JP5537038B2 - Additives and mud pressure shield method and mud pressure propulsion method using this additive - Google Patents

Additives and mud pressure shield method and mud pressure propulsion method using this additive Download PDF

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本発明は、泥土圧式シールド工法や泥土圧式推進工法において生じる掘削土に添加する添加剤と、この添加剤を掘削土に添加することを含む泥土圧式シールド工法および泥土圧式推進工法に関するものである。   The present invention relates to an additive added to excavated soil generated in a mud pressure shield method or a mud pressure propulsion method, and a mud pressure shield method and a mud pressure propulsion method including adding this additive to excavated soil.

シールド掘削機のチャンバー内で掘削土に加泥剤と呼ばれる掘進用添加剤を注入して塑性流動性や止水性を備えた泥土とし、この泥土をチャンバー内に充満させ、シールドジャッキにて泥土に泥土圧を発生させることで土水圧に対抗させて切羽の安定を図る、泥土圧式シールド工法はよく知られるところである。なお、同様に泥土圧式の掘削機を使用して先行掘進させ、その後方から推進管を地盤内に推進させる泥土圧式推進工法も一般に使用されている。   In the chamber of the shield excavator, an excavating additive called mud additive is injected into the excavated soil to form a mud with plastic fluidity and water-stopping properties, and the mud is filled into the chamber, and then mud with a shield jack. The mud pressure shield method is well known to stabilize the face by generating mud pressure to counteract soil water pressure. Similarly, a mud pressure type propulsion method is also generally used in which a forward excavation is performed using a mud pressure type excavator and a propulsion pipe is pushed into the ground from the rear.

泥土圧式シールド工法の開発当初は、作泥土材といわれるベントナイトや粘土からなる微細土粒子をチャンバー内の掘削土に添加する方法が用いられていたが、掘削残土が泥状となってしまい、産業廃棄物として処理せざるを得ない状況となり、その運搬処理の問題や、加泥のための設備も大規模になるといった問題が生じていた。さらには、掘削土に作泥土材を添加することにより、坑外に搬出される残土量が増加するという問題があった。
上記のような課題を持つ作泥土材に対し、近年は高分子系の薬剤を主原料とする添加剤が開発され使用されるようになってきたが、この高分子系薬剤は、ベントナイトや粘土等に比して材料単価が高価となり、添加剤の使用量が増加する場合にはこれが施工コスト増に直結するという大きな課題が生じている。
At the beginning of the development of the mud pressure shield method, a method of adding fine soil particles made of bentonite or clay, which are said to be mud material, to the excavated soil in the chamber was used. As a result, it had to be treated as waste, and there was a problem of transportation and a large scale of equipment for mud. Furthermore, there was a problem that the amount of residual soil carried out of the mine increased by adding mud material to the excavated soil.
In recent years, additives based mainly on high-molecular-weight chemicals have been developed and used for mud materials that have the above-mentioned problems. Compared to the above, the material unit price is expensive, and when the usage amount of the additive is increased, there is a big problem that this directly leads to an increase in construction cost.

また、高分子系薬剤を使用する場合でも、添加剤の水溶液として掘削土に添加されるため、泥土の状態となった時点で元の地山(掘削土)よりも容積が増加し、坑外へ搬出される残土量が増加することは作泥土材の場合と同様である。   In addition, even when using a high-molecular-weight chemical, it is added to the excavated soil as an aqueous solution of the additive, so when it becomes mud, the volume increases from the original ground (excavated soil), and the outside of the mine The increase in the amount of residual soil that is carried out is similar to that of mud material.

したがって、泥土圧式シールド工法や推進工法に際し、掘削土に添加される高分子系薬剤からなる添加剤の使用量を可及的に抑制できることが当該分野での大きな課題の一つとなっている。   Therefore, in the mud pressure shield method and the propulsion method, one of the major problems in the field is to be able to suppress the amount of the additive composed of the polymer chemical added to the excavated soil as much as possible.

ところで、従来の高分子系薬剤に関する技術の開発とその開示は多数存在しており、たとえば、以下で示す特許文献1〜8を挙げることができる。   By the way, there are many developments and disclosures of techniques related to conventional polymer drugs, and examples thereof include Patent Documents 1 to 8 shown below.

特許文献1に開示の添加剤は、分子量が100万以上でアニオン化率が5〜50モル%である、アクリル系有機高分子凝集材の分散液を使用して、スランプ値が2〜25cmの泥土を生成するものである。   The additive disclosed in Patent Document 1 uses a dispersion of an acrylic organic polymer aggregate having a molecular weight of 1 million or more and an anionization rate of 5 to 50 mol%, and has a slump value of 2 to 25 cm. It generates mud.

特許文献2,3に開示の添加剤は、カルボキシメチルセルロース、もしくはその塩とベントナイトからなる添加剤である。   The additive disclosed in Patent Documents 2 and 3 is an additive composed of carboxymethylcellulose or a salt thereof and bentonite.

特許文献4に開示の添加剤は、1%溶液の粘度が8000〜9500cpsのカルボキシメチルセルロースもしくは1%溶液の粘度が3500〜5000cpsのヒドロキシエチルセルロースと、高吸水性樹脂と、水からなり、カルボキシメチルセルロース等と高吸水性樹脂の重量比が60/40〜90/10に調整された添加剤である。   The additive disclosed in Patent Document 4 is composed of carboxymethyl cellulose having a 1% solution viscosity of 8000-9500 cps or hydroxyethyl cellulose having a 1% solution viscosity of 3500-5000 cps, a superabsorbent resin, water, carboxymethyl cellulose, etc. And an additive in which the weight ratio of the superabsorbent resin is adjusted to 60/40 to 90/10.

特許文献5に開示の添加剤は、セルロースエーテルおよびポリアクリルアミド(水溶性高分子)と、アルカリ土類金属塩と、ゼオライトからなる添加剤である。   The additive disclosed in Patent Document 5 is an additive composed of cellulose ether and polyacrylamide (water-soluble polymer), an alkaline earth metal salt, and zeolite.

特許文献6に開示の添加剤は、1%水溶液粘度が4000〜12000cpsのカルボキシメチルセルロースナトリウムと、苛性ソーダ存在下の加水分解により、一部ポリアクリル酸ソーダに変性したポリアクリルアミドの混合物からなる添加剤である。   The additive disclosed in Patent Document 6 is an additive composed of a mixture of sodium carboxymethylcellulose having a 1% aqueous solution viscosity of 4000 to 12000 cps and polyacrylamide partially modified to sodium polyacrylate by hydrolysis in the presence of caustic soda. is there.

特許文献7に開示の添加剤は、ポリアクリルアマイドと、ノニオン系セルロースと、珪酸ソーダとを主要組成物とする添加剤である。   The additive disclosed in Patent Document 7 is an additive mainly composed of polyacrylamide, nonionic cellulose, and sodium silicate.

特許文献8に開示の添加剤は、ベントナイト、ノニオン性界面活性剤、多価アニオン性水溶性高分子(ポリカルボン酸)からなる添加剤である。   The additive disclosed in Patent Document 8 is an additive composed of bentonite, a nonionic surfactant, and a polyvalent anionic water-soluble polymer (polycarboxylic acid).

特許第3044954号公報Japanese Patent No. 3044954 特許第3502269号公報Japanese Patent No. 3502269 特開2004−2889号公報JP 2004-2889 A 特許第3602866号公報Japanese Patent No. 3602866 特開2006−182962号公報JP 2006-182962 A 特開平10−219238号公報JP-A-10-219238 特開2006−104810号公報JP 2006-104810 A 特開平10−169365号公報JP-A-10-169365

シールド工法技術協会の泥土加圧シールド工法技術資料によると、掘削土砂を掘削機の攪拌翼で練り混ぜるだけで良好な泥土に変換するのは、地山中に微細粒子を30% 程度含有し、かつ、「粒度の良い」土であるとされている。   According to the Shield Construction Method Technology Association's mud pressurization shield construction technical data, the excavated soil is converted into good mud simply by kneading with the agitator blades of the excavator. It is said to be “fine grained” soil.

例えば、粘土・シルト分(0.074mm以下の土質粒度)が30%以上含まれる性状の地山(地盤)を泥土圧シールド工法で掘削する場合、泥土加圧シールド工法技術資料の濃度及び注入率の算定式を用いて算定すれば、濃度0%、すなわち加泥材を用いず、加水注入率15%程度で、掘削土を良質な泥土(塑性流動性を有した泥土)に改質することが可能となる。   For example, when excavating a natural ground (ground) containing 30% or more of clay and silt (soil particle size of 0.074 mm or less) with the mud pressure shield method, the concentration and injection rate of the mud pressure shield method technical data If the calculation formula is used, the excavated soil should be improved to a high quality mud (a mud with plastic fluidity) at a concentration of 0%, that is, without using a mud material, and with a water injection rate of about 15%. Is possible.

これに対し、粘土・シルト分の少ない礫質土や砂質土の地山(地盤)では、掘削土に流動性を与えるために必要な粘土・シルト分を補う必要があり、粒径加積曲線と泥土境界線とを対比し、0.075mm、0.25mm、2.0mm に対応する粒径の不足分を、ベントナイトや粘土から成る作泥土材の微細粒子分で補うとされている。   On the other hand, in gravel soil or sandy soil (ground) with a small amount of clay and silt, it is necessary to supplement the clay and silt necessary to provide fluidity to the excavated soil. The curve and the mud boundary line are contrasted, and the shortage of the particle size corresponding to 0.075 mm, 0.25 mm, and 2.0 mm is supplemented by the fine particles of mud material made of bentonite or clay.

近年は、この作泥土材に代わって、高い粘度の高分子添加剤水溶液を注入し、この水溶液の持つ粘度、粘性を利用して掘削土に塑性流動性を与える技術が用いられている。   In recent years, a technique of injecting a high-viscosity polymer additive aqueous solution instead of the mud clay material and giving plastic fluidity to excavated soil using the viscosity and viscosity of the aqueous solution has been used.

泥土圧式シールド工法等で使用されるこれら高分子系添加剤は、対象地山(地盤)の性状(砂質土、礫質土、湧水が多い地山、粘性や粘着性が高い地山など)に応じて使い分けがなされている。たとえばセルロース系の添加剤は砂質地盤に、ポリアクリルアミド系の添加剤は礫質地盤に、吸水性樹脂系の添加剤は湧水の多い地盤に、界面活性剤系もしくは分散剤系の添加剤は粘性、粘着性の高い地盤などに多く使用されている。   These polymer additives used in the mud pressure type shield construction method are the properties of the target ground (ground) (sandy soil, gravelly soil, ground with a lot of spring water, ground with high viscosity and stickiness, etc.) ) Is used properly according to. For example, cellulose-based additives are used for sandy ground, polyacrylamide-based additives are used for gravelly ground, water-absorbent resin-based additives are used for spring water, surfactant-based or dispersant-based additives. Is often used for highly viscous and sticky ground.

しかし、実際には、掘削機の掘進に応じて地山の構成が急変することが往々にしてあることから、地盤性状に応じて薬剤を使い分ける方法では、地山構成急変後の薬剤効果の低減は必至であり、これに起因して、所望の薬剤効果を得るために大量の添加剤を使用せざるを得なくなってしまう。   However, in practice, the composition of the natural ground often changes abruptly according to the excavation of the excavator, so the method of using different drugs depending on the ground properties reduces the drug effect after the sudden change in the natural composition. Is inevitable, and as a result, a large amount of additives must be used to obtain a desired drug effect.

また、高分子添加剤を地山の変化に応じて交換する場合、添加剤同士の相性によっては、添加剤の貯槽、添加剤水溶液圧送用ポンプ、注入管などの洗浄,交換作業が必要となることから、それに係る作業日数のロスや施工手間によるコスト増といった問題が生じ得る。   When exchanging polymer additives according to changes in the ground, depending on the compatibility of the additives, cleaning and replacement work of the additive storage tank, additive aqueous solution pump, injection pipe, etc. may be required. Therefore, problems such as loss of working days and cost increase due to construction work may occur.

なお、上記する特許文献1〜8に開示の添加剤はいずれも、砂質地盤、礫質地盤、粘性地盤のすべての地盤に対応するものとして開発されておらず、それを担保するための実験結果の開示は当然に存在していない。また、ベントナイトをその構成成分とするものは、上記する課題、すなわち、掘削残土が泥状となり、産業廃棄物としての処理を要することとなる。   In addition, none of the additives disclosed in Patent Documents 1 to 8 described above have been developed as corresponding to all the grounds of sandy ground, gravelly ground, and viscous ground, and an experiment to secure it. There is of course no disclosure of results. Moreover, the thing which uses bentonite as the component becomes the above-mentioned subject, ie, excavation residual soil becomes muddy, and the process as industrial waste will be needed.

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、泥土圧式のシールド工法もしくは推進工法において発生する掘削土に添加される添加剤に関し、粘土・シルト分の含有量が砂、礫の含有量に比べて少ない砂質地盤および礫質地盤(掘削土)に対して十分な塑性流動性を付与することができ、しかも従来の添加剤に比して掘削土に対する添加量を大幅に低減することのできる添加剤と、これを使用することによって施工コストが大幅に低減される泥土圧式シールド工法および泥土圧式推進工法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems described above, and relates to an additive added to excavated soil generated in a mud pressure shield method or propulsion method, and the content of clay and silt is the content of sand and gravel. Can provide sufficient plastic fluidity to sandy and gravelly ground (excavated soil) compared to, and greatly reduce the amount of additive to excavated soil compared to conventional additives It is an object to provide a mud pressure shield method and a mud pressure propulsion method that can significantly reduce the construction cost by using the additive.

前記目的を達成すべく、本発明による添加剤は、泥土圧式のシールド工法もしくは推進工法において発生する掘削土に添加される添加剤であって、セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなるものである。   In order to achieve the above object, the additive according to the present invention is an additive added to excavated soil generated in a mud pressure type shield method or propulsion method, comprising 10% by weight or more of a cellulosic agent, a surfactant or The composition is composed of 10% by weight or more of the dispersant and 100% by weight of the polyacrylamide type drug, and the weight% obtained by subtracting the sum of the weight% of the cellulosic drug and the weight% of the surfactant or the dispersant.

セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる添加剤を使用して水溶液作液時の該添加剤使用量を調整することにより、少なくとも砂質土用、礫質土用として現在市販されている添加剤と同程度の塑性流動性を砂質土、礫質土の双方に付与できるとの知見が得られている。   Subtract 10% by weight of cellulosic agent, 10% by weight or more of surfactant or dispersant, and 100% by weight of polyacrylamide agent to reduce the sum of weight percent of cellulosic agent and weight percent of surfactant or dispersant. By adjusting the amount of additive used at the time of aqueous solution preparation by using an additive consisting of a mixture of 5% by weight, at least the same as the additive currently marketed for sandy soil and gravelly soil It has been found that a degree of plastic fluidity can be imparted to both sandy and gravelly soils.

さらに、添加剤の使用量に関し、上記する砂質土用、礫質土用として現在市販されている添加剤の使用量に対してそれぞれ30%、55%程度の使用量低減効果が奏されるとの知見も得られている。   Furthermore, with regard to the amount of additive used, there is an effect of reducing the amount of use by about 30% and 55%, respectively, with respect to the amount of additive currently marketed for sandy and gravel soils. There is also knowledge that.

ここで、本明細書におけるポリアクリルアミド系薬剤は、ポリマー中に酸アミド基を含むものであり、その主成分がポリアクリルアミドもしくはポリアクリルアミド系のものを包含するものであり、そのイオン性が、ノニオン性、弱、中、強アニオン性のものを包含するものである。   Here, the polyacrylamide type drug in this specification includes an acid amide group in the polymer, and the main component thereof includes polyacrylamide or polyacrylamide type, and its ionicity is nonionic. It includes those having sex, weak, medium and strong anionic properties.

また、本明細書におけるセルロース系薬剤は、セルロースやセルロースを骨格とするセルロース系高分子(セルロースアセテート、セルロースアセテートフタレート(CAP)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート(HPMCP)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート(HPMCAS)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)、カルボキシエチルセルロース(CEC)、カルボキシメチルエチルセルロース(CMEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC))やその塩などを包含するものである。   In addition, the cellulose-based drug in the present specification includes cellulose and cellulose-based cellulose polymers (cellulose acetate, cellulose acetate phthalate (CAP), hydroxypropylmethylcellulose phthalate (HPMCP), hydroxypropylmethylcellulose acetate succinate (HPMCAS)). , Hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl cellulose (MC), ethyl cellulose (EC), carboxyethyl cellulose (CEC), carboxymethyl ethyl cellulose (CMEC), carboxymethyl cellulose (CMC)) and salts thereof.

さらに、本明細書における界面活性剤もしくは分散剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤のいずれであってもよい。   Furthermore, the surfactant or dispersant in the present specification may be either an anionic surfactant or a cationic surfactant.

セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる添加剤をたとえば水等の溶媒中に溶かし、これを泥土圧式シールド工法等で生じる掘削土に添加することにより、この掘削土が、砂質土、礫質土、粘性土のいずれであっても、掘削土に良好な塑性流動性、止水性もしくは難透水性を付与することが可能となる。さらには、これらの性質を掘削土に付与するに際し、添加剤の添加量は従来の添加剤に比して格段に少量でよいことから、施工コストを節減でき、これに起因して、坑外へ搬出される残土量の低減を図ることもできる。この残土が産業廃棄物としての処理を不要とすることは勿論のことである。   Subtract 10% by weight of cellulosic agent, 10% by weight or more of surfactant or dispersant, and 100% by weight of polyacrylamide agent to reduce the sum of weight percent of cellulosic agent and weight percent of surfactant or dispersant. For example, this excavated soil is made up of sandy soil, gravelly soil, and so on by dissolving it in a solvent such as water and adding it to the excavated soil produced by the mud pressure shield method. In any of the clay soils, it becomes possible to impart good plastic fluidity, water stoppage or poor water permeability to the excavated soil. Furthermore, when imparting these properties to excavated soil, the amount of additive added can be much smaller than conventional additives, which can reduce construction costs, and as a result, It is also possible to reduce the amount of residual soil that is transported to the sea. Of course, this residual soil does not require treatment as industrial waste.

また、本発明による添加剤の好ましい実施の形態は、泥土圧式のシールド工法もしくは推進工法において発生する掘削土に添加される添加剤であって、セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる中間添加剤と、吸水性樹脂と、からなり、前記吸水性樹脂が20重量%以上、前記中間添加剤が100重量%から吸水性樹脂の重量%を減じた重量%、の配合からなるものである。   In addition, a preferred embodiment of the additive according to the present invention is an additive added to excavated soil generated in a mud pressure shield method or propulsion method, the cellulosic agent being 10% by weight or more, a surfactant or An intermediate additive comprising 10% by weight or more of the dispersant, 100% by weight of the polyacrylamide drug, and a weight% obtained by subtracting the sum of the weight% of the cellulose drug and the weight% of the surfactant or the dispersant; The water-absorbing resin is 20% by weight or more, and the intermediate additive is 100% by weight minus the weight% of the water-absorbing resin.

礫質土や砂質土などの透水係数の高い地盤では、地下水の影響によって添加剤の希釈が生じ、その効果が低減する可能性がある。本発明者等によれば、セルロース系薬剤、界面活性剤もしくは分散剤、ポリアクリルアミド系薬剤、からなる中間添加剤と、吸水性樹脂を混合してなる添加剤を生成することにより、このように透水係数の高い地盤においても、該添加剤の使用量と泥土の発生量を可及的に低減できる、との知見が得られている。
ここで、上記する吸水性樹脂としては、でんぷん−アクリル酸グラフト系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル−アクリル酸塩系、イソブチレン−マレイン酸系、ポリNビニルアセトアミド系などの高吸水性樹脂を挙げることができる。
In ground with high permeability such as gravel and sandy soils, the effect of groundwater may cause dilution of the additive, which may reduce the effect. According to the present inventors, by producing an additive formed by mixing an intermediate additive composed of a cellulosic agent, a surfactant or a dispersant, a polyacrylamide agent, and a water-absorbing resin in this way. The knowledge that the usage-amount of this additive and the generation amount of mud can be reduced as much as possible also in the ground with a high hydraulic conductivity is obtained.
Here, as the above-mentioned water-absorbing resin, starch-acrylic acid graft system, polyacrylate system, polyvinyl alcohol system, vinyl acetate-acrylate system, isobutylene-maleic acid system, poly N vinylacetamide system, etc. A water-absorbing resin can be mentioned.

また、本発明による泥土圧式シールド工法もしくは泥土圧式推進工法は、セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる添加剤を掘削機前方の切羽もしくは掘削機のチャンバー内で掘削土に添加するものである。   Also, the mud pressure shield method or mud pressure propulsion method according to the present invention is a cellulosic agent comprising 10% by weight or more of a cellulosic agent, 10% by weight or more of a surfactant or dispersant, and 100% by weight of a polyacrylamide agent. An additive consisting of a weight percent and a weight percent obtained by subtracting the sum of the weight percent of the surfactant or dispersant is added to the excavated soil in the face in front of the excavator or in the chamber of the excavator.

さらに、本発明による泥土圧式シールド工法もしくは泥土圧式推進工法は、セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる中間添加剤と、吸水性樹脂と、からなり、前記吸水性樹脂が20重量%以上、前記中間添加剤が100重量%から吸水性樹脂の重量%を減じた重量%、の配合からなる、添加剤を、掘削機前方の切羽もしくは掘削機のチャンバー内で掘削土に添加するものである。   Furthermore, the mud pressure shield method or the mud pressure propulsion method according to the present invention comprises a cellulosic drug from 10% by weight or more of a cellulosic drug, 10% by weight or more of a surfactant or dispersant, and 100% by weight of a polyacrylamide drug. An intermediate additive comprising a combination of a weight percent and a weight percent obtained by subtracting the sum of the surfactant or dispersant weight percent, and a water-absorbent resin. The additive is composed of 100% by weight, and the weight percent obtained by subtracting the weight percent of the water-absorbent resin, and the additive is added to the excavated soil in the face of the excavator or in the chamber of the excavator.

掘削機のカッターヘッドにて掘削された掘削土をその後方のチャンバー内に取り込み、チャンバー内の掘削土に上記する添加剤を添加して機械的に混練りして改良土を仕上げ、これを切羽と掘削機の隔壁間に充満させ、掘削機の推進力やスクリューコンベアの排土量の調整によって加圧し、加圧された改良土を切羽の全面に作用させてその安定を図りながら施工をおこなうものである。シールド工法の場合には、シールド掘削機内のエレクタにてセグメントが周方向に組みつけられて地盤内に順次敷設され、これが繰り返されて所定の線形および延長のトンネルが施工されるし、推進工法の場合には、先行する掘削機の後方で、たとえば立坑内の押出しジャッキによって推進管が地盤内に順次押出されながらトンネルが施工される。   Take the excavated soil excavated by the cutter head of the excavator into the chamber behind it, add the above additives to the excavated soil in the chamber and mechanically knead to finish the improved soil, The space between the excavator and the excavator is filled and pressurized by adjusting the propulsion force of the excavator and the amount of soil discharged from the screw conveyor, and the improved soil is applied to the entire face of the face to ensure its stability. Is. In the case of the shield method, segments are assembled in the circumferential direction by the erector in the shield excavator and are laid sequentially in the ground, and this is repeated to construct a predetermined linear and extended tunnel. In some cases, the tunnel is constructed behind the preceding excavator while the propulsion pipe is sequentially pushed into the ground by, for example, an extrusion jack in the shaft.

上記する本発明の添加剤を使用することにより、施工の途中で地山構成が急変した場合、たとえば、砂質土から礫質土への急変、礫質土から砂質土への急変などの場合でも、添加剤の仕様を変更することなく、同種の上記添加剤にて掘削土に良好な塑性流動性とこれに起因する止水性(もしくは難透水性)を付与することができ、円滑な排土処理を実現することができる。   By using the additive of the present invention described above, when the natural ground composition suddenly changes during the construction, for example, sudden change from sandy soil to gravelly soil, sudden change from gravelly soil to sandy soil, etc. Even in this case, it is possible to give the excavated soil good plastic fluidity and water stoppage (or poor water permeability) due to the same additive without changing the specification of the additive. The soil removal process can be realized.

しかも、従来の添加剤に比して格段に少量にて上記する添加剤の効果を奏することができるため、工費の大幅な削減を見込むことができる。   And since the effect of the additive mentioned above can be show | played in a remarkably small quantity compared with the conventional additive, the significant reduction of a construction cost can be anticipated.

以上の説明から理解できるように、本発明による添加剤によれば、可及的に少量の添加剤で、粘土(シルト分を含む)の含有量が、砂、礫の含有量に比べて少ない砂質土、礫質土地盤の掘削土に対して良好な塑性流動性と止水性(もしくは難透水性)を付与することができ、排出残土量の低減を図ることができ、泥土圧式のシールド工法もしくは推進工法における工費の大幅な低減を図ることができる。   As can be understood from the above description, according to the additive according to the present invention, the content of clay (including silt content) is small compared to the content of sand and gravel with as little additive as possible. Good plastic fluidity and water-stopping (or poor water permeability) can be imparted to excavated soils in sandy and gravelly ground, reducing the amount of discharged residual soil, and mud pressure shield The construction cost in the construction method or propulsion method can be greatly reduced.

本発明の泥土圧式シールド工法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the mud pressure type shield method of the present invention. 礫質土に本発明の添加剤の一実施の形態を添加した室内試験の結果を示す写真であり、(a)は添加剤水溶液を、(b)はスランプ計測結果を、(c)はテーブルフロー計測結果をそれぞれ示した図である。It is a photograph which shows the result of the laboratory test which added one embodiment of the additive of this invention to gravel soil, (a) is additive aqueous solution, (b) is a slump measurement result, (c) is a table. It is the figure which showed each flow measurement result. 礫質土に従来の添加剤を添加した室内試験の結果を示す写真であり、(a)は添加剤水溶液を、(b)はスランプ計測結果を、(c)はテーブルフロー計測結果をそれぞれ示した図である。It is the photograph which shows the result of the laboratory test which added the conventional additive to gravel soil, (a) shows the additive aqueous solution, (b) shows the slump measurement result, (c) shows the table flow measurement result, respectively. It is a figure. 砂質土に本発明の添加剤の一実施の形態を添加した室内試験の結果を示す写真であり、(a)は添加剤水溶液を、(b)はスランプ計測結果を、(c)はテーブルフロー計測結果をそれぞれ示した図である。It is a photograph which shows the result of the laboratory test which added one embodiment of the additive of this invention to sandy soil, (a) is additive aqueous solution, (b) is slump measurement result, (c) is a table. It is the figure which showed each flow measurement result. 砂質土に従来の添加剤を添加した室内試験の結果を示す写真であり、(a)は添加剤水溶液を、(b)はスランプ計測結果を、(c)はテーブルフロー計測結果をそれぞれ示した図である。It is the photograph which shows the result of the laboratory test which added the conventional additive to sandy soil, (a) shows the additive aqueous solution, (b) shows the slump measurement result, (c) shows the table flow measurement result, respectively. It is a figure. 礫質土に本発明の添加剤の他の実施の形態を添加した室内試験の結果を示す写真であり、(a)は添加剤水溶液を、(b)はスランプ計測結果を、(c)はテーブルフロー計測結果をそれぞれ示した図である。It is a photograph which shows the result of the laboratory test which added other embodiment of the additive of this invention to gravelly soil, (a) is additive aqueous solution, (b) is a slump measurement result, (c) is It is a figure showing each table flow measurement result. 礫質土に従来の添加剤を添加した室内試験の結果を示す写真であり、(a)は添加剤水溶液を、(b)はスランプ計測結果を、(c)はテーブルフロー計測結果をそれぞれ示した図である。It is the photograph which shows the result of the laboratory test which added the conventional additive to gravel soil, (a) shows the additive aqueous solution, (b) shows the slump measurement result, (c) shows the table flow measurement result, respectively. It is a figure. 掘削土に同様の塑性流動性を与えるために必要な添加剤の注入量を比較する実験結果を示した図である。It is the figure which showed the experimental result which compares the injection amount of the additive required in order to give the same plastic fluidity to excavated soil.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示例は、泥土圧式シールド工法を説明しているが、掘削機の後方に推進管を順次推進させてなる泥土圧式推進工法であってもよいことは勿論のことである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the illustrated example, the mud pressure type shield construction method is described, but it is needless to say that the mud pressure type propulsion method in which the propulsion pipe is sequentially propelled behind the excavator may be used.

図1は、泥土圧式シールド掘削機の縦断面図を用いて本発明の泥土圧式シールド工法を説明した図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating the mud pressure shield method of the present invention, using a longitudinal sectional view of a mud pressure shield excavator.

この泥土圧式シールド掘削機10は、掘進方向(X1方向)前方に位置して電動機8にて回転駆動する断面円形もしくは断面矩形のカッターヘッド1と、該カッターヘッド1と連通してその内部に切削土を取り込むチャンバー2、このチャンバー2から排出される排土を掘削機後方に送り出すスクリューコンベア3、このスクリューコンベア3から受け取った排土を坑外へ送り出すベルトコンベア、圧送ポンプなどの排土機構4、不図示のエレクタ装置にてセグメントS,…を周方向に組み付けて地盤内に設置し、これに反力を取って前進するための推進ジャッキ5から大略構成されている。   This mud pressure shield excavator 10 is located in front of the excavation direction (X1 direction) and is driven to rotate by an electric motor 8. The cutter head 1 has a circular or rectangular cross section, and communicates with the cutter head 1 and cuts into the inside thereof. A chamber 2 for taking in the soil, a screw conveyor 3 for sending out the soil discharged from the chamber 2 to the rear of the excavator, a belt conveyor for sending out the soil received from the screw conveyor 3 to the outside of the mine, and a soil discharging mechanism 4 such as a pressure feed pump The segments S,... Are assembled in the circumferential direction by an unillustrated erector device, installed in the ground, and generally constituted by a propulsion jack 5 for taking a reaction force and moving forward.

カッターヘッド1の後方(チャンバーに面する側)には不図示の攪拌翼が設けてあり、チャンバー2に連通する注入管6を介して該チャンバー2内に添加剤が加圧注入され、チャンバー2内で取り込まれた切削土と添加剤が攪拌翼にて混練りされて塑性流動性、止水性(もしくは難透水性)を有する改良土(泥土)が形成される。この改良土(泥土)をカッターヘッド1と掘削機内に形成された隔壁7との間に充満させ、スクリューコンベア3による排土量の調整や掘削機10の推進力などによって改良土(泥土)を加圧し、加圧された圧力を切羽1に作用させながら掘進施工が継続される。   A stirring blade (not shown) is provided behind the cutter head 1 (side facing the chamber), and an additive is pressurized and injected into the chamber 2 through an injection pipe 6 communicating with the chamber 2. The cutting soil and the additive incorporated therein are kneaded with a stirring blade to form improved soil (mud) having plastic fluidity and water-stopping property (or poor water permeability). The improved soil (mud) is filled between the cutter head 1 and the partition wall 7 formed in the excavator, and the improved soil (mud) is adjusted by adjusting the amount of soil discharged by the screw conveyor 3 or the driving force of the excavator 10. The excavation work is continued while pressurizing and applying the pressurized pressure to the face 1.

チャンバー2内に注入される添加剤は、立坑内もしくは地上に設置された不図示の貯槽から、圧送ポンプ等の動力源によって注入管6を介してチャンバー2内に送り込まれるようになっており、注入管6の途中に介在する調節バルブにてその注入量が調節されるようになっている。   The additive injected into the chamber 2 is sent into the chamber 2 from the storage tank (not shown) installed in the shaft or on the ground via the injection pipe 6 by a power source such as a pressure pump. The injection amount is adjusted by an adjustment valve interposed in the middle of the injection pipe 6.

掘削土の取り込み量に応じて改良土(泥土)の排土がスクリューコンベア3、ベルトコンベア4を介して実行されるが、この改良土(泥土)は、掘削土に本発明の添加剤が混練りされたものであることより、排土にとって良好な塑性流動性を有している。   Depending on the amount of excavated soil, the improved soil (mud) is discharged through the screw conveyor 3 and the belt conveyor 4. The improved soil (mud) is mixed with the additive of the present invention in the excavated soil. Since it is kneaded, it has good plastic fluidity for soil removal.

チャンバー2内に注入される添加剤は、ポリアクリルアミド系薬剤を80重量%、セルロース系薬剤を10重量%、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%配合したものであり、後述する室内実験でも担保されるように、掘削土が砂質土であれ、礫質土であれ、掘削土に対して良好な塑性流動性と止水性(もしくは難透水性)を付与するものである。   The additive to be injected into the chamber 2 contains 80% by weight of a polyacrylamide type drug, 10% by weight of a cellulosic drug, and 10% by weight of a surfactant or a dispersant. As described above, whether the excavated soil is sandy soil or gravelly soil, good plastic fluidity and water stoppage (or poor water permeability) are imparted to the excavated soil.

ここで、ポリアクリルアミド系薬剤は、ポリマー中に酸アミド基を含むものであり、その主成分がポリアクリルアミドもしくはポリアクリルアミド系の薬剤を使用できる。また、セルロース系薬剤は、セルロースやセルロースを骨格とするセルロース系高分子(セルロースアセテート、セルロースアセテートフタレート(CAP)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート(HPMCP)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート(HPMCAS)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)、カルボキシエチルセルロース(CEC)、カルボキシメチルエチルセルロース(CMEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC))やその塩などを使用することができる。   Here, a polyacrylamide type | system | group chemical | medical agent contains an acid amide group in a polymer, The polyacrylamide or the polyacrylamide type | system | group chemical | medical agent can use the main component. Cellulose drugs include cellulose and cellulose-based cellulose polymers (cellulose acetate, cellulose acetate phthalate (CAP), hydroxypropylmethylcellulose phthalate (HPMCP), hydroxypropylmethylcellulose acetate succinate (HPMCAS), hydroxyethylcellulose ( HEC), methyl cellulose (MC), ethyl cellulose (EC), carboxyethyl cellulose (CEC), carboxymethyl ethyl cellulose (CMEC), carboxymethyl cellulose (CMC)) or a salt thereof can be used.

さらに、界面活性剤もしくは分散剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤のいずれであってもよい。   Furthermore, the surfactant or dispersant may be either an anionic surfactant or a cationic surfactant.

また、上記する添加剤を中間添加剤とし、これに、でんぷん−アクリル酸グラフト系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル−アクリル酸塩系、イソブチレン−マレイン酸系、ポリNビニルアセトアミド系などの高吸水性樹脂などの吸水性樹脂を、中間添加剤を80重量%、吸水性樹脂を20重量%の割合で混合した添加剤を使用してもよい。この添加剤を使用する場合には、透水係数の高い地盤においても、該添加剤の使用量と泥土の発生量を可及的に低減できる。   In addition, the above additives are used as intermediate additives, and starch-acrylic acid graft system, polyacrylate system, polyvinyl alcohol system, vinyl acetate-acrylate system, isobutylene-maleic acid system, poly N vinylacetamide An additive in which a water-absorbing resin such as a superabsorbent resin such as a system is mixed at a ratio of 80% by weight of an intermediate additive and 20% by weight of a water-absorbing resin may be used. When this additive is used, the amount of the additive used and the amount of mud generated can be reduced as much as possible even in the ground having a high water permeability.

上記成分組成の添加剤の水溶液を掘削土に添加し、混練りして使用することにより、上記のごとく良好な塑性流動性が得られることに加えて、この塑性流動性を付与するに要する添加剤の添加量を従来の添加剤に比して格段に低減できることも分かっている。   By adding an aqueous solution of the additive having the above component composition to the excavated soil and kneading and using it, in addition to obtaining good plastic fluidity as described above, addition required to impart this plastic fluidity It has also been found that the additive amount can be significantly reduced compared to conventional additives.

[砂質土、礫質土に対し、本発明の添加剤(実施例で、吸水性樹脂の混合なし)と従来の添加剤(比較例)を添加した際の塑性流動性に関する実験とその結果]
本発明者等は、砂質土、礫質土のそれぞれに対して、ポリアクリルアミド系薬剤を50〜80重量%、セルロース系薬剤を10〜40重量%、界面活性剤もしくは分散剤を10〜40重量%の配合範囲で改良土の塑性流動性を精査した結果、セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、100重量%から両者の重量%の和を差し引いた重量%のポリアクリルアミド系薬剤とした配合の場合に、砂質、礫質双方の土質において良好な塑性流動性が得られるという知見に至った。そこで、セルロース系薬剤(エーテル化度1.31 粘度2900mpa・S ph6.9)を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤(分子量1900万 0.1%溶液粘度(25℃)350mpa・S ph7.0)を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%の配合からなる本発明の添加剤(実施例)と、従来の市販されているポリアクリルアミド系およびセルロース系薬剤からなる添加剤(比較例)の水溶液を礫質土、砂質土の双方に添加して混練りし、形成された改良土に対してスランプ試験、スランプフロー試験をおこない、それぞれの添加量と計測値を求め、それらを図2〜5に示している。
[Experiment and results of plastic fluidity when the additive of the present invention (no mixing of water-absorbent resin in the examples) and the conventional additive (comparative example) are added to sandy and gravelly soils ]
The present inventors made 50-80% by weight of polyacrylamide-based agent, 10-40% by weight of cellulose-based agent, and 10-40 of surfactant or dispersant for each of sandy soil and gravelly soil. As a result of examining the plastic fluidity of the improved soil in the blending range of 10% by weight, 10% by weight or more of the cellulosic agent, 10% by weight or more of the surfactant or dispersant, and subtracting the sum of 100% by weight of both. In the case of blending as a polyacrylamide type drug with a weight percentage of 5%, the inventors have found that good plastic fluidity can be obtained in both sandy and gravelly soils. Therefore, 10% by weight or more of a cellulosic agent (degree of etherification 1.31 viscosity 2900 mpa · S ph 6.9), 10% by weight or more of a surfactant or dispersant, a polyacrylamide type drug (molecular weight 19 million 0.1%) The additive of the present invention comprising a blending ratio of 100% by weight of solution viscosity (25 ° C.) 350 mpa · S ph 7.0), which is obtained by subtracting the sum of the weight percent of the cellulosic agent and the weight percent of the surfactant or dispersant. (Example) and an aqueous solution of a conventional commercially available polyacrylamide-based and cellulose-based additive (comparative example) were added to both gravelly soil and sandy soil and kneaded to form. A slump test and a slump flow test are performed on the improved soil, and the respective addition amounts and measured values are obtained, and these are shown in FIGS.

図2は礫質土に対する実施例に関する室内実験結果を示しており、図2aは添加剤水溶液を、図2bはスランプ計測結果を、図2cはテーブルフロー計測結果をそれぞれ示している。また、図3は礫質土に対する比較例に関する室内実験結果を示しており、図3aは添加剤水溶液を、図3bはスランプ計測結果を、図3cはテーブルフロー計測結果をそれぞれ示している。図4は砂質土に対する実施例の室内実験結果を、図5は砂質土に対する比較例の室内実験結果をそれぞれ示している。   FIG. 2 shows the laboratory test results for the example for gravelly soil, FIG. 2a shows the aqueous additive solution, FIG. 2b shows the slump measurement result, and FIG. 2c shows the table flow measurement result. Moreover, FIG. 3 has shown the indoor experiment result regarding the comparative example with respect to gravelly soil, FIG. 3a shows the additive aqueous solution, FIG. 3b shows the slump measurement result, and FIG. 3c shows the table flow measurement result. FIG. 4 shows the results of laboratory experiments of the example for sandy soil, and FIG. 5 shows the results of laboratory experiments of the comparative example for sandy soil.

なお、礫質土の地山含水比は10.2%、砂質土の地山含水比は12.5%であり、礫質土に対する水溶液中の添加剤混合量は10kg/m、砂質土に対する水溶液中の添加剤混合量は8kg/mである。さらに、礫質土に添加される実施例の粘度(B型粘度計)は1733mPa・s、砂質土に添加される実施例の粘度(B型粘度計)は1167mPa・s、礫質土に添加される比較例の粘度(B型粘度計)は3700mPa・s、砂質土に添加される実施例の粘度(B型粘度計)は2833mPa・sである。 The soil water content of gravel soil is 10.2%, and the soil water content of sandy soil is 12.5%. The additive mixture in the aqueous solution for gravel soil is 10 kg / m 3 , sand. The additive mixing amount in the aqueous solution with respect to the clay is 8 kg / m 3 . Furthermore, the viscosity (B-type viscometer) of the example added to the gravel soil is 1733 mPa · s, and the viscosity (B-type viscometer) of the example added to the sandy soil is 1167 mPa · s, The viscosity (B-type viscometer) of the comparative example added is 3700 mPa · s, and the viscosity (B-type viscometer) of the example added to sandy soil is 2833 mPa · s.

まず、図2a,図3aの比較によって明らかなように、比較例の水溶液では添加剤がゲル状となっているのに対して、実施例の水溶液は半透明できれいに溶解していることが分かる。   First, as is clear from the comparison between FIG. 2a and FIG. 3a, the additive in the aqueous solution of the comparative example is in the form of a gel, whereas the aqueous solution of the example is translucent and cleanly dissolved. .

図2b、cより、実施例は8%の注入量でスランプが21cm、テーブルフロー値が146.5mmとなり、図3b、cより、比較例は18%の注入量でスランプが18.5cm、テーブルフロー値が131.5mmとなっており、実施例よりも流動性の低い結果となっている。   2b and c, the example has an injection amount of 8%, the slump is 21 cm, and the table flow value is 146.5 mm. From FIGS. 3b and 3c, the comparative example has an injection amount of 18% and the slump is 18.5 cm. The flow value is 131.5 mm, which is a result of lower fluidity than the example.

上記結果より、礫質土に対して同等以上の塑性流動性を付与するに際し、実施例は比較例よりも55%程度もその添加量を低減できることが実証された。   From the above results, it was demonstrated that when the plastic fluidity equivalent to or higher than that of gravelly soil was imparted, the amount of the example can be reduced by about 55% compared to the comparative example.

また、図4b、cより、実施例は6.5%の注入量でスランプが19cm、テーブルフロー値が146.5mmとなり、図5b、cより、比較例は8.5%の注入量でスランプが19cm、テーブルフロー値が149mmとなっており、砂質土に関しては、実施例は比較例よりも30%程度も少ない添加量で同等の塑性流動性が得られることが実証された。   4b and c, the slump is 19 cm and the table flow value is 146.5 mm at an injection amount of 6.5%, and the comparative example is slump at an injection amount of 8.5%. 19 cm and the table flow value was 149 mm. With regard to sandy soil, it was proved that the same plastic fluidity can be obtained in the example with an addition amount of about 30% less than that of the comparative example.

以上の実験結果より、本発明による添加剤を泥土圧式のシールド工法等に使用することにより、対象土質が砂質土、礫質土のいずれであっても、従来の添加剤を使用する場合に比して格段に少ない使用量で同等以上の塑性流動性を掘削土に付与することが可能となる。   From the above experimental results, by using the additive according to the present invention for the mud pressure type shield method, etc., even if the target soil is either sandy soil or gravelly soil, when using the conventional additive Compared to the excavated soil, plastic fluidity equal to or higher than that can be imparted to the excavated soil with a much smaller amount of use.

以上より、地山構成が急変した場合でも添加剤の使用量を増加させる必要はなく、しかも従来の添加剤よりも格段に少ない添加量で良好な塑性流動性を持つ改良土を形成できるため、施工コストの削減、排土量の削減を図ることが可能となる。   From the above, it is not necessary to increase the amount of additive used even when the ground composition changes suddenly, and because it can form improved soil with good plastic fluidity with a much smaller amount of addition than conventional additives, It becomes possible to reduce the construction cost and the amount of soil discharged.

[礫質土に対し、本発明の添加剤(実施例で、吸水性樹脂の混合あり)と従来の添加剤(比較例)を添加した際の塑性流動性に関する実験とその結果]
本発明者等は、礫質土に対して、セルロース系薬剤を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%から両者の重量%の和を差し引いた重量%の配合範囲として中間添加剤とし、ポリアクリル酸塩系の吸水性樹脂をこれに混合し、吸水性樹脂が20重量%以上、前記中間添加剤が100重量%から吸水性樹脂の重量%を減じた重量%、の混合割合で改良土の塑性流動性を精査した結果、透水係数の高い礫質土において良好な塑性流動性が得られるという知見に至った。そこで、上記実験と同様に、セルロース系薬剤(エーテル化度1.31 粘度2900mpa・S ph6.9)を10重量%以上、界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤(分子量1900万 0.1%溶液粘度(25℃)350mpa・S ph7.0)を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%の配合から中間添加剤を生成し、これにポリアクリル酸塩系の吸水性樹脂を混合し、吸水性樹脂が20重量%以上、中間添加剤が100重量%から吸水性樹脂の重量%を減じた重量%、の混合割合からなる本発明の添加剤(実施例)と、従来の市販されているポリアクリルアミド系薬剤に同様の吸水性樹脂を混合してなる添加剤(比較例)の水溶液を礫質土に添加して混練りし、形成された改良土に対してスランプ試験、スランプフロー試験をおこない、それぞれの添加量と計測値を求め、それらを図6〜8に示している。
[Experiment and results of plastic fluidity when the additive of the present invention (mixed with water-absorbing resin in the example) and the conventional additive (comparative example) are added to gravelly soil]
The inventors of the present invention subtracted 10% by weight or more of the cellulosic agent, 10% or more of the surfactant or dispersant, and 100% by weight of the polyacrylamide agent from the gravelly soil. As a blending range of 5% by weight, an intermediate additive is used, and a polyacrylate water-absorbing resin is mixed therewith. The water-absorbing resin is 20% by weight or more, and the intermediate additive is 100% by weight to the weight of the water-absorbing resin. As a result of scrutinizing the plastic fluidity of the improved soil at a mixing ratio of weight percent minus%, the inventors have found that good plastic fluidity can be obtained in gravelly soil with a high hydraulic conductivity. Therefore, as in the above experiment, the cellulosic agent (etherification degree 1.31 viscosity 2900 mpa · S ph 6.9) is 10% by weight or more, the surfactant or dispersant is 10% by weight or more, and the polyacrylamide drug (molecular weight). 19 million 0.1% solution viscosity (25 ° C., 350 mpa · S ph 7.0) from 100% by weight, minus the sum of the weight percent of the cellulosic agent and the weight percent of the surfactant or dispersant. An intermediate additive is produced and mixed with a polyacrylate water-absorbing resin. The water-absorbing resin is 20% by weight or more, and the intermediate additive is 100% by weight minus the water-absorbing resin weight%. An aqueous solution of the additive (Example) of the present invention consisting of a mixing ratio of the above and an additive (Comparative Example) obtained by mixing the same water-absorbing resin with a conventional commercially available polyacrylamide-based drug. A slump test and a slump flow test are performed on the formed improved soil after being added to the clay and kneaded, and respective addition amounts and measured values are obtained, and these are shown in FIGS.

図6は礫質土に対する実施例に関する室内実験結果を示しており、図6aは添加剤水溶液を、図6bはスランプ計測結果を、図6cはテーブルフロー計測結果をそれぞれ示している。また、図7は礫質土に対する比較例に関する室内実験結果を示しており、図7aは添加剤水溶液を、図7bはスランプ計測結果を、図7cはテーブルフロー計測結果をそれぞれ示している。図8は、掘削土に同様の塑性流動性を与えるために必要な添加剤の注入量を比較するべく、実施例および比較例における、注入率とスランプ値に関する実験結果を示している。   FIG. 6 shows the laboratory test results for the example for gravelly soil, FIG. 6a shows the aqueous additive solution, FIG. 6b shows the slump measurement result, and FIG. 6c shows the table flow measurement result. Moreover, FIG. 7 has shown the indoor experiment result regarding the comparative example with respect to gravelly soil, FIG. 7a shows the additive aqueous solution, FIG. 7b shows the slump measurement result, and FIG. 7c shows the table flow measurement result. FIG. 8 shows the experimental results regarding the injection rate and slump value in Examples and Comparative Examples in order to compare the injection amount of the additive necessary for giving the same plastic fluidity to the excavated soil.

なお、礫質土の地山含水比は10.2%であり、礫質土に対する水溶液中の実施例にかかる添加剤混合量は6kg/m、比較例にかかる添加剤混合量は10kg/mである。さらに、礫質土に添加される実施例の粘度(B型粘度計)は1000mPa・s、礫質土に添加される比較例の粘度(B型粘度計)は3700mPa・sである。 In addition, the ground water content ratio of gravel soil is 10.2%, the additive mixture amount according to the example in the aqueous solution with respect to the gravel soil is 6 kg / m 3 , and the additive mixture amount according to the comparative example is 10 kg / m 2 . m is 3. Furthermore, the viscosity (B type viscometer) of the Example added to gravel soil is 1000 mPa · s, and the viscosity (B type viscometer) of the comparative example added to gravel soil is 3700 mPa · s.

まず、図6a,図7aの比較によって明らかなように、比較例の水溶液では添加剤がゲル状となっているのに対して、実施例の水溶液は半透明できれいに溶解していることが分かる。   First, as apparent from the comparison between FIG. 6a and FIG. 7a, the additive in the comparative aqueous solution is in the form of a gel, whereas the aqueous solution in the example is translucent and cleanly dissolved. .

図6b、cより、実施例は11%の注入量でスランプが20cm、テーブルフロー値が140.5mmとなり、図7b、cより、比較例は18%の注入量でスランプが18.5cm、テーブルフロー値が131.5mmとなっており、実施例よりも流動性の低い結果となっている。   6b and c, the example has an injection amount of 11% and a slump of 20 cm and a table flow value of 140.5 mm. From FIGS. 7b and 7c, the comparative example has an injection amount of 18% and a slump of 18.5 cm and a table. The flow value is 131.5 mm, which is a result of lower fluidity than the example.

また、図8において、実施例1は、吸水性樹脂が20重量%で中間添加剤が80重量%の添加剤の場合を、実施例2は、吸水性樹脂が40重量%で中間添加剤が60重量%の添加剤の場合を、比較例1は、吸水性樹脂が0重量%の場合を、比較例2は、市販されているポリアクリルアミド系薬剤に吸水性樹脂を混合してなる添加剤の場合を、それぞれ示しており、実験結果を示す各点に基づいてそれぞれのスランプ−注水率特性の近似グラフをともに示している。なお、同実験においては、条件を同一とするべく、添加剤使用量と土質試料の含水比を同一としている。   In FIG. 8, Example 1 is a case where the water-absorbing resin is 20% by weight and the intermediate additive is 80% by weight, and Example 2 is a case where the water-absorbing resin is 40% by weight and the intermediate additive is In the case of 60% by weight additive, Comparative Example 1 is a case where the water-absorbing resin is 0% by weight, and Comparative Example 2 is an additive obtained by mixing a water-absorbing resin with a commercially available polyacrylamide type drug. Each case is shown, and an approximate graph of each slump-water injection rate characteristic is shown based on each point indicating the experimental result. In this experiment, the amount of additive used and the moisture content of the soil sample are the same so that the conditions are the same.

図8より、同程度のスランプ値を得るための注水率を比較した場合に、実施例1,2は、吸水性樹脂が0重量%の比較例1に極めて近似した結果となり、比較例2に比してその半分程度の注水率となることが実証されており、実施例1,2は比較例2よりも60%程度も少ない添加量で同等の塑性流動性が得られることが実証された。   From FIG. 8, when comparing the water injection rate for obtaining a similar slump value, Examples 1 and 2 are very close to Comparative Example 1 in which the water-absorbing resin is 0% by weight. It has been demonstrated that the water injection rate is about half that of Examples 1 and 2. In Examples 1 and 2, it was demonstrated that the same plastic fluidity can be obtained with an addition amount of about 60% less than Comparative Example 2. .

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.

1…カッターヘッド、11…カッタ、2…チャンバー、3…スクリューコンベア、4…ベルトコンベア(排土機構)、5…推進ジャッキ、6…注入管、10…泥土圧式シールド掘削機、S…セグメント DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cutter head, 11 ... Cutter, 2 ... Chamber, 3 ... Screw conveyor, 4 ... Belt conveyor (soil removal mechanism), 5 ... Propulsion jack, 6 ... Injection pipe, 10 ... Mud pressure shield excavator, S ... Segment

Claims (3)

泥土圧式のシールド工法もしくは推進工法において発生する掘削土に添加される添加剤であって、
セルロース系薬剤を10重量%以上、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤のうちのいずれか一種の界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる中間添加剤と、
でんぷん−アクリル酸グラフト系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル−アクリル酸塩系、イソブチレン−マレイン酸系、ポリNビニルアセトアミド系のうちのいずれか一種の吸水性樹脂と、からなり、
前記吸水性樹脂が20重量%以上、前記中間添加剤が100重量%から吸水性樹脂の重量%を減じた重量%、の配合からなる、添加剤。
An additive added to excavated soil generated in the mud pressure shield method or propulsion method,
Cellulose based on 10% by weight or more of cellulosic agent, 10% by weight or more of any one of anionic surfactant and cationic surfactant, and 100% by weight of polyacrylamide based agent An intermediate additive comprising a combination of the weight percent of the drug and the weight percent obtained by subtracting the sum of the weight percent of the surfactant or dispersant;
A starch-acrylic acid graft system, a polyacrylate system, a polyvinyl alcohol system, a vinyl acetate-acrylate system, an isobutylene-maleic acid system, a poly-N vinylacetamide system, and a water absorbent resin. ,
An additive comprising 20 wt% or more of the water-absorbing resin and the intermediate additive having a blend of 100 wt% minus wt% of the water-absorbing resin.
セルロース系薬剤を10重量%以上、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤のうちのいずれか一種の界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる中間添加剤と、でんぷん−アクリル酸グラフト系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル−アクリル酸塩系、イソブチレン−マレイン酸系、ポリNビニルアセトアミド系のうちのいずれか一種の吸水性樹脂と、からなり、前記吸水性樹脂が20重量%以上、前記中間添加剤が100重量%から吸水性樹脂の重量%を減じた重量%、の配合からなる、添加剤を、掘削機前方の切羽もしくは掘削機のチャンバー内で掘削土に添加する、泥土圧式シールド工法。 Cellulose based on 10% by weight or more of cellulosic agent, 10% by weight or more of any one of anionic surfactant and cationic surfactant, and 100% by weight of polyacrylamide based agent An intermediate additive comprising a combination of a weight percent of a drug and a weight percent obtained by subtracting the weight percent of a surfactant or dispersant, and a starch-acrylic acid graft system, a polyacrylate system, a polyvinyl alcohol system, and vinyl acetate. A water-absorbing resin of any one of acrylate-based, isobutylene-maleic acid-based, and poly-N vinylacetamide-based , wherein the water-absorbing resin is 20% by weight or more, and the intermediate additive is 100% by weight. Drilling the additive in the face of the excavator or in the chamber of the excavator. It added to, mud pressure shield tunneling. セルロース系薬剤を10重量%以上、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤のうちのいずれか一種の界面活性剤もしくは分散剤を10重量%以上、ポリアクリルアミド系薬剤を100重量%からセルロース系薬剤の重量%と界面活性剤もしくは分散剤の重量%の和を減じた重量%、の配合からなる中間添加剤と、でんぷん−アクリル酸グラフト系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル−アクリル酸塩系、イソブチレン−マレイン酸系、ポリNビニルアセトアミド系のうちのいずれか一種の吸水性樹脂と、からなり、前記吸水性樹脂が20重量%以上、前記中間添加剤が100重量%から吸水性樹脂の重量%を減じた重量%、の配合からなる、添加剤を、掘削機前方の切羽もしくは掘削機のチャンバー内で掘削土に添加する、泥土圧式推進工法。 Cellulose based on 10% by weight or more of cellulosic agent, 10% by weight or more of any one of anionic surfactant and cationic surfactant, and 100% by weight of polyacrylamide based agent An intermediate additive comprising a combination of a weight percent of a drug and a weight percent obtained by subtracting the weight percent of a surfactant or dispersant, and a starch-acrylic acid graft system, a polyacrylate system, a polyvinyl alcohol system, and vinyl acetate. A water-absorbing resin of any one of acrylate-based, isobutylene-maleic acid-based, and poly-N vinylacetamide-based , wherein the water-absorbing resin is 20% by weight or more, and the intermediate additive is 100% by weight. Drilling the additive in the face of the excavator or in the chamber of the excavator. It added to, mud pressure jacking method.
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