(57)【要約】【課題】注入した固化材が偏ることなく浚渫土全体に均一に添加されて均質な改良土として排出することにより、軟弱な浚渫土の有効利用をはかることができる管中固化処理工法における練混管を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮空気の注入により圧送管４内を流通する浚渫土Ｓに固化材を添加して混練・排出する管中固化処理工法において、圧送管４の中途部任意の位置に、浚渫土Ｓの左右方向への強制的な分岐作用と、中心方向への収束変化による相互衝突作用を繰り返して行う第１の整流板１２と第２の整流板１３が配設された練混管１１を接続した管中固化処理工法における練混管を提供する。第１及び第２の整流板は所定のピッチを保って交互に配設されている。練混管１１は断面が四角形に構成された角管でなり、圧送管４よりも浚渫土Ｓの流通面積が広くなるように拡大して形成されている。【選択図】　　　図１
2004107939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気の注入により圧送管内を流通する浚渫土に固化材を添加して混練・排出する管中固化処理工法において、
圧送管の中途部任意の位置に、浚渫土の左右方向への強制的な分岐作用と、中心方向への収束変化による相互衝突作用を繰り返して行う複数段の整流板が配設された練混管を接続したことを特徴とする管中固化処理工法における練混管。
【請求項２】
前記複数段の整流板を、所定のピッチを保って交互に配設した請求項１に記載の管中固化処理工法における練混管。
【請求項３】
前記練混管は断面が四角形に構成された角管でなり、円管でなる圧送管よりも浚渫土の流通面積が広くなるように拡大して形成した請求項１又は２に記載の管中固化処理工法における練混管。
【請求項４】
練混管の内方に、幅員方向の中心部にあって浚渫土の流通方向に対向して突出する先鋭部と左右方向に拡開するテーパ面を両側に備えて浚渫土を左右方向に分岐する第１の整流板と、幅員方向の左右両側壁部に分割形成されて浚渫土を幅員方向の中心方向に収束するテーパ面を各々備え、浚渫土の流れを中心方向に収束変化させて衝突による衝撃を与える第２の整流板を所定のピッチを保って交互に配設した請求項１，２又は３に記載の管中固化処理工法における練混管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浚渫土を空気圧送中の圧送管内に固化材を添加して、浚渫土と固化材とを混練してから排出する管中固化処理工法において、浚渫土全体に均一に固化材を添加して練り混ぜ効果を促進するようにした新規な練混管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から建設分野の港湾埋立工事等において生じる軟弱な浚渫土は含水比が高く、埋立地等で利用する場合には地盤改良に多くの時間と費用がかかるので、沖捨てという形で廃棄する手段が採られている。しかし環境問題及びリサイクルに対する関心が高まる中で軟弱な浚渫土を有効利用する手段が求められており、沖捨てはごく限られた地域でしか行うことができない。
【０００３】
そこで浚渫土を固化処理して埋立材として再利用する工法として、事前混合処理工法とともに、圧送管を利用して浚渫土を空気圧送しながらこの圧送管内に固化材を添加して充分に練混し、埋立地に排出する管中固化処理工法が近時採用されている。図５は従来の事前混合処理工法の一例を示しており、先ず浚渫土が入ったスクリューミキサー１に固化材供給装置２からセメントミルク等の固化材を添加して浚渫土と固化材とを充分に混練する。この混合土砂をモータＭで駆動されるサンドポンプ３を用いて圧送管４内を圧送する途中で、該圧送管４内に圧縮空気供給口５から圧縮空気を注入する。この圧縮空気を注入した混合土砂を空気圧送状態，所謂プラグ流の乱流状態で圧送管４内を流通させて、放出口４ａから埋立地６に改良土として排出する。
【０００４】
図６は管中固化処理工法の例を示しており、浚渫土をサンドポンプ３を用いて圧送管４内を圧送する途中で圧縮空気供給口５から圧縮空気を注入し、プラグ流の乱流状態で圧送管４内を流れる浚渫土に固化材供給装置２から固化材を添加し、空気圧送状態を保ちながら放出口４ａから埋立地６に改良土として排出する。図６に示す管中固化処理工法は主として国際空港等の埋立工事に採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
浚渫土に固化材を添加して改良土とする管中固化処理工法は、従来から固化処理プラントを装備した専用船で行われており、そのため浚渫土と固化材の練混装置の容量に限界が生じて施工能力が制限されるので、大量急速施工を想定した埋立工事には対応できないという課題がある。
【０００６】
前記図５に示したように、浚渫土に固化材を添加して事前に混合撹拌してから圧送管４内に圧縮空気を供給して圧送管４内を流通させる事前混合処理工法は練混装置の能力が施工量の制約になるという欠点がある。一方図６に示したように浚渫土を圧送管４内を圧送する途中で圧縮空気を注入し、圧送管４内を流れる浚渫土に固化材を添加して流通させる管中固化処理工法は、練混装置の能力が施工量の制約になるという欠点がないため、浚渫土固化処理埋立工事において大型空気圧送船の能力をフル活用した大量急速施工が可能となる利点がある。しかしながら、図６に示したように圧送管４内を流れる浚渫土に直接固化材を添加しようとすると、圧送管４内では液相部と気相部に分かれた乱流状態のプラグ流が発生し、圧力の低い気相部に固化材が偏って浚渫土全体に均一に添加することができないという難点があり、更にプラグ流の乱流状態を利用して固化材を混練しているので、スクリューミキサー１を利用した図５の事前混合処理工法と比較して品質面でばらつきが生じやすいという問題がある。更に固化材添加後の圧送距離が短い場合には、十分に混練される前に埋立地６に排出されてしまうという問題点がある。
【０００７】
そこで本発明は上記の問題点を解決して、管中固化処理工法において注入した固化材を偏ることなく浚渫土全体に均一に添加することができて、均質な改良土として埋立地等に排出することにより、軟弱な浚渫土の有効利用をはかることができる管中固化処理工法における練混管を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、圧縮空気の注入により圧送管内を流通する浚渫土に固化材を添加して混練・排出する管中固化処理工法において、圧送管の中途部任意の位置に、浚渫土の左右方向への強制的な分岐作用と、中心方向への収束変化による相互衝突作用を繰り返して行う複数段の整流板が配設された練混管を接続した管中固化処理工法における練混管を提供する。
【０００９】
前記複数段の整流板を、所定のピッチを保って交互に配設してある。この練混管は断面が四角形に構成された角管でなり、円管でなる圧送管よりも浚渫土の流通面積が広くなるように拡大して形成されている。
【００１０】
具体的な構成として、練混管の内方に幅員方向の中心部にあって浚渫土の流通方向に対向して突出する先鋭部と左右方向に拡開するテーパ面を両側に備えて浚渫土を左右方向に分岐する第１の整流板と、幅員方向の左右両側壁部に分割形成されて浚渫土を幅員方向の中心方向に収束するテーパ面を各々備え、浚渫土の流れを中心方向に収束変化させて衝突による衝撃を与える第２の整流板を所定のピッチを保って交互に配設してある。
【００１１】
かかる管中固化処理工法における練混管によれば、港湾埋立工事等において生じる浚渫土を空気圧送する圧送管の中途部任意の位置に本発明にかかる練混管を接続することにより、該練混管は圧送管よりも浚渫土の流通面積が拡大形成されているので、圧縮空気と浚渫土が交互に流れるプラグ流が崩壊し、浚渫土が連続的に流れる層状流に変化する。この層状流への変化に伴って固化材を浚渫土全体に均一に添加することができる。
【００１２】
そして固化材が添加された浚渫土は、練混管の内部で幅員方向の中心部に配設された第１の整流板によって強制的に左右方向に分岐され、次に幅員方向の左右両側壁部に分割して形成された第２の整流板により浚渫土の流れ方向が中心方向に収束変化し、浚渫土が中心部分で強制的に相互に衝突して衝撃が与えられ、練り混ぜ効果が促進される。練混管の内部には第１の整流板と第２の整流板とが所定のピッチを保って交互に複数段配設されているため、浚渫土の左右方向への強制的な分岐作用と中心方向への収束変化による相互衝突作用が繰り返して行われて練り混ぜ効果が高くなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明にかかる管中固化処理工法における練混管の具体的な実施形態を説明する。図１は本発明を適用した練混管１１の構成を示す側断面図、図２は同平断面図であり、この練混管１１は前記図５，図６の従来例で説明したように、管中固化処理工法で圧縮空気の注入によって浚渫土が乱流状態で流通する圧送管４の中途部任意の位置に接続して使用する。
【００１４】
練混管１１は断面が四角形に構成された角管でなり、円管でなる圧送管４よりも浚渫土の流通面積が広くなるように拡大して形成されている。具体的には圧送管４の径長がφ５６０ｍｍであるのに対して、練混管１１は幅員Ｗ＝１１２０ｍｍ，縦長さｈ＝８００ｍｍ，全長Ｌ＝１０．０ｍの拡大管が用いられる。
【００１５】
練混管１１の内部には、複数段の整流板，即ち第１の整流板１２と第２の整流板１３とが所定のピッチを保って交互に配設されている。１４は練混管１１の導入口近傍部位に設けた固化材の注入口である。第１の整流板１２と第２の整流板１３間のピッチは１メートル程度が適当である。矢印Ｃは圧送管４内での浚渫土の流通方向を示している。
【００１６】
図２の平断面図と同図のＡ−Ａ線に沿う断面図である図３に示したように、第１の整流板１２は幅員方向の中心部にあって、浚渫土の流通方向Ｃに対向して突出する先鋭部１２ａと、やや後傾しながら左右方向に拡開するテーパ面１２ｂを両側に備え、圧縮空気の注入によって乱流状態のプラグ流として流入する浚渫土を先鋭部１２ａによって左右方向に分岐する機能を有している。
【００１７】
更に図２及び同図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である図４に示したように、第２の整流板１３は幅員方向の左右両側壁部に分割形成されていて、やや後傾しながら中心方向に収束するテーパ面１３ｂを各々備えている。この第２の整流板１３は流通する浚渫土の流れ方向をテーパ面１３ｂによって中心方向に収束変化させて、相互の衝突により衝撃を与える機能を有している。
【００１８】
かかる練混管１１の作用を以下に説明する。前記したように港湾埋立工事等において生じる浚渫土を、圧縮空気を用いて乱流状態で流通させる圧送管４の中途部任意の位置に本発明にかかる練混管１１を接続する。角管でなる練混管１１は円管でなる圧送管４よりも浚渫土の流通面積が拡大して形成されているので、圧縮空気と浚渫土Ｓが交互に流れるプラグ流が崩壊し、浚渫土Ｓが連続的に流れる層状流に変化する。この層状流への変化により注入口１４から注入されたセメントミルク等の固化材を浚渫土Ｓ全体に均一に添加することができる。
【００１９】
次に固化材が添加された浚渫土Ｓは、練混管１１の内部で幅員方向の中心部に配設された第１の整流板１２に達して、浚渫土Ｓの流通方向Ｃに対向して突出する先鋭部１２ａとやや後傾しながら左右方向に拡開するテーパ面１２ｂによって該浚渫土Ｓが強制的に左右方向に分岐される。
【００２０】
第１の整流板１２により左右方向に分岐された浚渫土Ｓは、次に幅員方向の左右両側壁部に分割して形成された第２の整流板１３に達して、やや後傾しながら中心方向に収束するテーパ面１３ｂにより浚渫土Ｓの流れ方向が中心方向に収束変化し、浚渫土Ｓが中心部分で強制的に相互に衝突して衝撃が与えられる。
【００２１】
練混管１１の内部には、第１の整流板１２と第２の整流板１３とが所定のピッチを保って交互に複数段配設されているため、上記した浚渫土Ｓの左右方向への強制的な分岐作用と中心方向への収束変化による相互衝突作用が繰り返して行われ、練り混ぜ効果が促進される。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる練混管を浚渫土を空気圧送する圧送管の中途部任意の位置に接続することにより、圧縮空気と浚渫土が交互に流れるプラグ流が崩壊し、浚渫土が連続的に流れる層状流に変化して、プラグ流の圧力の低い気相部に固化材が偏ることなく、浚渫土全体に均一に固化材を添加することができる。更に固化材が添加された浚渫土は、練混管の内部で第１の整流板によって強制的に左右方向に分岐され、更に第２の整流板により浚渫土の流れ方向が中心方向に収束変化して中心部分で強制的に相互に衝突して衝撃が与えられ、練り混ぜ効果を促進して均質な固化処理土を得ることができる。
【００２３】
固化処理土の品質面でのばらつきが生じることがなく、固化材添加後の圧送距離が短い場合でも浚渫土を十分に混練してから埋立地等に排出することができるので、軟弱な浚渫土の有効利用をはかることができる。更に埋立後の地盤改良が不要となって用地の早期利用が可能となる。また、浚渫土と固化材の練混装置の容量には格別の限界が生じないため、施工能力が制限されることがなく、大量急速施工を想定した埋立工事にも対応可能である。
【００２４】
従って本発明によれば、管中固化処理工法において注入した固化材を浚渫土全体に均一に添加することができて、均質な改良土として埋立地等に排出することにより、浚渫・固化処理・搬送・埋立まで一貫した管路搬送施工を可能として軟弱な浚渫土の有効利用をはかることができる管中固化処理工法における練混管を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した練混管の構成を示す側断面図。
【図２】本発明を適用した練混管の構成を示す平断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】従来の事前混合処理工法の一例を示す概要図。
【図６】従来の管中固化処理工法の例を示す概要図。
【符号の説明】
１１…練混管
１２…第１の整流板
１２ａ…先鋭部
１２ｂ，１３ｂ…テーパ面
１３…第２の整流板
１４…（固化材の）注入口
整理番号　Ｐ３４７９
【図１】
2004107939.tif 000003
【図２】
2004107939.tif 000004
【図３】
2004107939.tif 000005
【図４】
2004107939.tif 000006
【図５】
2004107939.tif 000007
【図６】
2004107939.tif 000008