JP2005054460A - 土質改良装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 産業廃棄物を発生させないで建設残土を改質処理する。
【解決手段】 回転式破砕機１を有する土質改良装置である。回転式破砕機１、周面に破砕歯１０を有するロール９，９の組合わせであり、ロール９の破砕歯１０は、バー１０ａとビット１０ｂとの組み合わせであり、バー１０ａとビット１０ｂとは、各ロール９の周上に交互に取り付けられ、バー１０ａは短柱であり、ビット１０ｂは歯型をなしている。回転式破砕機１は、建設残土に土質改良材を添加するに先立って、建設残土中に含まれる塊状物を細粒に粉砕し、混合装置のパドルミキサーに負担をかけることがなく改質処理を能率よく行い、被処理土の改質処理とともに、被処理土中に含まれる岩石、コンクリート塊などを粉砕処理する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、地中より掘り起こされた残土に土壌改良剤を混合して埋め戻しが可能な土壌に改良する土質改良装置に関する。

ガス管などの埋設工事、上下水道工事その他の道路工事、建設基礎工事などにおいて発生する建設残土は、リサイクル土として他の用途に利用されるときはもちろんのこと、これを埋め戻すときにも改良土に改質しなければならない。

土質改良装置としてたとえば特許文献１には、自走式の土質改質機が記載されている。この土質改質機は、改質対象となる土砂を受け入れるホッパーと、このホッパー内の土砂を土質改良材とともに搬送する搬送コンベアと、この搬送コンベアから導入された土砂及び土質改良材を混合し改良土を生成する混合装置と、この混合装置から導出された改良土を機外に排出する排出コンベアとを略水平に配設した本体フレームに設けた装置が記載されている。

自走式土質改良機によれば、工事現場に自走して工事現場内で土砂の処理ができる点で有利であるが、土質改良装置としてもっとも重要な点はその処理能力の点である。特許文献１に記載された混合装置は、２本のパドルミキサーを備えている。

パドルミキサーは、その本体の長手方向に略平行に配置された回転軸と、この回転軸に放射状に複数設けたパドルとを有し、２本のパドルミキサーは、互いのパドルの位相をほぼ９０°ずらして配置され、２本のパドルミキサーはほぼ同一回転数で互いに反対方向に回転して混合装置本体内に投入された土砂および土質改良材を攪拌し、均一に混合しつつ改良土を生成しつつ出口側に向けて搬送するものである。得られた改良土は、搬出コンベア上に導出され、改良土はこの導出コンベアによって搬送され、機外に搬出される。

ところで、特許文献１においては、建設残土には、礫などの異物が含まれていることが多いという問題を取り上げ、特許文献１に記載された自走式土質改良機においては、パドルの回転軸の軸線方向に置ける取り付け間隔を小さくすることによって土塊の解砕性能を向上させることができるが、パドルの間隔を狭めると、今後装置本体の内壁面とパドルとの間に礫などの異物が噛みこみ易くなる可能性があることを指摘している。

土質改良機が扱う土砂には、礫に限らず、混入塊としてコンクリート塊、岩石などが含まれることがある。岩石のような硬質でしかも比較的大径の混入塊は、処理に先立って被処理土から予め除去しておかなければならない。もし、岩石やコンクリート塊などの混入塊が混じった被処理土がそのまま混合装置本体内に投入されたときには、これら混入塊によって混合装置が破損する恐れがあり、また、混合装置の攪拌混合処理能力を低下させる恐れがあるからである。

岩石やコンクリート塊などの混入塊は、篩などを用いて被処理土から除去することができ、土質改良機には、改質処理に先立って混入塊を被処理土から除去するための篩を装備しているのが通例である。しかし、篩を装備して被処理土に含まれる岩石やコンクリート塊を改質処理に先立って除去することができたとしても、被処理土から除去された岩石やコンクリート塊は、そのまま埋め戻しすることができず、工事現場から撤去し、産業廃棄物として処理しなければならない。
また、たとえ、これらの混入塊を工事現場から撤去したとしても廃棄場所を確保することが難しい。
特開２００３−１１９８２１

解決しようとする問題点は、被処理土中に含まれた岩石やコンクリート塊などの混入塊は、改質処理に先だって被処理土から除去したとしてもそのまま埋め戻しすることができず、産業廃棄物として別途処理しなければならないという点である。

本発明は、被処理土の改質処理に先立って、被処理土中に含まれる岩石、コンクリート塊などの混入塊を粉砕処理し、処理後産業廃棄物を発生させないことを最も主要な特徴とする。

すなわち、本発明による土質改良装置においては、回転式破砕機を有する土質改良装置であって、
回転式破砕機は、周面に破砕歯を有するロールの組み合わせであり、建設残土に土質改良材を添加するに先立って、建設残土中に含まれる塊状物を細粒に粉砕するものである。

また、回転式破砕機と、土質改良材の供給装置と、混合装置と、振動篩装置との組合せを有する土質改良装置であって、
回転式破砕機は、周面に破砕歯を有するロールの組み合わせであり、建設残土に土質改良材を添加するに先立って、建設残土中に含まれる塊状物を細粒に粉砕するものであり、
土質改良材の供給装置は、回転式破砕機から送り出されて搬送途中の被処理土に土質改良材を添加するものであり、
混合装置は、土質改良材を添加された被処理土を攪拌して被処理土に土質改良材を混合して改質するものであり、
振動篩装置は、改質された被処理土を粒径分離するものである。

また、ロールの破砕歯は、バーとビットとの組み合わせであり、バーとビットとは、各ロールの周上に交互に取り付けられ、バーは短柱であり、ビットは歯型をなすものである。

また、回転式破砕機は、混合装置に供給する被処理土の供給量を制御する機能を有するものである。

本発明の土質改良装置は、被処理土の改質処理に先立って、被処理土中に含まれる岩石、コンクリート塊などの混入塊を粉砕処理するため、混合装置のパドルミキサーに負担をかけることがなく改質処理を能率よく行うことができ、被処理土の改質処理とともに、被処理土中に含まれる岩石、コンクリート塊などを処理することができる。

また、岩石、コンクリート塊などを粉砕する粉砕機としては、従来よりジョークラッシャーやコーンクラッシャーなどの圧縮破砕方式によるものや、インパクトクラッシャーなどの衝撃破砕方式のものが知られている。しかしこれらの方式では、残土が粘土質であるときには目詰まりを起こして使い物にならないが、本発明においては、対をなすロールの組み合わせによる回転破砕機を用いるため、被処理土が粘土質であっても目詰まりが生じないばかりか、被処理土の定量供給装置として機能し、定量の被処理土を連続して搬送しつつ土質改良材の供給量を適正にコントロールすることができる。

処理後産業廃棄物を発生させないという目的を、周面に破砕歯を有するロールの組み合わせを有する回転式破砕機を用い、建設残土に土質改良材を添加するに先立って、建設残土中に含まれる塊状物を細粒に粉砕することによって実現した。

図１において、本発明による土質改良装置は、回転式破砕機１と、土質改良材（固化剤）の供給装置２と、混合装置３と、振動篩装置４との組合せからなっている。

回転式破砕機１と、混合装置３間は、第１のコンベア５で接続され、混合装置３と振動篩装置４との間は第２のコンベア６で接続され、さらに振動篩装置４には、改質処理された改良土を搬送する第３のコンベア７と、再処理用の処理土を搬送する第４のコンベア８が設置されている。

回転式破砕機１は、非処理土に土質改良材を添加するに先立って、被処理土中に含まれる塊状物を細粒に粉砕して第１のコンベア５に送り込むものであり、図２に示すように対をなすロール９，９の組み合わせからなり、各ロール９，９の周上には破砕歯１０が植えつけられ、その直下にコンベア５ａを備えている。ロール２の破砕歯１０は、バー１０ａとビット１０ｂとの組み合わせであり、バー１０ａとビット１０ｂとは、各ロール９の周上に交互に取り付けられ、バー１０ａは短柱であり、ビット１０ｂは歯型をなすものである。建設残土は、被処理土として対をなすロール９，９間に投入され、塊状物は破砕されてその直下のコンベア５ａに落下し、コンベア５ａは粉砕された被処理土をその送り終端で第１のコンベア５へ送り込む。なお、図２では、２組の対のロール９，９を並列に配列した例を示しているが、１組の対のロールを用いることもある。ロールを１組用いるか、２組を用いるかは処理能力に応じて選定される。

土質改良材の供給装置２は、回転式破砕機１と、混合装置３間をつなぐ第１のコンベア５の途中に設置され、回転式破砕機１から送り出されて搬送途中の被処理土に土質改良材を添加するものであり、図３に示すようにホッパー１１の底に、フィーダー１２を備えている。

ホッパー１１内には、土質改質材（固化剤）として石灰、あるいはセメントが収容され、土質改質材は、フィーダー１２により適量づつ第１のコンベア５上に取り出される。混合装置３は、土質改良材が添加された被処理土を第１のコンベア５から本体内に受け入れ、本体内で攪拌して被処理土に土質改良材を混合して改質するものであり、図４に示したように装置本体１３内に２本のパドルミキサー１４がほぼ同一回転数で互いに反対方向に回転して土質改良材が添加された被処理土を攪拌混合しつつ被処理土を改質する点は特許文献１に記載された改質機の混合装置の機能と同じである。

振動篩装置４は、改質された被処理土を粒径分離するものである。なお、図１において、この実施形態では、磁選機１５をさらに設置した例を示している。磁選機１５は、回転式破砕機１から第１のコンベア５上に落下した被処理土中に含まれる磁性体を除去するためのものである。

工事現場に発生した建設残土は、ビルディングのような構造物を解体、破壊した際に発生する塊状物に比べるとその粒径ははるかに小さいが、時には岩石、コンクリート塊が含まれることがある。このような建設残土を被処理土としてまず、回転破砕機１に投入する。

回転破砕機１の各組の対のロール９，９は内側に向けて互いに逆方向に回転しており、両ロール９，９間に導入された被処理土はバー１０ａで叩打され、ビット１０ｂで噛み砕かれて粉砕され、下方の第１のコンベア５ａ上に落下し、ついで磁選機１５によって、被処理土中に含まれる磁性体が除去される。第１のコンベア５は、回転式破砕機１から送り出された被処理土を混合装置３に向けて引き続き搬送し、土質改良材の供給装置２は、ホッパー１１内の土質改良材をフィーダー１２から定量づつ落下させて搬送途中の被処理土に供給する。

被処理土は、引き続き第１コンベア５上を搬送され、その送り終端から落下して混合装置３に供給され、混合装置本体１３内のパドルミキサー１４によって攪拌され、被処理土は、土質改良材と均一に混合されて第２コンベア６上に取り出され、第２コンベア６上を搬送されて振動篩装置４に送りこまれる。振動篩装置４では、供給された被処理土中に含まれる混入塊を篩にかけて粒径選別し、一定粒度以下（例えば２０ｍｍ以下または４０ｍｍ以下）を改良土として第３コンベア７上に取り出され、一定粒度以上（例えば２０ｍｍ以上または４０ｍｍ以上）の混入塊は、再処理用として第４コンベア８上に取り出される。

第３コンベア７上に取り出された改良土は工事現場の穴に埋め戻し、第４コンベア上に取り出された一定粒度以上の処理土は、再度回転式破砕機１に供給して再処理され、細かく粉砕されて最終的に改良土として処理される。

本発明において、回転式破砕機１は、被処理土と土質改良材との混合処理に先立って被処理土の粒度を調整するためのものであるが、あわせて混合装置３に供給する被処理土の供給量を制御する機能するものである。すなわち、回転式破砕機１に供給された被処理土は、一定速度で回転するロール９，９間に供給されるため、第１のコンベア５への被処理土供給量は、自ずから一定量に規制され、土質改良材の供給装置２から土質改良材を定量ずつ落下させることによって、被処理土と土質改良材との混合量を常に一定に調整することが可能となる。

本発明は、ガス管などの埋設工事、上下水道工事その他の道路工事、建設基礎工事などに発生する建設残土を埋め戻しが可能な土壌に改良するものである。実施例においては、回転式破砕機１に２組の対のロール９，９の組合せを用いた例を示したが、これに限るものではなく、１組のロールを用いてもよく、被処理土に混入塊多量の岩石やコンクリート塊などの塊状物が含まれているときには上下２段以上に設置して、２段以上の破砕処理を行うことももちろんできる。さらに、回転式破砕機と、土質改良材の供給装置と、混合装置と、振動篩装置との組合せを１台の車体に搭載し、各装置間をコンベアでつなぐことによって自走式の土質改良機に構成することもできる。

（ａ）は本発明による土質改良装置の１実施形態を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。 回転式破砕機の構造を示す図である。 土質改良材の供給装置を示す図である。 （ａ）は混合装置の断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１ 回転式破砕機
２ 土質改良材の供給装置
３ 混合装置
４ 振動篩装置
５ 第１のコンベア
５ａ コンベア
６ 第２のコンベア
７ 第３のコンベア
８ 第４のコンベア
９ ロール
１０ 破砕歯
１０ａ バー
１０ｂ ビット
１１ ホッパー
１２ フィーダー
１３ 混合装置本体
１４ パドルミキサー
１５ 磁選機

Claims (4)

1. 回転式破砕機を有する土質改良装置であって、
   回転式破砕機は、周面に破砕歯を有するロールの組み合わせであり、建設残土に土質改良材を添加するに先立って、建設残土中に含まれる塊状物を細粒に粉砕するものであることを特徴とする土質改良装置。
2. 回転式破砕機と、土質改良材の供給装置と、混合装置と、振動篩装置との組合せを有する土質改良装置であって、
   回転式破砕機は、周面に破砕歯を有するロールの組み合わせであり、建設残土に土質改良材を添加するに先立って、建設残土中に含まれる塊状物を細粒に粉砕するものであり、
   土質改良材の供給装置は、破砕機から送り出されて搬送途中の被処理土に土質改良材を添加するものであり、
   混合装置は、土質改良材を添加された被処理土を攪拌して被処理土に土質改良材を混合して改質するものであり、
   振動篩装置は、改質された被処理土を粒径分離するものであることを特徴とする土質改良装置。
3. ロールの破砕歯は、バーとビットとの組み合わせであり、バーとビットとは、各ロールの周上に交互に取り付けられ、バーは短柱であり、ビットは歯型をなすものであることを特徴とする請求項１または２に記載の土質改良装置。
4. 回転式破砕機は、混合装置に供給する被処理土の供給量を制御する機能を有するものであることを特徴とする請求項２に記載の土質改良装置。

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