(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生土を搬送する発生土搬送手段と、前記発生土の重量を搬送中にて計測する発生土計測手段と、処理剤を貯留する処理剤貯留手段と、前記処理剤貯留手段から所定量の処理剤を供給する処理剤供給手段と、該処理剤供給手段で供給された処理剤を搬送する処理剤搬送手段と、前記発生土搬送手段で搬送された発生土と前記処理剤搬送手段で搬送された処理剤とを混合する混合手段と、前記処理剤供給手段を駆動制御する演算制御手段とからなり、該演算制御手段を、前記発生土計測手段で計測された発生土の重量に対応する処理剤の量を算定して該量の処理剤が前記処理剤貯留手段から供給されるように前記処理剤供給手段を駆動制御するように構成するとともに、計測された発生土及びそれに対応する量の処理剤が前記混合手段に同時に投入されるように前記発生土搬送手段及び前記処理剤搬送手段のうち、少なくともいずれかの搬送速度を前記演算処理手段で制御するように構成したことを特徴とする土と処理剤との混合プラント。
【請求項２】
前記処理剤貯留手段の重量変化を計測する処理剤計測手段を備え、前記演算制御手段を、前記処理剤計測手段で計測された重量変化量を制御量として前記処理剤供給手段を駆動制御するように構成した請求項１記載の土と処理剤との混合プラント。
【請求項３】
前記発生土を重金属を含んだ汚染土とし、前記処理剤を重金属の溶出を防止するための不溶化剤とした請求項１又は請求項２記載の土と処理剤との混合プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下工事や浚渫工事等で発生した発生土と固化材等の処理剤とを混合する混合プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
場所打ち杭や地中連続壁といった基礎工事あるいはシールドトンネル工事においては、建設泥土が多量に発生する。また、水質汚染を防止するため、その原因となるヘドロ層を浚渫によって除去することがあるが、かかる浚渫工事においても浚渫泥土が多量に発生する。
【０００３】
このような発生土は、従来であれば脱水、ｐＨ処理といった処理を経た後、産業廃棄物として処分されることが多かったが、資源の有効利用や環境保護あるいは処分コストの低減といった観点から言えば、できるだけ再利用されることが望ましい。
【０００４】
このような背景の下、最近では、発生土にセメント系材料または石灰系材料を添加混合して強度を改善し、かかる改良土を盛土材、斜面形成材、遮水壁の構築材あるいは裏込め等の空洞充填材として有効利用されることが多くなってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、改良土を製造する固化プラントにおいて発生土や固化材をスクリューフィーダでミキサーに供給する際、該スクリューフィーダの回転数と供給量との関係を予め調べておき、その回転数を適宜設定することによって、発生土と固化材との混合比率を所望の値に調整していた。
【０００６】
しかしながら、スクリューフィーダによる発生土の供給量は、同じ回転数であっても発生土の性状、例えば礫の含有量や含水比あるいは軟らかさなどによって異なるので、回転数を設定した時点での性状がそのまま維持される場合には問題は生じないが、固化プラントに搬入される発生土の性状が刻々と変化するような場合には、その供給量も経時的に変化し、その結果、発生土に添加された固化材の添加率が変動して改良土の品質が不安定になるという問題を生じていた。
【０００７】
また、水銀、有機リン化合物、カドミウムといった有害物質が含まれている発生土に不溶化剤を添加してその溶出防止を図ることがあるが、発生土に対する薬剤添加量の適正値が決まっていて多すぎても少なすぎても溶出防止効果が落ちるといった場合には、薬剤の添加率が変動するという上述の問題はさらに深刻になる。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、発生土に固化材等の処理剤を添加する際、該処理剤の添加率を高い精度で管理することが可能な土と処理剤との混合プラントを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の土と処理剤との混合プラントは請求項１に記載したように、発生土を搬送する発生土搬送手段と、前記発生土の重量を搬送中にて計測する発生土計測手段と、処理剤を貯留する処理剤貯留手段と、前記処理剤貯留手段から所定量の処理剤を供給する処理剤供給手段と、該処理剤供給手段で供給された処理剤を搬送する処理剤搬送手段と、前記発生土搬送手段で搬送された発生土と前記処理剤搬送手段で搬送された処理剤とを混合する混合手段と、前記処理剤供給手段を駆動制御する演算制御手段とからなり、該演算制御手段を、前記発生土計測手段で計測された発生土の重量に対応する処理剤の量を算定して該量の処理剤が前記処理剤貯留手段から供給されるように前記処理剤供給手段を駆動制御するように構成するとともに、計測された発生土及びそれに対応する量の処理剤が前記混合手段に同時に投入されるように前記発生土搬送手段及び前記処理剤搬送手段のうち、少なくともいずれかの搬送速度を前記演算処理手段で制御するように構成したものである。
【００１１】
また、本発明に係る混合プラントは、前記処理剤貯留手段の重量変化を計測する処理剤計測手段を備え、前記演算制御手段を、該処理剤計測手段で計測された重量変化量を制御量として前記処理剤供給手段を駆動制御するように構成したものである。
また、本発明に係る混合プラントは、前記発生土を重金属を含んだ汚染土とし、前記処理剤を重金属の溶出を防止するための不溶化剤としたものである。
【００１２】
本発明に係る土と処理剤との混合プラントにおいては、まず、発生土を発生土搬送手段で搬送している途中において該発生土の重量を発生土計測手段で計測する。
【００１３】
次に、計測された発生土の重量に対応する処理剤の量を演算制御手段で算定し、その量の処理剤が処理剤貯留手段から供給されるように該処理剤供給手段を演算制御手段で駆動制御する。
【００１４】
次に、処理剤供給手段で供給された処理剤を処理剤搬送手段で搬送し、発生土搬送手段で搬送された発生土とともに混合手段で混合する。
【００１５】
このようにすると、発生土の搬送量が変動したとしても、そのときの重量に応じた量の処理剤が処理剤貯留手段からそのつど供給されるので、処理剤の添加率を常に所望の値に維持することが可能となる。
【００１６】
発生土としては、処理剤を混合して何らかの処理が行われる土であればいかなるものでもよく、場所打ち杭や地中連続壁といった基礎工事あるいはシールドトンネル工事において発生した建設泥土や浚渫工事において発生した浚渫泥土をはじめ、重金属を含んだ汚染土なども対象となる。
【００１７】
処理剤としては、例えば発生土の強度を改善するためのセメント系材料や石灰系材料といった固化材をはじめ、重金属の溶出を防止するための不溶化剤などが対象となる。
【００１８】
発生土搬送手段は、搬送中において被搬送物の重量を計測できるものであればいかなるものでよく、例えばベルトコンベアが該当する。処理剤貯留手段としては、タンク状かサイロ状かといった構造や形状は問わない。処理剤供給手段には、ロータリーフィーダやスクリューフィーダが含まれる。また、処理剤搬送手段としては、ベルトコンベア、スクリューフィーダなどが含まれる。
【００１９】
計測された発生土及びそれに対応する量の処理剤が混合手段に投入されるタイミングのずれを許容するか否かについては、これらの発生土や処理剤が混合手段内に留まる時間とのかねあいで判断すればよいが、前記演算制御手段を、計測された発生土及びそれに対応する量の処理剤が前記混合手段に同時に投入されるように前記発生土搬送手段及び前記処理剤搬送手段のうち、少なくともいずれかの搬送速度を変化させるように構成すれば、両者の投入にタイムラグがなくなるので、混合手段内での混練時間が短い場合であっても、実際の添加率を目標の添加率に高い精度で一致させることが可能となる。
【００２０】
計測された発生土の重量に対応する量の処理剤が処理剤貯留手段から供給されるように該処理剤供給手段を演算制御手段で駆動制御する際、処理剤供給手段が例えばスクリューフィーダで構成されている場合には、その回転量と供給量との関係を用いることができるが、前記処理剤貯留手段の重量変化を計測する処理剤計測手段を備えるとともに、前記演算制御手段を、該処理剤計測手段で計測された重量変化量を制御量として前記処理剤供給手段を駆動制御するように構成すれば、処理剤の供給量を高い精度で計測することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る土と処理剤との混合プラントの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る土と処理剤との混合プラントを示した全体構成図である。同図でわかるように、本実施形態の混合プラント１は、発生土を搬送する発生土搬送手段としてのベルトコンベア２と、発生土の重量を搬送中にて計測する発生土計測手段としてのベルトウェイヤ３と、処理剤としての不溶化剤を貯留する処理剤貯留手段としてのタンク４ａ、４ｂと、該タンクから所定量の不溶化剤を供給する処理剤供給手段としての定量供給フィーダ５ａ、５ｂと、該定量供給フィーダで供給された不溶化剤を搬送する処理剤搬送手段としてのスクリューフィーダ６と、上述のベルトコンベア２で搬送された発生土とスクリューフィーダ６で搬送された不溶化剤とを混合する混合手段としての連続混練ミキサー７と、各装置を駆動制御する演算制御手段としての演算制御部８とから概ね構成される。
【００２３】
ベルトコンベア２は、スクリューフィーダ１１の排出側に設置してあり、該スクリューフィーダには、油圧ショベル１０を介して水銀、有機リン化合物、カドミウムといった有害物質が含まれている発生土９が投入されるようになっている。また、ベルトコンベア２は、その搬送速度を演算制御部８で制御できるようになっている。
【００２４】
ベルトウェイヤー３は、ベルトコンベア２のベルトに載せられた発生土の重量を所定区間にわたって計測できるようになっている。
【００２５】
一方、タンク４ａ、４ｂには不溶化剤２０が貯留されており、スクリューフィーダ１３を介して不溶化剤サイロ１２から交互に補給されるようになっている。
【００２６】
連続混練ミキサー７は、ベルトコンベア２で搬送されてきた発生土とスクリューフィーダ６で搬送されてきた不溶化剤とを混練するようになっており、混練された発生土は、不溶化処理廃棄物１５としてベルトコンベア１４で搬出される。
【００２７】
演算制御部８には、不溶化剤の目標添加量（添加率）を入力するためのキーボード等の入力部１６、各装置の動作状況や送信されてきたデータを表示するモニター１７及びそれらを印刷するプリンタ１８を接続してある。これらの機器は、パソコン及びその周辺機器で構成することができる。
【００２８】
かかる演算制御部８は、ベルトウェイヤー３からの発生土の重量に関する計測データを受け取って該重量に対応する不溶化剤の量を算定するとともに、該量の不溶化剤がタンク４ａ若しくはタンク４ｂから供給されるように、定量供給フィーダ５ａ若しくは定量供給フィーダ５ｂを駆動制御するようになっている。また、かかる制御において、演算制御部８は、タンク４ａ、４ｂに取り付けられた処理剤計測手段としてのロードセル１９ａ、１９ｂで計測されたタンク重量から不溶化剤の重量変化量を算出し、かかる重量変化量を制御量として定量供給フィーダ５ａ、５ｂを制御するようになっている。
【００２９】
さらに、演算制御部８は、発生土及び該発生土に対応する不溶化剤がそれぞれベルトコンベア２、スクリューフィーダ６から同じタイミングで連続混練ミキサー７に投入されるように、これらベルトコンベア２及びスクリューフィーダ６の搬送速度を制御するようになっている。
【００３０】
本実施形態に係る混合プラント１においては、まず、ベルトコンベア２で連続的に搬送されている発生土９の重量を搬送中においてベルトウェイヤー３で計測する。計測の仕方としては、ベルトウェイヤー３で計測可能な区間に載っている発生土がすべて区間外に移動するまでに要する時間をその搬送速度から割り出し、かかる区間移動時間、例えば１０秒間ごとに計測すればよい。
【００３１】
以下、発生土は、実際には連続搬送されているが、説明の便宜上、ベルトウェイヤー３の計測可能区間ごとに塊として搬送されていくものとする。
【００３２】
図２（ａ）は、ベルトウェイヤー３で順次計測された発生土塊９ａ、９ｂ、９ｃ・・・がベルトコンベア２で搬送されていく様子を示した模式図である。
【００３３】
一方、入力部１６を介して目標とする不溶化剤の添加率を入力し、演算制御部８内の例えばハードディスク内に記憶させておく。
【００３４】
次に、順次計測された発生土塊９ａ、９ｂ、９ｃ・・・の重量に対応する不溶化剤の量を例えば該各重量に目標添加率を乗じることによって演算制御部８にて算定する。次いで、ロードセル１９ａ若しくはロードセル１９ｂで計測された重量変化量を制御量として、定量供給フィーダ５ａ若しくは定量供給フィーダ５ｂを演算制御部８で駆動制御し、算定された量の不溶化剤の塊２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・をタンク４ａ若しくはタンク４ｂから供給する。
【００３５】
次に、ベルトコンベア２の搬送速度及びスクリューフィーダ６の回転速度を演算制御部８にて制御することにより、発生土塊９ａ、９ｂ、９ｃ・・・及びそれらに対応する不溶化剤の塊２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・をそれぞれベルトコンベア２、スクリューフィーダ６から同図（ｂ）に示すように同じタイミングで連続混練ミキサー７に投入する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係る混合プラント１によれば、スクリューフィーダ１１から排出される発生土の量が、例えばその性状の変化によって経時的に変化し、それに伴ってベルトコンベア２上で搬送される発生土の量、すなわち、発生土塊９ａ、９ｂ、９ｃ・・・の各重量が異なったとしても、各発生土塊の重量に応じた量の不溶化剤がそのつどタンク４ａ若しくはタンク４ｂから供給されるので、不溶化処理された発生土における不溶化剤の添加率は、常に所望の値に維持することが可能となる。
【００３７】
特に、発生土塊９ａ、９ｂ、９ｃ・・・およびそれぞれに対応する不溶化剤の塊２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・が同じタイミングで連続混練ミキサー７に投入されるようにベルトコンベア２やスクリューフィーダ６の搬送速度を制御するようにしたので、ベルトコンベア２やスクリューフィーダ６の長さとは無関係に、かつまた混練ミキサー７内での混練時間とは無関係に、不溶化剤を十分な精度で発生土に添加することが可能となる。
【００３８】
また、このようにベルトコンベア２への搬入量の多少にかかわらず、発生土における不溶化剤の添加率を常に所望の値に維持することができることから、例えば、別々のサイトで発生した土質性状の全く異なる数種類の発生土を特に区別することなく本実施形態の混合プラント１にまとめて搬入することが可能となり、不溶化処理の効率が格段に向上する。
【００３９】
また、本実施形態によれば、算定された量の不溶化剤がタンク４ａ若しくはタンク４ｂから供給されるように、ロードセル１９ａ若しくはロードセル１９ｂで計測された重量変化量を制御量として、定量供給フィーダ５ａ若しくは定量供給フィーダ５ｂを演算制御部８で駆動制御するようにしたので、不溶化剤の供給量を高い精度で計測することが可能となる。
【００４０】
本実施形態では、発生土及びそれに対応した量の不溶化剤が同じタイミングで混練ミキサーに投入されるよう、ベルトコンベア２及びスクリューフィーダ６の搬送速度を制御するようにしたが、制御の対象としてはいずれか一方で足りることは言うまでもない。
【００４１】
また、必ずしもベルトコンベア２若しくはスクリューフィーダ６の搬送速度を制御する必要はなく、これらの搬送長さを調整することによって発生土及びそれに対応した量の不溶化剤を同時に混練ミキサーに投入することができる。
【００４２】
さらには、混練ミキサー７内での混練時間がある程度長いのであれば、両者の投入のタイミングに多少の時間差があっても、全体として見れば発生土内の不溶化剤の添加率を所望の値に維持することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、処理剤として不溶化剤を用いるものとしたが、これに代えて、セメント系材料あるいは石灰系材料等の固化材を処理剤とした発生土固化処理プラントに本発明を適用してもよい。かかる構成においては、改良土の品質にばらつきが少なくなり、盛土材や裏込め材として安心して再利用することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態では、タンク４ａ等の重量をロードセル１９ａで計測し、その重量変化を制御量として定量供給フィーダ５ａ等を駆動制御するようにしたが、不溶化剤の性状が安定していて定量供給フィーダ５ａのスクリュー回転数と供給量との関係が安定しているのであれば、ロードセル１９ａ、１９ｂを省略し、代わりに、定量供給フィーダ５ａのスクリュー回転数を制御量とすればよい。
【００４５】
また、本実施形態は、発生土に対して１種類の処理剤だけを添加するものとしたが、サイロ１２、スクリューフィーダ１３、タンク４、定量供給フィーダ５及びスクリューフィーダ６を複数組据え付け、各処理剤の添加量を演算制御部８にて独立に制御するようにすれば、各処理剤の添加量を高精度に管理することが可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る本発明の土と処理剤との混合プラントによれば、発生土の搬入量に時間的変動が生じたとしても、該発生土に添加される処理剤の添加率を常に所望の値に維持することが可能となるのみならず、発生土およびそれに対応した量の処理剤が同じタイミングで混合されるので、上述した処理剤の添加率を高い精度で管理できるという効果を奏する。
【００４８】
また、請求項２に係る本発明の土と処理剤との混合プラントによれば、請求項１の効果に加えて、処理剤の供給量を高い精度で計測することができるという別の効果も奏する。
【００４９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る土と処理剤との混合プラントの構成図。
【図２】本実施形態に係る土と処理剤との混合プラントの作用を説明した模式図。
【符号の説明】
１                    混合プラント
２                    ベルトコンベア（発生土搬送手段）
３                    ベルトウェイヤー（発生土計測手段）
４                    タンク（処理剤貯留手段）
５                    定量供給フィーダ（処理剤供給手段）
６                    スクリューフィーダ（処理剤搬送手段）
７                    連続混練ミキサー（混合手段）
８                    演算制御部（演算制御手段）
９                    発生土
１９                  ロードセル（処理剤計測手段）
２０                  不溶化剤（処理剤）
【図１】
0003587337.tif 000002
【図２】
0003587337.tif 000003