JP3790935B2 - Muddy water suction device in underground construction - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下トンネル等の掘削穴を掘る際に生じる泥水を、地上に移送するのに用いる地下工事における泥水吸引装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
地下トンネル等の掘削工事において、地中を掘削した土はヘドロ状の泥水になって縦坑内に堆積する。
【0003】
このような泥水を地上に移送するために、図4に示す吸引装置が従来から使用されている。
【0004】
この装置は、地盤に掘った縦坑30の最下段梁31にポンプ32を内蔵した真空タンク33を設けると共に、地上に真空ポンプ34を設置し、横坑35に敷設した管36を縦坑の真空タンク33に接続し、この真空タンク33を地上の真空ポンプ34に管37で接続し、さらに真空タンク33内のポンプ32に接続した管38に逆止弁38aを設けて管38の先端を地上に引き出したものである。
【0005】
また、横坑35に敷設した管36の途中に分離器39を設け、この分離器39で泥水中のレキ等の固形物を分離するようにしてある。
【0006】
このような装置において、地上の真空ポンプ34を駆動すると、縦坑の真空タンク33内が陰圧にされることによって横坑の管36に吸引力が生じる。この横坑の管36の吸込口においては、泥水の上面に隙間を開けて空気を同時に吸わせ、この空気の流れによって泥水を真空タンク33内へ送り込むようにしてある。そして、真空タンク33内に流入した泥水は、この真空タンク33内のポンプ32を駆動することによって地上に送出するようにしてある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この装置においては、縦坑内の真空タンク33内のポンプ32に接続された管38の先端は地上にて大気圧に解放されているため、この管38を介して大気圧の影響を受ける結果、縦坑の真空タンク33内のポンプ32の送出能力が大気圧分だけ減殺される。このため、縦坑30の深さが10m程度になると、上記のポンプ32では縦孔の真空タンク33内の泥水を地上まで送出することが不可能となる。
【0008】
この排出力の不足を補うために、縦坑内の真空タンク33の横位置に大気中に置かれた他のポンプを設け、このポンプで縦坑の真空タンク33内の泥水を吸い込んで地上に排出する方法も考えられるが、設備コストが高くなり、また増設したポンプの分だけ縦坑30内が狭くなって、縦坑30での作業の邪魔になるという不都合が生じる。
【0009】
さらに、従来の吸引装置においては、縦孔30内の真空タンク33内に泥水中のセメント水分が沈殿して、真空タンク33内の底面に固化した状態で付着するという問題がある。この真空タンク33内を清掃するには、泥水の排出作業を一旦停止して真空タンク33を解放する必要があるため、装置の連続運転の停止を余儀なくされる。
【0010】
また、図4に示すように、真空タンク33内にレキ等の固形物が沈殿するのを防止するため、横坑35内の管36の途中に分離器39を設けると、この分離器39にも泥水中のセメント成分が沈殿する。この沈殿物を除去するには、やはり装置を停止する必要があり、連続運転の支障となるのである。
【0011】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、地上の大気圧の影響をなくすことによって、ポンプが本来有する能力を最大限に発揮させることにより、従来装置の数倍の送出力を発揮させ、深度の大きい掘削縦坑内の泥水を地上に排出することができるようにした地下工事における泥水吸引装置を提供することを目的とする。
【0012】
さらに、本発明は、セメント成分が固化して真空タンク内に付着しないように自動的に処理することにより、真空タンク内の清掃の手間をなくし、しかもこの自動排出作業を装置を停止することなく、連続運転の途中に行うようにした地下工事における泥水吸引装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の地下工事における泥水吸引装置は、坑内の真空タンク内のポンプに接続した管を地上で大気圧中に解放することなく真空タンクに接続することにより、従来の問題点であった大気圧の影響をなくして圧力差のないタンク間でのポンプによる泥水移送を行うことができ、これによって、坑内の真空タンク内のポンプは本来の能力を発揮することができ、送出能力を従来装置に比べてはるかに増大することが可能となる。
【0014】
また、坑内の真空タンクと地上の真空タンクとを接続した管の径を横坑内に設けた管の径よりも小さくしたことにより、地上の真空タンクの方が縦坑のタンクよりも大なる陰圧となって、これが縦坑の真空タンク内の泥水に対して吸引力を発揮し、この真空タンクに設けられたポンプの送出能力を一層向上することが可能となる。
【0015】
さらに、坑内の真空タンクの底面に設けた排出口に自重によって開閉するインナーゲートを設けると共に、該排出口の流下側に設けた保留室の排出口に排出ゲートを設け、該排出ゲートはシリンダ駆動によって開閉することにより、排出ゲートを閉じたとき、インナーゲートを自重によって開口する一方、排出ゲートを開いたとき、インナーゲートを大気圧によって閉塞することができ、吸引装置の運転中でも真空タンク内のレキ等の固形物等を排出することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1は本発明の泥水吸引装置の実施例を示す概略図である。図2は図1の縦坑内の真空タンクの排出口付近の部分断面図であり、排出ゲートを閉じた状態を示す。図3は図1の縦坑内の真空タンクの排出口付近の部分断面図であり、排出ゲートを開いた状態を示す。
【0018】
図1において、地盤に縦坑1を掘削し、縦坑1の底部には横坑2を掘削してある。縦坑1内には複数の梁を施してあり、最下段の梁3にポンプ5を内蔵した真空タンク6を設置する。また、この縦坑の真空タンク6には横坑2内に導く管7を接続してある。
【0019】
地上には、内部にポンプ8を設けた真空タンク9を設置すると共に、この地上の真空タンク9を縦坑の真空タンク6に管10を介して接続する。
【0020】
また、地上の真空タンク9には、管12を介して地上に設置した真空ポンプ11を接続する。
【0021】
このような構成によって、真空ポンプ11を作動すると、地上の真空タンク9が陰圧にされるに伴い、縦坑の真空タンク6が陰圧にされるため、横坑2内に敷設した管7に吸引力が生じる。
【0022】
従って、この横坑の管7を泥水の溜り部に導き、この管7の吸込口を泥水の上面に隙間を開けた状態にして空気を吸わせることにより、空気を吸引する流れによって泥水を同時に吸込み、縦坑の真空タンク6の内部に送出することができる。なお、このようにして吸い込んだ泥水は、水分とレキ等の固形物と空気とを含むものである。
【0023】
一方、縦坑の真空タンク6内のポンプ5は、途中に逆止弁13aを連結した管13を介して地上の真空タンク9に接続してある。このような構成によって、縦孔の真空タンク6内のポンプ5を作動することにより、真空タンク6内の泥水Dを管13を介して地上の真空タンク9内に送出することができる。
【0024】
また、地上の真空タンク9に排出された泥水Dは、この真空タンク9内のポンプ8を作動することにより、管14を介して、外部の泥水貯留器(不図示)等に送出することができる。
【0025】
この地上の真空タンク9内のポンプ8に接続された管14の途中には逆止弁14aが設けてあり、管14を流通する泥水の逆行を防止すると共に、地上の真空タンク9内に大気圧が侵入しないようにしてある。
【0026】
このような構成においては、上述の通り、地上の真空タンク9は大気圧と遮断された状態で真空ポンプ11の作動によって陰圧にされる。しかもこの地上の真空タンク9と縦坑の真空タンク6とは管10によって接続されているため、この縦坑の真空タンク6と地上の真空タンク9とは略同圧となり、縦坑の真空タンク6内のポンプ5の能力を本来有する最大限に発揮させることができる。
【0027】
また、本実施例の吸引装置において、縦坑の真空タンク6と地上の真空タンク9とを接続した管10に2インチ径の管を用い、横坑2内に敷設した管7に4インチ径の管を用いるというように、管10のほうを小径にすることにより、地上の真空タンク9の方が縦坑のタンク6よりも大なる陰圧となって、これが縦坑の真空タンク6内の泥水Dに対して吸引力を発揮し、この真空タンク6に設けられたポンプ5の送出能力を一層向上することとなる。
【0028】
また、本実施例の吸引装置においては、図2及び図3に示すように、縦坑の真空タンク6の底部に排出口6aを設け、該排出口6aにヒンジにより自由に開閉するインナーゲート15を設ける。さらに、排出口6aの流下側に保留室16を構成する管17を連結し、この保留室16の排出口17aにヒンジにより開閉する排出ゲート18を設け、この排出ゲート18をシリンダ19の駆動によって開閉するようにした二重ロックゲートを構成してある。
【0029】
なお、図2、図3には、インナーゲート15として排出口6aに一個だけ設けたものを示してあるが、この排出口6aに二個のインナーゲートを観音開き式に設けるようにしてもよい。
【0030】
このような構成によって、図2に示すように、排出ゲート18をシリンダー19の駆動によって閉じた状態にしておくと、真空タンク6内は密閉されるため、インナーゲート15は自重によって開口し、この開口を通して保留室16に流下したレキ等の固形物は、排出ゲート18の面上に沈殿する。
【0031】
また、図3に示すように、排出ゲート18をシリンダー19の駆動によって開くと、保留室16に侵入する大気圧によってインナーゲート15が自動的に閉じられ、真空タンク6内の圧力を一定に保つと同時に、排出ゲート18の開口によってこのゲート18の面上の沈殿物を外方に排出させることができる。
【0032】
従って、このような構成によれば、排出ゲート18を開閉するシリンダー19の操作だけで、インナーゲート15の開閉を自動的に行うことができ、また真空タンク6内の圧力を一定に保つことができるため、本実施例の吸引装置の連続運転が可能となる。
【0033】
このため、縦坑の真空タンク6内の沈殿物に含まれるセメント成分が固化しないうちに頻繁に排出ゲート18を開閉すれば、レキ等の固形物が真空タンク6内に溜まらないため、タンク内を清掃する必要がなくなる。
【0034】
さらに、本実施例の吸引装置においては、図1に示すように、縦坑の真空タンク6の下方に泥水Dの水分と固形物とを分離させる分離器20を設けてある。
【0035】
この分離器20は、網部材によって水分とレキ等の固形物とを分離させるもので、固形物は回収容器21に移送し、水分を分離器20の下方に設けた水容器22に流下させ、この水容器22を途中に開閉弁23aを連結した管23を介して縦坑内の真空タンク6に接続し、この真空タンク6の陰圧によって容器23の水分を自動的に吸引することにより、真空タンク6内に回収することができる。
【0036】
なお、上記の実施例においては、地盤に掘削した縦坑を縦坑と記し、この縦坑の底部に横坑を掘削するようにしてあるが、本発明はこのような縦坑の形態に限定されるものではなく、縦坑が傾斜したりする場合もあり、ともかく地上より深度のある縦坑の底部から泥水を地上に送出するためにポンプを使用する吸引装置全般に適用することが可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地下工事における泥水吸引装置によれば、地下トンネル等を掘削する際において、縦坑内の真空タンクに内蔵したポンプを地上の真空タンクに管を介して接続することにより、従来の問題点であったこの管に作用する大気圧の影響をなくすことができ、これによって縦坑内に設けられた真空タンク内のポンプは、本来の能力を発揮することができる。
【0038】
また、従来の装置に対して地上にポンプ内蔵の真空タンクを増設するだけで本発明の吸引装置を構成することができるため、低コストであって、また縦坑内の支障となるものは特になく、作業スペースの確保に資するものである。
【0039】
また、縦坑内の真空タンクと地上の真空タンクとを接続した管の径を横坑に敷設した管の径よりも小さくすることによって、地上の真空タンクと縦坑のタンクとに圧力差を生じさせ、これによってポンプの送出能力を一層向上させることができ、使用する管も金属パイプではなく、簡便なホースを用いることが可能となる。
【0040】
さらに、縦坑内の真空タンクの排出口にインナーゲートとシリンダ駆動によって開閉する排出ゲートを設けた構成により、本発明の吸引装置の連続運転の最中にも、このシリンダ操作だけで、真空タンク内の圧力を一定に保った状態で内部に沈殿したレキ等の固形物を排出することができ、タンク内に固形物を沈殿することがなくなり、タンク内の清掃の手間を省くことが可能となる。
【0041】
さらにまた、縦坑内の真空タンクの下流に泥水を分離させる分離器を設け、該分離器によって分離された水分を掘削縦坑内の真空タンクに吸引して回収することにより、分離器で分離されたレキ等の固形物だけを搬出すればよいことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の泥水吸引装置の実施例を示す概略図である。
【図2】図2は図1の縦坑内の真空タンクの排出口6a付近の部分断面図であり、排出ゲート18を閉じた状態を示す。
【図3】図3は図1の縦坑内の真空タンクの排出口6a付近の部分断面図であり、排出ゲート18を開いた状態を示す。
【図4】図4は従来の泥水吸引装置の概略図である。
【符号の説明】
1…縦坑
2…横坑
3…最下段の梁
5…縦坑の真空タンク内のポンプ
6…縦坑の真空タンク
6a…排出口
7…管
8…地上の真空タンク内のポンプ
9…地上の真空タンク
10…管
11…真空ポンプ
12…管
13…管
13a…逆止弁
14…管
14a…逆止弁
15…インナーゲート
16…保留室
17…大径の管
18…排出ゲート
19…シリンダ
20…分離器
21…回収容器
22…水容器
23a…開閉弁
23…管
D…泥水[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a muddy water suction device in underground construction used for transferring muddy water generated when digging a digging hole such as an underground tunnel to the ground.
[0002]
[Prior art]
In excavation work such as underground tunnels, the soil excavated underground becomes sludge-like mud and accumulates in the vertical shaft.
[0003]
In order to transfer such muddy water to the ground, a suction device shown in FIG. 4 has been conventionally used.
[0004]
In this apparatus, a
[0005]
Further, a
[0006]
In such an apparatus, when the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this apparatus, since the tip of the
[0008]
In order to make up for this lack of exhaust power, another pump placed in the atmosphere is installed at the lateral position of the
[0009]
Furthermore, the conventional suction device has a problem that cement water in the muddy water is precipitated in the
[0010]
In addition, as shown in FIG. 4, if a
[0011]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and eliminates the influence of atmospheric pressure on the ground, thereby maximizing the ability of the pump to achieve the power output several times that of the conventional device. An object of the present invention is to provide a muddy water suction device in underground construction that can discharge muddy water in a deep excavation shaft to the ground.
[0012]
Furthermore, the present invention automatically processes the cement components so that they do not solidify and adhere to the vacuum tank, thereby eliminating the need for cleaning in the vacuum tank, and without having to stop the automatic discharge operation. An object of the present invention is to provide a muddy water suction device for underground construction that is performed during continuous operation.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the muddy water suction device in the underground work of the present invention is connected to the vacuum tank without releasing the pipe connected to the pump in the vacuum tank in the mine to the atmospheric pressure on the ground, Muddy water can be transferred by pump between tanks without pressure difference, eliminating the influence of atmospheric pressure, which was a problem in the past, so that the pump in the vacuum tank in the mine exhibits its original capacity Therefore, it is possible to increase the transmission capability far more than that of the conventional apparatus.
[0014]
In addition, the diameter of the pipe connecting the vacuum tank in the pit and the ground vacuum tank is smaller than the diameter of the pipe provided in the horizontal pit, so that the vacuum tank on the ground is larger than the tank on the vertical pit. As a result, the pressure exerts a suction force against the muddy water in the vacuum tank of the vertical shaft, and it is possible to further improve the delivery capacity of the pump provided in the vacuum tank.
[0015]
Furthermore, an inner gate that opens and closes by its own weight is provided at the discharge port provided on the bottom surface of the vacuum tank in the mine, and a discharge gate is provided at the discharge port of the holding chamber provided on the downstream side of the discharge port. When the discharge gate is closed, the inner gate is opened by its own weight, while when the discharge gate is opened, the inner gate can be closed by atmospheric pressure. It becomes possible to discharge solids such as reki.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the mud suction device of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the discharge port of the vacuum tank in the vertical shaft of FIG. 1, showing a state in which the discharge gate is closed. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the discharge port of the vacuum tank in the vertical shaft of FIG. 1, showing a state in which the discharge gate is opened.
[0018]
In FIG. 1, a vertical shaft 1 is excavated in the ground, and a
[0019]
On the ground, a
[0020]
A
[0021]
With such a configuration, when the
[0022]
Therefore, the pipe 7 of the horizontal shaft is guided to the muddy water reservoir, and the suction port of the pipe 7 is opened with a gap in the upper surface of the muddy water so that the air is sucked. Suction and delivery to the inside of the
[0023]
On the other hand, the pump 5 in the
[0024]
Further, the muddy water D discharged to the
[0025]
A
[0026]
In such a configuration, as described above, the
[0027]
Further, in the suction device of the present embodiment, a 2 inch diameter pipe is used for the
[0028]
Further, in the suction device of the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
[0029]
2 and 3, only one
[0030]
With this configuration, as shown in FIG. 2, when the
[0031]
As shown in FIG. 3, when the
[0032]
Therefore, according to such a configuration, the
[0033]
For this reason, if the
[0034]
Furthermore, in the suction device of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a
[0035]
This
[0036]
In the above embodiment, the vertical shaft excavated in the ground is described as a vertical shaft, and a horizontal shaft is excavated at the bottom of the vertical shaft, but the present invention is limited to such a vertical shaft configuration. However, the vertical shaft may be inclined, and in any case, it can be applied to suction devices that use a pump to send muddy water from the bottom of the vertical shaft deeper than the ground to the ground. is there.
[0037]
【The invention's effect】
As explained above, according to the muddy water suction device in the underground construction of the present invention, when excavating an underground tunnel or the like, the pump built in the vacuum tank in the vertical shaft is connected to the above-described vacuum tank via a pipe. Thus, it is possible to eliminate the influence of atmospheric pressure acting on the pipe, which has been a problem in the prior art, and the pump in the vacuum tank provided in the shaft can exhibit its original ability.
[0038]
In addition, since the suction device of the present invention can be configured simply by adding a vacuum tank with a built-in pump on the ground compared to the conventional device, there is nothing particularly low in cost and hindering the vertical shaft. Contributes to securing work space.
[0039]
In addition, by making the diameter of the pipe connecting the vacuum tank in the vertical shaft and the vacuum tank on the ground smaller than the diameter of the pipe laid in the horizontal shaft, a pressure difference is created between the vacuum tank on the ground and the tank in the vertical shaft. As a result, the pumping ability of the pump can be further improved, and the pipe to be used is not a metal pipe, but a simple hose can be used.
[0040]
Furthermore, the inner gate and the discharge gate that opens and closes by driving the cylinder are provided at the discharge port of the vacuum tank in the vertical shaft, so that even during the continuous operation of the suction device of the present invention, the inside of the vacuum tank It is possible to discharge solids such as rubble that have settled inside while keeping the pressure at a constant level, so that no solid matter settles in the tank, and it is possible to save the trouble of cleaning the tank. .
[0041]
Furthermore, a separator for separating muddy water is provided downstream of the vacuum tank in the vertical shaft, and the water separated by the separator is sucked into the vacuum tank in the excavation vertical shaft and collected, thereby being separated by the separator. It is only necessary to carry out the solid material such as the reki.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a muddy water suction device of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
FIG. 4 is a schematic view of a conventional muddy water suction device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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JPH09228782A JPH09228782A (en) | 1997-09-02 |
JP3790935B2 true JP3790935B2 (en) | 2006-06-28 |
Family
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Family Applications (1)
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JP3461596A Expired - Lifetime JP3790935B2 (en) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | Muddy water suction device in underground construction |
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- 1996-02-22 JP JP3461596A patent/JP3790935B2/en not_active Expired - Lifetime
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