JP2023140553A - 圧送方法および圧送システム - Google Patents

Abstract

【課題】地球温暖化の要因となる二酸化炭素の低減に寄与できる圧送方法および圧送システムを提供する。
【解決手段】二酸化炭素供給手段３により圧縮機２に二酸化炭素Ｃを供給して、圧縮機２により、施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを管体内に送気することにより、管体内で、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの圧送対象物を圧送する。そして、圧送対象物に二酸化炭素Ｃを混入することにより、二酸化炭素Ｃを改良後の土中に貯留する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧送方法および圧送システムに関し、さらに詳しくは、地球温暖化の要因となる温室効果ガスである二酸化炭素の低減に寄与できる圧送方法および圧送システムに関するものである。

地球温暖化の抑制のため、土木・建築工事において二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の低減が重要な課題になっている。従来、土木・建築工事では、空気圧縮機（コンプレッサー）によって圧縮した圧縮空気を管体内に送気することにより、土や土に混合する混合材などを圧送している（例えば、特許文献１参照）。この従来の圧送方法では、空気圧縮機が施工現場で給気した空気を圧縮して管体内に送気しているだけであるため、二酸化炭素の低減には寄与していない。

特開平６－１７１７５１号公報

本発明の目的は、圧送方法および圧送システムに関し、さらに詳しくは、地球温暖化の要因となる温室効果ガスである二酸化炭素の低減に寄与できる圧送方法および圧送システムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の圧送方法は、圧縮気体を管体内に送気することにより前記管体内で、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの圧送対象物を圧送する圧送方法において、施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた前記圧縮気体を前記管体内に送気することを特徴とする。

本発明の圧送システムは、管体に接続された圧縮機を備えて、前記圧縮機により圧縮気体が前記管体内に送気されることにより前記管体内で、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの圧送対象物が圧送される圧送システムにおいて、前記圧縮機に接続された二酸化炭素供給手段を備え、前記二酸化炭素供給手段により前記圧縮機に二酸化炭素が供給されて、前記圧縮機により、施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合が高められた前記圧縮気体が、前記管体内に送気される構成であることを特徴とする。

本発明によれば、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの圧送対象物を管体内で圧送する圧縮気体として、空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた圧縮気体を管体内に送気することで、土木・建築工事において二酸化炭素を有効に活用できる。さらに、圧縮気体における二酸化炭素の体積割合を空気よりも高めることで、圧送対象物を管体内で圧送する過程で、圧縮気体に多く含まれる二酸化炭素を圧送対象物（改良前の土、混合材、改良後の土）に混入させることができる。そのため、改良後の土に二酸化炭素を貯留することができ、二酸化炭素の低減に寄与できる。

本発明の二酸化炭素の土中貯留方法をＳＧＭ軽量土工法に適用した実施形態を模式的に例示する説明図である。 本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を空気圧送船の圧送システムに適用した実施形態を模式的に例示する説明図である。 本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を管中混合固化処理工法に適用した実施形態を模式的に例示する説明図である。

以下、本発明の圧送方法および圧送システムを図に示した実施形態に基づいて説明する。

本発明は、圧縮気体を管体内に送気することにより管体内で、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの圧送対象物を圧送する圧送方法および圧送システムである。従来では、空気圧縮機（コンプレッサー）により施工現場で給気した空気を圧縮して管体内に圧縮空気を送気している。それに対して、本発明では、圧縮機により施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた圧縮気体を管体内に送気する。

図１は、地盤の改良工法であるＳＧＭ軽量土工法に本発明の圧縮方法および圧送システム１を適用した実施形態を例示している。後に別の実施形態として例示するが、本発明は、ＳＧＭ軽量土工法に限らず他にも様々な土（地盤）の改良を行う工法に適用することができる。

本発明の圧送システム１は、管体に接続された圧縮機２と、圧縮機２に接続された二酸化炭素供給手段３とを備えて構成される。圧縮機２は給気した気体を圧縮して、その圧縮気体ＣＧを管体内に送気する装置である。圧縮機２は、例えば、従来使用されている空気圧縮機（コンプレッサー）の給気構造を改良することで簡易に作製できる。二酸化炭素供給手段３は、圧縮機２に二酸化炭素Ｃの気体を供給する手段である。

二酸化炭素供給手段３としては、二酸化炭素Ｃが予め貯留された高圧容器４（ボンベ）から圧縮機２に二酸化炭素Ｃを供給する構成や、施工現場で使用する機械が排出した二酸化炭素Ｃを圧縮機２に供給する構成などが例示できる。前述した二酸化炭素Ｃを排出する施工現場で使用する機械としては、建設機械や車両、船舶のディーゼル機関、工事に用いられる各機械（例えば、発電機等）などが例示できる。施工現場の機械が排出した二酸化炭素Ｃを圧縮機２に供給する構成では、施工現場の機械が排出した排気ガスに含まれる汚染物質を土中に封じ込めることが許容できない施工現場においては、機械が排出した排気ガスからフィルターなどを用いて粒子状物質（ＰＭ）や窒素酸化物（例えば、ＮＯやＮＯ₂）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの汚染物質を取り除いた上で、その排気ガスに含まれていた二酸化炭素Ｃの気体を圧縮機２に供給することが好ましい。

施工現場の標高などによって空気（地表付近の大気）に含まれる二酸化炭素Ｃの体積割合は多少異なるが、通常の空気における二酸化炭素Ｃの体積割合は約０．０３～０．０４％程度である。従来方法の空気圧縮機で送気する圧縮空気に含まれる二酸化炭素Ｃの体積割合も概ね同様の数値である。本発明では、圧縮機２により施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを管体内に送気する。具体的には、圧縮気体ＣＧに含まれる二酸化炭素Ｃの体積割合を、例えば、０．４％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは１０％以上とする。或いは、圧縮気体ＣＧに含まれる二酸化炭素Ｃの体積割合を、施工現場の空気に含まれる二酸化炭素Ｃの体積割合の例えば、１０倍以上、より好ましくは５０倍以上、さらに好ましくは２５０倍以上とする。圧縮気体ＣＧに含まれる二酸化炭素Ｃの体積割合の上限値は例えば、９７％以下である。

ＳＧＭ軽量土工法は、水底や陸上から採取した土（原料土１０）に水を加えて作製したスラリー状の泥水１１と、発泡フォーム１３またはスチレンビーズ等の軽量材と、セメント等の固化材１２とを混合することにより、スラリー状の軽量地盤材料１５を作製して打設する地盤改良工法である。発泡フォーム１３は、気泡を界面活性の高い物質の膜でコーティングしたものである。この実施形態では、発泡フォーム１３を混合した軽量地盤材料１５を打設する場合を例示する。

図１に例示するように、ＳＧＭ軽量土工法では、軽量土混練機１４にスラリー状の泥水１１と固化材１２（例えば、セメント）と発泡フォーム１３（気泡）とを供給する。軽量土混練機１４に泥水１１を供給するラインでは、水底や陸上の土（原料土１０）を採取し、その原料土１０（改良前の土）に含まれる礫や異物の除去を行う。次いで、原料土１０を、建設機械１７などを使用して振動篩１８に投入し、振動篩１８により原料土１０の分級を行うことで、原料土１０から粒径の比較的大きい粒子（例えば、粒径が５ｍｍ～１０ｍｍ以上）を取り除く。その後、振動篩１８によって分級した原料土１０を解泥機１９によって解泥し、その解泥した原料土１０を貯泥槽２０に投入する。貯泥槽２０では原料土１０に水を加えてスラリー状の泥水１１を作製する。

この実施形態では、原料土１０に加える水として、二酸化炭素Ｃ（炭酸ガス）を溶解させた炭酸溶液ＣＷ（炭酸水または炭酸水に添加物を加えた溶液）を使用している。例えば、貯泥槽２０に予め二酸化炭素Ｃを貯留しておいた高圧容器４を接続して、高圧容器４によって貯泥槽２０内に二酸化炭素Ｃを供給することにより、泥水１１に二酸化炭素Ｃを混入して溶解させる構成にすることもできる。

次いで、貯泥槽２０に貯められた泥水１１を送泥ポンプ２１により軽量土調泥機２２へ送る。そして、軽量土調泥機２２により、泥水１１の密度とフロー値の調整を行う。原料土１０が砂質土の場合には、必要に応じてベントナイトなどの添加材を加えて、泥水１１を所定の密度およびフロー値に調整する。軽量土調泥機２２によって密度およびフロー値を調整した泥水１１（調整泥土）は軽量土混練機１４に送る。

軽量土混練機１４に固化材１２（改良する土に混合する混合材）を供給するラインでは、固化材１２が貯蔵された貯蔵設備２３（サイロ）から軽量土混練機１４に固化材１２を供給する。この実施形態では、貯蔵設備２３に二酸化炭素Ｃが予め貯留されている高圧容器４（４Ａ）を接続して、貯蔵設備２３に貯蔵された固化材１２に二酸化炭素Ｃを混入して溶解させる構成にしている。

軽量土混練機１４に発泡フォーム１３（改良する土に混合する混合材）を供給するラインでは、起泡剤２４を水２５で希釈した希釈液２６を希釈液ポンプ２７によって発泡機２８に供給する。この実施形態では、希釈に用いる水２５として、二酸化炭素Ｃを溶解させた炭酸溶液ＣＷ（炭酸水）を使用している。例えば、希釈に用いる水２５を貯留した貯水槽２９に二酸化炭素Ｃが予め貯留されている高圧容器４を接続して、高圧容器４によって貯水槽２９内に二酸化炭素Ｃを供給することにで、希釈に用いる水２５に二酸化炭素Ｃを混入して溶解させておく構成にすることもできる。また、例えば、起泡剤２４を貯留した貯液槽３０に高圧容器４を接続して、高圧容器４によって貯液槽３０内に二酸化炭素Ｃを供給することで、起泡剤２４に二酸化炭素Ｃを混入して溶解させておく構成にすることもできる。

発泡機２８にはさらに圧縮機２（２Ａ）により圧縮気体ＣＧを供給する。従来では、施工現場で給気した空気を空気圧縮機（コンプレッサー）によって圧縮して、その圧縮した空気を発泡機２８に送気している。それに対して、この実施形態では、二酸化炭素Ｃが予め貯留されている高圧容器４（４Ｂ）を圧縮機２Ａに接続し、高圧容器４Ｂから圧縮機２Ａに二酸化炭素Ｃを供給することで、圧縮機２Ａから発泡機２８に施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを供給する構成にしている。高圧容器４を接続可能な圧縮機２は、例えば、従来使用されている空気圧縮機の給気構造を改良することで簡易に作製できる。発泡機２８では、供給された希釈液２６と圧縮気体ＣＧを使用して多数の細かな気泡を有する発泡フォーム１３を生成する。発泡機２８によって生成した発泡フォーム１３は軽量土混練機１４に送る。

軽量土混練機１４では、供給された泥水１１（調整泥土）と固化材１２と発泡フォーム１３とをミキサにより撹拌混合し、多数の気泡を含むスラリー状の軽量地盤材料１５（改良後の土）を生成する。そして、軽量土混練機１４によって生成した固化前の軽量地盤材料１５を打設機１６に圧送し、打設機１６によって軽量地盤材料１５を、地盤改良を行う水底や陸上に打設する。

この実施形態では、前述した軽量土混練機１４によって生成した固化前の軽量地盤材料１５を打設機１６に圧送するシステムに本発明の圧送システム１を適用している。具体的には、圧送ポンプ３１により固化前の軽量地盤材料１５を圧送管３２内で圧送するとともに、圧縮機２（２Ｂ）によって圧送管３２内に施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを送気することで、軽量地盤材料１５を打設機１６に圧送する構成にしている。この実施形態では、圧縮機２Ｂに二酸化炭素Ｃが貯留された高圧容器４（４Ｃ）を接続し、高圧容器４Ｃから圧縮機２Ｂに二酸化炭素Ｃを供給する構成にしている。なお、圧縮機２による圧縮気体ＣＧの送気量が高圧容器４から供給される気体の供給量を上回る場合には、圧縮機２は高圧容器４から供給される二酸化炭素Ｃの体積割合が高い気体とともに施工現場の空気を給気して、施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを送気する構成にすることもできる。

打設した軽量地盤材料１５が固化すると、気泡によって形成された多数の独立した空隙が保持された状態の軽量地盤が形成される。軽量地盤の内部には、多数の独立した空隙に二酸化炭素Ｃを多く含む気体が保持された状態となる。硬化した状態の軽量地盤材料１５の単位体積重量は８～１３ｋＮ／ｍ³程度と一般的な地盤材料に比べて軽量であり、軽量地盤材料１５は地盤沈下や地震、液状化などに対する十分な強度を有している。そのため、ＳＧＭ軽量土工法により軽量地盤材料１５を打設することで、安定した地盤を形成することができる。

このように、本発明によれば、圧送対象物を管体内で圧送する圧縮気体として、空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを管体内に送気することで、土木・建築工事において二酸化炭素Ｃを有効に活用できる。さらに、圧縮気体ＣＧにおける二酸化炭素Ｃの体積割合を空気よりも高めることで、圧送対象物（この実施形態では、固化前の軽量地盤材料１５）を管体内で圧送する過程で、圧縮気体ＣＧに含まれる多くの二酸化炭素Ｃを圧送対象物に混入させることができる。そのため、二酸化炭素Ｃを改良後の土に貯留することができ、土木・建築工事における二酸化炭素Ｃの低減に寄与できる。

二酸化炭素の削減方法として、火力発電所や化学工場などから排出された二酸化炭素を他の気体から分離して集め、その集めた二酸化炭素を大深度の地中に圧入して貯留する二酸化炭素回収・貯留技術（所謂、ＣＣＳ）が研究されているが、このＣＣＳでは二酸化炭素を大深度の地中に圧入するため、特殊で大掛かりな設備が必要となり、多大なエネルギーを要する。それに対して、本発明では、土（地盤）を改良する施工における圧送対象物の圧送方法を、従来の空気圧縮機による空気圧送から、圧縮機２によって施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを管体内に送気する方法に置き換えるだけでよいため、大掛かりな設備は必要なく、従来の空気圧送方法に比して多大なエネルギーを要することもない。それ故、土木・建築工事における二酸化炭素Ｃの削減方法として、当業者にとっては非常に有益である。

この実施形態のように、高圧容器４などに予め貯留しておいた二酸化炭素Ｃを、圧縮気体ＣＧ内の二酸化炭素Ｃとして使用する構成にすると、本発明の圧送システム１を非常に簡素に構成できる。さらに、二酸化炭素供給手段３として高圧容器４を用いると、圧縮機２に二酸化炭素Ｃの体積割合が高い気体を供給できるので、圧送対象物に多くの二酸化炭素Ｃを効率的に混入することができる。それ故、改良後の土中に貯留する二酸化炭素Ｃを増やすには有利になる。また、施工現場以外で排出された二酸化炭素Ｃを改良後の土中に貯留することも可能になる。

二酸化炭素供給手段３は、例えば、施工現場で使用される機械が排出した二酸化炭素Ｃを、圧縮気体ＣＧ内の二酸化炭素Ｃとして使用する構成にすることもできる。その場合には、例えば、二酸化炭素Ｃを排出する機械の排気口と二酸化炭素Ｃを供給する圧縮機２の給気口とを配管で接続する。機械が排出した排気ガスに含まれる汚染物質を土中に封じ込めることが許容できない施工現場においては、例えば、配管に機械が排出した排気ガスから汚染物質を取り除くフィルターなどを設ける。

前述した施工現場で使用される機械としては、ＳＧＭ軽量土工法では、原料土１０の採取に使用される建設機械や船舶（グラブバケットを備えたクレーン船など）のディーゼル機関、振動篩１８に原料土１０を投入する建設機械１７、軽量地盤材料１５の生成に用いられる各機械（圧縮機２Ａ、希釈液ポンプ２７等）が例示できる。また、軽量地盤材料１５を打設機１６に圧送する圧縮機２Ｂや、施工で使用する各機械に電力を供給する発電機、打設機１６などが例示できる。

これらの機械から排出される二酸化炭素Ｃを圧縮機２（２Ｂ）に供給して圧縮気体ＣＧ内の二酸化炭素Ｃとして使用することで、ＳＧＭ軽量土工法の施工において大気中に排出する二酸化炭素Ｃを効果的に低減できる。特にＳＧＭ軽量土工法では、打設機１６や圧縮機２が排出する二酸化炭素Ｃの排出量が比較的多いため、打設機１６や圧縮機２が排出した二酸化炭素Ｃを回収して圧縮気体ＣＧ内の二酸化炭素Ｃとして使用すると、ＳＧＭ軽量土工法における二酸化炭素Ｃの排出量を効果的に低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、圧送管３２内で軽量地盤材料１５を圧送する過程で固化前の軽量地盤材料１５を加温することができる。固化前の軽量地盤材料１５を加温できることで、打設した軽量地盤材料１５が固化するまでの養生期間を短縮するには有利になる。

この実施形態のように、ＳＧＭ軽量土工法では、原料土１０に加える水や、固化材１２、起泡剤を希釈する水２５などに二酸化炭素Ｃを混合することで、軽量地盤材料１５（改良後の土）に多くの二酸化炭素Ｃを混入することができる。また、発泡機２８に圧縮機２Ａから施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを送気することで、発泡機２８で生成する発泡フォーム１３内に多くの二酸化炭素Ｃを混入させることができる。また、固化前の軽量地盤材料１５を圧送する圧送管３２に圧縮機２Ｂから施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを送気することで、軽量地盤材料１５を圧送する過程で軽量地盤材料１５に二酸化炭素Ｃを効果的に混入することができる。

このように、ＳＧＭ軽量土工法では、軽量地盤材料１５の生成過程や圧送過程において改良前の土や土に混合する混合材、改良後の土に二酸化炭素Ｃを混合することで、軽量地盤材料１５に多くの二酸化炭素Ｃを混入させることができる。さらに、軽量地盤材料１５が固化した後に形成される軽量地盤の多数の独立した空隙に二酸化炭素Ｃを多く含む気体が保持された状態になるので、二酸化炭素Ｃが地上に流出し難く、多くの二酸化炭素Ｃを土中に安定して貯留することができる。

さらに、二酸化炭素Ｃは水やアルカリ性の固化材１２に比較的溶解しやすいため、軽量地盤材料１５に空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合が高い圧縮気体ＣＧを混入しておくことで、軽量地盤材料１５に空気を混入する場合よりも、軽量地盤に多数のより細かな気泡を形成することが可能になる。それ故、品質の高い軽量地盤を形成するにも有利になる。また、この実施形態のように、ＳＧＭ軽量土工法における複数の工程で被混合物に二酸化炭素Ｃを混入すると、軽量地盤材料１５に含まれる二酸化炭素Ｃの溶解率を高めるには有利になる。

図２に例示する実施形態では、空気圧送船の送泥システム４０に本発明の圧送方法および圧送システム１を適用している。

空気圧送船の送泥システム４０は、浚渫船などによって浚渫した土５０（改良前の土）を改良して、その改良した土５０を大量かつ連続的に長距離送泥するシステムである。送泥システム４０は、剪断機４１、振動篩４２、撹拌機４３、定量供給機４４、助勢ポンプ４５、圧送管４６および圧縮機２（２Ｃ）を備えている。助勢ポンプ４５にはクラッチを介して原動機４７が接続されている。

送泥システム４０では、浚渫した土５０（改良前の土）を剪断機４１に投入し、その土５０を剪断機４１によって破砕して振動篩４２に送る。振動篩４２では、土５０に含まれている所定粒形以上の礫などの障害物５１を除去する。振動篩４２を通過した土５０は撹拌機４３に送る。撹拌機４３では、土５０を撹拌することでさらに細粒化し、その細粒化した土５０（改良した土）を定量供給機４４に送る。定量供給機４４では、単位時間毎に定量の土５０を助勢ポンプ４５に送る。そして、助勢ポンプ４５は、その送られた土５０を圧送管４６に送る。圧縮機２Ｃは、圧送管４６内に圧縮気体ＣＧを送気することで、圧送管４６に送られた土５０を埋立地などへ圧送する。

従来では、圧縮機２Ｃとして空気圧縮機を用いて、圧縮空気を圧送管４６内に送気している。それに対して、本発明を適用した送泥システム４０では、圧縮機２Ｃによって、施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを圧送管４６内に送気する。この実施形態では、二酸化炭素Ｃが予め貯留されている高圧容器４（４Ｄ）を圧縮機２Ｃに接続して、高圧容器４Ｄから圧縮機２Ｃに二酸化炭素Ｃを供給する構成にしている。

このように、本発明を空気圧送船の送泥システム４０に適用すると、圧縮機２Ｃによって圧送管４６に、施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを送気することで、二酸化炭素Ｃを有効に活用できる。さらに、圧送管４６内で送泥する土５０（改良後の土）に二酸化炭素Ｃを混入することができるので、その二酸化炭素Ｃを混入した土５０を埋立地の造成などに使用することで、二酸化炭素Ｃを改良後の土中に貯留することができる。空気圧送船の送泥システム４０では、圧送管４６内で土５０を長距離送泥するので、二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧによって土５０を圧送することで、その圧縮気体ＣＧに含まれる二酸化炭素Ｃを土５０に効果的に混入することができる。

この実施形態のように、高圧容器４Ｄを使用して圧縮機２Ｃに二酸化炭素Ｃを供給する構成にすると、本発明を適用した送泥システム４０を非常に簡素に構成できる。また、高圧容器４Ｄを用いることで、圧縮機２Ｃから送気する圧縮気体ＣＧにおける二酸化炭素Ｃの体積割合を高くするには有利になる。

圧縮機２Ｃに二酸化炭素Ｃを供給する方法は高圧容器４Ｄを使用する場合に限らず、例えば、施工現場で使用する機械（空気圧送船のディーゼル機関も含む）が排出した二酸化炭素Ｃを圧縮機２Ｃに供給することもできる。空気圧送船の送泥システム４０で使用する機械としては、剪断機４１に土５０を投入する建設機械やグラブバケットを備えたクレーン、剪断機４１、振動篩４２、撹拌機４３、定量供給機４４、助勢ポンプ４５、原動機４７、圧縮機２Ｃ、各機械に電力を供給する発電機、空気圧送船のディーゼル機関などが例示できる。特に、送泥システム４０では、原動機４７や空気圧送船のディーゼル機関が排出する二酸化炭素Ｃの排出量が比較的多いため、原動機４７や空気圧送船のディーゼル機関が排出した二酸化炭素Ｃを土５０に混入する二酸化炭素Ｃとして使用すると、空気圧送船の送泥システム４０において大気中に排出する二酸化炭素Ｃを効果的に低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、圧送管４６内で土５０を圧送する過程で土５０を加温することができる。土５０を加温できることで、土５０を用いて形成した改良土（固化処理土）の養生期間を短縮するには有利になる。

図３に例示する実施形態では、管中混合固化処理工法（以下、管中混合工法という）に本発明の圧送方法および圧送システム１を適用している。

管中混合工法は、浚渫土などの比較的軟らかい土７０を管体内で圧送する過程で固化材７１を添加する。そして、圧縮気体ＣＧを管体内に送気することで発生させるプラグ流（乱流）を利用して、管体内で土７０と固化材７１とを撹拌混合して改良土７２を形成しつつ、改良土７２を埋立地などに圧送する工法である。

管中混合工法で使用する管中混合システム６０は、第１の圧送管６１、圧縮機２（２Ｄ）、拡大管６２、固化材供給装置６３、および第２の圧送管６４を備えて構成されている。第１の圧送管６１の後部に圧送管６１よりも径の大きい拡大管６２を接続し、拡大管６２の後部に拡大管６２よりも径の小さい第２の圧送管６４を接続している。第１の圧送管６１には送気管を介して圧縮機２Ｄを接続している。拡大管６２には供給管を介して固化材供給装置６３を接続している。

管中混合工法では、浚渫土などの含水率の比較的高い改良前の土７０を、送泥ポンプなどを使用して第１の圧送管６１に送泥する。圧縮機２Ｄにより第１の圧送管６１の管内に圧縮気体ＣＧを送気すると、第１の圧送管６１の管内でプラグ流（乱流）が発生した状態となり、拡大管６２に向かって気相部７３（圧縮気体ＣＧ）と液相部７４（土７０）とが交互に第１の圧送管６１を流れる状態になる。第１の圧送管６１から拡大管６２に土７０が送られると、相対的に径の大きい拡大管６２では第１の圧送管６１よりも内圧が低下することでプラグ流が一時的に生じない状態となる。

拡大管６２では固化材供給装置６３により土７０に固化材７１を添加する。固化材７１が添加された土７０は圧縮機２Ｄから送気される圧縮気体ＣＧによって徐々に第２の圧送管６４に向かって流れる。そして、第２の圧送管６４では、拡大管６２よりも内圧が高まることで、プラグ流が発生した状態となり、気相部７３（圧縮気体ＣＧ）と液相部７４（土７０および固化材７１）とが交互に第２の圧送管６４内を流れる状態となる。第２の圧送管６４の管内で発生するプラグ流により、土７０と固化材７１は第２の圧送管６４内で送泥される過程で撹拌混合され、改良土７２が形成される。そして、第２の圧送管６４内で形成された改良土７２は埋立地などへ圧送される。

従来では、空気圧縮機を用いて圧縮空気を第１の圧送管６１内に送気している。それに対して、本発明の圧送システム１を適用した管中混合工法では、圧縮機２Ｄによって、施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを第１の圧送管６１内に送気する。この実施形態では、二酸化炭素供給手段３として、二酸化炭素Ｃが予め貯留されている高圧容器４（４Ｅ）を圧縮機２Ｄに接続して、高圧容器４Ｅから圧縮機２Ｄに二酸化炭素Ｃを供給する構成にしている。

このように、本発明を管中混合システム６０に適用すると、圧縮機２Ｄにより第１の圧送管６１に、施工現場の空気よりも二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを送気することにより、第１の圧送管６１において送泥する改良前の土７０や、拡大管６２において送泥する改良前の土７０および固化材７１（混合材）、第２の圧送管６４で送泥する改良土７２（改良後の土）に、二酸化炭素Ｃを効果的に混入することができる。そして、その二酸化炭素Ｃを混入した改良土７２を埋立地の造成などに使用することで、二酸化炭素Ｃを改良後の土中に貯留することができる。また、管中混合システム６０では、第１の圧送管６１と第２の圧送管６４における内圧は比較的高いので、二酸化炭素Ｃの体積割合を高めた圧縮気体ＣＧを送気することで、二酸化炭素Ｃを改良前の土７０や改良土７２に効果的に混入することができる。

この実施形態のように、高圧容器４Ｅを使用して圧縮機２Ｄに二酸化炭素Ｃを供給する構成にすると、本発明を適用した管中混合システム６０を非常に簡素に構成できる。また、高圧容器４Ｅを用いることで、圧縮機２Ｄから送気する圧縮気体ＣＧにおける二酸化炭素Ｃの体積割合を高くするには有利になる。

圧縮機２Ｄに二酸化炭素Ｃを供給する方法は高圧容器４Ｅを使用する場合に限らず、例えば、施工現場で使用する機械（管中混合システム６０を搭載した船舶のディーゼル機関も含む）が排出した二酸化炭素Ｃを圧縮機２Ｄに供給する構成にすることもできる。管中混合工法で使用する機械としては、第１の圧送管６１に改良前の土７０を送泥する送泥ポンプや、圧縮機２Ｄ、固化材供給装置６３、各機器に電気を供給する発電機などが例示できる。特に、管中混合システム６０では、圧縮機２Ｄや船舶のディーゼル機関が排出する二酸化炭素Ｃの排出量が比較的多いため、圧縮機２Ｄや船舶のディーゼル機関が排出した二酸化炭素Ｃを被混合物に混入する二酸化炭素Ｃとして使用すると、管中混合工法において大気中に排出する二酸化炭素Ｃを効果的に低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、土７０や改良土７２を圧送する過程で土７０や改良土７２を加温することができる。改良土７２を加温できることで、改良土７２の養生期間を短縮するには有利になる。

なお、上記では、本発明の圧送方法および圧送システム１に加えて、さらに、改良前の土や改良する土に混合する混合材、改良後の土に、二酸化炭素Ｃを混入する様々な方法を例示したが、それらの二酸化炭素Ｃの混入方法は施工条件などに応じて適宜選択して採用することができる。また、本発明の圧送方法および圧送システム１は、上記で例示した工法に限らず、土の改良を行う工法であれば、他の工法に適用することもできる。

１ 圧送システム
２、２Ａ～２Ｄ 圧縮機
３ 二酸化炭素供給手段
４、４Ａ～４Ｅ 高圧容器
１０ 原料土
１１ 泥水
１２ 固化材
１３ 発泡フォーム
１４ 軽量土混練機
１５ 軽量地盤材料
１６ 打設機
２４ 起泡剤
２５ 水
２６ 希釈液
２８ 発泡機
３１ 圧送ポンプ
３２ 圧送管
４０ 送泥システム
４１ 剪断機
４２ 振動篩
４３ 撹拌機
４４ 定量供給機
４５ 助勢ポンプ
４６ 圧送管
４７ 原動機
５０ 土
６０ 管中混合システム
６１ 第１の圧送管
６２ 拡大管
６３ 固化材供給装置
６４ 第２の圧送管
７０ 土
７１ 固化材
７２ 改良土
Ｃ 二酸化炭素
ＣＧ 圧縮気体
ＣＷ 炭酸溶液

Claims (5)

1. 圧縮気体を管体内に送気することにより前記管体内で、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの圧送対象物を圧送する圧送方法において、
   施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた前記圧縮気体を前記管体内に送気することを特徴とする圧送方法。
2. 予め貯留しておいた前記二酸化炭素を前記圧縮気体内の前記二酸化炭素として使用する請求項１に記載の圧送方法。
3. 施工現場で使用する機械が排出した前記二酸化炭素を前記圧縮気体内の前記二酸化炭素として使用する請求項１または２に記載の圧送方法。
4. 前記圧縮気体に含まれる前記二酸化炭素の体積割合を０．４％以上とする請求項１または２に記載の圧送方法。
5. 管体に接続された圧縮機を備えて、前記圧縮機により圧縮気体が前記管体内に送気されることにより前記管体内で、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの圧送対象物が圧送される圧送システムにおいて、
   前記圧縮機に接続された二酸化炭素供給手段を備え、前記二酸化炭素供給手段により前記圧縮機に二酸化炭素が供給されて、前記圧縮機により、施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合が高められた前記圧縮気体が、前記管体内に送気される構成であることを特徴とする圧送システム。

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