(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浚渫泥土を搬送パイプラインを介して圧送する過程において、搬送パイプライン中において次記の工程を順に行うことを特徴とする浚渫泥土の処理方法。
（１）泥土に、土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する工程。
（２）搬送パイプラインを構成するフィルター内管に泥土を通し、フィルター内管の外周囲を管状の仕切壁部により囲むとともにフィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させて、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する工程。
（３）泥土に固化材を添加混練する工程。
【請求項２】
浚渫泥土を搬送パイプラインを介して圧送する過程において、搬送パイプライン中において次記の工程を順に行うことを特徴とする浚渫泥土の処理方法。
（１）搬送パイプラインを構成するフィルター内管に泥土を通し、フィルター内管の外周囲を管状の仕切壁部により囲むとともにフィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させて、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する工程。
（２）泥土に固化材を添加混練する工程。
【請求項３】
浚渫泥土を搬送パイプラインを介して圧送する過程において、搬送パイプライン中において次記の工程を順に行うことを特徴とする浚渫泥土の処理方法。
（１）泥土に、土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する工程。
（２）搬送パイプラインを構成するフィルター内管に泥土を通し、フィルター内管の外周囲を管状の仕切壁部により囲むとともにフィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させて、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する工程。
（３）含泥率および泥土の流量を計測する工程。
（４）泥土に固化材を添加混練するとともにその添加量を計測した含泥率および流量に基づいて制御する工程。
【請求項４】
浚渫泥土を圧送するための搬送パイプラインであって、
泥土に対して土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する分離促進材添加混練部と、
搬送パイプラインを構成するフィルター内管と、フィルター内管の外周囲を囲む管状の仕切壁部と、フィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させる排水手段とを有し、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する濾過排水部と、
泥土に対して固化材を添加混練する固化材添加混練部と、
をこの順に備えていることを特徴とする浚渫泥土の搬送パイプライン。
【請求項５】
浚渫泥土を圧送するための搬送パイプラインであって、
搬送パイプラインを構成するフィルター内管と、フィルター内管の外周囲を囲む管状の仕切壁部と、フィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させる排水手段とを有し、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する濾過排水部と、
泥土に対して固化材を添加混練する固化材添加混練部と、
をこの順に備えていることを特徴とする浚渫泥土の搬送パイプライン。
【請求項６】
浚渫泥土を圧送するための搬送パイプラインであって、
泥土に対して土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する分離促進材添加混練部と、
搬送パイプラインを構成するフィルター内管と、フィルター内管の外周囲を囲む管状の仕切壁部と、フィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させる排水手段とを有し、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する濾過排水部と、
含泥率計測部と、
泥土に対して固化材を添加混練する固化材添加混練部と、
をこの順に備えるとともに、前記固化材添加混練部における固化材の添加量を、前記含泥率計測部にて計測した含泥率および流量に基づいて制御するように構成した、ことを特徴とする浚渫泥土の搬送パイプライン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湖沼や港湾などにおける浚渫工事に伴う浚渫泥土の処理方法および浚渫泥土の搬送パイプラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の浚渫泥土は、一般に含水比が高く、処分地に投棄してもその土が、地盤としての十分な強度を発現するまでには、多くの年月を要し、なんらかの処理を必要とすることが多い。
【０００３】
そこで、従来は、浚渫船からの泥土を地上のピットに投入し、そのピットにおいて処理する方法が採られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、浚渫泥土の場合は、処理量が時間当たり数百ｍ3と膨大となる場合が多く、一旦ピットに投入してから処理する工程では、そのピットまでの運搬コストがかさむばかりでなく、ピット近傍に設ける機械設備や作業ヤードの確保などが大きな障害になっている。
【０００５】
このようなことから、これまでにも浚渫船からの排泥管に、固化材を供給して管路内で混合する方式の処理法が提案されている。
【０００６】
しかし、浚渫船から直接圧送される浚渫泥土には、水が多量に含まれているばかりでなく、含水比も大きくばらつくことが原因となって、均質な固化が困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の主たる課題は、含水比が高く、含水比のばらつきの大きい浚渫泥土を搬送管路内で連続的に、安定して処理することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した請求項１に記載の発明は、浚渫泥土を搬送パイプラインを介して圧送する過程において、搬送パイプライン中において次記の工程を順に行うことを特徴とする浚渫泥土の処理方法である。
（１）泥土に、土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する工程。
（２）搬送パイプラインを構成するフィルター内管に泥土を通し、フィルター内管の外周囲を管状の仕切壁部により囲むとともにフィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させて、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する工程。
（３）泥土に固化材を添加混練する工程。
【０００９】
分離促進材の添加を省略することもでき、よって、請求項２に記載のとおり、浚渫泥土を搬送パイプラインを介して圧送する過程において、搬送パイプライン中において次記の工程を順に行うことを特徴とする浚渫泥土の処理方法も提案される。
（１）搬送パイプラインを構成するフィルター内管に泥土を通し、フィルター内管の外周囲を管状の仕切壁部により囲むとともにフィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させて、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する工程。
（２）泥土に固化材を添加混練する工程。
【００１０】
また、請求項３に記載のとおり、浚渫泥土を搬送パイプラインを介して圧送する過程において、搬送パイプライン中において次記の工程を順に行うことを特徴とする浚渫泥土の処理方法も提案される。
（１）泥土に、土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する工程。
（２）搬送パイプラインを構成するフィルター内管に泥土を通し、フィルター内管の外周囲を管状の仕切壁部により囲むとともにフィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させて、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する工程。
（３）含泥率および泥土の流量を計測する工程。
（４）泥土に固化材を添加混練するとともにその添加量を計測した含泥率および流量に基づいて制御する工程。
【００１１】
他方、請求項４に記載のとおり、浚渫泥土を圧送するための搬送パイプラインであって、
泥土に対して土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する分離促進材添加混練部と、
搬送パイプラインを構成するフィルター内管と、フィルター内管の外周囲を囲む管状の仕切壁部と、フィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させる排水手段とを有し、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する濾過排水部と、
泥土に対して固化材を添加混練する固化材添加混練部と、
をこの順に備えていることを特徴とする浚渫泥土の搬送パイプラインも提案される。
【００１２】
また、請求項５に記載のとおり、浚渫泥土を圧送するための搬送パイプラインであって、
搬送パイプラインを構成するフィルター内管と、フィルター内管の外周囲を囲む管状の仕切壁部と、フィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させる排水手段とを有し、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する濾過排水部と、
泥土に対して固化材を添加混練する固化材添加混練部と、
をこの順に備えていることを特徴とする浚渫泥土の搬送パイプラインも提供される。
【００１３】
また、請求項６に記載のとおり、浚渫泥土を圧送するための搬送パイプラインであって、
泥土に対して土粒子と水との分離を促進させる分離促進材を添加混練する分離促進材添加混練部と、
搬送パイプラインを構成するフィルター内管と、フィルター内管の外周囲を囲む管状の仕切壁部と、フィルター内管と仕切壁部との間に負圧を作用させる排水手段とを有し、泥土中の水分を搬送パイプライン外へ濾過排水する濾過排水部と、
含泥率計測部と、
泥土に対して固化材を添加混練する固化材添加混練部と、
をこの順に備えるとともに、前記固化材添加混練部における固化材の添加量を、前記含泥率計測部にて計測した含泥率および流量に基づいて制御するように構成した、ことを特徴とする浚渫泥土の搬送パイプラインも提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る処理設備全体の概要図であり、図２〜図６がその各部の詳細図である。
浚渫船１から発生した浚渫泥土は、流路を構成するパイプライン２を通して地上などの廃棄場所に輸送される。図示のパイプライン２は、分離促進材添加混練部１０、水分離部２０、含泥率計測部３０、電磁流量計４０、固化材添加混練部５０を順に備える。
【００１５】
これらの要素は、本発明の範囲内で、処理対象泥土の性状や利用地において要求される処理土の品質の条件などによって、一部省略して構成することができる。これらの要素について順に説明する。
【００１６】
（１）分離促進材の添加（図２参照）
パイプライン２に対して分離促進材の添加混練部１０が設けられている。泥水中の土粒子と水の分離を促進するための分離促進材については各種開発されている。しかし、これらの分離促進材は、水分離が起こるまでの反応時間を要するため、パイプライン２中を流れる過程で分離促進材の添加を添加した後、所定の距離（たとえば１〜２Km）離間させて水分離部２０に導く。これよって、それらの区間で分離促進材の反応を生じさせる。この距離は、泥土の流速と分離促進材の泥土に対する反応時間から設定できる。この距離を確保できない場合には、パイプライン２の内径を大きくするなどして、流速を低くすることにより所要の反応時間を確保することができる。
【００１７】
分離促進材の添加混練部１０においては、図２に示されているように、曲がり部においてスクリュー羽根１１および攪拌羽根１２を回転モータ１３により中心軸周りに回転するようになし、スイベル１４を介して、回転軸１５内に分離促進材１６を供給し、その回転軸１５の適宜の位置の噴射孔１５ａから、流れる泥土に対して分離促進材１６を添加するようになっている。泥土はスクリュー羽根１１により送られながら、分離促進材１６の添加を受けた後、攪拌羽根１２により攪拌されることにより均一に混練が行われ、前方に輸送される。スクリュー羽根１１は混練を効果的にさせるとともに、圧送圧を助長する機能をも有する。
【００１８】
（２）水分離部（濾過排水部）（図３参照）
水分離部２０は、図示のように二重構造になっており、内管２１は土粒子分を阻止し水分を透過するたとえば織布製のホースフィルターとされ、このフィルター内管２１の外周囲を囲んで鋼管などの仕切壁部２２を設け、この仕切壁部２２にその内部に対して負圧を作用させて強制的に外部に排水を行う排水流量調整弁２３Ａおよび吸引ポンプ２３Ｂなどからなる排水手段２３を設けたものである。
【００１９】
排水手段２３により吸引を行うと、泥土の圧送圧と排水の吸引圧とに大きな差圧が生じ、これによって、泥土中の水分がフィルター内管２１の壁面を通して濾過排水される。
【００２０】
この場合、単にフィルターを通すのみでなく、仕切壁部２２とフィルター内管２１とに間隙を確保し、フィルター内管２１の周囲に常にある程度の背圧が発生するように、排水量を排水流量調整弁２３Ａによる調整、あるいは吸引ポンプ２３Ｂの回転数を調節することにより、ゆるやかに濾過排水を行わせ、フィルター内管２１を構成する織布の目詰まりを防止することができる。
【００２１】
必要により、フィルター内管２１の径を選定することによって、その内管２１に送泥圧による脈動を生じさせて、目詰まりを防止することができる。フィルター内管２１の長さは、処理土の性状や脱水後の土の条件によって設定される。
【００２２】
かかる条件によっては、分離促進材を添加しない状態で、濾過排水のみで処理できる場合もある。
【００２３】
（３）含泥率計測部（図４参照）
固化処理を前提とする処理の場合、泥土の含水比が固化材の添加量に関係するため、一定の品質の混合土を得るためには、固化材の添加前に含水比を一定としておく、あるいは計測して固化材の添加量を制御するのが望ましい。
【００２４】
このため、水分離部２０の排水量の調整や、固化材添加量の設定のための情報として、含泥率を把握しておくことが重要になる。ここに、含水比は、泥土の水と土粒子の比で表し、含泥率は土粒子と泥水全体との比で表され、一般に、土を主体に扱うときに含水比、浚渫泥水のような泥水を主体に扱うときには含泥率であらわされる。
【００２５】
実施例での含泥率の計測手段３０は、計量管路部３１の両端に設けられた隣接する流路と連結するフレキシブルジョイント３２Ａ，３２Ｂと、計量管路部３１の一端部を支持する支点３３と、計量管路部３１の他端部に作用する荷重を検出するロードセルなどの荷重検出器３５とを備える。
【００２６】
泥土が計量管路部３１を流れるとき、支点３３に対してモーメントが作用し、そのモーメントを荷重検出器３５で計測できる。このモーメントは、泥土の含泥率と比例するので、逆に荷重に基づいて含泥率を計測できる。この場合、計量管路部３１に作用する浮力、流量などが補正項として考慮される。
【００２７】
（４）電磁流量計（図４参照）
電磁流量計４０は一般に市販されているものをそのまま適用できる。対象泥土が高濃度であっても十分に流量の計測が可能である。電磁流量計４０は、含泥率計測手段と計測値と併せて利用することにより、固化材の添加量の管理、日処理量の管理などに有効に行うことができる。
【００２８】
（５）固化材添加混練部（図５参照）
浚渫泥土には、細粒分が多く脱水しただけでは、良質な土にはなりにくい場合がほとんどである。そのため、固化材を混練して固化処理して良質の土を作ることが望ましい。固化処理には、地上の廃棄場所６０で混合処理をする方式、およびプラントで混合処理をする方式が考えられるものの、可能な限り、パイプライン２による輸送過程で混合処理するのが設備を簡素化できる点などから好適である。
【００２９】
そこで、実施例においては、分離促進材添加混練部１０と同様に、図示されているように、曲がり部においてスクリュー羽根５１および攪拌羽根５２を回転モータ５３により中心軸周りに回転するようになし、スイベル５４を介して、回転軸５５内に分離促進材５６を供給し、その回転軸５５の適宜の位置の噴射孔５５ａから、流れる泥土に対してセメントや石灰系などの固化材５６を添加するようになっている。泥土はスクリュー羽根５１により送られながら、固化材５６の添加を受けた後、攪拌羽根５２により攪拌されることにより均一に混練が行われ、廃棄場所６０に輸送される。スクリュー羽根５１は混練を効果的にさせるとともに、廃棄場所への圧送圧を助長する機能をも有する。
【００３０】
（その他）
上記の例において、含泥率（含水比）のばらつきの少ない泥土が定量に供給されてくる場合には、含泥率計と電磁流量計を省略できる。以上の運転負荷状況は、コンピュータによる制御の下で管理が行われ、運転管理や施工記録はデータベース化され、その後の管理に使用される。
【００３１】
他方、上記の各要素の具体的構成は適宜変更できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、含水比が高く、含水比のばらつきの大きい浚渫土を搬送管路内で連続的に、安定して処理できるなどの利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浚渫泥土の搬送パイプラインの概要図である。
【図２】分離促進材添加混練部の詳細図である。
【図３】水分離部の詳細図である。
【図４】含泥率計測部の詳細図である。
【図５】電磁流量計の拡大図である。
【図６】固化材添加混練部の詳細図である。
【符号の説明】
１…浚渫船、２…パイプライン、１０…分離促進材添加混練部、２０…水分離部、３０…含泥率計測部、４０…電磁流量計、５０…固化材添加混練部。
【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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