JP3848695B2

JP3848695B2 - Muddy water type shield method Drilling fluid additive and muddy type shield method using it

Info

Publication number: JP3848695B2
Application number: JP34903095A
Authority: JP
Inventors: 清青山
Original assignee: Hymo Corp
Current assignee: Hymo Corp
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: JPH09176626A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は泥水式シールド工法用添加剤およびそれを用いた泥水式シールド工法に関するものであり、さらに詳しくは回転式カッタを備えたメカニカルシールド機により土砂を掘削し、掘削した土砂を泥水として排出移送するために使用する添加剤およびその添加剤を用いた泥水式シールド工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、砂層、細砂層、砂礫層などの掘削に好ましいシールド工法の一種として泥水式シールド工法が開発されている。
【０００３】
従来の泥水式シールド機の一例を図１に示す。図１は泥水式シールド工法を適用する泥水式シールド機１の要部の拡大図である。駆動用モータ２により駆動される回転式カッタ３の後方に隔壁４を設けてチャンバ５を構成した密閉型の機械式シールド機１であり、チャンバ５に掘削用液としての泥水を送泥する送泥管６と排泥するための排泥管７が連結されており、チャンバ５に地下水圧に見合う泥水を送泥加圧することにより、切り羽の安定化を図るものである。
【０００４】
カッタ３にて掘削された土砂は、チャンバ５内に取り込まれ、駆動用モータ８により駆動される攪拌翼９により送泥管６から送泥される泥水と混合され、排泥用ポンプ１０により排泥管７を通って流体輸送されて抗外に送られた後、振動フルイなどの処理設備１１により土砂１２と泥水１３に分離される。分離された泥水１３は調整槽１４に循環されて水注入配管１５から必要量の水などを注入して必要な泥水粘度、濃度、比重に調整され、送泥用ポンプ１６により送泥管６を通って再循環して利用される。１７はチャンバ５内に入るためのマンホール、１８はシールドジャッキである。
【０００５】
上記の泥水式シールド工法を用いて地盤をシールド掘削する際、掘削土砂の流動性が悪くチャンバ内やスクリューコンベヤ内で掘削土砂が詰まったりする問題を避けるために従来、一般的には、ベントナイトのような微細土粒子分散液から成る泥水や泥漿等に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なる分散剤を添加した泥水や泥漿等を添加する工法が行われている。
【０００６】
しかしながら、ベントナイトのような微細土粒子分散液は凡そ６０〜７０重量％もの多量の微細土粒子を含むものが用いられており、しかも掘削する土砂とほぼ同量の微細土粒子を用いる必要があるので、大型の装置が必要となる、操作が煩雑になる、不経済となるなどの欠点があり、また、掘削する土砂によってはチャンバ内に掘削土砂が付着したり、掘削土砂の流動性が悪く、容易に排出移送できないなどの問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、上記の問題を解決することであり、多量の微細土粒子を用いることなく、掘削用液に少量添加して掘削した土砂に混合するだけで掘削した土砂を流動性のある泥水として排出移送できる泥水式シールド工法用添加剤を提供すること、およびこの添加剤を用いて低カッタートルクで、チャンバ内に掘削土砂が付着することがなく、掘削土砂の流動性を向上させて、回転式カッタを備えた従来のメカニカルシールド機により土砂を掘削して、掘削した土砂を流動性のある泥水として容易に排出移送できる泥水式シールド工法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題に鑑み鋭意研究した結果、スルホン基を含む単量体を主として含有する水溶性ビニル単量体を逆相エマルジョン重合して得られる水溶性アニオン性共重合体を添加剤として掘削用液に少量添加して掘削した土砂に混合するだけで掘削した土砂を流動性のある泥水として排出移送できることを見いだし本発明に到達した。
【０００９】
本発明の請求項１の発明は、スルホン基を有する単量体を３０〜１００モル％含有する水溶性ビニル単量体を逆相エマルジョン重合法により重合して得られる水溶性アニオン性（共）重合体の油中水型エマルジョンに親水性界面活性剤を添加した液を主成分とすることを特徴とする泥水式シールド工法掘削用液の添加剤である。
【００１０】
本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載の泥水式シールド工法掘削用液の用添加剤において、１規定食塩水中における水溶性アニオン性（共）重合体の固有粘度が３ｄｌ／ｇ以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３の発明は、請求項１に記載の泥水式シールド工法掘削用液の用添加剤において、スルホン基を有する単量体がアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸あるいはその塩であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４の発明は、請求項１に記載の泥水式シールド工法掘削用液の用添加剤において、スルホン基を有する単量体と共重合させる単量体がアクリルアミドおよび／又はアクリル酸塩であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の添加剤を泥水式シールド工法掘削用液に添加し溶解して使用することを特徴とする泥水式シールド工法である。
【００１４】
本発明の請求項６の発明は、請求項５に記載の泥水式シールド工法において、泥水式シールド工法掘削用液１ｍ³ 当たり０．１〜５ｋｇの請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の添加剤を添加することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明においては、図１に示した従来の泥水式シールド機を用いたシールド工法における掘削用液に本発明の添加剤を添加できるように変更するなどでそのまま使用できる。掘削用液に本発明の添加剤を添加する位置は特に限定されず、例えば、調整槽１４、送水管６、送水管６からチャンバ５までの管路、チャンバ５など、あるいはこれらの複数の箇所などを挙げることができる。次に図１に示した従来の泥水式シールド機における調整槽１４で添加剤を添加する例について説明する。
駆動用モータ２により駆動される回転式カッタ３の後方に隔壁４を設けてチャンバ５を構成した密閉型の機械式シールド機１のチャンバ５に本発明の添加剤が添加された掘削用液を送る送水管６と排泥するための排泥管７が連結されており、チャンバ５に地下水圧に見合う泥水を送水加圧することにより、切り羽の安定化を図っている。調整槽１４に水注入配管１５から必要量の水を注入し、本発明の添加剤Ａを所定量添加して必要な粘度、濃度に調整された前記掘削用液は、送水用ポンプ１６により送水管６を通ってチャンバ５に供給される。
【００１６】
カッタ３にて掘削された土砂は、チャンバ５内に取り込まれ、駆動用モータ８により駆動される攪拌翼９により送水管６から送水される前記掘削液と混合されて、排泥用ポンプ１０により排泥管７を通って流体輸送されて抗外に排出されるようになっている。抗外に送られた後、振動フルイなどの処理設備１１により土砂１２と泥水１３に分離して、分離された泥水１３は調整槽１４に循環して利用してもよい。１７はチャンバ５内に入るためのマンホール、１８はシールドジャッキである。
【００１７】
本発明に用いられるスルホン基を含む単量体の具体例としては、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の塩、ビニルスルホン酸の塩、スチレンスルホン酸の塩およびこれらの混合物を挙げることができる。
【００１８】
本発明においては、スルホン基を含む水溶性ビニル単量体とともに水溶性非イオン性ビニル単量体を共重合してもよい。水溶性非イオン性ビニル単量体の具体例としては（メタ）アクリルアミド、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルなどを挙げることができる。
【００１９】
本発明においては、他の共重合可能な水溶性ビニル単量体として、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸およびその塩などのアニオン性単量体を共重合してもよい。
【００２０】
本発明においては、生成する水溶性アニオン性共重合体の分子量を調整するために必要に応じて連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤の具体例としては、アルコール、メルカプタン、ホスファイト、サルファイトまたはこれらのいずれかの混合物を挙げることができる。
【００２１】
本発明に用いられるスルホン基を含む水溶性ビニル単量体の量は３０モル％以上１００モル％以下である。３０モル％未満ではスルホン基の分散作用が十分でなく、分散剤または保水剤としての働きが不十分となり、掘削用液に少量添加して掘削した土砂に混合するだけで掘削した土砂を流動性のある泥水として排出移送できなくなる。
【００２２】
本発明の水溶性アニオン性共重合体が泥水式シールド工法用添加剤として有用なためには分子量が高い必要があり、本発明の水溶性アニオン性共重合体の１規定食塩水中における固有粘度が３ｄｌ／ｇ以上、好ましくは４ｄｌ／ｇ以上、さらに好ましくは５ｄｌ／ｇ以上である。３ｄｌ／ｇ未満では分子量が低く過ぎて分散剤または保水剤としての働きが不十分となる。
【００２３】
本発明に用いられる水溶性アニオン性共重合体は、通常使用されている公知の重合法によって共重合することができる。例えば水溶液中で重合してもよく、疎水性溶剤中での懸濁重合、逆相エマルジョン重合も採用できる。
重合温度は開始剤の種類により異なるので特に限定されず、開始剤が機能する温度であれば差し支えない。また、使用する重合開始剤も一般的に使用されているレドックス系、アゾ系などどのようなものでも使用でき特に限定されない。
特に疎水性界面活性剤と有機溶剤中で水溶性ビニル単量体を必要に応じて連鎖移動剤の存在下に共重合する逆相エマルジョン重合方法が好ましい。
たとえば、スルホン基を含む単量体を少なくとも３０モル％含有する水溶性ビニル単量体と連鎖移動剤を含む水溶液と、ＨＬＢが３〜６である疎水性界面活性剤を含む有機分散媒とを混合し乳化させた後、ラジカル重合触媒の存在下、温度３０〜８０℃で重合させ油中水型アニオン性重合体エマルジョンを製造する方法がある（特開昭６１−２３６２５０号）。
この油中水型エマルジョンに親水性界面活性剤を添加して水に混合し、水中油型のエマルジョンに転相し使用する。
【００２４】
本発明の泥水式シールド工法用添加剤の形状は特に限定されず、乾燥した粉状でも、エマルジョン、サスペンション等の液状品であっても良いが、水分散性の良好なエマルジョンが好ましい。またその平均粒子径は１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものである。
【００２５】
このような添加剤を泥水式シールド工法における掘削用液に好ましくは掘削用液１ｍ³ 当たり０．１〜５ｋｇ程度添加して掘削した土砂に混合するだけで、多量の微細土粒子を用いることなく、掘削した土砂を流動性のある泥水として排出移送できる。
本発明においては、掘削用液に各種の公知の界面活性剤を添加することができる。
【００２６】
【作用】
本発明の泥水式シールド工法用添加剤はスルホン基の分散作用により分散剤または保水剤として働くので、多量の微細土粒子を用いることなく、掘削用液に少量添加して掘削した土砂に混合するだけで掘削した土砂を流動性のある泥水として排出移送できる。
本発明の泥水式シールド工法用添加剤は掘削土砂によく浸透して解膠し易くなり、且つ土砂の粘着性を低下させるので、低カッタートルクで、チャンバ内に掘削土砂が付着することがなく、掘削土砂の流動性を向上させて、回転式カッタを備えたメカニカルシールド機により土砂を掘削して、掘削した土砂を泥水として容易に排出移送できる。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０℃ないし２３０℃のイソパラフィン１２０．０Ｋｇおよびソルビタンモノオレート７．５Ｋｇを仕込んだ。
脱塩水２００Ｋｇおよびアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ（ＡＭＰＳ）９５．０モル％、アクリル酸ソーダ（ＡＡｃ）５．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を添加し、ホモジナイザーにて攪拌乳化した。
得られたエマルジョンに窒素置換の後、ジメチルアゾビスイソブチレート４０ｇを加え、温度５０℃に制御しながら重合反応を完結させ、その後ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル７．５Ｋｇを添加混合して試験に供する試料（試料−１）（本発明の添加剤）とした。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００２９】
（実施例２）
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ（ＡＭＰＳ）５０．０モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）５０．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−２）（本発明の添加剤）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３０】
（実施例３）
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ（ＡＭＰＳ）５０．０モル％、アクリル酸ソーダ（ＡＡｃ）１０．０モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）４０．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−３）（本発明の添加剤）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３１】
（実施例４）
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ（ＡＭＰＳ）３０．０モル％、アクリル酸ソーダ（ＡＡｃ）３０．０モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）４０．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−４）（本発明の添加剤）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３２】
（実施例５）
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ（ＡＭＰＳ）４９．７モル％、アクリル酸ソーダ（ＡＡｃ）０．３モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）５０．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−５）（本発明の添加剤）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３３】
（実施例６）
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ（ＡＭＰＳ）４０．０モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）６０．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−６）（本発明の添加剤）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３４】
（比較例１）
アクリル酸ソーダ（ＡＡｃ）３０．０モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）７０．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−７）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３５】
（比較例２）
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ（ＡＭＰＳ）２０．０モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）８０．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−８）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３６】
（比較例３）
アクリル酸ソーダ（ＡＡｃ）９５．０モル％、アクリルアミド（ＡＡｍ）５．０モル％の組成のモノマー１６５Ｋｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様にして試験に供する試料（試料−９）を作った。
得られたエマルジョンポリマーの固有粘度を表１に記載する。
【００３７】
【表１】

【００３８】
（実施例７）
孔径２ｍの泥水式シールド工法によるトンネル工事現場において、前述したごとく、ベントナイト分散液中に試料を溶解し、チャンバー内に注入して掘削処理を行った結果、本発明の添加剤（試料−１〜６）を掘削用液に対して０．１〜５Ｋｇ／ｍ³ 添加した泥水を用いた場合は全て問題無く掘削できた。
【００３９】
（比較例４）
実施例７と同様にして比較のための添加剤（試料−７〜９）を掘削用液に対して０．１〜５Ｋｇ／ｍ³ 添加した泥水を用いた場合は土砂が凝集して流動性を無くし掘削トラブルが発生した。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の泥水式シールド工法用添加剤を掘削用液に少量添加して掘削した土砂に混合するだけで掘削した土砂を流動性のある泥水として排出移送できる。
泥水式シールド工法を用いて土砂を掘削する際、本発明の泥水式シールド工法用添加剤を掘削用液に少量添加すれば、回転式カッタを備えた従来のメカニカルシールド機を用いて低カッタートルクで、チャンバ内に掘削土砂が付着することがなく、掘削土砂の流動性を向上させて、掘削した土砂を流動性のある泥水として容易に排出移送できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いる泥水式シールド機の要部の拡大図である。
【符号の説明】
Ａ泥水式シールド工法用添加剤
１泥水式シールド機
２駆動用モータ
３回転式カッタ
４隔壁
５チャンバ
６送泥管
７排泥管
８駆動用モータ
９攪拌翼
１０排泥用ポンプ
１１処理設備
１２土砂
１３泥水
１４調整槽
１５注入配管
１６送泥用ポンプ
１７マンホール
１８シールドジャッキ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an additive for a muddy water shield method and a muddy water shield method using the same, and more specifically, excavates earth and sand using a mechanical shield machine equipped with a rotary cutter, and discharges and transfers the excavated earth and sand as muddy water. The present invention relates to an additive used for the purpose and a muddy water type shield construction method using the additive.
[0002]
[Prior art]
Recently, a muddy water type shield method has been developed as a kind of shield method preferable for excavation of a sand layer, a fine sand layer, a gravel layer and the like.
[0003]
An example of a conventional muddy water type shield machine is shown in FIG. FIG. 1 is an enlarged view of a main part of a muddy water shield machine 1 to which the muddy water shield method is applied. This is a sealed mechanical shield machine 1 in which a partition wall 4 is provided behind a rotary cutter 3 driven by a drive motor 2 to form a chamber 5, and feeds mud as a drilling fluid into the chamber 5. A mud pipe 6 and a mud pipe 7 for discharging mud are connected, and mud water corresponding to the groundwater pressure is fed into the chamber 5 and mud pressure is applied to stabilize the face.
[0004]
The earth and sand excavated by the cutter 3 is taken into the chamber 5, mixed with mud water fed from the mud pipe 6 by the stirring blade 9 driven by the driving motor 8, and discharged by the mud pump 10. After being transported in fluid through the mud pipe 7 and sent to the outside, it is separated into earth and sand 12 and mud water 13 by a processing facility 11 such as a vibration sieve. The separated muddy water 13 is circulated to the adjustment tank 14 and a required amount of water is injected from the water injection pipe 15 to be adjusted to the required muddy water viscosity, concentration and specific gravity. Recycled through and used. Reference numeral 17 is a manhole for entering the

chamber

5, and 18 is a shield jack.
[0005]
In order to avoid the problem of excavated sediment in the chamber or screw conveyor when the ground is shield excavated using the muddy water type shield method described above, Muddy water or slurry with a dispersant composed of a polyanionic water-soluble polymer such as CMC, polycarboxylic acid, naphthalene sulfonic acid / formaldehyde condensate, etc. The construction method to add is performed.
[0006]
However, a dispersion of fine soil particles such as bentonite containing a large amount of fine soil particles of about 60 to 70% by weight is used, and it is necessary to use the same amount of fine soil particles as the soil to be excavated. Therefore, there are disadvantages such as requiring a large-sized device, complicated operation, and uneconomical, and depending on the sediment to be excavated, the excavated sediment may adhere to the chamber or the fluidity of the excavated sediment is poor. There was a problem that it could not be easily discharged and transferred.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and without using a large amount of fine soil particles, the excavated sediment is fluid by simply adding a small amount to the excavating liquid and mixing it with the excavated sediment. Providing an additive for muddy water type shield construction method that can be discharged and transferred as muddy water, and using this additive with low cutter torque, without causing excavated sediment to adhere to the chamber and improving fluidity of excavated sediment An object of the present invention is to provide a muddy water type shield construction method in which earth and sand are excavated by a conventional mechanical shield machine equipped with a rotary cutter, and the excavated earth and sand can be easily discharged and transferred as fluid muddy water.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research in view of the above problems, the present inventor added a water-soluble anionic copolymer obtained by reverse-phase emulsion polymerization of a water-soluble vinyl monomer mainly containing a monomer having a sulfone group. As a result, the inventors have found that the excavated earth and sand can be discharged and transferred as fluid mud only by adding a small amount to the excavating liquid and mixing the excavated earth and sand.
[0009]
The invention of claim 1 of the present invention is a water-soluble anionic (co) obtained by polymerizing a water-soluble vinyl monomer containing 30 to 100 mol% of a monomer having a sulfone group by a reverse phase emulsion polymerization method. An additive for a drilling fluid for drilling a muddy water type shield, characterized by comprising as a main component a solution obtained by adding a hydrophilic surfactant to a water-in-oil emulsion of a polymer.
[0010]
The invention of claim 2 of the present invention is the additive for the drilling fluid for muddy water type shield construction method according to claim 1, wherein the intrinsic viscosity of the water-soluble anionic (co) polymer in 1 N saline is 3 dl / g. It is the above.
[0011]
The invention of claim 3 of the present invention is the additive for the drilling fluid for muddy water type shield method according to claim 1, wherein the monomer having a sulfone group is acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof. It is characterized by that.
[0012]
The invention according to claim 4 of the present invention is the additive for the drilling fluid for muddy water type shield construction method according to claim 1, wherein the monomer to be copolymerized with the monomer having a sulfone group is acrylamide and / or acrylic acid. It is a salt.
[0013]
The invention of claim 5 of the present invention, muddy water type shield, characterized in that to use the additive according to any one of claims 1 to 4 was added to dissolve the muddy water type shield tunneling drilling fluid It is a construction method.
[0014]
The invention of claim 6 of the present invention, according to the muddy water type shield method according to claim 5, one of claims 1 to 4 mud type shield tunneling drilling fluid 1 m ³ per 0.1~5kg It is characterized by adding the additive.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, it can be used as it is, for example, by changing so that the additive of the present invention can be added to the drilling fluid in the shield method using the conventional muddy water type shield machine shown in FIG. The position at which the additive of the present invention is added to the drilling fluid is not particularly limited. For example, the adjustment tank 14, the water supply pipe 6, the pipe line from the water supply pipe 6 to the chamber 5, the chamber 5, etc., or a plurality of these locations And so on. Next, an example of adding an additive in the adjustment tank 14 in the conventional muddy water type shield machine shown in FIG. 1 will be described.
The excavation liquid to which the additive of the present invention is added is added to the chamber 5 of the sealed mechanical shield machine 1 in which the partition wall 4 is provided behind the rotary cutter 3 driven by the drive motor 2 to constitute the chamber 5. A water supply pipe 6 to be sent and a mud discharge pipe 7 for discharging mud are connected to each other, and mud water corresponding to the groundwater pressure is supplied to the chamber 5 and pressurized to stabilize the face. The excavation liquid adjusted to the required viscosity and concentration by injecting a required amount of water into the adjustment tank 14 from the water injection pipe 15 and adding the predetermined amount of the additive A of the present invention is fed by the water feed pump 16. It is supplied to the chamber 5 through the water pipe 6.
[0016]
The earth and sand excavated by the cutter 3 is taken into the chamber 5, mixed with the excavating liquid fed from the water feed pipe 6 by the stirring blade 9 driven by the drive motor 8, and discharged by the mud pump 10. The fluid is transported through the mud pipe 7 and discharged to the outside. After being sent to the outside, it may be separated into earth and sand 12 and muddy water 13 by a treatment facility 11 such as a vibration sieve, and the separated muddy water 13 may be circulated and used in the adjustment tank 14. Reference numeral 17 is a manhole for entering the

chamber

5, and 18 is a shield jack.
[0017]
Specific examples of the monomer containing a sulfonic group used in the present invention include acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid salt, vinylsulfonic acid salt, styrenesulfonic acid salt, and mixtures thereof.
[0018]
In the present invention, a water-soluble nonionic vinyl monomer may be copolymerized together with a water-soluble vinyl monomer containing a sulfone group. Specific examples of the water-soluble nonionic vinyl monomer include (meth) acrylamide, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and the like.
[0019]
In the present invention, anionic monomers such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and salts thereof may be copolymerized as other copolymerizable water-soluble vinyl monomers. .
[0020]
In this invention, in order to adjust the molecular weight of the water-soluble anionic copolymer to produce | generate, a chain transfer agent can be used as needed. Specific examples of the chain transfer agent include alcohol, mercaptan, phosphite, sulfite, or any mixture thereof.
[0021]
The amount of the water-soluble vinyl monomer containing a sulfone group used in the present invention is 30 mol% or more and 100 mol% or less. If it is less than 30 mol%, the dispersive action of the sulfone group is not sufficient, and the function as a dispersant or water retention agent becomes insufficient, and the excavated sediment is fluidized by adding a small amount to the excavating liquid and mixing it with the excavated sediment. It becomes impossible to discharge and transfer as muddy water.
[0022]
In order for the water-soluble anionic copolymer of the present invention to be useful as an additive for a muddy shield method, the molecular weight needs to be high, and the intrinsic viscosity of the water-soluble anionic copolymer of the present invention in 1 N saline is 3 dl / g or more, preferably 4 dl / g or more, more preferably 5 dl / g or more. If it is less than 3 dl / g, the molecular weight is too low and the function as a dispersant or a water retention agent becomes insufficient.
[0023]
The water-soluble anionic copolymer used in the present invention can be copolymerized by a commonly used known polymerization method. For example, the polymerization may be performed in an aqueous solution, and suspension polymerization in a hydrophobic solvent and reverse phase emulsion polymerization may be employed.
The polymerization temperature is not particularly limited because it varies depending on the type of the initiator, and may be any temperature as long as the initiator functions. The polymerization initiator to be used is not particularly limited, and any commonly used redox type or azo type can be used.
Particularly preferred is a reverse phase emulsion polymerization method in which a water-soluble vinyl monomer is copolymerized in a hydrophobic surfactant and an organic solvent in the presence of a chain transfer agent as required.
For example, an aqueous solution containing a water-soluble vinyl monomer containing at least 30 mol% of a monomer containing a sulfone group and a chain transfer agent, and an organic dispersion medium containing a hydrophobic surfactant having an HLB of 3-6 There is a method of producing a water-in-oil type anionic polymer emulsion by mixing and emulsifying and then polymerizing at a temperature of 30 to 80 ° C. in the presence of a radical polymerization catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 61-236250).
A hydrophilic surfactant is added to this water-in-oil emulsion, mixed with water, and phase-shifted into an oil-in-water emulsion for use.
[0024]
The shape of the additive for the muddy water type shield method of the present invention is not particularly limited and may be a dry powder or a liquid product such as an emulsion or a suspension, but an emulsion having good water dispersibility is preferred. The average particle diameter is 10 μm or less, preferably 1 μm or less.
[0025]
In such additive only preferably in drilling fluid in mud type shield method for mixing the sediment excavated by adding about 0.1~5kg per drilling fluid 1 m ^3, without using a large amount of fine soil particles The excavated soil can be discharged and transferred as fluid mud.
In the present invention, various known surfactants can be added to the drilling fluid.
[0026]
[Action]
Since the additive for the muddy water type shield method of the present invention works as a dispersant or a water retention agent by the dispersing action of the sulfone group, it is added to the excavating liquid and mixed with the excavated soil without using a large amount of fine soil particles. The excavated earth and sand can be discharged and transferred as fluid mud.
The additive for the muddy water type shield construction method of the present invention penetrates well into the excavated sediment and becomes easy to pept, and reduces the adhesion of the sediment, so that the excavated sediment does not adhere to the chamber with a low cutter torque. The fluidity of the excavated earth and sand can be improved, the earth and sand can be excavated by a mechanical shield machine equipped with a rotary cutter, and the excavated earth and sand can be easily discharged and transferred as muddy water.
[0027]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[0028]
Example 1
A reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature controller was charged with 120.0 kg of isoparaffin having a boiling point of 190 ° C. to 230 ° C. and 7.5 kg of sorbitan monooleate.
200 kg of demineralized water and a mixture of 165 kg of monomer having a composition of 95.0 mol% acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid soda (AMPS) and 5.0 mol% sodium acrylate (AAc) were added and emulsified with stirring by a homogenizer. .
After nitrogen substitution in the obtained emulsion, 40 g of dimethylazobisisobutyrate was added, the polymerization reaction was completed while controlling the temperature at 50 ° C., and then 7.5 kg of polyoxyethylene nonylphenyl ether was added and mixed for testing. The sample to be provided (Sample-1) (the additive of the present invention) was used.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0029]
(Example 2)
Sample to be subjected to the test in the same manner as in Example 1 except that a mixture of 165 kg of monomers having a composition of 50.0 mol% of acrylamide-2-methylpropane sulfonate (AMPS) and 50.0 mol% of acrylamide (AAm) was used. (Sample-2) (additive of the present invention) was prepared.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0030]
Example 3
Other than using a mixture of 165 kg of monomer having a composition of 5% by mole of acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS), 10.0% by mole of sodium acrylate (AAc) and 40.0% by mole of acrylamide (AAm) Prepared a sample (sample-3) (additive of the present invention) to be used for the test in the same manner as in Example 1.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0031]
Example 4
Other than using a mixture of 165 kg of monomer having a composition of acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid soda (AMPS) 30.0 mol%, acrylic acid soda (AAc) 30.0 mol%, and acrylamide (AAm) 40.0 mol% Prepared a sample (sample-4) (additive of the present invention) to be used for the test in the same manner as in Example 1.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0032]
(Example 5)
Other than using a mixture of 165 kg of monomer having a composition of 49.7 mol% of acrylamide-2-methylpropane sulfonate (AMPS), 0.3 mol% of sodium acrylate (AAc), and 50.0 mol% of acrylamide (AAm) Prepared a sample (sample-5) (additive of the present invention) to be used for the test in the same manner as in Example 1.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0033]
(Example 6)
Sample used for the test in the same manner as in Example 1 except that a mixture of 165 kg of monomer having a composition of acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid sodium (AMPS) 40.0 mol% and acrylamide (AAm) 60.0 mol% was used. (Sample-6) (additive of the present invention) was prepared.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0034]
(Comparative Example 1)
A sample (Sample-7) subjected to the test in the same manner as in Example 1 except that a mixture of 165 kg of monomers having a composition of 30.0 mol% sodium acrylate (AAc) and 70.0 mol% acrylamide (AAm) was used. Had made.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0035]
(Comparative Example 2)
Sample to be subjected to the test in the same manner as in Example 1 except that a mixture of 165 kg of monomer having a composition of 20.0 mol% acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) and 80.0 mol% acrylamide (AAm) was used. (Sample-8) was made.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0036]
(Comparative Example 3)
A sample (sample-9) subjected to the test in the same manner as in Example 1 except that a mixture of 165 kg of monomers having a composition of sodium acrylate (AAc) 95.0 mol% and acrylamide (AAm) 5.0 mol% was used. Had made.
The intrinsic viscosity of the obtained emulsion polymer is shown in Table 1.
[0037]
[Table 1]

[0038]
(Example 7)
As described above, at the tunnel construction site using the muddy water shield method with a pore diameter of 2 m, the sample was dissolved in the bentonite dispersion and injected into the chamber for excavation. As a result, the additive of the present invention (Sample-1 to Sample-1) In the case of using muddy water in which 0.1 to 5 kg / m ^{3 was} added to the excavation liquid, all of 6) could be excavated without problems.
[0039]
(Comparative Example 4)
In the same manner as in Example 7, when mud containing 0.1 to 5 Kg / m ^{3 of the} additive for comparison (samples 7 to 9) added to the drilling fluid is used, the soil and sand aggregate and flow. The drilling trouble occurred.
[0040]
【The invention's effect】
The excavated earth and sand can be discharged and transferred as fluid mud only by adding a small amount of the additive for the mud type shield method of the present invention to the excavating liquid and mixing it with the excavated earth and sand.
When excavating earth and sand using the muddy water type shield method, if a small amount of the muddy water type shield method additive of the present invention is added to the drilling fluid, a low mechanical torque can be obtained using a conventional mechanical shield machine equipped with a rotary cutter. Thus, the excavated sediment does not adhere to the chamber, the fluidity of the excavated sediment is improved, and the excavated sediment can be easily discharged and transferred as fluid mud.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged view of a main part of a muddy water type shield machine used in the present invention.
[Explanation of symbols]
A Additive for muddy water type shield construction method 1 Muddy water type shield machine 2 Drive motor 3 Rotary cutter 4 Bulkhead 5 Chamber 6 Mud pipe 7 Drain pipe 8 Drive motor 9 Stirring blade 10 Mud pump 11 Treatment equipment 12 Sediment 13 Muddy water 14 Adjustment tank 15 Injection pipe 16 Mud pump 17 Manhole 18 Shield jack

Claims

スルホン基を有する単量体を３０〜１００モル％含有する水溶性ビニル単量体を逆相エマルジョン重合法により重合して得られる水溶性アニオン性（共）重合体の油中水型エマルジョンに親水性界面活性剤を添加した液を主成分とすることを特徴とする泥水式シールド工法掘削用液の添加剤。 Hydrophilic water-soluble anionic (co) polymer water-in-oil emulsions obtained by polymerizing water-soluble vinyl monomers containing 30 to 100 mol% of sulfone group monomers by reverse phase emulsion polymerization An additive for liquid for drilling with a muddy water type shield method, characterized by comprising a liquid containing a surfactant as a main component.

１規定食塩水中における水溶性アニオン性（共）重合体の固有粘度が３ｄｌ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１に記載の泥水式シールド工法掘削用液の添加剤。 Added pressure agents mud type shield tunneling drilling fluid of claim 1, wherein the intrinsic viscosity of the water-soluble anionic (co) polymer is 3 dl / g or more in 1N saline.

スルホン基を有する単量体がアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸あるいはその塩であることを特徴とする請求項１に記載の泥水式シールド工法掘削用液の添加剤。 Added pressure agents mud type shield tunneling drilling fluid of claim 1, wherein the monomer is acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid or its salt having a sulfonic group.

スルホン基を有する単量体と共重合させる単量体がアクリルアミドおよび／又はアクリル酸塩であることを特徴とする請求項１に記載の泥水式シールド工法掘削用液の添加剤。 Added pressure agents mud type shield tunneling drilling fluid of claim 1, wherein the monomer to be copolymerized with the monomer having a sulfonic group is acrylamide and / or acrylic acid salt.

請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の添加剤を泥水式シールド工法掘削用液に添加し溶解して使用することを特徴とする泥水式シールド工法。請 Motomeko 1 to muddy water type shield method, characterized in that use is added to dissolve the muddy water type shield tunneling drilling fluid additives according to claim 4.

泥水式シールド工法掘削用液１ｍ³ 当たり０．１〜５ｋｇの請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の添加剤を添加することを特徴とする請求項５に記載の泥水式シールド工法。 The muddy water shield method according to claim 5, wherein 0.1 to 5 kg of the additive according to any one of claims 1 to 4 is added per 1 m ^{3 of the} drilling fluid.