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公開番号2025006769
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107754
出願日2023-06-30
発明の名称土砂搬出システム、及び土砂搬出方法
出願人株式会社タック,西松建設株式会社,丸矢工業株式会社
代理人個人
主分類E21D 9/12 20060101AFI20250109BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】圧送抵抗を抑えつつ、搬出される泥土量を従来よりも抑えることができる土砂搬出システムを提供する。
【解決手段】シールド掘進機による掘削によって生じた掘削土砂と当該掘削土砂の塑性流動化を促進する掘削用添加材とを含む排土を、圧送配管21を介して圧送ポンプ20により搬出する土砂搬出システム1であって、少なくとも水を含む圧送用添加材を圧送配管21に注入する圧送用添加材注入装置31と、圧送ポンプ20及び圧送配管21の圧力を検出する圧力検出器32,33と、圧力検出器32,33によって検出される圧力に基づいて圧送用添加材注入装置31を制御する制御装置35とを備えるものとする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
シールド掘進機による掘削によって生じた掘削土砂と当該掘削土砂の塑性流動化を促進する掘削用添加材とを含む排土を、圧送配管を介して圧送ポンプにより搬出する土砂搬出システムであって、
圧送抵抗を低減するための圧送用添加材を前記圧送配管に注入する圧送用添加材注入装置と、
前記圧送ポンプ及び／又は前記圧送配管の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて前記圧送用添加材注入装置を制御する制御装置と、
を備える土砂搬出システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記圧力検出手段によって検出される圧力が、圧力上限値よりも小さく圧力下限値よりも大きい場合、前記圧送用添加材の現在の注入量を維持するように前記圧送用添加材注入装置を制御する請求項１に記載の土砂搬出システム。
【請求項３】
前記圧送用添加材は、前記排土を圧送に適した土質に改良する改良剤を含有し、
前記圧送用添加材注入装置は、前記圧送用添加材における前記改良剤の濃度を調節する濃度調節部を含み、
前記制御装置は、
前記掘削土砂が粘性土主体であるか砂質土主体であるかを判別する判別部を含み、
前記掘削土砂が粘性土主体であると判別された場合、前記改良剤の濃度を減少させるように前記濃度調節部を制御し、
前記掘削土砂が砂質土主体であると判別された場合、前記改良剤の濃度を増加させるように前記濃度調節部を制御する請求項１又は２に記載の土砂搬出システム。
【請求項４】
前記排土の排出量を測定する排土量測定手段をさらに備え、
前記シールド掘進機の掘削断面積をＳとし、
前記シールド掘進機の掘進ストローク長をＬｓとし、
前記シールド掘進機が前記掘進ストローク長（Ｌｓ）だけ掘進する際に添加される前記掘削用添加材の添加量をＱとし、
理論排土量をＶ１とし、
前記シールド掘進機が前記掘進ストローク長（Ｌｓ）だけ掘進する際に前記排土量測定手段によって測定される測定排土量をＶ２（Ｖ１≧Ｖ２とする）としたとき、
前記判別部は、
前記理論排土量Ｖ１（＝Ｓ×Ｌｓ＋Ｑ）と前記測定排土量Ｖ２との差（Ｖ１－Ｖ２）が第１所定値α以下の場合（Ｖ１－Ｖ２≦α）、前記掘削土砂が粘性土主体であると判別し、
前記差（Ｖ１－Ｖ２）が前記第１所定値αよりも大きい第２所定値β（＞α）以上の場合（Ｖ１－Ｖ２≧β）、前記掘削土砂が砂質土主体であると判別する請求項３に記載の土砂搬出システム。
【請求項５】
シールド掘進機による掘削によって生じた掘削土砂と当該掘削土砂の塑性流動化を促進する掘削用添加材とを含む排土を、圧送配管を介して圧送ポンプにより搬出する土砂搬出方法であって、
前記圧送ポンプ及び／又は前記圧送配管の圧力を検出する圧力検出工程と、
前記圧力検出工程にて検出される圧力に基づいて、圧送抵抗を低減するための圧送用添加材の前記圧送配管への注入量を制御する制御工程と、
を包含する土砂搬出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機による掘削によって生じた掘削土砂と当該掘削土砂の塑性流動化を促進する掘削用添加材とを含む排土を、圧送配管を介して圧送ポンプにより搬出する土砂搬出システム、及び土砂搬出方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の土砂搬出システムは、例えば、特許文献１に開示されている。この土砂搬出システムにおいては、圧送配管を流れる排土と圧送配管の内面との間の摩擦抵抗（圧送抵抗）を低減して、圧送を円滑に行うために、圧送配管に注水リングを介設し、注水リングを介して圧送配管内に水を注入するようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平７－２７９５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に代表される従来の土砂搬出システムでは、圧送する排土の性状変化に起因して圧送抵抗が増加し、圧送配管が閉塞することを懸念して、注水過多となることが多く、搬出される泥状の排土（泥土）の量が増加し、泥土の後処理の負荷が増加するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、圧送抵抗を抑えつつ、搬出される泥土量を従来よりも抑えることができる土砂搬出システム、及び土砂搬出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明に係る土砂搬出システムの特徴構成は、
シールド掘進機による掘削によって生じた掘削土砂と当該掘削土砂の塑性流動化を促進する掘削用添加材とを含む排土を、圧送配管を介して圧送ポンプにより搬出する土砂搬出システムであって、
圧送抵抗を低減するための圧送用添加材を前記圧送配管に注入する圧送用添加材注入装置と、
前記圧送ポンプ及び／又は前記圧送配管の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて前記圧送用添加材注入装置を制御する制御装置と、
を備えることにある。
【０００７】
本構成の土砂搬出システムによれば、排土の性状に応じて変化する傾向がある圧送ポンプ及び／又は圧送配管の圧力が圧力検出手段によって検出され、検出された圧力に基づいて圧送用添加材注入装置が制御装置によって制御される。これにより、圧送抵抗を低減するための圧送用添加材の圧送配管への注入量が、排土の性状に応じたものとなり、過不足なく最適な圧送用添加材の注入量で排土が圧送されて泥土として搬出される。従って、圧送抵抗を抑えつつ、搬出される泥土量を従来よりも抑えることができる。
【０００８】
本発明に係る土砂搬出システムにおいて、
前記制御装置は、前記圧力検出手段によって検出される圧力が、圧力上限値よりも小さく圧力下限値よりも大きい場合、前記圧送用添加材の現在の注入量を維持するように前記圧送用添加材注入装置を制御することが好ましい。
【０００９】
本構成の土砂搬出システムによれば、圧力検出手段によって検出される圧力が、圧力上限値よりも小さく圧力下限値よりも大きい場合、言い換えれば、排土の性状が若干変化する程度においては、現在の注入量が維持されるので、搬出される泥土量を全体として低く抑えつつ、搬出される泥土量の変動を抑えることができる。
【００１０】
本発明に係る土砂搬出システムにおいて、
前記圧送用添加材は、前記排土を圧送に適した土質に改良する改良剤を含有し、
前記圧送用添加材注入装置は、前記圧送用添加材における前記改良剤の濃度を調節する濃度調節部を含み、
前記制御装置は、
前記掘削土砂が粘性土主体であるか砂質土主体であるかを判別する判別部を含み、
前記掘削土砂が粘性土主体であると判別された場合、前記改良剤の濃度を減少させるように前記濃度調節部を制御し、
前記掘削土砂が砂質土主体であると判別された場合、前記改良剤の濃度を増加させるように前記濃度調節部を制御することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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