JPS5949999B2 - 気泡混入「ずり」の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シールド式トンネル掘進において切羽地盤の
ロータリカッタに対する掘削抵抗の軽減または硼に対す
る流動性および止水性の付与のために、シールド本体の
隔壁前方で地盤または硼テ施した起泡処理または気泡混
入処理によって気泡が混入した硼の処理方法、特にその
消泡処理方法に関する。

従来、気泡混入硼は、シールド本体の隔壁前方の加圧域
から後方の大気圧域へ、加圧域の圧力降下による切羽崩
壊を生じることがないように考慮して、連続的にまたは
断続的に排出され、そのまま土捨場に搬入されてきた。

このような硼出し方式は、従来、硼中の気泡は経時的に
消泡し、もとの気泡のない硼に戻ると考えられてきたこ
とによる。

しかし、実際には、土捨場に堆積した硼から気泡力雑然
に消えて行くことはなく、化学的もしくは物理的作用を
及ぼさない限り、堆積硼層中に封じ込められた気泡は逃
げ場を失ってほとんど永久的に硼中に存在したままとな
り、堆積硼は改良困難な軟弱地盤を形成することが判明
した。

起泡剤や空気連行剤によって硼中に発生しもしくは混入
した気泡は、砺に止水性や流動性を与えることが知られ
ているが、これらの性質がカッタの掘削抵抗の軽減や硼
排出上有効である反面、硼中に気泡が残留し続けるなら
ばその後の硼の扱いに大きな問題を提起する。

現に、へどろと同様な気泡混入硼は取扱上また廃棄上程
々の規制を受け、都市土木においてはこのような硼を生
じる工法の採用を不能にさえする。

従って、本発明の目的は、硼中の気泡にとってほとんど
効果がない放置すなわち経時的消泡に期待することなく
、積極的に消泡処理を施し、少くも土捨場では自然な無
気泡の硼を堆積するようにし、これにより前記した従来
の問題に解決を与えることにある。

本発明は、シールド本体の隔壁後方にその前方の加圧域
に連通ずる硼排出域を設け、該排出域において硼に消泡
剤を添加して攪拌混合することにより硼中の気泡を消去
し、砺を無気泡状態で排出域外すなわち大気圧域に放出
することを特徴とする。

また、本発明は、気泡混入の硼をシールド本体の隔壁後
方の大気圧域に有気泡状態で放出し、その後大気圧下に
あるシールド本体内、坑道内あるいは地上で該硼に消泡
剤を添加して攪拌混合することにより、硼中の気泡を消
去することを特徴とする。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図に示すシールド式トンネル掘進装置１０は、その
シールド本体１２の後部にセグメント１４に反力を担わ
せてシールド本体を推進させるジヤツキ１６を備え、ま
た前部には回転カッタヘッド１８を支承すると共にシー
ルド本体内を前方の加圧域２０と後方の大気圧域２２と
に分つ隔壁２４を備える。

カッタハツト１８にはその回転軸を経てカッタフェイス
から切羽に向けられた複数の開口２６をもつ起泡剤供給
管２８が配管されている。

また、隔壁２４には複数の起泡剤供給管３０が連結され
ており、各供給管の端部は隔壁前方に受は入れた確に気
泡を与えあるいは該硼に起泡を生じさせるように起泡剤
を供給するための開口３２に帰している。

さらに、隔壁２４には硼と起泡剤との攪拌混合を促進す
るために、複数のアジテータ−３４が設けられている。

前記した従来に見られる掘進装置によれば、切羽地盤は
カッタフェイスから供給される剤の作用によってその土
砂中に気泡が発生もしくは混入することによりカッタの
掘削抵抗が減じ、またこうして掘削された土砂中に含ま
れる気泡または掘削土砂に隔壁側で供給される剤の作用
による気泡が砺を流動化させる。

また、この硼はへどろ状を呈し、液密性および気密性に
富むことから、加圧域２０の圧力降下をきたすことなく
大気圧域２２へ硼出しする上で有利である、という性質
をもつ。

本発明の図示の実施例によれば、隔壁２４には大気圧域
２２に設置されたスクリューコンベヤ３６が内部を加圧
域２０に連通させて取り付けられる。

このスクリューコンベヤ３６は硼を隔壁前方の加圧域２
０から後方の大気圧域２２へ排出する中間的な排出域を
構成し、該スクリューコンベヤにはそのケーシング３８
およびシャフト４０を経て内部に消泡剤を供給する装置
４２が連結されている。

供給装置４２は、消泡剤供給源４２ａおよびこれに接続
された管４２ｂ、４２ｃを含む。

管４２ｂ、４２ｃは、スクリューコンベヤ３６の全長の
隔壁側から約三分の−の位置で消泡剤を硼に添加するよ
うに、ケーシング３８およびシャフト４０にそれぞれ開
口３８ａおよび４０ａが設けられている。

スクリューコンベヤ３６は、隔壁２４とは反対側の端部
に開閉部４４を備え、該開閉部の下方には硼出し用のベ
ルトコンベヤ４６が設置されている。

スクリューコンベヤ３６内に切羽掘削、シールド本体１
２の推進およびこれに伴う加圧域２２中の圧力上昇に従
って入り込んだ気泡混入硼は、ケーシング３８内を送ら
れてそのほぼ三分の一範囲を移動したところで、管４２
ｂ、４２ｃを経て供給される消泡剤の添加を受け、スク
リューシャフトの回転によって生じる送りと攪拌の作用
を受けて、硼と消泡剤とが混合し、その結果消泡して切
羽地盤にあったと同一の自然の土砂の状態に戻る。

気泡混入硼は、その流動性のために、スクリューコンベ
ヤから急激に排出されるおそれがあるが、前記のように
消泡されることにより、圧密を生じて急激な排出が防止
される。

消泡剤としては、例えば、気泡を非イオン活性剤のポリ
オキシ化合物またはスルホン化合物から成る空気連行剤
の使用によって生じさせた場合、エチルアルコール、東
邦化学工業■製のプロナール２４００（商品名）のよう
な界面活性剤等を用いることができる。

排出域であるスクリューコンベヤ３６内で消泡剤と混合
されて消泡した硼は、開閉部４４へ向は移動する間に次
第に圧密し、スクリューコンベヤ内全域に気泡混入硼が
充満する場合と同様の止水性を維持することができる。

従って、開閉部４４を開放して無気泡状態に復した硼を
大気圧域中のベルトコンベヤ４６上に放出しても、加圧
域２０内に圧力降下を招くことはなく、切羽の安定に必
要な所定の圧力を維持することができる。

第２図に示す例は、加圧域２０と連通ずる排出域を回転
ドラム型の硼出し装置３７によって構成した例を示す。

この硼出し装置は、特公昭５３−３６２５７号公報に開
示されたと同様の構造を有し、隔壁２４に結合されたケ
ーシング３８と、該ケーシング内にあって駆動回転され
るドラム３９とを備え、該ドラムには内部を偏心的に横
切る仕切板４１とドラム内に硼を受は入れかつ排出する
ための開口４３が設げられており、また前記ケーシング
３８には開閉部４４が設げられている。

ドラム３９０時計方向への角度的回転によって加圧域２
２から開口４３を経てドラムの内部に受は入れられた硼
には、ドラムの引き続く回転により開口４３に消泡剤供
給装置４２の管４５から供給される消泡剤が添加される
。

ドラム３９のさらに引続く角度的回転により第２図に示
す位置すなわち開口４３が開閉部と整合する位置に至る
間に硼と消泡剤とが攪拌混合され、硼中の気泡は消され
る。

その後、ドラム３９が図示の位置に停止する間に開閉部
４４が開放されると、無気泡化した硼はドラム３９から
ケーシングの開閉部４４を経てベルトコンベヤ４６上に
放出され、引き続き大気圧域を後方へ搬出される。

第３〜６図は、気泡混入硼を加圧域２０から、その圧力
低下を防止しつつ、大気圧域２２に気泡混入のまま排出
したのち、シールド本体内１２もしくは坑道内で消泡剤
による消泡処理を施し、あるいはへどろ状を呈する気泡
混入硼の流動性を活用して加圧域から直接地上に設けた
設備へ圧送し、ここで大気圧域に放出して消泡処理を行
う実施例を示す。

まず、第３図の装置は、隔壁２４に取り付けられ、加圧
域２０に連通ずる排出管５０を有し、その端部には加圧
域に所定の圧力を維持しつつ硼を排出することができる
排出機構５２および排出口５４を備える。

排出口５４下には硼トロ５６が配置され、シールド本体
１２の推進に従って排出管５０内に受は入れられた気泡
混入硼は、機構５２の作動により有気泡状態で管外に排
出され、礪トロ５６によりシールド本体外に搬出される
。

その後坑道内もしくは地上に設置した硼溜め中で消泡剤
と攪拌混合される。

勿論、第４図に示すように排出管５０の排出口５４下に
硼を受けてこれに消泡剤を添加し、攪拌混合するために
、消泡剤供給装置４２が接続された硼溜め５５を設けて
もよい。

次に、第５．６図は、第３図に示した気泡混入硼の排出
管５０を延長し、坑道５７ａ１５７ｂを経て地上の処理
設備５８に接続した例を示す。

管５０には硼圧送用のポンプ６０が設置され、管５０の
端部近傍にはロータリバルブ６２が設けられており、気
泡混入硼は管内圧力、ひいては加圧域２０内の圧力降下
なしに硼溜め５５中に放出される。

硼溜め５５では、供給装置４２から送られる消泡剤が硼
に添加され、両者の攪拌混合により硼は無泡状態に復し
、その後ホッパ６４に移され、ダンプトラックのような
通常の土砂運搬手段により土捨場へ搬送される。

本発明に従って消泡処理された硼は、通常の掘削土砂と
しての性状を備え、従ってその取扱いおよび土捨場に格
別な規制を受けることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施疋供されるシールド式トンネル掘
進装置の１例を示す概略的な縦断面図、第２．３．４．
５図は第１図に示した装置の変形例を示す縦断面図、第
６図は消泡設備を地上に設けた例を示す概略図である。 １０・・・・・・シールド式トンネル掘進装置、１２・
・・・・・シールド本体、１８・・・・・・カッタヘッ
ド、２０・・・・・・加圧域、２２・・・・・・大気圧
域、２４・・・・・・隔壁、２８．３０・・・・・・起
泡剤供給管、３６・・・・・・スクリューコンベヤ、３
７・・・・・・回転ドラム型硼排出装置、４２・・・・
・・消泡剤供給装置、５０・・・・・・硼排管、５５・
・・・・・硼溜め、５８・・・・・・地上消泡設備、６
０・・・・・・ポンプ、６４・・・・・・ホッパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 切羽地盤のロータリカッタに対する掘削抵抗の軽減
   または硼に対する流動性および止水性の付与のために、
   シールド本体の隔壁前方で地盤または硼に施した起泡処
   理または気泡混入処理によって気泡が混入した硼に、隔
   壁後方にあって隔壁前方の加圧域に連通する排出域内（
   ４：、おいて、消泡処理を施し、次いで消泡した硼を隔
   壁前方の加圧域に所定の圧力を維持する間に隔壁後方の
   大気圧域において前記排出域外に放出することを特徴と
   する。 シールド式トンネル掘進における気泡混入礪の処理方法
   。 ２ 前記消泡処理は、前記排出域に消泡剤を供給し、こ
   れを該排出域内の硼と攪拌混合することによる、特許請
   求の範囲第１項の方法。 ３ 切羽地盤のロータリカッタに対する掘削抵抗の軽減
   または硼に対する流動性および止水性の付与のために、
   シールド本体の隔壁前方で地盤または４硼に施した起泡
   処理または気泡混入処理によって気泡が混入した硼を、
   隔壁前方の加圧域に所定の圧力を維持する間に、隔壁後
   方において大気圧域に放出し、その後大気圧域において
   気泡混入硼に消泡処理を施すことを特徴とする、シール
   ド式トンネル掘進における気泡混入硼の処理方法。 ４ 前記消泡処理は、前記気泡混入硼を大気圧域におい
   て貯溜し、これに消泡剤を添加して攪拌混合することに
   よる、特許請求の範囲第３項の方法。