JP2022025433A - 発生土の改良方法 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
【課題】環境保全に寄与し、経済性に優れ、改良後の発生土の強度向上等、再生利用を可能とした発生土の改良方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る発生土の改良方法は、浚渫土や建設残土等である発生土の改良方法であって、前記発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加することを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、例えば、浚渫土、建設残土等の発生土の有効利用に資する発生土の改良方法に関する。
従来、浚渫土、建設残土等の発生土については、その利用を可能とするための改良が定着している。そして、一般的に、発生土は、石灰やセメント系固化材の使用により改良される。
しかし、上記従来の改良方法では、石灰やセメント系固化材の使用により改良された発生土はアルカリ性を示し、アルカリ溶出水や緑化への弊害など、環境保全上の問題がある。こうした観点から、発生土を中性固化材で改良することも行われているが、通常、中性固化材は資材単価が高い上、発生土の改良には大量の中性固化剤が必要なため、経済性に欠ける上、改良後の発生土の強度が低いという問題もある。
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、環境保全に寄与し、経済性に優れ、改良後の発生土の強度向上をも図ることができる発生土の改良方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る発生土の改良方法は、浚渫土や建設残土等である発生土の改良方法であって、前記発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加する（請求項１）。
上記発生土の改良方法において、前記発生土が非アルカリ性である場合に、発生土に石灰系固化材を添加し、この添加時からおよそ３～７日後であり、石灰系固化材によるアルカリ反応の終了後に、発生土に液状の酸性中和剤を添加する（請求項２）。
本願発明では、環境保全に寄与し、経済性に優れ、改良後の発生土の強度向上等、再生利用を可能とした発生土の改良方法が得られる。
すなわち、本願の各請求項に係る発明の発生土の改良方法では、液状の酸性中和剤を用いるため、改良後の発生土のｐＨを確実に低下させるのが容易であり、ひいては環境保全に寄与するものとなる。また、中性固化材とは異なり、資材単価が比較的低廉であって大量使用も不要である石灰系固化材及び液状の酸性中和剤を用いるので、経済性にも優れる。さらに、改良前の発生土の含水比が高い場合でも、石灰系固化材によって含水比を低下させれば、改良後の発生土の強度向上をも図ることができるし、現地での有効利用も可能となる。
請求項２に係る発明の発生土の改良方法では、石灰系固化材の効果を十分に発揮させることができる。
本発明の実施の形態について以下に説明する。
本例の発生土の改良方法（以下、「本方法」と略称する）は、浚渫土や建設残土等である発生土を、盛土や植栽基盤材、農地の嵩上げ等に利用可能に改良するものであり、改良対象とする発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、およそ４～６日後にアルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加して中和し、発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加して中和する。なお、発生土の改良に用いる石灰系固化材及び液状の酸性中和剤は、例えば改良後の発生土の用途に適したものを適宜選択して使用すればよい。また、発生土がアルカリ性か非アルカリ性かは、ｐＨ計等を用いて容易に確認することができる。
改良対象とする発生土が非アルカリ性である場合は、図１に示す発生土の改良システムを用いて、発生土に石灰系固化材を添加して、ｐＨ値の上昇が終了すれば中和可能となる、本方法を実施することが考えられる。
すなわち、図１を参照しながら説明すると、まず、例えば図外のバックホウにより、改良対象とする発生土を土砂供給装置１に投入する。必要に応じ、この投入前に、バックホウによって発生土からの異物等の除去やバケットミキシングによる解砕（１次解砕）を行う。
土砂供給装置１は、解砕機と振動篩と磁選機とを具備し、投入されたシールド掘削残土に対して、解砕機による解砕（２次解砕）と、振動篩による夾雑物の除去と、磁選機による鉄系不純物の除去とを行う。
その後、発生土は土砂供給装置１により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給され、石灰系固化材供給装置３によって油圧式連続ミキサー２に供給される石灰系固化材とともに、油圧式連続ミキサー２内で適宜の比率で連続的に撹拌混合されながら搬送される。そして、この搬送中にも発生土の解砕（３次解砕）が行われることとなる。また、油圧式連続ミキサー２から搬出された発生土は、例えば適宜の集積場等で保管される。
このように、発生土の強度特性や含水比等の調整を行うために、一旦非アルカリ性の発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ土に改良する。そして、石灰系固化材の添加時からおよそ３～７日後であり、石灰系固化材によるアルカリ反応の終盤（大半の発生土が所定のアルカリ性（所定のｐＨ値をとる状態）になった段階、あるいは発生土のｐＨ値の上昇が緩やかになった段階）またはその後（望ましくはアルカリ反応の終了後）に、発生土（アルカリ土）に液状の酸性中和剤を添加して中和する。
アルカリ土に改良した発生土に対する液状の酸性中和剤の添加（中和）は、例えばバックホウにより発生土（アルカリ土）を土砂供給装置１に投入し、発生土（アルカリ土）を土砂供給装置１により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給しつつ、酸性中和剤供給装置４によって油圧式連続ミキサー２に酸性中和剤を供給し、油圧式連続ミキサー２内で発生土及び酸性中和剤を適宜の比率で連続的に撹拌混合しながら搬送することにより行える。
なお、石灰系固化材供給装置３及び酸性中和剤供給装置４は、それぞれ貯蔵部に貯蔵した石灰系固化材、酸性中和剤を供給機（例えば石灰系固化材の場合はスクリューフィーダー、酸性中和剤の場合は定量ポンプ）により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給可能に構成されている。
ここで、油圧式連続ミキサー２の一例を図２、図３に示す。この油圧式連続ミキサー２は、ドラム５内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構（図示していない）を備えるものである。油圧式連続ミキサー２に内蔵の撹拌搬送機構は、トルクの大きな油圧の駆動手段６によって駆動し、シールド掘削残土の搬送量を調整可能な状態で、このシールド掘削残土を定量かつ連続的に撹拌搬送できるようになっている。
ドラム５は、図２に示すように、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、上部には着脱自在な平面視略矩形の蓋７を長手方向（搬送方向）に複数有する（図３参照）。従って、撹拌搬送路となるドラム５の内部空間の天井面は平坦状となり、ドラム５の縦断面視を真円状にしてある場合より、ドラム５内を搬送される対象が跳ね上げられたときに天井面に早くあたることになり、それだけ搬送方向への移動スピードが上がり、処理効率の向上が図られると同時に、搬送対象の粒径等のばらつきも小さくなるように高品質に処理可能となっている。
また、図２に示すように、各蓋７には、ドラム５の上部に突出する略Λ状の被係止部８によって挿通される挿通孔９が設けられ、挿通孔９を挿通した状態の各被係止部８に係止片１０を差し込むことにより、蓋７が閉じた状態でロックされることになる。尚、図２において、１１は鎖、１２は把手であり、係止片１０は鎖１１によってドラム５に連結されている。
また、蓋７としては、図２、図３に示すように、投入口１４を形成する接続筒１３が連設された筒付き蓋７ａと、接続筒１３の代わりに開口が設けられてこれが投入口１４となっている開口付き蓋７ｂとの２種類が設けられている。この２種類の蓋７ａ、７ｂの並び順や個数の比率等は任意に変更可能である。
各蓋７は、矩形状をしており、ドラム５への装着姿勢を２通りに変更可能である。そして、筒付き蓋７ａの接続筒１３は、図２に示すように真上を向いておらず、横方に曲がっているので、筒付き蓋７ａの装着姿勢の変更に伴って投入口１４の向きまたは位置を変更することができる。そのため、油圧式連続ミキサー２と土砂供給装置１、供給装置３，４との配置関係に応じて投入口１４の向きまたは位置を変更することにより、投入口１４に対する土砂供給装置１、供給装置３，４の接続作業を行い易くすることが可能となる。同様の効果を奏功することを狙って、開口付き蓋７ｂに設ける開口を、開口付き蓋７ｂの平面視中央から外した位置に設けるようにしてもよい。
そして、土砂供給装置１からの発生土と、供給装置３，４からの石灰系固化材、酸性中和剤とは、各々任意の投入口１４からドラム５内に投入され、油圧式連続ミキサー２内を混合されながら図３の左手側から右手側に移動し、排出口１５（図３参照）から導出される。この排出口１５の下方には、例えば排出コンベア（図示していない）を配置し、発生土を排出口１５から連続的に導出することができるようにする。なお、導出した改良後の発生土は適宜の集積場に集積等すればよい。
また、土砂供給装置１及び供給装置３，４による油圧式連続ミキサー２への発生土、石灰系固化材及び酸性中和剤の供給量はインバーター制御により適宜の位置に設置される流量計による計測結果（発生土の圧送量）を反映させた調整が可能であり、その投入量はキャリブレーションによって確認されるようになっている。
そして、以上の発生土の改良システムは、その全体が図外の集中制御盤により適宜に制御される。
改良対象とする発生土が同じ非アルカリ性であっても、発生土に添加する体積当たりの石灰系固化材の添加量が異なる場合は、その添加量に応じて、液状の酸性中和剤を添加するタイミングを変える（例えば石灰系固化材の添加量が多くなるほど酸性中和剤を添加するタイミングを遅らせる）のが、ｐＨ値の安定後（アルカリ反応終了後）に中和剤で処理することができる点で好ましい。例えば、改良対象とする発生土が泥土圧シールドで発生するものであれば、石灰系固化材の添加量を発生土１ｍ３ あたり２０ｋｇ前後とし、中和剤を添加するまでに３日程度の放置期間を設ける、改良対象とする発生土が浚渫土であれば、その含水比にもよるが石灰系固化材の添加量を発生土１ｍ３ あたり５０～６０ｋｇ前後とし、中和剤を添加するまでに７日程度の放置期間を設ける、というように、石灰系固化材の添加量の増減に応じて放置期間の日数を変えることが考えられる。
他方、改良対象とする発生土がアルカリ性である場合は、図１に示す発生土の改良システムを用いて、発生土に液状の酸性中和剤を添加して、本方法を実施することが考えられる。
すなわち、この場合、土砂供給装置１から油圧式連続ミキサー２に発生土を供給する際、石灰系固化材供給装置３から油圧式連続ミキサー２への石灰系固化材の供給を行わず、酸性中和剤供給装置４から油圧式連続ミキサー２に酸性中和剤の供給を行い、発生土に液状の酸性中和剤のみを添加・混合し、このようにして油圧式連続ミキサー２において改良された発生土は、排出口１５から連続的に導出され、適宜の集積場に集積等される。
上記のように実施される本方法では、液状の酸性中和剤を用いるため、改良後の発生土のｐＨを確実に低下させる（中和する）のが容易であり、ひいては環境保全に寄与するものとなる。また、中性固化材とは異なり、資材単価が比較的低廉であって大量使用も不要である石灰系固化材及び液状の酸性中和剤を用いるので、経済性にも優れる。さらに、改良前の発生土の含水比が高い場合でも、石灰系固化材によって含水比を低下させれば、改良後の発生土の強度向上をも図ることができる。
なお、本発明は、本方法に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論であり、本明細書で挙げた変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。
本発明に係る発生土の改良方法を実施する前に、性状の異なる発生土どうしを適宜に混合してもよい。例えば、非アルカリ性を示し含水比の高い発生土と、アルカリ性を示し含水比の低い発生土とを混合し、本方法に係る石灰系固化材の使用量の低減を図るようにしてもよい。
１ 土砂供給装置
２ 油圧式連続ミキサー
３ 石灰系固化材供給装置
４ 酸性中和剤供給装置
５ ドラム
６ 駆動手段
７ 蓋
７ａ 筒付き蓋
７ｂ 開口付き蓋
８ 被係止部
９ 挿通孔
１０ 係止片
１１ 鎖
１２ 把手
１３ 接続筒
１４ 投入口
１５ 排出口
２ 油圧式連続ミキサー
３ 石灰系固化材供給装置
４ 酸性中和剤供給装置
５ ドラム
６ 駆動手段
７ 蓋
７ａ 筒付き蓋
７ｂ 開口付き蓋
８ 被係止部
９ 挿通孔
１０ 係止片
１１ 鎖
１２ 把手
１３ 接続筒
１４ 投入口
１５ 排出口
本発明は、例えば、浚渫土、建設残土等の発生土の有効利用に資する発生土の改良方法に関する。
従来、浚渫土、建設残土等の発生土については、その利用を可能とするための改良が定着している。そして、一般的に、発生土は、石灰やセメント系固化材の使用により改良される。
しかし、上記従来の改良方法では、石灰やセメント系固化材の使用により改良された発生土はアルカリ性を示し、アルカリ溶出水や緑化への弊害など、環境保全上の問題がある。こうした観点から、発生土を中性固化材で改良することも行われているが、通常、中性固化材は資材単価が高い上、発生土の改良には大量の中性固化剤が必要なため、経済性に欠ける上、改良後の発生土の強度が低いという問題もある。
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、環境保全に寄与し、経済性に優れ、改良後の発生土の強度向上をも図ることができる発生土の改良方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る発生土の改良方法は、浚渫土や建設残土等である発生土の改良方法であって、前記発生土がアルカリ性か非アルカリ性かを確認した後、前記発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加する（請求項１）。
上記発生土の改良方法において、前記発生土が非アルカリ性である場合に、発生土に石灰系固化材を添加し、この添加時から３～７日後であり、石灰系固化材によるアルカリ反応の終了後に、発生土に液状の酸性中和剤を添加する（請求項２）。
上記発生土の改良方法において、前記発生土が非アルカリ性である場合における発生土への石灰系固化材の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で油圧式連続ミキサーに供給しつつ、石灰系固化材供給装置によって石灰系固化材を油圧式連続ミキサーに供給し、油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と石灰系固化材とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行い、前記発生土が非アルカリ性である場合及びアルカリ性である場合における発生土への液状の酸性中和剤の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で前記油圧式連続ミキサーに供給しつつ、酸性中和剤供給装置によって酸性中和剤を前記油圧式連続ミキサーに供給し、前記油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と酸性中和剤とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行うようにしてもよい（請求項３）。
上記発生土の改良方法において、前記発生土が非アルカリ性である場合における発生土への石灰系固化材の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で油圧式連続ミキサーに供給しつつ、石灰系固化材供給装置によって石灰系固化材を油圧式連続ミキサーに供給し、油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と石灰系固化材とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行い、前記発生土が非アルカリ性である場合及びアルカリ性である場合における発生土への液状の酸性中和剤の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で前記油圧式連続ミキサーに供給しつつ、酸性中和剤供給装置によって酸性中和剤を前記油圧式連続ミキサーに供給し、前記油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と酸性中和剤とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行うようにしてもよい（請求項３）。
本願発明では、環境保全に寄与し、経済性に優れ、改良後の発生土の強度向上等、再生利用を可能とした発生土の改良方法が得られる。
すなわち、本願の各請求項に係る発明の発生土の改良方法では、液状の酸性中和剤を用いるため、改良後の発生土のｐＨを確実に低下させるのが容易であり、ひいては環境保全に寄与するものとなる。また、中性固化材とは異なり、資材単価が比較的低廉であって大量使用も不要である石灰系固化材及び液状の酸性中和剤を用いるので、経済性にも優れる。さらに、改良前の発生土の含水比が高い場合でも、石灰系固化材によって含水比を低下させれば、改良後の発生土の強度向上をも図ることができるし、現地での有効利用も可能となる。
請求項２に係る発明の発生土の改良方法では、石灰系固化材の効果を十分に発揮させることができる。
本発明の実施の形態について以下に説明する。
本例の発生土の改良方法（以下、「本方法」と略称する）は、浚渫土や建設残土等である発生土を、盛土や植栽基盤材、農地の嵩上げ等に利用可能に改良するものであり、改良対象とする発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、およそ４～６日後にアルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加して中和し、発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加して中和する。なお、発生土の改良に用いる石灰系固化材及び液状の酸性中和剤は、例えば改良後の発生土の用途に適したものを適宜選択して使用すればよい。また、発生土がアルカリ性か非アルカリ性かは、ｐＨ計等を用いて容易に確認することができる。
改良対象とする発生土が非アルカリ性である場合は、図１に示す発生土の改良システムを用いて、発生土に石灰系固化材を添加して、ｐＨ値の上昇が終了すれば中和可能となる、本方法を実施することが考えられる。
すなわち、図１を参照しながら説明すると、まず、例えば図外のバックホウにより、改良対象とする発生土を土砂供給装置１に投入する。必要に応じ、この投入前に、バックホウによって発生土からの異物等の除去やバケットミキシングによる解砕（１次解砕）を行う。
土砂供給装置１は、解砕機と振動篩と磁選機とを具備し、投入された発生土に対して、解砕機による解砕（２次解砕）と、振動篩による夾雑物の除去と、磁選機による鉄系不純物の除去とを行う。
その後、発生土は土砂供給装置１により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給され、石灰系固化材供給装置３によって油圧式連続ミキサー２に供給される石灰系固化材とともに、油圧式連続ミキサー２内で適宜の比率で連続的に撹拌混合されながら搬送される。そして、この搬送中にも発生土の解砕（３次解砕）が行われることとなる。また、油圧式連続ミキサー２から搬出された発生土は、例えば適宜の集積場等で保管される。
このように、発生土の強度特性や含水比等の調整を行うために、一旦非アルカリ性の発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ土に改良する。そして、石灰系固化材の添加時からおよそ３～７日後であり、石灰系固化材によるアルカリ反応の終盤（大半の発生土が所定のアルカリ性（所定のｐＨ値をとる状態）になった段階、あるいは発生土のｐＨ値の上昇が緩やかになった段階）またはその後（望ましくはアルカリ反応の終了後）に、発生土（アルカリ土）に液状の酸性中和剤を添加して中和する。
アルカリ土に改良した発生土に対する液状の酸性中和剤の添加（中和）は、例えばバックホウにより発生土（アルカリ土）を土砂供給装置１に投入し、発生土（アルカリ土）を土砂供給装置１により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給しつつ、酸性中和剤供給装置４によって油圧式連続ミキサー２に酸性中和剤を供給し、油圧式連続ミキサー２内で発生土及び酸性中和剤を適宜の比率で連続的に撹拌混合しながら搬送することにより行える。
なお、石灰系固化材供給装置３及び酸性中和剤供給装置４は、それぞれ貯蔵部に貯蔵した石灰系固化材、酸性中和剤を供給機（例えば石灰系固化材の場合はスクリューフィーダー、酸性中和剤の場合は定量ポンプ）により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給可能に構成されている。
ここで、油圧式連続ミキサー２の一例を図２、図３に示す。この油圧式連続ミキサー２は、ドラム５内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構（図示していない）を備えるものである。油圧式連続ミキサー２に内蔵の撹拌搬送機構は、トルクの大きな油圧の駆動手段６によって駆動し、発生土の搬送量を調整可能な状態で、この発生土を定量かつ連続的に撹拌搬送できるようになっている。
ドラム５は、図２に示すように、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、上部には着脱自在な平面視略矩形の蓋７を長手方向（搬送方向）に複数有する（図３参照）。従って、撹拌搬送路となるドラム５の内部空間の天井面は平坦状となり、ドラム５の縦断面視を真円状にしてある場合より、ドラム５内を搬送される対象が跳ね上げられたときに天井面に早くあたることになり、それだけ搬送方向への移動スピードが上がり、処理効率の向上が図られると同時に、搬送対象の粒径等のばらつきも小さくなるように高品質に処理可能となっている。
また、図２に示すように、各蓋７には、ドラム５の上部に突出する略Λ状の被係止部８によって挿通される挿通孔９が設けられ、挿通孔９を挿通した状態の各被係止部８に係止片１０を差し込むことにより、蓋７が閉じた状態でロックされることになる。尚、図２において、１１は鎖、１２は把手であり、係止片１０は鎖１１によってドラム５に連結されている。
また、蓋７としては、図２、図３に示すように、投入口１４を形成する接続筒１３が連設された筒付き蓋７ａと、接続筒１３の代わりに開口が設けられてこれが投入口１４となっている開口付き蓋７ｂとの２種類が設けられている。この２種類の蓋７ａ、７ｂの並び順や個数の比率等は任意に変更可能である。
各蓋７は、矩形状をしており、ドラム５への装着姿勢を２通りに変更可能である。そして、筒付き蓋７ａの接続筒１３は、図２に示すように真上を向いておらず、横方に曲がっているので、筒付き蓋７ａの装着姿勢の変更に伴って投入口１４の向きまたは位置を変更することができる。そのため、油圧式連続ミキサー２と土砂供給装置１、供給装置３，４との配置関係に応じて投入口１４の向きまたは位置を変更することにより、投入口１４に対する土砂供給装置１、供給装置３，４の接続作業を行い易くすることが可能となる。同様の効果を奏功することを狙って、開口付き蓋７ｂに設ける開口を、開口付き蓋７ｂの平面視中央から外した位置に設けるようにしてもよい。
そして、土砂供給装置１からの発生土と、供給装置３，４からの石灰系固化材、酸性中和剤とは、各々任意の投入口１４からドラム５内に投入され、油圧式連続ミキサー２内を混合されながら図３の左手側から右手側に移動し、排出口１５（図３参照）から導出される。この排出口１５の下方には、例えば排出コンベア（図示していない）を配置し、発生土を排出口１５から連続的に導出することができるようにする。なお、導出した改良後の発生土は適宜の集積場に集積等すればよい。
また、土砂供給装置１及び供給装置３，４による油圧式連続ミキサー２への発生土、石灰系固化材及び酸性中和剤の供給量はインバーター制御により適宜の位置に設置される流量計による計測結果（発生土の圧送量）を反映させた調整が可能であり、その投入量はキャリブレーションによって確認されるようになっている。
そして、以上の発生土の改良システムは、その全体が図外の集中制御盤により適宜に制御される。
改良対象とする発生土が同じ非アルカリ性であっても、発生土に添加する体積当たりの石灰系固化材の添加量が異なる場合は、その添加量に応じて、液状の酸性中和剤を添加するタイミングを変える（例えば石灰系固化材の添加量が多くなるほど酸性中和剤を添加するタイミングを遅らせる）のが、ｐＨ値の安定後（アルカリ反応終了後）に中和剤で処理することができる点で好ましい。例えば、改良対象とする発生土が泥土圧シールドで発生するものであれば、石灰系固化材の添加量を発生土１ｍ３ あたり２０ｋｇ前後とし、中和剤を添加するまでに３日程度の放置期間を設ける、改良対象とする発生土が浚渫土であれば、その含水比にもよるが石灰系固化材の添加量を発生土１ｍ３ あたり５０～６０ｋｇ前後とし、中和剤を添加するまでに７日程度の放置期間を設ける、というように、石灰系固化材の添加量の増減に応じて放置期間の日数を変えることが考えられる。
他方、改良対象とする発生土がアルカリ性である場合は、図１に示す発生土の改良システムを用いて、発生土に液状の酸性中和剤を添加して、本方法を実施することが考えられる。
すなわち、この場合、土砂供給装置１から油圧式連続ミキサー２に発生土を供給する際、石灰系固化材供給装置３から油圧式連続ミキサー２への石灰系固化材の供給を行わず、酸性中和剤供給装置４から油圧式連続ミキサー２に酸性中和剤の供給を行い、発生土に液状の酸性中和剤のみを添加・混合し、このようにして油圧式連続ミキサー２において改良された発生土は、排出口１５から連続的に導出され、適宜の集積場に集積等される。
上記のように実施される本方法では、液状の酸性中和剤を用いるため、改良後の発生土のｐＨを確実に低下させる（中和する）のが容易であり、ひいては環境保全に寄与するものとなる。また、中性固化材とは異なり、資材単価が比較的低廉であって大量使用も不要である石灰系固化材及び液状の酸性中和剤を用いるので、経済性にも優れる。さらに、改良前の発生土の含水比が高い場合でも、石灰系固化材によって含水比を低下させれば、改良後の発生土の強度向上をも図ることができる。
なお、本発明は、本方法に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論であり、本明細書で挙げた変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。
本発明に係る発生土の改良方法を実施する前に、性状の異なる発生土どうしを適宜に混合してもよい。例えば、非アルカリ性を示し含水比の高い発生土と、アルカリ性を示し含水比の低い発生土とを混合し、本方法に係る石灰系固化材の使用量の低減を図るようにしてもよい。
１ 土砂供給装置
２ 油圧式連続ミキサー
３ 石灰系固化材供給装置
４ 酸性中和剤供給装置
５ ドラム
６ 駆動手段
７ 蓋
７ａ 筒付き蓋
７ｂ 開口付き蓋
８ 被係止部
９ 挿通孔
１０ 係止片
１１ 鎖
１２ 把手
１３ 接続筒
１４ 投入口
１５ 排出口
２ 油圧式連続ミキサー
３ 石灰系固化材供給装置
４ 酸性中和剤供給装置
５ ドラム
６ 駆動手段
７ 蓋
７ａ 筒付き蓋
７ｂ 開口付き蓋
８ 被係止部
９ 挿通孔
１０ 係止片
１１ 鎖
１２ 把手
１３ 接続筒
１４ 投入口
１５ 排出口
本発明は、例えば、浚渫土、建設残土等の発生土の有効利用に資する発生土の改良方法に関する。
従来、浚渫土、建設残土等の発生土については、その利用を可能とするための改良が定着している。そして、一般的に、発生土は、石灰やセメント系固化材の使用により改良される。
しかし、上記従来の改良方法では、石灰やセメント系固化材の使用により改良された発生土はアルカリ性を示し、アルカリ溶出水や緑化への弊害など、環境保全上の問題がある。こうした観点から、発生土を中性固化材で改良することも行われているが、通常、中性固化材は資材単価が高い上、発生土の改良には大量の中性固化剤が必要なため、経済性に欠ける上、改良後の発生土の強度が低いという問題もある。
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、環境保全に寄与し、経済性に優れ、改良後の発生土の強度向上をも図ることができる発生土の改良方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る発生土の改良方法は、浚渫土や建設残土等である発生土の改良方法であって、前記発生土がアルカリ性か非アルカリ性かを確認した後、前記発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土が非アルカリ性である場合に、発生土に石灰系固化材を添加し、この添加時から３～７日後であり、石灰系固化材によるアルカリ反応の終了後に、発生土に液状の酸性中和剤を添加する（請求項１）。
上記発生土の改良方法において、前記発生土が非アルカリ性である場合における発生土への石灰系固化材の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で油圧式連続ミキサーに供給しつつ、石灰系固化材供給装置によって石灰系固化材を油圧式連続ミキサーに供給し、油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と石灰系固化材とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行い、前記発生土が非アルカリ性である場合及びアルカリ性である場合における発生土への液状の酸性中和剤の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で前記油圧式連続ミキサーに供給しつつ、酸性中和剤供給装置によって酸性中和剤を前記油圧式連続ミキサーに供給し、前記油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と酸性中和剤とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行う（請求項２）。
また、本発明に係る発生土の改良方法は、浚渫土や建設残土等である発生土の改良方法であって、前記発生土がアルカリ性か非アルカリ性かを確認した後、前記発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土が非アルカリ性である場合における発生土への石灰系固化材の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で油圧式連続ミキサーに供給しつつ、石灰系固化材供給装置によって石灰系固化材を油圧式連続ミキサーに供給し、油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と石灰系固化材とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行い、前記発生土が非アルカリ性である場合及びアルカリ性である場合における発生土への液状の酸性中和剤の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で前記油圧式連続ミキサーに供給しつつ、酸性中和剤供給装置によって酸性中和剤を前記油圧式連続ミキサーに供給し、前記油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と酸性中和剤とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行う（請求項３）。
また、本発明に係る発生土の改良方法は、浚渫土や建設残土等である発生土の改良方法であって、前記発生土がアルカリ性か非アルカリ性かを確認した後、前記発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加し、前記発生土が非アルカリ性である場合における発生土への石灰系固化材の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で油圧式連続ミキサーに供給しつつ、石灰系固化材供給装置によって石灰系固化材を油圧式連続ミキサーに供給し、油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と石灰系固化材とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行い、前記発生土が非アルカリ性である場合及びアルカリ性である場合における発生土への液状の酸性中和剤の添加は、前記発生土を土砂供給装置に投入し、この土砂供給装置により発生土を任意の流量で前記油圧式連続ミキサーに供給しつつ、酸性中和剤供給装置によって酸性中和剤を前記油圧式連続ミキサーに供給し、前記油圧式連続ミキサー内で適宜の比率で発生土と酸性中和剤とを連続的に撹拌混合しながら搬送することによって行う（請求項３）。
本願発明では、環境保全に寄与し、経済性に優れ、改良後の発生土の強度向上等、再生利用を可能とした発生土の改良方法が得られる。
すなわち、本願の各請求項に係る発明の発生土の改良方法では、液状の酸性中和剤を用いるため、改良後の発生土のｐＨを確実に低下させるのが容易であり、ひいては環境保全に寄与するものとなる。また、中性固化材とは異なり、資材単価が比較的低廉であって大量使用も不要である石灰系固化材及び液状の酸性中和剤を用いるので、経済性にも優れる。さらに、改良前の発生土の含水比が高い場合でも、石灰系固化材によって含水比を低下させれば、改良後の発生土の強度向上をも図ることができるし、現地での有効利用も可能となる。
請求項１，２に係る発明の発生土の改良方法では、石灰系固化材の効果を十分に発揮させることができる。
本発明の実施の形態について以下に説明する。
本例の発生土の改良方法（以下、「本方法」と略称する）は、浚渫土や建設残土等である発生土を、盛土や植栽基盤材、農地の嵩上げ等に利用可能に改良するものであり、改良対象とする発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、およそ４～６日後にアルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加して中和し、発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加して中和する。なお、発生土の改良に用いる石灰系固化材及び液状の酸性中和剤は、例えば改良後の発生土の用途に適したものを適宜選択して使用すればよい。また、発生土がアルカリ性か非アルカリ性かは、ｐＨ計等を用いて容易に確認することができる。
改良対象とする発生土が非アルカリ性である場合は、図１に示す発生土の改良システムを用いて、発生土に石灰系固化材を添加して、ｐＨ値の上昇が終了すれば中和可能となる、本方法を実施することが考えられる。
すなわち、図１を参照しながら説明すると、まず、例えば図外のバックホウにより、改良対象とする発生土を土砂供給装置１に投入する。必要に応じ、この投入前に、バックホウによって発生土からの異物等の除去やバケットミキシングによる解砕（１次解砕）を行う。
土砂供給装置１は、解砕機と振動篩と磁選機とを具備し、投入された発生土に対して、解砕機による解砕（２次解砕）と、振動篩による夾雑物の除去と、磁選機による鉄系不純物の除去とを行う。
その後、発生土は土砂供給装置１により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給され、石灰系固化材供給装置３によって油圧式連続ミキサー２に供給される石灰系固化材とともに、油圧式連続ミキサー２内で適宜の比率で連続的に撹拌混合されながら搬送される。そして、この搬送中にも発生土の解砕（３次解砕）が行われることとなる。また、油圧式連続ミキサー２から搬出された発生土は、例えば適宜の集積場等で保管される。
このように、発生土の強度特性や含水比等の調整を行うために、一旦非アルカリ性の発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ土に改良する。そして、石灰系固化材の添加時からおよそ３～７日後であり、石灰系固化材によるアルカリ反応の終盤（大半の発生土が所定のアルカリ性（所定のｐＨ値をとる状態）になった段階、あるいは発生土のｐＨ値の上昇が緩やかになった段階）またはその後（望ましくはアルカリ反応の終了後）に、発生土（アルカリ土）に液状の酸性中和剤を添加して中和する。
アルカリ土に改良した発生土に対する液状の酸性中和剤の添加（中和）は、例えばバックホウにより発生土（アルカリ土）を土砂供給装置１に投入し、発生土（アルカリ土）を土砂供給装置１により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給しつつ、酸性中和剤供給装置４によって油圧式連続ミキサー２に酸性中和剤を供給し、油圧式連続ミキサー２内で発生土及び酸性中和剤を適宜の比率で連続的に撹拌混合しながら搬送することにより行える。
なお、石灰系固化材供給装置３及び酸性中和剤供給装置４は、それぞれ貯蔵部に貯蔵した石灰系固化材、酸性中和剤を供給機（例えば石灰系固化材の場合はスクリューフィーダー、酸性中和剤の場合は定量ポンプ）により任意の流量で油圧式連続ミキサー２に供給可能に構成されている。
ここで、油圧式連続ミキサー２の一例を図２、図３に示す。この油圧式連続ミキサー２は、ドラム５内部に、移動翼、撹拌翼、切り羽根の組合せからなる撹拌搬送機構（図示していない）を備えるものである。油圧式連続ミキサー２に内蔵の撹拌搬送機構は、トルクの大きな油圧の駆動手段６によって駆動し、発生土の搬送量を調整可能な状態で、この発生土を定量かつ連続的に撹拌搬送できるようになっている。
ドラム５は、図２に示すように、縦断面視が円の上部を水平に切り取った形状を呈し、上部には着脱自在な平面視略矩形の蓋７を長手方向（搬送方向）に複数有する（図３参照）。従って、撹拌搬送路となるドラム５の内部空間の天井面は平坦状となり、ドラム５の縦断面視を真円状にしてある場合より、ドラム５内を搬送される対象が跳ね上げられたときに天井面に早くあたることになり、それだけ搬送方向への移動スピードが上がり、処理効率の向上が図られると同時に、搬送対象の粒径等のばらつきも小さくなるように高品質に処理可能となっている。
また、図２に示すように、各蓋７には、ドラム５の上部に突出する略Λ状の被係止部８によって挿通される挿通孔９が設けられ、挿通孔９を挿通した状態の各被係止部８に係止片１０を差し込むことにより、蓋７が閉じた状態でロックされることになる。尚、図２において、１１は鎖、１２は把手であり、係止片１０は鎖１１によってドラム５に連結されている。
また、蓋７としては、図２、図３に示すように、投入口１４を形成する接続筒１３が連設された筒付き蓋７ａと、接続筒１３の代わりに開口が設けられてこれが投入口１４となっている開口付き蓋７ｂとの２種類が設けられている。この２種類の蓋７ａ、７ｂの並び順や個数の比率等は任意に変更可能である。
各蓋７は、矩形状をしており、ドラム５への装着姿勢を２通りに変更可能である。そして、筒付き蓋７ａの接続筒１３は、図２に示すように真上を向いておらず、横方に曲がっているので、筒付き蓋７ａの装着姿勢の変更に伴って投入口１４の向きまたは位置を変更することができる。そのため、油圧式連続ミキサー２と土砂供給装置１、供給装置３，４との配置関係に応じて投入口１４の向きまたは位置を変更することにより、投入口１４に対する土砂供給装置１、供給装置３，４の接続作業を行い易くすることが可能となる。同様の効果を奏功することを狙って、開口付き蓋７ｂに設ける開口を、開口付き蓋７ｂの平面視中央から外した位置に設けるようにしてもよい。
そして、土砂供給装置１からの発生土と、供給装置３，４からの石灰系固化材、酸性中和剤とは、各々任意の投入口１４からドラム５内に投入され、油圧式連続ミキサー２内を混合されながら図３の左手側から右手側に移動し、排出口１５（図３参照）から導出される。この排出口１５の下方には、例えば排出コンベア（図示していない）を配置し、発生土を排出口１５から連続的に導出することができるようにする。なお、導出した改良後の発生土は適宜の集積場に集積等すればよい。
また、土砂供給装置１及び供給装置３，４による油圧式連続ミキサー２への発生土、石灰系固化材及び酸性中和剤の供給量はインバーター制御により適宜の位置に設置される流量計による計測結果（発生土の圧送量）を反映させた調整が可能であり、その投入量はキャリブレーションによって確認されるようになっている。
そして、以上の発生土の改良システムは、その全体が図外の集中制御盤により適宜に制御される。
改良対象とする発生土が同じ非アルカリ性であっても、発生土に添加する体積当たりの石灰系固化材の添加量が異なる場合は、その添加量に応じて、液状の酸性中和剤を添加するタイミングを変える（例えば石灰系固化材の添加量が多くなるほど酸性中和剤を添加するタイミングを遅らせる）のが、ｐＨ値の安定後（アルカリ反応終了後）に中和剤で処理することができる点で好ましい。例えば、改良対象とする発生土が泥土圧シールドで発生するものであれば、石灰系固化材の添加量を発生土１ｍ３ あたり２０ｋｇ前後とし、中和剤を添加するまでに３日程度の放置期間を設ける、改良対象とする発生土が浚渫土であれば、その含水比にもよるが石灰系固化材の添加量を発生土１ｍ３ あたり５０～６０ｋｇ前後とし、中和剤を添加するまでに７日程度の放置期間を設ける、というように、石灰系固化材の添加量の増減に応じて放置期間の日数を変えることが考えられる。
他方、改良対象とする発生土がアルカリ性である場合は、図１に示す発生土の改良システムを用いて、発生土に液状の酸性中和剤を添加して、本方法を実施することが考えられる。
すなわち、この場合、土砂供給装置１から油圧式連続ミキサー２に発生土を供給する際、石灰系固化材供給装置３から油圧式連続ミキサー２への石灰系固化材の供給を行わず、酸性中和剤供給装置４から油圧式連続ミキサー２に酸性中和剤の供給を行い、発生土に液状の酸性中和剤のみを添加・混合し、このようにして油圧式連続ミキサー２において改良された発生土は、排出口１５から連続的に導出され、適宜の集積場に集積等される。
上記のように実施される本方法では、液状の酸性中和剤を用いるため、改良後の発生土のｐＨを確実に低下させる（中和する）のが容易であり、ひいては環境保全に寄与するものとなる。また、中性固化材とは異なり、資材単価が比較的低廉であって大量使用も不要である石灰系固化材及び液状の酸性中和剤を用いるので、経済性にも優れる。さらに、改良前の発生土の含水比が高い場合でも、石灰系固化材によって含水比を低下させれば、改良後の発生土の強度向上をも図ることができる。
なお、本発明は、本方法に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論であり、本明細書で挙げた変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。
本発明に係る発生土の改良方法を実施する前に、性状の異なる発生土どうしを適宜に混合してもよい。例えば、非アルカリ性を示し含水比の高い発生土と、アルカリ性を示し含水比の低い発生土とを混合し、本方法に係る石灰系固化材の使用量の低減を図るようにしてもよい。
１ 土砂供給装置
２ 油圧式連続ミキサー
３ 石灰系固化材供給装置
４ 酸性中和剤供給装置
５ ドラム
６ 駆動手段
７ 蓋
７ａ 筒付き蓋
７ｂ 開口付き蓋
８ 被係止部
９ 挿通孔
１０ 係止片
１１ 鎖
１２ 把手
１３ 接続筒
１４ 投入口
１５ 排出口
２ 油圧式連続ミキサー
３ 石灰系固化材供給装置
４ 酸性中和剤供給装置
５ ドラム
６ 駆動手段
７ 蓋
７ａ 筒付き蓋
７ｂ 開口付き蓋
８ 被係止部
９ 挿通孔
１０ 係止片
１１ 鎖
１２ 把手
１３ 接続筒
１４ 投入口
１５ 排出口
Claims (2)
- 浚渫土や建設残土等である発生土の改良方法であって、
前記発生土が非アルカリ性であれば、発生土に石灰系固化材を添加し、アルカリ性になった発生土に液状の酸性中和剤を添加し、
前記発生土がアルカリ性であれば、発生土に液状の酸性中和剤を添加することを特徴とする発生土の改良方法。 - 前記発生土が非アルカリ性である場合に、発生土に石灰系固化材を添加し、この添加時からおよそ３～７日後であり、石灰系固化材によるアルカリ反応の終盤またはその後に、発生土に液状の酸性中和剤を添加する請求項１に記載の発生土の改良方法。
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