JPS606440B2 - Excavation soil removal method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来シールド工法によるトンネ掘削は、第６図で示され
るように、発進立坑ｎに向って順次掘削が行われるが、
その闘士質が始めから終りまで一定であれば問題は少な
いが、同図に示されるように、例えば、シルト層ａから
始まって、砂（細砂）層ｂ、上層が砂磯層（小磯）ｃ、
下層がシルト層ａ、砂機層（大磯）ｄなどという変化が
ある時その施工は極めて困難となる。[Detailed description of the invention] In conventional tunnel excavation using the shield method, excavation is performed sequentially toward the starting shaft n, as shown in FIG.
If the fighting quality is constant from beginning to end, there will be no problem, but as shown in the figure, for example, starting from silt layer a, sand (fine sand) layer b, and the upper layer is sandy shore layer (koiso). c,
Construction becomes extremely difficult when there are changes in the lower layer, such as a silt layer A and a sand machine layer (Oiso) D.

このような路線を施工する工法としては、一般には、シ
ルト層ａに対しては土庄バランス工法、砂（細砂）層ｂ
に対しては泥水シールド工法、砂磯層ｃ，ｄに対しても
泥水シ−ルド工法と区分され、切羽の安定に対する検討
として、地質調査地下水調査等により、地山への対策を
充分考慮したシールド形式の選定が必要である。In general, the construction methods for constructing such routes include the Tonosho balance method for the silt layer a, and the Tonosho balance method for the sand (fine sand) layer b.
The mud shield method is also classified as the mud water shield method for sandy rock formations c and d, and as a study for the stability of the face, countermeasures against the ground were sufficiently considered through geological surveys and groundwater surveys. It is necessary to select the shield type.

またシールド形式のみで対応できない場合は補助工法が
併用される。従来の装置では一工法にのみ適するように
作られているので、このような土質の変化があった場合
はその施工が極めて困難になる。In addition, if the shield method alone cannot be used, auxiliary construction methods are also used. Conventional equipment is made to be suitable for only one construction method, so if there is such a change in soil quality, construction becomes extremely difficult.

本発明はこのような点に鑑みて開発発したものであって
、その土質の変化があればこれに即応して装置に付属装
置を附加あるいは取去ることによって、現場においてこ
れに適応する工法に直ちに切換えることができるように
し、また土砂の搬送流路を密閉式の循環回路に形成しそ
の圧力管理を容易になし得られるようにしてスクリュコ
ンベャ内の土砂の圧密効果を挙げて切羽の崩壊を防ぎ、
また切削した±砂を一定の土砂塊となすことによって搬
送回路におけるその流れを円滑に行うことができるよう
にして従来困難視されている滞水砂礁層でも容易にその
施工を行うことができるものである。The present invention has been developed in view of these points, and by adding or removing attached equipment to the equipment in response to changes in the soil quality, it is possible to adapt the construction method to suit the changes on site. The screw conveyor can be switched immediately, and the earth and sand transport flow path is formed into a closed circulation circuit, so that the pressure can be easily controlled, and the earth and sand in the screw conveyor are consolidated to prevent the face from collapsing. ,
In addition, by forming the cut ± sand into a fixed mass of sand, it is possible to smoothly flow the sand in the conveyance circuit, and it is possible to easily construct it even in a standing sand reef layer, which has been considered difficult in the past. It is something.

これを図示の雛士装置を基にして説明する。This will be explained based on the illustrated Hinashi device.

１はシールド機でその前面にカツタドラム３を回転自在
に装着する。1 is a shield machine, and a cutter drum 3 is rotatably mounted on the front surface of the shield machine.

２はカッタバィト、４はカッタドラム３の回転駆動で油
圧モータである。2 is a cutter bit, and 4 is a hydraulic motor for rotationally driving the cutter drum 3.

６はシールド機に固着した隔壁であって、この隔壁６に
よってカッタドラム３内側に、気密なチャンバ５を形成
する。Reference numeral 6 denotes a partition wall fixed to the shield machine, and the partition wall 6 forms an airtight chamber 5 inside the cutter drum 3.

７は隔壁６に固着したシュートでこれでスクリュコンベ
ャ８の先端を支承する。A chute 7 is fixed to the partition wall 6 and supports the tip of the screw conveyor 8.

韓′は土砂流入口である。９はスクリユコンベャ８の回
転駆動源である油圧モータでその回は「掘進速度と土の
膨張率などによって適宜設される。Han' is the sediment inlet. Reference numeral 9 denotes a hydraulic motor which is a rotational drive source for the screw conveyor 8, and its rotation is appropriately set depending on the excavation speed and the expansion rate of the soil.

１川まスクリュコンベヤ８の後方下側に設けられた排士
口１０′を開閉するスライドゲートであって油圧シリン
グ１１の作動で摺敷する。This is a slide gate that opens and closes a discharge port 10' provided at the rear lower side of the screw conveyor 8, and is slid by the operation of a hydraulic cylinder 11.

そしてその関口度は排土量と榎Ｅ士抵抗を勘案してスク
リュ内圧密を確保するよう調節される。なお図示してい
ないが隔壁６１とは土庄検出器（土圧計、圧力変換器な
ど）切羽水圧検出器（水圧計「圧力変換器など）などが
取付けられる。The degree of opening is adjusted in consideration of the amount of soil removed and the resistance of the Enoki engineer to ensure compaction inside the screw. Although not shown, a tonosho detector (earth pressure gauge, pressure transducer, etc.), face water pressure detector (water pressure gauge, pressure transducer, etc.), etc. are attached to the partition wall 61.

Ｐはプレーサであってスクリユコンベヤ８より排出され
る切削士の一定量を一応ここで貯め、その切削士より日
頃次士砂塊を形成し「 この土砂魂と圧送空気圧とを交
互に形成せしめて搬送管２９内をスムーズに流れしめる
ことを目的とし、しかも各種の土質に最適な状態になる
よう制御する「間欠供給の役目をするものである。宵４
はプレーサ本体でその搬送路の底部にはウイングプレー
ト１５を鮫亀６をもって揺動可能に設ける。P is a placer which temporarily stores a certain amount of the cutters discharged from the screw conveyor 8, and uses the cutters to form sand blocks on a daily basis. The purpose is to flow smoothly through the conveyor pipe 29, and it also serves as an intermittent supply that is controlled to be in the optimum condition for each type of soil.
1 is a placer body, and a wing plate 15 is provided at the bottom of the conveyance path so as to be swingable with a shark-turtle 6.

１７は軸１６に固着したアーム、亀ｇはアーム１７にピ
ン１８をもって枢着したロッドでロッド首９の他端は油
圧モータ２０の回転盤２Ｑ′に偏心的にピン１８′をも
って枢着する。Reference numeral 17 denotes an arm fixed to the shaft 16, turtle g is a rod pivotally connected to the arm 17 with a pin 18, and the other end of the rod neck 9 is pivotally connected eccentrically to the rotary disk 2Q' of the hydraulic motor 20 with a pin 18'.

油圧モータ２０はウイングプレート量５を擬中させる駆
動源で振中数を任意に調節する駆動源であればよく、揺
動モータ、油圧シリンダ「電動機などプレーサ本体１４
に敬付けるものである。The hydraulic motor 20 may be any drive source that simulates the wing plate amount 5 and arbitrarily adjusts the number of vibrations, and may include a swing motor, a hydraulic cylinder, an electric motor, etc.
It is something to be respected.

２川まプレーサ本体１４のウイングプレート竃５の背面
側に設けられた送気口でｈ土砂搬送のための空気圧は「
圧縮空気源２８より「鋼管あるいはホースよりなる供給
管２７を経てこれに供給される。The air pressure for transporting earth and sand is determined by the air inlet provided on the back side of the wing plate 5 of the placer body 14.
Compressed air is supplied from a source 28 to this via a supply pipe 27 made of a steel pipe or hose.

２４はその送気用の弁である。24 is a valve for the air supply.

２３は前記油圧モータ２０のパワーユニットを示す。23 indicates a power unit of the hydraulic motor 20.

２２はプレーサ本体竃４の後方に取付けられた圧縮空気
の噴射口で〜圧縮空気は、供給管２７より分岐せる導管
２６より弁２５を介して断続的に供給される。Reference numeral 22 denotes a compressed air injection port attached to the rear of the placer main body 4. Compressed air is intermittently supplied through a valve 25 from a conduit 26 branching from the supply pipe 27.

なおこの断続的の圧縮空気の噴射はその状況に応じてこ
れを使用しない場合もあるものである。３１，３１，３
１はブレーサ本体１４の後部に蓮設した土砂搬送管２９
に設けられた噴射ノズルで、その圧縮空気は、供給管２
７より分岐せる導管３３，３３９３３より弁３２９３盤
，３２を介して土砂の管路搬送ブーストとして送られる
。Note that this intermittent injection of compressed air may not be used depending on the situation. 31, 31, 3
1 is an earth and sand conveying pipe 29 installed at the rear of the bracer body 14
The compressed air is supplied to the supply pipe 2.
The earth and sand is sent from conduits 33 and 33933 branched from 7 through valves 3293 and 32 as a conduit conveyance boost.

このブースト噴射もその状況に応じ不便用のときもある
。７０‘まずりトロでその上部には移動台車６６が設け
られ、移動台車６６上の土砂分離筒６５と前記土砂搬送
管２９とは土砂搬送ホース３Ｑで連結される。This boost injection may also be inconvenient depending on the situation. A movable trolley 66 is provided on the upper part of the 70' rolling trolley, and the earth and sand separation tube 65 on the movable trolley 66 and the earth and sand transport pipe 29 are connected by an earth and sand transport hose 3Q.

土砂分離筒６５は空気圧送された±砂を分離し空気圧は
同筒により大気に放出される。なおずりトロ７０を使用
しないで搬送管２９で立坑まで送るようにしても差支え
ない。第２図は紬砂、砂層に適用される鱗土機構による
シールド機の掘進方式である。The earth and sand separation cylinder 65 separates the sand fed by air pressure, and the air pressure is released into the atmosphere by the cylinder. Note that it is also possible to send the material to the shaft using the conveyor pipe 29 without using the sliding trolley 70. Figure 2 shows the excavation method of a shield machine using a scale mechanism applied to pongee sand and sand layers.

この場合はもスクリュコンベャ８の雛士口１０′に、プ
レーサＰとの間にロータリフイーダ６Ｑを取付けＬ切羽
地下水圧を極力保持するようにしてプレーサＰにその排
士を行うものである。In this case, a rotary feeder 6Q is installed between the placer P and the feeder opening 10' of the screw conveyor 8, and the placer P is evacuated so as to maintain the underground water pressure at the L face as much as possible.

６１は油圧モータであってロータリフィーダ６０のロー
タ回転数を適宜調節しながらこれを駆動する。A hydraulic motor 61 drives the rotary feeder 60 while adjusting the rotor rotation speed as appropriate.

その他は第１図のものと同様であるがこの場合は土砂切
断のための空気の断続噴射は原則的には使用せずプース
ト噴射はその状況に応じて使用しないものである。The rest is the same as that shown in Fig. 1, but in this case, intermittent air injection for cutting earth and sand is not used in principle, and pust injection is not used depending on the situation.

第３図および第４図と第５図は砂磯層に適用される循環
榎Ｅ士機構によるシールド機の掘進方式である。Figures 3, 4, and 5 show the excavation method of a shield machine using a circulating excavator mechanism applied to the sandy rock layer.

この場合は、第１図の機構に、泥水管理機構５７を付設
し「かつ、切羽水圧を極力保持するため、泥水圧を泥水
循環回路として維持しながら、掘進にしたがって、その
排土である切削士と泥水の置換をするべッセル機構４４
を、前記ずりトロ７０１こ代えてこれに設けるものであ
る。In this case, a mud water management mechanism 57 is attached to the mechanism shown in Fig. 1, and in order to maintain the water pressure at the face as much as possible, while maintaining the mud water pressure as a mud water circulation circuit, as the excavation progresses, the excavated soil is removed. Vessel mechanism 44 that replaces dirt and muddy water
is provided here in place of the sliding trolley 701.

４５はべッセル、４５′はずり放出蓋で立坑に設けられ
たずりビンにずりを放出するに当ってその脱着が容易に
形成される。Reference numeral 45 denotes a vessel, and 45' a shear discharge lid, which can be easily attached and removed when discharging shear to a shear bin provided in the shaft.

４６は、その際べッセル４５の傾倒をなさしめる油圧シ
リンダでピン４７，４７をもってべッセル４５とその台
車４２間に枢着される。46 is a hydraulic cylinder which tilts the vessel 45, and is pivotally connected between the vessel 45 and its carriage 42 with pins 47, 47.

４８はべッセル４５と台車４２との間の枢着軸４３はず
りのシュート「 ４１はずり搬送車で泥水より分離した
切削士および泥水より分離したスラッジをこれに収容し
て運搬する。A pivot shaft 43 between the vessel 45 and the truck 42 is connected to a shear chute 48. A shear chute 41 is used to accommodate and transport the cutters separated from the muddy water and the sludge separated from the muddy water.

３６はべッセル４５の上部に設けた土砂投入管で、これ
とプレーサ本体１４の±砂搬送管２９とを土砂搬送ホー
ス３０で連結する。Reference numeral 36 denotes an earth and sand input pipe provided at the upper part of the vessel 45, and this is connected to the sand transport pipe 29 of the placer body 14 by an earth and sand transport hose 30.

投入管３６には非常用弁３４と泥水圧検出器（圧力計、
圧力変換器など）３５を設ける。同泥水圧検出器は泥水
の循環圧力管理、供孫旨管理をするものである。３７は
べッセル４６内の泥水および圧縮空気の放出管でこれに
はホース４０′を介して放出導管４９を接続し、同導管
は、次に説明する泥水管理機構５７の泥水槽４９に閉口
せしめる。The input pipe 36 is equipped with an emergency valve 34 and a mud water pressure detector (pressure gauge,
A pressure transducer, etc.) 35 is provided. The mud water pressure detector is used to manage the circulation pressure of mud water and the flow of water. Reference numeral 37 denotes a discharge pipe for muddy water and compressed air in the vessel 46, to which a discharge conduit 49 is connected via a hose 40', and the conduit is closed to a muddy water tank 49 of a muddy water management mechanism 57, which will be described next. .

３８はその調整弁で泥水圧、送気圧を一定に保持するた
めのもの、３９は圧縮空気の放出口である。Reference numeral 38 is a regulating valve for keeping mud water pressure and supply pressure constant, and reference numeral 39 is a discharge port for compressed air.

５７は泥水管理機構で切削する土質に適合する切羽水圧
を維持するための泥水比重、粘度を調合管理を行う。57 is a mud water management mechanism that controls the mixing of mud water specific gravity and viscosity in order to maintain a face water pressure suitable for the soil quality to be cut.

５１は可変速電動機（定速電動機でもよい）、５２はカ
ップリング「５０はスラリーポンプ、５３はその合板、
５５は吸入管、５６は導出管である。51 is a variable speed electric motor (a constant speed electric motor may also be used), 52 is a coupling, 50 is a slurry pump, 53 is its plywood,
55 is a suction pipe, and 56 is a discharge pipe.

導出管５６は弁５４を介してプレーサ本体Ｐのスライド
ゲート１０の下方において同本体に取付けｔ泥水はウイ
ングプレート亀５の上方において放出される。The outlet pipe 56 is attached to the placer body P below the slide gate 10 of the placer body P via the valve 54, and the muddy water is discharged above the wing plate turtle 5.

第４図に附属の第５図において、８０Ｇま作泥機構であ
って、前記せる循環泥水が希釈された時、これを設定さ
れた比重、粘性にするために、これに注入材を供給する
もので、８１は注入材である粘土、ベントナィトその他
の材料を示し、８２は潜水槽、８４は水中ポンプ、８３
は縄梓槽、８５は貯溜槽であって貯溜槽８５の注入材は
スラリ−ポンプ８６で泥水槽４９に送られる。In Fig. 5 attached to Fig. 4, an 80G mud making mechanism is shown, and when the circulating mud water is diluted, injection material is supplied to it in order to make it have a set specific gravity and viscosity. 81 indicates clay, bentonite and other materials used as injection materials, 82 indicates a diving tank, 84 indicates a submersible pump, and 83 indicates a submersible pump.
85 is a storage tank, and the injection material in the storage tank 85 is sent to the slurry tank 49 by a slurry pump 86.

９０は濃度調整機構で循環泥水の比重粘性が設定値より
濃くなった場合、あるいは泥水中に掘削士が混入した場
合にこれを分離して泥水管理を行うものである。Reference numeral 90 is a concentration adjustment mechanism which separates the muddy water and manages the muddy water when the specific gravity and viscosity of the circulating muddy water becomes thicker than a set value, or when a drilling engineer gets mixed into the muddy water.

９１はずり搬送車亀１上に設けられた打込みポンプで泥
水槽４９の泥水を分級機９２すなわち遠０分離機、振動
ぶるし、などに送り〜分級機９２で分級された廃棄物と
なるスラツジ９２ａはずり搬送車４１へ、スラッジを分
離した泥水９２ｂは調整槽９３を経てスラリーポンプ９
４で泥水槽４９に再送される。91 is a driving pump installed on the shear conveyor turtle 1, which sends the muddy water in the muddy water tank 49 to a classifier 92, that is, a centrifugal separator, a vibrating shaker, etc. ~ The sludge that becomes waste is classified by the classifier 92. 92a is sent to the shear carrier 41, and the muddy water 92b from which the sludge has been separated is sent to the slurry pump 9 through the adjustment tank 93.
4, it is sent again to the mud tank 49.

なおこの場合その状況に応じウイングプレート１５かあ
るいは切断噴射空圧を使用しブースト噴射は不便用の場
合もある。その作用効果を説明する。In this case, depending on the situation, the wing plate 15 or cutting injection pneumatic pressure may be used, and boost injection may be inconvenient. The action and effect will be explained.

第１図のシルト槽に適用される機構について先ず説明す
る。First, a mechanism applied to the silt tank shown in FIG. 1 will be explained.

シルトは粘土と紬砂との中間位にあるち密な層であって
この場合は空気輸送システムが形成される。Silt is a dense layer between clay and pongee sand that forms a pneumatic transport system.

これを説明すると、この地層にシールド機１のカッタバ
ィト２を押圧せしめつつ回転させると、切削士はチャン
バ５内で蝿浮流動化しスクリュコンベヤ８内での圧密が
よく形成されて同コンベヤよりその排土口１０′よりブ
レーサＰに押し出される。プレーサ本体１４では切削士
を次に述べる士砂塊とするための一定の貯溜量を貯える
ことができる大きさのものである。To explain this, when the cutter bit 2 of the shielding machine 1 is pressed against this stratum and rotated, the cutter becomes a floating fluid in the chamber 5, is well consolidated in the screw conveyor 8, and is discharged from the same conveyor. It is pushed out by the bracer P from the soil opening 10'. The placer main body 14 has a size that allows it to store a certain amount to make the cutter into a sand block, which will be described below.

同プレーサＰにおいては、圧縮空気源２８より供Ｖ給管
２７を経てウイングプレート１５の背面に圧気が供給さ
れるのでこれがスクリュコンベヤ８内にもこれが作用し
、その圧密±砂粒子間に脱水作用が生じてより圧密効果
が向上する。In the same placer P, pressurized air is supplied from the compressed air source 28 to the back side of the wing plate 15 via the supply V supply pipe 27, and this also acts on the inside of the screw conveyor 8, resulting in the consolidation ± dehydration effect between the sand particles. occurs and the consolidation effect is further improved.

そして同プレーサＰにおいて、スクリユコンベャ８の緋
±口１０′より連続して出てくる庄密状態の土砂を、弁
２５を介して導管２６よ供給される圧縮空気が、その噴
射口２２より断続的に噴射され、この噴射空気によって
、前記連続的に由てくる土砂を塊状に分断する。In the same placer P, the compressed air supplied to the conduit 26 via the valve 25 is intermittently discharged from the injection port 22 to remove the soil in a dense state continuously coming out from the hole 10' of the screw conveyor 8. The continuously flowing earth and sand is divided into lumps by this jetted air.

またこれと同時にウイングプレート１５を油圧モータ２
０の作動で上下に振動させ、その上に落下する連続土砂
を、前記噴射口２２より断続噴射される噴射空気と相換
って、断続的に土砂塊とする。At the same time, the wing plate 15 is connected to the hydraulic motor 2.
The continuous earth and sand that is vibrated up and down by the zero operation is exchanged with the air that is intermittently injected from the injection port 22, and is intermittently turned into earth and sand lumps.

なおこの断続的噴射空気は状況に応じこれを使用しない
場合もある。これは第２図ないし第４図のものも同じで
ある。すなわちウイングプレート１５を上方に揺動し、
土砂の流れを搾った時点でその先端関口付近において噴
射口２２より圧縮空気を噴射し、その流れをここで切断
し土砂を塊状に分断して土砂塊を順次形成して行く。こ
のように一連の土砂塊に形成された土砂は、土砂搬送管
２９に到り、ここで導管３３より噴射ノズル３１で噴射
される圧縮空気によって管内搬送ブーストがなされ、同
士砂塊の移行速度の低下を防ぎ、かつこれが管内閉塞を
防ぎ円滑に下流側に搬送される。Note that this intermittent injection air may not be used depending on the situation. This is the same for those in FIGS. 2 to 4. That is, by swinging the wing plate 15 upward,
When the flow of earth and sand is squeezed out, compressed air is injected from the injection port 22 near the tip of the entrance, the flow is cut here, the earth and sand is divided into lumps, and earth and sand lumps are successively formed. The earth and sand formed into a series of earth and sand lumps in this way reaches the earth and sand transport pipe 29, where the conveyance within the pipe is boosted by compressed air injected from the conduit 33 by the injection nozzle 31, and the transfer speed of the sand lumps is reduced. This prevents deterioration, prevents blockage in the pipe, and smoothly transports the material to the downstream side.

なおこれも第２図ないし第４図のものにも共通していえ
ることであるが、噴射ノズルの位置あるいは個数はその
状況に応じ適宜決定されるものであり、また場合によっ
ては使用しなし・場合もあるし、また噴射ノズル３１よ
りのブースト噴射も状況に応じ使用するものである。そ
してこの土砂はずりトロ７０内に落下収容される。第２
図の細砂、砂層に適用される機緩について、細砂、左層
は切削士として微粒子分がなく粘着力に乏しい土質であ
り、この場合も空気輸送システムが形成される。Note that this also applies to the ones in Figures 2 to 4, but the position or number of injection nozzles is determined as appropriate depending on the situation, and in some cases, they may not be used or may not be used. In some cases, boost injection from the injection nozzle 31 is also used depending on the situation. Then, this earth and sand falls and is contained in the slider 70. Second
Regarding the fine sand layer shown in the figure, the fine sand layer on the left has soil that does not contain fine particles and has poor adhesion, and a pneumatic transport system is formed in this case as well.

これを説明すると「カッタバィト２で切削された土砂は
チャンバ５内で流動性が無く、スクリュコンベヤ８内で
の圧密が期待できず、そのプラグ効果を形成させること
が難しいものである。そしてそのプラグ効果を形成でき
ない場合は〜スクリュコンベャ８の餅土口翼Ｑ′におい
て贋発が生じ、切羽地下水位が低下しこれと同時に流砂
現象により崩落し〜 これが地表面の陥没となる。To explain this, ``The earth and sand cut by the cutter bit 2 has no fluidity in the chamber 5, so it cannot be expected to be consolidated in the screw conveyor 8, and it is difficult to form the plug effect. If the effect cannot be produced, a forgery occurs at the mochi-dou mouth wing Q' of the screw conveyor 8, the underground water level of the face decreases, and at the same time it collapses due to the quicksand phenomenon.This causes the ground surface to collapse.

そこでこの場合は「スクリュコンベャ８とプレーサＰと
の間にロータリフィーダ６０を設け、切羽地下水圧をこ
れによって確実に保持しながらその排士を行う。そして
、スクリュ回転数＝掘削土量×割増係数 に設定し榎Ｅ士口１０′における圧密を促進し「かっこ
のロータリフィーダ６Ｑ内への充填を強制的に行う。Therefore, in this case, a rotary feeder 60 is installed between the screw conveyor 8 and the placer P, and evacuation is performed while reliably maintaining the groundwater pressure at the face. This setting promotes compaction at the Enoki Eshiguchi 10' and forcibly fills the rotary feeder 6Q.

また「ロータリフィーダ回転数＝掘削士量ｘ膨張比 に設定し、ロータの回転数の累積管理、圧力管理で、掘
進管理「緋±量管理を行う。In addition, by setting the rotary feeder rotation speed = excavation volume x expansion ratio, and performing cumulative control of the rotor rotation speed and pressure control, excavation management is performed.

プレーサＰ以下の作用は前記第１図のものと同様である
が、この場合は噴射口よりの空気の断続噴射は使用しな
いですむ場合が多い。The operation below placer P is similar to that shown in FIG. 1, but in this case, it is often unnecessary to use intermittent injection of air from the injection port.

ブースト射はその状況に応じ使用する。第３図および第
４図と繁馬図の砂機層に適用される機構について、シー
ルド工法においては、地下水圧の高い瀞水、砂際層が一
般的に最も難しいものであるとされている。Boost shots are used depending on the situation. Regarding the mechanism applied to the sand machine layer in Figures 3 and 4 and Shigemazu, it is generally said that the shield method is the most difficult to construct in the water retention and sand edge layers with high groundwater pressure. .

すなわち、カッタバィトの回転により切削された士砂の
チャンバ内への充填率が低下し切羽より作用する地下水
圧を保持するチャンバ内の土砂量とスクＩＪュコンベャ
の回転による圧密効果が期待できず、排士口より地下水
の噴出する事態がいよいよ生じて切羽の崩壊が発生する
。本工法では泥水輸送システムあるいは泥水ェアリフト
システムが形成される。カッタバイト２の回転により切
削された切削士は、隔壁６とによって形成されるチャン
バ５内で櫨梓流動化されるとともに、切羽水圧を保持し
切削士の貯えがなされる。In other words, the filling rate of sand cut into the chamber by the rotation of the cutter bit decreases, and the amount of sand in the chamber that maintains the groundwater pressure acting from the face and the consolidation effect due to the rotation of the SKU IJ conveyor cannot be expected, and the drainage is reduced. A situation in which groundwater finally began to gush out from Shiguchi, causing the face to collapse. This method creates a mud water transport system or mud water airlift system. The cutters cut by the rotation of the cutter tool 2 are fluidized in the chamber 5 formed by the partition wall 6, and the water pressure of the cutting face is maintained to store the cutters.

そしてスクリュコンベャ８の回転によって圧密状態で９
Ｅ士口１０′まで送られるが、同口においては、油圧シ
リンダ１１の作動でスライドゲート竃８を作動させその
関口を調節し、排士量と緋±抵抗を考え、スクリュコン
ベャ８内の圧密を促進する。Then, by the rotation of the screw conveyor 8, the 9
At the same port, the hydraulic cylinder 11 is activated to operate the slide gate 8 to adjust the gate, taking into account the amount of waste and the resistance, and to ensure the compaction inside the screw conveyor 8. Facilitate.

また、事態に応じては「 これを閉じて止水し切羽水圧
の保持をする。In addition, depending on the situation, `` Close this to shut off the water and maintain the water pressure at the face.

プレーサ本体１４は、スクリュコンベヤ８よりの±砂を
搬送する搬送管２ｇ賂に通した±砂塊とするための貯溜
量を貯える。The placer main body 14 stores an amount of stored sand to be passed through the conveying pipe 2g for conveying the sand from the screw conveyor 8 to form a lump of sand.

そしてプレーサ本体畳４には、一定の比重、粘度に管理
された泥水を、〜泥水槽４９より可変遠電動機５１の駆
動でスラリーポンブ５０で導出管５６を介して、スクリ
ュコンベャ８の排士ロー０′の下方に送り込む。これは
、その土質によって、スクリュコンベャ８内にプラグ効
果が形成されない場合「その泥水圧がスクリュコンベャ
８内にもおよびコンベヤ内の圧密効果を挙げ、また土砂
搬送管２９路内の泥水循環回路を形成せしめ、そしてそ
の循環泥水圧管理をなすことにより切羽水圧を保持させ
る。Then, muddy water controlled to have a certain specific gravity and viscosity is delivered to the placer main body tatami mat 4 from the muddy water tank 49 through a slurry pump 50 driven by a variable remote motor 51 through a discharge pipe 56 and a screw conveyor 8. send it below. This is because if a plug effect is not formed within the screw conveyor 8 due to the soil quality, the mud water pressure will have a consolidation effect within the screw conveyor 8 and the conveyor, and will also form a mud water circulation circuit within the earth and sand transport pipes 29. The face water pressure is maintained by controlling the circulating mud water pressure.

泥水圧は次のようにして定められる。Ｐ＝切羽ないいま
チャンバ内の水圧、Ｐｘ＝スクリュコンベャ登内の水圧
、Ｐ，＝泥水圧としてＰＳＰｘ十Ｐ，である。このよう
に設定することにより切羽圧に対して任意調節抵抗を作
ることになる。Mud water pressure is determined as follows. P = water pressure inside the face or current chamber, Px = water pressure inside the screw conveyor, P = mud water pressure, PSP x 10P. By setting in this way, an arbitrarily adjustable resistance is created for the face pressure.

プレーサ本体１４のウイングプレート１５はし土質の性
状に応じ、同本体の出口近くにおいて、流入土砂を土砂
塊とするためにその振中振動数が任意に調整されその揺
動と導管２７よりの断続的圧送空気を交互に供給するこ
とにより、土砂塊の形成とそのスムーズな搬送をなす。The vibration frequency of the wing plate 15 of the placer body 14 is arbitrarily adjusted near the outlet of the placer body in order to turn the inflowing earth and sand into a sand lump according to the soil properties, and the vibration and the intermittent vibration from the conduit 27 are adjusted. By alternately supplying pressurized air, the formation of earth and sand lumps and their smooth transport are achieved.

なおこの場合は状況に応じウイングプレート亀５は使用
せず噴射口２２よりの断続噴射にのみよることができる
。土砂塊を切断するため、噴射口２２よりの断続噴射の
サイクルは土質によって設定するが、士の粘着力、含水
比「 スクリュの圧密、スライドゲ−トｉｏの関口比な
どによりさらに勘案される。In this case, depending on the situation, the wing plate turtle 5 may not be used and only intermittent injection from the injection port 22 may be used. The cycle of intermittent injection from the injection port 22 to cut the earth and sand lumps is set depending on the soil quality, but it is also taken into consideration by the adhesive strength of the soil, the water content ratio, the consolidation of the screw, the Sekiguchi ratio of the slide gate IO, etc.

送気口２１よりの圧縮空気は土砂塊の流出搬送を助ける
が状況に応じこれを使用しない場合もある。噴射ノズル
３８の圧縮空気噴射は、土砂の管路内の速度低下を防ぎ
円滑にこれを送出するものである。Compressed air from the air supply port 21 helps transport the earth and sand, but depending on the situation, it may not be used. The compressed air jet from the jet nozzle 38 prevents the velocity of the earth and sand from decreasing in the pipe and sends it out smoothly.

噴射ノズル３１の噴射位置の選定、あるいは個数はその
時の状態に合わせ適宜決定されることは前記したとおり
である。このようにして土砂搬送管２９内では「導出管
５６より圧入される圧縮空気を伴なう泥水の流れの中に
切断された土砂塊が断続的に存在するというような状態
で流れ、これが投入管３６よりべッセル４５に投入され
る。泥水中の圧縮空気はェァリフトの作用をなしその流
動を助ける。同べッセル４５では土砂塊はその下底に沈
み、この切削士砂と泥水の導き換えが切羽水圧を保持し
ながら行われ、泥水および圧縮空気は放出導管４０を経
て、圧縮空気は放出口３９より大気に放出され、泥水は
泥水管理機構５７の泥水槽４．９に投入され、泥水はこ
こでその比重「粘度など再調整される。As described above, the selection of the injection position or the number of injection nozzles 31 is determined as appropriate depending on the situation at the time. In this way, inside the earth and sand conveying pipe 29, the flow of muddy water accompanied by the compressed air that is forced in from the outlet pipe 56 flows in such a state that cut earth and sand lumps are intermittently present. It is introduced into the vessel 45 from the pipe 36. The compressed air in the mud acts as an airlift and helps the flow. In the vessel 45, the earth and sand mass sinks to the bottom, and the cutter sand and mud are exchanged. is carried out while maintaining the face water pressure, the muddy water and compressed air pass through the discharge conduit 40, the compressed air is discharged into the atmosphere from the discharge port 39, the muddy water is thrown into the muddy water tank 4.9 of the muddy water management mechanism 57, and the muddy water is Here, its specific gravity and viscosity are readjusted.

べッセル４５内にその土砂が一杯になれ；よ、非常用弁
３４を閉じて切羽水圧を保持しながらべッセル４６を分
離し〜その士砂を「ずり放出蓋４５′を開いてシュー卑
３よりｔ立坑に設けたずりビンに放出する。Once the vessel 45 is full of the earth and sand, close the emergency valve 34 and separate the vessel 46 while maintaining the face water pressure. It is then discharged into a waste bin installed in the vertical shaft.

その際には油圧シリンダ４６を作動してべツセル４５を
額動させて行う。なお調整弁３８は導出管５６プレーサ
Ｐ土砂搬送管２９べッセル４５管路４８とからなる泥水
循環回路に、掘削士の排土により生じる泥水圧変動に対
処するものであり、この弁におよりこれを常に一定に保
持するものである。第４図に附属する第５図に示す作泥
機構８０は、坑道内の比較的高所に設置されるものであ
って、循環泥水が希釈された時、粘土、ベントナイトそ
の他の注入材８１が蝿梓槽８３に投入され清水槽８２よ
りの清水とともに麓拝され、これが貯溜槽８５を経て泥
水糟４９に没入される。At that time, the hydraulic cylinder 46 is operated to move the vessel 45. The regulating valve 38 is used to cope with fluctuations in mud water pressure caused by the excavator's soil removal in the mud circulation circuit consisting of the lead-out pipe 56, the placer P, the earth and sand conveying pipe 29, the vessel 45, and the pipe line 48. This is always kept constant. The mud making mechanism 80 shown in FIG. 5 attached to FIG. 4 is installed at a relatively high place in the tunnel, and when the circulating mud is diluted, clay, bentonite, and other injection materials 81 are The flies are put into the water tank 83 and worshiped together with fresh water from the fresh water tank 82, which passes through the storage tank 85 and is immersed in the mud sludge 49.

一方濃度調整機構９０も坑道内に設置され、泥水槽４９
の泥水を分級機９２で分級し、廃棄物となるスラッジ９
２ａはずり搬送車４１へ、所望泥水は調整槽９３を経て
泥水槽４９に戻される。On the other hand, the concentration adjustment mechanism 90 is also installed in the tunnel, and the mud tank 49
The muddy water is classified by a classifier 92 and sludge 9 becomes waste.
2a is returned to the shear transport vehicle 41, and the desired muddy water is returned to the muddy water tank 49 via the adjustment tank 93.

本発明は切削土砂を搬送するに当って一定の土砂塊とな
し、これを泥水輸送システム、空気輸送システム、ヱア
リフトを伴う泥水輸送システムという排士システムをも
ってなし、そして掘削土砂の性質に最適のものにこれを
選択して施工を行うことができ、しかも施工路線の地層
の複雑な変化に則応して現場において、一連の８Ｅ士装
置をもってこれに簡単に設備変更を行うことができるの
で、切羽の崩壊を事前に防止し施工を容易に行うことが
できてその施工速度が向上し、工期を確実に守ることが
でき、また設備費も低廉となる。そしてスクリユコンベ
ヤよりずりトロあるし、はべッセルという排士運搬車ま
密閉循環回路を形成しているので圧気あるいは泥水圧の
管理が極めて容易になし得られ、これによってスクリュ
コンベャ内の庄密が充分に保証され、そのプラグ効果を
よく挙げることができるので、切羽水圧の保持が充分に
なされ、また切羽水圧の変動が緩緩緩緩慢となりその崩
壊がが生じるようなことがなくなる。また空気輸送の場
合は圧力流体により、土砂に脱水作用を生じよくその圧
密効果を挙げることができ「そして、これによって土砂
の含水比が低下することによってその排土の取扱いが極
めて楽になり、運搬中の土砂こばれなどなくなる。The present invention conveys cut earth and sand into a certain amount of earth and sand, and uses an exclusive system such as a mud water transport system, a pneumatic transport system, and a mud water transport system with a lift, which is optimal for the properties of the excavated earth and sand. In addition, it is possible to select this method for construction work, and it is also possible to easily change the equipment on site with a series of 8E equipment in accordance with the complex changes in the strata of the construction route. The collapse of the structure can be prevented in advance and the construction can be easily carried out, the construction speed is improved, the construction period can be reliably met, and the equipment cost can be reduced. Also, it has less shear than a screw conveyor, and since it forms a closed circulation circuit with a waste transport vehicle called a havessel, it is extremely easy to manage air pressure or mud water pressure, thereby reducing the density inside the screw conveyor. Since it is sufficiently guaranteed and the plug effect can be well expressed, the water pressure at the face can be sufficiently maintained, and fluctuations in the water pressure at the face will not be so slow that it will collapse. In addition, in the case of pneumatic transport, the pressurized fluid causes dehydration of the earth and sand, resulting in a compacting effect. There will be no more dirt and debris inside.

また従来困難視された滞水砂磯層の施工の場合も、本発
明によれば、泥水流量泥水圧力の合理的な管理によりそ
の安定したスムーズな泥水循環回路を形成することがで
き、これを容易になし得られる。In addition, even in the case of construction of water-retaining sandy rock formations, which was considered difficult in the past, according to the present invention, a stable and smooth mud circulation circuit can be formed by rationally managing the mud flow rate and mud pressure. Easily obtained without.

そしてシールド機から排士運搬まで乗り継ぎがないので
坑内の磯土処理が少なくてすみ、しかもその装置はシン
プルであってコンパクトに纏めることができるので、設
備スペースが少くてすむし、またそれだけ、狭い坑道内
において広い作業スペースを取ることができて、セグメ
ントの搬入組立など楽になるし、また運転に当ってその
動力が少なくてすみ機械的の無理がないのでその故障、
修理、保守が少くなり稼動率が向上し設備費施工費のコ
ストを低減させることができる。Since there is no transfer between the shield machine and the transport of the excavators, there is less need to dispose of rocky soil inside the mine.Furthermore, the equipment is simple and can be put together compactly, so the equipment space is small, and it is also small. A large working space can be taken up in the mine shaft, making it easier to carry in and assemble the segments, and since less power is required during operation, there is no mechanical strain, so there is no need to worry about breakdowns.
Repairs and maintenance are reduced, operating rates are improved, and equipment and construction costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はシルト層に適用する緋士装置の縦断側面図、第
２図は細砂、砂層に適用する擬±装置の縦断側面図「第
３図および第亀図はそれぞれ砂礁層に適用する擬士装置
の縦断側面図、第屋図は第４図のものに附属する泥水の
作泥調整装置の縦断側面図ト第昼図は一般の掘削路線の
縦断側面図である。 量……シールド機、３…岬カッタドラム「 ５……チヤ
ンバも籍……スクリユコンベヤ、鰭′州岬流入口、亀囚
′……漠Ｅ士口、亀５…岬ウイングプレートも多９……
土砂搬送管「 登５……土砂分離筒「Ｐ……プレーサ。 ゲラ図オ６図 国 下 図 下 国 ド 図 寸 ＊Figure 1 is a vertical side view of the Hiji device applied to silt layers, Figure 2 is a vertical side view of the pseudo device applied to fine sand and sand layers. Figure 4 is a longitudinal sectional side view of the sludge preparation equipment for muddy water that is attached to the one shown in Figure 4. Figure 4 is a longitudinal sectional side view of a general excavation route.Quantity... Shield machine, 3...Misaki Cutter Drum ``5...Chayamba is also registered...Skuriyu conveyor, Fin'shu Misaki inlet, Turtle prisoner'...Boku E Shiguchi, Turtle 5...Misaki wing plate is also numerous 9...
Sediment conveyance pipe "No. 5... Earth and sand separation tube "P... Placer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ シールド機のカツタドラム内側のチヤンバにスクリ
ユコンベヤの土砂流入口を臨ませ、同コンベヤの後端の
排土口に、掘削土砂の一定量を貯溜し得るプレーサを取
付け、プレーサの後方の出口付近において、プレーサ内
の掘削土砂をウイングプレートの揺動によつて切断して
順次一定の土砂塊となし、この土砂塊を、プレーサの前
方より噴射される圧力流体によりプレーサの後端に連結
した土砂搬送管内に流し、この圧力流体によつて搬送さ
れる土砂塊を土砂分離筒を介して搬出する掘削土砂排土
方法。1. The earth and sand inlet of the screw conveyor is facing the chamber inside the cutter drum of the shield machine, and a placer capable of storing a certain amount of excavated earth and sand is attached to the earth discharge port at the rear end of the conveyor, and a placer that can store a certain amount of excavated earth and sand is installed near the exit at the rear of the placer. In this process, the excavated earth and sand in the placer is cut by swinging of the wing plate to form a certain earth and sand lump, and this earth and sand lump is connected to the rear end of the placer by pressurized fluid injected from the front of the placer. An excavating earth and sand removal method in which the earth and sand are poured into a conveying pipe, and the earth and sand lumps conveyed by this pressure fluid are carried out through an earth and sand separating tube.