JPH0310232Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は、シールド式トンネル掘進において切
羽地盤のロータリカツタに対する掘削抵抗の軽減
またはずりへの流動性および止水性の付与のため
にシールド本体の隔壁前方で地盤またはずりに施
した起泡処理または気泡混入処理によつて気泡が
混入したずりの処理装置に関し、特にその消泡装
置に関する。

（従来技術） 本願出願人は、先に、特開昭57−29792号公報
において、シールド本体の隔壁前方の圧力域に所
定の圧力を維持する間に気泡混入ずりを前記加圧
域から大気域に排出させるための排出手段として
スクリユーコンベア装置を用い、該スクリユーコ
ンベア装置に開放する消泡剤供給管を経て気泡混
入ずりに消泡剤を供給し、あるいは前記排出手段
として排出管およびピストンを備える排出装置を
用い、該排出装置から排出された気泡混入ずりを
撹拌するための撹拌手段を有するずり溜めを設
け、該ずり溜めに消泡剤供給管を経て消泡剤を供
給することを提案した。

これらは、気泡混入ずりの気泡を消去するに
は、気泡混入ずりと、消泡剤との充分な混合が必
要であるとの考えを基に、前記スクリユーコンベ
ア装置あるいは前記ずり溜めでの撹拌混合作用を
期待したものである。

しかしながら、前者では、スクリユーコンベア
装置に開放する前記消泡剤供給管の開口部にずり
が詰まることがあり、そのために消泡剤の供給量
に不足が生じると、消泡効果が低下する。また、
後者では、撹拌手段を有する前記ずり溜めの設置
に比較的広いスペースを必要とすることから、小
径のシールド掘進機には適用できない場合があつ
た。

ところで、気泡混入ずりに消泡剤を供給するに
ついて、気泡混入ずりにその量に応じた適正量の
消泡剤を散布すれば、両者を積極的に撹拌せずと
も、気泡混入ずりから気泡を効果的に消去し得る
ことが判明した。

（目的） 本考案の目的は、比較的小径のシールド掘進機
にも適用することができ、気泡混入ずりの気泡を
確実に消去し得るシールド掘進工法のための気泡
混入ずり処理装置を提供することにある。

（構成） 本考案は、切羽地盤のロータリカツタに対する
掘削抵抗の軽減またはずりへの流動性および止水
性の付与のための気泡が混入したずりをシールド
本体の隔壁前方の圧力域に所定の圧力を維持する
間に前記加圧域から大気域に排出させるための排
出手段と、該排出手段から排出された気泡混入ず
りを坑道外へ向けて搬送する手段と、該搬送手段
により規定される移送経路の所定の範囲内にある
気泡混入ずりの重量を検出する手段と、前記搬送
手段により移送される気泡混入ずりのうち前記重
量検出手段によつて重量が検出された部分に消泡
剤を散布する手段と、該散布手段による消泡剤の
散布量を前記該重量検出手段の検出信号に応じて
制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

（作用効果） 本考案によれば、前記搬送手段上を移送される
気泡混入ずりは、所定の移送経路範囲を通過する
際に重量を計測され、この重量に応じた適正量の
消泡剤を前記散布手段から散布されることから、
比較的大きな設置スペースを必要とする格別な撹
拌手段を用いることなく、気泡混入ずりから泡を
効果的かつ確実に消すことができ、比較的小径の
シールド掘進機にも適用できる。

また、適正量の消泡剤が供給されることから、
消泡剤の過多の供給によつて生じる消泡処理後の
ずりの含水率の増大に起因する諸問題をも解消
し、経済的な消泡処理が可能となる。

（実施例） 本考案が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかになろ
う。

第１図は、本考案に係る気泡混入ずり処理装置
が設けられるシールド式トンネル掘進装置１０の
一例を示す。

前記掘進装置１０は、そのシールド本体１２の
後部にセグメント１４に反力を担わせてシールド
本体１２を推進させるジヤツキ１６を備え、また
前部には回転カツタヘツド１８を支承すると共に
シールド本体１２内を前方の加圧域２０と後方の
大気域２２とに区画する隔壁２４を備える。

カツタヘツド１８には、その回転軸１８ａを経
てカツタフエイスから切羽に向けられた複数の開
口を有する起泡剤供給路２６が設けられている。
また隔壁２４には、開口２８が設けられている。
前記起泡剤供給路２６および開口２８には、起泡
剤供給管３０がそれぞれ接続され、該起泡剤供給
管を経て供給される起泡剤は、前記開口２８を経
て加圧域２０に送られ、また前記起泡剤供給路２
６を経て切羽面に注入される。カツタヘツド１８
は、その回転軸１８ａに設けられたギヤ３２およ
び該ギヤに噛合するピニオン３４を介して回転軸
１８ａに接続された駆動装置３６の作動により回
転されるが、このカツタヘツド１８の回転によつ
てずりと起泡剤との混合を促進するための撹拌翼
３８がカツタヘツド１８の背面に設けられてい
る。

従来の前記掘進装置１０では、前記切羽面に注
入される気泡剤および前記加圧域に供給される起
泡剤によつて起生される気泡は、カツタヘツド１
８の掘削抵抗を低減し、また、ずりと混合される
ことにより、ずりに流動性および止水性を与え
る。この気泡の混入によつて流動性および止水性
を与えられたずりは、加圧域の圧力低下を防止
し、これにより切羽の崩壊が防止される。

本考案に係る気泡処理装置４０は、隔壁２４を
経て加圧域２０に一端が開放しかつ隔壁２４の後
方へ仰角をもつて大気域２２内に伸長する筒状ケ
ーシング４２ａおよびスクリユー軸４２ｂを有す
るスクリユーコンベア装置から成る排出手段４２
を含む。前記排出手段４２は、スクリユー軸４２
ａが連結された駆動源４４の作動により、前記加
圧域２０内の気泡混入ずりを前記ケーシング４２
ａの他端部に設けられた排出口４６より、大気域
２２に配置された第１の搬送手段４８上に放出す
る。この気泡混入ずりの大気域２２への排出に際
して、気泡混入ずりは、液密性および気密性に富
むことから、前記ケーシング内の気密性を維持し
た状態で排出口４６へ移送され、第１の搬送手段
４８上に排出される。従つて、この気泡混入ずり
の大気域２２への排出に際して、加圧域２０内の
圧力降下が生じることはない。前記排出手段４２
として、スクリユーコンベア装置に代えて、例え
ば特開昭57−29792号公報に開示されているよう
なドラム式あるいはピストン式のような種々の排
出手段を用いることができる。

第１の搬送手段４８は、図示の例では、駆動プ
ーリ５０および従動プーリ５２を巡つて循環され
る無端ベルト５４を備えるベルトコンベア装置で
あり、前記排出手段４２におけると同様に傾斜配
置されている。

前記ベルト５４の移送経路内には、第２図に明
確に示されているように、ベルト５４に乗つて該
ベルトと共に移動する気泡混入ずり５６，５６
ａ，５６ｂ，５６ｃの重量を計測するための重量
計測器５８が配置されており、また第１の搬送手
段４８に関連して、重量計測器５８による計測領
域内の気泡混入ずり５６ｃに消泡剤を散布する手
段６０が設けられている。

前記散布手段６０は、重量計測器５８の上方に
配置され、前記計測領域内にある気泡混入ずり５
６ｃに消泡剤を散布するためのノズル装置６２
と、例えば界面活性剤のような消泡剤を収容する
タンクから成る消泡剤源６４と、送給ポンプ６６
の作動により前記消泡剤源６４から消泡剤をノズ
ル装置６２に送給するための消泡剤供給管６８と
を備える。前記起泡剤に増粘剤が含まれている場
合には、前記消泡剤に粘性低下剤を混入すること
が好ましい。

前記供給管６８には、ノズル装置６２への消泡
剤供給量を調整するための流量制御弁装置７０が
設けられており、また過剰分を消泡剤源６４に戻
すための帰還管７２が接続されている。前記弁装
置７０は、その作動により、前記ノズル装置に送
給される消泡剤の量と前記帰還管７２を経て前記
消泡剤源６４へ戻される消泡剤の量との比率を変
えることから、前記弁装置７２の作動を制御する
ことにより、前記送給ポンプ６６の作動を可変と
することなく前記ノズル装置６２から散布される
消泡剤の量を可変とすることができる。

重量計測器５８は、その計測領域内の気泡混入
ずり５６ｃの重量に応じた電気信号を演算装置７
４に送る。この演算装置７４には、気泡混入ずり
の単位重量当たりにおける消泡剤の適正散布量が
入力されており、前記重量計測器５６からの重量
データすなわち前記電気信号に応じて、適正量の
消泡剤をノズル装置６２から前記計測領域内の気
泡混入ずり５６ｃ上に散布すべく前記流量制御弁
装置７０の作動を制御する。

第２図に示されているように、前記駆動プーリ
５０の駆動源への電力供給を断続すべくその電力
線７６に設けられる電磁開閉器７８からの作動信
号を前記演算装置７４に入力し、これにより前記
搬送手段４８の作動および停止と、前記ノズル装
置６２からの気泡剤の散布および停止とを連動さ
せることができる。

前記気泡処理装置４０では、前記排出手段４２
から第１の搬送手段４８上に排出された気泡混入
ずりは、第１の搬送手段４８の移送経路を通過中
に、順次、前記重量計測領域を通過するときその
重量を計測されかつ計測重量に基づいた過不足の
ない適正量の消泡剤の散布を受け、これにより気
泡が効果的かつ確実に消去される。

従つて、排出手段４２から排出された気泡混入
ずりを切羽の比較的近傍で自然の土砂の状態に戻
すことができることから、例えば第１の搬送手段
４８およびこれに引続く第２の搬送手段８０（図
示の例ではトロツコとして示されている）による
坑道外へ向けてのずりの搬出作業は比較的容易と
なる。また、格別な撹拌手段が不要となることか
ら、比較的小径のシールド掘進機にも適用するこ
とができ、適正量の消泡剤の使用により経済性を
高めることができる。

前記したところでは、前記排出手段４２から放
出される気泡混入ずりを直接受ける第１の搬送手
段４８に関連して重量計測器５８およびノズル装
置６２の両者を配置した例について説明したが、
前記重量計測器およびノズル装置を第１の搬送手
段に引続く第２の搬送手段、あるいはその後に続
くさらに他の搬送手段に関連して配置することが
できる。

また、重量検出手段たる重量計測器５８による
計測領域と、散布手段６０による消泡剤散布領域
とを一致させることに代えて、前記散布領域を前
記計測領域よりも移送方向前方へ設定することが
できる。しかしながら、この場合には、重量計測
域において計測を受けた気泡混入ずりが消泡剤散
布領域に達する迄の時間遅れを考慮する必要があ
る。これに対して、前記したように、計測領域
と、消泡剤散布領域とを一致させることにより、
前記時間遅れを考慮する必要がなくなることか
ら、演算装置による演算処理の単純化の上で図示
の実施例が有利である。

また、前記演算装置７４の出力信号による前記
送給ポンプ６６の作動制御によつて前記ノズル装
置６２からの散布量を制御することができること
から、演算装置７４によつて前記送給ポンプ６６
の作動を制御することにより、前記流量制御弁装
置７０および前記帰還管７２を不要とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る気泡処理装置が設けられ
るシールド掘進機を概略的に示す縦断面図であ
り、第２図は本考案に係る気泡処理装置の概略図
である。 １８……ロータリカツタ、２０……加圧域、２
２……大気域、２４……隔壁、４２……排出手
段、４８，８０……搬送手段、５８……重量検出
手段、６０……散布手段、６２……ノズル装置、
６４……消泡剤源、６８……供給管、７０……流
量制御弁装置、７２……帰還管、７４……演算装
置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 切羽地盤のロータリカツタに対する掘削抵抗
   の軽減またはずりへの流動性および止水性の付
   与のための気泡が混入したずりをシールド本体
   の隔壁前方の加圧域に所定の圧力を維持する間
   に前記加圧域から大気域に排出させるための排
   出手段と、該排出手段から排出された気泡混入
   ずりを坑道外へ向けて搬送する手段と、該搬送
   手段により規定される移送経路の所定の範囲内
   にある気泡混入ずりの重量を検出する手段と、
   前記搬送手段により移送される気泡混入ずりの
   うち前記重量検出手段によつて重量が検出され
   た部分に消泡剤を散布する手段と、該散布手段
   による消泡剤の散布量を前記該重量検出手段の
   検出信号に応じて制御する制御手段とを含む、
   気泡混入ずり処理装置。 (2) 前記搬送手段は前記排出手段から排出された
   気泡混入ずりを受けるベルトコンベア装置であ
   る、実用新案登録請求の範囲第(1)項に記載の気
   泡混入ずり処理装置。 (3) 前記重量検出手段による重量計測域と前記散
   布手段による散布領域とは前記搬送手段上の同
   一範囲内にある、実用新案登録請求の範囲第(1)
   項に記載の気泡混入ずり処理装置。