(57)【要約】【課題】シールドマシンより排出される掘削泥土を低コストで、大きな泥土搬出量をもって地上へ搬出することができ、その搬送条件に厳しい制約が課されることがなく、更に、地上設備の設置スペースが小さくて済む、掘削泥土の搬出方法及び改質搬出システムを提供する。【解決手段】シールド工法のための立坑１０下に、シールドマシンより排出される掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合して掘削泥土を改質する掘削泥土改質装置１２を設置する。そして、この掘削泥土改質装置１２を用いて掘削泥土を改質して、その含水比をコンベヤラインで搬送可能なレベルまで低下させる。改質後の掘削泥土を、コンベヤライン１４を介して地上へ搬出する。【選択図】      図１
2004238871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド工法のための立坑下に、シールドマシンより排出される掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合して掘削泥土を改質する掘削泥土改質装置を設置し、
前記掘削泥土改質装置から地上へ掘削泥土を搬出するコンベヤラインを設置し、
前記掘削泥土改質装置を用いて、シールドマシンより排出される掘削泥土を改質してその含水比を前記コンベヤラインで搬送可能なレベルまで低下させ、
改質後の掘削泥土を前記掘削土改質装置から地上へ前記コンベヤラインを介して搬出する、
ことを特徴とするシールド工法における掘削泥土の搬出方法。
【請求項２】
前記改質剤は、製紙スラッジ焼却灰を高温再焼成して製造した化学安定性を有する親水性の多孔質改質剤であることを特徴とする請求項１記載のシールド工法における掘削泥土の搬出方法。
【請求項３】
シールド工法のための立坑下に設置されシールドマシンより排出される掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合して掘削泥土を改質する掘削泥土改質装置と、
前記掘削泥土改質装置から地上へ掘削泥土を搬出するコンベヤラインと、
を備えたことを特徴とするシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項４】
シールド工法のための立坑下に設置した攪拌混合装置と、
シールドマシンより排出される掘削泥土を前記攪拌混合装置に投入する泥土投入手段と、
シールドマシンより排出される掘削泥土に添加する改質剤を前記攪拌混合装置に供給する改質剤供給手段と、
前記攪拌混合装置から排出される混合物を受取って地上へ搬出するコンベヤラインと、
を備えたことを特徴とするシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項５】
前記攪拌混合装置が、
前記立坑下に設置したホッパタンクと、
前記ホッパタンクの底部に装備され、多数の攪拌羽根を有する回転軸と該回転軸を駆動する駆動手段とを備えて前記ホッパタンクの内容物を攪拌すると共に、その内容物を前記回転軸の軸心方向へ移動させるラインミキサと、
前記ラインミキサと同軸的な位置関係で配設され、第１端が前記ラインミキサに接続され、第２端が前記コンベヤラインに接続されて前記ラインミキサと協働する協働スクリューコンベヤと、
前記ラインミキサ及び前記協働スクリューコンベヤの同期運転及び個別運転を可能にする攪拌混合制御手段とを備えており、
前記攪拌混合制御手段が前記協働スクリューコンベヤ及び前記ラインミキサを同期運転することで、前記ホッパタンクの内容物の連続攪拌混合処理が行われ、前記協働スクリューコンベヤの内部に改質後の掘削泥土のプラグが形成された状態で前記攪拌混合制御手段が前記協働スクリューコンベヤを停止させて前記ラインミキサだけを運転することで、前記ホッパタンクの内容物のバッチ攪拌混合処理が行われるようにした、
ことを特徴とする請求項４記載のシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項６】
前記泥土投入手段は、シールドマシンより排出される掘削泥土を前記ホッパタンクへ搬送するための軌道及び鋼車を有し、
前記鋼車は、台車部分と、該台車部分に対して相対的に側方へスライド可能な荷台部分とを備え、前記荷台部分が前記台車部分に対して相対的に側方へスライドされることによって該荷台部分の底部から積荷を下方へ落下させることができるように構成され、
前記泥土投入手段は、
前記鋼車の前記荷台部分を前記台車部分に対して相対的に側方へスライドさせるための荷台スライド手段と、
前記荷台スライド手段による前記荷台部分のスライド量を制御することで前記鋼車から前記ホッパタンクへ投入する泥土投入量を制御する泥土投入量制御手段と、
前記鋼車に積載されている泥土の重量を計測する泥土重量計測手段、及び／または、前記鋼車に積載されている泥土の体積を計測する泥土体積計測手段と、
前記鋼車に積載されている泥土の含水比を計測する泥土含水比計測手段と、
を備えていることを特徴とする請求項５記載のシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項７】
前記鋼車の前記荷台部分は、上方に向かって開口した荷台開口部と、該荷台開口部を開閉する荷台開閉扉とを備えており、
前記ホッパタンクは、上方に向かって開口したタンク開口部と、該タンク開口部を開閉するスライドゲートとを備えており、
前記スライドゲートは、前記荷台スライド手段が前記荷台部分をスライドさせるのに合わせて開閉することで、前記ホッパータンク内の空間に浮遊する浮遊物が前記タンク開口部を介して前記ホッパータンクから外部へ流出するのを実質的に防止するように構成されている、
ことを特徴とする請求項６記載のシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項８】
前記泥土投入手段が更にトラバーサを備えており、該トラバーサは、前記軌道の一部を構成するレール部分を含み、該レール部分をその上に載った前記鋼車と共に側方へ移動させることで前記鋼車を前記ホッパタンクに近接した位置へ移動させるように構成されており、
前記泥土重量計測手段が、前記トラバーサの前記レール部分の下部に設置したロードセルから成り、
前記泥土体積計測手段が、前記鋼車を上方から臨むように前記トラバーサの上方に設けた超音波センサから成り、
前記泥土含水比計測手段が、前記鋼車を上方から臨むように前記トラバーサの上方に設けた非接触水分計、及び／または、前記鋼車を下方から臨むように前記トラバーサ上に設けた中性子水分計から成る、
ことを特徴とする請求項６又は７記載のシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項９】
前記改質剤供給手段が、前記ホッパタンクの上方に設けた計量ホッパと、前記計量ホッパから前記ホッパタンクへ供給する改質剤の供給量を制御する改質剤供給量制御手段とを備えて一定量の改質剤を貯留し、貯留した改質剤を所望の供給量で前記ホッパタンクへ供給するように構成され、
前記改質搬出システムが更に、地上に設けられ改質剤を貯留するサイロと、該サイロから前記計量ホッパへ改質剤を補給する改質剤補給手段とを備えている、
ことを特徴とする請求項４乃至８の何れか１項記載のシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項１０】
前記改質剤供給手段が、前記ホッパタンクの上方に設けた計量ホッパと、前記計量ホッパから前記ホッパタンクへ供給する改質剤の供給量を制御する改質剤供給量制御手段とを備えて一定量の改質剤を貯留し、貯留した改質剤を所望の供給量で前記ホッパタンクへ供給するように構成され、
前記攪拌混合制御手段が、前記泥土重量計測手段及び／または前記泥土体積計測手段によって計測した泥土量と、前記泥土含水比計測手段によって計測した泥土含水比とに基づいて、前記泥土投入量制御手段と、前記改質剤供給量制御手段と、前記ラインミキサと、前記協働スクリューコンベヤとを制御するように構成されている、
ことを特徴とする請求項６記載のシールド工法における掘削泥土の改質搬出システム。
【請求項１１】
攪拌混合装置と、シールドマシンより排出される掘削泥土を前記攪拌混合装置に投入する泥土投入手段と、シールドマシンより排出される掘削泥土に添加する改質剤を前記攪拌混合装置に供給する改質剤供給手段とを備えた泥土改質装置において、
ホッパタンクと、
前記ホッパタンクの底部に装備され、多数の攪拌羽根を有する回転軸と該回転軸を駆動する駆動手段とを備えて前記ホッパタンクの内容物を攪拌すると共に、その内容物を前記回転軸の軸心方向へ移動させるラインミキサと、
前記ラインミキサと同軸的な位置関係で配設され、第１端が前記ラインミキサに接続され、第２端が前記コンベヤラインに接続されて前記ラインミキサと協働する協働スクリューコンベヤと、
前記ラインミキサ及び前記協働スクリューコンベヤの同期運転及び個別運転を可能にする攪拌混合制御手段とを備えており、
前記攪拌混合制御手段が前記協働スクリューコンベヤ及び前記ラインミキサを同期運転することで、前記ホッパタンクの内容物の連続攪拌混合処理が行われ、前記協働スクリューコンベヤの内部に改質後の掘削泥土のプラグが形成された状態で前記攪拌混合制御手段が前記協働スクリューコンベヤを停止させて前記ラインミキサだけを運転することで、前記ホッパタンクの内容物のバッチ攪拌混合処理が行われるようにした、
ことを特徴とする泥土改質装置。
【請求項１２】
前記改質剤は、製紙スラッジ焼却灰を高温再焼成して製造した化学安定性を有する親水性の多孔質改質剤であることを特徴とする請求項１１記載の泥土改質装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法における掘削泥土の搬出方法及び改質搬出システム並びに泥土改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドマシンより排出される掘削泥土は、多量の水分を含有している。そのため、多くの場合、その掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合するなどして改質した上で、埋立処理するようにしている。従来、シールドマシンより排出される掘削泥土を改質するには、その掘削泥土を地上の改質処理プラントへ運び上げて、そこで改質処理を施すようにしていた。
シールドマシンより排出される含水比の高い掘削泥土を地上へ運び上げる方法としては、シールドマシンが排出する掘削泥土を鋼車に受け、その鋼車を立坑下まで搬送してクレーンで地上へ吊り上げる方法や、シールドマシンが排出する掘削泥土を泥土ポンプを介して地上へ圧送することで揚土する方法などが用いられていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２６４４６８号
【０００４】
しかしながら、クレーンで吊り上げる方法には、単位時間当たりの泥土搬出量が小さく、作業安全性を確保するためのコストがかさむという問題があった。
また、泥土ポンプで圧送する方法には、搬送条件（立坑の深さ、掘削泥土の性状）が厳しく限定されるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、シールドマシンより排出される掘削泥土を低コストで、大きな泥土搬出量をもって地上へ搬出することができ、その搬送条件に厳しい制約が課されることがなく、更に、地上設備の設置スペースが小さくて済む、掘削泥土の搬出方法及び改質搬出システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るシールド工法における掘削泥土の搬出方法は、シールド工法のための立坑下に、シールドマシンより排出される掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合して掘削泥土を改質する掘削泥土改質装置を設置し、前記掘削泥土改質装置から地上へ掘削泥土を搬出するコンベヤラインを設置し、前記掘削泥土改質装置を用いて、シールドマシンより排出される掘削泥土を改質してその含水比を前記コンベヤラインで搬送可能なレベルまで低下させ、改質後の掘削泥土を前記掘削土改質装置から地上へ前記コンベヤラインを介して搬出することを特徴とする。
また、本発明に係るシールド工法における掘削泥土の改質搬出システムは、シールド工法のための立坑下に設置されシールドマシンより排出される掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合して掘削泥土を改質する掘削泥土改質装置と、前記掘削泥土改質装置から地上へ掘削泥土を搬出するコンベヤラインとを備えたことを特徴とする。
また、本発明に係るシールド工法における掘削泥土の改質搬出システムは、シールド工法のための立坑下に設置した攪拌混合装置と、シールドマシンより排出される掘削泥土を前記攪拌混合装置に投入する泥土投入手段と、シールドマシンより排出される掘削泥土に添加する改質剤を前記攪拌混合装置に供給する改質剤供給手段と、前記攪拌混合装置から排出される混合物を受取って地上へ搬出するコンベヤラインとを備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる泥土改質装置は、攪拌混合装置と、シールドマシンより排出される掘削泥土を前記攪拌混合装置に投入する泥土投入手段と、シールドマシンより排出される掘削泥土に添加する改質剤を前記攪拌混合装置に供給する改質剤供給手段とを備えた泥土改質装置において、ホッパタンクと、前記ホッパタンクの底部に装備され、多数の攪拌羽根を有する回転軸と該回転軸を駆動する駆動手段とを備えて前記ホッパタンクの内容物を攪拌すると共に、その内容物を前記回転軸の軸心方向へ移動させるラインミキサと、前記ラインミキサと同軸的な位置関係で配設され、第１端が前記ラインミキサに接続され、第２端が前記コンベヤラインに接続されて前記ラインミキサと協働する協働スクリューコンベヤと、前記ラインミキサ及び前記協働スクリューコンベヤの同期運転及び個別運転を可能にする攪拌混合制御手段とを備えており、前記攪拌混合制御手段が前記協働スクリューコンベヤ及び前記ラインミキサを同期運転することで、前記ホッパタンクの内容物の連続攪拌混合処理が行われ、前記協働スクリューコンベヤの内部に改質後の掘削泥土のプラグが形成された状態で前記攪拌混合制御手段が前記協働スクリューコンベヤを停止させて前記ラインミキサだけを運転することで、前記ホッパタンクの内容物のバッチ攪拌混合処理が行われるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るシールド工法における掘削泥土の搬出方法によれば、シールド工法のための立坑下において掘削泥土の改質を完了することにより、高能率で省スペースのコンベヤラインで掘削泥土を地上へ搬出することができるため、工事現場のスペースを広く確保することが困難な都市部においてシールド工法を採用する際に特に有利である。
また、本発明に係るシールド工法における掘削泥土の改質搬出システムないし本発明にかかる泥土改質装置によれば、本発明に係る掘削泥土の搬出方法を好適に実施することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態にかかるシールド工法における掘削泥土の改質搬出システムの立面図、図２は同じく平面図、図３は同じく側面図、図４は図１の改質搬出システムにおける混合撹拌装置の模式図、図５は図１の改質搬出システムにおける掘削泥土投入装置の模式図、図６及び図７は図１の改質搬出システムにおける計測手段の具体例を示した模式図、図８は図１の改質搬出システムにおける改質剤供給装置及び改質剤補給装置の構成を示した模式図である。
【０００９】
本発明にかかるシールド工法における掘削泥土の搬出方法及び改質搬出システムにおいては、シールドマシンより排出される高含水比の掘削泥土に対して、シールド工法のための立坑下で改質処理を施し、改質後の掘削泥土を地上へ搬出するようにしている。
図１〜図３に示す参照番号１０は、シールド工法のための立坑であり、その立坑下に、シールドマシン（不図示）より排出される掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合して掘削泥土を改質する掘削泥土改質装置１２が設置されている。
更に、この立坑１０の、立坑下から地上までに亘って、掘削泥土改質装置１２から地上へ掘削泥土を搬出するためのコンベヤライン１４が設置されている。このコンベヤライン１４は、複数のスクリューコンベヤ１４−１、１４−２、…、１４−５を連結して構成されており、それらのうち、スクリューコンベヤ１４−２〜１４−４は、鉛直方向に延在するように配設された揚土用スクリューコンベヤである。
【００１０】
本発明にかかる掘削泥土の搬出方法では、掘削泥土改質装置１２を用いて、シールドマシンより排出される掘削泥土を改質してその含水比を、例えばスクリューコンベヤ、垂直ベルトコンベヤなどで構成されるコンベヤラインで搬送可能なレベルまで低下させ、そして、改質後の掘削泥土を、掘削土改質装置１２から地上へ、そのコンベヤラインを介して搬出するようにしている。
従来の掘削泥土の搬出方法では、地上へ搬出した後に掘削泥土に改質処理を施すようにしていたため、搬出の時点では掘削泥土の含水比が高すぎ、コンベヤラインで搬出することができなかった。そのため、掘削泥土をクレーンで吊り上げたり、泥土ポンプで圧送するなどの方法を採らざるを得ず、上述した様々な不都合が生じていたが、本発明にかかる方法によれば、それらの不都合を払拭することができる。
【００１１】
これより、本発明にかかる掘削泥土の改質搬出システムの具体例について詳細に説明する。図示例の掘削泥土の改質搬出システムは、掘削泥土改質装置１２とコンベヤライン１４とを含み他に、後に説明する改質剤補給ラインなども含むものである。
図１〜図３に示し、また図４の模式図に示したように、掘削泥土改質装置１２は、上述したシールド工法のための立坑１０の、その立坑下に設置した攪拌混合装置１６と、シールドマシンより排出される掘削泥土を攪拌混合装置１６に投入するための泥土投入装置１８と、シールドマシンより排出される掘削泥土に添加する改質剤を攪拌混合装置１６に供給するための改質剤供給装置２０とを備えている。
【００１２】
攪拌混合装置１６は、立坑下に設置したホッパタンク２２と、このホッパタンクの底部に装備されたラインミキサ２４と、このラインミキサ２４に接続されたスクリューコンベヤ２６とを含んでいる。スクリューコンベヤ２６は、攪拌混合を行う際にラインミキサ２４と協働するものであるため、以下、協働スクリューコンベヤと呼ぶことにする。
図４に模式図で示したように、ラインミキサ２４は、多数の攪拌羽根を設けた回転軸２４ａと、この回転軸２４ａを駆動するモータ２４ｂとを備えている。回転軸２４ａの多数の攪拌羽根は、一般的なスクリューコンベヤの連続羽根の１ピッチ３６０°のうちの一部を切り欠いた形状であり、そのためこのラインミキサ２４は、ホッパタンク２２の内容物を攪拌すると共に、その内容物を回転軸２４ａの軸心方向へ移動させる移動力を作用させることができる構成となっている。
【００１３】
協働スクリューコンベヤ２６は、駆動用のモータ２６ａを側部に備え、第１端の端面から受け入れた搬送物を第２端へ搬送し、この第２端の端面から排出するようにした外周駆動方式のものであり、ラインミキサ２４と同軸的な位置関係で配設され、第１端がラインミキサ２４の一端（排出端）に接続され、第２端がコンベヤライン１４に接続されている。
【００１４】
コンベヤライン１４は、協働スクリューコンベヤ２６の第２端から排出される混合物を受取るように接続されており、このコンベヤライン１４の先頭のスクリューコンベヤ１４−１は、軸心が水平に延在するように配設された押込スクリューコンベヤであり、これに続く後続のスクリューコンベヤ１４−２、１４−３、１４−４は、軸心が鉛直に延在するように配設された揚土用スクリューコンベヤである。最後のスクリューコンベヤ１４−５は、再び軸心が水平に延在するように配設されており、搬送物（この搬送物は、改質後の掘削泥土である）を、地上に設置したホッパ３０に投入するようにしてある。
尚、コンベヤライン１４は、図示例のようにスクリューコンベヤを用いて構成する他に、垂直ベルトコンベヤなどを用いて構成することも可能である。
【００１５】
図示した掘削泥土の改質搬出システム１２は更に、制御ユニット３２（図１にブロックで模式的に示した）を備えており、この制御ユニット３２は、改質搬出システム１２の様々な部分を制御する制御部を内蔵している。それら制御部のうちに、攪拌混合装置１６のラインミキサ２４及び協働スクリューコンベヤ２６の同期運転及び個別運転を可能にする攪拌混合制御部３４がある。
攪拌混合制御部３４がラインミキサ２４及び協働スクリューコンベヤ２６を同期運転すると、ラインミキサ２４がホッパタンク２２の内容物を攪拌混合しつつそれを連続的にスクリューコンベヤ２６へ送り込み、更にそれが協働スクリューコンベヤ２６を介してホッパタンク２２から連続的に搬出されるため、ホッパタンク２２の内容物の連続攪拌混合処理を行うことができる。また、この連続攪拌混合処理において、ラインミキサ２４の回転速度と協働スクリューコンベヤ２６の回転速度との比を変化させることで、掘削泥土が受ける攪拌混合の時間を変化させることができる。例えば、ラインミキサ２４の回転速度を一定にしたまま、協働スクリューコンベヤ２６の回転速度を遅くすることによって、攪拌混合時間を長くすることができる。
また、協働スクリューコンベヤ２６の内部に改質後の掘削泥土が充填され、その掘削泥土のプラグが形成された状態で、攪拌混合制御部３４がこの協働スクリューコンベヤ２６を停止させて、ラインミキサ２４だけを運転すると、ホッパタンク２２内の混合物は協働スクリューコンベヤ２６内のプラグによってホッパタンク２２内に留められ、それをラインミキサ２４が攪拌混合し続けることになるため、これを利用して、ホッパタンク２２の内容物のバッチ攪拌混合処理を行うことができる。
【００１６】
泥土投入装置１８は、シールドマシンより排出される掘削泥土を攪拌混合装置１６に投入するための軌道４０及び鋼車４２を含むものである。軌道４０は、シールドマシンの傍らからホッパタンク２２の一側までに亘って敷設されており、この軌道上を鋼車４２が走行する。鋼車４２は、シールドマシンより排出される掘削残土を受け、バッテリー機関車（不図示）に牽引されて掘削泥土を立坑１０まで搬送する。尚、バッテリー機関車で牽引する方法以外に、電動ウインチで牽引するなどの他の方法を用いてもよい。
【００１７】
図５に模式図で示したように、鋼車４２は、台車部分４４と、この台車部分４４に対して相対的に側方へスライド可能な荷台部分４６とを備えており、荷台部分４６が台車部分４４に対して相対的に側方へスライドされることによって、荷台部分４６の底部から積荷を下方へ落下させることができるように構成されている。また、荷台部分４６は、上方に向かって開口しており、この荷台開口部を開閉する荷台開閉扉４８を備えている。
泥土投入装置１８は更に、軌道４０のうちのホッパタンク２２の近傍部分に装備したトラバーサ５０を備えている。トラバーサ５０は、軌道４０の一部を構成するレール部分を含んでおり、このレール部分をその上に載った鋼車４２と共に側方へ移動させることで、鋼車４２をホッパタンク２２に近接した位置へ移動させるように構成されている。
泥土投入装置１８は更に、鋼車４２の荷台部分４６を台車部分４４に対して相対的に側方へスライドさせるための荷台スライド装置５２を備えている。荷台スライド装置５２は、ホッパタンク２２側に設けられたロボット機構であり、鋼車４２の荷台部分４６を把持する一対のアームと、それらアームを駆動する複数の油圧シリンダとを含んでおり、トラバーサ５０が鋼車４２をホッパタンク２２に近接した位置へ移動した後に、その鋼車４２の荷台部分４６を把持してスライドさせるものである。
荷台スライド装置５２は、制御ユニット３２に内蔵されている泥土投入量制御部５４（図１にブロックで模式的に示した）によって制御され、この泥土投入量制御部５４は、荷台スライド手段５２による荷台部分４６のスライド量を制御することで、鋼車４２からホッパタンク２２へ投入する泥土投入量を制御するものである。
【００１８】
泥土投入装置１８は更に、鋼車４２に積載されている泥土の量と、その泥土の含水比とを計測するための計測手段を含んでいる。泥土の量を計測するための手段としては、鋼車４２に積載されている泥土の重量を計測する泥土重量計測手段と、鋼車４２に積載されている泥土の体積を計測する泥土体積計測手段とのいずれか一方、もしくは両方を用いる。
これら計測手段の具体例を図６及び図７に模式図で示した。図６の具体例では泥土重量計測手段として、トラバーサ５０のレール部分の下部に設置した４個のロードセル５６を使用し、泥土体積計測手段として、鋼車４２を上方から臨むようにトラバーサ５０の上方に設けた超音波センサ５８を使用し、また泥土含水比計測手段として、鋼車４２を上方から臨むようにトラバーサ５０の上方に設けた非接触水分計（例えば、マイクロ波水分計や、赤外線水分計など）６０を使用している。一方、図７の具体例では泥土重量計測手段として、図６の場合と同じく４個のロードセル５６を使用し、一方、泥土含水比計測手段としては、鋼車４２を下方から臨むようにトラバーサ５０上に設けた中性子水分計６２を使用している。
これら計測手段による計測結果は図１の制御ユニット３２へ入力されており、入力された計測結果は、図示の改質搬出システムの各部の制御に利用される。
【００１９】
ホッパタンク２２内で掘削泥土に添加する改質剤としては、様々なものが使用可能であるが、それらのうちで好ましいものは、混合後の養生時間無しで、軟弱度の含水比を低下させて改質を完了することのできる材料であり、特に好ましいものとしては、製紙製造工程で発生する製紙スラッジ焼却灰を高温再焼成して製造した、化学安定性を有する親水性の多孔質改質剤がある。この種の改質剤としては、例えば、株式会社フジタ、春日製紙工業株式会社、及び株式会社新菱製作所により開発された「ＦＴマッドキラー」などがあり、図示例の改質搬出システムではこの「ＦＴマッドキラー」を改質剤として使用している。
【００２０】
「ＦＴマッドキラー」は粉末状の改質剤であり、投入時及び攪拌時に微細粉が飛散し易い性質がある。図示例の改質搬出システムでは、立坑下の環境を良好に維持するために、ホッパタンク２２の構造を、改質剤の飛散を効果的に防止し得る構造としている。即ち、ホッパタンク２２は、スライド式の鋼車４２から泥土を投入できるように、上方に向かって開口したタンク開口部を備えているが、このタンク開口部を開閉するスライドゲート６４（図５〜図７に模式図で示した）を装備している。
スライドゲート６４は、上述した荷台スライド装置５２が鋼車４２の荷台部分４６をスライドさせるのに合わせて開閉することで、ホッパータンク２２内の空間に浮遊する浮遊物（改質剤の微細粉）がタンク開口部を介してホッパータンク２２から外部へ流出するのを実質的に防止するように構成されている。図６及び図７はスライドゲート６４が閉じた状態を示し、図５はスライドゲート６４が半ば開けられた状態を示している。
スライドゲート６４の開閉を鋼車４２の荷台部分４６のスライド量に合わせるには、例えば、鋼車４２の荷台部分または荷台スライド装置５２の一部分が、スライドゲート６４に係合して、これを開き方向へ押動するようにすると共に、スライドゲート６４を閉じ方向に付勢するスプリングを設けるなどの構造とすればよい。
【００２１】
更に、図示例の改質搬出システムでは、改質剤供給装置２０の構造を、粉末状の改質剤をホッパタンク２２に供給する上で好適な構造とすると共に、この改質剤供給装置に改質剤を補給する改質剤補給装置を備えている。
即ち、改質剤供給装置２０は、一定量の改質剤を貯留し、貯留した改質剤を所望の供給量でホッパタンク２２へ供給することのできる、ホッパタンク２２の上方に設けた計量ホッパ６６を含んでいる。図示例の計量ホッパ６６は二連型であり、これは、細長い形状のラインミキサ２４の２箇所に改質剤を補給するようにしたものである。計量ホッパ６６は、ロータリバルブ６６ａを備えており、このロータリバルブ６６ａを、制御ユニット３２に内蔵されている改質剤供給量制御部６８が制御することで、計量ホッパ６６からホッパタンク２２へ供給する改質剤の供給量が制御される。
図８に模式図で示したように、図示例の改質搬出システムは更に、地上に設けた、１日分の使用量に相当する改質剤を貯留することのできる複数のサイロ７０と、それらサイロ７０から計量ホッパ６６へ改質剤を補給するための空気力粉体搬送ライン７２と、この空気力粉体搬送ライン７２に空気流を供給するルーツブロワ７４とを備えている。図８において、７６は切替バルブ、７８はロータリバルブである。切替バルブ７６の切替えによって、選択されたサイロ７０から計量ホッパ６６へ改質剤が空気輸送され、改質剤の補給がなされる。
【００２２】
以上の構成において、攪拌混合制御部３４は、泥土重量計測手段及び／または泥土体積計測手段によって計測した泥土量と、泥土含水比計測手段によって計測した泥土含水比とに基づいて、泥土投入量制御部５４と、改質剤供給量制御部６８と、ラインミキサ２４と、スクリューコンベヤ２６とを制御できるように構成されており、そのため、鋼車４２によって運ばれてきた掘削泥土の量とその含水比とに応じた最適の攪拌混合処理を行うことができるようになっている。
【００２３】
図示例の改質搬出システムの具体的な動作例について述べると、まず、シールドマシンより排出された掘削泥土をスライド式鋼車４２で受け、バッテリー機関車等により立坑１０まで搬送する。次に、スライド式鋼車４２をトラバーサ５０によりホッパタンク２２脇へ移動させる。この移動の間に、スライド式鋼車４２内の泥土量（泥土重量及び／または泥土体積）と含水比とを自動計測する。続いて、荷台スライド装置５２によって鋼車４２の荷台部分４６をスライドさせる。更に、荷台スライド装置５２の油圧シリンダの動作速度に応じて計量ホッパ６６のロータリバルブ６６ａを稼動させ、改質剤をホッパタンク２２へ投入する。
また、土質に応じて、長い攪拌時間を要しない場合には、ラインミキサ２４とスクリューコンベヤ２６とを同期運転して連続攪拌混合処理を実行しつつ、その処理によって改質された掘削泥土をコンベヤライン１４へ押し込んで地上へ搬出させる。
一方、その土質が、攪拌時間を長く確保すべきものである場合には、荷台スライド装置５２のスライド動作を何段階かに分断し、スクリューコンベヤ２６を停止させた状態でラインミキサ２４を雲底して攪拌を行うことで、バッチ攪拌混合処理を行う。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、シールド工法のための立坑下に、シールドマシンより排出される掘削泥土に改質剤を添加し攪拌混合して掘削泥土を改質する掘削泥土改質装置を設置し、この掘削泥土改質装置を用いて掘削泥土を改質して、その含水比をコンベヤラインで搬送可能なレベルまで低下させ、その改質後の掘削泥土をコンベヤラインを介して地上へ搬出するようにしたため、シールドマシンより排出される掘削泥土を低コストで、大きな泥土搬出量をもって地上へ搬出することができ、更には、その搬送条件に厳しい制約が課されることがなく、地上設備の設置スペースが小さくて済むという利点も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるシールド工法における掘削泥土の改質搬出システムの立面図である。
【図２】改質搬出システムの平面図である。
【図３】改質搬出システムの側面図である。
【図４】改質搬出システムにおける混合撹拌装置の模式図である。
【図５】改質搬出システムにおける掘削泥土投入装置の模式図である。
【図６】改質搬出システムにおける計測手段の具体例を示した模式図である。
【図７】改質搬出システムにおける計測手段の別の具体例を示した模式図である。
【図８】改質搬出システムにおける改質剤供給装置及び改質剤補給装置の構成を示した模式図である。
【符号の説明】
１０  立坑
１２  掘削泥土改質装置
１４  コンベヤライン
１６  攪拌混合装置
１８  泥土投入装置
２０  改質剤供給装置
２２  ホッパタンク
２４  ラインミキサ
２６  スクリューコンベヤ
４０  軌道
４２  鋼車
【図１】
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【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】
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