JPH0466275B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、土圧シールド工法に関する。

《発明の背景とその問題点》 土圧シールド工法は、カツターデイスクにより
掘削した削土を土圧室内に取り込み充満させて、
カツターデイスク前面の切羽土圧とのバランスを
図りつつ土圧室内の削土を機械的に排土しながら
掘進する工法である。

しかしながら、この種の工法では、地下水位が
高く砂礫地盤のように地盤の透水係数が大である
場合には、取り込んだ削土による切羽の安定や止
水性を確保することが難しくなり、シールド掘進
が不可能となる。また、砂礫地盤では削土の流動
性に問題があり、排土も面倒であつた。。

ところで、本出願人は先に水に溶解した植物性
粘質物と硼砂、ホウ酸などの添加剤とからなるゲ
ル化泥水を開発した。

該ゲル化泥水は水素イオン濃度（PH）の調整に
よつて、粘度がアルカリ側で数万センチポイズか
ら酸性側で10〜50センチポイズと極めて広い範囲
で変化する。

従つて、例えば砂礫層などの逸泥が大きな地盤
を掘削するときには、アルカリ側、すなわちゲル
化剤の混合により高粘度ゲル化した状態で土圧室
および切羽の前面に投入することにより止水性を
確保し土圧室内に取り入れられた削土の流動性を
確保できる。またこの高粘度ゲル化泥水では、混
合後酸性化剤、すなわち解ゲル剤を混合し、低粘
度化させることにより、掘削した土砂との分離を
図ることができ、しかも分離後の上澄みを再使用
できる利点がある。

《発明が解決しようとする問題点》 この発明は、以上の高粘度ゲル化泥水の有する
特性を有効利用することにより、土圧シールド工
法における切羽の安定化と削土の流動性および止
水性をより一層向上させること、削土の処理を容
易化すること、および回収泥水の再利用を図るこ
とにより、泥水そのものの消費量の削減を図るこ
とを目的とする。

《問題点を解決するための手段》 前記の目的を達成するため、この発明は、カツ
ターデイスクにより掘削した削土を土圧室内に充
満させることにより切羽の安定化を図るようにし
た土圧シールド工法において、前記土圧室内に植
物性粘室物からなるゲル状物質とゲル化剤の組み
合せからなる高粘度ゲル化泥水を供給するように
したことを特徴とする。

《実施例》 以下、この発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

第１図はこの発明に係る高粘度ゲル化泥水の供
給・回収システムを示す説明図である。

図において、１は密閉形土圧シールド掘進機で
あり、該掘進機１の前部には隔壁２によつて仕切
られた土圧室３が形成されていて、その前面にカ
ツターデイスク４が設けられている。土圧室３の
下部には前記隔壁２を貫通するスクリユーコンベ
ア５が設けられている。

そして、前記隔壁２の上部には送泥管６が貫通
して設けられている。送泥管６の一部は前記カツ
ターデイスク４の中心軸４ａに形成された流通孔
７に分岐接続されている。この流通孔７はカツタ
ーデイスク４の適宜の前面位置で複数口開口し、
切羽面に向けて泥水を噴出するようになつてい
る。

前記送泥管６には泥水供給ライン８が接続され
ている。この泥水供給ライン８はシールド坑９の
後部にある発進用立坑上あるいはこの立坑に接し
て設けられた作泥プラント１０に接続されてい
る。

作泥プラント１０内にはそれぞれ貯溜槽１１、
回収槽１２、分離槽１４が配置されている。

貯溜槽１１上には撹拌槽１５が配置されてい
る。この撹拌槽１５内で前述の植物性粘質物、水
および防腐剤を均一に混合し、この混合したゲル
状物質を前記貯溜槽１１内に投入し、ここに貯蔵
するようになつている。

前記泥水供給ライン８はこの貯溜槽１１の吐出
端に接続され、そのライン８中に設けた圧送ポン
プP₁により前記送泥管６側に送られる。

送泥管６に対する接続直前の位置において、供
給ライン８にはゲル化剤供給ライン１６が接続さ
れている。この供給ライン１６の上部には漏斗状
の液槽１８およびバルブ２０が設けられている。

バルブ２０を開けることにより液槽１８内に貯
えられていたゲル化剤は泥水供給ライン８内に加
えられ、この内部を輸送されるゲル状物質と合流
する。

合流したゲル状物質は最先端位置に設けたライ
ンミキサー２１内を通過することにより十分混合
され、この状態で送泥管６側に吐出し、土圧室３
内およびカツターデイスク４の前面に吐出される
ことになる。

また、前記スクリユーコンベア５の吐出端は同
じく回収用のラインミキサー２２の供給端に対向
位置している。ラインミキサー２２の上には解ゲ
ル剤の液槽２３がバルブ２４を介して接続されて
いる。そして、ラインミキサー２２の吐出端は回
収ライン２６を通じて前記分離槽１４に通じてい
る。

回収ライン２６内にはポンプP₂が介在されて
おり、スクリユーコンベア５から排出した削土と
ゲル状物質の排出混合物はこのポンプP₂により
ラインミキサー２２を経て前記分離槽１４内に回
収される。

そして、液槽２３内に貯蔵されている解ゲル剤
をラインミキサー２２内に加えることにより混合
物中のゲル状物質成分は解ゲルし、液体輸送に適
した粘度に低粘度化した状態で削土とともに回収
ライン２６を通じて分離槽１４側に排出される。

分離槽１４内では比重差による分離あるいはフ
ルイによる分級などが行なわれ、もとの状態に戻
つたゲル状物質はポンプP₃を介して前記回収槽
１２内に回収される。

また、その残渣分である削土は分離槽１４の底
面よりポツパーなどを通じて外部に排出されるこ
とになる。ゲル状物質は無害であるため、排出し
た削土は特に処理する必要がなく、埋立などに転
用できる。

さらに、回収槽１２の吐出端には合流ライン２
８が設けられ、前記泥水供給ライン８に合流して
いる。

この合流ライン２８内に設けたポンプP₄によ
つて回収したゲル状物質は再び前記泥水供給ライ
ン８を通じて土圧室３およびカツターデイスク４
側へと循環供給されることになる。

以上のシステムに用いられる粘性物質は、グア
ガムまたはローストビンガムなどの植物性粘質物
を単独あるいは併用したものであつて、いずれも
水に溶解するとゲル状の液体となる。このゲル状
物質はアルカリ化剤によつてさらに高粘度化し、
粘度が数万センチポイズまで高められる。ゲル化
剤は具体的に水酸化ナトリウム、消石灰、炭酸ナ
トリウムなどのアルカリ性物質である。回収後に
加えられる解ゲル剤としてのゲル化剤は、酸性物
質であり、例えば硫酸ばん土、塩化アルミニウ
ム、希硫酸、希塩酸などが用いられる。

従つて、前記貯溜槽１１および回収槽１２内に
貯蔵されているゲル状物質は中性ないし弱酸性側
となり、解ゲル化した状態で貯溜されている。こ
れにより、前記作泥プラント１０とシールド掘進
機１までの距離が遠く、泥水供給ライン８の長さ
が長い場合であつても十分に送泥を行なうことが
できる。そして、シールド掘進機１に対する供給
直前において前述のゲル化剤を加え混合するの
で、ここで高粘度化した状態で比較的短距離の送
泥管６を通じて土圧室３内およびカツターデイス
ク４の前面に吐出することになる。カツターデイ
スク４の前面に吐出した高粘度化したゲル化泥水
は、あたかも皮膜状となつて切羽面に対向しつつ
削土と混合して土圧室３内に取り込まれる。従つ
て、透水性の砂礫地盤であつても十分な止水性を
得ることになる。

カツターデイスク４により削り取られた削土お
よび高粘度ゲル化泥水は、土圧室３内で図示しな
い撹拌羽根などにより混合されるとともに、この
内部に供給される高粘度ゲル化泥水とさらに混合
し、土圧室３内に取込み充満された削土と結合し
て切羽土圧と対抗しつつ、削土間に充満された高
粘度ゲル化泥水で削土の流動性などを確保する。
土圧室３内の土圧が高くなると、スクリユーコン
ベア５を通じて回収用ラインミキサー２２内に供
給されることになる。

そして、ラインミキサー２２内で解ゲル剤と混
合することにより、混合物中の高粘度ゲル化泥水
は解ゲル化し、低粘度化する。しかしながら、こ
の状態においても削土に対する流動媒体としての
機能は変らないので、回収ライン６を通じて作泥
プラント１０側へ流体輸送できる。

なお、高粘度ゲル化泥水の粘度を制御するに
は、泥水供給ライン８の先端に粘度センサを設
け、この粘度センサの検出出力に応じて液槽１８
に付設されたバルブの開度をフイードバツク制御
すれば精度のよい粘度管理を行なうことができ
る。

また、回収側においても同様にフイードバツク
制御により輸送に適した粘度に下げることができ
る。

第２図はこの発明に係る土圧シールド工法の第
２実施例を示しており、以下にその特徴点につい
てのみ説明する。

同図に示す実施例では、ラインミキサー２１に
対するゲル化剤供給をポンプP₅で行なうととも
に、スクリユーコンベア５から排出した削土を一
旦ホツパー５０で受けた後、ポンプP₆によつて
地上に圧送している。

ポンプP₆によつて圧送された削土は、貯槽５
１に収容して解ゲル剤を投入して、撹拌すること
によりゲル状物質の粘度を低下させて、ポンプ
P₇により分離槽１４に移送し、分離槽１４で分
離された良液をポンプP₃で貯溜槽１１に戻して
再使用する。

第３図はこの発明の第３実施例を示すものであ
る。

図において、削土および高粘度ゲル化泥水の供
給システムについては第１実施例と同じである
が、回収システムとしては、シールド坑９内に設
けた軌条を走行する搬送台車３０を前記スクリユ
ーコンベア５と図示しない立坑間を往復させ、こ
の台車３０で回収された混合物を作泥プラント１
０側にバケツトなどを介して送り、その分離槽１
４内に液槽３１を通じて解ゲル剤を投入し、削土
とゲル状物質とを分離するようにしている。

この実施例では、特に削土の礫成分が大きく回
収ラインによる流体輸送に不向きな場合に適合す
る。

《発明の効果》 以上各実施例により詳細に説明したように、こ
の発明の土圧シールド工法によれば、植物性粘質
物からなるゲル状物質とゲル化剤の組合せからな
る高粘度ゲル化泥水を土圧室内に供給するので、
ゲル化泥水が削土間に充満して削土の流動性と止
水性を向上し、これによつて切羽の安定化を容易
に図ることができる。また、添加するゲル化剤に
よりゲル化泥水の水素イオン濃度を調整してこれ
の粘度を変化させることにより、特に削土を搬出
する際はゲル化泥水を低粘度化してその搬出を容
易にするとともに、ゲル状物質と削土との分離を
容易にしてこれらの処理及び再利用を容易に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例による高粘度泥
水の供給・回収システムを示す説明図、第２図は
第２実施例による高粘度ゲル化泥水の供給・回収
システムを示す説明図、第３図は同第３実施例の
説明図である。 １……シールド掘進機、３……土圧室、４……
カツターデイスク、６……送泥管、８……泥水供
給ライン、９……シールド坑、１０……作泥プラ
ント、１１……貯溜槽、１６……ゲル化剤供給ラ
イン、１８……液槽、２１……ラインミキサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カツターデイスクにより掘削した削土を土圧
   室内に充満させることにより切羽の安定化を図る
   ようにした土圧シールド工法において、前記土圧
   室内に植物性粘質物からなるゲル状物質とゲル化
   剤の組み合せからなるゲル化泥水を供給するよう
   にしたことを特徴とする土圧シールド工法。