(57)【要約】【課題】本発明は、泥濃式推進工法での吸引式、あるいは環流式の排泥処理システムを可能とする掘進機における排泥制御装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】一端が排泥土口９に連通状に接続されたエアーピンチバルブ１５と、エアーピンチバルブ１５の他端に、上部が連通状に接続され、下部に排泥土搬送管１１に連通状に接続される中空状の排泥土収納部２７と、排泥土収納部２７外部に設置され、エアーピンチバルブ１５の他端に向けて排泥土収納部２７内を出し入れ自在に取り付けられ、かつエアーピンチバルブ１５と連通自在とされる閉塞シリンダー２５と、閉塞シリンダー２５内を前後可動可能とされる閉塞ピストン２６とから構成される二重シリンダー部１６と、排泥土収納部２７の上端に、排泥土収納部２７内と連通状に接続された流入口１７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削カッターが駆動回転自在に取り付けられた隔壁によって形成される掘削室と、前記隔壁に開口される排泥土口と、前記掘削カッターの前方に作泥を放出するための作泥注入口が開口された泥濃式の掘進機において、
一端が前記排泥土口に連通状に接続されたエアーピンチバルブと、
該エアーピンチバルブの他端に、上部が連通状に接続され、下部に排泥土搬送管に連通状に接続される中空状の排泥土収納部と、
前記排泥土収納部外部に設置され、前記エアーピンチバルブの他端に向けて同排泥土収納部内を出し入れ自在に取り付けられ、かつ同エアーピンチバルブと連通自在とされる閉塞シリンダーと、該閉塞シリンダー内を前後可動可能とされる閉塞ピストンとから構成される二重シリンダー部と、
前記排泥土収納部の上端に、同排泥土収納部内と連通状に接続された空気、あるいは泥水流入用としての流入口とを備える
掘進機における排泥制御装置。
【請求項２】
前記流入口は、吸気バルブと環流バルブが設けられた送泥管とを有する
請求項１に記載の掘進機における排泥制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘進機における排泥制御装置に関する。詳しくは産業廃棄物を減量するための排泥処理システムに用いる掘進機における排泥制御装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地下に管路を敷設する場合には、発進立坑内に元押装置を設置して到達立坑に向って地中を掘進機により掘削しながら順次敷設管を押し込んでいく機械式密閉型推進工法がある。
この機械式密閉型推進工法は泥土圧式、泥濃式、泥水加圧式の推進工法に大別されている。
【０００３】
この中で、泥濃式推進工法は、掘進機や排泥処理システム等がシンプルなこともあり、工事費は比較的安価であり、急曲線推進、長距離推進に向いているので下水道等の推進工事で採用ケースが多い。しかし、土質の種類によっては、産業廃棄物の処理量が多くなることと、高水圧地盤に対応できないという欠点がある。
【０００４】
一般に土質は粒径の小さい順に粘土（０．００５ｍｍ以下）、シルト（０．００５〜０．０７４ｍｍ）、砂（０．０７４〜２ｍｍ）、礫（２ｍｍ以上）と呼ばれる土粒子が混ざり合って構成されているが、土質の呼び方は土粒子の最も多い土粒子で称されている。
【０００５】
ここで、土質別における泥濃式工法の産業廃棄物の処理量は、掘削土量に対し粘土・シルト土で最小１５０％程度となり、砂礫では最大２５０％程度となる。このように砂礫土では産業廃棄物の処理量がかなり多くなる。その原因は粘土・シルト土の施工では掘削室の中で掘削土に作泥材となる水に近い泥水を５０〜１００％程度加えて攪拌すると排泥制御可能な液状泥土となる。
【０００６】
しかし砂礫の掘削土を液状泥土にするには作泥材となるベントナイト・粘土等を多く含む高濃度泥水を１００〜１５０％程度加える必要がある。通常、泥濃式の排泥処理システムは排泥制御装置から排出された液状泥土を吸引処理システムで地上まで吸い上げて排泥タンクに貯留し、全量を産業廃棄物処分する。
【０００７】
例えば、泥濃式の排泥土を泥水加圧式の環流処理システムで処理すると土砂と泥水に分離される。粘土・シルト土での分離発生量は掘削土量に対する割合として土砂が１０〜２０％程度で、泥水としては最大４００％を超える量となり、泥水は全て産業廃棄物となる。
【０００８】
また、砂礫土では土砂が９０％程度で、泥水は１０〜２０％程度（余剰泥水の一部を作泥材として利用）となり泥水は全て産業廃棄物となる。
【０００９】
上記から判断すると産廃を減量するには土質により排泥処理法を選択し、粘土、シルト分が多い土質では吸引システムとし粘土シルト分が少ない土質では環流システムとするのがベストである。
【００１０】
ここで、泥濃式推進工法の排泥処理を従来の吸引システムで行った場合と、環流システムで行った場合の産廃処分量が同じくらいになるのは計算上、粘土、シルトの細粒分が２５〜３５％程度混入するシルト混じり砂礫土となる。
【００１１】
また、泥濃式推進工法における排泥制御装置では、掘削土量の５０〜１５０％程の作泥材（２０μｍ以下のベントナイト主体）を添加して掘削土を液状泥土化し、エアーピンチバルブの開閉のみで制御するので排泥土は不規則に断続して排土される。
【００１２】
更に、泥濃式では、地下圧の高い地盤を推進するとき、掘削室の圧力が高くなり、地下水圧が０．１Ｍｐaを超える付近からエアーピンチバルブにおける１回分の排出量がかなり多くなる欠点がある。この場合、掘削室圧が地下水圧より低くなり掘削切羽が不安定となる。
【００１３】
そこで本発明者は、泥濃式として平成１２年１０月１６日に、発明の名称「掘進機における泥土排出制御装置」を出願した（特許文献１とする。）。
具体的には、図１０に示すように、掘削機のカッター部後方の排泥土取り込み口１０１に、その一端が連通状に配置された第１エアーピンチバルブ１０２と、第１エアーピンチバルブ１０２の他端に連通状に連結された可動式の排泥ピストン１０３が内包された排泥シリンダー１０４とから構成されている。
【００１４】
また、排泥シリンダー１０４には第１の吸気バルブ１０５が設置され、排泥シリンダー１０４に第２エアーピンチバルブ１０８が連通状に設置されている。更に、第２エアーピンチバルブ１０８に排泥土搬送管１０６及び、第２の吸気バルブ１０７が連通状に設置された構成とされている。
【００１５】
このような構成の泥土排出制御装置では、第１エアーピンチバルブ１０２と第２エアーピンチバルブ１０８間に可動式の排泥ピストン１０３を内包した排泥シリンダー１０４を設けることで、第２エアーピンチバルブ１０８から大気圧に排出された泥土は排泥土搬送管１０６から吸引排土される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第４４６０１３６号特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記特許文献１に記載された発明では、第１の吸気バルブと第２吸気バルブとの相互作用によって吸引式の排泥処理システムに適用するものである。しかし、泥水を環流させる環流式の排泥処理システムでは、第２エアーピンチバルブに排泥土搬送管が配置されているために泥水が第２エアーピンチバルブで遮られることになり環流式に対応させることはできない。
【００１８】
また、前記特許文献１に記載された発明では、排泥制御装置から排出された液状泥土を吸引処理システムで地上まで吸い上げて排泥タンクに貯留するシステムとなるために、全量が産業廃棄物処分となる恐れがある。
【００１９】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、泥濃式推進工法での吸引式、あるいは環流式の排泥処理システムを可能とする掘進機における排泥制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る掘進機における排泥制御装置は、掘削カッターが駆動回転自在に取り付けられた隔壁によって形成される掘削室と、隔壁に開口される排泥土口と、掘削カッターの前方に作泥を放出するための作泥注入口が開口された泥濃式の掘進機において、一端が排泥土口に連通状に接続されたエアーピンチバルブと、エアーピンチバルブの他端に、上部が連通状に接続され、下部に排泥土搬送管に連通状に接続される中空状の排泥土収納部と、排泥土収納部外部に設置され、エアーピンチバルブの他端に向けて排泥土収納部内を出し入れ自在に取り付けられ、かつエアーピンチバルブと連通自在とされる閉塞シリンダーと、閉塞シリンダー内を前後可動可能とされる閉塞ピストンとから構成される二重シリンダー部と、排泥土収納部の上端に、排泥土収納部内と連通状に接続された空気、あるいは泥水流入用としての流入口とを備える。
【００２１】
ここで、一端が排泥土口に連通状に接続されたエアーピンチバルブによって、掘進機で掘削された排泥土の排泥土口からの排出を制御することが可能となる。
【００２２】
また、エアーピンチバルブの他端に、上部が連通状に接続され、下部に排泥土搬送管に連通状に接続される中空状の排泥土収納部によって、掘削時における掘削室圧に影響を受けない状態で排泥土を収納することが可能となる。
【００２３】
また、排泥土収納部外部に設置され、エアーピンチバルブの他端に向けて排泥土収納部内を出し入れ自在に取り付けられ、かつエアーピンチバルブと連通自在とされる閉塞シリンダーによって、エアーピンチバルブを開放することで閉塞シリンダー内に一定量の排泥土を取り入れることが可能となる。
【００２４】
また、閉塞シリンダー内を前後可動可能とされる閉塞ピストンによって、閉塞ピストンを閉塞シリンダー内に押し出すことでエアーピンチバルブを開放しても排泥土の流出を遮断することが可能となる。
【００２５】
また、排泥土収納部の上端に、排泥土収納部内と連通状に接続された空気、あるいは泥水流入用としての流入口によって、排泥土収納部に空気流を生じさせて排泥土を排泥土搬送管より吸気搬送する吸引システムと、泥水を環流させながら排泥土を搬送させる環流システムとを併用することが可能となる。
【００２６】
また、本発明に係る掘進機における排泥制御装置において、流入口が、吸気バルブと環流バルブが設けられた送泥管とを有する場合には、送泥管に環流バルブが設けられた場合には、吸気バルブと環流バルブによる切替え操作によって吸引式、あるいは環流式による排泥土の搬送が可能となる。これにより、産業廃棄物を大幅に減量することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
また、本発明の掘進機における排泥制御装置によれば、掘削土質の種類に応じて吸引式、あるいは環流式の排泥処理システムを使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機の一例を説明するための模式図である。
【図２】本発明を適用した排泥制御装置の一例を説明するための立体模式図である。
【図３】本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第１工程を説明するための模式図（Ａ）、本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第２工程を説明するための模式図（Ｂ）、本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第３工程を説明するための模式図（Ｃ）、本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第４工程を説明するための模式図（Ｄ）及び、本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第５工程を説明するための模式図（Ｅ）である。
【図４】本発明を適用した排泥制御装置の内部状態を説明するための模式図である。
【図５】本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機において推進区間がシルト・粘土の土質の場合における処理システムの一例を説明するための模式図である。
【図６】本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機において推進区間が砂・砂礫の土質の場合における処理システムの一例を説明するための模式図である。
【図７】本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機において推進区間の土質が変化する場合における処理システムの一例を説明するための模式図である。
【図８】本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機において図７における推進区間の土質がシルト・粘土の土質の場合の処理システムの一例を説明するための模式図（Ａ）及び、本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機において図７における推進区間の土質が砂・砂礫の土質の場合の処理システムの一例を説明するための模式図（Ｂ）である。
【図９】従来の掘進機の一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明する。
【００３０】
図１は本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機の一例を説明するための模式図、図２は本発明を適用した排泥制御装置の一例を説明するための立体模式図である。
【００３１】
ここで示す掘進機１は、前部に掘削室２が設けられ、この掘削室２の前方に掘削カッター３が装着された構成とされている。
【００３２】
また、掘削カッター３は掘進機１内に設けられた駆動モーター４で駆動回転される構成とされている。更に、掘削カッター３の回転軸５に掘削カッター３の前方に作泥を放出するための作泥注入口６が開口された作泥ホース７が取り付けられている。
【００３３】
そして、掘削室２の隔壁８に排泥土口９が開口され、この排泥土口９に排泥土導入管１０が連通状に接続されている。
【００３４】
ここで、排泥土導入管１０と排泥土搬送管１１との間に排泥制御装置１２が連通状に配置されている。
【００３５】
この排泥制御装置１２は、上部が排泥土導入管１０と連通状とされる上部連結孔１３と、下部が排泥土搬送管１１と連通状とされる下部連結孔１４が開口された排泥土収納部２７と、この排泥土収納部２７内に上部連結孔１３方向に押し出し可能とされる二重シリンダー部１６とから構成されている。
【００３６】
ここで、排泥土導入管１０と排泥土収納部２７の上部連結孔１３との間にはエアーピンチバルブ１５が設置され、排泥土導入管１０から排泥土収納部２７内に流入する排泥土を制御可能とする構成とされている。
【００３７】
このエアーピンチバルブ１５は、例えば外殻の鋼管ケーシング（図示せず。）の中に円筒状のゴムが内蔵されていてケーシングとゴムの間に圧縮空気を注入するとゴムが内側に寄って掘削土の礫等を包み込むように閉まり、排気すると開くような構造となっている。
【００３８】
また、排泥土収納部２７の上端には流入口１７が連通状に接続されている。この流入口１７の上端開口部１８に吸気バルブ１９が設けられると共に、流入口１７の中途には送泥管２０が分岐状に連結されている。
【００３９】
また、送泥管２０は、流入口１７との分岐箇所の手前に環流バルブ２１が設けられ、基端は地上に設置された調整槽（図示せず。）に接続されている。
【００４０】
ここで、二重シリンダー部１６は、排泥土収納部２７内の上部連結孔１３に対向する壁部２２にシリンダー本体取付穴２３が開口され、このシリンダー本体取付穴２３に排泥土収納部２７の外部よりシリンダー本体２４が取り付けられている。
【００４１】
そして、シリンダー本体２４内に油圧式、あるいはエアー式により排泥土収納部２７内を前後方向へ可動させることで上部連結孔１３と自在に連通状態とすることが可能となる閉塞シリンダー２５が収納されている。
【００４２】
更に、閉塞シリンダー２５内に油圧式、あるいはエアー式により閉塞シリンダー２５内を前後方向に可動とされる閉塞ピストン２６が収納されている。
【００４３】
なお、掘削土に５ｃｍ以上の玉石がある場合には、排泥土収納部２７内を通過後の排泥土搬送管１１で閉塞の可能性があるので、掘削室２内にクラッシャー装置２Ａを設けるか、排泥土収納部２７の下側部にスクリーン棒（図示せず。）を付けて５ｃｍ以上の玉石を除去する装置を設けることが望ましい。
【００４４】
また、環流式の場合、排泥土搬送管１１の途中に排泥ポンプ（図示せず。）があるので排泥処理をスムーズに行うために２５ｍｍ以下に粉砕可能なクラッシャー型混合機（図示せず。）を排泥土収納部２７の出口に設ける。
【００４５】
更に、排泥土収納部２７内及びクラッシャー型混合機のトラブルや点検のため排泥土収納部２７の後方に環流バイパス（図示せず。）を設けることが望ましい。
【００４６】
次に、図３（Ａ）は本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第１工程を説明するための模式図、図３（Ｂ）は本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第２工程を説明するための模式図、図３（Ｃ）は本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第３工程を説明するための模式図である。
【００４７】
また、図３（Ｄ）は本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第４工程を説明するための模式図及び、図３（Ｅ）は本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における泥土排出制御の第５工程を説明するための模式図である。
【００４８】
＜吸引方式の排泥制御法＞
図３（Ａ）に示すように、吸引方式の場合には、環流バルブ２１は閉の状態とされ、吸気バルブ１９は開の状態とされている。
【００４９】
ここで、掘削が停止、または休止の状態では、エアーピンチバルブ１５は閉の状態とされている。
また、閉塞シリンダー２５と閉塞ピストン２６は、シリンダー本体２４内より押し出されてエアーピンチバルブ１５を閉塞するような状態で接している。
【００５０】
そして、図３（Ｂ）に示すように、掘削開始して、掘削室（図示せず。）が地下水圧＋０．０４Ｍｐa程度になったら、エアーピンチバルブ１５を開くと同時に、図３（Ｃ）に示すように、閉塞ピストン２６をシリンダー本体２４内に引き込む。この時、掘削室の圧力が地下水圧＋０．０３Ｍｐaを下回らないような速度に調整する。これにより、排泥土Ａは閉塞シリンダー２５内に取り込まれた状態となる。
【００５１】
次に、図３（Ｄ）に示すように、エアーピンチバルブ１５を閉とし、閉塞シリンダー２５内への排泥土Ａの流入を遮断する。
【００５２】
そして、図３（Ｅ）に示すように、閉塞シリンダー２５をシリンダー本体２４内に引き込む。これにより、閉塞シリンダー２５内の排泥土Ａは排泥土収納部２７内へ放出される。
このときに、図４に示すように、排泥土収納部２７内では吸気バルブ１９は開とされ、吸気バルブ１９から排泥土搬送管１１への空気流が生じていることから、排泥土収納部２７内へ放出された排泥土Ａは、排泥土搬送管１１内へ吸引搬送される。
【００５３】
このようにして、前記図３（Ａ）から（Ｅ）の１工程を繰り返すことで安定した排泥を行うことが可能となる。
【００５４】
なお、排土量は、掘進機の掘進速度に比例するので掘削室内の圧力が地下水圧＋０．０２〜０．０５Mｐａを外れないよう掘進速度に合わせて１工程の速度を調整する。このように掘削室内の圧力を地下水圧＋０．０２〜０．０５Mｐａを保つことで、掘削切羽は自立状態を保つことになる。
【００５５】
＜環流方式の排泥制御法＞
環流方式では、吸気バルブ１９は閉の状態、環流バルブ２１を開の状態とし、送泥管２０からの泥水を排泥土収納部２７内へ流入しながら排泥土搬送管１１内へ流出される環流処理システムを作動させる。
【００５６】
ここで、図３（Ｂ）に示すように、掘削開始時に、掘削室（図示せず。）が地下圧＋０．０４Ｍｐa程度になったら、エアーピンチバルブ１５を開くと同時に、図３（Ｃ）に示すように、閉塞ピストン２６をシリンダー本体２４内に引き込む。この時、掘削室の圧力が地下水圧＋０．０３Ｍｐaを下回らないような速度に調整する。これにより、排泥土Ａは閉塞シリンダー２５内に取り込まれた状態となる。
【００５７】
次に、図３（Ｄ）に示すように、エアーピンチバルブ１５を閉とし、閉塞シリンダー２５内への排泥土Ａの流入を遮断する。
【００５８】
そして、図３（Ｅ）に示すように、閉塞シリンダー２５をシリンダー本体２４内に引き込む。これにより、閉塞シリンダー２５内の排泥土Ａは排泥土収納部２７内へ放出される。
このときに、排泥土収納部２７内に生じている泥水環流によって、排泥土収納部２７内へ放出された排泥土Ａは、排泥土搬送管１１内へ泥水搬送される。
【００５９】
このようにして、前記図３（Ａ）から（Ｅ）の１工程を繰り返すことで安定した排泥を行うことが可能となる。
【００６０】
次に、図５は推進区間がシルト・粘土の土質の場合における本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における処理システムの一例を説明するための模式図である。
【００６１】
ここで、立坑３０の立坑壁３１より地中に坑口３２が設けられ、掘進機１を立坑３内に配置された元押しジャッキ（図示せず。）で押圧される。これにより掘進機１で地中を掘削・推進させる構成とされている。
【００６２】
また、掘進機１に真空吸引による排泥土搬送管１１が設けられ、この排泥土搬送管１１が地上３３に設置された吸引タンク３４及び吸引ブロワー３５からなる吸引排土装置３６に連通されることで掘進機１によって掘削される排泥が排泥土搬送管１１を通して吸引タンク３４へ回収される構成とされている。
【００６３】
また、掘進機１の掘削カッター３前方に作泥を放出させるため作泥ホース７が、地上３３に設置された高濃度泥水プラント３７に連通状に接続されている。
【００６４】
ここで、吸引排土装置３６の吸引ブロワー３５を作動させる。そして、高濃度泥水プラント３７から作泥ホース７を通して掘削室２内へ作泥材を圧送して掘削土を液状泥土化して排泥制御装置１２で掘削土を排出する。更に、排出された液状排泥土は排泥土搬送管１１を介して地上３３の吸引タンク３４内へ吸引搬送される。
【００６５】
なお、吸引タンク３４が満杯になったら吸引タンク３４の負圧を解除して吸引タンク３４下に配置される排泥タンク３８に落とし、排泥タンク３８が満杯になったら産廃処分にする。
【００６６】
図６は、推進区間が砂・砂礫の土質の場合における本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における処理システムの一例を説明するための模式図である。
【００６７】
ここで、立坑３０の立坑壁３１より地中に坑口３２が設けられ、掘進機１を立坑３内に配置された元押しジャッキ（図示せず。）で押圧される。これにより掘進機６で地中を掘削・推進させる構成とされている。
【００６８】
また、掘進機１に排泥ポンプ３９が配置された排泥土搬送管１１が接続され、排泥土が排泥土搬送管１１内を泥水搬送されながら振動フルイ４０を介して循環槽４１に搬送される構成とされている。
【００６９】
また、掘進機１に送泥ポンプ４２を介して送泥管２０が接続され、この送泥管２０は循環槽４１に併置される調整槽４３に接続されている。更に、循環槽４１と調整槽４３間には環流サイクロン４４が配置され、循環槽４１内に搬送される泥水を調整槽４３内へ搬送させる環流処理システムが構成されている。
【００７０】
また、掘進機１の掘削カッター３前方に作泥を放出させるため作泥ホース７が、地上３３に設置された高濃度泥水プラント３７に連通状に接続されている。そして、高濃度泥水プラント３７と調整槽４３との間には再利用サイクロン４８が配置され、調整槽４３内に収納された泥水の一部を作泥材として利用する構成とされている。
【００７１】
ここで、高濃度泥水プラント３７から作泥ホース７を通して掘削室２内へ作泥材を圧送して掘削土砂と混合撹拌して排泥制御装置１２で排泥土を排出する。
【００７２】
また、排出された排泥土は、送泥ポンプ４２と排泥ポンプ３９の作動により排泥土搬送管１１内を泥水搬送されながら振動フルイ４０を介して循環槽４１に搬送される。
【００７３】
循環槽４１に搬送される排泥土は、振動フルイ４０の下段フルイの大きい網目により礫分が取り除かれて砂まじり泥水が循環槽４１内に落下する。そして、循環槽４１内に落下した泥水は打込ポンプ（図示せず）で環流サイクロン４４に打込まれ、オーバー泥水は調整槽４３に搬送され、アンダー泥水は、振動フルイ４０の上段フルイの小さい網目で砂分が取り除かれ循環槽４１に戻る。循環槽４１の泥水は以上のようなフローを繰り返す。
【００７４】
ここで、調整槽４３内に貯留される泥水は、送泥ポンプ４２と排泥ポンプ３９により送泥管２０を通して排泥制御装置１２内へ環流泥水として流入する。この環流泥水は、連続して排出される排泥土と混合されて排泥土搬送管１１内を泥水搬送されながら振動フルイ４０及び環流サイクロン４４を介して砂・砂礫等を分離して調整槽４３内に搬送される。
【００７５】
これにより、掘削時に発生する砂・砂礫分を取り除いて泥水のみを循環させる環流処理システムを構成することが可能となる。
【００７６】
なお、環流泥水は、調整槽４３で比重、粘性等を調整して送泥ポンプ４２の作動により送泥管２０を通して排泥制御装置１２内へ圧送される。
【００７７】
また、振動フルイ４０及び環流サイクロン４４で分離された砂・砂礫等はダンプトラックにて残土処分され、余剰泥水は余剰タンク（図示せず。）に貯留され産廃処理される。
【００７８】
また、砂礫土でシルト・粘土の含有率が１０％以下の場合、余剰泥水はほとんど発生せず、シルト・粘土の含有率が増えると比例して増えてくる。
【００７９】
また、高濃度泥水プラントで再利用する泥水は、調整槽４３の泥水を再利用サイクロン４８に打ち込み、２０μｍ以下の細粒分が混入するオーバーフロー泥水を利用する。ちなみに、環流ラインのサイクロンは７５μｍの土粒子を分級するサイクロンを設置し、再利用サイクロン４８は２０μｍの細粒分まで分級できる円筒内部径７５ｍｍ、接続管径５０ｍｍクラスのものを使用することが望ましい。
【００８０】
図７は、推進区間に土質変化のある場合における本発明を適用した排泥制御装置を搭載した掘進機における処理システムの一例を説明するための模式図である。
【００８１】
ここで、掘進機１に排泥ポンプ３９が配置された排泥土搬送管１１が接続され、排泥土が排泥土搬送管１１の還流泥水に搬送されながら振動フルイ４０を介して循環槽４１に搬送される構成とされている。
【００８２】
また、掘進機１に送泥ポンプ４２を介して送泥管２０が接続され、この送泥管２０は循環槽４１に併置される調整槽４３に接続されている。更に、循環槽４１と調整槽４３間には環流サイクロン４４が配置され、循環槽４１内に搬送される泥水を調整槽４３内へ搬送させる環流処理システムが構成されている。
【００８３】
また、掘進機１の掘削カッター３前方に作泥を放出させるため作泥ホース７が、地上３３に設置された高濃度泥水プラント３７に連通状に接続されている。そして、高濃度泥水プラント３７と調整槽４３との間には再利用サイクロン４８が配置され、調整槽４３内に収納された泥水の一部を作泥材として利用する構成とされている。
【００８４】
いっぽう、地上３３に吸引タンク３４及び吸引ブロワー３５からなる吸引排土装置３６が設置され、吸引タンク３４と送泥管２０との間に開閉バルブ４５を介して切替えパイプ４７が連通状に接続されている。
【００８５】
また、切替えパイプ４７により分岐する調整槽４３側の送泥管２０に開閉バルブ４５Ａが設けられている。
【００８６】
また、掘進機１の後方の送泥管２０と排泥土搬送管１１との間に切替えバルブ（４６、４６Ａ）が設けられた構成とされている。
【００８７】
ここで、推進区間がシルト・粘土の土質の場合では図８（Ａ）に示すように、排泥制御装置１２の環流バルブ２１は閉の状態とされ、吸気バルブ１９は開の状態とする。
【００８８】
また、切替えバルブ４６を開とし、切替えバルブ４６Ａを閉とする。更に、開閉バルブ４５を開とし、開閉バルブ４５Ａを閉とする。
【００８９】
これにより、図中Ａ矢印方向への排泥処理システムが構成される。具体的には、排泥土搬送管１１は切替えバルブ（４６、４６Ａ）によって送泥管２０に切替えられ、開閉バルブ（４５、４５Ａ）で吸引タンク３４に連通状に接続されることになる。
【００９０】
このような排泥処理システムが構成されることで、高濃度泥水プラント３７から作泥ホース７を通して掘削室２内へ作泥材を圧送して掘削土を液状泥土化して排泥制御装置１２で掘削土を排出する。更に、排出された液状排泥土は排泥土搬送管１１を介して地上３３の吸引タンク３４内へ吸引搬送される。
【００９１】
なお、吸引タンク３４が満杯になったら吸引タンク３４の負圧を解除して吸引タンク３４下に配置される排泥タンク３８に落とし、排泥タンク３８が満杯になったら産廃処分にする。
【００９２】
次に、推進区間が砂・砂礫等の土質の場合では図８（Ｂ）に示すように、排泥制御装置１２の環流バルブ２１は開の状態とされ、吸気バルブ１９は閉の状態とする。
【００９３】
また、切替えバルブ４６を閉とし、切替えバルブ４６Ａを開とする。更に、開閉バルブ４５を閉とし、開閉バルブ４５Ａを開とする。
【００９４】
これにより、図中Ｂ矢印方向への循環処理システムが構成される。具体的には、排泥制御装置１２から排出された排泥土は、送泥ポンプ４２と排泥ポンプ３９の作動により排泥土搬送管１１内を泥水搬送されながら振動フルイ４０を介して循環槽４１に搬送される。
【００９５】
循環槽４１に搬送される排泥土は、振動フルイ４０の下段フルイの大きい網目により礫分が取り除かれて砂まじり泥水が循環槽４１内に落下する。そして、循環槽４１内に落下した泥水は打込ポンプ（図示せず）で環流サイクロン４４に打込まれ、オーバー泥水は調整槽４３に搬送され、アンダー泥水は、振動フルイ４０の上段フルイの小さい網目で砂分が取り除かれ循環槽４１に戻る。循環槽４１の泥水は以上のようなフローを繰り返す。
【００９６】
ここで、調整槽４３内に貯留される泥水は、送泥ポンプ４２の作動により送泥管２０を通して排泥制御装置１２内へ環流泥水として圧送される。
【００９７】
このようにして、切替えバルブ（４６、４６Ａ）及び開閉バルブ（４５、４５Ａ）を操作することで土質の変化に応じて吸引式、あるいは循環式に切り替えることが可能となる。
【００９８】
以上の構成よりなる本発明の掘進機では、可動シリンダーで掘削土砂を遮断することで高深度の場合の高圧力に対して十分に耐えることが可能となる。
【００９９】
また、閉塞シリンダー内に収納される一定量の掘削土砂を確実に排泥土搬送管へと送り出すことが可能となる。
【０１００】
また、掘進区間の土質の変化に応じて、排泥土制御装置を吸引式、あるいは環流式の排泥処理システムに対応させることが可能となる。この結果、産業廃棄物を減量させることが可能となる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、排泥土収納部が、連通状に接続される送泥管を備えるものであるが、必ずしも送泥管を設ける必要性はない。
【０１０２】
しかし、例えば、砂礫・砂等の土質では環流式が最も適しているために、環流式の処理システムとすることができる送泥管を設けることが望ましい。
【０１０３】
また、本実施の形態では、送泥管に環流バルブが設けるものであるが、必ずしも環流バルブを設ける必要性はない。
【０１０４】
しかし、吸気バルブと切り替えを行うことで吸引式、あるいは環流式の処理システムに対応することができるという点において環流バルブが設けることが望ましい。
【符号の説明】
【０１０５】
１              掘進機
２              掘削室
２´            クラッシャー
３              掘削カッター
４              駆動モーター
５              回転軸
６              作泥注入口
７              作泥ホース
８              隔壁
９              排泥土口
１０            排泥土導入管
１１            排泥土搬送管
１２            排泥土制御装置
１３            上部連結孔
１４            下部連結孔
１５            エアーピンチバルブ
１６            二重シリンダー部
１７            流入口
１８            上端開口部
１９            吸気バルブ
２０            送泥管
２１            環流バルブ
２２            壁部
２３            シリンダー本体取付穴
２４            シリンダー本体
２５            閉塞シリンダー
２６            閉塞ピストン
２７            排泥土収納部
３０            立坑
３１            立坑壁
３２            坑口
３３            地上
３４            吸引タンク
３５            吸引ブロワー
３６            吸引排土装置
３７            高濃度泥水プラント
３８            排泥タンク
３９            排泥ポンプ
４０            振動フルイ
４１            循環槽
４２            送泥ポンプ
４３            調整槽
４４            環流サイクロン
４５、４５Ａ    開閉バルブ
４６、４６Ａ    切替えバルブ
４７            切替えパイプ
４８            再利用サイクロン
【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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【図８】
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【図９】
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