JP6207025B2 - 地中掘削用掘進機における機内排土処理システム - Google Patents
地中掘削用掘進機における機内排土処理システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6207025B2 JP6207025B2 JP2015043833A JP2015043833A JP6207025B2 JP 6207025 B2 JP6207025 B2 JP 6207025B2 JP 2015043833 A JP2015043833 A JP 2015043833A JP 2015043833 A JP2015043833 A JP 2015043833A JP 6207025 B2 JP6207025 B2 JP 6207025B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soil
- pipe
- mud
- discharge
- storage tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims description 28
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 99
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 38
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 34
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 18
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 11
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
その場合、切羽管理の施工技術としては、a式:泥水加圧式、b式:土圧式(b−1:泥土圧式・b−2:泥濃式)に分類される。
先ず、a式:の泥水加圧式は安定液工法の横型が切羽理論の中心であり、切羽に泥水を注入し掘削面に泥膜を形成して圧力差を確保し、切羽を加圧状態で連続掘進することで切羽土砂の崩壊を防止しながら掘進する施工法である。
泥水工法の排土システムは流体輸送のために、掘削土粒子が分離沈降を起こさない液状態での一定以上の管内流速が求められ、排土管内が高比重、高粘性、土粒子高含有率の性状となった場合は、液性による流体輸送が不可能となり、送排泥還流方式にはトラブルが発生する。すなわち、一般的な泥水工法での還流システムにおける送泥比重は1.10、排泥比重は1.35程度と考えられる。
以上のように、注入する送泥水比重を高くする必要性が高い地盤(透水性地盤、均等係数の5以下の地盤等)や無水層の地盤の掘進においては逸泥現象が発生しやすく、泥水工法での施工は地盤適用範囲を逸脱することも考えられる。
その結果、管内搬送としては、a式:の泥水加圧式では液性の流体輸送方式(ポンプ輸送)となるが、b式:の泥土圧式や泥濃式では塑性流動化の切羽性状となり、機内の排泥輸送方式は吸泥排土方式(真空搬送)、圧送ポンプ方式、ズリバケット方式、スクリューコンベア方式等が採用される。
スムーズな排土輸送を確保(摩擦抵抗の低減確保)するために、その排泥輸送の効率化対策としては、掘進機内の排土調圧装置から搬出される地山と掘削添加材(掘削地山土量に対する添加材注入率は20%〜50%)の混合撹拌状態を良くして、流動性が高い塑性流動化を図る必要がある。
このように、従来の推進工法(土圧式、泥土圧式、泥濃式)の排土システムでは、推進機カッタで掘削を終えた後、掘削添加材と混合・撹拌された掘削土砂が排土調圧バルブを通過して、そのまま後方の機内貯泥槽に排出される。
その場合、搬出される排土の土砂性状によっては、混合・撹拌不足の地山の固形粒子のままでの土砂も見受けられ、吸引口での閉塞等が生じやすく、鋼管内の詰まりも伴って排泥トラブルが生じ、その都度作業員が配管を外して解除する必要があった。
また、仮に撹拌不足の土砂が配管内を通過できた場合でも、土砂と鋼管内面との摩擦が上昇し、排土能力の低下により搬送距離が短くなる問題を抱えていた。
1) 機体先端に設けた隔壁の前方に掘削刃を回転させて地中を掘削する掘削部を設け、同掘削部の掘削刃を回動させる駆動装置を隔壁の後方機内に設け、前記隔壁は切羽の排土を取込む排土口を有し、同排土口に排土調圧バルブ及び排土管を機内後方に接続し、同排土管から吐出される排土を一次的に貯泥するとともに撹拌機構を備えた機内貯泥槽を設け、同貯泥槽の排土を吸泥排土方式あるいは圧送方式のポンプでもって管内の鋼管に送り込んで、同鋼管を介して坑外に排土を搬送するようにした地中掘削用掘進機において、排土管の内部の途中に排土管内の排土路の開閉を行える排土調圧バルブを設けるととともに、排土管の管端と貯泥槽との間を排土連絡管で密封するように接続し、同排土連絡管の管路途中に排土の固まりを分断して撹拌する分断撹拌機を設け、更に分断撹拌機と貯泥槽との間の排土連絡管途中に鋼管で搬送することが困難となる寸法形状の巨石や玉石又は分断されなかった固まりを分級して、内部に捕捉する分級篭を排土連絡管から出入れ自在に設け、更に貯泥槽は密閉構造とするとともに貯泥槽内の気圧が設定負圧となれば、外気を取り込める逆止弁付吸気管を設けたことを特徴とする、地中掘削用掘進機における機内排土処理システム
2) 貯泥槽の撹拌機構として、撹拌して流動性を向上させるとともに排土を鋼管へ送り込むスクリューコンベアを貯泥槽に設けた、前記1)記載の地中掘削用掘進機における機内排土処理システム
3) 逆止弁付吸気管の管路途中に開閉バルブを設けた、前記1)又は2)記載の地中掘削用掘進機における機内排土処理システム
4) 貯泥槽に水・泥水又は添加材を投入できるバルブ付注入管を設けた、前記1)〜3)いずれか記載の地中掘削用掘進機における機内排土処理システム
にある。
(1)密閉構造であること。
(2)撹拌・混合・塑性流動化機能を有する装置(例えばスクリュータイプ撹拌装置等)が内蔵された貯泥槽であること。
(3)管内の空気の流入が可能な負圧が発生した場合に吸気を可能としたエアー吸気弁(逆止弁機能を有する)が設置されていること。
(4)搬送される土砂を断続的なプラグ体輸送とするために、エアー、土砂、エアー、土砂の交互が管内に輸送できる装置が併用されていること。
(5)特に、固結粘性土等の地山を掘進する場合は、大きな塊となって排土される場合があり、その塊が吸引口に寄せられた場合、排土鋼管吸引口が閉鎖される場合があるため、排土管から機内貯泥槽に移送される直前に土砂を小割する装置も必要となる。
(6)礫や玉石を分離除去する開閉扉のある分級篭を有すること。
更に、その分断撹拌機と貯泥槽との間の排土連絡管に分級篭を出入れ自在に設けたので、鋼管で輸送困難な巨石や玉石又は排土の固まりをこの分級篭で捕捉して貯泥槽に入らないようにするとともに、簡単にこれらの巨石や玉石・固まりを排土連絡管の位置で外部へ排出可能とした。
もし、密閉された貯泥槽30の槽内空気が大きな負圧になれば、貯泥槽30の逆止弁付吸気管303が大気を吸引して負圧を緩める。
又は、吸気管303の開閉バルブ304の操作によってエアー、土砂、エアー、土砂の交互に輸送するプラグ体輸送を可能としている。
更に、分級篭24を設けることで分断撹拌機23で小さくできなかった鋼管搬送が困難な巨石や玉石、排土の固まりを捕捉して、貯泥槽30に送られないようにしているので鋼管内が詰ることなく、確実に排土の鋼管搬送を可能にできるようにしている。
又、負圧が強くなれば逆止弁付の吸気管303が働いて、空気を適度に供給でき、円滑な排土搬送を可能にしている。又、吸気管303に開閉バルブ304を設けているので、その吸気の程度を操作によって適切にできる。
加えて、バルブ305aを有するバルブ付注入管305から濃度調材、粘度調整材、水等を貯泥槽30に投入でき、排土の鋼管搬送に適した排土の濃度・比重・粘性に調整できるようになっている。
10 ケーシング
11 隔壁
12 回転掘削刃
13 掘削部
14 駆動装置
141 モータ
142 減速機構
15 推進管
20 排土口
21 排土管
211 スクリューコンベア
22 排土調圧バルブ
23 分断撹拌機
231 回転軸
232 切断刃
24 分級篭
241 開閉扉
242 ロックボルト
243 篭受部材
25 排土連絡管
251 出入口
30 貯泥槽
301 スクリューコンベア
302 油圧モータ
303 逆止弁付吸気管
304 開閉バルブ
305 バルブ付注入管
305a バルブ
40 鋼管
41 方向修正ジャッキ
Claims (4)
- 機体先端に設けた隔壁の前方に掘削刃を回転させて地中を掘削する掘削部を設け、同掘削部の掘削刃を回動させる駆動装置を隔壁の後方機内に設け、前記隔壁は切羽の排土を取込む排土口を有し、同排土口に排土調圧バルブ及び排土管を機内後方に接続し、同排土管から吐出される排土を一次的に貯泥するとともに撹拌機構を備えた機内貯泥槽を設け、同貯泥槽の排土を吸泥排土方式あるいは圧送方式のポンプでもって管内の鋼管に送り込んで、同鋼管を介して坑外に排土を搬送するようにした地中掘削用掘進機において、排土管の内部の途中に排土管内の排土路の開閉を行える排土調圧バルブを設けるととともに、排土管の管端と貯泥槽との間を排土連絡管で密封するように接続し、同排土連絡管の管路途中に排土の固まりを分断して撹拌する分断撹拌機を設け、更に分断撹拌機と貯泥槽との間の排土連絡管途中に鋼管で搬送することが困難となる寸法形状の巨石や玉石又は分断されなかった固まりを分級して、内部に捕捉する分級篭を排土連絡管から出入れ自在に設け、更に貯泥槽は密閉構造とするとともに貯泥槽内の気圧が設定負圧となれば、外気を取り込める逆止弁付吸気管を設けたことを特徴とする、地中掘削用掘進機における機内排土処理システム。
- 貯泥槽の撹拌機構として、撹拌して流動性を向上させるとともに排土を鋼管へ送り込むスクリューコンベアを貯泥槽に設けた、請求項1記載の地中掘削用掘進機における機内排土処理システム。
- 逆止弁付吸気管の管路途中に開閉バルブを設けた、請求項1又は2記載の地中掘削用掘進機における機内排土処理システム。
- 貯泥槽に水・泥水又は添加材を投入できるバルブ付注入管を設けた、請求項1〜3いずれか記載の地中掘削用掘進機における機内排土処理システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015043833A JP6207025B2 (ja) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | 地中掘削用掘進機における機内排土処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015043833A JP6207025B2 (ja) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | 地中掘削用掘進機における機内排土処理システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016160735A JP2016160735A (ja) | 2016-09-05 |
JP6207025B2 true JP6207025B2 (ja) | 2017-10-04 |
Family
ID=56844563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015043833A Active JP6207025B2 (ja) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | 地中掘削用掘進機における機内排土処理システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6207025B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110593886A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-12-20 | 成都中机盈科科技有限公司 | 一种用于市政建筑施工的顶管内渣土清除*** |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107178371A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-09-19 | 安徽唐兴机械装备有限公司 | 一种顶管机搅拌泥舱压力气垫调节装置 |
JP2019157548A (ja) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 川崎重工業株式会社 | シールド掘進機 |
CN108918390B (zh) * | 2018-08-10 | 2023-11-07 | 河海大学 | 泥浆成膜及测定泥膜固结量、进气量的装置及方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS603199Y2 (ja) * | 1980-10-14 | 1985-01-29 | 三菱重工業株式会社 | シ−ルド式トンネル掘削機 |
JPH0610400B2 (ja) * | 1984-12-27 | 1994-02-09 | 石川島播磨重工業株式会社 | シールド掘進機の排土装置 |
JP2004190349A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | シールド掘削機の排土装置 |
JP5336454B2 (ja) * | 2010-10-05 | 2013-11-06 | 株式会社アルファシビルエンジニアリング | 防爆型掘進装置 |
-
2015
- 2015-03-05 JP JP2015043833A patent/JP6207025B2/ja active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110593886A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-12-20 | 成都中机盈科科技有限公司 | 一种用于市政建筑施工的顶管内渣土清除*** |
CN110593886B (zh) * | 2019-08-07 | 2020-07-17 | 嘉兴市康立德构件股份有限公司 | 一种用于市政建筑施工的顶管内渣土清除*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016160735A (ja) | 2016-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210332554A1 (en) | Hydro excavation vacuum apparatus and fluid storage and supply systems thereof | |
JP6207025B2 (ja) | 地中掘削用掘進機における機内排土処理システム | |
KR100902364B1 (ko) | 쉴드 터널링 장치 및 그 공법 | |
KR100908067B1 (ko) | 버력 분리 장치 및 그 방법 | |
JPH10339093A (ja) | 流体搬送式土砂排出装置 | |
JP2006016934A (ja) | シールド掘削機 | |
JPH0254092A (ja) | 泥水加圧式シールド掘削装置 | |
CN205936461U (zh) | 井场岩屑收集与输送撬装设备 | |
JP4332080B2 (ja) | シールド掘削機における掘削土処理装置 | |
CN206256891U (zh) | 井场废弃泥浆固液分离及再生处理撬装设备 | |
JP6639360B2 (ja) | 掘進機における排泥制御装置 | |
JP2003138884A (ja) | シールド掘削設備 | |
JPH04187299A (ja) | 泥土等処理方法及びその装置 | |
JP2004052514A (ja) | リサイクル液の回収方法及びその装置 | |
JP2000160596A (ja) | 余剰液処理装置 | |
JP2010013289A (ja) | 被搬送物の搬送方法及び搬送装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161031 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20170616 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20170616 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170808 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170901 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6207025 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |