JP4098675B2 - 残土充填方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、残土充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（上・下）水道や電力、ガス、浄化水槽内の廃棄管などの配管について、配管内の空間を充填したり、掘削にて生じたトンネルを埋め戻す場合、他の場所で生じた残土に、水やセメントを混合して練り潰して使用することが往々にしてある。
従来、このようなモルタル（スラリーモルタル）を、サンドポンプを利用して、管外部から、当該管内へ、圧送していた（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１７３１００号公報
【０００４】
上記のサンドポンプを使用する利点について述べると、サンドポンプは均一な圧力で圧送することが可能であると共に、インバーターを使えば圧力を調整することができる。また、管に対する負荷が掛からない。例えば、コンクリートポンプを使うと、押し込むときに圧力の振動が激しいので、管を破裂する恐れがあるが、サンドポンプを使用すれば、このような恐れがない。
【０００５】
一方、シールド工法にて生じた残土など、近年、従来になく多くの空気を含有した残土が登場し、このような残土を使用する機会が増えつつある。このような多量に空気を含有する残土は、適切な凝集剤を利用することにより、上記の通りサンドポンプにて圧送することが可能な状態とすることも可能であるが、そのような前処理の手間をとらずに、当該残土をそのまま利用してモルタルを形成した場合、当該モルタルの圧送時、サンドポンプに空気が噛み込み、円滑な圧送ができない。
例えば、出力１５〜２２ｋｗのサンドポンプを用いて、フロー３００〜４００ｍｍの性状（液状）の上記モルタル（スラリーモルタル）を圧送しようとした場合、精々４０〜５０ｍ程度の距離しか送り込むことができないといった事態が生じた。これでは、上記モルタルについて、５００ｍ以上の距離を圧送する必要がある場合など、全く不十分である。
このように、サンドポンプでは長距離の円滑な圧送が行えない程の、多量の空気を含有する残土は、シールド残土に限らず、近年、種々見受けられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、従来のサンドポンプでは円滑な圧送ができない程空気を含有する残土を用いて形成したモルタルについて、配管の管内等の空間充填のために実用的な距離の円滑な圧送を可能とする方法及びシステムを提供することにより、上記の課題を解決する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願第１の方法に係る残土充填方法は、残土を使用することにより、配管の管内などの空間を充填するものであって、次の構成を採る。即ち、残土を収容する施設敷地と、残土が充填される空間がある現場とは、夫々異なる場所であり、上記施設敷地に、少なくとも収容槽を設置する。収容槽に収容された残土に水を混合し、残土に水を混合した後、施設敷地においてセメントを混入せずに、現場まで残土を移送する。タンクとバキュームポンプとを備えるバキューム車を用いる。現場において、少なくとも、ミキサーと、バキューム車と、サンドポンプとを設置しておき、移送されてきた残土をミキサーに移してセメントを加え、練り潰して、フロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍのスラリーモルタルを形成する。上記にて形成されたモルタルを、バキューム車のタンクに移し、バキューム車のタンクへ、サンドポンプを接続し、サンドポンプに吐出用のホースを接続し、サンドポンプとバキューム車のバキュームポンプとを作動させることにより、外部より上記の空間内に、当該モルタルを圧送する。上記のサンドポンプには、排水量を毎分１０００〜１５００リットル、揚水量毎分１〜２立方メートルの能力を備えたものを採用し、上記のバキュームポンプには、０．９８〜９．８Ｎの圧力を負荷することができるものを採用する。
ここでいう残土とは、通常の残土を含む他、建設汚泥や、建設汚泥固化物も含む。
尚、ここでいう空間とは、充填の対象となる空間であればよく、配管の管内に限定するもではない。例えば、コンクリート護岸と堤との間に生じた、埋め戻しを要する空隙も含む。また、ここでいう管とは、配管のみならず、掘削により地中に形成されたトンネルも含む。即ち、管内の充填といった場合、このようなトンネルの埋め戻しも含む。
更に、ここでいうバキューム車には、バキュームカーと呼ばれる一般的なバキューム車はもとより、モービル車と呼ばれる作業車も含む。
【０００８】
本願第２の発明に係る残土充填方法は、残土を使用することにより、配管の管内などの空間を充填するものであって、次の構成を採る。即ち、残土の発生場所と、残土を充填する空間がある現場とは、同じ場所か、夫々異なる場所にあり、残土の発生場所又は上記現場に、少なくとも収容槽を設置し、当該収容槽に収容された残土に水を混合し、残土をミキサーに移してセメントを加え、練り潰して、フロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍのスラリーモルタルを形成する。上記現場において、少なくとも、サンドポンプを設置しておき、タンクとバキュームポンプとを備えるバキューム車を用い、上記にて形成されたモルタルを、バキューム車のタンクに移す。現場にて、バキューム車のタンクへ、サンドポンプを接続し、サンドポンプに吐出用のホースを接続し、サンドポンプとバキューム車のバキュームポンプとを作動させることにより、外部より上記の空間内に、当該モルタルを圧送する。上記のサンドポンプには、排水量を毎分１０００〜１５００リットル、揚水量毎分１〜２立方メートルの能力を備えたものを採用し、上記のバキュームポンプには、０．９８〜９．８Ｎの圧力を負荷することができるものを採用する。
【０００９】
本願第３の発明に係る残土充填方法では、本願第１又は第２の何れかの発明にあって、上記のスラリーモルタルが、比重を１．１５にしその液に１ｍ3
当たりセメント１５０ｋｇ〜１８０ｋｇ入れフロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍとし、吐出用のホースの直径は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍの何れかとすることを特徴とする。
【００１０】
上記本願第１乃至３の発明にあっては、残土が含有することにより当該残土を用いて形成されたモルタル内に内包することとなった空気（気泡）を、バキューム車１が備えるバキュームポンプ１１を利用して圧縮することにより、サンドポンプ２内で気泡が噛みこまず、サンドポンプ２の能力を発揮させることができる。
即ち、従来、サンドポンプ単独では、気泡（空気）の噛み込みにより、管内などの空間充填のために必要な距離を円滑に圧送することができないほど空気を多量に含んだ残土について、凝集剤などによる前処理を必要とすることなく、円滑に空間充填に必要な実用的距離を、圧送することができる。
また、サンドモルタル（スラリーモルタル）のみならず、ソイルモルタルを充填に使用する場合にも、上記の方法を利用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本願発明の実施の形態について説明する。
図１へ、本願発明に係る一実施の形態を示す。
【００１２】
ここで、残土の発生場所（図示しない。）と、残土を収容する工場などの施設（施設敷地Ｐ）と、充填される空間がある現場Ｑとは、夫々異なる場所である。管の充填を例に採ると、充填される管の種類としては、水道廃棄管、電力関係の管路、下水道廃棄管、浄化水槽内の廃棄管や、廃棄トンネル、ガス管の埋設用路を挙げることができる。但し、これ以外の管に実施することを制限するものではない。特に、トンネルの埋め戻しを例に採って説明する。
図１へ示す通り、この残土充填システムは、収容槽４と、ミキサー３と、サンドポンプ２と、バキュームカー１（バキューム車）を備える。
以下、具体的に説明する。
【００１３】
この実施の形態では、上記施設敷地Ｐから現場Ｑの間の距離ｋは、車両等の通常のモルタルの移送手段によって、１〜２時間以内に移動できるものとする。
先ず、採取した残土は、残土の発生場所から、トラック等の車両や、その他の周知の運搬手段を利用して、上記施設敷地Ｐに移送される。
上記の残土としては、当該残土を直接用いて（凝集剤などによる前処理なしに）モルタルを形成した場合サンドポンプ単独では水平方向について５００ｍ以上の距離を圧送することができないものを、（前処理なしに）使用する。
【００１４】
この実施の形態において、上記施設敷地Ｐに、上記収容槽４と、ミキサー３とが設置されている。
収容槽４に収容された残土ｚには、水が混合される。そして、水が混合され液状等の流動性を有するようになされた残土ｚは、ミキサー３に移され、セメントが加えられる。当該ミキサー３にて残土ｚにセメントが練り込まれ、モルタルｍ（スラリーモルタル）が形成される。上記において、セメントを加える前に、周知の分離機を使用して、不要なものを残土から除去しておくことが好ましい。但し、不要であれば、このような除去を行わずに実施することも可能である。
【００１５】
上記のバキュームカー１は、タンク１０と、バキュームポンプ１１とを備える。
上記にて形成されたモルタルｍは、バキュームカー１の当該タンク１０に移される。図１において、ｈ１は、ミキサー３とバキュームカー１のタンク１０とを接続するホース（第１ホース）を示している。
モルタルｍを収容したバキュームカー１は、（第１ホースｈ１が外され）現場Ｑまで、走行する。
現場Ｑには、上記サンドポンプ２を設置しておく。そして、施設敷地Ｐより移動してきたバキュームカー１のタンク１０に当該サンドポンプ２を接続する。図１のｈ２は、バキュームカー１のタンク１０とサンドポンプ２とを接続するホース（第２ホース）を示している。また、ｈ３は、サンドポンプ２に接続された吐出用のホース（第３ホース）を示している。サンドポンプ２に接続された当該第３ホースｈ３を、埋め戻すトンネルＴの入口へ挿入する。
そして、サンドポンプ２とバキュームカー１のバキュームポンプ１１とを作動させ、トンネルＴ内に、バキュームカー１のタンク１０内のモルタルｍを圧送する。
【００１６】
上記において、トンネルＴ内にモルタルｍを充填することによって、トンネルＴ内に配置した配管（図示せず。）を埋設することができる。この場合、配管の周囲に、モルタルｍを充填するものであるが、この他、図３へ示すように、配管ｃ１内に、配線などを収容する内部管ｃ２…ｃ２を配置する場合、配管ｃ１の内部であって、内部管ｃ２の外部に、モルタルｍを充填するものとしても実施可能である。
【００１７】
上記のサンドポンプ２には、出力１５〜２２ｋｗ、排水量を毎分１０００〜１５００リットル、揚水量毎分１〜２立方メートルのものを採用するのが好ましい。特に、出力２２ｋｗ、排水量毎分１４００リットル、揚水量毎分１．５立方メートルとするサンドポンプを採用するのが好ましい。このようなサンドポンプとして、例えば三興ポンプ製（株式会社三興ポンプ／大阪市住吉区清水丘３−５−７）の横型のサンドポンプ（型番ＳＥ−４３０Ｋ) を採用することができる。
【００１８】
バキュームカー１には、４ｔ・大型バキューム車を用いることができる。
バキュームポンプ１１にて、０．９８〜９．８Ｎ（０．１〜１ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の圧力を負荷することによって、上記の圧送が円滑に行えた（車の限度が９．８Ｎ）。
この場合、圧送に用いる第３ホースｈ３には、直径が７５ｍｍ，１００ｍｍ，１２５ｍｍの太さのものを使用することが可能である。
【００１９】
上記において、モルタルｍとして、掘削残土を水で溶き、比重を１．１５にしその液に１ｍ3 当たりセメント１５０ｋｇ〜１８０ｋｇ入れフロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍのスラリーモルタルを作るのが好ましい。そのスラリーモルタルを一般的な出力１５〜２２ｋｗのサンドポンプ２でトンネルへ圧送した場合、５６０ｍの距離ｔの圧送が可能であった。
このように、従来同じ条件で建設汚泥又はシールド残土からスラリーモルタルを作ったときにエアー材によりスラリーモルタルの中に大小の気泡が混在した場合、１５〜２２キロのサンドポンプ単独では、４０〜５０ｍぐらいしか圧送できないが、上記の通り、バキュームカーを使用した場合は５６０ｍの圧送が可能となった。即ち、従来、フロー（垂らしたときの広がり）３００〜４５０ｍｍのモルタルでは、従来エアーが噛んで送れなかったが、このようなモルタルの上記５００ｍ以上の圧送が、本願発明の実施により可能となった。
バキュームカーのポンプには、スクイズ式とポンプ式があるが、何れのものも利用可能である。
また、上記のシステムは、スラリーモルタルの他、ソイルモルタルの圧送にも利用することができる。
【００２０】
図１に示す実施の形態は、施設敷地Ｐから現場Ｑまで、１〜２時間で移動できる場合に適用することができるが、それ以上の時間を移動に必要とする場合は、モルタルｍの硬化にて、この実施の形態の採用は適当ではない。
そこで、このような場合に適した実施の形態について、図２を用いて説明する。この場合、採取した残土を先ず施設敷地Ｐ（図示せず。）に移送する点は、上記図１に示す実施の形態と同様であるが、施設敷地Ｐにおいて、収容槽４（図示せず。）で残土ｚに水を混合した後、施設敷地Ｐにおいてセメントを混入せずに、車両等の周知の手段によって、現場Ｑまで、当該残土ｚを移送する。
【００２１】
現場Ｑにおいて、ミキサー３、タンク５、バキュームカー１及びサンドポンプ２を設置しておき、移送されてきた残土ｚをミキサー３内へ収容する。このミキサー３内において、セメントを残土ｚに混ぜ合わされモルタルｍが形成される。ミキサー３は、第４ホースｈ４にてタンク５に接続されている。タンク５は、第５ホースｈ５にて、バキュームカー１のタンク１０に接続される。タンク５に収容されたモルタルｍは、この第５ホースｈ５を通じて、バキュームカー１のタンク１１に移動することができる。
図１に示す実施の形態と同様、バキュームカー１のバキュームポンプ１１と上記サンドポンプ２とが接続され、トンネルＴ内に、モルタルｍが圧送される。
図２に示す実施の形態では、ミキサー３は、第４ホースｈ４にてタンク５に接続されるものとしたが、タンク５を用いずに、直接バキュームカー１のタンク１０に接続するものとしても実施可能である。
この図２に示す実施の形態において、特に言及しなかった事項については、上記図１又は図３に示す実施の形態と同様である。
図１及び図２に示す実施の形態では、残土の発生場所から、一旦、施設敷地Ｐに残土を移すものとしたが、施設敷地Ｐを経由せずに（このような施設を設けずに）、残土の発生場所から、管内充填の現場Ｑまで、残土を移送するものとして実施可能である。その場合、残土の発生場所にて、残土へ水を加えるのとしても現場Ｑで水を加えるものとしても何れでも実施可能である。また、セメントについても、残土の発生場所から現場Ｑまでの移動時間が１〜２時間であれば、残土の発生場所と、現場Ｑのいずれにおいて、残土に加えるものとしても実施可能である。更に、上記と異なり、残土の発生（採取）した場所と、現場Ｑとは、同じ場所であってもよい。
上記の各実施の形態において、バキューム車として、モービル車を用いて実施することも可能である。一般的なバキューム車は、そのタンク内を真空にすることにより対象（モルタル）を吸うものであるが、モービル車は、そのタンク内を真空にするのではなく、送風（ブロー）により対象（モルタル）を吸うものである。一般に、コンクリートモービル車は、連続ミキサーを持つ移動式コンクリート製造プラントである。上記モービル車として、例えば、兼松エンジニアリング株式会社（本社／高知市布師田３９８１番地７）のスーパーモービルＳＭシリーズ（型番がＳＭで始まるもの）の吸引作業車を採用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本願第１乃至第３の発明の実施によって、サンドポンプ単独では、気泡（空気）の噛み込みにより、配管の管内等の空間の充填のために必要な距離を円滑に圧送することができないほど空気を多量に含んだ残土を、凝集剤などによる前処理を必要とすることなく、円滑に管内充填に必要な実用的距離を圧送することができる。
また、サンドモルタル（スラリーモルタル）のみならず、ソイルモルタルを管内等の空間充填に使用する場合にも、上記の方法を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施の形態に係る説明図である。
【図２】 他の実施の形態に係るトンネルＴの横断面図である。
【図３】 更に他の実施の形態の説明図である。
【符号の説明】
１ バキュームカー
２ サンドポンプ
１１ バキュームポンプ

Claims (3)

1. 残土を使用することにより、配管の管内などの空間を充填するものであって、残土を収容する施設敷地と、残土が充填される空間がある現場とは、夫々異なる場所であり、
   上記施設敷地に、少なくとも収容槽を設置し、
   収容槽に収容された残土に水を混合し、
   残土に水を混合した後、施設敷地においてセメントを混入せずに、現場まで残土を移送し、
   タンクとバキュームポンプとを備えるバキューム車を用い、
   現場において、少なくとも、ミキサーと、バキューム車と、サンドポンプとを設置しておき、移送されてきた残土をミキサーに移してセメントを加え、練り潰して、フロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍのスラリーモルタルを形成し、
   上記にて形成されたモルタルを、バキューム車のタンクに移し、
   バキューム車のタンクへ、サンドポンプを接続し、サンドポンプに吐出用のホースを接続し、サンドポンプとバキューム車のバキュームポンプとを作動させることにより、外部より上記の空間内に、当該モルタルを圧送するものであり、
   上記のサンドポンプには、排水量を毎分１０００〜１５００リットル、揚水量毎分１〜２立方メートルの能力を備えたものを採用し、
   上記のバキュームポンプには、０．９８〜９．８Ｎの圧力を負荷することができるものを採用することを特徴とする残土充填方法。
2. 残土を使用することにより、配管の管内などの空間を充填するものであり、
   残土の発生場所と、残土を充填する空間がある現場とは、同じ場所か、夫々異なる場所にあり、
   残土の発生場所又は上記現場に、少なくとも収容槽が設置され、当該収容槽に収容された残土に水を混合し、残土をミキサーに移してセメントを加え、練り潰して、フロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍのスラリーモルタルを形成し、
   上記現場において、少なくとも、サンドポンプを設置しておき、
   タンクとバキュームポンプとを備えるバキューム車を用い、
   上記にて形成されたモルタルを、バキューム車のタンクに移し、
   現場にて、バキューム車のタンクへ、サンドポンプを接続し、サンドポンプに吐出用のホースを接続し、サンドポンプとバキューム車のバキュームポンプとを作動させることにより、外部より上記の空間内に、当該モルタルを圧送するものであり、
   上記のサンドポンプには、排水量を毎分１０００〜１５００リットル、揚水量毎分１〜２立方メートルの能力を備えたものを採用し、
   上記のバキュームポンプには、０．９８〜９．８Ｎの圧力を負荷することができるものを採用することを特徴とする残土充填方法。
3. 上記のスラリーモルタルは、比重を１．１５にしその液に１ｍ3 当たりセメント１５０ｋｇ〜１８０ｋｇ入れフロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍとし、
   吐出用のホースの直径は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍの何れかとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の残土充填方法。

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