(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となるスラリーが搬送される第１の経路と、
前記第１の経路内を搬送されるスラリーに、スラリーを改質するための改質剤を混入する改質剤混入手段と、
前記スラリーに混入された前記改質剤を、前記スラリー内に均等に分散するスタティックミキサーと、
前記分散後のスラリーを攪拌する攪拌ミキサーと、
当該攪拌ミキサーの回転速度を制御する制御手段と、
前記第１の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの密度を測定する密度測定手段と、
前記第１の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの流量を測定する流量測定手段と、
を含み、
前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記攪拌ミキサーの回転速度を制御することを特徴とするスラリー連続改質システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記改質剤の混入量が調整されるように前記改質剤混入手段を制御することを特徴とするスラリー連続改質システム。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかにおいて、
前記攪拌ミキサーは、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、回転駆動されることによってスラリーの攪拌を行う羽体と、
前記羽体の回転面に隣接する形で前記ケーシング内に設けられ、スラリーに伏流を発生させる伏流発生スペースと、
前記羽体の回転面の中心側からケーシング内にスラリーを導入する導入口と、
攪拌後のスラリーを前記羽体の回転面の中心より外側から吐出する吐出口と、
を含み、
前記制御手段は、前記羽体の回転速度を制御することを特徴とするスラリー連続改質システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記第１の経路より下流側に第２の経路が設けられ、
前記第２の経路に、スラリーに安定剤を添加する安定剤添加手段が設けられていることを特徴とするスラリー連続改質システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事等に伴い発生するスラリーを連続的に改質するスラリー連続改質システムに関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
泥水工法の分野では、泥水処理システムは、例えば安定液を用いた立坑の掘削工法や、泥水式シールド工法等において、工事に使用した排泥水としてのスラリーを処理するために用いられている。ここで、スラリーとは、水と微細粒子が混合した液体のことであり、地中連続壁の安定液や、泥水式シールド工法等における泥水も含まれる。
【０００３】
このような泥水処理システムは通常、地上に設けられることが多いため、現場用地の制約から設置スペースが小さくかつ柔軟性のあるレイアウトが要求され、しかも工事現場からの排泥水を短時間に処理できる能力も要求される。
【０００４】
例えば、泥水式シールド機を用いて切羽を掘削する場合、泥水式シールド機内で切羽の安定に用いられた泥水は、掘削土砂と撹拌混合されたスラリーとなって地上の泥水処理設備へ送り返される。泥水処理設備では、送り返されてくるスラリーから土砂成分を分離除去して必要な成分調整を行った後、再度シールド機に向け送り出す処理を行う。
【０００５】
前記泥水処理設備は通常、１次処理設備と２次処理設備とを含んで構成される。
【０００６】
泥水式シールド機から地上に送られてくるスラリーは、まず１次処理設備で処理された後、調整槽に貯えられる。１次処理設備では、液体サイクロンを用いて、粒径７４μｍ以上の砂等が除去され、さらに振動篩にかけられることにより、７４μｍ以下のシルトや、粘土を含んだスラリーとなって調整槽に貯えられる。１次処理設備で分離された土砂は、ベルトコンベヤーを介しホッパーに貯えられ、ダンプカー等で排土として搬出される。
【０００７】
調整槽に貯えられたスラリーは、作泥設備により増粘剤等が添加されて粘性調整等が行われ、さらに清水槽から水が供給されての密度調整等が行われることにより、その成分調整が行われ、送泥管を介して再度シールド機に向け送られる。
【０００８】
このような調整槽内における成分調整を行う場合、清水槽から送られる水により、調整槽内のスラリーがオーバーフローする。このオーバーフローしたスラリーは余剰泥水として余剰泥水槽に貯えられる。この余剰泥水は２次処理設備で処理され、水とそれ以外のシルト粘土分とに分離され、分離されたシルト粘土は改質された状態でホッパーに供給される。そして、ホッパーに貯えられた土砂は、残土としてダンプカー等により排出され、産業廃棄物の中間処理場等へ運び出される。
【０００９】
従来、この２次処理設備は、余剰泥水層から取り出される泥水に、凝集剤を添加し、これをフィルタープレスで極めて高い圧力で圧縮し、水とそれ以外の土砂成分とに分離していた。そして分離された水は３次処理設備を介して放流され、土砂成分は、固まった状態となって搬出され、ベルトコンベヤーによりホッパーへ搬入されていた。
【００１０】
しかし、このようなフィルタープレスを用いる手法では、余剰泥水としてのスラリーを極めて高い圧力で圧縮しなければならないため、フィルタープレス自体の機械的強度に非常に高いものが要求される。このため、システム全体が大型でかつ高価なものとなってしまう。
【００１１】
このような問題を解決するため、２次処理設備に液体サイクロンを用いて余剰泥水であるスラリーを濃縮化し、この濃縮スラリーを改質剤を加えて改質する泥水処理設備の提案もなされている。
【００１２】
この提案に係る泥水処理設備は、通常は濃縮スラリーに改質剤を混入して改質し、このようにして得られた改質土砂をホッパー等に一時的に貯蔵し、その後ダンプカー等で搬出していた。
【００１３】
したがって、改質された土砂を格納するための大きなスペースが必要となり、しかもこの格納スペースは土砂搬出の効率を考えると、ダンプカー等への積み込みエリアに近接して設けなければならず、そのレイアウトも限定されたものとなってしまう。この結果、この提案に係る泥水処理設備も、広い設置スペースが必要となり、改質時間もかかるという問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、土砂を任意の位置まで液体のまま搬送し、その出口付近で直ちに改質させる構成を採用することにより、地上設備の省面積化を図り、かつ、スラリーを短時間かつ連続的に改質するスラリー連続改質システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るスラリー連続改質システムは、処理対象となるスラリーが搬送される第１の経路と、
前記第１の経路内を搬送されるスラリーに、スラリーを改質するための改質剤を混入する改質剤混入手段と、
前記スラリーに混入された前記改質剤を、前記スラリー内に均等に分散するスタティックミキサーと、
前記分散後のスラリーを攪拌する攪拌ミキサーと、
当該攪拌ミキサーの回転速度を制御する制御手段と、
前記第１の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの密度を測定する密度測定手段と、
前記第１の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの流量を測定する流量測定手段と、
を含み、
前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記攪拌ミキサーの回転速度を制御することを特徴とする。
【００１６】
また、前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記改質剤の混入量が調整されるように前記改質剤混入手段を制御してもよい。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
本発明によれば、スラリーに改質剤を添加した後、分散手段により、改質剤を速やかにスラリー中に均等に分散させ、攪拌手段によって攪拌することにより、高速伏流を発生させ、強いせん断力をスラリーに発生させることができる。これにより、改質効果を高めることができ、連続かつ短時間にスラリーを改質することができる。
【００２４】
また、前記攪拌ミキサーは、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、回転駆動されることによってスラリーの攪拌を行う羽体と、
前記羽体の回転面に隣接する形で前記ケーシング内に設けられ、スラリーに伏流を発生させる伏流発生スペースと、
前記羽体の回転面の中心側からケーシング内にスラリーを導入する導入口と、
攪拌後のスラリーを前記羽体の回転面の中心より外側から吐出する吐出口と、
を含み、
前記制御手段は、前記羽体の回転速度を制御してもよい。
【００２５】
これによれば、改質剤添加後のスラリーをスタティックミキサーを用いて攪拌することにより、短時間、例えば２、３秒で改質剤をスラリー中に均等に分散させることができる。また、改質剤を均等に分散させたスラリーを攪拌ミキサーを用いて攪拌することにより、スラリーに強いせん断力を発生させ、改質効果を高めることができる。これは、導入口から羽体の回転中心軸に向けて導入されたスラリーが、羽体によって回転され、ケーシング内の伏流発生スペースおよびその近辺で発生した伏流によって強いせん断力を付与されることによる。
【００２６】
【００２７】
また、これによれば、スラリーの比重等に応じて羽体の回転速度を調整することができるため、処理対象となるスラリーの性状に応じて適切に改質できる。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
また、前記第１の経路より下流側に第２の経路が設けられ、前記第２の経路に、スラリーに安定剤を添加する安定剤添加手段が設けられていてもよい。
【００３２】
これによれば、第１の経路により攪拌混合し、第２の経路により改質時間を確保することができ、効率的にスラリーを改質できる。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
また、これによれば、スラリーに安定剤を添加して改質させることができるため、改質土が産業廃棄物の中間処理場に運搬されて固化した後も長期間安定した状態を保つことができる。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスラリー連続改質システムを活用した好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４４】
図１は、スラリー２００に改質剤２１０を添加した状態を示す概略図である。ここで、改質とは、凝結作用により、微細粒子の表面電位が中和され、粒子同士が結合しやすくなり、高分子の官能基による水素結合等による架橋吸着作用により、粒子が粗大化されることをいう。このため、改質剤２１０としては、微細なアニオン系ポリマー粒子２１２を、アニオン系ポリマー粒子２１２と反応しない非水系の媒体２１４に分散懸濁させたものが好ましい。
【００４５】
アニオン系ポリマー粒子２１２は単鎖状高分子体であるため、改質剤２１０をスラリー２００に添加すると、アニオン系ポリマー粒子２１２内のイオン基同士の静電気反発力により、固まりであった単鎖状高分子が、それぞれ鎖が延びた状態となる。この状態で攪拌混合すると、前記単鎖状高分子の官能基による水素結合等による架橋吸着作用により、粒子を粗大化させることができる。
【００４６】
図１（Ａ）は、スラリー２００の概略図であり、スラリー２００は、主に粘土粒子２０２と水分子２０４とを含んで構成されている。また、図１（Ｂ）は、改質剤２１０の概略図であり、改質剤２１０は、主にアニオン系ポリマー粒子２１２と非水系の媒体２１４とを含んで構成されている。
【００４７】
スラリー２００に改質剤２１０を添加した状態は、図１（Ｃ）に示すようなものとなる。ポリマー粒子２１２である単鎖状高分子は、スラリーに添加される前は、図１（Ｂ）に示すように糸が絡まったような状態であるが、水分子２０４と結合することにより長い鎖上のポリマー２１２となる。図１（Ｂ）の状態においては、ポリマー粒子２１２は、非水系の媒体２１４に分散懸濁されているため、長い鎖状とはなっていない。しかし、単純に改質剤２１０を添加しただけでは不均質な状態であり、このまま改質させると不安定なフロック２１８となり、処理場への搬送中に再流動化する危険がある。このため、改質剤２１０をスラリー２００に均等に分散する必要がある。
【００４８】
この分散状態を示すのが図１（Ｄ）である。このように各粒子間が均等に分散されていれば、図１（Ｅ）に示すように、フロック２１８となった場合も強固なフロック２１８となり、安定する。
【００４９】
さらに、改質の効果を高めるためには、スラリー２００に改質剤２１０を添加して改質剤２１０を速やかに分散させた後、攪拌等によって強いせん断力をスラリー２００に発生させることが好ましい。
【００５０】
ここで、アニオン系ポリマー粒子２１２としては、例えば、ポリアクリルアミド加水分解物、ポリアクリル酸塩、アクリルアミド・アクリル酸塩共重合物、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリマレイン酸重合物、カルボキシメチルセルロースがあり、特にアクリルアミド・アクリル酸塩共重合物が好ましい。また、アニオン系ポリマー粒子２１２の大きさは、１〜５μｍ程度の微細なものであるため、固まりであった単鎖状高分子が、水中に分散した後、短時間でそれぞれ鎖が延びた状態になる。
【００５１】
また、上記の媒体２１４としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、鉱油、灯油、ナフサ等の液状炭化水素があり、特に炭素原子数４〜８個の脂肪族炭化水の化合物の混合物が好ましい。アニオン系ポリマー粒子２１２に対し、不活性で疎水性であり、毒性がなく、安全性が高いからである。
【００５２】
以下、上述した改質作用を利用した本発明によるスラリー連続改質システムを活用した好適な実施の形態について、泥水式シールド工法を例にとり、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００５３】
図２は、本発明を適用した泥水式シールド工法を示す。泥水式シールド工法は、調泥システム８と、シールド機３４と、送泥システム４３と、排泥システム４７と、連続改質システム３０とを有して実現される。
【００５４】
調泥システム８において所定の性状に調泥された泥水は、送泥システム４３を介してシールド機３４内部のチャンバー４２に送られ、切羽４６の安定に用いられ、チャンバー４２内で掘削土砂と撹拌混合されたスラリー２００とされ、排泥システム４７を介して連続改質システム３０に送られる。
【００５５】
送泥システム４３は、送泥ポンプ５６と、送泥管４４とを含んで構成され、送泥ポンプ５６により加圧した調泥水を送泥管４４を介してチャンバー４２に供給する。
【００５６】
シールド機３４は、切羽４６を掘削するカッターディスク４０と、トンネル内への掘削土砂の浸入を防止する隔壁４１と、カッターディスク４０と隔壁４１に挟まれる形で設けられ、内部を送泥システム４３から供給された調泥水等で満たして切羽４６面の土圧等に対抗するチャンバー４２とを含んで構成されている。
【００５７】
排泥システム４７は、調泥水がチャンバー４２内で掘削土砂と撹拌混合されたスラリー２００を搬送する経路であり、チャンバー４２から送られたスラリー２００を加圧搬送する排泥ポンプ５８と、経路となる排泥管４８と、搬送中にスラリー２００を再び加圧して搬送する中継ポンプ５７とを含んで構成されている。
【００５８】
連続改質システム３０は、第１の経路１と第２の経路３とを含んで構成されている。排泥システム４７から第１の経路１に搬送されたスラリー２００は、改質剤２１０が添加され、均等に分散され、攪拌された後、第２の経路３に搬送され、第２の経路３の出口直前で改質し、ダンプトラック１２０に直接積み込まれる。
【００５９】
図３は、連続改質システム３０の詳細図を示す。第１の経路１は、改質剤２１０が供給され、改質剤２１０をスラリー２００内に均等に分散するスタティックミキサー１０と、スタティックミキサー１０の下流側に設けられ、改質剤２１０が添加されたスラリー２００を高速に攪拌する攪拌ミキサー１２とを含んで構成されている。また、スタティックミキサー１０には、改質剤タンク７０に接続されている改質剤供給管７４が接続されている。
【００６０】
また、第２の経路３は、第１の経路１の下流に設けられ、スパイラルミキサー４を含んで構成されている。スパイラルミキサー４は、攪拌ミキサー１２の下流側に設けられており、ミキサー９４を介して、安定剤タンク９０から安定剤がスパイラルミキサー４入口付近の安定剤供給口に供給されるよう配置されている。
【００６１】
図４は、スタティックミキサー１０の断面図を示す。スタティックミキサー１０は、筒体１４２と筒体１４２内部にエレメント１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９とが一体的に形成されている静止型のミキサーである。エレメントは、長方形の板であり、搬送方向に対して下流側の板の半分を右に１８０度捻ってあるもの（右エレメント）または左に１８０度捻ってあるもの（左エレメント）である。スタティックミキサー１０の作用として、分割作用、転換作用、反転作用とがある。分割作用は、被搬送物が１エレメントを通過するごとに２分割される作用のことであり、転換作用は、エレメント間の境界において、被搬送物の回転が正方向の回転から逆方向の回転に転換され、慣性力により流れが乱され、混合が促進される作用のことであり、反転作用とは、エレメントごとに被搬送物の回転が正方向の回転から逆方向の回転になる作用のことである。
【００６２】
なお、本発明の処理対象であるスラリー２００は、物質粘度が大きいため、反転作用はほとんど働かず、分割作用と転換作用が働く。これらの各作用により、短時間、例えば２、３秒で改質剤２１０をスラリー２００中に均等に分散させることができ、上述したように改質効果を高めることができる。また、図４のスタティックミキサー１０は、６エレメントで構成されているが、分割作用を調整するためエレメント数は６に限られない。
【００６３】
図５〜図７は攪拌ミキサー１２の説明図であり、それぞれ、正面断面図、側面断面図、側面断面概略図である。攪拌ミキサー１２は、ケーシング１０２と、ケーシング１０２内に設けられ、回転駆動されることによってスラリー２００の攪拌を行う羽体１００と、羽体１００の回転面に隣接する形でケーシング１０２内に設けられ、スラリー２００に伏流を発生させる伏流発生スペース１０４と、羽体１００の回転面の中心側からケーシング１０２内にスラリー２００を導入する導入口１１０と、攪拌後のスラリー２００を羽体１００の回転面の中心より外側から吐出する吐出口１１２とを含んで構成されている。
【００６４】
図５に示すように、羽体１００は、回転面の中心付近から外側に向かってスパイラル状に配置され、ケーシング１０２内に複数設けられている。スタティックミキサー１０によって均等に分散されたスラリー２００は、図６に示すように、導入口１１０からケーシング１０２内に導入され、羽体１００が高速に回転駆動されることにより攪拌され、吐出口１１２から吐出され、第２の経路３に向けて搬送される。
【００６５】
図７に示すように、ケーシング１０２内には羽体１００と隣接するスペースに伏流発生スペース１０４が設けられている。羽体１００が高速に回転駆動されることにより、ケーシング１０２内のスラリー２００に高速伏流１０５が発生され、スラリー２００にせん断力が生じる。
【００６６】
これにより、改質効果を高めることができ、連続かつ短時間にスラリー２００を改質することができる。これは、導入口１１０から羽体１００の回転中心軸に向けて導入されたスラリーが、羽体１００によって回転され、ケーシング１０２内の伏流発生スペース１０４およびその近辺で発生した伏流によって強いせん断力を付与されることによる。
【００６７】
図８は羽体１００間に生じるスラリー２００の流れの速度分布を示し、（Ａ）に比べ（Ｂ）は羽体１００の回転速度を上げた場合の分布を示す。このように、羽体１００の回転速度が上がるにつれてケーシング１０２内のスラリー２００内の速度差が大きくなり、上述したせん断力が増すことになる。
【００６８】
すなわち、羽体１００の回転速度を制御することにより、改質効果を調整できるため、所定箇所から改質剤２１０を所定量添加する場合も、スラリー２００の比重に応じて羽体１００の回転速度を制御すれば、攪拌ミキサー１２経過後のスラリー２００を常に一定の改質品質とすることができる。
【００６９】
図９は、攪拌ミキサー１２の回転速度と改質時間との関係を表すグラフである。図９において、曲線１２０は、曲線１２２よりも高比重のスラリー２００である。図９に示すように、所定の改質品質をｔ１時間で得るためには、スラリー２００が、曲線１２０に示すような比重である場合は攪拌ミキサー１２の回転速度をｖ１となるよう制御し、これより低比重の曲線１２２に示すような比重である場合は攪拌ミキサー１２の回転速度を上げてｖ２となるよう制御すればよい。
【００７０】
特に、比重１．３以上１．７以下のスラリー２００に対して本実施の形態に係る連続改質システム３０を適用することが好ましい。
【００７１】
通常、高比重のスラリー２００であれば、少量の改質剤２１０の添加およびわずかな攪拌によっても改質させやすいが、比重１．４未満の低比重のスラリー２００は改質させにくく、高価な改質剤２１０を大量に添加しなければならない上、改質にも時間がかかり、経済的かつ短時間に改質させることは困難である。本実施の形態では、改質剤２１０を均等に分散させ、高速伏流発生等による強いせん断力を生じさせることにより、比重１．４未満の低比重スラリーに対しても経済的かつ短時間に十分な改質を行うことができる。
【００７２】
また、土砂ピット等を用いることなく、連続かつ短時間にスラリーを改質することができ、地上面積の省面積化にもつながる。なお、比重１．７以上のスラリーに対しても改質可能であるが、スラリー搬送中の経路の閉塞を考慮すればスラリーの比重は１．７以下のものが好ましい。また、連続かつ短時間にスラリーを改質させるため、スラリーの比重は１．３以上のものが好ましい。
【００７３】
第１の経路１において、改質剤２１０が添加され、分散され、攪拌されたスラリー２００は、流動状態のまま第２の経路３に搬送される。第２の経路３は、前記第１の経路１で改質剤２１０と攪拌混合されたスラリー２００の改質に十分な時間が確保できるよう、前記第２の経路３への搬入から搬出までの搬送時間が設定されている。これにより、第１の経路１により分散攪拌し、第２の経路により改質時間を確保することができ、短時間かつ連続的にスラリー２００を改質できる。
【００７４】
図３に示すように、第２の経路３には、ミキサーが設けられており、ミキサーとしては、例えば、スパイラルミキサー４が用いられる。スパイラルミキサー４は、スタティックミキサー１０に比べ、大口径のミキサーであり、スパイラルミキサー４内部で改質されたスラリー２００を搬送できる口径に形成されている。これにより、スパイラルミキサー４内部でスラリー２００が改質した場合でもスパイラルミキサー４が閉塞することがなく、良好に改質土砂を搬出できる。また、第１の経路により攪拌混合し、一定の改質を行うとともに、第２の経路により一定の改質時間を確保することができる。
【００７５】
スパイラルミキサー４の口径は、土砂の処理量により異なり一概には言えないが、０．３〜０．７ｍくらいが適当である。例えば、スパイラルミキサー４の搬送量が０．５ｍ３／分〜１ｍ３／分であれば、０．６ｍのものが好ましい。この程度の搬送量を確保できれば、５分〜１０分で１台のダンプトラック１２０に積み込むことができる。
【００７６】
また、スパイラルミキサー４に供給されたスラリー２００は、安定剤タンク９０とスパイラルミキサー４との経路であるミキサー９４を通ってスパイラルミキサー４の入口から供給された安定剤が添加され、スパイラルミキサー４内部で攪拌されて搬送される。安定剤としては石灰系またはセメント系の安定剤が望ましい。スラリー２００に安定剤を添加して改質された改質土砂は、仮に産業廃棄物の中間処理場に長期間放置された場合においても、石灰系またはセメント系安定剤の改質作用により、長期間安定した状態で改質土砂を貯えておくことができる。  さらに、図３に示すように、スパイラルミキサー４の搬出口下方は、ダンプトラック１２０への積込み場所となっており、改質土砂を連続的に積込むことができる。これにより、改質状態でダンプトラック１２０等に積込めるので、土砂ピット等の一時貯留設備が不要となるため、地上の処理設備を省面積化できる。
【００７７】
次に、連続改質システム３０での改質剤２１０添加等の制御の流れについて説明する。図３に示すように、各種制御は、制御装置２０により行われる。スタティックミキサー１０の上流側には、流量測定手段として流量計６６、密度測定手段として密度計６４が設けられ、これらの測定手段は制御装置２０により制御されている。
【００７８】
また、流量計６６および密度計６４により、スタティックミキサー１０に供給されるスラリー２００の流量および密度が測定され、制御装置２０により、これらの測定値が既知の基準値と比較されることによりスラリー２００性状が判断される。判断されたスラリー２００性状に基づき、改質剤２１０の添加量が決定される。
【００７９】
以上のように、改質剤２１０の添加量を制御することも可能であるが、改質剤２１０は高価であるため、改質剤２１０の添加量は必要最低限の量にすることが好ましい。このためには、上述したように、改質剤２１０の添加量を必要最低限の一定量とし、攪拌ミキサー１２の回転制御により調整することができる。この制御も同様に、流量計６６および密度計６４により、スタティックミキサー１０に供給されるスラリー２００の流量および密度が測定され、制御装置２０により、これらの測定値が既知の基準値と比較されることによりスラリー２００性状が判断され、攪拌ミキサー１２の回転制御が行われる。
【００８０】
これにより、改質剤２１０の添加量を必要最低限の量とすることができるため、高価な改質剤２１０の使用量を低減し、低コストで改質を行うことが可能となる。
【００８１】
また、スパイラルミキサー４のモーター９６の回転速度は、通常は一定にしておくが、スラリー２００性状に応じて回転速度を変更するよう形成してもよい。すなわち、スタティックミキサー１０２に供給されるスラリー２００の比重が高い場合や流量が少ない場合には、改質剤２１０や安定剤は少なく添加され、比重が低い場合や流量が多い場合には、改質剤２１０や安定剤は多く添加される。
【００８２】
さらに、制御装置２０により、測定されたスラリー２００性状に基づいてモーター９７が制御され、ミキサー９４から安定剤の添加が行われる。
【００８３】
従来は、改質のためにフィルタープレス等の大型泥水処理設備が必要であり、スラリーの改質に何時間もかかり、改質させない場合は、処理費の高いバキューム車で処分場まで運搬しなければならなかったため、多大なコストがかかっていた。
【００８４】
本実施の形態によれば、フィルタープレス等の大型泥水処理設備が必要ないため、地上設備を省面積化することができ、かつ、十数秒程度で改質できるため、泥水処理時間が短縮し、処理費の安いダンプトラック１２０に連続的に積込むことができるため、コストの削減にもなる。また、流量制御手段および密度制御手段等により、必要最小限の改質剤２１０および安定剤をスラリー２００に添加して改質できるため、高価な改質剤２１０および安定剤の使用を低減し、産業廃棄物の中間処理場等への排出量も低減することができる。
【００８５】
なお、本発明の適用は、泥水式シールド工法に限定されない。例えば、地中連続壁工法やリバース工法等におけるスラリー処理にも適用できる。また、実施の形態は上述したものに限られず、各種の変形例に対しても適用できる。
【００８６】
例えば、図１０に示すように、スパイラルミキサー４の搬出口側を所定量上側に移動させることにより、低比重スラリー２００が十分に改質せず、水に近い状態でスパイラルミキサー４に搬送されてきた場合でも、水に近い状態のスラリー２００はスパイラルミキサー４内のモーター９６に近い部分に保留することができる。また、スパイラルミキサー４内部は、リボンスクリューで構成されているため、隙間が多く、水に近いスラリー２００は搬出せず、ある程度改質した改質土砂のみリボンスクリューの回転により搬送し、搬出することができる。
【００８７】
また、処理対象となるスラリー２００を分級し改質用に濃縮化されたスラリーを生成するスラリー２００処理用の液体サイクロン装置と、この液体サイクロン装置で分級された濃縮スラリーを貯蔵する濃縮スラリー貯蔵手段とを設け、この濃縮スラリー貯蔵手段から前記第１の経路に濃縮スラリーを供給し、改質してもよい。これにより、比重１．３未満の低比重のスラリー２００であっても、液体サイクロン装置によって比重１．３以上１．７以下の改質させやすい比重に調整し、改質させることができる。
【００８８】
また、立坑内等の排泥経路にスラリー貯留設備を設け、スラリー２００を一時的に貯留できるよう構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】スラリーに改質剤を添加した状態を示す概略図であり、（Ａ）は改質剤添加前のスラリーの状態、（Ｂ）はスラリーに添加される前の改質剤の状態、（Ｃ）は改質剤添加直後のスラリーの状態、（Ｄ）は分散後のスラリーの状態、（Ｅ）は撹拌後のスラリーの状態を示す。
【図２】本発明の実施の形態の一例に係る泥水式シールド工法の全体図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例に係る連続改質システムの概略図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例に係るスタティックミキサーの側面断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサーの正面断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサーの側面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサー内のスラリーの流れを示す概略図である。
【図８】一般的な渦巻型ポンプ内における羽体間の流体の速度分布を示す図であり、（Ａ）は渦巻型ポンプへの流入量が８リットル／秒、（Ｂ）は同じく１２リットル／秒の場合の速度分布を示す。
【図９】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサーの羽体の回転速度とスラリーの改質時間との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態の一例に係る連続改質システムの別の一例を示すが概略図である。
【符号の説明】
２  ミキサー
４  スパイラルミキサー
８  調泥システム
１０  スタティックミキサー
１２  撹拌ミキサー
２０  制御装置
３２  立坑
３４  シールド機
３６  トンネル
４０  カッターディスク
４１  隔壁
４２  チャンバー
４４  送泥管
４６  切羽
４８  排泥管
５６  送泥ポンプ
５７  中継ポンプ
５８  排泥ポンプ
６４  密度計
６６  流量計
７０  改質剤タンク
７２  改質剤供給ポンプ
７４  改質剤供給管
９０  安定剤タンク
９４  安定剤供給管
９６、９７  モーター
１００  羽体
１０２  ケーシング
１０４  伏流発生スペース
１０５  伏流
１１０  導入口
１１２  吐出口
１２０  ダンプトラック
１４２  筒体
１５４〜１５９  エレメント
２００  スラリー
２０２  粘土粒子
２０４  水分子
２１０  改質剤
２１２  ポリマー粒子
２１４  非水系の媒体
２１８  フロック
【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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【図９】
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【図１０】
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