坑井工事中の坑壁潤滑と地層安定

都市化の進展に伴い、都市部は減少し、都市部での沈下式竪坑の建設がますます重視されている。沈下式竪坑は深い基礎、地下貯蔵、汚物収集、地下駐車場、シールド始発受信井戸などとして利用できる。沈殿井施⼯には様々な種類の方法があり、どのような施⼯法を用いても、多数の沈殿井は利⾌井壁⽗重量進入沈降である。ここ数年来、比較的に流れているのは、VSMを沈殿井に入れて施すことである。VSMは都市の狭い地域で施すことができ、施す場所は他の建物に近いことが多いので、地層の乱れの制御は特に厳しい。

従来の施⼯法では、井壁が沈下する際に、井壁の外周と周囲の地層との隙間に膨潤したスラリーを注入し、摩擦を減少させ、安定した地層の作⽤を果たす。

坑壁沈下中に、沈下係数Sを用いて、沈下中に坑壁が受ける⼒を定義することができる：

S = （W−B）/（V+F）

•      W-井壁の重さ

•      B-浮き⼒

•      V-土壌負荷量

•      F-坑壁の外面における土壌の摩擦抵抗

制御可能な沈下を得るためには、S≧2を推奨する。しかし実際には、VとFは予測が難しく、Vは刃脚の⾓度と密接に関連しており、多くの設計では刃脚⾓度は45度に設計されている。粘性土壌では、超掘削のための流式減算Fを使用することができるが、流粘性土壌では、流式を慎重に使用する必要がある。

⽜津⼤学による英国のある沈井項⽌に対する研究では、沈井が砂層を通過する際、環状隙間における⼊を注入した膨潤⼟スラリーが周囲の地層に流出し続け、膨潤⼟の潤滑機能が失効することを発見し、この時には新しい膨潤⼟スラリーを絶えず注入する必要がある。同時に環状隙間の周囲の⼟層は有効な⽀で支えられておらず、環状隙間が崩壊した。膨潤スラリーの流失および環状隙間の崩壊は、工程効率を低下させるだけでなく、周囲の地層にも摂動を与え、沈降などの危険をもたらす。標盛科学技術実験（上海）有限公司が開発した新型のチキソトロピックスラリーは環状隙間の壁にカルコ層濾過ケーキを形成することができ、環状隙間を安定させ、井戸壁が受ける摩擦カルコを減少させ、潤滑スラリーの地層中への流れを阻止し、同時にカルコ環状隙間の崩壊を防止することができる。これらの機能はいずれも、実験的に直観的に観察することができる。興味があれば、私たちに連絡してください。