(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネル掘り装置によって地層を通してトンネルをボーリングする方法であって、
（ａ）平均分子量２，０００，０００から８，０００，０００のポリエチレンオキシドを０．００５〜０．０５重量％、
（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートであって、ポリアルキレンオキシド鎖が２〜３アルキレンオキシド単位の平均鎖長をもつ、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートを０．０５〜０．５重量％、
を含む水溶性材料の、切断面(cutting  face)における地層への注入工程を含む、前記方法。
【請求項２】
水溶性材料中のポリエチレンオキシドおよびポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートの量が、それぞれ０．０２から０．０４重量％および０．１５から０．４重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
水溶性材料がさらに尿素を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
水溶性材料がさらに起泡補助剤を含む、請求項１〜3のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
起泡材料であって、
（ａ）平均分子量２，０００，０００から８，０００，０００のポリエチレンオキシドを０．００５〜０．０５重量％、
（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートであって、ポリアルキレンオキシド鎖が２〜３アルキレンオキシド単位の平均鎖長をもつ、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートを０．０５〜０．５重量％、
を含む前記材料。
【請求項６】
シールドトンネル掘り装置の切断面(cutting  face)からの土の運搬における請求項５に記載の起泡材料の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、トンネルボーリングおよびそれの使用のための組成物に関する。
シールドトンネル掘削機は、多種多様な地層で掘る能力などの多くの利点を与えるので、トンネルのボーリングに益々使用される。シールド掘削機は、回転の軸がシールドの縦軸と一致するように、同様の直径の円筒シールドにすえつけられた円形の回転可能なカッティングヘッドを含む。シールド内に、材料をカッティングヘッドへ補給する仕組み及び土を運び去るための仕組みが含まれている。そのような機械は、トンネルを掘る地層が硬くて、しっかりしているときはうまくいくが、土除去を非常に難しくすることになる軟らかくて、くずれ易い地層ではそれほどうまくいかない。この問題を克服することを追及する１つの方法は、カッティングヘッドを通して土へ圧密剤を適用することである。これは土を安定化し、ボーリングをより容易に働かさせ、且つ土をより容易に除去させる。
【０００２】
周知の安定剤は、ベントナイトスラリーおよびポリマー懸濁液を含んでいる。これらは、主として土の水含量をかなり増加するので、ある種の土においては問題となり得る。ある種の土（粘土など）は、除去するのに粘性があり、困難になり、カッティングヘッドの動きを悪くし、効率の相当のロスとなる。より最近の開発で、ポリマーの泡が提案された。これらは、かなり少ない流動体が与えられた容量の土に入れられという利点をもつ。典型的な泡処方物は、起泡剤および泡安定化剤、後者は一般的に界面活性剤、を含むであろう。従って、作業において、泡を掘られる面へカッティングヘッドの穴から注入する。
【０００３】
特定の起泡材料が特別に有効な結果を与えることがここで見い出された。本発明は従って、シールドトンネル掘り装置による地層を通してトンネルをボーリングする方法を提供するものであり、本方法は、
（ａ）平均分子量２，０００，０００から８，０００，０００のポリエチレンオキシドの０．００５〜０．０５重量％；および
（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートであって、ポリアルキレンオキシド鎖が２〜３アルキレンオキシド単位の平均鎖長をもつ、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートを０．０５〜０．５重量％、
を含む水溶性材料のカッティングフェースにおける、地層への注入工程を含む。
【０００４】
本発明はさらに、（ａ）平均分子量２，０００，０００から８，０００，０００のポリエチレンオキシドを０．００５−０．０５重量％；および
（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートであって、ポリアルキレンオキシド鎖が２〜３アルキレンオキシド単位の平均鎖長をもつ、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートを０．０５〜０．５重量％、
を含む起泡材料を提供する。
本発明はさらに、シールドトンネル掘り装置の切断面から土の運搬において上に定義された起泡材料の使用を提供する。
【０００５】
ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）は、よく知られている商品であり、適切な材料を入手可能な広い範囲から選択してもよい。典型的な例は、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅの“Ｐｏｌｙｏｘ”（商標）材料である。陰イオン界面活性剤は、当技術上周知のスルフェート含有界面活性剤のようなものから選択してもよい。特に好ましいタイプはポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルフェートであり、ポリアルキレンオキシド鎖が２−３アルキレンオキシド単位の平均鎖長をもつ。典型的な商業的材料は、Ｔｏｈｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社の“Ａｌｓｃｏｐｅ”（商標）シリーズを含む。
【０００６】
好ましくは、存在するＰＥＯおよび界面活性剤の量は、それぞれ０．０２から０．０４重量％および０．１５から０．４重量％である。最も好ましくは、 ＰＥＯ量は０．０３から０．０４重量％である。
残りの水溶性材料は、水であるが、他の技術上認知されている成分（殺生物剤および複合化剤）を技術上認知されている量で加えることができる。本発明の好ましい態様では、水溶性材料はさらに、尿素を０．０３−０．８重量％，好ましくは０．０６−０．２５重量％の範囲で含む。本発明は従ってまた、本質的にポリエチレンオキシド、スルフェート含有陰イオン界面活性剤、および尿素と水とからなるトンネル起泡性混和剤を提供する。
【０００７】
他の特に有用な成分は起泡改善剤である。起泡改善剤は、泡を安定化する能力について技術上よく知られている材料である。それらは、天然の脂肪および油、例えばココナツ油から誘導される長鎖脂肪酸鎖をもつアミンである。
【０００８】
水溶性材料は、１つの材料として前もって製造し、貯蔵してもよいが、使用する前に混合される２成分にしてそれを提供することが好ましい。この場合、１つの成分は、ＰＥＯと界面活性剤を含み、他はＰＥＯの希釈水溶液、典型的には０．００７−０．０６重量％濃度、好ましくは０．０１５−０．０６重量％濃度のものである。両方共勿論それらが十分流動性であることを確保するのに十分な水、および上に挙げたサイズの混合割合で与える十分な必須成分を含有し−分子量および割合に関して適当な混合物が容易に決定される。水溶性材料の水含有量は、６００−１，２００ｍＰａ.ｓ.のスピンドル１を使用するＢｏｈｌｉｎ  Ｓｙｓｔｅｍ３装置によって測定された粘度を有するようにすべきであり、且つ２成分態様の場合には、各成分の水含有量は、これを達成するようなものでなければならない。２成分態様は非常に貯蔵安定性がある。
【０００９】
作業において、水溶性材料は機械に供給され、そこでそれが水中全水溶性材料の典型的には３％溶液に希釈され、通常の手段で泡立たされ、そしてまたカッティングヘッドの穴からトンネル面へ注入される。
本発明をさらに、以下の制限されることのない実施例について記載する。
【００１０】
例１
以下の材料が配合される。
0004500440.tif 000002
この組成は、その使用が例２で示されるものの濃度を与える。
【００１１】
例２
土への例１の組成物の試験
使用された土を、新しい地下鉄のトンネル掘りが特に困難であったマドリッドから採取する。実験は、この土（重い粘土）の４つの１０００gサイズのサンプルを取ること、これらの３つに除去可能にすることを試みて材料を添加すること、混合物をＨｏｂａｒｔミキサー中３分かき混ぜること、次いで粘度をＨａａｋｅ  ＶＴ０２粘度計によってチェックすることからなる。 Ｈｏｂａｒｔ混合ボール中の材料の粘着度も評価される。
【００１２】
１０００gサンプルの各々に以下の１つを加える：
（ａ）水６５ｇ
（ｂ）起泡剤“Ｒｈｅｏｃｅｌｌ”（商標）の３％溶液６５ｇを空気で１：１０に泡立てる（空気９容積に対して溶液１容積）
（ｃ）空気で１：１０に泡立てられた例１の組成物の３％溶液６５ｇ。
粘度（カッティングヘッドから土除去の容易さの目安である）に加えて、混合ボールをきれいにするときの、材料の粘着度を比較評価する。粘着度の評価は、
１  非常に粘着性、土がボールから流れ出ず、困難を伴ってのみ除去可能
２  粘着性、土がボールから流れ出ないが、比較的容易に除去できる
３  非粘着性、ほとんどの土が流れ出て、少しの残土は容易に除去される
【００１３】
結果は以下のようである：
0004500440.tif 000003
１測定は、濃い液体とペーストに使用されるスピンドルＮｏ．２を使用してなされる。
２より大きいスピンドル（Ｎｏ．１）がよりうすい液体とペーストに使用される。
本発明に記載の組成物は、より大きなスピンドル（これは普通、より小さいものより高い粘度表示をあたえる）が使用されたにもかかわらず、粘度および粘着度両方に実質的な改善を与える。
【００１４】
例３
２成分系の例
２成分系は、例２の組成物１部と１重量％の“Ｐｏｌｙｏｘ”ＷＳＲ−３０１を含む１０部の水とを使用して生成される。ポリエチレンオキシド溶液の割合は、含まれる泥土の水含有量によって調整される。
例２の操作によって試験されると、この組成物は例１の組成物と同じような優れた結果を与える。
【００１５】
例４−７
本発明による多くの組成物が製造され、且つ例２で行なわれた操作に従って試験される。
組成物を以下の表に示す：
0004500440.tif 000004
【００１６】
使用された材料は以下のとおりである：
“Zetesol”（商標） NL2（Zschimmer & Schwarzから）−ナトリウムラウリルエーテルスルフェート。
“Sulfetal” （商標）Cjot 60（Zschimmer & Schwarzから）−モノイソプロパノールアンモニウムラウリルスルフェート。
“Hostaspur ” （商標）OS-1（Clariantから）−ナトリウムオレイルスルホナート。
“Empicol” （商標）LX42（Albright & Wilsonから）−ナトリウムラウリルスルフェート。
“Polyox” （商標）WSRN-60K（Union Carbideから）−ポリエチレンオキシド、分子量（平均）約２００万。
“Polyox” WSR-301−ポリエチレンオキシド、分子量（平均）約4００万。
“Cublen”（商標）K2523（Zschimmer & Schwarzから）−ヒドロキシエタンジリン酸トリカリウム。
“Masquol”（商標） P430Na（Protexから）−エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸)ヘキサナトリウム。
“Sequion”（商標） 50K33（Bozzettoから）−エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸) ヘキサカリウム。
“Aromox”（商標） C/12-W（Akzo-Nobelから）−ココ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミンオキシド。
“Aromox” MCD- W−ココジメチルアミンオキシド。
“Quiminox”（商標）QL（Qimidrogaから）−ココジメチルアミンオキシド。
例１および３の組成物のものと同様、得られた試験結果は評価３である。