(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削現場で発生した泥土により流動化埋戻し土を作製するに当たり、
泥土圧式シールドによって掘削された泥土を圧送する泥土圧送用ポンプと、この泥土圧送用ポンプから延長される圧送用配管とによって前記泥土を搬送するとともに、前記圧送用配管の出口部に直接、格子板、金網および多孔板のいずれかよりなるスクリーンを設けるか、前記圧送用配管に接続して、出口部に格子板、金網および多孔板のいずれかよりなるスクリーンを備えることにより、泥土を糸状に細分化し排出する箱状の泥土糸状化装置を設け、
泥土に前記泥土圧送用ポンプによって背圧を与えながら前記スクリーンを強制的に通過させ、前記スクリーンから押し出された糸状泥土を直接、泥土溶解用ミキサに投入し、前記泥土溶解用ミキサにて泥土を撹拌・混合し溶解するようにしたことを特徴とする泥土溶解促進方法。
【請求項２】
前記スクリーンを振動させながら泥土を通過させるようにする請求項１記載の泥土溶解促進方法。
【請求項３】
前記スクリーンを通過させる前段階で、泥土中に注水を行うようにする請求項１、２いずれかに記載の泥土溶解促進方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削工事において発生する泥土を流動化埋戻し土として再生する際に、泥土の溶解・流動化を促進するために用いられる泥土溶解化促進方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特にガス管、上下水道管、送信ケーブル保護管などの埋設工事においては、掘削によって発生した泥土を埋め戻し土として再利用する流動化処理土工法が採用されている。この流動化処理土工法は、掘削泥土に水および固化材を適切な配合で加えて攪拌混合し、スラリー状の埋め戻し土として再生し、ガス管、上下水道管等の管類を所定の深さ位置に埋設した後、掘削部に充填し、その硬化を待って埋め戻しを行う工法である。前記固化材としては、通常セメント、セメント系固化材、石灰等のものが主に使用され、必要に応じて添加剤等が加えられる。
【０００３】
前記流動化処理土の作製に当たって、従来はパワーショベルを用い、ピット内で泥土と水と固化材とを練り合わせて流動化処理を行ったり（先行例１）、強制練りミキサ等の溶解装置に泥土を直接投入して水、固化材と混練りするなどの方法（先行例２）が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行例１による方法の場合には、重機等の使用により設備が大きくなるとともに、狭隘な場所での設置が困難である、作製効率が悪いなどの問題があった。また、先行例２による方法の場合には、強制練りミキサを使用して土塊を剪断攪拌しようとしても、細分化（溶解）するのに時間が掛かるとともに、剪断しきれない土塊粒が多く存在するようになり、固化材との混合が不均一となり流動化埋戻し土としての品質が安定しないなどの問題があった。
【０００５】
他方、泥土圧シールド掘削においては多量の泥土が発生するが、この泥土に流動化処理を行い埋戻し土として利用することを企画した場合、従来のように泥土の溶解に時間が掛かると、連続的に排出される泥土を効率的に流動化処理できず、これを補おうとして複数台の強制練りミキサを設置するようにした場合には、設備の占有面積が大きくなるなどの問題があった。
【０００６】
そこで本発明の主たる課題は、設置スペースが少なくて済み、溶解時間の大幅な短縮化が図れるとともに、土塊粒の存在など攪拌ムラを無くして品質の安定した流動化埋戻し土の作製を可能とし得る泥土溶解化促進方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本泥土溶解化促進方法は、掘削現場で発生した泥土により流動化埋戻し土を作製するに当たり、
泥土圧式シールドによって掘削された泥土を圧送する泥土圧送用ポンプと、この泥土圧送用ポンプから延長される圧送用配管とによって前記泥土を搬送するとともに、前記圧送用配管の出口部に直接、格子板、金網および多孔板のいずれかよりなるスクリーンを設けるか、前記圧送用配管に接続して、出口部に格子板、金網および多孔板のいずれかよりなるスクリーンを備えることにより、泥土を糸状に細分化し排出する箱状の泥土糸状化装置を設け、
泥土に前記泥土圧送用ポンプによって背圧を与えながら前記スクリーンを強制的に通過させ、前記スクリーンから押し出された糸状泥土を直接、泥土溶解用ミキサに投入し、前記泥土溶解用ミキサにて泥土を撹拌・混合し溶解するようにしたことを特徴とするものである。この場合において、前記スクリーンを振動させながら泥土を通過させるようにすると、泥土の流動化がより促進されるようになるとともに、前記スクリーンを通過させる前段階で、泥土中に注水を行うようにすると、より泥土の流動性を高めることが出来るようになる。
【０００８】
本発明においては、たとえば圧送ポンプによる圧送と組み合わせることにより泥土に背圧を与え、格子板等のスクリーンを強制的に通過させ、糸状泥土とした後、泥土溶解用ミキサに投入するようにする。塊状の泥土は、前記スクリーンを通過することにより細分化され、泥土溶解用ミキサ内における攪拌・混合に際し、水との接触面積が飛躍的に増大することから、直接土塊をミキサに投入した場合に比べて溶解性が格段に向上するようになり、短時間で溶解が完了するようになるとともに、土塊粒の存在など攪拌ムラが無くなり、品質の安定した流動化埋戻し土の作製が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は、泥土圧式シールド掘削に本泥土溶解促進装置を適用した場合の排泥土の流動化処理システムの概略図であり、図２はその要部拡大概要図である。
【００１０】
泥土圧式シールド掘削は、主に粘性土や粘性土を含む砂層に適するシールド掘削工法であり、近年は付帯設備が少なくて済む、作業ヤードおよび立坑用地の縮小化に資するなどの理由から多用されている。泥土圧式シールド掘削では、従来はベルトコンベアによる泥土輸送が主流を占めていたが、近年は坑内の安全性確保、排土作業の効率化などの理由からポンプ圧送方式が多用されるようになってきている。
【００１１】
従来は、排出された泥土は専ら廃棄処理されていたが、本発明では排出される泥土の一部を埋戻し土として有効利用することを目的として、泥土圧シールド１からポンプ圧送される圧送ラインを途中で分岐させて、流動化土作製装置６，７へ導き、作製された流動化土を駅舎構造物上面の埋め戻し土やインバートの埋め戻し土として利用するようにしている。
【００１２】
具体的には、泥土圧式シールド掘削における泥土のポンプ圧送設備では、泥土圧式シールド１に設備されたスクリューコンベア２の下側に圧送用ポンプ３を置き、スクリューコンベア２から落下した泥土を受け取り、圧送用配管４を通して地上に搬出するようにしているが、前記圧送用配管４を途中から分岐させて泥土引込み用配管５に導き、泥土溶解装置６において混入水と共に泥土を攪拌・混合することにより溶解（流動化）させ、この流動化泥水を次の固化材混入攪拌装置７に導き、ここでセメント等の固化材を投入・攪拌することにより流動化埋戻し土を作製するようにしている。なお、上記排泥土の流動化処理システムにおいて、固化材を投入攪拌する前段階で泥土を溶解させる理由は、固化材の混練り状態を良好とし均一な流動化埋戻し土を作製するとともに、泥土を溶解することで発生泥土の性状変化、たとえば含水比の変動に対応するための計測を容易かつ正確に行えるようにするためである。すなわち、泥土の性状を測定するには、各種計測機器類（密度計、流量計、ロードセル等）を用いて行っているが、泥土中に空隙があると正確な計測は行えない。しかし、計測前に泥土を溶解し泥水化すれば、これら物性値等を通常、流体計測で行っている計測機器（密度計、流量計）で正確に計測できるようになる。
【００１３】
前記泥土溶解装置６は、詳細には図２に示されるように、泥土溶解促進装置６Ａと、泥土を水と共に攪拌・混合する泥土溶解用ミキサ６Ｂとから構成されるもので、特に前者の泥土溶解促進装置６Ａは、圧送用配管４内を圧送されてきた泥土を糸状に細分化することで、次工程の攪拌・混合工程において泥土の溶解（泥水化）を促進させる役割を担う。
【００１４】
前記泥土溶解促進装置６Ａは、泥土圧送用ポンプ３と、この泥土圧送用ポンプ３から延長される圧送用配管４と、この圧送用配管４に接続して設けられるとともに、出口部に格子板、金網および多孔板のいずれかよりなるスクリーン９を備えた箱状の泥土糸状化装置８とからなるものである。前記泥土糸状化装置８に対し、スクリーン９を振動させる振動機１０を設置することが望ましい。このような構造の泥土溶解促進装置６Ａであれば、設置スペースが少なくて済み、効率的に泥土を溶解することが可能となる。
【００１５】
本発明の好適な適用例としては、泥土圧式シールド掘削において、排泥土の圧送ラインより分岐させて泥土引込みラインを設け、この泥土引込みラインに接続して出口部に格子板、金網および多孔板のいずれかよりなるスクリーン９を備えた箱状の泥土糸状化装置８を設けるとともに、この泥土糸状化装置８から排出される糸状泥土が投入される泥土溶解用ミキサ６Ｂを配設した泥土圧シールド掘削における排泥土の流動化処理システムを挙げることができる。すなわち、泥土圧シールドでは頻繁に圧送ポンプにより掘削泥土の輸送が行われており、この泥土輸送ラインを分岐させて泥土糸状化装置８に導けば、前記圧送ポンプ３による背圧によりスクリーンから糸状泥土として排出させることができ、本装置を含む泥土流動化システムを簡単に構築することができる。
【００１６】
以下、具体的に詳述すると、圧送用配管４は立坑下部において上方に屈曲させ地上に導かれているが、この屈曲部位に３方弁１１を配設し、一方側に泥土引込み用配管５を接続するとともに、この泥土引込み用配管５の中間に遮断弁１２を設け、一方３方弁１１の他方側に揚上配管１３を接続し、この揚上配管１３の中間に遮断弁１４を設け、泥土流路を切り替え可能としている。埋戻し土として必要な量は掘削土の内の一部分であるため、泥土圧シールド１から排出される泥土のすべてについて流動化処理を行う必要はなく、かつ掘進過程では地層の変化により流動化埋戻し土として不適な砂層または砂を多く含む粘性土に遭遇する場合もあるため、泥土流路を切り替え可能とし、発生泥土の内の所望量をかつ流動化埋戻し土として好適な土質性状のものを流動化埋戻し土として処理できるようにしている。
【００１７】
前記泥土引込み用配管５に接続される泥土溶解促進装置６Ａは、出口部に図３に示される格子板、具体的には平板２０，２０…を格子状に組み合わせたスクリーン９を備えた箱状の泥土糸状化装置８からなるもので、泥土引込み用配管５内を圧送された泥土は、前記泥土糸状化装置８内に流入した後、順次後方側から押し込まれる泥土によって背圧を受け、泥土糸状化装置８のスクリーン９から強制的に押し出され、糸状に細分化され排出される。排出された糸状泥土は、下方に設置された泥土溶解用ミキサ６Ｂ内に投入され、ここで水と共に攪拌・混合され、溶解（泥水化）される。なお、前記スクリーン９としては、他に金網および多孔板のいずれかを用いることができる。
【００１８】
本例では、特に泥土糸状化装置８に泥土が流入する前段階で、泥土引込み用配管５に接続された注水管１５から水を混入するようにしているとともに、前記泥土糸状化装置８のスクリーン９に対して振動を与える振動機１０，１０…を設置している。泥土に注水を行うことにより、泥土の流動性を高めることができるようになり、かつスクリーン９に対して振動を加えることにより前記注水と相まって泥土の流動化が促進されるようになる。なお、注水方法としては、他に図４に示されるように、泥土引込み用配管５を外嵌する注水リング管１６を配設し、この注水リング管１６から泥土引込み用配管５の中心方向に向けて注水を行うようにしてもよい。この際、前記注水リング管１６の注水口に高圧噴射ノズルを使用し、高圧水を噴射させるようにすれば、塊状の泥土を細かく裁断することができ、さらに流動化が促進されるようになるとともに、前記スクリーン９を透過し易くできる。
【００１９】
ところで、本泥土溶解促進装置の最も簡易な構造例を示せば、図５に示されるようになる。同図に示される泥土溶解促進装置の構造は、単に引込み用配管５の先端部を下方に屈曲させ、その出口部分に金網１７等のスクリーンを配設した構造であり、このような簡易な構造であっても、圧送ポンプにより圧送される塊状泥土を前記金網１７によって糸状に細分化することができ、泥土溶解用ミキサ６Ｂによる攪拌・混合に際し、溶解時間の大幅な短縮化が図れるようになる。
【００２０】
なお、本装置において前記スクリーン９の機能は、本来的には塊状泥土を糸状泥土にするために用いられ、礫や粗粒物等の異物の除去のために用いているわけではないが、これら異物はスクリーン９によって捕捉されるため、泥土溶解用ミキサ６Ｂに混入するのを同時に防止できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳説のとおり本発明によれば、設置スペースが少なくて済みかつ簡易な構造により、溶解時間の大幅な短縮化を図ることが可能になるとともに、土塊粒の存在など攪拌ムラを無くして品質の安定した流動化埋戻し土を作製できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  泥土圧式シールド掘削に本泥土溶解促進装置を適用した場合の排泥土の流動化処理システムの概略図である。
【図２】  その要部拡大概要図である。
【図３】  スクリーン９の要部平面図である。
【図４】  注水方法の他例を示す注水部縦断面図である。
【図５】  泥土溶解促進装置の他例を示す構造図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…泥土圧シールド、２…スクリューコンベア、３…圧送用ポンプ、４…泥土圧送用配管、５…泥土引込み用配管、６…泥土溶解装置、６Ａ…泥土溶解促進装置、６Ｂ…泥土溶解用ミキサ、７…固化材混入攪拌装置、８…泥土糸状化装置、９…スクリーン、１０…振動機、１６…注水リング管
【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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