JPH0786228B2

JPH0786228B2 - 溝内泥水量の管理システム

Info

Publication number: JPH0786228B2
Application number: JP21086286A
Authority: JP
Inventors: 保夫梶岡; 肇野村
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPS6367323A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、主として地下連続壁工法に用いられる溝内
泥水量の管理システムの改良に関する。

［従来の技術］従来の地下連続壁掘削機は第５図に示すような構成であ
った。図において、掘削機本体１によって掘削された溝
２には、泥水（安定液）３が満たされている。この泥水
３は、溝壁を安定化するもので、地上側に設けられたズ
リ出しポンプ４によって、掘削ズリとともに吸い上げら
れ、流量計５を介して泥水処理プラント６に供給され
る。泥水処理プラント６は、清水と土砂とを分離し、清
水を泥水槽７に送る。泥水槽７では、送られてきた清水
にベントナイト等の粘土鉱物が混ぜられて泥水３が作ら
れ、この泥水３が、給泥水ポンプ８によって溝２に還流
される。

こうして、泥水３は、ズリ出しポンプ４と給泥水ポンプ
８とによって循環され、ほぼ一定の成分に保たれるよう
になっている。なお、給泥水ポンプ８は、主ポンプ8aと
補助ポンプ8bとから構成され、溝２内に設けた水位計の
出力により、補助ポンプ8bをオン／オフして、溝２内の
水位を維持している。また図中、9,9は溝２の垂直性を
自動制御するための傾斜計用航空索である。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上述した従来の地下連続壁掘削機には、次の
ような問題があった。

ズリ出しポンプ４としてサクションポンプを使用して
いるので、掘削機本体１の深度が深くなるに従って、流
量が減り、泥水処理プラント６の能力とバランスがとれ
なくなる。

給泥水ポンプ８としては、主ポンプ8aと補助ポンプ8b
とを使用し、溝２内の水位計により、補助ポンプ8bをオ
ン／オフ制御して水位のバランスをとっている。この場
合、給泥水ポンプ８の給水能力は、ズリ出しポンプ４の
揚水量の最大値よりも大きくする必要があるため、深度
が大きくなりズリ出しポンプ４の揚水量が減ると、補助
ポンプ8bのオン／オフ頻度が極めて多くなる。この結
果、電力損失が増加し、また、オン／オフの度に溝２の
泥水面が波立ち、傾斜計用の航空索９に外乱を与え、削
孔精度が低下してしまう。

この発明は、このような背景の下になされたもので、泥
水処理プラントの能力に適合した最適運転を可能とし、
かつ精度の高い削孔、および電力損失の抑制を図った溝
内泥水量の管理システムを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］上記問題点を解決するためにこの発明は、溝内の泥水を
排出する排泥水ポンプと、排泥水ポンプの流量を計量す
る流量計と、排泥水ポンプから吐出された泥水を処理す
る泥水処理プラントと、泥水を前記溝に還流する給泥水
ポンプと、前記溝内に取り付けた水位計と、前記流量計
および水位計の出力によって前記排泥水ポンプ駆動用電
動機の回転制御を行うインバータ装置とを具備すること
を要旨とする。

また、前記給泥水ポンプをインバータ装置によって回転
制御して、吐出量を増減させることを特徴とする。

更に、前記排泥水ポンプは、地下連続壁用掘削機に取り
付けたことを特徴とする。

［作用］上記構成によれば、排泥水ポンプの吐出量がフィードバ
ック制御されるので、掘削深度が大きくなっても、前記
吐出量は、ほぼ一定に維持される。従って、給泥水ポン
プのオン／オフは、緊急時以外ほとんど不要であり、オ
ン／オフによる泥水面の波立ちと電力浪費とを防止でき
る。

こうして、泥水水位が安定することにより、計測用航空
索に外乱を与えることなく、高精度の掘削が可能とな
る。

［実施例］以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

第１図および第２図は、この発明の一実施例の機械的構
成を示すものである。これらの図において、掘削機１の
内部にはズリ出しポンプ（排泥水ポンプ）11が設けら
れ、このズリ出しポンプ11の吐出量が電磁流量計５によ
って計量される。

一方、泥水槽７内には、給泥水ポンプ12が設けられ、泥
水槽７内の泥水を溝２へ還流する。

溝２の上部周縁部には、ガイドウォール13が形成されて
いる。ガイドウォール13の近傍には、溝２内の泥水３の
水位を検出するレベルスイッチ14が設けられている。こ
のレベルスイッチ14は、例えば、６段階のレベル、すな
わち、下方より下限,LL,L.H.HH,上限の各レベルを検出
し、各レベルに対応する信号を出力する。

次に、第３図および第４図は、本実施例の電気的構成を
示すブロック図であり、第３図はズリ出しポンプ11の制
御系を示し、第４図は給泥水ポンプ12の制御系を示すも
のである。

まず、第３図において、インバータ装置22には、コント
ローラ33が接続され、コントローラ33からズリ出しポン
プ11の吐出量が設定できるようになっている。これによ
り、設定吐出量を出すために見合うモータ11aの回転速
度が設定されることとなる。

設定されたインバータ装置22の運転周波数は、電磁流量
計５とレベルスイッチ14の出力によって、小さな範囲内
で変えられるようになっている。すなわち、インバータ
装置22の周波数は、電磁流量計５の出力によってフィー
ドバック制御され、ズリ出しポンプ11の吐出量が設定量
になるように制御されるとともに、レベルスイッチ14の
出力に基づいて、泥水面が一定の範囲内に維持されるよ
うに、コントロールされる。

以下、この構成について説明する。まず、電磁流量計５
の出力は、コントロール33に供給される。この場合、ズ
リ出しポンプ11の吐出量が増えて電磁流量計５の出力レ
ベルが上昇すると、コントローラ33を通してインバータ
装置22の周波数が下げられ、モータ11aの回転速度が下
げられる。逆に、電磁流量計５の出力レベルが低下する
と、インバータ装置22の周波数が上げられ、モータ11a
の回転速度が高められる。こうして、インバータ装置22
は、電磁流量計５の出力によって、モータ11aの回転速
度をフィードバック制御する。これにより、ズリ出しポ
ンプ11の吐出量は、コントローラ33の設定値に対応する
吐出量となるように自動制御される。なお、上記周波数
は、周波数計27に表示される。また、手動運転時には、
コントローラ33を手動にするとともに、周波数設定器26
にてモータ11aの回転数を設定する。なお、設定周波数
は、周波数計27に表示される。

一方、レベルスイッチ14の４段階のレベル信号LL,L,H,H
Hは、コントローラ33に供給される。ここで、レベル信
号LL,L,H,HHに対応する信号が出力される。これによ
り、泥水３の水位が低下したときには、コントローラ33
を介して、インバータ装置22の運転周波数が下げられて
ズリ出しポンプ11の吐出量が減少され、逆に、水位が上
昇したときにはインバータ装置22の運転周波数が上げら
れて吐出量が増加され、水位が維持されるようになって
いる。

また、レベルスイッチ14の出力が下限に達すると、イン
バータ装置22の主コンタクト（図示せず）が開放され、
モータ11aが停止される。これは、危険水位にまで下が
ったときの緊急処置である。

次に、第４図において、インバータ装置42の運転周波数
は、周波数設定器46によって設定され、その周波数が周
波数計47に表示される。これらは、すでに説明した第３
図の場合と同様である。

次に、本実施例の動作を説明する。

ズリ出しポンプ11の運転コントローラ33によって、ズリ出しポンプ11の吐出量を
設定した後、つまりインバータ装置22の運転周波数を設
定した後、インバータ装置22を作動させて、ズリ出しポ
ンプ11を運転する。この場合、ズリ出しポンプ11の吐出
量（揚水量）は、電磁流量計５によって検出されコント
ローラ33に送られる。これにより、インバータ装置22の
周波数が制御され、ズリ出しポンプ11の吐出量が設定値
（例えば10m³/min）となるように、ズリ出しポンプ11の
駆動用モータ11aの回転数がコントロールされる。

また、レベルスイッチ14の各レベル信号LL,L,H,HHがバ
イアス電圧発生器（図示せず）を介してコントローラ33
に供給される。これにより、インバータ装置22の周波
数、モータ11aの回転数、ズリ出しポンプ11の吐出量が
制御され、泥水水位が第２図のレベルLL〜HHの範囲内に
維持される。

一方、レベルスイッチ14の下限信号が出力されると、下
限異常が検知され、これが表示されるとともに、インバ
ータ装置22の主コンタクト（図示せず）が開放されてズ
リ出しポンプ11が停止される。また、影異常が取り除か
れると、漏電チェックと過負荷チェックとが実行され、
異常がなければ、主コンタクトが閉じられてインバータ
装置22、ズリ出しポンプ11の運転が再開される。

一方、漏電の過負荷の場合は、これらの表示が行なわ
れ、ズリ出しポンプ11が停止される。

給泥水ポンプ12の運転インバータ装置42を作動させ、給泥水ポンプ12を運転す
る。この場合、インバータ装置42の設定周波数は、給泥
水ポンプ12の吐出量がズリ出しポンプ11の吐出量とほぼ
一致するように手動で設定しておく。

レベルスイッチ14の出力が上限に達すると、上限異常と
検知され、これが表示されるとともに、インバータ装置
42の主コンタクト（図示せず）が開放されて、給泥水ポ
ンプ12が停止される。つまり、溝１への泥水の供給が停
止される。

上限異常がなくなると、漏電チェック、過負荷チェック
が行なわれ、異常がなければ給泥水ポンプ12の運転が再
開される。また、漏電や過負荷があるときには、これが
表示され、給泥水ポンプ12が停止される。

本実施例によれば、モータ11a,12aの起動および停止
は、インバータ装置22,42の制御により、ソフトスター
ト、ソフトストップとすることができる。このため、ズ
リ出しポンプ11、および給泥水ポンプ12の起動・停止も
静かに行なわれる。また、急激に起動したり停止したり
する場合に比べて、消費電力も少なくて済む。

更に、ズリ出しポンプ11の吐出量がほぼ一定のため、給
泥水ポンプ12の吐出量もほぼ一定に保たれる。従って、
給泥水ポンプ12のオン／オフはほとんど行なわれず、泥
水水面が波立たない。よって、計測用の航空索に外乱を
与えることなく、高精度の掘削が可能である。

［発明の効果］以上説明したように、この発明は、排泥水ポンプのモー
タをインバータ装置によって制御し、かつ、電磁流量計
の出力によって該インバータ装置の周波数をコントロー
ルし、排泥水ポンプの吐出量をほぼ一定に維持するよう
にしたから、泥水処理プラントの処理能力に適合した最
適運転が可能となる。

また、排泥水ポンプの吐出量がほぼ一定に維持されるこ
とから、給泥水ポンプの吐出量もほぼ一定で良い。この
ため、給泥水ポンプのオン／オフは、緊急時以外ほとん
ど不要である。この結果、省電力を図ることができると
ともに、溝内の泥水面の波立ちを防止でき、計測用航空
索に外乱を与えることがない。従って、高精度な掘削が
可能となる。

更に、レベルスイッチによって水位を検出し、これによ
って排泥水ポンプを制御し、前記水位をほぼ一定に保つ
ようにしたので、常に安定な泥水制御が可能となり、上
述した各効果を更に強化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の機械的構成を示す断面
図、第２図はレベルスイッチ14の各レベルを説明するた
めの図、第３図はズリ出しポンプ11の制御系の構成を示
すブロック図、第４図は給泥水ポンプ12の制御系の構成
を示すブロック図、第５図は従来の地下連続壁掘削機の
構成を示す断面図である。１……掘削機本体、２……溝、３……泥水、５……電磁
流量計、６……泥水処理プラント、11……ズリ出しポン
プ11（排泥水ポンプ）、11a……モータ（ズリ出しポン
プ駆動用電動機）、12……給泥水ポンプ、12a……モー
タ（給泥水ポンプ駆動用電動機）、14……レベルスイッ
チ（水位計）、22,42……インバータ装置、33……コン
トローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溝内の泥水を排出する排泥水ポンプと、排
泥水ポンプの流量を計量する流量計と、排泥水ポンプか
ら吐出された泥水を処理する泥水処理プラントと、泥水
を前記溝に還流する給泥水ポンプと、前記溝内に取り付
けた水位計と、前記流量計および水位計の出力によって
前記排泥水ポンプ駆動用電動機の回転制御を行うインバ
ータ装置とを具備することを特徴とする溝内泥水量の管
理システム。
【請求項２】前記給泥水ポンプをインバータ装置によっ
て回転制御して、吐出量を増減させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の溝内泥水量の管理システ
ム。
【請求項３】排泥水ポンプは、地下連続壁用掘削機に取
り付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の溝内泥水量の管理システム。