特許 6181957 気泡シールド工法における流体状掘削土の消泡方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6181957

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】気泡シールド工法における流体状掘削土の消泡方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20170807BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 301M

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-65824(P2013-65824)

(22)【出願日】2013年3月27日

(65)【公開番号】特開2014-190022(P2014-190022A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2016年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】100089875

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 茂

(72)【発明者】

【氏名】大井 隆資

(72)【発明者】

【氏名】吉野 広司

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１２７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６０１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７２２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７０２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６９６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−００５３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５７６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２０９３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 大井隆資 外３名，新起泡剤・消泡剤を用いた環境負荷低減の気泡シールド施工，土木学会西部支部平成２５年度技術発表会論文集，公益社団法人土木学会西部支部，２０１３年１１月２２日，Ｐ．１２〜１７

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １／００〜 ９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

起泡剤を含む液体を発泡させて生成した気泡を、切羽とカッタとの間に、あるいは、カッタで掘削された掘削土を貯えるチャンバに注入しつつ、カッタによって地山を掘削するに際して、
前記チャンバから排出され気泡が混合された掘削土からなる気泡土に第１の泥水を混合して第２の泥水とする第１の工程と、
前記第２の泥水を、排泥ポンプを用いてトンネルの外に移送する第２の工程と、
前記トンネルの外に移送された前記第２の泥水から礫分および砂分を除去することで第３の泥水を生成する第３の工程と、
前記トンネルの外で前記第３の泥水からシルト、粘度、コロイドの微粒子を除去することで清水を生成する第４の工程と、
前記第１の工程に先立って、気泡を消泡する消泡剤を前記第１の泥水に注入する第１の消泡剤注入工程、あるいは、前記第１の工程のあとで前記消泡剤を前記第２の泥水に注入する第２の消泡剤注入工程、あるいは、第１の消泡剤注入工程および第２の消泡剤注入工程の双方の工程とを備え、
前記第３の泥水を、前記清水で希釈したものを、前記第１の泥水として用いる気泡シールド工法であって、
前記消泡剤の比重を１．０以上１．１以下とした、
ことを特徴とする気泡シールド工法における掘削土の消泡方法。

【請求項2】

前記消泡剤は、シリコン系エマルジョン型である、
ことを特徴とする請求項１記載の気泡シールド工法における掘削土の消泡方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は気泡シールド工法における流体状掘削土の消泡方法関する。

【背景技術】

【0002】

地山を掘削してトンネルを構築するシールド工法の一つとして気泡シールド工法が提案されている。
気泡シールド工法は、起泡剤を含む液体を発泡させて生成した気泡を、切羽とカッタとの間に、あるいは、カッタで掘削された掘削土を貯えるチャンバに注入しつつ、カッタによって地山を掘削するものである（特許文献１、２参照）。
従来、この種の気泡シールド工法では、カッタによる掘削土は、気泡が混合された気泡土となっていることから、気泡を消泡するための消泡剤を掘削土に空気中で噴霧したのち、台車やベルトコンベアで排出する必要がある。
そのため、掘削土の移送処理に手間を要すると共に、移送設備が複雑化することからコストがかさみ、省力化を図る上で不利がある。更に、消泡剤を空気中に噴霧するために、気泡土に満遍なく行き渡らせることが困難である。
そこで、本出願人は、気泡シールド工法における掘削土の流体輸送方法を既に提案している（特許文献３参照）。
この方法では、チャンバから排出され気泡が混合された掘削土からなる気泡土に第１の泥水を混合して第２の泥水とする第１の工程と、前記第２の泥水を、排泥ポンプを用いてトンネルの外に移送する第２の工程と、前記第１の工程に先立って、気泡を消泡する消泡剤を前記第１の泥水に注入する第１の消泡剤注入工程、あるいは、前記第１の工程のあとで前記消泡剤を前記第２の泥水に注入する第２の消泡剤注入工程、あるいは、第１の消泡剤注入工程および第２の消泡剤注入工程の双方の工程とを備えことで、消泡の確実性、安全性、及び作業性の向上を図るものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−７６２８５号公報

【特許文献2】特開２００６−３４８７２７号公報

【特許文献3】特開２０１２−１２７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の掘削土の流体輸送方法は、泥水と消泡剤とを混合することで泥水中の消泡を促進するものである。そのため、泥水と消泡剤とを効率良く混合することが泥水中の消泡を促進する上でより有利となると考えられる。
本発明は、泥水と消泡剤との比重が近いほど互いに混じりやすいことに着目してなされたものであり、気泡シールド工法において排出される気泡を含む掘削土の移送において、消泡の確実性、安全性、及び作業性の向上を図る上で有利となる気泡シールド工法における消泡方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、起泡剤を含む液体を発泡させて生成した気泡を、切羽とカッタとの間に、あるいは、カッタで掘削された掘削土を貯えるチャンバに注入しつつ、カッタによって地山を掘削するに際して、前記チャンバから排出され気泡が混合された掘削土からなる気泡土に第１の泥水を混合して第２の泥水とする第１の工程と、前記第２の泥水を、排泥ポンプを用いてトンネルの外に移送する第２の工程と、前記トンネルの外に移送された前記第２の泥水から礫分および砂分を除去することで第３の泥水を生成する第３の工程と、前記トンネルの外で前記第３の泥水からシルト、粘度、コロイドの微粒子を除去することで清水を生成する第４の工程と、前記第１の工程に先立って、気泡を消泡する消泡剤を前記第１の泥水に注入する第１の消泡剤注入工程、あるいは、前記第１の工程のあとで前記消泡剤を前記第２の泥水に注入する第２の消泡剤注入工程、あるいは、第１の消泡剤注入工程および第２の消泡剤注入工程の双方の工程とを備え、前記第３の泥水を、前記清水で希釈したものを、前記第１の泥水として用いる気泡シールド工法であって、前記消泡剤の比重を１．０以上１．１以下としたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

第１の工程に先立って、気泡を消泡する消泡剤を第１の泥水に注入する第１の消泡剤注入工程、あるいは、第１の工程のあとで消泡剤を第２の泥水に注入する第２の消泡剤注入工程、あるいは、第１の消泡剤注入工程および第２の消泡剤注入工程の双方の工程を行うようにした。
そして、消泡剤の比重を１．０以上１．１以下の範囲内としたので、第１の泥水あるいは第２の泥水と消泡剤とを混じりやすくすることができ、泥水と消泡剤とを効率良く混合して泥水中の消泡を促進する上で有利となる。
したがって、第２の泥水に含まれる気泡が低減されるため、排泥ポンプにおけるキャビテーションの発生を抑制でき、第２の泥水の移送が安定してかつ確実に行われる。
そのため、気泡を含む掘削土を円滑に流体移送することができるため、消泡の確実性、安全性、及び作業性の向上を図る上で有利となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態における気泡シールド工法における消泡方法を実施するための設備を示す説明図である。

【図2】発泡設備３０の構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態の気泡シールド工法における消泡方法の説明図である。
本実施の形態における気泡シールド工法における消泡方法は、シールド機１０と、発泡設備３０（図２）と、流体輸送設備４２と、泥水処理設備６２とを用いて実施される。
なお、図１において、符号１は地盤に対して鉛直方向に掘削された発進立坑を示し、符号２は発進立坑１からシールド機１０によって水平方向に掘削されたトンネルを示す。また、符号Ｇは地面を示す。

【0009】

シールド機１０は、地山を削孔してトンネル２を掘削するとともにシールド機１０の後部内で、既に組み立てられたトンネル躯体５の端部に、複数のセグメント４を組み付けてセグメントリングを組み立てることでトンネル躯体５を延長するものである。
シールド機１０は、掘削部１２およびテール部１４などを含んで構成されている。

【0010】

掘削部１２は、カッタ装置１６、隔壁１８、コンベア装置２０、ジャッキ装置２２、鋼殻２４などを含んで構成されている。
カッタ装置１６は、掘削部１２の前端に配設された円盤状のカッタ１６０２を掘進方向と平行な軸線回りに回転することで地盤を掘削するように構成されている。
隔壁１８は、カッタ装置１６の後方に設けられ、隔壁１８とカッタ装置１６の背面との間に、カッタ装置１６による地盤の掘削で排出された掘削土を貯えるチャンバ２８が形成される。
コンベア装置２０は、チャンバ２８に貯えられた掘削土を後述する合流管４４に運搬するように構成されている。コンベア装置２０としては例えばスクリュコンベアが使用可能である。
ジャッキ装置２２は、カッタ装置１６によって掘削されたトンネル２に環状に組み付けられるセグメント４の箇所を掘進方向の後方に向けて押圧することでシールド機１０を掘進方向に推進させるように構成されている。
鋼殻外装壁２４は、トンネル２の内壁に臨む円筒状を呈し、鋼殻外装壁２４の内側に形成される円柱状の空間内にコンベア装置２０の前部とジャッキ装置２２を収容している。

【0011】

テール部１４は、円筒状を呈し、鋼殻外装壁２６を含んで構成されている。
鋼殻外装壁２６は、トンネル２の内壁に臨む円筒状を呈し、掘削部１２の鋼殻外装壁２４の掘進方向の後端に接続され、鋼殻外装壁２６の内側面２６０４の内側に形成される円柱状の空間内にコンベア装置２０の後部などを収容している。

【0012】

また、シールド機１０は、カッタ装置１６、コンベア装置２０、ジャッキ装置２２などを動作させるための制御ユニット、駆動源、油タンクなどをさらに備えており、これらは、テール部１４の後部に連結された不図示の複数のシールド機用の設備車両に分散して配設されている。これら複数のシールド機用の設備車両は、トンネル２の長手方向に延在するレール６上を移動可能に設けられている。

【0013】

図２に示すように、発泡設備３０は、起泡剤を含む水（液体）を発泡させて生成したシェービングクリーム状の気泡を、切羽とカッタ１６０２の前面との間に注入し、あるいは、チャンバ２８に注入するものである。
発泡設備３０は、起泡剤貯留槽３２、起泡剤注入ポンプ３４、コンプレッサ３６、気泡制御装置３８、発泡装置４０などを含んで構成されている。
これら各装置は、テール部１４の後部に連結された不図示の複数の発泡設備用の設備車両に分散して配設されている。これら複数の発泡設備用の設備車両もシールド機用の設備車両と同様にレール６上を移動可能に設けられている。

【0014】

起泡剤貯留槽３２は、トンネル２内に引き込まれた起泡剤供給用の配管３２０２から供給される起泡剤を一時的に貯留するものである。
起泡剤注入ポンプ３４は、起泡剤貯留槽３２から供給される起泡剤を気泡制御装置３８に移送するものである。
コンプレッサ３６は、圧縮空気を気泡制御装置３８に供給するものである。
気泡制御装置３８は、起泡剤および圧縮空気の流量をそれぞれ制御して発泡装置４０に供給するものである。
発泡装置４０は、気泡制御装置３８から供給される起泡剤および圧縮空気からシェービングクリーム状の気泡を生成するものである。
発泡装置４０で生成された気泡は、気泡注入管４００２を介して切羽とカッタ１６０２の前面との間に供給され、あるいは、チャンバ２８に供給される。
したがって、カッタ装置１６によって掘削された掘削土は気泡が混合された気泡土となる。

【0015】

図１に示すように、流体輸送設備４２は、シールド機１０によって掘削され排出された掘削土（気泡土）を泥水と共に流体輸送してトンネル２から発進立坑１を介して地上Ｇに移送するものである。
流体輸送設備４２は、消泡剤注入装置４３と、合流管４４と、送泥管４６と、送泥ポンプ４８と、排泥管５０と、クラッシャ５２と、分流器５４と、複数の排泥ポンプ５６と、循環管５８と、循環ポンプ６０と、制御盤６１とを含んで構成されている。

【0016】

合流管４４は、互いに連通する第１、第２、第３の開口４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを備えている。
第１の開口４４Ａは、コンベア装置２０の下流端に接続されている。
第２の開口４４Ｂは、第１の泥水を、第１の泥水を貯える後述する調整槽６６から合流管４４に移送する送泥管４６の下流端に接続されている。
第３の開口４４Ｃは、複数の排泥ポンプ５６が設けられ第２の泥水を合流管４４からトンネル２の外に移送する排泥管５０の上流端に接続されている。
合流管４４は、コンベア装置２０から第１の開口４４Ａに供給される気泡土と、送泥管４６から第２の開口４４Ｂに供給される第１の泥水とを合流、混合させ、気泡土と第１の泥水とが混合された第２の泥水を第３の開口４４Ｃから排泥管５０に供給するものである。

【0017】

送泥ポンプ４８は、送泥管４６の調整槽６６寄りの箇所に設けられ、調整槽６６に貯えられた第１の泥水を送泥管４６によって合流管４４に移送するものである。

【0018】

送泥管４６の、合流管４４に近い位置には、言い換えると、合流管４４の第２の開口４４Ｂの上流側に位置する送泥管４６の箇所には、消泡剤注入装置４３が設置され、送泥管４６を流れる第１の泥水に消泡剤注入装置４３から消泡剤が注入される。
消泡剤は、あらかじめ泥水中に分散させておくと、泥水中の気泡の薄膜の安定性を阻害し泡の生成を不可能（消泡）とするものである。
なお、本明細書において、消泡剤は、抑泡剤、脱泡剤、破泡剤を含むものとする。
このような消泡剤として、シリコン系エマルジョン型消泡剤、あるいは、鉱物油系オイル型消泡剤など、従来公知のさまざまな消泡剤が使用可能である。
また、泥水と消泡剤との比重が近いほど互いに混じりやすいため、消泡剤の比重が泥水の比重（ほぼ１．０）に近いことが泥水中の消泡を促進する上でより有利となる。
そこで、本実施の形態では、後述する実験結果に基づいて、消泡剤の比重を１．０以上１．１以下とした。
消泡剤の比重が１．０以上１．１以下の範囲内であると、第１の泥水と消泡剤とを混じりやすくすることができ、泥水と消泡剤とを効率良く混合して泥水中の消泡を促進する上でより有利となる。
消泡剤の比重が１．０を下回ると、第１の泥水に注入された消泡剤が第１の泥水に対して浮き上がやすくなり、第１の泥水と消泡剤とを混じりやすくする上で不利となる。また、消泡剤の比重が１．１を上回ると、第１の泥水に注入された消泡剤が第１の泥水に対して沈みやすくなり、第１の泥水と消泡剤とを混じりやすくする上で不利となる。したがって、何れの場合も、消泡剤の比重が１．０以上１．１以下の範囲内である場合に比較して泥水と消泡剤とを効率良く混合しがたく、泥水中の消泡を促進する効果が少ない。

【0019】

排泥管５０には、クラッシャ５２と、分流器５４と、複数の排泥ポンプ５６とが上流から下流に沿ってこの順番に沿って配設され、下流端が後述する振動ふるい装置６４に接続されている。

【0020】

本実施の形態では、クラッシャ５２は、専用の車両５２０２上に設けられ、この専用の車両５２０２は、前記のシールド機用の設備車両や発泡設備用の設備車両と同様にレール６上を移動可能に設けられている。

【0021】

クラッシャ５２は、合流管４４の第３の開口４４Ｃから供給される消泡剤が注入された第２の泥水に含まれる礫を破砕して排出するものである。
なお、シールド機１０により地山が掘削されて排出される掘削土に含まれる礫の大きさが小さく、礫が含まれる第２の泥水を排泥ポンプ５６によって支障なく移送できる場合には、クラッシャ５２によって礫を破砕する必要が無い。したがって、そのような場合には、クラッシャ５２、分流器５４、及び循環ポンプ６０を、全て省略することができる。

【0022】

分流器５４は、互いに連通する泥水吸入口５４Ａと、第１の泥水排出口５４Ｂと、第２の泥水排出口５４Ｃとを備えている。
分流器５４は、泥水吸入口５４Ａから供給される消泡剤が注入された第２の泥水を第１の泥水排出口５４Ｂに排出する経路と、泥水吸入口５４Ａに供給される第２の泥水を第２の泥水排出口５４Ｃに導くバイパス経路との２つの経路を備えている。

【0023】

複数の排泥ポンプ５６は、分流器５４の第１の泥水排出口５４Ｂから排出された礫が破砕された第２の泥水を排泥管５０を経由して振動ふるい装置６４に移送するものである。

【0024】

循環管５８は、分流器５４の第２の泥水排出口５４Ｃを送泥管４６の中間部に接続するものである。
循環ポンプ６０は、循環管５８の中間部に設けられ、分流器５４の第２の泥水排出口５４Ｃから供給される第２の泥水を送泥管４６の中間部に供給するものである。

【0025】

制御盤６１は、消泡剤注入装置４３、送泥ポンプ４８、クラッシャ５２、分流器５４、複数の排泥ポンプ５６、循環ポンプ６０の動作を制御するものである。
制御盤６１は、これら消泡剤注入装置４３、送泥ポンプ４８、クラッシャ５２、分流器５４、複数の排泥ポンプ５６、循環ポンプ６０の起動、停止などを操作するための操作スイッチを備えており、これら操作スイッチが操作されることで制御を行う。
本実施の形態では、循環ポンプ６０および制御盤６１は、専用の車両６００２上に設けられ、この専用の車両６００２は、前記のシールド機用の設備車両、発泡設備用の設備車両、クラッシャ５２専用の車両５２０２と同様にレール６上を移動可能に設けられている。

【0026】

泥水処理設備６２は地上Ｇに配設されており、振動ふるい装置６４と、調整槽６６と、原水槽６８と、ＰＡＣ槽７０と、貯泥槽７２と、打ち込みポンプ７４と、フィルタプレス装置７６と、ろ液水槽７８と、清水槽８０とを含んで構成されている。

【0027】

振動ふるい装置６４は、送泥ポンプ４８の動作により分流器５４の第１の泥水排出口５４Ｂから排泥管５０を経由して移送される第２の泥水をふるいにかけて礫分および砂分を取り除くものである。
礫分および砂分が除去された第２の泥水は、75ミクロン未満のシルト・粘土・コロイドの微粒子を含む第１の泥水として振動ふるい装置６４から調整槽６６に移送される。
振動ふるい装置６４によって取り除かれた礫分および砂分ａは、油圧ショベルＡおよびダンプトラックＢを用いて搬出される。

【0028】

調整槽６６は、振動ふるい装置６４から送水管６５を介して移送される第１の泥水を貯えるものであり、清水槽８０から移送される清水によって希釈される。
原水槽６８は、調整槽６６から送水管６７を介して移送された第１の泥水を余剰泥水として貯えるものである。

【0029】

貯泥槽７２は、原水槽６８から送水管６９を介して移送される余剰泥水を廃棄泥水として貯えるものであり、ＰＡＣ槽７０から移送管７１を介して移送される凝集剤が廃棄泥水に投入され混合撹拌されることにより、廃棄泥水に含まれるシルト・粘土・コロイドの微粒子などが凝集され、沈殿する。
凝集剤は、水の濁りや色を除去するために用いられる薬剤で、水中に懸濁する微粒子をくっつけてフロック（集塊）をつくらせ、沈降、濾過によって分離除去するのを容易にする作用がある。凝集剤としては、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）など従来公知のさまざまな凝集剤が使用可能である。

【0030】

打ち込みポンプ７４は、貯泥槽７２の下部に凝集して沈下した微粒子を含む泥水を送水管７５を介してフィルタプレス装置７６に移送するものである。
フィルタプレス装置７６は、移送された泥水を脱水処理することで脱水ケーキｂを得るものである。脱水ケーキｂは、油圧ショベルＤおよびダンプトラックＥを用いて処理場に搬出される。

【0031】

ろ液水槽７８は、フィルタプレス装置７６で取り除かれたろ液（水）を一時的に貯えるものである。
清水槽８０は、ろ液水槽７８から送水管７９を介して移送された水を清水として貯えるものである。

【0032】

次に、本発明の要旨である流体輸送設備４２の動作について説明する。
シールド機１０による地盤の掘削が開始される前に、送泥ポンプ４８、消泡剤注入装置４３、クラッシャ５２、複数の排泥ポンプ５６、循環ポンプ６０の全てが動作停止状態にあるものとする。

【0033】

シールド機１０による地盤の掘削が開始される前に、制御盤６１の操作スイッチを操作することにより、消泡剤注入装置４３、クラッシャ５２、複数の排泥ポンプ５６を動作させる。
シールド機１０による地盤の掘削が開始されると、コンベア装置２０から排出された気泡土が合流管４４において消泡剤を含んだ第１の泥水と合流、混合されて第２の泥水となる。
言い換えると、チャンバ２８から排出され気泡が混合された掘削土からなる気泡土に、消泡剤を含んだ第１の泥水を混合して第２の泥水とする第１の工程が実行される。

【0034】

この様に、気泡土と消泡剤を含んだ第１の泥水とを混合して第２の泥水とすることにより、第２の泥水に含まれる気泡の大半が消泡される。

【0035】

大半の気泡が消泡された第２の泥水は、クラッシャ５２において礫が破砕されたのち、分流器５４に移送され、複数の排泥ポンプ５６により排泥管５０を介して振動ふるい装置６４へ移送される。
言い換えると、第２の泥水を排泥ポンプ５６を用いてトンネル２の外に移送する第２の工程が実行される。また、本実施の形態では、前記の第１の工程と、前記第２の工程との間で、第２の泥水に含まれる礫をクラッシャ５２によって破砕する破砕工程が実行される。

【0036】

本実施の形態によれば、気泡土と消泡剤を含んだ第１の泥水とが混合されることで第２の泥水の大半の気泡を消泡したのち、この第２の泥水を複数の排泥ポンプ５６により排泥管５０を介して泥水処理設備６２に移送するようにした。
そのため、第２の泥水に含まれる気泡が低減されるため、排泥ポンプ５６におけるキャビテーションの発生を抑制でき、第２の泥水の移送が安定してかつ確実に行われる。
そのため、気泡を含み流体状およびスラリー状となっている掘削土を円滑に流体移複数の排泥ポンプ５６による第２の泥水の移送が安定してかつ確実に行われる。
そして、消泡剤の比重を１．０以上１．１以下の範囲内としたので、第１の泥水と消泡剤とを混じりやすくすることができ、泥水と消泡剤とを効率良く混合して泥水中の消泡を促進する上でより有利となる。
したがって、気泡シールド工法においてシールド機１０から排出される気泡を含み流体状およびスラリー状となっている掘削土を円滑に流体移送することができるため、掘削土の移送において、消泡の確実性、安全性、及び作業性の向上を図る上で有利となる。
特に、従来のように、気泡を含む掘削土に消泡剤を噴霧して消泡したのち、掘削土を台車、あるいは、ベルトコンベアを用いて移送する場合に比較して、消泡の確実性、安全性、及び作業性の向上を図る上で有利となる。

【0037】

なお、消泡剤を第１の泥水に噴霧して使用した場合には、大気に触れている気泡のみしか取り除くことができず、送泥ポンプ４８、排泥ポンプ５６、循環ポンプ６０において、泥水内部の気泡に起因するキャビテーションが生じることによって、それらポンプの動作が正常になされなくなるおそれがある。
これに対して、本実施の形態では、気泡土と消泡剤を含んだ第１の泥水とを混合することによって、泥水中の気泡の薄膜の安定性を阻害し泡の生成を不可能とできるので、前記各ポンプにおけるキャビテーションの発生を抑制でき、泥水を円滑に移送あるいは循環させる上で有利となる。

【0038】

また、本実施の形態では、消泡剤を第１の泥水に添加してからコンベア装置２０から排出された気泡土と第１の泥水とを混合したが、以下に示すように、泥水処理設備６２から坑内までの何れかの場所において、消泡剤を第１の泥水に混合するようにしてもよい。
言い換えると、第１の工程に先立って、気泡を消泡する消泡剤を第１の泥水に注入する第１の消泡剤注入工程を実行してもよい。
すなわち、調整槽６６に貯えられた第１の泥水に消泡剤を注入、混合してもよい。
あるいは、気泡土と第１の泥水とが混合された直後に消泡剤を注入すると共に、第１の泥水に消泡剤を混合してもよい。
要するに、排泥管５０で移送する第２の泥水に含まれる気泡を消泡することができれば、消泡剤を第２の泥水に注入するか、第１の泥水に注入するか、あるいは、第１、第２の泥水の双方に注入するかは任意である。
すなわち、第１の工程に先立って、気泡を消泡する消泡剤を第１の泥水に注入する第１の消泡剤注入工程、あるいは、第１の工程のあとで消泡剤を第２の泥水に注入する第２の消泡剤注入工程、あるいは、第１の消泡剤注入工程および第２の消泡剤注入工程の双方の工程の何れを行うかは任意である。

【0039】

なお、消泡剤によって第２の泥水の気泡の大半は消泡できるが、完全に消泡することはできず、一部の気泡は残存する。
第２の泥水に残存する気泡の量が多いと、複数の排泥ポンプ５６による第２の泥水の移送が円滑に行われないなどの影響を与えることが懸念される。
そのため、第２の泥水に含まれる気泡の量が複数の排泥ポンプ５６による第２の泥水の移送に影響を与えないように、第２の泥水に含まれる気泡の量を監視しつつ、消泡剤の注入量を制御することが好ましい。
しかしながら、第２の泥水は、クラッシャ５２および排泥管５０を通っていることから気泡の量を監視することは容易ではない。
一方、調整槽６６に貯えられる第１の泥水は、振動ふるい６４によって第２の泥水から礫が除去されたものであることから、第１の泥水に含まれる気泡の量を監視すれば、実質的に第２の泥水に含まれる気泡の量を監視することができる。
そこで、調整槽６６の第１の泥水に含まれている気泡の量を監視して調整槽６６の第１の泥水に対する消泡剤の注入量を制御すれば、実質的に第２の泥水に含まれる気泡の量を監視して消泡剤の注入量を制御することができる。
この場合、調整槽６６の第１の泥水に含まれている気泡の量を監視することは容易であるため、消泡剤の注入量を適切に管理することが容易にでき好ましい。

【0040】

次に、消泡剤と泥水との混じりやすさに関する実験について説明する。
実験条件は以下の通りである。
消泡剤は、シリコン系エマルジョン型消泡剤と、鉱物油系オイル型消泡剤との２種類とし、消泡剤毎に比重を０．８、１．０、１．１、１．３の４段階に変えたものを用意した。
同量の消泡剤と泥水とを用意して混合した。
混じりやすさの評価は、シリコン系エマルジョン型消泡剤の比重１．０の場合の混合度合いを１００とする指数で評価した。
シリコン系エマルジョン型消泡剤と、鉱物油系消泡剤との何れの場合においても、比重が１．０以上１．１以下の範囲内のものが混じりやすいと評価され、１．０以上１．１以下の範囲外のものは混じり難いと評価された。
したがって、消泡剤の比重を１．０以上１．１以下の範囲内とすることで、泥水と消泡剤とを混じりやすくすることができ、泥水と消泡剤とを効率良く混合して泥水中の消泡を促進する上でより有利となることが明らかとなった。
また、シリコン系エマルジョン型消泡剤の方が鉱物油系消泡剤よりも泥水と混じりやすいと評価された。
なお、シリコン系エマルジョン型消泡剤は、鉱物油系消泡剤に比較して周辺環境に与える汚染などの影響が少ないという点でも有利である。

【符号の説明】

【0041】

２……トンネル、１６０２……カッタ、２０……コンベア装置、２８……チャンバ、４３……消泡剤注入装置、４４……合流管、４４Ａ……第１の開口、４４Ｂ……第２の開口、４４Ｃ……第３の開口、４６……送泥管、５０……排泥管、５２……クラッシャ、５４……分流器、５６……排泥ポンプ、６６……調整槽。

【図1】

【図2】