(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘削残土及び生石灰を連続的に撹拌して搬送する第1の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土の解砕及び前記シールド掘削残土に対する生石灰の混合による改質を行う改質工程と、  前記シールド掘削残土、固化材、フライアッシュ、ベントナイト及び水を連続的に撹拌して搬送する第２の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土を流動化する流動化工程とをこの順に行うにあたり、 前記第1の油圧式連続ミキサーでの解砕の前段階においても予め解砕を行い、 さらに、 前記第1の油圧式連続ミキサーは、撹拌搬送路となるドラム内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構を備え、前記ドラムは、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、前記ドラムの内部空間の天井面は平坦状であることを特徴とするシールド掘削残土の処理方法。
【請求項２】
シールド工法に際して発生したシールド掘削残土をインバート材として利用するためのシールド掘削残土の処理方法であって、シールド掘削残土及び生石灰を連続的に撹拌して搬送する第1の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土の解砕及び前記シールド掘削残土に対する生石灰の混合による改質を行う改質工程と、  前記シールド掘削残土、固化材、フライアッシュ、ベントナイト及び水を連続的に撹拌して搬送する第２の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土を流動化する流動化工程とをこの順に行うにあたり、  前記第1の油圧式連続ミキサーでの解砕の前段階においても予め解砕を行い、  さらに、  前記第1の油圧式連続ミキサーは、撹拌搬送路となるドラム内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構を備え、前記ドラムは、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、前記ドラムの内部空間の天井面は平坦状であることを特徴とするシールド掘削残土の処理方法。
【請求項３】
シールド掘削残土及び生石灰を連続的に撹拌して搬送する第１の油圧式連続ミキサーを有し、第1の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土の解砕及び前記シールド掘削残土に対する生石灰の混合による改質を行う改質プラントと、  前記改質プラントにおいて改質された前記シールド掘削残土と、固化材と、フライアッシュと、ベントナイトと、水とを連続的に撹拌して搬送する第２の油圧式連続ミキサーを有し、前記シールド掘削残土を流動化する流動化プラントとを具備し、前記第1の油圧式連続ミキサーでの解砕の前段階においても予め解砕を行うように構成し、  さらに、  前記第1の油圧式連続ミキサーは、撹拌搬送路となるドラム内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構を備え、前記ドラムは、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、前記ドラムの内部空間の天井面は平坦状であることを特徴とするシールド掘削残土の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、シールド工法に際して発生するシールド掘削残土を改質処理して有効利用するためのシールド掘削残土の処理方法及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法（泥土圧シールド工法、気泡シールド工法等）では、掘削残土（シールド掘削残土）が大量に発生し、地上に搬出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、最終処分場の残存容量が年々減少している状態に対応する為に、行政が取り組もうとしている廃棄物の排出抑制、減量化、資源化、環境破壊等々の問題を解決しようとするものである。
【０００４】
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、シールド掘削残土の有効利用を図ることができるシールド掘削残土の処理方法及び処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係るシールド掘削残土の処理方法は、シールド掘削残土及び生石灰を連続的に撹拌して搬送する第１の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土の解砕及び前記シールド掘削残土に対する生石灰の混合による改質を行う改質工程と、
前記シールド掘削残土、固化材、フライアッシュ、ベントナイト及び水を連続的に撹拌して搬送する第２の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土を流動化する流動化工程とをこの順に行うにあたり、
前記第１の油圧式連続ミキサーでの解砕の前段階においても予め解砕を行い、
さらに、
前記第１の油圧式連続ミキサーは、撹拌搬送路となるドラム内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構を備え、前記ドラムは、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、前記ドラムの内部空間の天井面は平坦状であることを特徴とする（請求項１）。
また、本発明は別の観点から、シールド工法に際して発生したシールド掘削残土をインバート材として利用するためのシールド掘削残土の処理方法であって、シールド掘削残土及び生石灰を連続的に撹拌して搬送する第１の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土の解砕及び前記シールド掘削残土に対する生石灰の混合による改質を行う改質工程と、前記シールド掘削残土、固化材、フライアッシュ、ベントナイト及び水を連続的に撹拌して搬送する第２の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土を流動化する流動化工程とをこの順に行うにあたり、前記第１の油圧式連続ミキサーでの解砕の前段階においても予め解砕を行い、さらに、前記第１の油圧式連続ミキサーは、撹拌搬送路となるドラム内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構を備え、前記ドラムは、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、前記ドラムの内部空間の天井面は平坦状であることを特徴とするシールド掘削残土の処理方法を提供する（請求項２）。
【０００６】
一方、上記目的を達成するために、更に別の観点から、本発明に係るシールド掘削残土の処理システムは、シールド掘削残土及び生石灰を連続的に撹拌して搬送する第１の油圧式連続ミキサーを有し、第１の油圧式連続ミキサーを用いて前記シールド掘削残土の解砕及び前記シールド掘削残土に対する生石灰の混合による改質を行う改質プラントと、
前記改質プラントにおいて改質された前記シールド掘削残土と、固化材と、フライアッシュと、ベントナイトと、水とを連続的に撹拌して搬送する第２の油圧式連続ミキサーを有し、前記シールド掘削残土を流動化する流動化プラントとを具備し、
前記第１の油圧式連続ミキサーでの解砕の前段階においても予め解砕を行うように構成し、
さらに、
前記第１の油圧式連続ミキサーは、撹拌搬送路となるドラム内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構を備え、前記ドラムは、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、前記ドラムの内部空間の天井面は平坦状であることを特徴とする（請求項３）。
【発明の効果】
【０００７】
本願発明では、シールド掘削残土の有効利用を図ることができるシールド掘削残土の処理方法及び処理システムが得られる。
【０００８】
すなわち、本願の各請求項に係る発明のシールド掘削残土の処理方法及び処理システムでは、シールド掘削残土に対して解砕及び生石灰を添加して攪拌混合することによる改質と、固化材を添加して攪拌混合することによる流動化とを前後２段階に分けて行うので、シールド掘削残土に対して有効かつ効率的な処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るシールド掘削残土の処理システムの改質プラン    トの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】前記処理システムの流動化プラントの構成を概略的に示す説明図である。
【図３】前記処理システムの油圧式連続ミキサーの構成を概略的に示す正面図である    。
【図４】前記油圧式連続ミキサーの構成を概略的に示す部分斜視図である。
【図５】前記油圧式連続ミキサーを搭載するユニットハウスの構成を概略的に示す正    面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。
【００１１】
本実施の形態に係るシールド掘削残土の処理システム及び処理方法（以下、各々「本システム」、「本方法」と略称する）は、シールド工法に際して発生したシールド掘削残土をインバート材として利用することができるように処理するためのものである。
【００１２】
本システムは、シールド掘削残土を改質するための改質プラント（図１参照）と、この改質プラントにおいて改質されたシールド掘削残土を流動化するための流動化プラント（図２参照）とを具備している。
【００１３】
以下、本システムの構成の具体的な説明を兼ねつつ、本方法について説明する。
【００１４】
まず、泥土圧シールド工法等のシールド工法では、シールド掘削残土（掘削ずり）が地上に搬送され、土砂仮置きヤードに仮置きされる。これに対して、本システムの改質プラントは土砂仮置きヤードの近傍に設置される。
【００１５】
そして、本方法では、土砂仮置きヤードと改質プラントとにわたって移動可能なバックホウ１により、土砂仮置きヤードにあるシールド掘削残土を、改質プラントの土砂供給装置２に投入する。この投入前に、バックホウ１によってシールド掘削残土からの異物等の除去や、バケットミキシングによる解砕（１次解砕）を行う。
【００１６】
土砂供給装置２は、解砕機と振動篩と磁選機とを具備し、投入されたシールド掘削残土に対して、解砕機による解砕（２次解砕）と、振動篩による夾雑物の除去と、磁選機による鉄系不純物の除去とを行う。
【００１７】
その後、シールド掘削残土は土砂供給装置２により第１の油圧式連続ミキサー３へ送られ、生石灰サイロ（生石灰を貯蔵する貯蔵部の一例）４から供給機（例えばスクリューフィーダー）５によって油圧式連続ミキサー３に供給される生石灰（例えば２０ｋｇ／ｍ3 ）とともに、油圧式連続ミキサー３内で適宜の比率で連続的に撹拌混合されながら搬送される。そして、この搬送中にもシールド掘削残土の解砕（３次解砕）が行われることとなる。
【００１８】
ここで、油圧式連続ミキサー３の一例を図３、図４に示す。この油圧式連続ミキサー３は、ドラム６内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構（図示していない）を備えるものである。油圧式連続ミキサー３に内蔵の撹拌搬送機構は、トルクの大きな油圧の駆動手段３ａによって駆動し、シールド掘削残土の搬送量を調整可能な状態で、このシールド掘削残土を定量かつ連続的に撹拌搬送できるようになっている。
【００１９】
ドラム６は、図４に示すように、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、上部には着脱自在な平面視略矩形の蓋７を長手方向（搬送方向）に複数有する（図３参照）。従って、撹拌搬送路となるドラム６の内部空間の天井面は平坦状となり、ドラム６の縦断面視を真円状にしてある場合より、ドラム６内を搬送される対象が跳ね上げられたときに天井面に早くあたることになり、それだけ搬送方向への移動スピードが上がり、処理効率の向上が図られるとともに、搬送対象の粒径等のばらつきも小さくなるよう高品質に処理可能となっている。
【００２０】
また、図４に示すように、各蓋７には、ドラム６の上部に突出する略Λ状の被係止部８によって挿通される挿通孔９が設けられ、挿通孔９を挿通した状態の各被係止部８に係止片１０を差し込むことにより、蓋７が閉じた状態でロックされることになる。尚、図４において、１１は鎖、１２は把手であり、係止片１０は鎖１１によってドラム６に連結されている。
【００２１】
また、蓋７としては、図４に示すように、投入口１４を形成する接続筒１３が連設された筒付き蓋７ａと、接続筒１３の代わりに開口が設けられてこれが投入口１４となっている開口付き蓋７ｂとの２種類が設けられている。この２種類の蓋７ａ、７ｂの並び順や個数の比率等は任意に変更可能である。
【００２２】
各蓋７は、矩形状をしており、ドラム６への装着姿勢を２通りに変更可能である。そして、筒付き蓋７ａの接続筒１３は、図４に示すように真上を向いておらず、横方に曲がっているので、筒付き蓋７ａの装着姿勢の変更に伴って投入口１４の向きまたは位置を変更することができる。そのため、油圧式連続ミキサー３と土砂供給装置２あるいは供給機５との配置関係に応じて投入口１４の向きまたは位置を変更することにより、投入口１４に対する土砂供給装置２あるいは供給機５の接続作業を行い易くすることが可能となる。同様の効果を奏功することを狙って、開口付き蓋７ｂに設ける開口を、開口付き蓋７ｂの平面視中央から外した位置に設けるようにしてもよい。
【００２３】
そして、土砂供給装置２からのシールド掘削残土と、供給機５からの生石灰とは、各々任意の投入口１４からドラム６内に投入され、油圧式連続ミキサー３内を混合されながら図３の左手側から右手側に移動し、排出口８’から導出される。この排出口８’の下方には排出コンベア９’（図１参照）が配置されるので、シールド掘削残土を排出口８’から連続的に導出することができる。
【００２４】
また、土砂供給装置２及び供給機５による油圧式連続ミキサー３へのシールド掘削残土及び生石灰の供給量はインバーター制御により適宜の位置に設置される流量計による計測結果（浚渫土の圧送量）を反映させた調整が可能であり、その投入量はキャリブレーションによって確認されるようになっている。
【００２５】
また、油圧式連続ミキサー３は、例えば自走式の走行車体によって運搬可能な図５に示すユニットハウス１５内に搭載された状態で用いられる。そのため、ユニットハウス１５には開閉可能な扉１５ａが複数設けられ、ユニットハウス１５の内外にわたって配管等を延ばして接続等することができるように構成されている。
【００２６】
尚、図１において、１６は改質プラントのシステム全体の制御を司る集中制御盤である。
【００２７】
上記のように改質プラントにおいて油圧式連続ミキサー３を用いた解砕及び生石灰の混合による改質を行う改質工程を経たシールド掘削残土は、排出コンベア９によって改質土仮置きヤードに搬送され、仮置きされる。これに対して、本システムの流動化プラントは改質土仮置きヤードの近傍に配置される。
【００２８】
そして、本方法では、改質土仮置きヤードと流動化プラントとにわたって移動可能なバックホウ２１により、土砂仮置きヤードにあるシールド掘削残土を、流動化プラントの供給装置（例えば細骨材供給装置）２２に投入する。その後、シールド掘削残土は、供給装置２２によりベルトコンベア２３を経て第２の油圧式連続ミキサー２４へ送られる。
【００２９】
油圧式連続ミキサー２４には、フライアッシュサイロ（フライアッシュを貯蔵する貯蔵部の一例）２５、ベントナイトサイロ（ベントナイトを貯蔵する貯蔵部の一例）２６から供給機（例えばグラウトポンプ）２７によってフライアッシュ及びベントナイトが送られ、また、固化材サイロ（固化材を貯蔵する貯蔵部の一例）２８から固化材供給装置（例えばスクリューフィーダー）２９によって固化材（例えば高炉セメント）が送られ、水槽３０から混練用の水が送られる。そして、シールド掘削残土、フライアッシュ、ベントナイト、固化材、水は、油圧式連続ミキサー２４内で適宜の比率かつ流量で連続的に撹拌混合されながら搬送される。尚、この油圧式連続ミキサー２４には、改質プラントの油圧式連続ミキサー３と同様のものを用いることができるので、その詳細な説明は省略する。また、油圧式連続ミキサー２４へのシールド掘削残土、フライアッシュ、ベントナイト、固化材、水の各供給量は、インバーター制御により適宜の位置に設置される流量計による計測結果を反映させた調整が可能であり、その投入量はキャリブレーションによって確認されるようになっている。
【００３０】
尚、図２において、３１は流動化プラントのシステム全体の制御を司る集中制御盤である。
【００３１】
上記のように流動化プラントにおいて油圧式連続ミキサー２４を用いて求められる埋戻し要求基準に適合した（長距離圧送可、品質管理基準値内可）流動化を行う流動化工程（流動化処理土の工程）を経たシールド掘削残土は、例えばインバート材として利用することができる。
【００３２】
本方法及び本システムによれば、シールド掘削残土に対して解砕及び生石灰を添加して攪拌混合することによる改質と、固化材を添加して攪拌混合することによる流動化とを前後２段階に分けて行うので、シールド掘削残土に対して有効かつ効率的な処理が可能である。
【００３３】
すなわち、一段階目の改質工程においては油圧式連続ミキサー３によりシールド掘削残土と生石灰とを搬送しながら連続的に攪拌混合するので、その搬送の間に掘削残土と生石灰とが効果的にかつ均質に攪拌混合されてそれらの水和反応（吸水反応や発熱反応、吸着反応）によって掘削残土全体の含水率を有効に低下させることができるとともに充分に団粒化させることができる。そのため、シールド掘削残土の締め固め度を向上させ得るとともに、シールド掘削残土に含まれる粘性土の粘着力を低下させることができ、従って、改質工程及び流動化工程の双方において油圧式連続ミキサー３，２４等へのシールド掘削残土の付着を防止でき、優れた攪拌効率を確保することができる。
【００３４】
また、上記のような油圧式連続ミキサー３による改質のみでは早期の強度発現や長期間にわたる強度維持が必ずしも充分ではないので、改質工程に引き続いて固化材等を用いて油圧式連続ミキサー２４による流動化を行うことにより、最終的に得られる改質土の強度が早期に発現し、かつその強度を長期間にわたって安定に確保することが可能となり、シールド掘削残土からの改質土をインバート材等として有効利用することが可能となる。
【００３５】
なお、上記のように改質工程と流動化工程とに分けることなく、シールド掘削残土に対して生石灰と固化材等とを同時に添加して１度で攪拌混合することも考えられるが、この場合には必ずしも均質な攪拌混合効果は期待できず、特にシールド掘削残土が高含水の粘性土であると混合機構や搬送機構に多量に付着してしまうことも不可避であって効率的な攪拌混合を行い得ず、良質な改質土が得られない。以上から明らかなように、改質工程と流動化工程とに分けて処理を行うことによって品質の確保と各工程の効率化を併せて実現できるのであり、その結果、シールド掘削残土の高度有効利用が可能となるといえる。
【００３６】
さらに、本方法及び本システムでは、改質プラントにおいて、バケットミキシングによる１次解砕、解砕機による２次解砕、油圧式連続ミキサー３による３次解砕という３段階の解砕を行うと共に、流動化プラントにおいて混練能力の高い油圧式連続ミキサー２４を用いてシールド掘削残土の混練を行うので、搬送時にブリーディングが発生し難く、安定した流動性が得られる長距離搬送に非常に適した土木資材へとシールド掘削残土を再生することができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
【００３８】
流動化プラントの油圧式連続ミキサー２４に、シールド掘削残土や固化材等以外に、遅延性の流動化材を添加するようにしてもよい。この場合には、より長距離搬送に適した土木資材が得られることになる。
【００３９】
上記の実施の形態は、シールド掘削残土をインバート材として利用することができるように処理するものであるが、これに限らず、種々の土木資材として利用可能に処理すればよく、例えば埋戻し用の土木資材として利用可能とするためには、求められる埋戻し要求基準に適合した（長距離圧送可、品質管理基準値内可）土木資材が得られるように改質工程及び流動化工程を行えばよい。
【００４０】
なお、本明細書に示した変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
１    バックホウ  ２    土砂供給装置  ３    油圧式連続ミキサー  ４    生石灰サイロ  ５    供給機  ６    ドラム  ７    蓋  ７ａ  筒付き蓋  ７ｂ  開口付き蓋  ８    被係止部  ９    挿通孔１０    係止片１１    鎖１２    把手１３    接続筒１４    投入口１５    ユニットハウス１５ａ  扉１６    集中制御盤２１    バックホウ２２    供給装置２３    ベルトコンベア２４    油圧式連続ミキサー２５    フライアッシュサイロ２６    ベントナイトサイロ２７    供給機２８    固化材サイロ２９    固化材供給装置３０    水槽３１    集中制御盤
【要約】
【課題】シールド掘削残土の有効利用を図ることができるシールド掘削残土の処理方法及び処理システムを提供すること。
【解決手段】シールド掘削残土及び生石灰を連続的に撹拌して搬送する油圧式連続ミキサー３を用いて前記シールド掘削残土の解砕及び前記シールド掘削残土に対する生石灰の混合による改質を行う改質工程と、前記シールド掘削残土、固化材、フライアッシュ、ベントナイト及び水を連続的に撹拌して搬送する油圧式連続ミキサー２４を用いて前記シールド掘削残土を求められる埋戻し要求基準に適合した（長距離圧送可、品質管理基準値内可）流動化処理土の工程とをこの順に行う。
【選択図】図１【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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