方法、上記ゼリー
の破砕工程において、破砕前のゼリーにこの任意成分を
添加してからゼリーを破砕する方法、或いはゼリーの破
砕中にこの任意成分を添加する方法により、行うことが
できる。
As long as the object of the present invention is achieved, the siliceous paste of the present invention comprises, in addition to the above-mentioned finely divided jelly particles,
It may also contain optional components such as sludge, water absorbent polymer, water-soluble polymer and the like. Inclusion of such optional components,
A method of mixing the paste and this optional component, in the crushing step of the jelly, a method of adding this optional component to the jelly before crushing and then crushing the jelly, or a method of adding this optional component during crushing of the jelly. Can be done by

【0021】次に、本発明に係るシールド掘進方法を図
1乃至図3に基づいて説明する。地下のシールド式掘進
機1と地上の注入材供給プラント2とが長い注入ライン
3により連通されている。前記供給プラント2は圧送ポ
ンプ4を介して注入ライン3と接続されている。注入ラ
イン3には必要に応じて中継ポンプ5を設けてもよい。
シールド式掘進機1の切羽カッター6が設けられている
面板7には注入材の供給口8が複数設けられている。面
板7の手前側には土圧室9が設けられ、この土圧室9に
連なってリボンスクリュー10が設けられている。土圧
室9には土圧計11が設けられている。リボンスクリュ
ー10の後部はサンドプラグゾーン12となっており、
13は排土ゲートを示す。土圧室9内には切羽から掘削
され注入材と混合された掘削ずり14が充満されてい
る。この掘削ずり14には玉石15が多く含まれている
ものを示した。22はベルトコンベアを示す
Next, the shield excavation method according to the present invention will be described with reference to FIGS. An underground shield machine 1 and a ground injection material supply plant 2 are connected by a long injection line 3. The supply plant 2 is connected to an injection line 3 via a pressure feed pump 4. The injection line 3 may be provided with a relay pump 5 if necessary.
The face plate 7 of the shield machine 1 having the face cutter 6 is provided with a plurality of injection material supply ports 8. An earth pressure chamber 9 is provided on the front side of the face plate 7, and a ribbon screw 10 is provided in series with the earth pressure chamber 9. An earth pressure gauge 11 is provided in the earth pressure chamber 9. The rear part of the ribbon screw 10 is a sand plug zone 12,
Reference numeral 13 indicates an earth discharging gate. The earth pressure chamber 9 is filled with an excavation shear 14 excavated from a face and mixed with an injection material. The excavated shear 14 shows a large amount of boulders 15. 22 is a belt conveyor .

【0022】実施例) 注入材として珪酸質水性ゼリーを破砕した前記珪酸質ペ
ーストと気泡を用いた。該珪酸質ペーストは各地盤に対
して下記ペーストA,B及びCを用いた。そして、気泡
は上記の如く生成し、図示しない気泡導入ラインを前記
注入ライン3の先端部であって土圧室9の手前部分に連
通させ、珪酸質ペーストに気泡を混入させた。気泡の混
入割合は、珪酸質ペーストに対して容積比で略1:1を
標準とし、地盤が地下水が多いものでは気泡の割合を増
やす方向に調整し、玉石が多いものではペーストを増や
す方向に調整した。その結果、先ず各ペーストA,B及
びCの流動性により、注入ライン3の通過抵抗が大幅に
低下し、地上から切羽までの長いライン3を低抵抗で安
定よく送ることができた。また、各地盤から成る切羽面
に注入された気泡含有珪酸質ペーストは、気泡及びペー
ストの流動性により玉石等の有無に係わらず、切羽に極
めて安定よく浸透し、施工性が大幅に向上した。礫率7
0%以上の地盤に対し、直径2mのカッターで前記ペー
ストAだけで掘削した場合と該ペーストA及び気泡にて
掘削した場合の所要時間を比較したところ、ペーストA
だけのものでは35分間要したのにペーストA+気泡で
は20分間であり、明らかに施工性が向上した。また同
様な両者について機械負荷を比較したところペーストA
だけのものを1とした場合、ペーストA+気泡では0.
86であった。
[0022] Using (Example 1) the siliceous paste was crushed siliceous aqueous jelly as an implantation material and bubbles. As the siliceous paste, the following pastes A, B and C were used for each board. Then, the bubbles were generated as described above, and the bubble introduction line (not shown) was made to communicate with the tip of the injection line 3 and the front portion of the earth pressure chamber 9 to mix the bubbles into the siliceous paste. The volume ratio of air bubbles is approximately 1: 1 as a standard with respect to the siliceous paste. Adjust the amount of air bubbles to increase when the ground is rich in groundwater, and increase the paste when the ground is high in boulders. It was adjusted. As a result, first, due to the fluidity of the pastes A, B, and C, the passage resistance of the injection line 3 was significantly reduced, and the long line 3 from the ground to the face could be stably fed with low resistance. Further, the bubble-containing siliceous paste injected into the face of each plate penetrated into the face very stably regardless of the presence of boulders due to the fluidity of bubbles and paste, and the workability was greatly improved. Gravel ratio 7
When the time required for excavating only the paste A with a cutter having a diameter of 2 m and the time required for excavating the paste A and bubbles with respect to 0% or more of the ground, the paste A was compared.
It took 35 minutes for the simple substance and 20 minutes for the paste A + air bubbles, clearly improving the workability. Moreover, when comparing the mechanical loads of the same two, paste A
If only one is set to 1, paste A + bubbles are 0.
It was 86.

【0023】尚、注入材供給プラント2にて珪酸質ペー
ストと気泡を予め混合し注入ライン3を通して切羽に送
ったところ、ライン3中の通過抵抗が気泡により一層小
さくなり、より一層安定供給ができた。
When the siliceous paste and air bubbles were mixed in advance in the injection material supply plant 2 and sent to the face through the injection line 3, the passage resistance in the line 3 was further reduced by the air bubbles, and a more stable supply was possible. It was

【0024】(実施例) 注入材として珪酸質水性ゼリーを破砕した前記珪酸質ペ
ーストと起泡剤を用いた。該珪酸質ペーストは各地盤に
対して実施例3と同様に下記ペーストA,B及びCを用
いた。起泡剤は注入材供給プラント2にて珪酸質ペース
トと予め混合し注入ライン3を通して切羽に送った。起
泡剤の割合は、切羽で発泡し生成した気泡の混入割合
が、5〜10%となるようにし、地盤が地下水が多いも
のでは気泡の割合を増やす方向に調整し、玉石が多いも
のではペーストを増やす方向に調整した。その結果、実
施例3とほぼ同様に各ペーストA,B及びCの流動性に
より、注入ライン3の通過抵抗が大幅に低下し、地上か
ら切羽までの長いライン3を低抵抗で安定よく送ること
ができた。また、各地盤から成る切羽面に注入された起
泡剤含有珪酸質ペーストは、起泡剤が直ちに発泡して気
泡を生成するため、気泡及びペーストの流動性により珪
酸質ペーストは玉石等の有無に係わらず、切羽に安定よ
く浸透した。尚、起泡剤は実施例3と同様に切羽の直前
でペーストに混入してもよい。
(Example 2 ) The above siliceous paste obtained by crushing siliceous aqueous jelly and a foaming agent were used as injection materials. As the siliceous paste, the following pastes A, B and C were used for each board as in Example 3. The foaming agent was premixed with the siliceous paste in the injection material supply plant 2 and sent to the face through the injection line 3. The ratio of the foaming agent is such that the mixing ratio of air bubbles generated by foaming by the face becomes 5 to 10%, and if the ground has a lot of groundwater, it is adjusted to increase the air bubble ratio. Adjusted to increase the paste. As a result, the flow resistance of each of the pastes A, B, and C is substantially the same as in Example 3, and the passage resistance of the injection line 3 is greatly reduced, so that the long line 3 from the ground to the face can be stably fed with low resistance. I was able to. In addition, since the foaming agent-containing siliceous paste injected into the face of each board contains foaming agents, the foaming agent immediately foams to form bubbles. Regardless of, it penetrated the face stably. The foaming agent may be mixed in the paste just before the cutting face as in Example 3.

【0025】(ペーストA) 礫率70%以上の玉石混じり砂礫層を対象として以下の
ペーストAを用意した。15〜30重量のSiO2のゾル
を主材とし、この主材を140リットルと水439リッ
トルを混合し、これに助材として5体積%のH2SO4
44リットル加えて混合し、更に硬化材として3号水ガ
ラスを40%に薄めた溶液を47リットル加えて混合し
珪酸質ゼリーを670リットル得た。これに水330リ
ットルを加えて強力撹拌し、前記ゼリーを粒径300μ
m以下の微細粒子に細分し、全体として1000リット
ルの珪酸質ペーストを得た。
(Paste A) The following paste A was prepared for a cobbles-containing gravel layer having a gravel rate of 70% or more. 15 to 30 weight of sol of SiO 2 is used as a main material, 140 liter of this main material is mixed with 439 liter of water, and 44 liter of 5% by volume H 2 SO 4 is added as an auxiliary material to the mixture, and further mixed. As a hardening material, 47 liters of a solution prepared by diluting No. 3 water glass to 40% was added and mixed to obtain 670 liters of siliceous jelly. Add 330 liters of water to this and stir vigorously to make the jelly particle size 300μ.
The particles were subdivided into fine particles of m or less to obtain 1000 liters of siliceous paste as a whole.

【0026】(ペーストB) 砂層及び礫率70%以下の砂礫を対象として以下のペー
ストBを用意した。15〜30重量のSiO2のゾルを主
材とし、この主材を105リットルと水327リットル
を混合し、これに助材として5体積%のH2SO4を33
リットル加えて混合し、更に硬化材として3号水ガラス
を40%に薄めた溶液を35リットル加えて混合し珪酸
質ゼリーを500リットル得た。これに水500リット
ルを加えて強力撹拌し、前記ゼリーを粒径300μm以
下の微細粒子に細分し、全体として1000リットルの
珪酸質ペーストを得た。
(Paste B) The following paste B was prepared for a sand layer and gravel having a gravel rate of 70% or less. A sol of 15 to 30 weight of SiO 2 is used as a main material, 105 liters of this main material are mixed with 327 liters of water, and 5 volume% of H 2 SO 4 is added as an auxiliary material to the mixture.
35 liters of a solution prepared by diluting No. 3 water glass to 40% was added as a hardening agent and mixed to obtain 500 liters of siliceous jelly. To this, 500 liters of water was added and vigorously stirred, and the jelly was subdivided into fine particles having a particle size of 300 μm or less to obtain 1000 liters of siliceous paste as a whole.

【0027】(ペーストC) 粘性土層を対象として以下のペーストCを用意した。水
ガラスを主材とし、この主材を60リットルと水795
リットルを混合し、これに硬化材として5体積%のH2
SO4を145リットル加えて混合し珪酸質ゼリーを1
000リットル得た。これを強力撹拌し、前記ゼリーを
粒径300μm以下の微細粒子に細分し、全体として1
000リットルの珪酸質ペーストを得た。
(Paste C) The following paste C was prepared for the clay layer. Water glass as the main material, 60 liters of this main material and water 795
1 liter was mixed with 5% by volume of H 2 as a hardening material.
Add 145 liters of SO 4 and mix to add 1 part of siliceous jelly.
000 liters were obtained. This is vigorously stirred, and the jelly is subdivided into fine particles having a particle size of 300 μm or less.
000 liters of siliceous paste was obtained.

【0028】[0028]

【表1】 種 類 比 重 粘 度 pH ペーストA 1.02 800cps 7.0 ペーストB 1.01 500cps 7.0 ペーストC 1.03 200cps 6.5 上記表1は各ペーストA〜Cの特性を示す。珪酸質ペー
ストを注入材の一成分とするシールド工法は、玉石混砂
礫層から砂層およよび粘性土層までの幅広い地盤を対象
とすることができるが、その地盤の性質に合わせて上記
実施例1〜に示した各ペーストA,B及びCを目安と
して使いわけるのがよい。
[Table 1] Type Specific gravity Viscosity pH Paste A 1.02 800cps 7.0 Paste B 1.01 500cps 7.0 Paste C 1.03 200cps 6.5 Table 1 above shows the characteristics of each paste A to C. The shield method using a siliceous paste as a component of the injection material can be applied to a wide range of grounds from cobblestone gravel layer to sand layer and cohesive soil layer. It is preferable to use each of the pastes A, B and C shown in 1 and 2 as a guide.

【0029】また、切羽面または土圧室内への珪酸質ペ
ーストの注入は、所要圧力下において前記ラインから注
入され、その注入量は地盤の有効間隙率または間隙率を
目安に行ない、排出土砂及び礫の均一に混合された状態
の塑性化土に改良されるよう調節される。
The siliceous paste is injected into the face of the face or the earth pressure chamber from the above line under a required pressure, and the amount of the injection is determined based on the effective porosity or the porosity of the ground as a standard. It is adjusted to improve the plasticized soil in a uniformly mixed state of gravel.

【0030】[0030]

【発明の効果】本願発明によれば、珪酸質ゼリーを強力
撹拌し得られた流動性に優れた珪酸質ペーストを注入
材として用いたので、導入管を通して抵抗少なく安定し
て切羽に供給することができる。また、この珪酸質ペー
ストの流動性及び気泡の混入により、玉石等の存在の有
無によらず一層安定して切羽に浸透させることが可能と
なり、施工性を大幅に向上できる。従って、以上の本願
各発明により安定した掘進を維持することできる。
According to this gun onset light according to the present invention, since using a high siliceous paste was flowability obtained by vigorous stirring the siliceous jelly as an infusion material, resistance less stable through the introduction tube into the working face Can be supplied. Further, due to the fluidity of the siliceous paste and the inclusion of air bubbles, it becomes possible to more stably permeate the face regardless of the presence of cobblestones, etc., and the workability can be greatly improved. Therefore, it is possible to maintain a stable excavation by the above present inventions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るシールド掘進方法を説明する構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a shield excavation method according to the present invention.

【図2】図1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】本発明に係るシールド掘進機の左半分のみ示し
た正面図である。
FIG. 3 is a front view showing only the left half of the shield machine according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド掘進機 2 珪酸質ペースト供給プラント 3 注入ライン 6 カッター 8 注入口 9 土圧室 14 掘削ずり 1 shield machine 2 silicic acid paste supply plant 3 injection line 6 cutter 8 inlet 9 earth pressure chamber 14 excavation shear

フロントページの続き (72)発明者 武藤 雅典 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化 学工業株式会社 中央研究所内 (72)発明者 北川 明雄 東京都千代田区神田錦町3丁目7番地1 日産化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−343997(JP,A) 特公 平5−42560(JP,B2)Front page continued (72) Inventor Masanori Muto 722-1, Tsuboi-cho, Funabashi, Chiba Central Research Laboratory, Nissan Kagaku Kogyo Co., Ltd. (72) Akio Kitagawa, 3-7 Kandanishiki, Chiyoda-ku, Tokyo 1 Within the corporation (56) Reference JP-A-4-343997 (JP, A) JP-B-5-42560 (JP, B2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転する切羽カッター部と土圧室と土圧
室内の土を撹拌する撹拌手段と土圧室内の土を排出する
排出手段と切羽に注入材を注入させる注入材導入手段と
を備えたシールド式掘進機を作動させて、前記切羽面に
注入材を注入させながら、土層を掘進するシールド掘進
方法であって、前記注入材として二酸化珪素含有率が約
1〜60重量%の珪酸質水性ゼリーを破砕することによ
って生成した微細粒子と、これらの微細粒子間に介在し
全体に流動性を持たせる液体を主成分とする珪酸質ペー
ストと気泡又は起泡剤からなる注入材を用いることを特
徴とする気泡及び珪酸質ペーストによるシールド掘進方
法。
1. A rotating face cutter, an earth pressure chamber, a stirring means for agitating the soil in the earth pressure chamber, a discharging means for discharging the soil in the earth pressure chamber, and an injecting material introducing means for injecting an injecting material into the face. by actuating the provided shield type tunneling machines, while injecting the injection material into the working face surface, a shield method for boring a soil layer, the silicon dioxide content of about the said injection member
By crushing 1-60 wt% siliceous aqueous jelly
The fine particles generated by
A siliceous paper whose main component is a liquid that makes the whole fluid.
A shield excavation method using bubbles and siliceous paste , characterized in that an injection material composed of a strike and bubbles or a foaming agent is used.
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