JPH0224476A

JPH0224476A - 泥水掘削に用いる安定液の回収方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0224476A
Application number: JP17292788A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Iizuka; 飯塚　芳雄
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-01-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は泥水掘削に用いる安定液の回収方法および装置
に係わり、特に、土砂分離工程の中枢をなす遠心分離機
として低遠心力の低速遠心分離機を用いることにより、
泥水の処理能力および回収安定液の性質を高めるように
した泥水掘削に用いる安定液の回収方法および装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

周知のとおり地中連続壁工法や泥水シールド工法等にお
いては、地盤を掘削する際に、掘削壁面の安定を図る目
的で、掘削溝内に泥水（安定液）を満たしながら行う泥
水掘削工法が採られている。

安定液は、水にベントナイト粘土やＣ，Ｍ、Ｃ，分散剤
等の各種添加剤を加えてなるもので、壁面安定のほかに
掘削土砂を保持・運搬する機能も有しているものである
。これらの機能は、特に回転式掘削機を用いた場合に要
求される。このような泥水掘削に用いられる安定液つま
り泥水は、一般に掘削土砂と共に回収された後、その土
砂混合泥水から土砂分を分離させ、土砂分を除去された
泥水の一部は安定液として回収し、転用している。

この土砂分離を行うにあたり従来は、振動ふるいと、サ
イクロンと、沈砂槽などの組み合わせからなる土砂分離
装置を用いてなされていた。

しかしながら、これらの設備では、分離能が低いために
泥水中に混入した掘削土砂を十分に除去することが難し
く、特に、掘削地盤がシルトや粘土層の場合は泥水比重
の上昇が著しく、余剰泥水として多量に廃棄することに
なる。これらの廃棄泥水は、産業廃棄物における“汚で
い”として扱われ、法的に認められた場所に処分しなけ
ればならないが、処分場所の確保も年々難しくなってき
ており廃棄コストも極めて高いものなっている。

また、土砂分離能が低いために、回収した泥水の循環使
用効率（転用率）も低いものであった。

そこで最近では土砂分離能を高めるために、泥水中に混
入している微細土粒子の除去をも可能とする高速遠心分
離機（デカンタ−）を採用して、泥水の転用効率の向上
を図ることがなされている。

第８図は、その従来のデカンタを有して構成される泥水
処理工程の７０−を示すものである。

ＳＰ（ステップ）１の掘削工程において排出された土砂
混合泥水はＳＰ２において搬送され、土砂分離装置１に
かけられる。土砂混合泥水は、該土砂分離装置ｌにおい
てＳＦ’３〜ＳＰ６の処理をなされることにより泥水と
土砂等の固形物とに分離され、泥水はＳＰ７にてさらに
余剰泥水の処理がなされる。そして、回収された泥水は
ＳＰ８にて添加剤等の泥水材料を補給された後、そ゛の
一部が再び掘削溝の安定液として転用される。

また第９図は上記土砂分離装置ｌを概略的に示したもの
で、該土砂分離装置ｌは、掘削溝Ｈから排出・搬送され
た土砂混合泥水から粒径の大きい礫等を分別する振動ふ
るい２と、該振動ふるい２を通過した土砂混合泥水から
砂分等を大部分、分離するサイクロン３，３．・・・と
、これらサイクロン３を通過しｔ；土砂混合泥水を一旦
貯留してスライムを沈降させる沈砂層４（第１の沈砂層
４１）と、該沈砂層４１に貯留された混合泥水からさら
に微細土粒子を分離するデカンタ（高速遠心分離機）５
等、を主要構成要素して構成されている。

なお、図中符号６で示すものは、振動ふるい２を通過し
た土砂混合泥水を一時貯える貯留槽、７は補給泥水材料
を貯留しておく補給槽、８は沈砂槽４にて沈降しｊ；固
形物の除去を行うためのクラブ、Ｐはポンプを表してい
る。

上記土砂分離装置１による各過程における処理粒子径の
範囲は第１０図に示す如くである。すなわち、ＳＦ３の
振動ふるい２における処理では、径が約１■以上の砂礫
等がほぼ分離され、その後ＳＰ４のサイクロン３では、
径が約０．０５ｍｍ（５０μｍ）以上の細砂等がほぼ分
離され、さらにサイクロン３を通過した径約０．１ｍｍ
以上の固形物がＳＦ３の沈砂槽４にて沈降分離され、そ
してＳＦ３の上記デカンタ５では数μｍまでの固形物が
ほぼ分離されることが解る。

このように、高速遠心分離機を備えたものでは、微細土
粒子までの除去が可能であるため、前記デカンタ５を通
過した泥水については、泥水材料の添加により再び安定
液として転用することができる。

なおここで、前記サイクロン３とデカンタ５の差異につ
いて若干の説明を補足しておくと、サイクロン（第１１
図参照）は周知のとおり、下部が円錐状に窄められた円
筒体９の内部にその円周接線方向から流体を勢いよく封
入することにより旋回流を起こし、その遠心力作用によ
り流体中に含まれる固形分を側壁面に衝突させ運動エネ
ルギーを減じ下方に落としくアンダー７０−）、流体は
中心の管ｌＯからオーバーフローとして上方に逃がすも
のである。

一方、デカンタは第１２図に示すように、一端側が若干
窄められＩ；円筒状の回転ケーシング１１内に、中空軸
１２、および前記回転ケーシング１１と同方向にかつ該
回転ケーシング１１よりもやや低速で回転するスクリュ
ーコンベア１３を設け、中空軸１２内に固形物混合流体
を送り、それをフィードチューブ１４から回転ケーシン
グ１１内に封入することにより固形物に遠心力を与え、
ケーシング１１に衝突して下部に沈降した固形物をスク
リューコンベア１３で排出するものである。なお、図中
符号１５は電動機、１６はギヤボックスである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このように前記デカンタ５（高速遠心分
離機）を組み込んだ上記従来の土砂分離装置にあっても
下記の如き様々な問題が残されてい　に　。

すなわち、従来用いられていた前記デカンタ５（高速遠
心分離機）は、微細土粒子までの分離が可能な、極めて
固形物の分離能が高いものであるが、前工程（ＳＰ３〜
５）までの処理能力に対して、このデカンタ５における
処理能力が著しく低く（はとんどの場合１０分の１以下
）、転用するに足る性質の泥水は確かに得られるものの
、その回収量は全泥水量の一部であり極めて少ないもの
であるため、結局、循環使用効率を大幅に向上するには
至っていない。しかも、その遠心力が１０００〜２００
０Ｇ（Ｇ：重力加速度）以上と極めて高く、ベントナイ
ト等、泥水中の有効成分まで除去することとなり、泥水
材料の補給の点でも極めて不経済なものとなっていた。

一方、これらの問題を解決する当面の方策としては、第
９図に示されるように、沈砂槽４を多段階に設置するな
どしてその容量を増大させることにより分離能を確保す
るか、あるいは前記サイクロン３の分離能を大幅に向上
させることが考えられるが、前者は、現状においてさえ
苦慮している現場スペース確保の問題をさらに深刻なも
のとし、後者については、本出願人の鋭意研究の結果、
サイクロンには土砂分離性能に限界があり、細砂（最小
径約７４μｍ；第１０図参照）以下の粒子の除去は不十
分であるとの結論を得るに至った。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、泥水掘削
工法における土砂分離を沈砂槽に頼ることなく効果的に
かつ高レベルで行え、かつ大きな設備スペースを必要と
しない、泥水掘削に用いる安定液の回収方法および装置
を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の請求項１に係る泥水掘削に用いる安定液の回収
方法は、粒度の大きな礫を含まない地盤に適用されるも
ので、掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水の全量を
３０ないし４００Ｇの低遠心力で運転される低速遠心分
離機に直接掛けることにより、前記土砂混合泥水から土
砂礫等の固形物のみを分離させてベントナイト等有効泥
水材料のみを含んだ安定液を回収することを特徴とする
ものである。また、請求項２に係る泥水掘削に用いる安
定液の回収装置は、上記請求項１の方法を実現するもの
で、３０ないし４００Ｇの低遠心力で運転される低速遠
心分離機と、掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水を
前記低速遠心分離機に直接供給する搬送ラインとを有す
ることを特徴とするものである。

請求項３に係る泥水掘削に用いる安定液の回収方法は、
掘削土砂と共に流送されＩ；土砂混合泥水をふるい掛け
する工程と、該ふるい掛け工程を通過した土砂混合泥水
の全量を３０ないし４００Ｇの低遠心力で運転される低
速遠心分離機に掛けることにより、前記土砂混合泥水か
ら土砂等の固形物のみを分離させてベントナイト等有効
泥水材料のみを含んだ安定液を回収する工程と、を備え
ることを特徴とするものである。また、請求項４に係る
泥水掘削に用いる安定液の回収装置は、上記請求項３の
方法を実現するもので、前記土砂混合泥水から砂礫等の
粒径の大きい固形物を除去するためのふるいと、該ふる
いを通過した土砂混合泥水に３０ないし４００Ｇの低遠
心力を付加する低速遠心分離機とを備えることを特徴と
するものである。

請求項５に係る泥水掘削に用いる安定液の回収方法は、
掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水を沈礫槽に所要
時間貯留した後、該土砂混合泥水の全量を３０ないし４
００Ｇの低遠心力で運転される低速遠心分離機に掛ける
ことにより、前記土砂混合泥水から土砂礫等の固形物の
みを分離させてベントナイト等有効泥水材料のみを含ん
だ安定液を回収することを特徴とするものである。また
、請求項６に係る泥水掘削に用いる安定液の回収装置は
、上記請求項５の方法を実現するためのもので、前記土
砂混合泥水から砂礫等の粒径の大きい固形物を沈降除去
するための沈礫槽と、該沈礫槽によって得られた上澄み
泥水に３０ないし４００Ｇの低遠心力を付加する低速遠
心分離機とを備えることを特徴とするものである。

〔作用　〕

土砂等が混入された安定液に、３０ないし４００Ｇの低
遠心力を付加すると、分級点は６〜１０μ鴎となり、か
つ粒径７４μ醜以上の固形物をｌＯＯ％除去することが
できるものとなる。ここで、分級点とは、デカンタある
いはサイクロン等の装置において、分離された排出固形
物側（サイクロンではアンダーフロー側）と排出流体側
（サイクロンではオーバーフロー側）とに含まれるある
粒度径の固形物が共に５０％ずつとなるときの粒度径の
ことを言う。

つまり、砂分等微細粒子は流体から完全に除去されるが
、さらに微細なるベントナイト等、安定液（泥水）を構
成する有効成分は除去されず流体中に残留するものとな
る。

本発明に用いられる低速遠心分離機は第１２図に示した
ものとほぼ同様な構造をなすデカンタであり、上記根拠
に基づき３０〜４００Ｇの低遠心力で運転されるもので
あるが、回転ケーシングｌｌとスクリューコンベア１３
との差速、スクリューコンベア１３と回転ケーシング１
１との間隙、およびスクリューコンベア１３の形状など
を適値に設定することで、低Ｇ下での処理量の増大、お
よび粒度の大きい固形物への対応を実現したものである
。

かくして、そのような低速遠心分離機を用いることによ
り、排出された土砂混合泥水の全量を該遠心分離機によ
り効率的に処理し、しがも性能の優れた安定液を回収す
ることができるものとなる。

そして、掘削地盤が掘削領域の全域において比較的粒度
の細かい層で形成されている場合には、その掘削溝から
の土砂混合泥水を直接、上記低速遠心分離機に供給して
処理することができる。

また、通常の地盤、すなわち粒度の大きい処分を含む地
盤では、前記低速遠心分離機による土砂分離工程の前段
に、それら処分を予め除去する処理工程を設けることに
より上記同様の効果を得ることができるものとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図において全体として符号２０で示すものは、本発
明における請求項４の発明に係る泥水掘削に用いる安定
液の回収装置の一例を示すものである。

この安定液回収装置２０は、掘削溝Ｈから排出された土
砂混合泥水から礫等の粒径の大きい固形物を分離するた
めのふるい２１と、該ふるい２１を通過した土砂混合泥
水の供給を受け、該混合泥水から微細土粒子までを分離
して転用可能な泥水を得るデカンタ（低速遠心分離機）
２２とを備えて構成されている。また実施例では、デカ
ンタ２２の後段に、デカンタ２２からの排出液を一時貯
留することにより配給量の調整等を行えるようにした循
環槽２３を設けた構成としている。

前記ふるい２１は、上記従来の土砂分離装置ｌにおいて
備えられていたものと同様の振動ふるい２としてもよい
し、あるいは振動ふるいよりも網目ピッチを荒くした固
定ふるいとしてもよい。

デカンタ２２は、従来装置１において設けられた前記デ
カンタ５に比して遠心力が３０ないし４００Ｇと低く、
かつ、上記従来のデカンタ５に比して処理量が大きく（
処理能力的３６０　ｒａ’／　ｈ）、上記従来の土砂分
離装置ｌにおけるＳＰ３〜ＳＰ５の工程までの通常の泥
水処理能力と同等の処理能力を有したものとなっている
。このデカンタ２２は、第１２図における回転ケーシン
グ１１とスクリューコンベア１３との差速、スクリュー
コンベア１３と回転ケーシング１１との間隙、およびス
クリューコンベア１３の形状などを適値に設定すること
で、低Ｇ下での処理量の増大を実現し、しかも最大径約
２０＋＊ｓ＋の礫等の固形物に対応可能なものとなって
いる。かくして、該デカンタ２２の分級点は６〜１０μ
ｍ５かつ７４μｍ以上の固形物については除去率１００
％といった値を得ることができるものとなる。

次に、上記の如き構成となる安定液回収装置２０の作用
と共に、請求項３の発明に係る泥水掘削に用いる安定液
の回収方法について説明する。

泥水掘削法により形成された掘削溝Ｈから排出された土
砂混合泥水は、まずふるい２１に掛けられる。ここで、
ふるい２１が固定ふるいであった場合には、約２０ｍｍ
以上の礫等の固形物がこのふるい２１により除去され、
振動ふるいとした場合には、約１ｍｍ以上の細砂等の固
形物までが除去される。ここにおいて、該ふるい２１と
して固定ふるいを使用するか、あるいは振動ふるいを使
用するかは掘削地盤Ｇの質によって決定され、粒径の大
きい処分等が多量に含まれている場合には固定ふるいと
し、一方、細礫や粗砂分の割合が大きい場合には振動ふ
るいを使用すると効率的な処理を望める。

前記ふるい２１を通過した土砂混合泥水は、旦、貯留槽
６に受けられるが、そこからその全量が前記デカンタ２
２に供給される。ふるい２１を通過してデカンタ２２に
送られＩ；土砂混合泥水は、このデカンタ２２によって
遠心作用を受け、該土砂混合泥水中に含まれる固形物の
分離が連続的になされる。デカンタ２２は３０〜４００
Ｇの低遠心力で運転されるものであるめ、分級点は６〜
１０μｍであり、前記土砂混合泥水中に含まれる固形物
のうち細砂等の微細土粒子は除かれるが、それよりもさ
らに細かいコロイドとして含有される固形物、すなわち
ベントナイト等の有効泥水材料は分離されずに排出液中
に残留する。よって前記循環層２３には、これら有効泥
水材料のみが含有された泥水、つまり安定液が回収され
るわけである。

後は、循環層２３に回収された安定液に、前記補給槽７
より適宜泥水材料を補給することにより成分の調整を行
い、その回収された安定液を掘削溝Ｈに転用することが
できる。

第２図は、本態様による安定液の回収方法を含む全工程
を、上述の第８図のフローに対比させて示したものであ
る。

しかして、上記の泥水掘削に用いる安定液の回収方法に
よれば、掘削溝Ｈより排出された土砂混合泥水からの安
定液の回収を、極めて簡単な装置でもって効率的かつ効
果的に行うことができる。

すなわち、排出された土砂混合泥水の全てを、処理能力
の高いデカンタ２２より処理することにより、従来の沈
砂槽４による自然沈降作用に頼る土砂分離工程を削除し
、分離時間の大幅な短縮が図れる。

まｌ；、沈砂槽４が不要であることから、安定液回収装
置２０が占める設置スペースが大幅に減少され、従来の
もののようにスペースの確保に苦慮することがなく、特
に都市部での工事において極めて有利なものとなる。

さらに、デカンタ２２による土砂分離処理後、循環槽２
３に一時貯留された回収泥水つまり安定液には、スライ
ムとして沈降する微細土粒子が含まれないため、スライ
ム除去作業が削除されφばかりでなく、同じ理由により
、転用された安定液は掘削溝Ｈ内においてもスライム沈
降がほとんど生じないものとなるから、コンクリート打
設前に従来行っていた掘削溝内のスライム処理を行う必
要がなくなり、これにより大幅な工期短縮が実現される
ものとなる。

またさらに、回収された泥水は上記の如く劣化か少なく
、安定液としての性能が極めて高いものとなるから転用
回数を増すことができ、またそれに伴い循環泥水の使用
量を最小限に抑えることができるものとなる。

また、この発明では、デカンタ２２によって処理泥水に
付加する遠心力を３０ないし４００Ｇとしているが、こ
れは、デカンタによる遠心力が３０Ｇ以下であると、粒
径の小さい細砂あるいは微細土粒子等の分離が十分に行
なわれず、一方、４００Ｇ以上であると、安定液として
成立するに必要なベントナイト等の有効泥水材料までが
分離されてしまう可能性が生じるためである。従って、
これら分離能と処理効率との双方に鑑みれば、デカンタ
２２の遠心力は２００〜３００Ｇ前後に設定することが
より望ましい。

次に第３図は、本発明における請求項６の発明に係る泥
水掘削に用いる安定液の回収装置の一例を示すもので、
図中、全体として符号３０で示すものが該装置であり、
上記第１の態様のものと同じ構成要素には同符号を付し
てその説明を簡略化する。

この安定液回収装置３０は、掘削溝Ｈがら排出された土
砂混合泥水から礫等の粒径の大きい固形物を沈降除去す
るための沈礫槽３１と、該沈礫槽３１によって得られた
上澄み泥水の供給を受け、該上澄み泥水から微細土粒子
までの固形物を分離して転用可能な泥水を得るデカンタ
（低速遠心分離機）２２とを備えて構成されている。ま
た、前態様において示した貯留槽６は備えておらず、そ
の他の構成は第１図による上記第１の態様のものと同じ
である。

前記沈礫槽３１は、掘削溝Ｈから排出された土砂混合泥
水から礫等の粒径の大きい固形物を沈降除去するため、
土砂混合泥水を一時的に貯留するものである。また、デ
カンタ２２は上記実施例のものと全く同様のものである
。

本実施例のものでは、掘削溝Ｈから排出された土砂混合
泥水が、まず沈礫槽３１に貯留される。

ここでは、土砂混合泥水に混入されている処分等、粒径
の大きい固形物が沈降除去される。

その後、該沈礫槽３１内の処分を除去された上澄み泥水
をデカンタ２２に移送し、該デカンタ２２にて３０〜４
００Ｇ、好ましくは２００〜３００Ｇ前後の遠心力を付
加されることにより、土砂礫等の固形物のみが分離され
、ベントナイト等の有効泥水材料のみを含有した泥水、
すなわち安定液を得ることができる。

本態様のものでは、自然沈降による分離工程を有する点
では第９図に示した従来の土砂分離装置ｌと同じである
が、従来装置１が、微細土粒子を除去する最終工程にお
いて沈砂槽４を用いているのに対し、本発明のものでは
、前記デカンタ２２に供給する泥水から粒度の大きい（
約２０ｍｍ以上）固形物を除去するための前処理用とし
て用いており、従って、沈降に要する時間が極めて短い
ものとなっている。また本態様のものでは、デカンタ２
２による分離処理の前段で、比較的粒度の大きい礫等を
取り除くといった点において、ふるい２１を有して構成
される先の態様のものと同じであるが、前態様のものが
、ふるい２１の網目ピッチ以下の粒度の固形物除去が望
めないのに対し、本態様のものでは必要に応じ貯留時間
を多少延ばすことにより、前記沈礫槽３１を、ある程度
粒度の細かい粗砂分まで除去する沈砂槽として機能させ
ることも可能である。デカンタ２２は約２０ｍ＋ｓ以下
の固形物に対処し得るものであるが、回転ケーシング１
１およびスクリューコンベア１３の耐久性等を考慮した
場合には、遠心力による衝撃が大きい大粒径のものはな
るべく含まれていない方が望ましいことは熱論で、沈礫
槽３１の確保容量あるいは処理時間に余裕のある場合に
は、前記沈礫槽３１を上述の如く運用すると効果的であ
る。

その他の効果は上記第１の態様のものと同じ、である。

次に第４図は、本発明における請求項２の発明に係る泥
水掘削に用いる安定液の回収装置の一例を示すもので、
図中、全体として符号４０で示すものが該装置であり、
上記実施例のものと同じ構成要素には同符号を付してそ
の説明を簡略化する。

この安定液回収装置４０は、３０ないし４００Ｇの低遠
心力で運転されるデカンタ（低速遠心分離機）２２と、
掘削溝Ｈより掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水を
前記デカンタ２２直接供給する搬送ライン４１とを備え
て構成されている。

従って本態様のものでは、第１の態様で示した貯留槽６
、あるいは第２の態様で示した沈礫槽３１は共に設けら
れていない。その他の構成は第１図および第２図のもの
と同じである。

デカンタ２２は、上記２つの態様において示しｌ；もの
と同一構成のものである。

すなわち本態様のものは、掘削溝Ｈより流送された土砂
混合泥水の全量を直接、デカンタ２２に掛けて処理する
ものである。デカンタ２２は最大粒径２０ｍｍの固形物
を処理でき、かつ３００　ｍ３／ｈ以上の処理能力を備
えたものであるから、掘削地盤Ｇが、掘削区間の全域に
おいて比較的粒度の細かい層のみで形成されているもの
であった場合には、上記方法により排出泥水の処理を行
うことが可能となり、それにより極めて効率的な安定液
の回収が実現される。また、本方法を実現する装置４０
はデカンタ２２、循環槽２３、補給槽７、およびそれら
を連絡する管路のみで構成されるものであるから、より
狭小な設置スペースにも対応可能である。その他は上記
２つの態様のものと同じ効果を得ることができる。

なお、第１図ないし第３図に示した上記３つの態様のも
のにおいて、デカンタ２２は全て横型のものとして示し
であるが、該デカンタ２２は竪型のものであっても勿論
よい。さらに、実施例では、低速遠心分離機を前記デカ
ンタとして説明したが、本発明における低速遠心分離機
とは、上記範囲の遠心力で固形物の分離処理を連続的に
行うものを言い、デカンタに限定されるものではない。

ま、た、上記各態様の実施例では、泥水掘削を、いわゆ
る地中連続壁工法における地盤掘削に適用した例を示し
たが、本発明に係る泥水掘削に用いる安定液の回収方法
および装置は、場所打ち杭工法に使用する掘削泥水や、
泥水加圧式シールド工法に用いる掘削泥水に適用しても
勿論よい。

〔実験例〕

第５図ないし第７図は本発明に係わる一実験例を示すも
ので、粒径と通過質量百分率との関係を、主として本発
明に係る前記デカンタ２２により得られた泥水（線図Ａ
）と、従来の土砂分離装置１により得られた泥水（線図
Ｂ）との比較において表したものである。ちなみに本図
の読み方を第５図を参照にして簡単に説明すれば、線図
Ａが前記デカンタ２２により得られた泥水に付いて示し
ているもので、本図の場合のデカンタ２２の加速度は３
００Ｇとしている。仮に今、図中鎖線で示す粒径０．Ｏ
Ｉｎｍ（１０μｍ）の位置について見れば、例えばピッ
チが１０μｍとなる網目のふるいに各線図（Ａ−Ｄ）の
ものを掛けたときに、このふるいを通過する固形物（つ
まり粒径は１０ｐ１１１以下）が全固形物中の何％であ
るか、または、そのふるいに残る固形物（つまり粒径は
１０μ重以上）が全固形物中の何％であるか、というこ
とを示している。従ってＡ−Ｄの各線図は、図における
上方に位置するものほど、より微細な固形物の除去かな
されているものであることを表す。

さてこの第５図からは、従来の土砂分離装置１における
サイクロンアンダー（線図Ｃ）では、細粒分の分離が十
分に行なわれず（分級点約０．ｌｍｍ＝１００μｍ、最
大粒径０’、２５ｍｍ以上）、沈砂槽の沈降作用により
分級点が０．０１ｍｍ（−１０μｍ）まで低められた（
線図Ｂ）ことが判る。

この沈砂槽の入口（線図Ｄ）と出口（線図Ｂ）との粒度
分布曲線の違いは、沈砂槽で土砂が沈降しスライムとな
っていることによる。すなわち、従来方式の土砂分離装
置では、土砂分が十分に除去されずに循環槽（沈降槽）
で沈降分離する時間（沈降槽の容量）を確保する必要が
あるわけである。

この時点で十分に土砂分離されない場合、泥水比重は急
激に上昇することになる。

また、この３００Ｇの遠心力で運転されるデカンタ２２
により処理されて排出された泥水（線図Ａ）は、泥水中
の固形物の最大粒径が約４０ｐｒ＊で、通過質量百分率
５０％の粒径（分級点）は６〜７μｍであること、そし
て、従来の土砂分離装置ｌによる泥水（沈砂槽出口：線
図Ｂ　）に比べて、微細土粒子分が大幅に除去されてい
ることが判る。

このことから、沈砂槽で沈降するスライムを゛含めて微
細な掘削土砂の大部分は、デカンタにより瞬時に分離さ
れることが判る。

さらに第６図および第７図は、デカンタ２２の遠心力を
変えた場合について上記同様の関係を示したもので、第
６図ではデカンタ２２の遠心力を１００Ｇ、第７図では
５０Ｇとしたときのものを、上述のデカンタ２２遠心力
を３００としたときのものと比較したものである。なお
、これら第６゜７図のものでは、第５図に示したサイク
ロンアンダー（線図Ｄ）のものは省略しである。

第６図から解るように、デカンタ２２の遠心力を１００
Ｇとした場合（線図Ａ’）では、デカンタ２２からの排
出液（つまり回収安定液）に含まれる固形物の最大粒径
は約０．０６ｍｍ（−６０μｍ）分級点は約９μｍとな
り、遠心力３００Ｇの時（線図Ａ）に比べ若干分離能が
低下していることが解る。ただし、それでも従来装置１
の沈砂槽により得られた回収安定液（線図Ｂ）よりは明
らかに分離性が向上していることが解る。またこの図か
らは、デカンタ２２からの排出固形物について示す線図
が、遠心力１００　Ｇ、の場合（線図Ｃ′）では遠心力
３００Ｇのときのもの（線図Ｃ）に比べ左方（上方）に
移行し、３００Ｇのものよりも脱水されずに水分量の多
いものであることも読み取ることができる。つまり、排
出固形物の処理性においても遠心力３００Ｇのものの方
が良好であることが理解できる。

さらに第７図では、デカンタ２２の遠心力を５０Ｇとし
た場合（線図Ａ“）では、デカンタ２２からの排出液（
つまり回収安定液）に含まれる固形物の最大粒径は約０
．０９ｍｍ（＝　９０μｍ）となり、沈砂槽からの回収
安定液（線図Ｂ）よりも僅かに粒度が太きいものとなる
が、その差異は微少であり、しかも分級点が沈砂槽回収
のものよりも低い（分級点約１０μｍ）こと、かつ、沈
砂槽４は長時間にわたる沈降を行うことによって回収安
定液を得ているのに対し、デカンタ２２では瞬時に分離
がなされることを考慮すれば、遠心力５０Ｇであっても
その効果は極めて大であると言うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明によれば下記の如き優れた効
果を奏することができる。

すなわち、請求項１，２の発明に係る泥水掘削に用いる
安定液の回収方法、およびその装置によれば、掘削すべ
き地盤が比較的粒径の小さい砂礫からなるものであった
場合において、排出された土砂混合泥水の全てを剋理能
力の高い低速遠心分離機により処理することにより、従
来の沈砂槽による沈降作用に頼る土砂分離工程を削除し
て分離時間の大幅な短縮が図れるものとなり、また、沈
砂槽が不要であることから回収装置の占める設置スペー
スを大幅に削減することができる。さらに、低速遠心分
離機による土砂分離処理後、循環槽に一時貯留される回
収泥水（安定液）にはスライム分が含まれないため、従
来実施していた循環槽のスライム除去作業を削除できる
ばかりでなく、回収・転用された安定液は掘削溝内にお
いてもスライム沈降をほとんど生じない高品質のものと
なるから、コンクリート打設前に行っていた掘削溝底部
のスライム処理を行う必要がなく大幅な工期短縮が実現
されることに加え、有効泥水材料が分離除去されず回収
安定液中に残留するため泥水材料の補給量も削減するこ
とができ、−層経済性を高めることができる。しかも、
回収された泥水は上記の如く劣化が少なく、安定液とし
ての性能が極めて高いものとなるから転用回数を増すこ
とができ、またそれに伴い循環泥水の使用量を最小限に
抑えることができる。

また、請求項３．４の発明に係る泥水掘削に用いる安定
液の回収方法、およびその装置によれ、ば、上記効果（
請求項１．２に係る発明の効果）を全ての種類の地盤に
おいて奏することができることに加え、処理量および処
理時間に鑑みた分離能を有するふるいを適宜設けること
で、低速遠心分離機の耐久性を確保することができる。

さらに、請求項５，６の発明に係る泥水掘削に用いる安
定液の回収方法、およびその装置によれば、沈礫槽によ
り粒度の大きい処分を除去することから、上記同様に全
ての種類の地盤において上記請求項１．２に係る発明の
効果を奏し得ることに加え、処理時間等に鑑みて沈礫槽
による沈降時間を延ばして該沈礫槽をいわゆる沈砂槽と
して機能させて比較的粒径の小さい固形物までの除去も
行い、それにより低速遠心分離機の耐久性を確保するこ
ともできる。

また、以上の効果に加えて本発明は、高速遠心分離機を
使用しないので高出力電動機を必要とせず騒音も少なく
、シかもそのため使用電力量も少ないので極めて経済効
果が大きい故、建設産業の発展に大きく寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の態様に係る一実施例を示すもの
で泥水掘削に用いる安定液の回収装置の概略構成図、第
２図は同実施例による泥水処理工程を示すフロー図、第
３図は本発明の第２の態様に係る一実施例を示すもので
泥水掘削に用いる安定液の回収装置の概略構成図、第４
図は本発明の第３の態様に係る一実施例を示すもので泥
水掘削に用いる安定液の回収装置の概略構成図、第５図
ないし第７図は本発明に係わる実検例を示すもので、そ
れぞれ、粒径と通過質量百分率との関係を本発明に係る
デカンタにより得られた泥水と従来の土砂分離装置によ
り得られた泥水との比較において表した図、＠８図は従
来の土砂分離装置による泥水処理工程を示すフロー図、
第９図は従来の土砂分離装置を示す概略構成図、第１０
図は従来の土砂分離装置における処理工程と処理粒子径
範囲との関係を示す図、第１１図はサイクロンを示す縦
断面図、第１２図はデカンタの構造の一例を一部断面で
示す縦断面である。３０・・・・・・安定液回収装置（第２の態様）、３１
・・・・・・沈礫槽、４０・・・・・・安定液回収装置（第３の態様）、４１
・・・・・・搬送ライン。

Claims

【特許請求の範囲】１）掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水の全量を３
０ないし４００Ｇの低遠心力で運転される低速遠心分離
機に直接掛けることにより、前記土砂混合泥水から土砂
礫等の固形物のみを分離させてベントナイト等有効泥水
材料のみを含んだ安定液を回収することを特徴とする泥
水掘削に用いる安定液の回収方法。２）掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水から安定液
の回収を行う泥水掘削に用いる安定液の回収装置であっ
て、３０ないし４００Ｇの低遠心力で運転される低速遠
心分離機と、掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水を
前記低速遠心分離機に直接供給する搬送ラインとを有す
ることを特徴とする泥水掘削に用いる安定液の回収装置
。３）掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水をふるい掛
けする工程と、該ふるい掛け工程を通過した土砂混合泥
水の全量を３０ないし４００Ｇの低遠心力で運転される
低速遠心分離機に掛けることにより、該土砂混合泥水か
ら土砂等の固形物のみを分離させてベントナイト等有効
泥水材料のみを含んだ安定液を回収する工程と、を備え
ることを特徴とする泥水掘削に用いる安定液の回収方法
。４）掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水から安定液
の回収を行う泥水掘削に用いる安定液の回収装置であっ
て、前記土砂混合泥水から砂礫等の粒径の大きい固形物
を除去するためのふるいと、該ふるいを通過した土砂混
合泥水に３０ないし４００Ｇの低遠心力を付加する低速
遠心分離機と、を備えることを特徴とする泥水掘削に用
いる安定液の回収装置。５）掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水を沈礫槽に
所要時間貯留して沈礫処理をした後、該土砂混合泥水の
全量を３０ないし４００Ｇの低遠心力で運転される低速
遠心分離機に掛けることにより、該土砂混合泥水から土
砂礫等の固形物のみを分離させてベントナイト等有効泥
水材料のみを含んだ安定液を回収することを特徴とする
泥水掘削に用いる安定液の回収方法。６）掘削土砂と共に流送された土砂混合泥水から安定液
の回収を行う泥水掘削に用いる安定液の回収装置であっ
て、前記土砂混合泥水から砂礫等の粒径の大きい固形物
を沈降除去するための沈礫槽と、該沈礫槽によって得ら
れた処分を含まない土砂混合泥水に３０ないし４００Ｇ
の低遠心力を付加する低速遠心分離機と、を備えること
を特徴とする泥水掘削に用いる安定液の回収装置。