JPH0762972A - 掘削土砂の排出処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】土砂を連続的に掘削してスラリー状態で吸引輸
送すると同時に、そのスラリー状態の土砂を連続的に脱
水して一般残土である固化土に分離する。 【構成】切羽に送泥装置を介して泥水を供給した状態で
土砂を掘進機によって掘削し、それらの土砂を泥水とと
もに排土管８を通して負圧に維持されたレシーバタンク
５まで吸引輸送して貯留する。そして、レシーバタンク
５に貯留されたスラリー状態の土砂は、サンドポンプ１
２によってスタティックミキサ１３に排出され、泥水処
理材と混練された後、スクリュープレス１４に送られて
脱水され、一般残土として廃棄可能な固化土に分離され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、掘進機によって掘削さ
れた土砂の排出処理方法およびその装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図３に示すように、回転自在
なカッターヘッド２ａを備えて地中横穴の先端に配置さ
れた掘進機２と、泥水を供給する送泥装置３と、この送
泥装置３と掘進機２間に延設された送泥管４と、地上に
設置されたクローズドタイプのレシーバタンク５と、こ
のレシーバタンク５に接続された輸送装置、例えば、ブ
ロアー６と、図示しない排土調整弁を備えて掘進機２と
トロンメル７間に延設された大口径排土管８ａと、トロ
ンメル７に臨んで配置されたホッパー９とレシーバタン
ク５間に延設された排土管８と、発進立坑に設置された
元押装置１０から掘削土砂の搬出装置１を構成し、送泥
装置３から送泥管４を通して切羽に泥水を圧入する一
方、掘進機２のカッターヘッド２ａを回転させて土砂を
掘削し、掘削された土砂を泥水とともに排土調整弁の開
閉操作で大口径排土管８ａを経てトロンメル７に導いて
大径玉石を除去した後、ブロアー６を作動させて負圧下
に維持したレシーバタンク５まで排土管８を通してその
他の土砂をスラリー状態で吸引輸送して貯留するととも
に、発進立坑から元押装置１０を介してヒューム管など
の埋設管Ｐを圧入して掘進機２を前進させることによ
り、トンネルＴを形成するセミシールド工法が知られて
いる（例えば、特開昭５８−１０１９９８号公報参
照）。

【０００３】そして、レシーバタンク５に泥水を含む土
砂が一定以上貯留されると、開閉弁５ａを操作してレシ
ーバタンク５からダンプトラックＤなどに排出し、埋め
立て地などに廃棄するようにしている。

【０００４】また、トンネルＴの口径が大きく、その距
離が長い場合には、特開昭５９−２１０１９０号公報に
示されるシールド工法が採用されているが、基本的な構
造は前述したセミシールド工法とほぼ同一であり、その
詳細な説明は省略する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レシーバタ
ンク５に貯留された泥水を含む土砂は、そのままでは多
量の水分を含有しており、産業廃棄物として処理しなけ
ればならない他、泥水の成分によっては環境を悪化させ
るおそれがある。また、レシーバタンク５に泥水を含む
土砂が一定以上貯留されると、溢れないようにダンプト
ラックＤなどに移し替える必要があるが、その際、ブロ
アーの作動を停止しなければならない。したがって、そ
の間、土砂の輸送、すなわち、掘削作業を中断しなけれ
ばならず、作業効率（日進量）が低下するという問題が
あった。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、掘削された土砂をスラリー状態で連続的に
吸引輸送して貯留するとともに、そのスラリー状態の土
砂を連続的に脱水して一般残土として廃棄可能な固化土
に分離することのできる掘削土砂の排出処理方法および
その装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の掘削土砂の排出
処理方法は、切羽に泥水を供給しつつ掘削された土砂を
スラリー状態で吸引輸送して貯留した後、そのスラリー
状態の土砂を排出して泥水処理材と混練させ、さらに、
泥水処理材と混練されたスラリー状態の土砂を脱水して
固化土に分離することを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の掘削土砂の排出処理方法
は、切羽に泥水を供給しつつ掘削されたスラリー状態の
土砂を吸引輸送する際、泥水処理材と混練させて貯留し
た後、その泥水処理材と混練されたスラリー状態の土砂
を排出して脱水し、固化土に分離することを特徴とする
ものである。

【０００９】さらに、本発明の掘削土砂の排出処理装置
は、回転可能なカッターヘッドを備えた掘進機と、掘進
機のカッターヘッド前面まで送泥管を通して泥水を供給
する送泥装置と、排出装置を備えて地上に設置されたレ
シーバタンクと、掘進機を介して掘削された土砂を泥水
とともに排土管を通してレシーバタンクまで吸引輸送す
る輸送装置と、レシーバタンクから排出装置を介して排
出されたスラリー状態の土砂を泥水処理材と混練させる
混練装置と、混練装置を介して泥水処理材と混練された
スラリー状態の土砂を脱水して固化土に分離する脱水装
置から構成したことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の掘削土砂の排出処理装置
は、回転可能なカッターヘッドを備えた掘進機と、掘進
機のカッターヘッド前面まで送泥管を通して泥水を供給
する送泥装置と、地上に設置されたレシーバタンクと、
掘進機を介して掘削された土砂を泥水とともに排土管を
通してレシーバタンクまで吸引輸送する輸送装置と、排
土管に設けられ、輸送装置を介して吸引輸送されたスラ
リー状態の土砂を泥水処理材と混練させる混練装置と、
レシーバタンクから排出された泥水処理剤と混練された
スラリー状態の土砂を脱水して固化土に分離する脱水装
置から構成したことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の掘削土砂の排出処理方法によれ
ば、切羽に泥水を供給しつつ掘削された土砂をスラリー
状態で吸引輸送して貯留した後、そのスラリー状態の土
砂を排出して泥水処理材と混練させ、さらに、泥水処理
材と混練されたスラリー状態の土砂を脱水して固化土に
分離することにより、土砂を連続的に掘削すると同時
に、スラリー状態で吸引輸送して貯留することが可能と
なり、作業効率を大幅に向上させることができる。しか
も、掘削された土砂は、最終的に一般残土である固化土
と放流可能なろ液とに連続的に分離することができ、環
境を悪化させることがない。

【００１２】また、請求項２記載の土砂の排出処理方法
によれば、切羽に泥水を供給しつつ掘削されたスラリー
状態の土砂を吸引輸送する際、泥水処理材と混練させて
貯留した後、その泥水処理材と混練されたスラリー状態
の土砂を排出して脱水し、固化土に分離することによ
り、土砂を連続的に掘削すると同時に、スラリー状態で
吸引輸送して貯留することが可能となり、作業効率を大
幅に向上させることができる。しかも、掘削された土砂
は、最終的に一般残土である固化土と放流可能なろ液と
に連続的に分離することができ、環境を悪化させること
がない。

【００１３】さらに、請求項３記載の土砂の排出処理装
置によれば、回転可能なカッターヘッドを備えた掘進機
と、掘進機のカッターヘッド前面まで送泥管を通して泥
水を供給する送泥装置と、排出装置を備えて地上に設置
されたレシーバタンクと、掘進機を介して掘削された土
砂を泥水とともに排土管を通してレシーバタンクまで吸
引輸送する輸送装置と、レシーバタンクから排出装置を
介して排出されたスラリー状態の土砂を泥水処理材と混
練させる混練装置と、混練装置を介して泥水処理材と混
練されたスラリー状態の土砂を脱水して固化土に分離す
る脱水装置から構成したことにより、大きなスペースを
とることなく、掘削された泥水を含む土砂を、一般残土
として廃棄可能な固化土に連続的に分離することができ
る。

【００１４】また、請求項４記載の土砂の排出処理装置
によれば、回転可能なカッターヘッドを備えた掘進機
と、掘進機のカッターヘッド前面まで送泥管を通して泥
水を供給する送泥装置と、地上に設置されたレシーバタ
ンクと、掘進機を介して掘削された土砂を泥水とともに
排土管を通してレシーバタンクまで吸引輸送する輸送装
置と、排土管に設けられ、輸送装置を介して吸引輸送さ
れたスラリー状態の土砂を泥水処理材と混練させる混練
装置と、レシーバタンクから排出された泥水処理剤と混
練されたスラリー状態の土砂を脱水して固化土に分離す
る脱水装置から構成したことにより、大きなスペースを
とることなく、掘削された泥水を含む土砂を、一般残土
として廃棄可能な固化土に連続的に分離することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】図１には、本発明の排出処理装置１１の第
１実施例が、先に図３に示した搬出装置１を一部省略し
て記載されている。すなわち、排出処理装置１１は、搬
出装置１と組み合わせて構成されるものであるが、搬出
装置１に関する説明は重複するため省略し、新たな構成
についてのみ以下説明する。

【００１７】この排出処理装置１１は、搬出装置１と、
この搬出装置１を構成するレシーバタンク５に設けた排
出装置としてのサンドポンプ１２と、このサンドポンプ
１２を介してレシーバタンク５から排出されたスラリー
状態の土砂を泥水処理材と混練させる混練装置としての
スタティックミキサ１３と、このスタティックミキサ１
３を介して泥水処理材と混練されたスラリー状の土砂を
脱水する脱水装置としてのスクリュープレス１４から構
成されている。

【００１８】そして、レシーバタンク５に設けたサンド
ポンプ１２とスタティックミキサ１３間およびスタティ
ックミキサ１３とスクリュープレス１４間には、輸送管
１５，１５ａがそれぞれ接続されている他、輸送管１５
には、図示しない開閉弁が設けられており、ブロアー６
の作動初期においてレシーバタンク５が大気と連通する
のを防止している。

【００１９】また、スタティックミキサ１３には、ポン
プ１６を介して泥水処理材を供給するミキサ１７が接続
され、さらに、ミキサ１７には、泥水処理材を貯蔵する
泥水処理材タンク１８と、水を貯留する水タンク１９が
接続されている。なお、水タンク１９に貯留された水
は、水ポンプ２０を介してミキサ１７に供給されるよう
になっている。

【００２０】次に、この実施例の作動について説明する
と、掘進機２によって掘削された土砂は、ブロアー６を
作動させることにより、泥水とともに排土管８を通して
地上のレシーバタンク５まで吸引輸送され、貯留され
る。そして、レシーバタンク５に貯留されたスラリー状
態の土砂が図示しないセンサなどによって一定以上に達
したことが検出されると、サンドポンプ１２を作動さ
せ、レシーバタンク５に貯留された泥水を含む土砂を吸
い込み、輸送管１５を通してスタティックミキサ１３に
排出する。一方、サンドポンプ１２を介してスラリー状
態の土砂が排出されるのを受けて、その排出量に見合う
泥水処理材を作り、スタティックミキサ１３に供給す
る。すなわち、泥水処理材タンク１８および水タンク１
９からそれぞれ所定量の泥水処理材と水がミキサ１７に
供給されて攪拌混合された後、ポンプ１６によってスタ
ティックミキサ１３に供給される。そして、スラリー状
態の土砂と泥水処理材とは、スタティックミキサ１３を
通過する際に混練され、微細粒子が捕捉可能に凝集され
る。次いで、スタティックミキサ１３によって泥水処理
材と混練されたスラリー状態の土砂は、輸送管１５ａを
経てスクリュープレス１４に排出されて順次脱水され、
一般残土として廃棄可能な固化土に分離される。一方、
ろ液は、泥水処理材の攪拌混合用水に再利用され、ある
いは、希釈されて放流される。

【００２１】この結果、掘削機２を介して掘削されると
ともに、レシーバタンク５まで吸引輸送されて貯留され
た泥水を含む土砂は、一般残土として排出可能な固化土
に連続的に分離することができ、環境を悪化させること
が防止される。しかも、レシーバタンク５に貯留された
スラリー状態の土砂は、連続的に排出されることから、
掘削作業を中断させる必要がなく、連続的に土砂を掘削
して吸引輸送することができる。

【００２２】一方、図２には、本発明の掘削土砂の排出
処理装置１１の第２実施例が、前述した図１の第１実施
例と同様に搬出装置１を一部省略して示されている。

【００２３】この実施例においては、ホッパ９とレシー
バタンク５間を接続する排土管８の途中にスタティック
ミキサ１３を配設するとともに、レシーバタンク５は、
輸送管１５ｂを介してスクリュープレス１４に接続され
ている。そして、その他の構成は、先に説明した第１実
施例と同一であり、同一の符号を付すことによってそれ
らの説明は省略する。

【００２４】この実施例においては、掘進機２によって
掘削された土砂が、ブロアー６を介して泥水とともに排
土管８を通して地上のレシーバタンク５まで吸引輸送さ
れる際、スタティックミキサ１３によって泥水処理材と
混練される。すなわち、排土管８の、スタティックミキ
サ１３の上流側に設けた図示しない流量計を介してスラ
リー状態の土砂の流量を測定し、その流量に見合った泥
水処理材を作ってスタティックミキサ１３に供給するこ
とにより、スタティックミキサ１３を通過するスラリー
状態の土砂に泥水処理材を混練させ、微細粒子を捕捉可
能に凝集させるようにしている。そして、泥水処理材が
混練されたスラリー状態の土砂は、レシーバタンク５ま
で吸引輸送されて貯留される。この後、レシーバタンク
５に貯留されたスラリー状態の土砂が図示しないセンサ
などによって一定以上に達したことが検出されると、開
閉弁５ａを操作し、輸送管１５ｂを通してスクリュープ
レス１４に排出する。スクリュープレス１４に排出され
た泥水処理材と混練されたスラリー状態の土砂は順次脱
水され、一般残土として廃棄可能な固化土に分離され
る。一方、ろ液は、泥水処理材の攪拌混合用水に再利用
され、あるいは、希釈されて放流される。

【００２５】この結果、掘削機２を介して掘削されると
ともに、レシーバタンク５まで吸引輸送されて貯留され
た泥水を含む土砂は、一般残土として排出可能な固化土
に連続的に分離することができ、環境を悪化させること
が防止される。しかも、レシーバタンク５に貯留された
スラリー状態の土砂は、連続的に排出されることから、
掘削作業を中断させる必要がなく、連続的に土砂を掘削
して吸引輸送することができる。

【００２６】なお、これらの実施例においては、単一の
スタティックミキサ１３によってスラリー状態の土砂を
泥水処理材、例えば、高分子タイプの泥水処理材と混練
するように構成したが、二液混合タイプの泥水処理材を
用いる場合は、２個のスタティックミキサを直列に接続
し、それぞれ各泥水処理材とスラリー状態の土砂とを順
次混練させるようにすればよい。

【００２７】また、排出装置としてサンドポンプ１２
を、混練装置としてスタティックミキサ１３を、脱水装
置としてスクリュープレス１４をそれぞれ例示したが、
泥水を含む土砂を連続的に処理できるならば、これらに
限定するものではない。例えば、サンドポンプに代えて
スクイズポンプやモノポンプなどを、また、スタティッ
クミキサに代えてドラムミキサや二軸混練ミキサなど
を、さらに、スクリュープレスに代えてロールプレスな
どをそれぞれ用いてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明および
請求項２記載の発明によれば、土砂を連続的に掘削する
と同時に、スラリー状態で吸引輸送して貯留することが
可能となり、作業効率を大幅に向上させることができ
る。しかも、掘削された土砂は、最終的に一般残土であ
る固化土と放流可能なろ液とに連続的に分離することが
でき、環境を悪化させることがない。

【００２９】また、請求項３記載の発明および請求項４
記載の発明によれば、大きなスペースをとることなく、
掘削された泥水を含む土砂を、一般残土として廃棄可能
な固化土に連続的に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削土砂の排出処理装置を一部省略し
て示す説明図である。

【図２】本発明の他の掘削土砂の排出処理装置を一部省
略して示す説明図である。

【図３】掘削土砂の搬出装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 搬出装置 ２ 掘進機 ３ 送泥装置 ４ 送泥管 ５ レシーバタンク ６ 輸送装置（ブロアー） ８ 排土管 １１ 排出処理装置 １２ 排出装置（サンドポンプ） １３ 混練装置（スタティックミキサ） １４ 脱水装置（スクリュープレス）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切羽に泥水を供給しつつ掘削された土砂
   をスラリー状態で吸引輸送して貯留した後、そのスラリ
   ー状態の土砂を排出して泥水処理材と混練させ、さら
   に、泥水処理材と混練されたスラリー状態の土砂を脱水
   して固化土に分離することを特徴とする掘削土砂の排出
   処理方法。
2. 【請求項２】 切羽に泥水を供給しつつ掘削されたスラ
   リー状態の土砂を吸引輸送する際、泥水処理材と混練さ
   せて貯留した後、その泥水処理材と混練されたスラリー
   状態の土砂を排出して脱水し、固化土に分離することを
   特徴とする掘削土砂の排出処理方法。
3. 【請求項３】 回転可能なカッターヘッドを備えた掘進
   機と、掘進機のカッターヘッド前面まで送泥管を通して
   泥水を供給する送泥装置と、排出装置を備えて地上に設
   置されたレシーバタンクと、掘進機を介して掘削された
   土砂を泥水とともに排土管を通してレシーバタンクまで
   吸引輸送する輸送装置と、レシーバタンクから排出装置
   を介して排出されたスラリー状態の土砂を泥水処理材と
   混練させる混練装置と、混練装置を介して泥水処理材と
   混練されたスラリー状態の土砂を脱水して固化土に分離
   する脱水装置から構成したことを特徴とする掘削土砂の
   排出処理装置。
4. 【請求項４】 回転可能なカッターヘッドを備えた掘進
   機と、掘進機のカッターヘッド前面まで送泥管を通して
   泥水を供給する送泥装置と、地上に設置されたレシーバ
   タンクと、掘進機を介して掘削された土砂を泥水ととも
   に排土管を通してレシーバタンクまで吸引輸送する輸送
   装置と、排土管に設けられ、輸送装置を介して吸引輸送
   されたスラリー状態の土砂を泥水処理材と混練させる混
   練装置と、レシーバタンクから排出された泥水処理剤と
   混練されたスラリー状態の土砂を脱水して固化土に分離
   する脱水装置から構成したことを特徴とする掘削土砂の
   排出処理装置。