JP2005112962A - Method for slime treatment useful in muddy water engineering method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地中連続壁工法、現場打ちコンクリート打設工法といった泥水工法に用いるスライム処理方法に関する。 The present invention relates to a slime treatment method used in a muddy water method such as an underground continuous wall method and a cast-in-place concrete method.
地中連続壁工法においては、まず、掘削用泥水とも呼ばれる安定液で溝壁の崩壊を防止しながら地盤をトレンチ状に掘削し、しかる後に掘削溝内に鉄筋籠を建て込む。そして、トレミー管を介して該掘削溝内にコンクリートを打設し、安定液をコンクリートに置換するといった手順が一般的である。 In the underground continuous wall construction method, first, the ground is excavated in a trench shape while preventing the collapse of the groove wall with a stabilizing liquid called mud for excavation, and then a reinforcing bar is built in the excavation groove. Then, a general procedure is to place concrete in the excavation groove through a tremy pipe and replace the stabilizing liquid with concrete.
このような地中連続壁工法で用いる安定液には、溝壁を安定させるべく、良好な造壁性を有していることが基本的に要求されるとともに、スラリー輸送等の関係上、逸液が防止される範囲内で低粘性が保持されることが望ましい。また、後工程でコンクリート置換される関係上、耐セメント性を有していることも要求される。 In order to stabilize the groove wall, the stabilizing liquid used in such underground continuous wall construction method is basically required to have a good wall-forming property, and in terms of slurry transportation, etc. It is desirable that the low viscosity be maintained within a range where liquid is prevented. In addition, it is required to have cement resistance because of the concrete replacement in the subsequent process.
かかる機能を満たすべく、従来、ベントナイト、ＣＭＣ、分散剤、ポリマー剤等を作泥材料とした安定液が広く使用されてきた。このような安定液は、ベントナイト等が泥水中で良好に分散するため、低粘性が維持されるとともに、分散されたベントナイト等が切羽や溝壁に良好なマッドケーキを形成し、かかるマッドケーキによって止水性ひいては切羽や溝壁の安定を確保することが可能となる。 In order to satisfy such a function, conventionally, a stabilizing solution using bentonite, CMC, a dispersing agent, a polymer agent or the like as a mud-making material has been widely used. Such a stable liquid has good low viscosity because bentonite and the like are well dispersed in the muddy water, and the dispersed bentonite and the like form a good mud cake on the face and groove wall. It becomes possible to ensure the stability of the water stop and the face and the groove wall.
一方、地中連続壁工法では、掘削の進行に伴い、掘削土の細粒分が安定液中の成分と懸濁してスライム源となり、該スライム源が溝底に沈殿してスライムを形成するが、かかるスライムは、水中コンクリートの品質を低下させるのみならず、打設されたコンクリートの荷重によって容易に圧縮されるため、地中連続壁の支持力低下や沈下の原因ともなる。 On the other hand, in the underground continuous wall method, as the excavation progresses, the fine particles of the excavated soil are suspended with the components in the stable liquid to become a slime source, and the slime source settles on the groove bottom to form slime. Such slime not only deteriorates the quality of the underwater concrete, but also easily compresses due to the load of the placed concrete, which causes a decrease in the bearing capacity and settlement of the underground continuous wall.
したがって、かかるスライムを予め除去する必要があり、従来、掘削直後に行なわれるスライム除去を１次スライム処理、コンクリート打設直前に行われるスライム除去を２次スライム処理と呼んでいる。 Therefore, it is necessary to remove such slime in advance. Conventionally, slime removal performed immediately after excavation is called primary slime treatment, and slime removal performed immediately before placing concrete is called secondary slime treatment.
ここで、ベントナイト、ＣＭＣ、分散剤、ポリマー剤等を作泥材料とした従来の安定液では、掘削の進行に伴い、徐々に粘性が高くなって劣化泥水となり、掘削が終了する頃には、劣化泥水中のスライム源の沈降速度は数十ｃｍ／時間ときわめて遅くなる。 Here, in the conventional stable liquid using bentonite, CMC, a dispersant, a polymer agent, etc. as a mud-making material, as the excavation progresses, the viscosity gradually increases and becomes deteriorated mud water. The sedimentation rate of the slime source in the deteriorated mud is very slow at several tens of cm / hour.
すなわち、１００ｍを越える大深度掘削ともなれば、１次スライム処理はともかく、２次スライム処理のためにスライム源の沈降を１週間〜１０日も待たねばならないことになり、かかる長期間、沈降を待つことは他の工程との関連上、現実問題として採用し難い。 That is, if it is a deep excavation exceeding 100 m, the primary slime treatment will be required for the secondary slime treatment, and the sedimentation of the slime source will have to be waited for 1 week to 10 days. Waiting is difficult to adopt as a real problem in relation to other processes.
したがって、掘削深度が大きい場合、実際にはスライム源の自然沈降を待たず、それに代えてスライム源を含まない新しい安定液を良液として別途作製し、溝内の劣化泥水を含むすべての泥水を上述した良液で置換するいわゆる良液置換を２次スライム処理として行わざるを得ないのが現状であった。 Therefore, when the excavation depth is large, it does not actually wait for the slime source to settle naturally. Instead, a new stable solution that does not contain the slime source is prepared separately as a good solution, and all the muddy water including the degraded mud in the groove is removed. At present, the so-called good liquid replacement for replacing the above-mentioned good liquid must be performed as a secondary slime treatment.
しかしながら、かかる良液置換は、品質の高い連続地中壁を構築する上では欠かせないものの、２次スライム処理のためだけに大量の良液を作泥せねばならず、そのためには、土砂分離機やデカンタなどの遠心分離機を用いて掘削溝内の劣化泥水から粗粒分及び１０μｍ程度以上の細粒分を除去し、次いで、あらたな作泥材料を適宜添加する等の処理を行うこととなり、土砂分離機等を長時間にわたって稼働せねばならないという問題を生じていた。 However, although such good liquid replacement is indispensable for constructing a high-quality continuous underground wall, a large amount of good liquid must be produced only for the secondary slime treatment. Using a centrifuge such as a separator or decanter, the coarse mud and fine particles of about 10 μm or more are removed from the deteriorated mud water in the excavation groove, and then a new mud material is added as appropriate. As a result, there has been a problem that the earth and sand separator has to be operated for a long time.
加えて、かかる良液は、後工程におけるコンクリート打設によって劣化するため、そのすべてを次の掘削サイクルの安定液として再利用することができるわけではなく、上述した劣化泥水の処理で発生する分とも併せれば、大量の泥水が廃棄泥水として発生するという問題も生じていた。 In addition, since the good liquid deteriorates due to the concrete placement in the subsequent process, not all of the good liquid can be reused as a stable liquid in the next excavation cycle. In addition, there has also been a problem that a large amount of muddy water is generated as waste muddy water.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、２次スライム処理のために劣化泥水を含むすべての泥水を、スライム源を含まない安定液、すなわち良液に置換する無駄を回避するとともに廃棄泥水量を最小限にとどめ、なおかつ品質の高い連続地中壁を構築することが可能な泥水工法に用いるスライム処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and avoids the waste of replacing all muddy water containing deteriorated muddy water for the secondary slime treatment with a stable liquid that does not contain a slime source, that is, a good liquid. At the same time, an object is to provide a slime treatment method used for a muddy construction method capable of minimizing the amount of waste muddy water and constructing a high quality continuous underground wall.
上記目的を達成するため、本発明に係る泥水工法に用いるスライム処理方法は請求項１に記載したように、所定の安定液を満たしつつ地盤を掘削して掘削孔を形成する掘削工程と、該掘削孔の孔底に沈降した掘削直後のスライムを除去する１次スライム処理工程と、前記掘削孔内の安定液を所定期間静置する静置工程と、前記孔底に沈降したスライムを再度除去する２次スライム処理工程とからなる泥水工法に用いるスライム処理方法において、
前記２次スライム処理工程を、前記安定液のうち、前記孔底近傍に存在する一部の安定液のみを該孔底に沈降堆積したスライムとともにスライム源含有安定液として揚泥するように構成し、前記安定液を掘削土砂の細粒分を含む泥水に液状の掘削泥水用泥膜形成剤及び液状の掘削泥水用分散剤の少なくともいずれかを添加して作製するとともに該掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を前記細粒分と結びつくことによって所定の分散性及び造壁性を有するように構成し、前記掘削泥水用泥膜形成剤を、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）と、不飽和カルボン酸（ｂ１）及び下記一般式（１）
Ｒ（ＯＡ）nＯＨ （１）
Ｒ； 水素又は炭素数１〜１２の炭化水素基
Ａ； 炭素数２〜４のアルキレン基
ｎ； １〜１００の整数
で表されるヒドロキシル基含有化合物（ｂ２）のモノエステル（ｂ）とを構成単位とする共重合体（ｘ）で構成するとともに、前記掘削泥水用分散剤を、重量平均分子量Ｍｗが１００００乃至１４０００であるポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩又はそれらの共重合体で構成したものである。
In order to achieve the above object, the slime treatment method used in the mud construction method according to the present invention includes, as described in
The secondary slime treatment step is configured such that only a part of the stabilizing liquid present in the vicinity of the hole bottom is pumped up as a slime source-containing stabilizing liquid together with the slime deposited on the bottom of the hole. In addition, the stabilizing liquid is prepared by adding at least one of a liquid drilling mud film forming agent and a liquid drilling mud dispersion agent to mud containing fine particles of excavated sediment and forming the mud film for drilling mud The agent and the drilling mud dispersing agent are combined with the fine particles so as to have a predetermined dispersibility and wall-forming property, and the drilling mud mud film forming agent is an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof. (A), an unsaturated carboxylic acid (b1) and the following general formula (1)
R (OA) n OH (1)
R; hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms A; an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms n; a monoester (b) of a hydroxyl group-containing compound (b2) represented by an integer of 1 to 100 Consists of a copolymer (x) as a unit, and the dispersant for drilling mud is composed of polyacrylate, polymethacrylate or copolymers thereof having a weight average molecular weight Mw of 10,000 to 14,000. Is.
また、本発明に係る泥水工法に用いるスライム処理方法は請求項２に記載したように、所定の安定液を満たしつつ地盤を掘削して掘削孔を形成する掘削工程と、該掘削孔の孔底に沈降した掘削直後のスライムを除去する１次スライム処理工程と、前記掘削孔内の安定液を所定期間静置する静置工程と、前記孔底に沈降したスライムを再度除去する２次スライム処理工程とからなる泥水工法に用いるスライム処理方法において、
前記２次スライム処理工程を、前記安定液のうち、前記孔底近傍に存在する一部の安定液のみを該孔底に沈降堆積したスライムとともにスライム源含有安定液として揚泥するように構成し、前記安定液を掘削土砂の細粒分を含む泥水に液状の掘削泥水用泥膜形成剤及び液状の掘削泥水用分散剤の少なくともいずれかを添加して作製するとともに、該掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を前記細粒分と結びつくことによって所定の分散性及び造壁性を有するように構成してなり、前記掘削泥水用泥膜形成剤を、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）を主構成単位とする重量平均分子量Ｍｗが２０万〜３００万の（共）重合体（ｘ′）で構成し、前記掘削泥水用分散剤を、重量平均分子量Ｍｗが１００００乃至１４０００のポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩若しくはそれらの共重合体又は炭酸ナトリウムの少なくともいずれかで構成したものである。
In addition, the slime treatment method used in the mud construction method according to the present invention includes, as described in
The secondary slime treatment step is configured such that only a part of the stabilizing liquid present in the vicinity of the hole bottom is pumped up as a slime source-containing stabilizing liquid together with the slime deposited on the bottom of the hole. In addition, the stabilizing liquid is prepared by adding at least one of a liquid drilling mud film forming agent and a liquid drilling mud dispersant to mud containing fine particles of excavated sediment, and the drilling mud mud film A forming agent and a drilling mud dispersing agent are combined with the fine particles to have a predetermined dispersibility and wall-forming property. The drilling mud mud film forming agent includes an unsaturated carboxylic acid and / or Or a (co) polymer (x ′) having a weight average molecular weight Mw of 200,000 to 3,000,000 having the salt (a) as a main structural unit, and the dispersant for drilling mud is 10,000 ~ 14,000 Polyac Le salt is obtained by at least composed of one of polymethacrylates or copolymers or sodium carbonate thereof.
また、本発明に係る泥水工法に用いるスライム処理方法は、前記静置工程における静置時間Ｔが与えられた場合に該静置時間Ｔに対応する前記スライム源含有安定液の最小揚泥量Ｖminを次式、
Ｖmin＝（Ｈ―Ｔ・Ｓ）・Ａ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｔ； 静置時間
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出するものである。
Further, the slime treatment method used in the mud construction method according to the present invention is the minimum amount of mud V of the stable liquid containing the slime source corresponding to the standing time T when the standing time T in the standing step is given. min is the following formula,
V min = (H-T ・ S) ・ A
H: Drilling depth of the drilling hole
T: Standing time
S; Slime source sedimentation rate
A: Calculated based on the excavation area of the excavation hole.
また、本発明に係る泥水工法に用いるスライム処理方法は、前記２次スライム処理工程における前記スライム源含有安定液の揚泥量Ｖが与えられた場合に該揚泥量Ｖに対応する最小静置時間Ｔminを次式、
Ｔmin＝（Ｈ―Ｖ／Ａ）／Ｓ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｖ； 安定液の揚泥量
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出するものである。
Further, the slime treatment method used in the mud construction method according to the present invention is the minimum static standing corresponding to the mud amount V when the mud amount V of the slime source-containing stabilizing liquid in the secondary slime treatment step is given. Time T min is expressed by the following equation:
T min = (HV / A) / S
H: Drilling depth of the drilling hole
V; Amount of mud pumped from the stabilizer
S; Slime source sedimentation rate
A: Calculated based on the excavation area of the excavation hole.
従来、孔壁の安定を図るべく、該孔壁に濾水量の少ない良質な泥膜（マッドケーキ）を形成し、泥水圧を孔壁に有効に作用させる必要があり、そのためには、ベントナイト、ＣＭＣ、ポリマー剤といった造壁性を有する作泥材料が必要不可欠であった。 Conventionally, in order to stabilize the pore wall, it is necessary to form a high quality mud film (mud cake) with a small amount of drainage on the pore wall, and to effectively apply the mud pressure to the pore wall. Mud-making materials having wall-forming properties such as CMC and polymer agent were indispensable.
しかしながら、これらの作泥材料は、作泥プラントの設置が前提となるため、本出願人は、作泥プラントを設置せずに掘削土と水だけで掘削用泥水である安定液を作製することができないかという点に着眼し、さまざまな実験を重ねた結果、掘削土と水だけで孔壁での造壁性を確保し、その安定性を確保することができる掘削泥水用分散剤や新規な掘削泥水用泥膜形成剤を開発することに成功した。 However, since these mud-making materials are premised on the installation of a mud-planting plant, the applicant must prepare a stable liquid that is mud for drilling using only drilling soil and water without installing a mud-making plant. As a result of repeating various experiments, it was confirmed that the drilling mud dispersant and new one that can secure the wall-forming property at the hole wall only with excavated soil and water and ensure its stability Succeeded in developing a mud film forming agent for drilling mud.
そして、本出願人はさらに、かかる掘削泥水用分散剤や掘削泥水用泥膜形成剤を用いることによって、２次スライム処理における良液の置換量及び置換時間を大幅に減少ないしは短縮するとともに、廃棄泥水の発生を顕著に抑制することが可能な技術を開発したものである。 Further, the present applicant further reduces or shortens the replacement amount and replacement time of the good liquid in the secondary slime treatment by using the drilling mud dispersant and the drill mud film forming agent, and discards it. A technology that can remarkably suppress the occurrence of muddy water has been developed.
すなわち、本発明に係る泥水工法に用いるスライム処理方法においては、従来と同様、例えば地中連続壁工法では、水平多軸式掘削機等を用いて地中連続壁を構築するための掘削孔を掘削しつつ、その掘削孔内に満たされた安定液を掘削孔内から揚泥し、その揚泥水から掘削土砂の粗粒分を土砂分離手段で分離除去した後、掘削孔内に再び戻すという泥水循環方式で掘削を進める。 That is, in the slime treatment method used in the mud construction method according to the present invention, as in the prior art, for example, in the underground continuous wall method, a drilling hole for constructing the underground continuous wall using a horizontal multi-axis excavator or the like is provided. While drilling, the stable liquid filled in the drilling hole is pumped up from the drilling hole, and after removing coarse particles of the drilling sediment from the pumped muddy water by means of sediment separation means, it is returned to the drilling hole again. Proceed with excavation by mud circulation.
次に、掘削が終了した後、孔底に沈降堆積したスライムを除去する（１次スライム処理）。 Next, after the excavation is completed, slime settled and deposited on the bottom of the hole is removed (primary slime treatment).
１次スライム処理は、掘削に用いた水平多軸式掘削機をはじめ、エアーリフト方式、サクションポンプ方式、サンドポンプ方式といったスライム処理専用機を用いた公知の処理方法で行えばよい。なお、スライムの揚泥に伴い、その揚泥分に相当する量の良液を安定液としてあらたに補充する。 The primary slime treatment may be performed by a known treatment method using a dedicated slime treatment machine such as a horizontal multi-axis excavator used for excavation, an air lift method, a suction pump method, and a sand pump method. As the slime is mud, an amount of good liquid corresponding to the mud is replenished as a stable liquid.
次に、掘削孔内を静置し、該掘削孔内を満たしている安定液中のスライム源が沈降するのを待つ（静置工程）。 Next, the inside of the excavation hole is allowed to stand still, and it is waited for the slime source in the stable liquid filling the inside of the excavation hole to settle (a standing step).
ここで、従来であれば、ベントナイト、ＣＭＣ、ポリマー剤といった作泥材料と掘削で生じた細粒分とが懸濁粒子を形成してスライム源になるとともに、それに起因して安定液全体の粘性が高くなり、沈降速度も数十ｃｍ／時間ときわめて遅くなる。 Here, conventionally, mud materials such as bentonite, CMC, and polymer agent and fine particles generated by excavation form suspended particles and become a slime source. And the sedimentation rate is extremely slow, such as several tens of cm / hour.
そのため、１００ｍを越える大深度掘削ともなれば、スライム源の沈降を１週間〜１０日程度も待たねばならないことになるが、かかる方法は非現実的であり、実際にはスライム源の沈降を待たずに掘削孔内の安定液をすべて良液置換していたことは前述した通りである。 Therefore, if deep excavation exceeding 100 m is required, the sinking of the slime source must be waited for about 1 week to 10 days. However, this method is impractical, and actually waiting for the sinking of the slime source. As described above, all the stable liquid in the drilling hole was replaced with good liquid.
しかし、本発明の安定液は、上述のように構成したことによって非常に粘性が小さく、沈降速度にすると数ｍ／時間と従来に比べて１オーダー早くなり、半日から１日程度でスライム源が沈降する。 However, the stabilization liquid of the present invention has a very low viscosity due to the construction as described above, and the sedimentation speed is several meters / hour, which is one order faster than the conventional one. Settling.
そのため、従来とは異なり、本発明に係る２次スライム処理工程は、所定期間安定液を静置する静置工程を経た後、安定液のうち、掘削孔の孔底近傍に存在する一部の安定液のみを該孔底に沈降堆積したスライムとともにスライム源含有安定液として揚泥する。 Therefore, unlike the conventional case, the secondary slime treatment process according to the present invention is performed after the stationary process of allowing the stabilizing liquid to stand for a predetermined period of time, and then a part of the stabilizing liquid existing near the bottom of the drilling hole. Only the stabilizing liquid is pumped up as a slime source-containing stabilizing liquid together with the slime settled and deposited on the bottom of the hole.
沈降堆積したスライムを含んだスライム源含有安定液を揚泥する方法自体は、１次スライム処理と同様に行えばよい。また、揚泥した体積分だけ、良液をあらたな安定液として補充置換する。 The method itself of pumping the slime source-containing stabilizing liquid containing the sedimented slime may be performed in the same manner as the primary slime treatment. In addition, the good liquid is replenished and replaced as a new stable liquid by the volume of the mud.
スライム源含有安定液を良液で置換するにあたっては、両者が互いに掘削孔内で混じり合わないよう、スライム源含有安定液を孔底近傍から揚泥しつつ、良液を掘削孔の上方から供給するようにすればよい。 When replacing the stable liquid containing the slime source with the good liquid, supply the good liquid from above the drilling hole while pumping the stable liquid containing the slime source from the bottom of the hole so that they do not mix with each other in the drill hole. You just have to do it.
このように、従来においては、２次スライム処理において、掘削孔内の劣化泥水を含むすべての泥水を良液置換せねばならならなかったのに対し、本発明によれば、必要な良液は、スライム源含有安定液の体積分だけとなり、かくして２次スライム処理に要する時間を大幅に短縮することができるとともに、良液を作製するための設備規模を縮小し、さらには廃棄泥水の発生を最小限にとどめることが可能となる。 Thus, in the past, in the secondary slime treatment, all the muddy water including the degraded muddy water in the excavation hole had to be replaced with a good liquid, whereas according to the present invention, the necessary good liquid is , Only the volume of the stable liquid containing the slime source can be obtained, and thus the time required for the secondary slime treatment can be greatly reduced, the scale of equipment for producing good liquid can be reduced, and waste mud can be generated. It is possible to keep it to a minimum.
本発明に係る安定液（良液も含む）を作製するにあたっては、掘削土砂の細粒分を含む泥水に以下に説明する掘削泥水用泥膜形成剤及び液状の掘削泥水用分散剤の少なくともいずれかを添加すればよい。 In producing the stable liquid (including good liquid) according to the present invention, at least one of the mud film forming agent for drilling mud and the liquid dispersant for drilling mud described below is used for the mud containing fine particles of the excavated sediment. It may be added.
すなわち、本発明に用いる掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤は、液状であってかつ掘削土砂の細粒分と結びつくことによって所定の分散性及び造壁性を有するように構成されたものであり、具体的には、前記掘削泥水用泥膜形成剤を、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）と、不飽和カルボン酸（ｂ１）及び下記一般式（１）
Ｒ（ＯＡ）nＯＨ （１）
Ｒ； 水素又は炭素数１〜１２の炭化水素基
Ａ； 炭素数２〜４のアルキレン基
ｎ； １〜１００の整数
で表されるヒドロキシル基含有化合物（ｂ２）のモノエステル（ｂ）とを構成単位とする共重合体（ｘ）で構成するとともに、前記掘削泥水用分散剤を、重量平均分子量Ｍｗが１００００乃至１４０００であるポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩又はそれらの共重合体で構成してなる。
That is, the mud film forming agent for drilling mud and the dispersant for drilling mud used in the present invention are liquid and have a predetermined dispersibility and wall-forming property by being combined with fine particles of the excavated soil. Specifically, the mud film forming agent for drilling mud is used as an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof (a), an unsaturated carboxylic acid (b1) and the following general formula (1).
R (OA) n OH (1)
R; hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms A; an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms n; a monoester (b) of a hydroxyl group-containing compound (b2) represented by an integer of 1 to 100 It is composed of a copolymer (x) as a unit, and the dispersant for drilling mud is composed of polyacrylate, polymethacrylate or copolymers thereof having a weight average molecular weight Mw of 10,000 to 14,000. It becomes.
かかる掘削泥水用泥膜形成剤と掘削泥水用分散剤については、いずれも一定の分散性と造壁性を兼ね備えるので、いずれかだけを単独使用するようにしてもかまわないが、これらを併用した場合においては、掘削泥水用泥膜形成剤の優れた造壁性に掘削泥水用分散剤の優れた耐セメント性とが相まって、地中連続壁工法や現場打ちコンクリート杭の造成工法で使用する場合に特に顕著な作用効果を奏する。 About such a mud film forming agent for drilling mud and a dispersant for drilling mud, since both have a certain dispersibility and wall-forming property, it is possible to use only one of them, but these were used in combination. In some cases, the excellent wall-forming property of the mud film forming agent for drilling mud is combined with the excellent cement resistance of the dispersant for drilling mud, so that it can be used in the underground continuous wall construction method or on-site concrete pile construction method. It has a particularly remarkable effect.
すなわち、地中連続壁工法等においては、掘削孔内の安定液は、２次スライム処理工程が終了した後、水中打設されたコンクリートで置換揚泥されるため、打設されたコンクリートによって安定液中のカルシウムイオン濃度が上昇するが、上述した掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を併用するようにすれば、カルシウムイオンによる分散性低下が掘削泥水用分散剤によって抑制されるため、水中コンクリート打設中においても造壁性や低粘性は良好に維持される。 In other words, in the underground continuous wall method, the stabilization liquid in the excavation hole is replaced with submerged concrete after the secondary slime treatment process is completed. Although the calcium ion concentration in the liquid rises, if the above-mentioned drilling mud film forming agent and drilling mud dispersant are used in combination, the dispersibility reduction due to calcium ions is suppressed by the drilling mud dispersant. Therefore, the wall-forming property and low viscosity are maintained well even during the placement of underwater concrete.
なお、掘削泥水用泥膜形成剤を単独使用する場合にしろ、掘削泥水用分散剤を併用する場合にしろ、炭酸ナトリウムでカルシウムイオンによる分散性の低下を抑制することも考えられるが、炭酸ナトリウムの添加量が多くなると、逆に塩類凝集を引き起こして分散性が低下するため、炭酸ナトリウムはあくまで補助的に使用するのが望ましい。 Whether or not a mud film forming agent for drilling mud is used alone or in combination with a dispersant for drilling mud, it is conceivable that sodium carbonate suppresses a decrease in dispersibility due to calcium ions. On the other hand, when the amount of added is increased, salt aggregation is conversely caused and the dispersibility is lowered. Therefore, it is desirable to use sodium carbonate as an auxiliary.
上述した掘削泥水用泥膜形成剤を製造するにあたっては、公知の製法、例えば、溶液重合法で行えばよい。すなわち、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）と、モノエステル（ｂ）とを二種類の単量体として所定の溶剤に添加し、次いで、これを５０〜１５０゜Ｃで常圧又は加圧下で重合するようにすればよい。 In producing the mud film forming agent for drilling mud described above, a known production method, for example, a solution polymerization method may be used. That is, an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof (a) and a monoester (b) are added as two types of monomers to a predetermined solvent, and then added at 50 to 150 ° C. under normal pressure or The polymerization may be performed under pressure.
溶剤としては、例えば水、イソプロピルアルコール、トルエン、エチレンジクロライド、メチルエチルケトン又はこれらの混合物を用いることができる。 As the solvent, for example, water, isopropyl alcohol, toluene, ethylene dichloride, methyl ethyl ketone, or a mixture thereof can be used.
重合させるにあたっては、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）及びモノエステル（ｂ）の合計質量に対し、０．１〜１５質量％のラジカル重合開始剤を使用するとともに、連鎖移動剤を必要に応じて使用するのがよい。 In the polymerization, 0.1 to 15% by mass of a radical polymerization initiator is used with respect to the total mass of the unsaturated carboxylic acid and / or salt (a) and monoester (b), and a chain transfer agent is used. It is good to use as needed.
ここで、ラジカル重合開始剤としては、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドなどの過酸化物を用いることが可能であり、連鎖移動剤としては、ラウリルメルカプタン、チオグリコール酸、メルカプトエタノールなどの含硫黄化合物を用いることが可能である。 Here, as the radical polymerization initiator, persulfates such as potassium persulfate, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, peroxides such as benzoyl peroxide and dicumyl peroxide can be used. As the chain transfer agent, sulfur-containing compounds such as lauryl mercaptan, thioglycolic acid, and mercaptoethanol can be used.
なお、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）の一部又は全部が不飽和カルボン酸塩である場合には、その前駆体である不飽和カルボン酸又はその無水物や炭素数１〜４の低級アルキルエステルを重合前に予め中和してもよいし、重合後に共重合体を中和してもよい。中和剤としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物をはじめ、水酸化アンモニウム、アンモニア等を用いることができる。 In addition, when a part or all of unsaturated carboxylic acid and / or its salt (a) is unsaturated carboxylate, the unsaturated carboxylic acid which is the precursor, its anhydride, or C1-C4 The lower alkyl ester may be neutralized in advance before polymerization, or the copolymer may be neutralized after polymerization. Examples of the neutralizing agent include alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, ammonium hydroxide, ammonia and the like.
また、共重合体（ｘ）は、必ずしも、不飽和カルボン酸（ｂ１）とヒドロキシル基含有化合物（ｂ２）とのモノエステル（ｂ）を単量体として不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）との共重合に用いることに限定されるのではなく、モノエステル（ｂ）の前駆体、すなわち、不飽和カルボン酸（ｂ１）又はその無水物や炭素数１〜４の低級アルキルエステルを単量体として不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）と共重合させ、しかる後、ヒドロキシル基含有化合物（ｂ２）と反応させて共重合体（ｘ）を生成するようにしてもよい。 In addition, the copolymer (x) is not necessarily an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof (a) using a monoester (b) of an unsaturated carboxylic acid (b1) and a hydroxyl group-containing compound (b2) as a monomer. The precursor of monoester (b), that is, unsaturated carboxylic acid (b1) or its anhydride or lower alkyl ester having 1 to 4 carbon atoms is used. The copolymer may be copolymerized with an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof (a), and then reacted with a hydroxyl group-containing compound (b2) to form a copolymer (x).
不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）をどのような物質で構成するかは任意であるが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸及びフマル酸並びにこれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩からなる群から適宜選択することができる。また、不飽和カルボン酸（ｂ１）についても任意であるが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸及びフマル酸からなる群から適宜選択することが可能である。 The substance constituting the unsaturated carboxylic acid and / or its salt (a) is arbitrary, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid, and alkali metal salts thereof and It can be suitably selected from the group consisting of ammonium salts. The unsaturated carboxylic acid (b1) is also arbitrary, but can be appropriately selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid.
モノエステル（ｂ）は、一般式（１）においてＲは水素もしくはアルキレン基であるが良好な造壁性を確保するためには通常、水素もしくは炭素数１〜１２、さらには炭素数１〜６のアルキレン基であることが好ましい。上記Ｒは、アルキル基（メチル基、オクチル基など）、シクロアルキル基（シクロヘキシル基など）、アリール基（フェニル基など）、アルキルアリール基（エチルフェニル基など）、アラルキル基（ベンジル基など）のいずれであってもよい。 In the general ester (b), R is hydrogen or an alkylene group in the general formula (1). However, in order to ensure good wall-forming properties, it is usually hydrogen or 1 to 12 carbons, more preferably 1 to 6 carbons. It is preferable that it is an alkylene group. R is an alkyl group (such as a methyl group or octyl group), a cycloalkyl group (such as a cyclohexyl group), an aryl group (such as a phenyl group), an alkylaryl group (such as an ethylphenyl group), or an aralkyl group (such as a benzyl group). Either may be sufficient.
また、一般式（１）においてｎについても、良好な造壁性を確保するために通常平均が１〜１００、さらには平均が２〜９０となる整数が好ましい。 In general formula (1), n is preferably an integer that usually has an average of 1 to 100, and more preferably an average of 2 to 90, in order to ensure good wall-forming properties.
（ｂ２）としては、炭素数２〜４の脂肪族２価アルコール、またはＲＯＨで表される炭素数１〜１２の脂肪族アルコール、フェノール類または芳香脂肪族アルコールに、炭素数２〜４のアルキレンオキシドを付加して得られるものが好ましい。 (B2) includes an aliphatic dihydric alcohol having 2 to 4 carbon atoms, an aliphatic alcohol having 1 to 12 carbon atoms represented by ROH, a phenol or an araliphatic alcohol, and an alkylene having 2 to 4 carbon atoms. Those obtained by adding an oxide are preferred.
炭素数２〜４の脂肪族２価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール等が挙げられる。 Examples of the aliphatic dihydric alcohol having 2 to 4 carbon atoms include ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol.
炭素数１〜１２脂肪族アルコールとしては、天然アルコールでも合成アルコール（チーグラーアルコール、オキソアルコールなど）でもよい。具体例としては、メチルアルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ラウリルアルコール、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコールなどの直鎖もしくは分岐の飽和脂肪族アルコール、シクロヘキシルアルコール、エチルシクロヘキシルアルコールなどの環状脂肪族アルコールが挙げられる。 As a C1-C12 aliphatic alcohol, natural alcohol or synthetic alcohol (Ziegler alcohol, oxo alcohol, etc.) may be sufficient. Specific examples include linear or branched saturated aliphatic alcohols such as methyl alcohol, butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, lauryl alcohol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, and 2-ethylhexyl alcohol, cyclohexyl alcohol, and ethylcyclohexyl alcohol. And cycloaliphatic alcohols such as
フェノール類としては、フェノール、エチルフェノールなどが挙げられる。芳香脂肪族アルコールとしては、ベンジルアルコールなどが挙げられる。 Examples of phenols include phenol and ethylphenol. Examples of the araliphatic alcohol include benzyl alcohol.
上記の炭素数２〜４のアルキレンオキシドとしてはエチレンオキサイド（以下、ＥＯと略記）単独；ＥＯと他のアルキレンオキサイド［プロピレンオキサイド（以下、ＰＯと略記）、１，２−ブチレンキサイド、テトラヒドロフラン、アルキレンオキサイド置換体（エピクロロヒドリン）等］の併用；およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。例示したもののうち特に好ましいものは、ＥＯおよびＥＯ／ＰＯの併用である。ＥＯとともに他のアルキレンオキサイドを用いる場合の付加様式は、ランダム付加でもブロック付加でもよく、特に限定はされるものではない。 Examples of the alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms include ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) alone; EO and other alkylene oxides (propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), 1,2-butylene oxide, tetrahydrofuran, An alkylene oxide substituted product (epichlorohydrin) and the like], and a mixture of two or more thereof. Particularly preferred among those exemplified is the combined use of EO and EO / PO. The addition mode in the case of using other alkylene oxides with EO may be random addition or block addition, and is not particularly limited.
共重合体（ｘ）を構成するモノエステル（ｂ）の質量割合や共重合体（ｘ）の数平均分子量については任意であるが、かかる共重合体（ｘ）を構成する前記モノエステル（ｂ）の質量％が１〜４０％であり、かつ前記共重合体（ｘ）の数平均分子量が５０００〜１０００００である場合には、高い造壁性と低粘性を得ることが可能となる。 The mass ratio of the monoester (b) constituting the copolymer (x) and the number average molecular weight of the copolymer (x) are arbitrary, but the monoester (b) constituting the copolymer (x) ) Is 1 to 40% and the copolymer (x) has a number average molecular weight of 5,000 to 100,000, it is possible to obtain high wall-forming properties and low viscosity.
なお、共重合体（ｘ）は、（ａ）、（ｂ）以外にも他の単量体（ｃ）を構成単位とすることができる。（ｃ）としては、共重合できるものであれば特に限定されないが、例えば次の（ｃ１）〜（ｃ５）が挙げられる。 The copolymer (x) can contain other monomer (c) as a constituent unit in addition to (a) and (b). (C) is not particularly limited as long as it can be copolymerized, and examples thereof include the following (c1) to (c5).
（ｃ１） アミド基含有エチレン性不飽和単量体：（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなど (C1) Amide group-containing ethylenically unsaturated monomer: (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, etc.
（ｃ２） （メタ）アクリル酸アルキルエステル類（アルキル基の炭素数が１〜１２）：メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートなど (C2) (Meth) acrylic acid alkyl esters (alkyl group having 1 to 12 carbon atoms): methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, etc.
（ｃ３） ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和単量体：ヒドロキシアルキル（炭素数１〜４）（メタ）アクリレート〔例えばヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなど〕 (C3) Ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group: hydroxyalkyl (1 to 4 carbon atoms) (meth) acrylate [eg, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, etc.]
（ｃ４） （ｂ）以外のポリアルキレングリコール鎖を有するエチレン性不飽和単量体：ポリエチレングリコール（数平均分子量１２０〜６００）モノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（数平均分子量１５０〜４５０）モノ（メタ）アクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド１〜４モル付加物（メタ）アクリレートなど (C4) An ethylenically unsaturated monomer having a polyalkylene glycol chain other than (b): polyethylene glycol (number average molecular weight 120 to 600) mono (meth) acrylate, polypropylene glycol (number average molecular weight 150 to 450) mono ( (Meth) acrylate, methyl alcohol ethylene oxide 1-4 mol adduct (meth) acrylate, etc.
（ｃ５） ４級アンモニウム基含有エチレン性不飽和単量体：（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライドなど (C5) Quaternary ammonium group-containing ethylenically unsaturated monomer: (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, etc.
これらの（ｃ１）〜（ｃ５）のうち好ましいものは、（ｃ２）〜（ｃ４）である。 Among these (c1) to (c5), preferred are (c2) to (c4).
また、共重合体（Ｘ）を構成する他の単量体（ｃ）単位の質量％は通常３０％以下、好ましくは２０％以下である。 Moreover, the mass% of the other monomer (c) unit which comprises copolymer (X) is 30% or less normally, Preferably it is 20% or less.
本発明に用いる掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤の他の具体例としては、前記掘削泥水用泥膜形成剤を、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）を主構成単位とする重量平均分子量Ｍｗが２０万〜３００万の（共）重合体（ｘ′）で構成し、前記掘削泥水用分散剤を、重量平均分子量Ｍｗが１００００乃至１４０００のポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩若しくはそれらの共重合体又は炭酸ナトリウムの少なくともいずれかで構成する。 As another specific example of the mud film forming agent for drilling mud and the dispersant for drilling mud used in the present invention, the mud film forming agent for drilling mud is mainly composed of an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof (a). It is composed of a (co) polymer (x ′) having a weight average molecular weight Mw of 200,000 to 3 million as a unit, and the dispersant for drilling mud is a polyacrylate or polyacrylate having a weight average molecular weight Mw of 10,000 to 14,000. It is composed of at least one of methacrylates or copolymers thereof or sodium carbonate.
かかる掘削泥水用泥膜形成剤と掘削泥水用分散剤については、いずれも一定の分散性と造壁性を兼ね備えるので、いずれかだけを単独使用するようにしてもかまわないが、これらを併用した場合においては、掘削泥水用泥膜形成剤の優れた造壁性に掘削泥水用分散剤の優れた耐セメント性とが相まって、地中連続壁工法や現場打ちコンクリート杭の造成工法で使用する場合に特に顕著な作用効果を奏する。 About such a mud film forming agent for drilling mud and a dispersant for drilling mud, since both have a certain dispersibility and wall-forming property, it is possible to use only one of them, but these were used in combination. In some cases, the excellent wall-forming property of the mud film forming agent for drilling mud is combined with the excellent cement resistance of the dispersant for drilling mud, so that it can be used in the underground continuous wall construction method or on-site concrete pile construction method. It has a particularly remarkable effect.
すなわち、地中連続壁工法等においては、掘削孔内の安定液は、２次スライム処理工程が終了した後、水中打設されたコンクリートで置換揚泥されるため、打設されたコンクリートによって安定液中のカルシウムイオン濃度が上昇するが、上述した掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を併用するようにすれば、カルシウムイオンによる分散性低下が掘削泥水用分散剤によって抑制されるため、水中コンクリート打設中においても造壁性や低粘性は良好に維持される。 In other words, in the underground continuous wall method, the stabilization liquid in the excavation hole is replaced with submerged concrete after the secondary slime treatment process is completed. Although the calcium ion concentration in the liquid rises, if the above-mentioned drilling mud film forming agent and drilling mud dispersant are used in combination, the dispersibility reduction due to calcium ions is suppressed by the drilling mud dispersant. Therefore, the wall-forming property and low viscosity are maintained well even during the placement of underwater concrete.
なお、掘削泥水用泥膜形成剤を単独使用する場合にしろ、掘削泥水用分散剤を併用する場合にしろ、炭酸ナトリウムでカルシウムイオンによる分散性の低下を抑制することも考えられるが、炭酸ナトリウムの添加量が多くなると、逆に塩類凝集を引き起こして分散性が低下するため、炭酸ナトリウムはあくまで補助的に使用するのが望ましい。 Whether or not a mud film forming agent for drilling mud is used alone or in combination with a dispersant for drilling mud, it is conceivable that sodium carbonate suppresses a decrease in dispersibility due to calcium ions. On the other hand, when the amount of added is increased, salt aggregation is conversely caused and the dispersibility is lowered. Therefore, it is desirable to use sodium carbonate as an auxiliary.
上述した掘削泥水用泥膜形成剤の（共）重合体（ｘ′）を製造するにあたっても重合体（ｘ）と同様、公知の製法、例えば、溶液重合法で行えばよい。すなわち、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）を単量体として所定の溶剤に添加し、次いで、これを５０〜１５０゜Ｃで常圧又は加圧下で重合し、又は、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）と他の単量体とを所定の溶剤に添加し、次いで、これを５０〜１５０゜Ｃで常圧又は加圧下で共重合すればよい。すなわち、本発明に係る（共）重合体（ｘ′）は、単一重合体及び共重合体の２つの概念を包摂するものである。但し、単一重合体で構成する方が望ましい。 Similarly to the polymer (x), the production of the (co) polymer (x ′) of the mud film forming agent for drilling mud may be performed by a known production method, for example, a solution polymerization method. That is, an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof (a) is added as a monomer to a predetermined solvent and then polymerized at 50 to 150 ° C. under normal pressure or pressure, or What is necessary is just to add an acid and / or its salt (a), and another monomer to a predetermined solvent, and to copolymerize this at 50-150 degreeC by a normal pressure or pressurization. That is, the (co) polymer (x ′) according to the present invention encompasses the two concepts of a single polymer and a copolymer. However, it is desirable to make up a single polymer.
溶剤の種類、単一重合又は共重合の方法、ラジカル重合開始剤及び中和プロセスに関しては、上述した掘削泥水用泥膜形成剤と同様であるのでここではその説明を省略する。 Since the kind of solvent, the method of single polymerization or copolymerization, the radical polymerization initiator and the neutralization process are the same as those of the mud film forming agent for drilling mud, the description thereof is omitted here.
不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）をどのような物質で構成するかは任意であるが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸及びフマル酸並びにこれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩からなる群から適宜選択することができる。ここで、アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩やカリウム塩等が含まれる。 The substance constituting the unsaturated carboxylic acid and / or its salt (a) is arbitrary, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid, and alkali metal salts thereof and It can be suitably selected from the group consisting of ammonium salts. Here, examples of the alkali metal salt include sodium salt and potassium salt.
なお、（共）重合体（ｘ′）は、上述したように（ａ）だけを単量体とした単一重合体でもよいし、（ａ）を主構成単位（７０質量％以上）とし、（ａ）以外の他の単量体、例えば請求項１乃至請求項３の単量体であるモノエステル（ｂ）をはじめ、他の単量体（ｃ）を構成単位とした共重合体とすることもできる。（ｃ）としては、共重合できるものであれば特に限定されないが、例えば前記の（ｃ１）〜（ｃ５）が挙げられる。
The (co) polymer (x ′) may be a single polymer having only (a) as a monomer as described above, or (a) as a main structural unit (70% by mass or more), Other monomers other than a), for example, monoester (b) which is the monomer of
（ｃ１）〜（ｃ５）のうち好ましいものは、（ｃ２）〜（ｃ４）である。 Preferred among (c1) to (c5) are (c2) to (c4).
また、（共）重合体（ｘ′）を構成する他の単量体（ｂ）単位の質量％は通常１％未満、好ましくは０．９％以下であり、（ｃ）単位の質量％は通常３０％以下、好ましくは２０％以下である。 Further, the mass% of other monomer (b) units constituting the (co) polymer (x ′) is usually less than 1%, preferably 0.9% or less, and the mass% of (c) units is Usually, it is 30% or less, preferably 20% or less.
なお、請求項１に係る掘削泥水用泥膜形成剤は、請求項２に係る掘削泥水用泥膜形成剤と任意の割合（例えば質量比が９９：１〜１：９９）で併用することが可能である。
In addition, the mud film forming agent for drilling mud according to
上述した各発明において、前記静置工程における静置時間Ｔが与えられた場合に該静置時間Ｔに対応する前記スライム源含有安定液の最小揚泥量Ｖminを次式、
Ｖmin＝（Ｈ―Ｔ・Ｓ）・Ａ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｔ； 静置時間
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出するようにすると、安定液の最小揚泥量Ｖminを容易に定めることが可能となる。
In each of the above-described inventions, when a standing time T in the standing step is given, a minimum amount of mud V min of the slime source-containing stable liquid corresponding to the standing time T is expressed by the following equation:
V min = (H-T ・ S) ・ A
H: Drilling depth of the drilling hole
T: Standing time
S; Slime source sedimentation rate
A: If the calculation is performed based on the excavation area of the excavation hole, it is possible to easily determine the minimum amount of pumping V min of the stable liquid.
ここで、静置工程における静置時間Ｔが与えられた場合とは、他の工程との関係で静置時間Ｔがクリティカルとなる、言い換えれば、スライム源の沈降に多くの時間を割くことができない状況が典型的な場合であり、かかる場合には、静置工程が終了した後、最小揚泥量Ｖmin以上の安定液を孔底近傍から揚泥する必要がある。 Here, when the standing time T is given in the standing step, the standing time T becomes critical in relation to other steps, in other words, it takes a lot of time to settle the slime source. This is a typical case, and in such a case, after the stationary step is completed, it is necessary to pump up a stabilizing liquid having a minimum mud amount V min or more from the vicinity of the hole bottom.
すなわち、安定液中のスライム源は、静置時間Ｔの間にＴ・Ｓだけ沈降するが、これは、水面からＴ・Ｓまでの深さ範囲の安定液中にスライム源が存在しなくなったことを意味するとともに、沈降してきたスライム源が孔底から（Ｈ―Ｔ・Ｓ）の深さ範囲に濃縮されあるいはスライムとして沈降堆積した状態、つまりスライム源含有安定液として存在することを意味する。 That is, the slime source in the stabilizing liquid settles by T · S during the standing time T, but this is because the slime source no longer exists in the stabilizing liquid in the depth range from the water surface to T · S. This means that the slime source that has settled is concentrated in the depth range of (HT) from the bottom of the hole or is deposited as a slime, that is, it exists as a slime source-containing stable liquid. .
それゆえ、少なくとも最小揚泥量Ｖminの安定液を孔底から揚泥すれば、掘削孔内のスライム源含有安定液が揚泥され、結果として掘削孔内の安定液中にスライム源が実質的に存在しなくなる。 Therefore, if the stabilizing liquid of at least the minimum mud amount V min is pumped from the bottom of the hole, the slime source-containing stabilizing liquid in the drilling hole is pumped, and as a result, the slime source is substantially contained in the stabilizing liquid in the drilling hole. No longer exist.
一方、前記２次スライム処理工程における前記スライム源含有安定液の揚泥量Ｖが与えられた場合に該揚泥量Ｖに対応する最小静置時間Ｔminを次式、
Ｔmin＝（Ｈ―Ｖ／Ａ）／Ｓ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｖ； 安定液の揚泥量
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出するようにすると、最小静置時間Ｔminを容易に定めることが可能となる。
On the other hand, when the amount of mud V of the slime source-containing stabilizer in the secondary slime treatment step is given, the minimum standing time T min corresponding to the amount of mud V is given by
T min = (HV / A) / S
H: Drilling depth of the drilling hole
V; Amount of mud pumped from the stabilizer
S; Slime source sedimentation rate
A: If the calculation is performed based on the excavation area of the excavation hole, the minimum standing time T min can be easily determined.
ここで、２次スライム処理工程におけるスライム源含有安定液の揚泥量Ｖが与えられた場合とは、土砂分離機、遠心分離機等からなるプラントの処理能力との関係で揚泥量Ｖがクリティカルになる、言い換えれば、あまり多くのスライム源含有安定液を揚泥できない状況が典型的な場合であり、かかる場合には、最小静置時間Ｔmin以上の時間、掘削孔内を静置することによってスライム源を掘削孔の下方に濃縮あるいはスライムとして沈降堆積させ、スライム源含有安定液の揚泥量を減容化する必要がある。 Here, when the amount of mud V of the slime source-containing stabilizing liquid in the secondary slime treatment process is given, the amount of mud V is related to the processing capacity of the plant consisting of a sediment separator, a centrifugal separator and the like. In a typical case, it becomes critical, in other words, a situation where too much slime source-containing stabilizing liquid cannot be pumped up. In such a case, the inside of the borehole is left for a time longer than the minimum standing time T min. Accordingly, it is necessary to concentrate the slime source below the excavation hole or deposit it as a slime to reduce the volume of the mud of the stable liquid containing the slime source.
すなわち、スライム源含有安定液の揚泥量Ｖが決まると、それに相当する孔底からの深さがＶ／Ａとして定まり、その深さ範囲に安定液中のスライム源が濃縮されあるいは沈降堆積していなければならないのであるから、安定液中に存在するスライム源が沈降して上述した深さ範囲に到達するのに必要な最小静置時間Ｔminは、（Ｈ―Ｖ／Ａ）／Ｓとして定まる。 That is, when the amount of mud V of the stable liquid containing slime source is determined, the corresponding depth from the bottom of the hole is determined as V / A, and the slime source in the stable liquid is concentrated or settled in the depth range. Therefore, the minimum standing time T min required for the slime source existing in the stable liquid to settle and reach the above-mentioned depth range is (HV / A) / S. Determined.
以下、本発明に係る泥水工法に用いるスライム処理方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a slime treatment method used in the mud construction method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that components that are substantially the same as those of the prior art are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図１は、本実施形態に係る泥水工法に用いるスライム処理方法の実施手順を示したフローチャート、図２は、該スライム処理方法を実施するための掘削システムの全体図であり、泥水工法として地中連続壁工法を例としてある。 FIG. 1 is a flowchart showing an implementation procedure of a slime treatment method used in the mud construction method according to the present embodiment, and FIG. 2 is an overall view of a drilling system for carrying out the slime treatment method. An example is the continuous wall method.
図２に示すように、本実施形態に係る泥水工法に用いるスライム処理方法を実施するための掘削システム５１は、地中連続壁を構築すべく、水平多軸式掘削機５３で掘削されている掘削孔としての掘削溝５２から揚泥された安定液から掘削土砂の粗粒分を分離除去する土砂分離装置５４と、遠心分離機であるデカンタ５５と、安定液を作泥する作泥装置１と、先行した掘削サイクルで回収され粗粒分及び１０μｍ程度以上の細粒分が除去された良液である安定液が貯留された良液槽５７とを備えている。ここで、掘削サイクルとは、安定液を満たしつつ掘削溝を掘削し、掘削完了後、スライム処理と鉄筋籠の建込みを行い、しかる後、掘削溝内の安定液を水中コンクリートで置換しながら該水中コンクリートを打設して地中連続壁を構築する一連の工程をいうものとする。
As shown in FIG. 2, the
土砂分離装置５４は、水平多軸式掘削機５３に内蔵された揚泥ポンプ（図示せず）から揚泥圧送されてきた掘削溝５２内の安定液から掘削土砂の粗粒分を分離除去し、これを土砂ピット５８に廃棄するようになっているとともに、付設されたサイクロンのオーバー泥水、すなわち、７５μｍ程度以上の土粒子が概ね除去された安定液を沈砂槽５６に貯留するようになっている。
The
デカンタ５５は、沈砂槽５６から圧送されてきた安定液に対して１０μｍ程度を分級点とした土砂分離を行うことができるようになっており、１０μｍよりも大きな土粒子についてはデカンタアンダーとして土砂ピット５９に廃棄されるようになっている。また、デカンタ５５のオーバー泥水、すなわち、１０μｍ程度以下の細粒分だけを含む泥水を沈砂槽５６に戻して循環使用するようになっている。
The
また、良液槽５７は、沈砂槽５６を介して掘削溝５２内に随時、安定液を補充することができるようになっているとともに、沈砂槽５６は、土砂分離装置５４を介して圧送されてきた安定液を掘削溝５２に戻すことにより、安定液を循環使用することができるようになっている。
Further, the
一方、作泥装置１は図３に示すように、第１の薬剤タンク２、第２の薬剤タンク３、清水槽４、混合槽５及び中間貯留槽１３から概ね構成してある。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
第１の薬剤タンク２内には、本実施形態で用いる掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を貯留してあり、該タンクに接続されたポンプ６を駆動することによって、掘削泥水用分散剤及び掘削泥水用泥膜形成剤を配管７を介して混合槽５に圧送できるようになっている。
In the
第２の薬剤タンク３内には、炭酸ナトリウム（炭酸ソーダ）水溶液を貯留してあり、該タンクに接続されたポンプ８を駆動することによって、炭酸ナトリウム水溶液を配管９を介して混合槽５に圧送できるようになっている。
A sodium carbonate (sodium carbonate) aqueous solution is stored in the
清水槽４には清水を貯留してあり、該タンクに接続されたポンプ１０を駆動することによって、清水を配管１１を介して混合槽５に圧送できるようになっている。
Fresh water is stored in the
混合槽５は、上述した掘削泥水用泥膜形成剤、掘削泥水用分散剤及び清水を混合し、掘削溝５２に投入される混合液を作製するようになっている。混合槽５には、必要に応じて図示しない攪拌機構を設けておけばよい。
The mixing tank 5 mixes the mud film forming agent for drilling mud, the dispersant for drilling mud, and fresh water to prepare a mixed liquid to be put into the
ここで、混合槽５は、配管１２を介して中間貯留槽１３に接続してあるとともに、該中間貯留槽に接続された混合液吐出管１４を介して掘削溝５２内に連通接続してあり、混合槽５内で作製された混合液をいったん中間貯留槽１３に貯留した後、混合液吐出管１４を介して掘削溝５２内に投入することができるようになっている。
Here, the mixing tank 5 is connected to the
なお、混合槽５で作製された混合液は掘削土砂の細粒分が全く含まれておらず、中間貯留槽１３内に含まれた細粒分と混合されることによって、あるいは掘削溝５２内の細粒分と混合されることによってはじめて掘削溝５２の孔壁を保護し得る安定液となる。
Note that the mixed liquid produced in the mixing tank 5 does not contain any fine particles of excavated sediment, and is mixed with the fine particles contained in the
本実施形態で用いる掘削泥水用泥膜形成剤は、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）と、不飽和カルボン酸（ｂ１）及び下記一般式（１）
Ｒ（ＯＡ）nＯＨ （１）
Ｒ； 水素又は炭素数１〜１２の炭化水素基
Ａ； 炭素数２〜４のアルキレン基
ｎ； １〜１００の整数
で表されるヒドロキシル基含有化合物（ｂ２）のモノエステル（ｂ）とから共重合体（ｘ）で構成してある。
The mud film forming agent for drilling mud used in the present embodiment includes an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof (a), an unsaturated carboxylic acid (b1), and the following general formula (1).
R (OA) n OH (1)
R; hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms A; an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms n; a monoester (b) of a hydroxyl group-containing compound (b2) represented by an integer of 1 to 100 It is comprised with the polymer (x).
共重合体（ｘ）に対するモノエステル（ｂ）の質量割合は、１％〜４０％とするのがよい。これは、共重合体（ｘ）に対するモノエステル（ｂ）の質量％が１％を下回ると、掘削泥水用泥膜形成剤の添加量に関係なく造壁性が低下し、４０％を超えると、掘削泥水用泥膜形成剤の添加量が低い場合に凝集が発生して造壁性が低下する可能性があるからである。 The mass ratio of the monoester (b) to the copolymer (x) is preferably 1% to 40%. This is because when the mass% of the monoester (b) with respect to the copolymer (x) is less than 1%, the wall-forming property is lowered regardless of the amount of the mud film forming agent for drilling mud, and it exceeds 40%. This is because, when the amount of the mud film forming agent for drilling mud is low, agglomeration may occur and the wall-forming property may deteriorate.
また、共重合体（ｘ）の数平均分子量は、５０００〜１０００００とするのがよい。これは、数平均分子量が５０００を下回ると、掘削泥水用泥膜形成剤の添加量に関係なく造壁性が低下し、１０００００を超えると、掘削泥水用泥膜形成剤の添加量が低い場合に凝集が発生して造壁性が低下する可能性があるからである。 Further, the number average molecular weight of the copolymer (x) is preferably 5,000 to 100,000. If the number average molecular weight is less than 5000, the wall-forming property is lowered regardless of the amount of the mud film forming agent for drilling mud, and if it exceeds 100,000, the amount of the mud film forming agent for drilling mud is low. This is because agglomeration may occur and the wall-forming property may deteriorate.
なお、数平均分子量については、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定するものとする。 In addition, about a number average molecular weight, it shall measure with a gel permeation chromatograph.
図４は、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）をメタクリル酸ナトリウム塩２２で、モノエステル（ｂ）をメトキシポリエチレングリコールメタクリレート２３で構成してなる掘削泥水用泥膜形成剤２１を一例として示した化学構造式（化学式）である。 FIG. 4 shows an example of a mud film forming agent 21 for drilling mud, in which the unsaturated carboxylic acid and / or its salt (a) is composed of sodium methacrylate 22 and the monoester (b) is composed of methoxypolyethylene glycol methacrylate 23. Is a chemical structural formula (chemical formula) shown as
一方、本実施形態で用いる掘削泥水用分散剤は、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩若しくはそれらの共重合体であってその重量平均分子量Ｍｗを１００００乃至１４０００としたものであれば、その組成等は任意であり、例えば、重量平均分子量Ｍｗが１００００乃至１４０００であるポリアクリル酸のナトリウム塩から構成することが可能である。具体的には、ＳＵＰＥＲ ＳＬＲＲＹ Ｂ（三洋化成工業株式会社製）の商品名で市販されているポリカルボン酸系安定液用分散剤（以下、単にＳＳ―Ｂと呼ぶ）を使用することができる。 On the other hand, the drilling mud dispersant used in the present embodiment is a polyacrylate, polymethacrylate or a copolymer thereof having a weight average molecular weight Mw of 10,000 to 14,000. Etc. are arbitrary, for example, it can be comprised from the sodium salt of polyacrylic acid whose weight average molecular weight Mw is 10,000-14000. Specifically, a dispersant for a polycarboxylic acid-based stabilizer (hereinafter simply referred to as SS-B) commercially available under the trade name SUPER SLRRY B (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) can be used.
本実施形態に係る泥水工法に用いるスライム処理方法においては図１のフローチャートに示すように、まず、水平多軸式掘削機５３を用いて地中連続壁を構築するための掘削溝５２を掘削しつつ、その掘削溝５２内に満たされた安定液を掘削溝５２内から揚泥し、その揚泥された安定液から掘削土砂の粗粒分を土砂分離装置５４で分離除去して沈砂槽５６に貯留した後、その細粒分をデカンタ５５で適宜分離除去しつつ、沈砂槽５６内の安定液を掘削溝５２内に戻すという泥水循環方式で掘削を進める（ステップ１０１）。
In the slime treatment method used in the mud construction method according to this embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 1, first, a horizontal
次に、掘削が終了した後、掘削溝５２の孔底に沈降堆積したスライムを除去する（１次スライム処理、ステップ１０２）。
Next, after the excavation is completed, the slime deposited and accumulated on the bottom of the
１次スライム処理は、掘削に用いた水平多軸式掘削機５３をはじめ、エアーリフト方式、サクションポンプ方式、サンドポンプ方式といったスライム処理専用機を用いた公知の処理方法で行えばよい。なお、スライムの揚泥に伴い、その揚泥分に相当する量の良液を安定液としてあらたに補充する。
The primary slime treatment may be performed by a known treatment method using a dedicated slime treatment machine such as a horizontal
次に、水平多軸式掘削機５３を引き上げて掘削溝５２内を静置し、該掘削孔内を満たしている安定液中のスライム源が沈降するのを待つ（静置工程、ステップ１０３）。
Next, the horizontal
ここで、本実施形態に係る安定液は、上述のように構成したことによって非常に粘性が小さく、沈降速度にすると数ｍ／時間と従来に比べて１オーダー早くなり、半日から１日程度でスライム源が沈降する。 Here, the stable liquid according to the present embodiment has a very low viscosity due to the configuration as described above, and when the sedimentation speed is set, it is several orders of magnitude per hour, which is one order faster than the conventional one. The slime source settles.
次に、安定液のうち、掘削溝５２の孔底近傍に存在する一部の安定液のみを該孔底に沈降堆積したスライムとともにスライム源含有安定液として揚泥する（２次スライム処理工程、１０４）。
Next, of the stabilizing liquid, only a part of the stabilizing liquid present in the vicinity of the bottom of the
ここで、スライム源含有安定液には上述の表現でわかる通り、沈降堆積したスライムが含まれるものとする。 Here, it is assumed that the slime source-containing stabilizing liquid contains sedimented and deposited slime, as can be seen from the above expression.
スライム源含有安定液及びスライムを揚泥する方法自体は、１次スライム処理と同様に行えばよい。また、揚泥した体積分だけ、作泥装置１に備えられた中間貯留槽１３に貯留されている良液をあらたな安定液として補充置換する。
The slime source-containing stabilizing solution and the method of pumping the slime itself may be performed in the same manner as the primary slime treatment. In addition, the good liquid stored in the
スライム源含有安定液を良液で置換するにあたっては、両者が互いに掘削孔内で混じり合わないよう、スライム源含有安定液を孔底近傍から揚泥しつつ、良液を掘削溝５２の上方から供給するようにすればよい。
In replacing the slime source-containing stabilizing liquid with the good liquid, the good liquid is removed from above the
以上説明したように、本実施形態に係る泥水工法に用いるスライム処理方法によれば、２次スライム処理において、従来のように掘削溝５２内の劣化泥水を含むすべての安定液を良液置換するのではなく、掘削溝５２の孔底近傍に存在する一部の安定液のみを該孔底に沈降堆積したスライムとともにスライム源含有安定液として揚泥するようにしたので、置換に必要な良液である安定液は、スライム源含有安定液の体積分だけとなる。
As described above, according to the slime treatment method used in the mud construction method according to the present embodiment, in the secondary slime treatment, all the stable liquids including the degraded mud water in the
したがって、２次スライム処理に要する時間を大幅に短縮することができるとともに、良液を作製するための設備規模を縮小し、さらには廃棄泥水の発生を最小限にとどめることが可能となる。 Therefore, the time required for the secondary slime treatment can be greatly shortened, the equipment scale for producing the good liquid can be reduced, and the generation of waste mud can be minimized.
なお、本実施形態で用いる掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤は、従来のベントナイト等に代わって、例えば粘土を主成分とする１０μｍ以下の細粒分とともに分散して低粘性を維持するとともに、掘削泥水用泥膜形成剤による優れた造壁作用により、ろ水量（透水係数）の小さな良質のマッドケーキを溝壁に形成し、該溝壁を安定させることができる。 In addition, the mud film forming agent for drilling mud and the dispersant for drilling mud used in this embodiment are dispersed together with fine particles of 10 μm or less mainly composed of clay, for example, instead of the conventional bentonite, etc. While maintaining, the excellent wall-forming effect | action by the mud film formation agent for drilling mud can form a good quality mud cake with small drainage amount (permeability coefficient) in a groove wall, and can stabilize this groove wall.
本実施形態では、第２の薬剤タンク３を設けて該タンク内に炭酸ナトリウム水溶液を貯留するようにしたが、本実施形態で用いる掘削泥水用分散剤によってセメント混入時の分散性の低下を十分抑制することができるのであれば、かかる第２の薬剤タンク３を省略してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、作泥装置１の構成において、掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を併用することを前提とし、これらを第１の薬剤タンク２内に貯留するようにしたが、これらの薬剤はいずれも一定の分散性と造壁性を有しているため、場合によっては、いずれかを単独で使用するようにしてもかまわない。一方、掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を併用する場合、これらを混合した状態で第１の薬剤タンク２内に貯留してもかまわないが、それぞれ専用のタンク内に貯留するようにしてもかまわない。この場合、第１の薬剤タンク２は、計２つ備えることとなる。
Further, in the present embodiment, the configuration of the
また、本実施形態では、作泥装置１の構成において、混合槽５で作製された混合液をいったん中間貯留槽１３に貯留するようにしたが、かかる中間貯留槽１３を省略して直接、掘削溝５２内に投入するようにしてもよいことは言うまでもない。かかる場合には、混合液吐出管１４は、混合槽５に直接接続すればよい。
Further, in the present embodiment, in the configuration of the
また、本実施形態では、作泥装置１の構成において、掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を希釈することを前提として、清水槽４や混合槽５を備えるようにしたが、これらを泥水に直接添加しても添加量に関する品質の確保を行うことができるのであれば、清水槽４や混合槽５を省略し、図５に示すように、第１の薬剤タンク２に薬剤吐出管３１を接続するとともに、該薬剤吐出管３１を掘削溝５２内に連通接続するようにしてもよい。
Moreover, in this embodiment, in the configuration of the
また、本実施形態では特に言及しなかったが、作泥装置１で作製された混合液、すなわち、掘削土砂の細粒分と混合されることであらたな安定液（良液）となるものを掘削溝５２に投入するようにしたが、掘削中において、該良液を随時沈砂槽５６や良液槽５７に補充することにより、循環する安定液の品質を確保するのが望ましい。
Although not particularly mentioned in the present embodiment, the liquid mixture produced by the
また、本実施形態では、本発明を地中連続壁工法に適用するものとして説明したが、本発明に係る泥水工法に用いるスライム処理方法は、かかる工法への適用に限定されるものではなく、さまざまな泥水工法に適用することが可能である。 Further, in the present embodiment, the present invention has been described as being applied to the underground continuous wall construction method, but the slime treatment method used in the mud construction method according to the present invention is not limited to application to such construction method, It can be applied to various mud construction methods.
また、本実施形態では特に言及しなかったが、細粒分を除去する手段は任意であり、例えばデカンタ５５と同程度の機能を有する他の遠心分離機を使用してもかまわないことは言うまでもない。
Although not particularly mentioned in the present embodiment, it is needless to say that a means for removing fine particles is arbitrary, and for example, another centrifuge having the same function as that of the
また、本実施形態では、２次スライム処理において掘削溝５２内から揚泥された泥水をどのように処理するかについては詳細に述べなかったが、２次スライムの処理方法は、すべての安定液を良液置換していた従来方法と同様であり、例えば土砂分離装置で粗粒分を除去して回収槽に貯留し、次いで、デカンタ等の遠心分離機で１０μｍ以上の細粒分を除去して良液として良液槽に移送貯留し、該良液を次工程の掘削時に用いる安定液として使用すればよい。
Further, in the present embodiment, how to treat the muddy water pumped up from the
また、本実施形態では、顕著な作用効果を実験によって確認できたため、共重合体（ｘ）を構成するモノエステル（ｂ）の質量％を１〜４０％、共重合体（ｘ）の数平均分子量を５０００〜１０００００としたが、本発明で用いる掘削泥水用泥膜形成剤は、かかる範囲に限定されるものではなく、実施形態で述べた範囲外についても、一定の作用効果を得ることは可能である。 Moreover, in this embodiment, since the remarkable effect was confirmed by experiment, the mass% of monoester (b) which comprises copolymer (x) is 1 to 40%, and the number average of copolymer (x) Although the molecular weight is set to 5000 to 100,000, the mud film forming agent for drilling mud used in the present invention is not limited to such a range, and a certain effect can be obtained even outside the range described in the embodiment. Is possible.
また、本実施形態では、掘削泥水用分散剤としてＳＳ−Ｂを例に挙げたが、これに代えて炭酸ナトリウムを使用してもよい。 Moreover, in this embodiment, although SS-B was mentioned as an example as a dispersing agent for drilling mud, it may replace with this and may use sodium carbonate.
また、本実施形態に係る掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用泥膜形成剤に代えて、以下のものを使用することができる。 Moreover, the following can be used instead of the mud film forming agent for drilling mud and the mud film forming agent for drilling mud according to the present embodiment.
すなわち、変形例に係る掘削泥水用泥膜形成剤は、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）を主構成単位とする（共）重合体（ｘ′）としての単一重合体からなり、該単一重合体の重量平均分子量Ｍｗを２０万〜３００万としてある。 That is, the mud film forming agent for drilling mud according to the modification comprises a single polymer as a (co) polymer (x ′) having an unsaturated carboxylic acid and / or salt (a) as a main constituent unit, The single polymer has a weight average molecular weight Mw of 200,000 to 3,000,000.
ここで、単一重合体の重量平均分子量Ｍｗを２０万〜３００万としたのは、重量平均分子量Ｍｗが２０万を下回ると、造壁性の指標である濾水量が５ｍｌをやや上回り、３００万を超えると、濾水量が５ｍｌを大幅に上回るからである。 Here, the weight average molecular weight Mw of the single polymer was set to 200,000 to 3,000,000. When the weight average molecular weight Mw was less than 200,000, the amount of filtered water, which is an index of wall-forming property, slightly exceeded 5 ml. This is because the amount of filtered water greatly exceeds 5 ml.
なお、濾水量は、ＡＰＩ規格でいうところの指標とは若干異なり、濾水プロセスを促進させて実験時間を短縮させるべく、濾紙の下側を減圧状態にして計測したものであり、５ｍｌ以下が良好な造壁性の目安とされる。 The amount of filtered water is slightly different from the index in the API standard, and is measured with the lower side of the filter paper under reduced pressure in order to accelerate the filtering process and shorten the experiment time. It is considered to be a good wall-forming property.
図６は、変形例に係る掘削泥水用泥膜形成剤の一例を示した化学構造式（化学式）であり、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）をアクリル酸ナトリウム４２で構成してなる掘削泥水用泥膜形成剤４１を示してある。 FIG. 6 is a chemical structural formula (chemical formula) showing an example of a mud film forming agent for drilling mud according to a modified example. The unsaturated carboxylic acid and / or its salt (a) is composed of sodium acrylate 42. A drilling mud film forming agent 41 is shown.
重量平均分子量Ｍｗの下限値及び上限値は、実験で得られた結果をプロットし、次いでこれらの結果を近似する曲線を作成し、該曲線と濾水量が５ｍｌであるラインとの交点としてそれぞれ２０万、３００万と定めたが、実験誤差等を勘案した経験的な安全率を見込んだ上での重量平均分子量Ｍｗの範囲は、５０万乃至２５０万とするのが望ましい。 The lower limit value and upper limit value of the weight average molecular weight Mw are plotted as the results obtained in the experiment, and then a curve approximating these results is prepared. Each of the intersection points of the curve and the line having a drainage amount of 5 ml is 20 However, it is desirable that the range of the weight average molecular weight Mw is 500,000 to 2.5 million in consideration of an empirical safety factor in consideration of experimental errors and the like.
一方、掘削泥水用泥膜形成剤４１は、濃度が２０乃至３０質量％のものを泥水に添加して使用するのが好ましいが、かかる濃度範囲では、重量平均分子量Ｍｗが１００万を超えると、水飴程度の高粘度（１００万mPa・s）となり、泥水に添加するにあたって必ずしも作業性に優れるとは言い難い。 On the other hand, the mud film forming agent 41 for drilling mud is preferably used with a concentration of 20 to 30% by mass added to the mud, but in such a concentration range, when the weight average molecular weight Mw exceeds 1,000,000, When it is added to muddy water, it is not necessarily excellent in workability.
したがって、かかる添加作業性の観点で掘削泥水用泥膜形成剤４１の重量平均分子量Ｍｗを５０万乃至１００万とするのが望ましい。さらには、濾水量上限を余裕をもってクリアするとともに泥水への添加作業を確実に高めるべく、掘削泥水用泥膜形成剤４１の重量平均分子量Ｍｗを６０万乃至８０万とするのが最適である。なお、掘削泥水用泥膜形成剤４１と任意に組み合わせる掘削泥水用分散剤については、上述したＳＳ―Ｂ及び／又はそれに加えて炭酸ナトリウムを用いることができる。 Therefore, it is desirable that the weight average molecular weight Mw of the mud film forming agent 41 for drilling mud is set to 500,000 to 1,000,000 from the viewpoint of the addition workability. Furthermore, it is optimal that the weight average molecular weight Mw of the mud film forming agent 41 for drilling mud is set to 600,000 to 800,000 in order to clear the upper limit of the drainage amount with a margin and to reliably increase the work of adding to the mud. For the drilling mud dispersing agent arbitrarily combined with the drilling mud mud film forming agent 41, sodium carbonate can be used in addition to SS-B and / or the above.
また、本実施形態では特に言及しなかったが、静置工程における静置時間Ｔが与えられた場合に該静置時間Ｔに対応するスライム源含有安定液の最小揚泥量Ｖminを次式、
Ｖmin＝（Ｈ―Ｔ・Ｓ）・Ａ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｔ； 静置時間
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出するようにすると、安定液の最小揚泥量Ｖminを容易に定めることが可能となる。
Although not particularly mentioned in the present embodiment, the following equation minimal Agedoro amount V min slime source containing stabilizing solution corresponding to electrostatic standing time between T when standing between T in standing step is given ,
V min = (H-T ・ S) ・ A
H: Drilling depth of the drilling hole
T: Standing time
S; Slime source sedimentation rate
A: If the calculation is performed based on the excavation area of the excavation hole, it is possible to easily determine the minimum amount of pumping V min of the stable liquid.
ここで、静置工程における静置時間Ｔが与えられた場合とは、他の工程との関係で静置時間Ｔがクリティカルとなる、言い換えれば、スライム源の沈降に多くの時間を割くことができない状況が典型的な場合であり、かかる場合には、静置工程が終了した後、最小揚泥量Ｖmin以上の安定液を孔底に沈降堆積したスライムとともに該孔底近傍から揚泥する必要がある。 Here, when the standing time T is given in the standing step, the standing time T becomes critical in relation to other steps, in other words, it takes a lot of time to settle the slime source. In such a case, after the standing step is completed, the stable liquid having the minimum amount of mud V min or more is pumped from the vicinity of the hole bottom together with the slime settled and deposited on the hole bottom. There is a need.
すなわち、安定液中のスライム源７１は図７(a)に示すように、静置時間Ｔ′の間にＴ′・Ｓだけ沈降するが、これは同図(b)に示すように、水面からＴ′・Ｓまでの深さ範囲の安定液中にスライム源７１が存在しなくなったことを意味するとともに、沈降してきたスライム源７１が孔底から（Ｈ―Ｔ′・Ｓ）の深さ範囲に濃縮されあるいはスライムとして沈降堆積された状態、つまりスライム源含有安定液として存在することを意味する。
That is, as shown in FIG. 7A, the
それゆえ、スライム源含有安定液は、与えられた静置時間Ｔに対しては同図(c)に示したように、孔底から（Ｈ―Ｔ・Ｓ）の深さ範囲に存在することとなり、かくして孔底に沈降堆積したスライム７２を含むスライム源含有安定液を少なくとも最小揚泥量Ｖminだけ揚泥すれば、掘削溝５２内の安定液中にスライム源が実質的に存在しなくなる。
Therefore, the slime source-containing stabilizer must exist in the depth range from the bottom of the hole to (HT) as shown in FIG. Thus, if the slime source-containing stabilizing liquid containing the
一方、２次スライム処理工程におけるスライム源含有安定液の揚泥量Ｖが与えられた場合に該揚泥量Ｖに対応する最小静置時間Ｔminを次式、
Ｔmin＝（Ｈ―Ｖ／Ａ）／Ｓ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｖ； 安定液の揚泥量
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出するようにすると、最小静置時間Ｔminを容易に定めることが可能となる。
On the other hand, when the amount of mud V of the slime source-containing stabilizing liquid in the secondary slime treatment step is given, the minimum standing time T min corresponding to the amount of mud V is given by
T min = (HV / A) / S
H: Drilling depth of the drilling hole
V; Amount of mud pumped from the stabilizer
S; Slime source sedimentation rate
A: If the calculation is performed based on the excavation area of the excavation hole, the minimum standing time T min can be easily determined.
ここで、２次スライム処理工程におけるスライム源含有安定液の揚泥量Ｖが与えられた場合とは、土砂分離機、遠心分離機等からなるプラントの処理能力との関係で揚泥量Ｖがクリティカルになる、言い換えれば、あまり多くのスライム源含有安定液を揚泥できない状況が典型的な場合であり、かかる場合には、最小静置時間Ｔmin以上の時間、掘削溝５２内を静置することによってスライム源を掘削溝５２の下方に濃縮させあるいは溝底に沈降堆積させ、スライム源含有安定液の揚泥量を減容化する必要がある。
Here, when the amount of mud V of the slime source-containing stabilizing liquid in the secondary slime treatment process is given, the amount of mud V is related to the processing capacity of the plant consisting of a sediment separator, a centrifugal separator and the like. In a typical case, it becomes critical, in other words, a situation in which too much slime source-containing stabilizing liquid cannot be pumped up. In such a case, the inside of the
すなわち、スライム源含有安定液の揚泥量Ｖが決まると、それに相当する溝底からの深さがＶ／Ａとして定まり、その深さ範囲に安定液中のスライム源が濃縮されあるいはスライムとして沈降堆積していなければならないのであるから、安定液中に存在するスライム源が沈降して上述した深さ範囲に到達するのに必要な最小静置時間Ｔminは、（Ｈ―Ｖ／Ａ）／Ｓとして定まる。 That is, when the amount of mud V of the slime source-containing stable liquid is determined, the corresponding depth from the groove bottom is determined as V / A, and the slime source in the stable liquid is concentrated or settled as slime within that depth range. Since it must be deposited, the minimum standing time T min required for the slime source present in the stabilizing liquid to settle and reach the above-mentioned depth range is (HV / A) / S is determined.
なお、上記２つの例において、スライム源の沈降速度Ｖは、安全をみて最も遅い粒子を想定して定めるのが望ましい。沈降速度Ｖは、懸濁粒子の沈降の場合に適用されるストークスの式を用いることができる。例えば、粒子径を０．０８ｍｍ、土粒子の密度ρSを２．６５ｔ／ｍ3、流体の密度ρを１．０５ｔ／ｍ3、流体の粘度μを５ｍＰａ・ｓとすれば、沈降速度Ｖは、４．０１ｍ／ｈとなる。 In the above two examples, the sedimentation velocity V of the slime source is preferably determined assuming the slowest particles for safety. As the sedimentation velocity V, the Stokes equation applied in the case of sedimentation of suspended particles can be used. For example, if the particle diameter is 0.08 mm, the soil particle density ρ S is 2.65 t / m 3 , the fluid density ρ is 1.05 t / m 3 , and the fluid viscosity μ is 5 mPa · s, the sedimentation velocity V is 4.01 m / h.
１ 作泥装置
５１ 掘削システム
1
Claims (4)
前記２次スライム処理工程を、前記安定液のうち、前記孔底近傍に存在する一部の安定液のみを該孔底に沈降堆積したスライムとともにスライム源含有安定液として揚泥するように構成し、前記安定液を掘削土砂の細粒分を含む泥水に液状の掘削泥水用泥膜形成剤及び液状の掘削泥水用分散剤の少なくともいずれかを添加して作製するとともに該掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を前記細粒分と結びつくことによって所定の分散性及び造壁性を有するように構成し、前記掘削泥水用泥膜形成剤を、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）と、不飽和カルボン酸（ｂ１）及び下記一般式（１）
Ｒ（ＯＡ）nＯＨ （１）
Ｒ； 水素又は炭素数１〜１２の炭化水素基
Ａ； 炭素数２〜４のアルキレン基
ｎ； １〜１００の整数
で表されるヒドロキシル基含有化合物（ｂ２）のモノエステル（ｂ）とを構成単位とする共重合体（ｘ）で構成するとともに、前記掘削泥水用分散剤を、重量平均分子量Ｍｗが１００００乃至１４０００であるポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩又はそれらの共重合体で構成したことを特徴とする泥水工法に用いるスライム処理方法。 Excavation process for excavating the ground while filling a predetermined stabilizing liquid to form an excavation hole, a primary slime treatment process for removing the slime immediately after excavation that has settled on the bottom of the excavation hole, and stability in the excavation hole In the slime treatment method used in the muddy water method comprising the standing step of standing the liquid for a predetermined period and the secondary slime treatment step of removing again the slime settled on the hole bottom,
The secondary slime treatment step is configured such that only a part of the stabilizing liquid present in the vicinity of the hole bottom is pumped up as a slime source-containing stabilizing liquid together with the slime deposited on the bottom of the hole. In addition, the stabilizing liquid is prepared by adding at least one of a liquid drilling mud film forming agent and a liquid drilling mud dispersion agent to mud containing fine particles of excavated sediment and forming the mud film for drilling mud The agent and the drilling mud dispersing agent are combined with the fine particles so as to have a predetermined dispersibility and wall-forming property, and the drilling mud mud film forming agent is an unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof. (A), an unsaturated carboxylic acid (b1) and the following general formula (1)
R (OA) n OH (1)
R; hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms A; an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms n; a monoester (b) of a hydroxyl group-containing compound (b2) represented by an integer of 1 to 100 Consists of a copolymer (x) as a unit, and the dispersant for drilling mud is composed of polyacrylate, polymethacrylate or copolymers thereof having a weight average molecular weight Mw of 10,000 to 14,000. The slime processing method used for the muddy water method characterized by this.
前記２次スライム処理工程を、前記安定液のうち、前記孔底近傍に存在する一部の安定液のみを該孔底に沈降堆積したスライムとともにスライム源含有安定液として揚泥するように構成し、前記安定液を掘削土砂の細粒分を含む泥水に液状の掘削泥水用泥膜形成剤及び液状の掘削泥水用分散剤の少なくともいずれかを添加して作製するとともに、該掘削泥水用泥膜形成剤及び掘削泥水用分散剤を前記細粒分と結びつくことによって所定の分散性及び造壁性を有するように構成してなり、前記掘削泥水用泥膜形成剤を、不飽和カルボン酸及び／又はその塩（ａ）を主構成単位とする重量平均分子量Ｍｗが２０万〜３００万の（共）重合体（ｘ′）で構成し、前記掘削泥水用分散剤を、重量平均分子量Ｍｗが１００００乃至１４０００のポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩若しくはそれらの共重合体又は炭酸ナトリウムの少なくともいずれかで構成したことを特徴とする泥水工法に用いるスライム処理方法。 Excavation process for excavating the ground while filling a predetermined stabilizing liquid to form an excavation hole, a primary slime treatment process for removing the slime immediately after excavation that has settled on the bottom of the excavation hole, and stability in the excavation hole In the slime treatment method used in the muddy water method comprising the standing step of standing the liquid for a predetermined period and the secondary slime treatment step of removing again the slime settled on the hole bottom,
The secondary slime treatment step is configured such that only a part of the stabilizing liquid present in the vicinity of the hole bottom is pumped up as a slime source-containing stabilizing liquid together with the slime deposited on the bottom of the hole. In addition, the stabilizing liquid is prepared by adding at least one of a liquid drilling mud film forming agent and a liquid drilling mud dispersant to mud containing fine particles of excavated sediment, and the drilling mud mud film A forming agent and a drilling mud dispersing agent are combined with the fine particles to have a predetermined dispersibility and wall-forming property. The drilling mud mud film forming agent includes an unsaturated carboxylic acid and / or Or a (co) polymer (x ′) having a weight average molecular weight Mw of 200,000 to 3,000,000 having the salt (a) as a main structural unit, and the dispersant for drilling mud is 10,000 ~ 14,000 Polyac Le salts, polymethacrylic acid salts or slime treatment method for use in muddy water method being characterized in that at least composed of one of their copolymers, or sodium carbonate.
Ｖmin＝（Ｈ―Ｔ・Ｓ）・Ａ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｔ； 静置時間
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出する請求項１又は請求項２記載の泥水工法に用いるスライム処理方法。 When the standing time T in the standing step is given, the minimum pumping amount V min of the slime source-containing stabilizing liquid corresponding to the standing time T is expressed by the following equation:
V min = (H-T ・ S) ・ A
H: Drilling depth of the drilling hole
T: Standing time
S; Slime source sedimentation rate
A: The slime processing method used for the mud construction method of Claim 1 or Claim 2 calculated with the excavation area of a drilling hole.
Ｔmin＝（Ｈ―Ｖ／Ａ）／Ｓ
Ｈ； 掘削孔の掘削深さ
Ｖ； 安定液の揚泥量
Ｓ； スライム源の沈降速度
Ａ； 掘削孔の掘削面積
で算出する請求項１又は請求項２記載の泥水工法に用いるスライム処理方法。 When the mud amount V of the slime source-containing stabilizing liquid in the secondary slime treatment step is given, the minimum standing time T min corresponding to the mud amount V is given by the following equation:
T min = (HV / A) / S
H: Drilling depth of the drilling hole
V; Amount of mud pumped from the stabilizer
S; Slime source sedimentation rate
A: The slime processing method used for the mud construction method of Claim 1 or Claim 2 calculated with the excavation area of a drilling hole.
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|---|---|---|---|---|
| CN117069224A (en) * | 2023-10-16 | 2023-11-17 | 阳信亿利源清真肉类有限公司 | Automatic change and breed cowshed sewage treatment plant |
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2003
- 2003-10-07 JP JP2003347823A patent/JP2005112962A/en active Pending
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