JPH0631547B2 - 発泡固形体を使用した土圧シールド掘進方法 - Google Patents
発泡固形体を使用した土圧シールド掘進方法Info
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- JPH0631547B2 JPH0631547B2 JP63303339A JP30333988A JPH0631547B2 JP H0631547 B2 JPH0631547 B2 JP H0631547B2 JP 63303339 A JP63303339 A JP 63303339A JP 30333988 A JP30333988 A JP 30333988A JP H0631547 B2 JPH0631547 B2 JP H0631547B2
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21D9/0642—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end
- E21D9/0678—Adding additives, e.g. chemical compositions, to the slurry or the cuttings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、発泡固形体を使用した土圧シールド掘進方
法、特に砂質あるいは砂礫のような地盤でかつ湧水の多
い切羽における掘削に適した土圧シールド掘進方法に関
するものである。
法、特に砂質あるいは砂礫のような地盤でかつ湧水の多
い切羽における掘削に適した土圧シールド掘進方法に関
するものである。
従来の土圧シールド掘進方法としては、一般に、カッタ
ーヘッドと隔壁との間のチャンバー内に回転駆動できる
スクリューコンベヤの先端を挿入し、カッターヘッドか
らスクリューコンベヤの排土口まで掘削ずりを充満させ
つつ、外部へ排出するタイプの土圧シールド掘進機を使
用して掘進が行なわれている。
ーヘッドと隔壁との間のチャンバー内に回転駆動できる
スクリューコンベヤの先端を挿入し、カッターヘッドか
らスクリューコンベヤの排土口まで掘削ずりを充満させ
つつ、外部へ排出するタイプの土圧シールド掘進機を使
用して掘進が行なわれている。
しかし、特に滞水した砂質地盤あるいは砂礫地盤を掘進
する場合、切羽の掘削から排土にいたる工程の中で機械
的な制御だけでは、チャンバー、スクリューコンベヤ内
の止水効果は期待できず、水の流出により切羽の崩壊が
おこり、またそれを防止する為、排土口にバルブ等を取
りつけて地下水を制御しようとすると、土圧室内にアー
チング現象が生じて排土不能となり、カッターヘッドの
トルク不足を来たすなどの問題があった。
する場合、切羽の掘削から排土にいたる工程の中で機械
的な制御だけでは、チャンバー、スクリューコンベヤ内
の止水効果は期待できず、水の流出により切羽の崩壊が
おこり、またそれを防止する為、排土口にバルブ等を取
りつけて地下水を制御しようとすると、土圧室内にアー
チング現象が生じて排土不能となり、カッターヘッドの
トルク不足を来たすなどの問題があった。
このような問題点を改善する為、従来より、ベントナイ
ト、高吸水性樹脂及び同吸水助剤、起泡剤を含む液体を
発泡させることによって生ずる気泡を掘削ずりに吹きつ
け、砂質土あるいは砂礫の掘削ずりの流動性を図ると同
時に止水性を高める方法がとられていた。
ト、高吸水性樹脂及び同吸水助剤、起泡剤を含む液体を
発泡させることによって生ずる気泡を掘削ずりに吹きつ
け、砂質土あるいは砂礫の掘削ずりの流動性を図ると同
時に止水性を高める方法がとられていた。
ところで、ベントナイトは、粘土鉱物であるモンモリロ
ナイトが主成分であり、界面活性力が大きく、膨潤性、
潤滑性に優れているがアルカリ性がpH＝１１〜１２と極
めて高い為、掘削ずりの処理施設が必要となることが多
かった。
ナイトが主成分であり、界面活性力が大きく、膨潤性、
潤滑性に優れているがアルカリ性がpH＝１１〜１２と極
めて高い為、掘削ずりの処理施設が必要となることが多
かった。
また、高吸水性樹脂は、溶剤に溶かして切羽に注入し、
その高吸水性により球状にすることで、掘削ずりを流動
化させようとするものであるが、溶剤にカチオンがある
と樹脂自体が劣化しやすく、日照に弱いなどの欠点があ
る。また、材料費としても高く、湧水が多ければ経済性
が伴わないことが多かった。
その高吸水性により球状にすることで、掘削ずりを流動
化させようとするものであるが、溶剤にカチオンがある
と樹脂自体が劣化しやすく、日照に弱いなどの欠点があ
る。また、材料費としても高く、湧水が多ければ経済性
が伴わないことが多かった。
更に、起泡剤を含む液体を発泡させて、切羽に注入する
方法は、気泡の混入した掘削ずりから消泡剤を添加して
脱気しなければならず、その為土質によってはその脱気
の為に消泡剤の使用量が多くなったり、特別な処理施設
が必要となり、経済性が伴わないことが多かった。
方法は、気泡の混入した掘削ずりから消泡剤を添加して
脱気しなければならず、その為土質によってはその脱気
の為に消泡剤の使用量が多くなったり、特別な処理施設
が必要となり、経済性が伴わないことが多かった。
この発明の課題は、土圧シールド掘進方法における上記
の問題点を解決すべく、切羽及び土圧室内に発泡固形体
と掘進用添加剤の混合体を供給することにより、切羽粒
度を改善し、切羽水圧に対する止水性を高め、切羽の安
定化をはかると共に、掘削ずりの塑性流動化を促進し、
アーチング現象をなくして、カッタートルク及びシール
ドジャッキの推力を軽減し、円滑な排土が行なえる発泡
固形体を使用した土圧シールド掘進方法を提供すること
にある。
の問題点を解決すべく、切羽及び土圧室内に発泡固形体
と掘進用添加剤の混合体を供給することにより、切羽粒
度を改善し、切羽水圧に対する止水性を高め、切羽の安
定化をはかると共に、掘削ずりの塑性流動化を促進し、
アーチング現象をなくして、カッタートルク及びシール
ドジャッキの推力を軽減し、円滑な排土が行なえる発泡
固形体を使用した土圧シールド掘進方法を提供すること
にある。
上記のような課題を解決するため、この発明は、土圧シ
ールドの掘進方法において、土圧シールド掘進機による
切羽掘削部分及び土圧室内に取り込まれた掘削ずりの中
に各々発泡固形体と掘進用添加剤との混合材を供給し、
土圧室内から取り出した掘削ずりから発泡固形体を分離
するようにしたものである。
ールドの掘進方法において、土圧シールド掘進機による
切羽掘削部分及び土圧室内に取り込まれた掘削ずりの中
に各々発泡固形体と掘進用添加剤との混合材を供給し、
土圧室内から取り出した掘削ずりから発泡固形体を分離
するようにしたものである。
シールド掘進機による掘削時において、切羽掘削部分に
発泡固形体と掘進用添加剤との混合材を供給すると、切
羽粒度を改善し、切羽水圧に対する止水性を向上させる
と共に、切羽の安定化をはかることができる。
発泡固形体と掘進用添加剤との混合材を供給すると、切
羽粒度を改善し、切羽水圧に対する止水性を向上させる
と共に、切羽の安定化をはかることができる。
また、土圧室内に供給した前記混合体は、掘削ずりの塑
性流動化を促進し、円滑な排土を可能にする。
性流動化を促進し、円滑な排土を可能にする。
〔実施例〕 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図及び第２図において、１は土圧シールド掘進機、
２は当該土圧シールド掘進機１の先端部に設けられたカ
ッターヘッドである。上記カッターヘッド２は、シール
３と回転台４及び回転台軸受５を介して掘進機本体１ａ
により支持され、伝達機構６を介して駆動モーター７で
回転が与えられる。
２は当該土圧シールド掘進機１の先端部に設けられたカ
ッターヘッドである。上記カッターヘッド２は、シール
３と回転台４及び回転台軸受５を介して掘進機本体１ａ
により支持され、伝達機構６を介して駆動モーター７で
回転が与えられる。
掘進機本体１ａ内でカッターヘッド２の後方には隔壁８
が設けられ、上記カッターヘッド２と隔壁８の間に土圧
室９が形成され、カッターヘッド２の背面部には土圧室
９内に掘削ずりをかき上げるかき上げ板１０が取付けら
れている。
が設けられ、上記カッターヘッド２と隔壁８の間に土圧
室９が形成され、カッターヘッド２の背面部には土圧室
９内に掘削ずりをかき上げるかき上げ板１０が取付けら
れている。
１１はスクリューコンベヤであり、筒状ケーシング１１
ａ内に収納したスクリュー１２が駆動モータ１３によっ
て回転駆動されると共に、当該スクリューコンベヤ１１
の先端開口は隔壁９を貫通して土圧室９に挿入され、土
圧室９内の掘削ずりを開口部から取込んで搬出されるよ
うになっている。
ａ内に収納したスクリュー１２が駆動モータ１３によっ
て回転駆動されると共に、当該スクリューコンベヤ１１
の先端開口は隔壁９を貫通して土圧室９に挿入され、土
圧室９内の掘削ずりを開口部から取込んで搬出されるよ
うになっている。
前記スクリューコンベヤ１１のケーシング１１ａには、
油圧ジャッキ１４によって任意の位置に停止する機構を
有し、当該スクリューコンベヤ１１によって搬出される
掘削ずりの排土量を調整するためのゲート１５がある。
油圧ジャッキ１４によって任意の位置に停止する機構を
有し、当該スクリューコンベヤ１１によって搬出される
掘削ずりの排土量を調整するためのゲート１５がある。
１６は掘削ずりを搬出するベルトコンベヤ、１７はセグ
メント、１８はシールド推進ジャッキである。
メント、１８はシールド推進ジャッキである。
また、前記カッターヘッド２には数条のスポーク２２と
このスポーク２２に固定されたフェースプレート２３及
び複数個のカッタービット２１が取り付けられ、フェー
スプレート２３には掘削ずりを取り込むためのスリット
２９が設けられている。
このスポーク２２に固定されたフェースプレート２３及
び複数個のカッタービット２１が取り付けられ、フェー
スプレート２３には掘削ずりを取り込むためのスリット
２９が設けられている。
２４は、この発明の掘進方法に使用する発泡固形体と掘
進用添加剤の混合材を入れておく貯留タンク、２５は混
合材を任意量供給できるコンプレッサー、２６、２６′
は混合材を送る為の圧送管であり、上記圧送管２６、２
６′は切羽面及び土圧室９に向けて複数個のノズル２
０、２０′及び１９がある。
進用添加剤の混合材を入れておく貯留タンク、２５は混
合材を任意量供給できるコンプレッサー、２６、２６′
は混合材を送る為の圧送管であり、上記圧送管２６、２
６′は切羽面及び土圧室９に向けて複数個のノズル２
０、２０′及び１９がある。
当該貯留タンク２４には、発泡固形体と掘進用添加剤が
分離しないように撹拌翼を設けている。
分離しないように撹拌翼を設けている。
２７はボールジョイント、２８はユニバーサルジョイン
トである。
トである。
前記発泡固形体は例えばポリスチレン系の発泡体を用い
て球粒状に形成され、掘進用添加剤としては粘度、増粘
剤、高吸水樹脂系材料を例示することができ、発泡固形
体の球径及び掘進用添加剤との混合量は土質に合わせて
任意に選択すればよい。
て球粒状に形成され、掘進用添加剤としては粘度、増粘
剤、高吸水樹脂系材料を例示することができ、発泡固形
体の球径及び掘進用添加剤との混合量は土質に合わせて
任意に選択すればよい。
次に、シールド掘進の方法を添付図面に従って説明す
る。
る。
土圧シールド掘進機１は当該土圧シールド掘進機１の内
部で組立てられたセグメント１７に反力をとり、当該土
圧シールド掘進機１に固定されたシールドジャッキ１８
により切羽側に推進される。
部で組立てられたセグメント１７に反力をとり、当該土
圧シールド掘進機１に固定されたシールドジャッキ１８
により切羽側に推進される。
それと同時に貯留タンク２４に予め貯えられた発泡固形
体と掘進用添加剤の混合材をコンプレッサー２５からの
空気圧によって圧送管２６、２６′を通じて回転駆動中
のカッターへッド２内のノズル２０、２０′及びノズル
１９に圧送され、ノズル２０、２０′及びノズル１９の
先端より切羽面及び土圧室１９に注入される。
体と掘進用添加剤の混合材をコンプレッサー２５からの
空気圧によって圧送管２６、２６′を通じて回転駆動中
のカッターへッド２内のノズル２０、２０′及びノズル
１９に圧送され、ノズル２０、２０′及びノズル１９の
先端より切羽面及び土圧室１９に注入される。
カッターヘッド２によって掘削されたずりは混合材と共
にスリット２９から土圧室９内へ取り込まれ、土圧室９
内では、カッターヘッド２とともに回転駆動するかき上
げ板１０によって掘削ずりと混合材が混合撹拌され、流
動性、圧縮性及び止水性に富んだ掘削ずりが出来上が
る。
にスリット２９から土圧室９内へ取り込まれ、土圧室９
内では、カッターヘッド２とともに回転駆動するかき上
げ板１０によって掘削ずりと混合材が混合撹拌され、流
動性、圧縮性及び止水性に富んだ掘削ずりが出来上が
る。
したがって、土圧室９及びスクリューコンベヤ１１内に
充満した混合材をおびた掘削ずりが、その土圧によって
切羽土圧及び地下水圧に対抗しながら土圧室９内からス
クリューコンベヤ１１の開口部へ搬出される。油圧ジャ
ッキ１４の操作によってゲート１５の開口割合を調節し
ながら、スクリューコンベヤ１１から混合材をおびた掘
削ずりを排出させ、ベルトコンベヤ１６にて分離装置
（発泡固形体と掘削ずりとの分離装置、図示せず）を通
して、あるいは、前記の分離装置を通さないでずりトロ
ッコ（図示せず）で運搬して、坑外に搬出される。
充満した混合材をおびた掘削ずりが、その土圧によって
切羽土圧及び地下水圧に対抗しながら土圧室９内からス
クリューコンベヤ１１の開口部へ搬出される。油圧ジャ
ッキ１４の操作によってゲート１５の開口割合を調節し
ながら、スクリューコンベヤ１１から混合材をおびた掘
削ずりを排出させ、ベルトコンベヤ１６にて分離装置
（発泡固形体と掘削ずりとの分離装置、図示せず）を通
して、あるいは、前記の分離装置を通さないでずりトロ
ッコ（図示せず）で運搬して、坑外に搬出される。
そして、前記分離装置を通さなかった、混合材をおびた
掘削ずりは、坑外において分離装置にかけられ、発泡固
形体と掘削ずりに分離され、回収した発泡固形体は再使
用されることになる。
掘削ずりは、坑外において分離装置にかけられ、発泡固
形体と掘削ずりに分離され、回収した発泡固形体は再使
用されることになる。
以上のように、この発明によると、土圧シールド掘進機
のカッターヘッド前面の切羽に発泡固形体と掘進用添加
剤との混合材を供給するようにしたので、カッターヘッ
ドと切羽面との摩擦を軽減し、カッタートルクの減少を
計ると共に、カッタービットの損耗を遅延させる効果が
ある。
のカッターヘッド前面の切羽に発泡固形体と掘進用添加
剤との混合材を供給するようにしたので、カッターヘッ
ドと切羽面との摩擦を軽減し、カッタートルクの減少を
計ると共に、カッタービットの損耗を遅延させる効果が
ある。
また、土圧室内への混合材の供給により、流動性、圧縮
性及び止水性に富んだ発泡固形体と掘進用添加剤との混
合材をおびた掘削ずりを作り出して、その土圧により切
羽の土圧及び切羽水圧に対抗して切羽面を安定させると
共に、土圧室内でのアーチング現象を防ぎ、混合材をお
びた掘削ずりがスクリューコンベヤ内をスムーズに流れ
能率よく排出される。
性及び止水性に富んだ発泡固形体と掘進用添加剤との混
合材をおびた掘削ずりを作り出して、その土圧により切
羽の土圧及び切羽水圧に対抗して切羽面を安定させると
共に、土圧室内でのアーチング現象を防ぎ、混合材をお
びた掘削ずりがスクリューコンベヤ内をスムーズに流れ
能率よく排出される。
更に、掘削ずり中の発泡固形体は水の注入及び振動を与
える事により簡単に分離されるので再利用が可能であ
り、経済的な施工ができ、従来のように多量のベントナ
イト及びその他の作泥材を使用した掘削ずりの一次、二
次処理や気泡を使用した掘削ずりの特別な脱気処理が必
要でない。
える事により簡単に分離されるので再利用が可能であ
り、経済的な施工ができ、従来のように多量のベントナ
イト及びその他の作泥材を使用した掘削ずりの一次、二
次処理や気泡を使用した掘削ずりの特別な脱気処理が必
要でない。
第１図は、この発明の方法を実施する土圧シールド掘進
機の一例を示す断面図、第２図は、その土圧シールド掘
進機の正面である。 １……土圧シールド掘進機、 ２……カッターヘッド、 ７……カッターヘッド回転駆動モーター ８……隔壁、９……土圧室、 １０……かき上げ板、 １１……スクリューコンベヤ、 １３……スクリューコンベヤ回転駆動モーター、 １５……排土用ゲート、１６……ベルトコンベヤ、 １９、２０、２０′……ノズル、 ２４……貯留タンク、２５……コンプレッサー、 ２６、２６′……圧送管。
機の一例を示す断面図、第２図は、その土圧シールド掘
進機の正面である。 １……土圧シールド掘進機、 ２……カッターヘッド、 ７……カッターヘッド回転駆動モーター ８……隔壁、９……土圧室、 １０……かき上げ板、 １１……スクリューコンベヤ、 １３……スクリューコンベヤ回転駆動モーター、 １５……排土用ゲート、１６……ベルトコンベヤ、 １９、２０、２０′……ノズル、 ２４……貯留タンク、２５……コンプレッサー、 ２６、２６′……圧送管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅田 毅 兵庫県伊丹市鴻池字車場10番地の１ 鴻池 団地１Ｂ棟306号室 (72)発明者 村上 譲二 大阪府寝屋川市三井南町30番 オークヒル ズ香里１―908号 (56)参考文献 特開 昭63−134708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−144741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−27780（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】土圧シールドの掘進方法において、土圧シ
ールド掘進機による切羽掘削部分及び土圧室内に取り込
まれた掘削ずりの中に各々発泡固形体と掘進用添加剤と
の混合材を供給し、土圧室内から取り出した掘削ずりか
ら発泡固形体を分離することを特徴とする発泡固形体を
使用した土圧シールド掘進方法。 - 【請求項２】発泡固形体がポリスチレン系の発泡体から
なる請求項１に記載の発泡固形体を使用した土圧シール
ド掘進方法。 - 【請求項３】掘進用添加剤が、粘土、増粘剤、高吸水樹
脂系材料からなる請求項１に記載の発泡固形体を使用し
た土圧シールド掘進方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303339A JPH0631547B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 発泡固形体を使用した土圧シールド掘進方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303339A JPH0631547B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 発泡固形体を使用した土圧シールド掘進方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02147794A JPH02147794A (ja) | 1990-06-06 |
| JPH0631547B2 true JPH0631547B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=17919782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63303339A Expired - Lifetime JPH0631547B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 発泡固形体を使用した土圧シールド掘進方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631547B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102400691A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-04-04 | 上海市机械施工有限公司 | 一种土压平衡式盾构机在砂性土层螺旋机螺旋叶片加固的技术方法 |
| CN104695969B (zh) * | 2015-02-28 | 2017-01-04 | 广东华隧建设股份有限公司 | 盾构机由泥水掘进模式切换成土压掘进模式的方法 |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP63303339A patent/JPH0631547B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02147794A (ja) | 1990-06-06 |
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