JP3418567B2 - 粘土層の推進方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粘土地盤でも効率
良く掘進のできる泥水掘進機の推進方法とその装置に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】泥水加圧推進工法は、立坑周辺の地上に設
置した泥水処理装置から送泥管を通して泥水を先端の泥
水掘進機に圧送し、泥水掘進機先端の面板前面から泥水
を充填加圧して、面板前面の地山土圧や地下水圧に対抗
させて保持するとともに、面板の回転で地山を切削し、
掘削された掘削土を泥水とともに排泥管を通して地上の
泥水処理装置に環流させる工法である。この工法は、切
羽が密閉され、泥水によって地山の安定が図られている
ため、地下水の低下や地山の呼び込みによる沈下が防止
できるので、軟弱な土質に適している。また、掘削土が
泥水による連続した流体輸送方式となっているので、施
工速度が速く、工期の短縮や経済性に優れている。さら
に、近年は礫層地盤にも対応するために、泥水掘進機内
にアウターコーンとインナーコーンよりなるコーンクラ
ッシャーを装備して、礫をアウターコーンとインナーコ
ーンの間に取り込んで破砕しながら掘進していく礫対応
の泥水掘進機が開発され、礫層でも効率の良い推進施工
を可能とし、広範囲の推進施工に多く採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】泥水加圧推進工法の開
発により、長距離の推進施工でも流体輸送方式による連
続した排土が行えるため、地山の切削も連続して行え、
効率の良い推進施工を可能とした。推進延長が長距離化
する場合、推進延長内での土質変化も多くなり、土質に
対応した泥水掘進機等の検討が必要となる。土質が、砂
層と粘土層に変化する場合は、泥水掘進機面板の開口率
や泥水の濃度を調整したりして対応が行われるが、粘着
力の大きい粘土層の場合には、面板前面やチャンバ内面
に粘土が付着し、切削が不能になったり、チャンバ内の
閉塞が発生する。土質が、礫層と粘土層に変化する場合
は、礫径を考慮して通常の泥水掘進機か礫対応の泥水掘
進機かが選定される。その要因は、地山の礫を原形のま
まで取り込むために、チャンバ内に礫が貯留されて詰ま
ったり、排泥管内のいろいろな箇所で閉塞したりして、
流体輸送が出来なくなるためである。また、大きな礫を
混在する場合は、通常の泥水掘進機の面板では、取込口
の開口率が小さく、チャンバ内へ取り込むことができな
く、面板前面に大礫を残したままの状態で掘進すること
となり、徐々に面板抵抗が増大し、掘進不能となるケー
スも発生するためである。粘土層内での礫対応の泥水掘
進機では、特に礫を破砕するために装備されたアウター
コーンやインナーコーンの壁面に粘土が付着し、インナ
ーコーン底部で頻繁に閉塞が起き、推進速度が著しく低
下したり、推進不能となる場合がある。

【０００４】本発明は、粘土層内での泥水推進施工にお
いて、泥水掘進機の面板やチャンバ内での閉塞を防止
し、効率の良い推進施工が行える推進方法を提するもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、立坑
周辺に設置した泥水処理装置から送排泥管を立坑を経て
推進管内を通して掘進機に接続し、送泥管より送られた
泥水により地山を保持させながら、掘進機先端で掘削し
た掘削土を泥水とともに排泥管から泥水処理装置に環流
させる泥水掘進機の推進方法において、立坑周辺に設置
した前記泥水処理装置の調整槽内の取出口に粗粒材を投
入するための投入装置を設置し、前記調整槽の取出口か
ら送泥ポンプによって送泥管を通して粗粒材と泥水を泥
水掘進機の先端部分で噴射させ、切削されて面板やチャ
ンバ内に付着した粘土を掻き落とし、粗流材や泥水とと
もに前記排泥管を通して泥水処理装置に環流することを
特徴とする粘土層の推進方法である。さらに、上部に所
定の量の粗流材を貯留できるホッパーと、前記ホッパー
の下方から泥水処理装置の調整槽内を通り送泥ポンプへ
の吸入口までを連結した接続管とにより構成される投入
装置である。

【０００６】泥水処理装置としては、従来使用されてい
る泥水処理機、アンダタンク、余剰泥水槽、調整槽等か
らなる装置が用いられ、泥水掘進機に泥水を圧送するた
めに泥水を貯留した調整槽と送泥ポンプの吸入口とをつ
なぐ取出口には、上部に所定の量の粗粒材を貯留できる
ホッパーを備えた接続管が差し込まれている。ホッパー
と接続管の間には、一定量の粗粒材投入や投入停止が行
えるようにバルブ等を設けておくこともできる。

【０００７】泥水処理装置から泥水掘進機まで配管され
る送排泥管は、従来技術と同じ方法でよく、推進管内で
は、測量等の作業の支障とならないように、下方に並列
して配管される。

【０００８】泥水掘進機側に接続される送排泥管は、通
常の泥水掘進機では、隔壁部までの接続となっている
が、送泥管だけをチャンバ内の途中まで延長して粗粒材
が面板前面に噴出しやすくする手段をとることも可能で
ある。また、礫泥水掘進機の場合は、チャンバ内のアウ
ターコーンまで送泥管が接続され、アウターコーンの所
定の位置に設けられた斜板の噴射口から前方に、泥水と
粗粒材が噴射される。泥水や粗粒材の噴射位置を上部に
設けることにより、上部から下部へと泥水や粗粒を均一
分散させることができる。

【０００９】送泥ポンプにより、送泥管からチャンバ内
で噴射された粗粒材は、面板前面やチャンバ内に分布さ
れ、面板の旋回や泥水の循環により流動する泥水ととも
に、面板やチャンバ内壁に付着した粘土を掻き落とし、
面板やチャンバ内の閉塞を防止し、効率の良い地山の切
削と掘削土の連続排土を可能とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
基に説明する。図１は、本発明の粘土層の推進方法を説
明する全体図である。発進立坑２３周辺の地上部には、
泥水処理装置１が設置されている。泥水処理装置１は、
礫泥水掘進機１２で掘削され、地上に排出された土砂と
泥水を分離し、泥水を再度送泥水として繰り返し利用さ
せるための装置で、掘削土砂の性状、送泥水の性状、工
事規模及び泥水処理の制約等によって決定される。主要
な装置としては、砂礫と泥水を分離させる泥水処理機２
と、送泥する泥水の比重調整を行い貯留するための調整
槽３と、調整槽３のオーバー泥水を処理する余剰泥水槽
４等に分けられる。調整槽３の取出口５には、バルブを
経て送泥ポンプ１０の吸入口が接続され、吐出口は送泥
管１１に接続されている。前記調整槽５には、壁面に沿
って鉛直に接続管８が設けられ、一端は調整槽５内の取
出口５に挿入され、他端は所定の量の粗粒材２１を貯留
できるホッパー７に接続された投入装置６が設置されて
いる。粗粒材２１の投入量を調整したり、停止したりす
るためのバルブ８がホッパー７と接続管８の接続部に設
けられている。

【００１１】送泥管１１は、発進立坑２３内の立坑バイ
パス２２を経て推進管２４内を経て、礫泥水掘進機１２
の隔壁１９に接続されている。礫泥水掘進機１２は、先
端に開口率を大きくした面板１５が装備され、その後方
のチャンバ２０内には、礫を破砕するアウターコーン１
７とインナーコーン１６が装備されている。アウターコ
ーン１７は、礫泥水掘進機１２の外殻と斜板によって空
間が形成され、隔壁１９まで圧送された泥水が通れるよ
うになっている。アウターコーン１７の上部の斜板に
は、噴射口１８が設けられ、アウターコーン１７内に充
満された泥水と粗粒材２１を前方へ噴射する。

【００１２】チャンバ２０内に取り込まれた掘削土や泥
水及び粗粒材２１は、発進立坑２３内に設置した排泥ポ
ンプ１４により吸入され、隔壁１９に接続された排泥管
１３から立坑バイパス２２を経て地上の泥水処理装置１
に環流される。環流された掘削や泥水及び粗粒材２１
は、泥水処理機２により粗粒材２１と泥水に分離され
る。分離された粗粒材２１は、ホッパー7に戻し、再利用
することができる。

【００１３】本実施形態では、投入装置６を調整槽３内
に設置する方法を開示したが、送泥管１１の途中に投入
装置６を接続し、送泥管１１内にポンプ等により圧送す
る方法を用いることも可能である。

【００１４】泥水掘進機として礫泥水掘進機１２を例示
したが、砂層と粘土層の場合は通常の泥水掘進機を使用
することもできる。この場合、泥水掘進機のチャンバ２
０内には、アウターコーン１７やインナーコーン１６の
装備がないため、送泥管１１を隔壁よりも前方に延長し
て、粗粒材２１が面板１５前面にでやすくする方法が採
られる。

【００１５】粗粒材２１としては、砂利や砕石等の骨材
が用いられ、チャンバ２０内や送排泥管１１，１３内で
閉塞を起こさない程度の径までとする。また、粗粒材２
１を入れる配合量は、粘土の性質によって変化させるこ
とが必要である。

【００１６】次に粘土層における推進方法について説明
する。調整槽３内で調整された泥水は、取出口５より送
泥ポンプ１０により吸入され、吐出口より送泥管１１に
送られる。この時、取出口５にはホッパー７から接続管
８を経て粗粒材２１が投入されており、粗粒材２１は泥
水とともに送泥管１１に送られる。泥水と粗粒材２１
は、発進立坑２３内の立坑バイパス２２を経て、推進管
２４内から礫泥水掘進機１２の隔壁１９を通り、アウタ
ーコーン１７内に圧送され、アウターコーン１７の上部
の斜板に設けた噴射口１８よりチャンバ２０内の前方に
噴射される。面板１５前面やチャンバ２０内に噴射され
た粗粒材２１は、面板１５の旋回や泥水の循環により流
動し、面板１５やチャンバ２０内に付着した粘土を掻き
落とす。掻き落とされた粘土と粗粒材２１は、排泥管１
３より吸入され、立坑バイパス２３を経て地上の泥水処
理装置１に環流され、粗粒材と泥水に分離される。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明の粘土層の推進方
法およびその装置により、泥水とともに圧送された粗粒
材が、流動しながら泥水掘進機の面板やチャンバ内壁面
に付着した粘土を確実に掻き落として泥水とともに排泥
管へ排出していくため、従来のように面板やチャンバ内
閉塞がなくなり、効率の良い推進施工が可能となった。
特に、礫泥水推進施工の場合には、粗粒材がアウターコ
ーンやインナーコーンの表面に付着した粘土を書き落と
しながら搬送していくため、度々発生していたコーン閉
塞がなくなり、推進速度が著しく向上した。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粘土層の推進方法を説明する全体図で
ある。

【符号の説明】

１ 泥水処理装置 ２ 泥水処理機 ３ 調整槽 ４ 余剰泥水槽 ５ 取出口 ６ 投入装置 ７ ホッパー８ 接続管 ９ バルブ １０ 送泥ポンプ １１ 送泥管 １２ 泥水掘進機 １３ 排泥管 １４ 立坑バイパス １５ 面板 １６ インナーコーン １７ アウターコーン １８ 噴射口 １９ 隔壁 ２０ チャンバ ２１ 粗粒材 ２２ 立坑バイパス ２３ 発進立坑 ２４ 推進管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−161730（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−100300（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−346688（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−71793（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−75094（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立坑周辺に設置した泥水処理装置から送排
   泥管を立坑を経て推進管内を通して掘進機に接続し、送
   泥管より送られた泥水により地山を保持させながら、掘
   進機先端で掘削した掘削土を泥水とともに排泥管から泥
   水処理装置に環流させる泥水掘進機の粘土層を推進する
   方法において、立坑周辺に設置した前記泥水処理装置の
   調整槽内の取出口に粗粒材を投入するための投入装置を
   設置し、前記調整槽の取出口から送泥ポンプを経て送泥
   管を通して粗粒材と泥水を泥水掘進機の先端部分で噴射
   させ、切削されて面板やチャンバ内に付着した粘土を掻
   き落とし、粗流材や泥水とともに前記排泥管を通して泥
   水処理装置に環流することを特徴とする粘土層の推進方
   法。
2. 【請求項２】上部に所定の量の粗流材を貯留できるホッ
   パーと、前記ホッパーの下方から泥水処理装置の調整槽
   内を通り送泥ポンプへの吸入口までを連結した接続管と
   により構成される請求項１記載の投入装置。