JP2007307498A - 水底の汚染土壌の原位置混合処理工法および原位置混合処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水底を形成する汚染土壌を、セメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材と撹拌混合する原位置処理工法および装置を提供する。
【解決手段】混合処理専用船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械の駆動軸の下部に撹拌翼軸および汚染物質拡散防止装置を装着し、船を処理を必要とする位置へ配置し、撹拌翼軸および汚染物質拡散防止装置を下降させ、汚染物質拡散防止装置で水底の汚染土壌を仕切らせ、撹拌翼軸を回転駆動しつつ水底の汚染土壌中へ貫入させ、セメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材を注入して汚染物質拡散防止装置で仕切られた内側の汚染土壌の撹拌混合を行い固化若しくは不溶化処理を完了した後に、撹拌翼軸を上昇させて引き抜き、汚染物質拡散防止装置も上昇させ、次の処理位置へ船あるいは混合処理機械を移動させて固化若しくは不溶化処理を繰り返す。
【選択図】図１

Description

この発明は、ダイオキシン類や鉛、水銀等の重金属、或いはポリ塩化ビフィニール（通例ＰＣＢと略称される。）等々に汚染された港湾、河川、湖沼などの水底を形成する底泥地盤ないし土壌（以下、汚染土壌と総称する。）を、原位置で前記汚染物質ができるだけ拡散しないようにセメント等の固化材（地盤安定材）又は不溶化材若しくは吸着材と撹拌混合して固化若しくは不溶化処理する、原位置混合処理工法および同工法の実施に使用する原位置混合処理装置の技術分野に属する。

従来、水底の汚染土壌を固化・不溶化処理等する処理工法および同工法の実施に使用される処理装置としては、およそ下記の先行技術が知られている。
（１）下記の特許文献１に記載された水底の汚染底質処分方法は、水底の汚染域に隣接して溝を掘り、汚染底質を溝へ導き入れ、人工的に形成した窪地へ集め、汚染底質を窪地へ封じ込め、又は浚渫して処分することを内容とする。
（２）下記の特許文献２に記載された底質浄化方法は、汚染物質を包含するヘドロを吸引して台船又は地上のタンクへ一旦貯蔵し、その一方、水底より３ｍ〜５ｍ程度下方の地盤中へ深く貫入させた混練装置を使用して、固化材を含ませた前記ヘドロを注入して練り込み封じ込めることを内容とする。
（３）下記の特許文献３に記載された汚染地盤の固化処理工法は、水底の汚染物質土壌中に下面開放のケーシングを深く圧入し、このケーシング内の汚染物質土壌を固化材を添加混合して撹拌し固化処理することを内容とする。
（４）更に下記の特許文献４、５に記載された原位置混合処理工法は、本出願人らが提案した発明であって、下面を開口したケーシングを水底の汚染物質土壌へ被せて仕切り、同ケーシング内に設置した撹拌混合軸により、内側の汚染物質土壌中へ固化材を注入しつつ撹拌混合して固化処理することを内容とする。

特開２００４−４４２６８号公報 特開２００５−２８２３２号公報 特許第３６６８９６７号公報 特許第３６１０４５８号公報 特許第３７０２４０７号公報

上記特許文献１に開示された水底の汚染底質処分方法は、一案ではあるが、汚染物質の拡散に対する配慮に欠けているし、処分結果の信頼性にも疑問がある。
特許文献２に記載された底質浄化方法は、汚染物質（ヘドロ）を吸引する装置と、台船又は地上のタンク、および前記ヘドロを水底地盤中へ深く注入し固化材と共に練り込む混練装置を必須とするので、設備が大規模になり、費用が高価になる。その上、処理作業の手数が多くかかるので、採算性が大いに懸念される。

上記特許文献３〜５に記載された汚染土壌の原位置固化処理工法も一案ではある。しかし、いずれも専用の機械装置の使用を前提とする工法であるから、そうした専用の機械装置を製作し用意することが先ず必要である。したがって、機械装置の製作に莫大な先行投資を余儀なくされ、先行投資の回収、償却に見合う仕事量を確保できるか懸念される。
また、特許文献３〜５に記載された汚染土壌の固化処理工法によれば、水底の汚染土壌の固化処理はできるけれども、その直下の更に深い深層地盤におよぶ深層混合処理（地盤改良）が必要である場合でも、そうした要請にはとうてい対応できない技術内容である。

本発明の目的は、既存の表層用又は深層用の混合処理機械を利用して混合処理装置を安価に簡易に準備することができ、水底の汚染土壌の固化又は不溶化処理（原位置混合処理工法）を、汚染土壌（又は汚染物質）の拡散の懸念が殆どない条件下で速やかに効率よく確実に進めることができ、しかも必要に応じて、更に深く直下地盤の表層ないし深層混合処理（地盤改良）も一連の処理工程として所要深度まで速やかに能率良く実施できる、深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法を提供することである。

本発明の次の目的は、既存する表層用（地表又は水底から３ｍ乃至５ｍの深さ程度用）又は深層用（前記表層用より以深用）の混合処理機械を簡易に改造して準備することができ、いわゆる汚染土壌の固化又は不溶化処理（原位置混合処理工法）の実施に使用できるだけでなく、必要に応じて更に深く、直下地盤の表層ないし深層混合処理（地盤改良）も一連の処理工程として所要深度まで速やかに能率良く実施することができるし、工事の終了後に、必要が無くなったときは、速やかに元の表層用又は深層用の混合処理機械に復元させることが容易にできる、深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理装置を提供することである。

上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る水底の汚染土壌の原位置混合処理工法は、
混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２の駆動軸７の下部に、撹拌翼軸８を覆う配置で、且つ撹拌翼軸８および駆動軸７が軸方向に相対移動可能な構造で、下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９を装着し、同汚染物質拡散防止装置９は吊り持ち手段により昇降可能に支持させるステップと、
前記船１を水底の汚染土壌１１の原位置混合処理を必要とする位置へ配置し、撹拌翼軸８および汚染物質拡散防止装置９を下降させ、汚染物質拡散防止装置９で水底の汚染土壌１１を仕切らせるステップと、
撹拌翼軸８を回転駆動しつつ水底の汚染土壌１１中へ貫入させ、且つセメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材を注入して汚染物質拡散防止装置９で仕切られた内側の汚染土壌１１の撹拌混合を行い固化若しくは不溶化処理を進めるステップと、
撹拌翼軸８を水底の汚染土壌１１中へ目標とする深さまで貫入させて固化若しくは不溶化処理を完了した後に、撹拌翼軸８を上昇させて引き抜き、更に汚染物質拡散防止装置９も上昇させ、次の処理位置へ船１あるいは混合処理機械２を移動させて固化若しくは不溶化処理を繰り返すステップを含むことを特徴とする。

請求項２に記載した発明に係る深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法は、
混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２の駆動軸７の下部に、撹拌翼軸８を覆う配置で、且つ撹拌翼軸８および駆動軸７が軸方向に相対移動可能な構造で下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９を装着し、同汚染物質拡散防止装置９は吊り持ち手段により昇降可能に支持させるステップと、
前記船１を水底の汚染土壌１１の原位置混合処理を必要とする位置へ配置し、撹拌翼軸８および汚染物質拡散防止装置９を下降させ、汚染物質拡散防止装置９で水底の汚染土壌１１を仕切らせるステップと、
撹拌翼軸８を回転駆動しつつ水底の汚染土壌１１中へ貫入させ、且つセメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材を注入して汚染物質拡散防止装置９で仕切られた内側の汚染土壌１１の撹拌混合を行い固化若しくは不溶化処理を進めるステップと、
そのまま引き続き撹拌翼軸８を回転駆動しつつ目標とする改良深さまで直下の水底地盤１９中へ貫入させて表層ないし深層の地盤改良処理を行い、その後に撹拌翼軸８を上昇させて引き抜き、更に汚染物質拡散防止装置９も上昇させ、次の処理位置へ船１あるいは混合処理機械２を移動させて固化若しくは不溶化処理とその直下の地盤改良処理を繰り返すステップを含むことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法において、
汚染物質拡散防止装置９で水底の汚染土壌１１を仕切らせるステップの前処理として、水底に、底質の固化又は不溶化処理に必要量の敷き砂その他の拡散防止材１８を敷き均すことを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、請求項１又は２に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法において、
汚染物質拡散防止装置９で水底の汚染土壌１１を仕切らせるステップは、同汚染物質拡散防止装置９に設置した物理式測深器１４による水底の表層地盤の深度計測により行い、更に潮位計も利用して実施することを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、請求項１又は２若しくは４に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法において、
汚染物質拡散防止装置９で水底の汚染土壌１１を仕切らせるステップ、および同汚染物質拡散防止装置９を上昇させるステップは、同汚染物質拡散防止装置９に設置した圧力調整手段１５、１６により水を出入りさせて水圧の弊害を軽減しつつ実施することを特徴とする。
請求項６に記載した発明は、請求項１又は２に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法において、
船１あるいは混合処理機械２を汚染土壌１１の固化若しくは不溶化処理位置へ移動させ配置するステップは、船上のＧＰＳ信号を利用する位置決め装置を用いて実施することを特徴とする。

請求項７に記載した発明に係る深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理装置は、
混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２の駆動軸７の下部に、撹拌翼軸８を覆う配置で、且つ撹拌翼軸８および駆動軸７が軸方向に相対移動可能な構造で、下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９が装着されて成り、同汚染物質拡散防止装置９は吊り持ち手段により昇降可能に支持されていること、
前記汚染物質拡散防止装置９に物理式測深器１４が設置され、また、汚染物質拡散防止装置９内へ周囲の水を出入りさせる圧力調整手段１５、１６が設置されており、
船上の制御装置が物理式測深器１４の計測信号に基づいて吊り持ち手段を制御して汚染物質拡散防止装置９の下降動作の調整と位置決めを行い、また、汚染物質拡散防止装置９の下降、上昇に際して圧力調整手段１５、１６により水を出入りさせ水圧の弊害を軽減する構成であることを特徴とする。

請求項１および３〜６に記載した発明に係る水底の汚染土壌の原位置混合処理工法によれば、混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２の駆動軸７に、下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９を装着して施工するから、水底の汚染土壌１１の不溶化処理の必要に応じて、いわゆる既存の設備・機械を利用して混合処理装置を準備でき、可及的に安価に軽便に施工できる。
その上、請求項２および３〜６に記載した発明に係る深層用混合処理を兼用する原位置混合処理工法によれば、水底の汚染土壌１１の固化又は不溶化処理と一連の工程として、更に深く直下地盤の表層乃至深層混合処理（地盤改良）も所要深度まで速やかに能率良く施工することができ至便である。
勿論、汚染土壌１１の原位置混合処理工事が終了した後には、汚染物質拡散防止装置９を解体・撤去することにより、混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２は本来の形態、用途に復元させ使用に供することができる。

請求項７に記載した発明に係る水底の汚染土壌の原位置混合処理装置は、混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２の駆動軸７の下部に、下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９を装着して構成され、汚染土壌の原位置混合処理に使用されるから、原位置混合処理の専用装置を製作する場合に比較すると、莫大な先行投資を大幅に軽減できるし、施工の必要に応じて、表層用又は深層用混合処理機械２として、又は水底の汚染土壌１１の原位置混合処理装置として便利に使い分けることができる。
その上、水底の汚染土壌１１の原位置混合処理装置として使用する場合であっても、水底の汚染土壌１１の固化若しくは不溶化の原位置混合処理と一連の工程で、その直下地盤の表層ないし深層混合処理（地盤改良）を所要の深度まで迅速に能率良く行うことができ、工事の多様な要請に容易に応答でき至便である。

混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２の駆動軸７の下部に、撹拌翼軸８を覆う配置で、且つ撹拌翼軸８および駆動軸７が軸方向に相対移動可能な構造で下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９を装着し、同汚染物質拡散防止装置９は吊り持ち手段により昇降可能に支持させる。
前記船１を水底の汚染土壌１１の原位置混合処理を必要とする位置へ配置し、撹拌翼軸８および汚染物質拡散防止装置９を下降させ、汚染物質拡散防止装置９で水底の汚染土壌１１を仕切らせる。
そして、撹拌翼軸８を回転駆動しつつ水底の汚染土壌１１中へ貫入させ、且つセメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材若しくはこれらの混合材を注入して、汚染物質拡散防止装置９で仕切られた内側の汚染土壌１１の撹拌混合を行い固化若しくは不溶化処理を進める。
撹拌翼軸８を水底の汚染土壌１１中へ目標とする深さまで貫入させて固化又は不溶化処理を完了した後に、汚染物質拡散防止装置９および撹拌翼軸８を上昇させ、次の処理位置へ船１あるいは混合処理機械２を移動させて固化又は不溶化処理を繰り返す。

或いは、上記セメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材を注入して撹拌混合して水底の汚染土壌１１の固化又は不溶化処理を行うステップに続いて、そのまま撹拌翼軸８を回転駆動しつつ目標とする改良深さまで直下の水底地盤１９中へ貫入させて表層ないし深層混合処理（地盤改良）を進め、その後に撹拌翼軸８を上昇させて引き抜き、更に汚染物質拡散防止装置９も上昇させ、次の処理位置へ船１あるいは混合処理機械２を移動させ、固化又は不溶化処理とその直下の表層ないし深層混合処理（地盤改良）を繰り返す。

上記原位置混合処理工法の実施に使用する水底の汚染土壌の原位置混合処理装置としては、混合処理専用船１又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械２の駆動軸７の下部に、撹拌翼軸８を覆う配置で、且つ撹拌翼軸８および駆動軸７が軸方向に相対移動可能な構造で、下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９が装着され、この汚染物質拡散防止装置９は吊り持ち手段により昇降可能に支持される。
前記汚染物質拡散防止装置９に物理式測深器１４が設置され、汚染物質拡散防止装置９内へ周囲の水を出入りさせる圧力調整手段１５、１６が設置されている。
船上の制御装置が物理式測深器１４の計測信号に基づいて吊り持ち装置を制御し、汚染物質拡散防止装置９の下降動作の調整と位置決めを行う。また、汚染物質拡散防止装置９の下降、上昇に際しては圧力調整手段１５、１６により水を出入りさせて水圧の弊害を軽減する構成とする。

以下に、請求項１又は２、および３〜６に係る深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法、並びに請求項７に係る原位置混合処理装置の実施例１を図面と共に説明する。

先ず図１Ａ、図１Ｂは、深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理装置（以下、単に混合処理装置と略称する場合がある。）の全体構造と形態を、側面方向と正面方向の姿態として示している。図示した混合処理装置は、代表的に深層混合処理専用船１に搭載された深層混合処理機械２を利用して改造した実施例を示しているが、工事の必要性に応じて、現状では主に陸上で使用されている表層用（地表から３ｍ乃至５ｍ程度の範囲用）の混合処理機械を利用して改造した混合処理装置を準備して施工することもできる。ここでいう混合処理機械２の表層用と深層用の相違は、端的に言えば、駆動軸７の長短、および同駆動軸７と撹拌翼軸８の昇降ストロークの長短の差異でしかない。よって、以下には両者を含む意味で、単に深層混合処理機械２と記載することを了解されたい。

上記深層混合処理機械２の構成としては、船上のやぐら３の前面に垂直に設置されたガイドレール４に沿って昇降する回転駆動装置５がウインチ６のワイヤー６ａにより吊り支持され昇降の制御および動作が行われる。前記回転駆動装置５によって回転駆動される複数本（図２に示す実施例では２本）の駆動軸７、７の下部に、それぞれ撹拌翼軸８を覆う配置で、下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９が、撹拌翼軸８および駆動軸７が軸方向に相対移動可能な構造で装着されている。要するに、駆動軸７は、汚染物質拡散防止装置９の天井板部９ａに設けた可及的に水密構造のすべり軸受（但し、すべり軸受は周知、公知であるため具体的な図示は省略した。）を貫通して軸方向に相対移動可能な構造で支持されている。

上記した下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置９を、上記駆動軸７が軸方向に相対移動可能な構造で装着する具体的手段としては、種々考えられるが、本発明者らは最も簡便な手法として、一例を図６、７に例示したように、複数の駆動軸７…の横並び配置に沿って各軸の中心を通る分割線９ｃで上記すべり軸受も含めて汚染物質拡散防止装置９を二等分割した構造を採用している。よって、この汚染物質拡散防止装置９を装着するには、前記のように二等分割された汚染物質拡散防止装置の分割ユニットを、前記の分割線９ｃの位置で着脱可能な構造に組み合わせ接合して組み立てる。そして、例えばフランジ型のボルト止め構造、或いは機械式締結機構などにより各分割ユニットを強固に結合して汚染物質拡散防止装置９を完成し装着を完成することができる。
上記のようにして装着される汚染物質拡散防止装置９は、上記の駆動軸７と干渉を起こさない構造とされた吊り下げ装置１０による吊り持ち手段、即ち、船上の中継シーブ１２およびウインチ１３のワイヤーにより独自に昇降移動の制御（操縦）が可能に吊り支持されている。

上記構成の汚染物質拡散防止装置９を、上記吊り持ち手段のウインチ１３を制御して昇降移動させることで、例えば図２Ａ、Ｂに示したように、水底の汚染土壌１１の上へゆっくりと汚染土壌の攪乱や拡散を生じさせないように、しかも必要な深度位置まで確実に着底させて被せる。そのための手段として、具体的には図２に例示したように、汚染物質拡散防止装置９の天井板部９ａの上に物理式測深器１４が設置されている。この物理式測深器１４は、測深重錘１４ａをワイヤー１４ｂで吊り下げ、同ワイヤー１４ｂを駆動するウインチが、ワイヤー１４ｂの張力の変化を検出し、測深重錘１４ａが水底の汚染土壌１１へ到達したか否やを測深する構成とされている。
また、汚染物質拡散防止装置９には、図２Ａのように下降させる際に、水圧抵抗が邪魔しないように汚染物質拡散防止装置９内部の水を適度に外へ逃がす（矢印ａ参照）逆止弁１５が天井板部９ａに設置されている。逆に、図５のように、用済みとなった汚染物質拡散防止装置９を引き上げる際には、やはり水圧が大きな抵抗（負圧抵抗）を生じないように外の水を適度に内部へ誘引し導き入れる（矢印ｂ参照）逆止弁１６が、側壁下部にそれぞれ周囲の水を出入りさせる圧力調整手段として設置されている。

その他、混合処理専用船１であればもとより、台船であっても、上記した物理式測深器１４の計測信号に基づいて上記吊り持ち手段１０、１２、１３を遠隔制御して、汚染物質拡散防止装置９の下降動作を調整し位置決めする制御装置が、物理式測深器１４の計測信号に基づいて吊り持ち手段を制御する構成で設置されている。また、前記汚染物質拡散防止装置９の下降動作を調整し位置決めするために、前記制御装置には潮位計の計測信号も入力する構成とされている。混合処理専用船１は、ＧＰＳ信号を利用する位置決め装置も備えるものとし、位置決め装置を駆使して、船１を、水底の汚染土壌１１の原位置混合処理に必要な位置へ移動させ配置する。

次に、上記構成の原位置混合処理装置を使用する図２〜図５の工程図に基づいて、水底の汚染土壌１１の原位置混合処理工法の施工要領について説明する。
なお、図示例では、既に水底の汚染土壌１１の上に、底質の固化若しくは不溶化処理に必要量の敷き砂その他の拡散防止材１８を敷き均した段階を示している。
先ず図２Ａは、上記構成の原位置混合処理装置を搭載した船１を水底の汚染土壌１１の原位置混合処理を必要とする位置へ配置した上で、撹拌翼軸８および汚染物質拡散防止装置９を汚染土壌１１の直上部位近傍まで下降させた段階を示している。この下降動作の際には、天井板部９ａの逆止弁１５が開いて汚染物質拡散防止装置９内の水を適度に外へ排出し、水圧の抵抗（加圧抵抗）を軽減してスムーズな下降動作を可能にする。
また、汚染物質拡散防止装置９の物理式測深器１４は、ワイヤー１４ｂで吊り下げた測深重錘１４ａが汚染物質拡散防止装置９の下縁よりも下方へ少し先行する位置（下方へ下がっている。）とされ、同測深重錘１４ａが先行して汚染土壌１１に到達し着底する構成とされている。同測深重錘１４ａが先行して汚染土壌１１に到達し着底すると、必然、ワイヤー１４ｂの張力が緩むので、同ワイヤー１４ｂを駆動するウインチが前記張力変化を感知して着底信号を船上の制御装置へ送る。
そこで船上の制御装置は、汚染物質拡散防止装置９の吊り持ち手段であるウインチ６（図１）を制御し、図２Ｂに示すように、汚染物質拡散防止装置９の先端が水底の拡散防止材１８ないし汚染土壌１１の中へ必要十分な深さ突き刺さって仕切るように下降動作を調整し位置決めを行う。
この時点で、物理式測深器１４は、ワイヤー１４ｂで吊り下げた測深重錘１４ａを、撹拌翼軸８による撹拌混合処理動作の邪魔にならない高さまで引き上げて退避させる（図２Ｂ）。一方、撹拌翼軸８は、深層混合処理機械２の回転駆動装置５を吊るウインチ６を制御して水底の汚染土壌１１へ到達するまで回転しつつ下降される。

図３Ａは、汚染物質拡散防止装置９内の撹拌翼軸８（および駆動軸７）を回転駆動しつつ下降させて水底の汚染土壌１１中へ貫入させ、且つセメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材、あるいはそれらの混合材を注入して汚染物質拡散防止装置９で仕切られた内側の汚染土壌１１との撹拌混合を行い、固化若しくは不溶化処理２０を進める段階を示している。ちなみに、ここでいう不溶化材とは、例えば硫酸第一鉄、硫化ナトリウム、塩化第二鉄等による化学反応を利用する材料を指す。また、吸着材とは、活性炭等の吸着作用のある材料を指す。
汚染土壌１１の固化若しくは不溶化処理２０だけを目的としている場合には、図３Ａのように目標とする深さＨまで撹拌翼軸８を水底の汚染土壌１１中へ貫入させて固化又は不溶化処理を完了した後に、撹拌翼軸８を上昇させ、更に汚染物質拡散防止装置９を上昇させて、次の処理位置へ船１を全体として、あるいは船１は移動させることなく深層混合処理機械２のみを移動させて、次なる不溶化処理を繰り返すことになる。

一方、図３Ｂは、請求項２に記載した発明に係る現位置混合処理工法の実施例を示している。これは汚染土壌１１より深い直下地盤１９の表層ないし深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法の実施例であり、上記図３Ａのステップに引き続き、そのまま直下地盤の表層ないし深層混合処理（地盤改良）に進むことが特徴である。ここでいう表層とは地表又は水底から３ｍ〜５ｍ程度の深さ範囲を指し、深層とは前記深さより以深を指している。要するに、撹拌翼軸８を回転駆動しつつ、目標とする改良深さまで水底地盤１９中へ貫入させて、地盤改良２１を進めることになる。

斯くして図４Ａは、前記撹拌翼軸８および駆動軸７の貫入動作が目標とする改良深さまで継続している段階を示している。
次の図４Ｂは、上記目標とする改良深さまでの深層混合処理（地盤改良）を達成した後に、撹拌翼軸８を上昇させて水底から引き抜いた段階を示している。
続いて図５は、汚染物質拡散防止装置９も上昇させて合一に引き上げている段階を示している。この引き上げ段階では、汚染物質拡散防止装置９の側壁下部に設置された逆止弁１６が開いて外の水を適度に誘引して導き入れ、汚染物質拡散防止装置９の上昇に伴う水圧の抵抗（負圧抵抗）が軽減される。
こうして図５のように撹拌翼軸８および汚染物質拡散防止装置９が水底の汚染土壌１１の天端よりも十分上方の位置へ上昇された段階で、水底の汚染土壌１１の固化又は不溶化処理だけを目的とする場合（請求項１の発明）、或いは引き続き直下地盤の表層ないし深層混合処理（地盤改良）まで目的としている場合（請求項２の発明）の何れであっても、次の処理位置へ船１を操船して移動させ、あるいは船１を移動させることなく、深層混合処理機械２の施工位置のみを横へワンステップ移動させる方法によって、水底の汚染土壌１１の固化又は不溶化処理を、あるいは直下地盤１９の表層ないし深層混合処理（地盤改良）を繰り返して所期の固化若しくは不溶化処理の目的を達成することは、既往の表層ないし深層混合処理工法と同様である。

なお、図６と図７は、原位置混合処理装置の汚染物質拡散防止装置９を昇降可能に支持する吊り持ち手段の異なる実施例の構成態様、及び汚染物質拡散防止装置９の形態の異なる実施例を示している。
図６に示した実施例は、汚染物質拡散防止装置９の平面形状が、複数の駆動軸７の横並び方向に長い長方形とされている。そして、汚染物質拡散防止装置９は、その片側面（背面部）の中央部を、垂直に立つスライド軸３０により片持ち支持されている。そして、このスライド軸３０が、図１に示すやぐら３の前面に設置された案内レール部材３１により昇降動作を案内される構成とされている。昇降手段としては、通例、図１に示す中継シーブ１２とウインチ１３による駆動方法が実施される。
図７の実施例も、およそ図６の実施例と共通する構成であるが、汚染物質拡散防止装置９の平面形状が、複数の駆動軸７の横並び方向に長い長円形とされている構成を特徴とする。本実施例のように汚染物質拡散防止装置９の平面形状が、複数の駆動軸７の横並び方向に長い長円形であると、その中の撹拌翼軸８による汚染土壌のの撹拌動作に無駄なデッドスペースがなく、均質度の高い撹拌混合処理の実現に寄与する。

以上に、本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、本発明は図示した実施例に限定されるものではない。本発明の目的と要旨を逸脱しない範囲で、当業者が必要に応じて行う設計変更や改良を含むことを念のため申し添える。

Ａ、Ｂは本発明に係る原位置混合処理装置を示した側面図と正面図である。 Ａ、Ｂは上記処理装置の汚染物質拡散防止装置と撹拌翼軸が下降し着底する状況を示した縦断面図である。 Ａ、Ｂは上記処理装置の撹拌翼軸が水底の汚染土壌を固化処理し、更に直下の地盤を深層混合処理する状況を示した縦断面図である。 Ａ、Ｂは上記処理装置による深層混合処理が進行し、その後撹拌翼軸が引き上げられ引き抜かれた状況を示す縦断面図である。 上記処理装置の撹拌翼軸および汚染物質拡散防止装置が引き上げられる状況を示す縦断面図である。 上記処理装置の異なる実施例を概念的に示した斜視図である。 上記処理装置の更に異なる実施例を概念的に示した斜視図である。

符号の説明

１ 船
２ 混合処理機械
７ 駆動軸
８ 攪拌翼軸
９ 汚染物質拡散防止装置
１０ 吊り持ち手段
１１ 汚染土壌
１８ 拡散防止材
１４ 物理式測深器
１５、１６圧力調整手段
１９ 水底地盤

Claims (7)

1. 混合処理専用船又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械の駆動軸の下部に、撹拌翼軸を覆う配置で、且つ撹拌翼軸および駆動軸が軸方向に相対移動可能な構造で下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置を装着し、同汚染物質拡散防止装置は吊り持ち手段により昇降可能に支持させるステップと、
   前記船を水底の汚染土壌の原位置混合処理を必要とする位置へ配置し、撹拌翼軸および汚染物質拡散防止装置を下降させ、汚染物質拡散防止装置で水底の汚染土壌を仕切らせるステップと、
   撹拌翼軸を回転駆動しつつ水底の汚染土壌中へ貫入させ、且つセメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材を注入して汚染物質拡散防止装置で仕切られた内側の汚染土壌の撹拌混合を行い固化若しくは不溶化処理を進めるステップと、
   撹拌翼軸を水底の汚染土壌中へ目標とする深さまで貫入させて固化若しくは不溶化処理を完了した後に、撹拌翼軸を上昇させて引き抜き、更に汚染物質拡散防止装置も上昇させ、次の処理位置へ船あるいは混合処理機械を移動させて固化若しくは不溶化処理を繰り返すステップを含むことを特徴とする、水底の汚染土壌の原位置混合処理工法。
2. 混合処理専用船又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械の駆動軸の下部に、撹拌翼軸を覆う配置で、且つ撹拌翼軸が軸方向に相対移動可能な構造で下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置を装着し、同汚染物質拡散防止装置は吊り持ち手段により昇降可能に支持させるステップと、
   前記船を水底の汚染土壌の原位置混合処理を必要とする位置へ配置し、撹拌翼軸および汚染物質拡散防止装置を下降させ、汚染物質拡散防止装置で水底の汚染土壌を仕切らせるステップと、
   撹拌翼軸を回転駆動しつつ水底の汚染土壌中へ貫入させ、且つセメント等の固化材又は不溶化材若しくは吸着材を注入して汚染物質拡散防止装置で仕切られた内側の汚染土壌の撹拌混合を行い固化若しくは不溶化処理を進めるステップと、
   そのまま引き続き撹拌翼軸を回転駆動しつつ目標とする改良深さまで直下の水底地盤中へ貫入させて表層ないし深層の地盤改良処理を行い、その後に撹拌翼軸を上昇させて引き抜き、更に汚染物質拡散防止装置も上昇させ、次の処理位置へ船あるいは混合処理機械を移動させて固化若しくは不溶化処理とその直下の地盤改良処理を繰り返すステップを含むことを特徴とする、深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法。
3. 汚染物質拡散防止装置で水底の汚染土壌を仕切らせるステップの前処理として、水底に底質の固化又は不溶化処理に必要量の敷き砂その他の拡散防止材の敷き均しを実施することを特徴とする、請求項１又は２に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法。
4. 汚染物質拡散防止装置で水底の汚染土壌を仕切らせるステップは、同汚染物質拡散防止装置に設置した物理式測深器により水底の表層地盤の深度計測して行い、更に潮位計も利用して実施することを特徴とする、請求項１又は２に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法。
5. 汚染物質拡散防止装置で水底の汚染土壌を仕切らせるステップ、および同汚染物質拡散防止装置を上昇させるステップは、同汚染物質拡散防止装置に設置した汚染物質拡散防止装置の圧力調整手段により水を出入りさせて水圧の弊害を軽減しつつ実施することを特徴とする、請求項１又は２若しくは４に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法。
6. 船あるいは混合処理機械を汚染土壌の固化若しくは不溶化処理位置へ移動させ配置するステップは、船上のＧＰＳ信号を利用する位置決め装置を用いて実施することを特徴とする、請求項１又は２に記載した深層混合処理を兼用する水底の汚染土壌の原位置混合処理工法。
7. 混合処理専用船又は台船に搭載された表層用又は深層用混合処理機械の駆動軸の下部に、撹拌翼軸を覆う配置で、且つ撹拌翼軸が軸方向に相対移動可能な構造で、下面開口の箱形構造をなす汚染物質拡散防止装置が装着されて成り、同汚染物質拡散防止装置は吊り持ち手段により昇降可能に支持されていること、
   前記汚染物質拡散防止装置に物理式測深器が設置され、また、汚染物質拡散防止装置内へ周囲の水を出入りさせる圧力調整手段が設置されており、
   船上の制御装置が物理式測深器の計測信号に基づいて吊り持ち手段を制御して汚染物質拡散防止装置の下降動作の調整と位置決めを行い、また、汚染物質拡散防止装置の下降、上昇に際して圧力調整手段により水を出入りさせ水圧の弊害を軽減する構成であることを特徴とする、水底の汚染土壌の原位置混合処理装置。

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