JP2001055720A

JP2001055720A - 現地土の混合方法

Info

Publication number: JP2001055720A
Application number: JP11231395A
Authority: JP
Inventors: Toru Yakuta; 徹役田; Toshio Mori; 俊雄毛利; Ryoichi Iwasaki; 良一岩崎
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】粘土状土材料を他の土材料に混合する場合
に、迅速かつ均一に混合する。【解決手段】アーム１０ａをバックホウ１０の手前側
に引き寄せつつ、ロードヘッダ１２を矢印に示すごと
く、バックホウ１０側に向けて回転させることにより、
バックホウ１０の先端部に位置する土材料のストックヤ
ード１４はその回転力により直線的に耕され、その軌跡
に沿った位置に混在する二種またはそれ以上の土材料１
６を均一に攪拌混合する。（ａ）に示すように、一辺Ｔ
側を順次移動しながら複数条直線的に攪拌してストック
ヤード１４の一度目の混合攪拌が終ったら、（ｂ）に示
すように、バックホウ１０の位置を９０度変更し、一回
目とは直交する位置で二度目の混合攪拌を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現地土の混合方法
に関し、より詳細には、現地土を混合してフィルダムの
遮水材等に用いる場合において、その混合を均一かつ効
率的に行えるようにした現地土の混合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、フィルダムに用いられる遮水材
料は、現地にて採取した土材料が用いられる。試掘調査
結果から、土材料単体を締固めた状態における密度、透
水係数などが遮水材として不適であると判断された場合
には、二種以上の土材料を混合することにより遮水材と
して好適な性質に改質することが行われる。土材料の混
合は、例えば図５に示すように、現地で採取された二種
の土材料１をその配合比に応じた厚み比となるように層
状に交互にストックした後、ブルドーザ２で斜めにスラ
イスカットすることにより、遮水材として好適な設計
値、すなわち転圧後に所要の密度、透水係数、及び締固
め度となるように混合し、そのままの状態でストックヤ
ード３にストックしている。

【０００３】なお、単なるスライスカット工法のみで
は、混合が不十分な場合は、前記混合土をバケットミキ
シング、すなわちバックホウ等により材料をすくい上げ
て地表面に落下させることにより、さらに均質に混合す
る方法も採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、遮水材とし
て、図５に示すように、凝灰角礫岩（あるいは花崗岩風
化土）と、ローム材とを混合形成する場合、ローム材
は、含水比率が高く、粘土質であって、団粒状に二次凝
集しているため、前記スライスカット工法のみでは均一
に混合できず、塊のまま他の土材料に混合されている。
従って、この混合土の転圧時には、団子状のまま残った
ローム材がローラに付着するなど、作業性の面で問題が
あり、遮水材としての機能も低下していた。また、バケ
ットミキシング工法を併用した場合にあっても、転圧時
に問題を生じない程度に団粒をほぐすためには、作業を
多数回繰り返さなければならないため、工期が長引くし
不経済でもあった。

【０００５】本発明は、以上の課題を解決するものであ
って、その目的は、前記のごとき粘土状土材料を他の土
材料に混合する場合に、迅速かつ均一に混合でき、しか
も遮水材としての性能も向上できるようにした現地土の
混合方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は、ストックされた二種以上の土質からなる
土材料に回転式掘削機械の回転掘削部を投入し、該回転
式掘削機械により前記土材料を攪拌混合することを特徴
とする。従って、この発明方法では、一方の土材料が粘
土質であって、二次凝集していた場合、この土材料は回
転式掘削機械によりせん断され、粒子がほぐされた状態
で他の土材料に混合されるため、短時間で均一に混合さ
れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は
本発明方法の概略を示している。図において、バックホ
ウ１０は、そのアーム１０ａの先端に掘削用バケットに
替えて、油圧駆動方式の回転掘削部たるロードヘッダ１
２がアタッチメントとして取付けられている。このロー
ドヘッダ１２は回転するツインドラムの外周に多数の掘
削用ビットを植設してなるものである。

【０００８】そして、アーム１０ａをバックホウ１０の
手前側に引き寄せつつ、ロードヘッダ１２を矢印に示す
ごとく、バックホウ１０側に向けて回転させることによ
り、バックホウ１０の先端部に位置する土材料のストッ
クヤード１４はその回転力により直線的に耕され、その
軌跡に沿った位置に混在する二種またはそれ以上の土材
料１６を均一に攪拌混合する。

【０００９】ストックヤード１４は、例えば、アーム１
０ａの到達する範囲を一辺の長さＴとする正方形の敷地
であって、その上部に厚さＨで二種以上の土材料１６を
混在して撒き出し、ストックした場所であり、例えばフ
ィルダムの遮水材として用いる場合には、事前調査によ
り、遮水材として好ましい配合割合となるような比でス
トックされる。

【００１０】そして、前記のごとき手順により、図１
（ａ）に示すように、一辺Ｔ側を順次移動しながら複数
条直線的に攪拌してストックヤード１４の一度目の混合
攪拌が終ったら、（ｂ）に示すように、バックホウ１０
の位置を９０度変更し、一回目とは直交する位置で二度
目の混合攪拌を行う。この作業によって、例えば土材料
が凝灰岩とローム材との組合わせ、あるいは花崗岩風化
土とローム材との組合わせのように、ローム材が団子状
に凝集している場合であっても、ビットの破砕力により
その粒子が完全に破砕されつつ、他の土材料と均一かつ
粒子をそろえた状態で混合される。

【００１１】混合作業後は、土材料１６をダム構築現場
まで運搬し、撒き出し、敷き均し、転圧などの作業によ
り、フィルダムの遮水材として利用されることになる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。但
し、本発明方法は以下の実施例のみに限定されるもので
ない。まず、現地土混合により、性能及び混合方法の相
違による転圧状況について予備盛立試験を実施したとこ
ろ以下の表１に示す結果を得た。

【００１３】

【表１】この表１から、バケットミキシングより油圧式攪拌機に
よる混合が有利であるとの確証を得、さらに以下に示す
調査をおこなった。

【００１４】＝＝＝実施例＝＝＝（１）混合される土材料本発明方法が適用される遮水材として採取される土材料
として、ローム材と凝灰岩（以下「Ｔｂ材」という。）
との混合材を用いる。図２に示すごとく、Ｔｂ材の含水
比が約１５％であるのに対し、ローム材の含水比は約６
０％と高く、また細粒分（０．０７５ｍｍフルイ通過
率）が９５％程度を占めるものとなっているが、現場掘
削された状態では団子状の塊となっている状態である。

【００１５】（２）油圧式攪拌機本発明で用いる油圧式攪拌機は、前記実施形態で説明し
たように、油圧式ショベル系掘削機のアタッチメント部
に装着し、左右対称に配置された複数の刃（ビット）が
ついたドラムを油圧で回転させて使用する機械である。
その用途は、トンネル切削、法面切削、軟弱地盤改良、
根株処理等と幅広く、ドラム及びビットについて、用
途、規模に応じたバリエーションがある。

【００１６】本発明で使用している油圧式攪拌機の大き
さは幅１３７ｃｍ、直径９５ｃｍ（ビット装着時）であ
り、ビットは高張力鋼製で左右のドラムに３６本ずつ装
着が可能であり、その機種、規格等については、他のダ
ムにおける先行事例をもとに本発明方法が適用されるダ
ムの現場条件を考慮して決定した。

【００１７】（３）攪拌混合方法油圧式攪拌機を装着したバックホウで混合する場合、遮
水材として必要な設計値を満足する材料とするのにどの
程度混ぜれば良いのか判らなかったため、混合能力を５
通り（混合なしを含む。）に変化させ、従来例を含んで
図３に示す調査フローに従い試験を行った。

【００１８】混合攪拌時には、油圧式攪拌機を手前に引
き寄せるように動かしながら、材料を手前に跳ね上げる
ような方向に回転させた。具体的には、切り崩した土材
料を、前記図１における縦横の辺Ｔを約１０ｍ、高さＨ
を約１ｍに整形し、対象土量をあらかじめ把握したうえ
で、混合する時間を混合能力に応じて決めた。混合の効
率を良くするため、油圧式攪拌機を動かす方向を途中で
変え、縦横一回ずつ行った。

【００１９】次いで、混合した材料がダムの遮水材とし
て必要な条件を満たしているかどうかを確認するため、
盛立試験を実施し、転圧後の現場密度、現場透水につい
て試験を行った。また、各材科について突固め試験を実
施し、締固め度（Ｄ値）を求めた。さらに、粘土（ロー
ム）塊の残留率（１９ｍｍ以上の粘土塊が材料全体に占
める割合）を調査し、材料の混合状態をあらわす指標と
して用いた。

【００２０】＝＝＝比較例＝＝＝バケットミキシングの混合能カを把握するために、前記
図５に示す混合作業を行った後、バックホウ（０．８ｍ
^３級）による混合について、混合回数（落下させる回
数）４，６回における粘土塊の残留率を調査した。調査
はフロー（図３）に従い行った。油圧式攪拌機の混合能
力調査結果から、設計値をすべて満たす材料の粘士塊残
留率を目標に、その状態まで混合するのに要するミキン
ング回数を調査した。また、油圧式攪拌機に対する経済
性を比較するため、バケットミキシングに要するサイク
ルタイムについても調査した。

【００２１】＝＝＝結果＝＝＝盛立仕様は表２に示される通りであり、本発明が適用さ
れるフィルダムに用いる遮水材の品質管理基準は表３に
示す通りである。さらに、油圧式攪拌機の混合能力別調
査結果は表４の通りであり、粘土塊残留率と現場透水係
数の関係を図４に示した。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】注）いずれの試験項目も、各区分について５回実施した
場合における平均値を示す。

【００２５】表４に示すように、粘土塊の残留率につい
ては．単位時間当たりの混合土量が少なくなるにつれて
小さくなることが明らかになった。また、現場密度につ
いてはいずれのケース（混合状態）も設計値（１．４５
ｔ／ｍ^３）を満足した。さらに、締め固め度（Ｄ値）に
ついてはいずれのケースも平均値では基準値（Ｄ値９５
％）を満足した。図４に示すように、粘土塊残留率が小
さくなるにつれて現場透水係数も小さくなり、５９ｍ^３
／ｈｒ及び５０ｍ^３／ｈｒのとき、設計値（１．０×Ｅ
‐５ｃｍ／ｓ以下）を満足した。以上の結果により、油
圧式攪拌機で混合した場合、混合能力５９ｍ^３／ｈｒで
攪拌すれば、現場密度・透水及び締固め度のすべての項
目について設計値を満足することが明らかになった。

【００２６】粘土塊残留率と現場透水係数との関係に着
目すれば、粘土塊残留率を小さくする（ローム材を細か
くする）ことでローム材がＴｂ材の空隙を充填し、遮水
性が向上すると考えられる。現場透水係数が設計値を満
足するためには、粘土塊残留率を８．８％以下にするこ
とが必要であり、そのためには、油圧式攪拌機の能カ、
つまり単位時間当たりの混合土量を６０ｍ^３／ｈｒ（≒
５９ｍ^３／ｈｒ）以下にすることが必要であることが判
明した。

【００２７】一方、バケットミキシングによる混合で
は、粘土塊の残留率が４回混合では９．２％と、油圧式
攪拌機を使用し５９ｍ^３／ｈｒで混合した材料の粘土塊
残留率８．８％に達しなかった。６回混合では７．４％
と８．８％をクリアしたため、ダムの遮水材として必要
な条件を満たすためには、バケットミキシングで５回の
混合が必要であり、施工の迅速性に欠けることが判明し
た。また、その盛立試験はおこなわなかった。

【００２８】さらに、必要な条件を満たすための施工単
価を比較すると、油圧式攪拌機（６０ｍ^３／ｈｒ）が３
７８円／ｍ^３（うち、ビット損料５８円／ｍ^３に対し、
バケットミキシング（５回）が７２８円／ｍ^３であり、
油圧式攪拌機の方が１／２以下と、極めて経済的である
という結果を得ることができた。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
方法にあっては、粘土状土材料を他の土材料と混合する
場合に、迅速かつ均一に混合でき、遮水材としての機能
も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を示す説明図である。

【図２】実施例におけるＴｂ材とローム材、混合材の粒
度曲線を示すグラフである。

【図３】同調査手順を示すフローである。

【図４】同粘土塊残留率と現場透水係数との関係を示す
グラフである。

【図５】従来の混合方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０バックホウ１２ロードヘッダ（回転式掘削機）１４ストックヤード１６土材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩崎良一東京都港区港南２丁目15番２号株式会社大林組東京本社内Ｆターム(参考） 2D040 AA08 AB07 BA12 CA09 CD07 EA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストックされた二種以上の土質からなる
土材料に回転式掘削機械の回転掘削部を投入し、該回転
式掘削機械により前記土材料を攪拌混合することを特徴
とする現地土の混合方法。