JP4441756B2

JP4441756B2 - スラリー利用方法および装置

Info

Publication number: JP4441756B2
Application number: JP2004234932A
Authority: JP
Inventors: 志朗中嶋
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-07-13
Also published as: JP2006029041A

Description

発明の詳細な説明

本発明は、軟弱地盤の安定、地山支保、トンネル支保工、構築物の基礎、構築物の基礎補強、液状化防止、遮水用地中壁、地下水湧水防止などを目的として用いられる高圧噴射工法や機械攪拌工法などの施工によって生じる余剰スラリーの利用方法と装置に関するものである。

高圧噴射工法は、セメント系や水ガラス系などの硬化剤液を単独または高圧水や圧縮空気と一緒に地中に高圧で噴射し、原地盤と硬化材液を攪拌混合することで、原地盤を固化させるもので、わが国でも地盤改良工事をはじめ地下工事や防災工事、管工事などの場面で広く利用されている。しかしながら、高圧噴射工法において、地中に噴射されたセメント系や水ガラス系などの硬化剤液は、全量が地中において固化されるものではなく、噴射量と同程度の量の硬化材や原地盤の土砂や水を含む余剰スラリーが、空気などと混合された廃泥として、地上に排出される。地上に排出された廃泥は専用車で廃棄物処理場まで搬送し産業廃棄物として処理することとなっており、環境面のみならずコスト面で大きな負荷となっている。そのため、咋今では地中のスラリーを地上に排出し、処理槽で粒度の大きい土砂の分離をした後、濃度に応じた固化材や水などを添加して硬化材液として調合しなおして再度地中に噴射する方法が各種検討、開発されているが、コスト、設備面などで負担が大きく、普及していないなのが実情である。また、機械攪拌工法においても、攪拌翼で地中を攪拌する際、高圧水や水などを併用するため、大量ではないにしてもスラリーが発生する。その処理についても、高圧噴射工法と同様にコスト面、環境面で大きな負荷となっている。

特公平０６−０６３２２１号公報

発明が解決しようとする課題

現在のスラリー利用方法は、特公平０６−０６３２２１号「地盤改良工法におけるスラリーの再利用方法」にもあるように、地中で噴射後余剰物となったスラリーを地上に一旦排出して処理槽やプラントに移して成分を計測後、再度必要成分を混合、調合しなおして硬化材液として再利用する方法も試みられているが、一般には地上に排出された余剰なスラリーは再利用しないで、産業廃棄物として専用車で廃棄物処理場に運び処分するしかなく、コスト面で大きな負担となっている。また、地上に排出されず、地盤隆起の原因となったり非改良域地盤へ流入したスラリーは環境に大きな影響を与えるだけでなく、近隣住民の生活に悪影響を及ぼす恐れもある。そのため、安価で環境に優しい新しいスラリーの利用方法が待ち望まれている。

課題を解決するための手段

上記課題を解決し上記目的を達成するために、地盤改良のために地中に高圧噴射された液状の固化材と原地盤中の土砂が混合したスラリーを利用するスラリー利用装置において、液状の固化材を高圧噴射する固化材高圧噴射口を備えたロッドと、ロッドの外周側面に設けられ、固化材高圧噴射口から噴射された固化材と原地盤中の土砂とが混合したスラリーを捕捉吸引するスラリー受容部と、空気又は水を所定圧で噴出する噴出口と、前記スラリー受容部と連通しかつ噴出口の近傍に設けられ、スラリー受容部から捕捉吸引されたスラリーを噴出するスラリー再噴出部を有し、スラリーが廃液となって地上に排出される前に、地中においてスラリー受容部からスラリーを捕捉吸引し、続けてスラリー再噴出部から噴出されるスラリーが噴出口から噴出される空気圧または水圧により再度加速して所定域の地盤を改良するものである。

さらに、本発明の噴出口は、スラリー受容部の近傍に設けられていることを特徴とするものである。さらに、スラリー受容部は、凹形の形状をしており、噴出口は、凹形のスラリー受容部の内側に配置し、円周上および該中心部分に設けられ、スラリー再噴出部は、前記円周上に設けられた噴出口と前記中心部分に設けられた噴出口の間に配置されていることを特徴とするものである。また、噴出口は、リング状または多孔状に複数個配置されたものである。

また本発明は、地盤改良のために地中に高圧噴射された液状の固化材と原地盤中の土砂が混合したスラリーを、スラリーが廃液となって地上に排出される前に、ロッドの外周側面に設けられたスラリー受容部により捕捉吸引し、スラリー受容部の近傍に設けられた噴出口により空気又は水を高圧で噴出して、噴出口の近傍に設けられたスラリー再噴出部により噴出されるスラリーを再度加速して所定域の地盤を改良するものである。

発明の実施の態様

本発明を、添付する図面に示す具体的な実施例に基づいて、以下詳細に説明する。

本発明は地中において、スラリーが地上に排出されることなく所定箇所で捕捉吸入して続けて空気圧または水圧で再度加速噴出するため、スラリー受容部１とスラリー再噴出部２、空気または水の噴出口３を有した装置を使用する。またこのスラリー受容部１は、周辺に存在するスラリーを効果的に捕捉吸入するために、凹形の形状をしている。さらに、地上の空気圧縮機や高圧ポンプから専用管６でつながった空気または水の噴出口３をスラリー受容部１の内部にリング状または多孔状に複数個配置することで、空気または水の地中への噴出によって生じる負圧によって、スラリー受容部１周辺に存在するスラリーを吸入しやすい特徴を有している。また、噴出口３の内側にスラリー再噴出部２を設けており、スラリー受容部１で捕捉吸入されたスラリーが流入後、空気圧または水圧で再度加速噴出される。図１に本発明に用いる装置の一例を示す。

図１に示した装置を用いた本発明の実施の一例を図２に示した。装置周辺の過剰なスラリー４は、スラリー受容部１に吸入された後、複数の噴出口３から噴出される圧力のかかった空気または水５とともにスラリー再噴出部２から再度加速噴出され、所定域の地盤を改良することができる。

図１および図２の実施例において、スラリー４の固化材濃度が必要とする強度に達していない場合、本発明では固化材を地上より地中に別途供給管によるか、もしくは専用管６に混入して供給し、スラリー４とともに地中で加速噴出して所定域の地盤を改良することができる。

また本発明で改良される所定域の地盤は、高圧噴射工法改良域や機械攪拌工法改良域に隣接する箇所に設定されるとより効果的であり、さらに、本発明で改良される所定域の地盤の断面形状については、噴出口３から噴出される空気または水の圧力を所定に設定することと、噴出口３の形状を所定形状とするか噴出口３を所定範囲移動もしくは回転もしくは揺動することによって所定方向とすることにより任意の形状とすることができる。

また本発明に用いる装置は、高圧噴射工法に用いるロッドの一部にブロック装着または同時製作してもよいし、個別にボーリングマシンなどで地中に挿入してもよい。専用管６を通じて地上から噴出口３に圧送られる空気または水の噴出圧力は地上で管理され、地盤の土質、含水率等に応じて、随時調整することができる。また、スラリー受容部１の形状と容積は、スラリーの量や性状、地盤の土質などによって任意に設定できる。

さらに本発明の装置は一個に限らず、対向した配置で二個、上下位置をずらした複数個などを一体の装置として製作することで同時に複数箇所または複数方向に使用することができる。

発明の効果

本発明は、新しいスラリー利用方法として、スラリーを地盤を改良する材料として利用すべく、地盤改良のために地中に高圧噴射された液状の固化材と原地盤が混合したスラリーを、廃液となって地上に排出される前に地中において捕捉吸引し、続けて空気圧または水圧を利用して所定箇所より再度加速噴出して所定域の地盤を改良するスラリーとした。

また、本発明は、新しいスラリー利用方法として、地盤改良のために地中に高圧噴射された液状の固化材と原地盤が混合したスラリーを、廃液となって地上に排出される前に地中において捕捉吸引するのに加え、廃液の固化材濃度に応じて固化材を地上より地中に低圧で混合添加しつつ空気圧または水圧を利用して所定箇所より再度加速噴出して所定域の地盤を改良するスラリー利用方法とした。

さらにまた、本発明は、対応した施工する手段を備えたスラリー利用装置とすべく、地盤中で所定圧力の空気圧または水圧を所定方向に噴出させる手段を有し、地盤改良のために地中に高圧噴射された液状の固化材と原地盤が混合したスラリーを、廃液となって地上に排出される前に地中において捕捉吸引するスラリー利用装置とした。

本発明の実施例で、装置の正面図である。本発明の実施例の断面図である。

符号の説明

１…スラリー受容部
２…スラリー再噴出部
３…噴出口
４…スラリー
５…圧力のかかった空気または水
６…専用管

Claims

地盤改良のために地中に高圧噴射された液状の固化材と原地盤中の土砂が混合したスラリーを利用するスラリー利用装置において、
液状の固化材を高圧噴射する固化材高圧噴射口を備えたロッドと、
前記ロッドの外周側面に設けられ、前記固化材高圧噴射口から噴射された固化材と原地盤中の土砂とが混合したスラリーを捕捉吸引するスラリー受容部と、
空気又は水を所定圧で噴出する噴出口と、
前記スラリー受容部と連通しかつ前記噴出口の近傍に設けられ、前記スラリー受容部から捕捉吸引されたスラリーを噴出するスラリー再噴出部を有し、
スラリーが廃液となって地上に排出される前に、地中において前記スラリー受容部からスラリーを捕捉吸引し、続けて前記スラリー再噴出部から噴出されるスラリーが前記噴出口から噴出される空気圧または水圧により再度加速して所定域の地盤を改良するスラリー利用装置。
前記噴出口は、前記スラリー受容部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１記載のスラリー利用装置。
前記スラリー受容部は、凹形の形状をしており、
前記噴出口は、凹形の前記スラリー受容部の内側に配置し、円周上および該中心部分に設けられ
前記スラリー再噴出部は、前記円周上に設けられた噴出口と前記中心部分に設けられた噴出口の間に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のスラリー利用装置。
前記噴出口は、リング状または多孔状に複数個配置されたことを特徴とする請求項３記載のスラリー利用装置。
地盤改良のために地中に高圧噴射された液状の固化材と原地盤中の土砂が混合したスラリーを、スラリーが廃液となって地上に排出される前に、ロッドの外周側面に設けられたスラリー受容部により捕捉吸引し、前記スラリー受容部の近傍に設けられた噴出口により空気又は水を高圧で噴出して、前記噴出口の近傍に設けられたスラリー再噴出部により噴出されるスラリーを再度加速して所定域の地盤を改良するスラリー利用方法。