JP3700110B2 - Transport method and equipment for underground excavated soil - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥水式シールド工法により坑掘削を行うに際し、坑内で発生した坑内掘削土を坑外に輸送するための方法およびそのための設備に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、泥水式シールド工法は、泥水式シールド機を用いて泥水圧により切羽を保持しつつ掘進を行い、切羽で発生した掘削土を泥水と混合して排泥ラインを通して坑外に流体輸送し、坑外に設置した泥水処理プラントにおいて泥水と掘削土とを分離し、泥水を送泥ラインにより切羽に戻して循環させるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の泥水式シールド工法においては、切羽において発生した掘削土は上記のような泥水流体輸送により効率的に輸送できるが、切羽以外の坑内で発生する坑内掘削土、たとえば中間マンホール等を設置するための深礎工法等による立坑掘削により発生する掘削土、あるいは坑内を地中拡幅するための掘削により発生する掘削土等は、コンベアや搬送台車、ダンプトラック等により搬送するしかなく、したがってそのための搬送設備が必要であるのみならず必ずしも効率的な搬送を行い得ず、坑内掘削土をより効率的に輸送するための有効な手段が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、請求項1の発明は、泥水圧により切羽を保持するとともに、切羽で発生した掘削土を泥水と混合して排泥ラインを通して坑外に流体輸送し、坑外の泥水処理プラントにおいて泥水と掘削土とを分離して泥水を送泥ラインにより切羽に戻して循環させる構成の泥水式シールド工法に適用され、切羽以外で発生した坑内掘削土を坑外に輸送するための坑内掘削土の輸送方法であって、輸送するべき坑内掘削土を前記送泥ラインからの泥水と混合し、該混合泥水を前記排泥ラインに圧送して該排泥ラインを通して坑外に流体輸送するものである。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1の発明の坑内掘削土の輸送方法であって、輸送するべき坑内掘削土を坑内において破砕して前記泥水と混合するものである。
【0006】
請求項3の発明は、請求項1または2の発明の坑内掘削土の輸送方法に適用される坑内掘削土の輸送設備であって、前記坑内掘削土を前記排泥ラインに圧送する圧送装置を備え、該圧送装置は、前記坑内掘削土と前記送泥ラインからの泥水とを混合撹拌する混合タンクと、前記坑内掘削土を前記混合タンクに圧送して混合泥水となすとともに該混合泥水を前記排泥ラインに圧送する圧送ポンプとを具備してなるものである。
【0007】
請求項4の発明は、請求項3の発明の坑内掘削土の輸送設備であって、前記圧送装置は、前記圧送ポンプの前段に、輸送するべき坑内掘削土を破砕する破砕機を具備してなるものである。
【0008】
請求項5の発明は、請求項3または4記載の坑内掘削土の輸送設備であって、輸送するべき坑内掘削土を前記圧送装置に搬送するための搬送手段を具備してなるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施形態である坑内掘削土の輸送方法および輸送設備の実施形態を説明するための系統図、図2は坑内における配置図である。本実施形態の坑内掘削土の輸送方法および輸送設備は、周知の泥水式シールド機による泥水式シールド工法によって坑掘削を行う際に、切羽から発生する掘削土を通常のように泥水と混合して流体輸送を行うことに加え、切羽以外から発生する坑内掘削土も同じく流体輸送するものであり、そのための坑内掘削土の圧送装置1を坑内に備えているものである。
【0010】
すなわち、本実施形態においては、従来の泥水式シールド工法の場合と同様に、泥水式シールド機(図示略)と地上に設置した泥水処理プラント2とを排泥ライン3および送泥ライン4により接続し、切羽で発生した掘削土を泥水と混合して排泥ライン3を通して泥水処理プラント2まで流体輸送し、そこで泥水と掘削土とを分離して掘削土を廃棄、処分するとともに、泥水は送泥ライン4により切羽に戻して循環させるようになっている。そして、そのような泥水の循環を行うために、排泥ライン3には複数の供給側圧送ポンプ(符号PD、P2〜P6、PE、PE’で示す)が備えられているとともに、送泥ライン4にも複数の返送側圧送ポンプ(符号P1−1〜3で示す)が備えられ、かつ要所にバイパスバルブが備えられている他、図示を略しているが各種の補機類、制御機器類が備えられているものである。また、泥水処理プラント2には泥水と掘削土とを分離するための諸機器および水槽類、すなわち図1に示すように調整槽、一次処理槽、土砂ヤード、原水槽、貯泥槽、清水槽、フィルタープレス、ケーキヤード、濾液水槽、濁水処理装置、PH処理槽、等が備えられているものである。
【0011】
以上の構成に加えて坑内に備えられている上記の圧送装置1は、切羽以外の坑内から発生する坑内掘削土を上記の排泥ライン3に対して圧送するためのものであり、坑内掘削土を破砕する破砕機5と、その破砕機5により破砕した坑内掘削土と送泥ライン4からの泥水とを混合撹拌するための混合タンク6と、それら破砕機5と混合タンク6との間に配置された圧送ポンプ7を備え、破砕機5により破砕した坑内掘削土を圧送ポンプ7により混合タンク6に圧送してそこで混合泥水となすとともにその混合泥水を排泥ライン3に圧送するようになっている。そして、破砕機5の前段には、中間マンホール等を施工するための立坑掘削を深礎工法等により行う際に発生する坑内掘削土(深礎掘削土)を破砕機5に搬送するためのロータリーポンプ8と、坑内を拡幅するための掘削の際に発生する坑内掘削土(拡幅掘削土)を破砕機5に搬送するためのポータブルコンベア9が設置可能とされている。
【0012】
上記の破砕機5はたとえば可変速油圧モータにより駆動されるもので、坑内掘削土を40mm程度の大きさに破砕し、それをスクリューコンベア10により圧送ポンプ7に移送するものである。
【0013】
上記の圧送ポンプ7は、たとえば可変速油圧モーターにより駆動される可変プランジャーポンプであって、破砕機5から送られてきた坑内掘削土をフィーダー11により受けて混合タンク6に圧送し、その混合タンク6を経て排泥ライン3に圧送するものである。圧送ポンプ7の出口側にはこの圧送ポンプ7と連動して開閉する圧送弁12が設けられており、この圧送弁12は圧送ポンプ7が運転されるときのみ開かれることで排泥ライン3における泥水圧力を保持しかつ泥水の逆流を防止するようになっている。また、図示は省略しているが、圧送ポンプ7に備えられているフィーダー11の上部には超音波レベル検出器が取り付けられていてフィーダー11内の掘削土量が連続的に計測されるようになっている。さらに、圧送ポンプ7が空転してフィーダー11から空気を吸い込むことを防止し、かつ破砕機5からフィーダー11への過剰投入を防止するために、フィーダー11側面の上下には静電式レベルスイッチが取り付けられており、フィーダー11内の坑内掘削土のレベルが上限および下限を越えた際に警報を発するとともに、その検知信号に基づいて圧送ポンプ7の起動と停止、圧送弁12の開閉が制御されるようになっている。
【0014】
上記の混合タンク6は、圧送ポンプ7により圧送された坑内掘削土と、送泥ライン4からの泥水とがここで混合され、その混合泥水が排泥ライン3に圧送されるものである。混合タンク6に接続されている各管路にはそれぞれ圧力計13が設けられ、それら圧力計13により検出される各部の圧力に応じて圧送ポンプ7、圧送弁12、送泥調整弁14が制御されて、送泥ライン4からの泥水量と圧送ポンプ7からの坑内掘削土の圧送量がそれぞれ適正に制御されるようになっている。なお、この混合タンク6としてはたとえば呼称14B程度の大径のチーズ(鋼管継手)を加工して製作することができ、その側面には点検口を設けておくと良い。
【0015】
上記のロータリーポンプ8は、深礎掘削土等を坑内に投入するためのシャフト15の下部に取り付けられ、たとえば可変速油圧モータにより駆動されて適正量の深礎掘削土等を破砕機5まで搬送するためのものである。また、上記のポータブルコンベア9は坑内を拡幅する掘削を行うに際して上記のロータリーポンプ8に代えて、あるいはそれに加えて、坑内に配置されて拡幅掘削土を破砕機5に搬送するためのものであり、これは汎用のものを用いれば良い。
【0016】
さらに、上記の破砕機5、圧送ポンプ7、ロータリーポンプ8には、送泥ライン4から分岐された泥水供給管16を通して泥水の一部が供給可能とされており、必要に応じて適量の泥水をそれらに供給することで坑内掘削土の粘性を適正に維持できるようになっている。また、図示は省略しているが、空気抜き弁や安全弁、バイパス弁、保守用の手動操作弁、制御および計測ならびにデータ採取用の各種センサや制御機器類が必要カ所に設けられ、坑内の要所には図2に示すように上記各機器の駆動源である油圧ユニットや操作盤が設置されている。
【0017】
上記構成の圧送装置1により、坑内掘削土を排泥ライン3に圧送することにより、切羽からの掘削土のみならず、深礎掘削土や拡幅掘削土等の坑内掘削土をも連続的に流体輸送することが可能となり、従来においては搬送台車やダンプトラックにより搬送していた坑内掘削土の輸送効率を格段に向上させることができる。勿論、そのように流体輸送した坑内掘削土は泥水処理プラント2において支障なく分離して廃棄処分することができるし、流体輸送設備全体は従来の泥水式シールド工法におけるものをほぼそのまま使用できるので合理的であり、さしたるコスト増にはならない。しかも、輸送距離が長い場合や輸送経路が急勾配であっても支障なく適用することができる。
【0018】
特に本実施形態の圧送装置1は、坑内掘削土を破砕機5により破砕し、破砕した坑内掘削土を圧送ポンプ7により圧送して混合タンク6において泥水と混合撹拌した上で排泥ライン3に圧送する構成であるので、泥水が加圧状態で循環している排泥ライン3に対して、シールド機が掘進作業中であっても坑内掘削土を支障なく割り込ませることができる。
【0019】
なお、圧送装置1の構成、特に破砕機5、圧送ポンプ7、混合タンク6等の具体的な構成は、坑内掘削土を泥水と効率的に混合撹拌して排泥ライン3に割り込ませることができるものである限りにおいて任意であり、上記実施形態のものに限定されることなく種々の設計的変更が可能であることは当然である。
【0020】
また、坑内掘削土が固結している土質の場合には上記実施形態のように破砕機5により破砕してから圧送ポンプ7に導くことが好ましいが、坑内掘削土が砂や軟弱土等であって破砕の必要がない場合には、上記実施形態における破砕機5を省略し、坑内掘削土をそのまま圧送ポンプ7に導けば良い。
【0021】
さらに、上記実施形態では坑内掘削土を圧送装置1まで搬送するための搬送手段として深礎掘削等を行う際に用いるロータリーポンプ8と地中拡幅時に用いるポータブルコンベア9を例示したが、他の適宜の搬送手段も勿論採用可能であるし、深礎掘削土や拡幅掘削土のみならず坑内において手掘りにより発生した少量の掘削土や坑内清掃により各所から集めた残土等も、ポータブルコンベア9や破砕機5、圧送ポンプ7に投入することで流体輸送できることは言うまでもない。
【0022】
【発明の効果】
請求項1の発明は、切羽以外で発生する深礎掘削土や拡幅掘削土等の坑内掘削土を送泥ラインからの泥水と混合し、その混合泥水を排泥ラインに圧送することで、坑内掘削土を排泥ラインを通して坑外に流体輸送するので、切羽からの掘削土のみならず坑内掘削土の流体輸送も可能となり、したがって坑内掘削土を効率的に輸送することができる。
【0023】
請求項2の発明は、坑内掘削土を坑内において破砕して圧送するので、坑内掘削土が固結しているような場合であっても支障なく圧送することができる。
【0024】
請求項3の発明は、坑内掘削土を排泥ラインに圧送するための圧送装置を備え、その圧送装置は、坑内掘削土と送泥ラインからの泥水とを混合撹拌する混合タンクと、坑内掘削土を混合タンクに圧送して混合泥水となすとともにその混合泥水を排泥ラインに圧送する圧送ポンプとを具備してなるものであるから、坑内掘削土と泥水との混合撹拌を効率的に行うことができるとともに、坑内掘削土の排泥ラインへの割り込みを支障なく行うことができ、しかも従来の泥水式シールド工法における泥水流体輸送設備をほぼそのまま使用することができ、上記輸送方法を有効に実施することができる。
【0025】
請求項4の発明は、圧送ポンプの前段に坑内掘削土を破砕する破砕機を備えたので、坑内掘削土が固結しているような場合であっても破砕機により破砕することで支障なく圧送することができる。
【0026】
請求項5の発明は、坑内掘削土を圧送装置に搬送するためのロータリーポンプやポータブルコンベア等の搬送手段を具備するので、深礎掘削土や拡幅掘削土等の坑内掘削土の坑内搬送を支障なく効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の坑内掘削土の輸送方法および輸送設備の実施形態を説明するための系統図である。
【図2】 同、坑内における配置図である。
【符号の説明】
1 圧送装置
2 泥水処理プラント
3 排泥ライン
4 送泥ライン
5 破砕機
6 混合タンク
7 圧送ポンプ
8 ロータリーポンプ(搬送手段)
9 ポータブルコンベア(搬送手段)
10 スクリューコンベア
11 フィーダー
12 圧送弁
13 圧力計
14 送泥調整弁
15 シャフト
16 泥水供給管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for transporting underground excavated soil generated in a mine to the outside of the mine when performing mine excavation by a muddy water type shield construction method, and an installation therefor.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the muddy water type shield method uses a muddy water type shield machine to carry out excavation while holding the face with the muddy water pressure, mixes the excavated soil generated at the face with the muddy water, and fluids to the outside of the tunnel through the mud drain line. In the mud treatment plant that is transported and installed outside the mine, the mud and the excavated soil are separated, and the mud is returned to the face by the mud line and circulated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional muddy water type shield construction method, the excavated soil generated in the face can be efficiently transported by the muddy fluid transportation as described above, but the underground excavated soil generated in the well other than the face, such as an intermediate manhole, is installed. Excavation soil generated by shaft excavation by the deep foundation method, etc., or excavation soil generated by excavation for expanding the underground underground can only be transported by conveyors, transport carts, dump trucks, etc. There is a need for an effective means for transporting underground excavated soil more efficiently because not only transportation facilities are necessary, but also efficient transportation is not always possible.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above circumstances, the invention of
[0005]
The invention of claim 2 is a method for transporting underground excavated soil according to the invention of
[0006]
The invention of
[0007]
The invention of claim 4 is the underground excavation soil transport facility of the invention of
[0008]
The invention of claim 5 is the underground excavation soil transport facility according to
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a system diagram for explaining an embodiment of a method for transporting underground excavated soil and transport equipment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a layout diagram in the underground. The transport method and transport equipment for underground excavated soil according to the present embodiment mix the excavated soil generated from the face with mud water as usual when performing excavation by the mud shield method using a known mud shield machine. In addition to performing fluid transportation, underground excavated soil generated from other than the face is also transported in the same manner, and the underground excavated
[0010]
That is, in the present embodiment, a mud shield machine (not shown) and a mud treatment plant 2 installed on the ground are connected by a
[0011]
In addition to the above-described configuration, the above-described
[0012]
The crusher 5 is driven by, for example, a variable speed hydraulic motor. The crusher 5 crushes underground excavated soil into a size of about 40 mm and transfers it to the pressure pump 7 by the
[0013]
The pressure pump 7 is, for example, a variable plunger pump driven by a variable speed hydraulic motor. The underground excavated soil sent from the crusher 5 is received by the feeder 11 and is pumped to the
[0014]
In the
[0015]
The
[0016]
Furthermore, a part of the muddy water can be supplied to the crusher 5, the pressure feed pump 7, and the
[0017]
By pumping the underground excavated soil to the
[0018]
In particular, the
[0019]
It should be noted that the specific configuration of the
[0020]
In addition, when the underground excavated soil is solid, it is preferable that the underground excavated soil is crushed by the crusher 5 and then guided to the pumping pump 7 as in the above embodiment, but the underground excavated soil is sand, soft soil or the like. If there is no need for crushing, the crusher 5 in the above embodiment may be omitted, and the underground excavated soil may be introduced to the pressure pump 7 as it is.
[0021]
Further, in the above embodiment, the
[0022]
【The invention's effect】
The invention of
[0023]
In the invention of claim 2, since the underground excavated soil is crushed and pumped in the pit, even if the underground excavated soil is consolidated, it can be pumped without any trouble.
[0024]
The invention of
[0025]
Since the invention of claim 4 includes the crusher for crushing the underground excavated soil at the front stage of the pressure pump, there is no problem by crushing with the crusher even when the underground excavated soil is consolidated. Can be pumped.
[0026]
The invention of claim 5 is provided with transport means such as a rotary pump and a portable conveyor for transporting the underground excavated soil to the pressure feeding device, and therefore obstructs the transport of underground excavated soil such as deep foundation excavated soil and widened excavated soil. Can be done efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram for explaining an embodiment of a method for transporting underground excavated soil and transport equipment according to the present invention.
FIG. 2 is a layout diagram in the pit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
9 Portable conveyor (conveyance means)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11553299A JP3700110B2 (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Transport method and equipment for underground excavated soil |
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JP11553299A JP3700110B2 (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Transport method and equipment for underground excavated soil |
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