JP3659782B2 - Slurry property measuring system and method, and muddy water treatment system and method using the same - Google Patents

Slurry property measuring system and method, and muddy water treatment system and method using the same Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリー性状測定システムおよび方法並びにこれらを用いた泥水処理システムおよび方法に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
従来より泥水処理システムは、各種の分野において広く用いられている。特に、泥水工法の分野では、例えば安定液を用いた立坑の掘削工法や、泥水式シールド工法等において、工事に使用した排泥水としてのスラリーを処理するために用いられている。ここで、スラリーとは、水と微細粒子が混合した液体のことであり、地中連続壁の安定液や、泥水式シールド工法等における泥水も含まれる。
【０００３】
このような泥水処理システムは通常、地上に設けられることが多いため、現場用地の制約から設置スペースが小さくかつ柔軟性のあるレイアウトが要求され、しかも工事現場からの排泥水を効率よく処理できる能力も要求される。
【０００４】
例えば、泥水式シールド機を用いて切羽を掘削する場合、泥水式シールド機内で、切羽の安定に用いられた泥水は、掘削土砂と攪拌混合されたスラリーとなって地上の泥水処理設備へ送り返される。泥水処理設備では、前述したように送り返されてくるスラリーから土砂成分を分離除去した後、必要な成分調整を行い、再度シールド機へ向け送り出す処理を行う。
【０００５】
前記泥水処理設備は通常、１次処理設備と、２次処理設備とを含んで構成される。
【０００６】
泥水式シールド機から地上に送られてくるスラリーは、１次処理設備において、振動篩および液体サイクロンにより粒径７４μｍ以上の砂、礫等が除去された後、調整槽に送られる。一方、１次処理設備で除去された砂や礫等の土砂は、ベルトコンベヤーを介しホッパーに貯えられ、ダンプカー等で排土として搬出される。
【０００７】
調整槽に送られたスラリーは、作泥設備による増粘材等の添加や、清水槽からの水の供給等により、密度調整等の成分調整が行われた後、送泥管を介して再度シールド機へ向け送られる。
【０００８】
このような調整槽内における成分調整を行う際、調整槽内のスラリーの比重が高い場合、スラリーを希釈する必要があるため、過剰なスラリーが生じる。この過剰なスラリーは、余剰泥水として余剰泥水槽に貯えられる。この余剰泥水は、２次処理設備で処理され、水とそれ以外のシルト粘土分とに分離され、分離されたシルト粘土は改質された状態でホッパーに供給される。そして、ホッパーに貯えられた土砂は、残土としてダンプカー等により排出され、産業廃棄物の中間処理場等へ運び出される。
【０００９】
従来この２次処理設備は、余剰泥水層から取り出される泥水に、凝集剤を添加し、これをフィルタープレスで極めて高い圧力で圧縮し、水とそれ以外の土砂成分とに分離していた。そして分離された水は３次処理設備を介して放流され、土砂成分は固まった状態となって搬出され、ベルトコンベヤーによりホッパーへ搬入されていた。
【００１０】
しかし、このようなフィルタープレスを用いる手法では、余剰泥水としてのスラリーを極めて高い圧力で圧縮しなければならないため、フィルタープレス自体の機械的強度に非常に高いものが要求される。このため、システム全体が大型でかつ高価なものとなってしまう。
【００１１】
このような問題を解決するため、２次処理設備に液体サイクロンを用いて余剰泥水であるスラリーを濃縮化し、この濃縮スラリーを、改質剤を加えて改質する泥水処理設備の提案もなされている。
【００１２】
ところが、シルト、粘土等の粒径の小さな泥水を分級するために用いるサイクロンは、小型であり、かつ、正確な制御が要求される。このため、この提案に係る泥水処理設備は、サイクロンに供給するスラリーの比重を検出する装置を設け、この検出比重に基づきサイクロンのアペックスバルブの絞り開度を制御するように構成されていた。
【００１３】
しかし、処理対象となるスラリーが同一比重である場合でも、これに含まれるシルトや粘土等の成分比率が全く異なると、単に処理対象となるスラリーの比重に基づきアペックスバルブの開度調整をしただけでは、得られる濃縮スラリーの分級量に大きなばらつきが発生してしまうという問題があった。
【００１４】
すなわち、濃縮スラリーをなるべく高比重に濃縮するよう、アペックスバルブの開度制御を行うことが好ましいが、スラリー成分中に細粒分が多くなった場合、濃縮スラリーの分級量がほとんど得られず、比重重視の開度制御では適切な２次処理を行うことが困難であるという問題があった。すなわち、掘削量と２次処理量とのバランスがとれないため、最悪の場合には、シールド工事を一時的に停止しなければならないといった事態が発生してしまう。
【００１５】
本発明の第１の目的は、処理対象となるスラリーを液体サイクロンで分級することにより得られる濃縮スラリーの分級量を、連続的かつ正確に測定することができる泥水性状測定システムおよび方法を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の第２の目的は、得られたスラリー性状に基づき液体サイクロン装置を制御し、スラリーを的確に分級することのできる泥水処理システムおよび方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
スラリー処理用の液体サイクロン装置から送られた濃縮スラリーが自重により下流に流れるよう形成された測定流路と、
前記測定流路下流側の開閉を行う流路開閉手段と、
前記流路開閉手段を制御する制御手段と、
前記流路開閉手段により前記測定流路が閉鎖されることによって、前記測定流路内の所定の測定開始位置から上流側の所定の測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積された蓄積時間を測定する蓄積時間測定手段と、
前記蓄積時間に基づき、前記濃縮スラリーの流量を演算する流量演算手段と、
を有することを特徴とする。
【００１８】
ここで、濃縮スラリーとは、液体サイクロン等により分級（濃縮）されたスラリーのことであり、分級前のスラリーに比べ、密度が大きくなり、流動性は下がるものの失われていない状態にあるスラリーのことである。濃縮スラリーは、このような性状であるため、その性状を測定することは極めて困難である。
【００１９】
本発明によれば、濃縮スラリーの流路を閉鎖し濃縮スラリーを蓄積することにより、閉鎖位置から前記測定終了位置までの測定流路における濃縮スラリーを空気混入のない状態とし、均質なものとすることができる。この均質状態で測定できるため、流動性を有し測定困難な濃縮スラリーの流量を正確に測定することができる。
【００２０】
また、自重によって蓄積するため、機械を用いて圧送する場合に比べ、濃縮スラリーの性状を変化させることなく、正確な測定が行える。
【００２１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１において、
前記測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定終了検出センサを有し、
前記測定開始位置は、前記測定流路の開閉位置に設定されたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、前記測定流路の閉鎖を測定開始のタイミングとして用いることができるため、制御しやすい性状測定システムを実現できる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１において、
前記測定流路の開閉位置より上流側に設定された前記測定開始位置まで前記濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定開始検出センサと、
前記測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定終了検出センサと、
を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、濃縮スラリーの流路を閉鎖し濃縮スラリーを蓄積することにより、閉鎖地点から前記測定終了位置までの測定流路における濃縮スラリーを空気混入のない状態とし、均質なものとすることができる。この均質状態で測定できるため、流動性を有し測定困難な濃縮スラリーの流量を正確に測定することができる。その上、測定の開始と終了のタイミングをセンサにより検出するため、正確に測定でき、濃縮スラリー流量の測定精度を高めることができる。
【００２５】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記開閉手段は、前記測定流路下流側の端部を開閉することを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、端部を開閉するため、中腹部を開閉する場合と比べ、簡易かつ短時間に開閉を行うことができ、連続的に測定を行うことが可能となる。
【００２７】
また、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記測定流路は、垂直方向に形成されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、流路開閉手段により測定流路が開放された場合、測定流路が垂直方向に形成されているため、測定済みの濃縮スラリーを測定流路から自重により素早く、かつ、流路内に付着や残存をさせることなく送出することができる。古い濃縮スラリーが残らないことにより、次に測定する場合、新たに送り込まれた濃縮スラリーの性状を正確に測定することができる。
【００２９】
また、複数のサイクロンを用いて分級する場合、前記濃縮スラリーを、ホッパーを介して垂直方向に形成された測定流路に送出することが好ましい。これにより複数のサイクロンを並列で動作させた場合も連続的かつ正確な測定が可能となる。
【００３０】
また、請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記開閉位置より上流側で前記測定終了検出位置より下流側の前記測定流路に設けられ、前記濃縮スラリーの比重を検出する比重検出手段と、
前記比重検出手段による比重検出結果に基づき、前記濃縮スラリーの比重を演算する比重演算手段と、
を有することを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、流量を測定するタイミングで濃縮スラリーの比重も同時に測定でき、効率的な性状測定が行える。なお、比重でなく密度を測定するよう形成してもよい。
【００３２】
また、請求項７記載の発明は、請求項６において、
前記比重検出手段は、前記測定流路と接する異なる位置に配置された複数の圧力検出部を有する差圧比重計を含んで構成されていることを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、差圧比重計を用いるため、粘性の高い濃縮スラリーの比重を正確かつ安価に測定することができる。
【００３４】
また、請求項８記載の発明は、請求項７において、
前記複数の圧力検出部を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする。
【００３５】
本発明によれば、圧力検出部に付着した濃縮スラリーを清浄により除去し、次回の測定時に正確に測定することができる。
【００３６】
また、請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれかにおいて、
前記スラリー性状測定システムにより得られたスラリーの流量または比重の少なくとも一方の測定結果に基づき前記液体サイクロン装置の絞り開度を制御する絞り開度制御手段を有し、
前記液体サイクロンへの供給スラリーをスラリー改質用に濃縮化することを特徴とする。
【００３７】
ここで、改質とは、凝結作用により、微細粒子の表面電位が中和され、粒子同士が結合しやすくなり、高分子の官能基による水素結合等による架橋吸着作用により、見かけ上、粒子が粗大化されることをいう。濃縮スラリーは、改質されることにより、見かけ上の粒径はさらに大きくなり、流動性が失われる。
【００３８】
本発明によれば、前記スラリーの流量または比重の少なくとも一方の測定結果に基づき、液体サイクロン装置の絞り開度を制御することにより、濃縮スラリーの分級量を所望の値に良好に制御することができる。また、液体サイクロン装置に供給されるスラリーの成分比等が急激に変化しても、液体サイクロン装置からは安定した分量の濃縮スラリーを得ることができる。
【００３９】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９において、
前記絞り開度制御手段は、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以上の場合には、分級される濃縮スラリーが最適比重条件を満たすように前記絞り開度を比重優先制御し、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以下の場合には、分級される濃縮スラリーが許容比重条件を満たす範囲内でその分級量が増加するように前記絞り開度を流量優先制御することを特徴とする。
【００４０】
本発明によれば、濃縮スラリーの分級量を十分に確保できる場合、後工程での改質処理を良好に行えるよう、濃縮スラリーの比重を最適値に制御する比重優先制御を行う。また、濃縮スラリーの分級量を十分に確保できない場合、濃縮スラリーの比重優先制御から、その分量を優先して制御する流量優先制御に切り替える。
【００４１】
これにより、濃縮スラリーを良好に改質するための比重制御と、泥水処理の適切な分量を確保するための流量制御とを、バランス良く行うことができる泥水処理システムを実現することが可能となる。なお、ここで最適比重条件とは、比重１．４以上の改質に適した比重値をいう。
【００４２】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記液体サイクロン装置は、
泥水工法で発生する排泥水の２次処理設備に設けられ、排泥水の１次処理設備から供給される２次処理用スラリーを分級処理し、そのオーバー泥水を調整槽又は余剰泥水槽へ向け送り出すことを特徴とする。
【００４３】
本発明によれば、上述したように高価なフィルタープレス等を使用する必要がないため、泥水工法で用いられる２次処理設備を小型かつ安価なものとすることができる。
【００４４】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１１において、
前記液体サイクロン装置は、
１次処理により７４μｍ以上の粒径の成分が除去された２次処理用スラリーを並列的に分級処理する複数のサイクロンを含んで構成され、
分級された濃縮スラリーを下流側のスラリー改質装置へ向け送り出すことを特徴とする。
【００４５】
７４μｍ以下の小径の土砂成分を分離除去するには小型のサイクロンを用いる必要があり、単独のサイクロンでは濃縮スラリーの分級量を十分に確保できないが、本発明によれば、複数のサイクロンにより並列的に分級処理できるため、泥水工法で発生する排泥水の濃縮スラリーの分級量を十分に確保できるとともに、改質装置により連続的に泥水処理を行うことができる。
【００４６】
また、請求項１３記載の発明は、請求項９〜１２のいずれかにおいて、
前記絞り開度制御手段は、
泥水工法で掘削される経路を、予め得られた地質調査データに基づき、密度優先経路と流量優先経路とに分類して記憶する記憶手段を含み、
前記密度優先経路の掘削により得られる２次処理用スラリーに対しては、分級される濃縮スラリーが最適比重条件を満たすように前記液体サイクロン装置の絞り開度を比重優先制御し、
前記流量優先経路の掘削により得られる２次処理用スラリーに対しては、分級される濃縮スラリーの流量が許容比重条件を満たす範囲内でその分級量が増加するように前記液体サイクロン装置の絞り開度を流量優先制御することを特徴とする。
【００４７】
このように泥水工法で掘削される経路に対し、密度優先経路と流量優先経路とにあらかじめ分類して記憶しておくことにより、２次処理用スラリーに対する比重優先制御と分量優先制御との切り替えを、より的確に行うことが可能となる。
【００４８】
また、請求項１４記載のスラリー性状測定方法は、
スラリー処理用の液体サイクロン装置から送られた濃縮スラリーの流路下流側を、流路開閉手段により閉鎖する工程と、
前記測定流路内の所定の測定開始位置から上流側の所定の測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積された蓄積時間を測定する蓄積時間測定工程と、
前記蓄積時間に基づき、前記濃縮スラリーの流量を演算する流量演算工程と、
前記流路開閉手段により、前記濃縮スラリー流路下流側を開放する工程と、
を有することを特徴とする。
【００４９】
本発明によれば、濃縮スラリーの流路を閉鎖し濃縮スラリーを蓄積することにより、閉鎖地点から前記測定終了位置までの測定流路における濃縮スラリーを空気混入のない状態とし、均質なものとすることができる。この均質状態で測定できるため、流動性を有し測定困難な濃縮スラリーの流量を正確に測定することができる。
【００５０】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４において、
前記濃縮スラリー流路の異なる位置に設けられた複数の圧力検出部により前記濃縮スラリーの圧力を検出する圧力検出工程と、
前記圧力検出結果に基づき、その差圧を演算する差圧演算工程と、
を有することを特徴とする。
【００５１】
本発明によれば、流量を測定するタイミングで濃縮スラリーの比重も同時に測定でき、効率的な性状測定が行える。また、差圧で比重を演算するため、粘性の高い濃縮スラリーの比重を正確かつ安価に測定することができる。なお、比重でなく密度を測定するよう形成してもよい。
【００５２】
また、請求項１６記載の発明は、請求項１５において、
前記複数の圧力検出部を洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする。
【００５３】
本発明によれば、圧力検出部に付着した濃縮スラリーを清浄により除去し、次回の測定時に正確に測定することができる。
【００５４】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１４〜１６のいずれかに記載されたスラリー性状測定方法を用いて得られたスラリーの流量または比重の少なくとも一方の測定結果に基づき前記液体サイクロン装置の絞り開度を制御する絞り開度制御工程を有し、
前記液体サイクロンへの供給スラリーをスラリー改質用に濃縮化する濃縮工程を有することを特徴とする。
【００５５】
本発明によれば、前記スラリーの流量または比重の少なくとも一方の測定結果に基づき、液体サイクロン装置の絞り開度を制御することにより、濃縮スラリーの分級量を所望の値に良好に制御することができる。また、液体サイクロン装置に供給されるスラリーの成分比等が急激に変化しても、液体サイクロン装置からは安定した分量の濃縮スラリーを得ることができる。
【００５６】
また、請求項１８記載の発明は、請求項１７において、
前記絞り開度制御工程は、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以上の場合には、分級される濃縮スラリーが最適比重条件を満たすように前記絞り開度を比重優先制御する比重優先制御工程と、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以下の場合には、分級される濃縮スラリーが許容比重条件を満たす範囲内でその分級量が増加するように前記絞り開度を流量優先制御する流量優先制御工程と、
を有することを特徴とする。
【００５７】
本発明によれば、濃縮スラリーの分級量を十分に確保できる場合、後工程での改質処理を良好に行えるよう、濃縮スラリーの比重を最適値に制御する比重優先制御を行う。また、濃縮スラリーの分級量を十分に確保できない場合、濃縮スラリーの比重優先制御から、その分量を優先して制御する流量優先制御に切り替える。
【００５８】
これにより、濃縮スラリーを良好に改質するための比重制御と、泥水処理の適切な分量を確保するための流量制御とを、バランス良く行うことができる泥水処理が可能となる。なお、ここで最適比重条件とは、比重１．４以上をいう。
【００５９】
また、請求項１９記載の発明は、請求項１４〜１８のいずれかにおいて、
前記液体サイクロン装置は、
泥水工法用の２次処理設備に設けられ、
１次処理により７４μｍ以上の粒径の成分が除去された２次処理用スラリーを並列的に分級処理する複数のサイクロンを含んで構成され、
分級された濃縮スラリーを下流側のスラリー改質装置へ向け送り出すことを特徴とする。
【００６０】
本発明によれば、上述したように高価なフィルタープレス等を使用する必要がないため、泥水工法で用いられる２次処理設備を小型かつ安価なものとすることができる。また、７４μｍ以下の小径の土砂成分を分離除去するには小型のサイクロンを用いる必要があり、単独のサイクロンでは濃縮スラリーの分級量を十分に確保できないが、本発明によれば、複数のサイクロンにより並列的に分級処理できるため、泥水工法で発生する排泥水の濃縮スラリーの分級量を十分に確保できるとともに、改質装置により連続的に泥水処理を行うことができる。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による泥水処理システムを活用した好適な実施の形態について、泥水式シールド工法を例にとり、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００６２】
（泥水式シールド工法全体の説明）
図１は、本発明を適用した泥水式シールド工法を示す。泥水式シールド工法は、シールド機３４と、送泥システム４３と、排泥システム４７と、泥水処理設備３０とを有して実現される。
【００６３】
泥水処理設備３０から送泥システム４３を介してシールド機３４内部のシールドチャンバー４２に送られ、切羽４６の安定に用いられた泥水は、シールドチャンバー４２内で掘削土砂と攪拌混合されたスラリーとされ、排泥システム４７を介して泥水処理設備３０に送り返される。泥水処理設備３０では、送り返されたスラリーから土砂等が分級され、必要な成分調整が行われた後、再度シールド機３４へ向け、送り出される。
【００６４】
泥水処理設備３０は、１次処理設備２６と、２次処理設備２８と、調整槽３と、余剰泥水槽１２とを含んで構成される。
【００６５】
排泥システム４７から泥水処理設備３０に送り返されたスラリーは、１次処理設備２６でスラリー中に含まれる土粒子の粒径が７４μｍ以上の砂礫等が分級され、調整槽３に送られる。調整槽３では、スラリーは、性状を調整されて送泥システム４３に送り出される。性状調整する際、調整槽３内のスラリーの一部は、余剰泥水槽１２に送られる。余剰泥水槽１２に送られたスラリーは、２次処理設備２８に送られて７４μｍ未満のシルト粘土等が分級され、分級後のスラリーが余剰泥水槽１２に送り返されて循環的に分級される。なお、調整槽３から２次処理設備２８に送られて循環的に分級される場合もある。
【００６６】
１次処理設備２６は、液体サイクロン１７と、振動篩４と、ベルトコンベヤー８と、ホッパー１３とを含んで構成される。
【００６７】
排泥システム４７から、１次処理設備２６に送られたスラリーは、振動篩４および液体サイクロン１７により、循環的に分級され、７４μｍ以上の土砂等が除去される。この土砂等が除去されたスラリーは、調整槽３に送られる。一方、分級された７４μｍ以上の土砂等は、ベルトコンベヤー８を介してホッパー１３に投入されて一時貯留された後、ダンプトラック１５０により、処分場に運ばれる。
【００６８】
２次処理設備２８は、濃縮サイクロンシステム１４０と、濃縮スラリー槽２０と、スラリー搬送改質システム１４２とを含んで構成される。
【００６９】
１次処理設備２６で分級しきれなかった粒径７４μｍ未満のシルト粘土等は、濃縮サイクロンシステム１４０により分級される。ここで、濃縮サイクロンとは、スラリーの濃縮を主目的とする液体サイクロンのことである。オーバー泥水として分級された後のスラリーは、余剰泥水槽１２に送り返されて循環的に分級される。一方、アンダー泥水として濃縮された濃縮スラリーは、濃縮スラリー槽２０に送られる。さらに、濃縮スラリー槽２０からスラリー搬送改質システム１４２に送られて改質された後、ダンプトラック１５２により産業廃棄物の中間処理場等に運ばれる。
【００７０】
（濃縮サイクロン装置の説明）
図２は、濃縮サイクロンシステム１４０に含まれる濃縮サイクロン装置１８の概略図を示す。濃縮サイクロン装置１８は、小径のスラリーを効率よく処理するため、複数台、例えば図２（Ｂ）に示すように１２台の濃縮サイクロン装置１８−１〜１２で構成される。スラリーは、余剰泥水槽１２からサイクロンポンプ９０により加圧され、管２２０を通り濃縮サイクロン装置１８に供給される。
【００７１】
また、図２（Ａ）に示すように、サイクロンポンプ９０と濃縮サイクロン装置１８との間の管２２０上にストレーナー１００が設けられており、スラリーが濃縮サイクロン装置１８に供給される際、ストレーナー１００により粒径１．５ｍｍ以上の土粒子等が除去される。
【００７２】
濃縮サイクロン装置１８に供給されたスラリーは、サイクロンの遠心分離作用により分級され、粒径の小さいスラリーは管２２２を通って余剰泥水槽１２に送られる。一方、粒径の大きいスラリーは測定管１６０を通って濃縮スラリー槽２０に送られる。
【００７３】
これら１２台の濃縮サイクロン装置１８−１〜１２から排出された濃縮スラリーは、すべて１台のホッパー１５に集められ、測定管１６０を通って濃縮スラリー槽２０に供給される。濃縮スラリー槽２０は、形状が自由であり、分割して設けてもよく、立坑４０の底部に設けることもできる。立坑４０の底部に設けた場合も、濃縮スラリーは、流動状態であるため、管等を通して地上のスラリー搬送改質システム１４２まで送ることができ、地上処理設備の省面積化が可能となる。
【００７４】
図３は、各濃縮サイクロン装置１８の断面図を示す。濃縮サイクロン装置１８は、管２２０から供給スラリーが流入される流入管１３０と、オーバー泥水が排出され、管２２２と接続されている上流管１３２と、側部に流入管１３０が接続されて上部に上流管１３２が接続されている円筒部１３６と、円筒部１３６の下部に接続されている円錐部１３８と、円錐部１３８の下部に接続され、濃縮スラリーが管２２４を介して送出される下流管１３４とを含んで構成される。また、濃縮スラリーの性状を調整できるよう、下流管１３４にはアペックスバルブ８６が設けられている。
【００７５】
余剰泥水槽１２から２次処理設備２８に送られたスラリーは、サイクロンポンプ９０により加圧され、管２２０を通って濃縮サイクロン装置１８に供給される。このスラリーを供給スラリーと呼ぶ。管２２０上にはストレーナー１００が設けられており、スラリー中の粒径の大きなものは、ストレーナー１００によりスラリーから除去される。
【００７６】
供給スラリーは、濃縮サイクロン装置１８内部で遠心分離され、粒径の小さいものは、上流管１３２から排出されて管２２２を通って余剰泥水槽１２に送られる。この泥水をオーバー泥水と呼ぶ。余剰泥水槽１２に送られた泥水は、調整槽３に送られて循環利用される。なお、スラリーが調整槽３から濃縮サイクロンシステム１４０に送られて調整槽３に送り返されて循環利用される場合もある。
【００７７】
一方、粒径の大きいものは、円錐部１３８内部の下方に集められて濃縮され、下流管１３４を通ってホッパー１５に供給され、管２２４を通って測定管１６０を介して濃縮スラリー槽２０に送られる。このスラリーを濃縮スラリーと呼ぶ。濃縮スラリー槽２０に送られた濃縮スラリーは、スラリー搬送改質システム１４２に送られる。
【００７８】
スラリー搬送改質システム１４２に送られた濃縮スラリーは、改質剤および安定剤が添加されて撹拌され、改質流路であるミキサーの出口直前で改質した後、ダンプトラック１５２により産業廃棄物の中間処理場等に運ばれる。
【００７９】
なお、改質剤は、アクリルアミド、アクリル酸ナトリウム等のアクリル系の改質剤であれば特に限定されないが、アクリルアミドが好ましい。アクリル系の改質剤を用いると、濃縮スラリーに含まれる水に高分子系改質剤の主成分であるアクリル系の成分が溶解し、濃縮スラリーの中の土粒子に前記アクリル系改質剤が吸着して架橋吸着作用が起きる。この改質剤を泥水に添加することにより、土粒子が見かけ上粗大粒子となり、この粗大粒子の間に濃縮スラリー中の水の大部分が捕捉されるので、泥水は流動性を失い、団粒化（改質）状態となる。
【００８０】
また、改質剤の添加は従来よりはるかに少ない量で改質でき、改質に要する時間も十数秒程度であり、さらに、改質した泥土は、ダンプトラック１５２で搬出できるため、泥水処理時間の短縮と資源の浪費防止と費用削減の効果もある。
【００８１】
また、濃縮スラリーに安定剤を添加することにより、改質後、産業廃棄物の中間処理場等に運んだ後も安定した性状を保つことができる。濃縮スラリーは、安定剤添加時には、ミキサーにより撹拌されて均質状態かつ流動状態であるため、安定剤の添加が良好に行える。なお、安定剤としては石灰系またはセメント系の安定剤が望ましい。
【００８２】
従来は、改質のためにフィルタープレス等の大型泥水処理設備が必要であり、濃縮スラリーの改質に何時間もかかり、改質させない場合は、処理費の高いバキューム車で処分場まで運搬しなければならなかったため、多大なコストがかかっていた。本実施の形態によれば、わずか十数秒で改質できるため、泥水処理時間が短縮し、処理費の安いダンプトラック１５２に連続的に積込むことができるため、コストの削減にもなる。
【００８３】
（濃縮スラリーの比重測定およびその制御の説明）
スラリーの流れは上述した通りであるが、濃縮サイクロンシステム１４０におけるスラリーの性状測定およびその制御の流れについて以下に示す。
【００８４】
図４は、従来の濃縮スラリーの比重制御を示す機能ブロック図である。従来は、サイクロンポンプ９０と濃縮サイクロン装置１８との間の経路に設けられた密度計７２により、供給スラリーの比重が測定され、測定データがサイクロン制御装置１１０に送られ、サイクロン制御装置１１０により、この測定データに基づくアペックスバルブ８６の制御が行われていた。この制御は、供給スラリーの比重に合わせてアペックスバルブ８６の絞りを変更して濃縮スラリーの比重が一定になるように制御するものである。
【００８５】
しかし、上述したように、余剰泥水槽１２から循環的に濃縮サイクロン装置１８にスラリーが供給される場合、図５に示すように、濃縮サイクロン装置１８での分級処理開始直後の供給スラリーの比重が１．２７で濃縮スラリーの比重は１．６６であり、分級開始から４０分後の測定では供給スラリーの比重は１．２１で濃縮スラリーの比重は１．４６となっており、供給スラリーの変化量は０．０６であるのに対し、濃縮スラリーの変化量は０．２０と３倍もの違いがある。このように、供給スラリーの変化に対して濃縮スラリーの比重の変化が大きい場合、密度計７２で測定される比重の変化に合わせてアペックスバルブ８６の絞り開度を変更しても、濃縮スラリーの比重の変化と大きく異なるため、濃縮スラリーの比重を改質処理に適した比重である比重１．４以上の所望の比重とすることは極めて困難である。
【００８６】
本実施の形態では、図２（Ａ）および図７に示すように、濃縮スラリーの比重の変化に合わせてアペックスバルブ８６の絞り開度を変更できるよう、アペックスバルブ８６と濃縮スラリー槽２０との間にホッパー１５と、測定管１６０と、測定管１６０内の濃縮スラリーの比重を測定する差圧比重計７４と、測定管１６０の下流側の端部を閉塞するアクチュエータ１２０とが設けられている。
【００８７】
比重の測定は、具体的には以下のように行われる。図６は、本実施の形態の一例に係る比重測定制御の機能ブロック図を示す。
【００８８】
まず、濃縮サイクロン装置１８に供給される供給スラリーの比重測定が、密度計７２を用いて行われる。この測定値に基づきサイクロン制御装置１１０によりアペックスバルブ８６の絞り開度が調整される。
【００８９】
次に、アペックスバルブ８６の絞り開度を補正制御するため、濃縮サイクロン装置１８から送出される濃縮スラリーの比重測定が行われる。本実施の形態では、測定開始位置ＳＰ１としての測定流路上流の閉鎖位置から所定の測定終了位置ＥＰ１まで測定流路内に濃縮スラリーを充満した状態で、測定開始位置ＳＰ１から測定終了位置ＥＰ１までの間の測定流路に設けられた差圧比重計７４を用いて比重測定が行われる。
【００９０】
まず、アクチュエータ１２０により半球ラバーボール１２２が測定管１６０の下流側の端部と接触して閉じられ、測定管１６０内に濃縮スラリーが蓄積していく。
【００９１】
次に、測定終了位置ＥＰ１の検出を行うセンサ８２により、測定管１６０の上流側の端部付近の測定終了位置ＥＰ１まで前記濃縮スラリーが蓄積されたことが検出される。この状態では、測定管１６０内部の２つの圧力検出部が接する部分は、濃縮スラリーが均質な状態となっている。
【００９２】
均質な状態で濃縮スラリーの差圧を測定するため、正確な測定結果を得ることができる。この測定結果は比重演算装置８４に送られ、比重が演算される。この演算結果に基づき、アペックスバルブの絞り開度が補正制御される。
【００９３】
このようにして差圧比重計７４を用いることにより、粘性の高い濃縮スラリーの比重を、正確かつ安価に測定できる。
【００９４】
図７（Ａ）に示すように、差圧比重計７４は、測定管１６０の異なる位置に配置された複数、例えば２つの圧力検出部７４−１、７４−２を含んで構成される。
【００９５】
図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢＢ断面図を示す。２つの圧力検出部７４−１、７４−２は、測定管１６０における濃縮スラリーと接する凹型感圧部を含んで構成されている。これによれば、凹型とすることにより圧力を１点に集中させることができ、正確に圧力を検出することができる。
【００９６】
測定後、アクチュエータ１２０により測定管１６０の下流側の端部が開放され、測定管１６０から濃縮スラリー槽２０へ向けて濃縮スラリーが自重により送り出される。
【００９７】
このようにして求められた比重測定結果に基づく具体的な制御の流れは以下のようになる。比重測定結果は、サイクロン制御装置１１０に送られる。
【００９８】
サイクロン制御装置１１０においては、この測定結果を基に、あらかじめ記憶された所定の基準値と照らし合わせ、最適なアペックスバルブ８６の絞り開度を設定し、アペックスバルブ８６を制御する。
【００９９】
また、濃縮サイクロン装置１８から排出されてホッパー１５で一時貯留された濃縮スラリーの比重は、ホッパー１５直下の測定管１６０に設けられた差圧比重計７４により測定され、測定データは、サイクロン制御装置１１０に送られる。
【０１００】
サイクロン制御装置１１０においては、この比重測定データに基づき、濃縮スラリーが所定の性状になるようにアペックスバルブ８６の絞り開度を補正制御する。
【０１０１】
すなわち、所望の比重に足りない場合はアペックスバルブ８６の絞り開度が小さくされ、所望の比重を超えている場合はアペックスバルブ８６の絞り開度が大きくされる。ここで、所望の比重としては１．４以上が好ましい。
【０１０２】
また、図７（Ａ）に示すように、流路開閉手段であるアクチュエータ１２０は、測定管１６０の下流側の端部と接触する部分が半球状となった開閉部である半球ラバーボール１２２を制御する。なお、半球ラバーボール１２２は、測定管１６０の下流側の端部断面が円状である場合には半球状が好ましいが、測定管１６０の形状に応じて種々の変形が可能である。
【０１０３】
測定管１６０の下流側の端部と接する半球ラバーボール１２２は、弾力性を有し、テフロン加工等による濃縮スラリー付着防止処置が施されている。これによれば、半球状とし弾力性を持たせることにより、少しの力で測定管１６０の下流側の端部を密閉できる。また、弾力性を有するので前記端部を傷つけず、かつ、濃縮スラリーが付着しにくいので性状測定時に正確に測定できる。同様に、ホッパー１５および測定管１６０にも濃縮スラリー付着防止処置が施されており、同様の効果を得られる。
【０１０４】
また、この比重測定の際、測定管１６０の下流側の端部を閉じることにより、差圧比重計７４の設けられた測定管１６０内部の濃縮スラリーに内包される空気分が上方に散逸されて濃縮スラリーの状態が均質化されるため、正確に比重を測定することができる。測定管１６０の中腹部をバルブにより開閉することも可能であるが、端部を開閉することが好ましい。端部を開閉することにより、中腹部を開閉する場合と比べ、確実に開閉を行うための制御が容易となり、連続的に測定することが可能となる。
【０１０５】
差圧比重計７４で比重が測定される際、測定管１６０の下流側の端部に設けられたアクチュエータ１２０により測定管１６０の下流側の端部が閉じられた状態で測定される。なお、測定管１６０の下流側の端部は、通常、開かれた状態となっており、測定時に閉じられる。
【０１０６】
さらに、測定管１６０は、自重により濃縮スラリーが下流に流れる形状に形成しているが、特に垂直方向に形成することが好ましい。自重により下流に流れるため、機械で圧送する場合と比べ、濃縮スラリーの性状変化が起こりにくく正確な測定が行える。さらに、垂直方向に流路を形成することにより、アクチュエータ１２０によって測定管１６０の端部が開放された場合、測定管１６０が垂直方向に形成されているため、測定済みの濃縮スラリーを測定管１６０から自重により素早く、かつ、流路内に付着や残存をさせることなく送出することができる。古い濃縮スラリーが残らないことにより、次に測定する場合、新たに送り込まれた濃縮スラリーの性状を正確に測定することができる。
【０１０７】
また、図２（Ｂ）に示すように、小径の濃縮サイクロンが複数設けられ、均等に配置されることにより、各濃縮サイクロンでの供給スラリー量や濃縮スラリー量をほぼ均等にすることができ、土粒子の粒径が小さなシルト粘土等の分級を並列的、すなわち効率的に行うことができるため、小径の土粒子も大量かつ高速に分級することができる。この場合、図２（Ａ）に示すように、濃縮サイクロンが複数設けられても、それぞれの濃縮スラリーはホッパー１５に集められるので、ホッパー１５以降の処理は単一の濃縮サイクロンの場合と同様となり、従来の処理施設を流用することができるため、地上の処理設備面積は従来より大きくなることはない。
【０１０８】
なお、単独の濃縮サイクロンで分級処理する場合、ホッパー１５を設けずに濃縮サイクロン装置１８と測定管１６０を直結してもよい。
【０１０９】
（濃縮スラリーの流量測定およびその制御の説明）
ところで、図８に示すように、トンネル掘削経路には沖積粘性土層や洪積砂質土層等の種々の土質が存在する。このため、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、アペックスバルブ８６の絞りは同じでも土質によって排出される濃縮スラリー量が異なる。
【０１１０】
通常は、濃縮スラリーをなるべく高比重に濃縮するよう、アペックスバルブの開度制御を行うことが好ましいが、スラリー成分中に細粒分が多くなった場合、濃縮スラリーの分級量がほとんど得られず、比重重視の開度制御では適切な２次処理を行うことが困難となる。すなわち、掘削量と２次処理量とのバランスがとれないため、最悪の場合には、シールド工事を一時的に停止しなければならないといった事態が発生してしまう。
【０１１１】
このため、密度優先でなく、流量優先で濃縮スラリーを処理する必要があるが、濃縮サイクロン装置１８から排出される濃縮スラリーは、大気開放下に排出されるので空気の混入等により排出量を測定することは難しい。
【０１１２】
本実施の形態では、密度計７２等の密度測定装置に加え、流量測定装置が設けられ、濃縮スラリー量を正確に求めることができる。流量測定装置は、濃縮スラリーの蓄積位置を検出するセンサと、蓄積時間を測定する蓄積時間測定装置と、得られた蓄積時間に基づき濃縮スラリー流量を演算する流量演算装置とを含んで構成される。
【０１１３】
流量の測定は、具体的には以下のように行われる。図６は、本実施の形態の一例に係る流量測定制御の機能ブロック図を示す。図６および図７（Ａ）に示すように、濃縮スラリーの流量測定は、上述した比重測定のタイミングと同様にして行われる。
【０１１４】
すなわち、濃縮スラリーの流量測定時には、アクチュエータ１２０により半球ラバーボール１２２が、測定開始位置ＳＰ１である測定管１６０下流側の端部と接触して閉じられ、測定管１６０内に濃縮スラリーが蓄積していく。測定管１６０の開閉位置より上流側の測定流路端部付近に設けられたセンサ８２により、測定管１６０の上流側の端部付近の測定終了位置ＥＰ１まで前記濃縮スラリーが蓄積されたことが検出される。測定管１６０の体積は既知であるため、測定開始位置ＳＰ１から測定終了位置ＥＰ１まで濃縮スラリーが蓄積する時間を演算することにより流量が求められる。
【０１１５】
図７（Ａ）に示すように、センサ８２の検出部分は、測定管１６０の上流側端部付近に設けている。なお、蓄積時間測定装置１６２および流量演算装置１６４は、図６に示すようにサイクロン制御装置１１０内に設けてもよいし、別々に設けてもよい。
【０１１６】
測定時の状態では、センサが接する部分までの測定流路は、濃縮スラリーが均質な状態となっている。測定管１６０の下流側の端部が閉じられてからセンサ８２が濃縮スラリーに接するまでの蓄積時間は、蓄積時間測定装置１６２により測定される。この蓄積時間と測定開始位置ＳＰ１から測定終了位置ＥＰ１までの測定流路の体積に基づき流量演算装置１６４により、濃縮スラリーの流量が演算される。
【０１１７】
この流量データは、サイクロン制御装置１１０に送られ、この測定データに基づき、アペックスバルブ８６の絞り開度が補正制御される。測定後、アクチュエータ１２０により測定管１６０の下流側の端部が開放され、測定管１６０から濃縮スラリー槽２０へ向けて濃縮スラリーが自重により送り出される。
【０１１８】
これによれば、濃縮スラリーの流路を閉鎖し濃縮スラリーを蓄積することにより、閉鎖地点から測定終了位置ＥＰ１までの測定流路における濃縮スラリーを空気混入のない状態とし、均質なものとすることができる。この均質状態で測定できるため、流動性を有し測定困難な濃縮スラリーの流量を正確に測定することができる。
【０１１９】
また、濃縮スラリーの流量測定方法を用いた具体的な制御の流れは以下のようになる。図６に示すように、サイクロン制御装置１１０により、濃縮スラリー流量の測定結果に基づき、濃縮スラリーが所望の流量となるようアペックスバルブ８６が制御される。すなわち、所望の流量に足りない場合はアペックスバルブ８６の絞り開度が大きくされ、所望の流量を超えている場合はアペックスバルブ８６の絞り開度が小さくされる。
【０１２０】
（流量測定の変形例の説明）
また、図１０および図１１に示すように、測定管１６０の開閉位置より上流側の流路端部付近に測定開始位置ＳＰ２を設定し、測定開始位置ＳＰ２まで濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定開始検出センサ８２−２を設け、測定開始位置より上流に測定終了位置ＥＰ２を設定し、この測定終了位置ＥＰ２まで濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定終了検出センサ８２−１を設けて性状測定を行ってもよい。
【０１２１】
この場合、測定開始位置ＳＰ２から測定終了位置ＥＰ２まで濃縮スラリーが蓄積された時間を測定し、この蓄積時間に基づき、濃縮スラリーの流量を演算すればよい。
【０１２２】
これによれば、濃縮スラリーの測定管１６０を閉鎖し濃縮スラリーを蓄積することにより、閉鎖地点から測定終了位置ＥＰ２までの測定管１６０における濃縮スラリーを空気混入のない状態とし、均質なものとすることができる。この均質状態で測定できるため、流動性を有し測定困難な濃縮スラリーの流量を正確に測定することができる。その上、測定の開始と終了のタイミングをセンサにより検出するため、正確に測定でき、濃縮スラリー流量の測定精度を高めることができる。
【０１２３】
なお、図７（Ａ）および図１０ではセンサ８２は、ホッパー１５内に先端が配置してあるが、測定管１６０内に配置してもよい。すなわち、測定流路として測定管１６０のみを用いてもよいし、測定管１６０に加えて測定管１６０と接続されたホッパー１５を用いてもよい。
【０１２４】
また、図７（Ａ）ではセンサ８２は中央部に設けてあるが、濃縮サイクロン１８の配置に応じて、濃縮スラリーが下流に流れている際は直接触れない位置に設ければよく、中央部には限定されない。
【０１２５】
さらに、上述したように、測定終了位置まで濃縮スラリーを蓄積したタイミングで濃縮スラリーの比重と流量を同時に測定することができる。これにより効率的な性状測定が行える。また、測定管１６０での性状測定を、濃縮サイクロン１８による分級処理と併せて連続的に行ってもよいし、必要時だけ間欠的に行ってもよい。
【０１２６】
（洗浄手段の説明）
また、図７（Ａ）に示すように、圧力検出部７４−１、７４−２を洗浄する洗浄装置を設けている。洗浄装置は、洗浄ノズル１０２、１０４と、洗浄ノズル１０２、１０４からの洗浄水の噴出を制御するバルブ８７、８８と、洗浄水の流路である洗浄管２３０と、洗浄水を圧送するポンプ９２とを含んで構成されている。ポンプ９２およびバルブ８７、８８はサイクロン制御装置１１０により制御される。
【０１２７】
これによれば、圧力検出部７４−１、７４−２に付着した濃縮スラリーを清浄により除去し、次回の測定時に正確に測定することができる。なお、センサ８２を洗浄するよう構成してもよい。
【０１２８】
洗浄は、性状測定後、アクチュエータ１２０により測定管１６０の下流側の端部が開放された後に行う。また、洗浄水の噴出量は、改質に影響を与えない程度の少量で行うことが好ましい。また、より完全に洗浄するため、濃縮サイクロンの非稼働時に大量の洗浄水を用いて洗浄を行ってもよい。
【０１２９】
（制御方法の変形例の説明）
また、アペックスバルブ８６の絞り開度を、濃縮スラリーの比重優先で制御することも流量優先で制御することもできる。通常は、上述したように、比重優先で濃縮スラリーの比重が１．４以上のできるだけ高い状態で泥水処理が行われる。しかし、切羽の地山の土質が急激に変化した場合等、特に細粒分が増加した場合は、密度優先では濃縮スラリーの分級量が少なくなるため、トンネル掘進に支障を来たすことがある。このような場合には、泥水の比重は改質可能な最低の比重である１．４程度に保ち、流量優先に切り替えることが必要である。
【０１３０】
さらに、本実施の形態によれば、図７（Ａ）に示すように、測定流路の下流側から測定管１６０の開閉を行うアクチュエータ１２０、測定開始位置ＳＰ１、差圧比重計７４、測定終了位置ＥＰ１、センサ８２の順番で設けているため、上述した濃縮スラリーの比重および流量を、同時かつ正確に測定できる。
【０１３１】
これにより、最低限必要な濃縮スラリー濃縮スラリーの分級量以上のときは図６に示す比重優先制御を行い、必要な濃縮スラリーの分級量を下回った場合には図１０に示す流量制御を行うことにより、切羽の地山の土質が急激に変化した場合、特に細粒分が増加した場合でも適切な泥水処理が行えるため、安定したトンネル掘進が行える。
【０１３２】
さらに、本実施の形態によれば、トンネル掘進位置に応じてアペックスバルブ８６の絞り開度を自動的に調整することもできる。この場合、図８に示すように、あらかじめ、シールド機の掘進経路の地質をボーリング調査等により調査しておき、その調査データに基づき、各掘削領域毎に粒度分布を把握し、サイクロン制御装置１１０内部の記憶装置に記憶しておく。また、当該領域における濃縮サイクロン装置１８の制御を密度優先モードにするか流量優先モードにするかを設定しておく。そして、記憶されたデータと現在の掘進位置とに基づき、濃縮サイクロン装置１８の制御モードの切り替えを行う。これにより、密度優先と流量優先とを自動的に切り替えることができる。
【０１３３】
なお、本発明の適用は、前記泥水式シールド工法に限定されない。例えば、地中連続壁工法やリバース工法等における泥水処理にも適用できる。
【０１３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例に係る泥水式シールド工法の全体図である。
【図２】図１に示す濃縮サイクロンシステムの詳細図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図３】図３に示す濃縮サイクロンの断面図である。
【図４】従来の濃縮スラリーの比重制御を示す機能ブロック図である。
【図５】供給スラリー、オーバー泥水、濃縮スラリーの比重の変化を示す図である。
【図６】本実施の形態の一例に係る比重制御を示す機能ブロック図である。
【図７】本実施の形態の一例に係る性状測定システムの概略図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ断面図である。
【図８】トンネル掘進経路の土質縦断図である。
【図９】トンネル掘進経路の土質ごとの粒度加積曲線を示す図である。（Ａ）は沖積粘性土層、（Ｂ）は洪積砂質土層、（Ｃ）は洪積粘性土層の粒度可積曲線を示す。
【図１０】本実施の形態の一例に係る流量制御を示す機能ブロック図である。
【図１１】図７（Ａ）に示す性状測定システムの変形例である。
【符号の説明】
３ 調整槽
１２ 余剰泥水槽
１５ ホッパー
１８ 濃縮サイクロン装置
２０ 濃縮スラリー槽
７２ 密度計
７４ 差圧比重計
８２ センサ
８６ アペックスバルブ
８７、８８ バルブ
９０ サイクロンポンプ
１００ ストレーナー
１１０ サイクロン制御装置
１２０ アクチュエータ
１２２ 半球ラバーボール
１６０ 測定管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a slurry property measuring system and method, and a muddy water treatment system and method using them.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
Conventionally, a muddy water treatment system has been widely used in various fields. In particular, in the field of the muddy water method, it is used to treat slurry as waste mud water used in construction, for example, in a shaft excavation method using a stabilizing liquid or a muddy water type shield method. Here, the slurry is a liquid in which water and fine particles are mixed, and includes a stable liquid for the underground continuous wall and muddy water in a muddy water type shield method.
[0003]
Since such a muddy water treatment system is usually installed on the ground, a small installation space and a flexible layout are required due to restrictions on the site, and the ability to efficiently treat wastewater from the construction site. Is also required.
[0004]
For example, when excavating a face using a muddy water type shield machine, the muddy water used to stabilize the face in the muddy water type shield machine is sent back to the ground muddy water treatment facility as a slurry mixed with the excavated earth and sand. . In the muddy water treatment facility, as described above, after the earth and sand components are separated and removed from the returned slurry, necessary component adjustment is performed, and processing for sending the slurry again to the shield machine is performed.
[0005]
The muddy water treatment facility usually includes a primary treatment facility and a secondary treatment facility.
[0006]
The slurry sent to the ground from the muddy water shield machine is sent to the adjustment tank after sand, gravel and the like having a particle size of 74 μm or more are removed by a vibration sieve and a liquid cyclone in the primary treatment facility. On the other hand, the sand and sand such as gravel removed by the primary treatment facility is stored in a hopper via a belt conveyor and carried out as a soil by a dump truck or the like.
[0007]
The slurry sent to the adjustment tank is subjected to component adjustments such as density adjustment by adding thickeners, etc. using a mud-making facility, or by supplying water from a fresh water tank, and then again through the mud pipe. Sent to the shield machine.
[0008]
When adjusting the components in such an adjustment tank, if the specific gravity of the slurry in the adjustment tank is high, it is necessary to dilute the slurry, resulting in excessive slurry. This excess slurry is stored in a surplus muddy water tank as surplus muddy water. This surplus muddy water is treated in a secondary treatment facility and separated into water and other silt clay components, and the separated silt clay is supplied to the hopper in a modified state. The earth and sand stored in the hopper is discharged as a residual soil by a dump truck or the like, and is carried out to an intermediate treatment plant for industrial waste.
[0009]
Conventionally, in this secondary treatment facility, a flocculant is added to the muddy water taken out from the surplus muddy water layer, and this is compressed with a filter press at an extremely high pressure, and separated into water and other sediment components. The separated water was discharged through the tertiary treatment equipment, and the earth and sand components were brought out in a solidified state and carried into the hopper by a belt conveyor.
[0010]
However, in the method using such a filter press, the slurry as surplus muddy water must be compressed at an extremely high pressure, and therefore, the filter press itself needs to have a very high mechanical strength. For this reason, the entire system becomes large and expensive.
[0011]
In order to solve such a problem, there has been proposed a muddy water treatment facility for concentrating a slurry which is excess muddy water using a liquid cyclone in a secondary treatment facility, and reforming the concentrated slurry by adding a modifier. Yes.
[0012]
However, cyclones used for classifying muddy water having a small particle diameter such as silt and clay are small and require precise control. For this reason, the muddy water treatment facility according to this proposal is provided with a device for detecting the specific gravity of the slurry supplied to the cyclone, and is configured to control the throttle opening of the apex valve of the cyclone based on the detected specific gravity.
[0013]
However, even when the slurry to be processed has the same specific gravity, if the ratio of components such as silt and clay contained therein is completely different, the opening degree of the apex valve was simply adjusted based on the specific gravity of the slurry to be processed. Then, there was a problem that a large variation occurred in the classification amount of the concentrated slurry obtained.
[0014]
That is, it is preferable to control the opening degree of the apex valve so as to concentrate the concentrated slurry as high as possible in specific gravity, but when the fine particle content increases in the slurry component, the classification amount of the concentrated slurry is hardly obtained, There is a problem that it is difficult to perform appropriate secondary processing in the opening degree control that emphasizes specific gravity. That is, since the excavation amount and the secondary processing amount cannot be balanced, in the worst case, the shield work must be temporarily stopped.
[0015]
The first object of the present invention is to classify a concentrated slurry obtained by classifying a slurry to be treated with a hydrocyclone. Amount An object of the present invention is to provide a muddy water state measurement system and method capable of continuous and accurate measurement.
[0016]
A second object of the present invention is to provide a muddy water treatment system and method that can accurately classify a slurry by controlling a hydrocyclone apparatus based on the obtained slurry properties.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the invention according to claim 1 provides:
A measurement channel formed so that the concentrated slurry sent from the hydrocyclone device for slurry processing flows downstream by its own weight;
Channel opening and closing means for opening and closing the measurement channel downstream side;
Control means for controlling the flow path opening and closing means;
When the measurement channel is closed by the channel opening / closing means, the accumulation time in which the concentrated slurry is accumulated from a predetermined measurement start position in the measurement channel to a predetermined measurement end position on the upstream side is measured. An accumulation time measuring means;
A flow rate calculating means for calculating a flow rate of the concentrated slurry based on the accumulation time;
It is characterized by having.
[0018]
Here, the concentrated slurry is a slurry classified (concentrated) by a liquid cyclone or the like, and has a density higher than that of the slurry before classification, and the fluidity is lowered but not lost. That is. Since the concentrated slurry has such a property, it is extremely difficult to measure the property.
[0019]
According to the present invention, the concentrated slurry is closed and accumulated in the measurement flow path from the closed position to the measurement end position by closing the concentrated slurry flow path and accumulating the concentrated slurry. be able to. Since it can measure in this homogeneous state, it is possible to accurately measure the flow rate of the concentrated slurry that has fluidity and is difficult to measure.
[0020]
Moreover, since it accumulate | stores with dead weight, compared with the case where it pumps using a machine, an exact measurement can be performed, without changing the property of a concentrated slurry.
[0021]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
A measurement end detection sensor for detecting that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement end position;
The measurement start position is set to an opening / closing position of the measurement flow path.
[0022]
According to the present invention, since the closing of the measurement channel can be used as the measurement start timing, a property measurement system that is easy to control can be realized.
[0023]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1,
A measurement start detection sensor for detecting that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement start position set upstream from the open / close position of the measurement flow path;
A measurement end detection sensor for detecting that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement end position;
It is characterized by having.
[0024]
According to the present invention, the concentrated slurry is closed and the concentrated slurry is accumulated, so that the concentrated slurry in the measurement flow path from the closed point to the measurement end position is in a state free from air mixing and uniform. be able to. Since it can measure in this homogeneous state, it is possible to accurately measure the flow rate of the concentrated slurry that has fluidity and is difficult to measure. In addition, since the timing of the start and end of the measurement is detected by the sensor, it can be measured accurately and the measurement accuracy of the concentrated slurry flow rate can be improved.
[0025]
Moreover, invention of Claim 4 is set in any one of Claims 1-3,
The opening / closing means opens and closes an end portion on the downstream side of the measurement channel.
[0026]
According to the present invention, since the end portion is opened and closed, the opening and closing can be performed easily and in a short time compared to the case where the middle abdominal portion is opened and closed, and continuous measurement can be performed.
[0027]
Moreover, invention of Claim 5 is set in any one of Claims 1-4,
The measurement channel is formed in a vertical direction.
[0028]
According to the present invention, when the measurement flow path is opened by the flow path opening / closing means, the measurement flow path is formed in the vertical direction. It can be sent without sticking or remaining in the road. Since the old concentrated slurry does not remain, the properties of the newly fed concentrated slurry can be accurately measured when measured next time.
[0029]
Moreover, when classifying using a plurality of cyclones, the concentrated slurry is preferably sent to a measurement channel formed in a vertical direction via a hopper. This enables continuous and accurate measurement even when a plurality of cyclones are operated in parallel.
[0030]
Further, the invention according to claim 6 is any one of claims 1 to 5,
A specific gravity detecting means provided in the measurement flow path upstream from the open / close position and downstream from the measurement end detection position; and detecting specific gravity of the concentrated slurry;
Based on the specific gravity detection result by the specific gravity detection means, specific gravity calculation means for calculating the specific gravity of the concentrated slurry,
It is characterized by having.
[0031]
According to the present invention, the specific gravity of the concentrated slurry can be measured at the same time when the flow rate is measured, and efficient property measurement can be performed. Note that the density may be measured instead of the specific gravity.
[0032]
The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6,
The specific gravity detecting means includes a differential pressure hydrometer having a plurality of pressure detectors arranged at different positions in contact with the measurement flow path.
[0033]
According to the present invention, since the differential pressure hydrometer is used, the specific gravity of the highly viscous concentrated slurry can be measured accurately and inexpensively.
[0034]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7,
It has a cleaning means for cleaning the plurality of pressure detection parts.
[0035]
According to the present invention, the concentrated slurry adhering to the pressure detection unit can be removed by cleaning, and the measurement can be accurately performed at the next measurement.
[0036]
Moreover, invention of Claim 9 is set in any one of Claims 1-8,
A throttle opening control means for controlling the throttle opening of the hydrocyclone device based on the measurement result of at least one of the flow rate or specific gravity of the slurry obtained by the slurry property measurement system;
The slurry supplied to the hydrocyclone is concentrated for slurry reforming.
[0037]
Here, the modification means that the surface potential of the fine particles is neutralized by the coagulation action, and the particles are easily bonded to each other. It means being coarsened. By modifying the concentrated slurry, the apparent particle size becomes larger and the fluidity is lost.
[0038]
According to the present invention, based on the measurement result of at least one of the flow rate or specific gravity of the slurry, the classification amount of the concentrated slurry can be favorably controlled to a desired value by controlling the throttle opening of the hydrocyclone device. it can. In addition, even if the component ratio of the slurry supplied to the hydrocyclone device changes abruptly, a stable amount of concentrated slurry can be obtained from the hydrocyclone device.
[0039]
The invention of claim 10 is the invention of claim 9,
The throttle opening control means includes
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the hydrocyclone device is equal to or greater than a predetermined amount, the throttle opening is controlled with specific gravity priority so that the concentrated slurry to be classified satisfies the optimum specific gravity condition,
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the hydrocyclone device is less than or equal to a predetermined amount, the throttle opening is set to flow so that the classified slurry increases within the range satisfying the allowable specific gravity condition. It is characterized by priority control.
[0040]
According to the present invention, when the classification amount of the concentrated slurry can be sufficiently secured, the specific gravity priority control is performed to control the specific gravity of the concentrated slurry to an optimum value so that the reforming process in the subsequent process can be performed satisfactorily. Further, when a sufficient amount of classification of the concentrated slurry cannot be ensured, the specific gravity priority control of the concentrated slurry is switched to the flow rate priority control in which the amount is controlled with priority.
[0041]
As a result, it is possible to realize a muddy water treatment system capable of performing a specific gravity control for well modifying the concentrated slurry and a flow rate control for ensuring an appropriate amount of muddy water treatment in a well-balanced manner. . Here, the optimum specific gravity condition means a specific gravity value suitable for reforming having a specific gravity of 1.4 or more.
[0042]
Moreover, invention of Claim 11 is in any one of Claims 1-10,
The hydrocyclone device is:
Provided in the secondary treatment facility for wastewater generated by the mud construction method, classifies the slurry for secondary treatment supplied from the primary treatment facility for wastewater, and sends the excess mudwater to the adjustment tank or surplus mudwater tank. It is characterized by that.
[0043]
According to the present invention, since it is not necessary to use an expensive filter press or the like as described above, the secondary treatment equipment used in the muddy construction method can be made small and inexpensive.
[0044]
The invention according to claim 12 is the invention according to claim 11,
The hydrocyclone device is:
It comprises a plurality of cyclones that classify in parallel the slurry for secondary treatment from which components having a particle size of 74 μm or more have been removed by the primary treatment,
The classified concentrated slurry is sent out to a downstream slurry reformer.
[0045]
It is necessary to use a small cyclone to separate and remove small-diameter sediment components of 74 μm or less. A single cyclone cannot secure a sufficient amount of concentrated slurry, but according to the present invention, a plurality of cyclones can be used in parallel. Therefore, it is possible to ensure a sufficient amount of classification of the concentrated slurry of the discharged mud water generated by the mud construction method and to perform the muddy water treatment continuously by the reformer.
[0046]
The invention as set forth in claim 13 is any one of claims 9 to 12,
The throttle opening control means includes
Including a storage means for classifying and storing a route excavated by the muddy construction method into a density priority route and a flow rate priority route based on previously obtained geological survey data;
For the slurry for secondary treatment obtained by excavation of the density priority path, the throttle opening of the hydrocyclone device is subjected to specific gravity priority control so that the concentrated slurry to be classified satisfies the optimal specific gravity condition,
For the slurry for secondary treatment obtained by excavating the flow rate priority route, the hydrocyclone device is opened so that the classified slurry volume increases within a range where the flow rate of the concentrated slurry to be classified satisfies the allowable specific gravity condition. It is characterized by the flow rate priority control.
[0047]
In this way, the route excavated by the muddy construction method is classified and stored in advance as a density priority route and a flow rate priority route, thereby switching between specific gravity priority control and quantity priority control for the slurry for secondary treatment. It becomes possible to carry out more accurately.
[0048]
Moreover, the slurry property measuring method according to claim 14 is:
Closing the downstream side of the flow path of the concentrated slurry sent from the hydrocyclone apparatus for slurry processing by the flow path opening and closing means;
An accumulation time measuring step for measuring an accumulation time in which the concentrated slurry is accumulated from a predetermined measurement start position in the measurement flow path to a predetermined measurement end position on the upstream side;
A flow rate calculating step for calculating the flow rate of the concentrated slurry based on the accumulation time;
Opening the downstream side of the concentrated slurry channel by the channel opening and closing means;
It is characterized by having.
[0049]
According to the present invention, the concentrated slurry is closed and the concentrated slurry is accumulated, so that the concentrated slurry in the measurement flow path from the closed point to the measurement end position is in a state free from air mixing and uniform. be able to. Since it can measure in this homogeneous state, it is possible to accurately measure the flow rate of the concentrated slurry that has fluidity and is difficult to measure.
[0050]
The invention according to claim 15 is the invention according to claim 14,
A pressure detection step of detecting the pressure of the concentrated slurry by a plurality of pressure detectors provided at different positions of the concentrated slurry flow path;
A differential pressure calculating step for calculating the differential pressure based on the pressure detection result;
It is characterized by having.
[0051]
According to the present invention, the specific gravity of the concentrated slurry can be measured at the same time when the flow rate is measured, and efficient property measurement can be performed. Moreover, since the specific gravity is calculated by the differential pressure, the specific gravity of the concentrated slurry having high viscosity can be measured accurately and inexpensively. Note that the density may be measured instead of the specific gravity.
[0052]
The invention according to claim 16 is the invention according to claim 15,
It has the washing | cleaning process which wash | cleans these pressure detection parts.
[0053]
According to the present invention, the concentrated slurry adhering to the pressure detection unit can be removed by cleaning, and the measurement can be accurately performed at the next measurement.
[0054]
The invention described in claim 17 is based on the measurement result of at least one of the flow rate or specific gravity of the slurry obtained by using the slurry property measuring method according to any one of claims 14 to 16. A throttle opening control step for controlling the throttle opening;
The method includes a concentration step of concentrating the slurry supplied to the hydrocyclone for slurry reforming.
[0055]
According to the present invention, based on the measurement result of at least one of the flow rate or specific gravity of the slurry, the classification amount of the concentrated slurry can be favorably controlled to a desired value by controlling the throttle opening of the hydrocyclone device. it can. In addition, even if the component ratio of the slurry supplied to the hydrocyclone device changes abruptly, a stable amount of concentrated slurry can be obtained from the hydrocyclone device.
[0056]
The invention according to claim 18 is the invention according to claim 17,
The throttle opening control step includes
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the liquid cyclone apparatus is a predetermined amount or more, a specific gravity priority control step for performing specific gravity priority control of the throttle opening so that the concentrated slurry to be classified satisfies the optimum specific gravity condition;
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the hydrocyclone device is less than or equal to a predetermined amount, the throttle opening is set to flow so that the classified slurry increases within the range satisfying the allowable specific gravity condition. A flow rate priority control process for priority control;
It is characterized by having.
[0057]
According to the present invention, when the classification amount of the concentrated slurry can be sufficiently secured, the specific gravity priority control is performed to control the specific gravity of the concentrated slurry to an optimum value so that the reforming process in the subsequent process can be performed satisfactorily. Further, when a sufficient amount of classification of the concentrated slurry cannot be ensured, the specific gravity priority control of the concentrated slurry is switched to the flow rate priority control in which the amount is controlled with priority.
[0058]
This makes it possible to perform muddy water treatment in which the specific gravity control for satisfactorily modifying the concentrated slurry and the flow rate control for securing an appropriate amount of muddy water treatment can be performed in a well-balanced manner. Here, the optimum specific gravity condition means a specific gravity of 1.4 or more.
[0059]
The invention as set forth in claim 19 is any one of claims 14 to 18,
The hydrocyclone device is:
Installed in the secondary treatment facility for the muddy water method,
It comprises a plurality of cyclones that classify in parallel the slurry for secondary treatment from which components having a particle size of 74 μm or more have been removed by the primary treatment,
The classified concentrated slurry is sent out to a downstream slurry reformer.
[0060]
According to the present invention, since it is not necessary to use an expensive filter press or the like as described above, the secondary treatment equipment used in the muddy construction method can be made small and inexpensive. In addition, it is necessary to use a small cyclone to separate and remove small-diameter sediment components of 74 μm or less, and a single cyclone cannot secure a sufficient amount of concentrated slurry, but according to the present invention, a plurality of cyclones are used. Since the classification treatment can be performed in parallel, a sufficient amount of classification of the concentrated slurry of the discharged mud water generated by the mud construction method can be secured, and the muddy water treatment can be continuously performed by the reformer.
[0061]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment utilizing a muddy water treatment system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking a muddy water shield method as an example.
[0062]
(Explanation of the entire muddy water shield method)
FIG. 1 shows a muddy water type shield construction method to which the present invention is applied. The muddy water type shield construction method is realized by including a shield machine 34, a mud supply system 43, a mud discharge system 47 and a muddy water treatment facility 30.
[0063]
The muddy water that is sent from the muddy water treatment facility 30 to the shield chamber 42 inside the shield machine 34 through the mud feed system 43 and is used to stabilize the face 46 is made into a slurry that is stirred and mixed with the excavated sediment in the shield chamber 42. And sent back to the muddy water treatment facility 30 via the mud draining system 47. In the muddy water treatment facility 30, earth and sand are classified from the returned slurry, and after necessary component adjustment is performed, the slurry is sent again to the shield machine 34.
[0064]
The muddy water treatment facility 30 includes the primary treatment facility 26, the secondary treatment facility 28, the adjustment tank 3, and the excess muddy water tank 12.
[0065]
The slurry sent back from the mud discharge system 47 to the muddy water treatment facility 30 is classified by the primary treatment facility 26 into gravel particles having a particle size of 74 μm or more contained in the slurry, and sent to the adjustment tank 3. In the adjustment tank 3, the properties of the slurry are adjusted and sent to the mud feeding system 43. When adjusting the properties, a part of the slurry in the adjustment tank 3 is sent to the surplus muddy water tank 12. The slurry sent to the surplus muddy water tank 12 is sent to the secondary processing equipment 28, where silt clay of less than 74 μm is classified, and the classified slurry is sent back to the surplus muddy water tank 12 and classified cyclically. In addition, it may be sent from the adjustment tank 3 to the secondary treatment facility 28 and classified cyclically.
[0066]
The primary processing facility 26 includes the liquid cyclone 17, the vibrating sieve 4, the belt conveyor 8, and the hopper 13.
[0067]
The slurry sent to the primary treatment facility 26 from the mud discharge system 47 is classified cyclically by the vibrating sieve 4 and the hydrocyclone 17, and 74 μm or more of earth and sand is removed. The slurry from which the earth and sand are removed is sent to the adjustment tank 3. On the other hand, the classified sand and sand of 74 μm or more is put into the hopper 13 via the belt conveyor 8 and temporarily stored, and then is carried to the disposal site by the dump truck 150.
[0068]
The secondary processing facility 28 includes a concentrated cyclone system 140, a concentrated slurry tank 20, and a slurry transport reforming system 142.
[0069]
Silt clay having a particle size of less than 74 μm that could not be classified by the primary treatment equipment 26 is classified by the concentrated cyclone system 140. Here, the concentrated cyclone is a liquid cyclone whose main purpose is to concentrate the slurry. The slurry after being classified as over mud is sent back to the excess mud tank 12 and classified cyclically. On the other hand, the concentrated slurry concentrated as under mud is sent to the concentrated slurry tank 20. Further, after being sent from the concentrated slurry tank 20 to the slurry transport reforming system 142 and reformed, it is transported by the dump truck 152 to an intermediate treatment site for industrial waste.
[0070]
(Explanation of concentrated cyclone device)
FIG. 2 shows a schematic diagram of the concentrating cyclone device 18 included in the concentrating cyclone system 140. The concentrated cyclone device 18 is configured by a plurality of, for example, 12 concentrated cyclone devices 18-1 to 12-12 as shown in FIG. 2B in order to efficiently process a small-diameter slurry. The slurry is pressurized by the cyclone pump 90 from the excess mud tank 12 and supplied to the concentrated cyclone device 18 through the pipe 220.
[0071]
Further, as shown in FIG. 2A, the strainer 100 is provided on the pipe 220 between the cyclone pump 90 and the concentrated cyclone device 18, and when the slurry is supplied to the concentrated cyclone device 18, the strainer 100 is provided. Thus, soil particles having a particle size of 1.5 mm or more are removed.
[0072]
The slurry supplied to the concentrated cyclone device 18 is classified by the centrifugal separation action of the cyclone, and the slurry having a small particle diameter is sent to the excess mud tank 12 through the pipe 222. On the other hand, the slurry having a large particle diameter is sent to the concentrated slurry tank 20 through the measuring tube 160.
[0073]
All the concentrated slurries discharged from these twelve concentrated cyclone apparatuses 18-1 to 12-12 are collected in one hopper 15 and supplied to the concentrated slurry tank 20 through the measuring tube 160. The concentrated slurry tank 20 is free in shape, and may be provided separately, or may be provided at the bottom of the shaft 40. Also when provided at the bottom of the shaft 40, the concentrated slurry is in a fluid state, so it can be sent to the ground slurry conveyance reforming system 142 through a pipe or the like, and the ground processing facility can be reduced in area.
[0074]
FIG. 3 shows a cross-sectional view of each concentrating cyclone device 18. The concentrated cyclone device 18 has an inflow pipe 130 into which supply slurry flows from a pipe 220, an upstream pipe 132 from which over mud water is discharged and connected to a pipe 222, and an inflow pipe 130 connected to the side to the upper part. A cylindrical part 136 to which the upstream pipe 132 is connected, a conical part 138 connected to the lower part of the cylindrical part 136, and a downstream pipe connected to the lower part of the conical part 138, and the concentrated slurry is sent out through the pipe 224. 134. Further, an apex valve 86 is provided in the downstream pipe 134 so that the properties of the concentrated slurry can be adjusted.
[0075]
The slurry sent from the excess muddy water tank 12 to the secondary treatment facility 28 is pressurized by the cyclone pump 90 and supplied to the concentrated cyclone device 18 through the pipe 220. This slurry is called the feed slurry. A strainer 100 is provided on the tube 220, and a large particle size in the slurry is removed from the slurry by the strainer 100.
[0076]
The supplied slurry is centrifuged in the concentration cyclone device 18, and the small particle size is discharged from the upstream pipe 132 and sent to the excess mud tank 12 through the pipe 222. This muddy water is called over muddy water. The muddy water sent to the surplus muddy water tank 12 is sent to the adjustment tank 3 and recycled. In some cases, the slurry is sent from the adjustment tank 3 to the concentration cyclone system 140 and sent back to the adjustment tank 3 for circulation.
[0077]
On the other hand, the one having a large particle diameter is collected and concentrated below the conical portion 138, supplied to the hopper 15 through the downstream pipe 134, and supplied to the concentrated slurry tank 20 through the pipe 224 and the measuring pipe 160. Sent. This slurry is called a concentrated slurry. The concentrated slurry sent to the concentrated slurry tank 20 is sent to the slurry transport reforming system 142.
[0078]
The concentrated slurry sent to the slurry conveyance reforming system 142 is added with a modifier and a stabilizer and stirred, and reformed immediately before the outlet of the mixer, which is a reforming channel. To intermediate processing plant.
[0079]
The modifier is not particularly limited as long as it is an acrylic modifier such as acrylamide or sodium acrylate, but acrylamide is preferred. When the acrylic modifier is used, the acrylic component, which is the main component of the polymer modifier, is dissolved in the water contained in the concentrated slurry, and the acrylic modifier is dissolved in the soil particles in the concentrated slurry. Adsorbs to cause cross-linking adsorption. By adding this modifier to the muddy water, the soil particles become apparently coarse particles, and most of the water in the concentrated slurry is trapped between the coarse particles, so the muddy water loses its fluidity and aggregates. (Reforming) state.
[0080]
Further, the addition of the modifier can be reformed in a much smaller amount than before, and the time required for reforming is about ten or more seconds. Furthermore, since the modified mud can be carried out by the dump truck 152, the muddy water treatment time Shortening the cost, preventing waste of resources, and reducing costs.
[0081]
Further, by adding a stabilizer to the concentrated slurry, it is possible to maintain stable properties even after the reforming and after transporting it to an intermediate treatment plant for industrial waste. Since the concentrated slurry is stirred by a mixer and is in a homogeneous state and a fluid state when the stabilizer is added, the stabilizer can be added satisfactorily. The stabilizer is preferably a lime-based or cement-based stabilizer.
[0082]
Conventionally, a large muddy water treatment facility such as a filter press is required for reforming, and it takes many hours to reform the concentrated slurry. If it is not reformed, it is transported to a disposal site with a high-capacity vacuum vehicle. Because it had to be, it was very expensive. According to the present embodiment, the modification can be performed in only a few tens of seconds, so that the muddy water treatment time can be shortened, and the dump truck 152 can be continuously loaded with a low treatment cost, thereby reducing the cost.
[0083]
(Explanation of specific gravity measurement and control of concentrated slurry)
The flow of the slurry is as described above. The property measurement and control flow of the slurry in the concentrated cyclone system 140 will be described below.
[0084]
FIG. 4 is a functional block diagram showing the specific gravity control of the conventional concentrated slurry. Conventionally, the specific gravity of the supplied slurry is measured by the density meter 72 provided in the path between the cyclone pump 90 and the concentration cyclone device 18, and the measurement data is sent to the cyclone control device 110. The apex valve 86 is controlled based on the measurement data. In this control, the throttle of the apex valve 86 is changed in accordance with the specific gravity of the supply slurry so that the specific gravity of the concentrated slurry becomes constant.
[0085]
However, as described above, when the slurry is cyclically supplied from the excess mud tank 12 to the concentrated cyclone device 18, the specific gravity of the supplied slurry immediately after the start of the classification process in the concentrated cyclone device 18 is as shown in FIG. The specific gravity of the concentrated slurry is 1.66 at 1.27, and the specific gravity of the supplied slurry is 1.21 and the specific gravity of the concentrated slurry is 1.46 in the measurement after 40 minutes from the start of classification. While the amount is 0.06, the amount of change in the concentrated slurry is 0.20, which is a difference of 3 times. Thus, when the change in the specific gravity of the concentrated slurry is large relative to the change in the supply slurry, even if the throttle opening of the apex valve 86 is changed in accordance with the change in the specific gravity measured by the density meter 72, Since it is greatly different from the change in specific gravity, it is extremely difficult to set the specific gravity of the concentrated slurry to a desired specific gravity of 1.4 or more, which is a specific gravity suitable for reforming treatment.
[0086]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A and FIG. 7, the apex valve 86 and the concentrated slurry tank 20 are arranged so that the throttle opening degree of the apex valve 86 can be changed in accordance with the change in the specific gravity of the concentrated slurry. There are provided a hopper 15, a measurement tube 160, a differential pressure hydrometer 74 for measuring the specific gravity of the concentrated slurry in the measurement tube 160, and an actuator 120 for closing the downstream end of the measurement tube 160. .
[0087]
Specifically, the specific gravity is measured as follows. FIG. 6 shows a functional block diagram of specific gravity measurement control according to an example of the present embodiment.
[0088]
First, the specific gravity of the supplied slurry supplied to the concentrated cyclone device 18 is measured using the density meter 72. Based on this measured value, the throttle opening of the apex valve 86 is adjusted by the cyclone control device 110.
[0089]
Next, in order to correct and control the opening degree of the apex valve 86, the specific gravity of the concentrated slurry sent from the concentrated cyclone device 18 is measured. In the present embodiment, from the measurement start position SP1 to the measurement end position EP1 in a state where the measurement slurry is filled with the concentrated slurry from the closed position upstream of the measurement flow path as the measurement start position SP1 to the predetermined measurement end position EP1. Specific gravity measurement is performed using a differential pressure / specific gravity meter 74 provided in a measurement flow path between the two.
[0090]
First, the actuator 120 closes the hemispherical rubber ball 122 in contact with the downstream end of the measuring tube 160, and the concentrated slurry accumulates in the measuring tube 160.
[0091]
Next, the sensor 82 that detects the measurement end position EP1 detects that the concentrated slurry has been accumulated up to the measurement end position EP1 near the upstream end of the measurement tube 160. In this state, the concentrated slurry is in a homogeneous state at the portion where the two pressure detection units inside the measurement tube 160 are in contact.
[0092]
Since the differential pressure of the concentrated slurry is measured in a homogeneous state, an accurate measurement result can be obtained. This measurement result is sent to the specific gravity calculation device 84 to calculate the specific gravity. Based on the calculation result, the throttle opening of the apex valve is corrected and controlled.
[0093]
Thus, by using the differential pressure hydrometer 74, the specific gravity of the concentrated slurry having high viscosity can be measured accurately and inexpensively.
[0094]
As shown in FIG. 7A, the differential pressure hydrometer 74 includes a plurality of, for example, two pressure detectors 74-1 and 74-2 arranged at different positions of the measurement tube 160.
[0095]
FIG. 7B shows a BB cross-sectional view of FIG. The two pressure detection units 74-1 and 74-2 are configured to include a concave pressure-sensitive unit in contact with the concentrated slurry in the measurement tube 160. According to this, the pressure can be concentrated at one point by using the concave shape, and the pressure can be accurately detected.
[0096]
After the measurement, the actuator 120 opens the downstream end of the measurement tube 160, and the concentrated slurry is sent out from the measurement tube 160 toward the concentrated slurry tank 20 by its own weight.
[0097]
A specific control flow based on the specific gravity measurement result thus obtained is as follows. The specific gravity measurement result is sent to the cyclone control device 110.
[0098]
The cyclone control device 110 controls the apex valve 86 by setting an optimum throttle opening degree of the apex valve 86 by comparing with a predetermined reference value stored in advance based on the measurement result.
[0099]
In addition, the specific gravity of the concentrated slurry discharged from the concentrated cyclone device 18 and temporarily stored in the hopper 15 is measured by a differential pressure hydrometer 74 provided in the measurement tube 160 immediately below the hopper 15, and the measurement data is obtained from the cyclone control device. 110.
[0100]
In the cyclone control device 110, the throttle opening degree of the apex valve 86 is corrected and controlled based on the specific gravity measurement data so that the concentrated slurry has a predetermined property.
[0101]
That is, when the desired specific gravity is not sufficient, the throttle opening of the apex valve 86 is reduced, and when the desired specific gravity is exceeded, the throttle opening of the apex valve 86 is increased. Here, the desired specific gravity is preferably 1.4 or more.
[0102]
Further, as shown in FIG. 7A, the actuator 120 which is a flow path opening / closing means has a hemispherical rubber ball 122 which is an opening / closing portion in which a portion in contact with the downstream end of the measuring tube 160 is hemispherical. Control. The hemispherical rubber ball 122 is preferably hemispherical when the downstream end cross section of the measuring tube 160 is circular, but various modifications are possible depending on the shape of the measuring tube 160.
[0103]
The hemispherical rubber ball 122 in contact with the downstream end of the measuring tube 160 has elasticity and is subjected to a concentrated slurry adhesion prevention treatment by Teflon processing or the like. According to this, the end on the downstream side of the measuring tube 160 can be sealed with a slight force by providing a hemispherical shape and elasticity. Moreover, since it has elasticity, the said edge part is not damaged, and since a concentrated slurry does not adhere easily, it can measure correctly at the time of a property measurement. Similarly, concentrated slurry adhesion preventing treatment is applied to the hopper 15 and the measuring tube 160, and the same effect can be obtained.
[0104]
Further, when the specific gravity is measured, by closing the downstream end of the measurement tube 160, the air contained in the concentrated slurry inside the measurement tube 160 provided with the differential pressure / specific gravity meter 74 is dissipated upward. Since the state of the concentrated slurry is homogenized, the specific gravity can be accurately measured. Although it is possible to open and close the middle part of the measuring tube 160 with a valve, it is preferable to open and close the end. By opening and closing the end portion, the control for surely opening and closing is facilitated compared to the case of opening and closing the middle abdomen, and continuous measurement is possible.
[0105]
When the specific gravity is measured by the differential pressure hydrometer 74, the measurement is performed with the downstream end of the measurement tube 160 closed by the actuator 120 provided at the downstream end of the measurement tube 160. Note that the downstream end of the measuring tube 160 is normally open and is closed during measurement.
[0106]
Further, the measuring tube 160 is formed in a shape in which the concentrated slurry flows downstream by its own weight, but is preferably formed in the vertical direction. Since it flows downstream due to its own weight, it is less likely to change the properties of the concentrated slurry, compared to the case where it is pumped by a machine, and accurate measurement can be performed. Further, by forming the flow path in the vertical direction, when the end of the measurement tube 160 is opened by the actuator 120, the measurement tube 160 is formed in the vertical direction. Therefore, it can be sent out quickly by its own weight without causing adhesion or remaining in the flow path. Since the old concentrated slurry does not remain, the properties of the newly fed concentrated slurry can be accurately measured when measured next time.
[0107]
Also, as shown in FIG. 2 (B), a plurality of small-diameter concentrated cyclones are provided and arranged uniformly, so that the amount of slurry supplied and the amount of concentrated slurry in each concentrated cyclone can be made substantially equal, Since classification of silt clay or the like having a small particle size of soil particles can be performed in parallel, that is, efficiently, small-sized soil particles can be classified in a large amount and at high speed. In this case, as shown in FIG. 2 (A), even if a plurality of concentrated cyclones are provided, the respective concentrated slurries are collected in the hopper 15, so that the processing after the hopper 15 is the same as in the case of a single concentrated cyclone. Since the conventional processing facility can be diverted, the ground processing facility area does not become larger than the conventional one.
[0108]
In addition, when classifying with a single concentrated cyclone, the concentrated cyclone device 18 and the measuring tube 160 may be directly connected without providing the hopper 15.
[0109]
(Explanation of flow measurement and control of concentrated slurry)
By the way, as shown in FIG. 8, various soil qualities, such as an alluvial viscous soil layer and a diluvial sandy soil layer, exist in the tunnel excavation route. For this reason, as shown in FIGS. 9A to 9C, the amount of concentrated slurry discharged differs depending on the soil, even if the aperture of the apex valve 86 is the same.
[0110]
Normally, it is preferable to control the opening degree of the apex valve so as to concentrate the concentrated slurry as high as possible. However, when the fine particle content increases in the slurry component, the classification amount of the concentrated slurry is hardly obtained. It is difficult to perform an appropriate secondary process in the opening degree control with an emphasis on specific gravity. That is, since the excavation amount and the secondary processing amount cannot be balanced, in the worst case, the shield work must be temporarily stopped.
[0111]
For this reason, it is necessary to process the concentrated slurry not with priority on density but with priority on flow rate. However, since the concentrated slurry discharged from the concentration cyclone device 18 is discharged to the atmosphere, the amount of discharge is measured by air mixing. Difficult to do.
[0112]
In the present embodiment, in addition to the density measuring device such as the density meter 72, a flow rate measuring device is provided, and the concentrated slurry amount can be accurately obtained. The flow rate measuring device includes a sensor that detects the accumulation position of the concentrated slurry, an accumulation time measuring device that measures the accumulation time, and a flow rate computing device that calculates the concentrated slurry flow rate based on the obtained accumulation time. .
[0113]
Specifically, the flow rate is measured as follows. FIG. 6 shows a functional block diagram of flow rate measurement control according to an example of the present embodiment. As shown in FIGS. 6 and 7A, the flow rate measurement of the concentrated slurry is performed in the same manner as the specific gravity measurement timing described above.
[0114]
That is, when measuring the flow rate of the concentrated slurry, the hemispherical rubber ball 122 is closed by the actuator 120 in contact with the downstream end of the measurement tube 160 that is the measurement start position SP1, and the concentrated slurry accumulates in the measurement tube 160. Go. The sensor 82 provided near the end of the measurement flow channel upstream of the open / close position of the measurement tube 160 detects that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement end position EP1 near the end of the measurement tube 160 on the upstream side. Is done. Since the volume of the measuring tube 160 is known, the flow rate is obtained by calculating the time during which the concentrated slurry accumulates from the measurement start position SP1 to the measurement end position EP1.
[0115]
As shown in FIG. 7A, the detection portion of the sensor 82 is provided near the upstream end of the measurement tube 160. The accumulation time measuring device 162 and the flow rate calculating device 164 may be provided in the cyclone control device 110 as shown in FIG. 6, or may be provided separately.
[0116]
In the state at the time of measurement, the concentrated slurry is in a homogeneous state in the measurement flow path to the portion where the sensor comes into contact. The accumulation time until the sensor 82 contacts the concentrated slurry after the downstream end of the measurement tube 160 is closed is measured by the accumulation time measuring device 162. Based on the accumulation time and the volume of the measurement flow path from the measurement start position SP1 to the measurement end position EP1, the flow rate of the concentrated slurry is calculated by the flow rate calculation device 164.
[0117]
The flow rate data is sent to the cyclone control device 110, and the throttle opening degree of the apex valve 86 is corrected and controlled based on the measurement data. After the measurement, the actuator 120 opens the downstream end of the measurement tube 160, and the concentrated slurry is sent out from the measurement tube 160 toward the concentrated slurry tank 20 by its own weight.
[0118]
According to this, the concentrated slurry in the measurement flow path from the closed point to the measurement end position EP1 is made free of air mixing by closing the concentrated slurry flow path and accumulating the concentrated slurry, and making it homogeneous. Can do. Since it can measure in this homogeneous state, it is possible to accurately measure the flow rate of the concentrated slurry that has fluidity and is difficult to measure.
[0119]
The specific control flow using the concentrated slurry flow rate measurement method is as follows. As shown in FIG. 6, the cyclone control device 110 controls the apex valve 86 so that the concentrated slurry has a desired flow rate based on the measurement result of the concentrated slurry flow rate. That is, when the desired flow rate is insufficient, the throttle opening of the apex valve 86 is increased, and when the desired flow rate is exceeded, the throttle opening of the apex valve 86 is decreased.
[0120]
(Explanation of modified flow measurement)
Also, as shown in FIGS. 10 and 11, a measurement start position SP2 is set near the end of the flow channel upstream of the open / close position of the measurement tube 160, and it is detected that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement start position SP2. A measurement start detection sensor 82-2 is provided, a measurement end position EP2 is set upstream from the measurement start position, and a measurement end detection sensor 82-1 for detecting that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement end position EP2 is provided. Measurement may be performed.
[0121]
In this case, the time during which the concentrated slurry is accumulated from the measurement start position SP2 to the measurement end position EP2 may be measured, and the flow rate of the concentrated slurry may be calculated based on this accumulation time.
[0122]
According to this, the concentrated slurry is closed by accumulating the concentrated slurry, and the concentrated slurry in the measuring tube 160 from the closed point to the measurement end position EP2 is in a state free from air mixing and is made homogeneous. be able to. Since it can measure in this homogeneous state, it is possible to accurately measure the flow rate of the concentrated slurry that has fluidity and is difficult to measure. In addition, since the timing of the start and end of the measurement is detected by the sensor, it can be measured accurately and the measurement accuracy of the concentrated slurry flow rate can be improved.
[0123]
7A and 10, the sensor 82 has a tip disposed in the hopper 15, but may be disposed in the measurement tube 160. That is, only the measurement tube 160 may be used as the measurement channel, or the hopper 15 connected to the measurement tube 160 may be used in addition to the measurement tube 160.
[0124]
In FIG. 7A, the sensor 82 is provided at the central portion. However, depending on the arrangement of the concentrated cyclone 18, the sensor 82 may be provided at a position where it does not directly touch when the concentrated slurry is flowing downstream. It is not limited to.
[0125]
Furthermore, as described above, the specific gravity and the flow rate of the concentrated slurry can be simultaneously measured at the timing when the concentrated slurry is accumulated up to the measurement end position. Thereby, an efficient property measurement can be performed. Further, the property measurement in the measuring tube 160 may be performed continuously in combination with the classification process by the concentrated cyclone 18 or may be performed intermittently only when necessary.
[0126]
(Description of cleaning means)
In addition, as shown in FIG. 7A, a cleaning device for cleaning the pressure detection units 74-1 and 74-2 is provided. The cleaning device includes cleaning nozzles 102 and 104, valves 87 and 88 that control ejection of cleaning water from the cleaning nozzles 102 and 104, a cleaning pipe 230 that is a flow path of cleaning water, and a pump 92 that pumps cleaning water. It is comprised including. The pump 92 and valves 87 and 88 are controlled by a cyclone control device 110.
[0127]
According to this, the concentrated slurry adhering to the pressure detection units 74-1 and 74-2 can be removed by cleaning, and the measurement can be accurately performed at the next measurement. The sensor 82 may be configured to be cleaned.
[0128]
Cleaning is performed after the properties are measured and the actuator 120 opens the downstream end of the measurement tube 160. Moreover, it is preferable to carry out the ejection amount of washing water in such a small amount that does not affect the reforming. Moreover, in order to wash | clean more completely, you may wash | clean using a lot of washing water at the time of non-operation of a concentration cyclone.
[0129]
(Description of modification of control method)
Further, the throttle opening degree of the apex valve 86 can be controlled with priority on the specific gravity of the concentrated slurry or with priority on the flow rate. Normally, as described above, the muddy water treatment is performed in a state where the specific gravity of the concentrated slurry is as high as possible with a specific gravity of 1.4 or more. However, when the soil quality of the natural ground of the face changes abruptly, especially when the fine-grained content increases, the classification amount of the concentrated slurry decreases with density priority, which may hinder tunneling. In such a case, it is necessary to keep the specific gravity of the muddy water at about 1.4, which is the lowest specific gravity that can be reformed, and to switch to flow rate priority.
[0130]
Furthermore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the actuator 120 that opens and closes the measurement tube 160 from the downstream side of the measurement channel, the measurement start position SP1, the differential pressure hydrometer 74, and the measurement end Since the position EP1 and the sensor 82 are provided in this order, the specific gravity and flow rate of the concentrated slurry can be measured simultaneously and accurately.
[0131]
As a result, the specific gravity priority control shown in FIG. 6 is performed when the minimum required concentration slurry concentration slurry classification amount is exceeded, and the flow rate control shown in FIG. 10 is performed when the concentration slurry concentration amount is below the required concentration slurry classification amount. Therefore, when the soil quality of the natural ground of the face changes suddenly, even when the fine grain content increases, appropriate muddy water treatment can be performed, so that stable tunnel excavation can be performed.
[0132]
Furthermore, according to the present embodiment, the throttle opening degree of the apex valve 86 can be automatically adjusted according to the tunnel excavation position. In this case, as shown in FIG. 8, the geology of the shield machine excavation route is previously investigated by a boring survey or the like, and based on the survey data, the particle size distribution is grasped for each excavation region, and the cyclone control device 110 Store in an internal storage device. Further, it is set whether the control of the concentration cyclone device 18 in the region is set to the density priority mode or the flow rate priority mode. Then, based on the stored data and the current excavation position, the control mode of the concentration cyclone device 18 is switched. Thereby, density priority and flow priority can be automatically switched.
[0133]
The application of the present invention is not limited to the muddy water shield method. For example, it can also be applied to muddy water treatment in underground continuous wall construction method, reverse construction method and the like.
[0134]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a muddy water type shield construction method according to an example of an embodiment of the present invention.
2 is a detailed view of the concentrated cyclone system shown in FIG. 1, (A) is a side view, and (B) is a plan view. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the concentrated cyclone shown in FIG.
FIG. 4 is a functional block diagram showing specific gravity control of a conventional concentrated slurry.
FIG. 5 is a diagram showing a change in specific gravity of supply slurry, over mud water, and concentrated slurry.
FIG. 6 is a functional block diagram showing specific gravity control according to an example of the present embodiment.
7A and 7B are schematic views of a property measurement system according to an example of the present embodiment, in which FIG. 7A is a side view and FIG. 7B is a BB cross-sectional view of FIG.
FIG. 8 is a longitudinal profile of the tunnel excavation route.
FIG. 9 is a diagram showing a grain size accumulation curve for each soil quality of a tunnel excavation route. (A) is an alluvial cohesive soil layer, (B) is a dilute sandy soil layer, and (C) is a particle size accumulative curve of the dilute viscous soil layer.
FIG. 10 is a functional block diagram showing flow control according to an example of the present embodiment.
FIG. 11 is a modification of the property measurement system shown in FIG.
[Explanation of symbols]
3 Adjustment tank
12 Surplus muddy tank
15 hopper
18 Concentration cyclone equipment
20 Concentrated slurry tank
72 Density meter
74 Differential pressure hydrometer
82 sensors
86 Apex valve
87, 88 valves
90 cyclone pump
100 strainer
110 Cyclone control device
120 Actuator
122 Hemisphere Rubber Ball
160 Measuring tube

Claims (19)

スラリー処理用の液体サイクロン装置から送られた濃縮スラリーが自重により下流に流れるよう形成された測定流路と、
前記測定流路下流側の開閉を行う流路開閉手段と、
前記流路開閉手段を制御する制御手段と、
前記流路開閉手段により前記測定流路が閉鎖されることによって、前記測定流路内の所定の測定開始位置から上流側の測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積される蓄積時間を測定する蓄積時間測定手段と、
前記蓄積時間に基づき、前記濃縮スラリーの流量を演算する流量演算手段と、
を有することを特徴とする泥水処理用のスラリー性状測定システム。A measurement channel formed so that the concentrated slurry sent from the hydrocyclone device for slurry processing flows downstream by its own weight;
Channel opening and closing means for opening and closing the measurement channel downstream side;
Control means for controlling the flow path opening and closing means;
An accumulation time for measuring the accumulation time in which the concentrated slurry is accumulated from a predetermined measurement start position in the measurement flow path to an upstream measurement end position by closing the measurement flow path by the flow path opening / closing means. Measuring means;
A flow rate calculating means for calculating a flow rate of the concentrated slurry based on the accumulation time;
A slurry property measuring system for treating muddy water . 請求項１において、
前記測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定終了検出センサを有し、
前記測定開始位置は、前記流路開閉手段による測定流路の開閉位置に設定されたことを特徴とするスラリー性状測定システム。In claim 1,
A measurement end detection sensor for detecting that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement end position;
The slurry property measuring system, wherein the measurement start position is set to an opening / closing position of a measurement channel by the channel opening / closing means. 請求項１において、
前記測定流路の開閉位置より上流側に設定された前記測定開始位置まで前記濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定開始検出センサと、
前記測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積したことを検出する測定終了検出センサと、
を有することを特徴とするスラリー性状測定システム。In claim 1,
A measurement start detection sensor for detecting that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement start position set upstream from the open / close position of the measurement flow path;
A measurement end detection sensor for detecting that the concentrated slurry has accumulated up to the measurement end position;
A slurry property measuring system comprising: 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記開閉手段は、前記測定流路下流側の端部を開閉することを特徴とするスラリー性状測定システム。In any one of Claims 1-3,
The slurry property measuring system, wherein the opening / closing means opens and closes an end portion on the downstream side of the measurement channel. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記測定流路は、垂直方向に形成されていることを特徴とするスラリー性状測定システム。In any one of Claims 1-4,
The measurement system for a slurry property, wherein the measurement channel is formed in a vertical direction. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記開閉位置より上流側で前記測定終了検出位置より下流側の前記測定流路に設けられ、前記濃縮スラリーの比重を検出する比重検出手段と、
前記比重検出手段による比重検出結果に基づき、前記濃縮スラリーの比重を演算する比重演算手段と、
を有することを特徴とするスラリー性状測定システム。In any one of Claims 1-5,
A specific gravity detecting means provided in the measurement flow path upstream from the open / close position and downstream from the measurement end detection position; and detecting specific gravity of the concentrated slurry;
Based on the specific gravity detection result by the specific gravity detection means, specific gravity calculation means for calculating the specific gravity of the concentrated slurry,
A slurry property measuring system comprising: 請求項６において、
前記比重検出手段は、前記測定流路と接する異なる位置に配置された複数の圧力検出部を有する差圧比重計を含んで構成されていることを特徴とするスラリー性状測定システム。In claim 6,
The slurry property measuring system is characterized in that the specific gravity detecting means includes a differential pressure hydrometer having a plurality of pressure detecting units arranged at different positions in contact with the measurement flow path. 請求項７において、
前記複数の圧力検出部を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とするスラリー性状測定システム。In claim 7,
A slurry property measuring system comprising a cleaning means for cleaning the plurality of pressure detectors. 請求項１〜８のいずれかに記載された前記スラリー性状測定システムにより得られた前記濃縮スラリーの流量に基づき前記液体サイクロン装置の絞り開度を制御する絞り開度制御手段を有し、
前記液体サイクロンへの供給スラリーをスラリー改質用に濃縮化することを特徴とする泥水処理システム。An aperture stop opening control means for controlling the throttle opening of the hydrocyclone apparatus based on the flow rate of the concentrated slurry obtained by the slurry texture measuring system according to any one of claims 1 to 8,
A muddy water treatment system, wherein the slurry supplied to the hydrocyclone is concentrated for slurry reforming. 請求項６〜８のいずれかに従属する請求項９において、
前記絞り開度制御手段は、
前記スラリー性状測定システムにより得られた前記濃縮スラリーの流量および比重に基づき、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以上の場合には、分級される濃縮スラリーが最適比重条件を満たすように前記絞り開度を比重優先制御し、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以下の場合には、分級される濃縮スラリーが許容比重条件を満たす範囲内でその分級量が増加するように前記絞り開度を流量優先制御することを特徴とする泥水処理システム。 In claim 9 depending on any of claims 6-8 ,
The throttle opening control means includes
Based on the flow rate and specific gravity of the concentrated slurry obtained by the slurry property measurement system,
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the hydrocyclone device is equal to or greater than a predetermined amount, the throttle opening is controlled with specific gravity priority so that the concentrated slurry to be classified satisfies the optimum specific gravity condition,
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the hydrocyclone device is less than or equal to a predetermined amount, the throttle opening is set to flow so that the classified slurry increases within the range satisfying the allowable specific gravity condition. A muddy water treatment system characterized by priority control. 請求項９、１０のいずれかにおいて、
前記液体サイクロン装置は、
泥水工法で発生する排泥水の２次処理設備に設けられ、排泥水の１次処理設備から供給される２次処理用スラリーを分級処理し、そのオーバー泥水を調整槽又は余剰泥水槽へ向け送り出すことを特徴とする泥水処理システム。In any one of Claims 9 and 10,
The hydrocyclone device is:
Provided in the secondary treatment facility for wastewater generated by the mud construction method, classifies the slurry for secondary treatment supplied from the primary treatment facility for wastewater, and sends the excess mudwater to the adjustment tank or surplus mudwater tank. A muddy water treatment system characterized by that. 請求項１１において、
前記液体サイクロン装置は、
１次処理により７４μｍ以上の粒径の成分が除去された２次処理用スラリーを並列的に分級処理する複数のサイクロンを含んで構成され、
分級された濃縮スラリーを下流側のスラリー改質装置へ向け送り出すことを特徴とする泥水処理システム。In claim 11,
The hydrocyclone device is:
It comprises a plurality of cyclones that classify in parallel the slurry for secondary treatment from which components having a particle size of 74 μm or more have been removed by the primary treatment,
A muddy water treatment system characterized in that the classified concentrated slurry is sent to a downstream slurry reformer. 請求項１０において、
前記絞り開度制御手段は、
泥水工法で掘削される経路を、予め得られた地質調査データに基づき、密度優先経路と流量優先経路とに分類して記憶する記憶手段を含み、
前記密度優先経路の掘削により得られる２次処理用スラリーに対しては、分級される濃縮スラリーが最適比重条件を満たすように前記液体サイクロン装置の絞り開度を比重優先制御し、
前記流量優先経路の掘削により得られる２次処理用スラリーに対しては、分級される濃縮スラリーの流量が許容比重条件を満たす範囲内でその分級量が増加するように前記液体サイクロン装置の絞り開度を流量優先制御することを特徴とする泥水処理システム。In claim 10 ,
The throttle opening control means includes
Including a storage means for classifying and storing a route excavated by the muddy construction method into a density priority route and a flow rate priority route based on previously obtained geological survey data;
For the slurry for secondary treatment obtained by excavation of the density priority path, the throttle opening of the hydrocyclone device is subjected to specific gravity priority control so that the concentrated slurry to be classified satisfies the optimal specific gravity condition,
For the slurry for secondary treatment obtained by excavating the flow rate priority route, the hydrocyclone device is opened so that the classified slurry volume increases within a range where the flow rate of the concentrated slurry to be classified satisfies the allowable specific gravity condition. A muddy water treatment system characterized by priority control of flow rate. スラリー処理用の液体サイクロン装置から送られた濃縮スラリーの流路下流側を、流路開閉手段により閉鎖する工程と、
前記測定流路内の所定の測定開始位置から上流側の所定の測定終了位置まで前記濃縮スラリーが蓄積される蓄積時間を測定する蓄積時間測定工程と、
前記蓄積時間に基づき、前記濃縮スラリーの流量を演算する流量演算工程と、
前記流路開閉手段により、前記濃縮スラリー流路下流側を開放する工程と、
を有することを特徴とする泥水処理用のスラリー性状測定方法。Closing the downstream side of the flow path of the concentrated slurry sent from the hydrocyclone apparatus for slurry processing by the flow path opening and closing means;
An accumulation time measuring step of measuring an accumulation time in which the concentrated slurry is accumulated from a predetermined measurement start position in the measurement channel to a predetermined measurement end position on the upstream side;
A flow rate calculating step for calculating the flow rate of the concentrated slurry based on the accumulation time;
Opening the downstream side of the concentrated slurry channel by the channel opening and closing means;
A slurry property measuring method for treating muddy water, comprising : 請求項１４において、
前記濃縮スラリー流路の異なる位置に設けられた複数の圧力検出部により前記濃縮スラリーの圧力を検出する圧力検出工程と、
前記圧力検出結果に基づき、その差圧を演算することにより前記濃縮スラリーの比重を演算する差圧演算工程と、
を有することを特徴とするスラリー性状測定方法。In claim 14,
A pressure detection step of detecting the pressure of the concentrated slurry by a plurality of pressure detectors provided at different positions of the concentrated slurry flow path;
A differential pressure calculating step of calculating the specific gravity of the concentrated slurry by calculating the differential pressure based on the pressure detection result;
A method for measuring slurry properties, comprising: 請求項１５において、
前記複数の圧力検出部を洗浄する洗浄工程を有することを特徴とするスラリー性状測定方法。In claim 15,
A slurry property measuring method comprising a cleaning step of cleaning the plurality of pressure detection units. 請求項１４〜１６のいずれかに記載されたスラリー性状測定方法を用いて得られた前記濃縮スラリーの流量に基づき前記液体サイクロン装置の絞り開度を制御する絞り開度制御工程を有し、
前記液体サイクロンへの供給スラリーをスラリー改質用に濃縮化する濃縮工程を有することを特徴とする泥水処理方法。An aperture stop opening control step of controlling the throttle opening of the hydrocyclone apparatus based on the flow rate of the concentrated slurry obtained using the slurry texture measuring method according to any one of claims 14 to 16,
A muddy water treatment method comprising a concentration step of concentrating the slurry supplied to the hydrocyclone for slurry reforming. 請求項１５、１６のいずれかに従属する請求項１７において、
前記絞り開度制御工程は、
前記スラリー性状測定方法を用いて得られた前記濃縮スラリーの流量および比重に基づき、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以上の場合には、分級される濃縮スラリーが最適比重条件を満たすように前記絞り開度を比重優先制御する比重優先制御工程と、
前記液体サイクロン装置で分級される濃縮スラリーの分級量が所定量以下の場合には、分級される濃縮スラリーが許容比重条件を満たす範囲内でその分級量が増加するように前記絞り開度を流量優先制御する流量優先制御工程と、
を有することを特徴とする泥水処理方法。 Claim 17 dependent on any of claims 15 and 16 ,
The throttle opening control step includes
Based on the flow rate and specific gravity of the concentrated slurry obtained using the slurry property measuring method,
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the liquid cyclone apparatus is a predetermined amount or more, a specific gravity priority control step for performing specific gravity priority control of the throttle opening so that the concentrated slurry to be classified satisfies the optimum specific gravity condition;
When the classification amount of the concentrated slurry classified by the hydrocyclone device is less than or equal to a predetermined amount, the throttle opening is set to flow so that the classified slurry increases within the range satisfying the allowable specific gravity condition. A flow rate priority control process for priority control;
A muddy water treatment method characterized by comprising: 請求項１４〜１８のいずれかにおいて、
前記液体サイクロン装置は、
泥水工法用の２次処理設備に設けられ、
１次処理により７４μｍ以上の粒径の成分が除去された２次処理用スラリーを並列的に分級処理する複数のサイクロンを含んで構成され、
分級された濃縮スラリーを下流側のスラリー改質装置へ向け送り出すことを特徴とする泥水処理方法。In any one of Claims 14-18,
The hydrocyclone device is:
Installed in the secondary treatment facility for the muddy water method,
It comprises a plurality of cyclones that classify in parallel the slurry for secondary treatment from which components having a particle size of 74 μm or more have been removed by the primary treatment,
A muddy water treatment method, wherein the classified concentrated slurry is sent to a downstream slurry reformer.
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