JPH11173081A - 掘削土砂の搬出制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラグを形成し、更に、プラグが安定してそ
の形状を保つようにプラグの搬出速度を制御することを
可能にした掘削土砂の搬出制御装置を提供する。 【解決手段】 排泥管１４、排泥ユニット２６、排泥用
バルブ１６及び空気導入用バルブ２０を備え、更に、吸
気管１８に設けられ、空気流量を測定する流量計３２を
備えている。流量計３２の出力が所定の下限値まで低下
したとき、空気導入用バルブ２０を開き、排泥用バルブ
１６を閉じ、流量計３２の出力が所定の上限値まで上昇
したとき、空気導入用バルブ２０を閉じ、排泥用バルブ
１６を開いて、プラグを生成して、且つ、排泥管内の空
気流量が所定の範囲になるようにしてプラグの搬出速度
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば地盤堀進方法
等における掘削土砂の搬出制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の掘削土砂等の搬出方法と
しては、例えば特公平７−１５１７４号公報、特公平６
−１０００７６号公報、特開平６−１９３３８３号公
報、特開昭５８−１０１９９８号公報等において提案さ
れているものがある。

【０００３】（１）特公平７−１５１７４号公報の浚渫
方法においては、吸引機の吸引により空気を吸引ホース
の先端から土砂タンクを経て吸引機へ流すとともに、吸
引ホースの途中からホース内へ補助的に空気を導入しな
がら吸引ホースの先端開口を浚渫すべき物とその上に位
置する空気との境界に位置させ、浚渫すべき物を空気と
ともに吸引ホースの先端から吸い込み、吸引ホースを通
った浚渫物を土砂タンク内に沈降させて集めている。

【０００４】（２）特公平６−１０００７６号公報の掘
削土砂の排出方法においては、推進管内に吸引ホースを
設置して、吸引ホースの先端を推進管の先端がわで開口
させるとともに、吸引ホースの後端がわを土砂タンクを
経て吸引機に接続し、吸引機の吸引により吸引ホース内
に先端開口から推進管内の空気を吸収して吸引機へ流す
空気流を生じさせて、先導管で掘削した土砂に吸引ホー
スの先端開口を向けて、土砂を上記空気流に乗せて発進
立坑がわに移動させるとともに、吸引ホースの途中に設
けた空気導入口から補助的に吸引ホース内に空気を導入
して土砂の移動を助け、移動した土砂を吸引機の前に設
けた土砂タンクに沈降させて集めている。

【０００５】（３）特開平６−１９３３８３号公報の汚
泥移送方法においては、圧搾空気発生装置と真空発生装
置と、汚泥を回収するタンクとが地上に配され、前記タ
ンクには送泥パイプが連通連結されており、この送泥パ
イプの先端部近傍には第一のバルブを介して加圧空気供
給パイプが連通連結され、この加圧空気供給パイプの連
通連結部分と先端部との間に第二のバルブが設けられて
いる汚泥移送装置を用い、まず前記送泥パイプの先端部
は堆積した汚泥に臨むように配し、次に前記第一のバル
ブを閉鎖し第二のバルブを開放し、その後真空発生装置
を作動させて堆積した汚泥を送泥パイプ内に空気と共に
吸引し、所要時間経過後即ち送泥パイプ内に汚泥を充填
させた後、真空発生装置による吸引移送が低下すると前
記第二のバルブを閉鎖するとともに前記第一のバルブを
開放して送泥パイプ内に溜まった汚泥を圧搾空気により
圧送して前記タンク内に移送している。

【０００６】（４）特開昭５８−１０１９９８号公報の
長距離推進工法においては、地中埋設管の先端に推進管
を嵌合し、その推進管に密閉壁を設けて、その密閉壁に
切羽掘削装置を設け、切羽面と密閉壁との中間に掘削室
を形成し、その掘削室に泥水を注入する推進装置におい
て、高濃度泥水を掘削室に注入し、その泥水を掘削室の
内部において掘削された土砂を混合させて泥水を土砂含
有高濃度状態として、更に、掘削室の外管に穿設した透
孔から上記の液状体を地中埋設管と地山面との間隔に充
填している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】（１）特公平７−１５
１７４号公報の浚渫方法においては、吸引ホースの先端
を排泥（浚渫物）と空気との境界に位置させる必要があ
り、このため、吸引ホース（排泥管）の先端又は排泥の
液面を制御する必要がある。また、空気の導入は調整で
きるが、排泥の吸入は調節できないため、輸送状態が不
安定になり、閉塞に近い状態が頻繁に生じる虞がある。
したがって、排泥の輸送効率を十分に高めることができ
ない。

【０００８】（２）特公平６−１０００７６号公報の掘
削土砂の排出方法においては、土砂（排泥）に吸引ホー
スを先端開口を向け、また、吸引ホース先端は土砂（排
泥）を吸引できるところに位置させることが必要であ
り、このため、そのような位置に排泥管の先端又は排泥
を制御する必要がある。特公平７−１５１７４号公報の
場合と同様に、吸気の導入は調整できるが、排泥の吸入
は調整できないため、閉塞に近い状態が頻繁に生じるお
それがあり、排泥の輸送効率を十分に高めることができ
ない。

【０００９】（３）特開平６−１９３３８３号公報の汚
泥移送方法においては、送泥パイプの先端を汚泥に臨む
ように配置する必要がある。このため、そのような位置
に排泥管の先端又は排泥を制御する必要があり、排泥の
輸送効率を十分に高めることができないおそれがある。

【００１０】（４）特開昭５８−１０１９９８号公報の
長距離推進工法においては、排泥弁ととして逆止弁を用
いているが、吸入する空気が推進管内の空気（ほぼ大気
圧）の場合には、排泥タンクと空気導入位置を十分に離
さない限り、空気弁を開いても排泥の流入は停止せず、
プラグを十分に形成できない。しかも、プラグの搬出速
度が過小の場合にはプラグが崩壊し、また、プラグの搬
出速度の過大の場合には圧力損出が増大するという問題
点がある。

【００１１】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、プラグを形成して排泥の輸送
効率を十分に高めることを可能にし、更に、プラグが安
定してその形状を保ち且つ圧力損出が増大しないように
プラグの搬出速度を制御することを可能にした掘削土砂
の搬出制御装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る掘削
土砂の搬出制御装置は、一方の端部が排泥タンクに接続
され、他方の端部がレシーバタンクに接続された排泥管
と、前記レシーバタンクに吸気管を介して接続され、前
記排泥管内を真空吸引する真空ポンプと、前記排泥管の
一方の端部側に設けられた排泥用バルブと、前記排泥管
の、前記排泥バルブよりも下流側の位置に、空気導入管
を介して設けられた空気導入用バルブと、前記真空ポン
プの吸気側又は吐出側に設けられ、空気流量を測定する
流量計と、前記流量計の出力が所定の下限値まで低下し
たとき、前記空気導入用バルブを開き、前記排泥用バル
ブを閉じ、前記流量計の出力が所定の上限値まで上昇し
たとき、前記空気導入用バルブを閉じ、前記排泥用バル
ブを開いて、プラグを生成してその排出速度を制御する
制御手段とを備え、排泥管内の空気流量が所定の範囲に
なるようにしてプラグの搬出速度を制御する。 （２）本発明に係る掘削土砂の搬出制御装置は、一方の
端部が排泥タンクに接続され、他方の端部がレシーバタ
ンクに接続された排泥管と、前記レシーバタンクに吸気
管を介して接続され、前記排泥管内を真空吸引する真空
ポンプと、前記排泥管の一方の端部側に設けられた排泥
用バルブと、前記排泥管の、前記排泥バルブよりも下流
側の位置に、空気導入管を介して設けられた空気導入用
バルブと、前記真空ポンプの吸入圧力、又は前記レシー
バタンク若しくはその近傍の圧力を測定する圧力計と、
前記圧力計の出力が所定の下限値まで低下したとき、前
記空気導入用バルブを開き、前記排泥用バルブを閉じ、
前記圧力計の出力が所定の上限値まで上昇したとき、前
記空気導入用バルブを閉じ、前記排泥用バルブを開い
て、プラグを生成してその排出速度を制御する制御手段
とを備え、排泥管の圧力が所定の範囲になるようにして
プラグの搬出速度を制御する。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の実施
形態１に係る掘削土砂の搬出制御装置及びその関連の設
備の構成を示した図である。同図において、掘削機１０
により掘削された排泥は排泥タンク１２に貯められる。
この排泥タンク１２には排泥管１４の先端部が接続され
ている。そして、この排泥管１４の先端部側には排泥用
バルブ１６が挿入されている。更にその下流側には空気
導入管１８を介して空気導入用バルブ２０が接続されて
いる。排泥管１４の後端部にはレシーバータンク２２が
接続されている。このレシーバータンク２２には吸気管
２４を介して排泥ユニット（真空ポンプ）２６が接続さ
れており、このレシーバータンク２２の下方には土砂タ
ンク２８が配置されている。また、吸気管２４には、流
量計３２が装備されており、吸気管２４の空気流量を測
定する。

【００１４】なお、図１の掘削土砂の搬出装置において
は、排泥管１４の先端部は排泥タンク１２の排泥中に常
に埋没させた状態になっているものとし、排泥ユニット
（真空ポンプ）２６は常時動作し、真空吸引は連続的に
行っているものとする。ただし、バッチ式レシーバータ
ンクを用いた場合には、レシーバータンク２２内の排泥
を土砂タンク２８に排出する間の短時間だけ、真空が破
壊され、結果的に真空吸引が中断することになる。ま
た、空気導入管１８は排泥管１４と同程度の径とする。
具体的には、排泥管１４が１２５Ａに対し、空気導入管
は１００Ａとする。１００Ａにした理由はバルブ等の大
型化を避けるためである。吸入する空気は大気圧（また
はその場の圧力）又は加圧空気の両方共可能であるが、
ここでは大気圧を用いるものとする。

【００１５】図２は図１の排泥用バルブ１６及び空気導
入用バルブ２０の制御装置のブロック図である。図示の
ように、パーソナルコンピュータ５０は流量計３２の出
力を入力して、駆動回路５２，５４の駆動を制御して、
排泥用バルブ１６及び空気導入用バルブ２０の開閉を交
互に制御する。

【００１６】次に、図１の掘削土砂の搬出装置の動作を
説明する。図１の掘削土砂の搬出装置は、排泥管（パイ
プ）と流体との接触面積を減少させることによって圧力
損失を低減させる。すなわち、パイプに流体が充満して
いる場合よりも、空気を注入してプラグ状にすることに
より、接触面積が減少し、圧力損失が低減する。（ただ
し、排泥の流速が同じならば、空気を注入する分だけ流
量も減少する。）という原理に基づいている。

【００１７】図１の掘削土砂の搬出制御装置は次のよう
に動作する。 （１）パーソナルコンピュータ５０は、流量計３２の出
力が予め設定された下限値まで低下すると、駆動回路５
２，５４に制御指令を出して、排泥用バルブ１６を閉じ
て空気導入用バルブ２０を開き、排泥タンク１２からの
排泥を分断する。 （２）次に、パーソナルコンピュータ５０は、流量計３
２の出力が予め設定された上限値にまで上昇すると、駆
動回路５２，５４に制御指令を出して、排泥用バルブ１
６を開いて、空気導入用バルブ２０を閉じて、排泥タン
ク１２からの排泥を搬出する。

【００１８】上記のような排泥用バルブ１６及び空気導
入用バルブ２０の開閉制御を繰り返すことによりプラグ
６０が形成され、しかも、排泥管１４内の空気流量を所
定の範囲にすることにより、プラグの搬出速度が適切に
制御される。

【００１９】なお、本実施形態において流量計３２を吸
気管２４に設けた例を示したが、流量計３２は、排泥ユ
ニット（真空ポンプ）２６の吐出側に設けてもよい。

【００２０】実施形態２．図３は本発明の実施形態２に
係る掘削土砂の搬出装置及びその関連の設備の構成を示
した図である。同図においては、図１の流量計３２の代
わりに、圧力計３４が装備されており、吸気管２４内の
圧力を測定する。

【００２１】図３の掘削土砂の搬出制御装置は次のよう
に動作する。 （１）パーソナルコンピュータ５０は、圧力計３４の出
力が設定された下限値まで低下すると、駆動回路５２，
５４に制御指令を出して、排泥用バルブ１６を閉じ、空
気導入用バルブ２０を開き、排泥タンク１２からの排泥
を分断する。 （２）次に、パーソナルコンピュータ５０は、圧力計３
４の出力が予め設定された上限値にまで上昇すると、駆
動回路５２，５４に制御指令を出して、排泥用バルブ１
６を開き、空気導入用バルブ２０を閉じて、排泥タンク
１２からの排泥を搬出する。

【００２２】上記のような排泥用バルブ１６及び空気導
入用バルブ２０の開閉制御を繰り返すことによりプラグ
６０が形成され、しかも、排泥管１４内の圧力を所定の
範囲にすることにより、プラグの搬出速度が適切に制御
される。

【００２３】なお、本実施形態において圧力計３４を吸
気管２４に設けた例を示したが、圧力計３４は、排泥ユ
ニット（真空ポンプ）２６の吸入圧力、又はレシーバタ
ンク２２若しくはその近傍の圧力を測定することができ
るところであれば、他の場所に設けてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、排泥管内
の空気流量又は圧力が所定の範囲になるように制御する
するようにしたことから、プラグの搬出速度が適切に制
御され、プラグの搬出速度の過小によりプラグ崩壊を防
止することができ、また、プラグの搬出速度の過大によ
る圧力損出増大を防止することができ、このため、排泥
輸送量を多く維持することができる。従って、排泥の輸
送効率を十分に高めることができる、という優れた効果
が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る掘削土砂の搬出装置
及びその関連の設備の構成を示した図である。

【図２】図１の排泥用バルブ及び空気導入用バルブの制
御装置のブロック図である。

【図３】本発明の実施形態２に係る掘削土砂の搬出装置
及びその関連の設備の構成を示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 以昌 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山根 総一郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 市岡 裕司 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内 (72)発明者 松尾 淳 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の端部が排泥タンクに接続され、他
   方の端部がレシーバタンクに接続された排泥管と、前記
   レシーバタンクに吸気管を介して接続され、前記排泥管
   内を真空吸引する真空ポンプと、前記排泥管の一方の端
   部側に設けられた排泥用バルブと、前記排泥管の、前記
   排泥バルブよりも下流側の位置に、空気導入管を介して
   設けられた空気導入用バルブと、前記真空ポンプの吸気
   側又は吐出側に設けられ、空気流量を測定する流量計
   と、前記流量計の出力が所定の下限値まで低下したと
   き、前記空気導入用バルブを開き、前記排泥用バルブを
   閉じ、前記流量計の出力が所定の上限値まで上昇したと
   き、前記空気導入用バルブを閉じ、前記排泥用バルブを
   開いて、プラグを生成してその排出速度を制御する制御
   手段とを備えたことを特徴とする掘削土砂の搬出制御装
   置。
2. 【請求項２】 一方の端部が排泥タンクに接続され、他
   方の端部がレシーバタンクに接続された排泥管と、前記
   レシーバタンクに吸気管を介して接続され、前記排泥管
   内を真空吸引する真空ポンプと、前記排泥管の一方の端
   部側に設けられた排泥用バルブと、前記排泥管の、前記
   排泥バルブよりも下流側の位置に、空気導入管を介して
   設けられた空気導入用バルブと、前記真空ポンプの吸入
   圧力、又は前記レシーバタンク若しくはその近傍の圧力
   を測定する圧力計と、前記圧力計の出力が所定の下限値
   まで低下したとき、前記空気導入用バルブを開き、前記
   排泥用バルブを閉じ、前記圧力計の出力が所定の上限値
   まで上昇したとき、前記空気導入用バルブを閉じ、前記
   排泥用バルブを開いて、プラグを生成してその排出速度
   を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする掘削土
   砂の搬出制御装置。