JPH03158599A - シールド掘進機の排土処理方法及び排土処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シールド掘進機によって地山より掘削された
泥状の排土の処理方法及び処理装置に係り、特に、上記
泥状の排土をその搬送中に流動性のないボロボロの土砂
に改質するシールド掘進機の排土処理方法及び排土処理
装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、シールド掘進機として、第４図に示すものが知
られている。

図示するように、筒状のシールドフレームａの前面に切
羽地山すを掘削するカッタ面板Ｃが回転自在に設けられ
、このカッタ面板Ｃによって掘削された掘削土砂を取入
れるカッタ室ｄが上記シールドフレームａ内に形成され
ている。このカッタ室ｄにはカッタ室ｄ内の土砂を排出
するスクリューコンベヤｅが接続されており、このスク
リューコンベヤｅの搬出端には上記掘削土砂を搬送する
ベルトコンベヤでか設けられている。また、このベルト
コンベヤｆの搬出端には上記掘削土砂を坑外へ搬送する
ズリトロｇが設けられている。

よって、上記カッタ面板Ｃによって切羽地山すより掘削
された掘削土砂は、先ずカッタ室ｄ内に取入れられ、次
に、スクリューコンベヤｅ及びベルトコンベヤｆによっ
てズリトロｇまで搬送され、その後、ズリトロｇによっ
て排土として坑外へ搬送されることになる。

ところで、このようなシールド掘進機にあっては、第４
図に示すように、通常、上記カッタ面板Ｃから切羽地山
すに向けて水やベントナイト等の土質流動化剤りを噴射
し、切羽地山すを掘削しやすい流動性のある土質に改質
しながら掘進することが一般的である。

従って、上記土質流動剤りによって改質された流動性土
質の掘削土砂が、即ち、泥状の掘削土砂が、排土として
ズリトロｇによって坑外へ搬送されることになる。

このように、坑外へ搬出された泥状の排土は、第５図に
示すように、地上において、セメントや消石灰等の固化
剤ｉが添加され、ドラム状の撹拌８１ｊによって撹拌固
化され、取扱いがよい固化状態として最終的にトラック
ｋによって埋め立て地や、宅地造成地等の最終処分場へ
搬送されていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第５図に示すような撹拌機ｊを用いて、
セメントや消石灰等の固化剤ｉを添加・撹拌することに
よって固化された排土は、上記固化剤ｉによってそのｐ
Ｈがアルカリ性に変化してしまう。このアルカリ性排土
を埋め立て地や宅地造成地等の盛土として使用すること
は、土壌汚染を惹き起こすことになり、深刻な問題とな
っている。

また、このような泥状の排土を固化するための専用の撹
拌Ｒｉを地上に設けることは地上設備費の増大を招くこ
とになる。

さらに、第４図に示すように、土質流動化剤りによって
掘削しやすいように改質された泥状の掘削土砂は、ベル
トコンベヤで及びズリトロｇによって排土として坑外へ
搬送されることになるが、その土質が泥状のため、その
搬送中に泥状排土が坑内に飛び散り、坑内を汚染するこ
とになる。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、シー
ルド掘進機によって他山より掘削された泥状の排土を坑
内においてＰＨを変化させることなくボロボロの土砂に
改質し、土壌汚染・設＠費の増大・坑内汚染を解決でき
るシールド掘進機の排土処理方法及び排土処理装置を提
供するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明の第一の発明であるシー
ルド掘進機の排土処理方法は、シールド掘進機によって
地山から掘削された泥状の排土に、泥土粒子架橋剤を添
加した後、これらを撹拌しながらシールド掘進機外側へ
搬送するようにしたものである。

また、本発明の第二の発明であるシールド掘進機の排土
処理装置は、地山を掘削してシールド掘進機内に収り込
まれた泥状の排土を撹拌しつつシールド掘進機外側へ搬
送するための排土撹拌移送コンベヤと、該排土撹拌移送
コンベヤに搬送される泥状排土に泥土粒子架橋剤を加え
るための泥土粒子架橋剤添加手段とを備えたことから構
成されている。

［作用コ 第一の発明である上記シールド掘進機の排土処理方法に
あっては、先ず、シールド掘進機によって地山から掘削
された泥状の排土に、泥土粒子架橋剤を添加する。そし
て、これら泥状排土と泥土粒子架橋剤とを撹拌しながら
シールド掘進機外側へ搬送する。

すると、この搬送中に、上記泥状排土と泥土粒子架橋剤
とが十分混練され、泥土粒子架橋剤によって上記泥状排
土の泥土粒子が相互に架橋され団粒化する。

その結果、上記泥状排土は、ｐＨが変化することなくボ
ロボロとした通常の土質に改質されることになる。

第二の発明であるシールド掘進機の排土処理装置にあっ
ては、地山より掘削され、シールド掘進機内に収り込ま
れた泥状の排土は、排土撹拌移送コンベヤによって撹拌
されつつシールド掘進機外側へ搬送される。この際、上
記泥状排土には、泥土粒子架橋剤添加手段によって泥土
粒子架橋剤が添加される。よって、上記泥状排土と泥土
粒子架橋剤とは撹拌されながらシールド掘進機外側へ搬
送されることになる。

すると、この搬送中に、上記泥状排土と泥土粒子架橋剤
とが十分混練され、泥土粒子架橋剤によって上記泥状排
土の泥土粒子が相互に架橋され団粒化する。

その結果、上記泥状排土は、ＰＨが変化することなくボ
ロボロとした通常の土質に改質されることになる。

［実施例コ 本発明に係るシールド掘進機の排土処理装置の一実施例
を添付図面に従って説明する。

第１図に示すように、筒状のシールドフレーム１の前面
に切羽地山２を掘削するカッタ面板３が回転自在に設け
られ、このカッタ面板３によって掘削された掘削土砂を
取り入れるためのカッタ室４がカッタ面板３の背面部に
位置されて上記シールドフレーム１内に設けられている
。

また、上記カッタ面板３の背面部には、切羽地山２を掘
削しやすい流動性のある土質に改質すべく、カッタ面板
３から切羽地山２に向けて水やベントナイト等の土質流
動化剤を噴射するための図示されない土質流動化剤噴射
装置が設けられている。

よって、上記土質流動化剤によって改質された流動性質
土質の掘削土砂が、即ち、泥状の掘削土砂が、排土とし
て上記カッタ室４内に取り入れられることになる。

このカッタ室４には、切羽地山２の土庄に対抗すべくカ
ッタ室４内を気密に保持しつつカッタ室４内の泥状排土
をカッタ室４外へ排出するだめのスクリューコンベヤ５
が設けらてれいる。すなわち、このスクリューコンベヤ
５内には上記泥状排土が一杯に充填されることになる。

また、このスクリューコンベヤ５の搬出端に接続されて
、スクリューコンベヤ５から排出される泥状排土を撹拌
しつつシールド掘進機外側へ搬送するための排土撹拌移
送コンベヤ６が設けらている。

本実施例にあっては、この排土撹拌移送コンベヤ６は、
第１図に示すように、リボン式スクリューコンベヤが用
いられている。すなわち、この排土撹拌移送コンベヤ６
は、第２図に示すように、コンベヤ６の外郭を形成する
円筒状のコンベヤ管７と、このコンベヤ管７の内周面に
沿って螺旋状に形成されるフライト８とからなるリボン
式スクユーコンベヤから構成されており、上記フライト
８をモータ９によって回転させることにより、泥状排土
１０を撹拌しつつシールド掘進機外側へ搬送するように
なっている。

また、第２図に示すように、排土撹拌移送コンベヤ６で
あるリボン式スクリューコンベヤは、泥状排土の撹拌性
を向上させるべく、泥状排土の充填率が落とされている
。すなわち、コンベヤ管７−杯に泥状排土が充填される
のではなく、略半分程度にまでその充填率が落とされ、
撹拌性の向上を図っている。この充填率の調節は、第１
図に示すスクリューコンベヤ５の排出口１１から排土撹
拌移送コンベヤ６に向けて排出される泥状排土の排出量
を、上記排出口１１を開閉するゲート１２を開閉調節す
ることにより達成される。

また、この排土撹拌移送コンベヤ６には第１図に示すよ
うに、搬送される泥状排土１０に泥土粒子架橋剤１３を
加えるための泥土粒子架橋剤添加手段１４が設けられて
いる０本実施例にあっては、上記泥土粒子架橋剤１３と
してこんにゃく等の天然蛋白から抽出した天然水溶性高
分子系の素材が用いられている。なお、この泥土粒子架
橋剤１３としては、上記素材に限らず天然系、合成系を
問わす団粒機能をもつ素材であれば適用でき、単独又は
後棚を組み合せてその目的を果すようにしてもよい、ま
た、この泥土粒子架橋剤は粉体であっても液体であって
もよいことは勿論である。

一方、上記泥土粒子架橋剤添加手段１４は、第１図に示
すように、ＣＰＵ１５とオンラインで結ばれており、シ
ールド掘進機の掘進スピードに応じて泥土粒子架橋剤１
３の添加量を調節するようになっている。すなわち、掘
進スピードに掘削面積を掛けた掘削土量に応じて上記泥
土粒子架橋剤１３の添加量が調節されることになる。

また、上記泥土粒子架橋剤１３は、第３図に示すように
、排土撹拌移送コンベヤ６のコンベヤ外郭を形成する円
筒状のコンベヤ管７のラジアル方向の四箇所からコンベ
ヤ管６内の泥状排土１０へ向けて添加される。

このように、排土撹拌移送コンベヤ６内の搬送中の泥状
排土１０には排土量に応じて粉体もしくは液体の泥土粒
子架橋剤１３が添加され、これらが撹拌されることにな
る。

上記排土撹拌移送コンベヤ６によってシールド掘進機外
側へ搬送された排土は、第１図に示すように排土撹拌移
送コンベヤ６の搬出端に接続されたベルトコンベヤ１６
によってズリトロ１７まで搬送され、ズリトロ１７によ
って坑外へ搬送されることになる。

以上の構成からなる具体装置例に基づいて本発明の方法
について述べる。

第１図に示すように、カッタ面板３によって切羽地山２
より掘削され、カッタ室４内に取り込まれた泥状の排土
１０は、スクリューコンベヤ５によってカッタ室４内を
気密に保持しつつカッタ室４外へ搬送される。

このカッタ室４外へ搬送された泥状の排土１０は、排土
撹拌移送コンベヤ６によって撹拌されつつベルトコンベ
ヤ１６まで搬送される。この際、上記泥状排土１０には
、泥土粒子架橋剤添加手段１４によって粉体もしくは液
体の泥土粒子架橋剤１３が添加される。

この泥土粒子架橋剤１３は、第３図に示すように、排土
撹拌移送コンベヤ６を構成するコンベヤ管７のラジアル
方向の四箇所からコンベヤ管７内の泥状排土１０へ向け
て添加されるので、泥土粒子架橋剤１３と泥状排土１０
との混練性が高まる。

また、上記排土撹拌移送コンベヤ６は、第２図に示すよ
うに、撹拌性の高いリボン式スクリューコンベヤが用い
られ、且つ移送されるコンベヤ管７内の泥状排土１０の
充填率も略５０Ｘ程度にまで落とされているので、泥状
排±１０と泥土粒子架橋剤１３との撹拌・混練性は一層
高まることになる。

従って、このような撹拌・混練性の高い排土撹拌移送コ
ンベヤ６によって、泥状排±１０と泥土粒子架橋剤１３
とは十分混練され、粉体もしくは液体の泥土粒子架橋剤
１３によって泥状排土１０中の泥土粒子が相互に架橋さ
れ、これらが団粒化し、泥状排土１０がｐＨを変化させ
ることなくボロボロとした通常の土質に改質されること
になる。

この際、第１図に示すように、泥状排土１０に添加され
る泥土粒子架橋剤１３は、ＣＰＵ１５によって、シール
ド掘進機の掘進スピードに応じて、即ち、掘削土量に応
じて、その添加量が調節されるので、泥状排土１０と泥
土粒子架橋剤１３との混合比が常に最適に保たれ、効率
的に土質改質が達成される。上記泥土粒子架橋剤１３の
添加量は、泥状排土１０の土質及び含水比等や架橋剤１
３が粉体か液体かによって異なる０例えばシルト質土で
含水比３０〜５０％の泥状排土１０に粉体状の泥土粒子
架橋剤１３を添加する場合、その添加量は２〜４ｋ（１
／ｒｎ’が適当である。

このようにボロボロとした通常の土質に改質された排土
１０は、第１図に示すように、ベルトコンベヤ１６によ
ってズリトロ１７まで搬送され、ズリトロ１７によって
坑外へ搬送される。

従って、シールド掘進機によって切羽地山２により掘削
された泥状の排土１０は、坑内において、その搬送中に
ボロボロとした通常の土質に改質されることになる。

よって、従来、泥状排土１０を固化するために専用に地
上に設置されていた第５図に示すような撹拌機ｊは必要
なくなり、地上設備の低減を図ることができる。

また、上記泥土粒子架橋剤１３は、泥状排土の泥土粒子
を架橋し、団結粒化することによって、泥状排土をボロ
ボロとした通常の土質に改質しているので、排土のＰＨ
は全く変化しないことになる。よって、この改質後の排
土を埋め立て地、宅地造成地等の盛土、埋め戻し材に用
いてもＰＨの変化による土壌汚染問題は生じない。

また、第１図に示す坑内のベルトコンベヤ１６及びズリ
トロ１７には、排土撹拌移送コンベヤ６から排出された
ボロボロの排土１０が搬送さ、れることになり、坑内に
泥状の排土が飛び散ることがなくなり、坑内を清潔に保
つことができる。

なお、本実施例にあっては、第１図に示すように泥土粒
子架橋剤１３を二次スクリューコンベヤとしての排土撹
拌移送コンベヤ６に添加するように構成したが、これに
限らず切羽地山２より掘削された泥状の排土をシールド
掘進機外側へ搬送する搬送路の如何なる場所に泥土粒子
架橋剤１３を添加してもよい０例えば、−次スクリユー
コンベヤ５に添加してもよく、また二次スクリューコン
ベヤに接続された三次スクリューコンベヤに添加しても
よく、またカッタ室４内に添加してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば次のごとき優れた効
果を発揮することができる。

（１）　　泥状の排土をシールド掘進機外側へ搬送する
搬送中に、泥状排土に泥土粒子架橋剤を添加すると共に
これらを撹拌することによって、ｐＨを変化させること
なくその土質をボロボロとした通常の土質に改質するこ
とができる。

（２）　　従って、従来、泥状排土を固化するために専
用に設けられていた撹拌機は必要なくなり、設備費の削
減及びシステム全体の小形化を図ることができる。

（３）　　またｐＨを変化させることなく、泥状排土が
ボロボロとした通常の土質に改質されるので、ＰＨの変
化による土壌汚染問題に抵触することなく、この改質後
の排土を埋め立て地や宅地造成地等の盛土・埋め戻し材
として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシールド掘進機の排土
処理装置の概略図、第２図は第１図に示す排土撹拌移送
コンベヤの拡大側断面図、第３図は第２図の■−■線矢
視図、第４図及び第５図は従来例を示すシールド掘進機
の排土処理装置の概略図である。 図中、２は切羽地山、４はカッタ室、６は排土撹拌移送
コンベヤ、１０は排土、１３は泥土粒子架橋剤、１４は
泥土粒子架橋剤添加手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シールド掘進機によって地山から掘削された泥状の
   排土に、泥土粒子架橋剤を添加した後、これらを撹拌し
   ながらシールド掘進機外側へ搬送するようにしたことを
   特徴とするシールド掘進機の排土処理方法。 ２、地山を掘削してシールド掘進機内に取り込まれた泥
   状の排土を撹拌しつつシールド掘進機外側へ搬送するた
   めの排土撹拌移送コンベヤと、該排土撹拌移送コンベヤ
   に搬送される泥状排土に泥土粒子架橋剤を加えるための
   泥土粒子架橋剤添加手段とを備えたことを特徴とするシ
   ールド掘進機の排土処理装置。