JPH03241120A

JPH03241120A - 掘削土砂の排土装置

Info

Publication number: JPH03241120A
Application number: JP3569590A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sakamoto; 坂元　秀郎; Seiji Uehara; 精治上原; Hiroshi Mikami; 博三上; Masaru Kawasaki; 優川崎
Original assignee: Sumitomo Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Construction Co Ltd
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1991-10-28

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）この発明はニューマチックケーソン工事において、掘削
土砂の地上への排出を連続的かつ効率的に実施できるこ
とを目的とした掘削土砂の排土装置に関するものである
。

（従来の技術）通常、ニューマチックケーソン工法による掘削排土方法
は、作業室内で０．５ｍ３程度のアースパケットに土砂
を投入した後に鋼管のマテリアルシャフトを通じてクレ
ーン等により地上に引き上げる方法が用いられているこ
とが多い。

この際、マテリアルシャフト上端にロック室を設け、面
内気圧と面外気圧の調整を行うことが必要であった。

（発明が解決しようとする課題）前記掘削排土方法が現在−船釣に用いられているもので
あるが、この方法では以下の様な問題点が存在する。

（１）気圧調整のためのロック室が必要であり、排土の
ための作業サイクルが悪くなる。

（２）排土効率が悪いため、大型ケーソンでは複数本の
マテリアルシャフトを必要とする。

（３）掘削深度が深くなるに従い、アースパケットの上
げ下げに時間がかかり、排土効率が悪くなる。

本発明は以上の様な問題点を解決するために開発したも
ので、連続的な排土を行うことが可能な装置を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、この発明は潜函体の作業室
から地上まで連続して排土のためのスクリューコンベア
を設置したことを特徴とするものである。

（実　施　例）以下図示した実施例に基いて説明する。１は潜函体を示
すもので、この潜函体１の下端部には作業室２が設けて
あり、掘削を進めて行くに従い沈下する潜函体１を打ち
継ぐよう形成しである。

３はコンベア外管を示すものであり、このコンベア外管
３は上端部を地上に配設し地中に垂直に埋設して垂直部
（搬送部）３ａを形成し、さらに下端部は水平に折曲し
水平部（供給部）３ｂを形成して作業室２内に配設され
ている。

そしてコンベア外管３の内部には長手方向に沿ってスク
リューコンベア４が垂直部３ａにおいては重置に、水平
部３ｂにおいては水平に配設しである。そしてコンベア
外管３の上端には排土ゲート５を、また下端水平部３ｂ
には土砂ホッパーゲート６が形成しである。

掘削に際してはスクリューコンベア４を回転させながら
掘削土を土砂ホッパーゲート６の取込口より投入すれば
、掘削土はスクリューコンベア４により連続的に水平部
３ｂから垂直部３ａに搬送され、排土ゲート５から地上
に排出される。

上記作業を行うに際してはスクリューコンベア４の取込
口と排出口では、圧気圧分の圧力差が生じ、閣内から空
気が噴発する危険性があるが、スクリューコンベア４内
に塑性流動化した土砂が満たされ、連続的に排土を行っ
ている状態では、管路の途中に土砂によるプラグが形成
され、圧力のバランスは保たれる（この原理は、泥土圧
シールド工法における土砂の排出から確認されている）
。したがってこの発明の掘削土砂の排出装置を有効に作
動させるためには前記の様に常に流動化した土砂がスク
リューコンベア４内に満たされた環境を作り出すことが
重要であるが、このために以下の様な管理を必要に応じ
て実施する。

（１）　　噴発を防止して、安定した排土を行うために
、第２図に示すようにコンベア外管３の各部に圧力セン
サー７を取付は圧力を測定器８により測定し、排土ゲー
ト５の開口量、スクリュー回転数を適切な値に調整する
。さらに緊急時のフェールセーフとして、土砂ホッパー
ゲート６を閉鎮する機構も有する（図示せず）。

（２）コンベア外管３の垂直部３ａ、水平部３ｂの各ス
クリューコンベア４のトルクをトルクセンサー９によっ
て測定し、垂直部３ａと水平部３ｂの負荷のバランスを
適正に保つ。

（３）排土土砂が砂質上等の様に土の摩擦抵抗が大きく
透水性も大きい場合には、スクリューコンベア４内に流
動化した土砂を充満させることが不可能になる。この様
な地盤に対応するために、土砂ホッパーゲート６内ある
いはスクリューコンベア４の途中に設置した増粘剤ポン
プ１０により増粘剤を注入撹拌し、掘削土砂を塑性流動
化させる。また、この撹拌効率を増加させるために、ス
クリューコンベア４の途中に撹拌器を取り付けることも
あり得る。

また使用される増粘剤については以下の様な材料の使用
が考えられる。

（イ〉掘削対象地盤の中に粘土層がある場合には、この
粘土をストックしておき、必要に応じてスラリー状にし
て注入する。

（ロ）掘削対象地盤内に適当な粘土が無い場合には、市
販のベントナイト及びＣＭＣ等により高粘性のスラリー
を作成し注入する。

（ハ）吸水により球状のゲルになる高分子材を混合し、
ベアリング効果及び脱水効果により、土砂の粘性を高め
る。

以上この装置をスムースに作動するための管理システム
の概念図を第２図に示すものであり、この図面において
記号１１はモーター　１２は制御装置、１３は自動制御
の場合のコンピューターを示している。

さらに掘削地盤が大量の水分を含む土砂の場合には、圧
力バランスの確保が難しく逆流の危険もあるため、搬送
前に水分を適当量まで分離することが重要である。した
がって第３図及び第４図に示す様な排水装置を別途設け
ることが必要である。

すなわち、第３図に示すように水平スクリューコンベア
４の土砂ホッパーゲート６から一定区間のコンベア外管
３を有孔管（透水管）１４とし、この区間の土砂搬送過
程で余剰水を排出する。排出された水は集水ます１５に
集められ、水中ポンプ１６により潜函体１の外側に排出
するよう形成しである。

あるいは第４図に示すように透水管部分を透水孔１７ａ
を有する透水管１７と外管１８からなる二重管１９とし
、透水管１７と外管１７間の間隙２０を大気圧に開放し
、園内圧と大気圧の差により強制排水を図るよう形成し
たものである。

そしてさらに第５図に示すように例えばコンベア外管３
の垂直部３ａと水平部３ｂとの連結部分に回転ジヨイン
ト２１を取付けることにより無人掘削システムへの発展
が考えられ、全ての作業は、潜函体１の外部からのリモ
ートコントロールで実施できる。

（発明の効果）以上この発明は内部にスクリューコンベアを装着したコ
ンベア外函を潜函体に設置し、スクリューコンベアの作
動で排水するよう形成しであるので、従来の公知技術に
比べて以下の通り優れた利点を有する。

（１）排土作業が連続的にできる。

（２）　　シャフト１本あたりの排土効率が良い。

（３）圧力調整のためのロック室が不要である。

（４）アースパケットを必要としないため、排土のため
にクレーンを必要としない。

（５）　　自動運転制御システムへの発展が従来工法に
比べて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は使用状態を示す縦断面図、第２図は管理システ
ムを示す概念図、第３図は排水装置の一例を示す部分縦
断面図、第４図は二重管によるコンベア外管を示す部分
横断面図と部分縦断面図、第５図は無人掘削システムの
一例を示す部分縦断面図である。 ■・・・潜函体、２・・・作業室、３・・・コンベア外
管、４・・・スクリューコンベア、５・・・排土ゲート
、６・・・土砂ホッパーゲート、７・・・圧力センサー
、８・・・測定器、９・・・トルクセンサー　１０・・
・増粘剤ポンプ、１１・・・モーター　■２・・・制御
装置、１３・・・コンピューター　１４・・・有孔管、
１５・・・集水ます、１６・・・水中ポンプ、１７・・
・透水管、１８・・・外管、１９・・・二重管、２０・
・・間隙、２１・・・回転ジヨイント。第　１　図第２図（Ａ）第図（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下端に作業室を設けた潜函体に、前記作業室から
地上まで連続して排土のためのスクリューコンベアを設
置したことを特徴とする掘削土砂の排土装置。