(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
泥水式シールド工法におけるシールド機のチャンバー内の泥水性状測定システムであって、
前記チャンバー内の泥水を取り込めるよう、前記チャンバーの異なる位置に設けられた複数の泥水取り込み部と、
この泥水取り込み部と接続して設けられた測定路と、
この測定路に設けられた泥水性状測定手段と、
前記測定路に設けられ、前記測定路を開閉する複数の流路開閉部と、
この流路開閉部の開閉を制御する制御手段と、
を有し、
前記測定路は、
前記泥水取り込み部と接続して設けられた複数の泥水取り込み路と、
この泥水取り込み路を流路下流側において１つに集合させる泥水集合路と、
を含み、
前記泥水性状測定手段は、前記泥水集合路における泥水の性状を測定することを特徴とする泥水性状測定システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記泥水性状測定手段は、比重計および粘度計の少なくとも一方を有することを特徴とする泥水性状測定システム。
【請求項３】
泥水式シールド工法におけるシールド掘削システムであって、
請求項１、２のいずれかに記載の泥水性状測定システムと、
泥水供給システムと、
を含み、
前記泥水供給システムは、
前記泥水性状測定システムによる泥水性状測定結果に基づき、前記チャンバーに供給する泥水の性状を調整する泥水性状調整手段と、
性状を調整した泥水を前記チャンバーに供給する複数の泥水供給路と、
前記チャンバーの異なる位置に設けられ、前記泥水供給路からの泥水を前記チャンバーに供給する複数の泥水供給部と、
前記泥水性状調整手段および前記泥水供給部を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記泥水供給部を制御し、任意の泥水供給部を介して、前記性状を調整した泥水をチャンバーに供給させることを特徴とするシールド掘削システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記制御手段は、前記泥水供給部を制御し、前記チャンバー内の任意の箇所へ向け、前記性状を調整した泥水を吐出させることを特徴とするシールド掘削システム。
【請求項５】
請求項３、４のいずれかにおいて、
前記泥水性状調整手段は、前記泥水供給路ごとに異なる性状の泥水を生成可能な泥水生成部を有し、
前記制御手段は、前記泥水供給路に設けられた流路開閉部を開閉制御し、前記泥水性状調整手段により調整された異なる性状の泥水を、前記複数の泥水供給部を介して前記チャンバーに供給可能であることを特徴とするシールド掘削システム。
【請求項６】
泥水式シールド工法におけるシールド機のチャンバー内に泥水を供給する泥水供給方法であって、
前記シールド機のチャンバー内の泥水を所定の流路に取り込む泥水取り込み工程と、
当該所定の流路における泥水の性状を測定する泥水性状測定工程と、
当該泥水性状測定工程における泥水性状測定結果に基づき、前記チャンバーに供給する泥水の性状を調整する泥水性状調整工程と、
この性状を調整した泥水を、前記シールド機の隔壁の異なる位置に設けられた複数の泥水供給部のうち、任意の泥水供給部を介して前記チャンバーに供給する泥水供給工程と、
を含み、
前記泥水性状調整工程は、異なる性状の泥水を生成する泥水生成工程を含み、
前記泥水供給工程は、
泥水供給路に設けられた流路開閉部を開閉制御する制御工程と、
前記異なる性状の泥水を、任意の泥水供給部を介して前記チャンバーに供給する工程と、
を含むことを特徴とする泥水供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥水式シールド工法におけるシールド機のチャンバー内の泥水性状測定システム並びにシールド掘削システムおよび泥水供給方法に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
従来、シールド機の掘進経路において、上側の土層が砂質土層で下側の土層がシルト粘土層のように土層が異なる、すなわち、互層となっている地山の場合、掘削は困難であった。
【０００３】
このような場合、例えば、泥水の粘性を低下させる分散剤を添加した送泥水を一律にチャンバーに供給すると下側のシルト粘土層に対しては有効だが、上側の砂質土層に対しては粘性等の泥水の性状調整がうまくいかず、切羽の崩壊等が発生する。
【０００４】
一方、泥水の粘性を高める増粘剤を添加した送泥水を一律にチャンバーに供給すると、上側の砂質土層に対しては有効だが、下側のシルト粘土層に対しては粘性等の泥水の性状調整がうまくいかない。
【０００５】
このような問題に対して、チャンバーへの送泥水の供給口を隔壁の上下左右の異なる位置に複数設け、あらかじめボーリング調査等により地山の土層を調査し、必要に応じて適切な供給口から送泥水をチャンバーに供給する方法も考えられる。
【０００６】
しかし、単純にこの方法を適用した場合、供給口が多く必要であり、供給口の増加に応じて制御箇所も増加してしまう。特に、近年のように大口径のシールド機が適用される状況では、できるだけ供給口を少なくし、チャンバー内泥水の調泥すべき箇所を、適切かつ迅速に調泥できる泥水供給方法が求められている。
【０００７】
また、このように、チャンバー内泥水の調泥すべき箇所を正確に把握するためには、チャンバー内泥水の性状をチャンバー内の複数地点で測定することが必要である。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、泥水式シールド工法におけるシールド機のチャンバー内の泥水性状測定システム並びにシールド掘削システムおよび泥水供給方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、泥水式シールド工法におけるシールド機のチャンバー内の泥水性状測定システムであって、
前記チャンバー内の泥水を取り込めるよう、前記チャンバーの異なる位置に設けられた複数の泥水取り込み部と、
この泥水取り込み部と接続して設けられた測定路と、
この測定路に設けられた泥水性状測定手段と、
前記測定路に設けられ、前記測定路を開閉する複数の流路開閉部と、
この流路開閉部の開閉を制御する制御手段と、
を有し、
前記測定路は、
前記泥水取り込み部と接続して設けられた複数の泥水取り込み路と、
この泥水取り込み路を流路下流側において１つに集合させる泥水集合路と、
を含み、
前記泥水性状測定手段は、前記泥水集合路における泥水の性状を測定することを特徴とする。
【００１０】
本発明による泥水性状測定システムによれば、チャンバーの異なる位置からチャンバー内の泥水を取り込んで泥水性状を測定できる。これにより、チャンバー内の上下左右といった異なる位置で泥水性状が変化している場合でも適切に把握することができる。
【００１１】
特に、大口径シールドや、互層のように、チャンバー内の泥水性状がチャンバー内の位置によって異なりやすい場合に有効である。
【００１２】
なお、ここで、泥水性状とは、泥水の比重、粘性等をいう。
【００１３】
また、ここで、チャンバーの異なる位置としては、シールド機の進行方向に対してチャンバーの後方にある隔壁だけでなく、チャンバーの上方、下方であってもよいが、隔壁であることが好ましい。
【００１４】
また、前記泥水取り込み部には、大型の固形物の取り込みを防止する大型固形物除去手段を設けることが好ましい。ここで、大型の固形物とは、礫等をいう。これによれば、礫等の取り込みを行わずに測定できるため、正確に測定できる。
【００１５】
【００１６】
また、本発明によれば、測定路を開閉することにより、異なる位置からの泥水取り込みを選択的に行うことができる。これにより、不要と思われる箇所の泥水性状測定は行わず、泥水性状測定が必要な箇所の泥水性状のみ測定できるため、測定の効率化と省力化が図れる。
【００１７】
【００１８】
また、本発明によれば、泥水性状測定を１箇所で行うことができるため、泥水性状測定の効率化と省力化が図れる。すなわち、流路開閉部を制御することにより、チャンバー内の測定が必要な箇所からのみ泥水を取り込み、他の箇所からの泥水取り込みを行わないことが可能であるため、泥水性状測定箇所を１箇所にした場合でもチャンバー内の任意の箇所の泥水性状測定が可能である。
【００１９】
また、流路開閉を行って泥水性状測定を行う場合に必要な時間は数秒程度であるため、ほぼリアルタイムに測定可能である。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１において、
前記泥水性状測定手段は、比重計および粘度計の少なくとも一方を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、比重計により泥水の比重を測定し、粘度計により泥水の粘性を測定することができる。
【００２４】
また、請求項３記載の発明は、泥水式シールド工法におけるシールド掘削システムであって、
請求項１、２のいずれかに記載の泥水性状測定システムと、
泥水供給システムと、
を含み、
前記泥水性状測定システムによる泥水性状測定結果に基づき、前記チャンバーに供給する泥水の性状を調整する泥水性状調整手段と、
性状を調整した泥水を前記チャンバーに供給する複数の泥水供給路と、
前記チャンバーの異なる位置に設けられ、前記泥水供給路からの泥水を前記チャンバーに供給する複数の泥水供給部と、
前記泥水性状調整手段および前記泥水供給部を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記泥水供給部を制御し、任意の泥水供給部を介して、前記性状を調整した泥水をチャンバーに供給させることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、隔壁の複数の異なる任意の位置から泥水をチャンバーに供給でき、大口径のシールドであってもチャンバー内の泥水性状を適切に調整できる。
【００２６】
なお、ここで、チャンバーの異なる位置としては、シールド機の進行方向に対してチャンバーの後方にある隔壁だけでなく、チャンバーの上方、下方であってもよいが、隔壁であることが好ましい。
【００２７】
また、請求項４記載の発明は、請求項３において、
前記制御手段は、前記泥水供給部を制御し、前記チャンバー内の任意の箇所へ向け、前記性状を調整した泥水を吐出させることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、泥水供給部は、チャンバー内の任意の箇所へ向け泥水を供給するよう形成されているため、大口径のシールドに適用する場合であっても、泥水供給部を必要最小限の個数とすることができる。
【００２９】
また、請求項５記載の発明は、請求項３、４のいずれかにおいて、
前記泥水性状調整手段は、前記各泥水供給路ごとに異なる性状の泥水を生成可能な泥水生成部を有し、
前記制御手段は、前記泥水供給路に設けられた流路開閉部を開閉制御し、前記泥水性状調整手段により調整された異なる性状の泥水を、前記複数の泥水供給部を介して前記チャンバーに供給可能であることを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、複数の泥水供給部から異なる性状の泥水を同時にチャンバーに供給することができる。これにより、同一掘削断面において、切羽の性状が異なる互層の場合であっても、各箇所に適切な泥水をチャンバーに供給することができる。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
また、請求項６記載の発明は、泥水式シールド工法におけるシールド機のチャンバー内に泥水を供給する泥水供給方法であって、
前記シールド機のチャンバー内の泥水を所定の流路に取り込む泥水取り込み工程と、
当該所定の流路における泥水の性状を測定する泥水性状測定工程と、
当該泥水性状測定工程における泥水性状測定結果に基づき、前記チャンバーに供給する泥水の性状を調整する泥水性状調整工程と、
この性状を調整した泥水を、前記シールド機の隔壁の異なる位置に設けられた複数の泥水供給部のうち、任意の泥水供給部を介して前記チャンバーに供給する泥水供給工程と、
を含み、
前記泥水性状調整工程は、異なる性状の泥水を生成する泥水生成工程を含み、
前記泥水供給工程は、
泥水供給路に設けられた流路開閉部を開閉制御する制御工程と、
前記異なる性状の泥水を、任意の泥水供給部を介して前記チャンバーに供給する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００３８】
本発明によれば、隔壁の複数の異なる任意の位置から泥水をチャンバーに供給でき、大口径のシールドであってもチャンバー内の泥水性状を適切に調整できる。
【００３９】
【００４０】
また、本発明によれば、異なる性状の泥水を同時にチャンバーに供給することができる。これにより、同一掘削断面において、切羽の性状が異なる互層の場合であっても、各地に適切な泥水をチャンバーに供給することができる。
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
また、本発明によれば、あらかじめ泥水を供給する箇所の泥水性状を測定した上で、その箇所に供給する泥水の性状を調整できるため、正確に調泥することができ、大口径シールドや互層の場合であってもチャンバー内の泥水性状を最適に調整することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
（第１の実施例）
図１は、本実施の形態の一例に係るシールド掘削システムの全体図を示す。
【００４９】
シールド機２の掘進経路にある切羽３００の地山は、上側の土層が砂質土層３０２で、下側の土層がシルト粘土層３０４のように土層が異なる、すなわち、互層となっている。
【００５０】
このような場合、例えば、泥水の粘性を低下させる分散剤を添加した送泥水を一律にチャンバーに供給すると下側のシルト粘土層に対しては有効だが、上側の砂質土層に対しては粘性等の泥水の性状調整がうまくいかず、切羽の崩壊等が発生することがある。
【００５１】
一方、泥水の粘性を高める増粘剤を添加した送泥水を一律にチャンバーに供給すると、上側の砂質土層に対しては有効だが、下側のシルト粘土層に対しては粘性等の泥水の性状調整がうまくいかない。
【００５２】
そこで、本実施の形態では、チャンバー２０内の泥水の調泥すべき箇所を正確に把握するためには、チャンバー２０内の泥水の性状をチャンバー２０内の複数地点で測定し、チャンバー２０内の複数地点に異なる性状の泥水を供給することにより、上記の問題を解決する。
【００５３】
（全体の説明）
図１に示すように、シールド掘削システム２は、面板２２、隔壁２４およびフード２８に囲まれたチャンバー２０内に調泥した泥水を供給して切羽圧に対抗し、排泥ポンプ８０により排泥管９８を介して泥水を排出し、セグメント３０を組みながらトンネルを構築している。
【００５４】
シールド掘削システム２は、泥水性状測定システム１００と、泥水供給システム２００とを含んで構成されている。
【００５５】
泥水性状測定システム１００は、チャンバー２０内の泥水性状を測定するためのシステムであって、チャンバー２０内の泥水を取り込めるよう、チャンバー２０の異なる位置に設けられた複数の泥水取り込み部７０と、泥水取り込み部７０と接続して設けられた測定路９０と、測定路９０に設けられた泥水性状を測定する測定部１９０とを含んで構成されている。
【００５６】
また、泥水供給システム２００は、送泥管９６から送られた泥水の性状を調整する調泥部２９０と、チャンバー２０までの泥水経路である複数の泥水供給路９４と、チャンバー２０の異なる位置に設けられ、泥水供給路９４からの泥水をチャンバー２０に吐出する複数の泥水供給部４０と、調泥部２９０および泥水供給部４０を制御する制御装置６０とを含んで構成されている。
【００５７】
なお、泥水性状測定システム１００については図３を用い、泥水供給システム２００については図５を用いて後に詳述する。
【００５８】
図２は、本実施の形態の一例に係る隔壁２４の正面図である。図２に示すように、隔壁２４には、シャフト２６に対して、チャンバー２０内の泥水を取り込むための泥水取り込み口７０−１〜４が上下左右に設けられ、泥水供給部４０−１が取り付けられている送泥口７４−１が泥水取り込み口７０−１付近に、泥水供給部４０−２が取り付けられている送泥口７４−２が泥水取り込み口７０−２付近に、それぞれ設けられている。
【００５９】
また、隔壁２４には、通常使用される排泥口７６や、泥水性状を測定した泥水をチャンバー２０に環流するための泥水環流口７２が設けられている。
【００６０】
このように、泥水取り込み口７０を用いてチャンバー２０内の異なる位置の泥水性状を測定し、この測定結果に基づき性状調整した泥水を送泥口７４−１、２を介してチャンバー２０内の所望の地点に供給することにより、上記の問題を解決できる。
【００６１】
以下に泥水性状測定システム１００および泥水供給システム２００について詳細に説明する。
【００６２】
（泥水性状測定システムの説明）
図３は、本実施の形態の一例に係る泥水性状測定システム１００の概要図である。
【００６３】
泥水性状測定システム１００は、チャンバー２０内の泥水性状を測定するためのシステムであって、チャンバー２０内の泥水を取り込めるよう、チャンバー２０の異なる位置に設けられた複数の泥水取り込み部７０と、泥水取り込み部７０と接続して設けられた測定路９０と、測定路９０に設けられた泥水性状を測定する測定部１９０とを含んで構成されている。ここで、泥水性状とは、泥水の比重、粘性等をいう。
【００６４】
また、測定路９０は、泥水取り込み部７０−１、２と接続して設けられた複数の泥水取り込み路９１−１、２と、泥水取り込み路９１−１、２を流路下流側において１つに集合させ、測定部１９０により泥水の性状測定が行われる泥水集合路１２０と、測定後の泥水を、泥水環流口７２を介してチャンバー２０に環流する泥水環流路９２とを含んで構成されている。
【００６５】
測定部１９０は、具体的には、比重計１４０と、粘度計１４２とを含んで構成されている。
【００６６】
これによれば、比重計１４０により取り込んだ泥水の比重を測定し、粘度計１４２により泥水の粘性を測定することができる。
【００６７】
また、泥水環流路９２を設け、性状測定後の泥水をチャンバー２０に環流することにより、チャンバー２０内の泥水性状を変化させることなく、測定することが可能である。
【００６８】
また、泥水取り込み部７０−１、２には、大型の固形物の取り込みを防止する大型固形物除去部１１０−１、２がそれぞれ設けられている。ここで、大型の固形物とは、礫等をいう。これにより、礫等の取り込みを行わずに測定できるため、正確に測定できる。
【００６９】
さらに、大型固形物除去部１１０を通過した泥水から固形物を除去できるよう、泥水集合路１２０には、減速器１１８が設けられている。減速器１１８は、泥水集合路１２０よりも口径の大きな減速路１１４と、口径の差を調整する減速路の上流側にあるレジューサー１１２および減速路の下流側にあるレジューサー１１６とを含んで構成されている。
【００７０】
これにより、減速器１１８で泥水を減速させ、減速により固形物は、減速器１１８の下部と接続された減速環流路９９から泥水環流路を介してチャンバー２０に環流される。
【００７１】
これにより、固形物は減速器１１８の下流側に流れないため、減速器１１８の下流側に設けられた粘度計１４２で泥水粘性を測定する場合も、粘度計１４２の破損等を防止し、正確に測定できる。
【００７２】
なお、図３では、減速器１１８の上流側に比重計１４０を設けているが、比重計１４０を減速器１１８の下流側に設けてもよい。
【００７３】
なお、ここで、上述したチャンバー２０の異なる位置としては、シールド機の進行方向に対してチャンバー２０の後方にある隔壁２４に限定されるものではなく、チャンバー２０の上方、下方のフード部２８であってもよい。
【００７４】
図４は、図３に示す泥水性状測定システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７５】
例えば、図２で示したように上下左右４箇所に泥水取り込み口７０−１〜４を設け、泥水取り込み口７０−１からチャンバー２０内の泥水を取り込んで性状を測定する場合の例について以下に説明する。
【００７６】
まず、チャンバー２０内の泥水性状測定箇所を決定する（ステップ２）。この場合、泥水取り込み口７０−１が泥水性状測定箇所である。
【００７７】
次に、泥水取り込み口７０−１から泥水を取り込めるよう泥水取り込み路９１−１〜４にそれぞれ設けられた流路開閉機能を有するバルブ１３０−１〜４の開閉を制御する（ステップ４）。この場合、バルブ１３０−１を開き、残りのバルブ１３０−２〜４を閉じる。なお、泥水取り込み口７０−３、４、大型固形物除去部１１０−３、４、泥水取り込み路９１−３、４、バルブ１３０−３、４については図示を省略している。
【００７８】
また、バルブ１３０の開閉を制御するのは制御装置６０が行う。制御装置６０は、同様に、減速環流路９９に設けられたバルブ１３４の開閉および泥水集合路１２０に設けられたポンプ８２を制御する。
【００７９】
次に、泥水取り込み口７０−１から取り込んだ泥水の性状を測定する（ステップ６）。具体的には、比重計１４０により泥水の比重を測定し、粘度計１４２により泥水の粘性を測定する。
【００８０】
これらの泥水性状測定結果は、制御装置６０に伝送される（ステップ８）。
【００８１】
以上説明した泥水性状測定システム１００によれば、チャンバー２０の異なる位置７０−１〜４からチャンバー内の泥水を取り込んで泥水性状を測定できる。これにより、チャンバー内の上下左右といった異なる位置で泥水性状が変化している場合でも適切に把握することができる。
【００８２】
特に、大口径シールドや、互層のように、チャンバー内の泥水性状がチャンバー２０内の位置によって異なりやすい場合に有効である。
【００８３】
また、泥水取り込み路９１を開閉することにより、異なる位置からの泥水取り込みを選択的に行うことができる。これにより、不要と思われる箇所の泥水性状測定は行わず、泥水性状測定が必要な箇所の泥水性状のみ測定できるため、測定の効率化と省力化が図れる。
【００８４】
また、泥水性状測定を測定部１９０の１箇所で行うことができるため、泥水性状測定の効率化と省力化が図れる。すなわち、バルブ１３０を制御することにより、チャンバー２０内の測定が必要な箇所からのみ泥水を取り込み、他の箇所からの泥水取り込みを行わないことが可能であるため、泥水性状測定箇所を１箇所にした場合でもチャンバー２０内の任意の箇所の泥水性状測定が可能である。
【００８５】
また、流路開閉を行って泥水性状測定を行う場合に必要な時間は数秒程度であるため、ほぼリアルタイムに測定可能である。
【００８６】
（泥水供給システムの説明）
次に、泥水供給システム２００について説明する。図５は、本実施の形態の一例に係る泥水供給システム２００の概要図である。
【００８７】
図５に示すように、泥水供給システム２００は、チャンバー２０に供給するため、送泥管９６から送られた泥水の性状を調整する調泥部２９０と、性状を調整した泥水をチャンバー２０に供給する複数の泥水供給路９４−１、２と、チャンバー２０の異なる位置に設けられ、泥水供給路９４からの泥水をチャンバー２０に供給する複数の泥水供給部４０−１、２と、調泥部２９０および泥水供給部４０を制御する制御装置６０とを含んで構成されている。
【００８８】
調泥部２９０は、各泥水供給路９４ごとに異なる性状の泥水を生成可能な泥水生成部を有している。
【００８９】
具体的には、泥水生成部は、泥水の粘性を高める増粘剤を泥水に添加するための増粘剤タンク２５０、ポンプ８４および増粘剤添加路の開閉を行う２３４と、切羽３００の目詰めを行うための目詰め剤を泥水に添加するための目詰め剤タンク２５２、ポンプ８６および目詰め剤添加路の開閉を行うバルブ２３５と、泥水の粘性を下げる分散剤を泥水に添加するための分散剤タンク２５４、ポンプ８８、分散剤添加路の開閉を行うバルブ２３６とを含んで構成されている。
【００９０】
また、泥水供給路９４−１においては、増粘剤および目詰め剤が添加された泥水は、内部に複数の撹拌羽を有するスタティックミキサー２７０により撹拌混合され、性状測定部５０−１としての流量計２６２および粘度計２６０により、流量および粘性が測定され、それぞれの測定結果は制御装置６０に伝送される。
【００９１】
泥水供給路９４−２においても同様に、目詰め剤が添加された泥水は、スタティックミキサー２７２により撹拌混合され、性状測定部５０−２としての流量計２６６および粘度計２６４により、流量および粘性が測定され、それぞれの測定結果は制御装置６０に伝送される。
【００９２】
制御装置６０は、泥水供給路９４−１、２にそれぞれ設けられた流路開閉部であるバルブ２３７、２３８を開閉制御し、調泥部２９０により調整された異なる性状の泥水を、複数の泥水供給部７４−１、２を介してチャンバー２０に供給するよう制御する。
【００９３】
また、制御装置６０は、泥水供給路９４−１、２にそれぞれ設けられたバルブ２３０、２３１の開閉を制御する。さらに、制御装置６０は、バルブ２３０と粘度計２６０の間の泥水供給路９４−１と、バルブ２３１と粘度計２６４の間の泥水供給路９４−２とを結ぶ分岐路に設けられたバルブ２３３、泥水供給部４０−１とバルブ２３０の間の泥水供給路９４−１と泥水供給部４０−２とバルブ２３１の間の泥水供給路９４−２とを結ぶ分岐路に設けられたバルブ２３２を開閉制御する。
【００９４】
例えば、分散剤を添加した泥水を泥水供給部４０−１に供給する場合、制御装置６０は、送泥管９６から分岐した泥水供給路９４−１に設けられたバルブ２３７を閉じ、送泥管９６から分岐した泥水供給路９４−２に設けられたバルブ２３８を開く。これにより、送泥管９６からの泥水は、泥水供給路９４−２に流れる。
【００９５】
制御装置６０は、バルブ２３６を開き、分散剤を送泥水に添加する。さらに、制御装置６０は、バルブ２３１およびバルブ２３２を閉じ、バルブ２３３およびバルブ２３０を開くことにより、分散剤の添加された泥水を泥水供給部４０−１に供給する。
【００９６】
また、制御装置６０は、バルブ２３２およびバルブ２３３を閉じ、バルブ２３７、バルブ２３８、バルブ２３０およびバルブ２３１を開くことにより、増粘剤および目詰め剤の添加された泥水を泥水供給部４０−１に供給し、分散剤の添加された泥水を泥水供給部４０−２に供給することができる。
【００９７】
このように、複数の泥水供給部４０−１、２から異なる性状の泥水を同時にチャンバーに供給することができる。これにより、図５に示すように、同一掘削断面において、上側が砂質土層３０２、下側がシルト粘土層３０４のように、切羽３００の性状が異なる互層の場合であっても、チャンバー２０内泥水の上部に増粘剤および目詰め剤を添加した泥水を供給し、チャンバー２０内泥水の下部に分散剤を添加した泥水を供給することにより、切羽３００を安定させて掘削することができる。
【００９８】
また、制御装置６０は、泥水性状測定システム１００の泥水性状測定結果に基づき、性状部６０を制御し、泥水性状を調整する。
【００９９】
これにより、あらかじめ泥水を供給する箇所の泥水性状を測定した上で、その箇所に供給する泥水の性状を調整できるため、正確に調泥することができ、大口径シールドや互層の場合であってもチャンバー内の泥水性状を最適に調整することができる。
【０１００】
図７は、本実施の形態の一例に係る泥水供給部４０の断面図である。
【０１０１】
泥水供給部４０は、回転により任意の方向に吐出可能に形成された吐出管４３０を含み、制御装置６０は、吐出管４３０を回転制御し、決定した方向でチャンバー２０に泥水を供給する。
【０１０２】
これによれば、回転によりチャンバー２０内の任意の方向に供給泥水を吐出させることにより、チャンバー内の泥水性状を均一なものとすることができる。
【０１０３】
ここで、吐出管４３０としては、種々の形状の送泥管を適用することが可能であるが、本実施の形態では、くの字形の送泥管を適用している。
【０１０４】
くの字形とすることにより、他の形状とすることに比べて泥水吐出時の抵抗を抑えることができる。また、この吐出管の屈曲部をチャンバー内に配置し、回転させることにより、チャンバー内の異なる方向に向けて泥水を供給することが可能となる。
【０１０５】
図６は、図５に示す泥水供給システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１０６】
図６を用いて以上説明してきた泥水供給システム２００の動作について説明する。
【０１０７】
まず、チャンバー２０のどこに泥水を供給するか供給箇所を決定し、そこにどのような性状の泥水を供給するか泥水性状について決定する（ステップ２２）。
【０１０８】
この場合、上述したように、泥水性状測定システム１００や性状測定部５０の泥水性状測定結果に基づき、どのような粘性等にするか泥水性状を決定する。
【０１０９】
次に、制御装置６０は、決定した供給箇所に泥水を供給できるよう吐出管４３０を回転制御する（ステップ２４）。
【０１１０】
次に、制御装置６０は、バルブ２３０〜２３８を開閉制御し、泥水を流す流路を形成する（ステップ２６）。
【０１１１】
次に、調泥部２９０により、増粘剤等の薬剤を添加し、泥水性状を調整する（ステップ２８）。
【０１１２】
次に、調泥した泥水を泥水供給部４０を介してチャンバー２０に供給する（ステップ３０）。
【０１１３】
以上のようにして、バルブ２３０〜２３３の開閉制御により調泥した異なる性状の泥水を異なる箇所からチャンバー２０に同時供給することができる。
【０１１４】
また、吐出管４３０を回転制御することにより、必要最小限の供給箇所から泥水を、チャンバー２０の任意の箇所に供給することができる。
【０１１５】
以下に吐出管４３０を含む泥水供給部４０について詳述する。
【０１１６】
図７は、本実施の形態の一例に係る泥水供給部４０の断面図である。
【０１１７】
泥水供給部４０は、回転により任意の方向に吐出可能に形成された吐出管４３０と、吐出管４３０を回転駆動する回転駆動部４４と、回転角度検出部４６０とを含む。
【０１１８】
吐出管４３０は、隔壁２４よりもチャンバー２０側に設けられた吐出口４３２と、吐出管４３０の胴部の周囲に設けられたギヤ４３６と、ギア４３６の回転軸を受ける軸受け４４０と、泥水供給方向に対して軸受け４４０の前後に設けられた止水シール４５０とを含む。
【０１１９】
吐出口４３２は、図１に示すように、下流側先端の径を上流側先端の径に比べて絞っている。
【０１２０】
これによれば、吐出管４３０の先端を絞ることにより、チャンバー２０内の遠くの位置まで泥水を供給することができる。これにより、大口径のシールド機に適用する場合でも、吐出管４３０を必要最小限の個数に抑えることができる。
【０１２１】
また、止水シール４５０により、吐出管４３０を回転させた場合であっても、チャンバー２０内の泥水が隔壁２４よりシールド機内部に浸入することを防止できる。
【０１２２】
回転駆動部４４は、吐出管４３０のギヤ４３６と咬み合うピニオン４２０と、ピニオン４２０を回転させる油圧モーター４１０とを含む。
【０１２３】
回転駆動部４４は、制御装置６０により回転駆動される。
【０１２４】
回転角度検出部４６０は、具体的には、光センサーであり、ギヤ４３６に近接して設けられ、吐出管４３０の回転角度を検出し、検出結果を制御装置６０に伝送する。
【０１２５】
これによれば、吐出管４３０の回転角度を検出することにより、吐出管４３０の回転を正確に制御し、泥水供給を正確に行うことができる。
【０１２６】
以上のように、吐出管４３０の回転制御によってチャンバー２０内の任意の方向に供給泥水を吐出させることにより、チャンバー２０内の泥水性状を適切なものとすることができる。
【０１２７】
ここで、吐出管４３０としては、種々の形状の吐出管を適用することが可能であるが、くの字形の吐出管を適用することが好ましい。
【０１２８】
くの字形とすることにより、他の形状とすることに比べて泥水吐出時の抵抗を抑えることができる。また、この吐出管の屈曲部をチャンバー内に配置し、回転させることにより、チャンバー内の異なる方向に向けて泥水を供給することが可能となる。
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
【０１３４】
【０１３５】
【０１３６】
なお、本実施の形態は、上述したものに限られない。例えば、泥水供給部４４として、一つの泥水供給路９４から複数の異なる方向に向いた吐出口がチャンバー２０内に設けられた吐出管の適用も可能である。複数の吐出口を開閉制御することにより、一つの泥水供給路９４から異なる方向に泥水を供給することができ、上述した吐出管４３０と同様の作用効果を奏する。
【０１３７】
また、面板２２の口径に合わせて泥水取り込み口７０や、送泥口７４を増加減少させることはもちろん、必要な個数は多くなるが、吐出管４３０を回転制御せずに、単に泥水を供給する吐出管として適用することも可能である。
【０１３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例に係る泥水式シールド工法におけるシールド掘削システムの全体図である。
【図２】  本実施の形態の一例に係る隔壁の正面図である。
【図３】  本実施の形態の一例に係る泥水性状測定システムの概要図である。
【図４】  図３に示す泥水性状測定システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】  本実施の形態の一例に係る泥水供給システムの概要図である。
【図６】  図５に示す泥水供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】  本実施の形態の一例に係る吐出管の断面図である。
【符号の説明】
２０  チャンバー
２２  面板
２４  隔壁
２６  シャフト
４０  泥水供給部
６０  制御装置
７０  泥水取り込み口
７２  泥水環流口
７４  送泥口
７６  排泥口
１００  泥水性状測定システム
１３０、１３４、２３０〜２３８  バルブ
１４２、２６０、２６４  粘度計
２００  泥水供給システム
２５０  増粘剤タンク
２５２  目詰め剤タンク
２５４  分散剤タンク
２６２、２６６  流量計
２７０、２７２  スタティックミキサー
２９０  調泥部
３００  切羽
４１０  油圧モーター
４２０  ピニオン
４３０  吐出管
４３６  ギヤ
４４０  軸受け
４５０  止水シール
４６０  回転検出センサー
【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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【図７】
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