JP3131551B2 - Face stabilization method of muddy water shield method - Google Patents

Face stabilization method of muddy water shield method

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JP3131551B2
JP3131551B2 JP9619495A JP9619495A JP3131551B2 JP 3131551 B2 JP3131551 B2 JP 3131551B2 JP 9619495 A JP9619495 A JP 9619495A JP 9619495 A JP9619495 A JP 9619495A JP 3131551 B2 JP3131551 B2 JP 3131551B2
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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、泥水式シールド工法の
切羽安定方法に関し、特に切羽管理の迅速対応性及び地
上設備の省面積化を図った泥水式シールド工法の切羽安
定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for stabilizing a face in a muddy shield method, and more particularly to a method for stabilizing a face in a muddy shield method, which achieves quick response of face management and space saving of ground equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように泥水式シールド工法では、
シールド掘進機のカッターにより削り取られシールドチ
ャンバ内に取り込まれた土砂が、送泥管を介して供給さ
れる泥水と攪拌され、排泥管を介し外部へ排出される。
2. Description of the Related Art As is well known, in the muddy water shield method,
The earth and sand removed by the cutter of the shield machine and taken into the shield chamber are mixed with muddy water supplied through a mud pipe, and discharged to the outside through a mud drain pipe.

【0003】このような泥水式シールド工法では、隔壁
と切羽との間のシールドチャンバを加圧した泥水で満た
し、切羽の安定を図ると共に、掘削した土砂を泥水中に
取り込み、排泥水として地上の泥水処理設備まで流体輸
送し、この泥水処理設備で土砂分を分級処理し、所定の
性状に調泥して、再び送泥水として循環使用されるよう
になっている。
[0003] In such a muddy water shield method, a shield chamber between a partition wall and a face is filled with pressurized muddy water to stabilize the facet, and excavated earth and sand is taken into muddy water to be discharged as ground muddy water. The fluid is transported to a muddy water treatment facility, the sediment is classified by the muddy water treatment facility, the mud is adjusted to a predetermined property, and the muddy water is circulated again as muddy water.

【0004】このように、地上で泥水管理を行う場合、
例えば図7に示すように、地上設備においては、セグメ
ントストックヤード1,清水槽2,調整槽3,振動篩
4,ベルトコンベア5、6,フィルタープレス7,浄水
槽8,PHコントロール装置9,PAC貯留槽10,ト
ラック搬入部11,余剰泥水槽12,土砂ホッパー1
3、14,の他、泥水管理の為の作泥貯槽15,作泥槽
16,粘土貯蔵ヤード17,CMC溶解槽18,CMC
貯蔵ヤード19等が設けられるようになっている。
As described above, when managing muddy water on the ground,
For example, as shown in FIG. 7, in the ground equipment, in the segment stock yard 1, the fresh water tank 2, the adjusting tank 3, the vibrating sieve 4, the belt conveyor 5, 6, the filter press 7, the water purifying tank 8, the PH control device 9, the PAC Storage tank 10, truck loading section 11, surplus mud tank 12, earth and sand hopper 1
3, 14, etc., mud storage tank 15, mud storage tank 16, clay storage yard 17, CMC dissolution tank 18, CMC for mud water management
A storage yard 19 and the like are provided.

【0005】また、前述のように、地上に泥水処理設備
を設けて地上で泥水管理を行う場合の他、発進立坑内に
泥水管理設備を設け、発進立坑内で泥水管理を行う場合
もあった。
Further, as described above, in addition to the case where muddy water treatment facilities are provided on the ground to manage muddy water on the ground, there are also cases where muddy water management facilities are provided in the starting shaft and muddy water management is performed in the starting shaft. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の泥水式シー
ルド工法では、次のような問題があった。
The conventional muddy water shield method has the following problems.

【0007】まず、従来のように、地上もしくは発進立
坑で泥水を調整し、切羽へ送泥する場合、切羽の安定の
変化を確認した後に、切羽の安定の変化に合わせ、泥水
を調整し、その調整した泥水を、送泥管を介し、シール
ドチャンバへと送泥するようにしており、このような状
態では、泥水の調整直後に泥水を送泥したとしても、調
整した泥水が切羽に到達するまでに、相当の時間を要す
ることとなり、切羽の安定の変化を察知してから、調整
された泥水が切羽に到達するまでの間に、切羽のゆるみ
や崩壊に至ることがあり、切羽管理に迅速な対応がし難
いという問題があった。
[0007] First, when muddy water is adjusted on the ground or in a starting shaft and the mud is sent to the face as in the conventional case, after confirming the change in the stability of the face, the muddy water is adjusted according to the change in the stability of the face. The adjusted mud is sent to the shield chamber via a mud pipe.In such a state, even if the mud is sent immediately after adjusting the mud, the adjusted mud reaches the face. It takes a considerable amount of time to complete the operation, and after detecting the change in the stability of the face, the face may be loosened or collapsed before the adjusted muddy water reaches the face. There was a problem that it was difficult to respond quickly.

【0008】例えば、掘削距離1000mのシールドの
場合、切羽の安定の変化にあわせ、泥水を調整した直後
に、泥水を切羽に供給したとしても、一般的に送泥流速
が2m/secであるから、調整された泥水が切羽に到
達するまでには約8分間必要となり、切羽の安定の変化
を察知してから、8分以上の時間、切羽の変化に対する
対応が遅れることとなる。
For example, in the case of a shield with an excavation distance of 1000 m, even if muddy water is supplied to the face immediately after adjusting the muddy water in accordance with the change in the stability of the face, the flow rate of the muddy water is generally 2 m / sec. It takes about 8 minutes for the adjusted muddy water to reach the face, and the response to the change of the face is delayed for 8 minutes or more after detecting the change in the stability of the face.

【0009】また、従来のように、地上もしくは発進立
坑で泥水管理を行う場合、作泥貯槽15,作泥槽16,
粘土貯蔵ヤード17,CMC溶解槽18,CMC貯蔵ヤ
ード19等の泥水管理設備が必要となり、この泥水管理
設備のために、地上設備として広大な面積が必要になっ
たり、あるいは発進立坑内に泥水管理設備を設ける場合
には、大きな立坑が必要で、それだけ地上設備の必要面
積が拡大してしまうという問題があった。
Further, as in the conventional case, when muddy water is managed on the ground or in a starting shaft, the mud making storage tank 15, the mud making tank 16,
Muddy water management facilities such as a clay storage yard 17, a CMC dissolution tank 18, a CMC storage yard 19, and the like are required. For these muddy water management facilities, a vast area is required as ground equipment, or muddy water management in a starting shaft. When the equipment is provided, a large shaft is required, and there is a problem that the required area of the ground equipment increases accordingly.

【0010】特に、都市部などにおいては、地上設備の
ために広大な土地面積を確保するのが困難な状態となっ
てきており、このように地上設備のために十分な土地を
確保することができない場合には、トンネルの掘削が困
難な状態となってきているという問題があった。
Particularly in urban areas, it is becoming difficult to secure a vast land area for ground facilities, and thus it is difficult to secure sufficient land for ground facilities. If not, there is a problem that it is becoming difficult to excavate the tunnel.

【0011】例えば、老朽化した上下水道設備にかえ
て、新たな上下水道用のトンネルを掘削しようとする場
合、古いトンネルの掘削時には公園や空き地があって、
そこに地上設備を設置して施工したが、現在では環境が
変化して公園や空き地等を作業用のスペースとして利用
できない場合があり、そのために地上設備用の広い土地
面積を確保することができないような場合が生じる。
For example, when a new water and sewage tunnel is to be excavated in place of an aging water and sewage system, when excavating an old tunnel, there are parks and vacant lots.
The ground equipment was installed and constructed there, but now the environment changes and parks and vacant lots may not be available as work space, so it is not possible to secure a large land area for ground equipment Such a case occurs.

【0012】さらに、従来の泥水式シールド工法におい
ては、逸泥等の対策として通常10分間分程度の送泥量
の泥水ストックのための調整槽3が必要となっており、
しかも、調整槽3で泥水の調整を行っているため、スト
ック量をすべて調整槽3で賄うようにしており、このた
め調整槽3が大きくそれだけ地上設備用の土地面積が大
きくなってしまうという問題があった。
Further, in the conventional muddy water shield construction method, an adjusting tank 3 for storing muddy water having a sludge amount of about 10 minutes is required as a countermeasure against lost mud and the like.
Moreover, since the muddy water is adjusted in the adjusting tank 3, all the stock is covered by the adjusting tank 3, so that the adjusting tank 3 is large and the land area for the ground equipment is correspondingly large. was there.

【0013】本発明は、前記従来の問題点に着目してな
されたもので、その目的は、切羽管理に迅速な対応がで
き、また泥水管理設備や逸泥対策のための泥水ストック
量を減少させて地上設備用の土地面積を小さくし、省面
積化を図ることもできる泥水式シールド工法の切羽安定
方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its object is to enable quick response to face management, and to reduce the amount of muddy water stock for muddy water management equipment and sludge countermeasures. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a face stabilizing method of a muddy water shield method capable of reducing a land area for ground equipment and saving an area.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
第1の発明は、シールド掘進機のシールドチャンバ内に
泥水を供給して泥水圧により切羽を安定させる泥水式シ
ールド工法の切羽安定方法において、前記シールド掘進
機後方のトンネル内における送泥管の途中に増粘材タン
ク及び粘性計を配設し、切羽の状況を検出した切羽デー
タにもとづいて、粘性計により送泥管内の粘性を検出し
つつ、増粘材タンクより送泥管内に増粘材を供給して切
羽に供給することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for stabilizing a face in a muddy shield method in which muddy water is supplied into a shield chamber of a shield machine and the face is stabilized by muddy water pressure. A thickener tank and a viscometer are arranged in the middle of the mud pipe in the tunnel behind the shield machine, and the viscosity in the mud pipe is detected by the viscometer based on the face data obtained by detecting the face condition. In addition, the thickener is supplied from the thickener tank into the mud pipe and supplied to the face.

【0015】第2の発明は、前記増粘材タンク及び粘性
計は、シールド掘進機の直後に配設されることを特徴と
している。
A second invention is characterized in that the thickener tank and the viscometer are arranged immediately after the shield machine.

【0016】第3の発明は、増粘材は、送泥管の途中に
配設されたラインミキサーにより泥水と混合されること
を特徴としている。
The third invention is characterized in that the thickener is mixed with the muddy water by a line mixer provided in the middle of the mud feeding pipe.

【0017】第4の発明は、前記増粘材タンクに加え、
送泥管の途中に目詰め材タンクを配設し、送泥管内に目
詰め材を供給することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the thickener tank,
It is characterized in that a plugging material tank is provided in the middle of the mud pipe to supply the plugging material into the pipe.

【0018】[0018]

【作用】前記構成の第1の発明にあっては、切羽の状況
を検出した切羽データに基づいて、シールド掘進機後方
の送泥管の途中に配設した粘性計により送泥管内の粘性
を検出しつつ、シールド掘進機後方のトンネル内に配設
した増粘材タンクより送泥管内に増粘材を供給して切羽
に供給することにより、シールド掘進機の後方のトンネ
ル内で泥水を調整することができ、泥水の調整設備から
切羽までの距離を短縮することができ、その結果切羽デ
ータにより切羽の安定の変化を察知してから調整された
泥水を切羽に送泥するまでの時間を大幅に短縮すること
ができ、切羽管理に迅速な対応ができる。
According to the first aspect of the present invention, the viscosity in the mud pipe is measured by a viscometer arranged in the middle of the mud pipe behind the shield machine based on the face data obtained by detecting the face condition. While detecting, the muddy water is adjusted in the tunnel behind the shield machine by supplying the thickener from the thickener tank arranged in the tunnel behind the shield machine and supplying it to the face. The distance from the muddy water adjusting equipment to the face can be shortened, and as a result, the time from detecting the change in the stability of the face by the face data to sending the adjusted muddy water to the face can be reduced. It can be greatly shortened, and quick response to face management is possible.

【0019】また、泥水の調整も、送泥管内に直接増粘
材を供給することにより行われるため、泥水の調整時間
も短時間で済むこととなり、それだけ対応時間を短縮化
することができる。
Further, since the muddy water is adjusted by directly supplying the thickening agent into the mud feeding pipe, the muddy water adjustment time can be shortened, and the response time can be shortened accordingly.

【0020】従って、従来のように切羽安定の変化を察
知した後調整泥水を切羽に供給するまでの間に、対応の
遅れによる切羽の緩みや崩壊を確実に防止することが可
能となる。
Therefore, it is possible to reliably prevent the face from being loosened or collapsed due to a delay in response between the detection of the change in the face stability and the supply of the adjusted muddy water to the face as in the related art.

【0021】また、トンネル内に配設した増粘材タンク
より直接増粘材を送泥管内に供給することにより泥水の
調整を行うため、地上や発進立坑に作泥貯槽,作泥槽,
粘土貯蔵ヤード,CMC溶解槽,CMC貯蔵ヤード等の
泥水管理設備を設ける必要がなく、この泥水管理設備の
設置に要した面積が不要となり、地上設備の必要面積を
大幅に縮小して省面積化を図ることができ、その結果都
市部などのように地上設備のための広大な土地面積を確
保することが困難な場合であっても、施工を可能にする
ことができる。
Further, in order to adjust the muddy water by supplying the thickener directly from the thickener tank disposed in the tunnel into the mud feed pipe, a mud storage tank, a mud tank, and the like are provided on the ground or in the starting shaft.
There is no need to install muddy water management facilities such as clay storage yards, CMC dissolution tanks, and CMC storage yards. As a result, even if it is difficult to secure a vast land area for ground facilities, such as in an urban area, construction can be performed.

【0022】第2の発明にあっては、増粘材タンクおよ
び粘性計をシールド掘進機の直後に配設することによ
り、切羽に対する調整泥水の送泥距離をより一層短縮化
することができ、切羽管理により一層迅速な対応ができ
ることとなる。
According to the second aspect of the present invention, by disposing the thickener tank and the viscometer immediately after the shield excavator, it is possible to further reduce the feeding distance of the adjusted muddy water to the face. A more rapid response can be achieved by face management.

【0023】第3の発明にあっては、送泥管の途中に配
設されたラインミキサーにより増粘材を泥水と混合させ
ることにより、送泥流のエネルギーを利用して増粘材と
泥水を攪拌混合することができ、攪拌混合のための機構
を簡略化して小型化することができる。
According to the third invention, the thickener is mixed with the muddy water by a line mixer disposed in the middle of the mud feed pipe, so that the thickener is mixed with the muddy water using the energy of the mud flow. Can be stirred and mixed, and a mechanism for stirring and mixing can be simplified and downsized.

【0024】第4の発明にあっては、増粘材タンクに加
え、送泥管の途中に目詰め材タンクを配設し、送泥管内
に目詰め材を供給することにより、トンネル内で逸泥対
策を図ることができ、従来のように逸泥等の対策として
多量の泥水ストックのための調整槽が不要となり、調整
槽を小型化してそれだけ地上設備用の土地面積を小さく
することができると共に、逸泥に対し迅速な対応ができ
ることとなる。
According to the fourth invention, in addition to the thickener tank, a plugging material tank is provided in the middle of the mud feeding pipe, and the plugging material is supplied into the mud feeding pipe so that the plugging material is supplied into the tunnel. As a countermeasure against lost mud, it is no longer necessary to prepare a large amount of muddy water as a countermeasure against lost sludge, and the size of the adjusted tank can be reduced, thereby reducing the land area for ground equipment. As well as quick response to lost mud.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0026】図1〜図6は、本発明の一実施例に係る泥
水式シールド工法の切羽安定方法を示す図である。
FIGS. 1 to 6 are views showing a method for stabilizing a face in a muddy water shield method according to an embodiment of the present invention.

【0027】この泥水式シールド工法においては、地上
に地上設備30が設けられ、この地上設備30から発進
立坑32が所定深さまで掘削され、この発進立坑32の
底部位置からシールド掘進機34により、地中を横方向
に掘進してセグメントを組みながらトンネル36を構築
するようにしている。
In this muddy water shield method, a ground facility 30 is provided on the ground, a starting shaft 32 is excavated from the ground facility 30 to a predetermined depth, and a ground excavator 34 uses a shield excavator 34 from a bottom position of the starting shaft 32. The tunnel 36 is constructed while excavating the inside in the lateral direction and assembling the segments.

【0028】このシールド掘進機34は、泥水式のもの
で、シールド掘進機本体38とカッターディスク40と
の間のシールドチャンバ42内に送泥管44を介して地
上より泥水を供給し、シールドチャンバ42内を加圧し
た泥水で満たし、切羽46の安定を図ると共に、掘削し
た土砂を泥水中に取り込み、排泥水として排泥管48を
介し地上まで流体輸送し、地上で土砂分を分級処理し、
所定の正常に調泥して再び送泥水として循環使用される
ようになっている。
The shield machine 34 is of a mud type, and supplies mud from the ground via a mud pipe 44 into a shield chamber 42 between a shield machine body 38 and a cutter disk 40. 42 is filled with pressurized muddy water to stabilize the face 46, the excavated earth and sand is taken into muddy water, and fluid is transported to the ground through a mud drainage pipe 48 as muddy water, and the sediment is classified on the ground. ,
The mud is adjusted to a predetermined normal state, and is again circulated and used as muddy water.

【0029】そして、本実施例においては、切羽の安定
を図るために、トンネル36内で泥水管理を行う切羽安
定方法を採用している。
In this embodiment, in order to stabilize the face, a face stabilizing method for managing muddy water in the tunnel 36 is employed.

【0030】この切羽安定方法においては、シールド掘
進機34の後方位置におけるトンネル36内における送
泥管44の途中に、増粘材タンク50および目詰め材タ
ンク52を設け、この送泥管44の途中で送泥水の粘性
管理を行うことにより切羽46の安定管理を行えるよう
にしている。
In this face stabilizing method, a thickening material tank 50 and a plugging material tank 52 are provided in the tunnel 36 at a position behind the shield machine 34 in the tunnel 36. By controlling the viscosity of muddy water on the way, stable management of the face 46 can be performed.

【0031】具体的には、増粘材タンク50および目詰
め材タンク52は、シールド掘進機34に連結されたト
ンネル36内におけるシールド掘進機34後方の後方台
車(図示せず)上に載置され、この増粘材タンク50お
よび目詰め材タンク52の載置された後方台車相応位置
における送泥管44には、ラインミキサー54が介在さ
れ、このラインミキサー54にスネークポンプ56,5
8を介し増粘材タンク50および目詰め材タンク52が
接続された状態となっている。
Specifically, the thickener tank 50 and the plugging material tank 52 are mounted on a rear bogie (not shown) behind the shield machine 34 in the tunnel 36 connected to the shield machine 34. A line mixer 54 is interposed in the mud feed pipe 44 at a position corresponding to the rear bogie on which the thickener tank 50 and the plugging material tank 52 are placed, and the line mixer 54 is provided with snake pumps 56 and 5.
8, the thickener tank 50 and the plugging material tank 52 are connected.

【0032】また、ラインミキサー54とシールド掘進
機34との間の送泥管44には、粘性計60が配設さ
れ、この粘性計60が演算装置62を介しスネークポン
プ56,58用のポンプ制御装置72,74に接続され
た状態となっている。
A viscometer 60 is provided in the mud pipe 44 between the line mixer 54 and the shield machine 34, and the viscometer 60 is connected to the pumps for the snake pumps 56, 58 via an arithmetic unit 62. It is in a state of being connected to the control devices 72 and 74.

【0033】また、ラインミキサー54とシールド掘進
機34との間の送泥管44および排泥管48に、流量計
64,66および密度計68,70が配設され、これら
流量計64,66および密度計68,70が演算装置6
2に接続された状態となっている。
In addition, flow meters 64, 66 and density meters 68, 70 are provided in the mud pipe 44 and the mud pipe 48 between the line mixer 54 and the shield machine 34, and these flow meters 64, 66 are provided. And the density meters 68 and 70 are provided by the arithmetic unit 6
2 is connected.

【0034】粘性計60は、増粘材タンク50および目
詰め材52から送泥管44内に供給され、ラインミキサ
ー54にて増粘材および目詰め材と混合された泥水の粘
性を検出し、その粘性データを演算装置62に送るもの
で、例えば、図示せぬが本出願人の出願に係る特開平3
−271495号公報に示すように、送泥管44の管路
内を流れる泥水の圧力を少なくとも2箇所で測定する圧
力測定器と、測定された泥水圧力の差圧に基づき、泥水
の粘性を演算する粘性演算手段とを備えたものを採用す
ることにより、安定液として供給される泥水の粘性を自
動的にかつリアルタイムで測定することができる。特
に、近年のシールド工法では、コンピュータによりシー
ルド掘進機の集中管理を行っており、前述のような供給
される泥水の粘性をリアルタイムで正確に把握すること
ができるため、コンピュータのセンサ部分としてきわめ
て効果的である。
The viscometer 60 detects the viscosity of the muddy water supplied from the thickener tank 50 and the filling material 52 into the mud pipe 44 and mixed with the thickening material and the filling material by the line mixer 54. The viscosity data is sent to the arithmetic unit 62. For example, although not shown, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
As shown in JP-A-271495, a pressure measuring device that measures the pressure of the muddy water flowing in the duct of the mud pipe 44 at at least two points, and calculates the viscosity of the muddy water based on the differential pressure of the measured muddy water pressure. By adopting a device provided with a viscosity calculating means, the viscosity of muddy water supplied as a stabilizing liquid can be measured automatically and in real time. In particular, in recent shield construction methods, central control of shield excavators is performed by computer, and the viscosity of the supplied muddy water can be accurately grasped in real time as described above. It is a target.

【0035】また、新たな粘性計として図4〜図6に示
すようなものを採用することができる。
Further, a new viscometer as shown in FIGS. 4 to 6 can be employed.

【0036】この粘性計は、前記特開平3−27149
5号公報に示される発明の出願後、さらに泥水の粘性測
定について研究開発を進めたところ、泥水の圧力差から
その粘性を求める手法では、泥水の流速Vを考慮するこ
とにより、より正確な粘性測定が可能であることが見い
出されたことで考えられた。
This viscometer is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-27149.
After the filing of the invention disclosed in Japanese Patent Publication No. 5, the research and development of the viscosity of the mud was further advanced. In the method of obtaining the viscosity from the pressure difference of the mud, a more accurate viscosity was obtained by considering the flow velocity V of the mud. It was thought that it was found that measurement was possible.

【0037】すなわち、管路内を流れる泥水の流速がさ
ほど変化しない場合には、泥水の差圧だけでその粘性を
正確に測定することができる。ところが、近年工事の作
業能率を上げるために、急速施工が行なわれており、こ
のような工法を採用した場合には、管路内を流れる泥水
の流速が著しく変動することが多い。例えば、泥水加圧
式のシールド現場で、急速施工を採用した場合には、掘
削する地山の種類によってその掘削速度が大きく変動
し、これに応じて管路内を流れる泥水の流速も大きく変
動する。このような場合、泥水の流速Vの変化をも考慮
しなければ、泥水の粘性を正確に測定することができな
い。
That is, when the flow rate of the muddy water flowing in the pipeline does not change so much, the viscosity of the muddy water can be accurately measured only by the differential pressure of the muddy water. However, in recent years, rapid construction has been performed in order to increase the work efficiency of the construction, and when such a construction method is adopted, the flow velocity of the muddy water flowing in the pipeline often changes remarkably. For example, when rapid construction is adopted at a mud pressurized shield site, the excavation speed varies greatly depending on the type of ground to be excavated, and the flow velocity of the mud flowing through the pipeline also varies greatly according to this. . In such a case, the viscosity of the mud cannot be accurately measured unless the change in the flow velocity V of the mud is also taken into consideration.

【0038】このため、本実施例では、予め管路内を流
れる泥水の差圧△hおよび流速Vの関係を、粘性をパラ
メータとして測定しておき、管路内を流れる泥水の差圧
△H,流速Vおよび粘性の相関関係を表すデータを作製
しておく。
For this reason, in this embodiment, the relationship between the differential pressure Δh of the mud flowing through the pipeline and the flow velocity V is measured in advance using the viscosity as a parameter, and the differential pressure ΔH of the mud flowing through the pipeline is measured. , Data representing the correlation between flow rate V and viscosity.

【0039】その後、管路内を流れる泥水の差圧△hお
よび流速Vを実際に測定し、この測定データと予め求め
られた相関データとを照合することにより、泥水の流速
の変動にかかわりなく、その粘性を正確に自動測定する
ことが可能となる。
Thereafter, the differential pressure Δh and the flow velocity V of the mud flowing in the pipeline are actually measured, and the measured data and the correlation data obtained in advance are compared with each other, regardless of the fluctuation of the flow velocity of the mud. , The viscosity can be automatically measured accurately.

【0040】このため、実施例の泥水特性測定システム
は、図5に示すよう、差圧測定部140と、流速測定部
150と、メモリ174と、粘性演算部176とを含ん
で構成される。
Therefore, the muddy water characteristic measuring system of the embodiment includes a differential pressure measuring unit 140, a flow velocity measuring unit 150, a memory 174, and a viscosity calculating unit 176, as shown in FIG.

【0041】前記差圧測定部140は、少なくとも2個
の圧力測定器142a,142bと、差圧検出部144
とを含んで構成される。前記各圧力測定部142a,1
42bは、管路の直管部分に所定間隔l(実施例ではl
=10m)をおいて設置され、各設置位置での、泥水の
圧力Pa,Pbを測定し差圧検出部144に向け出力す
る。
The differential pressure measuring section 140 includes at least two pressure measuring devices 142 a and 142 b and a differential pressure detecting section 144.
It is comprised including. Each of the pressure measuring units 142a, 142
42b is a predetermined distance l (in the embodiment, l)
= 10m), and measures the pressure Pa, Pb of the muddy water at each installation position and outputs the measured pressure to the differential pressure detection unit 144.

【0042】差圧検出部144は、このようにして入力
される各測定圧力Pa,Pbの差圧△hを、次式より求
め、粘性演算部176へ向け出力する。 △h=Pa−Pb 前記流速測定部150は、前記圧力測定器142a,1
42bの設置付近に位置して管路へ取付けられ、管路内
を流れる泥水の流速Vを測定し粘性演算部176へ向け
出力する。流速測定部150は、必要に応じて各種構成
のものを採用できるが、本実施例では、特開平3−27
1495号に係る発明と同様な構成の、超音波を用いて
流速測定を行うものを用いている。
The differential pressure detecting section 144 obtains the differential pressure Δh of each of the measured pressures Pa and Pb input as described above from the following equation, and outputs it to the viscosity calculating section 176. Δh = Pa−Pb The flow rate measuring unit 150 is provided with the pressure measuring devices 142a, 142
It is located near the installation of 42b and is attached to the pipeline, measures the flow velocity V of the muddy water flowing in the pipeline and outputs it to the viscosity calculation unit 176. The flow velocity measuring unit 150 may have various configurations as needed.
A configuration similar to that of the invention according to No. 1495, which measures the flow velocity using ultrasonic waves, is used.

【0043】前記メモリ174内には、相関データが記
憶されている。すなわち、前記差圧測定部140および
流速測定部150を用いて管路内を流れる泥水の差圧△
h,流速Vおよび粘性の相関を表すデータを予め実測
し、実測により求めた相関データが記憶されている。
The memory 174 stores correlation data. That is, the differential pressure of the muddy water flowing in the pipeline using the differential pressure measurement unit 140 and the flow velocity measurement unit 150
The data representing the correlation between h, the flow velocity V and the viscosity is actually measured in advance, and the correlation data obtained by the actual measurement is stored.

【0044】以下に、メモリ174内に予め記憶され
る、泥水の差圧△h,流速Vおよび粘性の相関データに
ついての詳細を説明する。
Hereinafter, the details of the correlation data of the differential pressure Δh of the muddy water, the flow velocity V and the viscosity stored in the memory 174 in advance will be described.

【0045】図6には、加圧式泥水シールド現場で、送
泥管に実施例のシステムを装着し、管路内を流れる泥水
の流速V,差圧△hをファンネル粘度FVをパラメータ
として実測した値が示されている。ここでは、ファンネ
ル粘度が、FV=19.71sec〜FV=31.88
secの間の5種類の泥水に対し、流速Vを変化させ、
そのときの差圧△hを実測している。図中Tは温度であ
る。
In FIG. 6, the system of the embodiment was mounted on a mud pipe at the pressurized mud shield site, and the flow velocity V and the differential pressure Δh of the mud flowing through the pipe were measured using the funnel viscosity FV as parameters. Values are shown. Here, the funnel viscosity is FV = 19.71 sec to FV = 31.88.
For 5 types of muddy water during sec, change the flow velocity V,
The differential pressure Δh at that time is actually measured. In the figure, T is a temperature.

【0046】同図に示すよう、FV=19.71sec
の泥水の特性は2次の多項式で近似され、FV=21,
98sec〜FV=31.88secの泥水の特性は、
1次式で近似される。FV=19.71の泥水の実体は
水であり、FV=21.98以上の泥しょう(液体に固
体粒子が懸濁されたもの)とはその特性が全く異なる。
FV=21.98〜31.88secの泥水の流れは、
明らかにハーゲン・ポアーズイユの流れである。このよ
うなハーゲン・ポアーズイユの流れでは、圧力損失△h
は泥水の粘性により発生している。また、FV=19.
71secの流れの圧力損失△hは、ほとんど慣性力に
よるものと思われる。
As shown in the figure, FV = 19.71 sec.
Of the mud is approximated by a second order polynomial, FV = 21,
The characteristics of the mud from 98 sec to FV = 31.88 sec are as follows:
It is approximated by a linear expression. The substance of mud with FV = 19.71 is water, and its characteristics are completely different from those of mud with FV = 21.98 or more (solid particles suspended in liquid).
FV = 21.98-31.88 sec.
This is clearly the flow of Hagen Poiseuille. In such a Hagen Poiseuille flow, the pressure loss Δh
Is generated by muddy water viscosity. FV = 19.
It is considered that the pressure loss Δh of the flow of 71 sec is almost due to inertial force.

【0047】泥水輸送管内の流れは周知のように乱流で
ある。層流から乱流に移り変わる臨界レイノルズ数Re
は、泥しょうにおいてはRe=1100〜1200程度
である。従って、周知のダルシー・ワイズバッハの式
と、ニクラゼの式を用いて、泥しょうが層流から乱流に
変遷するときの流速を各ファンネル粘度の泥しょう毎に
求めると、図6に示すように、臨界Reとして示す直線
で結ばれることになる。管内での流れはこの直線の左
側、すなわち流速の小さい側では層流、そして流速の大
きい右側で乱流となると考えられる。
As is well known, the flow in the mud transport pipe is turbulent. Critical Reynolds number Re changing from laminar to turbulent
In a slurry, Re = 1100-1200. Therefore, using the well-known Darcy-Wisebach equation and the Niklaze equation, the flow velocity when the slurry changes from laminar flow to turbulent flow is obtained for each funnel viscosity slurry as shown in FIG. , And critical Re. The flow in the pipe is considered to be laminar on the left side of this straight line, that is, on the side with the lower flow velocity, and turbulent on the right side with the higher flow velocity.

【0048】さらに、FV21.98sec以上の泥し
ょうでは、乱流域であってもある流速(限界流速)にな
るまでは、流速Vを増やしても1次(直線)の近似式で
表される良好な関係が維持されている。そして、粘度が
高いほどこの限界流速が大きくなっている。したがっ
て、各ファンネル粘度FVの泥しょうについて、臨界レ
イノルズ数に対応する流速以上であって、近似式が1次
式から2次式へ移り変わる境界の流速(限界流速)以下
の流速範囲で、泥水の流速Vと差圧△hを測定する。
Further, in the case of a fluid having an FV of 21.98 sec or more, even in a turbulent flow region, even if the flow velocity V is increased, a good approximation represented by a linear (linear) approximation formula is obtained until the flow velocity reaches a certain velocity (critical flow velocity). Relationship is maintained. The higher the viscosity is, the larger the critical flow velocity is. Therefore, for the slurry having each funnel viscosity FV, the muddy water has a flow velocity range not less than the flow velocity corresponding to the critical Reynolds number and not more than the flow velocity (critical flow velocity) at the boundary where the approximate expression changes from the primary expression to the secondary expression. The flow velocity V and the differential pressure Δh are measured.

【0049】図7には、臨界レイノルズ数に対応する流
速と限界流速との間の流速範囲内で、泥水の流速Vと送
泥差圧△hとの関係を各ファンネル粘度の泥水毎に測定
し、この測定データを用い、△h/Vの値を横軸、ファ
ンネル粘度FVを縦軸にとって表した特性図である。同
図に示すよう、泥水の差圧△hと流速Vとの比△h/V
と、ファンネル粘度FVとの間には直線的な相関関係が
成立する。図中、破線は信頼度が95%の範囲を示す。
本実施例では、このようにして実測により求められた図
7の近似式データが、メモリ174内に予め記憶されて
いる。
FIG. 7 shows the relationship between the flow velocity V of the muddy water and the pressure difference Δh for each muddy water of each funnel viscosity within the flow velocity range between the flow velocity corresponding to the critical Reynolds number and the critical flow velocity. FIG. 4 is a characteristic diagram using the measurement data, where the value of Δh / V is plotted on the horizontal axis and the funnel viscosity FV is plotted on the vertical axis. As shown in the figure, the ratio Δh / V between the differential pressure Δh of the muddy water and the flow velocity V
Has a linear correlation with the funnel viscosity FV. In the figure, the broken line indicates a range where the reliability is 95%.
In this embodiment, the approximate expression data of FIG. 7 obtained by actual measurement in this way is stored in the memory 174 in advance.

【0050】そして、前記粘性演算部176は、差圧測
定部140および流速測定部150からリアルタイム入
力される泥水の差圧△hと、流速Vとに基づき、△h/
Vの値を演算し、この値に対応するファンネル粘度FV
をメモリ174に記憶された図7に示すデータから読み
取る。このようして求めたファンネル粘度FVを、泥水
の粘性データとして出力する。
The viscosity calculating unit 176 calculates Δh / d based on the differential pressure Δh of the muddy water input from the differential pressure measuring unit 140 and the flow velocity measuring unit 150 in real time and the flow velocity V.
The value of V is calculated and the funnel viscosity FV corresponding to this value is calculated.
Is read from the data shown in FIG. The funnel viscosity FV obtained in this way is output as viscosity data of muddy water.

【0051】このようにすることにより、本実施例のシ
ステムでは、泥水の流速の変動に影響されることなく、
その粘性をファンネル粘度として正確に測定することが
できる。
By doing so, the system of this embodiment is not affected by fluctuations in the flow rate of muddy water,
The viscosity can be accurately measured as a funnel viscosity.

【0052】演算装置62は、切羽46の状況を検出し
た切羽データに基づいて、ポンプ制御装置72,74を
制御するもので、切羽データは水圧計による切羽水圧、
トルク検出計によるカッタートルク,カッタースリット
開度,地中レーダ等による土槽判別データから構成さ
れ、この切羽データおよび粘性計60からの粘性デー
タ,流量計64,66および密度計68,70による流
量および密度を演算して掘削乾砂量,掘削偏差流量,増
粘材添加量および目詰め材添加量を算出し、ポンプ制御
装置72,74を制御して増粘材タンク50および目詰
め材タンク52からの増粘材および目詰め材の供給量を
制御し、更にラインミキサー54を通過した混合状態の
送泥水を粘性計60によりその粘性データを算出し演算
装置62にフィードバックするようになっている。
The arithmetic unit 62 controls the pump control units 72 and 74 based on the face data obtained by detecting the condition of the face 46. The face data includes face water pressure by a water pressure gauge,
It consists of cutter torque by a torque detector, cutter slit opening, earth tank discrimination data by an underground radar, etc., and the face data and the viscosity data from the viscometer 60, the flow rates by the flow meters 64 and 66 and the density meters 68 and 70. And the density are calculated to calculate the excavated dry sand amount, excavation deviation flow rate, thickener addition amount and plugging material addition amount, and control the pump controllers 72 and 74 to control the thickener tank 50 and the plugging material tank. The feed amount of the thickener and the plugging material from 52 is controlled, and the viscosity of the mixed muddy water that has passed through the line mixer 54 is calculated by the viscometer 60 and fed back to the arithmetic unit 62. I have.

【0053】土槽判別データを検出する地中レーダとし
ては、例えば、図示せぬが、シールド掘進機のカッター
フェースに所定間隔をおいて配置され、シールド掘進機
の前方に向け電波を送信し、受信する送信アンテナおよ
び受信アンテナを備え、送信アンテナから前方に向け電
波を送信し、切羽の表面付近を伝搬する表面伝幡波を受
信アンテナで受信し、表面伝幡波の伝搬時間と送信アン
テナおよび受信アンテナ間の間隔とに基づき、切羽前方
の土質の違いを判別するようなものを採用することによ
り、表面伝搬波を利用して切羽と対向する土質の違いを
求めることができ、また誘電率を演算して求めることに
より反射波を発生する異物までの距離を正確に求めるこ
とができる。
As an underground radar for detecting earth tank discrimination data, for example, although not shown, it is disposed at a predetermined interval on a cutter face of a shield machine and transmits radio waves toward the front of the shield machine. A transmitting antenna and a receiving antenna for receiving, a radio wave is transmitted forward from the transmitting antenna, a surface propagation wave propagating near the surface of the face is received by the reception antenna, and the propagation time of the surface propagation wave and the transmission antenna and By adopting a method that determines the difference in soil quality in front of the face based on the distance between the receiving antennas, it is possible to determine the difference in soil texture facing the face using surface propagation waves, Is calculated, the distance to the foreign matter that generates the reflected wave can be accurately obtained.

【0054】なお、演算装置62は、掘削乾砂量および
掘削偏差流量に基づき、切羽水圧をも制御するようにな
っている。
The arithmetic unit 62 also controls the face water pressure based on the amount of excavated dry sand and the excavation deviation flow rate.

【0055】このように、シールド掘進機34の後方台
車位置の送泥管44の途中で泥水の調整をし、そのまま
切羽46まで送泥することにより、調整泥水の送泥距離
を大幅に短縮することができ、切羽管理に迅速な対応が
可能となる。
As described above, the muddy water is adjusted in the middle of the mud feed pipe 44 at the position of the rear bogie of the shield machine 34, and the muddy water is fed to the face 46 as it is, thereby greatly shortening the muddy feeding distance of the adjusted muddy water. And quick response to face management becomes possible.

【0056】例えば、増粘材タンク50,目詰め材タン
ク52,ラインミキサー54の設置される後方台車の位
置を、切羽から30mとした場合、一般的送泥流速が2
m/secである場合、約15秒で調整された泥水を切
羽に送泥することが可能となる。
For example, if the position of the rear bogie where the thickener tank 50, the filling material tank 52, and the line mixer 54 are installed is 30 m from the face, the general flow rate of the mud is 2.
In the case of m / sec, it is possible to send the adjusted muddy water to the face in about 15 seconds.

【0057】また、泥水の調整をシールド掘進機34の
後方台車で行うことにより、地上もしくは発進立坑で泥
水管理を行う場合に比し、図3に示すように、地上設備
としてセグメントストックヤード1,清水槽2,調整槽
3,振動篩4,ベルトコンベア5、6,フィルタープレ
ス7,浄水槽8,PHコントロール装置9,PAC貯留
槽10,トラック搬入部11,余剰泥水槽12,土砂ホ
ッパー13、14を設置するだけで足り、泥水管理に必
要な作泥貯槽,作泥槽,粘土貯蔵ヤード,CMC溶解
槽,CMC貯蔵ヤード等の設備が不要となり、それだけ
地上設備の設置面積を小さくして省面積化図ることが可
能となる。
Further, by adjusting the muddy water with the bogie behind the shield machine 34, as compared with the case where muddy water is managed on the ground or at the starting shaft, as shown in FIG. Fresh water tank 2, regulating tank 3, vibrating sieve 4, belt conveyor 5, 6, filter press 7, water purification tank 8, PH control device 9, PAC storage tank 10, truck carry-in section 11, excess mud water tank 12, earth and sand hopper 13, 14 is enough, and the facilities such as a mud storage tank, a mud storage tank, a clay storage yard, a CMC dissolution tank, and a CMC storage yard required for muddy water management are not required, and the installation area of the ground equipment is reduced by that much, thereby saving. It is possible to increase the area.

【0058】また、従来では、逸泥等の対策のため通常
10分間の送泥量の泥水ストックのための調整槽が必要
となっていたが、泥水の粘性管理を前述のように後方台
車で行うことにより、調整された泥水をストックする必
要はなく、従って、清水槽2,余剰泥水槽12,調整槽
3を合わせた量をストック量と考えればよく、泥水タン
クの減量による土地面積の省面積化が可能となる。
In the past, an adjustment tank for storing the muddy water with a mud feed amount of 10 minutes was normally required for countermeasures against lost mud and the like, but the viscosity management of the muddy water was carried out by the rear bogie as described above. By doing so, it is not necessary to stock the adjusted muddy water. Therefore, the combined amount of the fresh water tank 2, the surplus muddy water tank 12, and the adjusting tank 3 may be considered as the stock amount, and the land area can be saved by reducing the muddy water tank. The area can be increased.

【0059】例えば、掘削外形3280mmの泥水式シ
ールドで、砂礫:シルト粘土=95:5の場合を考える
と、50m3 の調整槽から20m3 の調整槽に減量する
ことができる。地上設備全体から言うと、従来は810
2 必要であったところを450m2 まで縮小すること
ができ、約55%の省面積化を図ることが可能となる。
For example, in the case of a muddy shield with an excavation outer shape of 3280 mm, when the gravel: silt clay is 95: 5, the amount of water can be reduced from a 50 m 3 adjusting tank to a 20 m 3 adjusting tank. From the ground equipment perspective, 810
m 2 can be reduced to 450 m 2 , and the area can be reduced by about 55%.

【0060】次に、前述のシールド掘進機34における
切羽安定方法について説明する。
Next, a method for stabilizing the face in the shield machine 34 will be described.

【0061】まず、切羽水圧,カッタートルク,カッタ
ースリット開度,土槽判別データ等の切羽データが、シ
ールドチャンバ42内の各種検出装置から演算装置62
に送信される。
First, face data, such as face water pressure, cutter torque, cutter slit opening, earth tank discrimination data, etc., are sent from various detection devices in the shield chamber 42 to the arithmetic unit 62.
Sent to.

【0062】演算装置62は、前記各種切羽データに基
づいて切羽の安定を監視するとともに、送泥管44に配
設された粘性計60,流量計64および密度計68によ
り検出された粘性データ,流量および密度等のデータか
ら送泥管44内の泥水の性状を判定する。また、排泥管
48に配設した流量計66および粘性計70からのデー
タにより切羽46の崩壊等の程度を判定する。そしてこ
れらのデータから、演算装置62は、掘削乾砂量,掘削
偏差流量を算出し、切羽の緩み等が予想されると、泥水
の適切な粘性とその値を得るに必要な増粘材量、逸泥防
止に必要な目詰め材量を想定し、それぞれの添加量制御
信号をポンプ制御装置72,74に送信し、かつ地上設
備に対し切羽水圧を調整するよう信号を送信する。前記
適切な粘性としては、例えば、透水性のよい礫質地山に
対しては、少なくとも2ポアズ以上、望ましくは、4ポ
アズ以上の粘性が必要である。
The arithmetic unit 62 monitors the stability of the face based on the various face data, and calculates the viscosity data and the viscosity data detected by the viscometer 60, the flow meter 64 and the density meter 68 provided in the mud pipe 44. The properties of the muddy water in the mud feed pipe 44 are determined from data such as the flow rate and the density. Further, the degree of collapse of the face 46 is determined based on data from the flow meter 66 and the viscometer 70 provided in the exhaust pipe 48. From these data, the arithmetic unit 62 calculates the amount of excavated dry sand and the excavated deviation flow rate. When loosening of the face is expected, the viscosity of the muddy water and the amount of thickener necessary to obtain the value are calculated. Assuming the amount of plugging material necessary for preventing sludge loss, the respective addition amount control signals are transmitted to the pump controllers 72 and 74, and a signal is transmitted to the ground equipment to adjust the face water pressure. The appropriate viscosity is, for example, at least 2 poise or more, desirably 4 poise or more for a permeable ground.

【0063】ポンプ制御装置72,74は、演算装置6
2の制御信号を受け、スネークポンプ56,58を制御
し、増粘材タンク50および目詰め材タンク52から必
要添加量の増粘材および目詰め材を送泥管44の中心部
へ供給する。
The pump control devices 72 and 74 are
In response to the control signal of 2, the snake pumps 56 and 58 are controlled to supply the required amount of the thickener and the plugging material from the thickener tank 50 and the plugging material tank 52 to the center of the mud pipe 44. .

【0064】送泥管44内に供給された増粘材および目
詰め材は、送泥管44の途中に配設されたラインミキサ
ー54により、送泥管44内の送泥流のエネルギーを利
用して、送泥水と攪拌混合される。
The thickener and the plugging material supplied into the mud pipe 44 are used by the line mixer 54 provided in the middle of the mud pipe 44 by utilizing the energy of the mud flow in the mud pipe 44. Then, it is mixed with the muddy water by stirring.

【0065】そして、ラインミキサー54により攪拌混
合され、調整された泥水は、送泥管44の粘性計60,
流量計64および密度計68を通過し、これら各計器が
演算装置62に対し各データを送信し、演算装置62で
調整状況を判定し、フイードバック制御を行いつつ、調
整泥水をシールドチャンバ内に供給して切羽46の安定
を図るようにしている。
The muddy water that has been stirred and mixed by the line mixer 54 and adjusted is supplied to a viscometer 60
After passing through the flow meter 64 and the density meter 68, each of these meters transmits each data to the arithmetic unit 62, judges the adjustment status by the arithmetic unit 62, and supplies the adjusted muddy water into the shield chamber while performing the feedback control. As a result, the face 46 is stabilized.

【0066】このように、シールド掘進機34の後方に
おける後方台車上で泥水管理を行い、調整泥水をその後
方台車位置から切羽46に供給することにより、切羽の
安定の変化に対する迅速な対応が可能となり、従来のよ
うに、対応の遅れによって調整泥水の供給までの間に切
羽が緩んだり、崩壊したり、逸泥が生じてしまったりす
るのを防止することが可能となる。
As described above, the muddy water is managed on the rear bogie behind the shield machine 34, and the adjusted muddy water is supplied from the rear bogie position to the face 46, whereby a quick response to a change in the stability of the face is possible. As in the conventional case, it is possible to prevent the face from being loosened, collapsed, or having lost mud before the supply of the adjusted muddy water due to a delay in response.

【0067】本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施
が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

【0068】例えば、前記実施例においては、シールド
掘進機より30m後方の後方台車上に増粘材タンクおよ
び目詰め材タンク等を配設した場合について説明した
が、この例に限らず、これらタンクをよりシールド掘進
機側に近い位置に配設することにより、より迅速な切羽
の安定の変化に対する対応が可能となる。
For example, in the above-described embodiment, the case where the thickener tank and the plugging material tank and the like are arranged on the rear bogie 30 m behind the shield machine, but the present invention is not limited to this example. By arranging at a position closer to the shield excavator side, it is possible to respond more quickly to a change in the stability of the face.

【0069】また、粘性計および地中レーダは、前記実
施例に示したものに限らず、種々のものを採用すること
ができる。
Further, the viscometer and the underground radar are not limited to those described in the above embodiments, and various types can be employed.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、第1の発明によれ
ば、切羽の状況を検出した切羽データに基づいて、シー
ルド掘進機後方の送泥管の途中に配設した粘性計により
送泥管内の粘性を検出しつつ、シールド掘進機後方のト
ンネル内に配設した増粘材タンクより送泥管内に増粘材
を供給して切羽に供給することにより、シールド掘進機
の後方のトンネル内で泥水を調整することができ、泥水
の調整設備から切羽までの距離を短縮することができ、
その結果切羽データにより切羽の安定の変化を察知して
から、調整された泥水を切羽に送泥するまでの時間を大
幅に短縮することができ、切羽管理に迅速な対応ができ
る。また、泥水の調整も、送泥管内に直接増粘材を供給
することにより行われるため、泥水の調整時間も短時間
で済むこととなり、それだけ対応時間を短縮化すること
ができるという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, based on the face data obtained by detecting the state of the face, the viscometer disposed in the middle of the mud pipe behind the shield machine extrudes the mud. By detecting the viscosity in the pipe and supplying the thickener into the mud pipe from the thickener tank arranged in the tunnel behind the shield excavator and supplying it to the face, the tunnel inside the tunnel behind the shield excavator Can adjust the muddy water, and reduce the distance from the muddy water adjusting equipment to the face.
As a result, the time from detecting the change in the stability of the face based on the face data to sending the adjusted muddy water to the face can be greatly reduced, and quick management of the face can be performed. In addition, since the muddy water is also adjusted by directly supplying the thickener into the mud pipe, the muddy water adjustment time can be shortened, and the response time can be shortened accordingly. .

【0071】従って、従来のように切羽安定の変化を察
知した後、調整泥水を切羽に供給するまでの間に、対応
の遅れによる切羽の緩みや崩壊を確実に防止することが
できるという効果がある。
Accordingly, the effect that the loosening or collapse of the face due to a delay in response can be reliably prevented before the adjustment muddy water is supplied to the face after detecting the change in the face stability as in the related art. is there.

【0072】また、トンネル内に配設した増粘材タンク
より直接増粘材を送泥管内に供給することにより泥水の
調整を行うため、地上や発進立坑に作泥貯槽,作泥槽,
粘土貯蔵ヤード,CMC溶解槽,CMC貯蔵ヤード等の
泥水管理設備を設ける必要がなく、この泥水管理設備の
設置に要した面積が不要となり、地上設備の必要面積を
大幅に縮小して省面積化を図ることができ、その結果都
市部などのように地上設備のための広大な土地面積を確
保することが困難な場合であっても、施工を可能にする
ことができるという効果がある。
Further, since the muddy water is adjusted by supplying the thickener directly from the thickener tank disposed in the tunnel into the mud feed pipe, a mud storage tank, a mud tank,
There is no need to install muddy water management facilities such as clay storage yards, CMC dissolution tanks, CMC storage yards, etc., and the area required for installation of this muddy water management equipment becomes unnecessary, and the area required for ground equipment is greatly reduced, thus saving area. As a result, even if it is difficult to secure a vast land area for ground facilities, such as in an urban area, there is an effect that construction can be performed.

【0073】第2の発明によれば、増粘材タンクおよび
粘性系をシールド掘進機の直後に配設することにより、
切羽に対する調整泥水の送泥距離をより一層短縮化する
ことができ、切羽管理により一層迅速な対応ができるこ
ととなるという効果がある。
According to the second aspect, the thickener tank and the viscous system are disposed immediately after the shield machine,
There is an effect that the mud feeding distance of the adjusted muddy water to the face can be further shortened, and a more rapid response can be made to the face management.

【0074】第3の発明によれば、送泥管の途中に配設
されたラインミキサーにて増粘材を泥水と混合させるこ
とにより、送泥流のエネルギーを利用して増粘材と泥水
を攪拌混合することができ、攪拌混合のための機構を簡
略化して小型化することができるという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the thickener is mixed with the muddy water by the line mixer disposed in the middle of the mud feed pipe, so that the thickener is mixed with the muddy water using the energy of the mud flow. Can be agitated and mixed, and there is an effect that a mechanism for agitating and mixing can be simplified and downsized.

【0075】第4の発明によれば、増粘材タンクに加
え、送泥管の途中に目詰め材タンクを配設し、送泥管内
に目詰め材を供給することにより、トンネル内で逸泥対
策を図ることができ、従来のように逸泥等の対策として
多量の泥水ストックのための調整槽が不要となり、調整
槽を小型化してそれだけ地上設備用の土地面積を小さく
することができると共に、逸泥に対し迅速な対応ができ
ることとなるという効果がある。
According to the fourth invention, in addition to the thickener tank, a plugging material tank is provided in the middle of the mud pipe, and the plugging material is supplied into the mud pipe, so that the material is evacuated in the tunnel. As a countermeasure against mud, it is not necessary to use a regulating tank for a large amount of muddy water as a countermeasure against lost mud, as in the past, and the regulating tank can be made smaller and the land area for ground equipment can be reduced accordingly. At the same time, there is an effect that it is possible to quickly respond to lost mud.

【0076】[0076]

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

【図1】本発明の一実施例に係る泥水式シールド工法の
切羽安定方法を示す全体概略図である。
FIG. 1 is an overall schematic view showing a face stabilizing method of a muddy water shield method according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の泥水式シールド工法の切羽安定方法にお
ける要部を拡大して示す概略図である。
FIG. 2 is an enlarged schematic view showing a main part in a face stabilization method of the muddy water shield method shown in FIG.

【図3】本実施例における地上設備の配置状態を図4と
対比して示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement state of ground equipment in the present embodiment in comparison with FIG.

【図4】粘性計の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a viscometer.

【図5】泥水の流速および差圧を、ファンネル粘度をパ
ラメータとして測定した場合の特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram when the flow rate and the differential pressure of the muddy water are measured using the funnel viscosity as a parameter.

【図6】泥水の差圧および流速の比を横軸に、ファンネ
ル粘度を縦軸にとって、表した泥水の特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram of muddy water with the ratio of differential pressure and flow velocity of the muddy water taken along the horizontal axis and the funnel viscosity taken along the vertical axis.

【図7】従来の泥水式シールド工法における地上設備の
状態を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a state of ground equipment in a conventional muddy water shield method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

34 シールド掘進機 42 シールドチャンバ 44 送泥管 46 切羽 50 増粘材タンク 52 目詰め材タンク 54 ラインミキサー 60 粘性計 62 演算装置 64 流量計 68 密度計 Reference Signs List 34 shield excavator 42 shield chamber 44 mud pipe 46 face 50 thickener tank 52 filling material tank 54 line mixer 60 viscometer 62 arithmetic unit 64 flow meter 68 density meter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 順市 東京都豊島区西池袋1丁目22番8号 財 団法人 下水道新技術推進機構内 (72)発明者 岩井 義雄 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田 建設株式会社内 (72)発明者 野口 貞夫 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田 建設株式会社内 (72)発明者 齋藤 功郎 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田 建設株式会社内 (72)発明者 香取 康友 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田 建設株式会社内 (72)発明者 佐藤 郁 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−209294(JP,A) 特開 平4−60096(JP,A) 特開 昭61−28699(JP,A) 特開 平4−146396(JP,A) 特開 昭62−194317(JP,A) 特開 昭51−140335(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Jun Yamashita 1-22-8 Nishi-Ikebukuro, Toshima-ku, Tokyo Inside the Sewerage New Technology Promotion Organization (72) Inventor Yoshio Iwai 1-chome Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo No.7-1 Toda Construction Co., Ltd. (72) Inventor Sadao Noguchi 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Construction Co., Ltd. (72) Isao Saito 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Inside Toda Construction Co., Ltd. (72) Inventor Yasutomo Katori 1-7-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Construction Co., Ltd. (72) Inventor Iku Iku 1-1-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Construction Co., Ltd. (56) References JP-A-4-209294 (JP, A) JP-A-4-60096 (JP, A) JP-A-61-28699 (JP, A) JP-A-4-146396 (JP, A) Special JP-A-62-194317 (JP, A) JP-A-51-140335 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 9/06 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ールド掘進機後方のトンネル内におけ
る送泥管の途中に増粘材タンク及び粘性計を配設し、切
羽の状況を検出した切羽データにもとづいて、粘性計に
より送泥管内の粘性を検出しつつ、増粘材タンクより送
泥管内に増粘材を供給して切羽に供給する泥水式シール
ド工法の切羽安定方法であって、 前記粘性計は、前記送泥管内の少なくとも2カ所での圧
力差として測定する差圧測定手段と、 前記送泥管内での泥水の流速を測定する流速測定手段
と、 予め測定により求められた前記送泥管内を流れる泥水の
差圧、流速および粘性の関係を記憶する記憶手段と、 測定された流速および差圧と、前記記憶手段の記憶デー
タとを照合し、泥水の粘性を求める演算手段とを含み、 前記記憶手段は、測定された差圧および流速の比Δh/
Vと、前記記憶手段に記憶された関係データとに基づき
泥水の粘性を求めるよう形成された ことを特徴とする泥
水式シールド工法の切羽安定方法。
[Claim 1] arranged the thickener tank and viscosity meter in the middle of Okudoro tube in shea Rudo excavator behind in the tunnel, based on the working face data detected the situation of the working face, Okudoro tube by viscometer Mud seal that supplies the thickener from the thickener tank into the mud pipe and supplies it to the face while detecting the viscosity of the water
A face stabilization method according to claim 1, wherein the viscometer measures pressure at at least two points in the mud pipe.
Differential pressure measuring means for measuring as a force difference, and flow velocity measuring means for measuring the flow velocity of muddy water in the mud pipe
And muddy water flowing in the mud pipe determined in advance by measurement
Storage means for storing the relationship between the differential pressure, the flow rate and the viscosity, the measured flow rate and the differential pressure, and the storage data of the storage means;
Calculating means for determining the viscosity of the muddy water, wherein the storage means stores a ratio Δh /
V and the related data stored in the storage means.
A face stabilizing method for a muddy shield method, which is formed to determine the viscosity of muddy water .
【請求項2】 請求項1において、 前記増粘材タンク及び粘性計は、シールド掘進機の直後
に配設されることを特徴とする泥水式シールド工法の切
羽安定方法。
2. The face stabilizing method according to claim 1, wherein the thickener tank and the viscometer are disposed immediately after the shield machine.
【請求項3】 請求項1において、 増粘材は、送泥管の途中に配設されたラインミキサーに
より泥水と混合されることを特徴とする泥水式シールド
工法の切羽安定方法。
3. The face stabilizing method according to claim 1, wherein the thickener is mixed with the muddy water by a line mixer provided in the middle of the mud pipe.
【請求項4】 請求項1において、 前記増粘材タンクに加え、送泥管の途中に目詰め材タン
クを配設し、送泥管内に目詰め材を供給することを特徴
とする泥水式シールド工法の切羽安定方法。
4. The muddy water type according to claim 1, wherein a plugging material tank is provided in the middle of the mud feeding pipe in addition to the thickener tank, and the plugging material is supplied into the mud feeding pipe. Face stabilization method of shield method.
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