(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法において、
泥水シールドによる掘進を停止させるに際して泥水シールドの切羽面に注入した泥水の粘性を上昇させ、さらにこの泥水よりも比重の軽いカルボキシメチルセルロース溶液を注入することにより該カルボキシメチルセルロース溶液を上部に溜めることを特徴とする泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法。
【請求項２】
泥水シールドの進行を停止する前に、泥水シールドの上部地層に対してスキンプレート面からベントナイト系溶液と珪酸との混合体を注入することを特徴とする請求項１に記載の泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂層等が存在する地盤の掘進工事において、砂層の取込・崩壊、泥水の墳発等を防止し地盤の弛みを押さえて安定した工事を推進できる、泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
切羽クラウン部に砂層が存在している地盤において、泥水シールドによって掘進工事を施工する場合には、切羽水圧の変動や泥水性状の変化によって、砂層の取込、崩落の現象が発生する危険性がある。
このような危険な現象を防止するには、泥水の粘性を上げるのが最も有効な手段であるが、セグメントの組立や施工の段取り時、あるいは休日のように、泥水シールドの掘進及び泥水の循環を休止している状態では、地下水の影響やチャンバー内の土粒子の沈降等によって泥水の性状を一定に保持するのが困難になる。
又、上部砂層がゆるい場合には、泥水シールドのマシンを推進させるに伴って、マシンが砂層を乱して周辺地盤の弛みによる地表面沈下等の影響を与えることが危惧される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況に鑑みてその改善策を考慮したものであり、切羽クラウン部に砂層が存在している地盤を泥水シールドで掘進する場合において、泥水シールドが休止している状態においては上部砂層の切羽面を保持し、マシンの推進中においては砂層の取込等による地盤の弛み、地表面沈下等を防止して、安全確実な工事を推進する泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法を提供している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法は、泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止のために、泥水シールドの停止時に、泥水シールドの切羽面に対してカルボキシメチルセルロース溶液（以下、ＣＭＣ溶液という）を注入することを特徴としており、注入したＣＭＣ溶液の比重が泥水シールドの比重よりも軽いことを活用し、ＣＭＣ溶液をチャンバー内の上部に溜めることで上部砂層の取込、崩落及び泥水の墳発等の発生を防止している。
【０００５】
又、本発明による泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法は、泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止のために、泥水シールドの掘進中に、泥水シールドの上部地層に対してスキンプレート面からベントナイト系溶液と珪酸との混合体を注入することを特徴としており、上部砂層とスキンプレートとの間に泥膜効果を発生させて地盤の弛みを抑制している。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明による泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法は、泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止のために、泥水シールドの停止時に、泥水シールドの切羽面に対してＣＭＣ溶液を注入することを特徴としている。これによって、注入したＣＭＣ溶液をチャンバー内の上部に溜めて上部砂層の取込、崩落及び泥水の墳発等の発生を防止している。
以下に、図面を参照しながら具体的な実施例を説明する。
【０００７】
図１は、本発明による上部砂層の崩壊防止工法を適用した、泥水シールドマシンの断面図である。
泥水シールドマシン１には、本発明に基づいて、ＣＭＣ溶液注入管２がマシン先端のチャンバー３に向けて装備している。これによって、泥水シールドの停止時にＣＭＣ溶液がＣＭＣ溶液注入管２からチャンバー３に注入され、比重の軽いＣＭＣ溶液がチャンバー３の上部４に溜まり、上部砂層５や切羽面６に充填されて上部砂層の取込、崩落及び泥水の墳発等の発生を防止している。
【０００８】
（実施例１）
掘削工事は、地表面から２〜５ｍの地下に、５ｍ幅でＮ値＝３の砂層を形成している地盤に対して行われ、泥水シールドマシンは砂層に０〜７００ｍ／ｍ掛かった状態で１５０ｍの掘進を実施している。
泥水シールドマシンは、掘進を停止させるに際して、泥水の粘性を掘進時のものから上げて、比重１．２５、粘性３０秒に設定しており、切羽面を構成している砂層等の崩壊を防止する処置を施している。
【０００９】
これに加えて、ＣＭＣの中でも高品位の増粘剤として開発されたテルポリマー（株式会社テルナイト、商品名）を８ｋｇ／ｍ3の割合で水に溶かして、粘性４０秒（比重１．１程度）のテルポリマー溶液を作成し、これをＣＭＣ溶液注入管２からチャンバー３に注入している。
注入されたテルポリマー溶液は、上記のように泥水よりも比重が軽いことから、チャンバー内の上部に溜まり、その高粘性の性質によって逸泥や砂層の取込を防止している。
【００１０】
又、本発明による泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法は、泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止のために、泥水シールドの進行中に、泥水シールドの上部地層に対してスキンプレート面からベントナイト系溶液と珪酸との混合体を注入することを特徴としている。これによって、上部砂層とスキンプレートとの間に泥膜効果を発生させて、マシンと砂とのフリクションを低減させ、同時に地盤の弛みを抑制している。
【００１１】
図１において、クレイショック注入管７がスキンプレート８の上部砂層側に装備してある。掘進している泥水シールドは、セグメントの幅で決まる一掘進単位におけるマシンの停止前に、クレイショック注入管５を通じて、ベントナイト系溶液と珪酸とを注入箇所直前で混合させて上部のスキンプレート面から砂層に注入している。これによって、上部砂層とスキンプレートとの間に泥膜効果９を発生させながら、砂とマシンとの間に発生しているフリクションを低減させて、砂層の安定を図って地盤の弛みを抑制している。
【００１２】
（実施例２）
ベントナイト系溶液としては、水１ｍ3に対してタックベータ（ＴＡＣ−β）（株式会社タック、商品名）３００ｋｇを溶かし、それに珪酸１００リットルを混合したもので以下、クレイショックと称する。
珪酸は、注入箇所の直前でタックベータ水溶液と混合し、マヨネーズ状にしてから、クレイショック注入管７を通じて、スキンプレート面から上部の砂層に注入している。
【００１３】
注入は、一掘進単位終了前のストローク２００ｍ／ｍで開始して、５０〜６０リットル／ｍｉｎ、リング当たり３００リットルの量を注入し、掘進終了時に完了している。
この注入によって、マシン周囲の地層との空隙をクレイショックで満たす機能を形成し、砂層に泥膜効果を生じさせてマシンと砂とのフリクションを低減させ、同時に地盤を安定させて周辺地盤の弛みを防止している。
【００１４】
以上のように、本発明による泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法を適用すると、上部に砂層を形成している地盤において泥水シールドマシンを停止させても、上部砂層の取込、崩落及び泥水の墳発等の発生を防止し、上部砂層とスキンプレートとの間に泥膜効果を発生させてフリクションを低減させ、砂層の安定を図って地盤の弛みを抑制することができる。
【００１５】
以上、本発明を実施の形態及び実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に何ら限定されるものでなく、発明の趣旨に違反しない範囲において種々の変更が発明に含まれることは当然のことである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明による泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法は、泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止のために、泥水シールドの停止時に、泥水シールドの切羽面に対してＣＭＣ溶液を注入することを特徴としているので、注入したＣＭＣ溶液の比重が泥水シールドの比重よりも軽いことを活用し、粘性の高いＣＭＣ溶液をチャンバー内の上部に溜めることで上部砂層の取込、崩落及び泥水の墳発等の発生を防止する効果を奏している。
【００１７】
又、本発明による泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止工法は、泥水シールドにおける上部砂層の崩壊防止のために、泥水シールドの掘進中に、泥水シールドの上部地層に対してスキンプレート面からベントナイト系溶液と珪酸との混合体を注入することを特徴としているので、上部砂層とスキンプレートとの間に泥膜効果を発生させて、マシンと砂とのフリクションを低減させ、同時に地盤の弛みを抑制する効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した泥水シールドの部分断面図
【符号の説明】
１  泥水シールドマシン、  ２  ＣＭＣ溶液注入管、  ３  チャンバー、
４  チャンバーの上部、  ５  上部砂層、  ６  切羽面、
７  クレイショック注入管、  ８  スキンプレート、  ９  泥膜効果、
【図１】
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