JPH10169365A - Method of shield tunneling method for weak soil and drilling-fluid additive - Google Patents

Method of shield tunneling method for weak soil and drilling-fluid additive

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JPH10169365A
JPH10169365A JP35183696A JP35183696A JPH10169365A JP H10169365 A JPH10169365 A JP H10169365A JP 35183696 A JP35183696 A JP 35183696A JP 35183696 A JP35183696 A JP 35183696A JP H10169365 A JPH10169365 A JP H10169365A
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JP
Japan
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surfactant
drilling fluid
soft soil
shield method
cutter
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Application number
JP35183696A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Sato
一行 佐藤
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Hymo Corp
Original Assignee
Hymo Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To excavate a weak soil stratum without resulting in the settlement of a soil stratum by injecting a drilling fluid containing a surface-active agent into a cutter chamber when the weak soil stratum having a specific N value is excavated by a method of shield tunneling. SOLUTION: When a weak solid stratum having an N value of 0-20 is excavated without generating conversion by a method of shield tunneling, a drilling fluid containing a surface-active agent is injected into a cutter chamber 2. The surface-active agent mainly comprises a nonionic surface-active agent having HLB of 6-10, the loading of the surface-active agent is et in 20g/m<3> or more to the drilling fluid, and the air surface tension of the drilling fluid is set in 35dyne/cm or less. When there is the nonionic surface-active agent having HLB of 6-10 in the drilling fluid and surface tension is lowered, the drilling fluid is permeated excellently to the front ground of a cutter 15 and deflocculated, only the ground of the front of the cutter 15 is excavated, back-filling can be conducted sufficiently without generating disturbance in the outer circumferential ground of the chamber 2, and no ground subsidence is generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、N値が0〜20で
ある軟弱土層をシールド工法により、地盤変移を起こす
ことなく掘削するに適した軟弱土用シールド工法および
該シールド工法においてカッターチャンバー内へ注入し
掘削促進に寄与する泥水・泥漿等の掘削液を調整する掘
削液添加剤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield method for soft soil suitable for excavating a soft soil layer having an N value of 0 to 20 by a shield method without causing ground displacement, and a cutter chamber in the shield method. The present invention relates to a drilling fluid additive that adjusts a drilling fluid such as muddy water and mud that is injected into the inside and contributes to promoting drilling.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のベントナイトを主体とする泥漿を
用いた泥土圧シールド工法により軟弱土層を掘削すると
トンネル完成後に地盤変移すなわちトンネル上部の土層
が沈下する弊害があり、例えば地上に鉄道等が敷設され
ており土層の沈下が許されない様な軟弱地盤の地下に、
泥土圧シールド工法によりトンネルを敷設することは不
可能とされていた。 従来の泥土圧シールド機の一例を
図1および図2に示す。図1は泥土圧シールド工法を適
用する泥土圧シールド機の設備の一例を示す概略説明
図、および図2は図1の泥土圧シールド機の要部の拡大
図である。この泥土圧シールド機1は、一種の密閉型シ
ールド機、開放型シールド機当を含むものであり、掘削
土砂に不透水性を与えると共に流動性を与えるために掘
削用液としての泥漿を注入する工法を適用するものであ
り、モータ16により駆動される切羽すなわちカッター
15を前面に設けた隔壁11の後方にチャンバー2を形
成している。 該チャンバー2内には、カッター15で
掘削した掘削土砂と泥漿を混練する攪拌翼14、該混練
物すなわち泥土をチャンバー2外へ送りだすモータ17
により駆動されるスクリュウコンベヤー13等を備えて
いる。
2. Description of the Related Art If a soft soil layer is excavated by a conventional mud pressure shield method using sludge mainly composed of bentonite, there is a problem that the soil is displaced after the completion of the tunnel, that is, the soil layer above the tunnel sinks. Is laid, and underground of soft ground where subsidence of the soil layer is not allowed,
It was considered impossible to lay tunnels using the mud pressure shield method. 1 and 2 show an example of a conventional mud pressure shield machine. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of equipment of a mud pressure shield machine to which a mud pressure shield method is applied, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the mud pressure shield machine of FIG. The mud pressure shield machine 1 includes a kind of closed shield machine and open shield machine, and injects a slurry as a drilling liquid in order to impart water impermeability and fluidity to excavated earth and sand. The construction method is applied, and the chamber 2 is formed behind a partition 11 provided with a cutting face driven by a motor 16, that is, a cutter 15 on a front surface. In the chamber 2, a stirring blade 14 for kneading the excavated earth and sand excavated by the cutter 15 and the slurry, and a motor 17 for sending the kneaded material, ie, the mud, out of the chamber 2.
A screw conveyor 13 and the like driven by.

【0003】この泥土圧式シールド機1については、チ
ャンバー2内の掘削土砂は、加圧手段で積極的に加圧さ
れる場合、土砂自体の土圧或いは掘削された土砂によっ
て土圧がかかる場合がある。 チャンバー2には、該泥
漿を注入するため泥漿注入口12が設けられている。
この泥漿は、分散液貯槽6から泥漿圧送ポンプ19によ
って泥漿フロー9を経て調節バルブ20で注入量を調節
されて泥漿注入口12からチャンバー2内へ注入され
る。 必要があれば水注入配管7から水を混合し希釈し
て注入することもできる。 一方カッター15で掘削し
た掘削土砂は、チャンバー2内に注入された泥漿と攪拌
翼14によって混合され、チャンバー2から排出に好ま
しい状態、すなわち、適度な流動性、不透水性即ち止水
性、残土処理性に好ましい泥土に作られる。
In the mud pressure shield machine 1, when the excavated earth in the chamber 2 is positively pressurized by the pressurizing means, the earth pressure of the earth itself or the earth pressure applied by the excavated earth may be applied. is there. The chamber 2 is provided with a slurry inlet 12 for injecting the slurry.
The injection amount of this slurry is adjusted from the dispersion liquid storage tank 6 through a slurry flow 9 by a slurry pump 9 through a control valve 20, and is injected into the chamber 2 from the slurry inlet 12. If necessary, water can be mixed, diluted and injected from the water injection pipe 7. On the other hand, the excavated earth and sand excavated by the cutter 15 is mixed with the slurry injected into the chamber 2 by the agitating blades 14, and is discharged from the chamber 2 in a preferable state, that is, appropriate fluidity, water impermeability, ie, water stoppage, and residual soil treatment. Made in mud which is good for sex.

【0004】チャンバー2に充填された泥土は、シール
ドジャッキ22の作動で発生する推力によってチャンバ
ー2内の泥土に泥土圧を発生させ、該泥土圧をカッター
15に作用する土砂圧および水圧に対抗させ、泥土圧式
シールド機1の掘進と排土を行うものである。 掘削土
砂と泥漿とが混合されて生成した泥土は、チャンバー2
の一部を構成するハウジング23内に配置したスクリュ
ウコンベヤー13によってチャンバー2外に設けられた
ベルトコンベヤー3に載せられ、ずり鋼車21等で坑口
に運ばれ、次いで掘削土砂フロー4を通って坑外の泥土
ホッパー5へ運び出され、該泥土は泥土ホッパー5から
ダンプ車8等で所定の場所へ運び去られる。 なお図中
18はケースジャッキである。
[0004] The mud filled in the chamber 2 generates mud pressure in the mud in the chamber 2 by the thrust generated by the operation of the shield jack 22, and the mud pressure opposes the sediment pressure and the water pressure acting on the cutter 15. Excavating and discharging the mud pressure shield machine 1. The mud generated by mixing the excavated earth and sand with the mud
Is placed on a belt conveyor 3 provided outside the chamber 2 by a screw conveyor 13 arranged in a housing 23 constituting a part of the housing 23, is carried to a wellhead by a shear steel wheel 21 or the like, and then passes through the excavated sediment flow 4. The mud is carried out to the outside mud hopper 5, and the mud is carried away from the mud hopper 5 to a predetermined place by a dump truck 8 or the like. In the figure, reference numeral 18 denotes a case jack.

【0005】上記の泥土圧式シールド工法を用いて地盤
をシールド掘削する際、掘削土砂に混練する泥漿の組成
としてはベントナイト泥水を基本とし、CMC、ポリカ
ルボン酸、ナフタレンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮
合物などの多価アニオン性水溶性高分子を添加するのが
一般的である。
[0005] When shield excavation of the ground using the above-mentioned mud pressure shield method, the composition of the slurry to be kneaded with the excavated soil is basically bentonite mud, and CMC, polycarboxylic acid, naphthalene sulfonic acid / formaldehyde condensate, etc. It is common to add a polyvalent anionic water-soluble polymer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のシールド工法に
より軟弱土層を掘削するとトンネル完成後に地盤変移す
なわちトンネル上部の土層が沈下する弊害があり、沈下
した表層部に埋めもどしを施す必要があり、埋めもどし
が許されない様な場合にはシールド工法を採用する事が
できなかった。この発明の目的は、上記問題を解決し、
土層沈下をまねくことなく軟弱土層を掘削する泥土圧シ
ールド工法を提供する事にある。
Excavation of the soft soil layer by the conventional shield method has a disadvantage that the soil is displaced after the completion of the tunnel, that is, the soil layer above the tunnel is settled, and it is necessary to bury the subsided surface layer. In cases where refilling is not allowed, the shield method could not be adopted. An object of the present invention is to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide a mud pressure shield method for excavating a soft soil layer without causing soil subsidence.

【0007】[0007]

【課題を解決する手段】本発明者らは、上記問題に鑑み
鋭意研究した結果、従来使用されている泥漿に界面活性
剤を添加することにより上記課題を解決することができ
ることを見いだし本発明を成すに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the above problems, and as a result, have found that the above problems can be solved by adding a surfactant to conventionally used slurry. It came to be.

【0008】本発明の請求項1の発明は、N値が0〜2
0である軟弱土層をシールド工法により、地盤変移を起
こすことなく掘削するにあたり、界面活性剤を含有する
掘削液をカッターチャンバーに注入する事を特徴とする
軟弱土用シールド工法である。
According to the first aspect of the present invention, the N value is 0 to 2
This is a shield method for soft soil, characterized by injecting a drilling fluid containing a surfactant into a cutter chamber when excavating a soft soil layer that is 0 by a shield method without causing ground displacement.

【0009】本発明の請求項2の発明は、N値が0〜2
0である軟弱土層を泥土圧シールド工法により、地盤変
移を起こすことなく掘削するにあたり、界面活性剤を含
有する掘削液をカッターチャンバーに注入する事を特徴
とする請求項1に記載の軟弱土用シールド工法である。
According to a second aspect of the present invention, the N value is 0-2.
The soft soil according to claim 1, wherein a drilling fluid containing a surfactant is injected into the cutter chamber when excavating the soft soil layer, which is 0, by a mud pressure shield method without causing a ground shift. It is a shield construction method.

【0010】本発明の請求項3の発明は、界面活性剤お
よび多価アニオン性水溶性高分子を含有する掘削液をカ
ッターチャンバーに注入する事を特徴とする請求項1な
いし請求項2に記載の軟弱土用シールド工法である。
[0010] The invention of claim 3 of the present invention is characterized in that a drilling liquid containing a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer is injected into a cutter chamber. Shielding method for soft soil.

【0011】本発明の請求項4の発明は、ベントナイ
ト、界面活性剤および多価アニオン性水溶性高分子を含
有する掘削液をカッターチャンバーに注入する事を特徴
とする請求項1ないし請求項3に記載の軟弱土用シール
ド工法である。
The invention of claim 4 of the present invention is characterized in that a drilling liquid containing bentonite, a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer is injected into a cutter chamber. Shielding method for soft soil described in (1).

【0012】本発明の請求項5の発明は、界面活性剤の
主成分がHLB6〜10のノニオン性界面活性剤である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4に記載の軟弱
土用シールド工法である。
The invention according to claim 5 of the present invention is characterized in that the main component of the surfactant is a nonionic surfactant having an HLB of 6 to 10, and the shield for soft soil according to any one of claims 1 to 4, wherein It is a construction method.

【0013】本発明の請求項6の発明は、界面活性剤の
添加量が掘削液に対して20g/m3以上である事を特
徴とする請求項1ないし請求項5に記載の軟弱土用シー
ルド工法である。
The invention according to claim 6 of the present invention is characterized in that the amount of the surfactant added is 20 g / m 3 or more with respect to the drilling liquid, and is used for soft soil according to claims 1 to 5. It is a shield method.

【0014】本発明の請求項7の発明は、多価アニオン
性水溶性高分子がポリカルボン酸塩であることを特徴と
する請求項1ないし請求項6に記載の軟弱土用シールド
工法である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the shield method for soft soil according to any one of the first to sixth aspects, wherein the polyvalent anionic water-soluble polymer is a polycarboxylate. .

【0015】本発明の請求項8の発明は、多価アニオン
性水溶性高分子の添加量が掘削液に対して20g/m3
以上である事を特徴とする請求項1ないし請求項7に記
載の軟弱土用シールド工法である。
The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that the amount of the polyvalent anionic water-soluble polymer added to the drilling fluid is 20 g / m 3.
The above is the shield method for soft soil according to any one of claims 1 to 7.

【0016】本発明の請求項9の発明は、掘削液の気中
表面張力が35dyne/cm以下であることを特徴と
する請求項1ないし請求項8に記載の軟弱土用シールド
工法である。
The invention according to claim 9 of the present invention is the shielding method for soft soil according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface tension of the drilling fluid in the air is 35 dyne / cm or less.

【0017】本発明の請求項10の発明は、シールド工
法を用途とする、界面活性剤を含有することを特徴とす
る掘削液添加剤である。
A tenth aspect of the present invention is a drilling fluid additive characterized by containing a surfactant, which is used for a shield method.

【0018】本発明の請求項11の発明は、泥土圧シー
ルド工法を用途とする、界面活性剤を含有することを特
徴とする請求項10に記載の掘削液添加剤である。
The invention according to claim 11 of the present invention is the drilling fluid additive according to claim 10, characterized in that it contains a surfactant and is used for a mud pressure shield method.

【0019】本発明の請求項12の発明は、HLB6〜
10のノニオン性界面活性剤を含有することを特徴とす
る請求項10ないし請求項11に記載の掘削液添加剤で
ある。
The twelfth aspect of the present invention is directed to
The drilling fluid additive according to any one of claims 10 to 11, further comprising 10 nonionic surfactants.

【0020】本発明の請求項13の発明は、界面活性剤
および多価アニオン性水溶性高分子を含有することを特
徴とする請求項10ないし請求項12に記載の掘削液添
加剤である。
A thirteenth aspect of the present invention is the drilling fluid additive according to any one of the tenth to twelfth aspects, comprising a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer.

【0021】本発明の請求項14の発明は、界面活性剤
およびポリカルボン酸を含有することを特徴とする請求
項10ないし請求項13に記載の掘削液添加剤である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the drilling fluid additive according to any one of the tenth to thirteenth aspects, further comprising a surfactant and a polycarboxylic acid.

【0022】本発明の請求項15の発明は、ベントナイ
ト、界面活性剤および多価アニオン性水溶性高分子を含
有することを特徴とする請求項10ないし請求項14に
記載の掘削液添加剤である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the drilling fluid additive according to any one of the tenth to fourteenth aspects, comprising bentonite, a surfactant, and a polyvalent anionic water-soluble polymer. is there.

【0023】本発明の請求項16の発明は、ベントナイ
ト、界面活性剤およびポリカルボン酸を含有することを
特徴とする請求項10ないし請求項15に記載の掘削液
添加剤である。
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided the drilling fluid additive according to any one of the tenth to fifteenth aspects, comprising a bentonite, a surfactant and a polycarboxylic acid.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の第一の限定は、N値が0
〜20である軟弱土層をシールド工法により、変移を起
こすことなく掘削するにあたり、界面活性剤を含有する
掘削液をカッターチャンバーに注入する事を特徴とする
軟弱土用シールド工法である。本発明の第二の限定は、
N値が0〜20である軟弱土層を泥土圧シールド工法に
より、地盤変移を起こすことなく掘削するにあたり、界
面活性剤を含有する掘削液をカッターチャンバーに注入
する事を特徴とする軟弱土用シールド工法である。本発
明の第三の限定は、界面活性剤および多価アニオン性水
溶性高分子を含有する掘削液をカッターチャンバーに注
入する事を特徴とする軟弱土用シールド工法である。本
発明の第四の限定は、ベントナイト、界面活性剤および
多価アニオン性水溶性高分子を含有する掘削液をカッタ
ーチャンバーに注入する事を特徴とする軟弱土用シール
ド工法である。本発明の第五の限定は、界面活性剤の主
成分がHLB6〜10のノニオン性界面活性剤であるこ
とを特徴とする軟弱土用シールド工法である。本発明の
第六の限定は、界面活性剤の添加量が掘削液に対して2
0g/m3 以上である事を特徴とする軟弱土用シールド
工法である。本発明の第七の限定は、多価アニオン性水
溶性高分子がポリカルボン酸塩であることを特徴とする
軟弱土用シールド工法である。本発明の第八の限定は、
多価アニオン性水溶性高分子の添加量が掘削液に対して
20g/m3 以上である事を特徴とする軟弱土用シール
ド工法である。本発明の第九の限定は、掘削液の気中表
面張力が35dyne/cm以下であることを特徴とす
る軟弱土用シールド工法である。本発明の第十の限定
は、シールド工法を用途とする、界面活性剤を含有する
ことを特徴とする掘削液添加剤である。本発明の第十一
の限定は、泥土圧シールド工法を用途とする、界面活性
剤を含有することを特徴とする掘削液添加剤である。本
発明の第十二の限定は、HLB6〜10のノニオン性界
面活性剤を含有することを特徴とする掘削液添加剤であ
る。本発明の第十三の限定は、界面活性剤および多価ア
ニオン性水溶性高分子を含有することを特徴とする掘削
液添加剤である。本発明の第十四の限定は、界面活性剤
およびポリカルボン酸を含有することを特徴とする掘削
液添加剤である。本発明の第十五の限定は、ベントナイ
ト、界面活性剤および多価アニオン性水溶性高分子を含
有することを特徴とする掘削液添加剤である。本発明の
第十六の限定は、ベントナイト、界面活性剤およびポリ
カルボン酸を含有することを特徴とする掘削液添加剤で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A first limitation of the present invention is that an N value is 0.
This is a shield method for soft soil characterized by injecting a drilling fluid containing a surfactant into a cutter chamber when excavating a soft soil layer having a size of 2020 by a shield method without causing displacement. A second limitation of the present invention is that
For excavating a soft soil layer having an N value of 0 to 20 by a mud pressure shield method without causing a ground shift, a drilling liquid containing a surfactant is injected into a cutter chamber. It is a shield method. A third limitation of the present invention is a soft earth shielding method characterized by injecting a drilling fluid containing a surfactant and a polyanionic water-soluble polymer into a cutter chamber. A fourth limitation of the present invention is a soft earth shielding method characterized by injecting a drilling liquid containing bentonite, a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer into a cutter chamber. A fifth limitation of the present invention is a soft earth shielding method, wherein the main component of the surfactant is a nonionic surfactant having an HLB of 6 to 10. A sixth limitation of the present invention is that the amount of surfactant added is 2
This is a soft earth shielding method characterized by being at least 0 g / m 3 . A seventh limitation of the present invention is a soft earth shielding method, wherein the polyvalent anionic water-soluble polymer is a polycarboxylate. An eighth limitation of the present invention is that
This is a soft soil shielding method characterized in that the amount of the polyvalent anionic water-soluble polymer added to the drilling fluid is 20 g / m 3 or more. A ninth limitation of the present invention is a shield method for soft soil, characterized in that the surface tension of the drilling fluid in the air is 35 dyne / cm or less. A tenth limitation of the present invention is a drilling fluid additive containing a surfactant, which is used for a shield method. An eleventh limitation of the present invention is a drilling fluid additive containing a surfactant, which is used for a mud pressure shielding method. A twelfth limitation of the present invention is a drilling fluid additive characterized by containing a nonionic surfactant having an HLB of 6 to 10. A thirteenth limitation of the present invention is a drilling fluid additive characterized by containing a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer. A fourteenth limitation of the present invention is a drilling fluid additive characterized by containing a surfactant and a polycarboxylic acid. A fifteenth limitation of the present invention is a drilling fluid additive characterized by containing bentonite, a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer. A sixteenth limitation of the present invention is a drilling fluid additive characterized by containing bentonite, a surfactant and a polycarboxylic acid.

【0025】N値とはJIS−A1219に規定されて
いる土の硬さを表す指標である。N値が20以下の軟弱
土層をシールド工法により掘削する場合、地盤全体がカ
ッターに絡まり付いた様な状態になり、カッタートルク
は増し掘削困難に成るばかりではなく、カッターチャン
バー外周におよぶ範囲にまで外乱がおこり、カッターチ
ャンバーとセグメントの間の空間を詰めてしまうため、
裏込めの注入が困難に成る。 裏込めが十分に注入され
ないと地盤構成粒子が再度整列するに伴い、体積の収縮
が起こり、シールド工法により掘削したトンネル上部に
地盤沈下が起こる。 これに対しシールド工法に用いる
掘削液中にHLB6〜10のノニオン性界面活性剤が存
在し表面張力が低下すると、カッター前面地盤に良く浸
透して解膠しカッター前面地盤のみが掘削されカッター
チャンバー外周地盤に外乱を起こすことなく、裏込めも
十分にできる。 カッターチャンバー外周地盤に外乱を
起こさないため地盤沈下は発生しない。 カッタートル
クも正常であり掘削は容易に行う事ができる。
The N value is an index indicating the hardness of the soil specified in JIS-A1219. When excavating a soft soil layer with an N value of 20 or less by the shield method, the whole ground is in a state where it is entangled with the cutter, and not only does the cutter torque increase, making excavation difficult, but also in the range around the outer periphery of the cutter chamber. Up until the disturbance occurs, filling the space between the cutter chamber and the segment,
Backfill injection becomes difficult. If the backfill is not sufficiently injected, the volume of the ground constituent particles shrinks due to the rearrangement, and the land subsidence occurs at the top of the tunnel excavated by the shield method. On the other hand, when the non-ionic surfactant of HLB 6 to 10 is present in the drilling fluid used for the shield method and the surface tension is reduced, it penetrates well into the ground in front of the cutter and deflocculates, and only the ground in front of the cutter is excavated and the outer periphery of the cutter chamber is excavated. Backfilling is sufficient without causing disturbance to the ground. There is no disturbance on the ground around the cutter chamber, so no land subsidence occurs. The cutter torque is also normal and excavation can be performed easily.

【0026】本質的に本発明で使用する界面活性剤の種
類は特に限定されないが、アニオン性界面活性剤は起泡
性が大きく、カチオン性界面活性剤は分散剤と反応して
掘削土砂を凝集させるのでどちらも好ましくない。 望
ましい界面活性剤としては前述のHLB6〜10のノニ
オン性界面活性剤を含有しているものが良く、ポリオキ
エチレンオクチルフェノール、ポリオキシプロピレンス
テアレート、ソルビタンモノラウレートなどが低起泡性
であり好ましく用いる事ができる。 掘削液中の界面活
性剤含有量は20g/m3 以上であり、気中表面張力が
35dyne/cm以下、好ましくは30dyne/c
m以下、より好ましくは29dyne/cm以下である
様に経済的な面から適当な添加量を選択して用いる。
掘削土砂と掘削液が混合することにより掘削液中の界面
活性剤は希釈されるため、望ましい添加量としては50
〜500g/m3 である。
Although the type of surfactant used in the present invention is not particularly limited, anionic surfactants have high foaming properties, and cationic surfactants react with a dispersant to coagulate excavated earth and sand. Both are not preferred. Desirable surfactants are those containing the nonionic surfactants of HLB 6 to 10 described above, and polyoxyethylene octyl phenol, polyoxypropylene stearate, sorbitan monolaurate and the like have low foaming properties and are preferable. Can be used. The surfactant content in the drilling fluid is 20 g / m 3 or more, and the air surface tension is 35 dyne / cm or less, preferably 30 dyne / c.
m or less, more preferably 29 dyne / cm or less.
Since the surfactant in the drilling fluid is diluted by the mixing of the drilling soil and the drilling fluid, a desirable addition amount is 50.
500500 g / m 3 .

【0027】界面活性剤を含む掘削液を添加する方法や
添加場所は特に限定されない。 界面活性剤を含む液を
チャンバー内へ単独で添加しても良く、またCMC、ポ
リカルボン酸、ナフタレンスルホン酸・ホルムアルデヒ
ド縮合物などの多価アニオン性水溶性高分子から成る分
散剤を添加した泥漿や泥水に界面活性剤を混合して従来
の泥漿や泥水の添加装置によりチャンバー内へ添加して
もよい。 ポリカルボン酸は低毒性であるので分散剤と
して特に好ましい。 チャンバー内へ注入する泥漿や泥
水のファンネル粘度が23秒程度になる様にポリカルボ
ン酸などの分散剤を添加する事が好ましい。 泥漿や泥
水には止水性を持たせるためにベントナイトを含有する
事が一般的であり、本発明においてもベントナイトを含
有する事が望ましいが、粘土分の多い地盤の場合はベン
トナイトを含有しない泥漿や泥水を用いる場合もある。
The method of adding the drilling fluid containing a surfactant and the place of addition are not particularly limited. A solution containing a surfactant may be added alone into the chamber, or a slurry containing a dispersant composed of a polyvalent anionic water-soluble polymer such as CMC, polycarboxylic acid, or a condensate of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde. The slurry may be mixed with a surfactant and added to the chamber by a conventional slurry or slurry addition device. Polycarboxylic acids are particularly preferred as dispersants because of their low toxicity. It is preferable to add a dispersant such as polycarboxylic acid so that the funnel viscosity of the slurry or mud injected into the chamber is about 23 seconds. It is common that mud and mud contain bentonite in order to impart water-blocking properties.In the present invention, it is preferable to contain bentonite. Sometimes muddy water is used.

【0028】以下、本発明を実施例により更に具体的に
説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の
実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

【0029】(実施例)図1および図2に示した泥土圧
式シールド工法において、分散液貯槽6でベントナイト
とともに、分散剤としてポリカルボン酸〔商品名:シン
トールB、ハイモ株式会社製、比重1.25±0.0
5、外観;黄色透明液体〕を、排出する泥土1m3 に対
して4〜6Kg添加した泥漿を調整する時、同時にノニ
オン性界面活性剤であるポリオキシエチレンオクチルフ
ェノールを主成分とする界面活性剤〔商品名:シントー
ルA、ハイモ株式会社製、比重1.05±0.05、外
観;無色透明液体〕を、排出する泥土1m3 に対して
0.05〜0.1Kg添加して泥漿を調整した。 この
泥漿を、分散液貯槽6から泥漿圧送ポンプ19によって
泥漿フロー9を経て坑内に設けた注入ポンプ10に送り
込み、更に泥漿を泥漿フロー9を経て調節バルブ20で
注入量を調節して泥漿注入口12からチャンバー2内へ
注入した。カッター15でN値3の軟弱地盤を掘削する
場合の掘進速度は通常の土質と同じく約20mm/分で
あり、掘進時のカッターのトルクは油圧モーターの油圧
で通常と同じく約100Kg重/cm2 であり、裏込め
も十分に注入されトンネル上部の地盤も長期にわたって
沈下は認められなかった。
(Example) In the mud pressure shield method shown in FIGS. 1 and 2, together with bentonite in the dispersion liquid storage tank 6, a polycarboxylic acid [trade name: Syntol B, manufactured by Hymo Co., Ltd., specific gravity 1. 25 ± 0.0
5, appearance: yellow transparent liquid] is added to the slurry to be added in an amount of 4 to 6 kg to 1 m 3 of the discharged mud, and at the same time, a surfactant containing polyoxyethylene octylphenol, which is a nonionic surfactant, as a main component [ product name: Shintoru a, Haimo Co., specific gravity 1.05 ± 0.05, appearance; colorless transparent liquid] was adjusted mud was 0.05~0.1Kg added to mud 1 m 3 for discharging . The slurry is sent from the dispersion liquid storage tank 6 to the injection pump 10 provided in the pit via the slurry flow 9 by the slurry pumping pump 19, and the amount of the slurry is adjusted by the control valve 20 through the slurry flow 9 to control the injection amount of the slurry. 12 into chamber 2. The excavation speed when excavating soft ground having an N value of 3 with the cutter 15 is approximately 20 mm / min as in the case of ordinary soil, and the torque of the cutter at the time of excavation is approximately 100 kgf / cm 2 by the hydraulic pressure of the hydraulic motor. The backfill was sufficiently injected, and no subsidence was observed over the long period of the ground above the tunnel.

【0030】(比較例)実施例と同じ地盤を掘削するに
あたり、シントールAを添加しない以外は実施例と同じ
組成の泥漿を用いたところ、掘進速度は約10mm/分
であり、掘進時のカッターのトルクは約150Kg重/
cm2 であり、裏込めの注入は抵抗が大きく不完全であ
った。 トンネル上部の地盤は1週間後に約5cm沈下
した。
(Comparative Example) When excavating the same ground as in the example, a slurry having the same composition as that of the example except that Sintitol A was not added was used, and the excavating speed was about 10 mm / min. Is about 150kg /
cm 2 , and the backfill implantation had high resistance and was incomplete. The ground above the tunnel sank about 5 cm after one week.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の請求項1の軟弱土用シールド工
法により、界面活性剤を含む掘削液が軟弱地盤の土粒子
によく浸透して解膠し易くなり、軟弱地盤のカッターへ
の粘着性を低下させ、カッターチャンバー前面のみが掘
削される為に、カッター近傍の軟弱地盤の土粒子は外乱
を受けず、裏込めが十分にでき、トンネル上部の地盤沈
下も起こらない。 カッタートルクや掘進速度も通常の
砂層・砂礫層の掘削時と変わることなく掘削することが
できる。本発明の軟弱土用シールド工法は従来のシール
ド機を使用することができ、簡単な構成から成るので経
済的である上、効果が大きいので産業上の利用価値が高
い。
According to the shield method for soft soil according to the first aspect of the present invention, the drilling fluid containing a surfactant well penetrates the soil particles of the soft ground and easily deflocculates, and adheres to the cutter of the soft ground. Since only the front of the cutter chamber is excavated, soil particles on the soft ground near the cutter are not affected by disturbance, backfilling is sufficient, and ground subsidence at the top of the tunnel does not occur. Excavation can be performed without changing the cutter torque and the excavation speed as when excavating a normal sand layer or gravel layer. The soft earth shielding method of the present invention can use a conventional shielding machine, is economical because of a simple structure, and has a large effect, and therefore has high industrial utility value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明による軟弱土用シールド工法を適用
する泥土圧式シールド機の設備の一例を示す概略説明図
である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of equipment of a mud pressure type shield machine to which a shield method for soft soil according to the present invention is applied.

【図2】 図1の泥土圧式シールド機の要部の拡大図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the mud pressure shield machine of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 泥土圧式シールド機 2 チャンバー 3 ベルトコンベヤー 4 掘削土砂フロー 6 分散液貯槽 7 水注入配管 8 ダンプ車 9 泥漿フロー 10 ポンプ 11 隔壁 12 泥漿注入口 13 スクリュウコンベヤー 14 攪拌翼 15 カッター 22 シールドジャッキ 23 ハウジング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mud pressure shield machine 2 Chamber 3 Belt conveyor 4 Excavated earth and sand flow 6 Dispersion liquid storage tank 7 Water injection pipe 8 Dump truck 9 Slurry flow 10 Pump 11 Partition wall 12 Soil inlet 13 Screw conveyor 14 Stirrer blade 15 Cutter 22 Shield jack 23 Housing

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 N値が0〜20である軟弱土層をシール
ド工法により、地盤変移を起こすことなく掘削するにあ
たり、界面活性剤を含有する掘削液をカッターチャンバ
ーに注入する事を特徴とする軟弱土用シールド工法。
1. Excavation of a soft soil layer having an N value of 0 to 20 by a shield method without causing ground displacement is performed by injecting a drilling fluid containing a surfactant into a cutter chamber. Shielding method for soft soil.
【請求項2】 N値が0〜20である軟弱土層を泥土圧
シールド工法により、地盤変移を起こすことなく掘削す
るにあたり、界面活性剤を含有する掘削液をカッターチ
ャンバーに注入する事を特徴とする請求項1に記載の軟
弱土用シールド工法。
2. Excavation of a soft soil layer having an N value of 0 to 20 using a mud pressure shield method without causing soil displacement involves injecting a drilling fluid containing a surfactant into a cutter chamber. The shield method for soft soil according to claim 1.
【請求項3】 界面活性剤および多価アニオン性水溶性
高分子を含有する掘削液をカッターチャンバーに注入す
る事を特徴とする請求項1ないし請求項2に記載の軟弱
土用シールド工法。
3. The shield method for soft soil according to claim 1, wherein a drilling liquid containing a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer is injected into the cutter chamber.
【請求項4】 ベントナイト、界面活性剤および多価ア
ニオン性水溶性高分子を含有する掘削液をカッターチャ
ンバーに注入する事を特徴とする請求項1ないし請求項
3に記載の軟弱土用シールド工法。
4. The shield method for soft soil according to claim 1, wherein a drilling liquid containing bentonite, a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer is injected into the cutter chamber. .
【請求項5】 界面活性剤の主成分がHLB6〜10の
ノニオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項1
ないし請求項4に記載の軟弱土用シールド工法。
5. The surfactant according to claim 1, wherein the main component of the surfactant is a nonionic surfactant having an HLB of 6 to 10.
5. The shield method for soft soil according to claim 4.
【請求項6】 界面活性剤の添加量が掘削液に対して2
0g/m3 以上である事を特徴とする請求項1ないし請
求項5に記載の軟弱土用シールド工法。
6. The amount of the surfactant added to the drilling fluid is 2
Soft mid-season shield tunneling according to claims 1 to 5, characterized in that it is 0 g / m 3 or more.
【請求項7】 多価アニオン性水溶性高分子がポリカル
ボン酸塩であることを特徴とする請求項1ないし請求項
6に記載の軟弱土用シールド工法。
7. The shielding method for soft soil according to claim 1, wherein the polyvalent anionic water-soluble polymer is a polycarboxylate.
【請求項8】 多価アニオン性水溶性高分子の添加量が
掘削液に対して20g/m3 以上である事を特徴とする
請求項1ないし請求項7に記載の軟弱土用シールド工
法。
8. The shielding method for soft soil according to claim 1, wherein the amount of the polyvalent anionic water-soluble polymer added is 20 g / m 3 or more based on the drilling fluid.
【請求項9】 掘削液の気中表面張力が35dyne/
cm以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項
8に記載の軟弱土用シールド工法。
9. The air surface tension of the drilling fluid is 35 dyne /
The soft earth shielding method according to any one of claims 1 to 8, wherein the diameter is equal to or less than 10 cm.
【請求項10】 シールド工法を用途とする、界面活性
剤を含有することを特徴とする掘削液添加剤。
10. A drilling fluid additive for use in a shield method, comprising a surfactant.
【請求項11】 泥土圧シールド工法を用途とする、界
面活性剤を含有することを特徴とする請求項10に記載
の掘削液添加剤。
11. A drilling fluid additive according to claim 10, wherein the additive is used for a mud pressure shield method and contains a surfactant.
【請求項12】 HLB6〜10のノニオン性界面活性
剤を含有することを特徴とする請求項10ないし請求項
11に記載の掘削液添加剤。
12. The drilling fluid additive according to claim 10, further comprising a nonionic surfactant having an HLB of 6 to 10.
【請求項13】 界面活性剤および多価アニオン性水溶
性高分子を含有することを特徴とする請求項10ないし
請求項12に記載の掘削液添加剤。
13. The drilling fluid additive according to claim 10, further comprising a surfactant and a polyvalent anionic water-soluble polymer.
【請求項14】 界面活性剤およびポリカルボン酸を含
有することを特徴とする請求項10ないし請求項13に
記載の掘削液添加剤。
14. The drilling fluid additive according to claim 10, further comprising a surfactant and a polycarboxylic acid.
【請求項15】 ベントナイト、界面活性剤および多価
アニオン性水溶性高分子を含有することを特徴とする請
求項10ないし請求項14に記載の掘削液添加剤。
15. The drilling fluid additive according to claim 10, which comprises bentonite, a surfactant, and a polyvalent anionic water-soluble polymer.
【請求項16】 ベントナイト、界面活性剤およびポリ
カルボン酸を含有することを特徴とする請求項10ない
し請求項15に記載の掘削液添加剤。
16. The drilling fluid additive according to claim 10, further comprising a bentonite, a surfactant, and a polycarboxylic acid.
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