JP2006342496A

JP2006342496A - 土質改良システム

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Publication number: JP2006342496A
Application number: JP2005166440A
Authority: JP
Inventors: Hisao Hayama; 久夫巴山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】粘質土をホッパに投入しても、ホッパ内の投入土砂を効率良く搬送手段に送ることを可能とする。
【解決手段】
発生した土砂を投入する土砂ホッパ１と、この土砂ホッパ１から送られた土砂１０１を所定位置へ搬送する手段と、この搬送手段から搬送された土砂に土質改良材を混合する手段とを備え、土砂ホッパ１内に、複数の攪拌刃１１ａを回転させ投入された土砂１０１を攪拌しながら搬送手段へ送り出す土砂攪拌送手段を備えた。この土砂攪拌送手段が、複数の攪拌刃１１ａを有する平行な一対の回転ロッド１１と、各回転ロッド１１を互いに相反する方向に回転駆動する手段とを備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、発生した土砂を改質する土質改良システムに関するものである。

土の再利用の計画や土壌改良等において、軟弱な地盤から発生した土砂は、セメント系固化材等を混合して改質する。この発生した土砂の品質を改良するための装置として、例えば特許文献１のようなものがある。そして、発生した土砂を現場で改良することが可能な方法も提供されている（例えば特許文献２参照）。
しかし、前記した土砂改良方法は、発生した土砂が粘質土の場合、ホッパに発生土砂を投入した際にホッパ内にこの土砂が粘着し、効率良く搬送手段に送ることができない問題がある。
特開２０００−３４５５８０号公報特開平１０−１２１５１７号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、前記した問題点に鑑み、粘質土をホッパに投入しても、ホッパ内の投入土砂を効率良く搬送手段に送ることが可能な土質改良システムを提供することにある。

本発明は、前記した課題を解決するため、発生した土砂を投入する土砂ホッパと、この土砂ホッパから送られた土砂を所定位置へ搬送する手段と、この搬送手段から搬送された土砂に土質改良材を混合する手段とを備えた土質改良システムにおいて、土砂ホッパ内に、複数の攪拌刃を回転させ投入された土砂を攪拌しながら前記搬送手段へ送り出す土砂攪拌送手段を備えた土質改良システムを提供する。

好ましくは、前記土砂攪拌送手段が、複数の攪拌刃を有する平行な一対の回転ロッドと、各回転ロッドを互いに相反する方向に回転駆動させる手段とを備えている。

又、前記土砂攪拌送手段が、各回転ロッドを正方向及び逆方向に選択的に回転させる手段を併せ備えても良い。

更に、前記土砂攪拌送手段が、回転ロッドの回転速度を調整する手段を併せ備えても良い。

そして、前記各攪拌刃が、回転ロッドに対して着脱又は移動自在に構成できる。

更に又、前記土砂ホッパ及び前記搬送手段の双方又は一方に、土砂ホッパの下端と搬送手段との間に形成された土砂送出し用のゲート部の面積を調整するための手段を備えることができる。

好ましくは、前記搬送手段に、搬送速度を検出するための手段を備えた。

更に好ましくは、前記搬送手段に搬送する土砂の荷重を検出するための手段を備えた。

本発明に係る土砂ホッパは、発生した土砂を投入して搬送手段へ送り出す漏斗状の土砂ホッパに、複数の攪拌刃を有する平行な一対の回転ロッドと、各回転ロッドを互いに相反する方向に回転駆動させる手段とからなる土砂攪拌送手段を備え、攪拌刃の回転により投入された土砂を攪拌しながら搬送手段へ送り出す。

本発明に係る土質改良システムは、前記のように構成されており、土砂ホッパに備えた土砂攪拌送手段が、複数の攪拌刃を回転させて、土砂ホッパへ投入された粘質土を攪拌しながら下方へ送るので、ホッパ内に粘質土が粘着することなく、効率良く搬送手段へ送ることができる。

以下、添付図面に基づき、本発明に係る土質改良システムについて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る土質改良システムを示す平面図である。図２は、図１の側面図である。図１及び図２の如く、本実施例の土質改良システムは、漏斗状の第一、第二及び第三の土砂ホッパ１，２，３と、各土砂ホッパ１，２，３の下方に設けられた第一、第二及び第三のベルトフィーダー４，５，６とを備えている。各土砂ホッパ１，２，３に、夫々発生した土砂１０１，１０２，１０３が投入され、この投入土砂１０１，１０２，１０３は、ホッパ１，２，３下部の開口部から下方へ排出、投下され、ベルトフィーダー４，５，６に送られる。そして、各ベルトフィーダー４，５，６は、この土砂を、図１に示す矢印方向へ搬送する。

各ベルトフィーダー４，５，６の下流側に、第一ベルトコンベア７が備えられ、この第一ベルトコンベア７に、各ベルトフィーダー４，５，６から送られた投入土砂１０１，１０２，１０３が合流する。第一ベルトコンベア７の略直線方向に、第二ベルトコンベア８が備えられており、図２に示すように、第一ベルトコンベア７の下流側に、第二ベルトコンベア８の上流側が配置されている。各ベルトコンベア７，８は、土砂を安定して搬送するよう、下流側から上流側に向けて上方へ傾斜して設けられている。この傾斜角は、角ベルトコンベア７，８を支持する脚部７０，８０の高さを調整して、搬送する土砂の土質に応じて調整可能である。

各ベルトコンベア７，８は、図１及び図２に示す矢印方向へ土砂を搬送する。第二ベルトコンベア８の下流側に、土質改良機１０が備えられている。この土質改良機１０は、直接、工事現場で発生した土砂を改良して改良土を生成することができるよう、走行手段を備えた自走式である。土質改良機１０は、原料土ホッパ１０ａが設けられており、この原料土ホッパ１０ａに第二ベルトコンベア８から搬送された土砂が投入されるよう配置される。そして、原料土ホッパ１０ａへ投入された土砂は、土質改良機１０の混合部１０ｂによって、セメント系固化材等の土質改良材が供給され、攪拌、混合処理される。これによって、発生土砂が、埋め戻し等に適した改良土１００となり、搬送され、土質改良機１０の排出部１０ｃから機外へ投下、排出される。

各ベルトフィーダー４，５，６及び各ベルトコンベア７，８の全て又はいずれかには、適宜、後述で詳細に説明する荷重検出手段５０及び速度検出手段６０が設けられている。各検出手段５０，６０によって、ベルトフィーダー４，５，６等が搬送する土砂の、速度及び重量が検出され、この検出データが制御部９へ送られる。さらに、この制御部９は、各ベルトフィーダー４，５，６及び各ベルトコンベア７，８の一部又は全部を駆動するプーリーに接続されており、このプーリーの回転速度を制御して、ベルトの速度を調整するよう構成されている。そして、各土砂ホッパ１，２，３へ投入される発生土砂１０１，１０２，１０３の土質に応じて、搬送土砂の速度及び重量のデータから、制御部９を自動又は手動で操作して、各ベルトフィーダー４，５，６等のベルト速度をコントロールすることにより、所望の改良土１００を生成できるよう構成されている。

次に、第一ホッパ１及び第一ベルトフィーダー４について詳細に説明する。図３は、第一ホッパ及び第一ベルトフィーダーを示す側面図である。図４は、（ａ）が図３の側面図、（ｂ）が図４（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線一部断面図、（ｃ）が高さ調整手段を示す正面図である。図５は、（ａ）が図４（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）が図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図３の如く、土砂ホッパ１は、鋼材等で形成された支持枠体１６によって支持されている。土砂ホッパ１は、発生土砂１０１を上方から投入するために開口する投入口１ａと、投入土砂を下方へ排出するために開口する排出口１ｂとを備えている。土砂ホッパ１の下方に、第一ベルトフィーダー４が備えられている。このベルトフィーダー４は、両側にベルトプーリー４０，４１が設けられており、各プーリー４０，４１には、無端ベルト４２が架け渡されている。このベルトプーリー４０，４１の回転駆動によって、無端ベルト４２が回転し、ベルト４２上の土砂１０１が搬送される。

この無端ベルト４２は、上部を複数のキャリアローラー４３で、下部を複数のガイドローラー４４で支持されている。そして、後述で詳細に説明するが、ベルト４２の上部側に荷重検出手段５０が、ベルト４２の下部側に速度検出手段６０が設けられている。このベルトフィーダー４は、図面左側が下流、図面右側が上流になっており、下流側の上方に、土砂ホッパ１の排出口１ｂが配されている。ベルトフィーダー４は、両側の脚部４５，４５の高さを調節して、下流から上流に向けて上方へ傾斜している。このように傾斜させることによって、発生土砂１０１を安定して搬送することができる。そして、ベルトフィーダー４の上流に投下、排出される土砂１０１を受け取るよう、第一ベルトコンベア７が配置されている。

土砂ホッパ１の投入口１ａに、格子部材１５が取り付けられている。この格子部材１５は、発生土砂に含まれる大きな砕石が、土砂ホッパ１内に投入されないようにするためのものである。すなわち、改良土１００の品質に応じて、格子部材１５の格子間隔を不要な砕石の径よりも小さくし、土砂１０１をホッパ１へ投入する際、不要砕石は格子部材１５に引っ掛かり、ホッパ１内に投入されることなく取り除くことができる。又、この格子部材１５は、着脱自在である。

図４（ａ）に示すように、土砂ホッパ１の下部に、取付部材１７ｂを介してゲートプレート１７が設けられている。このゲートプレート１７は、下部が山形状に切り欠かれている。図４（ａ）において、第一ベルトフィーダー４は、図の裏面から表面に向けて土砂を搬送し、ゲートプレート１７と無端ベルト４３との間の空間によって形成されたゲート部１７ａから、所定量の土砂が、送り出されるよう構成されている。すなわち、ゲート部１７ａの面積によって、搬送される土砂量が決まる。又、ゲートプレート１７下部を山形状に切り欠くことにより、搬送土砂を無端ベルト４２の中央に集めることができ、ベルト４２両サイドからの荷崩れを防止すると共に、土砂内の固形物をゲート部１７ａからスムーズに送り出すことができる。

図４（ｂ）の如く、無端ベルト４２に対する土砂搬送方向１０１ａ側の角度α（本例では約１３５°）の方向に向けて、ゲートプレート１７が設けられている。すなわち、無端ベルト４２とゲートプレート１７との間が、土砂搬送方向１０１ａに向かって窄まるように構成されている。これにより、土砂ホッパ１内へ投入された土砂１０１は、硬質の粘土であっても、つまることなくスムーズにゲート部１７ａを通過して搬送することができる。又、この角度αは、土砂１０１の硬さに応じて、取付部材１７ｂを変更したりベルトフィーダの脚部４５の高さを調整することにより、変更可能である。

支持枠体１６の下部に、土砂ホッパ１と共にゲートプレート１７の高さを調整する手段が設けられている。この高さ調整手段で、ゲートプレート１７の高さを調整して、ゲート部１７ａの面積を変化できる。高さ調整手段は、支持枠体１６の脚部１６０の下方に、調整部１６１を備えている。この調整部１６１も鋼材製である。図４（ｃ）の如く、調整部１６１内に脚部１６０が嵌め込まれており、それぞれ１６０，１６１に、等間隔の複数の調整孔１６ａが設けられている。そして、脚部１６０の高さを調整して、それぞれ１６０，１６１の調整孔１６ａが貫通するようにし、ボルト等の連結部材１６ｂで連結することにより、支持枠体１６と共に土砂ホッパ１・ゲートプレート１７の高さを調整する。この高さ調整手段を、第一ベルトフィーダー４の脚部４５に設け、ベルトフィーダー４の高さを調整することもできる。この高さ調整手段は、油圧ジャッキ等でも良い。

図３乃至図５の如く、土砂ホッパ１の内部には、土砂攪拌送手段が備えられている。この土砂攪拌送手段は、二つの回転ロッド１１，１１を備えている。各回転ロッド１１，１１は、モータ等の駆動手段１２によって回転駆動するよう構成されている。図５（ａ）に示すように、各回転ロッド１１，１１は、平行に配置されており、端部に平歯車１３，１３が設けられている。各平歯車１３，１３は嵌合している。駆動モータ１２の回転軸１２ａと、回転ロッドの一方１１とが駆動チェーン１４で架け渡され、この駆動チェーン１４の回転駆動によって、回転ロッドの一方１１が回転する。そして、一方側の回転ロッド１１の回転が、平歯車１３，１３を通じて、他方の回転ロッド１１を回転させる。各回転ロッド１１，１１は、互いに相反する方向に回転する。

各回転ロッド１１，１１の周面に、複数の攪拌刃１１ａが略等間隔に設けられている。図５（ｂ）の如く、攪拌刃１１ａは、投入土砂１０１を攪拌等し易いよう屈曲している。通常時において、図５（ｂ）左側の回転ロッド１１が右回転し、右側の回転ロッド１１が左回転する。これにより、投入土砂１０１は、各ロッド１１，１１の中央に送られ、その後、下方へ送られる。各攪拌刃１１ａは、先端が回転方向に向けて屈曲されており、投入土砂１０１を効率良く攪拌、移送できるようになっている。又、この攪拌刃１１ａは、投入土砂１０１の土質（土砂内の固形物の大きさ等）に応じて、隣接する刃の間隔調整や刃数を増減できるよう、回転ロッド１１に対し着脱、移動自在に構成されている。そして、攪拌刃１１ａを、屈曲していない直線状の刃や、スパイラル状の刃とすることもできる。そのため、攪拌刃１１ａの形状等の異なる回転ロッド１１を複数本準備し、発生土砂の土質に応じて、アタッチメント式に取り替え自在とすることもできる。

投入土砂１０１が粘質土の場合、その粘着力によりホッパ１の内壁に付着するが、この回転ロッド１１によって攪拌刃１１ａを回転させることにより、粘着した土砂１０１を強制的に攪拌して、粘土の塊をほぐしながら下方へ送ることができる。また、投入土砂１０１の砕石が攪拌刃１１ａに挟まり、回転ロッド１１の回転が停止した場合、一時的に、駆動モータ１２を逆回転させて、回転ロッド１１の回転を上記の通常回転と反対方向にし、砕石の角度を変更することもできる。その後、各回転ロッド１１の回転を通常回転して、挟まった砕石と共に土砂１０１を下方へ送ることもできる。そして、平歯車１３の構成によっては、各回転ロッド１１，１１の回転方向を同一にすることもできる。また、駆動モータ１２に制御部（図示略）を接続し、投入土砂の粒度や粘性等に応じて、各回転ロッド１１，１１の回転速度、回転方向を調整できるよう制御されている。

次に、荷重検出手段５０及び速度検出手段６０について詳細に説明する。図６は、（ａ）が荷重検出手段を示す側面図、（ｂ）は速度検出手段を示す側面図である。図５（ａ）の如く、荷重検出手段５０は、揺動部５１と、この揺動部５１を回転自在に支持する軸部５２とを備えている。揺動部５１は、連結部４３ａを介してキャリアローラ４３に連結固定されている。また、揺動部５１は、ロードセル５３に連結されている。無端ベルト４２上の土砂１０１重量により、キャリアローラ４３が下方へ移動し、これによって、揺動部５１が、軸部５２を中心として図面時計方向に回転する。この回転の移動量によって、ロードセル５３が、土砂の荷重を検出するよう構成されている。そして、揺動部５１の一端側には、誤差等を微調整するための調整錘５４を、取り付け取り外しできるようになっている。

図５（ｂ）に示すように、速度検出手段６０は、ロータリーエンコーダ６１を備えている。このロータリーエンコーダ６１は、連結部６２ａを介して軸部６２に回転自在に連結されており、自重によってベルト４２に当接している。ロータリーエンコーダ６１は、安定性を考慮して、ガイドローラ４４の略直上に設けられている。そして、ベルト４２の移動によって、ロータリーエンコーダ６１が回転し、この回転速度に比例した周波数のパルス信号で、ベルト４２の速度を検出するよう構成されている。

又、本例では、発生土砂１０２が砂、発生土砂１０３が砕石であるので、第二及び第三土砂ホッパ２，３に土砂攪拌送手段を備えていないが、発生土砂１０２，１０３が粘質土の場合は、第二及び第三土砂ホッパ２，３に土砂攪拌送手段を備える。現場での掘削土砂、搬入土砂、建設残土、再利用土砂、良質土等の様々な土砂を、各土砂ホッパ１，２，３に投入する発生土砂１０１，１０２，１０３とすることができる。荷重検出手段５０及び速度検出手段６０は、第二及び第三ベルトフィーダー５，６の一方又は双方に備え、制御部９の操作により好適な改良土１００を生成できる。

本発明に係る土質改良システムを示す平面図である。図１の側面図である。図３は、第一ホッパ及び第一ベルトフィーダーを示す側面図である。（ａ）が図３の側面図、（ｂ）が図４（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線一部断面図、（ｃ）が高さ調整手段を示す正面図である。（ａ）が図４（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）が図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。（ａ）が荷重検出手段を示す側面図、（ｂ）が速度検出手段を示す側面図である。

符号の説明

１．第一の土砂ホッパ
２．第二の土砂ホッパ
３．第三の土砂ホッパ
４．第一のベルトフィーダー
５．第二のベルトフィーダー
６．第三のベルトフィーダー
７．第一のベルトコンベア
８．第二のベルトコンベア
９．制御部
１０．土質改良機
１１．回転ロッド
１１ａ．攪拌刃
１２．駆動モータ
１５．格子部材
１６．支持枠体
１６０．支持枠体の脚部
１６１．調整部
１７．ゲートプレート
１７ａ．ゲート部
５０．荷重検出手段
６０．速度検出手段
１０１，１０２，１０３．発生土砂（投入土砂）
１００．改良土

Claims

発生した土砂を投入する土砂ホッパと、この土砂ホッパから送られた土砂を所定位置へ搬送する手段と、この搬送手段から搬送された土砂に土質改良材を混合する手段とを備えた土質改良システムにおいて、前記土砂ホッパ内に、複数の攪拌刃を回転させ投入された土砂を攪拌しながら前記搬送手段へ送り出す土砂攪拌送手段を備えたことを特徴とする土質改良システム。
前記土砂攪拌送手段が、前記複数の攪拌刃を有する平行な一対の回転ロッドと、各回転ロッドを互いに相反する方向に回転駆動させる手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の土質改良システム。
前記土砂攪拌送手段が、前記各回転ロッドを正方向及び逆方向に選択的に回転させる手段を併せ備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の土質改良システム。
前記土砂攪拌送手段が、前記回転ロッドの回転速度を調整する手段を併せ備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の土質改良システム。
前記各攪拌刃の全部又は一部が、前記回転ロッドに対して着脱又は移動自在に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の土質改良システム。
前記土砂ホッパ及び前記搬送手段の双方又は一方に、前記土砂ホッパの下端と前記搬送手段との間に形成された土砂送出し用のゲート部の面積を調整するための手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の土質改良システム。
前記搬送手段に、搬送速度を検出するための手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の土質改良システム。
前記搬送手段に、搬送する土砂の荷重を検出するための手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の土質改良システム。
発生した土砂を投入して搬送手段へ送り出すための漏斗状の土砂ホッパに、複数の攪拌刃を有する平行な一対の回転ロッドと、各回転ロッドを互いに相反する方向に回転駆動させる手段とからなる土砂攪拌送手段を備え、前記攪拌刃の回転により投入された土砂を攪拌しながら前記搬送手段へ送り出すことを特徴とする土砂ホッパ。