JP5507411B2 - Bubble injection system - Google Patents

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Description

本発明は、気泡注入システムに関する。   The present invention relates to a bubble injection system.

気泡シールド工法においては、発泡体を切羽やシールドマシンのチャンバー内に注入して発泡体と掘削土砂と混合することで、切羽土圧に対抗して切羽の安定を確保するとともに、掘削土砂の流動性を向上させて当該掘削土砂の搬出能力を向上させている。   In the bubble shield method, the foam is injected into the face of the face or shield machine and mixed with the foam and excavated earth and sand, ensuring the stability of the face against the face pressure and the flow of the excavated earth and sand. This improves the ability to carry out the excavated sediment.

このような、気泡シールド工法では、シールド掘削機のバルクヘッド後方に設けられた発泡装置と、発泡装置にそれぞれ独立したラインを介して接続する起泡材注入ポンプおよびコンプレッサーとを備える気泡注入システムにより発泡体を注入するのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。   In such a bubble shield construction method, a foam injection system provided with a foaming device provided behind the bulkhead of the shield excavator, and a foaming material injection pump and a compressor connected to the foaming device via independent lines, respectively. It is common to inject a foam (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−214189号公報JP 2006-214189 A

従来の気泡注入システムは、それぞれ独立したラインを介して圧送された起泡材と圧縮空気とを、発泡装置により混合させてシェービングクリーム状の発泡体としてチャンバー内に注入するものであって、発泡体の注入圧力は一般的にコンプレッサーの能力により決定していた。
そのため、コンプレッサーの吐出圧力を上回る高水圧条件下においては、圧力不足により注入することができなくなる場合があった。
In the conventional bubble injection system, foaming material and compressed air, which are pumped through independent lines, are mixed by a foaming device and injected into a chamber as a shaving cream-like foam. Body injection pressure was generally determined by compressor capacity.
Therefore, under high water pressure conditions exceeding the discharge pressure of the compressor, there are cases where injection cannot be performed due to insufficient pressure.

また、注入流量の調整は、起泡材供給ポンプの回転数による起泡材流量の調節と、コンプレッサーのエアバルブの開度による圧縮空気流量の調節とをそれぞれ行う必要があるため、手間を要していた。   In addition, the adjustment of the injection flow requires time and effort because it is necessary to adjust the flow rate of the foaming material by the number of rotations of the foaming material supply pump and the flow rate of the compressed air by the opening of the compressor air valve. It was.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、高水圧条件下においても注入が可能で、かつ、注入流量および注入圧力の調整を簡易に行うことが可能な気泡注入システムを提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve such problems, and it is possible to inject even under high water pressure conditions, and to easily adjust the injection flow rate and the injection pressure. The problem is to provide a system.

前記課題を解決するために、本発明は、切羽またはチャンバー内に発泡体を注入する気泡注入システムであって、起泡材供給ポンプと、コンプレッサーと、スクイズポンプと、発泡筒と、を備え、前記スクイズポンプは、前記起泡材供給ポンプを介して圧送された起泡材と前記コンプレッサーを介して圧送された圧縮空気とを混合した混合体を加圧するとともに、加圧した前記混合体を前記発泡筒に送出することを特徴としている。   In order to solve the above problems, the present invention is a bubble injection system for injecting foam into a face or a chamber, and includes a foaming material supply pump, a compressor, a squeeze pump, and a foam cylinder. The squeeze pump pressurizes a mixture obtained by mixing the foaming material pumped through the foaming material supply pump and the compressed air pumped through the compressor, and pressurizes the pressurized mixture. It is characterized by being delivered to a foam cylinder.

かかる気泡注入システムによれば、スクイズポンプの加圧により、高水圧下においても、気泡注入を行うことが可能となる。
また、スクイズポンプの制御により、注入圧力を簡易に調整することができる。
さらにスクイズポンプによる注入速度を一定に保つことで、定量での注入が可能なため、注入流量の制御も簡易に行うことができる。
According to such a bubble injection system, it is possible to perform bubble injection even under high water pressure by pressurization of a squeeze pump.
Also, the injection pressure can be easily adjusted by controlling the squeeze pump.
Furthermore, by keeping the injection speed by the squeeze pump constant, it is possible to perform injection in a fixed amount, and thus the injection flow rate can be easily controlled.

また、本発明の気泡注入システムは、前記発泡筒の吐出口近傍に圧力センサーを備えており、前記チャンバー内の土圧と前記圧力センサーにより測定された圧力値とに応じて前記スクイズポンプを制御するものであってもよい。   In addition, the bubble injection system of the present invention includes a pressure sensor in the vicinity of the discharge port of the foamed cylinder, and controls the squeeze pump according to the earth pressure in the chamber and the pressure value measured by the pressure sensor. You may do.

かかる気泡注入システムによれば、被圧力の変動に応じた注入圧力および注入流量の調整を簡易の行うことができる。   According to such a bubble injection system, it is possible to easily adjust the injection pressure and the injection flow rate according to the variation of the pressure.

本発明の気泡注入システムによれば、高水圧条件下においても注入が可能で、かつ、注入流量および注入圧力の調整を簡易に行うことが可能となる。   According to the bubble injection system of the present invention, injection is possible even under high water pressure conditions, and the injection flow rate and injection pressure can be easily adjusted.

本発明の実施の形態に係る気泡注入システムを示す配管系統図である。It is a piping system diagram showing a bubble injection system according to an embodiment of the present invention. 図1の気泡注入システムの一部分を示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows a part of bubble injection system of FIG. 気泡注入システムの制御手段を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control means of a bubble injection system.

本実施形態の気泡注入システム1は、気泡シールド工法において使用されるものであって、切羽または掘削機のチャンバー内に対して発泡体を注入するものである。
気泡システム1は、起泡材と圧縮空気等を混合して発泡体を生成し、この発泡体を加圧した状態で注入する。
The bubble injection system 1 of this embodiment is used in a bubble shield method, and injects a foam into the face of a face or an excavator chamber.
The bubble system 1 mixes a foaming material, compressed air, etc., produces | generates a foam, and inject | throws-in in the state which pressurized this foam.

本実施形態の気泡システム1は、図1に示すように、起泡材供給ポンプ2と、コンプレッサー3と、スクイズポンプ4と、発泡筒5とを備えている。   The bubble system 1 of this embodiment is provided with the foaming material supply pump 2, the compressor 3, the squeeze pump 4, and the foaming cylinder 5, as shown in FIG.

気泡システム1は、複数(本実施形態では8つ)の注入系統を備えており、各注入系統に起泡材供給ポンプ2、スクイズポンプ4および発泡筒5が配置されている。
すなわち、気泡注入システム1は、複数(本実施形態では8台)のスクイズポンプ4,4,…を介して、切羽またはチャンバーに対して複数個所から発泡体を注入する。なお、注入箇所数は限定されるものではなく、掘削断面形状等に応じて適宜設定すればよい。
The bubble system 1 is provided with a plurality (eight in this embodiment) of injection systems, and the foaming material supply pump 2, the squeeze pump 4, and the foaming cylinder 5 are arranged in each of the injection systems.
That is, the bubble injection system 1 injects foam from a plurality of locations into the face or chamber through a plurality (eight in this embodiment) of squeeze pumps 4, 4,. In addition, the number of injection | pouring locations is not limited, What is necessary is just to set suitably according to excavation cross-sectional shape etc.

起泡材供給ポンプ2は、図2に示すように、起泡材管21を介してスクイズポンプ4に接続されており、起泡材をスクイズポンプ4に供給する。
本実施形態では、1台のスクイズポンプ4に対して1台の起泡材供給ポンプ2(計8台)を配設している。
As shown in FIG. 2, the foaming material supply pump 2 is connected to the squeeze pump 4 via the foaming material pipe 21 and supplies the foaming material to the squeeze pump 4.
In the present embodiment, one foaming material supply pump 2 (8 units in total) is arranged for one squeeze pump 4.

起泡材管21には、流量計22が設置されており、起泡材供給ポンプ2から供給された起泡材の流量の測定が可能に構成されている。
起泡材管21は、スクイズポンプ4の吸入口に配設された合流管43に接続されている。起泡材管21を介して供給された起泡材は、合流管43内において、圧縮空気と混合された状態でスクイズポンプ4に吸入される。
A flow meter 22 is installed in the foaming material pipe 21 and is configured to be able to measure the flow rate of the foaming material supplied from the foaming material supply pump 2.
The foaming material pipe 21 is connected to a merging pipe 43 provided at the suction port of the squeeze pump 4. The foaming material supplied via the foaming material pipe 21 is sucked into the squeeze pump 4 in a state where it is mixed with compressed air in the merge pipe 43.

起泡材は、起泡材供給ポンプ2に供給されたA液とB液とが、起泡材供給ポンプ2内において混合されて、かつ、加圧された状態でスクイズポンプ4のポンピングチューブに供給される。   In the foaming material, the liquid A and the liquid B supplied to the foaming material supply pump 2 are mixed and pressurized in the foaming material supply pump 2 to the pumping tube of the squeeze pump 4. Supplied.

A液は、図1に示すように、A液供給管61を介してA液槽6から起泡材供給ポンプ2に供給される。
A液槽6は、掘削機内またはトンネル坑内に配設されていて、トンネル坑内を走行する輸送車63を介して搬送されたA液を貯溜している。なお、符号63aは、輸送車63からA液槽6にA液を移送する移送ポンプである。
A液槽6の配置は掘削機内やトンネル坑内に限定されるものではなく、地上部や立坑内等のトンネル坑外に配置してもよい。
As shown in FIG. 1, the A liquid is supplied from the A liquid tank 6 to the foaming material supply pump 2 via the A liquid supply pipe 61.
The A liquid tank 6 is disposed in the excavator or in the tunnel mine, and stores the A liquid conveyed via the transport vehicle 63 that travels in the tunnel mine. Reference numeral 63 a is a transfer pump that transfers the A liquid from the transport vehicle 63 to the A liquid tank 6.
The arrangement of the A liquid tank 6 is not limited to the inside of the excavator or the tunnel mine, but may be arranged outside the tunnel mine such as the ground part or the vertical shaft.

本実施形態では、起泡材供給ポンプ2に接続するA液供給管61を起泡材供給ポンプ2毎に配管している。つまり、A液槽6には、起泡材供給ポンプ2の台数と同じ本数のA液供給管61が接続されている。
なお、A液供給管61として分岐管を採用して、各起泡材供給ポンプ2にA液を供給する構成としてもよい。
In the present embodiment, a liquid A supply pipe 61 connected to the foaming material supply pump 2 is piped for each foaming material supply pump 2. That is, the same number of A liquid supply pipes 61 as the number of foaming material supply pumps 2 are connected to the A liquid tank 6.
In addition, it is good also as a structure which employ | adopts a branch pipe as the A liquid supply pipe | tube 61, and supplies A liquid to each foaming material supply pump 2. FIG.

各A液供給管61には、A液添加ポンプ62が配設されており、A液槽6から起泡材供給ポンプ2にA液の圧送が可能に構成されている。なお、本実施形態では、A液添加ポンプ62を起泡材供給ポンプ2の近傍に配置するが、A液添加ポンプ62の配置は起泡材供給ポンプ2とA液槽6との間であれば限定されるものではなく、適宜配置すればよい。   Each A liquid supply pipe 61 is provided with an A liquid addition pump 62 so that the A liquid can be pumped from the A liquid tank 6 to the foaming material supply pump 2. In this embodiment, the liquid A addition pump 62 is disposed in the vicinity of the foaming material supply pump 2, but the liquid A addition pump 62 may be disposed between the foaming material supply pump 2 and the liquid A tank 6. It is not limited as long as it is arranged.

図2に示すように、A液添加ポンプ62と起泡材供給ポンプ2との間には、圧力計64と流量計65と背圧弁66とが配設されている。A液添加ポンプ62は、圧力計64および流量計65により測定されたA液の圧力および流量に応じて制御される。また、A液添加ポンプ62により圧送されたA液は、背圧弁66により、圧力のばらつきが制御され、一定の圧力により起泡材供給ポンプ2に送られる。
なお、符号67は、A液内の不純物を取り除くフィルターである。
As shown in FIG. 2, a pressure gauge 64, a flow meter 65, and a back pressure valve 66 are disposed between the liquid A addition pump 62 and the foaming material supply pump 2. The A liquid addition pump 62 is controlled according to the pressure and flow rate of the A liquid measured by the pressure gauge 64 and the flow meter 65. The A liquid pressure-fed by the A-liquid addition pump 62 is controlled in the pressure variation by the back pressure valve 66 and is sent to the foaming material supply pump 2 at a constant pressure.
Reference numeral 67 denotes a filter for removing impurities in the liquid A.

A液供給管61は、図2に示すように、起泡材供給ポンプ2の手前において、B液供給管71に接続されている。A液供給管61とB液供給管71とが合流することで、A液は、B液と混合された状態(起泡材)で起泡材供給ポンプ2に供給される。   As shown in FIG. 2, the A liquid supply pipe 61 is connected to the B liquid supply pipe 71 in front of the foaming material supply pump 2. The A liquid supply pipe 61 and the B liquid supply pipe 71 are joined together, so that the A liquid is supplied to the foaming material supply pump 2 in a state of being mixed with the B liquid (foaming material).

B液は、図1に示すように、B液槽7からB液供給管71を介して起泡材供給ポンプ2に供給される。   The B liquid is supplied from the B liquid tank 7 to the foaming material supply pump 2 via the B liquid supply pipe 71 as shown in FIG.

B液供給管71は、B液槽7に接続する1本の本管71aと、本管71aから分岐されて各起泡材供給ポンプ2に接続する分岐管71b,71b,…と、により構成されている。   The B liquid supply pipe 71 includes a single main pipe 71a connected to the B liquid tank 7, and branch pipes 71b, 71b,... Branched from the main pipe 71a and connected to the foaming material supply pumps 2. Has been.

本管71aには、B液添加ポンプ72が配設されており、B液槽7のB液を各起泡材供給ポンプ2方向に圧送するように構成されている。
B液添加ポンプ72により圧送されたB液は、各分岐管71bを介して各起泡材供給ポンプ2に均等に供給される。
A B liquid addition pump 72 is disposed in the main pipe 71a, and is configured to pump the B liquid in the B liquid tank 7 in the direction of each foaming material supply pump 2.
The B liquid pumped by the B liquid addition pump 72 is evenly supplied to each foaming material supply pump 2 via each branch pipe 71b.

B液は、清水とBタイプ材(B液の原液)とを混合することにより構成されている。
清水とBタイプ材との混合は、B液ミキサー73により行う。
なお、B液は、清水のみの場合もある。
B liquid is comprised by mixing clean water and B type material (stock solution of B liquid).
Mixing of the fresh water and the B type material is performed by the B liquid mixer 73.
In addition, B liquid may be only fresh water.

B液ミキサー73は、貯水槽74から供給された清水と、Bタイプ材槽75から供給されたBタイプ材と、を撹拌混合する。
本実施形態では、清水として水道水を使用するが、清水は限定されるものではない。なお、符号74aは、貯水槽74の清水をB液ミキサー73に供給する水中ポンプである。水中ポンプ74aは、流量計74bの測定値に応じて制御される。
The B liquid mixer 73 stirs and mixes the fresh water supplied from the water storage tank 74 and the B type material supplied from the B type material tank 75.
In this embodiment, tap water is used as the fresh water, but the fresh water is not limited. Reference numeral 74 a is a submersible pump that supplies fresh water from the water storage tank 74 to the B liquid mixer 73. The submersible pump 74a is controlled according to the measured value of the flow meter 74b.

Bタイプ材は、輸送車76により坑口部からBタイプ材槽75の近傍まで搬送された後、移送ポンプ76aを介してBタイプ材槽75に移送され、貯溜されている。   The B type material is transported from the wellhead to the vicinity of the B type material tank 75 by the transport vehicle 76, and then transferred to the B type material tank 75 via the transfer pump 76a and stored.

Bタイプ材槽75に貯溜されたBタイプ材は、ポンプ75aを介してB液ミキサー73に供給される。このとき、ポンプ75aは、流量計75bの測定値に応じて制御される。   The B type material stored in the B type material tank 75 is supplied to the B liquid mixer 73 via the pump 75a. At this time, the pump 75a is controlled according to the measured value of the flow meter 75b.

なお、本実施形態では、B液槽7、貯水槽74およびBタイプ材槽75を掘削機内やトンネル坑内に配置するが、B液槽7、貯水槽74およびBタイプ材槽75の配置は限定されるものではなく、地上部や立坑内等のトンネル坑外に配置してもよい。   In the present embodiment, the B liquid tank 7, the water tank 74 and the B type material tank 75 are arranged in the excavator or the tunnel mine, but the arrangement of the B liquid tank 7, the water tank 74 and the B type material tank 75 is limited. However, it may be arranged outside the tunnel mine such as the ground part or in the shaft.

コンプレッサー3は、スクイズポンプ4に圧縮空気を供給する。
本実施形態では、コンプレッサー3を掘削機内またはトンネル坑内に配設するが、コンプレッサーの配置は限定されるものではない。
The compressor 3 supplies compressed air to the squeeze pump 4.
In this embodiment, although the compressor 3 is arrange | positioned in an excavator or a tunnel mine, arrangement | positioning of a compressor is not limited.

コンプレッサー3は、図1に示すように、送気管31を介してスクイズポンプ4,4,…に接続されている。
送気管31は、コンプレッサー3に接続する本管31aと、本管31aから分岐されて、各スクイズポンプ4に接続する分岐管31b,31b,…と、により構成されている。
As shown in FIG. 1, the compressor 3 is connected to the squeeze pumps 4, 4,.
The air supply pipe 31 includes a main pipe 31a connected to the compressor 3 and branch pipes 31b, 31b,... Branched from the main pipe 31a and connected to the squeeze pumps 4.

なお、分岐管31bには、それぞれ圧縮空気の流量を調節する電磁弁32と、圧縮空気の圧力を調節するレギュレーター33と、圧縮空気から不純物を除去するエアーフィルター34とが配設されている。   The branch pipe 31b is provided with an electromagnetic valve 32 for adjusting the flow rate of the compressed air, a regulator 33 for adjusting the pressure of the compressed air, and an air filter 34 for removing impurities from the compressed air.

送気管31(分岐管31b)は、図2に示すように、スクイズポンプ4の吸入口に配設された合流管43に接続されている。
合流管43内では、起泡材供給ポンプ2を介して圧送された起泡材とコンプレッサー3を介して圧送された圧縮空気とが混合される。これにより得られた混合体は、スクイズポンプ4に供給される。
As shown in FIG. 2, the air supply pipe 31 (branch pipe 31 b) is connected to a merging pipe 43 disposed at the suction port of the squeeze pump 4.
In the merging pipe 43, the foaming material pumped through the foaming material supply pump 2 and the compressed air pumped through the compressor 3 are mixed. The mixture thus obtained is supplied to the squeeze pump 4.

スクイズポンプ4は、起泡材と圧縮空気の混合体を加圧するとともに、加圧した混合体を発泡筒5に送出する。   The squeeze pump 4 pressurizes the mixture of foaming material and compressed air and sends the pressurized mixture to the foam cylinder 5.

図2に示すように、スクイズポンプ4の吐出口には、発泡筒5に接続する混合体輸送管41が配管されている。
スクイズポンプ4の吐出口と混合体輸送管41との接続部には、圧力計42が設置されている。圧力計42は、スクイズポンプ4から吐出される混合体の圧力を測定する。
As shown in FIG. 2, a mixture transport pipe 41 connected to the foam cylinder 5 is piped at the discharge port of the squeeze pump 4.
A pressure gauge 42 is installed at a connection portion between the discharge port of the squeeze pump 4 and the mixture transport pipe 41. The pressure gauge 42 measures the pressure of the mixture discharged from the squeeze pump 4.

発泡筒5は、スクイズポンプ4を介して圧送された混合体を通過させることで、発泡体を生成する。
図2に示すように、発泡筒5には、流量計51が設置されている。流量計51は、発泡筒5内を通過する混合体の流量を測定する。
The foam cylinder 5 generates a foam by passing the mixture fed through the squeeze pump 4.
As shown in FIG. 2, a flow meter 51 is installed in the foam cylinder 5. The flow meter 51 measures the flow rate of the mixture passing through the foamed cylinder 5.

発泡筒5から排出された発泡体は、注入管52を介して切羽またはチャンバーに注入される。
発泡筒5の吐出口と注入管52との接続部には、流量計53および圧力センサー54が設置されている。流量計53は、切羽またはチャンバーに注入される発泡体の流量を測定し、圧力センサー54は、発泡体の圧力を測定する。
The foam discharged from the foam cylinder 5 is injected into the face or chamber through the injection pipe 52.
A flow meter 53 and a pressure sensor 54 are installed at a connection portion between the discharge port of the foaming cylinder 5 and the injection pipe 52. The flow meter 53 measures the flow rate of the foam injected into the face or chamber, and the pressure sensor 54 measures the pressure of the foam.

図1に示すように、本実施形態では、チャンバー内の土圧の測定が可能となるようにカッターヘッドに圧力センサー8が配設されている。なお、圧力センサー8の設置箇所はチャンバー内の土圧の測定が可能であれば限定されるものではなく、例えばバルクヘッドに設置されていてもよい。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, a pressure sensor 8 is disposed on the cutter head so that the earth pressure in the chamber can be measured. Note that the installation location of the pressure sensor 8 is not limited as long as the earth pressure in the chamber can be measured, and may be installed, for example, in a bulkhead.

発泡体の注入量および注入圧の制御は、圧力センサー8により測定されたチャンバー内の土圧と、流量計53および圧力センサー54により測定された発泡体の注入量および注入圧の測定値とに応じて、スクイズポンプ4等を制御することにより行う。   The foam injection amount and the injection pressure are controlled by the earth pressure in the chamber measured by the pressure sensor 8 and the measurement values of the foam injection amount and injection pressure measured by the flow meter 53 and the pressure sensor 54. Accordingly, the squeeze pump 4 is controlled.

本実施形態では、スクイズポンプ4等の制御を、制御手段9により実行する。
制御手段9は、図3に示すように、操作盤91と、センサー管理盤92と、CPUボックス93と、複数のポンプ管理盤94,94,…と、作液管理盤95と、を備えている。
In the present embodiment, control of the squeeze pump 4 and the like is executed by the control means 9.
As shown in FIG. 3, the control means 9 includes an operation panel 91, a sensor management panel 92, a CPU box 93, a plurality of pump management panels 94, 94,. Yes.

操作盤91は、気泡注入システム1の起動スイッチ、注入系統の選択スイッチ等を備えている。
操作盤91から出力された信号は、CPUボックス93に送信される。
The operation panel 91 includes a start switch for the bubble injection system 1, an injection system selection switch, and the like.
A signal output from the operation panel 91 is transmitted to the CPU box 93.

センサー管理盤92は、圧力センサー8,54や流量計53等の各計測器により測定された各データを、信号化してCPUボックス93に送信する。   The sensor management panel 92 converts each data measured by each measuring instrument such as the pressure sensors 8 and 54 and the flow meter 53 into a signal and transmits it to the CPU box 93.

CPUボックス93は、操作盤91から送信された信号およびセンサー管理盤92を介して入力された各圧力センサー8,54や流量計53等の各計測器のデータに応じて、ポンプ管理盤94や作液管理盤95に信号を出力し、注入圧や注入流量の制御を行う。
つまり、気泡注入システム1は、各計測器により測定されたデータ、掘進速度、掘削断面積等に応じて、CPUボックス93が信号を出力し、スクイズポンプ4の回転数等の制御を行い、発泡体の注入圧や注入流量の制御を行う。
The CPU box 93 responds to the signal transmitted from the operation panel 91 and the data of each measuring instrument such as the pressure sensors 8 and 54 and the flow meter 53 input via the sensor management panel 92. A signal is output to the liquid management board 95 to control the injection pressure and the injection flow rate.
That is, in the bubble injection system 1, the CPU box 93 outputs a signal in accordance with the data measured by each measuring instrument, the excavation speed, the excavation cross-sectional area, etc., and controls the number of revolutions of the squeeze pump 4 and the like. The body pressure and flow rate are controlled.

ポンプ管理盤94は、CPUボックス93から送信された制御信号に応じてスクイズポンプ4等を制御する。本実施形態では、1台のスクイズポンプ4の台数と同数のポンプ管理盤94を配設している。   The pump management panel 94 controls the squeeze pump 4 and the like according to the control signal transmitted from the CPU box 93. In this embodiment, the same number of pump management panels 94 as the number of squeeze pumps 4 are provided.

ポンプ管理盤94は、スクイズポンプ4内のロータの回転速度を制御して発泡筒5に供給する混合体の流量を制御する。
また、ポンプ管理盤94は、起泡材供給ポンプ2による起泡材の流量も制御することで、コンプレッサー3により供給される圧縮空気に対する起泡材の供給量を制御する。
The pump management panel 94 controls the flow rate of the mixture supplied to the foaming cylinder 5 by controlling the rotational speed of the rotor in the squeeze pump 4.
The pump management panel 94 also controls the amount of foaming material supplied to the compressed air supplied by the compressor 3 by controlling the flow rate of the foaming material by the foaming material supply pump 2.

作液管理盤94は、A液とB液の配合等の管理を、CPUボックス93から送信された信号に応じて、A液とB液の配合管理を行う。作液管理盤94は、A液添加ポンプ62,B液添加ポンプ72,B液ミキサー73,水中ポンプ74a,ポンプ75a等の制御を行い、混合体の配合の管理を行う。
なお、コンプレッサー3は、定圧供給であるため、直接量制御は行わない。
The liquid production management board 94 manages the mixing of the A liquid and the B liquid and the like according to the signal transmitted from the CPU box 93. The liquid production management board 94 controls the A liquid addition pump 62, the B liquid addition pump 72, the B liquid mixer 73, the submersible pump 74a, the pump 75a, and the like, and manages the blending of the mixture.
In addition, since the compressor 3 is a constant pressure supply, direct quantity control is not performed.

発泡体の注入流量は、掘削土量に対する掘削土量に対する割合により設定する。
掘削機の掘削外径と掘進速度とにより、1分間当たりの掘削土量を算出し、それに注入率を乗算することにより、1分間当たりの発泡体の注入量を算出する。
The injection flow rate of the foam is set by the ratio of the excavated soil amount to the excavated soil amount.
The amount of excavated soil per minute is calculated based on the outer diameter of the excavator and the excavation speed, and the amount of foam injected per minute is calculated by multiplying the amount by the injection rate.

以下、計算例を示す。以下に計算例での条件を示す。なお、計算例において、0.1MPaを加算しているが、これは、大気圧の0.1MPaを意味している。地表では、大気圧0.1MPaが作用しているため、圧力計において0が表示されていても、0.1MPaが作用している。
掘削外径:12.53m
掘削土量に対する注入率:40%
チャンバー土圧:0.4MPa
掘進速度:50mm/min=0.050m/min
発泡倍率:8倍
気泡希釈比:100倍
注入系統:8
A calculation example is shown below. The conditions in the calculation example are shown below. In addition, although 0.1 MPa is added in the calculation example, this means 0.1 MPa of atmospheric pressure. Since the atmospheric pressure is 0.1 MPa on the ground surface, even if 0 is displayed on the pressure gauge, 0.1 MPa is acting.
Excavation outer diameter: 12.53m
Injection rate for excavated soil volume: 40%
Chamber earth pressure: 0.4 MPa
Drilling speed: 50 mm / min = 0.050 m / min
Foaming ratio: 8 times Bubble dilution ratio: 100 times Injection system: 8

・発泡体注入量Qの演算
Q=12.53×12.53×π/4×0.05×0.4×1000
=2464.9L/min
・1注入系統当たりの注入量Qa
Qa=2464.9÷8=308.1L/min
Calculation of foam injection amount Q: Q = 12.53 × 12.53 × π / 4 × 0.05 × 0.4 × 1000
= 2464.9L / min
・ Injection quantity Qa per injection system
Qa = 2464.9 ÷ 8 = 308.1 L / min

・起泡材供給ポンプ2の流量QLiq
Liq=308.1÷8=38.5L/min
・A液添加ポンプ62の流量QLiqA
LiqA=38.5÷100=0.385L/min
・ Flow rate Q Liq of foaming material supply pump 2
Q Liq = 308.1 ÷ 8 = 38.5 L / min
-Flow rate Q LiqA of the liquid A addition pump 62
Q LiqA = 38.5 ÷ 100 = 0.385L / min

・1方向あたりのエアーの注入量Qair
air=(308.1−38.5)×(0.4+0.1)×10=1348L/min
・ Injection amount of air per direction Q air
Q air = (308.1-38.5) × (0.4 + 0.1) × 10 = 1348 L / min

・エアーの注入量を、0.6MPaにてポンプサクションに供給したときに、スクイズポンプの負担するエアー分の流量Qairs
airs=1348÷[(0.6+0.1)×10]=192.6L/min
・ Air flow rate Q airs borne by the squeeze pump when the air injection amount is supplied to the pump suction at 0.6 MPa.
Q airs = 1348 ÷ [(0.6 + 0.1) × 10] = 192.6 L / min

・スクイズポンプの吐出量Qs
Qs=QLiq+Qairs=38.5+192.6=231.1L/min
・ Discharge amount Qs of squeeze pump
Qs = Q Liq + Q airs = 38.5 + 192.6 = 231.1 L / min

発泡筒5の圧力(圧力センサー54の表示)が0.7MPaであれば、エアー量表示に変化が生じるため、発泡体の流量(流量計53の表示)は以下のようになる。
1348÷[(0.7+0.1)×10]+38.5=207L/min
If the pressure of the foamed cylinder 5 (indication of the pressure sensor 54) is 0.7 MPa, the air amount display changes, so the flow rate of the foam (indication of the flow meter 53) is as follows.
1348 ÷ [(0.7 + 0.1) × 10] + 38.5 = 207 L / min

なお、コンプレッサー3のエアー分の流量と圧力は、1348×8=10784L/min、0.6MPaにより一定供給する。   The air flow rate and pressure of the compressor 3 are constantly supplied at 1348 × 8 = 10784 L / min, 0.6 MPa.

チャンバー内の土圧を計測し、この圧力に対応する発泡体の流量を算出することで、起泡材供給ポンプ2の速度制御や発泡倍率等を考慮した上で、土圧に応じたスクイズポンプ4の流量の制御を行うことができる。   By measuring the earth pressure in the chamber and calculating the flow rate of the foam corresponding to this pressure, the squeeze pump corresponding to the earth pressure is taken into account in consideration of the speed control of the foaming material supply pump 2 and the expansion ratio. The flow rate of 4 can be controlled.

本実施形態の気泡システム1によれば、スクイズポンプ4を介して発泡体を注入するため、コンプレッサー3の能力に関わらず2MPa程度の注入圧力を確保することができる。そのため、高水圧条件下の地山の掘削に対しても、発泡体の注入をすることが可能である。   According to the bubble system 1 of the present embodiment, since the foam is injected through the squeeze pump 4, an injection pressure of about 2 MPa can be ensured regardless of the ability of the compressor 3. Therefore, it is possible to inject the foam even for excavation of natural ground under high water pressure conditions.

スクイズポンプ4による注入により、注入速度を一定に保つことが可能となる。そのため、定量で注入することができ、低土被りでの施工においても安定して注入することができる。   By the injection by the squeeze pump 4, the injection speed can be kept constant. Therefore, it can inject | pour by fixed quantity and can inject | pour stably also in construction with a low earth covering.

ポンプ(スクイズポンプ4)から発泡筒5までの配管が1系統でまかなえるため、注入量や注入圧力の管理が容易である。   Since the piping from the pump (squeeze pump 4) to the foam cylinder 5 can be provided by a single system, the injection volume and injection pressure can be easily managed.

土圧に応じて自動的に気泡注入システム1を制御して発泡体の注入流量および注入圧が制御されるため、作業性に優れている。   Since the bubble injection system 1 is automatically controlled according to the earth pressure to control the injection flow rate and the injection pressure of the foam, the workability is excellent.

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the above-described constituent elements can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

例えば、起泡注入システムで使用するスクイズポンプの台数は限定されるものではなく、掘削断面形状に応じて適宜設定すればよい。
また、スクイズポンプの台数と注入口の数との関係は適宜設定すればよく、例えば、1台のスクイズポンプを利用して2箇所の注入口から注入してもよい。
For example, the number of squeeze pumps used in the foam injection system is not limited, and may be set as appropriate according to the excavation cross-sectional shape.
The relationship between the number of squeeze pumps and the number of injection ports may be set as appropriate. For example, the injection may be performed from two injection ports using one squeeze pump.

また、A液およびBタイプ材の輸送方法は、前記実施形態で示した方法に限定されるものではなく、例えば輸送管により圧送するなど、適宜行えばよい。   Moreover, the transportation method of A liquid and B type material is not limited to the method shown by the said embodiment, What is necessary is just to perform suitably, for example, pumping with a transport pipe.

また、前記実施形態では、B液を現地にてBタイプ材と清水とを混合することにより生成したが、予め混合されたB液を搬入してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although B liquid was produced | generated by mixing B type material and fresh water on-site, you may carry in B liquid mixed beforehand.

コンプレッサーや各ポンプ等の吐出能力は限定されるものではない。
発泡筒を介して発泡体を生成したが、発泡体の生成方法は限定されるものではない。
The discharge capacity of the compressor and each pump is not limited.
Although the foam was produced | generated via the foam cylinder, the production | generation method of a foam is not limited.

1 気泡注入システム
2 起泡材供給ポンプ
3 コンプレッサー
4 スクイズポンプ
5 発泡筒
54 圧力センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bubble injection system 2 Foaming material supply pump 3 Compressor 4 Squeeze pump 5 Foam cylinder 54 Pressure sensor

Claims (2)

切羽あるいはチャンバー内に発泡体を注入する気泡注入システムであって、
起泡材供給ポンプと、コンプレッサーと、スクイズポンプと、発泡筒と、を備え、
前記スクイズポンプは、前記起泡材供給ポンプを介して圧送された起泡材と前記コンプレッサーを介して圧送された圧縮空気とを混合した混合体を加圧するとともに、加圧した前記混合体を前記発泡筒に送出することを特徴とする、気泡注入システム。
A bubble injection system for injecting foam into a face or chamber,
A foaming material supply pump, a compressor, a squeeze pump, and a foam cylinder,
The squeeze pump pressurizes a mixture obtained by mixing the foaming material pumped through the foaming material supply pump and the compressed air pumped through the compressor, and pressurizes the pressurized mixture. A bubble injection system characterized by being delivered to a foam cylinder.
前記発泡筒の吐出口近傍に圧力センサーを備えており、
前記チャンバー内の土圧と前記圧力センサーにより測定された圧力値とに応じて前記スクイズポンプを制御することを特徴とする、請求項1に記載の気泡注入システム。
A pressure sensor is provided near the discharge port of the foam cylinder,
The bubble injection system according to claim 1, wherein the squeeze pump is controlled in accordance with an earth pressure in the chamber and a pressure value measured by the pressure sensor.
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