(57)【要約】【課題】脱水した土を再利用可能な土に改良するのに要する固化材の使用量を低減し、これにより高含水土のリサイクルのための経済的な処理を可能にすること。【解決手段】含水比が７０％以上５００％未満の高含水比の土または含水比が５００％以上の超高含水比の土である高含水土のリサイクルのための処理方法は、前記高含水比の土の比重等を調整する第１のステップと、比重等を調整した土を脱水する第２のステップと、脱水した土に粒状化処理等を施す第３のステップとを含む。前記高含水土が前記超高含水比の土である場合、前記第１のステップに先立って、前記高含水土を高濃度化処理により前記高含水比の土にする。前記高含水土が前記高含水比の土である場合、前記第１のステップは、前記高含水土に高濃度化処理を施すことなく前記高含水土の比重等を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水比が７０％以上５００％未満の高含水比の土または含水比が５００％以上の超高含水比の土である高含水土のリサイクルのための処理方法であって、前記高含水比の土の比重等を調整する第１のステップと、比重等を調整した土を脱水する第２のステップと、脱水した土に粒状化処理等を施す第３のステップとを含む、高含水土のリサイクルのための処理方法。
【請求項２】
前記高含水土が前記超高含水比の土である場合、前記第１のステップに先立って、前記高含水土を高濃度化処理により前記高含水比の土にすることを含む、請求項１に記載の高含水土のリサイクルのための処理方法。
【請求項３】
前記高含水土が前記高含水比の土である場合、前記第１のステップは、前記高含水土に高濃度化処理を施すことなく前記高含水土の比重等を調整することを含む、請求項１に記載の高含水土のリサイクルのための処理方法。
【請求項４】
前記第１のステップは、前記高含水比の土に水を加えることを含む、請求項１に記載の高含水土のリサイクルのための処理方法。
【請求項５】
前記水は、前記第２のステップにより排出される水を含む、請求項４に記載の高含水土のリサイクルのための処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含水比が７０％以上５００％未満の高含水比の土または含水比が５００％以上の超高含水比の土である高含水土のリサイクルのための処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダムの貯水池、農業用溜め池、調整池、湖沼、河川等の底に堆積した土の掘削、建設工事等（以下「建設工事等」という。）により発生する高含水土は、リサイクル率が低く、有効に再利用することが求められている。前記高含水土のリサイクルのためには、国が定めた基準に従って、前記高含水土を再利用に適した強度を備えた土に改良しなければならない。
【０００３】
前記高含水土のリサイクルのための従来の処理方法は、まず、建設工事等により発生した前記高含水土に凝集剤を添加して、前記高含水土の浮遊物質を凝集させ、沈殿させる。次に、沈殿した土を脱水する。その後、脱水した土に石灰、セメント等の固化材を加えて再利用に必要な強度を与える。これにより、前記脱水した土を再利用可能な土に改良する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３５４８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記高含水土の成分、含水比等は均一ではないため、前記沈殿した土の含水比にはばらつきがある。従来の処理方法では、前記沈殿した土の含水比のばらつきに起因して前記脱水した土の含水比がばらつき、前記脱水した土の含水比が比較的高いとき、前記固化材の使用量は比較的多くなる。よって、前記脱水した土の含水比が比較的高いとき、前記固化材の使用量を低減することは難しく、前記高含水土のリサイクルのための処理に要する費用が高くつく。
【０００５】
本発明の目的は、前記脱水した土を前記再利用可能な土に改良するのに要する前記固化材の使用量を低減し、これにより前記高含水土のリサイクルのための経済的な処理を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記高含水比の土の比重、含水比または濃度（以下「比重等」という。）の調整を、前記高含水比の土の脱水に先立って行うことにより、前記固化材の使用量を低減する。
【０００７】
本発明に係る、含水比が７０％以上５００％未満の高含水比の土または含水比が５００％以上の超高含水比の土である高含水土のリサイクルのための処理方法は、前記高含水比の土の比重等を調整する第１のステップと、比重等を調整した土を脱水する第２のステップと、脱水した土に粒状化処理等を施す第３のステップとを含む。前記高含水比の土の比重等を調整することにより、前記脱水した土の含水比を比較的低く抑えることができ、前記脱水した土を前記再利用可能な土に改良するのに要する前記固化材の使用量を低減することができる。
【０００８】
前記高含水土が前記超高含水比の土である場合、前記第１のステップに先立って、前記高含水土を高濃度化処理により前記高含水比の土にすることができる。また、前記高含水土が前記高含水比の土である場合、前記第１のステップは、前記高含水土に高濃度化処理を施すことなく前記高含水土の比重等を調整することができる。
【０００９】
前記第１のステップは、前記高含水比の土に水を加えることにより行うことができる。これにより前記高含水比の土の比重等の調整を容易に行うことができる。また、前記水は、前記第２のステップにより排出される水を用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前記高含水比の土の比重等を調整することにより、前記固化材の使用量を低減することができ、これにより高含水土のリサイクルのための経済的な処理を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に示すように、含水比が７０％以上５００％未満（比重は１．１以上１．６以下に相当する。）の高含水比の土または含水比が５００％以上（比重は１．０より大きく１．１未満に相当する。）の超高含水比の土である高含水土１０が、調整池１２の底に堆積している。この高含水土１０には、調整池１２の排水により露出させた土、調整池１２に水が貯まった状態で浚渫し、汲み上げた土、ダムの貯水池、農業用溜め池、湖沼、河川等の底に堆積した土、泥水加圧シールド工法で切羽を安定させたり、掘削した土を流動化させて排出するために使用した土、アースドリル工法で掘削した孔の壁面の崩壊を防止するために使用した土等が含まれる。
【００１２】
排水した調整池１２の底に、ホイールローダのような掘削運搬機械１４により掘削したり、ポンプ（図示せず）により汲み上げた高含水土１０の比重等を調整する比重等調整用タンク１６を設置する。他方、調整池１２から離れた場所に、比重等を調整した土１８を脱水する脱水機２０を、また脱水した土２２に粒状化処理を施して再利用可能な土２４を生成する粒状化処理設備２６を設置する。脱水機２０と粒状化処理設備２６との間に脱水した土２２を粒状化処理設備２６へ搬送するベルトコンベヤ２８を配置する。
【００１３】
比重等調整用タンク１６と脱水機２０との間に、比重等を調整した土１８を一時的に溜める第１の中継タンク３０および第２の中継タンク３２を設置する。比重等調整用タンク１６および第１の中継タンク３０の間、該第１の中継タンクおよび第２の中継タンク３２の間、該第２の中継タンクおよび脱水機２０の間のそれぞれを、比重等を調整した土１８を搬送する搬送管３４で連結する。比重等調整用タンク１６、第１の中継タンク３０および第２の中継タンク３２のそれぞれに、比重等を調整した土１８を送り出すポンプ３６を設置する。
【００１４】
比重等調整用タンク１６と脱水機２０との間に中継タンクを設置することにより、比重等調整用タンク１６と脱水機２０との距離が比較的長い場合でも、ポンプ３６を大型化させることなく、比重等を調整した土１８の脱水機２０への搬送を行うことができる。前記中継タンクの数は、比重等調整用タンク１６と脱水機２０との距離に応じて決めることができる。比重等調整用タンク１６と脱水機２０とが接近している場合は、前記中継タンクを設けず、比重等調整用タンク１６と脱水機２０とを直接、搬送管３４で連結することができる。
【００１５】
高含水土１０のリサイクルのための処理を行うとき、高含水土１０が前記超高含水比の土である場合、高含水土１０を脱水しやすくするために、図２に示すように、前記超高含水比の土に高濃度化処理を施す。前記高濃度化処理は公知の方法による。前記高濃度化処理では、まず、前記超高含水比の土を溜めておく原水槽（図示せず）と、前記超高含水比の土の浮遊物質を沈殿させる沈殿槽（図示せず）とを用意する。次に、前記超高含水比の土を前記原水槽に溜め、前記超高含水比の土にＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、高分子凝集剤等の凝集剤を添加する。その後、前記超高含水比の土を前記沈殿槽へ送り、前記超高含水比の土の浮遊物質を凝集させ、沈殿させる。その後、上澄み液を除去する。このようにして、前記超高含水比の土を高濃度化して前記高含水比の土にする。その後、前記高含水比の土を比重等調整用タンク１６へ搬送する。
【００１６】
前記高濃度化処理は、前記超高含水比の土を前記高含水比の土にする処理であればよく、前記超高含水比の土の浮遊物質を凝集させ、沈殿させる例に代え、前記超高含水比の土に、該超高含水比の土より濃度の大きい土を加えることにより高濃度化すること、前記超高含水比の土の水分を蒸発させて高濃度化すること等であってもよい。
【００１７】
他方、高含水土１０が前記高含水比の土である場合、高含水土１０に前記高濃度化処理を施すことなく（図２）、高含水土１０を掘削運搬機械１４で比重等調整用タンク１６に入れる。このため、前記高濃度化処理のための工期、費用が不要であり、高含水土１０が前記超高含水比の土である場合に比べて経済的に処理することができる。高含水土１０を比重等調整用タンク１６に入れる手段は、掘削運搬機械１４を用いる例に代え、ポンプ（図示せず）を用いてもよい。
【００１８】
次に、比重等調整用タンク１６内で前記高含水比の土の比重等を調整する。前記高含水比の土の比重等の調整は、前記高含水比の土に水を加えることにより行う。このため、前記高含水比の土の比重等の調整は、容易に行うことができる。比重等を均一にするために、水を加えた土は攪拌することが望ましい。前記水には、調整池、河川等の水、水道水、または比重等を調整した土１８を脱水したときに脱水機２０により排出される水を使用することができる。脱水機２０により排出される水を使用することにより、調整池、河川等の水または水道水の使用量を抑えることができ、これにより水資源を節約することができる。前記高含水比の土の比重等の調整は、前記高含水比の土に水を加えることによるほか、前記高含水比の土に、これより比重の小さい土を加えて、前記高含水比の土の比重を小さくすること、前記高含水比の土に、これより比重の大きい土を加えて前記高含水比の土の比重を大きくすること、前記高含水比の土の水分を蒸発させて前記高含水比の土の比重を大きくすること等により行ってもよい。
【００１９】
前記高含水比の土の比重等の調整では比重の測定を行う。比重の測定は秤にて容易に行うことができるため、前記高含水比の土の比重等の調整は、比重の測定により容易に行うことができる。前記高含水比の土の比重等の調整では、比重を測定する例に代え、含水比または濃度を測定してもよい。
【００２０】
図３には、実験により得られた、土の比重と、容積が約０．５ｍ３の前記土を脱水機２０で脱水したときの脱水した土２２の含水比との関係が示され、前記土の比重が大きい程、脱水した土２２の含水比は低く抑えられる。脱水機２０の適用範囲に制限があり、脱水した土２２の含水比のデータは、前記土の比重が１．１６以下の範囲でしか得ることができなかったが、前記土の比重が大きい程、前記土の含水比は小さくなることから、前記土の比重が１．１６より大きい範囲でも同様の傾向を示すと推測できる。このように、前記土の比重と脱水した土２２の含水比との間には相関関係があり、前記高含水比の土の比重を調整することにより、脱水した土２２の含水比を比較的低く抑えることができる。図３に示した例では、前記高含水比の土の比重を１．１０以上１．１６以下に調整することにより、脱水時間を９０分としたときに得られる脱水した土２２の含水比を１２０％以下に抑えることができる。
【００２１】
また、前記高含水比の土の比重をより限定した範囲に調整することにより、含水比が比較的低く抑えられた脱水した土２２を得るのに要する前記脱水時間をより短くすることができる。図３に示した例では、前記高含水比の土の比重を１．１３以上１．１６以下に調整することにより、含水比が１２０％以下に抑えられた脱水した土２２を得るのに要する前記脱水時間を６０分にすることができる。
【００２２】
前記脱水時間をより短くすることにより、高含水土１０のリサイクルのための処理を効率的に行うことができる。例えば、１回目の脱水の後、脱水した土２２に粒状化処理を施すと同時に２回目の脱水を行う場合、前記脱水時間をより短くすることによって、前記２回目の脱水を前記粒状化処理が終わるまでに終わらせることができる。これにより、前記粒状化処理を終えた後、待ち時間を生じさせることなく、次の粒状化処理に取りかかることができる。前記粒状化処理に要する時間が、前記粒状化処理を行う粒状化処理設備２６の能力から６０分程度であるとすると、前記脱水時間は６０分以内にするのが望ましい。また、１回の脱水毎に前記粒状化処理を行う例に代え、複数回の脱水毎に前記粒状化処理を行ってもよい。この場合、前記複数回の脱水が終わるのを待ってから、前記複数回の脱水によって溜まった脱水した土２２に前記粒状化処理を施す。前記脱水時間をより短くすることによって、待ち時間をより短くし、前記粒状化処理により早くとりかかることができる。このように、前記脱水時間をより短くすることによって、高含水土１０のリサイクルのための処理を効率的に行うことができる。
【００２３】
次に、比重調整用タンク１６で比重等を調整した土１８を、搬送管３４、第１の中継タンク３０および第２の中継タンク３２を経て、脱水機２０へ搬送する。比重等を調整した土１８の搬送には、比重調整用タンク１６、第１の中継タンク３０および第２の中継タンク３２のそれぞれに設置されたポンプ３６を用いる。
【００２４】
次に、脱水機２０へ搬送した土を脱水する。脱水は、脱水機２０によりフィルタープレスのような公知の方法で行う。また、脱水は、脱水機２０を用いる方法に代え、天日乾燥のように脱水機２０を用いない方法により行ってもよい。その後、脱水した土２２に粒状化処理等、すなわち、脱水した土２２を固化材と混合して粒状化し、搬送可能な状態にする粒状化処理、脱水した土２２を再利用する現場に配置した後、前記固化材と混合して固化する安定処理等（以下「粒状化処理等」という。）を施す。前記固化材には、石灰、セメント等を用いる。前記粒状化処理は、脱水した土２２をベルトコンベヤ２８により粒状化処理設備２６に搬送した後、粒状化処理設備２６により行う。これにより再利用可能な土２４を生成する。脱水した土２２に前記粒状化処理等を施すことにより、脱水した土２２に再利用に必要な強度を与え、これにより脱水した土２２を再利用可能な土２４に改良する。
【００２５】
図４には、土の含水比と、該土にコーン指数４００ｋＮ／ｍ２（「建設汚泥リサイクル指針」（建設大臣官房技術調査室監修  １９９９年）に記載の第３種改良土に相当する。）の強度を与えるのに必要な固化材の標準使用量との関係が示され、土の含水比が小さい程、固化材の標準使用量は少なくなる。土の含水比が小さい程、土の強度は大きくなることから、土に再利用に必要な強度を与えるのに要する固化材の量は少なくなる。このため、図４に示したような、土の含水比が小さい程、固化材の標準使用量が少なくなる傾向は、一般的であると言える。よって、脱水した土２２の含水比を比較的低く抑えることにより、前記固化材の使用量を低減することができる。図４に示した例によると、脱水した土２２の含水比を１２０％以下に抑えることができる前記の例では、前記固化材の使用量を１２０（ｋｇ／ｍ３）以下に抑えることができる。
【００２６】
本発明によれば、前記高含水比の土の脱水に先立って、前記高含水比の土の比重等を調整することにより、脱水した土２２の含水比を比較的低く抑えることができる。これにより、前記固化材の使用量を低減することができ、高含水土のリサイクルのための経済的な処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る高含水土のリサイクルのための処理方法における設備配置図。
【図２】本発明に係る高含水土のリサイクルのための処理方法の作業手順。
【図３】本発明の実施例における土の比重および脱水した土の含水比の関係図。
【図４】土の含水比および固化材の標準使用量の関係図。
【符号の説明】
【００２８】
１０    高含水土
１８    比重等を調整した土
２２    脱水した土
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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