(57)【要約】【課題】  連続して安定的に大量に処理できる性状の異なる泥水に対しても汎用的に適用が可能な効率の良い掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システムを提供する。【解決手段】  杭穴Ｂの掘削時に発生する泥水を処理土と排水に分離処理するための掘削泥水処理方法であって、該泥水を振動するメッシュ体の上に流し込んで一定大きさ以上の礫及び土塊を分離し且つ同時に該礫で土塊を粉砕した後、該泥水を送水経路を介して前記メッシュ体よりメッシュ目の細かい別のメッシュ体の上に流し込み残留する礫及び土塊を分離し、その後、泥水の分散性を向上させ、最後に泥水を脱水して処理土と排水とに分離処理した。【選択図】  図３
2004293289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭穴の掘削時に発生する泥水を処理土と排水に分離処理するための掘削泥水処理方法であって、該泥水を振動するメッシュ体の上に流し込んで一定大きさ以上の礫及び土塊を分離し且つ同時に該礫で土塊を粉砕した後、該泥水を送水経路を介して前記メッシュ体よりメッシュ目の細かい別のメッシュ体の上に流し込み残留する礫及び土塊を分離し、その後、泥水の分散性を向上させ、最後に泥水を脱水して処理土と排水とに分離処理することを特徴とする掘削泥水処理方法。
【請求項２】
前記排水を、掘削液に再利用することを特徴とする請求項１記載の掘削泥水処理方法。
【請求項３】
杭穴の掘削時に発生する泥水を処理土と排水に分離処理するための掘削泥水処理システムであって、該泥水を流し込んで一定大きさ以上の礫及び土塊を分離し且つ同時に該礫で土塊を粉砕するための振動篩い機と、該振動篩い機から送水管を通して送られてくる泥水に対して残留する礫及び土塊を分離し、泥水の分散性を向上させて処理土と排水とに分離処理するための泥水処理機と、を備えることを特徴とする掘削泥水処理システム。
【請求項４】
前記振動篩い機は、凹曲面形状に形成されたメッシュ体が配置された振動する篩い部を備えることを特徴とする請求項３記載の掘削泥水処理システム。
【請求項５】
前記振動篩い機は、回転するブレードを備えた土塊粉砕機をメッシュ体に添って配置することを特徴とする請求項３記載の掘削泥水処理システム。
【請求項６】
前記篩い部は、その振動により、泥水から分離された礫をメッシュ体上に転がせながら更に必要により回転ブレードを利用して土塊を粉砕するものであることを特徴とする請求項４記載の掘削泥水処理システム。
【請求項７】
前記泥水処理機には、傾斜した複数段の振動するメッシュ体が設けられていることを特徴とする請求項３記載の掘削泥水処理システム。
【請求項８】
前記泥水処理機には、泥水の分散性を向上させるための汚水槽が設けられていることを特徴とする請求項３記載の掘削泥水処理システム。
【請求項９】
前記泥水処理機には、円筒状の所定の穴径寸法のメッシュ体よりなるスクリーンドラムを備えた減圧脱水部が設けられており、該スクリーンドラムの内側を負圧状態に形成することで泥水を脱水するものであることを特徴とする請求項３記載の掘削泥水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システムに関し、更に詳しくは、送水管の詰まりを防止でき、複数段階に設けられた濾過用メッシュを目詰りすることなく泥水の改質処理等を容易に行うことができ、更に小規模な現場でも容易にレイアウト変更可能なコンパクトな掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の基礎工事に際しては、通常、既製杭あるいは現場造成杭等を地下に埋め込み造成するために、通常３０ｃｍ以上の掘削径の杭穴を１０ｍ以上掘削する。
掘削工法としては、近年、基礎の支持力等の耐力を増強することを目的として、大容積の杭穴堀削が行われ水や硬化剤を混合した掘削液を注入しながら行う湿式掘削施工法が主流であり、掘削液によって、泥土（掘削工事から生じる無機性の泥状物又は泥水のこと）が泥水の状態で排出される。
特許文献１に示すように、掘削施工の際の切削土や泥水等の排出量を減らす技術も開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この泥水状態の泥土（本明細書では泥水又は掘削泥水という）の中には、通常、粘土等の土塊や礫等が混在している。
また、コンクリート杭、鋼管杭、鋼材に所定の支持力を付与するために、杭穴にセメントミルク等の固化剤を注入・充填する場合があり、泥水中にセメント等が混入することもある。
【０００４】
こうした泥水はそのままでは処理できず、従来は、先ず沈殿池で固形分を沈殿させていた。
そしてクラムシェル等によりコンテナ車に積み込んで処理施設に搬送するか、固化剤を投入して現場に一部埋め込むのが一般的であった。
しかし、今日、最終処分場を新規設置するのが困難なこと、泥水の搬出に関しては、産業廃棄物の不法投棄が横行していること、更には環境問題等の観点から、こうした泥水に対してもリサイクルの要請が強まってきている。
【０００５】
因みに、建設省（現国土交通省）の建設汚泥再生利用技術基準（案）等では、こうした泥水（建設汚泥）に焼成、固化、脱水、乾燥及びセメント・石灰等による安定処理等を施して性状を改良した処理土とし、ドレーン材や骨材、緑化基盤、園芸用土、ブロック等に製品化したり、盛土材や埋め戻し材等の土質材料として再生利用することが求められている。
【０００６】
こうした掘削泥水を処理する方法や装置としては、種々の技術が開発されている（例えば特許文献２〜５等参照）。
しかし、これらの処理技術にも個々の問題点があり、多種多様な土質の掘削施工地盤から排出されるようなそれぞれ異なった性状を有する泥水に対して、いわば汎用的に対処し得る処理方法や処理システムは、現時点では、確立されていない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４８１５６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６９８号公報
【特許文献３】特開平１１−２２６３２３号公報
【特許文献４】特開２００１−２６２９６８号公報
【特許文献５】特開平７−２８６４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
こうした従来の泥水の処理方法や処理装置の問題点を分析すると、以下のような問題点が指摘できる。
第一に、従来の処理装置では、泥水溜から泥水を直接吸い込み送水管を介して切削土砂処理装置に移送していたので、吸い込まれた粘土等の土塊や礫が送水管内で詰まり、その度に一旦装置を停止して礫を除去したり土塊を粉砕したりしなければならなかった。
そのため、装置の停止が頻繁になり、安定して連続処理することができず、作業効率が非常に悪かった。
【０００９】
第二に、従来の処理方法や処理装置では、特定の性状の泥水には有効でも他の性状の泥水には対処し難い等の問題がある。
すなわち、施工現場の地質が異なる場合、排出される泥水の性状も異なり、また同じ施工現場でも掘削深度によって排出される泥水の性状が変化するが、従来は、そうした泥水には必ずしも的確に対応できなかった。
第三に、堀削する杭穴も穴径は従来の４０ｃｍから最近は大径化し１ｍ以上が増え、杭穴深度も５０ｃｍ以上が多く、大容積となり排出する土泥も多くなりつつあった。
【００１０】
本発明は、かかる実状を背景に、上記問題点を克服するためになされたものである。
すなわち、本発明の目的は、連続して安定的に大量に処理できる効率の良い掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システムを提供することである。
性状の異なる泥水に対しても汎用的に適用が可能な掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かくして、本発明者は、このような課題背景に対して、鋭意研究を重ねた結果、少なくとも、泥水を送水管に通す前に一定大きさ以上の礫を除去し土塊を粉砕することで送水管の詰まりによる作業効率の低下を防止できること、前段階にて礫及び土塊をできるだけ細かくし、また除去し、更に泥水を順次適切に設置した複数のフィルターによる分離等を組み合わせることにより、性状の異なる泥水にも十分対応できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、（１）、杭穴の掘削時に発生する泥水を処理土と排水に分離処理するための掘削泥水処理方法であって、該泥水を振動するメッシュ体の上に流し込んで一定大きさ以上の礫及び土塊を分離し且つ同時に該礫で土塊を粉砕した後、該泥水を送水経路を介して前記メッシュ体よりメッシュ目の細かい別のメッシュ体の上に流し込み残留する礫及び土塊を分離し、その後、泥水の分散性を向上させ、最後に泥水を脱水して処理土と排水とに分離処理する掘削泥水処理方法に存する。
【００１３】
そして、（２）、前記排水を、掘削液に再利用する掘削泥水処理方法に存する。
【００１４】
そしてまた、（３）、杭穴の掘削時に発生する泥水を処理土と排水に分離処理するための掘削泥水処理システムであって、該泥水を流し込んで一定大きさ以上の礫及び土塊を分離し且つ同時に該礫で土塊を粉砕するための振動篩い機と、該振動篩い機から送水管を通して送られてくる泥水に対して残留する礫及び土塊を分離し、泥水の分散性を向上させて処理土と排水とに分離処理するための泥水処理機と、を備える掘削泥水処理システムに存する。
【００１５】
そしてまた、（４）、前記振動篩い機は、凹曲面形状に形成されたメッシュ体が配置された振動する篩い部を備える掘削泥水処理システムに存する。
【００１６】
そしてまた、（５）、前記振動篩い機は、回転するブレードＥ３１を備えた土塊粉砕機Ｅ３をメッシュ体に添って配置する掘削泥水処理システムに存する。
【００１７】
そしてまた、（６）、前記篩い部は、その振動により、泥水から分離された礫をメッシュ体上に転がせながら更に必要により回転ブレードを利用して土塊を粉砕するものである掘削泥水処理システムに存する。
【００１８】
そしてまた、（７）、前記泥水処理機には、傾斜した複数段の振動するメッシュ体が設けられている掘削泥水処理システムに存する。
【００１９】
そしてまた、（８）、前記泥水処理機には、泥水の分散性を向上させるための汚水槽が設けられている掘削泥水処理システムに存する。
【００２０】
そしてまた、（９）、前記泥水処理機には、円筒状の所定の穴径寸法のメッシュ体よりなるスクリーンドラムを備えた減圧脱水部が設けられており、該スクリーンドラムの内側を負圧状態に形成することで泥水を脱水するものである掘削泥水処理システムに存する。
【００２１】
本発明は、この目的に沿ったものであれ、上記１から９の中から選ばれた２つ以上を組み合わせた構成も採用可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、泥水中から一定大きさ以上の礫を分離し土塊を粉砕した後、送水管に泥水を通すため、送水経路である送水管の詰まりを防止でき、装置を停止することなく安定した連続処理が可能となる
重なる篩い作用、分散性を上げる作用、脱水作用が有機的に結びついているために、各種の篩いのメッシュが目詰まりすることなく、性状の異なる泥水に対しても汎用的に適用が可能である。
特に、処理すべき排泥水に粒径の小さい粘土やシルト等が多く混入している場合には、脱水処理前に、所定の粒度分布の砂を泥水に混合して、砂径より小径の所定孔径のメッシュで脱水処理することにより、粘土やシルトの処理土としての収率を向上させることが可能である。
【００２３】
また、泥水の分散性を良くすることで、後の脱水による処理土と水（排水）との分離が安定且つ確実に行われる。
更に各装置におけるレイアウトの自由度が高くなるために、現場の状況に合った配置が可能である。
また、泥水処理機の各種篩い部に負担がかかり難いために、各メッシュ孔が目詰まりで止まることなく連続して処理することができる。
また、処理土の性状により、そのまま埋戻し等に再利用することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて、本発明の掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システムについて、好適な実施の形態を挙げて説明する。
先ず、掘削泥水処理方法について述べる。
【００２５】
図１は、本発明の掘削泥水処理方法を含む一連の作業工程を示すフローチャートである。
また図２の平面図及び図３の側面図は、その工程を模式的に示したものである。  
本発明の掘削泥水処理方法は、杭穴Ｂの掘削時に発生する泥水Ｍ（出発材料）を処理土と排水に分離処理するための処理方法である。
先ず、杭打ち機Ａにより埋込み杭を埋設するために杭穴Ｂを形成する。
この際、杭穴Ｂの形成を行い易くするために、必要により適宜杭打ち機Ａの掘削ロッドＡ１の先端から水を排出させる。
そして、発生する泥水Ｍを、そのまま小型ショベルカーＤを使って、杭穴Ｂの傍の泥水溜に押し込み、必要により湿潤させる等して礫と土を分離し易くする。
【００２６】
そして、図４に原理的に示すように、振動篩い機Ｅにより振動するメッシュ体Ｅ１１の上に泥水Ｍを流し込んで一定大きさ以上の礫Ｒ及び土塊Ｔを分離し、且つ同時に礫Ｒで土塊Ｔを粉砕し、その後、メッシュ体Ｅ１１を通過した泥水ＭをスクイズポンプＰにより吸引し、汚水処理機Ｇのメッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２（図６記載）の上に流し込み残留する礫及び土塊を分離、除去し、更にその後、泥水Ｍの分散性を向上又は凝集させ、最後に、泥水Ｍを所定のメッシュを通して脱水して処理土と排水とに分離処理することを特徴とする。
【００２７】
すなわち、先ず第一に、小型ショベルカーＤで泥水溜より泥水Ｍを速やかに上げ、その泥水Ｍを送水管Ｆに通す前に、メッシュ体Ｅ１１（後述する振動篩い機Ｅに備わって篩作用を行うもの）の上に流し込む。
するとメッシュ体Ｅ１１のメッシュ目より小さい礫Ｒ及び土塊Ｔは、篩われて落とされ、一定大きさ以上の礫Ｒ及び土塊Ｔがその上に残って分離される。
【００２８】
また同時に、メッシュ体Ｅ１１の振動により、その上に残留する礫Ｒと土塊Ｔとは互いに衝突し合って粘土等の土塊自体を粉砕する。
この場合、メッシュ体Ｅ１１が凹曲面形状に形成されていることで、そこに礫Ｒや土塊Ｔが溜まった状態で相互に作用するために、硬い礫Ｒと土塊Ｔとが互いに粉砕し合う効果がより高まることとなる。
なお、泥水溜で土塊Ｔが湿潤されていると、礫と土が分離し易くなる。
【００２９】
粉砕された土塊Ｔはメッシュ体Ｅ１１から篩い落とされる。
このように振動による篩作用を受けた泥水Ｍは、一定大きさ以上の礫Ｒや土塊Ｔが分離されて取り除かれるために、送水経路を通って次の工程（又は装置）に送られる際、送水経路（後述する送水管等）の詰まりが確実に防止される。
そのため安定的に泥水が供給され連続処理を行うことができる。
【００３０】
地盤が粘性土等で、掘削後の土塊形状が大きく、粘っこく粉砕に時間を要する場合には、図５に概略的に示すように、凹曲面のメッシュ体Ｅ１１に添って、回転するブレードＥ３１を備えた土塊粉砕機Ｅ３を取付け、その土塊粉砕機Ｅ３の上方から掘削した泥水Ｍを流し込む方式を採用することが好ましい。
このように回転する土塊粉砕機Ｅ３を配置メッシュ体Ｅ１１に添って配置することで、その土塊粉砕機Ｅ３に備わったブレードＥ３１により大径の土塊Ｔが短時間に効率良く粉砕されて小さくなる。
【００３１】
次に、一定大きさ以上の礫Ｒや土塊Ｔが取り除かれた泥水Ｍは、前述のメッシュ体Ｅ１１より細かいメッシュ目を有する別のメッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２の上に流し込まれ残留する礫及び土塊が分離される。
ここでのメッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２は異なる複数のメッシュ体を組み合わせることが好ましい。
すなわち、メッシュ孔径の大きいメッシュを初段、更に小さいメッシュを後段とする多段式で順次分離することが効率的である。
【００３２】
メッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２を通過した泥水Ｍは、後からの脱水作用を受ける前に、泥水Ｍが攪拌され分散性が向上させられる。
ここで泥水Ｍには、掘削時に発生する土質により、粘土質の高いものが相当残っている場合には、その泥水Ｍに対して所定粒度の砂等を添加して攪拌・分散させた混合物とすることが望ましい。
その理由は、シルト或いは粘土質の粒径の小さい土と砂が混合された泥水の場合には、スクリーンドラム３５のメッシュ孔を泥水の砂より小さくしておけば、その吸引するメッシュ孔に砂が吸着し、そのメッシュ孔が小さくなり、その隙間にシルト或いは粘土質が吸着されるからである。
そして、スクリーンドラム３５の表面に砂と一緒に吸着した粘土・シルト等が堆積され、そのままスクリーンドラム３５を回転させながら脱水させその堆積物を削り取って処理土とすることができるので、シルト或いは粘土質等の泥土の収率を制御することが可能であることを見出したからである。
【００３３】
このように分散させると、例えば、石灰等を加えてｐＨ調整する等の泥水Ｍの性状の改質処理を容易に行うことができる。
分散性が高まった泥水Ｍに対して脱水が行われるため（後述するスクリーンドラムＧ３５により行われる）、安定且つ確実に連続して脱水処理を行うことができる。
【００３４】
以上のような諸作用を泥水Ｍが受けることにより、出発材料の泥水Ｍの性状に関係なく、また泥水Ｍの性状の変化にも関係なく、汎用的に適切に対応できる利点がある。
【００３５】
次に、上述したような掘削泥水処理方法を遂行するための掘削泥水処理システムについて、再び図２及び図３を用いて説明する。
本発明の掘削泥水処理システムは、上記方法を用いて泥水Ｍを処理土と排水に分離処理するために、泥水Ｍを流し込んで一定大きさ以上の礫Ｒ及び土塊Ｔを分離し且つ同時に該礫Ｒで土塊Ｔを粉砕するための振動篩い機Ｅと、該振動篩い機Ｅから送水管Ｆを通して送られてくる泥水Ｍに対して残留する礫を所定のメッシュを通して分離し泥水Ｍの分散性を向上させて所定のフィルターを通した減圧脱水により処理土と排水とに分離処理するための泥水処理機Ｇと、を備える。
【００３６】
図２及び図３は、掘削泥水処理システムの一例を示す全体概略図である。
杭打ち機Ａによって杭穴Ｂを掘削したり、又は杭打ち機Ａによって杭穴Ｂへコンクリート杭等を埋設したりすることにより泥水Ｍが排出される。
排出された泥水Ｍは、杭穴Ｂから水路等を通ってその近傍に掘り落とした泥水溜Ｃに溜める。
【００３７】
先述したように、泥水Ｍには粘土やシルト等の礫Ｒや土塊Ｔが混在しており、必要に応じて泥水Ｍを泥水溜Ｃに一定時間溜め置きすることで土塊Ｔを湿潤させ、粉砕を容易にすることもできる。
また、泥水Ｍを泥水溜Ｃに貯留させることで、礫Ｒの中でも比重が大きいものを沈殿させ粗分離することができる。
【００３８】
次に、搬送手段である小型ショベルカーＤにより泥水溜Ｃから泥水Ｍをすくい上げ、礫Ｒや粘土等の土塊Ｔごと振動篩い機Ｅに流し込む。
振動篩い機Ｅには、泥水溜Ｃに沈殿しなかった比重の小さい礫Ｒ（この場合、礫の大きさは大小混在している）等が泥水Ｍに混じって流し込まれる。
【００３９】
泥水Ｍに含まれる一定大きさ以上の礫Ｒ及び土塊Ｔを分離し、更にこの礫Ｒを利用して粘土等の土塊Ｔを粉砕する。
図４は、振動篩い機Ｅの原理を示す概略図であり、特に（Ｂ）は、礫Ｒと土塊Ｔとの作用を示す。
【００４０】
振動篩い機Ｅは、主に、上部の篩い部Ｅ１と下部の基槽Ｅ２とからなり、篩い部Ｅ１には、凹曲面形状に形成された比較的荒いメッシュ目（粒径２０ｍｍ程度までは通過する）を有するメッシュ体Ｅ１１が配置されている。
篩い部Ｅ１は、例えば、図示しないバイブモータが備わっており、振動が与えられる。
【００４１】
この篩い部Ｅ１に泥水Ｍが流し込まれると、泥水中の水分や粘土、シルト、砂、比較的小さい礫Ｒは、メッシュ体Ｅ１１を通過して基槽Ｅ２に落下する。
泥水中の一定大きさ以上の礫Ｒはメッシュ体Ｅ１１の目を通過することができずに泥水中から分離され、メッシュ体Ｅ１１上に残る。
【００４２】
本発明では、篩い部Ｅ１を振動させてこの礫Ｒ及び土塊Ｔを震わせることで、同様にメッシュ体Ｅ１１の目を通過しなかった粘土等の土塊Ｔと礫Ｒを互いに衝突させて土塊Ｔを粉砕している。
特に、メッシュ体Ｅ１１を凹曲面形状に形成することで、そこに溜まった礫Ｒは転がりながら土塊Ｔを効果的に粉砕する。
もっとも、土塊同士の衝突によっても土塊Ｔは粉砕される。
因みに、メッシュ体Ｅ１１上に溜まった礫Ｒや基槽Ｅ２内に溜まった小さい礫Ｒは、必要に応じて除去される。
【００４３】
このように、本発明の振動篩い機Ｅによれば、従来、単に除去されるだけだった礫Ｒを利用して土塊Ｔを効率良く粉砕させることができ、人力で土塊Ｔを粉砕する手間を省くことができる利点がある。
土塊Ｔの嵩が大きく粘質性の場合には、回転するブレードＥ３１を備えた土塊粉砕機Ｅ３をメッシュ体Ｅ１１の上面に添って配置すると、粉砕がより効率良く行われる（図５参照）。
一定の大きさ以上の礫Ｒ（比較的大きな礫）、土塊Ｔを除去された泥水Ｍは、送水管Ｆに通されて次の泥水処理機Ｇに送られる。
【００４４】
特に、従来では、送水管Ｆの中で礫Ｒと土塊Ｔとが絡み合って障害物となる原因を作っていたが、本発明では、前述のように、主として礫Ｒにより土塊Ｔを粉砕してしまうことで送水管Ｆの詰まりが抑止される。
すなわち、泥水Ｍは、送水管Ｆに入る前に、既に振動篩い機Ｅで比較的大きい礫Ｒ、土塊Ｔを除去され粘土等の土塊Ｔも粉砕されているため、従来のように、送水管Ｆが詰まって装置（システム）全体を停止するという事態が避けられ、安定した泥水供給が行われ連続処理が可能となるのである。
【００４５】
ここで送水管Ｆは、何ら特別な構造等を設ける必要はなく、通常用いられる送水管が採用され、スクイズポンプＰにより、泥水Ｍを次の泥水処理機Ｇに送る。
【００４６】
図６は、泥水処理機Ｇを示す概略図である。
泥水処理機Ｇは、主に、振動篩い部Ｇ１、汚水槽Ｇ２、及び脱水処理部Ｇ３よりなる。
振動篩い部Ｇ１には、前述した振動篩い機Ｅのメッシュ体Ｅ１１より目の細かい複数段、すなわち上下２段のメッシュ体Ｇ１１及びメッシュ体Ｇ１２が設けられており、下段のメッシュ体Ｇ１２は上段のメッシュ体Ｇ１１より更に目が細かいものが用いられる。
そして、メッシュ体Ｇ１１及びメッシュ体Ｇ１２は傾斜配置されており、また振動が与えられる。
【００４７】
いま、これらのメッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２に上方から泥水Ｍを流し込むと、メッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２により、泥水Ｍ中に残留していた礫Ｒや土塊Ｔが、順次、泥水Ｍ中から効率良く分離除去される。
この泥水Ｍは、既に振動篩い機Ｅのメッシュ体Ｅ１１を通過しており、一定大きさ以上の礫が取り除かれているために、メッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２は、十分メッシュ目の細かいものを使っても、負担がかからない。
【００４８】
因みに、振動篩い機Ｅのメッシュ体Ｅ１１、泥水処理機Ｇのメッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２、及び後述するスクリーンドラムＧ３５のメッシュの目は、目詰まり等で止まることもなく所望の粒径調整を行うことができるように適宜選択されて用いられる。
例えば、メッシュ体Ｅ１１は２．０ｃｍ以下、メッシュ体Ｇ１１は１．０ｃｍ以下、メッシュ体Ｇ１２は０．５ｃｍ以下とし、スクリーンドラムＧ３５のメッシュは０．４ｍｍ以下とすれば通常支障なく連続的に処理土と掘削水との分離をすることができ望ましい。
【００４９】
メッシュ体Ｇ１１，Ｇ１２により礫Ｒ等を濾過された泥水Ｍは、その下方の汚水槽Ｇ２に落下する。
汚水槽Ｇ２では、粘土分やシルト分が凝集して再び塊化しないように、撹拌機Ｇ２１で常時、攪拌される。
【００５０】
この後、処理土と水とに分離するために泥水Ｍの脱水処理が行われるが、先述したように、脱水処理を行う前に、この汚水槽Ｇ２において、泥水Ｍの分散性を向上させる。
後工程での脱水及び処理土の収率を向上させるには、粘土やシルト分が多い場合には、汚水槽Ｇ２の泥水Ｍに対して砂等を添加することが効果的である。
また、必要に応じて石灰等を加えて泥水ＭのｐＨ調整等の化学処理を行う。
【００５１】
砂等の添加量は、施工前の土質調査等により事前に設定しておくことが望ましいが、掘削中に排出される土砂の性状は常時一定ではなく、むしろ刻一刻変化する。
この掘削泥水処理システムでは、汚水槽Ｇ２は内部が覗けるようになっており、泥水Ｍの性状を随時確認しながら砂や石灰等の添加の有無を判断し又は添加量の調整をすることができるため、泥水Ｍの性状の変化に確実且つ迅速に対応できる。
また、この掘削泥水処理システムは、コンパクトで場所を取らないため、基礎杭施工現場において、適宜、設置することができる利点がある。
【００５２】
また、粘土やシルト分が大量に含まれる泥水Ｍでは、凝集剤を添加して、粘土等を凝集フロックにして沈殿させる場合があるが、凝集剤は通常、環境に負荷をかける高分子系のものが多い。
本発明の掘削泥水処理システムによれば、こうした凝集剤を添加する必要が殆どなく、仮に添加するにしてもごく少量で済む。
そのため、環境保護や省資源化等の観点からも有効なシステムといえる。
【００５３】
次に、汚水槽Ｇ２で砂が添加され、分散性が向上された泥水Ｍは、チューブポンプＧ３１で汲み上げ輸送管Ｇ３２を通って脱水処理部Ｇ３に送られる。
チューブポンプＧ３１の送水圧力は、泥土の性状に応じて、例えば１０ｋｇ／ｃｍ２程度に調整される。
脱水処理部Ｇ３は、主に、減圧脱水部Ｇ３３とジェット発生部Ｇ３４とよりなり、減圧脱水部Ｇ３３で泥水Ｍを脱水し、処理土Ｓと排水Ｗとに分離する。
【００５４】
図７は、泥水処理機Ｇの減圧脱水部Ｇ３３の原理を示す概略図である。
この減圧脱水部Ｇ３３の構成例では、内部に円筒状のメッシュ体よりなるスクリーンドラムＧ３５が設けられており、泥土の性状に合わせて調整した速度で（図７では時計回りに）回転している。
例えば、スクリーンドラムＧ３５のメッシュのスリット幅を０．４ｍｍ程にすると、最大粒径は０．８５ｍｍ以下で、比重１．２５以下の処理水へ泥水が分離され、掘削水としても使用可能なレベルになる。  
【００５５】
また、スクリーンドラムＧ３５の周面には、ドクターブレードＧ３６が刃先を下方に向けた状態で当接している。
スクリーンドラムＧ３５の内部には、図６記載のジェット発生部Ｇ３４で形成された水と空気の混合気体である高圧ジェット水流Ｊが、中心軸方向（図７では手前方向）に噴射されており、通常の負圧形成装置と同様の機構で、スクリーンドラムＧ３５の内側を負圧状態にする。
【００５６】
輸送管Ｇ３２を通ってきた泥水Ｍは、スクリーンドラムＧ３５の上方からドクターブレードＧ３６の背面のその周面上に注入し貯留される。
上記負圧により、泥水Ｍ中から水分（すなわち排水Ｗ）が回転しているスクリーンドラムＧ３５の中心軸方向に吸引され、土砂がその周面に付着・堆積する。
この時、泥水Ｍは、前述したように分散性が良くなっているので、土砂と水の分離が安定且つ確実に行われる。
水は高圧ジェット水流Ｊとともに輸送管Ｇ３７を通ってジェット発生部Ｇ３４に回収される。
【００５７】
スクリーンドラムＧ３５のメッシュを通らず脱水され、その面上に付着・堆積した土砂は、回転中に引き続き脱水されドクターブレードＧ３６によりスクリーンドラムＧ３５の周面から掻き落とされ、処理土Ｓとして回収される。
このようにして、最終的に、泥水Ｍが処理土Ｓと排水Ｗとに分離処理されるのである。
【００５８】
泥水Ｍから分離された処理土Ｓは、例えばベルトコンベアで所定の場所に集積される。
ここで処理土Ｓが先述した建設汚泥再生利用技術基準（案）を満たす場合はそのままで埋戻し等を行うことで再生利用でき、また同基準（案）を満たさない場合でも、この段階では、既に礫や土塊が殆ど除去されているので性状改良材として固化材（セメント等）を添加することにより、容易に処理土として再生利用することもできる。
【００５９】
また、泥水処理機Ｇで脱水され、ジェット発生部Ｇ３４に回収された水分の一部は、上記高圧ジェット水流Ｊに再使用される。
しかし、他の大部分は排水Ｗとして排水管Ｇ４を通り、次の処理水槽Ｈ（図２参照）に送られ、掘削液等に再利用することができる。
このように、本発明の掘削泥水処理システムは、泥水中から処理土と排水とを連続して分離し再利用可能にするための、極めて経済的な処理システムといえる。
【００６０】
本発明の掘削泥水処理システムは、送水管が詰まらないため、比較的長くしたり、自由に屈曲させて引回しが可能となる。
そのため、先述したように、振動篩い機Ｅと泥水処理機Ｇとの間を送水管Ｆで自由に結合でき、その相互の位置関係（レイアウト）を自在に変更できる。
【００６１】
また、例えば、泥水処理機Ｇの中の脱水処理部Ｇ３を分離させて別体として独立させ、それらを輸送管Ｇ３２で結ぶことができるので、レイアウトの自由度を更に大きくすることができる。
このように現場の敷地面積や地形等に合わせて、自在に設置することが可能である。
【００６２】
〔実証実験例〕
ここでは、本発明の掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システムの有効性を実証する実験を行った。
その結果、後述するように、優れた送水性、泥と水との確実な分離作用、掘削泥水処理方法（掘削泥水処理システム）を経た後の処理水を掘削水としての再利用性、最終的に処理しなければならない処分量の減少、等の確認ができた。
先ず、試験に使用した具体的な装置について述べる。
本試験の装置は、主として排泥水回収装置と、ＭＳ泥水処理装置と、処理水圧送装置との３つを備えている。
なお、これらを使って泥水処理する方法をＭＳ泥水処理工法という。
【００６３】
先ず、排泥水回収装置は、振動篩い機ＥとスクイズポンプＰとを備えている。
振動篩い機Ｅには、三谷セキサン株式会社製（型式：振動モータＫＭ２５−２Ｐ）の振動篩い機を使用した。
この振動篩い機Ｅの能力は、出力２５０Ｗ、振動数４７．５Ｈｚ、及び遠心力２．４５ｋＮである。
【００６４】
スクイズポンプＰは、振動篩い機ＥからＭＳ汚水処理装置に泥水Ｍを送水するためのもので、三谷セキサン株式会社製（型式：ＣＭ２０００ＳＹ）ものを使用した。
このスクイズポンプＰの能力は、動力１５ｋＷ，２００Ｖ、最大吐出量２０ｍ３／ｈ、最大真空度７４０ｍｍ／Ｈｇである。
【００６５】
ＭＳ汚水処理装置としては、埋込み杭施工の工程内で泥水Ｍの連続処理を行うためにＭＪＰ（混気ジェットポンプ）を応用したＭＳ泥水処理装置（三谷セキサン株式会社製、型式：２号機）が用いられた。
【００６６】
ＭＳ泥水処理装置は、振動篩い部Ｇ１である振動スクリーン（型式：振動モータＫＭ４０−２Ｐ）、汚水槽Ｇ２、撹拌機（型式：ＣＮＶＭ２−４１１５−５１）Ｇ２１、チューブポンプ（型式：ＫＢＡ−６５）Ｇ３１、ジェット発生部Ｇ３４であるＭＪＰ（型式：駆動モータ２２−６０Ｍ、水中ポンプＵＣＦ２３０６）、スクリーンドラムＧ３５であるＭＪＰドラム（型式：６１０−０５）、及びベルトコンベア（モジュラーベルトコンベア）とを備えている。
【００６７】
振動スクリーンの能力は、出力４００Ｗ、振動数４７．５Ｈｚ、及び遠心力３．９２ｋＮである。
また汚水槽Ｇ２の容積は、３．０ｍ３である。
攪拌機Ｇ２１の能力は、出力トルク４６０Ｎ・ｍ、低速軸許容ラジアル荷重８．８ｋＮ、出力回転数２９０ｒｐｍである。
チューブポンプＧ３１の能力は、標準吐出量１２０ｌ／ｍｉｎ、最大圧力８０Ｎ／ｃｍ２、最大吐出圧力２５０Ｎ／ｃｍ２、最大吸入圧力７６０ｍｍＨｇである。
ＭＪＰの能力は、２．２ｋＷ、２００Ｖ、吐出量２．０ｃｍ３／ｍｉｎである。
ＭＪＰドラムの大きさは、φ６００×１２００であり、スリット幅は０．４ｍｍである。
またベルトコンベアは、長さが２．５ｍとされている。
【００６８】
処理水圧送装置は、ＭＳ汚水処理装置で処理された処理水を杭打ち機Ａに圧送するものであり、三谷セキサン株式会社製（型式：クラウドポンプＭＧ４０）の処理水圧送装置を使用した。
この処理水圧送装置は、攪拌機（型式：Ａ５２０−０７５Ｂ）、処理水槽Ｈ、クラウドポンプ（型式：ＭＧ４０）とを備えている。
攪拌機の能力は、動力０．７５ｋＷ−４Ｐ、回転数３６０ｒｐｍである。
処理水槽Ｈの容積は、５．４ｍ３である。
クラウドポンプには、３０ｋＷの原動機モータが４機使用され、その能力は最大吐出量２２０ｌ／ｍｉｎ、最大吐出圧力６００Ｎ／ｃｍ２である。
【００６９】
［処理水比重試験１］
（試験の概要）
埋込み杭工法により施工された１７現場で排出された泥水の比重を測定した後、排泥水回収装置を経てＭＳ泥水処理装置（泥水処理機Ｇ）により脱水処理を行い、処理水の比重を測定し、その後、処理水圧送装置により処理水を送水し、送水状況を調査した。
【００７０】
（試験結果）
試験結果を図８及び図９に示す。
図８は、比重試験結果の一覧を示しており、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ泥水及び処理水の比重のヒストグラムを示している。
埋込み杭工法の施工時に排出された２９件の泥水の比重は、１．２４〜１．６１の範囲に収まり、平均値は１．４４であった。
【００７１】
一方、ＭＳ泥水処理装置により脱水処理された４７件の処理水の比重は、１．０６〜１．２６の範囲に収まり、平均値は１．１７であった。
そして、処理水圧送装置により処理水を送水し、送水状況を調査した結果、問題となる点はなく送水状況は良好だった。
すなわち、処理水比重が１．２６以下であれば、処理水を掘削液として的確に送水することができることが確認できた。
【００７２】
［処理水比重試験２］
（試験の概要）
ＭＳ汚水処理工法にて泥水の処理を連続して行い、処理水を掘削液として使用し続けた場合の処理水比重及び泥水比重の経時変化を測定し、このときの処理水の送水状況を調査した。
ここで、ＭＳ汚水処理工法とは、図２及び図３に記載のシステムを用いた工法であり、具体的には、振動篩い機ＥとＭＳ汚水処理装置（汚水処理機Ｇ）とを備えることを特徴とする。
【００７３】
（試験結果）
試験結果を図１０に示す。
図１０（Ａ）は、比重測定結果を示す表であり、図１０（Ｂ）は、この結果をグラフに表したものである。
埋込み杭工法の施工時に排出された泥水の比重は、１．３１〜１．４５であり、ほぼ１．４０程度で安定していた。
処理水の比重は１．０１〜１．２１であり、処理開始時には１．０１であったが、連続処理６０分経過後には比重１．１９に上昇し、その後は比重１．２程度（最大１．２１）で安定し上昇する様子はなかった。
【００７４】
処理水の送水状況を調査した結果は、問題となる点はなく送水状況は良好だった。
すなわち、処理水を掘削液として連続使用し続けた場合、処理水比重が１．２１以下という結果になり、処理水比重試験１の最大処理水比重である１．２６より小さいので、処理水を連続使用しても再利用可能であることが確認できた。
【００７５】
［粒度試験］
（試験の概要）
埋込み杭工法により施工された９現場で排出された２７件の排泥水の粒度試験を行った後、排泥水回収装置を介して、ＭＳ泥水処理装置により、脱水処理速度を変化（スクリーンドラム回転数を高速：１４．６ｒｐｍ、中速：１０．３ｒｐｍ、低速：６ｒｐｍ）させて脱水処理を行い、処理水及び処理土の粒度試験を実施した。
その後、処理水圧送装置により処理水を送水し、送水状況を調査した。
【００７６】
（試験結果）
図１１は、試験結果の一覧を示している。
図に示すように、埋込み杭工法の施工時に排出された泥水の細粒度分は、３６．１〜８５．７％、平均５３％であり、脱水処理後の処理水の細粒度分は、５７〜９４％、平均７３．７％、処理土の細粒度分は、２５．１〜８１．４％、平均４３．８％であった。また、処理水の０．８５ｍｍ通過質量百分率はいずれの場合も１００％であった。
処理水の送水状況を調査した結果、送水状況は良好だった。
処理水に含まれる最大粒径が細かくなれば処理水を掘削液として送水することが可能であるが、その粒径が０．８５ｍｍ以下であれば、確実に処理水を掘削液として送水することが可能であり、再利用可能であることが確認できた。
【００７７】
［強度試験］
（試験の概要）
埋込み杭施工と同様に下記の施工手順により、根固部及び杭周固定部で構成されるソイルセメント柱を築造した。
この時、掘削液に清水を用いたソイルセメント柱及び掘削液に処理水を用いたソイルセメント柱の２種類を築造し、それぞれのソイルセメント柱に強度の差違がないことを確認した。
強度の確認には連続コアボーリングを行い、コアの一軸圧縮強度試験を実施して強度比較を行った。
【００７８】
（ソイルセメント柱の築造）
施工場所：茨城県猿島群境町猿山
掘削液  ：清水及び処理水を使用
ソイルセメント柱：φ８３０×１０ｍ
深度０〜８ｍ区間を杭周固定部とする。
深度８〜１０ｍ区間を根固部とする。
セメントミルク：杭周固定部  水セメント比６０％、掘削体積の１割
根固部  水セメント比６０％、掘削体積の１０割
【００７９】
施工手順：
図１２は、ソイルセメント柱Ｘを築造する工程を示している。
工程１・・・オーガーヘッド先端から適宜掘削液を注入し、孔内を攪乱、泥土を孔壁に練り付けながら掘削を行う。
工程２・・・所定の深度まで掘削後、掘削ロッドＡ１を上下に反復しよく撹拌・練付けして杭穴Ｂを築造する。
工程３・・・杭穴Ｂの先端から２ｍの範囲に根固め液（水セメント比＝６０％）を掘削体積の１０割注入し根固部を構築する。
工程４・・・杭穴Ｂの先端部より２ｍ上部から、セメントミルク（水セメント比＝６０％）を掘削体積の１割注入、孔内を混合撹拌しながら掘削ロッドＡ１を引き上げる。
【００８０】
（試験結果）
コアを採取した位置を図１３に、連続コアボーリングの試験結果を、図１４及び図１５のコア採取率一覧表に（図１４は清水使用、図１５は処理水使用）、コアボーリングにより採取した試料の一軸圧縮強度試験の結果を、図１６〜図１８に示す。
図１６は清水を使用した場合であり、図１７は処理水を使用した場合であり、図１８はこれらの結果をグラフに示したものである。
【００８１】
コアを採取した位置は清水及び処理水共に、図１３に示す通りソイルセメント柱Ｘの中央部分で、採取したコアの状況は、清水による掘削及び処理水による掘削のいずれの場合においても採取率は９５〜１００％の範囲内であった。
また採取した試料は、全体的に良質のコアであり、掘削液の違いによって差違は見られなかった。
【００８２】
採取した試料の一軸圧縮強度試験では、処理水を掘削液として使用した場合の一軸圧縮強度は０．８６〜２７．４Ｎ／ｍｍ２であり、清水を掘削液として使用した場合の一軸圧縮強度は０．５５〜２７．６Ｎ／ｍｍ２であった。
一軸圧縮強度において、清水と処理水とでは差違が見られなかった。
【００８３】
処理水を掘削液として用いた場合でも、清水を使用した場合と比べて根固部及び杭周固定部共に強度に差違がないといえる結果となり、処理水を掘削液として送水することが可能であり、再利用可能であることが確認できた。
【００８４】
［最終処理が必要な処分量の確認試験］
（試験の概要）
泥水を処理した場合は処理しない場合に比べて、最終的に適切に処理しなければならない処分量が減少することを確認する。
本試験において、泥水から脱水処理が施された処理土には、廃棄物として処理する場合以外にも埋戻し材、改良土として再利用可能な場合も含める。
【００８５】
埋込み杭工法により施工された９現場で排出された泥水の容量を測定した後、排泥水回収装置を介して、ＭＳ泥水処理装置により、脱水処理速度を変化（スクリーンドラム回転数：高速＝１４．６ｒｐｍ、中速＝１０．３ｒｐｍ、低速＝６ｒｐｍ）させて脱水処理を行い、処理水の容量を測定した。
【００８６】
（試験結果）
試験結果を図１９〜図２１に示す。
図１９は泥水の再利用率の一覧を示しており、図２０は泥水の再利用率のヒストグラムを示しており、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、それぞれ粘性土地盤と硬質土地盤との泥水の再利用率のヒストグラムを示している。
なお、図１９の表中、処理速度の欄で低速、中速、高速とあるが、低速とはスクリーンドラムＧ３５の回転数が６ｒｐｍである場合をいい、中速とは１０ｒｐｍである場合をいい、高速とは１５ｒｐｍである場合をいう。
【００８７】
この試験結果によれば、埋込み杭工法施工時の本工法における泥水の再利用率は４４．３〜８８．２％であり、平均は６０．２％であった。
このうち硬質土地盤で施工された時の再利用率は、５６．８〜８８．２％、平均６７．１％であり、粘性土地盤で施工された時の再利用率は、４３．３〜６２．８％、平均５４．１％であった。
【００８８】
以上のことより、処理土を廃棄物として取り扱う場合、本工法により処理した場合は処理しない場合に比べて、最終的に適切に処理しなければならない処分量は砂質土地盤で施工した場合には５０％以下、粘性土地盤で施工した場合には６０％以下になることが分かった。
これより、地盤条件により総量は変化するものの、最終的に適切に処理しなければならない処分量の減容化が可能なことが確認できた。
なお、泥水の再利用率は以下に式で求められる。
再利用率  ＝  （処分水容量／泥水容量）  ×  １００（％）
【００８９】
以上、本発明を説明してきたが、本発明は実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形例が可能であることはいうまでもない。
振動篩い機の篩い部や基槽の構造は、その原理を逸脱しない限り設計変更可能であり、泥水処理機における振動篩い部、汚水槽、及び脱水処理部の相互の配設関係も同様に設計変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、杭穴の掘削時に発生する泥水を処理土と排水に分離処理するための掘削泥水処理方法に関するものであるが、土木工事全般に渡って適用可能である。
例えば、護岸や擁壁の基礎工事やトンネル掘削現場等で排出される泥水等の処理にも当然利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明の掘削泥水処理方法を含む一連の作業工程を示す図である。
【図２】図２は、掘削泥水処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図３】図３は、掘削泥水処理システムの一例を示す概略側面図である。
【図４】図４は、振動篩い機の原理を示す概略図である。
【図５】図５は、回転するブレードを備えた土塊粉砕機を配置した振動篩い機を示す概略図である。
【図６】図６は、泥水処理機の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、泥水処理機の減圧脱水部の原理を示す概略図である。
【図８】図８は、比重試験結果の一覧を示す説明図である。
【図９】図９は、泥水及び処理水の比重を示すヒストグラムであり、（Ａ）が泥水であり（Ｂ）が処理水である。
【図１０】図１０は、比重測定結果を示しており、（Ａ）は試験データを示し、（Ｂ）はそれをグラフ化したものである。
【図１１】図１１は、粒度試験の結果を示す説明図である。
【図１２】図１２は、ソイルセメント柱を示す説明図である。
【図１３】図１３は、コアを採取した位置を示す説明図である。
【図１４】図１４は、清水使用時のコア採取率の一覧を示す説明図である。
【図１５】図１５は、処理水使用時のコア採取率の一覧を示す説明図である。
【図１６】図１６は、コアボーリングにより採取した試料の一軸圧縮強度試験の結果（清水使用時）を示す説明図である。
【図１７】図１７は、コアボーリングにより採取した試料の一軸圧縮強度試験の結果（処理水使用時）を示す説明図である。
【図１８】図１８は、図１６及び図１７の結果をグラフ化した図である。
【図１９】図１９は、泥水の再利用率の一覧を示した説明図である。
【図２０】図２０は、泥水の再利用率のヒストグラムを示す説明図である。
【図２１】図２１は、粘性土地盤と硬質土地盤との泥水の再利用率のヒストグラムを示す説明図である。（Ａ）は粘性土地盤であり、（Ｂ）は硬質土地盤である。
【符号の説明】
【００９２】
Ａ  杭打ち機
Ａ１  掘削ロッド
Ｂ  杭穴
Ｃ  泥水溜
Ｄ  搬送手段
Ｅ  振動篩い機
Ｅ１  篩い部
Ｅ１１  メッシュ体
Ｅ２  基槽
Ｅ３  土塊粉砕機
Ｅ３１  ブレード
Ｆ  送水管
Ｇ  泥水処理機
Ｇ１  振動篩い部
Ｇ１１，Ｇ１２  メッシュ体
Ｇ２  汚水槽
Ｇ２１  撹拌機
Ｇ３  脱水処理部
Ｇ３１  チューブポンプ
Ｇ３２，Ｇ３７  輸送管
Ｇ３３  減圧脱水部
Ｇ３４  ジェット発生部
Ｇ３５  スクリーンドラム
Ｇ３６  ドクターブレード
Ｇ４  排水管
Ｈ  処理水槽
Ｊ  高圧ジェット水流
Ｍ  泥水
Ｐ  スクイズポンプ
Ｒ  礫
Ｓ  処理土
Ｔ  土塊
Ｗ  排水
Ｘ  ソイルセメント柱
【図１】
2004293289.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
2004293289.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004293289.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2004293289.tif 000016
【図１５】
2004293289.tif 000017
【図１６】
2004293289.tif 000018
【図１７】
2004293289.tif 000019
【図１８】
2004293289.tif 000020
【図１９】
2004293289.tif 000021
【図２０】
2004293289.tif 000022
【図２１】
2004293289.tif 000023