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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024064567
(43)【公開日】2024-05-14
(54)【発明の名称】トンネル掘削機用グアーガム含有組成物及びシールド工法
(51)【国際特許分類】
E21D 9/06 20060101AFI20240507BHJP
E21D 9/093 20060101ALI20240507BHJP
【ＦＩ】
E21D9/06 301M
E21D9/093 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022173253
(22)【出願日】2022-10-28
(71)【出願人】
【識別番号】390002185
【氏名又は名称】大成ロテック株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】平川 一成
(72)【発明者】
【氏名】岡島 穂高
(72)【発明者】
【氏名】山崎 康弘
(72)【発明者】
【氏名】内田 泰彦
【テーマコード（参考）】
2D054
【Ｆターム（参考）】
2D054AC04
2D054CA03
2D054DA03
2D054FA03
2D054GA63
2D054GA93
(57)【要約】
【課題】本発明は、酸性の水中にあってもグアーガムのゲルを良好に維持することができるトンネル掘削機用グアーガム含有組成物を提供する。
【解決手段】本発明のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物は、グアーガムと、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）と、を含むことを特徴とする。このグアーガム含有組成物は、凍結工法に使用する緩衝材、気泡シールド工法に使用する起泡材、泥土圧シールド工法に使用する加泥材、推進工法に使用する滑材などを構成する。
【選択図】なし
【解決手段】本発明のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物は、グアーガムと、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）と、を含むことを特徴とする。このグアーガム含有組成物は、凍結工法に使用する緩衝材、気泡シールド工法に使用する起泡材、泥土圧シールド工法に使用する加泥材、推進工法に使用する滑材などを構成する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
グアーガムと、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）と、を含むことを特徴とするトンネル掘削機用グアーガム含有組成物。
【請求項2】
凍結工法に使用する緩衝材である請求項１に記載のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物。
【請求項3】
気泡シールド工法に使用する起泡材である請求項１に記載のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物。
【請求項4】
泥土圧シールド工法に使用する加泥材である請求項１に記載のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物。
【請求項5】
推進工法に使用する滑材である請求項１に記載のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物。
【請求項6】
シールドマシンのチャンバ内で少なくともグアーガムを掘削土砂に混合して得られる泥土をチャンバから搬出する工程と、
搬出した前記泥土に炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を混合して排土を生成する工程と、
を有することを特徴とするシールド工法。
搬出した前記泥土に炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を混合して排土を生成する工程と、
を有することを特徴とするシールド工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネル掘削機用グアーガム含有組成物及びシールド工法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、グアーガム（増粘剤）とホウ砂（ゲル化剤）とをシールドマシン（トンネル掘削機）の前方の切羽に供給しながら掘進するシールド工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなシールド工法によれば、ホウ砂がグアーガムを架橋しゲル化することによって、掘削土砂の塑性流動性が高められる。これにより切羽の良好な安定性が維持される。
このようなシールド工法によれば、ホウ砂がグアーガムを架橋しゲル化することによって、掘削土砂の塑性流動性が高められる。これにより切羽の良好な安定性が維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－３０３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の工法（例えば、特許文献１参照）においては、ホウ砂にてゲル化したグアーガムの水中での維持が困難であり、掘削土砂に含まれるグアーガムが経時的に解ゲル化する問題があった。そして、この傾向は酸性下において特に顕著となる。
【0005】
本発明の課題は、酸性の水中にあってもグアーガムのゲルを良好に維持することができるトンネル掘削機用グアーガム含有組成物及びシールド工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決した本発明のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物は、グアーガムと、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）と、を含むことを特徴とする。
また、本発明のシールド工法は、シールドマシンのチャンバ内で少なくともグアーガムを掘削土砂に混合して得られる泥土をチャンバから搬出する工程と、搬出した前記泥土に炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を混合して排土を生成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明のシールド工法は、シールドマシンのチャンバ内で少なくともグアーガムを掘削土砂に混合して得られる泥土をチャンバから搬出する工程と、搬出した前記泥土に炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を混合して排土を生成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、酸性の水中にあってもグアーガムのゲルを良好に維持することができるトンネル掘削機用グアーガム含有組成物及びシールド工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施形態に係るグアーガム含有組成物を使用するトンネル掘削機の構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、本発明を実施する形態（本実施形態）のトンネル掘削機用グアーガム含有組成物（以下、単にグアーガム含有組成物と称することがある）及びこれを使用したシールド工法について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下では、まず凍結工法、泥土圧シールド工法、気泡シールド工法、推進工法などに使用されるトンネル掘削機としてのシールドマシン及びこれに使用するグアーガム含有組成物について説明する。
以下では、まず凍結工法、泥土圧シールド工法、気泡シールド工法、推進工法などに使用されるトンネル掘削機としてのシールドマシン及びこれに使用するグアーガム含有組成物について説明する。
【0010】
≪シールドマシン≫
図１は、本実施形態での使用を想定したシールドマシン１の構成説明図である。なお、本実施形態でのシールドマシン１は、推進・シールド併用システムに使用されるものを想定しているがこれに限定されずに推進工法又はシールド工法のいずれかに使用されるものであってもよい。
図１に示すように、シールドマシン１は、スキンプレート２と、隔壁３と、カッタヘッド４と、カッタモータ５と、スクリュコンベア７と、土圧センサ８を備えている。
図１は、本実施形態での使用を想定したシールドマシン１の構成説明図である。なお、本実施形態でのシールドマシン１は、推進・シールド併用システムに使用されるものを想定しているがこれに限定されずに推進工法又はシールド工法のいずれかに使用されるものであってもよい。
図１に示すように、シールドマシン１は、スキンプレート２と、隔壁３と、カッタヘッド４と、カッタモータ５と、スクリュコンベア７と、土圧センサ８を備えている。
【0011】
スキンプレート２は、シールドマシン１の外殻部となる鋼製の筒状部材である。
隔壁３は、スキンプレート２に設けられており、スキンプレート２の前側部分にチャンバ９を区画している。
隔壁３は、スキンプレート２に設けられており、スキンプレート２の前側部分にチャンバ９を区画している。
【0012】
カッタヘッド４は、回転によって地中を掘削する部分であり、スキンプレート２よりも前方に配設されている。
カッタヘッド４には、複数のカッタビット６が固定されている。
カッタモータ５は、カッタヘッド４を回転させるための駆動源であり、隔壁３の後側に設けられている。
カッタモータ５の駆動力は、支持アーム１０を介してカッタヘッド４に伝達される。
カッタヘッド４には、複数のカッタビット６が固定されている。
カッタモータ５は、カッタヘッド４を回転させるための駆動源であり、隔壁３の後側に設けられている。
カッタモータ５の駆動力は、支持アーム１０を介してカッタヘッド４に伝達される。
【0013】
スクリュコンベア７は、チャンバ９に流入した掘削土（泥土）を後側に排出する装置である。
土圧センサ８は、チャンバ９に流入した掘削土の圧力を測定する。この土圧センサ８で測定された掘削土の圧力に応じて、シールドマシン１の推進力やスクリュコンベア７による掘削土の排出量が調整される。
なお、図１中、符号１１は、シールドジャッキであり、符号１２は、トンネル覆工部材としてのセグメントである。
土圧センサ８は、チャンバ９に流入した掘削土の圧力を測定する。この土圧センサ８で測定された掘削土の圧力に応じて、シールドマシン１の推進力やスクリュコンベア７による掘削土の排出量が調整される。
なお、図１中、符号１１は、シールドジャッキであり、符号１２は、トンネル覆工部材としてのセグメントである。
【0014】
＜凍結工法＞
シールドマシン１を使用したトンネル工事では、例えば摩耗したカッタビット９の交換時にシールドマシン１による掘進を一時的に中断する。そして、作業者が入ることとなるチャンバ９内は減圧される。この際、チャンバ９の周辺地盤は、止水を目的に、切羽Ｃｆから隔壁３までの区間に配置された凍結管（図示を省略）によって凍結される。次いで、凍結された地盤は、所定のはつりによって作業空間が形成される。このような本実施形態での凍結工法においては、地盤の凍結工程に先立って、所定の供給管（図示を省略）を介して作業空間を形成する領域となる周辺地盤に、後記のグアーガム含有組成物が凍結工法用緩衝材として供給される。
シールドマシン１を使用したトンネル工事では、例えば摩耗したカッタビット９の交換時にシールドマシン１による掘進を一時的に中断する。そして、作業者が入ることとなるチャンバ９内は減圧される。この際、チャンバ９の周辺地盤は、止水を目的に、切羽Ｃｆから隔壁３までの区間に配置された凍結管（図示を省略）によって凍結される。次いで、凍結された地盤は、所定のはつりによって作業空間が形成される。このような本実施形態での凍結工法においては、地盤の凍結工程に先立って、所定の供給管（図示を省略）を介して作業空間を形成する領域となる周辺地盤に、後記のグアーガム含有組成物が凍結工法用緩衝材として供給される。
【0015】
＜泥土圧シールド工法＞
泥土圧シールド工法は、シールドジャッキ１１の推力によりチャンバ９内の泥土に泥土圧を発生させて切羽Ｃｆの土圧と地下水圧とに対抗し、シールドマシン１の掘進量と排土量のバランスを図りながら掘進する工法である。
本実施形態での泥土圧シールド工法においては、シールドマシン１による掘進を行う際に、所定の供給管（図示を省略）を介してチャンバ９内に後記のグアーガム含有組成物が加泥材として供給される。
この加泥材は、掘削土砂を不透水性と塑性流動性とを有する泥土に変換する。この泥土は、切羽Ｃｆの良好な安定性を維持する。そして、チャンバ９内の泥土は、スクリュコンベア７によって排土として後方に搬送される。
泥土圧シールド工法は、シールドジャッキ１１の推力によりチャンバ９内の泥土に泥土圧を発生させて切羽Ｃｆの土圧と地下水圧とに対抗し、シールドマシン１の掘進量と排土量のバランスを図りながら掘進する工法である。
本実施形態での泥土圧シールド工法においては、シールドマシン１による掘進を行う際に、所定の供給管（図示を省略）を介してチャンバ９内に後記のグアーガム含有組成物が加泥材として供給される。
この加泥材は、掘削土砂を不透水性と塑性流動性とを有する泥土に変換する。この泥土は、切羽Ｃｆの良好な安定性を維持する。そして、チャンバ９内の泥土は、スクリュコンベア７によって排土として後方に搬送される。
【0016】
＜気泡シールド工法＞
気泡シールド工法は、シェービングクリーム状の微細気泡を切羽Ｃｆに供給しつつ掘進する工法である。
カッタヘッド４にて掘削された掘削土砂は、カッタヘッド４の回転によって微細気泡と混合されることで流動性が高められ、チャンバ９内に流入する。また、微細気泡は、切羽Ｃｆの土粒子同士の間に入り込んで止水性を向上させる。そして、チャンバ９では、微細気泡の存在によって壁面への掘削土砂の付着が抑制される。
このような気泡シールド工法に使用する本実施形態での微細気泡は、起泡材としての後記のグアーガム含有組成物が複数のガイシを有する発泡筒などの気泡発生手段に圧縮空気とともに供給されて生成され、切羽Ｃｆに供給される。
気泡シールド工法は、シェービングクリーム状の微細気泡を切羽Ｃｆに供給しつつ掘進する工法である。
カッタヘッド４にて掘削された掘削土砂は、カッタヘッド４の回転によって微細気泡と混合されることで流動性が高められ、チャンバ９内に流入する。また、微細気泡は、切羽Ｃｆの土粒子同士の間に入り込んで止水性を向上させる。そして、チャンバ９では、微細気泡の存在によって壁面への掘削土砂の付着が抑制される。
このような気泡シールド工法に使用する本実施形態での微細気泡は、起泡材としての後記のグアーガム含有組成物が複数のガイシを有する発泡筒などの気泡発生手段に圧縮空気とともに供給されて生成され、切羽Ｃｆに供給される。
【0017】
＜推進工法＞
シールドマシン１や図示しない推進機を使用した推進工法においては、掘削孔とスキンプレート２又は推進管（図示を省略）との間に滑材が供給される。推進工法は、これにより掘削孔の内壁面との間に生じる摩擦力を低減する。
このような推進工法に使用する本実施形態での滑材は、後記のグアーガム含有組成物が使用される。
シールドマシン１や図示しない推進機を使用した推進工法においては、掘削孔とスキンプレート２又は推進管（図示を省略）との間に滑材が供給される。推進工法は、これにより掘削孔の内壁面との間に生じる摩擦力を低減する。
このような推進工法に使用する本実施形態での滑材は、後記のグアーガム含有組成物が使用される。
【0018】
≪グアーガム含有組成物≫
次に、本実施形態のグアーガム含有組成物について説明する。
グアーガム含有組成物は、グアーガムと、炭酸ジルコニウムアンモニウム［（ＮＨ４）２ＺｒＯ（ＣＯ３）２］又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）［Ｔｉ（Ｏ－ｉ－Ｃ３Ｈ７）２（Ｃ６Ｈ１４Ｏ３Ｎ）２］と、を含んで構成されている。
グアーガムは、増粘剤であり、マンノース２分子に１分子のガラクトースの側鎖をもつ多糖類からなる。
炭酸ジルコニウムアンモニウム及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）は、グアーガムのゲル化剤である。
次に、本実施形態のグアーガム含有組成物について説明する。
グアーガム含有組成物は、グアーガムと、炭酸ジルコニウムアンモニウム［（ＮＨ４）２ＺｒＯ（ＣＯ３）２］又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）［Ｔｉ（Ｏ－ｉ－Ｃ３Ｈ７）２（Ｃ６Ｈ１４Ｏ３Ｎ）２］と、を含んで構成されている。
グアーガムは、増粘剤であり、マンノース２分子に１分子のガラクトースの側鎖をもつ多糖類からなる。
炭酸ジルコニウムアンモニウム及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）は、グアーガムのゲル化剤である。
【0019】
＜凍結工法用緩衝材＞
凍結工法用緩衝材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とがミキシングノズルに供給されることで生成される。そして、凍結工法用緩衝材は、ミキシングノズルを介して前記の作業空間を形成することとなる周辺地盤に供給される。
凍結工法用緩衝材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％及び炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％を含むものが好ましい。
また、凍結工法用緩衝材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。ちなみに、凝固点降下剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、塩化カルシウムなどが挙げられる。なかでも塩化カルシウムは、危険物第４類第３石油類に分類されるエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどと比べて使用時における安全性が高い点で好ましい。なお、凍結工法用緩衝材における塩化カルシウムの配合量は、５～４０質量％が好ましい。
凍結工法用緩衝材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とがミキシングノズルに供給されることで生成される。そして、凍結工法用緩衝材は、ミキシングノズルを介して前記の作業空間を形成することとなる周辺地盤に供給される。
凍結工法用緩衝材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％及び炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％を含むものが好ましい。
また、凍結工法用緩衝材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。ちなみに、凝固点降下剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、塩化カルシウムなどが挙げられる。なかでも塩化カルシウムは、危険物第４類第３石油類に分類されるエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどと比べて使用時における安全性が高い点で好ましい。なお、凍結工法用緩衝材における塩化カルシウムの配合量は、５～４０質量％が好ましい。
【0020】
＜加泥材＞
加泥材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とがミキシングノズルに供給されることで生成される。そして、加泥材は、ミキシングノズルを介して前記のチャンバ９内に供給される。
加泥材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％及び炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％を含むものが好ましい。
また、加泥材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。
このような加泥剤は、前記のミキシングノズルを使用せずに、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とを異なるタイミングで配合して生成することもできる。
加泥材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とがミキシングノズルに供給されることで生成される。そして、加泥材は、ミキシングノズルを介して前記のチャンバ９内に供給される。
加泥材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％及び炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％を含むものが好ましい。
また、加泥材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。
このような加泥剤は、前記のミキシングノズルを使用せずに、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とを異なるタイミングで配合して生成することもできる。
【0021】
＜起泡材＞
起泡材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とを、それぞれポンプ等で気泡発生手段に圧縮空気とともに供給することで生成される。そして、この起泡材から得られる発泡物は、前記の切羽Ｃｆに供給される。
起泡材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％、炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％及び気泡剤０．５～２０質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％、チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％及び気泡剤０．５～２０質量％を含むものが好ましい。
なお、起泡材に含める気泡剤は、グアーガム含有組成物の気泡化に寄与する成分であり、例えばアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。
また、起泡材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、気泡剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。
起泡材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とを、それぞれポンプ等で気泡発生手段に圧縮空気とともに供給することで生成される。そして、この起泡材から得られる発泡物は、前記の切羽Ｃｆに供給される。
起泡材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％、炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％及び気泡剤０．５～２０質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％、チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％及び気泡剤０．５～２０質量％を含むものが好ましい。
なお、起泡材に含める気泡剤は、グアーガム含有組成物の気泡化に寄与する成分であり、例えばアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。
また、起泡材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、気泡剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。
【0022】
＜滑材＞
滑材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とがミキシングノズルに供給されることで生成される。そして、滑材は、ミキシングノズルを介して前記の掘削孔とスキンプレート２又は推進管（図示を省略）との間に供給される。
滑材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％及び炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％を含むものが好ましい。
また、滑材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。ちなみに、凝固点降下剤としては、塩化カルシウムが好ましく、滑材には、５～４０質量％の配合量にて含めることができる。
滑材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガムを含む第１液と、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を含む第２液とがミキシングノズルに供給されることで生成される。そして、滑材は、ミキシングノズルを介して前記の掘削孔とスキンプレート２又は推進管（図示を省略）との間に供給される。
滑材としてのグアーガム含有組成物は、グアーガム０．０５～２．５質量％及び炭酸ジルコニウムアンモニウム０．００１～５質量％を含むもの、並びにグアーガム０．０５～２．５質量％及びチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）０．００２～３質量％を含むものが好ましい。
また、滑材は、希釈媒体となる水のほか、必要に応じて、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などを含めることができる。
なお、凝固点降下剤、防腐剤、ｐＨ調整剤などの添加剤は、グアーガムを含む第１液に配合することが望ましい。ちなみに、凝固点降下剤としては、塩化カルシウムが好ましく、滑材には、５～４０質量％の配合量にて含めることができる。
【0023】
以上のような凍結工法用緩衝材、加泥材、起泡材及び滑材のそれぞれは、前記のように、凍結工法、泥土圧シールド工法、気泡シールド工法、及び推進工法に応じて切羽Ｃｆ、チャンバ９、周辺地盤、掘削孔の内壁面とシールドマシン１との間などに供給される。
このような本実施形態のグアーガム含有組成物によれば、後に詳しく説明する実施例にて検証されたように、酸性の水中にあってもグアーガムのゲルを良好に維持することができる。
このような本実施形態のグアーガム含有組成物によれば、後に詳しく説明する実施例にて検証されたように、酸性の水中にあってもグアーガムのゲルを良好に維持することができる。
【0024】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態でのシールド工法は、グアーガム含有組成物をシールドマシン１による掘進時に切羽Ｃｆ、チャンバ９、周辺地盤などに供給するものについて説明した。
しかしながら、本発明のシールド工法は、チャンバ９から排出したグアーガムを含む掘削土砂（泥土）に、ゲル化剤である炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を投入する構成とすることもできる。
前記実施形態でのシールド工法は、グアーガム含有組成物をシールドマシン１による掘進時に切羽Ｃｆ、チャンバ９、周辺地盤などに供給するものについて説明した。
しかしながら、本発明のシールド工法は、チャンバ９から排出したグアーガムを含む掘削土砂（泥土）に、ゲル化剤である炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を投入する構成とすることもできる。
【0025】
すなわち、このシールド工法は、シールドマシン１のチャンバ９内で少なくともグアーガムを掘削土砂に混合して得られる泥土をチャンバ９から搬出する工程と、搬出した前記泥土に炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を混合して排土を生成する工程と、を有することを特徴とする。
【0026】
このシールド工法は、炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）をスクリュコンベア７の後端部に供給するものを想定しているが、スクリュコンベア７よりも後方に、別途に泥土と炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）とを混合する混合槽を有する構成とすることもできる。
また、このようなシールド工法においては、チャンバ９に、グアーガムに加えて炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を投入するとともに、チャンバ９から排出された泥土にさらに炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を加える構成とすることもできる。
また、このようなシールド工法においては、チャンバ９に、グアーガムに加えて炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を投入するとともに、チャンバ９から排出された泥土にさらに炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を加える構成とすることもできる。
【0027】
以上のようなシールド工法によれば、排土にゲル化したグアーガムを安定的に含むこととなって、車両による排土の平台搬送が可能となる。これにより砂礫などからなる排土の二次使用の範囲が広がる。
【実施例0028】
次に、本実施形態に係るグアーガム含有組成物の奏する作用効果について検証した本発明の実施例及び比較例について説明する。
［実施例１～５］
実施例１～５においては、グアーガム０．６質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液（粘度４５０ｍＰａ・ｓ）２００ｃｃに対して、所定量の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液を添加して得られたグアーガム含有組成物の粘度［ｍＰａ・ｓ］を測定した。その結果を表１に示す。
［実施例１～５］
実施例１～５においては、グアーガム０．６質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液（粘度４５０ｍＰａ・ｓ）２００ｃｃに対して、所定量の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液を添加して得られたグアーガム含有組成物の粘度［ｍＰａ・ｓ］を測定した。その結果を表１に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
［実施例６～１６］
実施例６～１６においては、グアーガム０．５質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液２００ｃｃに対して、所定量の４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液を添加して得られたグアーガム含有組成物の粘度［ｍＰａ・ｓ］を測定した。その結果を表２に示す。
実施例６～１６においては、グアーガム０．５質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液２００ｃｃに対して、所定量の４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液を添加して得られたグアーガム含有組成物の粘度［ｍＰａ・ｓ］を測定した。その結果を表２に示す。
【0031】
【表2】
【0032】
（実施例１～１６の評価結果）
表１及び表２に示すように、実施例１～１６では、グアーガムに炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を添加することでグアーガムがゲル化して粘度が高められることが検証された。
表１及び表２に示すように、実施例１～１６では、グアーガムに炭酸ジルコニウムアンモニウム又はチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）を添加することでグアーガムがゲル化して粘度が高められることが検証された。
【0033】
［実施例１７］
実施例１７では、グアーガム０．６質量％、及び硫酸バンド０．１質量％を含むグアーガム水溶液（ｐＨ４．０２、粘度６００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して、１０ｃｃの２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液（ｐＨ９．１０）を添加することによってグアーガム含有組成物を得た。このグアーガム含有組成物の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓであった。
実施例１７では、グアーガム０．６質量％、及び硫酸バンド０．１質量％を含むグアーガム水溶液（ｐＨ４．０２、粘度６００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して、１０ｃｃの２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液（ｐＨ９．１０）を添加することによってグアーガム含有組成物を得た。このグアーガム含有組成物の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓであった。
【0034】
［実施例１８］
実施例１８では、グアーガム０．６質量％、及び硫酸バンド０．１質量％を含むグアーガム水溶液（ｐＨ４．０２、粘度６００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して、１０ｃｃの４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液（ｐＨ９．０５）を添加することによってグアーガム含有組成物を得た。このグアーガム含有組成物の粘度は、４０００ｍＰａ・ｓであった。
実施例１８では、グアーガム０．６質量％、及び硫酸バンド０．１質量％を含むグアーガム水溶液（ｐＨ４．０２、粘度６００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して、１０ｃｃの４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液（ｐＨ９．０５）を添加することによってグアーガム含有組成物を得た。このグアーガム含有組成物の粘度は、４０００ｍＰａ・ｓであった。
【0035】
［実施例１９］
実施例１９では、まず、０．６質量％グアーガム水溶液５００ｃｃに対して、７５質量％硫酸０．１ｃｃを添加したｐＨ３．９６の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第１のグアーガム含有組成物（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この第１のグアーガム含有組成物に対して、さらにｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第２のグアーガム含有組成物（ｐＨ６．４１、粘度９００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、この第２のグアーガム含有組成物に対して、さらにｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第３のグアーガム含有組成物（ｐＨ６．６７、粘度１０００ｍＰａ・ｓ）を得た。
実施例１９では、まず、０．６質量％グアーガム水溶液５００ｃｃに対して、７５質量％硫酸０．１ｃｃを添加したｐＨ３．９６の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第１のグアーガム含有組成物（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この第１のグアーガム含有組成物に対して、さらにｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第２のグアーガム含有組成物（ｐＨ６．４１、粘度９００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、この第２のグアーガム含有組成物に対して、さらにｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第３のグアーガム含有組成物（ｐＨ６．６７、粘度１０００ｍＰａ・ｓ）を得た。
【0036】
［実施例２０］
実施例２０では、実施例１９と同様にしてｐＨ３．９６の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．０５の４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート水溶液５ｃｃ添加することでグアーガム含有組成物（ｐＨ７．７８、粘度２５００ｍＰａ・ｓ）を得た。
実施例２０では、実施例１９と同様にしてｐＨ３．９６の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．０５の４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート水溶液５ｃｃ添加することでグアーガム含有組成物（ｐＨ７．７８、粘度２５００ｍＰａ・ｓ）を得た。
【0037】
［実施例２１］
実施例２１では、まず、０．６質量％グアーガム水溶液６５０ｃｃに対して、７５質量％硫酸０．１３ｃｃを添加したｐＨ３．３０の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第１のグアーガム含有組成物（ｐＨ６．２９、粘度８００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、この第１のグアーガム含有組成物に対して、２質量％炭酸ナトリウム水溶液２ｃｃを添加することで、第２のグアーガム含有組成物（ｐＨ７．７０、粘度８００ｍＰａ・ｓ）を得た。
実施例２１では、まず、０．６質量％グアーガム水溶液６５０ｃｃに対して、７５質量％硫酸０．１３ｃｃを添加したｐＨ３．３０の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１ｃｃ添加することで第１のグアーガム含有組成物（ｐＨ６．２９、粘度８００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、この第１のグアーガム含有組成物に対して、２質量％炭酸ナトリウム水溶液２ｃｃを添加することで、第２のグアーガム含有組成物（ｐＨ７．７０、粘度８００ｍＰａ・ｓ）を得た。
【0038】
［実施例２２］
実施例２２では、実施例２１と同様にしてｐＨ３．３０の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液２ｃｃと、２質量％炭酸ナトリウム水溶液５ｃｃを添加することで、グアーガム含有組成物（ｐＨ９．３０、粘度１６０００ｍＰａ・ｓ以上（測定不能））を得た。
実施例２２では、実施例２１と同様にしてｐＨ３．３０の酸性グアーガム水溶液（粘度６５０ｍＰａ・ｓ）を調製した。
次いで、この酸性グアーガム水溶液２００ｃｃに対して、ｐＨ９．１０の２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液２ｃｃと、２質量％炭酸ナトリウム水溶液５ｃｃを添加することで、グアーガム含有組成物（ｐＨ９．３０、粘度１６０００ｍＰａ・ｓ以上（測定不能））を得た。
【0039】
［比較例１］
比較例１では、グアーガム０．６質量％、及び硫酸バンド０．１質量％を含むグアーガム水溶液（ｐＨ４．０２、粘度６００ｍＰａ・ｓ）１８２ｃｃに対して、１８ｃｃの０．６質量％ホウ砂水溶液を添加することによってグアーガム含有組成物を得た。このグアーガム含有組成物の粘度は、ホウ砂水溶液の添加前のグアーガム水溶液と同じ６００ｍＰａ・ｓであった。
比較例１では、グアーガム０．６質量％、及び硫酸バンド０．１質量％を含むグアーガム水溶液（ｐＨ４．０２、粘度６００ｍＰａ・ｓ）１８２ｃｃに対して、１８ｃｃの０．６質量％ホウ砂水溶液を添加することによってグアーガム含有組成物を得た。このグアーガム含有組成物の粘度は、ホウ砂水溶液の添加前のグアーガム水溶液と同じ６００ｍＰａ・ｓであった。
【0040】
（実施例１７～２２及び比較例１の評価結果）
従来の工法（例えば、特許文献１参照）で使用されるグアーガム（増粘剤）とホウ砂（ゲル化剤）とを含むグアーガム含有組成物は、比較例１に示すように、酸性下では、グアーガムがゲル化しないことが確認された。
これに対して、本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例１７～２２に示すように、酸性下においてもグアーガムがゲル化することが検証された。
従来の工法（例えば、特許文献１参照）で使用されるグアーガム（増粘剤）とホウ砂（ゲル化剤）とを含むグアーガム含有組成物は、比較例１に示すように、酸性下では、グアーガムがゲル化しないことが確認された。
これに対して、本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例１７～２２に示すように、酸性下においてもグアーガムがゲル化することが検証された。
【0041】
［実施例２３］
実施例２３では、１．０質量％グアーガム水溶液（粘度２０００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１０ｃｃを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度３００００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後３０日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例２３では、１．０質量％グアーガム水溶液（粘度２０００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１０ｃｃを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度３００００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後３０日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0042】
［実施例２４］
実施例２４では、１．０質量％グアーガム水溶液（粘度２０００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液１０ｃｃを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度２５０００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後３０日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例２４では、１．０質量％グアーガム水溶液（粘度２０００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液１０ｃｃを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度２５０００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後３０日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0043】
［比較例２］
比較例２では、１．６質量％グアーガム水溶液２００ｇを調製した。このグアーガム水溶液は、粘度７０００ｍＰａ・ｓの粘調物であった。
次いで、このグアーガム水溶液２００ｇを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入した。グアーガム水溶液は、水への投入後２４時間で水中に溶解した。
比較例２では、１．６質量％グアーガム水溶液２００ｇを調製した。このグアーガム水溶液は、粘度７０００ｍＰａ・ｓの粘調物であった。
次いで、このグアーガム水溶液２００ｇを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入した。グアーガム水溶液は、水への投入後２４時間で水中に溶解した。
【0044】
［比較例３］
比較例３では、１．０質量％グアーガム水溶液（粘度２０００ｍＰａ・ｓ）１８２ｃｃに対して、１８ｃｃの１．０質量％ホウ砂水溶液を混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度３００００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、このグアーガム含有組成物は、この水への投入後に解ゲル化を開始して、ゲルは４８時間経過後に消滅した。
比較例３では、１．０質量％グアーガム水溶液（粘度２０００ｍＰａ・ｓ）１８２ｃｃに対して、１８ｃｃの１．０質量％ホウ砂水溶液を混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度３００００ｍＰａ・ｓ）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、このグアーガム含有組成物は、この水への投入後に解ゲル化を開始して、ゲルは４８時間経過後に消滅した。
【0045】
（実施例２３～２４及び比較例２～３の評価結果）
比較例２～３に示すように、グアーガム水溶液及びホウ砂によるグアーガムのゲル化物は、長くとも４８時間で水中に溶解して消滅することが確認された。
これに対して本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例２３～２４に示すように、３０日経過後も水中でゲル状態を維持できることが検証された。
比較例２～３に示すように、グアーガム水溶液及びホウ砂によるグアーガムのゲル化物は、長くとも４８時間で水中に溶解して消滅することが確認された。
これに対して本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例２３～２４に示すように、３０日経過後も水中でゲル状態を維持できることが検証された。
【0046】
［実施例２５］
実施例２５では、グアーガム０．６質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液（粘度５００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１０ｃｃを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例２５では、グアーガム０．６質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液（粘度５００ｍＰａ・ｓ）１９０ｃｃに対して、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１０ｃｃを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0047】
［実施例２６］
実施例２６では、実施例２５と同様にして炭酸ジルコニウムアンモニウムにてゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後５日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例２６では、実施例２５と同様にして炭酸ジルコニウムアンモニウムにてゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後５日を経過しても水中にゲル状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0048】
［比較例４］
比較例４では、実施例２５と同様にして調製したグアーガム水溶液（粘度５００ｍＰａ・ｓ）１８５ｃｃに対して、１５ｃｃの０．６質量％ホウ砂水溶液を混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、このグアーガム含有組成物は、この水への投入後に解ゲル化を開始して、ゲルは２４時間経過後に消滅した。
比較例４では、実施例２５と同様にして調製したグアーガム水溶液（粘度５００ｍＰａ・ｓ）１８５ｃｃに対して、１５ｃｃの０．６質量％ホウ砂水溶液を混合してゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、このグアーガム含有組成物は、この水への投入後に解ゲル化を開始して、ゲルは２４時間経過後に消滅した。
【0049】
［比較例５］
比較例５では、比較例４と同様にしてホウ砂にてゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、このグアーガム含有組成物は、この水への投入後に解ゲル化を開始して、ゲルは２４時間経過後に消滅した。
比較例５では、比較例４と同様にしてホウ砂にてゲルとなったグアーガム含有組成物（粘度１６，０００ｍＰａ・ｓ以上）を得た。
次いで、このグアーガム含有組成物２００ｃｃを１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的なゲルの状態変化を目視にて観察した。その結果、このグアーガム含有組成物は、この水への投入後に解ゲル化を開始して、ゲルは２４時間経過後に消滅した。
【0050】
（実施例２５～２６及び比較例４～５の評価結果）
本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例２５～２６に示すように、酸性又はアルカリ性の水中においてもゲル状態を維持できることが検証された。
なお、ホウ砂によるグアーガムのゲル化物は、比較例４～５及び前記の比較例３に示すように、ｐＨの範囲に関わりなく水中で解ゲル化して消滅することが確認された。
本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例２５～２６に示すように、酸性又はアルカリ性の水中においてもゲル状態を維持できることが検証された。
なお、ホウ砂によるグアーガムのゲル化物は、比較例４～５及び前記の比較例３に示すように、ｐＨの範囲に関わりなく水中で解ゲル化して消滅することが確認された。
【0051】
［実施例２７］
実施例２７では、まず、グアーガム０．６質量％、気泡剤０．８質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液が調製された。なお、気泡剤には、アニオン系界面活性剤（京浜ソイル社製 環境８号）が使用された。
次いで、このグアーガム水溶液５０ｃｃと、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
そして、この発泡物の２４時間経過後における発泡状態を目視にて観察するとともに、発泡物の分離水量比（分離水量［ｇ］／全体量［ｇ］）を測定した。その結果、本実施例の発泡物は、２４時間経過後も良好な発泡状態を示していた。また、分離水量比は、０／４６であった。
実施例２７では、まず、グアーガム０．６質量％、気泡剤０．８質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液が調製された。なお、気泡剤には、アニオン系界面活性剤（京浜ソイル社製 環境８号）が使用された。
次いで、このグアーガム水溶液５０ｃｃと、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
そして、この発泡物の２４時間経過後における発泡状態を目視にて観察するとともに、発泡物の分離水量比（分離水量［ｇ］／全体量［ｇ］）を測定した。その結果、本実施例の発泡物は、２４時間経過後も良好な発泡状態を示していた。また、分離水量比は、０／４６であった。
【0052】
［実施例２８］
実施例２８では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
そして、この発泡物の２４時間経過後における発泡状態を目視にて観察するとともに、発泡物の分離水量比（分離水量［ｇ］／全体量［ｇ］）を測定した。その結果、本実施例の発泡物は、２４時間経過後も良好な発泡状態を示していた。また、分離水量比は、０．６／４６であった。
実施例２８では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
そして、この発泡物の２４時間経過後における発泡状態を目視にて観察するとともに、発泡物の分離水量比（分離水量［ｇ］／全体量［ｇ］）を測定した。その結果、本実施例の発泡物は、２４時間経過後も良好な発泡状態を示していた。また、分離水量比は、０．６／４６であった。
【0053】
［比較例６］
比較例６では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、０．６質量％ホウ砂水溶液９ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
そして、この発泡物の２４時間経過後における発泡状態を目視にて観察するとともに、発泡物の分離水量比（分離水量［ｇ］／全体量［ｇ］）を測定した。その結果、本比較例の発泡物は、発泡物積が３分の１程度にまで減少していた。また、分離水量比は、２９／４６であった。
比較例６では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、０．６質量％ホウ砂水溶液９ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
そして、この発泡物の２４時間経過後における発泡状態を目視にて観察するとともに、発泡物の分離水量比（分離水量［ｇ］／全体量［ｇ］）を測定した。その結果、本比較例の発泡物は、発泡物積が３分の１程度にまで減少していた。また、分離水量比は、２９／４６であった。
【0054】
（実施例２７～２８及び比較例６の評価結果）
比較例６に示すように、ホウ砂によるグアーガムのゲル化物の発泡物は、長時間に渡る発泡状態の維持が困難であった。これに対して実施例２７～２８の発泡物は、長時間に渡って良好な発泡状態を維持できることが検証された。
比較例６に示すように、ホウ砂によるグアーガムのゲル化物の発泡物は、長時間に渡る発泡状態の維持が困難であった。これに対して実施例２７～２８の発泡物は、長時間に渡って良好な発泡状態を維持できることが検証された。
【0055】
［実施例２９］
実施例２９では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
次いで、この発泡物３００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例２９では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
次いで、この発泡物３００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0056】
［実施例３０］
実施例３０では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
次いで、この発泡物３００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例３０では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液１．５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
次いで、この発泡物３００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0057】
［比較例７］
比較例７では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、０．６質量％ホウ砂水溶液９ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
次いで、この発泡物３００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後２４時間で水中の発泡物は消滅した。
比較例７では、実施例２７と同様にして得られたグアーガム水溶液５０ｃｃと、０．６質量％ホウ砂水溶液９ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を発泡倍率６倍で発泡させた。
次いで、この発泡物３００ｃｃを１００００ｃｃの水（ｐＨ７．２３）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後２４時間で水中の発泡物は消滅した。
【0058】
（実施例２９～３０及び比較例７の評価結果）
比較例７に示すように、ホウ砂によるグアーガムのゲル化物の発泡物は、水中における長時間に渡る発泡状態の維持が困難であった。これに対して実施例２９～３０の発泡物は、水中で長時間に渡って良好な発泡状態を維持できることが検証された。
比較例７に示すように、ホウ砂によるグアーガムのゲル化物の発泡物は、水中における長時間に渡る発泡状態の維持が困難であった。これに対して実施例２９～３０の発泡物は、水中で長時間に渡って良好な発泡状態を維持できることが検証された。
【0059】
［実施例３１］
実施例３１では、実施例２９と同様にして得られた炭酸ジルコニウムアンモニウム含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例３１では、実施例２９と同様にして得られた炭酸ジルコニウムアンモニウム含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0060】
［実施例３２］
実施例３２では、実施例３０と同様にして得られたチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例３２では、実施例３０と同様にして得られたチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃの酸性の水（ｐＨ２．８１）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0061】
［実施例３３］
実施例３３では、実施例２９と同様にして得られた炭酸ジルコニウムアンモニウム含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例３３では、実施例２９と同様にして得られた炭酸ジルコニウムアンモニウム含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0062】
［実施例３４］
実施例３４では、実施例３０と同様にして得られたチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
実施例３４では、実施例３０と同様にして得られたチタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）含有の発泡物３００ｃｃを、１００００ｃｃのアルカリ性の水（ｐＨ１０．５６）に投入して経時的な発泡状態変化を目視にて観察した。その結果、水への投入後７日を経過しても水中に発泡状態のグアーガム含有組成物が確認された。
【0063】
（実施例３１～３４の評価結果）
本実施形態のグアーガム含有組成物の発泡物は、実施例３１～３４に示したように、酸性及びアルカリ性の水中においても良好な発泡状態が維持できることが検証された。
本実施形態のグアーガム含有組成物の発泡物は、実施例３１～３４に示したように、酸性及びアルカリ性の水中においても良好な発泡状態が維持できることが検証された。
【0064】
［実施例３５］
実施例３５では、まず、グアーガム１．０質量％、塩化カルシウム２０質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液を調製した。
次いで、このグアーガム水溶液５００ｃｃと、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液２５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を得た。
このグアーガム含有組成物の凝固点は、－８．９℃であった。
実施例３５では、まず、グアーガム１．０質量％、塩化カルシウム２０質量％、及び防腐剤０．１質量％を含むグアーガム水溶液を調製した。
次いで、このグアーガム水溶液５００ｃｃと、２．１質量％炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液２５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を得た。
このグアーガム含有組成物の凝固点は、－８．９℃であった。
【0065】
［実施例３６］
実施例３６では、実施例３５と同様にして調製したグアーガム水溶液５００と、４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液２５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を得た。
このグアーガム含有組成物の凝固点は、－９．２℃であった。
実施例３６では、実施例３５と同様にして調製したグアーガム水溶液５００と、４．０質量％チタニウムジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）水溶液２５ｃｃとを混合してゲルとなったグアーガム含有組成物を得た。
このグアーガム含有組成物の凝固点は、－９．２℃であった。
【0066】
（実施例３５～３６の評価結果）
本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例３５～３６に示したように、凍結工法用緩衝材として好適な凝固点を示すことが検証された。
本実施形態のグアーガム含有組成物は、実施例３５～３６に示したように、凍結工法用緩衝材として好適な凝固点を示すことが検証された。
【符号の説明】
【0067】
１ シールドマシン
２ スキンプレート
３ 隔壁
４ カッタヘッド
５ カッタモータ
６ カッタビット
７ スクリュコンベア
８ 土圧センサ
９ チャンバ
１０ 支持アーム
１１ シールドジャッキ
１２ セグメント
Ｃｆ 切羽
２ スキンプレート
３ 隔壁
４ カッタヘッド
５ カッタモータ
６ カッタビット
７ スクリュコンベア
８ 土圧センサ
９ チャンバ
１０ 支持アーム
１１ シールドジャッキ
１２ セグメント
Ｃｆ 切羽
【図1】