(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機の掘削ヘッドから吐出される固化剤液と掘削機により掘削された掘削原位置土とを混合撹拌して地中壁等を造成するソイルセメントミキシング工法に用いるものであって、掘削撹拌中に排出される泥水状の余剰液から固化剤余剰液を土砂と分離して貯留するタンクを備え、先端が封止され周囲に撹拌羽根を有する撹拌筒と、前記タンクの外壁に一体的に設けられ前記撹拌筒内にその内周面に対し少許の間隙をおいて挿入される内筒体と、前記撹拌筒の上端に一体的に設けられ前記内筒体に軸受を介して回転自在に挿通される駆動軸と、前記タンク外に設置され前記駆動軸を回転駆動するモータとを有し、前記内筒体の上端位置がタンク内の水位より上位に位置するように設置することを特徴とする固化剤余剰液の撹拌装置。
【請求項２】
前記タンクの側壁と底壁との交わる下隅部を傾斜壁で構成し、この傾斜壁の外部に前記モータを設置するとともに前記内筒体を傾斜壁の内面垂直方向に設け、前記撹拌筒が傾斜姿勢でタンク内におかれるようにしたことを特徴とする請求項１記載の固化剤余剰液の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソイルセメントミキシング工法におけるリサイクル用固化剤余剰液の貯留用タンクに設置して、タンク内の固化剤液を撹拌する固化剤余剰液の撹拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大規模開削工事において、止水性山留め壁として近年ソイルセメントミキシング工法による連続壁の造成が一般に行われている。
【０００３】
このソイルセメントミキシング工法は、掘削原位置土とセメント系固化剤液とを掘削機による掘削時に混合撹拌して地中壁（または杭）を造成するものであり、造成される地中壁等の均一性の確保、および応力材の挿入性の向上、ならびに掘削機（オーガー）への負荷の軽減のために造成対象土単位体積当り５０〜９０％程度のセメント系固化剤液の注入を必要とするのが一般的である。
【０００４】
そのため前記セメント系固化剤液の注入量に比例する形で泥水状の余剰液が発生し、多くの場合これを自然乾燥させたのち産業廃棄物として処分するようになされている。
【０００５】
しかし、このような廃棄処理では、余剰の固化剤液または混合土を産業廃棄物として処理する工程が必要となり、その産業廃棄物処理対策が極めて大きな負担となっていた。
【０００６】
このような廃棄処理に伴う負担を取り除き、余剰液を回収してリサイクルし、固化剤液の有効利用を図る技術が開発され、実用に供されている。
【０００７】
上記余剰液リサイクルプラントにおいては、図３に例示するように掘削機１の掘削ロッド２の先端の掘削ヘッドから掘削土砂中に注入されて溢出する余剰の固化剤液を吸入装置３の吸入ヘッド４により吸込し、吸込された余剰液は配管５、６を通じて振動スクリーン７へ導かれ、ここで固化剤液と混合原位置土とが分離される。
【０００８】
上記振動スクリーン７により分離され微粒子を含む固化剤余剰液は、振動スクリーン７の直下に配置された第１のタンクＴ１に流入し、この余剰液は第１のタンクＴ１内に設置されたポンプＰ１により汲み揚げられてサイクロン８へ送られ、このサイクロン８でオーバーフローして微粒子が取り除かれたリサイクル用固化剤余剰液は管路９を通じて第２のタンクＴ２へ入り、微粒子分は振動スクリーン７へ戻される。
【０００９】
こうして固形分が除去された固化剤液は、掘削機１へ再度戻すためにプラントへ送られ、所定の固化剤（セメント）の添加、流量の制御を行って掘削機１へ送り、掘削ヘッドから掘削土砂中へ供給される。
【００１０】
しかして上記余剰液のリサイクル工程において、タンクＴ１、Ｔ２内に貯留される固化剤液は、振動スクリーン７やサイクロン８で固形分が除去されたとしても、完全に取り除かれた状態にはなく、微粒子分や多少の土砂分を含んでおり、これら固形分がタンクＴ１、Ｔ２内に沈澱すると種々のトラブルの原因となる。
【００１１】
そこで上記の固化剤液の貯留用タンクＴ１、Ｔ２に撹拌装置を付設し、タンクＴ１、Ｔ２内の固化剤液を撹拌する必要がある。
【００１２】
上記撹拌装置として従来一般に用いられているように、タンクＴ１、Ｔ２の上部開口部から固化剤液中に撹拌軸を挿入し、この撹拌軸をモータにより回転駆動してその撹拌軸上の撹拌羽根で固化剤液を撹拌し、固化剤液中に含まれる固形分が沈澱しないようになされている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記従来の撹拌装置は、タンクＴ１，Ｔ２の上部から撹拌軸を挿入するため、その駆動用のモータをタンクＴ１，Ｔ２の上部に設置することになるが、例えばタンクＴ１の場合、タンクＴ１の直上位置に振動スクリーン７が存在するためモータを設置することができない。
【００１４】
仮にタンクＴ１の上部にモータを設置しようとすれば、振動スクリーン７やサイクロン８の設置位置を上方に上げ、モータの設置スペースを作らなければならないが、重量の大きいこれら振動スクリーン７やサイクロン８を高い位置に設置するには付帯構造がきわめて大掛りなものとなり、コスト面や設置スペースの面で著しく不利益となる。
【００１５】
上記撹拌装置をタンクＴ１の側部または底部に取り付けることも考えられるが、これによる場合、撹拌軸の軸封部分が土砂や微粒子固形分を含む固化剤液に常に曝されるため該部の磨耗による液漏れを生じやすくなることが想定され、未だ実現されるには至っていない。
【００１６】
一方、上記撹拌装置による場合の種々の問題点を回避するため、タンクＴ１内にサンドポンプＰ２を設置し、固化剤液をポンプ循環させて撹拌する手段も採られてはいるが、このポンプ循環によるものでは沈澱物によるポンプの詰りやポンプの磨耗が生じやすいという問題がある。
【００１７】
本発明はこれら従来の技術が有する問題点を解消することを課題としてなされたもので、撹拌装置の設置に伴う他の機器への影響を皆無としながら撹拌軸の軸受部分が固化剤液中の土砂や微粒子固形分に接触することがなく、該部の磨耗やそれに基づく液漏れを皆無とすることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明は、掘削機の掘削ヘッドから吐出される固化剤液と掘削機により掘削された掘削原位置土とを混合撹拌して地中壁等を造成するソイルセメントミキシング工法に用いるものであって、掘削撹拌中に排出される泥水状の余剰液から固化剤余剰液を土砂と分離して貯留するタンクを備え、先端が封止され周囲に撹拌羽根を有する撹拌筒と、前記タンクの外壁に一体的に設けられ前記撹拌筒内にその内周面に対し少許の間隙をおいて挿入される内筒体と、前記撹拌筒の上端に一体的に設けられ前記内筒体に軸受を介して回転自在に挿通される駆動軸と、前記タンク外に設置され前記駆動軸を回転駆動するモータとを有し、前記内筒体の上端位置がタンク内の水位より上位に位置するように設置することを特徴とする。
【００１９】
こうしたことにより、タンクの上部にスペースがなくともタンク内に撹拌装置を設けることができ、また内筒体の上端位置がタンク内の固化剤余剰液の水位より上位に位置するように設置することにより軸受部分に液が浸入することがなく、固化剤余剰液中に固化分が存在していてもこれが軸受部分を磨耗させることがない。
【００２０】
前記タンクの側壁と底壁との交わる下隅部を傾斜壁で構成し、この傾斜壁の外部に前記モータを設置するとともに前記内筒体を傾斜壁の内面垂直方向に設け、前記撹拌筒が傾斜姿勢でタンク内におかれるようにすれば、撹拌装置の設置がより効率的にできるうえ、タンク内の固化剤余剰液の撹拌を一層良好に行わせることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明による撹拌装置１０を適用する余剰液リサイクルプラントの一部を示すもので、掘削撹拌中に排出される泥水状の余剰液から固化剤液を土砂と分離する分離機１１と、この分離機１１により土砂と分離された固化剤余剰液から微粒子分を分離除去するサイクロン１２と、前記分離機１１で土砂と分離された固化剤余剰液と前記サイクロン１２で微粒子分が分離除去されたリサイクル用固化剤余剰液とを共に受け入れて貯留するタンク１３とを備えている。
【００２３】
前記分離機１１は振動スクリーン１４，１５によりものを示しており、前記タンク１３の直上位置に配置されている。
【００２４】
掘削時に排出される泥水状の余剰液は、管路１６を通じて傾斜配置の下部の振動スクリーン１５の上端位置に供給され、分離機１１に搭載の加振装置１７による振動により土砂と固化剤液とが分離されるようになっており、分離された土砂は振動スクリーン１５の傾斜によりその下流端へ移行してその末端から発生残土１８として排出される。また土砂と分離された固化剤液は、その振動スクリーン１５を透過して下部のタンク１３内に受け入れられる。
【００２５】
前記サイクロン１２は、上部の振動スクリーン１４の上面に臨ませて配設され、このサイクロン１２へは前記タンク１３内に設置されたポンプＰにより該タンク１３内に貯留された固化剤液が汲み揚げられて供給され、サイクロン１２の上部一側接続方向から圧入されて旋回流を生じさせ、固化剤液中の微粒状の土砂類は振動スクリーン１４上で捕捉され、リサイクル可能な固化剤液のみがタンク１３内へ戻される。
【００２６】
前記サイクロン１２でオーバーフローしたリサイクル用固化剤液のオーバーフロー管路１９の末端は前記タンク１３内に臨んで配管され、このオーバーフロー管路１９の途中部には掘削機へリサイクル用固化剤液を送るためのプラントへ向かう管路２０が分岐して設けられ、この分岐部分には三方弁２１，２１が設けられていて固化剤液をタンク１３へ戻すか、プラントへ送るかの選択的な切り換えができるようになっている。なお２２はそのポンプを示す。
【００２７】
上記三方弁２１，２１は、余剰液中の土砂やその微粒子の沈降による詰りを起こすことを考慮してバタフライ弁構造のものを用いることが望ましい。
【００２８】
前記タンク１３内にはフロートスイッチ２３が設けられており、タンク１３内の水位Ｌが所定値を超えたときタンク１３内へ固化剤余剰液の流入を停止させるようになされている。
【００２９】
前記タンク１３には撹拌装置１０が設置されている。
【００３０】
この撹拌装置１０は、撹拌筒２４と、内筒体２５と、駆動軸２６と、モータＭとで構成され、図示の実施形態は撹拌装置１０をタンク１３の下隅部に設置し、その撹拌筒２４がタンク１３内で斜め上方へ向けておかれるようにした場合を示している。
【００３１】
前記撹拌筒２４は、先端が端壁２４ａにより封止され他端が開放された筒状を有し、周囲に適宜数の撹拌羽根２７が突設されたもので、前記端壁２４ａと一体的に駆動軸２６が撹拌筒２４と同芯に設けられており、この駆動軸２６の他端はタンク１３の側壁１３ａと底壁１３ｂとが交わる下隅部に斜め（図では４５度）に傾斜して構成された傾斜壁１３ｃ外に延在されている。
【００３２】
前記内筒体２５は、前記傾斜壁１３ｃの内面にこの傾斜壁１３ｃと実質的に一体化されて設けられるもので、前記撹拌筒２４の内周面と駆動軸２６の外周面との間の中間位置に嵌挿し得る直径寸法に形成されている。
【００３３】
前記駆動軸２６は、前記内筒体２５に所要数の軸受２８，２８（ベアリング）により回転自在に支持され、また駆動軸２６の外端はタンク１３の傾斜壁１３ｃ外に設置されたモータＭの出力軸に連結されている。
【００３４】
そして前記内筒体２５の上端２５ａは、タンク１３内の許容水位Ｌより上方に位置するように設置され、撹拌筒２４と内筒体２５との間に進入する固化剤液Ａが内筒体２５の内部に流入しないように設定されている。
【００３５】
次に上記実施形態の作用を説明する。
【００３６】
掘削時に排出される泥水状の余剰液は管路１６を通じて分離機１１へ送られ、この分離機１１の振動スクリーン１５で土砂と分離された固化剤液はその直下のタンク１３内に回収され、振動スクリーン１５上に残った土砂は振動スクリーン１５の振動によりその末端へ移行し、残土１８として外部に排出され、適宜運搬処理される。
【００３７】
一方、タンク１３内に入った固化剤液はポンプＰにより汲み揚げられてサイクロン１２へ送られ、ここで微粒子分が分離されてその微粒子分は振動スクリーン１４で受け止められ、オーバーフロー液はオーバーフロー管路１９を通じてタンク１３へ戻される。
【００３８】
タンク１３内では、モータＭの駆動により撹拌が行われる。この撹拌は、モータＭにより回動する駆動軸２６と一体に撹拌筒２４が回動し、この撹拌筒２４の撹拌羽根２７によりタンク１３内の固化剤液が撹拌され、土砂や微粒子の固形分が沈澱することを防ぎ、固化剤液の浄化を推進する。
【００３９】
リサイクルが可能となった固化剤液を掘削機へ送るには、三方弁２１，２１を切り換えて管路１９と２０とを連通させ、プラントへ送って所定の固化剤（セメント）の添加、流量の制御を行って掘削機へ供給し、掘削ヘッドから掘削土砂中に供給される。
【００４０】
なお図示の実施形態では、撹拌装置１０をタンク１３の下隅部に設置して撹拌筒２４がタンク１３内に傾斜姿勢でおかれるようにした場合について示したが、タンク１３の下部に若干のスペースが存在する場合には撹拌筒２４を底壁１３ｂに対し垂直姿勢とし、その底部下のスペースを利用してモータＭの回転を駆動軸２６に伝動するようにしてもよい。但しこの場合でも内筒体２５の上端２５ａがタンク１３内の水位Ｌより上位に位置させることはもちろんである。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、土砂類が分離除去された固化剤液を受け入れるタンクの上部にスペースがなくともタンク内に撹拌装置を設けることができ、設置スペースの制約を受けることなくタンク内の固化剤液を良好に撹拌することができる。
【００４２】
また撹拌装置の軸受部分に固化剤液が接触することがないので、該部が土砂の粒子により磨耗することがなく、撹拌装置の耐久性を大幅に高めることができる。
【００４３】
請求項２のように、前記タンクの側壁と底壁との交わる下隅部を傾斜壁で構成し、この傾斜壁の外部に前記モータを設置するとともに前記内筒体を傾斜壁の内面垂直方向に設け、前記撹拌筒が傾斜姿勢でタンク内におかれるようにすれば、撹拌装置の設置がより効率的にできるうえ、タンク内の固化剤余剰液の撹拌を一層良好に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するソイルセメントミキシング工程に用いる装置の一例を示す略示断面図。
【図２】本発明による撹拌装置の一実施形態を示す断面図。
【図３】本発明を適用するリサイクルプラントの主要部を示す構成図。
【符号の説明】
１  掘削機
２  掘削ロッド
３  吸入装置
１０  撹拌装置
１１  分離機
１２  サイクロン
１３  タンク
２４  撹拌筒
２５  内筒体
２６  駆動軸
２７  撹拌羽根
２８  軸受
【図１】
0003628670.tif 000002
【図２】
0003628670.tif 000003
【図３】
0003628670.tif 000004