JPH0780452A - 泥水処理方法およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】処理能力の向上を図るとともに、処理設備の縮
小、設備コストの低減を図り、最終的に得られる安定処
理土を埋戻し材として利用する。 【構成】一次サイクロン６、６等により主として粒径７
４μｍ以上の固形分を分級・除去し、分級後の主として
粒径７４μｍ以下の固形分を含む泥水を調整槽８に貯留
する。二次サイクロン１２、１２によりオーバーフロー
する低濃度の泥水を前記調整槽８に循環させ調整槽８内
の泥水を比重1.05〜1.25として再びシールド切羽へ循環
される。アンダーフローする高濃度の泥水については、
その泥水比重を1.３〜1.７の範囲に調整するとともに、
２８日一軸圧縮強度−固化材量曲線に基づいて２８日一
軸圧縮強度が目標強度となるように前記高濃度泥水の比
重に応じて固化材添加量を逐次変化させながら添加し、
この得られた安定処理土を近接の埋戻し場所まで順次送
給し埋戻し材として利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば泥水に所定圧
力を与え、循環させることにより切羽の安定を図り、掘
削土を泥水とともに排泥しながら掘削を行う泥水式シー
ルド工法、地中連続壁工法等における排泥水の分離・調
泥を行うとともに、余剰泥水分を安定処理土に改良し、
開削工事等の埋戻し土として利用するのに好適な泥水処
理方法およびその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されている泥水式シールド
工法等の泥水処理装置は、シールド機本体部から排泥さ
れた泥水を粒度により分離し、その泥分を調節して再度
切羽に送泥するとともに、余剰の泥分についてはフィル
タープレスにより脱水処理することによりケーキ状にす
るものが一般的である。前記脱水処理時に発生する濾水
は、希釈水として泥水比重の調整に使用される他は、そ
の状況に応じて適合基準に合致するように濁度・ｐＨ処
理がなされ放流される。

【０００３】以下、従来より使用されている泥水シール
ド工法における泥水処理装置の一例について図８および
図９の処理工程フロー図に基づき詳説する。

【０００４】シールド切羽から排泥される泥水の泥水処
理は、７４μｍ程度以上のレキ・砂分の除去を行う一次
処理と、７４μｍ程度以下のシルト・粘土分の分級脱水
を行う二次処理と、放流される濁水の清澄とｐＨ（水素
イオン濃度）調整を行う三次処理とに分けられる。

【０００５】先ず、シールド機械によって掘削された土
砂は、地山安定の為と土砂の輸送を目的として泥水処理
装置Ｆから送られる泥水とともにポンプ圧送され、再び
一次処理装置Ｆに送られる。掘削された土砂の中には玉
石や塊状の粘性土、貝殻等の大粒径のものが含まれるた
め、レキを処理するスクリーン２と砂を処理するスクリ
ーン４との二種類のスクリーンを有する振動脱水篩１が
設けられている。前記振動脱水篩１の上方には湿式サイ
クロン６、６が設けられており、シールド切羽から送ら
れてきた泥水は、最初にレキ用スクリーン２を通過後、
振動脱水篩１アンダータンク３に貯留し、ポンプ５によ
って湿式サイクロン６、６に送られ、ここで主として粒
径７４μｍ以上の粒子の砂分が分級され、砂用スクリー
ン４で脱水された後に搬出される。前記レキ用スクリー
ン２または砂用スクリーン４上では、回収されるレキ・
砂の層が形成されており、このレキおよび砂に付着泥水
としてシルト分・粘度分が多少回収される。なお、物質
収支計算では、回収されるレキの重量の１０％、砂の重
量の４０％の泥水が回収されるとしており、この結果一
次処理装置Ｆでは含水比２５％程度の砂レキを分級す
る。湿式サイクロン６、６のオーバー泥水は主として７
４μｍ以下の粒子分を含んだまま調整槽８に送られ、こ
こからポンプ９により再びシールド切羽へ送られる。

【０００６】前述一次処理装置Ｆでは、掘削地山に含ま
れる水分と主として粒径７４μｍ以下の粒子を除去でき
ないため、シールド掘削の進行に伴い、泥水の絶対量、
比重および粘性等は徐々に増大する。そのため余剰泥水
は、前記調整槽８からポンプ２２により余剰泥水槽２３
に送られ、さらに脱水時間の短縮を図るために、凝集剤
槽２６から硫酸バンドまたはポリ塩化アルミニウムなど
の無機の凝集剤が混入され、スラリー槽２５へと送られ
る。そして、この余剰泥水はスラリー槽２５において攪
拌混合され凝集化される。この凝集化されスラリー状と
なった泥水は、ポンプ２７によりフィルタープレス２８
に送られ、ここでプレスされ脱水ケーキとして貯留ホッ
パー３４に貯留される。一方、このプレス処理により発
生する濾水は、一旦濾水槽３０に貯留され、その大部分
についてはポンプ３１により調整槽８に希釈水として循
環され泥水の比重調整のために使用されるが、その一部
の余剰濾水については、ポンプ３２により三次処理装置
Ｈの中和処理装置３３に送られ、シックナーによりＳＳ
値（浮遊物質量）の処理とともに、炭酸ガス等によりｐ
Ｈ値調整により放流基準以下に調整されて放流される。
なお、前記フィルタープレス２８により、含水比２５０
％程度の泥土から含水比６０〜７０％程度までの脱水が
可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
泥水処理装置においては以下のような問題がある。フィ
ルタープレス２８による処理はバッチ処理であるため、
必要とされる機械規模の割には処理能力が小さく、また
土質が変化しフィルタープレス２８の前処理で凝集剤の
添加が適量でなくなった場合には、脱水時間が大幅に長
くなりさらに処理能力が低下する。また、フィルタープ
レスによる脱水処理の場合には、有用な泥水材料も同時
に廃棄されるため不経済であるとともに、得られた脱水
ケーキは機械的な脱水方式によるものであるため、その
後雨水等に当たると再び高含水となり泥土化するため、
再利用化の途がないなどの問題を有する。一方、余剰濾
水は放流処理されるため、放流基準以下にするための中
和処理装置、シックナーなどを必要とする。なお、脱水
ケーキの中に含まれる水分がかなりあるため、土質条件
によっては全体の物質収支バランスがくずれ、循環系外
から補給水を加える必要が生ずる場合もある。

【０００８】また、貯留ホッパー３４、濾水槽３０およ
びスラリー槽２５が、フィルタープレス２８の処理能力
を補うために大型化し、結果的に泥水処理装置全体の占
有規模が大きくなり、設備コストが大きく、また前記濾
水槽３０の濾水は調整槽８に希釈水として循環されてい
るため泥水調整の管理が煩雑であるなどの問題を有す
る。

【０００９】そこで発明の主たる課題は、連続的に泥水
処理可能とし処理能力の向上を図るとともに、機械設備
の縮小、設備コストの低減を図り、余剰水を発生させる
ことなく、さらに補給水も不用とし、最終的に得られる
処理土は埋戻し材として利用可能な泥水処理方法および
その制御方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題は、泥水を使用
しながら掘削を行う掘削場所からの排泥水から、相対的
に大粒径の固形分を分級・除去し、残る小粒径の固形分
を含む泥水を調整槽に貯留するとともに、この調整槽内
の泥水を再び前記掘削場所へ循環させる一次処理工程
と、前記調整槽内の泥水をサイクロンに送り、このサイ
クロンで脱水・濃縮化処理を行い、オーバーフローする
低濃度の泥水を前記調整槽に循環させるとともに、前記
サイクロンからアンダーフローする高濃度の泥水を余剰
泥水槽に貯留し、この余剰泥水槽中に貯留された高濃度
の泥水については、順次連続的に固化材の混入により固
化処理を行う二次処理工程とからなる泥水処理方法であ
って、前記二次処理工程のサイクロンからオーバーフロ
ーする低濃度泥水の調整槽への循環量を調整することに
より、または別途独立に配置された作泥装置からの泥水
供給により前記掘削場所へ循環される泥水比重を1.05〜
1.25の範囲に調整する一方、前記サイクロンからアンダ
ーフローする高濃度の泥水については、その泥水比重を
1.３〜1.７の範囲に調整し、予め求められた一軸圧縮強
度−固化材量曲線に基づいて一軸圧縮強度が目標強度と
なるように前記高濃度泥水の比重に応じて固化材添加量
を逐次変化させながら添加し、この得られた安定処理土
を近接の埋戻し場所まで順次送給し、埋戻し材として利
用することで解決できる。

【００１１】この場合、前記一次処理工程における標準
分級点を粒径７４μｍとし、二次処理工程における標準
分級点を２０〜４０μｍとするのが好適である。

【００１２】また、その制御方法は、前記調整槽および
前記余剰泥水槽のそれぞれにレベル計および泥水比重計
を備え、これらの測定値に基づいて前記各槽間での送給
量および循環量を制御するとともに、前記調整槽からサ
イクロンへの送給ラインの中間に圧力計を備え、この圧
力計の監視の下、送給ポンプの回転数制御によりサイク
ロンへの打込み圧力を一定に制御し、さらに固化材フィ
ーダの回転数制御により固化材投入量を前記高濃度泥水
の比重に応じて比例制御する。

【００１３】

【作用】本発明においては、先ずシールド切羽からの排
泥水について、一次処理工程において、相対的に大粒径
の固形分、具体的には粒径７４μｍ程度以上の固形分を
分級・除去を行うとともに、分級後の粒径７４μｍ程度
以下の固形分を含む泥水については調整槽に貯留し、こ
の調整槽から再びシールド切羽へ循環させる循環システ
ムが構成される。

【００１４】通常、シールド掘削に伴い、泥水の絶対
量、比重、粘性等は徐々に増加するため、そのための処
理として、前記調整槽の泥水を二次サイクロンに送り、
ここで脱水・濃縮化処理を行う。そしてオーバーフロー
する低濃度の泥水について前記調整槽に循環させるとと
もに、その循環量を調整することにより、調整槽の泥水
比重を下げる操作を行い、また、ほとんどが砂、礫であ
る土質の場合には、泥水比重が下降ぎみとなるが、泥水
比重が下限側基準値を下回った場合には、別途配設され
た作泥装置にて調節された高濃度泥水を調整槽に添加し
て比重を上げる操作を行う。このような比重調整により
調整槽の泥水比重を1.05〜1.25の範囲に調整する。詳細
には、地中連続壁工法およびリバース場所打ち杭工法等
の場合には泥水比重を1.05〜1.25の範囲に、シールド工
法の場合には泥水比重を1.15〜1.25の範囲にそれぞれ調
整する。

【００１５】一方、アンダーフローする高濃度の泥水に
ついては一旦余剰泥水槽に貯留される。この余剰泥水槽
に貯留された高濃度の泥水については、その後泥水固化
処理手段において、固化材の混入により脱水・固化処理
され、近接の埋戻し場所に移送され埋戻し材として利用
される。

【００１６】本発明においては、前記高濃度泥水の泥水
比重が1.３〜1.７の範囲に調整されるとともに、予め求
められた一軸圧縮強度（２８日）−固化材量曲線に基づ
いて一軸圧縮強度が目標強度（たとえば２〜４kgf/c
m² ）になるように前記固化材が添加されることによ
り、流動性と自硬性を持ちかつ所定の強度を有する安定
処理土が連続的に得られるため、埋戻し材として好適に
利用できるようになる。前記高濃度泥水の比重が1.３未
満の場合には、固化材添加量が多くなり不経済になると
ともに、調整槽への循環量が多くなり調整槽内泥水の比
重調整が困難になる。

【００１７】また、1.７を超える場合には、流動性が低
下し圧送性や充填性が悪くなるとともに、調整槽への循
環量が少なくなり調整槽内泥水の比重調整が困難にな
る。

【００１８】また、本発明においては、先ず泥水の最終
処理を連続的処理が可能な化学的な脱水・固化処理によ
るため、従来のようなスラリー槽２５、フィルタープレ
ス２８、濾水槽３０および貯留ホッパー３４を必要とし
ないため、処理装置全体の設置面積および容積を縮小化
できるとともに、その設備費についても低減できる。

【００１９】また、高含水泥土の全部を化学的に固化す
るため、濾水の発生がなく中和処理が不要となる。ま
た、従来のフィルタープレスによる場合には、安全管理
上フィルタープレス１台につき、一人の操作員を必要と
していたが、本発明の場合には自動運転が可能であり省
力化が図れる。

【００２０】このように本発明においては、機械的かつ
物理的な脱水・濃縮処理の後に、濃縮化された高濃度の
泥水について化学的な脱水・固化処理を行うことを発明
の要旨とすることにより種々の効果が生まれる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図１〜図３に示す実施例に基
づき詳説する。図１は泥水処理工程全体の概略模式図を
示し、図２はそのフロー図を示す。

【００２２】図１において、シールド切羽から図示され
ないポンプによって送られた泥水は振動脱水篩１のレキ
用スクリーン２を通過して、ここで粒径２mm以上のレキ
分が分級される。粒径２mm未満の固形物を含む泥水は、
振動脱水篩１のアンダータンク３に貯留された後、引抜
ポンプ５により一次サイクロン６、６に送られる。一次
サイクロン６、６では泥水中の粒径７４μｍ以上の砂分
を分級し、これをアンダーフローとして砂用スクリーン
４に給泥する。以上の濾過工程により振動脱水篩１で
は、主として粒径７４μｍ以上のレキ、砂分が分級され
ることとなる。前記一次サイクロン６、６からオーバー
フローした主として粒径７４μｍ以下の固形物を含む泥
水は、調整槽８に送られ、ここから返送ポンプ９により
再びシールド切羽に送給される。以上のように泥水より
粒径７４μｍ以上のレキ、砂分を分級処理を行い、かつ
分級された主として粒径７４μｍ以下の固形物を含む循
環水を再びシールド切羽へ送給するための装置群が一次
処理装置Ｆである。

【００２３】前述のように泥水はシールド切羽と調整槽
８との間を循環することとなるが、シールド掘削の進行
に伴い、前記調整槽８に貯留される泥水量、比重および
濃度は徐々に増加する。したがって、本実施例において
は、打込ポンプ１１により調整槽８に貯留される主とし
て粒径７４μｍ以下の固形物を含む泥水を送給路２０に
より二次サイクロン１２、１２に送り、ここで脱水・濃
縮化する。前記二次サイクロン１２、１２においてオー
バーフローする低濃度泥水を循環路１９により前記調整
槽８に循環させるとともに、この循環量を制御すること
により調整槽８の泥水比重を下げる操作を行い、または
調整槽８の泥水比重が管理値よりも低い場合には、別途
設置された作泥装置５０から高濃度泥水をポンプ５１に
より引抜き、調整槽８に送り泥水比重を上げる操作を行
うことにより、調整槽８の泥水比重を常に1.05〜1.25の
範囲に調整する。なお、前記作泥装置５０の高濃度泥水
としては、粘土、ベントナイト泥水等が用いられる。

【００２４】一方、アンダーフローする高濃度泥水につ
いては、後述詳説のように、一旦余剰泥水槽１３に貯留
され、引き続き固化材添加により化学的に脱水・固化処
理された後、近くの埋め戻し場所まで送給され、埋め戻
し材として利用される。

【００２５】前記二次サイクロン１２、１２における分
級、濃縮性能については、土質条件、固化条件等により
適宜決定されるが、標準的には、二次サイクロン１２の
基準分級点は２０〜４０μｍが好適とされるため、これ
に見合う分級性能を有するサイクロンが用意される。

【００２６】前記調整槽８と余剰泥水槽１３との間に
は、前記調整槽８から二次サイクロン１２、１２への送
給路２０およびその循環路１９の他に、さらに送給量と
循環量との物質収支バランスを保つための別途独立の送
給路２１が形成されており、前記各流路に配設された流
量計１８、…に基づき、送給路２０およびその循環路１
９の送給量の差分に応じて送給路２１の送給量が決定さ
れるようになっている。

【００２７】また、前記送給路２１の送給量の検知手段
としては、前記の流量計１８、…の他に、たとえば図３
に示されるように、調整槽８の深さ方向に２台の圧力計
３５、３５を配設し、前記調整槽８内の泥水の比重（ρ
１）および泥水量（Ｈ１）を次式により求め、二次サイ
クロン１２、１２への送給量および送給路２１の送給量
を決定することもできる。

【００２８】 ΔＰ１＝ＰH1−ＰL1 −−−−−−−−（１） ρ１＝ΔＰ１／ｈ１−−−−−−−−（２） Ｈ１＝ＰH1／ρ１ −−−−−−−−（３） 前記余剰泥水槽１３に貯留される泥水は、二次サイクロ
ン１２の分級性能により、また土質条件によって異なる
が、概ね含水比１００％以下、主として粒径４０μｍ以
下のシルト・粘度分を多く含む余剰泥水となっている。

【００２９】ところで、前述具体例においては、送給路
２０およびその循環路１９の他に、別途独立の送給路２
１を形成した例について示すが、たとえば予め所望の泥
水比重、泥水量となるように、前記二次サイクロン１
２、１２の性能およびその送給量を決定し、前記送給路
２１を無くすこともできる。

【００３０】前記余剰泥水槽１３に貯留された泥水は、
二次サイクロンによる分級により比重1.３〜1.７の範囲
に調整されており、スクイズポンプ１４などにより泥水
固化装置１５に送られる。泥水固化装置１５では、送ら
れてくる高濃度泥水の比重および流量計１８により計測
される送給量に応じて固化材サイロ１６から固化材が所
定量づつ切り出され、前記泥水固化装置１５内で混合さ
れて、化学的に固化される。

【００３１】具体的には、予め高濃度泥水を対象とし
て、固化材混入量を種々変化させて２８日一軸圧縮強度
試験を行い、たとえば図４に示されるような相関図を作
成しておき、この２８日一軸圧縮強度−固化材量曲線に
基づいて、２８日一軸圧縮強度が目標強度となるように
前記固化材添加量が制御される。なお、図４のグラフで
は、比重ρ₁ 〜ρ₃ 毎に３本の相関線が描かれている
が、実際の適用に当たっては各比重ρ₁ 〜ρ₃ はある程
度の幅を持った比重として定義される。すなわち、たと
えば比重1.35〜1.45の場合はρ₁ の相関線、比重1.46〜
1.55の場合はρ₂ の相関線、比重1.56〜1.65の場合はρ
₃ の相関線がそれぞれ用いられる。なお、１本の相関線
で全範囲の比重を代表させることもできるが、この場合
には得られる安定処理土の一軸圧縮強度がそれだけバラ
付くことになる。

【００３２】一方、使用される固化材としては、セメン
ト系、石灰系など種々の固化材が用いられるが、その添
加量は目標一軸圧縮強度を２〜４kgf/cm² とした場合、
土質種によって異なるが、概ね固化添加量は４０〜１０
０kg/m³ 程度の範囲となる。

【００３３】また、前記泥水固化装置１５としては、連
続的に処理を行う必要から、たとえばスクリュー羽根を
内部に有し、移送の過程で固化材を連続的に混合する連
続ミキサー、粉液の二液噴射混合を連続的に行うフロー
ジェットミキサーなどが好適に採用される。また、固化
材サイロ１６からの固化材切出しを行うフィーダとして
は、高濃度泥水の比重および送給量に応じて固化材添加
量を緻密に制御する必要から回転数制御による無段階調
節のものが使用される。

【００３４】以上、高濃度の排泥水に固化材を混入し固
化処理を行う泥水固化装置１５までの装置群が二次処理
装置Ｇである。

【００３５】石灰系の固化材の添加による反応は、先ず
土と石灰の溶解によって生じたカルシウムイオンとの間
にイオン交換反応が起こり、カルシウムイオンが土粒子
表面に吸着され土中の微粒子が凝集化し、次にカルシウ
ムイオンを吸着した土粒子がアルカリ雰囲気下で更に石
灰と反応して安定な結晶鉱物を生成していくポゾラン反
応を起こし固化するものである。一方、前記ポゾラン反
応に関与しなかった残余の石灰は土中の炭酸や炭酸ガス
と反応して固結化する炭酸化反応を起こす。なお、生石
灰の場合には、生石灰自身の水和反応によって土中の水
分を吸水発熱し、生石灰量の約３２％の水が団結化す
る。

【００３６】このような反応により高含水比の粘性土
は、含水比の低下、土の粒度改良、土の塑性指数の低下
およびトラフィカビリティーの改良など土質改良がなさ
れ、前記固化泥土は、早期強度発現性に優れるととも
に、一軸圧縮強度で任意に１〜８kg/cm²程度の強度を有
するものとなり埋土としての利用が可能となる。

【００３７】以上、本発明に係る基本的な泥水処理装置
について詳説したが、さらに実施化に向けて制御システ
ムを自動化した装置の具体例について図５および図６に
基づき詳説する。

【００３８】基本的構成を図１に示される装置と比較す
ると、一次処理装置を地下３階部分に設置し、二次処理
装置を地下２階に設置した関係上、調整槽８と二次サイ
クロン１２との間に中継槽２０を配置するとともに、二
次サイクロン１２からのオーバーフローした低濃度泥水
を調整槽８に返送するラインの中間に一時的に貯留する
ための受槽２１を設けた点において相違するが、この相
違は実施上の諸条件から受ける制約および泥水管理上に
より生じた相違であり、発明の要旨の観点からすると、
基本的には図１に示す装置と実質的に同一である。

【００３９】本第２実施例においては、自動制御化に向
けて、前記各調整槽８、８…には比重計２２およびレベ
ル計２３が、中継槽２０にはレベル計２３が、二次サイ
クロン１２への送給ライン１９、１９の中間には圧力計
２４、２４が、余剰泥水槽１３および受槽２１には比重
計２２および液面レベル計２３がそれぞれ設けられてい
る。さらに、高濃度泥水分を連続的に固化するシステム
を自動化するために固化材サイロ１６と泥水固化装置１
５との間に固化材受入れフィーダ３０、固化材フィーダ
３１が設けられるとともに、前記固化材サイロ１６に重
量計２４が、固化材フィーダ３１に流量計２５およびレ
ベル計２３が設けられている。また、近接の埋戻し現場
に送給するために、泥水固化装置１５の下流側に土砂圧
送ポンプ３４が設けられるとともに、前記土砂圧送ポン
プ３４のホッパーにレベル計２３が、土砂圧送ポンプ３
４に流量計１８がそれぞれ設けられている。

【００４０】そして図６に示されるように、前記各槽に
設けられた測定機器により測定された比重、レベル、圧
力等の諸数値は制御用パーソナルコンピューター４０に
送られ、これら諸計測データに基づき、各槽間での送
給、供給バランス等をとるように各ポンプ等の動作が制
御される。

【００４１】具体的には、調整槽８から中継槽２０への
泥水の送給を行う引抜ポンプ２６の制御は、調整槽８に
おける泥水レベル、泥水比重および中継槽２０の泥水レ
ベルの計測データに基づいて自動制御される。この場
合、前記引抜ポンプ２６の制御動作はオン・オフ動作に
よる。

【００４２】また、二次サイクロン１２への打込ポンプ
１１の制御は、中継槽２０の泥水レベルと余剰泥水槽１
３の泥水レベル、さらに送給ラインの中間に設けられた
圧力計２４からの圧力値の計測データに基づいて自動制
御される。この場合、打込ポンプ１１の制御は、特に回
転数制御とされ、打込み圧力を一定に保つようになって
いる。

【００４３】前記受槽２１から調整槽８への循環を行う
ための返送ポンプ２７の制御は、受槽２１の泥水レベル
と調整槽８の泥水レベルの計測データに基づいて自動制
御される。この場合の制御動作はオン・オフ動作であ
る。

【００４４】さらに、泥水固化装置１５への打込ポンプ
１４の制御は、余剰泥水槽１３の泥水比重と流量計１８
によるミキサ打込流量の測定データに基づいて自動制御
される。この場合の制御は固化材投入量との比例制御の
ため、特に回転数制御とされる。

【００４５】また、泥水固化装置１５および土砂圧送ポ
ンプ３４の制御は、余剰泥水槽１３における泥水比重か
ら固化材投入量を自動設定し、圧送ポンプホッパー３３
の満空状況を監視するためのレベル計測に基づいてなさ
れる。さらに、固化材の投入管理は、固化材サイロ１６
の重量計測データにより固化材搬入管理がなされるとと
もに、圧送ポンプの運転／停止制御がされる。固化材フ
ィーダ３１における流量計管理により固化材添加量の実
績が把握されるとともに、固化材レベル計測に基づいて
固化材受入れフィーダ３０からの送給量が制御される。
さらに、土砂圧送ポンプ３４の圧送量はコンピュータで
管理されている。

【００４６】なお、これら一連の制御状況については、
中央管理装置たるコンピュータ４０のＣＲＴ上に表示さ
れ、運転状況が集中管理されるようになっている。

【００４７】さらに、前記制御用コンピューター４０内
には、予め図４に示されるような泥水比重毎に２８日一
軸圧縮強度−固化材添加量のグラフが記憶されており、
たとえば土質性状が途中で変化した場合であっても、２
８日一軸圧縮強度で所定の強度が確保されるように固化
材の添加量が逐次調節される。

【００４８】〔試験例１〕次に、本発明泥水処理装置を
具体的な泥水式シールド工法による掘削へ適用する想定
の下で各種の比較を行った。

【００４９】泥水シールド工法の掘削条件は、表１に示
される条件とした。

【００５０】

【表１】

【００５１】以上の条件の下での、物質収支計算を行
い、先ず従来の処理条件の下で所要機器の能力、規模、
台数等について決定するとともに、本発明を適用した場
合について、必要な二次サイクロンの能力、設置個数、
余剰泥水の容量、固化装置の能力、規模について決定
し、それぞれの場合について負荷容量、所要機器の設置
面積、設置容積、設備費、処理に要する維持費等につい
ての比較を行った。その結果を表２に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】上記表２より明らかとなるように、本発明
の場合には、掲げた項目の全てについて、従来方式に比
して大幅に低減し得ることが判明される。

【００５４】〔試験例２〕次いで、表３に示される余剰
泥水槽１３から得られた比重1.35〜1.45の含水比、粒度
組成等の異なる高濃度泥水Ａ〜Ｅについて、固化材添加
量を種々変化させて混合し、一軸圧縮強度等を調べた。
その結果を表４および図７に示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】表４および図７から明らかなように、比重
1.35〜1.45の場合には、固化材添加量を約４５〜５５kg
/m³ として添加すれば、２８日一軸圧縮強度として２〜
４kgf/cm² の強度が確保されることが判明される。な
お、前記固化材添加量は、土質種が異なれば、おのずと
その添加量の範囲も異なってくるため、対象地盤毎に前
記試験を行い、所望の強度に対する固化材添加量を決定
することが望ましい。

【００５８】また、本実施例においては、サンプルとし
て採取できた試料の比重が1.35〜1.45であったため、２
８日一軸圧縮強度−固化材添加量曲線は１本の相関線と
したが、仮に比重が大きな範囲（1.35〜1.65) でばらつ
く場合には、比重1.35〜1.45、比重1.46〜1.55、比重1.
56〜1.65のそれぞれについて相関線を描き、製造された
高濃度泥水の比重に応じて相関線を使い分けると、強度
のバラツキが小さくなり、品質が均一化される。

【００５９】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、連
続的な泥水処理が可能となり処理能力の向上を図り得る
とともに、機械処理設備の縮小、設備コストの低減を図
り得る。

【００６０】また、泥水をそのまま化学的に固化するた
め余剰水を発生させることがなく中和処理が不要とな
り、最終的に得られる安定処理土は掘削部の埋戻し材と
して利用できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る泥水処理装置の全体概略図であ
る。

【図２】本発明に係る泥水処理装置による処理フロー図
である。

【図３】調整槽における泥水比重および泥水量の検出方
法を示す図である。

【図４】２８日一軸圧縮強度−固化材添加量の相関グラ
フである。

【図５】本発明に係る泥水処理装置の他の例を示す全体
概略図である。

【図６】図５に示す泥水処理装置の場合の制御系統図で
ある。

【図７】実施例における２８日一軸圧縮強度−固化材添
加量の相関グラフである。

【図８】従来の泥水処理装置の全体概略図である。

【図９】従来の泥水処理装置による処理フロー図であ
る。

【符号の説明】

１…振動脱水篩、２…レキ用スクリーン、３…アンダー
タンク、４…砂用スクリーン、６…一次サイクロン、８
…調整槽、１０…引抜ポンプ、１１…打込ポンプ、１２
…二次サイクロン、１３…余剰泥水槽、１４…ミキサ打
込ポンプ、１５…泥水固化装置、１６…固化材サイロ、
１８…流量計、２０…中継槽、２１…受槽、２２…比重
計、２３…レベル計、２４…圧力計、２５…流量計、３
５…圧力計

フロントページの続き (72)発明者 谷口 和之 東京都新宿区西新宿６−14−１ 佐藤工業 株式会社東京支店内 (72)発明者 広田 正和 東京都新宿区西新宿６−14−１ 佐藤工業 株式会社東京支店内 (72)発明者 伊藤 睦夫 東京都新宿区西新宿６−14−１ 佐藤工業 株式会社東京支店内 (72)発明者 佐藤 潔 東京都中央区日本橋本町４−12−20 佐藤 工業株式会社中央技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】泥水を使用しながら掘削を行う掘削場所か
   らの排泥水から、相対的に大粒径の固形分を分級・除去
   し、残る小粒径の固形分を含む泥水を調整槽に貯留する
   とともに、この調整槽内の泥水を再び前記掘削場所へ循
   環させる一次処理工程と、 前記調整槽内の泥水をサイクロンに送り、このサイクロ
   ンで脱水・濃縮化処理を行い、オーバーフローする低濃
   度の泥水を前記調整槽に循環させるとともに、前記サイ
   クロンからアンダーフローする高濃度の泥水を余剰泥水
   槽に貯留し、この余剰泥水槽中に貯留された高濃度の泥
   水については、順次連続的に固化材の混入により固化処
   理を行う二次処理工程とからなる泥水処理方法であっ
   て、 前記二次処理工程のサイクロンからオーバーフローする
   低濃度泥水の調整槽への循環量を調整することにより、
   または別途独立に配置された作泥装置からの泥水供給に
   より前記掘削場所へ循環される泥水比重を1.05〜1.25の
   範囲に調整する一方、前記サイクロンからアンダーフロ
   ーする高濃度の泥水については、その泥水比重を1.３〜
   1.７の範囲に調整し、予め求められた一軸圧縮強度−固
   化材量曲線に基づいて一軸圧縮強度が目標強度となるよ
   うに前記高濃度泥水の比重に応じて固化材添加量を逐次
   変化させながら添加し、この得られた安定処理土を近接
   の埋戻し場所まで順次送給し、埋戻し材として利用する
   ことを特徴とする泥水処理方法。
2. 【請求項２】一次処理工程における標準分級点が粒径７
   ４μｍであり、二次処理工程における標準分級点が２０
   〜４０μｍである請求項１記載の泥水処理方法。
3. 【請求項３】前記調整槽および前記余剰泥水槽のそれぞ
   れにレベル計および泥水比重計を備え、これらの測定値
   に基づいて前記各槽間での送給量および循環量を制御す
   るとともに、前記調整槽からサイクロンへの送給ライン
   の中間に圧力計を備え、この圧力計の監視の下、送給ポ
   ンプの回転数制御によりサイクロンへの打込み圧力を一
   定に制御し、さらに固化材フィーダの回転数制御により
   固化材投入量を前記高濃度泥水の比重に応じて比例制御
   する請求項１、２記載の泥水処理における制御方法。