JP5566665B2 - Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor - Google Patents

Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor Download PDF

Info

Publication number
JP5566665B2
JP5566665B2 JP2009258958A JP2009258958A JP5566665B2 JP 5566665 B2 JP5566665 B2 JP 5566665B2 JP 2009258958 A JP2009258958 A JP 2009258958A JP 2009258958 A JP2009258958 A JP 2009258958A JP 5566665 B2 JP5566665 B2 JP 5566665B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
drilling
polymer
meth
mud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009258958A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011105781A (en
Inventor
孝幸 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DKS CO. LTD.
Original Assignee
DKS CO. LTD.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DKS CO. LTD. filed Critical DKS CO. LTD.
Priority to JP2009258958A priority Critical patent/JP5566665B2/en
Publication of JP2011105781A publication Critical patent/JP2011105781A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5566665B2 publication Critical patent/JP5566665B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Description

本発明は、トンネル工事などにおいて穿孔ドリルを用いて地山に穿孔する穿孔方法、及び、かかる穿孔時に穿孔水に配合することで孔からの排泥を促進するための排泥促進剤に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a drilling method for drilling a natural ground using a drill in tunnel construction and the like, and a drainage accelerator for promoting drainage from a hole by blending with drilling water during the drilling. is there.

一般にトンネル工事においては、地山に穿孔ドリルを使用してロックボルトやアンカーボルトの装着孔、火薬装填孔などを穿孔することが行われている(例えば、特許文献1,2参照)。   Generally, in tunnel construction, a drill hole is used to drill a mounting hole for a lock bolt or an anchor bolt, an explosive loading hole, or the like in a natural ground (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

その際、穿孔水として大量の水を使用し、その水圧でくり粉を排出しながら穿孔する方法が取られている。しかしながら、かかる従来の穿孔方法では、穿孔水の水量が多いため、孔壁の剥落や、地山が緩みやすいなどの問題がある。また、特に、粘土鉱物を多く含む粘性地山では、穿孔ドリルの先端に取り付けられる穿孔ビットへのくり粉の付着が多くなり、またその粘性により除去しにくいため、穿孔効率に劣り、穿孔水量が更に増大する傾向にある。   At that time, a method is used in which a large amount of water is used as the perforated water, and the perforated water is discharged while discharging the dust with the water pressure. However, such a conventional drilling method has a problem that the hole wall is peeled off and the natural ground is liable to loosen because the amount of drilled water is large. In particular, in clayey grounds that contain a lot of clay minerals, the amount of drill powder attached to the drill bit attached to the tip of the drill drill increases and is difficult to remove due to its viscosity. It tends to increase further.

特許文献1には、トンネル工事における長尺鋼管フォアパイリング工法において、穿孔水として天然高分子物質、半合成高分子物質又は合成高分子物質を配合した水溶液を用いて穿孔することが提案されている。この穿孔技術において、穿孔水に配合される高分子物質は、孔壁にぶつかると同時にくり粉と衝突して混合され、孔壁表面に付着することで、地山への水の侵入を抑制して、地山の緩みを抑えるものである。そのため、同文献で用いられている高分子物質は、一般に粘着剤ないし増粘剤として用いられるものであり、その粘着性により、くり粉を孔壁表面に付着させるものである。   Patent Document 1 proposes drilling using an aqueous solution containing a natural polymer material, semi-synthetic polymer material or synthetic polymer material as drilling water in a long steel pipe fore-piling method in tunnel construction. . In this drilling technology, the polymer material blended in the drilling water collides with the dust and simultaneously mixes with the dust, and adheres to the surface of the hole wall, thereby suppressing the intrusion of water into the ground. In order to reduce the looseness of natural ground. Therefore, the polymer substance used in the document is generally used as a pressure-sensitive adhesive or a thickener, and adheres the dust to the surface of the hole wall due to its adhesiveness.

特許文献2には、トンネル工事における穿孔に際し、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムとヒドロキシプロピルメチルセルロースの混合物からなる起泡剤を用いて、穿孔水を泡状にし、これを掘削箇所に噴出しながら穿孔を行うことが提案されている。この穿孔技術では、気泡を用いて穿孔することにより、孔壁の脱落を抑えて安定した穿孔を可能にすることで、水の使用量を削減できるとされている。   In Patent Document 2, when drilling in tunnel construction, using a foaming agent made of a mixture of sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate and hydroxypropyl methylcellulose, the drilling water is made into a foam and drilled while jetting it to the excavation site. Has been proposed to do. In this perforation technique, it is said that the amount of water used can be reduced by perforating with air bubbles to suppress the fall of the hole wall and enable stable perforation.

これらの文献に開示の穿孔技術では、通常の地山に対しては穿孔水の減少ができるなどの効果が得られたとしても、くり粉の排出促進には繋がりにくいものである。特に、粘性地山においては、上記のような粘着剤ないし増粘剤として用いられる高分子物質を配合した穿孔水では、くり粉と混合されてできる泥水の粘度が上昇してしまい、よって、くり粉はかえって排出しにくくなってしまう。   In the drilling techniques disclosed in these documents, even if an effect such as reduction of drilled water can be obtained with respect to a normal ground, it is difficult to lead to the promotion of discharge of the dust. In particular, in viscous ground, in the drilling water containing the above-mentioned polymer material used as an adhesive or thickener, the viscosity of the muddy water that is mixed with the powder is increased. The powder is rather difficult to discharge.

特開2000−34881号公報JP 2000-34881 A 特開2009−102838号公報JP 2009-102838 A

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、くり粉の排出性を向上することでき、それにより穿孔効率を向上することができる排泥促進剤、及びそれを用いた地山の穿孔方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is possible to improve the discharging performance of the dust, thereby improving the drilling efficiency, and a method for drilling a natural ground using the same. The purpose is to provide.

本発明に係る排泥促進剤は、地山に穿孔する際に穿孔水に配合することで孔からの排泥を促進するための排泥促進剤であって、1N塩化ナトリウム水溶液中30℃で測定した固有粘度が0.05〜2.5dl/gである水溶性のカチオンポリマー及びノニオンポリマーから選択される少なくとも1種の水溶性ポリマーを含有するものである。   The drainage accelerator according to the present invention is a drainage accelerator for promoting drainage mud from a hole by blending with drilling water when drilling in a natural ground, and in an aqueous 1N sodium chloride solution at 30 ° C. It contains at least one water-soluble polymer selected from a water-soluble cationic polymer having a measured intrinsic viscosity of 0.05 to 2.5 dl / g and a nonionic polymer.

また、本発明に係る地山の穿孔方法は、穿孔ドリルを用いて地山に穿孔する穿孔方法であって、1N塩化ナトリウム水溶液中30℃で測定した固有粘度が0.05〜2.5dl/gである水溶性のカチオンポリマー及びノニオンポリマーから選択される少なくとも1種の水溶性ポリマーを含む排泥促進剤を穿孔水に配合し、配合した穿孔水を噴射しながら穿孔ドリルにより穿孔することを特徴とするものである。   Further, the ground drilling method according to the present invention is a drilling method for drilling in a natural ground using a drill, and the intrinsic viscosity measured at 30 ° C. in a 1N sodium chloride aqueous solution is 0.05 to 2.5 dl / a drilling accelerator containing at least one water-soluble polymer selected from a water-soluble cationic polymer and a nonionic polymer that is g. It is a feature.

本発明によれば、上記排泥促進剤を含む穿孔液を用いて穿孔することにより、くり粉の流動性が向上し、くり粉の排出効率を向上することができる。そのため、穿孔スピードの向上や穿孔水の減量化が図られ、穿孔効率を向上することができる。   According to the present invention, by drilling using the drilling liquid containing the above-described mud accelerator, the fluidity of the powder can be improved and the efficiency of discharging the powder can be improved. Therefore, the drilling speed can be improved and the drilling water can be reduced, and the drilling efficiency can be improved.

穿孔方法の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the drilling method.

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。   Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.

本発明に係る排泥促進剤は、固有粘度(30℃、1N−NaCl)が0.05〜2.5dl/gである水溶性のカチオンポリマー及びノニオンポリマーから選択される少なくとも1種の水溶性ポリマーを含有するものである。このような特定の固有粘度を持つ水溶性のノニオンあるいはカチオンポリマーであると、水中において微細なくり粉粒子(粘性地山を対象とする場合は粘土粒子)を凝集させて大きな粒子を形成することができ、大粒子化により水と分離させることで粘度が下がり、くり粉の流動性を向上できるものと考えられる。そのため、かかる水溶性ポリマーを穿孔水に配合して用いることにより、くり粉の流動性を向上して、削孔された孔からのくり粉の排出性、即ち、排泥を促進することができる。   The waste mud accelerator according to the present invention is at least one water-soluble selected from water-soluble cationic polymers and nonionic polymers having an intrinsic viscosity (30 ° C., 1N-NaCl) of 0.05 to 2.5 dl / g. It contains a polymer. With such water-soluble nonionic or cationic polymer having a specific intrinsic viscosity, fine particles (clay particles for viscous ground) are aggregated in water to form large particles. It is thought that by separating from water by increasing the size of the particles, the viscosity is lowered and the fluidity of the powder can be improved. Therefore, by blending and using such a water-soluble polymer in the perforated water, the fluidity of the dust can be improved and the discharge of the dust from the drilled holes, that is, the mud can be promoted. .

上記固有粘度は、試料(水溶性ポリマー)の1N−NaCl溶液を作製し、キャノンフェンスケ粘度計による流下時間(30℃)を測定して次式にて算出される。

Figure 0005566665
The intrinsic viscosity is calculated by the following formula by preparing a 1N-NaCl solution of a sample (water-soluble polymer), measuring the flow time (30 ° C.) with a Canon Fenske viscometer.
Figure 0005566665

本発明では、該固有粘度が0.05〜2.5dl/gの範囲内のものが用いられる。これは、水道水などの浄水処理に一般に用いられている凝集剤よりも低重合度のものを用いることを意味しており、かかる低重合度のカチオンあるいはノニオンポリマーを用いることにより、穿孔時のくり粉の排出性を向上することができる。該固有粘度が0.05dl/g未満では、重合度が低すぎて凝集性に劣り、くり粉の流動性の向上効果に劣る。逆に、該固有粘度が2.5dl/gを超えると、水溶性高分子としての粘性を付与する効果が大きくなって、くり粉の排出性が損なわれてしまい、また、穿孔水そのものの粘度も高くなることで、穿孔作業性が損なわれてしまうおそれがある。固有粘度は、より好ましくは0.1〜1.5dl/gである。   In the present invention, the intrinsic viscosity is in the range of 0.05 to 2.5 dl / g. This means that a coagulant having a lower degree of polymerization than a flocculant generally used for water purification treatment such as tap water is used. By using such a low degree of polymerization cation or nonionic polymer, It is possible to improve the evacuation performance of the chestnut powder. When the intrinsic viscosity is less than 0.05 dl / g, the degree of polymerization is too low and the cohesiveness is poor, and the effect of improving the fluidity of the powder is poor. On the other hand, when the intrinsic viscosity exceeds 2.5 dl / g, the effect of imparting viscosity as a water-soluble polymer is increased, and the discharging performance of the powder is impaired. If the height is too high, the drilling workability may be impaired. The intrinsic viscosity is more preferably 0.1 to 1.5 dl / g.

上記水溶性ポリマーとしては、固有粘度(30℃、1N−NaCl)が0.05〜2.5dl/gである限り、種々のカチオンポリマーやノニオンポリマーを用いることができ、それらをいずれか1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。好ましい具体例として、カチオンポリマーとしては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの4級化物または塩酸塩の重合体、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの4級化物または塩酸塩の重合体、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体などが挙げられ、ノニオンポリマーとして、(メタ)アクリルアミド重合体などが挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味し、同様に、「(メタ)アクリルアミド」とは、アクリルアミド及び/又はメタクリルアミドを意味する。   As the water-soluble polymer, various cationic polymers and nonionic polymers can be used as long as the intrinsic viscosity (30 ° C., 1N-NaCl) is 0.05 to 2.5 dl / g, and any one of them can be used. Or it can use in combination of 2 or more types. Preferred examples of the cationic polymer include dialkylaminoalkyl (meth) acrylate quaternized or hydrochloride polymers, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide quaternized or hydrochloride polymers, and dimethyldiallylammonium chloride. Examples of the nonionic polymer include a (meth) acrylamide polymer. In the present specification, “(meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate, and similarly, “(meth) acrylamide” means acrylamide and / or methacrylamide.

上記(メタ)アクリルアミド重合体は、(メタ)アクリルアミドの重合体であって、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミドが好ましく用いられる。上記(メタ)アクリルアミドには、ジメチルアクリルアミドなどのN−置換型の(メタ)アクリルアミド誘導体類も含まれる。また、本発明の効果を損なわない限り、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステルなどの他のビニル系モノマーとの共重合体であってもよい。   The (meth) acrylamide polymer is a polymer of (meth) acrylamide, and polyacrylamide and polymethacrylamide are preferably used. The (meth) acrylamide includes N-substituted (meth) acrylamide derivatives such as dimethylacrylamide. Moreover, as long as the effect of this invention is not impaired, the copolymer with other vinyl-type monomers, such as acrylic acid, methacrylic acid, and acrylic acid ester, may be sufficient.

上記ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの4級化物または塩酸塩の重合体としては、ジアルキル(C1〜3)アミノアルキル(C2〜4)(メタ)アクリレートのアルキルハライドまたはアラルキルハライドによる4級化物の重合体、または、ジアルキル(C1〜3)アミノアルキル(C2〜4)(メタ)アクリレートの塩酸塩の重合体が挙げられる。ここで、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。また、4級化を行うアルキルハライドとしては、メチルクロライド、エチルクロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイド、メチルアイオダイド、エチルアイオダイドなどが挙げられ、アラルキルハライドとしては、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイドなどが挙げられる。これらの中でも、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートメチルクロライド4級化物重合体が好ましく用いられ、特には、ジメチルアミノエチルメタクリレートメチルクロライド4級化物ホモポリマーが好ましく用いられる。なお、本発明の効果を損なわない限り、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、ジメチルジアリルアンモニウムクロライドなどの他のビニル系モノマーとの共重合体であってもよい。   Examples of the quaternized product or hydrochloride polymer of the dialkylaminoalkyl (meth) acrylate include a quaternary product of an alkyl halide or aralkyl halide of a dialkyl (C1-3) aminoalkyl (C2-4) (meth) acrylate. And a polymer of hydrochloride of dialkyl (C1-3) aminoalkyl (C2-4) (meth) acrylate. Here, as the dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, for example, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, Examples thereof include N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate. Examples of the alkyl halide for quaternization include methyl chloride, ethyl chloride, methyl bromide, ethyl bromide, methyl iodide, ethyl iodide and the like, and examples of aralkyl halide include benzyl chloride, benzyl bromide and the like. . Among these, dimethylaminoethyl (meth) acrylate methyl chloride quaternized polymer is preferably used, and dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternized homopolymer is particularly preferably used. As long as the effects of the present invention are not impaired, a copolymer with other vinyl monomers such as acrylamide, methacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, acrylate ester, dimethyldiallylammonium chloride may be used.

上記ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの4級化物または塩酸塩の重合体としては、ジアルキル(C1〜3)アミノアルキル(C2〜4)(メタ)アクリルアミドのアルキルハライドまたはアラルキルハライドによる4級化物の重合体、または、ジアルキル(C1〜3)アミノアルキル(C2〜4)(メタ)アクリルアミドの塩酸塩の重合体が挙げられる。ここで、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。また、4級化を行うアルキルハライドとしては、メチルクロライド、エチルクロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイド、メチルアイオダイド、エチルアイオダイドなどが挙げられ、アラルキルハライドとしては、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイドなどが挙げられる。   Examples of the quaternized product or hydrochloride polymer of the dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide include the weight of a quaternized product of an alkyl halide or aralkyl halide of dialkyl (C1-3) aminoalkyl (C2-4) (meth) acrylamide. And a polymer of hydrochloride of dialkyl (C1-3) aminoalkyl (C2-4) (meth) acrylamide. Here, as the dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, for example, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylamide and the like can be mentioned. Examples of the alkyl halide for quaternization include methyl chloride, ethyl chloride, methyl bromide, ethyl bromide, methyl iodide, ethyl iodide and the like, and examples of aralkyl halide include benzyl chloride, benzyl bromide and the like. .

上記ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体としては、ポリ(ジメチルジアリルアンモニウムクロライド)が好ましく用いられる。但し、本発明の効果を損なわない限り、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの4級化物または塩酸塩などの他のビニル系モノマーとの共重合体であってもよい。   As the dimethyldiallylammonium chloride polymer, poly (dimethyldiallylammonium chloride) is preferably used. However, as long as the effect of the present invention is not impaired, it is a co-polymerization with other vinyl monomers such as acrylamide, methacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, acrylate ester, quaternized dialkylaminoalkyl (meth) acrylate or hydrochloride. It may be a polymer.

本発明に係る排泥促進剤には、上記水溶性ポリマーの他に、本発明の効果を損なわない範囲で、消泡剤などの添加剤を適宜含有することができる。   In addition to the water-soluble polymer, the mud accelerator according to the present invention can appropriately contain additives such as an antifoaming agent as long as the effects of the present invention are not impaired.

以上よりなる排泥促進剤は、トンネル工事などにおいて地山に穿孔する際に孔からの排泥を促進するためのものであり、穿孔水に配合して用いられる限り、穿孔方法自体については特に限定されず、公知の穿孔方法に適用することができる。   The above mud accelerator is for promoting the mud from the hole when drilling in the natural ground in tunnel construction, etc. It is not limited and can be applied to a known drilling method.

すなわち、トンネル工事において地山に穿孔ドリルを使用してロックボルトやアンカーボルトの装着孔、火薬装填孔などを形成する際に、穿孔水に上記排泥促進剤を配合し、配合した穿孔水を掘削箇所に噴射しながら、穿孔ドリルにより穿孔すればよい。この種の穿孔に用いられる穿孔ドリルには、一般に、先端の穿孔ビット又はその近傍に穿孔水を噴射する噴射口が組み込まれているので、穿孔水を掘削箇所に噴射しながら穿孔ビッドにより地山に穿孔することができる。   That is, when tunnel drilling is used to form rock bolt and anchor bolt mounting holes, explosive loading holes, etc., in a natural ground in tunnel construction, the above-mentioned mud accelerator is blended into the drilling water, and the blended drilling water is added. Drilling with a drilling drill may be performed while spraying to the drilling site. A drilling drill used for this type of drilling generally has an injection port for injecting drilled water at or near the drill bit at the tip, so that the drill bit is used to spray the drilling water to the drilling site. Can be perforated.

図1は穿孔方法の一例を示すものであり、長尺鋼管フォアパイリング工法にかかるものである。この例では、穿孔装置は、穿孔ドリル(1)と、その先端にスイーベルジョイント(2)、パイプフォルダ(7)及びロッド(5)を介して取り付けられた穿孔ビット(6)と、穿孔ドリル(1)を支持するとともにロッド(5)、パイプフォルダ(7)及び長尺鋼管(8)を案内するガイドセル(9)とを備えてなる。スイーベルジョイント(2)には、穿孔水を供給する穿孔水供給装置が接続されており、穿孔水供給装置は、穿孔水タンク(10)と、圧送ポンプ(11)と、流量調整装置(12)とを備えてなる。   FIG. 1 shows an example of a drilling method, which is related to a long steel pipe fore-pyring method. In this example, the drilling device comprises a drilling drill (1), a drilling bit (6) attached to its tip via a swivel joint (2), a pipe folder (7) and a rod (5), and a drilling drill ( 1) and a guide cell (9) for supporting the rod (5), the pipe folder (7) and the long steel pipe (8). The swivel joint (2) is connected with a perforated water supply device for supplying perforated water. The perforated water supply device includes a perforated water tank (10), a pressure pump (11), and a flow rate adjusting device (12). And comprising.

長尺鋼管フォアパイリング工法では、トンネル掘削に先立って、トンネル外周にほぼ一定間隔で地山に複数(通常20〜30本程度)の穿孔を施し、先受材である直径100mm程度の長尺鋼管(8)を打設する。その際、排泥促進剤を配合した穿孔水は、穿孔水タンク(10)から圧送ポンプ(11)によって高圧で圧送され、スイーベルジョイント(2)を経てロッド(5)内に供給され、ロッド(5)先端の穿孔ビット(6)より噴射される。穿孔ビット(6)は、このように排泥促進剤が配合された穿孔水を噴射しながら、地山(20)に穿孔する。穿孔水に上記排泥促進剤が配合されていることにより、孔(21)からの排泥が促進され、穿孔スピードの向上や穿孔水の減量化等の穿孔効率を向上することができる。なお、図1に示した穿孔方法はあくまで一例にすぎず、本発明を限定するものではない。   In the long steel pipe fore-piling method, prior to tunnel excavation, a plurality of (usually about 20 to 30) holes are drilled in the natural ground at almost regular intervals on the outer periphery of the tunnel, and a long steel pipe having a diameter of about 100 mm, which is a receiving material. Place (8). At that time, the drill water containing the mud accelerator is pumped at a high pressure from the drill water tank (10) by the pump (11), supplied to the rod (5) through the swivel joint (2), and the rod ( 5) Sprayed from the drill bit (6) at the tip. The perforation bit (6) perforates the natural ground (20) while jetting the perforated water mixed with the mud accelerator. By blending the drainage accelerator with the drilling water, drainage from the holes (21) is promoted, and the drilling efficiency such as improvement of drilling speed and reduction of drilling water can be improved. The drilling method shown in FIG. 1 is merely an example and does not limit the present invention.

穿孔対象となる地山としては、粘土鉱物の少ない通常の地山でもよいが、粘土鉱物を多く含む粘性地山も対象とすることができ、上記排泥促進剤はかかる粘性地山の穿孔に特に好適に用いられる。上記のように、粘性地山においては水のみでは穿孔ビットへのくり粉の付着が大きく、またこれを除去しにくいのに対し、該排泥促進剤を配合しておくことで、くり粉の流動性が向上して、穿孔ビッドへの付着を抑え、孔からの排出を促進することができるからである。   A natural ground with few clay minerals may be used as a natural ground to be drilled, but a viscous ground with a high amount of clay minerals can also be targeted. Particularly preferably used. As described above, in viscous ground, water alone has a large amount of dust powder attached to the perforation bit, and it is difficult to remove it. This is because the fluidity is improved, the adhesion to the perforated bid can be suppressed, and the discharge from the hole can be promoted.

粘性地山としては、特に限定するものではないが、粘板岩、蛇紋岩、泥岩、頁岩、千枚岩、安山岩、火山灰質粘性土などからなる地山が挙げられる。特に、粘板岩からなる粘性地山に好適である。   The cohesive ground is not particularly limited, but includes natural ground made of slate, serpentine, mudstone, shale, shale, andesite, volcanic ash clay. In particular, it is suitable for viscous ground made of slate.

穿孔水への排泥促進剤の配合濃度は、特に限定するものではないが、上記水溶性ポリマーの濃度で、0.5〜5重量%であることが好ましく、より好ましくは、1〜3重量%である。穿孔水としては、通常、水に上記排泥促進剤を添加し溶解させた水溶液が用いられるが、本発明の効果を損なわない範囲内で、排泥促進剤以外の他の添加剤を配合してもよい。   The blending concentration of the mud accelerator in the drilling water is not particularly limited, but it is preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 1 to 3% by weight, with the concentration of the water-soluble polymer. %. As the perforated water, an aqueous solution in which the above-described waste mud accelerator is added and dissolved in water is usually used, but other additives other than the waste mud accelerator are blended within a range not impairing the effects of the present invention. May be.

また、穿孔時における穿孔水の供給量も、特に限定されず、穿孔対象となる地山の組成や、穿孔する孔の径などによって適宜設定することができ、例えば、毎分20〜200リットル程度とすることができる。   Moreover, the supply amount of the drilling water at the time of drilling is not particularly limited, and can be appropriately set according to the composition of the natural ground to be drilled, the diameter of the hole to be drilled, and the like, for example, about 20 to 200 liters per minute It can be.

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples at all.

[薬剤aの合成]
2リットルのセパラブルフラスコに、50重量%アクリルアミド水溶液400g、次亜リン酸ソーダ10g、トリエタノールアミン0.04g、過硫酸アンモニウム0.3g、蒸留水600gを仕込み、窒素流入下、75℃×4時間反応させて、薬剤aとしてポリアクリルアミドを得た。得られたポリアクリルアミドの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は0.15dl/gであった。
[Synthesis of Drug a]
A 2 liter separable flask was charged with 400 g of a 50 wt% acrylamide aqueous solution, 10 g of sodium hypophosphite, 0.04 g of triethanolamine, 0.3 g of ammonium persulfate, and 600 g of distilled water, and 75 ° C. × 4 hours under flowing nitrogen. By reacting, polyacrylamide was obtained as the drug a. The resulting polyacrylamide had an intrinsic viscosity (30 ° C., 1N-NaCl) of 0.15 dl / g.

[薬剤bの合成]
次亜リン酸ソーダを6gに変更した以外は、薬剤aと同様に合成して、薬剤bとしてのポリアクリルアミドを得た。得られたポリアクリルアミドの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は0.31dl/gであった。
[Synthesis of Drug b]
A polyacrylamide was obtained as the drug b by synthesizing in the same manner as the drug a except that the sodium hypophosphite was changed to 6 g. The resulting polyacrylamide had an intrinsic viscosity (30 ° C., 1N-NaCl) of 0.31 dl / g.

[薬剤cの合成]
2リットルのセパラブルフラスコに、78重量%ジメチルアミノエチルメタクリレート・メチルクロライド4級化物水溶液250g、次亜リン酸ソーダ0.12g、過硫酸アンモニウム2.5g、蒸留水250gを仕込み、窒素流入下、75℃×4時間反応後、冷却、蒸留水500gを投入して、薬剤cとしてのジメチルアミノエチルメタクリレート・メチルクロライド4級化物ホモポリマーを得た。得られたポリマーの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は1.05dl/gであった。
[Synthesis of Drug c]
A 2 liter separable flask was charged with 250 g of a 78 wt% dimethylaminoethyl methacrylate / methyl chloride quaternized aqueous solution, 0.12 g of sodium hypophosphite, 2.5 g of ammonium persulfate, and 250 g of distilled water. After reacting at 4 ° C. for 4 hours, cooling and 500 g of distilled water were added to obtain a dimethylaminoethyl methacrylate / methyl chloride quaternized homopolymer as drug c. The intrinsic viscosity (30 ° C., 1N—NaCl) of the obtained polymer was 1.05 dl / g.

[薬剤dの合成]
次亜リン酸ソーダを0.6gに変更した以外は、薬剤cと同様に合成して、薬剤dとしてのポリ(ジメチルジアリルアンモニウムクロライド)を得た。得られたポリマーの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は0.62dl/gであった。
[Synthesis of Drug d]
A poly (dimethyldiallylammonium chloride) as a drug d was obtained by synthesizing in the same manner as the drug c except that sodium hypophosphite was changed to 0.6 g. The intrinsic viscosity (30 ° C., 1N—NaCl) of the obtained polymer was 0.62 dl / g.

[薬剤eの合成]
2リットルのセパラブルフラスコに、65重量%ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液310g、次亜リン酸ソーダ2.0g、過硫酸アンモニウム2.5g、蒸留水190gを仕込み、窒素流入下、75℃×4時間反応後、冷却、蒸留水500gを投入して、薬剤eとしてのポリ(ジメチルジアリルアンモニウムクロライド)を得た。得られたポリマーの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は0.22dl/gであった。
[Synthesis of Drug e]
A 2-liter separable flask was charged with 310 g of 65 wt% diallyldimethylammonium chloride aqueous solution, 2.0 g of sodium hypophosphite, 2.5 g of ammonium persulfate, and 190 g of distilled water, and reacted at 75 ° C. for 4 hours under nitrogen flow. Then, 500 g of cooled and distilled water was added to obtain poly (dimethyldiallylammonium chloride) as the drug e. The intrinsic viscosity (30 ° C., 1N—NaCl) of the obtained polymer was 0.22 dl / g.

[薬剤fの合成]
次亜リン酸ソーダを0.02gに変更した以外は、薬剤eと同様に合成して、薬剤fとしてのポリ(ジメチルジアリルアンモニウムクロライド)を得た。得られたポリマーの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は2.13dl/gであった。
[Synthesis of Drug f]
A poly (dimethyldiallylammonium chloride) as a drug f was obtained by synthesizing in the same manner as the drug e except that sodium hypophosphite was changed to 0.02 g. The intrinsic viscosity (30 ° C., 1N—NaCl) of the obtained polymer was 2.13 dl / g.

[薬剤gの合成]
次亜リン酸ソーダを20gに変更した以外は、薬剤eと同様に合成して、薬剤gとしてのポリ(ジメチルジアリルアンモニウムクロライド)を得た。得られたポリマーの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は0.02dl/gであった。
[Synthesis of Drug g]
A poly (dimethyldiallylammonium chloride) as a drug g was obtained by synthesizing in the same manner as the drug e except that sodium hypophosphite was changed to 20 g. The intrinsic viscosity (30 ° C., 1N—NaCl) of the obtained polymer was 0.02 dl / g.

の合成]と同様。 Same as [Synthesis].

[薬剤hの合成]
2リットルのセパラブルフラスコに、65重量%ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液160g、次亜リン酸ソーダ0.002g、過硫酸アンモニウム1.3g、蒸留水80gを仕込み、窒素流入下、75℃×4時間反応後、冷却、蒸留水760gを投入して、薬剤hとしてのポリ(ジメチルジアリルアンモニウムクロライド)を得た。得られたポリマーの固有粘度(30℃、1N−NaCl)は3.48dl/gであった。
[Synthesis of drug h]
A 2-liter separable flask was charged with 160 g of 65% by weight diallyldimethylammonium chloride aqueous solution, 0.002 g of sodium hypophosphite, 1.3 g of ammonium persulfate, and 80 g of distilled water, and reacted at 75 ° C. for 4 hours under nitrogen flow. Then, 760 g of cooled and distilled water was added to obtain poly (dimethyldiallylammonium chloride) as drug h. The intrinsic viscosity (30 ° C., 1N—NaCl) of the obtained polymer was 3.48 dl / g.

[実験室評価]
上記a〜h及び下記i、jの薬剤について、地山の穿孔を想定した排泥促進効果を評価するために、実験室にて下記の泥土流動性評価試験を実施した。
[Laboratory evaluation]
The following mud fluidity evaluation tests were carried out in the laboratory in order to evaluate the mud accelerating effect assuming the drilling of natural ground for the agents a to h and i and j below.

・薬剤i:ポリアクリル酸ナトリウム(重量平均分子量=1000,000)、日本触媒(株)製「アクアリックIH」
・薬剤j:ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、第一工業製薬(株)製「ハイテノール325L」
Drug i: sodium polyacrylate (weight average molecular weight = 1,000,000), “AQUALIC IH” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
・ Drug j: Sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, “Hitenol 325L” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.

・泥土流動性評価試験
粘板岩からなる地山を想定して北海道産粘板岩を粉砕した泥を対象泥土とし、該対象泥土30gを300mL容のポリ容器に量りとり、薬剤0.8g(純分)を添加した。これに水20gを添加して、ガラス棒で十分に混合し、ポリ容器を90°傾けたときに滑らかな流動性が得られる水量(最初に添加した20gを含む水量)を測定した。水は1gずつ追加しながら、その都度、上記流動性が得られるかどうかを評価した。なお、コントロールとして、薬剤を添加せずに井戸水をそのまま用いたものを比較試験例1とした。
・ Mud soil fluidity evaluation test Assuming a natural ground made of slate, mud obtained by crushing Hokkaido slate is taken as the target mud, 30 g of the target mud is weighed into a 300 mL plastic container, and 0.8 g (pure) of the drug is taken. Added. 20 g of water was added thereto and mixed well with a glass rod, and the amount of water (amount of water including 20 g added first) at which smooth fluidity was obtained when the plastic container was tilted 90 ° was measured. While adding 1 g of water, it was evaluated whether the above fluidity was obtained each time. As a control, Comparative Test Example 1 was prepared by using well water as it was without adding any chemicals.

結果は表1に示す通りであり、薬剤a〜fを用いた試験例1〜6であると、コントロールである比較試験例1に比べて、滑らかな流動性が得られるまでの水量が少なく、排泥促進効果が期待できるものであった。   The results are as shown in Table 1, and in the case of Test Examples 1 to 6 using the drugs a to f, the amount of water until smooth fluidity is obtained is small compared to Comparative Test Example 1 as a control, The effect of promoting mud drainage was expected.

これに対し、固有粘度が0.02dl/gと小さい水溶性ポリマーを用いた比較試験例2では、コントロールである比較試験例1に対して流動性の向上効果はほとんど得られなかった。また、固有粘度が大きすぎる水溶性ポリマーを用いた比較試験例3では、コントロールである比較試験例1よりも大量の水を必要とした。また、高分子量の水溶性アニオンポリマーを用いた比較試験例4でも、比較試験例3と同様に、大量の水が必要であった。比較試験例5では、40gの水量で一応の流動性は得られたものの、泡立ちの大きいものであり、粘性地山に対する泥土流動性に劣るものであった。

Figure 0005566665
On the other hand, in Comparative Test Example 2 using a water-soluble polymer having an intrinsic viscosity as small as 0.02 dl / g, almost no improvement in fluidity was obtained compared to Comparative Test Example 1 as a control. In Comparative Test Example 3 using a water-soluble polymer having an intrinsic viscosity that is too large, a larger amount of water was required than in Comparative Test Example 1 as a control. Further, in Comparative Test Example 4 using a high molecular weight water-soluble anionic polymer, a large amount of water was required as in Comparative Test Example 3. In Comparative Test Example 5, although a temporary fluidity was obtained with an amount of water of 40 g, the foaming was large and the mud fluidity with respect to the viscous ground was inferior.
Figure 0005566665

[穿孔試験評価]
北海道地区の粘板岩からなる地山に対し、穿孔機として古河ロックドリル(株)製の油圧ドリフタ「HD190」を用いて、1本当たり直径125mm×深さ12.5mの穿孔を行った。穿孔では、穿孔水として、井戸水に下記表2に示す薬剤(詳細は上記実験室評価と同じ。)を同表に記載の濃度にて配合したものを用いた。穿孔水の供給量は毎分65リットルとして、1本の穿孔に要した時間(穿孔時間)と水量(穿孔水量)を測定し、表2に結果を示した。穿孔時間と穿孔水量は2本穿孔したときの平均値である。なお、比較例1では、井戸水に薬剤を添加せずにそのまま穿孔水として用いた。
[Perforation test evaluation]
Using a hydraulic drifter “HD190” manufactured by Furukawa Rock Drill Co., Ltd. as a drilling machine, a drill with a diameter of 125 mm and a depth of 12.5 m was drilled in a natural ground made of slate in the Hokkaido area. In the perforation, the well water was blended with chemicals shown in the following Table 2 (details are the same as those in the laboratory evaluation) at the concentrations shown in the same table. The amount of perforated water supplied was 65 liters per minute, and the time required for one perforation (perforation time) and the amount of water (perforated water amount) were measured. Table 2 shows the results. The drilling time and the amount of drilling water are average values when two drills are drilled. In Comparative Example 1, the well water was used as perforated water without adding any chemicals.

表2に示されたように、実施例1〜4であると、穿孔水として井戸水をそのまま使用した比較例1に対し、穿孔時間が大幅に短縮され、穿孔水量を減量することができた。一般にトンネル工事では、一回のトンネル掘削に先立つ穿孔を上記のように通常20〜30本行うことからすると、このように1本当たり7〜12分間程度短縮できることは、全体の作業時間の大幅な短縮に繋がる。また、これら実施例1〜4及び比較例1の関係は、実験室評価の上記試験例1,3,5,6及び比較試験例1と略相関していることから、実験室評価において泥土流動性に劣っていた比較試験例2〜5では、実際の穿孔での排泥促進効果が期待できないことは明らかである。

Figure 0005566665
As shown in Table 2, in Examples 1 to 4, the drilling time was significantly shortened and the drilling water amount was reduced compared to Comparative Example 1 in which the well water was used as the drilling water as it was. In general, in tunnel construction, if 20 to 30 drills are normally performed prior to one tunnel excavation as described above, it can be shortened by about 7 to 12 minutes as described above. It leads to shortening. Moreover, since the relationship between Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 is substantially correlated with the above-described Test Examples 1, 3, 5, 6 and Comparative Test Example 1 of laboratory evaluation, mud flow in laboratory evaluation. In Comparative Test Examples 2 to 5 that were inferior in performance, it is clear that the effect of promoting mud drainage in actual drilling cannot be expected.
Figure 0005566665

本発明は、例えばトンネル工事において地山(特に粘性地山)に穿孔ドリルを使用してロックボルトやアンカーボルトの装着孔、火薬装填孔を装填する際に、くり粉の排出効率を向上するために好適に利用することができる。   The present invention is to improve the efficiency of discharging dust when a rock drill or anchor bolt mounting hole or gunpowder loading hole is loaded into a natural ground (especially a viscous natural ground) using a drilling drill in tunnel construction, for example. Can be suitably used.

1…穿孔ドリル、2…スイーベルジョイント、5…ロッド、6…穿孔ビット、7…パイプフォルダ、8…長尺鋼管、9…ガイドセル、10…穿孔水タンク、11…圧送ポンプ、12…流量調整装置、20…地山、21…孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drilling drill, 2 ... Swivel joint, 5 ... Rod, 6 ... Drilling bit, 7 ... Pipe folder, 8 ... Long steel pipe, 9 ... Guide cell, 10 ... Drilling water tank, 11 ... Pressure pump, 12 ... Flow control Device, 20 ... earth, 21 ... hole

Claims (3)

地山に穿孔する際に穿孔水に配合することで孔からの排泥を促進するための排泥促進剤であって、1N塩化ナトリウム水溶液中30℃で測定した固有粘度が0.05〜2.5dl/gである水溶性のカチオンポリマー及びノニオンポリマーから選択される少なくとも1種の水溶性ポリマーを含有する排泥促進剤。   A mud accelerator for accelerating mud from the holes by blending with drilling water when drilling in natural ground, and has an intrinsic viscosity of 0.05-2 measured at 30 ° C. in a 1N sodium chloride aqueous solution. A sludge accelerator containing at least one water-soluble polymer selected from a water-soluble cationic polymer and a nonionic polymer that is 5 dl / g. 前記水溶性ポリマーが、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの4級化物または塩酸塩の重合体、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの4級化物または塩酸塩の重合体、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体、及び、(メタ)アクリルアミド重合体からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の排泥促進剤。   The water-soluble polymer is a quaternized or hydrochloride polymer of dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, a quaternized or hydrochloride polymer of dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, a dimethyldiallylammonium chloride polymer, and The sludge accelerating agent according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of a (meth) acrylamide polymer. 穿孔ドリルを用いて地山に穿孔する穿孔方法であって、1N塩化ナトリウム水溶液中30℃で測定した固有粘度が0.05〜2.5dl/gである水溶性のカチオンポリマー及びノニオンポリマーから選択される少なくとも1種の水溶性ポリマーを含む排泥促進剤を穿孔水に配合し、配合した穿孔水を噴射しながら穿孔ドリルにより穿孔することを特徴とする地山の穿孔方法。   A drilling method for drilling a natural ground using a drill, selected from water-soluble cationic polymers and nonionic polymers having an intrinsic viscosity of 0.05 to 2.5 dl / g measured at 30 ° C. in a 1N sodium chloride aqueous solution. A drilling method for a natural ground characterized in that a mud accelerator containing at least one water-soluble polymer is blended with drilling water and drilled with a drilling drill while jetting the blended drilling water.
JP2009258958A 2009-11-12 2009-11-12 Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor Active JP5566665B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009258958A JP5566665B2 (en) 2009-11-12 2009-11-12 Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009258958A JP5566665B2 (en) 2009-11-12 2009-11-12 Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011105781A JP2011105781A (en) 2011-06-02
JP5566665B2 true JP5566665B2 (en) 2014-08-06

Family

ID=44229630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009258958A Active JP5566665B2 (en) 2009-11-12 2009-11-12 Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5566665B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432881A (en) * 1981-02-06 1984-02-21 The Dow Chemical Company Water-dispersible hydrophobic thickening agent
JPS5884883A (en) * 1981-11-16 1983-05-21 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Mud composition
US4626363A (en) * 1984-08-29 1986-12-02 National Starch And Chemical Corporation Cationic acrylamide emulsion polymer brine thickeners
JP2608836B2 (en) * 1992-08-24 1997-05-14 第一工業製薬株式会社 Alkanolamine salt of acrylamide copolymer and muddy water modifier containing the same
JP5570780B2 (en) * 2009-10-06 2014-08-13 第一工業製薬株式会社 Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011105781A (en) 2011-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2263247T3 (en) COMPOSITIONS FLUID POLYMERICAS FOR LAND STABILIZATION AND PROCEDURE FOR USE.
CN1065889C (en) Composite composed of polymer containing acrylicamide and its use method
CN1255505C (en) Stable liquid suspension compositions and method of making and use thereof
CN1263481A (en) Fluids containing viscoelastic surfactant and methods for using the same
CN107109203A (en) The composition and method of oil are produced using hydrofrac fluid
SA03240199B1 (en) Use of dispersion polymers as friction reducing agents in aqueous aquueous fracturing fluids.
Jefferis et al. Polymer support fluids: use and misuse of innovative fluids in geotechnical works
BR112014020146B1 (en) use of a carboxylic diamine-diacid salt, drilling process and hydraulic fracture process
JPWO2017094747A1 (en) Soil erosion inhibitor with excellent freeze-thaw stability
JP5566665B2 (en) Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor
JP2008144026A (en) Additive for shield tunneling
JP2011241337A (en) Frothing agent for air-foam drilling
JP3905348B2 (en) Face stabilization method in shield method, and mud for holding face
JP5570780B2 (en) Method of drilling natural ground and mud accelerator used therefor
JPH08199160A (en) Excavation additive
JP7318902B2 (en) Excavation Additives and Mud Pressure Shield Construction Method
US11572498B2 (en) Thixotropic sealing composition and injection thereof for use during drilling
JP3523702B2 (en) Drilling additives for shield method
JP2000186280A (en) Shield drilling mud additive
JP2020124698A (en) Method for reforming mud, such as mixed sediment with drilling additives
CN1196762C (en) Stable slurry for digging, its preparing method and digging method
JP6313697B2 (en) High pressure jet agitation method using cement slurry with low water cement ratio
JP2001329530A (en) Soil cement underground continuous wall construction method
US11926712B2 (en) Aqueous formulations
JP6981725B2 (en) Deterioration control agent and deterioration control method for drilling fluid

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20120521

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140610

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20140618

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5566665

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150