(57)【要約】【課題】礫の除去が容易で、簡易かつコンパクトな礫取装置と、その礫取方法を提供し、除去処理時間の短縮を図る。【解決手段】泥水シールド工法における泥水室とスラリーポンプを排泥管で連結し、この排泥管の途上に設置する礫取装置であって、泥水を排水する流路管及び前記流路管の途中から下方に分岐する分岐管を設けた主管部と、一端は前記分岐管に着脱自在に接続し他端は閉塞した滞積部と、からなり、前記主管部の流路管両端は、排泥管と同一径で接続し、前記主管部の流路管中間部は、排泥管の断面積より大きい断面積を有することを特徴とする、礫取装置を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
泥水シールド工法における、泥水室とスラリーポンプとを連結した排泥管の途上に設置する礫取装置であって、
泥水を排水する流路管及び前記流路管の途中から下方に分岐する分岐管を設けた主管部と、
一端は前記分岐管に着脱自在に接続し他端は閉塞した滞積部と、からなり、
前記流路管の両端は、排泥管と同一径で接続し、
前記流路管の中間部は、排泥管の断面積より大きい断面積を有することを特徴とする、
礫取装置。
【請求項２】
流路管のスラリーポンプ側の内部壁面に、泥水の流れ方向に面するようにスクリーンを設けたことを特徴とする、請求項１に記載の礫取装置。
【請求項３】
分岐管と滞積部との着脱にビクトリックジョイントを用いたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の礫取装置。
【請求項４】
泥水シールド工法における、泥水室とスラリーポンプとを連結した排泥管の途上に、請求項１から請求項３のいずれかに記載の礫取装置を取り付け、
礫滞積後には、主管部から滞積部を取り外して滞積した礫の除去を行うことを特徴とする、礫の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥水シールド工法における泥水室とスラリーポンプとを連結した排泥管の途上に設置する礫取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
掘削土を泥水に取り込み、排泥管で排出する泥水シールド工法においては、礫の大きさによってスラリーポンプなどの配管設備を閉塞する恐れがあり、この閉塞によって切羽圧の急激な上昇が発生し、切羽の安定を阻害するため、安定した礫の除去が求められている。
【０００３】
礫の除去方法としては、図４のように直方体形状の礫取箱ａを設置して前記礫取箱に泥水を排出し、内部に設けたスクリーン１９で礫を分離し、礫滞積後は礫取箱ａの側壁に設けた扉を開口し、礫を除去する方法（特許文献１参照）や、図５のような礫のクラッシャｂでは、スクリューコンベア２０で礫を集積し、コーンクラッシャ２１によって、排泥管の通過を許容できる粒径まで礫を破砕する方法（特許文献２参照）が知られている。
【特許文献１】特開平０９−３０２７１４号公報
【特許文献２】特開平１０−３３９０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の礫の除去方法には、以下のような問題があった。
（１）従来の礫取箱、クラッシャ共にサイズが大きいため設置スペースが限られ、他の作業空間をも圧迫するほか、設備の移動が困難である。
（２）従来の礫取箱、クラッシャ共に、礫滞積後の除去作業に長時間を有するため、工期、工費の負担が大きい。
【０００５】
したがって、本発明は、泥水シールド工法における泥水室とスラリーポンプの間に連結した排泥管の途上に簡易かつコンパクトに着脱可能でき、礫の除去が容易で除去処理時間の短縮を図ることが可能な礫取装置及びその礫取方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような課題を解決するために、本願の第１発明は、泥水シールド工法における、泥水室とスラリーポンプとを連結した排泥管の途上に設置する礫取装置であって、泥水を排水する流路管及び前記流路管の途中から下方に分岐する分岐管を設けた主管部と、一端は前記分岐管に着脱自在に接続し他端は閉塞した滞積部と、からなり、前記流路管の両端は、排泥管と同一径で接続し、前記流路管の中間部は、排泥管の断面積より大きい断面積を有することを特徴とする、礫取装置を提供するものである。
【０００７】
また、本願の第２発明は、流路管のスラリーポンプ側の内部壁面に、泥水の流れ方向に面するようにスクリーンを設けたことを特徴とする、本願の第１発明に記載の礫取装置を提供するものである。
【０００８】
また、本願の第３発明は、分岐管と滞積部との着脱にビクトリックジョイントを用いたことを特徴とする、本願の第１発明又は第２発明に記載の礫取装置を提供するものである。
【０００９】
また、本願の第４発明は、泥水シールド工法における泥水室とスラリーポンプとを連結した排泥管の途上に、本願の第１発明から本願の第３発明のいずれかに記載の礫取装置を取り付け、礫滞積後には、主管部から滞積部を取り外して滞積した礫の除去を行うことを特徴とする、礫の除去方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果を得ることができる。
（１）礫取装置の取り付け後も中間部に若干の突出部ができる程度で、多大なスペースを占有しない。
（２）礫取装置の構成部品は、市販の配管材を利用することができるため、安価に製作できる。
（３）滞積部の取り外しは、ビクトリックジョイントの脱着のみで行うことができるため、礫の除去を容易かつ短時間に行うことができる。
（４）礫の除去作業が短時間で行えるため、全体の工期の短縮につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の礫取装置及びその礫取装置を用いた礫の除去方法の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００１２】
＜１＞全体構成
図３に示すように、本実施例は、泥水シールド工法の掘進作業において排出される泥水中に混入した礫９を除去するために、泥水シールド工法における泥水室１２とスラリーポンプ１６を排泥管１１で連結し、この排泥管１１の途上に礫取装置Ａを設置し、礫９の混入によるスラリーポンプ１６の閉塞を抑制するものである。
【００１３】
＜２＞礫取装置Ａの構造
図１は、本発明の実施例における、礫取装置Ａを示す斜視図である。
礫取装置Ａは、泥水を排水する流路管２及び前記流路管２の途中から下方に分岐する分岐管５を設けた主管部１と、一端は前記分岐管５に着脱自在に接続し他端は閉塞した滞積部８とからなる。
主管部１は、異径のチーズ管を用いるものとし、流路管２の両端の上流側開口部３と下流側開口部４は排泥管１１の途上に接続される。流路管２の中間部は、排泥管１１の断面積よりも大きい断面積、即ち、主管部１の直径を排泥管１１の直径よりも大きい値とする。
本実施例では、排泥管１１の直径を２００ｍｍ、流路管２の中間部の直径を２５０ｍｍとするため、流路管２の中間部の断面積は、排泥管８の断面積よりほぼ１．５倍となる。
また、滞積部８は、主管部１の分岐管５と同径とし、滞積部８の前記一端を分岐管５と取り付ける際には、ビクトリックジョイント７を用いて、容易に着脱が可能なようにする。
【００１４】
＜３＞礫の分離工程
図２に、本発明の礫取装置Ａの断面図を示す。シールド掘削作業において泥水の流量を一定とした状態とし、上流側開口部３から泥水が流れ込むと、断面積と流速は反比例の関係にあるため、流路管２の中間部では、断面積の増加によって泥水の流速が低下する。本実施例では、流路管２の中間部の断面積は、排泥管１１のほぼ１．５倍となることから、流速は約６４％に低下する。
礫９の大小は様々だが、礫の比重や礫の粒径が大きいものは限界流速が大きく流路管２の中間部の流速が各々の限界流速を下回った礫から、礫９が沈降しはじめる。
沈降し始めた礫９は、流路管２から分岐管５を介して滞積部８に滞積し、泥水の流れから完全に分離される。
上記掘削工程において、通過許容粒径の値と、掘削した泥水内に含まれる礫の比重や形状係数から礫の限界流速を算出し、その限界流速から排泥管１１と、流路管２の中間部の断面積の比率を逆算し、望ましい異径チーズ管を選定することができる。
【００１５】
上記掘削工程において、設置可能なスペースが狭く、望ましい流速値まで減速することのできる管径まで拡径できない場合は、図１、２に示すように、流路管２のスラリーポンプ側の内部壁面に、スクリーン６を設けてもよい。
前記スクリーン６は、所定の傾斜角をつけて、流路管２の内部の壁面に泥水の流れ方向に面するように固定する。
前記スクリーン６は、通過許容粒径と同等かそれ以下の目開きとすることにより、流速が限界流速まで減速しなかった礫であって、通過許容粒径よりも大きい径の礫の通過を塞ぎ、滞積部８に強制的に沈降させることができる。
限界流速の値が流路管２の中間部内の流速よりも大きい礫は、スクリーン６まで到達することなく滞積部８に滞積するため、大きい礫がスクリーン６に衝突せず、スクリーン６の損傷を抑制することもでき、経済的である。
【００１６】
＜４＞礫の除去工程
滞積部８にある程度礫９が滞積した後に、主管部１から滞積部８を取り外し、礫の除去作業を行って、再度主管部１に取り付ける。主管部１と滞積部８との着脱には、ビクトリックジョイントを使用するため、ワンタッチで短時間で容易に取り外しが可能である。
従来、セグメントを１リング分掘削するのに、スラリーポンプに礫が閉塞した場合、通常の掘削時間の３倍程度の時間を要していたが、本実施例では、閉塞時のロス時間を３０分程度短縮することができ、工期の短縮につながった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の礫取装置を示す斜視図
【図２】本発明の礫取装置の断面図
【図３】本発明の礫取装置が取り付けられた泥水シールド工法の全体図
【図４】従来の礫取箱を示す断面図
【図５】従来の礫のクラッシャを示す断面図
【符号の説明】
【００１８】
Ａ・・・礫取装置
１・・・主管部
２・・・流路管
３・・・上流側開口部
４・・・下流側開口部
５・・・分岐管
６・・・スクリーン
７・・・ビクトリックジョイント
８・・・滞積部
９・・・礫
１０・・送泥管
１１・・排泥管
１２・・泥水室
１３・・アジテータ
１４・・隔壁
１５・・カッタ
１６・・スラリーポンプ
ａ・・・礫取箱
１７・・排泥流入口
１８・・排泥排出口
１９・・スクリーン
ｂ・・・クラッシャ
２０・・スクリューコンベア
２１・・コーンクラッシャ
２２・・モータ
【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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