(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水土砂を透水性袋体内に充填し、この袋体内容物のうち水分を袋体外に透過させて脱水する袋詰脱水処理工法において、
含水土砂の重量を計測する重量計測工程と、
重量を計測した含水土砂に対して、その重量計測結果ならびに含水土砂の既知の含水比に基づいて、所定の含水比となるように加水する加水工程と、
前記加水した含水土砂から所定量の含水土砂を量り取る計量工程と、
前記計量工程で量り取った含水土砂を前記袋体内に充填する充填工程とを行い、
充填土砂量の安定した含水土砂充填袋体を製造するとともに、製造した含水土砂充填袋体を山積みで保管又は利用する、
ことを特徴とする袋詰脱水処理方法。
【請求項２】
前記計量工程で、前記量り取った含水土砂の一部をサンプリングして含水比を計測した後、前記充填工程で前記袋体内への充填を行う、請求項１記載の袋詰脱水処理方法。
【請求項３】
前記加水工程において、前記含水土砂を撹拌により解しつつ水を添加混合する、請求項１または２記載の袋詰脱水処理方法。
【請求項４】
前記重量計測手段による重量計測に先立って、前記含水土砂中の粗雑物を振動篩装置により分離除去する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の袋詰脱水処理方法。
【請求項５】
所定の容積を有する複数の計量容器を用い、常に少なくとも一つの計量容器を前記計量工程中とし、かつ他の少なくとも一つの計量容器を、当該計量容器内の含水土砂をポンプにより前記袋体内へ充填する充填工程中として、連続的な計量及び充填を行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の袋詰脱水処理方法。
【請求項６】
前記充填工程で、ポンプを用いて前記袋体内への充填を行うとともに、
前記袋体の膨張度合いを検出する検出手段として、前記袋体の両側にスタンドを立て、その間の所定検出高さに検出糸を張り渡し、検出糸の一端を一方のスタンドに固定し、検出糸の他端を他方のスタンド上部に設けたリールに巻きつけて連結するとともに、リールの回転によりオン・オフされるスイッチを設け、
前記袋体が膨張して前記検出糸を引っ張り、リールが検出糸の巻き出しにより回転してスイッチがオンとなった時点で、前記袋体が所定の膨張度合いに達したことが検出された時点として自動的に前記ポンプを停止させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の袋詰脱水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥土、特に粘性土やシルトの泥土等の含水土砂を、透水性袋体内に充填して脱水を行う袋詰脱水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
河川、湖沼、海洋などから浚渫された高含水比の泥土等の含水土砂を脱水処理し、有効利用を図る方法の一つとして、透水性布帛等からなる袋体に泥土を充填し、水分を袋体外に透過させることにより脱水を図る袋詰脱水方法がある（特許文献１参照）。この方法によれば、含水土砂を土質改良して土工材料として再利用する、もしくは、環境汚染物質を含有する泥土を脱水・減量化して封じ込めることが可能となる。
しかしながら、河川等から浚渫された含水土砂は、掘削時の撹拌作用により含水比が上昇し、しかもその含水比が安定しないため、袋体への充填量を一定にしても充填土砂量が安定せず、脱水速度および減量率が異なり、山積みでの保管や利用が困難になる、あるいは施工計画や施工管理が困難になるといった問題点があった。
【特許文献１】特開２００２−１７８０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明の主たる課題は、袋体への充填土砂量を安定化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
含水土砂を透水性袋体内に充填し、この袋体内容物のうち水分を袋体外に透過させて脱水する袋詰脱水処理工法において、
含水土砂の重量を計測する重量計測工程と、
重量を計測した含水土砂に対して、その重量計測結果ならびに含水土砂の既知の含水比に基づいて、所定の含水比となるように加水する加水工程と、
前記加水した含水土砂から所定量の含水土砂を量り取る計量工程と、
前記計量工程で量り取った含水土砂を前記袋体内に充填する充填工程とを行い、
充填土砂量の安定した含水土砂充填袋体を製造するとともに、製造した含水土砂充填袋体を山積みで保管又は利用する、
ことを特徴とする袋詰脱水処理方法。
【０００５】
（作用効果）
本発明では、含水土砂を加水により予め所定の含水比にした後に、計量充填する。よって、袋体への充填土砂量を安定化できる。また、充填土砂量を安定化できるため、脱水速度および減量率を均一化でき、山積みによる保管等が容易になる。さらに、施工計画や施工管理もより容易になる。
【０００６】
＜請求項２記載の発明＞
前記計量工程で、前記量り取った含水土砂の一部をサンプリングして含水比を計測した後、前記充填工程で前記袋体内への充填を行う、請求項１記載の袋詰脱水処理方法。
【０００７】
（作用効果）
このように、袋体へ充填する含水土砂の容積および含水比を計測することで、一袋にどの程度の含水比のものをどの程度の量詰めたのか、ならびに一袋にどの程度の量の土砂が残るのかを、正確に管理できるようになる。
【０００８】
＜請求項３記載の発明＞
前記加水工程において、前記含水土砂を撹拌により解しつつ水を添加混合する、請求項１または２記載の袋詰脱水処理方法。
【０００９】
（作用効果）
充填する含水土砂中に土砂の塊があると、取り扱いが困難になるとともに、塊部分が脱水性に劣ることにより、脱水速度が遅くなり、減量率が袋体によって異なるおそれがある。この傾向は、特に対象が粘性土である場合に顕著である。これに対して、本項記載のように、充填に先立って含水土砂を解すようにすると、これらの問題の発生を抑制できる。
【００１０】
＜請求項４記載の発明＞
前記重量計測手段による重量計測に先立って、前記含水土砂中の粗雑物を振動篩装置により分離除去する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の袋詰脱水処理方法。
【００１１】
（作用効果）
河川等から浚渫される含水土砂は、ゴミや廃棄物、ガラ等の粗雑物が多く含まれているため、その粗雑物を除去しないと袋体や装置が破損するおそれがある。よって、本項記載のように、早い段階で含水土砂中の粗雑物を分離除去するのは好ましい。
【００１２】
＜請求項５記載の発明＞
所定の容積を有する複数の計量容器を用い、常に少なくとも一つの計量容器を前記計量工程中とし、かつ他の少なくとも一つの計量容器を、当該計量容器内の含水土砂をポンプにより前記袋体内へ充填する充填工程中として、連続的な計量及び充填を行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の袋詰脱水処理方法。
【００１３】
（作用効果）
従来、小型の袋体を用いる場合、袋詰に際しては、バックホウで含水土砂を掬い上げ、計量ホッパーを介して袋体内に投入するバックホウ充填方式が採用されてきた。
しかしながら、バックホウ充填方式は作業能率が低く、大量施工に不向きであるといった問題点や、充填時に含水土砂が飛散し易く、含水土砂が環境汚染物質を含有している場合、充填時に袋体周辺を逆に汚染させるといった問題点を有していた。
よって、充填方式としては、含水土砂をポンプにより圧送し充填するポンプ充填方式が好適である。
【００１４】
＜請求項６記載の発明＞
前記充填工程で、ポンプを用いて前記袋体内への充填を行うとともに、
前記袋体の膨張度合いを検出する検出手段として、前記袋体の両側にスタンドを立て、その間の所定検出高さに検出糸を張り渡し、検出糸の一端を一方のスタンドに固定し、検出糸の他端を他方のスタンド上部に設けたリールに巻きつけて連結するとともに、リールの回転によりオン・オフされるスイッチを設け、
前記袋体が膨張して前記検出糸を引っ張り、リールが検出糸の巻き出しにより回転してスイッチがオンとなった時点で、前記袋体が所定の膨張度合いに達したことが検出された時点として自動的に前記ポンプを停止させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の袋詰脱水処理方法。
【００１５】
（作用効果）
ポンプにより袋体への充填を行う場合、過度の充填により袋体が破裂するおそれがある。しかし、目視で袋体を監視するのは非常に煩雑である。よって、本項記載のように、袋体の膨張度合いを検出して、破裂に至る前に自動でポンプを停止させるのが好ましい。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【発明の効果】
【００２８】
以上のとおり、本発明によれば、袋体への充填土砂量が安定化する等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しつつ詳説する。
図１は、処理設備例を示している。本例は、河川や湖沼等の底に存在する泥土、ヘドロ等の含水土砂を、付近の岸辺で処理するのに好適であるが、含水土砂であれば泥土でなくても適用でき、また処理場所にも限定されないことはいうまでもない。
【００３０】
図示形態についてより詳細に説明すると、処理対象の含水土砂１は、先ず分離除去装置２に供給され、ゴミや廃棄物、ガラ等の粗雑物２ｘが分離除去される。分離除去装置２は特に限定されるものではないが、対象の性質を考慮すると振動篩装置が好適である。また、処理対象の含水土砂１は、付近に設置した処理ピット等に一時的に貯留しておき、処理分量をバックホウ等により汲み出して供給するのが好ましい。
【００３１】
粗雑物２ｘを分離除去した含水土砂１は、次いで、図示しないポンプ等により重量計測手段３に供給される。重量計測手段３は、含水土砂１をバッチ式もしくは連続式で計測できるものであれば特に限定されないが、ロードセルを介してホッパーを支持し、含水土砂１をホッパー毎計測した後、ホッパー重量を差し引くタイプのものを好適に用いることができる。
【００３２】
次いで、重量を計測した含水土砂１は、加水手段４に供給され、重量計測結果ならびに含水土砂１の既知の含水比に基づいて、所定の含水比となるように加水する。このために、処理対象の含水土砂１がどの程度の含水比であるのか、予め計測しておく。この計測は、含水比が大きく変動する度、例えば含水土砂１の種類、浚渫場所、日時等が変わる度に行うことができる。
【００３３】
加水手段４としては、含水土砂１に水を添加できるものであれば特に限定されないが、二軸ミキサー等のように含水土砂１を撹拌により解しつつ混合を行う装置を好適に用いることができる。符号５は、加水のため水を貯留する貯水槽である。
【００３４】
図示形態では、加水手段４で加水された含水土砂１は、次に貯留手段６に供給され、一時的に貯留される。貯留手段６としては、アジテーター等、固化しないよう撹拌しつつ貯留を行うものが好ましいが、そのような機能の無い単なる貯留槽を用いることもできる。また、貯留手段６は省略することもできる。
【００３５】
また、以上の分離除去装置２から貯留手段６までの部分を一体化し、大型車（１５ｔ程度）の車両に搭載できるようにコンパクト化しておくと好ましい。
【００３６】
加水処理により所定の含水比となった含水土砂１は、計量手段７により所定量が量り取られた後、充填手段８により透水性袋体９内に充填される。
【００３７】
計量手段７は、特に限定されるものではないが、図示例では、所定の容積（例えば袋体と同じか複数倍、または複数分の１倍の容積とするのが好ましい）を有する計量容器７Ｃと、計量容器７Ｃ内に含水土砂１を供給する計量ポンプ７Ｐと、計量容器７Ｃから充填手段８への供給路に設けられた出側バルブ７Ｖとにより構成されている。出側バルブ７Ｖを閉じた状態で計量ポンプ７Ｐを作動させることで、貯留手段６内の含水土砂１を計量容器７Ｃ内に供給して所定分量を量り取ることができ、計量ポンプ７Ｐを停止した状態で出側バルブ７Ｖを開けることで、計量容器７Ｃで計量した含水土砂１を充填手段８に供給することができる。
【００３８】
より好ましい形態では、計量容器７Ｃ内の含水土砂１の含水比を計測するために、含水比計測手段が設けられる。含水比計測手段としては、公知の土壌用水分計を用いることができ、計量容器７Ｃ内に含水土砂１が供給される度に、一部をサンプリングして含水比を計測した後、充填手段８により袋体９内に充填するように構成するのが好ましい。袋体９は、形状により限定されるものではないが、例えば、図４にも示すような筒状に突出する注入口部９ｉを有するものを好適に用いることができる。
【００３９】
また、充填手段８は、例えば図示のように、充填ポンプ８Ｐにより計量容器７Ｃ内の含水土砂１を抜き出し、充填管路８Ｌを介して袋体９内に圧送する形態を採用することができる。充填管路８Ｌは、例えば図２及び図３に示すように、バックホウ１０のアーム１１により支持することができる。もちろん、架台等の適宜の支持装置を用いることができるが、充填管路８Ｌの位置移動が可能なものが好ましい。
【００４０】
袋体９への計量充填に際して、上述のようなバッチ式の計量手段７を用いると、計量中は充填作業ができないため作業効率が低下する。よって、図示のように、計量容器７Ｃを複数組設け、各計量容器７Ｃの入側及び出側にそれぞれバルブ７Ｗ，７Ｖを設け、バルブの切り替えにより、各計量容器の給排を切り替え可能に構成するのが好ましい。これによって、例えば、常に少なくとも一つの計量容器７Ｃを計量中とし、他の少なくとも一つを排出中とすることができ、連続的な計量が可能になる。また、併せて、充填管路８Ｌを複数設け、各充填管路８Ｌに充填バルブ８Ｖを設ける等により、使用する充填管路８Ｌを切り替え可能にするのが好ましい。この場合、常に、少なくとも一本の充填管路８Ｌを介して袋体９への充填を行いながら、他の少なくとも一本の充填管路８Ｌについては充填を行わずに、充填する袋体９の交換作業を行うことができ、効率良い充填が可能になる。
【００４１】
この複数の充填管路８Ｌを用いる場合におけるより具体的な例が図２及び図３に示されている。すなわち、バックホウ１０のアーム１１の先端部には支持部１２が取り付けられており、この支持部１２には充填管路８Ｌの数と対応する数のスイベル１２ｓが上下方向に沿って並設されている。充填管路８Ｌの基端側部分２０は各スイベル１２ｓを介して先端側部分２１に連結されている。充填管路８Ｌの先端側部分２１はスイベル位置から側方に屈曲して延在しており、その先端に設けられた袋体取付部３０は、スイベル１２ｓの回転中心に対して所定の回転半径、例えば袋体９の設置間隔の半分よりも大きな回転半径をもって、自由に回転するように構成されている。したがって、図３に示すように、この袋体取付部３０の回転軌跡下に袋体９の注入口部９ｉが位置するように、袋体９を複数配置しておけば、袋体取付部３０を次の袋体９に取り付けるにあたり、充填管路８Ｌ全体を移動させずに先端の袋体取付部３０のみを回動させるだけで位置決めが可能となり、作業が容易になる。なお、この形態において、袋体取付部３０の移動範囲外の位置にある袋体９に対して注入を行う場合には、アーム１１により支持部１２を移動する、あるいはバックホウ１０自体を移動させることにより対応できる。
【００４２】
他方、含水土砂１が透水性袋体９内に充填されると、水分だけが袋体５外に透過排出され、土粒子等の固形分は袋体５内に残留し、封じ込められる。排水は非常に綺麗であるので、有害物質の心配がない場合には、排水溝６を介してそのまま又は必要に応じて適宜の浄化処理をおこなった後に元の河川等１に放流することもできる。好適には、含水土砂１は袋体９内に圧入される。これにより、その充填圧により袋体内容物が加圧脱水されるので、高効率での袋詰および脱水を行うことができる。ただし、圧入せずに、注入した含水土砂１の自重による加圧および水分の蒸発により脱水させたり、注入済み袋体を順次積み重ねて下側の袋体を加圧脱水したり、注入済み袋体を機械的に加圧脱水することもできる。
【００４３】
袋体９に含水土砂１を圧入する場合、過度の充填により袋体９が破裂するおそれがある。しかし、目視で袋体を監視するのは非常に煩雑である。よって、図５に示すように、袋体９の膨張度合いを検出する検出装置１００を設け、袋体９が破裂に至る前に自動で充填ポンプ８Ｐを停止させるように構成するのが好ましい。具体的に、図示の検出装置１００は、袋体の両側にスタンド１０１を立てて、その間の所定検出高さに検出糸１０２を張り渡し、検出糸１０２の一端を一方のスタンド１０１に固定し、他端を他方のスタンド１０１上部に設けたリール１０３に巻きつけて連結するとともに、リール１０３の回転によりオン・オフされる図示しないスイッチを設けたものであり、袋体９が膨張して検出糸１０２を引っ張ると、リール１０３が検出糸１０２の巻き出しにより回転して、スイッチがオンとなり、検出信号が充填ポンプ８Ｐの制御装置に送信されるものである。このような接触式の検出装置の他、赤外線通過センサー等を検出高さに設置することもできる。
【００４４】
袋詰脱水では、透水性袋体９の目合いの粗さによって、注入開始からフィルター効果を十分に発揮するまでの時間には差はあるが、いずれにせよある程度まで注入すれば十分なフィルター効果が発揮される。よって、基本的には袋体９の目合いの粗さは問わないが、注入当初からある程度十分なフィルター効果を発揮させるためには、透水性袋体９としては、透水係数が１．０×１０-3ｃｍ／ｓｅｃ以上、水透過孔径が９０〜６００μｍのものが好ましい。また耐酸性、耐アルカリ性が高く化学的に安定しているという観点から、ポリエステルやポリプロピレン繊維等の化学繊維からなる不織布、織布、編物等により形成した袋体を好適に使用することができる。具体的な透水性袋体９の例を表１に示す。
【００４５】
【表１】
0004754973.tif 000002
【００４６】
特に、前述のように含水土砂１を圧入するときには、袋体９が膨張し破壊する虞があるので、予め袋外９周囲に引っ張り強度の高いジオグリッド等の補強材を巻き付けておく等により補強された袋体９を用いることができる。
【００４７】
またフィルター効果を高めるためには、袋体９を複数枚重ねた多重袋体を用いることで、含水土砂１中の粒子捕捉効果を高めることができ、袋体９の強度も向上する。この場合において、異なる素材の袋体９を組み合わせて重ねることもできる。
【００４８】
その他、特願平８−２１４３７号、特願平１０−３７１５１号、特願平８−５９９６４号、特願平８−１８８２０３号および特願平１１−０３０１３９号に記載された脱水用袋体など、公知の脱水用袋体を使用することができる。なお、これら従来の脱水技術は、本願発明のように有害物質含有泥土類を対象として有害物質を袋体内に封じ込めるものではない。
【００４９】
他方、泥土等の含水土砂１には、有害物質（環境汚染物質）を含む場合があるが、多くの有害物質、特にダイオキシン、ＰＣＢ、砒素、鉛、などの有害物質の多くは、土粒子やその他の懸濁粒子に付着して存在している。よって、上記のように袋詰脱水を行うと、これらの有害物質は袋体９内に封じ込められる。
【００５０】
このような有害物質を含む含水土砂１としては、その存在場所に応じて多少の広狭があり、一概には言えないが、「土壌の汚染に係る環境基準について（平成３年８月２３日、環境庁告示第４６号）」、「排水基準を定める総理府令（昭和４６年６月２１日、総理府令第３５号）」、「地下水の水質汚濁に係る環境基準について（平成９年３月１３日、環境庁告示第１０号）」、「水質汚濁に係る環境基準について（昭和４６年１２月２８日、環境庁告示第５９号）」、「農用地の土壌の汚染防止等に関する法律（昭和４５年１２月２５日、法律第１３９号）」、「ダイオキシン類による大気の汚染、水質の汚濁及び土壌の汚染に係る環境基準（平成１１年１２月２７日、環境庁告示第６８号）」等の各種法規や運用基準等の基準に適合しないものを意味する。具体的な有害物質の例とともに各種基準を表２及び表３に示す。
【００５１】
【表２】
0004754973.tif 000003
【００５２】
【表３】
0004754973.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、河川、湖沼、海洋などから浚渫された泥土等の含水土砂を脱水処理し、有効利用を図る際等に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２】充填態様を示す正面図である。
【図３】充填態様を示す平面図である。
【図４】（ａ）膨張前、（ｂ）膨張後の透水性袋体の例を示す斜視図である。
【図５】袋体の膨張度合い検出手段の正面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…含水土砂、２…分離除去手段、３…重量計測手段、４…加水手段、５…貯水槽、６…貯留手段、７…計量手段、７Ｃ…計量容器、７Ｐ…計量ポンプ、７Ｖ…出側バルブ、７Ｗ…入側バルブ、８…充填手段、８Ｐ…充填ポンプ、８Ｌ…充填管路、８Ｖ…充填バルブ、９…袋体、９ｉ…注入口部、１０…バックホウ、１１…アーム、１２…支持部、１２ｓ…スイベル、２０…基端側部分、２１…先端側部分、３０…袋体取付部、１００…検出装置、１０１…スタンド、１０２…検出糸、１０３…リール。
【図１】
0004754973.tif 000005
【図２】
0004754973.tif 000006
【図３】
0004754973.tif 000007
【図４】
0004754973.tif 000008
【図５】
0004754973.tif 000009