JP2004162265A - 排泥土再利用システムおよび排泥土再利用方法 - Google Patents
排泥土再利用システムおよび排泥土再利用方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】排泥土から礫および砂を効率良く取除くとともに、排泥土から切羽安定剤として再利用可能な成分を確実に分離して回収し、廃棄物を減量することができる排泥土再利用システムおよび排泥土再利用方法を提供する。
【解決手段】噴射部５によって排泥土に処理液を噴射して泥水にする。一次処理装置２の第１上流振動篩６および第１下流振動篩７、ならびに二次処理装置３の第２振動篩１１、濃縮型サイクロン１３、分級型サイクロン１５および第３振動篩１６によって、前記泥水に含まれる固形分が分離される。さらに濃縮型サイクロン１３、分級型サイクロン１５および第３振動篩１６において泥水を循環して、分級型サイクロン１５のオーバーフローとして排出される泥水に含まれる固形分を、第４粒径未満の固形分だけにして、この泥水を、掘進機に供給する。濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された泥水は、処理液として噴射部に供給される。
【選択図】 図１
【解決手段】噴射部５によって排泥土に処理液を噴射して泥水にする。一次処理装置２の第１上流振動篩６および第１下流振動篩７、ならびに二次処理装置３の第２振動篩１１、濃縮型サイクロン１３、分級型サイクロン１５および第３振動篩１６によって、前記泥水に含まれる固形分が分離される。さらに濃縮型サイクロン１３、分級型サイクロン１５および第３振動篩１６において泥水を循環して、分級型サイクロン１５のオーバーフローとして排出される泥水に含まれる固形分を、第４粒径未満の固形分だけにして、この泥水を、掘進機に供給する。濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された泥水は、処理液として噴射部に供給される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥濃式推進工法において地山掘進時に発生する排泥土を処理して、たとえば切羽安定剤として再利用するために好適に実施できる排泥土再利用システムおよび排泥土再利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
泥濃式推進工法において、地山を掘進するときに掘進機から排出される泥土（以後、この泥土を「排泥土」と表記することがある。）には、掘進時の切羽を安定させるための切羽安定材が含まれているので、排泥土の全てを産業廃棄物として廃棄している。近年、最終処分場の不足および環境保全のために、粒径が７４マイクロメートル以上、２ミリメートル未満の砂と、粒径が２ミリメートル以上、７５ミリメートル未満の礫とを排泥土から分離して、埋立などによって処分しなければならない廃棄物の減量化を図る動きがある。
【０００３】
このような排泥土を処理する第１の従来技術として、振動篩によって掘進機からの排泥土から礫および礫よりも粒径の大きな岩石を取除き、サイクロンによって振動篩を通過した排泥土から砂を取除いて粘土およびシルトを含む泥水を分離して回収し、前記泥水の一部を掘進機に戻して再利用し、残余の泥水を脱水して廃棄物を減量する方法がある（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
また第２の従来技術として、網目状の回転ドラムによって掘進機からの排泥土から大粒径の礫を取除き、振動篩によって回転ドラムを通過した排泥土から砂礫を取除き、濃縮型サイクロンによって第１の振動篩を通過した排泥土からシルトおよび粘土を含む泥水を分離し、前記泥水を掘進機に戻して再利用する方法がある（たとえば特許文献２参照）。
【０００５】
また第３の従来技術として、複数の濃縮型サイクロンを用いて、排泥土を粒径別に分離する装置がある（たとえば特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３０４５９７号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−１９３０９９号公報（第５頁、第７頁、図２、図５）
【特許文献３】
特開平６−１９８２１２号公報（第３−４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
排泥土は、粘性および比重が非常に高く、排泥土に含まれる砂および礫には、粘土およびシルトが付着している。前述の第１の従来技術では、掘進機から排出される様々な粒径の固形物を含む排泥土を、直接１つの振動篩に与えるので、たとえば礫などの大粒径の固形分に付着している粘土およびシルトなどの小粒径の固形分を、前記礫から離脱させることが非常に困難である。
【０００８】
また前述の第２の従来技術では、回転ドラムによって掘進機からの排泥土から大粒径の礫は取除かれるけれども、回転ドラムを通過した泥水には、比較的粒径の大きな固形分が多く含まれているとともに、様々な粒径の固形分が含まれているので、１台の振動篩で、大粒径の固形分に付着している小粒径の固形分を離脱させることが困難である。
【０００９】
また前述の第３の従来技術では、複数の濃縮型サイクロンを用いて、排泥土を濃縮して粒径別に分離できるけれども、泥水を掘進機に戻して再利用するための泥水に対して施す処理に関しては開示されていない。
【００１０】
以上のように、これらの従来技術では、砂および礫から粘土およびシルトを確実に分離することが困難である。また掘進機に戻す以外の泥水は、余剰泥水となってしまい、このような余剰泥水は、廃棄物として処理され、廃棄物の減量化が困難となる。
【００１１】
したがって本発明の目的は、排泥土から礫および砂を効率良く取除くとともに、排泥土から切羽安定剤として再利用可能な成分を確実に分離して回収し、廃棄物を減量することができる排泥土再利用システムおよび排泥土再利用方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする噴射手段と、
前記泥水に含まれる予め定める第１粒径未満の固形分が通過可能な第１振動篩とを備える一次処理装置を有することを特徴とする排泥土再利用システムである。
【００１３】
本発明に従えば、一次処理装置の噴射手段によって、地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液が噴射されて、排泥土は、流動性を有する泥水になる。このとき排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００１４】
また前記泥水に含まれる予め定める第１粒径未満の固形分は、第１振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第１粒径以上の固形分と第１粒径未満の固形分とに分離される。前記第１粒径以上の固形分が、たとえば礫であるとすると、第１振動篩によって、泥水に含まれる固形分は、礫と礫未満の粒径の固形分とに分離される。さらに第１振動篩が振動することによって、第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱する。このように処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、前記一次処理装置の第１振動篩を通過した泥水に含まれる、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分が通過可能な第２振動篩と、
第２振動篩を通過した泥水を、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出する濃縮型サイクロンと、
前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、個別に排出する分級型サイクロンと、
前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分が通過可能な第３振動篩とを備え、
第３振動篩を通過した泥水を、前記濃縮型サイクロンに循環する二次処理装置をさらに有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、前記一次処理装置の第１振動篩を通過した泥水に含まれる、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分は、第２振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第２粒径以上の固形分と第２粒径未満の固形分とに分離される。前記第２粒径以上の固形分が、たとえば中砂以上の粒径の砂であるとすると、第２振動篩によって、前記泥水に含まれる固形分は、中砂以上の粒径の砂を含む固形分と中砂未満の粒径の固形分とに分離される。さらに第２振動篩が振動することによって、第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第２粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００１７】
また第２振動篩を通過した泥水に含まれる固形分のうち、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分は、濃縮型サイクロンによって、濃縮されて、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出される。前記第３粒径以上の固形分が、たとえば細砂以上の粒径の砂であるとすると、濃縮型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分のうち、細砂以上の粒径の砂が濃縮されて排出され、細砂未満の粒径の固形分であるシルトおよび粘土は、濃縮された砂とは別に排出される。このようにして泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００１８】
また前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる固形分のうち、第３粒径未満の固形分は、分級型サイクロンによって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離されて、個別に排出される。前記第４粒径以上の固形分が、たとえば比較的粒径の大きいシルトであるとすると、分級型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分は、比較的粒径の大きいシルトと比較的粒径の小さいシルトおよび粘土を含む固形分とに分離される。このようにして泥水に含まれる第４粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００１９】
また前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分は、第３振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第５粒径未満の固形分と第５粒径以上の固形分とに分離される。さらに第３振動篩が振動することによって、第３粒径以上の固形分に付着している第３粒径未満の固形分および液状分が、第３粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を確実に分離することができる。
【００２０】
さらに第３振動篩を通過した泥水は、前記濃縮型サイクロンに循環される。このように泥水に含まれる固形分は、濃縮型サイクロン、分級型サイクロンおよび第３振動篩による分離および濃縮を繰り返すことによって、確実に分離される。これによって分級型サイクロンから排出される泥水に含まれる固形分を、確実に第４粒径未満の固形物だけにして回収することができる。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として利用することができる。
【００２１】
請求項３記載の本発明は、前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射手段に供給する第１供給手段をさらに有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、第１供給手段によって、濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水は、噴射手段に供給されるので、前記泥水を処理液として利用することができる。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００２３】
請求項４記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する第２供給手段をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、第２供給手段によって、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、掘進機に供給される。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として好適である。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００２５】
請求項５記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する脱水手段をさらに有することを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、脱水手段によって、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、脱水されるので、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００２７】
請求項６記載の本発明は、噴射手段を用いて地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする流動化工程と、
予め定める第１粒径未満の固形分が通過可能な第１振動篩を用いて、前記泥水に含まれる固形分を、予め定める第１粒径未満の固形分と、前記第１粒径以上の固形分とに分離する第１分級工程とを含むことを特徴とする排泥土再利用方法である。
【００２８】
本発明に従えば、流動化工程では、地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液が噴射されて、排泥土は、流動性を有する泥水になる。このとき排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００２９】
第１分級工程では、泥水に含まれる固形分は、振動篩によって、第１粒径以上の固形分と第１粒径未満の固形分とに分離される。前記第１粒径以上の固形分が、たとえば礫であるとすると、第１振動篩によって、泥水に含まれる固形分は、礫と礫未満の粒径の固形分とに分離される。さらに振動篩が振動することによって、第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱する。このように処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００３０】
請求項７記載の本発明は、前記第１分級工程の後に、前記第１粒径よりも小さい第２粒径の固形分が通過可能な第２振動篩を用いて、泥水に含まれる前記第１粒径未満の固形分を、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分と、前記第２粒径以上の固形分とに分離する第２分級工程と、
濃縮型サイクロンを用いて、泥水に含まれる前記第２粒径未満の固形分のうち、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出する濃縮工程と、
分級型サイクロンを用いて、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる第３粒径未満の固形分を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、個別に排出する遠心分級工程と、
前記第２粒径よりも小さい第５粒径の固形分が通過可能な第３振動篩を用いて、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる第３粒径以上の固形分、および前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分と、前記第５粒径以上の固形分とに分離する第３分級工程と、
前記第５粒径未満の固形分を含む泥水を、前記濃縮型サイクロンに循環する循環工程とをさらに含むことを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、第２分級工程では、第１振動篩を通過した泥水に含まれる、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分は、第２振動篩によって、第２粒径以上の固形分と第２粒径未満の固形分とに分離される。前記第２粒径以上の固形分が、たとえば中砂以上の粒径の砂であるとすると、第２振動篩によって、前記泥水に含まれる固形分は、中砂以上の粒径の砂を含む固形分と中砂未満の粒径の固形分とに分離される。さらに第２振動篩が振動することによって、第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第２粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００３２】
濃縮工程では、第２振動篩を通過した泥水に含まれる固形分のうち、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分は、濃縮型サイクロンによって、濃縮されて、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出される。前記第３粒径以上の固形分が、たとえば細砂以上の粒径の砂であるとすると、濃縮型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分のうち、細砂以上の粒径の砂が濃縮されて排出され、細砂未満の粒径の固形分であるシルトおよび粘土は、濃縮された砂とは別に排出される。このようにして泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００３３】
遠心分級工程では、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる固形分のうち、第３粒径未満の固形分は、分級型サイクロンによって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離されて、個別に排出される。前記第４粒径以上の固形分が、たとえば比較的粒径の大きいシルトであるとすると、分級型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分は、比較的粒径の大きいシルトと比較的粒径の小さいシルトおよび粘土を含む固形分とに分離される。このようにして泥水に含まれる第４粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００３４】
第３分級工程では、前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分は、第３振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第５粒径未満の固形分と第５粒径以上の固形分とに分離される。さらに第３振動篩が振動することによって、第５粒径以上の固形分に付着している第５粒径未満の固形分および液状分が、第５粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第５粒径以上の固形分を確実に分離することができる。
【００３５】
循環工程では、第３振動篩を通過した泥水は、前記濃縮型サイクロンに循環される。このように泥水に含まれる固形分は、濃縮工程、遠心分級工程および第３分級工程における分離および濃縮を繰り返すことによって、確実に分離される。これによって遠心分級工程において、分級型サイクロンから排出される泥水に含まれる固形分を、確実に第４粒径未満の固形物だけにして回収することができる。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として利用することができる。
【００３６】
請求項８記載の本発明は、前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射手段に供給する第１泥水供給工程をさらに含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明に従えば、第１泥水供給工程では、濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水は、噴射手段に供給されるので、前記泥水を処理液として利用することができる。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００３８】
請求項９記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する第２泥水供給工程をさらに含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、第２泥水供給工程では、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、掘進機に供給される。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として好適である。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００４０】
請求項１０記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する脱水工程をさらに含むことを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、脱水工程では、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、脱水されるので、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の排泥土再利用システム１の構成および泥水の流れを模式的に示す図である。なお、本実施の形態において、「粒径」とは、地盤工学会基準「地盤材料の工学的分類方法」（ＪＧＳ ００５１−２０００）によって定められる粒径である。また、地盤材料を分類するための試験は、日本工業規格の「土の粒度試験方法」（ＪＩＳ Ａ １２０４）に基づいて行われる。排泥土再利用システム１は、たとえば泥濃式推進工法において、地山を掘進するときに掘進機（図示せず）から排出される泥土（以後、この泥土を「排泥土」と表記することがある。）を処理して再利用するシステムである。排泥土再利用システム１は、一次処理装置２および二次処理装置３を含んで構成される。
【００４３】
一次処理装置２は、レシーバタンク４、噴射部５、第１上流振動篩６、第１下流振動篩７および第１貯留槽８を含んで構成される。レシーバタンク４は、掘進機から投入された排泥土を一時的に保持して、下部に設けられる排出口から、後述する第１上流振動篩６に排出する。掘進機からの排泥土には、切羽を安定させるための切羽安定剤が含まれている。
【００４４】
噴射手段である噴射部５は、レシーバタンク４から第１上流振動篩６に排出される排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする。このとき排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００４５】
噴射部５による排泥土への処理液の噴射は、たとえばレシーバタンク４内に保持されている排泥土に噴射するようにしてもよい。この場合、複数の噴射ノズルで構成される噴射部を用いて、各噴射ノズルから、下方かつレシーバタンク４の半径方向に垂直な接線方向に処理液を噴射するようにしてもよい。レシーバタンク４内に保持されている排泥土は、噴射部の各噴射ノズルから噴射される処理液によって形成される水流によって攪拌されるとともに、噴射ノズルからの処理液の水圧によって、礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱することができる。また、この場合、噴射ノズルとしては、処理液が円柱状に直進して噴射される直進ノズルを用いることによって、排泥土に高圧で処理液を当てることができるので、排泥土を効率的に流動化することができる。
【００４６】
レシーバタンク４は、たとえば上下に配置される２つの保持タンクを有し、前記２つの保持タンクは、開閉可能な連通部で連結され、下側の保持タンクの下部に排出口を設ける構成であってもよい。この場合、前記連通部を閉鎖して、上側の保持タンクに掘進機からの排泥土が保持され、上側の保持タンクに保持される排泥土が所定量に達すると、連通部を開放して、上側の保持タンクに保持されていた排泥土を、下側の保持タンクに排出する。このように下側の保持タンクに排出される排泥土に噴射部５によって処理液を噴射してもよい。
【００４７】
また、たとえばレシーバタンク４を２つ用いて、水平方向に隣接して配置して、掘進機からの排泥土を交互に保持させるようにしてもよい。この場合、各レシーバタンクへの排泥土の供給路に切換弁を介在させて、排泥土を各レシーバタンクへ交互に供給するようにしてもよい。これによって排泥土を効率的に流動化することができる。
【００４８】
第１上流振動篩６は、レシーバタンク４の下方に配置され、前記泥水に含まれる予め定める粗粒径の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。第１上流振動篩６の網部には、厚み方向に貫通する内径が前記租粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記粗粒径は、本実施の形態において、たとえば５０ミリメートルである。
【００４９】
泥水に含まれる固形分は、第１上流振動篩６の網部を通過する前記粗粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記粗粒径以上の固形分とに分離される。第１上流振動篩６の網部の振動によって、網部を通過できない前記粗粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき粗粒径以上の固形分に付着している粗粒径未満の固形分および液状分が、粗粒径以上の固形分から離脱して、第１上流振動篩６を通過する。第１上流振動篩６の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記粗粒径以上の固形分は、一次処理装置２および二次処理装置３の外部に設けられる土砂ピット１０に払出される。
【００５０】
第１下流振動篩７は、前記第１上流振動篩６の下方に配置され、前記第１上流振動篩６を通過した泥水に含まれる、前記粗粒径よりも小さい第１粒径未満の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。本実施の形態において、第１下流振動篩６の網部と、第１上流振動篩７の網部とは、上下方向に並んで配置される。第１下流振動篩７の網部には、厚み方向に貫通する内径が前記第１粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記第１粒径は、本実施の形態において、たとえば２０ミリメートルである。また第１粒径以上の固形分とは、たとえば礫の中でも比較的粒径の大きな粗礫以上の粒径である固形分である。
【００５１】
泥水に含まれる固形分は、第１下流振動篩７の網部を通過する第１粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記第１粒径以上の固形分とに分離される。第１下流振動篩７の網部の振動によって、網部を通過できない前記第１粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱して、第１下流振動篩７を通過して、後述する第１貯留槽８に流下する。第１下流振動篩７の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記第１粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。本実施の形態において、第１振動篩は、第１上流振動篩６および第１下流振動篩７を含んで構成される。
【００５２】
第１貯留槽８は、第１下流振動篩７の下方に配置され、前記第１下流振動篩７を通過して流下した第１粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。第１貯留槽８の底部には、第１貯留槽８に貯留されている泥水を、後述する二次処理装置３の第２振動篩１１に送出する第１送出部９が設けられる。第１送出部９は、たとえばポンプによって実現される。以上のように一次処理装置２は、第１粒径未満の固形分を含む泥水を第１貯留槽８に貯留して、第１粒径以上の固形分だけを土砂ピット１０に払出す。
【００５３】
二次処理装置３は、第２振動篩１１、第２貯留槽１２、濃縮型サイクロン１３、調整槽１４、分級型サイクロン１５および第３振動篩１６を含んで構成される。第２振動篩１１は、第１貯留槽８から第１送出部９によって送出された泥水に含まれる固形分のうち、第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。第２振動篩１１の網部には、厚み方向に貫通する内径が前記第２粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記第２粒径は、本実施の形態において、たとえば２ミリメートルである。また第２粒径以上の固形分とは、たとえば礫以上の粒径である固形分である。
【００５４】
第１貯留槽８からの泥水に含まれる固形分は、第２振動篩１１の網部を通過する第２粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記第２粒径以上の固形分とに分離される。第２振動篩１１の網部の振動によって、網部を通過できない前記第２粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱して、第２振動篩１１を通過して、後述する第２貯留槽１２に流下する。第２振動篩１１の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記第２粒径以上の固形分は、前記土砂ピット１０に払出される。
【００５５】
第２貯留槽１２は、第２振動篩１１の下方に配置され、前記第２振動篩１１を通過して流下した第２粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。第２貯留槽１２の底部には、第２貯留槽１２に貯留されている泥水を、後述する濃縮型サイクロン１３に送出する第２送出部１７が設けられる。第２送出部１７は、たとえばポンプによって実現される。
【００５６】
濃縮型サイクロン１３は、遠心分離によって、設定した粒径以上の固形分を含む泥水を濃縮してアンダーフローとして排出するとともに、前記粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして排出する。濃縮型サイクロン１３は、詳細に述べると、第２振動篩１１を通過した泥水を、第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、当該固形分を含む泥水をアンダーフローとして、濃縮型サイクロン１３の下方に配置される第３振動篩１６に排出するとともに、前記第３粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして、後述する調整槽１４に排出する。本実施の形態において、第３粒径は、たとえば０．１ミリメートル程度であってもよい。
【００５７】
調整槽１４は、前記濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。調整槽１４には、貯留されている泥水が固形分と液状分とに分離しないように攪拌する攪拌機１８が設けられる。調整槽１４に貯留されている泥水は、常に所定の比重となるように、水を加えるなどの調整がなされている。本実施の形態において、調整槽１４に貯留されている泥水の比重は、泥濃式推進工法において掘進される地山の土質条件に基づいて設定される。
【００５８】
調整槽１４の底部には、調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、一次処理装置２の噴射部５に供給する第１供給手段である第１供給部１９が設けられる。また調整槽１４の底部には、調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、後述する分級型サイクロン１５に送出する第３送出部２０が設けられる。前記第１供給部１９および第３送出部２０は、ともに開閉バルブおよびポンプを備える。
【００５９】
分級型サイクロン１５は、遠心分離によって、設定した粒径以上の固形分を含む泥水をアンダーフローとして排出するとともに、前記粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして排出する。分級型サイクロン１５は、詳細に述べると、調整層１４からの泥水、換言すれば、濃縮型サイクロン１３から排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、第４粒径以上の固形分を含む泥水をアンダーフローとして、分級型サイクロン１５の下方に配置される第３振動篩１６に排出するとともに、第４粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして、後述する余剰泥水層２１に排出するようにして、個別に排出する。本実施の形態において、第４粒径は、たとえば３０マイクロメートル以上、４０マイクロメートル以下程度である。また第４粒径未満の固形分とは、たとえばシルトの中でも比較的粒径の小さな粒径のシルトおよび粘土である。
【００６０】
第３振動篩１６は、濃縮型サイクロン１３および分級型サイクロン１５の下方かつ第２振動篩１１の上方となる位置に配置され、濃縮型サイクロン１３からアンダーフローとして排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロン１５からアンダーフローとして排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。本実施の形態において、第３振動篩１６の網部と、第２振動篩１１の網部とは、上下方向に並んで配置される。第３振動篩１６の網部には、厚み方向に反通する内径が前記第５粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記第５粒径は、本実施の形態において、たとえば０．５ミリメートルまたは０．３５ミリメートルである。また第５粒径以上の固形分とは、たとえば砂の中でも比較的粒径の大きな中砂および租砂である。
【００６１】
泥水に含まれる固形分は、第３振動篩１６の網部を通過する第５粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記第５粒径以上の固形分とに分離される。第３振動篩１６の網部の振動によって、網部を通過できない前記第５粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき第５粒径以上の固形分に付着している第５粒径未満の固形分および液状分が、第５粒径以上の固形分から離脱して、第３振動篩１６を通過して、さらに第２振動篩１１を通過して、第２貯留槽１２に流下する。第３振動篩１６を通過し、第２貯留槽１２に貯留される泥水は、濃縮型サイクロン１３に循環される。第３振動篩１６の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記第５粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。
【００６２】
第３振動篩１６を通過させる固形分の粒径を小さくするために、第３振動篩１６の網部の透孔の内径を、たとえば０．０７４ミリメートルにすると、すぐに目詰まりを起こして泥水が網部を走ってしまう。このようなことを防止するために、本実施の形態では、前記網部の内径を０．５ミリメートルまたは０．３５ミリメートルにして、第３振動篩１６を通過できずに網部の上部に乗載されている前記内径以上の粒径の固形分である中砂以上の粒径の砂をフィルタとして、泥水を濾過させる。これによって前記中砂以上の砂に、それより粒径の小さな砂などの固形分が付着して、第３振動篩１６を通過する固形分の粒径を、網部の内径よりも小さくすることができる。
【００６３】
排泥土再利用システム１は、余剰泥水層２１をさらに含んで構成される。余剰泥水層２１は、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。余剰泥水槽２１には、貯留されている泥水が固形分と液状分とに分離しないように攪拌する攪拌機２２が設けられる。また余剰泥水槽２１の底部には、余剰泥水槽２１に貯留されている、第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に切羽安定剤を含む泥水を供給する送泥プラント（図示せず）に供給する第２供給手段である第２供給部２３が設けられる。また調整槽２１の底部には、余剰泥水槽２１に貯留されている、第４粒径未満の固形分を含む泥水を、後述するスラリ槽２５に余剰泥水として排出する第１排出部２４が設けられる。前記第２供給部２３および第１排出部２４は、ともに開閉バルブおよびポンプを備える。
【００６４】
排泥土再利用システム１は、スラリ槽２５および凝集剤貯留槽２６をさらに含んで構成される。スラリ槽２５は、余剰泥水槽２１から排出される第４粒径未満の固形分を含む余剰泥水を貯留する。凝集剤貯留槽２６は、スラリ槽２５に貯留される余剰泥水を固形分と液状分とに分離させるための高分子系の凝集剤を貯留する。凝集剤貯留槽２６には、凝集剤をスラリ槽２５に供給するための凝集剤供給部２７が設けられる。凝集剤供給部２７は、開閉バルブおよびポンプを備える。
【００６５】
スラリ槽２５には、貯留されている余剰泥水と凝集剤貯留槽２６からの凝集剤とを混合するように攪拌する攪拌機２８が設けられる。またスラリ槽２５には、貯留されている凝集剤と混合された余剰泥水を、後述する脱水機３０に排出する第２排出部２９が設けられる。第２排出部２９は、開閉バルブおよびポンプを備える。
【００６６】
排泥土再利用システム１は、脱水手段である脱水機３０をさらに含んで構成される。脱水機３０は、スラリ槽からの凝集剤と混合された余剰泥水を脱水して、余剰泥水の固形分と液状分とを分離して排出する。脱水機３０から排出された余剰泥水の固形分は、脱水ケーキとなって、ベルトコンベアなどで実現される搬送機３１によって搬送され、搬送機３１の搬送方向下流側に設けられる土砂ピット３２に払出される。
【００６７】
排泥土再利用システム１は、濾水受槽３３および放流槽３４をさらに含んで構成される。濾水受槽３３は、脱水機３０から排出された余剰泥水の液状分を貯留する。濾水受槽３３には、濾水受槽３３に貯留される余剰泥水の液状分を、放流槽３４に送出する第３排出部３５が設けられる。前記第３排出部３５は、たとえばポンプで実現される。放流槽３４は、濾水受槽３３からの余剰泥水の液状分の浮遊懸濁物質量（略称：ＳＳ）が、河川に放流可能な値になるように調整する。ＳＳが前記値以下になった余剰泥水は、河川に放流される。
【００６８】
図２は、本発明の実施の他の形態の排泥土再利用システム１Ａの構成および泥水の流れを模式的に示す図である。排泥土再利用システム１Ａは、前述の排泥土再利用システム１とは、大略的に同じであるので、異なる部分についてだけ以下に説明する。
【００６９】
一次処理装置２の第１貯留槽８の底部には、第１供給部１９からの調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、第１貯留槽８内に噴射して、第１貯留槽８に貯留される泥水を攪拌する噴射攪拌部３６が、さらに設けられる。したがって調整槽１４に設けられる第１供給部１９は、調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、一次処理装置２の噴射部５に供給するとともに、前記噴射攪拌部３６にも供給する。これによって第１貯留槽８に貯留される泥水に含まれる固形分が沈殿することによる、第１送出部９の動作不良および故障を確実に防止することができる。
【００７０】
図３は、図１に示す排泥土再利用システム１を用いた排泥土再利用方法の手順を示すフローチャートである。地山を掘進する掘進機から、排泥土再利用システム１のレシーバタンク４に排泥土が投入されて、排泥土再利用方法の手順が開始される。
【００７１】
流動化工程では、レシーバタンク４から排出される排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にして、第１分級工程に進む。流動化工程において、排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００７２】
第１分級工程では、予め定める租粒径未満の固形分が通過可能な第１上流振動篩６と、前記租粒径よりも小さい第１粒径未満の固形分が通過可能な第１下流振動篩７とを用いて、前記泥水に含まれる固形分を、予め定める第１粒径未満の固形分と、前記第１粒径以上の固形分とに分離して、第２分級工程に進む。第１分級工程において、第１粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。また第１分級工程において、第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱する。このように流動化工程と第１分級工程とにおける、処理液の噴射と第１上流振動篩６および第２下流振動篩７による分離とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００７３】
第２分級工程では、前記第１粒径よりも小さい第２粒径の固形分が通過可能な第２振動篩１１を用いて、第１分級工程において、第１上流振動篩６および第２下流振動篩７を通過した泥水に含まれる前記第１粒径未満の固形分を、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分と、前記第２粒径以上の固形分とに分離して、濃縮工程に進む。第２分級工程において、第２粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。また第２分級工程において、第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱する。このように第２分級工程において第２振動篩によって、泥水に含まれる第２粒径以上の固形分を、残余の固形分から確実に分離することができる。
【００７４】
濃縮工程では、濃縮型サイクロン１３を用いて、第２分級工程において、第２振動篩１１を通過した泥水に含まれる第２粒径未満の固形分のうち、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮した泥水をアンダーフローとして排出し、前記第３粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして個別に排出する。濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水に対する処理は、第１泥水供給工程および遠心分級工程において行われる。また濃縮型サイクロン１３からアンダーフローとして排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水に対する処理は、第３分級工程において行われる。このように濃縮工程における、濃縮型サイクロン１３による濃縮によって、泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００７５】
遠心分級工程では、分級型サイクロン１５を用いて、濃縮工程において、濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された泥水に含まれる第３粒径未満の固形分を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、第４粒径以上の固形分を含む泥水をアンダーフローとして排出し、前記第４粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして個別に排出する。分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水に対する処理は、第２泥水供給工程および脱水工程において行われる。また分級型サイクロン１５からアンダーフローとして排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水に対する処理は、第３分級工程において行われる。このように遠心分級において分級型サイクロン１５によって、泥水に含まれる第４粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００７６】
第３分級工程では、前記第２粒径よりも小さい第５粒径の固形分が通過可能な第３振動篩１６を用いて、濃縮工程において、濃縮型サイクロン１３からアンダーフローとして排出された泥水に含まれる第３粒径以上の固形分と、遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からアンダーフローとして排出された第４粒径以上の固形分とを、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分と、前記第５粒径以上の固形分とに分離して、循環工程に進む。第３分級工程において、第５粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。また第３分級工程において、第５粒径以上の固形分に付着している第５粒径未満の固形分および液状分が、第５粒径以上の固形分から離脱する。このように第３分級工程において第３振動篩１６によって、泥水に含まれる第５粒径以上の固形分を、残余の固形分から確実に分離することができる。
【００７７】
循環工程では、第３分級工程において、第３振動篩１６を通過した第５粒径未満の固形分を含む泥水を、前記濃縮型サイクロン１３に循環することで、濃縮工程に戻る。このように泥水に含まれる固形分は、濃縮工程、遠心分級工程および第３分級工程における分離および濃縮を繰り返すことによって、確実に分離される。これによって遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出される泥水に含まれる固形分を、確実に第４粒径未満の固形物だけにすることができる。本実施の形態においては、このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さな、具体的には粒径が、たとえば３０マイクロメートル以上、４０マイクロメートル以下程度のシルトおよび粘土であり、これらの固形分を含む泥水は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として利用することができる。
【００７８】
第１泥水供給工程では、濃縮工程において、濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射部５に供給する。これによって前記泥水を処理液として利用することができる。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００７９】
第２泥水供給工程では、遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する。このような第４粒径未満の固形分は、前述のシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として好適である。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００８０】
脱水工程では、遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する。これによって地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００８１】
以上に述べた排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において示した具体的な数値は、一例であって、分離したい固形分の粒径に応じて、適宜変更してもよい。
【００８２】
また排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において、第１上流振動篩６、第１下流振動篩７、第２振動篩１１および第３振動篩１６は、所定の内径の透孔が複数形成される網部を上下振動させる構成であるとしたけれども、このような振動篩に限定することはない。振動篩の代わりに、たとえば、大略的に筒状であって、内空間を外空間とを連通する所定の内径の透孔が服す形成されるドラム部を有し、前記ドラム部を軸線まわりに回転させるような構成の装置であってもよい。
【００８３】
また排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において、二次処理装置３は、調整槽１４を含んで構成されるとしたが、調整槽１４を含まない構成としてもよい。この場合、濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出される第３粒径未満の固形分を含む泥水は、噴射部５および分級型サイクロン１５に与えられる。
【００８４】
また排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において、掘進機に切羽安定剤として供給する、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水に、マイカ（雲母）を目詰材として混入するようにしてもよい。これによって掘進機による地山の掘進時に、泥水が地山に溢泥して地山が崩落する危険性を可及的に低下させるとともに、第１上流振動篩６、第１下流振動篩７、第２振動篩１１および第３振動篩１６の各網部の目詰まりを防止することができる。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００８６】
請求項２記載の本発明によれば、泥水に含まれる第２粒径以上の固形分、第３粒径以上の固形分、第４粒径以上の固形分および第５粒径以上の固形分を、泥水から確実かつ効率的に分離して、泥水を、第４粒径未満の固形分だけが含まれるようにできる。
【００８７】
請求項３記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００８８】
請求項４記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００８９】
請求項５記載の本発明によれば、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００９０】
請求項６記載の本発明によれば、処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００９１】
請求項７記載の本発明によれば、泥水に含まれる第２粒径以上の固形分、第３粒径以上の固形分、第４粒径以上の固形分および第５粒径以上の固形分を、泥水から確実かつ効率的に分離して、泥水を、第４粒径未満の固形分だけが含まれるようにできる。
【００９２】
請求項８記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００９３】
請求項９記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００９４】
請求項１０記載の本発明によれば、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の排泥土再利用システム１の構成および泥水の流れを模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の他の形態の排泥土再利用システム１Ａの構成および泥水の流れを模式的に示す図である。
【図３】図１に示す排泥土再利用システム１を用いた排泥土再利用方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】１，１Ａ 排泥土再利用システム
２ 一次処理装置
３ 二次処理装置
５ 噴射部
６ 第１上流振動篩
７ 第１下流振動篩
１１ 第２振動篩
１３ 濃縮型サイクロン
１５ 分級型サイクロン
１６ 第３振動篩
１９ 第１供給部
２３ 第２供給部
３０ 脱水機
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥濃式推進工法において地山掘進時に発生する排泥土を処理して、たとえば切羽安定剤として再利用するために好適に実施できる排泥土再利用システムおよび排泥土再利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
泥濃式推進工法において、地山を掘進するときに掘進機から排出される泥土（以後、この泥土を「排泥土」と表記することがある。）には、掘進時の切羽を安定させるための切羽安定材が含まれているので、排泥土の全てを産業廃棄物として廃棄している。近年、最終処分場の不足および環境保全のために、粒径が７４マイクロメートル以上、２ミリメートル未満の砂と、粒径が２ミリメートル以上、７５ミリメートル未満の礫とを排泥土から分離して、埋立などによって処分しなければならない廃棄物の減量化を図る動きがある。
【０００３】
このような排泥土を処理する第１の従来技術として、振動篩によって掘進機からの排泥土から礫および礫よりも粒径の大きな岩石を取除き、サイクロンによって振動篩を通過した排泥土から砂を取除いて粘土およびシルトを含む泥水を分離して回収し、前記泥水の一部を掘進機に戻して再利用し、残余の泥水を脱水して廃棄物を減量する方法がある（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
また第２の従来技術として、網目状の回転ドラムによって掘進機からの排泥土から大粒径の礫を取除き、振動篩によって回転ドラムを通過した排泥土から砂礫を取除き、濃縮型サイクロンによって第１の振動篩を通過した排泥土からシルトおよび粘土を含む泥水を分離し、前記泥水を掘進機に戻して再利用する方法がある（たとえば特許文献２参照）。
【０００５】
また第３の従来技術として、複数の濃縮型サイクロンを用いて、排泥土を粒径別に分離する装置がある（たとえば特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３０４５９７号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−１９３０９９号公報（第５頁、第７頁、図２、図５）
【特許文献３】
特開平６−１９８２１２号公報（第３−４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
排泥土は、粘性および比重が非常に高く、排泥土に含まれる砂および礫には、粘土およびシルトが付着している。前述の第１の従来技術では、掘進機から排出される様々な粒径の固形物を含む排泥土を、直接１つの振動篩に与えるので、たとえば礫などの大粒径の固形分に付着している粘土およびシルトなどの小粒径の固形分を、前記礫から離脱させることが非常に困難である。
【０００８】
また前述の第２の従来技術では、回転ドラムによって掘進機からの排泥土から大粒径の礫は取除かれるけれども、回転ドラムを通過した泥水には、比較的粒径の大きな固形分が多く含まれているとともに、様々な粒径の固形分が含まれているので、１台の振動篩で、大粒径の固形分に付着している小粒径の固形分を離脱させることが困難である。
【０００９】
また前述の第３の従来技術では、複数の濃縮型サイクロンを用いて、排泥土を濃縮して粒径別に分離できるけれども、泥水を掘進機に戻して再利用するための泥水に対して施す処理に関しては開示されていない。
【００１０】
以上のように、これらの従来技術では、砂および礫から粘土およびシルトを確実に分離することが困難である。また掘進機に戻す以外の泥水は、余剰泥水となってしまい、このような余剰泥水は、廃棄物として処理され、廃棄物の減量化が困難となる。
【００１１】
したがって本発明の目的は、排泥土から礫および砂を効率良く取除くとともに、排泥土から切羽安定剤として再利用可能な成分を確実に分離して回収し、廃棄物を減量することができる排泥土再利用システムおよび排泥土再利用方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする噴射手段と、
前記泥水に含まれる予め定める第１粒径未満の固形分が通過可能な第１振動篩とを備える一次処理装置を有することを特徴とする排泥土再利用システムである。
【００１３】
本発明に従えば、一次処理装置の噴射手段によって、地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液が噴射されて、排泥土は、流動性を有する泥水になる。このとき排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００１４】
また前記泥水に含まれる予め定める第１粒径未満の固形分は、第１振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第１粒径以上の固形分と第１粒径未満の固形分とに分離される。前記第１粒径以上の固形分が、たとえば礫であるとすると、第１振動篩によって、泥水に含まれる固形分は、礫と礫未満の粒径の固形分とに分離される。さらに第１振動篩が振動することによって、第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱する。このように処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、前記一次処理装置の第１振動篩を通過した泥水に含まれる、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分が通過可能な第２振動篩と、
第２振動篩を通過した泥水を、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出する濃縮型サイクロンと、
前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、個別に排出する分級型サイクロンと、
前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分が通過可能な第３振動篩とを備え、
第３振動篩を通過した泥水を、前記濃縮型サイクロンに循環する二次処理装置をさらに有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、前記一次処理装置の第１振動篩を通過した泥水に含まれる、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分は、第２振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第２粒径以上の固形分と第２粒径未満の固形分とに分離される。前記第２粒径以上の固形分が、たとえば中砂以上の粒径の砂であるとすると、第２振動篩によって、前記泥水に含まれる固形分は、中砂以上の粒径の砂を含む固形分と中砂未満の粒径の固形分とに分離される。さらに第２振動篩が振動することによって、第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第２粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００１７】
また第２振動篩を通過した泥水に含まれる固形分のうち、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分は、濃縮型サイクロンによって、濃縮されて、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出される。前記第３粒径以上の固形分が、たとえば細砂以上の粒径の砂であるとすると、濃縮型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分のうち、細砂以上の粒径の砂が濃縮されて排出され、細砂未満の粒径の固形分であるシルトおよび粘土は、濃縮された砂とは別に排出される。このようにして泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００１８】
また前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる固形分のうち、第３粒径未満の固形分は、分級型サイクロンによって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離されて、個別に排出される。前記第４粒径以上の固形分が、たとえば比較的粒径の大きいシルトであるとすると、分級型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分は、比較的粒径の大きいシルトと比較的粒径の小さいシルトおよび粘土を含む固形分とに分離される。このようにして泥水に含まれる第４粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００１９】
また前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分は、第３振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第５粒径未満の固形分と第５粒径以上の固形分とに分離される。さらに第３振動篩が振動することによって、第３粒径以上の固形分に付着している第３粒径未満の固形分および液状分が、第３粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を確実に分離することができる。
【００２０】
さらに第３振動篩を通過した泥水は、前記濃縮型サイクロンに循環される。このように泥水に含まれる固形分は、濃縮型サイクロン、分級型サイクロンおよび第３振動篩による分離および濃縮を繰り返すことによって、確実に分離される。これによって分級型サイクロンから排出される泥水に含まれる固形分を、確実に第４粒径未満の固形物だけにして回収することができる。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として利用することができる。
【００２１】
請求項３記載の本発明は、前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射手段に供給する第１供給手段をさらに有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、第１供給手段によって、濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水は、噴射手段に供給されるので、前記泥水を処理液として利用することができる。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００２３】
請求項４記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する第２供給手段をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、第２供給手段によって、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、掘進機に供給される。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として好適である。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００２５】
請求項５記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する脱水手段をさらに有することを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、脱水手段によって、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、脱水されるので、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００２７】
請求項６記載の本発明は、噴射手段を用いて地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする流動化工程と、
予め定める第１粒径未満の固形分が通過可能な第１振動篩を用いて、前記泥水に含まれる固形分を、予め定める第１粒径未満の固形分と、前記第１粒径以上の固形分とに分離する第１分級工程とを含むことを特徴とする排泥土再利用方法である。
【００２８】
本発明に従えば、流動化工程では、地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液が噴射されて、排泥土は、流動性を有する泥水になる。このとき排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００２９】
第１分級工程では、泥水に含まれる固形分は、振動篩によって、第１粒径以上の固形分と第１粒径未満の固形分とに分離される。前記第１粒径以上の固形分が、たとえば礫であるとすると、第１振動篩によって、泥水に含まれる固形分は、礫と礫未満の粒径の固形分とに分離される。さらに振動篩が振動することによって、第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱する。このように処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００３０】
請求項７記載の本発明は、前記第１分級工程の後に、前記第１粒径よりも小さい第２粒径の固形分が通過可能な第２振動篩を用いて、泥水に含まれる前記第１粒径未満の固形分を、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分と、前記第２粒径以上の固形分とに分離する第２分級工程と、
濃縮型サイクロンを用いて、泥水に含まれる前記第２粒径未満の固形分のうち、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出する濃縮工程と、
分級型サイクロンを用いて、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる第３粒径未満の固形分を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、個別に排出する遠心分級工程と、
前記第２粒径よりも小さい第５粒径の固形分が通過可能な第３振動篩を用いて、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる第３粒径以上の固形分、および前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分と、前記第５粒径以上の固形分とに分離する第３分級工程と、
前記第５粒径未満の固形分を含む泥水を、前記濃縮型サイクロンに循環する循環工程とをさらに含むことを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、第２分級工程では、第１振動篩を通過した泥水に含まれる、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分は、第２振動篩によって、第２粒径以上の固形分と第２粒径未満の固形分とに分離される。前記第２粒径以上の固形分が、たとえば中砂以上の粒径の砂であるとすると、第２振動篩によって、前記泥水に含まれる固形分は、中砂以上の粒径の砂を含む固形分と中砂未満の粒径の固形分とに分離される。さらに第２振動篩が振動することによって、第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第２粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００３２】
濃縮工程では、第２振動篩を通過した泥水に含まれる固形分のうち、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分は、濃縮型サイクロンによって、濃縮されて、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出される。前記第３粒径以上の固形分が、たとえば細砂以上の粒径の砂であるとすると、濃縮型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分のうち、細砂以上の粒径の砂が濃縮されて排出され、細砂未満の粒径の固形分であるシルトおよび粘土は、濃縮された砂とは別に排出される。このようにして泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００３３】
遠心分級工程では、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる固形分のうち、第３粒径未満の固形分は、分級型サイクロンによって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離されて、個別に排出される。前記第４粒径以上の固形分が、たとえば比較的粒径の大きいシルトであるとすると、分級型サイクロンによって、泥水に含まれる固形分は、比較的粒径の大きいシルトと比較的粒径の小さいシルトおよび粘土を含む固形分とに分離される。このようにして泥水に含まれる第４粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００３４】
第３分級工程では、前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分は、第３振動篩を通過する。このとき泥水に含まれる固形分は、第５粒径未満の固形分と第５粒径以上の固形分とに分離される。さらに第３振動篩が振動することによって、第５粒径以上の固形分に付着している第５粒径未満の固形分および液状分が、第５粒径以上の固形分から離脱する。このようにして泥水に含まれる第５粒径以上の固形分を確実に分離することができる。
【００３５】
循環工程では、第３振動篩を通過した泥水は、前記濃縮型サイクロンに循環される。このように泥水に含まれる固形分は、濃縮工程、遠心分級工程および第３分級工程における分離および濃縮を繰り返すことによって、確実に分離される。これによって遠心分級工程において、分級型サイクロンから排出される泥水に含まれる固形分を、確実に第４粒径未満の固形物だけにして回収することができる。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として利用することができる。
【００３６】
請求項８記載の本発明は、前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射手段に供給する第１泥水供給工程をさらに含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明に従えば、第１泥水供給工程では、濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水は、噴射手段に供給されるので、前記泥水を処理液として利用することができる。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００３８】
請求項９記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する第２泥水供給工程をさらに含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、第２泥水供給工程では、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、掘進機に供給される。このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さなシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として好適である。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００４０】
請求項１０記載の本発明は、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する脱水工程をさらに含むことを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、脱水工程では、分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水は、脱水されるので、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の排泥土再利用システム１の構成および泥水の流れを模式的に示す図である。なお、本実施の形態において、「粒径」とは、地盤工学会基準「地盤材料の工学的分類方法」（ＪＧＳ ００５１−２０００）によって定められる粒径である。また、地盤材料を分類するための試験は、日本工業規格の「土の粒度試験方法」（ＪＩＳ Ａ １２０４）に基づいて行われる。排泥土再利用システム１は、たとえば泥濃式推進工法において、地山を掘進するときに掘進機（図示せず）から排出される泥土（以後、この泥土を「排泥土」と表記することがある。）を処理して再利用するシステムである。排泥土再利用システム１は、一次処理装置２および二次処理装置３を含んで構成される。
【００４３】
一次処理装置２は、レシーバタンク４、噴射部５、第１上流振動篩６、第１下流振動篩７および第１貯留槽８を含んで構成される。レシーバタンク４は、掘進機から投入された排泥土を一時的に保持して、下部に設けられる排出口から、後述する第１上流振動篩６に排出する。掘進機からの排泥土には、切羽を安定させるための切羽安定剤が含まれている。
【００４４】
噴射手段である噴射部５は、レシーバタンク４から第１上流振動篩６に排出される排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする。このとき排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００４５】
噴射部５による排泥土への処理液の噴射は、たとえばレシーバタンク４内に保持されている排泥土に噴射するようにしてもよい。この場合、複数の噴射ノズルで構成される噴射部を用いて、各噴射ノズルから、下方かつレシーバタンク４の半径方向に垂直な接線方向に処理液を噴射するようにしてもよい。レシーバタンク４内に保持されている排泥土は、噴射部の各噴射ノズルから噴射される処理液によって形成される水流によって攪拌されるとともに、噴射ノズルからの処理液の水圧によって、礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱することができる。また、この場合、噴射ノズルとしては、処理液が円柱状に直進して噴射される直進ノズルを用いることによって、排泥土に高圧で処理液を当てることができるので、排泥土を効率的に流動化することができる。
【００４６】
レシーバタンク４は、たとえば上下に配置される２つの保持タンクを有し、前記２つの保持タンクは、開閉可能な連通部で連結され、下側の保持タンクの下部に排出口を設ける構成であってもよい。この場合、前記連通部を閉鎖して、上側の保持タンクに掘進機からの排泥土が保持され、上側の保持タンクに保持される排泥土が所定量に達すると、連通部を開放して、上側の保持タンクに保持されていた排泥土を、下側の保持タンクに排出する。このように下側の保持タンクに排出される排泥土に噴射部５によって処理液を噴射してもよい。
【００４７】
また、たとえばレシーバタンク４を２つ用いて、水平方向に隣接して配置して、掘進機からの排泥土を交互に保持させるようにしてもよい。この場合、各レシーバタンクへの排泥土の供給路に切換弁を介在させて、排泥土を各レシーバタンクへ交互に供給するようにしてもよい。これによって排泥土を効率的に流動化することができる。
【００４８】
第１上流振動篩６は、レシーバタンク４の下方に配置され、前記泥水に含まれる予め定める粗粒径の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。第１上流振動篩６の網部には、厚み方向に貫通する内径が前記租粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記粗粒径は、本実施の形態において、たとえば５０ミリメートルである。
【００４９】
泥水に含まれる固形分は、第１上流振動篩６の網部を通過する前記粗粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記粗粒径以上の固形分とに分離される。第１上流振動篩６の網部の振動によって、網部を通過できない前記粗粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき粗粒径以上の固形分に付着している粗粒径未満の固形分および液状分が、粗粒径以上の固形分から離脱して、第１上流振動篩６を通過する。第１上流振動篩６の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記粗粒径以上の固形分は、一次処理装置２および二次処理装置３の外部に設けられる土砂ピット１０に払出される。
【００５０】
第１下流振動篩７は、前記第１上流振動篩６の下方に配置され、前記第１上流振動篩６を通過した泥水に含まれる、前記粗粒径よりも小さい第１粒径未満の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。本実施の形態において、第１下流振動篩６の網部と、第１上流振動篩７の網部とは、上下方向に並んで配置される。第１下流振動篩７の網部には、厚み方向に貫通する内径が前記第１粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記第１粒径は、本実施の形態において、たとえば２０ミリメートルである。また第１粒径以上の固形分とは、たとえば礫の中でも比較的粒径の大きな粗礫以上の粒径である固形分である。
【００５１】
泥水に含まれる固形分は、第１下流振動篩７の網部を通過する第１粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記第１粒径以上の固形分とに分離される。第１下流振動篩７の網部の振動によって、網部を通過できない前記第１粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱して、第１下流振動篩７を通過して、後述する第１貯留槽８に流下する。第１下流振動篩７の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記第１粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。本実施の形態において、第１振動篩は、第１上流振動篩６および第１下流振動篩７を含んで構成される。
【００５２】
第１貯留槽８は、第１下流振動篩７の下方に配置され、前記第１下流振動篩７を通過して流下した第１粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。第１貯留槽８の底部には、第１貯留槽８に貯留されている泥水を、後述する二次処理装置３の第２振動篩１１に送出する第１送出部９が設けられる。第１送出部９は、たとえばポンプによって実現される。以上のように一次処理装置２は、第１粒径未満の固形分を含む泥水を第１貯留槽８に貯留して、第１粒径以上の固形分だけを土砂ピット１０に払出す。
【００５３】
二次処理装置３は、第２振動篩１１、第２貯留槽１２、濃縮型サイクロン１３、調整槽１４、分級型サイクロン１５および第３振動篩１６を含んで構成される。第２振動篩１１は、第１貯留槽８から第１送出部９によって送出された泥水に含まれる固形分のうち、第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。第２振動篩１１の網部には、厚み方向に貫通する内径が前記第２粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記第２粒径は、本実施の形態において、たとえば２ミリメートルである。また第２粒径以上の固形分とは、たとえば礫以上の粒径である固形分である。
【００５４】
第１貯留槽８からの泥水に含まれる固形分は、第２振動篩１１の網部を通過する第２粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記第２粒径以上の固形分とに分離される。第２振動篩１１の網部の振動によって、網部を通過できない前記第２粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱して、第２振動篩１１を通過して、後述する第２貯留槽１２に流下する。第２振動篩１１の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記第２粒径以上の固形分は、前記土砂ピット１０に払出される。
【００５５】
第２貯留槽１２は、第２振動篩１１の下方に配置され、前記第２振動篩１１を通過して流下した第２粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。第２貯留槽１２の底部には、第２貯留槽１２に貯留されている泥水を、後述する濃縮型サイクロン１３に送出する第２送出部１７が設けられる。第２送出部１７は、たとえばポンプによって実現される。
【００５６】
濃縮型サイクロン１３は、遠心分離によって、設定した粒径以上の固形分を含む泥水を濃縮してアンダーフローとして排出するとともに、前記粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして排出する。濃縮型サイクロン１３は、詳細に述べると、第２振動篩１１を通過した泥水を、第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、当該固形分を含む泥水をアンダーフローとして、濃縮型サイクロン１３の下方に配置される第３振動篩１６に排出するとともに、前記第３粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして、後述する調整槽１４に排出する。本実施の形態において、第３粒径は、たとえば０．１ミリメートル程度であってもよい。
【００５７】
調整槽１４は、前記濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。調整槽１４には、貯留されている泥水が固形分と液状分とに分離しないように攪拌する攪拌機１８が設けられる。調整槽１４に貯留されている泥水は、常に所定の比重となるように、水を加えるなどの調整がなされている。本実施の形態において、調整槽１４に貯留されている泥水の比重は、泥濃式推進工法において掘進される地山の土質条件に基づいて設定される。
【００５８】
調整槽１４の底部には、調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、一次処理装置２の噴射部５に供給する第１供給手段である第１供給部１９が設けられる。また調整槽１４の底部には、調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、後述する分級型サイクロン１５に送出する第３送出部２０が設けられる。前記第１供給部１９および第３送出部２０は、ともに開閉バルブおよびポンプを備える。
【００５９】
分級型サイクロン１５は、遠心分離によって、設定した粒径以上の固形分を含む泥水をアンダーフローとして排出するとともに、前記粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして排出する。分級型サイクロン１５は、詳細に述べると、調整層１４からの泥水、換言すれば、濃縮型サイクロン１３から排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、第４粒径以上の固形分を含む泥水をアンダーフローとして、分級型サイクロン１５の下方に配置される第３振動篩１６に排出するとともに、第４粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして、後述する余剰泥水層２１に排出するようにして、個別に排出する。本実施の形態において、第４粒径は、たとえば３０マイクロメートル以上、４０マイクロメートル以下程度である。また第４粒径未満の固形分とは、たとえばシルトの中でも比較的粒径の小さな粒径のシルトおよび粘土である。
【００６０】
第３振動篩１６は、濃縮型サイクロン１３および分級型サイクロン１５の下方かつ第２振動篩１１の上方となる位置に配置され、濃縮型サイクロン１３からアンダーフローとして排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロン１５からアンダーフローとして排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分が通過可能な網部を有し、前記網部を上下方向に往復振動させる。本実施の形態において、第３振動篩１６の網部と、第２振動篩１１の網部とは、上下方向に並んで配置される。第３振動篩１６の網部には、厚み方向に反通する内径が前記第５粒径と同じ寸法の透孔が複数形成される。前記第５粒径は、本実施の形態において、たとえば０．５ミリメートルまたは０．３５ミリメートルである。また第５粒径以上の固形分とは、たとえば砂の中でも比較的粒径の大きな中砂および租砂である。
【００６１】
泥水に含まれる固形分は、第３振動篩１６の網部を通過する第５粒径未満の固形分と、前記網部を通過できない前記第５粒径以上の固形分とに分離される。第３振動篩１６の網部の振動によって、網部を通過できない前記第５粒径以上の固形分が、略水平方向に移動する。このとき第５粒径以上の固形分に付着している第５粒径未満の固形分および液状分が、第５粒径以上の固形分から離脱して、第３振動篩１６を通過して、さらに第２振動篩１１を通過して、第２貯留槽１２に流下する。第３振動篩１６を通過し、第２貯留槽１２に貯留される泥水は、濃縮型サイクロン１３に循環される。第３振動篩１６の網部の振動によって、略水平方向に移動する前記第５粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。
【００６２】
第３振動篩１６を通過させる固形分の粒径を小さくするために、第３振動篩１６の網部の透孔の内径を、たとえば０．０７４ミリメートルにすると、すぐに目詰まりを起こして泥水が網部を走ってしまう。このようなことを防止するために、本実施の形態では、前記網部の内径を０．５ミリメートルまたは０．３５ミリメートルにして、第３振動篩１６を通過できずに網部の上部に乗載されている前記内径以上の粒径の固形分である中砂以上の粒径の砂をフィルタとして、泥水を濾過させる。これによって前記中砂以上の砂に、それより粒径の小さな砂などの固形分が付着して、第３振動篩１６を通過する固形分の粒径を、網部の内径よりも小さくすることができる。
【００６３】
排泥土再利用システム１は、余剰泥水層２１をさらに含んで構成される。余剰泥水層２１は、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を貯留する。余剰泥水槽２１には、貯留されている泥水が固形分と液状分とに分離しないように攪拌する攪拌機２２が設けられる。また余剰泥水槽２１の底部には、余剰泥水槽２１に貯留されている、第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に切羽安定剤を含む泥水を供給する送泥プラント（図示せず）に供給する第２供給手段である第２供給部２３が設けられる。また調整槽２１の底部には、余剰泥水槽２１に貯留されている、第４粒径未満の固形分を含む泥水を、後述するスラリ槽２５に余剰泥水として排出する第１排出部２４が設けられる。前記第２供給部２３および第１排出部２４は、ともに開閉バルブおよびポンプを備える。
【００６４】
排泥土再利用システム１は、スラリ槽２５および凝集剤貯留槽２６をさらに含んで構成される。スラリ槽２５は、余剰泥水槽２１から排出される第４粒径未満の固形分を含む余剰泥水を貯留する。凝集剤貯留槽２６は、スラリ槽２５に貯留される余剰泥水を固形分と液状分とに分離させるための高分子系の凝集剤を貯留する。凝集剤貯留槽２６には、凝集剤をスラリ槽２５に供給するための凝集剤供給部２７が設けられる。凝集剤供給部２７は、開閉バルブおよびポンプを備える。
【００６５】
スラリ槽２５には、貯留されている余剰泥水と凝集剤貯留槽２６からの凝集剤とを混合するように攪拌する攪拌機２８が設けられる。またスラリ槽２５には、貯留されている凝集剤と混合された余剰泥水を、後述する脱水機３０に排出する第２排出部２９が設けられる。第２排出部２９は、開閉バルブおよびポンプを備える。
【００６６】
排泥土再利用システム１は、脱水手段である脱水機３０をさらに含んで構成される。脱水機３０は、スラリ槽からの凝集剤と混合された余剰泥水を脱水して、余剰泥水の固形分と液状分とを分離して排出する。脱水機３０から排出された余剰泥水の固形分は、脱水ケーキとなって、ベルトコンベアなどで実現される搬送機３１によって搬送され、搬送機３１の搬送方向下流側に設けられる土砂ピット３２に払出される。
【００６７】
排泥土再利用システム１は、濾水受槽３３および放流槽３４をさらに含んで構成される。濾水受槽３３は、脱水機３０から排出された余剰泥水の液状分を貯留する。濾水受槽３３には、濾水受槽３３に貯留される余剰泥水の液状分を、放流槽３４に送出する第３排出部３５が設けられる。前記第３排出部３５は、たとえばポンプで実現される。放流槽３４は、濾水受槽３３からの余剰泥水の液状分の浮遊懸濁物質量（略称：ＳＳ）が、河川に放流可能な値になるように調整する。ＳＳが前記値以下になった余剰泥水は、河川に放流される。
【００６８】
図２は、本発明の実施の他の形態の排泥土再利用システム１Ａの構成および泥水の流れを模式的に示す図である。排泥土再利用システム１Ａは、前述の排泥土再利用システム１とは、大略的に同じであるので、異なる部分についてだけ以下に説明する。
【００６９】
一次処理装置２の第１貯留槽８の底部には、第１供給部１９からの調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、第１貯留槽８内に噴射して、第１貯留槽８に貯留される泥水を攪拌する噴射攪拌部３６が、さらに設けられる。したがって調整槽１４に設けられる第１供給部１９は、調整槽１４に貯留されている、第３粒径未満の固形分を含む泥水を、一次処理装置２の噴射部５に供給するとともに、前記噴射攪拌部３６にも供給する。これによって第１貯留槽８に貯留される泥水に含まれる固形分が沈殿することによる、第１送出部９の動作不良および故障を確実に防止することができる。
【００７０】
図３は、図１に示す排泥土再利用システム１を用いた排泥土再利用方法の手順を示すフローチャートである。地山を掘進する掘進機から、排泥土再利用システム１のレシーバタンク４に排泥土が投入されて、排泥土再利用方法の手順が開始される。
【００７１】
流動化工程では、レシーバタンク４から排出される排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にして、第１分級工程に進む。流動化工程において、排泥土に含まれる、たとえば礫などの比較的粒径の大きな固形分に付着している、砂、シルトおよび粘土などの礫に比べて粒径の小さな固形分が、礫から離脱する。
【００７２】
第１分級工程では、予め定める租粒径未満の固形分が通過可能な第１上流振動篩６と、前記租粒径よりも小さい第１粒径未満の固形分が通過可能な第１下流振動篩７とを用いて、前記泥水に含まれる固形分を、予め定める第１粒径未満の固形分と、前記第１粒径以上の固形分とに分離して、第２分級工程に進む。第１分級工程において、第１粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。また第１分級工程において、第１粒径以上の固形分に付着している第１粒径未満の固形分および液状分が、第１粒径以上の固形分から離脱する。このように流動化工程と第１分級工程とにおける、処理液の噴射と第１上流振動篩６および第２下流振動篩７による分離とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００７３】
第２分級工程では、前記第１粒径よりも小さい第２粒径の固形分が通過可能な第２振動篩１１を用いて、第１分級工程において、第１上流振動篩６および第２下流振動篩７を通過した泥水に含まれる前記第１粒径未満の固形分を、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分と、前記第２粒径以上の固形分とに分離して、濃縮工程に進む。第２分級工程において、第２粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。また第２分級工程において、第２粒径以上の固形分に付着している第２粒径未満の固形分および液状分が、第２粒径以上の固形分から離脱する。このように第２分級工程において第２振動篩によって、泥水に含まれる第２粒径以上の固形分を、残余の固形分から確実に分離することができる。
【００７４】
濃縮工程では、濃縮型サイクロン１３を用いて、第２分級工程において、第２振動篩１１を通過した泥水に含まれる第２粒径未満の固形分のうち、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮した泥水をアンダーフローとして排出し、前記第３粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして個別に排出する。濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水に対する処理は、第１泥水供給工程および遠心分級工程において行われる。また濃縮型サイクロン１３からアンダーフローとして排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水に対する処理は、第３分級工程において行われる。このように濃縮工程における、濃縮型サイクロン１３による濃縮によって、泥水に含まれる第３粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００７５】
遠心分級工程では、分級型サイクロン１５を用いて、濃縮工程において、濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された泥水に含まれる第３粒径未満の固形分を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、第４粒径以上の固形分を含む泥水をアンダーフローとして排出し、前記第４粒径未満の固形分を含む泥水をオーバーフローとして個別に排出する。分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水に対する処理は、第２泥水供給工程および脱水工程において行われる。また分級型サイクロン１５からアンダーフローとして排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水に対する処理は、第３分級工程において行われる。このように遠心分級において分級型サイクロン１５によって、泥水に含まれる第４粒径以上の固形分を、泥水から確実に分離することができる。
【００７６】
第３分級工程では、前記第２粒径よりも小さい第５粒径の固形分が通過可能な第３振動篩１６を用いて、濃縮工程において、濃縮型サイクロン１３からアンダーフローとして排出された泥水に含まれる第３粒径以上の固形分と、遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からアンダーフローとして排出された第４粒径以上の固形分とを、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分と、前記第５粒径以上の固形分とに分離して、循環工程に進む。第３分級工程において、第５粒径以上の固形分は、土砂ピット１０に払出される。また第３分級工程において、第５粒径以上の固形分に付着している第５粒径未満の固形分および液状分が、第５粒径以上の固形分から離脱する。このように第３分級工程において第３振動篩１６によって、泥水に含まれる第５粒径以上の固形分を、残余の固形分から確実に分離することができる。
【００７７】
循環工程では、第３分級工程において、第３振動篩１６を通過した第５粒径未満の固形分を含む泥水を、前記濃縮型サイクロン１３に循環することで、濃縮工程に戻る。このように泥水に含まれる固形分は、濃縮工程、遠心分級工程および第３分級工程における分離および濃縮を繰り返すことによって、確実に分離される。これによって遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出される泥水に含まれる固形分を、確実に第４粒径未満の固形物だけにすることができる。本実施の形態においては、このような第４粒径未満の固形分は、たとえば比較的粒径の小さな、具体的には粒径が、たとえば３０マイクロメートル以上、４０マイクロメートル以下程度のシルトおよび粘土であり、これらの固形分を含む泥水は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として利用することができる。
【００７８】
第１泥水供給工程では、濃縮工程において、濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射部５に供給する。これによって前記泥水を処理液として利用することができる。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００７９】
第２泥水供給工程では、遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する。このような第４粒径未満の固形分は、前述のシルトおよび粘土であり、これらの固形分は、地山を掘進するときの切羽を安定させる切羽安定剤として好適である。このように泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００８０】
脱水工程では、遠心分級工程において、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する。これによって地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００８１】
以上に述べた排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において示した具体的な数値は、一例であって、分離したい固形分の粒径に応じて、適宜変更してもよい。
【００８２】
また排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において、第１上流振動篩６、第１下流振動篩７、第２振動篩１１および第３振動篩１６は、所定の内径の透孔が複数形成される網部を上下振動させる構成であるとしたけれども、このような振動篩に限定することはない。振動篩の代わりに、たとえば、大略的に筒状であって、内空間を外空間とを連通する所定の内径の透孔が服す形成されるドラム部を有し、前記ドラム部を軸線まわりに回転させるような構成の装置であってもよい。
【００８３】
また排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において、二次処理装置３は、調整槽１４を含んで構成されるとしたが、調整槽１４を含まない構成としてもよい。この場合、濃縮型サイクロン１３からオーバーフローとして排出される第３粒径未満の固形分を含む泥水は、噴射部５および分級型サイクロン１５に与えられる。
【００８４】
また排泥土再利用システム１，１Ａおよび排泥土再利用方法において、掘進機に切羽安定剤として供給する、分級型サイクロン１５からオーバーフローとして排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水に、マイカ（雲母）を目詰材として混入するようにしてもよい。これによって掘進機による地山の掘進時に、泥水が地山に溢泥して地山が崩落する危険性を可及的に低下させるとともに、第１上流振動篩６、第１下流振動篩７、第２振動篩１１および第３振動篩１６の各網部の目詰まりを防止することができる。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００８６】
請求項２記載の本発明によれば、泥水に含まれる第２粒径以上の固形分、第３粒径以上の固形分、第４粒径以上の固形分および第５粒径以上の固形分を、泥水から確実かつ効率的に分離して、泥水を、第４粒径未満の固形分だけが含まれるようにできる。
【００８７】
請求項３記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００８８】
請求項４記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００８９】
請求項５記載の本発明によれば、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【００９０】
請求項６記載の本発明によれば、処理液の噴射と第１振動篩とによって、排泥土に含まれる第１粒径以上の固形分を、残余の固形分から効率的かつ確実に分離することができる。
【００９１】
請求項７記載の本発明によれば、泥水に含まれる第２粒径以上の固形分、第３粒径以上の固形分、第４粒径以上の固形分および第５粒径以上の固形分を、泥水から確実かつ効率的に分離して、泥水を、第４粒径未満の固形分だけが含まれるようにできる。
【００９２】
請求項８記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量するとともに、再利用される泥水を除く処理液の量を減らす、または無くすことができる。
【００９３】
請求項９記載の本発明によれば、泥水を再利用することによって、廃棄する泥水の量を減らして、地山を掘進するときに生じる廃棄物の量を減量することができるとともに、再利用される泥水を除く切羽安定剤の量を減らす、または無くすことができる。
【００９４】
請求項１０記載の本発明によれば、地山を掘進するときに生じる廃棄物の水分を除去して、前記廃棄物をさらに減量することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の排泥土再利用システム１の構成および泥水の流れを模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の他の形態の排泥土再利用システム１Ａの構成および泥水の流れを模式的に示す図である。
【図３】図１に示す排泥土再利用システム１を用いた排泥土再利用方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】１，１Ａ 排泥土再利用システム
２ 一次処理装置
３ 二次処理装置
５ 噴射部
６ 第１上流振動篩
７ 第１下流振動篩
１１ 第２振動篩
１３ 濃縮型サイクロン
１５ 分級型サイクロン
１６ 第３振動篩
１９ 第１供給部
２３ 第２供給部
３０ 脱水機
Claims (10)
- 地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする噴射手段と、
前記泥水に含まれる予め定める第１粒径未満の固形分が通過可能な第１振動篩とを備える一次処理装置を有することを特徴とする排泥土再利用システム。 - 前記一次処理装置の第１振動篩を通過した泥水に含まれる、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分が通過可能な第２振動篩と、
第２振動篩を通過した泥水を、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出する濃縮型サイクロンと、
前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、個別に排出する分級型サイクロンと、
前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径以上の固形分を含む泥水と、前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を含む泥水とに含まれる、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分が通過可能な第３振動篩とを備え、
第３振動篩を通過した泥水を、前記濃縮型サイクロンに循環する二次処理装置をさらに有することを特徴とする請求項１記載の排泥土再利用システム。 - 前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射手段に供給する第１供給手段をさらに有することを特徴とする請求項２記載の排泥土再利用システム。
- 前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する第２供給手段をさらに有することを特徴とする請求項２または３記載の排泥土再利用システム。
- 前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する脱水手段をさらに有することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の排泥土再利用システム。
- 噴射手段を用いて地山を掘進する掘進機からの排泥土に処理液を噴射して、排泥土を、流動性を有する泥水にする流動化工程と、
予め定める第１粒径未満の固形分が通過可能な第１振動篩を用いて、前記泥水に含まれる固形分を、予め定める第１粒径未満の固形分と、前記第１粒径以上の固形分とに分離する第１分級工程とを含むことを特徴とする排泥土再利用方法。 - 前記第１分級工程の後に、前記第１粒径よりも小さい第２粒径の固形分が通過可能な第２振動篩を用いて、泥水に含まれる前記第１粒径未満の固形分を、前記第１粒径よりも小さい第２粒径未満の固形分と、前記第２粒径以上の固形分とに分離する第２分級工程と、
濃縮型サイクロンを用いて、泥水に含まれる前記第２粒径未満の固形分のうち、遠心分離によって、前記第２粒径よりも小さい第３粒径以上の固形分を濃縮して、前記第３粒径未満の固形分とは別にして排出する濃縮工程と、
分級型サイクロンを用いて、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる第３粒径未満の固形分を、遠心分離によって、前記第３粒径よりも小さい第４粒径以上の固形分と前記第４粒径未満の固形分とに分離して、個別に排出する遠心分級工程と、
前記第２粒径よりも小さい第５粒径の固形分が通過可能な第３振動篩を用いて、前記濃縮型サイクロンから排出された泥水に含まれる第３粒径以上の固形分、および前記分級型サイクロンから排出された第４粒径以上の固形分を、前記第２粒径よりも小さい第５粒径未満の固形分と、前記第５粒径以上の固形分とに分離する第３分級工程と、
前記第５粒径未満の固形分を含む泥水を、前記濃縮型サイクロンに循環する循環工程とをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の排泥土再利用方法。 - 前記濃縮型サイクロンから排出された第３粒径未満の固形分を含む泥水を、噴射手段に供給する第１泥水供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の排泥土再利用方法。
- 前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、掘進機に供給する第２泥水供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項７または８記載の排泥土再利用方法。
- 前記分級型サイクロンから排出された第４粒径未満の固形分を含む泥水を、脱水する脱水工程をさらに含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の排泥土再利用方法。
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