(57)【要約】【課題】地中へ所定の粉粒体を投入する装置及び方法であって、従来に比べて安価に、しかも容易、円滑に、そして施工後地盤の緩みを抑制し得る状態で所定の粉粒体を粉粒体投入対象地中へ投入して該地中土壌と攪拌、混練でき、地盤改良や土質改善等、各種の地盤や土壌の処理に利用できる装置及び方法を提供する。【解決手段】掘削ヘッド１１、土壌攪拌翼１２及び土壌搬送スクリュー部１３を有するオーガースクリュー１と、粉粒体搬送スクリュー３とを備えており、オーガースクリュー回転軸１０は内孔１００を有しており、粉粒体搬送スクリュー３は内孔１００にオーガースクリュー１から独立して回転駆動可能に内装されている粉粒体投入装置Ａ。装置Ａを用いて地中へ粉粒体を投入する方法であり、粉粒体投入装置設置工程と、オーガースクリュー１による土壌掘削進入工程と、粉粒体搬送スクリュー３による粉粒体投入工程と、主として土壌攪拌翼１２により粉粒体と地中土壌とを攪拌、混練する攪拌混練工程と、攪拌混練工程後のオーガースクリュー引抜工程とを含む粉粒体投入方法。【選択図】　図３
2004092324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部に掘削ヘッド及びその上側の土壌攪拌翼を有しているとともに該土壌攪拌翼より上側に土壌搬送スクリュー部を有し、回転駆動されつつ土壌を掘削しながら地中へ進入可能のオーガースクリューと、
前記オーガースクリューの回転軸と同方向に延びる回転軸を有する粉粒体搬送スクリューとを備えており、
前記オーガースクリューの回転軸は、その上端部から下端部へ向かって延びる内孔を有しており、該内孔は上端部が開口しているとともに下端部が該オーガースクリュー下端部に形成した粉粒体放出口に連通しており、
前記粉粒体搬送スクリューは前記内孔に前記オーガースクリューから独立して回転駆動可能に内装されている、
ことを特徴とする地中への粉粒体投入装置。
【請求項２】
前記粉粒体搬送スクリューは前記内孔に前記オーガースクリューから独立して回転可能且つ昇降可能に内装され、下端部に、昇降動作によって前記オーガースクリュー下端部の粉粒体放出口を開閉する開閉部材を有している請求項１記載の粉粒体投入装置。
【請求項３】
前記オーガースクリュー内孔の上端部開口に連設された粉粒体投入用ホッパを有している請求項１又は２記載の粉粒体投入装置。
【請求項４】
前記粉粒体搬送スクリューの回転軸は地中へ所定の流体を注入するための流体注入路を有している請求項１、２又は３記載の粉粒体投入装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の粉粒体投入装置を用いて地中へ粉粒体を投入する方法であり、
前記粉粒体投入装置を粉粒体投入対象地中の上方に設置する粉粒体投入装置設置工程と、
該粉粒体投入装置のオーガースクリューを回転駆動するとともに前記粉粒体搬送スクリューと共に下降させ、土壌を掘削しながら前記掘削ヘッド及び土壌攪拌翼を前記粉粒体投入対象地中に進入させる土壌掘削進入工程と、
前記掘削ヘッド及び土壌攪拌翼が前記粉粒体投入対象地中に配置された状態で前記粉粒体搬送スクリューを回転駆動し、該粉粒体搬送スクリューにて所定の粉粒体を該地中へ搬送投入する粉粒体投入工程と、
前記掘削ヘッド及び土壌攪拌翼が前記粉粒体投入対象地中に配置された状態で前記オーガースクリューを回転駆動して前記粉粒体投入工程で投入される粉粒体と該地中土壌とを攪拌、混練する攪拌混練工程と、
前記攪拌混練工程後、前記オーガースクリューを逆回転させることで土壌を加圧下に埋め戻しながら該オーガースクリューを前記粉粒体搬送スクリューと共に上昇させて引き抜くオーガースクリュー引抜工程と、
を含むことを特徴とする粉粒体投入方法。
【請求項６】
粉粒体投入装置として請求項２記載の粉粒体投入装置を用いて地中へ粉粒体を投入する方法であり、
少なくとも前記土壌掘削進入工程においては、前記粉粒体搬送スクリュー下端部の開閉部材を前記オーガースクリュー下端部の粉粒体放出口を閉じる位置に配置し、前記粉粒体投入工程においては、該開閉部材を前記オーガースクリュー下端部の粉粒体放出口を開く位置に配置する請求項５記載の粉粒体投入方法。
【請求項７】
粉粒体投入装置として請求項４記載の粉粒体投入装置を用いて地中へ粉粒体を投入する方法であり、注入する流体の種類及び注入目的に応じて、前記土壌掘削進入工程、前記粉粒体投入工程及び前記土壌攪拌混練工程のうち少なくとも一つの工程において前記粉粒体搬送スクリューの流体注入路から地中へ所定の流体を注入する請求項５記載の粉粒体投入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中に粉粒体を投入して、攪拌、混練して、地盤改良や土質改善等を行うための地中への粉粒体投入装置及び該装置による地中への粉粒体投入方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書において「粉粒体」とは、粉体又は粒体又は粉体と粒体の混じったものであり、粉体及び（又は）粒体の総称である。
【０００３】
【従来の技術】
従来、地中に粉粒体を投入し、地盤改良や土質改善等を行う工事では、例えばオーガースクリューにて粉粒体投入対象地中へ掘り進み、該地中へ圧縮空気を利用して粉粒体を圧送したり、粉粒体を水等の流体と攪拌、混練してスラリー状にしてポンプにて圧送したりしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、粉粒体を圧縮空気を利用して圧送するにしても、スラリー状にしてポンプ圧送するにしても、そのための設備は大がかりとなり、その準備、設置コストは大きいものであった。
【０００５】
さらに、スラリー状にして圧送する場合、水等の流体に比べてこれに混ぜられる粉粒体の比重が大きいときには、粉粒体の滞留、沈殿等が発生し、粉粒体が軽すぎるときは、粉粒体の飛散、浮遊等が生じ、いずれの場合も粉粒体の搬送に支障をきたしていた。
【０００６】
また、投入される粉粒体がセメントのように固化するものの場合はまだしも、粉粒体の投入が固化を目的とするものでなく、粉粒体自体も固化する性状を有しないときには、粉粒体を投入した地盤が緩んでしまうという問題もあった。
【０００７】
そこで本発明は、地中へ所定の粉粒体を投入する装置及び方法であって、従来に比べて安価に、しかも容易、円滑に、そして施工後地盤の緩みを抑制し得る状態で所定の粉粒体を粉粒体投入対象地中へ投入して該地中土壌と攪拌、混練でき、地盤改良や土質改善等、各種の地盤や土壌の処理に利用できる装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００８】
また、本発明は、かかる地中へ所定の粉粒体を投入する装置及び方法であって、さらに、地中へ所定の固化剤、掘削補助剤等の薬液などの所定の流体を注入できる装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
下端部に掘削ヘッド及びその上側の土壌攪拌翼を有しているとともに該土壌攪拌翼より上側に土壌搬送スクリュー部を有し、回転駆動されつつ土壌を掘削しながら地中へ進入可能のオーガースクリューと、
前記オーガースクリューの回転軸と同方向に延びる回転軸を有する粉粒体搬送スクリューとを備えており、
前記オーガースクリューの回転軸は、その上端部から下端部へ向かって延びる内孔を有しており、該内孔は上端部が開口しているとともに下端部が該オーガースクリュー下端部に形成した粉粒体放出口に連通しており、
前記粉粒体搬送スクリューは前記内孔に前記オーガースクリューから独立して回転駆動可能に内装されている、
地中への粉粒体投入装置を提供する。
【００１０】
本発明は、かかる粉粒体投入装置を利用する地中への粉体投入方法も提供する。すなわち、
前記粉粒体投入装置を粉粒体投入対象地中の上方に設置する粉粒体投入装置設置工程と、
該粉粒体投入装置のオーガースクリューを回転駆動するとともに前記粉粒体搬送スクリューと共に下降させ、土壌を掘削しながら前記掘削ヘッド及び土壌攪拌翼を前記粉粒体投入対象地中に進入させる土壌掘削進入工程と、
前記掘削ヘッド及び土壌攪拌翼が前記粉粒体投入対象地中に配置された状態で前記粉粒体搬送スクリューを回転駆動し、該粉粒体搬送スクリューにて所定の粉粒体を該地中へ搬送投入する粉粒体投入工程と、
前記掘削ヘッド及び土壌攪拌翼が前記粉粒体投入対象地中に配置された状態で前記オーガースクリューを回転駆動して前記粉粒体投入工程で投入される粉粒体と該地中土壌とを攪拌、混練する攪拌混練工程と、
前記攪拌混練工程後、前記オーガースクリューを逆回転させることで土壌を加圧下に埋め戻しながら該オーガースクリューを前記粉粒体搬送スクリューと共に上昇させて引き抜くオーガースクリュー引抜工程と、
を含む粉粒体投入方法である。
【００１１】
本発明の粉粒体投入装置及びこれを用いる粉体投入方法によると、粉体投入対象地中の上方（通常は該地中上方の地表）に設置した粉粒体投入装置におけるオーガースクリューを回転駆動するとともに粉粒体搬送スクリューと共に下降させ、オーガースクリュー下端部の掘削ヘッドで土壌を掘削しつつ、粉粒体投入対象地中へ容易に掘り進むことができる。
【００１２】
掘削ヘッド及びその上方に位置する土壌攪拌翼が粉粒体投入対象地中に進入、到達した状態では、粉粒体搬送スクリューを回転駆動して該搬送スクリューにて所定の粉粒体を該地中へ搬送投入する。
【００１３】
この粉粒体の搬送投入は、大がかりな設備を要する圧縮空気による粉粒体の圧送でもなければ、粉粒体を流体と混練してスラリー状としてポンプ圧送するものでもなく、オーガースクリューに内装した粉粒体搬送スクリューの回転駆動による簡素な機構、手法によるものであるから、それだけ安価に、しかも容易、円滑に粉粒体を目標とする地中へ搬送、投入できる。また、粉粒体投入装置はその構造を簡単にできるから安価に提供できる。従来のアースオーガー等を改造する等して容易、安価に提供することもできる。さらに、粉粒体搬送スクリューにて粉粒体を搬送するので、該スクリューの径等を調整しておくことや、該スクリューの回転数を制御すること等により粉粒体の搬送投入量を容易に制御できる利点もある。
【００１４】
オーガースクリュー内孔の上端部開口に粉粒体投入用ホッパを連設しておいてもよい。このようにすると、粉粒体供給機構を簡素化できる。かかるホッパを設ける場合、粉粒体の搬送を一層円滑、容易化するために、オーガースクリューのスクリュー部をホッパ内の粉粒体貯留領域まで延在させておくことが望ましい。
【００１５】
オーガースクリューにおける掘削ヘッド及び土壌攪拌翼が粉粒体投入対象地中に配置された状態では、オーガースクリューを回転駆動して投入される粉粒体と該地中土壌とを攪拌、混練する。
【００１６】
この攪拌混練工程は、状況に応じて、粉粒体投入の開始に先立って開始されても、粉粒体投入開始とともに開始されても、粉粒体投入開始後に開始されてもよい。
【００１７】
投入された粉粒体と地中土壌の攪拌、混練後は、オーガースクリューを逆回転させることで、主として該オーガースクリューのスクリュー部にて土壌を加圧下に埋め戻しながら、粉粒体搬送スクリューと共に該オーガースクリューを上昇させて引き抜く。かくして、地中への粉粒体投入作業が終了する。
【００１８】
オーガースクリューを引き抜くとき、オーガースクリューが逆回転させられ、これにより主として該オーガースクリューのスクリュー部にて土壌が加圧下に埋め戻されるので、投入する粉粒体が固化能を有しない場合でも、施工後の地盤の緩みをそれだけ抑制できる。
【００１９】
かかる本発明の粉粒体投入装置及び方法は地盤改良や土質改善等、各種の地盤や土壌の処理に利用できる。
【００２０】
粉粒体については、土壌処理の目的に応じて各種の有機粉粒体、無機粉粒体、これらの混合粉粒体等を採用でき、地中の強度を高める場合には例えば固化能のあるセメントを、汚染土壌の浄化のためには例えば鉄材からなる粉粒体を採用できる。
【００２１】
本発明に係る粉粒体投入装置は、粉粒体搬送スクリューが前記オーガースクリュー内孔にオーガースクリューから独立して回転可能且つ昇降可能に内装され、下端部に、昇降動作によって前記オーガースクリュー下端部の粉粒体放出口を開閉する開閉部材を有していてもよい。
【００２２】
この場合、粉粒体投入方法を実施するにあたり、少なくとも前記土壌掘削進入工程においては、前記粉粒体搬送スクリュー下端部の開閉部材を前記オーガースクリュー下端部の粉粒体放出口を閉じる位置に配置してオーガースクリューの内孔に掘削土壌が入り込むことを防止又は抑制することができる。また、前記粉粒体投入工程においては、該開閉部材を前記オーガースクリュー下端部の粉粒体放出口を開く位置に配置して粉粒体の投入を可能にできる。この場合、該開閉部材の位置を調整することで粉粒体放出口の開度を調整して粉粒体の投入量を制御することも可能である。
【００２３】
なお、土壌掘削進入工程等においてオーガースクリュー内孔への掘削土壌入り込み量が少ない場合等において該内孔への掘削土壌入り込みを無視できるなどのときは、かかる開閉部材は必ずしも要しない。また、粉粒体搬送スクリューについてもは必ずしもオーガースクリューに対し昇降可能でなくてもよい。
【００２４】
本発明に係る粉粒体投入装置は、前記粉粒体搬送スクリューの回転軸が地中へ所定の流体を注入するための流体注入路を有していてもよい。
【００２５】
この場合、粉粒体投入方法を実施するにあたって、注入する流体の種類及び注入目的に応じて、前記土壌掘削進入工程、前記粉粒体投入工程及び前記土壌攪拌混練工程のうち少なくとも一つの工程において前記粉粒体搬送スクリューの流体注入路から地中へ所定の流体を注入することができる。
【００２６】
かかる流体として、投入する粉粒体と反応する薬液、掘削補助剤である薬液等を例示できる。場合によっては固化剤の注入も可能である。このような流体注入路を採用することで本発明の装置及び方法の適用範囲がそれだけ広がる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は本発明に係る粉粒体投入装置の１例の側面を概略的に示している。図２は該装置におけるオーガースクリュー支持駆動装置及び粉粒体搬送スクリュー支持駆動装置等を示している。図３は図１に示す粉粒体投入装置における掘削ヘッド及び土壌攪拌翼を含む部分を、一部断面で示している。
【００２９】
図１等に示す粉粒体投入装置Ａは、オーガースクリュー１、オーガースクリュー支持駆動装置２、粉粒体搬送スクリュー３及び粉粒体搬送スクリュー支持駆動装置４（図２参照）等を備えている。
【００３０】
オーガースクリュー１は回転駆動されつつ土壌を掘削しながら地中へ進入可能なものであり、下端部に掘削ヘッド１１及びその上側の土壌攪拌翼１２を有しているとともに土壌攪拌翼１２より上側に土壌搬送スクリュー部１３を有している。
【００３１】
オーガースクリュー１の下端部には、図３に示すように、上下に貫通する孔１０１ａを有するヘッド軸１０ａがある。該ヘッド軸１０ａの下端開口は粉粒体放出口１０１である。
【００３２】
ヘッド軸１０ａは、その最下端部が掘削ヘッド１１の回転軸部１１１となっており、その上側部分が土壌攪拌翼１２の回転軸部１２１となっており、さらにその上側部分が土壌搬送スクリュー部１３の下端部の回転軸部１３１となっている。すなわち、回転軸部１３１の外周面上にスクリュー部１３の下端部を周設してある。
【００３３】
掘削ヘッド１１はその回転軸部１１１に上下２段に設けられた掘削刃１１２、１１３を含んでおり、下側掘削刃１１２は上側掘削刃１１３より小径に形成されており、硬い地盤を掘削でき、上側掘削刃１１３は下側掘削刃１１２により掘削された地盤をさらに、且つ、より大径領域で掘削できる。
【００３４】
土壌攪拌翼１２はその回転軸部１２１から該軸の半径方向外側に互いに反対方向に突出する対攪拌翼１２２を上下複数段に複数対設けたものである。図３には、これら複数の対攪拌翼１２２を同じように示してあるが、実際には所定中心角度ずつずらして設けてある。土壌攪拌翼１２の外径は前記上側掘削刃１１３の外径と同じ若しくはそれより若干小さい。
【００３５】
回転軸部１１１、１２１、１３１を提供しているヘッド軸１０ａの上端部、すなわち回転軸部１３１の上端部にはさらに軸１０ｂが接続されている。軸１０ｂは幾本かの軸を継ぎ手で接続して形成してある。
【００３６】
軸１０ｂにも上下に貫通する孔１０１ｂが形成してあり、その下端はヘッド軸１０ａの孔１０１ａの上端に連通しており、孔１０１ｂの上端部には後述する粉粒体投入ホッパ５が差し込まれている。
【００３７】
軸１０ｂの外周面上にはオーガースクリュー１のスクリュー部１３の残部が形成されている。従って、軸１０ａ及び１０ｂは両者で一本のオーガースクリュー回転軸１０を提供している。そして、ヘッド軸１０ａの孔１０１ａ及び上側軸１０ｂの孔１０１ｂはオーガースクリュー回転軸１０を上下に貫通する一本の内孔１００を提供している。
【００３８】
軸１０ａと１０ｂは、軸１０ａ上端の小径部１３２に軸１０ｂの下端部を外嵌し、軸１０ｂに左右対称に配置して挿入した一対の抜け止めピン１３２ａを軸１０ａの小径部１３２に形成した溝に挿入することで接続してある。なお、軸１０ａ及び１０ｂ相互の接続手段はこれに限定されるものではない。
【００３９】
粉粒体搬送スクリュー３は、オーガースクリュー回転軸１０と同方向に延びる回転軸３１を有しており、その外周面上に粉粒体搬送スクリュー部３２を周設してある。スクリュー３はオーガースクリュー回転軸１０の内孔１００に、オーガースクリュー１から独立して回転可能、且つ、昇降可能に挿入されている。
【００４０】
また、その状態で、搬送スクリュー回転軸３１の下端に開閉部材３３が設けられており、該部材３３は粉粒体搬送スクリュー３を上昇させることで、オーガースクリュー下端部の粉粒体放出口１０１を閉じることができ、下降させることで、粉粒体放出口１０１を開くことができる。また、粉粒体搬送スクリュー３の下降量を調整することで、粉粒体放出口１０１の開度を制御することもできる。
【００４１】
粉粒体搬送スクリュー３の回転軸３１には、流体注入路３０が上下に貫通している。
【００４２】
図２に示すように、オーガースクリュー支持駆動装置２は、オーガースクリュー１を支持するとともに該オーガースクリューを回転駆動し、昇降させるものであり、支持フレーム２１と、オーガースクリュー回転駆動部と、オーガースクリュー昇降駆動部を含んでいる。
【００４３】
支持フレーム２１は後述するように支柱ＣＬに沿って昇降できる。
【００４４】
図１に示すように、支持フレーム２１の頂部には動滑車装置ｍ１が搭載されており、この滑車装置ｍ１と支柱上の滑車装置ｍ２及び図示省略のウインチ等によって支持フレーム２１等を昇降させることができる。
【００４５】
支持フレーム２１にはギアボックスＧＢ１が吊り下げ支持されており、オーガースクリュー１の回転軸１０の上端部は該ギアボックスＧＢ１に回転可能に支持されているとともにギアボックスＧＢ１に内蔵のギア列（図示省略）を介して２機のモータＭ１に連動するようになっている。２機のモータＭ１は支持フレーム２１に左右対称に配置され、ギアボックスＧＢ１に搭載されている。各モータＭ１は正逆回転可能である。従って両モータＭ１にてオーガースクリュー１を土壌掘削方向に正転させることも、逆転させることもできる。モータＭ１、ギアボックスＧＢ１及びそれに内蔵のギア列等はオーガースクリュー回転駆動部を構成している。
【００４６】
ギアボックスＧＢ１の背面側にはスライダＳＬ１（図１参照）が設けられており、このスライダＳＬ１は自走車Ｖに連結された支柱ＣＬに昇降可能に係合している。かくしてギアボックスＧＢ１、これを支持する支持フレーム２１、、ギアボックスＧＢ１に支持されたオーガースクリュー１等は滑車装置ｍ１、ｍ２及び図示省略のウインチ等によってスライダＳＬ１により支柱ＣＬに沿って昇降動作できる。すなわち支柱ＣＬ、スライダＳＬ１、滑車装置ｍ１、ｍ２等はオーガースクリュー１等を昇降させる昇降駆動部を構成している。
【００４７】
支柱ＣＬは自走車Ｖ上の油圧作動のピストンシリンダ装置ＶＰＣにステーＳＴを介して連結されており、該ピストンシリンダ装置ＶＰＣにより姿勢制御できる。
【００４８】
粉粒体搬送スクリュー支持駆動装置４はスクリュー駆動部及びスクリュー昇降駆動部を含んでいる。これら両駆動部は支持フレーム２１に搭載されている。
【００４９】
すなわち、前記の支持フレーム２１にはもう一つのギアボックスＧＢ２が配置されており、それにモータＭ２が連設されている。これらは油圧作動のピストンシリンダ装置ＰＣを介して支持フレーム２の上部から吊り下げられている。
【００５０】
粉粒体搬送スクリュー３の回転軸３１はギアボックスＧＢ２に回転可能に支持されており、該ボックス内のギア列（図示省略）を介してモータＭ２の回転軸に連動するようになっている。また、スクリュー３の回転軸３１はモータＭ２による駆動を妨げないようにスイベル装置Ｓにも接続されている。スイベル装置ＳはギアボックスＧＢ２に搭載されている。
【００５１】
ギアボックスＧＢ２の背面側には第２のスライダＳＬ２が設けられており、このスライダＳＬ２も前記支柱ＣＬに昇降可能に係合している。
【００５２】
支持フレーム２１にはさらに粉粒体投入ホッパ５が搭載されており、これは倒立円錐体或いは角錐体等の形状を呈しており、粉粒体搬送スクリュー３を囲繞し、下端部はオーガースクリュー回転軸１０の上端開口部に、該スクリューの回転に支障のないように挿入されている。搬送スクリュー３のスクリュー部３２はホッパ５の粉粒体貯留領域まで延在している。
【００５３】
かくして、粉粒体搬送スクリュー３は、ピストンシリンダ装置ＰＣによりオーガースクリュー１に対し昇降でき、従って下端の前記開閉部材３３（図３参照）にて粉粒体放出口１０１を開閉できる。また、モータＭ２によりオーガースクリュー１から独立して粉粒体搬送スクリュー３を回転駆動してホッパ５内の粉粒体６をオーガースクリュー回転軸１０の内孔１００を通して下方へ搬送し、粉粒体放出口１０１から地中へ投入することができる。
【００５４】
ピストンシリンダ装置ＰＣやスライダＳＬ２は粉粒体搬送スクリューの昇降駆動部を構成しており、モータＭ２、ギアボックスＧＢ２及びそれに内蔵のギア列等は粉粒体搬送スクリューの回転駆動部を構成している。
【００５５】
スイベル装置Ｓは、それ自体既に知られている構成のものであり、それに接続された管Ｐにて供給される所定の流体を粉粒体搬送スクリュー回転軸３１の流体注入路３０に流入させ、該注入路３０から地中へ供給できる。
【００５６】
以上説明した粉粒体投入装置Ａを用いて次のように粉粒体投入対象地中へ所定の粉粒体を投入できる。以下その１例を図４を参照して説明する。
【００５７】
図４の（Ａ）乃至（Ｄ）は図１乃至図３に示す装置Ａを用いた地中への粉体投入方法実施の１例を示す工程説明図である。
（１）粉粒体投入装置設置工程
先ず、図４（Ａ）に示すように、粉粒体投入装置Ａを粉粒体投入対象地中の上方の地表ＬＳに設置する。この装置設置は自走車Ｖにて装置Ａをその場所へ搬送することで行える。粉粒体投入ホッパ５には所定の粉粒体６を入れておく。粉粒体６は、それには限定されないが、ここでは鉄材からなる粉粒体である。
（２）土壌掘削進入工程
次に図４（Ｂ）に示すように、モータＭ１にてオーガースクリュー１を正転させつつ支持フレーム２１を下降させることでオーガースクリュー１を下降させ、掘削ヘッド１１で土壌を掘削しながら、該掘削ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２を粉粒体投入対象地中ＥＡに進入させ、そこに配置する。このとき粉粒体搬送スクリュー３も支持フレーム２１が下降することでオーガースクリュー１と共に下降する。
【００５８】
この工程においては未だ粉体搬送スクリュー３を回転駆動する必要はない。また、オーガースクリュー回転軸１０下端の粉粒体放出口１０１は開閉部材３３で閉じておき、オーガースクリュー回転軸１０の内孔１００に土壌が入り込むことを防止する。
（３）粉粒体投入工程及び攪拌混練工程
次に図４（Ｃ）に示すように、掘削ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２が地中ＥＡに配置された状態で粉粒体搬送スクリュー３をモータＭ２にて粉粒体搬送方向に回転駆動するとともに支持フレーム２１に搭載されたピストンシリンダ装置ＰＣにて下降させ、開閉部材３３を粉粒体放出口１０１を開く位置に配置する。かくして、スクリュー３にてホッパ５内の粉粒体６を放出口１０１から地中ＥＡへ搬送投入する。
【００５９】
また、掘削ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２が地中ＥＡに配置された状態で、前記粉粒体投入開始と同時的に、或いはそれに若干先立って、オーガースクリュー１をモータＭ１で回転駆動して投入される粉粒体６と地中ＥＡの土壌とを攪拌、混練する。この攪拌混練は主として前記の土壌攪拌翼１２の回転にて行う。
（４）オーガースクリュー引抜工程
前記攪拌混練工程後、図４（Ｄ）に示すように、モータＭ１を逆転させることでオーガースクリュー１を逆回転させ、これにより主としてオーガースクリューのスクリュー部１３にて土壌を加圧下に埋め戻しながら、粉粒体搬送スクリュー３と共にオーガースクリュー１を上昇させて引き抜く。かくして、地中への粉粒体投入作業が終了する。オーガースクリュー１の逆回転による土壌の加圧下の埋め戻しにより、施工後地盤の緩みがそれだけ抑制される。
【００６０】
この工程においては、スクリュー３は回転させておく必要はないから回転停止させればよく、また、粉粒体投入口１０１は開いておく必要はないから開閉部材３３で閉じればよい。
【００６１】
流体を注入しようとするときは、注入する流体の種類及び注入目的に応じて、前記土壌掘削進入工程、前記粉粒体投入工程及び前記土壌攪拌混練工程のうち少なくとも一つの工程において粉粒体搬送スクリュー３の流体注入路３０から地中へ所定の流体を注入すればよい。
【００６２】
以上説明した粉粒体投入作業は、粉粒体供給、投入のための大がかりな設備を要する圧縮空気による粉粒体の圧送でもなければ、粉粒体を流体と混練してスラリー状としてポンプ圧送するものでもなく、オーガースクリュー１に内装した粉粒体搬送スクリュー３の回転駆動と、開閉部材３３を開位置にセットするためのスクリュー下降動作による簡素な機構、手法によるものであるから、それだけ安価に、しかも容易、円滑に粉粒体６を目標とする地中ＥＡへ搬送、投入できる。
【００６３】
また、粉粒体投入装置Ａはその構造を簡単にできるから安価に提供できる。さらに、粉粒体搬送スクリュー３にて粉粒体６を搬送するので、スクリュー３の径等を調整しておくことや、スクリュー３の回転数を制御すること等により粉粒体６の搬送投入量を容易に制御できる利点もある。
【００６４】
かかる粉粒体投入装置Ａ及び該装置を利用した粉粒体投入方法は地盤改良や土質改善等、各種の地盤や土壌の処理に利用できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、地中へ所定の粉粒体を投入する装置及び方法であって、従来に比べて安価に、しかも容易、円滑に、そして施工後地盤の緩みを抑制し得る状態で所定の粉粒体を粉粒体投入対象地中へ投入して該地中土壌と攪拌、混練でき、地盤改良や土質改善等、各種の地盤や土壌の処理に広く利用できる装置及び方法を提供することができる。
【００６６】
また、本発明によると、かかる地中へ所定の粉粒体を投入する装置及び方法であって、さらに、地中へ所定の固化剤、掘削補助剤等の薬液などの所定の流体を注入できる装置及び方法を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粉粒体投入装置の１例の側面図である。
【図２】図１に示す装置におけるオーガスクリュー支持駆動装置や粉粒体搬送スクリュー支持駆動装置等の正面図である。
【図３】図１に示す装置における掘削ヘッド及び土壌攪拌翼を含む部分の、一部を断面で示す側面図である。
【図４】（Ａ）乃至（Ｄ）は図１に示す装置を用いた地中への粉粒体投入方法実施の１例を示す工程説明図である。
【符号の説明】
Ａ　粉粒体投入装置
１　オーガースクリュー
１０　オーガースクリュー回転軸
１００　オーガースクリュー１の内孔
１０ａ　ヘッド軸
１０１ａ　ヘッド軸１０ａの内孔
１０１　　粉粒体放出口
１１　掘削ヘッド
１１１　掘削ヘッド１１の回転軸部
１１２　下側掘削刃
１１３　上側掘削刃
１２　土壌攪拌翼
１２１　土壌攪拌翼１２の回転軸部
１２２　対攪拌翼
１０ｂ　軸
１０１ｂ　軸１０ｂの内孔
１３　オーガースクリュー１のスクリュー部
１３１　スクリュー部１３の下端部の回転軸部
２　オーガースクリュー支持駆動装置
２１　支持フレーム
Ｍ１　モータ
ＧＢ１、ＧＢ２　ギアボックス
ＳＬ１、ＳＬ２　スライダ
ＣＬ　支柱
ｍ１、ｍ２　滑車装置
Ｖ　自走車
ＶＰＣ　ピストンシリンダ装置
ＳＴ　ステー
３　粉粒体搬送スクリュー
３１　スクリュー３の回転軸
３２　スクリュー３のスクリュー部
３０　流体注入路
４　粉粒体搬送スクリュー支持駆動装置
ＰＣ　ピストンシリンダ装置
Ｍ２　モータ
Ｓ　スイベル装置
Ｐ　管
５　粉粒体投入ホッパ
ＬＳ　地表
ＥＡ　地中
【図１】
2004092324.tif 000003
【図２】
2004092324.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004092324.tif 000006