(57)【要約】【課題】発泡器通過後の発泡状態を確認することを可能とし、その結果、不良な発泡状態をいち早く発見することで即時に対処することを可能とする気泡注入システムとこれを利用した気泡シールド工法を提供する。【解決手段】切羽あるいはチャンバー内に発泡体Ｌ３を注入する気泡注入システム１である。発泡体Ｌ３を供給する複数の注入系統２を備えている。注入系統２は、起泡剤を圧送する起泡剤供給ポンプ３と、圧縮空気Ａを圧送するコンプレッサー４と、起泡剤と圧縮空気Ａとを混合した混合体Ｌ２を気泡化して発泡体Ｌ３を生成する発泡筒７と、発泡体Ｌ３を切羽あるいはチャンバーへ供給する気泡供給管８とを備えており、気泡供給管８の少なくとも一部に、当該気泡供給管８の内部を視認可能な視認区間を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切羽あるいはチャンバー内に発泡体を注入する気泡注入システムであって、
前記発泡体を供給する複数の注入系統を備えており、
前記注入系統は、
起泡剤を圧送する起泡剤供給ポンプと、
圧縮空気を圧送するコンプレッサーと、
前記起泡剤と前記圧縮空気とを混合した混合体を気泡化して前記発泡体を生成する発泡器と、
前記発泡体を前記切羽あるいは前記チャンバーへ供給する気泡供給管と、を備えており、
前記気泡供給管の少なくとも一部に、当該気泡供給管の内部を視認可能な視認区間を有していることを特徴とする、気泡注入システム。
【請求項２】
前記視認区間にサイトグラスが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の気泡注入システム。
【請求項３】
前記視認区間を撮影する監視カメラを備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の気泡注入システム。
【請求項４】
前記監視カメラの撮影画像から前記発泡体と当該発泡体以外の物質とに区分する画像処理を行う画像処理手段を備えていることを特徴とする、請求項３に記載の気泡注入システム。
【請求項５】
前記混合体を加圧して前記発泡器に送出するスクイズポンプを備えていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の気泡注入システム。
【請求項６】
前記コンプレッサーと前記スクイズポンプとの間に、前記圧縮空気の空気圧を調整するレギュレーターを備えていることを特徴とする、請求項５に記載の気泡注入システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の気泡注入システムにより供給された前記発泡体と、掘削土砂とを混合して気泡混合土を生成し、当該気泡混合土により切羽の土圧に対抗しながら掘進する気泡シールド工法であって、
前記気泡供給管内の前記発泡体の発泡が不十分と判断された場合には、一部の前記注入系統による前記発泡体の注入を停止させることで、その他の前記注入系統による混合体の流速を増加させることを特徴とする、気泡シールド工法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の気泡注入システムにより供給された前記発泡体と、掘削土砂とを混合して気泡混合土を生成し、当該気泡混合土により切羽の土圧に対抗しながら掘進する気泡シールド工法であって、
前記気泡供給管内の前記発泡体の発泡が不十分と判断された場合には、前記圧縮空気の空気圧を減圧させることで前記発泡器に供給する圧縮空気の空気量を増加させることを特徴とする、気泡シールド工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡注入システムおよび気泡シールド工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気泡シールド工法においては、発泡体を切羽やシールドマシンのチャンバー内に注入して発泡体と掘削土砂と混合することで、切羽土圧に対抗して切羽の安定を確保するとともに、掘削土砂の流動性を向上させて当該掘削土砂の搬出能力を向上させている。このような気泡シールド工法では、シールド掘削機のバルクヘッド後方に設けられた発泡器と、発泡器にそれぞれ独立したラインを介して接続する起泡剤注入ポンプおよびコンプレッサーとを備える気泡注入システムにより発泡体を注入するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。気泡注入システムは、希釈した起泡剤（希釈気泡液）にコンプレッサーにより供給された圧力空気を混合して混合体を生成し、この混合体を発泡器に通すことで発泡体を生成した後、この発泡体を切羽またはチャンバー内に圧入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５０７４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の気泡注入システムでは、希釈気泡液および空気の注入量、ならびに、注入圧力により管理を行っていたが、発泡器通過後の発泡状況（適正に発泡しているか否か）を確認することができなかった。発泡体が適正に発泡していないと、圧縮空気と希釈気泡液とが分離した状態で切羽またはチャンバーに注入されてしまうため、計画注入量では掘削土砂を塑性流動化させることができないおそれがある。発泡状態が不十分な場合には、掘削土砂を塑性流動化させるために、計画注入量よりも多い量の起泡剤を注入することになり、その結果、費用が高くなってしまう。また、希釈気泡液と分離した状態で注入された圧縮空気がチャンバー上部に滞留してしまう場合には、当該圧縮空気の噴発を抑制するための対策工を講じる必要がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、発泡器通過後の発泡状態を確認することを可能とし、その結果、不良な発泡状態をいち早く発見することで即時に対処することを可能とする気泡注入システムとこれを利用した気泡シールド工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の気泡注入システムは、切羽あるいはチャンバー内に発泡体を注入するものであって、前記発泡体を供給する複数の注入系統を備えている。前記注入系統は、起泡剤を圧送する起泡剤供給ポンプと、圧縮空気を圧送するコンプレッサーと、前記起泡剤と前記圧縮空気とを混合した混合体を気泡化して前記発泡体を生成する発泡器と、前記発泡体を前記切羽あるいは前記チャンバーへ供給する気泡供給管とを備えていて、前記気泡供給管の少なくとも一部に、当該気泡供給管の内部を視認可能な視認区間を有している。なお、前記視認区間にサイトグラスが設けられているのが望ましい。
かかる気泡注入システムによれば、気泡供給管の内部を視認可能なため、発泡器から排出された発泡体（混合体）が適正に発泡しているか否かを確認することができる。そのため、発泡状態が不良な場合には、即時に対処することが可能となり、その結果、計画注入量に沿って気泡材を注入することができる。
【０００６】
気泡注入システムが、前記視認区間を撮影する監視カメラを備えていれば、離れた場所においても、気泡供給管の内部の状況を確認することができる。また、前記監視カメラの撮影画像から前記発泡体と当該発泡体以外の物質とに区分する画像処理を行う画像処理手段を備えていれば、処理画像データに基づいて発泡状態を確認することができる。また、処理画像データを利用して、自動制御することも可能となる。
なお、気泡注入システムが前記混合体を加圧して前記発泡器に送出するスクイズポンプを備えていれば、高水圧下においても気泡注入を行うことが可能となるとともに、注入圧力を簡易に調整することができる。さらに、前記コンプレッサーと前記スクイズポンプとの間に圧縮空気の空気圧を調整するレギュレーターを備えていれば、気泡供給管内の発泡状態が不良な場合に、空気圧を調整することで即時に対処することができる。すなわち、空気圧を低減して発泡器に供給する空気量を増加させることで、混合体の発泡を促すことができる。
【０００７】
また、本発明の気泡シールド工法は、前記気泡注入システムにより供給された前記発泡体と、掘削土砂とを混合して気泡混合土を生成し、当該気泡混合土により切羽の土圧に対抗しながら掘進する気泡シールド工法である。
当該気泡シールド工法では、前記気泡供給管内の前記発泡体の発泡が不十分と判断された場合には、一部の前記注入系統による前記発泡体の注入を停止させることでその他の前記注入系統による混合体の流速を増加させて発泡を促すか、前記圧縮空気の空気圧を減圧させることで前記発泡器に供給する圧縮空気の空気量を増加させることで発泡を促すものとする。
かかる気泡シールド工法によれば、発泡状態が不良な場合であっても即時に対処することで安定的な施工を継続することができる。しかも、起泡材の注入量を計画注入量から大幅に増加させることがないため、経済的な施工が可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の気泡注入システムおよび気泡シールド工法によれば、気泡状態を確認しながら掘進することが可能なため、適正な切羽保持および掘削土砂の塑性流動化が可能となり、その結果、安定的な施工が可能となる。また、気泡状態が不良な場合には即時に対処することで、計画注入量に応じた起泡剤の注入量により施工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る気泡注入システムを示す系統図である。
【図２】気泡注入システムの制御手段を示すブロック図である。
【図３】注入口の配置を示す正面図である。
【図４】図１の気泡注入システムの注入系統を示す系統図である。
【図５】発泡筒および気泡供給管を示す平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）はサイトグラスを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態では、図１に示す気泡注入システム１を利用した気泡シールド工法について説明する。気泡シールド工法は、気泡注入システム１により供給された発泡体Ｌ３と掘削土砂とを混合して塑性流動化させた気泡混合土を生成し、この気泡混合土により切羽の土圧に対抗しながら掘進するものである。
気泡注入システム１は、起泡剤と圧縮空気Ａ等を混合して発泡体Ｌ３を生成し、この発泡体Ｌ３を加圧した状態で切羽に注入する。気泡注入システム１は、掘削断面に対して発泡体Ｌ３を均等に供給するように配置された１４本（図１では７本のみ表示している）の注入系統２と、複数の注入系統２を制御する制御手段９（図２参照）とを備えている。図３に示すように、１４本の注入系統２の注入口２１Ａ〜２１Ｎ（以下、「注入口２１Ａ〜２１Ｎ」を区別しない場合は、単に「注入口２１」を称する）は、カッターヘッドＣに対して、各注入口２１から吐出される発泡体Ｌ３が均等に排出されるように配置されている。すなわち、各注入口２１は、他の注入口２１と同じ面積の領域（図３において二点鎖線で囲まれた範囲）に対して発泡体Ｌ３を注入する。なお、注入口２１の数は限定されるものではなく、掘削断面形状等に応じて適宜決定すればよい。
注入系統２は、図４に示すように、起泡剤供給ポンプ３と、コンプレッサー４と、レギュレーター５と、スクイズポンプ６と、発泡筒（発泡器）７と、気泡供給管８とを備えている。すなわち、気泡注入システム１は、複数（本実施形態では１４台）のスクイズポンプ６，６，…を介して、切羽に対して複数の注入口２１から発泡体Ｌ３を注入する。なお、注入系統２の本数は限定されるものではなく、掘削断面形状等に応じて適宜設定すればよい。
【００１１】
起泡剤供給ポンプ３は、図４に示すように、起泡剤管３１を介してスクイズポンプ６に接続されており、希釈された起泡剤である希釈気泡液Ｌ１をスクイズポンプ６に圧送する。起泡剤管３１には、流量計３２が設置されている。流量計により、起泡剤供給ポンプ３から供給された希釈気泡液Ｌ１の流量を測定できる。 起泡剤管３１は、スクイズポンプ６の吸入口に配設された合流管６３に接続されている。起泡剤管３１を介して供給された希釈起泡液は、合流管６３内において、圧縮空気Ａと混合されてスクイズポンプ６に吸入される。なお、希釈気泡液Ｌ１は、予め起泡剤が所定の配合で希釈されたものであってもよいし、現地において水と起泡剤とを合流させた液体を起泡剤供給ポンプ３に供給したものであってもよい。
【００１２】
コンプレッサー４は、図４に示すように、スクイズポンプ６に圧縮空気Ａを圧送する。なお、コンプレッサー４は、注入系統２毎に１台ずつ設けられていてもよいし、複数の注入系統２に対して１台設けてもよい。 本実施形態では、コンプレッサー４を掘削機内またはトンネル坑内に配設するが、コンプレッサー４の設置箇所は限定されるものではない。
コンプレッサー４は、レギュレーター５を介してスクイズポンプ６，６，…に接続されている。 
コンプレッサー４とレギュレーター５は、第一送気管４１により連結されている。第一送気管４１は、図１に示すように、コンプレッサー４に接続する本管４１ａと、本管４１ａから分岐されて、各レギュレーター５接続する分岐管４１ｂ，４１ｂ，…と、により構成されている。 なお、分岐管４１ｂには、圧縮空気Ａの流量を調節する電磁弁や圧縮空気Ａから不純物を除去するエアーフィルター等が配設されている。
【００１３】
レギュレーター５は、図４に示すように、コンプレッサー４の切羽側に配設されていて、第一送気管４１を介してコンプレッサー４から供給された圧縮空気Ａの空気圧を調整する。例えば、コンプレッサー４が圧縮空気Ａの圧送圧力が０．７ＭＰａで一定の場合に、レギュレーター５は、圧縮空気Ａの圧力を０．１〜０．７ＭＰａに調整する。レギュレーター５により調整された圧縮空気Ａは、第二送気管５１を介してスクイズポンプ６に送気される。第二送気管５１は、スクイズポンプ６の吸入口に配設された合流管６３に接続されている。
合流管６３内では、起泡剤供給ポンプ３を介して圧送された希釈気泡液Ｌ１とコンプレッサー４からレギュレーター５を介して圧送された圧縮空気Ａとが混合される。これにより得られた混合体Ｌ２は、スクイズポンプ６に供給される。
【００１４】
スクイズポンプ６は、希釈気泡液Ｌ１と圧縮空気Ａとを混合した混合体Ｌ２を加圧して発泡筒７に送出する。 図４に示すように、スクイズポンプ６の吐出口には、発泡筒７に接続する混合体輸送管６１が配管されている。 スクイズポンプ６の吐出口と混合体輸送管６１との接続部には、圧力計６２が設置されている。圧力計６２は、スクイズポンプ６から吐出される混合体Ｌ２の圧力を測定する。
【００１５】
発泡筒７は、スクイズポンプ６から供給された混合体Ｌ２を通過させることで、混合体Ｌ２を気泡化して発泡体Ｌ３を生成する。発泡筒７の内部には多数のガイシが配設されている。発泡筒７に流入された混合体Ｌ２は、ガイシの間を通過することで、撹拌されて発泡する。ここでガイシとは、円筒状の部材であって、例えば、長さ５ｍｍ、外径６ｍｍ、内径３ｍｍのものや、長さ１０ｍｍ、外径９ｍｍ、内径６ｍｍのもの等がある。
図４に示すように、発泡筒７には、流量計７１が設置されている。流量計７１は、発泡筒７内を通過する混合体Ｌ２の流量を測定する。
発泡筒７から排出された発泡体Ｌ３は、気泡供給管８を介して切羽に注入される。
発泡筒７の吐出口と気泡供給管８との接続部には、流量計７２および圧力センサー７３が設置されている。流量計７２は、切羽に注入される発泡体Ｌ３の流量を測定し、圧力センサー７３は、発泡体Ｌ３の圧力を測定する。
【００１６】
本実施形態では、図５に示すように、発泡筒７と平行に加泥管７４が配管されている。加泥管７４は、泥水等の加泥材を切羽に供給するための管路である。発泡筒７および加泥管７４の基端部は第一分岐管７５を介して混合体輸送管６１に接続されていて、発泡筒７および加泥管７４の先端部は第二分岐管７６を介して気泡供給管８に接続されている。また、発泡筒７および加泥管７４の基端および先端には、それぞれバルブ７７が設けられている。すなわち、本実施形態の注入系統２は、バルブ７７を切り替えることにより、発泡筒７と加泥管７４に流路を切替可能に構成されている。加泥材を切羽に供給する場合には、発泡筒７の先端および基端のバルブ７７を遮蔽するとともに、加泥管７４の先端および基端のバルブ７７を開放した状態で加泥材を注入系統２に供給する。こうすることで、発泡筒７に加泥材が詰まることを防止する。一方、切羽に気泡を供給する場合には、発泡筒７の先端および基端のバルブ７７を開放するとともに、加泥管７４の先端および基端のバルブ７７を遮蔽した状態で混合体Ｌ２を供給する。
【００１７】
気泡供給管８は、カッターヘッドＣの注入口２１に接続されていて、発泡筒７を通過することで生成された発泡体Ｌ３を切羽へ供給する。図５に示すように、気泡供給管８には、サイトグラス８１（確認窓）が設けられている。すなわち、気泡供給管８には、内部を視認可能な視認区間が設けられている。サイトグラス８１には、発泡体Ｌ３の流路を挟むように前後（図５において上下）に一対の透明な板材（ガラス板）８３，８３が配設されている。サイトグラス８１を通じて気泡供給管８の内部を視認できる。
本実施形態では、視認区間（サイトグラス８１）を撮影する監視カメラ８２が設けられている。監視カメラ８２は、運転室のモニター９２（図２参照）に接続されていて、運転室において視認区間の映像を確認可能である。本実施形態では、図示しない照明設備によりサイトグラス８１に照明をあてた状態で撮影する。照明設備の構成は限定されるものではないが、例えば、調光機能を有した白色照明を利用する。なお、監視カメラ８２が照明内蔵型（例えば赤外線照明内蔵）であれば、照明設備は省略してもよい。
運転室には、制御手段９の操作盤９１（図２参照）が設けられていて、気泡注入システム１の操作を行う。１つのサイトグラス８１（注入系統２）に対して1台の監視カメラ８２を設けてもよいし、複数のサイトグラス８１を１台の監視カメラ８２により撮影してもよい。
【００１８】
制御手段９は、各注入系統２を制御する。すなわち、気泡注入システム１は、運転室において、遠隔操作が可能である。本実施形態では、レギュレーター５やスクイズポンプ６等の制御を、制御手段９により実行する。
制御手段９は、図２に示すように、操作盤９１と、モニター９２と、ＣＰＵボックス９３とを備えている。
操作盤９１は、気泡注入システム１の起動スイッチ、注入系統２の選択スイッチ等を備えている。 操作盤９１から出力された信号は、ＣＰＵボックス９３に送信される。
モニター９２は、監視カメラ８２や各計測器（流量計３２，７２、圧力計６２、圧力センサー７３等）により測定された各データを表示する。
ＣＰＵボックス９３は、操作盤９１から送信された信号に応じて、注入系統２に信号を出力し、注入圧や注入流量の制御を行う。つまり、気泡注入システム１では、監視カメラ８２の画像や各計測機により測定されたデータに応じて管理者が操作盤９１を操作することにより、レギュレーター５やスクイズポンプ６等の制御を行う。
なお、コンプレッサー４は、定圧供給であるため、ＯＮ／ＯＦＦ以外の制御は行わない。
【００１９】
気泡注入システム１は、掘削機の掘進に伴い駆動させる。気泡注入システム１を駆動させると、起泡剤供給ポンプ３を介して供給された希釈気泡液Ｌ１（起泡剤）と、コンプレッサー４を介して供給された圧縮空気Ａとが、合流管６３により混合された混合体Ｌ２となる。混合体Ｌ２は、スクイズポンプ６に供給された後、所定の圧力によって発泡筒７を通過する。発泡筒７を通過することで混合体Ｌ２が気泡化されて発泡体Ｌ３となる。発泡体Ｌ３は、気泡供給管８を介して切羽へ供給される。 発泡体Ｌ３の注入流量は、掘削土量に対する掘削土量に対する割合により設定する。掘削機の掘削外径と掘進速度とにより、１分間当たりの掘削土量を算出し、それに注入率を乗算することにより、１分間当たりの発泡体Ｌ３の注入量を算出する。
【００２０】
運転室では、監視カメラ８２により撮影された画像をモニター９２で確認することで、視認区間を通過する発泡体Ｌ３の状況を確認する。気泡供給管８内の発泡体Ｌ３の発泡が不十分と判断された場合には、操作盤９１により注入系統２の構造部品（レギュレーター５やスクイズポンプ６等）を操作して対策を講じる。ここで、発泡体Ｌ３の発泡が不十分な場合には、発泡体Ｌ３と圧縮空気Ａとが別々に供給される。すなわち、発泡体Ｌ３の発泡が十分な場合には、図６（ａ）に示すように、気泡供給管８内の全断面で発泡体Ｌ３になるのに対し、発泡が不十分な場合には、図６（ｂ）に示すように、気泡供給管８内において、上から順に空気（圧縮空気Ａ）の層、発泡体Ｌ３の層および希釈気泡液Ｌ１の層とが形成された状態となる。運転室では、掘削機の運転状況や、発泡筒７の使用期間等を含めて検討したうえで、発泡状態の改善策を講じる。
【００２１】
例えば、初期掘進時や障害物撤去時等、掘削機の掘進速度が低い場合には、複数の注入系統２，２，…のうちの一部の注入系統２による発泡体Ｌ３の注入を停止させる。すなわち、掘削機の掘進速度が低い場合には、切羽への発泡体Ｌ３の注入量を少なくする。発泡体Ｌ３の注入量を少なくすると、発泡不良が生じる場合があるが、これは、起泡剤供給ポンプ３の回転数が低減することで希釈気泡液Ｌ１の注入量が減少するのに対し、コンプレッサー４による圧縮空気Ａの供給量は一定のため、圧縮空気Ａのみが先行して供給されてしまうことが原因と予想される。また、起泡剤供給ポンプ３による混合体Ｌ２の注入量が減少すると、配管内（注入系統２内）の流速が低下するため、発泡筒７を通過しても気泡化し難くなる場合がある。そのため、発泡体Ｌ３の注入量を減らす場合には、駆動させる注入系統２の数を減少させることで、一本当たりの注入系統２の流速を増大させて、気泡化しやすくする。このとき、発泡体Ｌ３が掘削断面に対して均等に行きわたるように、停止させる注入系統２を決定する。例えば、１４本の注入系統２，２，…のうち、半分（７本）の注入系統２，２，…を停止させる場合には、中心側の注入口２１Ａから一つおきの注入口２１Ｃ，２１Ｅ…２１Ｍに接続する注入系統２，２，…を利用し、それ以外の注入口２１Ｂ，２１Ｄ…２１Ｎに接続する注入系統２を停止させればよい。
【００２２】
また、切羽への発泡体Ｌ３の注入量を減少させていない場合等、注入系統２を減らしていない場合において、気泡供給管８内の発泡体Ｌ３の発泡が不十分と判断された場合には、圧縮空気Ａの空気圧を減圧させればよい。圧縮空気Ａの空気圧を減圧させると、スクイズポンプ６（発泡筒７）に供給される圧縮空気Ａの空気量が増加する。発泡筒７に供給される混合体Ｌ２の空気量が増加すると発泡しやすくなるため、発泡状態が改善される。
また、発泡筒７の使用期間が長く、ガイシの劣化やつまりが予想される場合には、発泡筒７を交換する。
【００２３】
本実施形態の気泡注入システム１によれば、気泡供給管８の内部を視認可能なため、発泡器から排出された発泡体Ｌ３（混合体Ｌ２）が適正に発泡しているか否かを確認することができる。そのため、発泡状態が不良な場合には、即時に対処することが可能となり、その結果、計画注入量に沿って起泡剤（希釈気泡液Ｌ１）を注入することができる。そのため、適正な切羽保持および塑性流動化が可能となり、安定的な施工を継続することができる。また、起泡剤（希釈気泡液Ｌ１）の注入量を計画注入量から大幅に増加させることがないため、経済的な施工が可能である。また、不良な発泡を抑制できるため、チャンバー内等に空気だまりが発生し難い。
また、監視カメラ８２の画像に基づいて遠隔操作をすることで、作業員が視認区間において常時監視する必要がない。その結果、監視に要する人員を削減することができる。
【００２４】
また、気泡注入システム１が混合体Ｌ２を加圧して発泡筒７に送出するスクイズポンプ６を備えているため、コンプレッサー４の圧力や起泡剤供給ポンプ３の圧力と切り離して、所望の圧力により切羽に発泡体Ｌ３を注入することが可能となる。すなわち、コンプレッサー４の圧力よりも大きな圧力により発泡体Ｌ３を注入することができるため、高水圧下においても気泡注入を行うことが可能となる。また、スクイズポンプ６を採用することで、所定の圧力により定量注入を行うことができる。
また、コンプレッサー４とスクイズポンプ６との間に圧縮空気Ａの空気圧を調整するレギュレーター５を備えているため、気泡供給管８内の発泡状態が不良な場合に、空気圧を調整することができる。すなわち、発泡状態が不良である場合には、空気圧を低減して発泡筒７に供給する空気量を増加させることで、混合体Ｌ２の発泡を促すことができる。
【００２５】
ここで、本実施形態の気泡注入システム１において、圧縮空気Ａの空気圧を減圧させることによる発泡状態の改善効果を確認するために実施した実験結果を示す。本実験では、加圧状態のチャンバー内に、発泡体Ｌ３を注入する場合において、発泡体Ｌ３を生成する際に、コンプレッサー４から圧送された圧縮空気Ａの空気圧をレギュレーター５により変化（減圧）させた場合における発泡筒通過後の発泡状況を目視にて確認した。ここで、コンプレッサー４から圧送される空気圧は０．７ＭＰａとし、チャンバー内の圧力（チャンバー圧）は、コンプレッサー４の圧力と同等の０．７〜０．８ＭＰａとした。実験結果を表１に示す。なお、発泡状況は、サイトグラス８１を通じて視認した際に、発泡体Ｌ３によって全体が満たされている場合を良好（ＯＫ）とし、発泡体Ｌ３の他に空気層や希釈気泡液層が形成されている場合を不良（ＮＧ）とした。なお、コンプレッサー４の初期圧力設定は、設備上、運転開始後に０．１ＭＰａ下がった状態で保持される。そのため、レギュレーター５によって減圧をしない場合であっても、チャンバー内と圧縮空気Ａとの空気圧との間には、０．１ＭＰａの差圧が生じている。
【００２６】
【表１】
2020045696.tif 000003
【００２７】
試験Ａ１〜Ａ３に示すように、気泡流量が１００Ｌ／ｍｉｎでは、差圧を０．３ＭＰａ（試験Ａ２）にすることで発泡状態が安定する結果となった。また、試験Ｂ１〜Ｂ３に示すように、気泡流量を５０Ｌ／ｍｉｎの場合は、差圧を０．４以上（試験Ｂ１，Ｂ２）にすることで発泡状態が安定する結果となった。したがって、発泡状態が不安定な場合であっても、レギュレーター５により圧縮空気Ａの空気圧を下げることで、発泡状態が改善されることが確認できた。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、モニター９２に表示された監視カメラ８２の映像に基づいて、オペレータが操作盤９１を操作する場合について説明したが、モニター９２には、画像処理後のデータが表示されてもよい。すなわち、監視カメラ８２が、監視カメラ８２の撮影画像から発泡体Ｌ３と発泡体Ｌ３以外の物質（空気や希釈気泡液Ｌ１）とに区分（例えば色分け）する画像処理を行う画像処理手段（図示せず）に接続されていて、モニター９２は画像処理手段により作成された処理画像を表示してもよい。このようにすれば、オペレータが発泡状況を確認しやすい。
【００２９】
また、気泡注入システム１は、自動制御してもよい。すなわち、画像処理手段からＣＰＵボックス９３に送信された処理データに基づいて気泡注入システム１を自動制御するように構成してもよい。
また、起泡注入システムで使用するスクイズポンプ６の台数は限定されるものではなく、掘削断面形状に応じて適宜設定すればよい。 また、スクイズポンプ６の台数と注入口２１の数との関係は適宜設定すればよく、例えば、１台のスクイズポンプ６を利用して２箇所の注入口２１から注入してもよい。
コンプレッサー４や各ポンプ等の吐出能力は限定されるものではない。
発泡筒７を介して発泡体Ｌ３を生成したが、発泡体Ｌ３の生成方法は限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３０】
１    気泡注入システム
２    注入系統
２１  注入口
３    起泡剤供給ポンプ
４    コンプレッサー
５    レギュレーター
６    スクイズポンプ
７    発泡筒（発泡器）
８    気泡供給管
８１  サイトグラス
８２  監視カメラ
９    制御手段
Ａ    圧縮空気
Ｃ    カッターヘッド
Ｌ１   希釈気泡液
Ｌ２   混合体
Ｌ３   発泡体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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