(57)【要約】【課題】高圧噴射系地盤改良における地盤切削時に孔より噴出する排泥の一部を、孔を埋め戻す埋め戻し作業において再利用することで、埋め戻し作業における作業性を良好なものにし、その作業のための材料費用や運搬費用を抑えると共に、運び出す排泥の量を減らして、排泥の処理費用も大幅に抑えることのできる高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法を提供する。【解決手段】高圧噴射系地盤改良における地盤切削時に孔より噴出する排泥を、排泥分級装置１０を用いて分級し、ここから砂分を取り出して、この取り出した砂分に、高圧噴射系地盤改良において使用する地盤改良硬化材を混ぜ合わせて、これを埋め戻し硬化材とし、孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業において、この埋め戻し硬化材を、孔内に投入して充填し、孔を埋め戻すようにした高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧噴射系地盤改良における地盤切削時に孔より噴出する排泥を、排泥分級装置を用いて分級し、ここから砂分を取り出して、この取り出した砂分に、高圧噴射系地盤改良において使用する地盤改良硬化材を混ぜ合わせて、これを埋め戻し硬化材とし、孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業において、この埋め戻し硬化材を、孔内に投入して充填し、孔を埋め戻すようにしたことを特徴とする高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法。
【請求項２】
前述の請求項１に記載した排泥分級装置にあっては、移動自在となる台車の上に、秤を介してタンク本体と蓋とから密閉可能な密閉タンクを載置すると共に、この密閉タンクの上部に排泥流入口と流出口を設け、その底部に開閉自在となる投入用排出口を設けた構成とし、この密閉タンクの内部において、排泥流入口より流れ込んだ排泥における砂分を沈下させることで、排泥を分級し、この砂分に高圧噴射系地盤改良において使用する地盤改良硬化材を混ぜ合わせることにより、埋め戻し硬化材を製造して、この埋め戻し硬化材を投入用排出口から孔内に投入するようにしたことを特徴とする高圧噴射系地盤改良における排泥分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震などにより引き起こされる液状化現象を防止するための地盤の改良工事において、その地盤の改良工事に採用される高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法及びその排泥分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空港における滑走路や誘導路などの既設構造物の直下やその周囲の地盤において、この地盤の液状化現象を防止するための地盤の改良工事として、高圧噴射系地盤改良が採用されていた。この高圧噴射系地盤改良の一例であるクロスジェット式高圧噴射系地盤改良としては、高圧噴射系地盤改良施工機械を用いて、図８に示すように、ケーシングパイプにて掘削した孔に三重管構造の管ロッド３１を挿入し、挿入後、この管ロッド３１を回転させつつ管ロッドを徐々に上方に引き抜きながらその先端の上下二段となる箇所から高圧ジェット水ｗｊを交差するように噴射して、この交差する２本の高圧ジェット水ｗｊにより地盤を破壊するように切削して行く。また、この交差する２本の高圧ジェット水ｗｊにあっては交差すなわち衝突した後はその地盤破壊エネルギーが急激に減少することにより地盤の切削がなくなり、これによって所望の大きさでの切削が行われる。そして、この高圧ジェット水ｗｊによって切削された場所に、管ロッドの先端から硬化促進剤を添加したセメントミルクなどの地盤改良硬化材ｓを噴射して、ここに地盤改良硬化材ｓを充填することにより地盤中に円柱状の固結体Ｋを造成する。このように地盤中に所望の大きさの円柱状の固結体Ｋを造成して、地盤を強固なものにすることで、地震などにより引き起こされる液状化現象を防止するようにしていた。
【０００３】
そして、この高圧噴射系地盤改良にあっては、交差する２本の高圧ジェット水ｗｊを噴射して地盤を切削して行くが、この地盤切削時、切削した地盤がスラリー状の排泥となって孔より噴出していたため、孔の上端には排泥受槽を備えるようにして、この排泥受槽に噴出した排泥を溜めるようにしていた。そして、排泥受槽に溜まった排泥をバキュームホースを介して排泥回収バキューム車にて吸引し、排泥回収バキューム車で運び出すようにしていた。
【０００４】
一方、高圧噴射系地盤改良において、地盤中への固結体Ｋの造成が完了すると、高圧噴射系地盤改良施工機械や排泥受槽などの機材をすべて撤去し、この撤去作業後、下部に固結体Ｋが造成された孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業を行っていた。この埋め戻し作業としては、砂、セメント、硬化促進剤、混練水といった材料を施工現場に持ち込んで、この施工場所にて、これらを混合して、たとえば１時間程度の早期に硬化する埋め戻し硬化材を製造する。そして、この埋め戻し硬化材を孔内に投入して充填し、孔を埋め戻すようにしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来の孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業では、砂、セメント、硬化促進剤、混練水といった材料を施工現場に持ち込んで、要するに砂、セメント、硬化促進剤、混練水などの新たな材料を準備する必要であったため、この新たな材料を準備するのに手間がかかり、その作業性が非常に悪いといった問題があった。しかも、新たな材料によって製造した埋め戻し硬化材が足りなくなると、再び、砂、セメント、硬化促進剤、混練水といった材料を再び施工現場に持ち込まなくてはならず、埋め戻し作業が大幅に遅くなるといった問題があった。
【０００６】
これらの問題により、空港における滑走路や誘導路などの既設構造物の直下やその周囲の地盤の改良工事にあっては、深夜から早朝にかけての決められた時間内で作業を完了させることが絶対条件であったが、これができなくなり、要するに早朝の一番目の飛行機の発着に支障を来してしまうという極めて重大な事態を招くおそれがあった。
【０００７】
また、埋め戻し硬化材を製造するための砂、セメント、硬化促進剤、混練水などの新たな材料を準備することから、これらの材料費用や運搬費用などがかかるといった問題もあった。
【０００８】
しかも、地盤切削時に孔より噴出する排泥については、バキュームホースを介して排泥回収バキューム車にて吸引し、この排泥回収バキューム車にて運び出すようにしていたが、噴出する排泥は常に大量であったため、この排泥の処理に大きな費用がかかるといった問題もあり、地盤の改良工事における工費が高くなるといった問題が起こるおそれもあった。
【０００９】
本発明は、これら従来の問題に鑑み、高圧噴射系地盤改良における地盤切削時に孔より噴出する排泥の一部を、孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業において再利用することで、埋め戻し作業における作業性を良好なものにし、その作業のための材料費用や運搬費用を抑えると共に、運び出す排泥の量を減らして、排泥の処理費用も大幅に抑えることのできる高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法及びその排泥分級装置を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第一の発明は、高圧噴射系地盤改良における地盤切削時に孔より噴出する排泥を、排泥分級装置を用いて分級し、ここから砂分を取り出して、この取り出した砂分に、高圧噴射系地盤改良において使用する地盤改良硬化材を混ぜ合わせて、これを埋め戻し硬化材とし、孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業において、この埋め戻し硬化材を、孔内に投入して充填し、孔を埋め戻すようにした高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法である。
【００１１】
第二の発明は、前述の第一の発明に記載した排泥分級装置にあっては、移動自在となる台車の上に、秤を介してタンク本体と蓋とから密閉可能な密閉タンクを載置すると共に、この密閉タンクの上部に排泥流入口と流出口を設け、その底部に開閉自在となる投入用排出口を設けた構成とし、この密閉タンクの内部において、排泥流入口より流れ込んだ排泥における砂分を沈下させることで、排泥を分級し、この砂分に高圧噴射系地盤改良において使用する地盤改良硬化材を混ぜ合わせることにより、埋め戻し硬化材を製造して、この埋め戻し硬化材を投入用排出口から孔内に投入するようにした高圧噴射系地盤改良における排泥分級装置である。
【発明の効果】
【００１２】
第一の発明によれば、孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業において使用する埋め戻し硬化材の材料として、高圧噴射系地盤改良における地盤切削時に孔より噴出する排泥を、排泥分級装置を用いて分級し、ここから取り出した砂分と、高圧噴射系地盤改良において使用する地盤改良硬化材とを利用することで、従来のような砂、セメント、硬化促進剤、混練水などの新たな材料を施工現場に持ち込むといったことをなくすことにより、埋め戻し作業において、その作業性を極めて良好なものにすることができると共に、これらの材料を施工現場にて調達できることから、この材料費用や運搬費用を抑えることができる。
【００１３】
しかも、地盤切削時に孔より噴出する排泥を、排泥分級装置を用いて分級し、ここから砂分を取り出すことで、排泥の一部を再利用することができ、排泥回収バキューム車にて運び出す排泥の量を減らして、排泥の処理費用を大幅に抑えることもでき、これにより、地盤の改良工事における工費を安くすることができる。
【００１４】
また、第二の発明によれば、排泥分級装置を、移動自在となる台車の上に、秤を介してタンク本体と蓋とから密閉可能な密閉タンクを載置すると共に、この密閉タンクの上部に排泥流入口と流出口を設け、その底部に開閉自在となる投入用排出口を設けた単純かつ簡単な構成にすることで、装置として故障に少ない構造にしつつ、これを安価に提供することができると共に、孔内に埋め戻し硬化材を投入して孔の上部を埋め戻す埋め戻し作業においても容易に行うことができ、これにより、埋め戻し作業における作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】高圧噴射系地盤改良を行う高圧噴射系地盤改良施工機械の正面図である。
【図２】本発明による高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法及びその排泥分級装置の概略図である。
【図３】本発明による排泥分級装置の一部断面側面図である。
【図４】本発明による排泥分級装置の一部断面平面図である。
【図５】本発明による高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法及びその排泥分級装置での作業状態説明図である。
【図６】本発明による高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法及びその排泥分級装置での作業状態説明図である。
【図７】本発明による高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法及びその排泥分級装置での作業状態説明図である。
【図８】高圧噴射系地盤改良を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明による高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法及びその排泥分級装置の一実施形態について説明する。なお、この一実施形態では、空港における滑走路や誘導路などの既設構造物直下やその周囲の地盤での高圧噴射系地盤改良であるが、これらの場所に限定されるものではない。
【００１７】
まず、高圧噴射系地盤改良を行うため、図１に示すように、高圧噴射系地盤改良施工機械１を所定場所に設置する。この高圧噴射系地盤改良施工機械１としては、架台２の上に機械本体３を載置したもので、機械本体３には各種の動力源を備えていると共に、回転装置や推進装置なども備えており、この機械本体３によってケーシングパイプや三重管構造の管ロッド５を地盤に挿入して作業を行うようにしている。また、この高圧噴射系地盤改良施工機械１の架台２の下部には地盤切削時に孔より噴出する排泥を取り込むようになる排泥受槽６も配置している。なお、図示していないが、この高圧噴射系地盤改良施工機械１の周囲にはセメントプラントを配置すると共に、超高圧水ポンプや空気圧縮機も配置している。
【００１８】
そして、地盤切削時に孔より噴出する排泥を排泥受槽６にて取り込むようにしているが、図２に示すように、この排泥受槽６に取り込んだ排泥については排泥回収バキューム車７によって運び出すようにしている。これは、排泥受槽６内に排泥回収バキューム車７につながったバキュームホース８を挿入して、排泥回収バキューム車７にてバキュームホース８を介して排泥受槽６の排泥を吸引することにより、排泥回収バキューム車７内に排泥を溜めて、ここに排泥が所定量溜まると、この排泥回収バキューム車７で運び出すようにしている。そして、この排泥受槽６から排泥回収バキューム車７につながっているバキュームホース８にあっては、排泥受槽６と排泥回収バキューム車７との間に排泥分級装置１０を設置している。
【００１９】
この排泥分級装置１０としては、図３、図４に示すように、下部に車輪１１を設け、後部に手押しハンドル１２を設けた移動自在となる台車１３を備えて、この台車１３の略中央に秤１４を配置し、この秤１４の上に密閉タンク１５を載置した構成としており、台車１３の上に配置した秤１４によって密閉タンク１５内の重さを計測するようにしている。
【００２０】
そして、この密閉タンク１５にあっては、円筒容器状のタンク本体１６と円筒皿状の蓋１７とからなり、タンク本体１６の上端と蓋１７の下端とにはフランジ１８，１９をそれぞれ形成して、この両フランジ１８，１９にはシール材を設けており、このシール材を介してボルトにてタンク本体１６と蓋１７とを密着させることにより、タンク本体１６と蓋１７とが密閉状態になり、要するに密閉可能な密閉タンク１５としている。また、この密閉タンク１５の上部である蓋１７には鋼管状の排泥流入口２１と流出口２２をそれぞれ設けており、排泥流入口２１には排泥受槽６側につながるバキュームホース８を、流出口２２には排泥回収バキューム車７側につながるバキュームホース８をそれぞれ連結している。なお、鋼管状の排泥流入口２１と流出口２２にあっては、その内径をバキュームホース８の径と略同じにすると共に、その内面に内フランジ２３，２４を設けることで、この内側にバキュームホース８を挿入すると、吸引力によってバキュームホース８が排泥流入口２１と流出口２２の内フランジ２３，２４に当接して吸い付くようになり、吸引力が作用しているときはバキュームホース８が容易に外れないようになることから、バキュームホース８を固定するための金具をわざわざ用意する必要がない。さらに、このタンク本体１６の底部には投入用排出口２５を設けており、この投入用排出口２５にはソロバン珠状のバルブ２６を設けると共に、このバルブ２６に上方に向かう操作用ロック付きロッド２７を取り付けて、操作用ロック付きロッド２７がガイド２８を介してタンク本体１６の上端まで達するようにしている。また、操作用ロック付きロッド２７はねじにてガイド２８にロック可能な構造にしている。そして、この操作用ロック付きロッド２７において、ロックを解除して、これを持ち上げることで、バルブ２６も上がり、投入用排出口２５が開口するようになり、これにより、投入用排出口２６を開閉自在にしている。
【００２１】
そして、このような構成となる排泥分級装置１０を用いて、地盤切削時に孔より噴出する排泥を再利用するようにしている。
【００２２】
この高圧噴射系地盤改良における排泥再利用方法としては、まず、排泥受槽６に溜まった排泥がバキュームホース８内を流れて排泥分級装置１０における密閉タンク１５の排泥流入口２１より密閉タンク１５の内部に流れ込む。そして、図５に示すように、密閉タンク１５の内部において、流れ込んだ排泥にあっては、分級作用により比重の重い砂分が沈下して密閉タンク１５のタンク本体１６の底に堆積するようになり、これによって、排泥を分級し、砂分のみを排泥から取り出すようにしている。一方、排泥における水分などは比重が軽いため、密閉タンク１５の内部に堆積することなく、流出口２２から排泥回収バキューム車７側につながったバキュームホース８内に流れ出して、排泥回収バキューム車７に向かうようになっている。また、このとき、密閉タンク１５の下に配置した秤１４にて密閉タンク１５の重さを計測することにより、密閉タンク１５の内部に溜まった砂分を測るようにしている。なお、砂分を測る場合、事前に密閉タンク１５内に水分が溜まったときの重さを計測して密閉タンク１５内の容積を計量しておくことで、内部に溜まる砂分を測ることができる。
【００２３】
そして、密閉タンク１５の内部に所定の量の砂分が堆積すると、排泥流入口２１と流出口２２とに連結しているそれぞれのバキュームホース８を取り外すと共に、タンク本体１６より蓋１７を取り外す。そして、排泥回収バキューム車７側につながるバキュームホース８で密閉タンク１５のタンク本体１６の内部の上の方の水分などを吸引して、密閉タンク１５のタンク本体１６の内部を砂分のみにする。このように排泥分級装置１０にて排泥を分級し、ここから砂分を取り出している。なお、排泥分級装置１０における排泥流入口２１と流出口２２とから取り外したバキュームホース８は、これを直結することにより、排泥受槽６から排泥回収バキューム車７に直接つなぐようにして、排泥受槽６に溜まった排泥を排泥回収バキューム車７で直接吸引するようにしている。
【００２４】
そして、密閉タンク１５のタンク本体１６の内部に溜まった砂分の量を確認してから、この砂分の量に応じて、図６に示すように、高圧噴射系地盤改良において使用する硬化促進剤を添加したセメントミルクなどの地盤改良硬化材を、密閉タンク１５のタンク本体１６の内部に投入し、これらをハンドミキサー２９などで攪拌して混ぜ合わせて、埋め戻し硬化材を製造する。なお、この混ぜ合わせる地盤改良硬化材の量については、事前に配合試験を行っておくことにより、混ぜ合わせる量を適正なものにして、埋め戻し作業において、埋め戻し硬化材を早期に硬化させるようにしている。
【００２５】
次に、作業者が排泥分級装置１０を押して所定の場所まで移動させ、排泥分級装置１０における密閉タンク１５の投入用排出口２５を、埋め戻し作業を行う孔の上に位置させる。そして、図７に示すように、作業者が投入用排出口２５を塞いでいるバルブ２６に取り付けた操作用ロック付きロッド２７を持ち上げることで、投入用排出口２５を塞いでいるバルブ２６が上がり、ここが開口して、投入用排出口２５から孔内に埋め戻し硬化材が投入される。このように、埋め戻し硬化材を孔内に充填することで、孔を埋め戻すための埋め戻し作業が行われる。
【００２６】
これにより、孔内に充填した埋め戻し硬化材を、早期に、たとえば１時間程度で硬化させることができ、空港における滑走路や誘導路などの既設構造物の直下やその周囲の地盤の改良工事にあっては、決められた時間内で作業を完了させることができ、早朝の一番目の飛行機の発着に支障を来してしまうという重大な事態を招くのを防ぐことができる。
【００２７】
以上のように、埋め戻し作業において用いる埋め戻し硬化材の材料として、高圧噴射系地盤改良における地盤切削時に孔より噴出する排泥を、排泥分級装置１０を用いて分級し、ここから取り出した砂分と、高圧噴射系地盤改良において使用する地盤改良硬化材とを利用することで、埋め戻し作業において、その作業性を極めて良好なものにすることができると共に、これらの材料を施工現場にて調達できることから、この材料費用や運搬費用を抑えることができる。
【００２８】
しかも、地盤切削時に孔より噴出する排泥を、排泥分級装置１０を用いて分級し、ここから砂分を取り出すことで、排泥の一部を再利用することができ、排泥回収バキューム車７にて運び出す排泥の量を減らして、排泥の処理費用を大幅に抑えることもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１…高圧噴射系地盤改良施工機械、２…架台、３…機械本体、５…管ロッド、６…排泥受槽、７…排泥回収バキューム車、８…バキュームホース、１０…排泥分級装置、１１…車輪、１２…手押しハンドル、１３…台車、１４…秤、１５…密閉タンク、１６…タンク本体、１７…蓋、１８…フランジ、１９…フランジ、２１…排泥流入口、２２…流出口、２３…内フランジ、２４…内フランジ、２５…投入用排出口、２６…バルブ、２７…操作用ロック付きロッド、２８…ガイド、２９…ハンドミキサー、３１…管ロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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