(57)【要約】【課題】余剰泥土から土砂成分を効率的に除去してセメント分等の余剰液を得て再利用するとともに、前記余剰泥土の固化等による装置内部の目詰まりを防止し、さらに作業終了時における装置内部全体の洗浄を容易にした余剰泥土のリサイクル装置を提供する。【解決手段】余剰泥土の希釈混練装置４、沈澱物を除去する分離槽９、該分離槽９の上部水がマッドスクリーン１３を通して供給される循環槽１４、該循環槽１４内に設けられ前記マッドスクリーン１３を通して供給された泥水を前記マッドスクリーン１３の上方に配置したサイクロン１７，１８に供給する循環ポンプ１５、前記分離槽９からドレン弁２４を介して前記循環槽１４へ導かれたドレン管２３、ドレン弁３２を介して設けられた前記循環槽１４のドレン管３１、該循環槽１４のドレン管３１及び前記循環槽１４へ導かれたドレン管２３のそれぞれドレン弁３２及び２４の上流位置に連結された清水分岐管２９及び３３からなる余剰泥土のリサイクル装置。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
余剰泥土の希釈混練装置、沈澱物を除去する分離槽、該分離槽の上部水がマッドスクリーンを通して供給される循環槽、該循環槽内に設けられ前記マッドスクリーンを通して供給された泥水を前記マッドスクリーンの上方に配置したサイクロンに供給する循環ポンプ、前記分離槽からドレン弁を介して前記循環槽へ導かれたドレン管、ドレン弁を介して設けられた前記循環槽のドレン管、該循環槽のドレン管及び前記循環槽へ導かれたドレン管のそれぞれのドレン弁の上流位置に連結された清水分岐管からなることを特徴とする余剰泥土のリサイクル装置。
【請求項２】
前記分離槽が内部にスパイラル分級機を有することを特徴とする請求項１に記載の余剰泥土のリサイクル装置。
【請求項３】
前記マッドスクリーンと前記サイクロンの間に、前記マッドスクリーンよりメッシュの細かな第二のマッドスクリーンを介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の余剰泥土のリサイクル装置。
【請求項４】
前記循環槽内の泥水の比重測定器が設けられ、測定された比重値により前記希釈混練装置への清水供給量を制御する自動調節弁を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の余剰泥土のリサイクル装置。
【請求項５】
高分子溶解槽が設けられ、該高分子溶解槽から前記希釈混練装置へ遅延剤、凝集剤等が供給自在に構成されてなることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の余剰泥土のリサイクル装置。
【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よる山留め壁や止水壁等の構築時、その他、地盤改良時等に地上に排出される余剰泥土のリサイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設コスト削減、産業廃棄物量及び産業廃棄物処理コストの削減を目的として、ソイルセメントミキシング工法等において地上に排出される土砂と固化材等との混合物である余剰泥土を再利用すること（特開平１０−２１２７２６号公報、特開平１０−２７３９１１号公報等参照）が提案されている。
【０００３】
また、前記余剰泥土から土砂成分を分離除去し、該土砂成分の分離除去によって得られたセメント分等の余剰液を再利用し、ソイルパイルの造成に必要なセメント材料の使用量を節減し、併せて産業廃棄物の発生を少なくしてそれに要する費用を節減することが提案されている（特開昭６０―５９１０号公報参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１２７２６号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−２７３９１１号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開昭６０−５９１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記余剰泥土から土砂成分を分離除去し、該土砂成分の分離除去により得られたセメント分等の余剰液を再利用する場合には、前記余剰泥土から土砂成分を効率的に分離除去する必要がある。
【０００８】
しかしながら、前記余剰泥土は、砂質土、礫質土、粘性土、それらの混合物等からなり、土質性状が掘削地、掘削時間等によって異なるため、それら土質性状の異なる各種の余剰泥土から土砂成分を効率的に分離除去することには困難を伴うものであった。
【０００９】
また、前記余剰泥土は、セメント分、地盤改良剤等を含むため、固化等して分離装置、すなわち、リサイクル装置（以下単に「装置」と言う。）の内部に詰まり易く、該装置の一部に目詰まりが生じた場合には、その復旧作業に手数を要し、また、作業終了時には日々装置内部全体を洗浄する必要があり、該洗浄にもきわめて手数を要するものであった。
【００１０】
本発明は、前記余剰泥土の土砂成分を有効に除去してセメント分等の余剰液を得て再利用するものであり、その際、前記余剰泥土の固化等による装置内部の目詰まりを防止し、さらに作業終了時における装置内部全体の洗浄を容易にした余剰泥土のリサイクル装置を提供することを目的とし、同時に産業廃棄物発生の減少を図るものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に示す本発明の一実施の形態は、余剰泥土の希釈混練装置、沈澱物を除去する分離槽、該分離槽の上部水がマッドスクリーンを通して供給される循環槽、該循環槽内に設けられ前記マッドスクリーンを通して供給された泥水を前記マッドスクリーンの上方に配置したサイクロンに供給する循環ポンプ、前記分離槽からドレン弁を介して前記循環槽へ導かれたドレン管、ドレン弁を介して設けられた前記循環槽のドレン管、該循環槽のドレン管及び前記循環槽へ導かれたドレン管のそれぞれのドレン弁の上流位置に連結された清水分岐管からなることを特徴とする余剰泥土のリサイクル装置である。
【００１２】
前記請求項１によれば、余剰泥土が搬送に適した濃度に希釈され、沈澱物及び浮遊物等が除去され、さらにサイクロンにより泥土粒子が分離されてセメント成分等の余剰液を得ることができるとともに、前記余剰泥土の固化等による装置内部の目詰まりを防止でき、さらに作業終了時における装置内部全体の洗浄が容易であり、結果として産業廃棄物発生の減少が図られる。
【００１３】
すなわち、本発明では、泥土の固化等による目詰まりが生じ易い部分、具体的には、泥土が停滞する分離槽及び循環槽のそれぞれのドレン管部分に清水分岐管が連結されているため、前記ドレン管部分に適当時間間隔で清水を供給して逆洗浄することにより前記泥土の固化等による目詰まりを防止することができる。
【００１４】
また、作業終了時に、日々行われる装置内部全体の洗浄は、該装置の上流から下流へと一連に行われる。すなわち、前記希釈混練装置へ清水が供給され、順次、分離槽の洗浄、循環槽の洗浄、さらにマッドスクリーン及びサイクロンの洗浄が行われ、最終的に、前記循環槽のドレン管から排出されることにより装置内部の全体の洗浄が行われる。
【００１５】
請求項２に示す実施の一形態は、前記分離槽が内部にスパイラル分級機を有することを特徴とする請求項１に記載の余剰泥土のリサイクル装置である。
【００１６】
前記請求項２に示す実施の一形態によれば、連続的に分離槽内の沈澱土砂を排出できるため装置の連続稼動が可能である。
【００１７】
請求項３に示す実施の一形態は、前記マッドスクリーンと、前記サイクロンの間に、前記マッドスクリーンよりメッシュの細かな第二のマッドスクリーンを介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の余剰泥土のリサイクル装置である。
【００１８】
前記請求項３に示す実施の一形態によれば、循環槽から循環ポンプによってサイクロンに供給され、該サイクロンにおいてセメント分等の余剰液と分離された泥土中の細かな粒子が前記細かなメッシュの第二のマッドスクリーンによって除去される。
【００１９】
請求項４に示す実施の一形態は、前記循環槽内の泥水の比重測定器が設けられ、測定された比重値により前記希釈混練装置への清水供給量を制御する自動調節弁を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の余剰泥土のリサイクル装置である。
【００２０】
前記請求項４に示す実施の一形態によれば、セメント分等の余剰液の均一化が図られ、したがって、後のセメント等との混合を適切に行うことができる。
【００２１】
請求項５に示す実施の一形態は、高分子溶解槽が設けられ、該高分子溶解槽から前記希釈混練装置へ遅延剤、凝集剤等が供給自在に構成されてなることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の余剰泥土のリサイクル装置である。
【００２２】
前記請求項５に示す実施の一形態によれば、作業終了時に、装置の上流に設けられた前記希釈混練装置に遅延剤を供給して該遅延剤を装置全体に容易に行き渡らせることができ、したがって、装置内部に残された余剰泥土の固化を遅延せしめ、時間が経過した後にそのまま作業を継続することが可能である。また、セメント分が含まれる水と土砂とを分離する凝集剤により、土砂の効率的沈澱を図ることも可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、ソイルセメントミキシング工法における余剰泥土のリサイクル装置の一形態を説明する。図１は、余剰泥土のリサイクル装置のフロー図、図２は、余剰泥土のリサイクル装置の概略側面図である。
【００２４】
図中、１は、オーガ−マシンによるソイルセメント柱列工法の施工に伴い地上に排出された土砂、セメント及びベントナイト等からなる余剰泥土である。該余剰泥土１は、その後の搬送を考慮して、必要に応じて清水によって適宜希釈される。
【００２５】
図中、２は、前記必要に応じて清水によって希釈された余剰泥土１を、配管３を通して希釈混練装置４へ供給するスクイーズポンプである。
【００２６】
前記希釈混練装置４は、ケーシング４ａに攪拌羽根等を有する攪拌軸４ｂが内蔵され、該攪拌軸４ｂがモータ５により回転駆動させられる構成になっており、その一端部に前記配管３が連結され、さらに該配管３の連結部に隣接して、清水槽６から自動調節弁４９を介して清水供給管７が連結される。
【００２７】
前記希釈混練装置４の、前記配管３の連結部及び前記清水槽６からの清水供給管７の連結部と反対側の端部に、希釈混練された余剰泥土１の出口８が設けられる。
【００２８】
つぎに、前記希釈混練装置４の下方に分離槽９が設けられる。該分離槽９は、側面視逆直角三角形に形成され、内部にスパイラル分級機１０を有する。該スパイラル分級機１０は、モータ５０により駆動させられ、前記希釈混練装置４から供給された希釈混練された余剰泥土１中の自然沈下物、すなわち、沈澱土砂を共用ベッセル１１へ排出する。
【００２９】
つぎに、前記分離槽９内の上部水が、配管１２を介してメッシュを比較的粗く調整（例えば、６ｍｍ）したマッドスクリーン１３へ供給され、該マッドスクリーン１３を通過した泥水が、下方の循環槽１４へ供給され、前記マッドスクリーン１３を通過しなかった浮遊物、ごみ等が前記共用ベッセル１１へ排出される。
【００３０】
前記循環槽１４内には、循環ポンプ１５が設けられ、該循環ポンプ１５によって前記循環槽１４内に供給された泥水が、配管１６を介してサイクロン１７，１８に導かれ、該サイクロン１７，１８における遠心分離によって、泥土粒子が除去されたセメント分等の余剰液は、配管１９を通って再利用液槽２０へ供給され、ポンプ２１によって、その後のソイル柱列造成時のセメント等との混練材として再利用される。
【００３１】
一方、前記サイクロン１７，１８における遠心分離によって該サイクロン１７，１８内に残された泥土は、前記サイクロン１７，１８の下端から、メッシュを前記マッドスクリーン１３より細かに調整（例えば、０．６ｍｍ）した第二のマッドスクリーン２２上へ流出させられ、該第二のマッドスクリーン２２（及び前記マッドスクリーン１３）を通過し、再び前記循環槽１４に戻されて前記サイクロン１７，１８への循環を繰り返す。なお、前記第二のマッドスクリーン２２を通過しなかった土砂等は前記共用ベッセル１１へ排出される。なお、前記マッドスクリーン１３及び第二のマッドスクリーン２２は適宜振動させられる。
【００３２】
図中、２３は、前記分離槽９の底部と前記循環槽１４を連結する第一ドレン管であり、途中に第一ドレン弁２４を有する。なお、前記循環槽１４は、前記分離槽９の下方に配置される。また、図中、２５は前記循環槽１４の内部上下を連通する配管であり、途中にサンプリングポンプ２６及び比重測定器２７が介在させられている。なお、比重測定器２７は、後に詳細を述べるが、前記再利用液槽２０へ供給されるセメント分等の余剰液の均一化を図るために利用される。
【００３３】
本発明では、清水槽６からの清水が、前記希釈混練装置４に供給される他、装置の目詰まり防止のため及び作業終了時の装置内部全体の洗浄のために利用される。
【００３４】
まず、前記清水槽６からの清水分岐管２８が、さらに分岐されて、一方清水分岐管２９が、第一開閉弁３０を介して、前記循環槽１４の第二ドレン管３１に設けられた第二ドレン弁３２の、前記循環槽１４側に連結され、他方清水分岐管３３が、第二開閉弁３４を介して、前記第一ドレン管２３に設けられた前記第一ドレン弁２４の、前記分離槽９側に連結されている。
【００３５】
その他、前記清水供給管７の分岐管３５が、開閉弁３６を介して弁前記第一スマッドクリーン１３及び前記第二マッドスクリーン２２部に洗浄用として導かれ、前記他方清水分岐管３３からの更なる分岐管３７が開閉弁３８を介してサンプリングポンプ２６に連結されている。
【００３６】
図中、３９は、高分子溶解槽であり、内部が上下二段に区画され、上部が攪拌槽３９ａとされ、該攪拌槽３９ａには、前記他方清水分岐管３３から分岐された配管４０が開閉弁４１を介して導かれ、内部にはモータ４２によって回転させられる攪拌翼４３が設けられている。
【００３７】
前記高分子溶解槽３９の下部は、前記攪拌槽３９ａで攪拌溶解された高分子溶解液の貯留層３９ｂとされ、該貯留槽３９ｂと前記上部の攪拌槽３９ａ間が開閉弁４４を介して配管４５によって連結させられている。さらに前記攪拌槽３９ａから前記貯留槽３９ｂに供給貯留された遅延剤、凝集剤等の高分子溶解液が高分子ポンプ４６を介して配管４７によって前記分離槽９に供給される構成になっている。
【００３８】
前記比重測定器２７は、前記再利用液槽２０に供給されるセメント分等の余剰液の均一化、すなわち、後のセメント等と混合される余剰液の均一化を図るもので、前記循環槽１４内の泥土水の比重（濃度）を測定し、ある設定範囲において、比重値を超える場合には、前記清水槽６からの清水供給管７に設けられた自動調節弁４９を開いて希釈混練装置４に清水を供給し、逆にある設定範囲において、比重値に満たない場合には、前記清水槽６からの清水供給管７に設けられた自動調節弁４９を絞って流量を制御し、セメント分等の余剰液の比重（濃度）を均一に制御する。
【００３９】
前記制御の結果、前記希釈混練装置４に供給される清水量が制御され、該希釈混練装置４において比重（濃度）調整された泥水が、前記分離槽９を介して前記循環槽１４に供給され、結果として、前記循環槽１４及び前記サイクロン１７，１８、配管１９を介して前記再利用液槽２０にの均一比重（濃度）のセメント成分等の余剰液が供給される。
【００４０】
図中、４８は、前記清水槽６内に設けられたポンプ、５１は、泥水に接触することなく、前記循環槽１４内の泥水位を制御する超音波レベル計であり、所定範囲の泥水位検知の他、溢水及び渇水状態を検知して装置を停止させる等の機能を有する。
【００４１】
前記構成の装置において、泥土の固化等による目詰まりが生じ易い部分は、泥土が停滞する部分、すなわち、前記分離槽９の底部から設けられた前記第一ドレン管２３の第一ドレン弁２４の上流部分及び前記循環槽１４の底部から設けられた前記第二ドレン管３１の第二ドレン弁３２の上流部分である。
【００４２】
そこで、前記第一ドレン管２３及び前記第二ドレン管３１部分の泥土固化等による目詰まりを防止するため、前記一方清水分岐管２９に設けられた前記第一開閉弁３０及び前記他方清水分岐管３３に設けられた前記第二開閉弁３４を適当時間間隔で自動開閉することにより、前記目詰まりを防止することができる。
【００４３】
すなわち、前記第一ドレン管２３及び前記第二ドレン管３１に適当時間間隔で清水を供給して逆洗浄流動化させて、前記泥土固化等による目詰まりを防止することができる。
【００４４】
つぎに、作業終了時に、日々行われる装置内部全体の洗浄について述べると、該洗浄は、装置の上流から下流へと一連に行われ、最終的には、前記循環槽１４のドレン管３１から泥水が抜かれる。まず、清水槽６から清水供給管７を通って送られてきた清水、さらには前記スクイーズポンプ２を通って送った清水が前記希釈混練装置４に供給されて該希釈混練装置４内が洗浄される。
【００４５】
つぎに、前記洗浄水が前記分離層９に送られる。該分離槽９においては、内部に設けられた前記スパイラル分級機１０がモータ５０により稼動させられ、該スパイラル分級機１０の洗浄も行われる。つぎに前記該スパイラル分級機１０及び前記分離槽９内の洗浄水が、該分離槽９の底部から設けられた第一ドレン管２３の、開放された第一ドレン弁２４を介して前記循環槽１４に供給される。
【００４６】
なお、前記分離槽９内の洗浄及び前記第一ドレン管２３内の前記洗浄のに加えて、前記他方清水分岐管３３の前記第二開閉弁３４を開放して清水を前記分離槽９及び前記第一ドレン管２３内に供給して更なる洗浄を行ってもよい。
【００４７】
前記のごとくして、前記循環槽１４に供給された洗浄水は、最終的に第二ドレン管３１の、開放された第二ドレン弁３２を介して適宜排水処理される。
【００４８】
なお、前記循環槽１４内の洗浄時には、前記配管２５、サンプリングポンプ２６及び比重測定器２７内の洗浄、さらには、循環ポンプ１５の駆動に伴うサイクロン１７，１８内の洗浄、さらにまた、前記分岐管３５に設けられた開閉弁３６を開放して前記マッドスクリーン１３及び第二のマッドスクリーン２２の洗浄も行われる。
【００４９】
さらに、前記循環槽１４から洗浄水を排出後、前記一方清水分岐管２９の前記第一開閉弁３０を開放して、前記循環槽１４内に清水を供給し、さらに循環ポンプ１５を駆動させる等して、前記サイクロン１７，１８内の更なる洗浄を行ってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ソイルセメントミキシング工法等において地上に排出される余剰泥土の土砂成分を有効に除去してセメント分等の余剰液を得て再利用することができ、その際、前記余剰泥土の固化等による装置内部の目詰まりを防止でき、さらに作業終了時における装置内部全体の洗浄が容易であり、同時に産業廃棄物発生の減少を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の余剰泥土のリサイクル装置のフロー図である。
【図２】本発明の余剰泥土のリサイクル装置の概略側面図である。
【符号の説明】
１　　　余剰泥土
４　　　希釈混練装置
９　　　分離槽
１０　　スパイラル分級機
１３　　マッドスクリーン
１４　　循環槽
１５　　循環ポンプ
１７　　サイクロン
１８　　サイクロン
２２　　第二のマッドスクリーン
２３　　ドレン管
２４　　ドレン弁
２７　　比重測定器
２８　　清水分岐管
２９　　一方清水分岐管
３１　　ドレン管
３２　　ドレン弁
３３　　他方清水分岐管
【図１】
2004100248.tif 000003
【図２】
2004100248.tif 000004