JP2614805B2 - 坑内水排水システム - Google Patents

坑内水排水システム

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JP2614805B2
JP2614805B2 JP5028489A JP2848993A JP2614805B2 JP 2614805 B2 JP2614805 B2 JP 2614805B2 JP 5028489 A JP5028489 A JP 5028489A JP 2848993 A JP2848993 A JP 2848993A JP 2614805 B2 JP2614805 B2 JP 2614805B2
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underground water
water
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通孝 安田
浩 吉田
寿典 村上
一夫 吉川
祐司 亀梨
有一郎 水落
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  • Cleaning In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル工事における
坑内水排水システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、トンネル工事、特に突っ込み
勾配の長大トンネルの掘削にあたっては、切羽部分にお
いて地山からの湧水や作業用水などの多量の坑内水が発
生するため、それらを強制的に排水しながら工事を進め
る必要がある。
【0003】かかる坑内水の排水方法としては、通常、
切羽進行に伴い、順次ノッチタンクを設置していき、そ
の間をポンプ配管にて中継接続し、水中ポンプで直接吸
水した坑内水を坑外へ排水して、濁水処理する方法が採
用されている。
【0004】しかし、かかる排水方法によると、切羽部
分の坑内水に含まれる土砂やモルタル分も坑内水と一緒
に吸水され、同時圧送されるため、配管内やノッチタン
ク内の清掃維持管理に多大な労力が必要とされ、また、
ポンプの消耗が激しく短期交換を余儀なくされていた。
また、土砂やモルタルなどの重量のあるものを同時に搬
送ためにノッチタンクの設置間隔を短くし、例えば25
0m程度につき1箇所の設置が必要となり、このように
数多く設置されたノッチタンク自体が坑内通行を妨げる
要因ともなっていた。また、土砂やモルタルなどを含む
坑内水を処理するための濁水処理プラントの運転コスト
も無視できないものであった。
【0005】あるいはまた、現在トンネル工法の主流で
あるNATM工法を用いた場合には、その吹き付けコン
クリートに含まれるカルシウム分が、管路内や水中ポン
プ内に沈着し、管路の狭窄を生じたり、水中ポンプのイ
ンペラーのロックや摩耗の問題を引き起こすため、問題
が生じた部品や部分の交換や清掃の頻度が高まり、工事
進捗速度を低下させるのみならず、トンネル工事の危険
度を増加させるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、システムの構成
要素に対する損傷が少なく、そのため清掃や維持管理な
どの保守が容易な新規かつ改良されたトンネル工事の排
水システムを提供することである。
【0007】さらに、本発明の別の目的は、NATM工
法を用いた場合にも、配管の狭窄を生じたり、水中ポン
プの摩耗等が生じにくい新規かつ改良されたトンネル工
事の排水システムを提供することである。
【0008】さらにまた、本発明の別の目的は、工事の
進捗状況に応じて適宜拡張可能であり、しかも坑内通行
の邪魔となりにくい新規かつ改良されたトンネル工事の
排水システムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するた
めに本発明によれば、トンネル工事において切羽部分に
生じる坑内水を吸水するための吸水手段と、吸水された
坑内水を坑外の濁水処理設備まで搬送し排水するための
排水手段とから成る坑内水排水システムにおいて、上記
坑内水中の固体部分を分離除去するための固体分離手段
を切羽の吸水地点付近に設けると共に、上記排水手段を
1又は2以上の横型サンドポンプと配管手段とから構成
し,さらに、吸水した坑内水に対してカルシウム沈着防
止及びPH処理を施すための手段を、上記固体分離手段
に前置して設けたことを特徴とする坑内水排水システム
が提供される。
【0010】 さらに本発明によれば、上記カルシウム
沈着防止及びPH処理手段としては、吸水した坑内水に
対して二酸化炭素ガスを混入させるエジェクタを採用す
ることが好ましい。
【0011】また、本発明に基づく排水システムにおい
ては、上記吸水手段、上記固体分離手段及び上記カルシ
ウム沈着防止及びPH処理手段が移動可能であり、トン
ネル工事の進捗状況に応じて上記横型サンドポンプと上
記配管手段を増設することにより、上記坑内水排水シス
テムの拡張が可能に構成されている。
【0012】
【作用】本発明は、以上のように、トンネル工事の切羽
部分付近において吸水された坑内水から、まず土砂やモ
ルタルといった固体部分が除去される構成をとってい
る。そのため、排水システム、特に排水システムの搬送
手段に加わる負荷が軽減され、狭い間隔でノッチタンク
を設置せずとも、坑内に連列された横型サンドポンプな
どで液体部分を坑外の濁水処理設備まで容易に送り込む
ことができる。また、配管先端部分で予め固体部分が除
去されているので濁水処理設備での処理量が軽減され
る。
【0013】また、本発明は、坑内水から固体部分を分
離する前に、吸水した坑内水に対してカルシウム沈着防
止及びPH処理が施されるように構成されている。その
ため、配管先端部分においてカルシウム分が固化し、上
記固体分離手段により除去されるので、後続の配管内や
ポンプのインペラー部分にカルシウムなどが沈着し、配
管を詰まらせたり、ポンプに摩耗を生じさせるのを効果
的に防止することができる。また、配管先端部分で吸水
された坑内水に対して二酸化炭素ガスをエジェクタによ
り混入する構成とすれば、効率的にカルシウム分の除去
を行うことができる。
【0014】あるいは、本発明によれば、上記吸水手
段、上記固体分離手段及び上記カルシウム沈着防止及び
PH処理手段を移動可能に構成することにより、トンネ
ル工事の進捗状況に応じて上記横型サンドポンプと上記
配管手段を増設するだけで、上記坑内水排水システムの
拡張が可能に構成されている。そのため、工事効率を大
幅に向上させることが可能となる。
【0015】
【実施例】次に添付図面を参照しながら、本発明の好適
な実施例について説明する。図1は本発明に基づく排水
システムを設置したトンネル工事の坑道1の概略図であ
り、図2は本発明に基づく排水システムの固体分離手段
部分の拡大した概略図である。図示のように、坑道1
は、θの傾斜を有する突っ込み勾配であり、坑道1の切
羽部分2には、地山から湧き出る湧水や作業水などの坑
内水3が溜まるため、作業に支障を来さないように適宜
坑外に排出する必要が生じる。そのために、本発明によ
れば、水中ポンプ4により坑内水が吸水され、配管5を
介して、脱水システム6に送られる。脱水システム6に
おいては、土砂分離装置などにより、例えば70ミクロ
ンまでの土砂やモルタルなどの固形分が除去される。
【0016】このようにして、脱水システム又は土砂分
離装置6により、坑内水から分離された固形分は、掘削
により生じた土砂などの坑外廃棄物と一緒に、ベルトコ
ンベヤーなどの搬送手段により、適宜坑外に廃棄され
る。
【0017】また、水中ポンプ4から吸水された坑内水
に対して、配管5の先端部に設けた図示しないエジェク
タから二酸化炭素ガスを噴き出して、坑内水と混合し、
PH処理を施すと共に、坑内水に含まれるカルシウム分
を炭酸カルシウムとして固形化し、上記土砂分離装置6
によりカルシウム分を除去することが可能になる。この
ように、構成することにより、排水システムのポンプや
配管内にカルシウム分が沈着するのを防止することが可
能になり、ポンプや配管の交換や清掃といった保守が大
幅に省略することができる。
【0018】以上のようにして、切羽付近で坑内水から
70ミクロン以上の粒径を有する土砂やモルタル、ある
いはカルシウム分が土砂分離装置6において予め除去さ
れるので、水槽7に分離された水分だけを坑外に搬送す
ればよく、ポンプや配管にかかる負担が大幅に軽減され
る。そのため、従来のように多くのノッチタンクを設け
ずに、後述のように、横型サンドポンプ9を連列するだ
けで十分な排水を行うことができる。そのため、坑道内
に作業空間を広く取ることが可能になるので、作業効率
を高めることが可能になる。
【0019】水槽7に溜まった水分を坑外の濁水処理設
備8に搬送するシステムは、連列された横型サンドポン
プ9及びそれらのポンプを接続する配管10とから構成
される。横型サンドポンプ9のインペラーは耐摩耗、耐
損傷特性に優れたものが使用される。かかる強靱なイン
ペラーを備えた横型サンドポンプ9を使用することによ
り、ポンプの交換及び清掃の回数を大幅に軽減すること
ができる。また、これらの横型サンドポンプ9をインバ
ーター方式で制御することにより、省エネを図ることが
可能である。
【0020】また、坑道が非常に長い場合には、適宜間
隔をおいて中継タンク11を設置することも可能であ
る。以上のようにして、配管10により連列された横型
サンドポンプにより坑内水は坑外の濁水処理設備8に送
られる。本発明によれば、土砂やモルタル分などの固体
分は、配管先端部において予め除去されているので、濁
水処理設備8における処理が大幅に軽減される。そのた
め、従来のように大規模な濁水処理設備8を坑外設ける
必要がない。
【0021】さらに、脱水システム6や横型サンドポン
プ9、あるいは二酸化炭素ガス噴出用エジェクタといっ
た装置を台車12の上に載置して、移動可能に構成する
ことにより、切羽の進捗状況に応じて、配管5又は10
を増減することにより、坑内を容易に移動させ、排水シ
ステムを容易に延長又は短縮することができる。その際
にも、従来のように頻繁にノッチタンクを設置する必要
がないので、坑内の作業空間を広げることが可能であ
り、作業効率が高まる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、切羽部
分において固体と液体とが分離されて、排水システム自
体にかかる負荷を大幅に減少させることができる。その
ため、ポンプや配管の交換、清掃、維持管理といった保
守を大幅に削減できるので、工事効率が向上し、それに
伴った危険度を下げることができる。また、トンネル工
事の進捗状況に応じて拡張機動性に富む排水システムが
提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づいて構成されたトンネル工事の排
水システムの概略的な構成図である。
【図2】図1に示す排水システムの吸水ポンプ部分の拡
大説明図である。
【符号の説明】
2 切羽 3 坑内水 4 水中ポンプ 5 配管 6 排水システム 7 水槽 8 濁水処理設備 9 横型サンドポンプ 10 配管 11 中継タンク 12 台車
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 寿典 大阪府大阪市西区阿波座一丁目3番15号 鹿島建設株式会社 大阪支店内 (72)発明者 吉川 一夫 大阪府大阪市旭区大宮1丁目11番15号 株式会社サンテック内 (72)発明者 亀梨 祐司 大阪府大阪市旭区大宮1丁目11番15号 株式会社サンテック内 (72)発明者 水落 有一郎 大阪府大阪市旭区大宮1丁目11番15号 株式会社サンテック内 (56)参考文献 実公 昭56−18758(JP,Y2)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トンネル工事において切羽部分に生じる坑
    内水を吸水するための吸水手段と、吸水された坑内水を
    坑外の濁水処理設備まで搬送し排水するための排水手段
    とから成る坑内水排水システムにおいて、上記坑内水中
    の固体部分を分離除去するための固体分離手段を切羽の
    吸水地点付近に設けると共に、上記排水手段を1又は2
    以上の横型サンドポンプと配管手段とから構成し,さら
    吸水した坑内水に対してカルシウム沈着防止及びP
    H処理を施すための手段を、上記固体分離手段に前置し
    て設けたことを特徴とする坑内水排水システム。
  2. 【請求項2】上記カルシウム沈着防止及びPH処理手段
    が、吸水した坑内水に対して二酸化炭素ガスを混入させ
    るエジェクタであることを特徴とする、請求項1に記載
    の坑内水排水システム。
  3. 【請求項3】上記吸水手段、上記固体分離手段及び上記
    カルシウム沈着防止及びPH処理手段が移動可能であ
    り、トンネル工事の進捗状況に応じて上記横型サンドポ
    ンプと上記配管手段を増設することにより、上記坑内水
    排水システムの拡張が可能に構成されていることを特徴
    とする、請求項1または請求項2に記載の坑内水排水シ
    ステム。
JP5028489A 1993-01-26 1993-01-26 坑内水排水システム Expired - Lifetime JP2614805B2 (ja)

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CN113339059A (zh) * 2021-04-08 2021-09-03 重庆城投基础设施建设有限公司 一种可维护式隧道智能防排水系统及方法
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