JP6432771B2 - 掘削残土処理システム及びシールド掘削機 - Google Patents

Description

本発明は、掘削残土処理システム及びシールド掘削機に関する。

シールド工法によりトンネルを築造する際には、土層の断面に自然由来のヒ素が出現し、掘削残土にヒ素が含まれる場合がある。その場合には、掘削残土を処分する際に何らかの処理を行わなければ、掘削残土が汚染土となる問題があった。
このようなヒ素を含む掘削残土の処理方法の一つとして、例えば掘削残土に薬剤を添加することでヒ素を溶出させないようにする処理方法が挙げられる。

例えば、特許文献１には、重金属汚染土壌に三価のアルミニウム塩である硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム及びミョウバンの何れか一つを水と共に添加して撹拌することによって、土壌中の重金属を不溶化させる処理方法が開示されている。
また、特許文献２には、有機ハロゲン化合物とハロゲン元素のうち一種以上と重金属で汚染された土壌において鉄粉及びアルミニウム塩を添加し、次いでアルカリ性域に調節し、生成したアルミニウム水酸化物にハロゲン元素と重金属を同伴させ、次いで中性セメント剤を添加する処理方法が開示されている。

特許第３２２７４８７号公報 特許第３８６７００２号公報

しかしながら、土層の粘性が高い場合には掘削残土が塊で排土されるので、上記特許文献１，２に開示されている処理方法では掘削残土の内部まで均等に薬剤を浸透させるのは困難である。その結果、薬剤と掘削残土中のヒ素との化学反応が充分に進行せず、薬剤によるヒ素の溶出抑制効果が充分に発揮されないため、処理後の掘削残土からのヒ素の溶出量が閾値を超えてしまうという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、薬剤による掘削残土中の処理対象物質の溶出抑制効果を充分に発揮させるために、掘削残土の内部まで均等に薬剤を浸透させることができる掘削残土処理システム及びシールド掘削機の提供を目的とする。

請求項１記載の掘削残土処理システムは、土層を掘削する際に発生した掘削残土を破砕すると共に前記掘削残土に薬剤を添加可能に構成された掘削残土処理機構を備え、前記掘削残土処理機構は、前記掘削残土を導入する導入部と、前記掘削残土に前記薬剤を添加する薬剤添加部と、前記導入部から導入された前記掘削残土を破砕する破砕部と、前記掘削残土を導出する導出部と、を備え、前記薬剤添加部は、前記破砕部を掘削残土が通過する前の部分に設置されていることを特徴とする。
上記掘削残土処理システムによれば、掘削残土が掘削残土処理機構に導入された際に、
掘削残土が確実に破砕されて細粒状になる。このような掘削残土に、掘削残土中に存在す
る処理対象物質の掘削残土からの溶出を抑制する薬剤が添加されることで、薬剤が掘削残
土の内部まで均等に浸透する。なお、「細粒状」とは含水率によって乾燥した状態から液
体に近い泥状まで変化するすべての状態を示す。
また、上記掘削残土処理システムによれば、掘削残土が導入部を介して破砕部に導入されると共に破砕され、細粒化される。その後、薬剤添加部から細粒状の掘削残土に薬剤が添加される。薬剤が添加された掘削残土は、導出部から掘削残土処理システムの外部に向けて導出される。このような円滑な処理により、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透する。
さらに、上記シールド掘削残土処理システムによれば、薬剤が予め添加された掘削残土が破砕部で破砕されて細粒状になり、その際に掘削残土と薬剤とが混練され、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透する。

請求項２記載のシールド掘削機は、前記掘削残土処理システムを備えていることを特徴とする。
上記シールド掘削機によれば、シールド掘削機において発生した掘削残土が掘削残土処理システムに導入されることで、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透し、掘削残土が円滑に処理される。

請求項３記載のシールド掘削機は、土層を掘削する掘削機構と、前記掘削機構で発生した前記掘削残土を前記掘削残土処理システムに向けて排土する第一排土部と、前記掘削残土処理システムから導出された前記掘削残土を外方に排土する第二排土部と、を備えていることを特徴とする。
上記シールド掘削機によれば、掘削機構で発生した掘削残土が第一排土部により掘削残土処理システムに排土され、掘削残土処理システムに導入されると共に処理される。処理後の掘削残土は第二排土部によりシールド掘削機の外方に排土される。このような円滑な処理により、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透する。

本発明の掘削残土処理システム及びシールド掘削機によれば、掘削残土の内部まで均等に薬剤を浸透させることができるので、掘削残土と薬剤との化学反応が効率良く促進され、薬剤による掘削残土中の処理対象物質の溶出抑制効果が充分に発揮される。

本発明の一実施形態であるシールド掘削機を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態である掘削残土処理システムの一部を示す水平断面図である。 本発明の一実施形態である掘削残土処理システムの一部を示す縦断面図であり、図２に示すＸ−Ｘ線で矢視した場合に対応する図である。 本発明の一実施形態である掘削残土処理システムの一部を示す縦断面図であり、図２に示すＹ−Ｙ線で矢視した場合に対応する図である。 実施例における土砂からのポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）添加量に対するヒ素溶出量の変化を示すグラフである。

以下、本発明に係る掘削残土処理システム及びシールド掘削機の一実施形態について、図１〜４を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。

以下では、例えばトンネル築造の際に、土層の掘削によって発生した掘削残土中に存在するヒ素の溶出量を閾値以下に抑え、掘削残土を埋め戻し等の後処理可能にするために使用される場合を想定し、本発明を適用した一実施形態（以下、単に本実施形態という）の掘削残土処理システム及びシールド掘削機について説明する。

図１は本実施形態のシールド掘削機２０を示す概略断面図である。
図１に示すように、シールド掘削機２０は少なくとも本実施形態の掘削残土処理システム１を備えて構成されている。また、シールド掘削機２０は掘削機構５０と、第一排土部５２と、第二排土部５４と、を備えて構成されている。なお、図１においては破砕部２２の詳細な構成の図示は省略する。
以下、掘削残土が排土される方向（図１に示す矢印Ｄ１方向）に沿って配置されている順に、シールド掘削機２０の各構成要素について説明する。

掘削機構５０は、従来一般の各種シールド掘削機による掘削時と同様に、円筒形のスキンプレート２の矢印Ｄ１方向後部でエレクタ（図示略）によりセグメントを組み立てることで一次覆工Ｓを施工しつつシールド掘削機２０を掘進させるための機構である。掘削機構５０においては、切羽１３を備えた環状且つ面板型のカッター１０の矢印Ｄ１方向後方に作泥土室７が設けられている。作泥土室７には作泥土材注入管８から作泥土材９が注入され、図示しない練混ぜ翼によって強力に練混ぜることによって掘削された土砂を泥土に変換し、泥土圧を土圧・水圧とバランスさせることにより切羽１３を安定させ、掘削を行う。掘削時において、前記土層の断面に自然由来のヒ素が出現した際には掘削残土にヒ素が含まれる。

第一排土部５２は掘削機構５０で発生した掘削残土を掘削残土処理システム１に向けて排土可能に構成され、掘削機構５０に順次連設されたスクリューコンベア６０，６２，６４からなる。スクリューコンベア６０の一端部６０ａは作泥土室７の底部に連結されている。スクリューコンベア６０の他端部６０ｂは接続管６１を介してスクリューコンベア６２の一端部６２ａに上方から連結されている。スクリューコンベア６２の他端部６２ｂは接続管６３を介してスクリューコンベア６４の一端部６４ａに上方から連結されている。スクリューコンベア６４の他端部６４ｂは掘削残土処理システム１の導入部２１に連結されている。
従って、掘削機構５０の作泥土室７に堆積した掘削残土はスクリューコンベア６０に導入され、スクリューコンベア６０，６２，６４により矢印Ｄ１方向に搬送された後、掘削残土処理システム１の導入部２１に排土される。
なお、第一排土部５２の構成は掘削残土を掘削残土処理システム１に向けて排土可能であれば特に限定されず、例えば金属製或いは樹脂製等の搬送管と該搬送管に付設された掘削残土搬送手段で構成されていてもよい。

スクリューコンベア６２の一端部６２ａ及びスクリューコンベア６４の一端部６４ａは一次覆工Ｓの内部に設けられた架台Ｍによって支持されている。架台Ｍの内部には、例えば掘削機構５０、第一排土部５２、掘削残土処理システム１及び第二排土部５４を稼働させるための電源等（図示略）が収容されている。

掘削残土処理システム１は掘削残土を破砕する掘削残土処理機構３０を備えて構成されている。
掘削残土処理機構３０は導入部２１と、破砕部２２と、薬剤添加部２３と、導出部２５と、を備えている。

導入部２１は掘削残土を導入すると共に破砕部２２に搬送可能に構成されている。導入部２１は例えば配管等で構成され、導入部２１の一端部２１ａがスクリューコンベア６４の他端部６４ｂに連結されると共に、導入部２１の他端部２１ｂが破砕部２２に開口している。また、導入部２１の他端部２１ｂ近傍には後述する薬剤添加部２３の接続管３２の一端部３２ｂが連結されている。

薬剤添加部２３は掘削残土に薬剤（図示略）を添加可能に構成されている。このような薬剤添加部２３の構成としては、例えば図１に示すように薬剤が収容されている容器３１と、容器３１及び導入部２１を連結する接続管３２と、を備えた構成が挙げられるが、特に限定されない。また、薬剤添加部２３は破砕部２２の後に設置されていてもよい。

容器３１には掘削残土中に存在するヒ素の掘削残土からの溶出を抑制可能な薬剤が収容されている。本実施形態ではこのような薬剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）が用いられている。ＰＡＣはｐＨの変化や海水中等における外的環境変化の影響を受け難く、ヒ素の掘削残土からの溶出を抑制する効果を安定的に発揮する。従って、ヒ素の不溶化処理後の掘削残土を例えば海洋中に埋めることも可能になり、掘削残土の後処理方法の選択幅が拡がる。また、ＰＡＣはヒ素の不溶化以外の用途でも建設現場等で使用されており、広く一般に普及し、入手し易い安価な物質である。従って、ＰＡＣを薬剤に使用することで本実施形態における掘削残土からのヒ素の不溶化処理が経済的に行われる。

導入部２１内に導入された掘削残土には、薬剤添加部２３から上記薬剤が添加される。薬剤の添加量は掘削残土からのヒ素の溶出量が閾値以下に充分抑えられるように適宜設定されていることが好ましい。前記閾値が例えば土壌汚染対策法の溶出基準である０．０１［ｍｇ／Ｌ］であれば、一例として溶出量が０．１［ｍｇ／Ｌ］の掘削残土に対し、０．４重量％以上の添加量で前記閾値未満の溶出量が実現されている。

図２は破砕部２２を示す水平断面図である。破砕部２２の上面には導入部２１の他端部２１ｂが開口している。但し、図２においては破砕部２２の上面、導入部２１及び接続管３２の図示は省略する。図３及び図４は破砕部２２を示す縦断面図であって、図３は図２に示すＸ−Ｘ線で矢視した場合に対応する図であり、図４は図２に示すＹ−Ｙ線で矢視した場合に対応する図である。

図２〜図４に示すように、破砕部２２は容器３５と、三つのシャフトブレード（回転刃）３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃと、を備えて構成されている。
容器３５は破砕部２２の筐体であり、導入孔３７及び導出孔３８を備え、破砕・混合撹拌部４０及びフィルタ４７を同一空間内に備えている。容器３５の上部には導入孔３７が設けられ、導入孔３７を介して導入部２１から掘削残土及び薬剤が矢印Ｄ２方向で導入可能とされている。容器３５の下部には導出孔３８が設けられ、容器３５の内部で破砕されると共に薬剤と混合及び撹拌された掘削残土が導出口４２を介して矢印Ｄ３方向で導出可能とされている。容器３５は例えば略筒状に形成されている。

破砕・混合撹拌部４０は掘削残土を破砕して薬剤と混合し、これらを撹拌するための場所である。破砕・混合撹拌部４０にはシャフトブレード３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが配設されている。シャフトブレード３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃはそれぞれ、破砕・混合撹拌部４０の長手方向に沿って設けられた回転軸４５と、回転軸４５に装着された刃４６と、を有する。

回転軸４５は、モータ（図示略）等によって回転することにより、自身を中心として刃４６を回転させる部材である。即ち、回転軸４５の中心は、刃４６の回転の軸線を構成している。
刃４６の基端部は回転軸４５に連結されている。刃４６は容器３５の内周面に向かって延在している。図２〜図４には棒状に形成された刃４６を例示しているが、刃４６の形状及び回転軸４５に装着される数は特に限定されない。刃４６は例えば矩形、鋸型等の板状に形成されていてもよい。また、刃４６は回転軸４５に対して螺旋を描くように連続的又は断続的に装着されていてもよい。

図２に示すように、三つのシャフトブレード３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの回転軸４５は、上面視した場合にそれらの中心が正三角形Ｔの角に位置するように配設されている。正三角形Ｔの一辺の長さは刃４６の長さより適度に長く、三つのシャフトブレード３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃを回転作動させた際のラップゾーンＬの大きさを充分確保できるように設定されている。また、上面視した場合には、刃４６は回転軸４５の中心から四方向に延びるように配置され、図３及び図４に示すように側面視した場合には刃４６は回転軸４５の長手方向において三箇所で接続及び支持されている。このような配置において、刃４６の回転軸４５への装着位置は、三つのシャフトブレード３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの回転軸４５を図２に示す矢印Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６方向にそれぞれ回転作動させた際に、刃４６同士が接触することなく、且つ、三つのシャフトブレード３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの刃４６が相互に通過するラップゾーンＬを形成可能に設定されている。
なお、刃４６の数及び配置は特に限定されず、破砕・混合撹拌部４０をなす空間を切るようにして撹拌できるように設定されている。

従って、導入孔３７から破砕・混合撹拌部４０に導入された掘削残土は、三つのシャフトブレード３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが回転作動することで、複数の刃４６に打撃され、矢印Ｄ７に図示したようにあらゆる方向に弾き飛ばされる。弾き飛ばされた掘削残土同士はラップゾーンＬ内で無数の衝突を繰り返し、瞬時に破砕され、細粒状になる。本実施形態では、掘削残土は泥状になる。さらに薬剤とかき混ぜられて良好に混合及び撹拌される。

フィルタ４７は破砕・混合撹拌部４０と導出孔３８との間に設けられた多数の細孔（図示略）を有する部材である。破砕されると共に薬剤と混合及び撹拌された掘削残土は、フィルタ４７の前記細孔を通過して矢印Ｄ３方向に導かれ、導出孔３８から導出される。

図１に示すように、導出部２５は破砕部２２で破砕されると共に薬剤と混合及び撹拌された掘削残土を掘削残土処理システム１の外部、即ち本実施形態では第二排土部５４に導出可能に構成されている。導出部２５は例えば配管等で構成され、導出部２５の一端部２５ａが掘削残土処理機構３０の破砕部２２の下部に開口し、且つ、導出孔３８に連結されると共に、導出部２５の他端部２５ｂがスクリューコンベア６６の一端部６６ａに連結されている。導出部２５の一端部２５ａには掘削残土を導出するタイミング又は掘削残土の導出量を調節可能なバルブ２６が設けられている。

第二排土部５４は掘削残土処理システム１の導出部２５から排出された掘削残土を外方に向けて排土可能に構成され、スクリューコンベア６６からなる。スクリューコンベア６６の一端部６６ａは掘削残土処理システム１の導出部２５の他端部２５ｂに連結されている。スクリューコンベア６６の他端部（図示略）はシールド掘削機２０の外方（例えば地上等）に開放されている外部コンベア（図示略）等に連結されている。
従って、掘削残土処理システム１から導出された掘削残土はスクリューコンベア６６に導入され、スクリューコンベア６６により矢印Ｄ１方向に搬送された後、地上等に排土される。
なお、第二排土部５４の構成は掘削残土を地上等の少なくとも掘削残土処理システム１の外方に向けて排土可能であれば特に限定されず、第一排土部５２と同様に、例えば金属製或いは樹脂製等の搬送管と該搬送管に付設された掘削残土搬送手段で構成されていてもよい。

以上説明したように、本実施形態の掘削残土処理システム１は、土層を掘削する際に発生した掘削残土を破砕すると共に掘削残土に薬剤を添加可能に構成された掘削残土処理機構３０を備えている。
上記構成によれば、掘削残土が掘削残土処理機構３０に導入された際に、掘削残土が確実に破砕されて細粒状になる。また、掘削残土にＰＡＣ等の薬剤が添加されることで、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透し、掘削残土と薬剤との化学反応が確実に、且つ、効率良く促進される。従って、薬剤による掘削残土中のヒ素の溶出抑制効果を充分に発揮させ、掘削残土中に存在する掘削残土からのヒ素の溶出量を閾値以下に抑えることができる。

本実施形態の掘削残土処理システム１において、掘削残土処理機構３０は掘削残土を導入する導入部２１と、掘削残土に薬剤を添加する薬剤添加部２３と、導入部２１から導入された掘削残土を破砕する破砕部２２と、掘削残土を導出する導出部２５と、を備えている。また、本実施形態の掘削残土処理システム１において、破砕部２２は掘削残土と薬剤とを混合及び撹拌可能な構成を備えている。
上記構成によれば、掘削残土が導入部２１を介して破砕部２２に導入されると共に破砕され、細粒状になる。また、薬剤添加部２３から掘削残土に薬剤が添加され、細粒化された掘削残土と薬剤とが混合及び撹拌される。撹拌された掘削残土は、破砕部２２から導出され、さらに導出部２５から掘削残土処理システム１の外部に向けて導出される。このような円滑な処理により、薬剤を掘削残土の内部まで均等に浸透させ、掘削残土と薬剤との化学反応を確実に、且つ、より効率良く促進させることができる。

また、本実施形態の掘削残土処理システム１において、薬剤添加部２３は、破砕部２２を掘削残土が通過する前の部分、又は、破砕部２２を掘削残土が通過した後の部分に設置されていることを特徴とする。本実施形態では、薬剤添加部２３は破砕部２２を掘削残土が通過する前の部分に、即ち導入部２１に連結して設置されている。
上記構成によれば、薬剤が予め添加された掘削残土が破砕部２２で破砕されて細粒状になると共に掘削残土と薬剤とが混練及び撹拌され、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透する。一方、薬剤添加部２３が破砕部２２を掘削残土が通過した後の部分に設置されれば、破砕部２２で細粒化された掘削残土に薬剤が添加され、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透する。上記何れの部分に薬剤添加部２３を設置しても、掘削残土と薬剤との化学反応を確実に、且つ、より効率良く促進させることができる。

本実施形態のシールド掘削機２０は、掘削残土処理システム１を備えていることを特徴とする。
上記構成によれば、シールド掘削機２０において発生した掘削残土が掘削残土処理システム１に導入されることで、掘削残土が確実に破砕されて細粒状になり、ＰＡＣ等の薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透し、掘削残土と薬剤との化学反応が確実に、且つ、効率良く促進される。

本実施形態のシールド掘削機２０は、土層を掘削する掘削機構５０と、掘削機構５０で発生した掘削残土を掘削残土処理システム１に向けて排土する第一排土部５２と、掘削残土処理システム１から導出された掘削残土を外方に排土する第二排土部５４と、を備えている。
上記構成によれば、掘削機構５０を用いた土層の掘削により発生した掘削残土が第一排土部５２により掘削残土処理システム１に排土され、掘削残土処理システム１に導入されると共に処理される。即ち、掘削残土が確実に破砕されて細粒状になり、その掘削残土にＰＡＣ等の薬剤が添加されると共にこれらが混合及び撹拌される。処理後の掘削残土は第二排土部５４によりシールド掘削機２０の外方に排土される。このような円滑な処理により、薬剤が掘削残土の内部まで均等に浸透させ、掘削残土と薬剤との化学反応を確実に、且つ、より効率良く促進させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。

例えば、掘削残土中に存在する処理対象物質はヒ素に限定されない。そして、掘削残土に添加される薬剤はＰＡＣに限定されず、掘削残土中に存在する処理対象物質の掘削残土からの溶出を閾値以下に抑制可能な薬剤であればよい。
また、上記実施形態では薬剤添加部２３の接続管３２の一端部３２ｂが掘削残土処理システム１の導入部２１に連結されている（図１参照）が、前述のように薬剤は掘削残土の混合及び撹拌前又は混合及び撹拌時に掘削残土に添加可能であればよく、接続管３２の一端部３２ｂは何れの位置に連結されていてもよい。例えば、接続管３２の一端部３２ｂは第一排土部５２を構成するスクリューコンベア６０，６２，６４或いは掘削残土処理システム１の破砕部２２の容器３５の上部等に連結されていてもよい。このように薬剤添加部２３の設置場所の自由度が大きいので、掘削残土処理システム１及びシールド掘削機２０の設計の自由度も大きくなる。

また、上記実施形態では掘削残土を破砕すると共に、掘削残土と薬剤を混合及び撹拌可能な破砕部２２を備えた掘削残土処理システム１について説明したが、破砕部２２は導入部２１から導入された掘削残土を破砕可能に構成されていればよい。このような破砕部２２の機構としては、例えば回転軸に複数の刃物を取り付けた回転刃と固定刃との間に作用する剪断力により掘削残土を粉砕する一軸破砕機、近接させて配置した二つの回転刃を互いに内側に回転させることにより回転刃間に作用する大きな剪断力により掘削残土を粉砕する二軸破砕機、ハンマーにより高速に叩くことで掘削残土を粉砕するハンマー式粉砕機、油圧モーターと二つのジョーを備えたバケットで掘削残土を粉砕するバケットクラッシャー等が挙げられるが、薬剤の混合効果が発揮される程度の細かさに掘削残土を破砕することができれば特に限定されない。

次いで、上述した本発明の実施形態の掘削残土処理システム１の効果を裏付けるために行った実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。

図２〜図４に示す構成を備えた破砕部２２としてマルチクラッシャーＢＩＧ ＢＡＮＧ（製造元：株式会社冨士機）を用意した。さらに、第一排土部５２と第二排土部５４として二つのスクリューコンベア６４，６６を用意した。スクリューコンベア６４の他端部６４ｂをマルチクラッシャーの導入口に連結させ、スクリューコンベア６６の一端部６６ａをマルチクラッシャーの導出口に連結させた。スクリューコンベア６４の一端部６４ａに掘削残土として地山から掘削した土砂を投入し、マルチクラッシャーの導入口からクラッシャー内に導入した。また、薬剤として土砂に対して０．５〜１．０重量％のＰＡＣを添加した。

次に、マルチクラッシャーの三つのシャフトブレードを土砂が細粒状になるまで毎分８４０回転で作動させ、土砂を破砕すると共に土砂と薬剤とを混合及び撹拌した。その後、土砂をマルチクラッシャーの導出口からスクリューコンベア６６に導出し、スクリューコンベア６６から取り出した。土砂からのヒ素の溶出量とｐＨの測定はそれぞれＩＣＰ発光分光分析装置（販売元：セイコーインスツル株式会社）、ｐＨ測定電極（販売元：株式会社堀場製作所）を用いて測定した。

土砂からのヒ素の溶出量の測定結果を図５に示す。図５において、「処理前」は薬剤を添加する前のヒ素の初期溶出濃度であることを示し、「処理後」は薬剤添加処理後のヒ素溶出濃度であることを示している。また、同図の「添加位置」において、「先」はマルチクラッシャーで破砕する前の土砂にＰＡＣを添加したことを示し、「後」はマルチクラッシャーで破砕した後の土砂にＰＡＣを添加したことを示している。

図５に示すように、「処理前」では掘削残土に薬剤が添加されていないため、掘削残土からのヒ素溶出量が土壌汚染対策法の溶出基準である０．０１［ｍｇ／Ｌ］を超えている。これに対し、「処理後」では、土砂にＰＡＣを添加した後に、土砂をマルチクラッシャーで破砕すると共に土砂とＰＡＣとを撹拌することで、土砂からのヒ素の溶出量が０．０１［ｍｇ／Ｌ］以下になり、本発明の効果を確認した。ＰＡＣを土砂の０．５重量％添加した場合、及び０．７５重量％添加した場合では、土砂からのヒ素の溶出量は０［ｍｇ／Ｌ］となった。また、ＰＡＣを土砂の１．０重量％添加した場合であっても、土砂からのヒ素の溶出量は約０．００２［ｍｇ／Ｌ］まで低減された。

また、例えばＰＡＣをスクリューコンベア６４の一端部６４ａから掘削土砂と共に導入した場合のように、マルチクラッシャーで破砕した後の細粒化された土砂にＰＡＣを添加することでも、土砂からのヒ素の溶出量は０．０１［ｍｇ／Ｌ］以下になり、本発明の効果が得られた。ＰＡＣを土砂の０．５重量％添加した場合及び１．０重量％添加した場合では、土砂からのヒ素の溶出量は０［ｍｇ／Ｌ］となった。また、ＰＡＣを土砂の０．７５重量％添加した場合では、土砂からのヒ素の溶出量が０．００２［ｍｇ／Ｌ］未満まで低減された。即ち、ＰＡＣの添加位置によらず、破砕した土砂に所定量のＰＡＣを添加することで効率良く、確実に薬剤による掘削残土中のヒ素の溶出抑制効果が発揮されたと考えられる。
上記説明したように、本発明を適用した掘削残土処理システムによれば、掘削残土の内部まで均等に薬剤を浸透させることができるので、掘削残土と薬剤との化学反応が効率良く促進され、薬剤による掘削残土中のヒ素の溶出抑制効果が充分に発揮されることを確認した。

１ 掘削残土処理システム
２０ シールド掘削機
２１ 導入部
２２ 破砕部
２３ 薬剤添加部
２５ 導出部
３０ 掘削残土処理機構
５０ 掘削機構
５２ 第一排土部
５４ 第二排土部

Claims (3)

1. 土層を掘削する際に発生した掘削残土を破砕すると共に前記掘削残土に薬剤を添加可能に構成された掘削残土処理機構を備え、
   前記掘削残土処理機構は、
   前記掘削残土を導入する導入部と、
   前記掘削残土に前記薬剤を添加する薬剤添加部と、
   前記導入部から導入された前記掘削残土を破砕する破砕部と、
   前記掘削残土を導出する導出部と、
   を備え、
   前記薬剤添加部は、前記破砕部を掘削残土が通過する前の部分に設置されていることを特徴とする掘削残土処理システム。
2. 請求項１に記載の掘削残土処理システムを備えていることを特徴とするシールド掘削機。
3. 土層を掘削する掘削機構と、
   前記掘削機構で発生した掘削残土を前記掘削残土処理システムに向けて排土する第一排土部と、
   前記掘削残土処理システムから導出された前記掘削残土を外方に排土する第二排土部と、
   を備えていることを特徴とする請求項２に記載のシールド掘削機。

Images