Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6465844B2 - オープンシールド機 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6465844B2 - オープンシールド機 - Google Patents

オープンシールド機 Download PDF

Info

Publication number
JP6465844B2
JP6465844B2 JP2016180291A JP2016180291A JP6465844B2 JP 6465844 B2 JP6465844 B2 JP 6465844B2 JP 2016180291 A JP2016180291 A JP 2016180291A JP 2016180291 A JP2016180291 A JP 2016180291A JP 6465844 B2 JP6465844 B2 JP 6465844B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
suction
shield machine
open shield
earth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016180291A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018044373A (ja
Inventor
成瀬 龍一郎
龍一郎 成瀬
道越 康史
康史 道越
誠一 中尾
誠一 中尾
義冊 妹尾
義冊 妹尾
勝志 赤木
勝志 赤木
誠 合木
誠 合木
秀彦 宮藤
秀彦 宮藤
祐朗 梅島
祐朗 梅島
弘幸 能島
弘幸 能島
彰 日下部
彰 日下部
Original Assignee
アイサワ工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイサワ工業株式会社 filed Critical アイサワ工業株式会社
Priority to JP2016180291A priority Critical patent/JP6465844B2/ja
Publication of JP2018044373A publication Critical patent/JP2018044373A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6465844B2 publication Critical patent/JP6465844B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

本発明は、上下水道管やボックスカルバート等の地中構造物を埋設するために用いられるオープンシールド機に関し、より詳細には、オープンシールド機の外部から地下水を吸入し排出することができるオープンシールド機に関する。
上下水道管やボックスカルバート等の地中構造物を埋設するために、従来から、オープンシールド機を用いたオープンシールド工法が多用されてきた。オープンシールド工法は、牽引式又は自走式のオープンシールド機を土中に埋入し、該オープンシールド機の内部空間において地中構造物を連結することと土砂を前方向に向けて掘削し該オープンシールド機を前進させることとを順次行いつつ、該オープンシールド機の後方に位置する地中構造物を埋め戻すこと(土砂やモルタル等が用いられることが多い。)を行うことで、地中構造物を連続的に埋設することができるものである。かかるオープンシールド工法やオープンシールド機等については、本出願人も既に多くの出願(例えば、特許文献1〜特許文献11参照)をしているので、詳細な説明は省略する。
特許文献12に開示のオープンシールド工法は、『左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、オープンシールド機内への地下水の浸入を簡単かつ確実に抑える』(特許文献12の要約の目的)ために発明されたものであり、具体的には『左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、オープンシールド機は機体の下方に透水孔を設け、この透水孔からの浸入水を排出してオープンシールド機外側の地下水位を下げることを特徴とするオープンシールド工法』(特許文献12の請求項1)、『左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機において、左右側壁板の下方部分にメッシュまたはスリットでの土砂流入防止手段を備えた透水孔を設けたことを特徴とするオープンシールド機』(特許文献12の請求項5)及び『左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機において、底板にメッシュまたはスリットでの土砂流入防止手段を備えた透水孔を設けたことを特徴とするオープンシールド機』(特許文献12の請求項6)であり、これによって『オープンシールド工法でオープンシールド機の機体の下方に透水孔を設け、この透水孔からの浸入水を排出してオープンシールド機外側の地下水位を下げることにより、透水孔以外からオープンシールド機内に浸入する地下水の量を極力減じることができ、オープンシールド機内の作業の支障にならないようにすることができる。また、オープンシールド機の機外でのウエルポイントの設置などとは異なり、オープンシールド機そのものからの排水ができるので、器具その他の設置の手間も省け、オープンシールド機の進行にともなっての排水個所の移動も楽に行うことができる』(特許文献12の段落番号0016)、『オープンシールド機として左右側壁板の下方部分の外側から地下水をオープンシールド機内に取り込むことになり、この浸入水を排出してオープンシールド機外側の地下水位を下げることができる。その際メッシュまたはスリットでの土砂流入防止手段により、地下水とともに土砂が流入してしまうことを防止できる』(特許文献12の段落番号0019)、そして『オープンシールド機として底板の外側から地下水をオープンシールド機内に取り込むこと』(特許文献12の段落番号0020)においても、これと同様の効果を奏するというものである。
特開2015−78512号公報 特開2007−120130号公報 特開2004−116179号公報 特開2003−120182号公報 特開2003−64987号公報 特開2002−61492号公報 特開2001−49991号公報 特開平11−131979号公報 特開平10−299386号公報 特開平10−131673号公報 特開平7−42488号公報 特開平8−333987号公報
しかし、特許文献12に開示のオープンシールド工法及びオープンシールド機においては、メッシュまたはスリットでの土砂流入防止手段を備えるものの、実際にはメッシュ又はスリットを土砂が通過することで、送水管の詰まりやポンプの故障を生じる問題があった。かかる問題は、たびたび運転を停止して掃除や修理を行う必要があり、作業性を著しく低下させるものであった。
そこで、本発明では、オープンシールド機の外部から地下水を吸入し排出することでオープンシールド機外側の地下水位を下げることができる長時間安定した運転が可能なオープンシールド機を提供することを目的とする。
本発明のオープンシールド機(以下、「本オープンシールド機」という)は、左右両側面に沿って前後方向に配設される右側板部及び左側板部を備え、右側板部及び左側板部のうち少なくとも一方の表面に存する吸入孔から水を吸入し除去するオープンシールド機であって、粒状又は粉状の固体を含んでなり、該粒状又は該粉状の固体同士の間を吸入水が通過することにより、吸入孔から吸入された吸入水に同伴される土砂を濾過により除去する土砂除去手段と、吸入孔から吸入水が吸入されるように、土砂除去手段により、該同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水を移送する吸入水移送手段と、を備えてなる、オープンシールド機である。
本オープンシールド機は、左右両側面に沿って前後方向に配設される右側板部及び左側板部を備える。そして、本オープンシールド機は、これら右側板部及び左側板部のうち少なくとも一方(一方又は両方)の表面に存する吸入孔から水を吸入し除去するオープンシールド機であり、該吸入孔から水を吸入し除去することでオープンシールド機外側の地下水位を下げることができ、オープンシールド機内部への水の浸入を抑制することができる(かかる点においては特許文献12に開示のオープンシールド機と同様である。)。
本オープンシールド機は、土砂除去手段と、吸入水移送手段と、を備える。
土砂除去手段は、粒状又は粉状の多数の固体を含む。そして、該粒状又は該粉状の固体同士の間を、吸入孔から吸入された吸入水が通過する。このように土砂を同伴する吸入水が、土砂除去手段に含まれる該粒状又は該粉状の固体同士の間を通過し濾過されることで、吸入水に同伴される土砂の少なくとも一部が除去される。土砂除去手段に含まれる該粒状又は該粉状の固体は、粒径が小さくなると吸入水に同伴される小さな土砂まで除去されるので好ましいが、その反面、吸入水が該粒状又は該粉状の固体同士の間を通過する抵抗が増加する。そして、該粒径が大きくなると吸入水に同伴される土砂のうち小さな土砂は除去されなくなるが、反面、吸入水が該粒状又は該粉状の固体同士の間を通過する抵抗は減少する。このように該粒径により除去される土砂の大きさと吸入水の通過抵抗とが変化するので、本オープンシールド機の使用状況及び目的に合わせて該粒径を決定すればよい。
吸入水移送手段は、吸入孔から吸入水が吸入されるように、土砂除去手段により土砂の少なくとも一部が除去された吸入水を移送する。吸入水移送手段は、通常、吸入水を吸入するポンプと、吸入水を流通させる導管(送水管)と、を含んでなる。
以上の通り、本オープンシールド機においては、土砂を同伴する吸入水が、土砂除去手段に含まれる該粒状又は該粉状の固体同士の間を通過し濾過されることで、吸入水に同伴される土砂の少なくとも一部が濾過により除去されると共に、吸入孔から吸入水が吸入されるように吸入水移送手段により吸入水が移送されるので、吸入水移送手段へ吸入水に同伴される土砂が減少し、導管(送水管)の詰まりやポンプの故障を防止又は減少させることができる。これにより本オープンシールド機は、その外部から地下水を吸入し排出することで、オープンシールド機外側の地下水位を下げてオープンシールド機内部への水の浸入を抑制する運転を長時間安定して行うことができる。
本オープンシールド機においては、土砂除去手段が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段から取り除く土砂取り除き手段を備えるもの(以下、「土砂取り除き手段具備本オープンシールド機」という。)であってもよい。
土砂を同伴する吸入水が、土砂除去手段に含まれる粒状又は粉状の固体同士の間を通過し濾過されることで、吸入水に同伴される土砂の少なくとも一部が除去されるが、該除去された土砂は、土砂除去手段(特に、粒状又は粉状の固体同士の間)に蓄積されることが多く、これにより粒状又は粉状の固体同士の間を吸入水が通過することに支障を生じることがある。このため土砂除去手段が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段から取り除く土砂取り除き手段を備えるようにすれば、土砂除去手段への土砂の蓄積に応じ、土砂取り除き手段により、土砂除去手段へ蓄積された土砂を取り除くことで、土砂除去手段への土砂の蓄積を解消し該蓄積による問題を防止又は減少させることができる。
土砂取り除き手段具備本オープンシールド機においては、土砂取り除き手段が、土砂除去手段が吸入水を濾過し土砂を取り除く際の吸入水の流れる方向とは逆方向の水である逆洗水を土砂除去手段に流す逆洗手段であってもよい(以下、「逆洗手段具備本オープンシールド機」という。)。
土砂取り除き手段は、土砂除去手段が吸入水から除去することで土砂除去手段に蓄積された土砂を土砂除去手段から取り除くものであればよく、特に限定されるものではないが(土砂除去手段を構成する粒状又は粉状の固体と、土砂と、の両者を濾過により分離するものや、該両者を遠心分離するものや、該固体を磁力に吸引されるものとして、磁力によって該両者を分離するもの等を例示的に挙げることができる。)、土砂除去手段が吸入水を濾過し土砂を取り除く際の吸入水の流れる方向とは逆方向の水である逆洗水を土砂除去手段に流す逆洗手段としてもよい。このように逆洗手段とすることで、吸入水を濾過しそれに同伴される土砂を土砂除去手段が取り除く際の吸入水の流れる方向とは逆方向に水を流すので、土砂が土砂除去手段により捕獲された際とは反対方向の水の流れにより、土砂除去手段に蓄積された土砂が土砂除去手段から容易に離れ、土砂が土砂除去手段から容易に取り除かれやすい。
逆洗手段具備本オープンシールド機においては、逆洗水が、土砂除去手段により前記同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水又は当該オープンシールド機の内部の土表面に存する進入水を用いるもの(以下、「吸入水進入水利用逆洗手段具備本オープンシールド機」という。)であってもよい。
このように逆洗手段が、土砂除去手段に流す逆洗水として、土砂除去手段により前記同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水又は本オープンシールド機の内部の土表面に存する進入水を用いることで、逆洗水として用いる水を別個に準備する必要がなく、水資源の有効利用に資することができる。
吸入水進入水利用逆洗手段具備本オープンシールド機においては、逆洗水が、前記進入水を用いるものであり、前記進入水に同伴される土砂を除去する逆洗水土砂除去手段を有するものであってもよい。
逆洗水として前記進入水を用いる場合、前記進入水は、オープンシールド機の内部の土表面に存するものであることから、通常、前記進入水には土砂が同伴される。このため土砂を同伴したままの前記進入水を逆洗水として土砂除去手段に流すと、土砂除去手段に蓄積された土砂を除去する効果が減少する(前記進入水に同伴された土砂が、土砂除去手段に蓄積することもあり得る。)。このため逆洗水土砂除去手段によって、予め、前記進入水に同伴される土砂を除去し、該土砂が除去された前記進入水を逆洗水として用いるようにしてもよい。逆洗水土砂除去手段は、前記進入水に同伴される土砂を所望程度除去できるものであれば特に制限なく用いることができるが、濾過器、遠心分離器、沈殿槽(土砂を沈降させて進入水から除去する)等を例示的に挙げることができる。
吸入水進入水利用逆洗手段具備本オープンシールド機においては、逆洗水が、前記吸入水を用いるものであり、逆洗手段が、吸入水移送手段により移送される吸入水を少なくとも土砂除去手段よりも高い位置にて保持する吸入水保持手段と、吸入水保持手段に保持された吸入水を該高い位置から土砂除去手段まで液高により流動させる液高流動手段と、を有してなるもの(以下、「液高逆洗手段具備本オープンシールド機」という。)であってもよい。
このように逆洗手段が吸入水保持手段と液高流動手段とを有し、吸入水保持手段が、吸入水移送手段により移送される吸入水を少なくとも土砂除去手段よりも高い位置にて保持し、液高流動手段が、吸入水保持手段に保持された吸入水を該高い位置から土砂除去手段まで液高により流動させるので、逆洗水たる前記吸入水が吸入水保持手段により保持される高さ(液高)を利用して、逆洗水を土砂除去手段に流すことができるので、逆洗手段に、逆洗水を圧送するための別個のポンプ等を配設する必要がなく、逆洗手段を簡単に構成することができる。
液高逆洗手段具備本オープンシールド機においては、吸入水移送手段が、土砂除去手段を通過した吸入水を一端に受け入れ、少なくとも該一端よりも高位置へ吸入水を導く導管を有してなり、吸入水保持手段が、該一端から該高位置までの該導管により構成されると共に、液高流動手段が、該高位置における導管の内部を外部と連通させる連通手段であってもよい。
吸入水移送手段が、土砂除去手段を通過した吸入水を一端に受け入れ、少なくとも該一端よりも高位置へ吸入水を導く導管を有し(通常、このような導管を吸入水移送手段は有することが多い)、吸入水保持手段が、該一端から該高位置までの該導管により構成されると共に、液高流動手段たる連通手段が、該高位置における該導管の内部を外部と連通させる。これにより、該一端から該高位置までの該導管に保持された逆洗水たる前記吸入水が、該高位置における該導管の内部を外部と連通させることで、逆洗水たる前記吸入水の高さ(液高)を利用して、簡単に逆洗水を土砂除去手段に流すことができる。
本オープンシールド機においては、土砂除去手段に岩石が到達することを防止又は減少させるため、岩石の通過を制限すると共に吸入水の通過を許容する岩石不通過孔が形成された岩石除去板を備えてなるもの(以下、「岩石除去板具備本オープンシールド機」という。)であってもよい。
土砂除去手段は、吸入孔から吸入された吸入水に同伴される土砂を濾過により除去するが、本オープンシールド機の周囲に存する岩石が土砂除去手段に到達すると、土砂除去手段が破損したり、吸入水に同伴される土砂の除去能力が減少する場合がある。このため本オープンシールド機が岩石除去板を備え、岩石除去板に形成された岩石不通過孔によって、岩石の通過を制限し(岩石不通過孔は、吸入水の通過を許容する)、土砂除去手段に岩石が到達することを防止又は減少させるようにしてもよい。
岩石除去板具備本オープンシールド機においては、岩石除去板が、前記一方の表面の一部を形成すると共に、岩石不通過孔が吸入孔を構成し、前記一方の内部に、岩石不通過孔により外部と連通し、土砂除去手段を保持する保持空間が形成されており、吸入水移送手段が保持空間から吸入水を吸入するものであってもよい。
こうすることで、岩石除去板が、右側板部及び左側板部のうち前記少なくとも一方(一方又は両方)の表面の一部を形成すると共に、岩石不通過孔が吸入孔を構成するので、前記一方の表面を形成する部材により岩石除去板を構成することができ、岩石不通過孔から吸入水を吸入することができる。そして、右側板部及び左側板部のうち前記少なくとも一方(一方又は両方)の内部に保持空間が形成されており、保持空間は岩石不通過孔により外部と連通すると共に保持空間は土砂除去手段を保持する。吸入水移送手段が保持空間から吸入水を吸入することにより、吸入孔たる岩石不通過孔から水が吸入され、保持空間に保持された土砂除去手段が、吸入孔から吸入された吸入水に同伴される土砂を濾過により除去し、吸入水移送手段が保持空間から、土砂除去手段により土砂が除去された吸入水を吸入することができる。このように右側板部及び左側板部のうち前記少なくとも一方(一方又は両方)の内部空間を保持空間としてうまく利用することで、岩石除去板具備本オープンシールド機を小形かつ簡単に構成することができる。
本発明は、本オープンシールド機を用いたオープンシールド工法(以下、「本工法」という。)を提供する。
即ち、本工法は、本オープンシールド機を用いたオープンシールド工法であって、前記一方の表面に存する吸入孔から水を吸入し除去する吸入工程を含むものである、工法である。
本工法においては、土砂を同伴する吸入水が、本オープンシールド機の土砂除去手段に含まれる粒状又は粉状の固体同士の間を通過し濾過されることで、吸入水に同伴される土砂の少なくとも一部が濾過により除去され、吸入孔から吸入水が吸入されるように吸入水移送手段により吸入水が移送されるので、吸入水移送手段へ同伴される土砂が減少し、導管(送水管)の詰まりやポンプの故障を防止又は減少させることができる。これにより本工法においては、外部から地下水を吸入し排出することで、オープンシールド機外側の地下水位を下げてオープンシールド機内部への水の浸入を抑制する運転を長時間安定して行うことができる。
本工法においては、土砂取り除き手段具備本オープンシールド機を用いたオープンシールド工法であって、吸入行程の後、土砂除去手段が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段から取り除く土砂取り除き工程を含むものであってもよい。
こうすることで、吸入工程において土砂除去手段へ蓄積した土砂を、吸入行程の後の土砂取り除き工程において土砂取り除き手段が取り除くことで、土砂除去手段への土砂の蓄積による問題を防止又は減少することができ、本工法を効果的に安定して行うことができる。
本発明の第1実施形態に係るオープンシールド機(本オープンシールド機)を示す平面図である。 図1に示す本オープンシールド機の正面図である。 図2の断面図(図3(a)は図2のB−B断面を示し、図3(b)は図2のC−C断面を示している。)である。 図3(a)のD−D断面図(濾材を除いた状態を図示している)である。 図3(a)中の矢印E方向から多孔部を見たところを示す図である。 図6(a)は図3(b)中の矢印F方向から多孔部を見たところを示す図であり、図6(b)は別の例の多孔部を示す図である。 本オープンシールド機の配管接続状態を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るオープンシールド機(本オープンシールド機)を構成する左フロント下室及び左テール下室の断面図(図8(a)は左フロント下室の断面であり、図8(b)は左テール下室の断面である)である。 図8(a)のG−G断面図(濾材を除いた状態を図示している)である。 第1実施形態の本オープンシールド機を用いた吸水実験の結果を示すグラフである。 第2実施形態の本オープンシールド機を用いた吸水実験の結果を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るオープンシールド機(本オープンシールド機)11を示す平面図であり、図2は、本オープンシールド機11の正面図であり(図1中、矢印A方向から見たところを示している)、図3は、図2の断面図であり(詳細には、図3(a)は図2のB−B断面を示し、図3(b)は図2のC−C断面を示している。)、図4は図3(a)のD−D断面図(但し、理解を容易にするため、後述の濾材57を除いた状態を図示している)であり、図5は図3(a)中の矢印E方向から多孔部23bbhを見たところを示し、図6(a)は図3(b)中の矢印F方向から多孔部33bbhを見たところを示している。なお、図6(b)は、別の例の多孔部33bbhを示している(図6(a)と同様の方向から見ている。)。
図1乃至図6を参照して、本オープンシールド機11について説明する。
本オープンシールド機11は、フロント部21とテール部31とが前後方向(図中、前方向を矢印Q1にて、後方向を矢印Q2にて、それぞれ示す。)に互いにスライド(変位)自在に取り付けられると共に、フロント部21とテール部31との間に推進ジャッキ41(左右一対の推進ジャッキ41が上下に配設されているので合計4本の推進ジャッキ41が配設されている。)が取り付けられている。これら4本の推進ジャッキ41を伸ばす(推進ジャッキ41を伸縮させるための油圧装置及びその制御装置は制御部61に収容されている。)とフロント部21とテール部31との間が前後に伸びるので、本オープンシールド機11の後方に土砂(例えば、埋め戻されたもの)が存すれば、該土砂の前端を後方に向けて押し固めると共にその押し固めによって生じる前方への反力によってフロント部21が前進(矢印Q1方向)し、次いで、前方の掘削と共に推進ジャッキ41を縮めるとテール部31が前方へ移動(矢印Q1方向)し、その後、本オープンシールド機11の後方に土砂を埋め戻し、再び、推進ジャッキ41をのばすと、土砂の前端を後方に向けて押し固めると共にその押し固めによって生じる前方への反力によってフロント部21が再び前進する。このように推進ジャッキ41をのばす(後方の土砂の押し固めと、フロント部21の前進)、前方の掘削、推進ジャッキ41を縮める(テール部31の前進)、後方に土砂を埋め戻す、という工程を繰り返すことによって、本オープンシールド機11の後方の土砂を押し固めつつ本オープンシールド機11を前進させることができる。このように本オープンシールド機11の前進と共に本オープンシールド機11の内部11cに上下水道管やボックスカルバート等の地中構造物(不図示)を前方方向に向けて順次埋設することで、前後方向に沿って地中構造物(不図示)を連続して埋設できる。
フロント部21は、左右(制御部61に乗った操作者(不図示)が前方向(矢印Q1方向)に向いた状態において該操作者が認識する左右をいう。)に一対配設された右フロント側板部23a及び左フロント側板部23b(右フロント側板部23aには右フロント側面板23abが固定されると共に左フロント側板部23bには左フロント側面板23bbが固定されている。)と、右フロント側板部23aの内面に一端が取り付けられると共に左フロント側板部23bの内面に他端が取り付けられることで右フロント側板部23a及び左フロント側板部23bを支持する一対のフロント支持梁24、25と、を有してなる。
テール部31は、左右に一対配設された右テール側板部33a及び左テール側板部33bと、右テール側板部33aの内面に一端が取り付けられると共に左テール側板部33bの内面に他端が取り付けられることで右テール側板部33a及び左テール側板部33bを支持するテール支持梁35c、35d(詳細には、テール支持梁35c、35dは、後述の右テール側板本体33am内面と左テール側板本体33bm内面とを連結している。)と、を有してなる。
左テール側板部33bは、左テール側面板33bbと左テール側板本体33bmとを含んでなる。左テール側面板33bbは左テール側板本体33bmに対して前後にスライド可能に取り付けられると共に、左フロント側面板23bbに連結されることで、左フロント側面板23bbと一体となって前後方向に動く。
右テール側板部33aは、右テール側面板33abと右テール側板本体33amとを含んでなる。右テール側面板33abは右テール側板本体33amに対して前後にスライド可能に取り付けられると共に、右フロント側面板23abに連結されることで、右フロント側面板23abと一体となって前後方向に動く。
左フロント側板部23bは、特に図2及び図3(a)に示すように、その下面23bdに沿って前後方向(矢印Q1、Q2方向)に形成された左フロント下室26を有している。左フロント下室26は、左フロント側板部23bの下板20aと、左フロント側板部23bの内板20bと、左フロント側面板23bbと、左フロント側板部の仕切り板20dと、によって内部空間26rが形成されている(特に図3(a)参照)。左フロント下室26の内部空間26rは、左フロント側面板23bb下部に形成された多孔部23bbh(図5に示す通り、直径10mmの円形の開孔29が、該円形の中心が縦横いずれも15mm間隔(即ち、左フロント側面板23bbに仮想的に描かれた縦15mm毎の複数の平行線と横15mm毎の複数の平行線との交点を中心とする半径5mmの円に沿って開孔29が形成されている。)になるように多数形成されている。)により外部301と連通している(左フロント下室26の内部空間26rは、多孔部23bbhの開孔29を除き、外部301とは液密的に構成されている。)。
左フロント下室26には、図4に示すように、前後方向(矢印Q1、Q2方向)に沿って枝パイプ51が配設されており、枝パイプ51の先端51eは封鎖されると共に、枝パイプ51の他端は、後述する幹パイプ56に接続されている。枝パイプ51には、接続管55a、55b、55cにより3本の吸入管53a、53b、53cがそれぞれ接続されている。3本の吸入管53a、53b、53cいずれも、先端(接続管55a、55b、55cに接続されていない端)が封鎖された中空の管(ここでは直径32mm×長さ550mm)に、径10mmの多数の開孔を穿設し、その管の外面に厚さ0.4mmの10メッシュの金網を巻き付けたものである。
そして、左フロント下室26の内部空間26rには、濾材57が充填されている。濾材57は、粒径1.7mm〜4.8mmの珪砂を用いている(具体的には、宇部サンド工業株式会社製の商品名「宇部珪砂」の型番「1号A」)。そして、この濾材57が、多孔部23bbhの開孔29から外部301に流出しないように、開孔29よりも目の細かい金網58(具体的には、厚さ0.5mm×12メッシュを使用した。)が多孔部23bbhの左フロント下室26内部空間26r側に裏打ちされている。
このため枝パイプ51の内部を減圧すると、多孔部23bbh近傍の外部301に存する水を、多孔部23bbhの開孔29から金網58を経由して左フロント下室26内部空間26rに吸い込み、その吸い込んだ水を濾材57により濾過しつつ、吸入管53a、53b、53cの外面から水を吸入することができる。
このような吸入管53a、53b、53cが接続された枝パイプ51が配設された左フロント下室26と同様の右フロント下室(不図示)が、右フロント側板部23aにも形成されている(なお、右フロント下室(不図示)は、右フロント側面板23abに開孔29が形成されている。)。
ここでは開孔29として、上述の如く、図5に示す通り、直径10mmの円形の開孔29が、中心が縦横いずれも15mm間隔になるように多数形成されているが、これら開口寸法(ここでは直径10mm)、間隔(ここでは円の中心が縦横いずれも15mm間隔)、配列(ここでは縦横同じ間隔の格子の交点に円の中心が存する)及び開口形状(ここでは円形)は本オープンシールド機11の使用状況に応じて種々変更されることができる。例えば、格子点同士の距離が30mmの正三角格子の格子点を中心とする直径15mmの円形の開孔としてもよい。
左テール側板部33bは、特に図2及び図3(b)に示すように、左テール側板本体33bmと、それに対して前後にスライド自在に取り付けられた左テール側面板33bbと、を含んでなり、その下面33bdに沿って前後方向(矢印Q1、Q2方向)に左テール下室36が左テール側板本体33bm内部に形成されている。左テール下室36は、左テール側板本体33bmの下板34aと、左テール側板本体33bmの内板34bと、左テール側板本体33bmの外板34cと、左テール側板本体33bmの仕切り板34dと、によって内部空間36rが形成されている(特に図3(b)参照)。外板34cの下部(内部空間36rに面する部分)には多孔部34ch(左フロント側面板23bb下部に形成された多孔部23bbhと同様、図5に示す通り、直径10mmの円形の開孔34chaが、該円形の中心が縦横いずれも15mm間隔になるように多数形成されている。)が形成されており、多孔部34chにより内部空間36rは外部301と連通している(左テール下室36の内部空間36rは、多孔部34chの開孔34chaを除き、外部301とは液密的に構成されている。)。左テール側面板33bbは、その下部に形成された多孔部33bbh(図6(a)に示す通り、幅(前後方向寸法)20mm×長さ(上下方向寸法)160mmのスリット39が前後方向に60mmの間隔で多数形成されている。)を有しており、内部空間36rは金網58、開孔34cha及びスリット39によって外部301と連通している(左テール側板本体33bmに対して左テール側面板33bbが前後にスライドすると、左テール側面板33bbと外板34cの一部とが重ならないことがあり、その場合には、内部空間36rは金網58及び開孔34chaによって外部301と連通する。左テール下室36の内部空間36rは、この金網58、開孔34cha及びスリット39による外部301との連通又は金網58及び開孔34chaによる外部301との連通を除き、外部301とは液密的に構成されている。)。
左テール下室36には、前述の左フロント下室26の吸入管53a、53b、53c、接続管55a、55b、55c及び枝パイプ51と同様の吸入管53a、53b、53c(図3(b)に吸入管53bが現れている。)、接続管55a、55b、55c(図3(b)に接続管55bが現れている。)及び枝パイプ51が配設されている。
そして、左テール下室36の内部空間36rには、左フロント下室26と同じ濾材57が充填されている。この濾材57が、多孔部34chの開孔34chaから外部301方向に流出しないように、開孔34chaよりも目の細かい金網58(左フロント下室26の金網58と同じ金網58を使用している。)が多孔部34chの左テール下室36内部空間36r側に裏打ちされている。
このため枝パイプ51の内部を減圧すると、多孔部33bbh近傍の外部301に存する水を、多孔部33bbhのスリット39、多孔部34chの開孔34cha及び金網58を経由して左テール下室36内部空間36rに吸い込み、その吸い込んだ水を濾材57により濾過しつつ、吸入管53a、53b、53cの外面から水を吸入することができる。なお、外板34cと左テール側面板33bbとが重なっている部分は、外部301に存する水をスリット39から吸い込み(該水はスリット39を通過した後、さらに開孔34chaを通過する。)、外板34cと左テール側面板33bbとが重なっていない部分は、開孔34chaから吸い込む。
このような吸入管53a、53b、53cが接続された枝パイプ51が配設された左テール下室36と同様の右テール下室(不図示)が、右テール側板部33aにも形成されている(なお、右テール下室(不図示)は、右テール側面板33abにスリット39が形成されている。)。
また、ここではスリット39として、上述の如く、図6(a)に示す通り、幅20mm×長さ160mmのスリット39を前後方向60mm間隔で形成しているが、これら幅、長さ及び間隔は本オープンシールド機11の使用状況に応じて種々変更されることができる。例えば、図6(b)に示す通り、幅(前後方向寸法)50mm×長さ(上下方向寸法)160mmのスリット39cを前後方向20mm間隔で形成するようにしてもよい。
ここでは外部301に存する水を吸い込む孔としては、左フロント下室26及び右フロント下室においては多孔部23bbhの開孔29とし、左テール下室36及び右テール下室においては多孔部33bbhのスリット39(外板34cと左テール側面板33bbとが重なっていない部分は開孔34cha)としているが、これに限定されるものではなく、左フロント下室26及び右フロント下室にスリットを形成し、左テール下室36及び右テール下室に開孔29を形成するようにしても良いし、さらに開口寸法、開口間隔、開口配列及び開口形状を変更することもできるし、スリット幅、スリット長さ及びスリット間隔を変更することもできる。
図7は、本オープンシールド機11の配管接続を示す図である。
図7に示すように、左フロント下室に配設された枝パイプ51a(これまで参照番号51として枝パイプを説明してきたが、これ以降、説明及び理解を容易にするため51a、51b、51c、51dと区別することもある。)と、右フロント下室に配設された枝パイプ51bと、左テール下室36に配設された枝パイプ51cと、右テール下室に配設された枝パイプ51dと、はいずれも1本の幹パイプ56の一端に接続されている。幹パイプ56の他端は開放バルブ70に接続されている。開放バルブ70には、幹パイプ56他端の他に、外部301に先端が開放された単管72の基端と、後述の第1バルブ71と開放バルブ70とを連通させる接続管70cの一端と、が接続されており、開放バルブ70を操作することで、幹パイプ56と接続管70cとが連通された状態と、幹パイプ56と単管72とが連通された状態と、を自由に選択できる。そして、接続管70cの他端は第1バルブ71に接続されている。第1バルブ71には、接続管70cの他に、吸水ポンプ73の吸入管73sと、沈降槽75の水を吐出する吐出ポンプ74(水中ポンプ)の吐出管74dと、が接続されており、第1バルブ71を操作することで、接続管70cと吸入管73sとが連通された状態と、接続管70cと吐出管74dとが連通された状態と、を自由に選択できる。なお、吸水ポンプ73の吐出管73dの先端は、図示しない排水処理装置に接続されている。
そして、本オープンシールド機11内部には、本オープンシールド機11内部に進入した地下水を排水する進入水排水ポンプ76(水中ポンプ)が配設されている。進入水排水ポンプ76の吐出管76dは第2バルブ77に接続されている。第2バルブ77には、吐出管76dの他に、沈降槽75へ進入水を移送する進入水移送パイプ78の基端と、進入水を排水する進入水排水パイプ79の基端と、が接続されており、第2バルブ77を操作することで、吐出管76dと進入水移送パイプ78とが連通された状態と、吐出管76dと進入水排水パイプ79とが連通された状態と、を自由に選択できる。このため本オープンシールド機11内部に進入した水は、進入水排水ポンプ76により圧送し、第2バルブ77を操作することで、進入水移送パイプ78を経て沈降槽75へ注入することと(後述の如く、該水を逆洗水として有効利用できる)、進入水排水パイプ79を経て図示しない排水処理装置に注入するか選択することができる。
進入水移送パイプ78の先端から進入水は沈降槽75へ注入され、沈降槽75において土砂が沈降することで土砂と水とが分離され、後述の通り、土砂が分離された水は、吐出ポンプ74により圧送され、第1バルブ71、接続管70c、開放バルブ70、幹パイプ56及び枝パイプ51a、51b、51c、51dを経由し、吸入管53a、53b、53c表面から吐出されることで、吸入管53a、53b、53c、濾材57、孔部(開孔29、開孔34cha、スリット39)を洗浄(逆洗)し、土砂による吸入管、濾材、孔部の目詰まりを解消することができる。
これらのうち開放バルブ70、第1バルブ71及び吸水ポンプ73は、テール部31に支持された吸排水ユニット91に収容されている。また、沈降槽75及び第2バルブ77は、本オープンシールド機11の外部又は内部に配設された逆洗ユニット95に収容されている。
本オープンシールド機11の周囲から地下水を吸入し排出することで本オープンシールド機11外側の地下水位を下げる操作を説明する。まず、開放バルブ70を操作して幹パイプ56と接続管70cとを連通されると共に、第1バルブ71を操作して接続管70cと吸入管73sとを連通させ、吸水ポンプ73を運転する。それにより孔部(開孔29、スリット39、開孔34cha)、濾材57、吸入管53a、53b、53c、接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73sを地下水が順次通過することで、吸水ポンプ73から吐出管73dを経て、図示しない排水処理装置に排水される(本オープンシールド機11外側の地下水位を低下させる。)。
地下水を吸入することで、本オープンシールド機11の周囲に存する土砂が、孔部(開孔29、スリット39、開孔34cha)、濾材57、吸入管53a、53b、53c表面に付着することで、吸入抵抗が増加し、地下水の吸入がうまく行えない状況に至った場合は、次の逆洗行程を行えばよい。逆洗行程には、液高による圧力を利用した逆洗行程(以下、「液高逆洗行程」という。)と、吐出ポンプ74の吐出圧力を利用した逆洗行程(以下、「ポンプ逆洗行程」という。)と、を行いうる。
液高逆洗行程は、開放バルブ70(吸入管よりも高い位置に存する)から吸入管までのパイプ(主として幹パイプ56)内部に存在する水の液高(ヘッド)を利用するものであり、具体的には、開放バルブ70まで又は開放バルブ70近くまでパイプ内部に水が存在する状態において、開放バルブ70を操作して幹パイプ56と単管72とが連通する状態とする。これにより外部301から単管72が空気を吸入し、開放バルブ70から吸入管までのパイプに含まれる水が、幹パイプ56及び枝パイプ51a、51b、51c、51dを経由し、吸入管53a、53b、53c表面から吐出される。これによって、吸入管53a、53b、53c、濾材57、孔部(開孔29、スリット39、開孔34cha)を洗浄(逆洗)し、土砂による吸入管、濾材、孔部の目詰まりを解消することができる。
ポンプ逆洗行程は、吐出ポンプ74が吐出する水を利用した逆洗であり、具体的には、第1バルブ71を操作して接続管70cと吐出管74dとが連通した状態にすると共に開放バルブ70を操作して幹パイプ56と接続管70cとを連通させる状態にして吐出ポンプ74を運転する。これにより沈降槽75において土砂が分離された水が、吐出ポンプ74により圧送され、吐出管74d、第1バルブ71、接続管70c、開放バルブ70、幹パイプ56及び枝パイプ51a、51b、51c、51dを経由し、吸入管53a、53b、53c表面から吐出されることで、吸入管53a、53b、53c、濾材57、孔部(開孔29、スリット39、開孔34cha)を洗浄(逆洗)し、土砂による吸入管、濾材、孔部の目詰まりを解消することができる。
このように液高逆洗行程は、開放バルブ70から吸入管までのパイプ内部に含まれる水の液高(ヘッド)を利用するものであるので、逆洗の水量及び圧力が限られるが、反面、開放バルブ70を操作するのみで手軽に実施できる。これに対し、ポンプ逆洗行程は、吐出ポンプ74が吐出する水を利用するものであるので、逆洗の水量及び圧力を大きくとることができるが、反面、吐出ポンプ74の電力を要する(なお、本オープンシールド機11内部に進入した水を、逆洗用途に有効利用できる利点もある。)。従って、土砂による目詰まりの程度が大きい場合にはポンプ逆洗行程を行い、目詰まりの程度が小さい場合には液高逆洗行程を行うといった使い分けもできるし、容易に行いうる液高逆洗行程をまず行った後、それでも目詰まりが十分改善されない場合はポンプ逆洗行程を行うようにすることもできる。
(第2実施形態)
図8は、本発明の第2実施形態に係るオープンシールド機(本オープンシールド機)を構成する左フロント下室26及び左テール下室36の断面図(詳細には、図8(a)は左フロント下室26の断面(図3(a)と同様の断面位置を示している)であり、図8(b)は左テール下室36の断面(図3(b)と同様の断面位置を示している)である。)であり、図9は図8(a)のG−G断面図(但し、理解を容易にするため、濾材57を除いた状態を図示している)である。
第2実施形態の本オープンシールド機は、第1実施形態の本オープンシールド機11の左フロント下室26、左テール下室36、右フロント下室及び右テール下室における枝パイプ51、接続管55a、55b、55c及び吸入管53a、53b、53cが、枝パイプ51のみに置き換えられた点が異なるのみで、その余りは第1実施形態の本オープンシールド機11と同様であるので、ここでは重複する説明を省略する(必要があれば第1実施形態の本オープンシールド機11の説明を参照されたい。)。
左フロント下室26には、図8(a)及び図9に示すように、前後方向(矢印Q1、Q2方向)に沿って枝パイプ51が配設されており、枝パイプ51の先端51eは封鎖されている。枝パイプ51には、その長手方向に沿って枝パイプ51内部と内部空間26rとを連通させる多数の連通孔51hが形成されている。連通孔51hは、枝パイプ51の長手方向に間隔J(ここではJ=約80mm)ごとに形成位置が設けられ、その各形成位置においては枝パイプ51の周に沿ってほぼ等間隔で直径約6mmの連通孔51hが8個穿設されている。
このため枝パイプ51の内部を減圧すると、多孔部23bbh近傍の外部301に存する水を、多孔部23bbhの開孔29から金網58を経由して左フロント下室26内部空間26rに吸い込み、その吸い込んだ水を濾材57により濾過しつつ、連通孔51hから枝パイプ51内部へ吸入することができる。
このような多数の連通孔51hが形成された枝パイプ51が配設された左フロント下室26と同様の右フロント下室(不図示)が、右フロント側板部23aにも形成されている(なお、右フロント下室(不図示)は、右フロント側面板23abに開孔29が形成されている。)。
左テール下室36には、前述の左フロント下室26の枝パイプ51と同様の枝パイプ51(多数の連通孔51hが形成されている。)が配設されている。
このため枝パイプ51の内部を減圧すると、多孔部33bbh近傍の外部301に存する水を、多孔部33bbhのスリット39から開孔34cha及び金網58を経由して左テール下室36内部空間36rに吸い込み、その吸い込んだ水を濾材57により濾過しつつ、連通孔51hから枝パイプ51内部へ吸入することができる。また、外板34cと左テール側面板33bbとが重なっていない部分は開孔34chaを経由して左テール下室36内部空間36rに吸い込み、その吸い込んだ水を濾材57により濾過しつつ、連通孔51hから枝パイプ51内部へ吸入することができる。
このような多数の連通孔51hが形成された枝パイプ51が配設された左テール下室36と同様の右テール下室(不図示)が、右テール側板部33aにも形成されている(なお、右テール下室(不図示)は、右テール側面板33abにスリット39が形成されている。)。
即ち、第2実施形態の本オープンシールド機は、第1実施形態の本オープンシールド機11が有する接続管55a、55b、55c及び吸入管53a、53b、53cを用いることなく、枝パイプ51自身に多数の連通孔51hを形成することで、左フロント下室26内部空間26r、右フロント下室内部空間、左テール下室36内部空間36r及び右テール下室内部空間から水を枝パイプ51内部へ直接吸入するようにしたものである。このようにすることで接続管55a、55b、55c及び吸入管53a、53b、53cが不要になるので、オープンシールド機の構成を簡単にすることができる。なお、第1実施形態の本オープンシールド機11が接続管55a、55b、55c及び吸入管53a、53b、53cを有することは、接続管55a、55b、55cや吸入管53a、53b、53cの一部に詰まり等の不具合が生じた場合に、不具合が生じたものを交換することで不具合を解消することができるので、メインテナンスを容易迅速ならしめると共に稼働率向上を図ることができる。
(吸水実験)
第1実施形態の本オープンシールド機11を用いて吸水実験を行った。
幹パイプ56と接続管70cと吸入管73sとが連通するように開放バルブ70及び第1バルブ71を操作すると共に、吐出管76dと進入水排水パイプ79とが連通するように第2バルブ77を操作した状態において、図7に示す通り、吸水ポンプ73の吐出管73dを通過する流量F3と、進入水排水パイプ79を通過する流量F2と、を測定した。
図10に測定結果を示す。図10は、水量(流量F2、F3の1分間の合計水量(積算水量)。単位:m)を縦軸が示すものであり(図10中、「水中P排水量」は流量F2の1分間の合計水量(単位:m)を示し、「WP.P排水量」は流量F3の1分間の合計水量(単位:m)を示している。)、左側のグラフ(図10中、「水中Pのみで排水」と示している)は、吸水ポンプ73を停止し、進入水排水ポンプ76を運転したときのものであり、F3合計水量=0(吸水ポンプ73を停止しているので0である)、F2合計水量=0.34mであったことを示している。このF2合計水量=0.34mは、吸水実験を行った環境において従来のオープンシールド内部に進入する水の量を示すものである。
図10の右側のグラフ(図10中、「WP.P+水中Pで排水」と示している)は、吸水ポンプ73を運転すると共に、進入水排水ポンプ76を運転したときのものであり、F3合計水量=0.34m、F2合計水量=0.08mであったことを示している。
即ち、従来のオープンシールド内部には1分間で0.34m(図10左側グラフのF2合計水量)の水が進入する環境において、第1実施形態の本オープンシールド機11内部に進入する水は0.08m(図10右側グラフのF2合計水量)の水しか進入しないことが明らかになり、水の進入を顕著に減少させることができた(約76%の水の進入を減少させた。(0.34−0.08)/0.34=約0.765。)。
第1実施形態の本オープンシールド機11を用いた上述の吸水実験と同様に、第2実施形態の本オープンシールド機を用いた吸水実験を行った。
図11に測定結果を示す。図11は、水量(単位:m)を縦軸が示すものであり(図11中、「水中P排水量」は流量F2の1分間の合計水量(単位:m)を示し、「WP.P排水量」は流量F3の1分間の合計水量(単位:m)を示している。)、左側のグラフ(図11中、「水中Pのみで排水」と示している)は、吸水ポンプ73を停止し、進入水排水ポンプ76を運転したときのものであり、F3合計水量=0(吸水ポンプ73を停止しているので0である)、F2合計水量=0.34mであったことを示している。このF2合計水量=0.34mは、吸水実験を行った環境において従来のオープンシールド内部に進入する水の量を示すものである。
図11の右側のグラフ(図11中、「WP.P+水中Pで排水」と示している)は、吸水ポンプ73を運転すると共に、進入水排水ポンプ76を運転したときのものであり、F3合計水量=0.49m、F2合計水量=0.07mであったことを示している。
即ち、従来のオープンシールド内部には1分間で0.34m(図11左側グラフのF2合計水量)の水が進入する環境において、第2実施形態の本オープンシールド機内部に進入する水は0.07m(図11右側グラフのF2合計水量)の水しか進入しないことが明らかになり、水の進入を顕著に減少させることができた(約79%の水の進入を減少させた。(0.34−0.07)/0.34=約0.794。)。
(逆洗実験)
第1実施形態の本オープンシールド機11を用いて吸水実験を行ったところ、F3合計水量が増加するにつれて流量F3が減少すると共に流量F2が増加する傾向が見られた。吸入した土砂による目詰まりが原因と推測し、逆洗実験を行った。
具体的には、吸水実験開始直後は、流量F3=0.34m/分、流量F2=0.08m/分であったが、F3合計水量(吸水実験を開始してからの積算水量)が5.6mとなったとき(吸水実験を開始して約20分後)、流量F3=0.23m/分、流量F2=0.17m/分となったため、上述の液高逆洗行程を行った。その後、再び吸水実験を行ったところ、流量F3=0.30m/分、流量F2=0.11m/分となった。液高逆洗行程によれば、流量F3は吸水実験開始直後のもの(0.34m/分)ほどは回復しなかったが、液高逆洗行程は迅速に行うことができ、十分に実用性があるものであった。
また、別の吸水実験開始直後は、流量F3=0.32m/分、流量F2=0.12m/分であったが、F3合計水量(吸水実験を開始してからの積算水量)が6.0mとなったとき(吸水実験を開始して約20分後)、流量F3=0.25m/分、流量F2=0.18m/分となったため、上述のポンプ逆洗行程を約0.5分(吐出ポンプ74から吐出された逆洗水は合計0.2m)行った。その後、再び吸水実験を行ったところ、流量F3=0.31m/分、流量F2=0.12m/分となった。ポンプ逆洗行程によれば、流量F3は吸水実験開始直後のレベル(0.32m/分)に回復した。
また、第2実施形態の本オープンシールド機を用いた逆洗実験を行った。
吸水実験開始直後は、流量F3=0.49m/分、流量F2=0.07m/分であったが、F3合計水量(吸水実験を開始してからの積算水量)が7.9mとなったとき(吸水実験を開始して約20分後)、流量F3=0.32m/分、流量F2=0.25m/分となったため、上述の液高逆洗行程を行った。その後、再び吸水実験を行ったところ、流量F3=0.43m/分、流量F2=0.14m/分となった。液高逆洗行程によれば、流量F3は吸水実験開始直後のもの(0.49m/分)ほどは回復しなかったが、液高逆洗行程は迅速に行うことができ、十分に実用性があるものであった。
また、別の吸水実験開始直後は、流量F3=0.42m/分、流量F2=0.12m/分であったが、F3合計水量(吸水実験を開始してからの積算水量)が7.2mとなったとき(吸水実験を開始して約20分後)、流量F3=0.29m/分、流量F2=0.25m/分となったため、上述のポンプ逆洗行程を約0.5分(吐出ポンプ74から吐出された逆洗水は合計0.2m)行った。その後、再び吸水実験を行ったところ、流量F3=0.40m/分、流量F2=0.13m/分となった。ポンプ逆洗行程によれば、流量F3は吸水実験開始直後のレベル(0.42m/分)に回復した。
以上の通り、第1実施形態の本オープンシールド機11と、第2実施形態の本オープンシールド機と、のいずれも、濾材57による吸入水の濾過が行われることから、土砂によるパイプ詰まりやポンプ故障を防止又は減少させつつ(運転を停止し掃除や修理を行う頻度が小さく、作業性を向上させる。)、安定してオープンシールド内部に進入する水の量を著しく減少させることができる。
また、本オープンシールド機は、吸入した土砂による目詰まりにより吸入力が低下し流量F3が減少した場合には、逆洗工程(液高逆洗行程、ポンプ逆洗行程)を行うことで吸入力を回復させることができ、これによって安定かつ継続してオープンシールド内部に進入する水の量を著しく減少させることができる。
このように本オープンシールド機は、オープンシールド機の外部から地下水を吸入し排出することでオープンシールド機外側の地下水位を下げることができ、オープンシールド機内部への水の浸入を抑制しつつ、長時間安定した運転が可能である。
第1実施形態の本オープンシールド機11は、左右両側面に沿って前後(矢印Q1、矢印Q2)方向に配設される右側板部(右フロント側板部23a、右テール側板部33a)及び左側板部(左フロント側板部23b、左テール側板部33b)を備え、右側板部(右フロント側板部23a、右テール側板部33a)及び左側板部(左フロント側板部23b、左テール側板部33b)のうち少なくとも一方(ここでは両方)の表面に存する吸入孔(左フロント側板部23b及び右フロント側板部23aについては開孔29、左テール側板部33b及び右テール側板部33aについてはスリット39及び開孔34cha)から水を吸入し除去するオープンシールド機であって、粒状又は粉状の固体(ここでは粒径1.7mm〜4.8mmの珪砂)を含んでなり、該粒状又は該粉状の固体同士の間を吸入水が通過することにより、吸入孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)から吸入された吸入水に同伴される土砂を濾過により除去する土砂除去手段(ここでは濾材57)と、吸入孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)から吸入水が吸入されるように、土砂除去手段(濾材57)により、該同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水を移送する吸入水移送手段(ここでは吸入管53a、53b、53c、接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される。)と、を備えてなる、オープンシールド機である。
第2実施形態の本オープンシールド機は、左右両側面に沿って前後(矢印Q1、矢印Q2)方向に配設される右側板部(右フロント側板部23a、右テール側板部33a)及び左側板部(左フロント側板部23b、左テール側板部33b)を備え、右側板部(右フロント側板部23a、右テール側板部33a)及び左側板部(左フロント側板部23b、左テール側板部33b)のうち少なくとも一方(ここでは両方)の表面に存する吸入孔(左フロント側板部23b及び右フロント側板部23aについては開孔29、左テール側板部33b及び右テール側板部33aについてはスリット39及び開孔34cha)から水を吸入し除去するオープンシールド機であって、粒状又は粉状の固体(ここでは粒径1.7mm〜4.8mmの珪砂)を含んでなり、該粒状又は該粉状の固体同士の間を吸入水が通過することにより、吸入孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)から吸入された吸入水に同伴される土砂を濾過により除去する土砂除去手段(ここでは濾材57)と、吸入孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)から吸入水が吸入されるように、土砂除去手段(濾材57)により、該同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水を移送する吸入水移送手段(ここでは枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される。)と、を備えてなる、オープンシールド機である。
第1実施形態の本オープンシールド機11と、第2実施形態の本オープンシールド機と、のいずれにおいても、土砂除去手段(濾材57)を構成する粒状又は粉状の固体の粒径は、小さくなると吸入水に同伴される小さな土砂まで除去されるので好ましいが、反面、吸入水が粒状又は粉状の固体同士の間を通過する抵抗が増加するので、これらを両立する範囲とされてもよく、通常は、0.85mm〜9.5mm(「JIS A 1204」にて規定された土の粒度試験による測定)のものを用いることができる。
第1実施形態の本オープンシールド機11は、土砂除去手段(濾材57)が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段(濾材57)から取り除く土砂取り除き手段(ここでは吸入管53a、53b、53cと接続管55a、55b、55cと枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56と開放バルブ70とを有して構成される液高逆洗部と、進入水排水ポンプ76と吐出管76dと第2バルブ77と進入水移送パイプ78と沈降槽75と吐出ポンプ74と吐出管74dと第1バルブ71と接続管70cと開放バルブ70と幹パイプ56と枝パイプ51a、51b、51c、51dと接続管55a、55b、55cと吸入管53a、53b、53cとを有して構成されるポンプ逆洗部と、を含む。)を備えるものである。
第2実施形態の本オープンシールド機は、土砂除去手段(濾材57)が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段(濾材57)から取り除く土砂取り除き手段(ここでは枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56と開放バルブ70とを有して構成される液高逆洗部と、進入水排水ポンプ76と吐出管76dと第2バルブ77と進入水移送パイプ78と沈降槽75と吐出ポンプ74と吐出管74dと第1バルブ71と接続管70cと開放バルブ70と幹パイプ56と枝パイプ51a、51b、51c、51dとを有して構成されるポンプ逆洗部と、を含む。)を備えるものである。
第1実施形態の本オープンシールド機11と、第2実施形態の本オープンシールド機と、のいずれにおいても、土砂取り除き手段(液高逆洗部、ポンプ逆洗部)が、土砂除去手段(濾材57)が吸入水を濾過し土砂を取り除く際の吸入水の流れる方向とは逆方向の水である逆洗水を土砂除去手段(濾材57)に流す逆洗手段である。
第1実施形態の本オープンシールド機11と、第2実施形態の本オープンシールド機と、のいずれにおいても、逆洗水が、土砂除去手段(濾材57)により前記同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水(液高逆洗部による逆洗の場合)又は当該オープンシールド機の内部の土表面に存する進入水(ポンプ逆洗部による逆洗の場合)を用いるものである。
第1実施形態の本オープンシールド機11と、第2実施形態の本オープンシールド機と、のいずれにおいても、(ポンプ逆洗部による逆洗の場合)逆洗水が、前記進入水を用いるものであり、前記進入水に同伴される土砂を除去する逆洗水土砂除去手段(ここでは沈降槽75)を有するものである。
第1実施形態の本オープンシールド機11においては、(液高逆洗部による逆洗の場合)逆洗水が、前記吸入水を用いるものであり、逆洗手段(吸入管53a、53b、53cと接続管55a、55b、55cと枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56と開放バルブ70とを有して構成される)が、吸入水移送手段(吸入管53a、53b、53c、接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される)により移送される吸入水を少なくとも土砂除去手段(濾材57)よりも高い位置にて保持する吸入水保持手段(枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56とを含んで構成される)と、吸入水保持手段(枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56とを含んで構成される)に保持された吸入水を該高い位置から土砂除去手段(濾材57)まで液高により流動させる液高流動手段(ここでは開放バルブ70)と、を有してなる。
第2実施形態の本オープンシールド機においては、(液高逆洗部による逆洗の場合)逆洗水が、前記吸入水を用いるものであり、逆洗手段(枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56と開放バルブ70とを有して構成される)が、吸入水移送手段(枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される。)により移送される吸入水を少なくとも土砂除去手段(濾材57)よりも高い位置にて保持する吸入水保持手段(枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56とを含んで構成される)と、吸入水保持手段(枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56とを含んで構成される)に保持された吸入水を該高い位置から土砂除去手段(濾材57)まで液高により流動させる液高流動手段(ここでは開放バルブ70)と、を有してなる。
第1実施形態の本オープンシールド機11においては、吸入水移送手段(吸入管53a、53b、53c、接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される)が、土砂除去手段(濾材57)を通過した吸入水を一端(ここでは吸入管53a、53b、53c側)に受け入れ、少なくとも該一端よりも高位置へ吸入水を導く導管(ここでは接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56)を有してなり、吸入水保持手段(枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56とを含んで構成される)が、該一端から該高位置までの該導管(接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56)により構成されると共に、液高流動手段(開放バルブ70)が、該高位置における導管(接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56)の内部を外部と連通させる連通手段である。
第2実施形態の本オープンシールド機においては、吸入水移送手段(枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される)が、土砂除去手段(濾材57)を通過した吸入水を一端(ここでは枝パイプ51a、51b、51c、51dの連通孔51hが形成されている側)に受け入れ、少なくとも該一端よりも高位置へ吸入水を導く導管(ここでは枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56)を有してなり、吸入水保持手段(枝パイプ51a、51b、51c、51dと幹パイプ56とを含んで構成される)が、該一端から該高位置までの該導管(枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56)により構成されると共に、液高流動手段(開放バルブ70)が、該高位置における導管(枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56)の内部を外部と連通させる連通手段である。
第1実施形態の本オープンシールド機11と、第2実施形態の本オープンシールド機と、のいずれにおいても、土砂除去手段(濾材57)に岩石が到達することを防止又は減少させるため、岩石の通過を制限すると共に吸入水の通過を許容する岩石不通過孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)が形成された岩石除去板(右フロント側面板23ab、左フロント側面板23bb、左テール側面板33bb、右テール側面板33ab、左テール側板本体33bmの外板34c、左テール側板本体33bmの外板34cと同様の右テール側板本体の外板)を備えてなる。なお、ここにいう通過が制限される岩石は、好ましくは53mm以上、より好ましくは37.5mm以上(この53mm及び37.5mmのいずれも、「JIS A 1204」にて規定された土の粒度試験測定による。)である(上限は特にないが、仮想上の互いに平行な2の平面に岩石を挟んだ状態(該2の平面のいずれにも該岩石が接する状態)において該2の平面の間の距離の最小値(該状態において該岩石を種々の方向に回転させた際の該距離のうちの最小値)として、通常、150mm以下である。)。
第1実施形態の本オープンシールド機11と、第2実施形態の本オープンシールド機と、のいずれにおいても、岩石除去板(右フロント側面板23ab、左フロント側面板23bb、左テール側面板33bb、右テール側面板33ab、左テール側板本体33bmの外板34c、左テール側板本体33bmの外板34cと同様の右テール側板本体の外板)が、前記一方の表面の一部を形成すると共に、岩石不通過孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)が吸入孔を構成し、前記一方の内部に、岩石不通過孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)により外部301と連通し、土砂除去手段(濾材57)を保持する保持空間(左フロント下室26内部空間26r、右フロント下室内部空間、左テール下室36内部空間36r及び右テール下室内部空間)が形成されており、吸入水移送手段(第1実施形態の本オープンシールド機11においては吸入管53a、53b、53c、接続管55a、55b、55c、枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される。第2実施形態の本オープンシールド機においては枝パイプ51a、51b、51c、51d、幹パイプ56、開放バルブ70、接続管70c、第1バルブ71、吸入管73s、吸水ポンプ73、吐出管73dを含んで構成される。)が保持空間(左フロント下室26内部空間26r、右フロント下室内部空間、左テール下室36内部空間36r及び右テール下室内部空間)から吸入水を吸入するものである。
第1実施形態の本オープンシールド機11を用いた前述の吸水実験と、第2実施形態の本オープンシールド機を用いた吸水実験と、のいずれも、本オープンシールド機を用いたオープンシールド工法であって、前記一方の表面に存する吸入孔(開孔29、スリット39、開孔34cha)から水を吸入し除去する吸入工程を含むものである、工法である。
第1実施形態の本オープンシールド機11を用いた吸水実験の後の前述の逆洗実験と、第2実施形態の本オープンシールド機を用いた吸水実験の後の前述の逆洗実験と、のいずれも、本オープンシールド機を用いたオープンシールド工法であって、吸入行程(吸水実験)の後、土砂除去手段(濾材57)が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段(濾材57)から取り除く土砂取り除き工程(液高逆洗行程、ポンプ逆洗行程)を含むものである、工法である。
11 第1実施形態に係る本オープンシールド機
11c 内部
20a 下板
20b 内板
20d 仕切り板
21 フロント部
23a 右フロント側板部
23ab 右フロント側面板
23b 左フロント側板部
23bb 左フロント側面板
23bd 下面
23bbh 多孔部
24、25 フロント支持梁
26 左フロント下室
26r 内部空間
29 開孔
31 テール部
33a 右テール側板部
33ab 右テール側面板
33am 右テール側板本体
33b 左テール側板部
33bb 左テール側面板
33bd 下面
33bm 左テール側板本体
33bbh 多孔部
34a 下板
34b 内板
34c 外板
34ch 多孔部
34cha 開孔
34d 仕切り板
35c、35d テール支持梁
36 左テール下室
36r 内部空間
39 スリット
41 推進ジャッキ
51、51a、51b、51c、51d 枝パイプ
51e 先端
51h 連通孔
53a、53b、53c 吸入管
55a、55b、55c 接続管
56 幹パイプ
57 濾材
58 金網
61 制御部
70 開放バルブ
70c 接続管
71 第1バルブ
72 単管
73 吸水ポンプ
73d 吐出管
73s 吸入管
74 吐出ポンプ
74d 吐出管
75 沈降槽
76 進入水排水ポンプ
76d 吐出管
77 第2バルブ
78 進入水移送パイプ
79 進入水排水パイプ
91 吸排水ユニット
95 逆洗ユニット
301 外部

Claims (11)

  1. 左右両側面に沿って前後方向に配設される右側板部及び左側板部を備え、
    右側板部及び左側板部のうち少なくとも一方の表面に存する吸入孔から水を吸入し除去するオープンシールド機であって、
    粒状又は粉状の固体を含んでなり、該粒状又は該粉状の固体同士の間を吸入水が通過することにより、吸入孔から吸入された吸入水に同伴される土砂を濾過により除去する土砂除去手段と、
    吸入孔から吸入水が吸入されるように、土砂除去手段により、該同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水を移送する吸入水移送手段と、
    を備えてなる、オープンシールド機。
  2. 土砂除去手段が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段から取り除く土砂取り除き手段を備えるものである、請求項1に記載のオープンシールド機。
  3. 土砂取り除き手段が、土砂除去手段が吸入水を濾過し土砂を取り除く際の吸入水の流れる方向とは逆方向の水である逆洗水を土砂除去手段に流す逆洗手段である、請求項2に記載のオープンシールド機。
  4. 逆洗水が、土砂除去手段により前記同伴される土砂の少なくとも一部が除去された吸入水又は当該オープンシールド機の内部の土表面に存する進入水を用いるものである、請求項3に記載のオープンシールド機。
  5. 逆洗水が、前記進入水を用いるものであり、
    前記進入水に同伴される土砂を除去する逆洗水土砂除去手段を有するものである、請求項4に記載のオープンシールド機。
  6. 逆洗水が、前記吸入水を用いるものであり、
    逆洗手段が、吸入水移送手段により移送される吸入水を少なくとも土砂除去手段よりも高い位置にて保持する吸入水保持手段と、吸入水保持手段に保持された吸入水を該高い位置から土砂除去手段まで液高により流動させる液高流動手段と、を有してなる、請求項4に記載のオープンシールド機。
  7. 吸入水移送手段が、土砂除去手段を通過した吸入水を一端に受け入れ、少なくとも該一端よりも高位置へ吸入水を導く導管を有してなり、
    吸入水保持手段が、該一端から該高位置までの該導管により構成されると共に、液高流動手段が、該高位置における導管の内部を外部と連通させる連通手段である、請求項6に記載のオープンシールド機。
  8. 土砂除去手段に岩石が到達することを防止又は減少させるため、岩石の通過を制限すると共に吸入水の通過を許容する岩石不通過孔が形成された岩石除去板を備えてなる、請求項1乃至7のいずれか1に記載のオープンシールド機。
  9. 岩石除去板が、前記一方の表面の一部を形成すると共に、岩石不通過孔が吸入孔を構成し、
    前記一方の内部に、岩石不通過孔により外部と連通し、土砂除去手段を保持する保持空間が形成されており、
    吸入水移送手段が保持空間から吸入水を吸入するものである、請求項8に記載のオープンシールド機。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1に記載のオープンシールド機を用いたオープンシールド工法であって、前記一方の表面に存する吸入孔から水を吸入し除去する吸入工程を含むものである、工法。
  11. 請求項2乃至7のいずれか1に記載のオープンシールド機を用いたオープンシールド工法であって、吸入行程の後、土砂除去手段が吸入水から除去した土砂を、土砂除去手段から取り除く土砂取り除き工程を含むものである、請求項10に記載の工法。
JP2016180291A 2016-09-15 2016-09-15 オープンシールド機 Active JP6465844B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016180291A JP6465844B2 (ja) 2016-09-15 2016-09-15 オープンシールド機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016180291A JP6465844B2 (ja) 2016-09-15 2016-09-15 オープンシールド機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018044373A JP2018044373A (ja) 2018-03-22
JP6465844B2 true JP6465844B2 (ja) 2019-02-06

Family

ID=61694588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016180291A Active JP6465844B2 (ja) 2016-09-15 2016-09-15 オープンシールド機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6465844B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025124131A (ja) * 2024-02-14 2025-08-26 誠 植村 オープンシールド機

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4810986Y1 (ja) * 1969-06-16 1973-03-24
JPS58156794U (ja) * 1982-04-15 1983-10-19 植村 厚一 集水濾過装置
JP3250709B2 (ja) * 1995-06-08 2002-01-28 厚一 植村 オープンシールド工法
JP3077892B2 (ja) * 1996-06-18 2000-08-21 鹿島建設株式会社 泥水シールド機のチャンバー内泥水循環装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018044373A (ja) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2879979C (en) Device for collection of particulate material in a conduit
CN101680218A (zh) 除尘管理井
CN104695879B (zh) 一种桩孔冲洗抽砂淸孔方法
US20100303558A1 (en) collecting device and a method of using sme
JP6465844B2 (ja) オープンシールド機
KR101303822B1 (ko) 해수취수용 파이프 조립체
JP2001336400A (ja) 湧水濾過処理方法及び装置
JP6870969B2 (ja) 既設井戸の抜管方法
JP2005139763A (ja) 山留め掘削工事に用いる揚水システムおよび目詰まり防止装置
KR101303821B1 (ko) 돌적층형 수중보를 갖는 해수 취수 시스템 및 그 시공 방법
CN203924210U (zh) 一种防砂的抽水井装置
CN110925018B (zh) 隧道联络通道内的泵房施工方法及泵房施工降水系统
JP4962139B2 (ja) シールドトンネルによる地下水の流動阻害を防止する構造、及びシールドトンネル
JP4962140B2 (ja) シールドトンネルによる地下水の流動阻害を防止する構造及びシールドトンネル
CN206235375U (zh) 一种预充填滤料具有反滤功能的水位管
JP2002256538A (ja) 地下水を揚水して再び地下に返送する方法及び装置
JP6764441B2 (ja) オープンシールド機
JP2019152045A (ja) 地下水の採水方法
KR101304761B1 (ko) 조수 간만의 차가 있는 해수환경에 적용되는 해수 취수 장치
JP5391256B2 (ja) 井戸の構築方法
JP3570807B2 (ja) 揚排水装置
KR101863347B1 (ko) 교체가 가능한 2중 필터팩을 사용하는 충적정호 및 이의 시공 방법
JP5866659B2 (ja) 浸透取水設備
JP2006291467A (ja) 既存井における目詰り清掃法
CN222295040U (zh) 一种可拆卸减压井

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180403

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6465844

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250