JPH09117799A - 土砂改良システム及び土砂改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削された軟泥や高含水土等の土砂に改良材
を加えて改良する土砂改良システムにおいて改良土の品
質の向上と安定を図る。 【解決手段】 土砂と改良材を混合するミキサ１６、ミ
キサ１６に土砂を供給する土砂定量供給装置１１、ミキ
サ１６に固化材を供給する固化材添加装置１４を有す
る。また、土砂の含水比及び密度を計測する含水・密度
計１９と、ミキサ１６から搬出される改良土の重量を測
定するベルトスケール１８とを有する。搬出された改良
土の重量から固化材の添加重量を減算することで土砂の
供給重量を求める。求められた土砂の供給重量を計測さ
れた土砂の湿潤密度で除算することにより、実際の土砂
の供給体積が求められる。計測された含水比と上述のよ
うに求められた土砂の供給体積に基づいて改良材の添加
量を制御することにより、改良土の品質の向上と安定が
図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削工事から発生
する軟泥や高濃度浚渫による高含水土等の土砂に目的に
応じた改良材を添加して土砂を改良処理する土砂改良シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】掘削工事等の建築土木工事から発生する
大量の汚泥等の流動性の高い土砂は、処理・処分する際
の周辺環境への配慮、また、用地確保などの面におい
て、工事関係者にとって大きな問題となっている。その
ため、これらの土砂を連続的に短時間で改良することに
よって、一定の強度を持たせたり、運搬しやすい状態に
塑性を持たせたりすることで、これらの土砂の有効活用
への可能性を高めていくことが多方面から求められてい
た。

【０００３】従来、軟泥や高含水土等の土砂を連続的に
改良する連続固化改良装置として、土砂と固化材等の改
良材を連続的に混合して搬出するミキサと、該ミキサに
土砂を定量的に投入する土砂供給装置と、上記ミキサに
改良材を定量的に投入する改良材添加装置とを有するも
のが開発されている。上記連続固化改良装置から供給さ
れる改良土は、例えば、盛土、道路路床、裏込等に用い
ることができ、上述の土砂を連続固化改良装置により改
良することで、上述の土砂の有効活用を図ることができ
る。

【０００４】また、上記連続固化改良装置においては、
連続して安定した品質の改良土を得るために、改良すべ
き土砂の性質及び土砂の量に対応した量の改良材を正確
に土砂に添加する必要がある。このためには、上記ミキ
サに投入される土砂の時間当たりの土砂量を安定させる
必要があるが、軟泥や高含水土等の土砂は、比較的取り
扱いが難しいとともに、異物が含まれている可能性が高
く、上記土砂をミキサに定量的に供給することが難しか
った。

【０００５】そこで、本出願人らは、既に、土砂ホッパ
ーからミキサーに安定して定量的に土砂を投入可能な土
砂等の定量供給装置（特公平７−５１９１）を提案し
た。上記定量供給装置を用いることにより、時間当たり
ほぼ一定の体積の土砂をミキサに供給することができる
ので、ある程度、安定した品質の改良土を連続的に製造
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、土砂の改良
において、土砂に所定の強度を持たせるために必要な改
良材の量は、土砂の土質、土砂の量、土砂の含水量等の
要因により決定されるものであるが、上記従来の連続固
化処理装置においては、改良すべき土砂のサンプルから
土質、含水量等のデータを求めるとともに、実験等によ
り上記土砂のサンプルを目的とする性質に改良するのに
必要な改良材の量等のデータを求め、これらのデータか
ら上記連続固化改良装置における土砂の改良に際する改
良材の添加量を決めていた。

【０００７】そして、上記定量供給装置により時間当た
り略一定体積の土砂がミキサに投入されるとともに、決
められた添加量に基づいて改良材添加装置からミキサに
改良材が投入されていた。しかし、連続的に土砂の改良
を行った場合には、改良すべき土砂の含水量が略一定と
なっているとは限らず、連続して土砂の改良を行ってい
る間に土砂の含水量が変化している可能性がある。

【０００８】そして、ミキサに投入される土砂の含水量
が異なれば、ミキサに投入すべき改良材の最適な量も異
なることになるが、上記連続固化処理装置においては、
一度設定された改良材の投入量を変更しない限り、最初
に決められた量の改良材がミキサに連続的に投入される
ことになるので、改良土の品質にばらつきが生じること
になる。

【０００９】また、上記土砂等の定量供給装置は、軟泥
や高含水土に対応したものであり、これらの土砂をほぼ
定量的に供給することが可能であるが、上述のような土
砂は、ほぼ均質な粉体や流体に比較して、取り扱いが極
めて困難であり、土砂の状態によっては、供給土砂量に
誤差が生じることを防止することができず、土砂の供給
量に多少のばらつきが生じる可能性がある。

【００１０】また、上述の土砂等の定量供給装置におい
ては、土砂を体積で計り取るような構成となっている
が、土砂を体積で計り取った場合には、土砂を計り取る
部分に土砂が付着したり、土砂を計り取る部分に土砂を
充填させた際に空洞ができたりして、供給土砂量に多少
のばらつきがでるのを防止することができない。本発明
は、上記事情に鑑みてなされたものであり、品質の極め
て安定した改良土を連続的に製造することが可能な土砂
改良システムを提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
土砂改良システムは、土砂に改良材を添加して連続的に
土砂の改良を行うものであり、上記土砂と改良材とを混
合してほぼ連続的に改良土を製造する混合装置と、上記
混合装置に所定の時間当たり土砂量の土砂をほぼ連続的
に供給する土砂供給装置と、上記混合装置に改良材をほ
ぼ連続的に添加する改良材添加装置と、上記土砂供給装
置において土砂の含水量を計測する含水量計測装置と、
上記含水量計測装置により計測された含水量に基づき単
位土砂量の土砂に対する改良材の添加量を求めるととも
に、求められた添加量と上記土砂供給装置から供給され
る土砂の時間当たり土砂量とに基づいて上記改良材添加
装置から添加すべき改良材の時間当たり添加量を求める
改良材添加量演算手段と、上記改良材添加量演算手段に
求められた時間当たり添加量の改良材を添加するように
上記改良材添加装置を制御する改良材用制御手段とを具
備してなることを上記課題の解決手段とした。

【００１２】上記構成によれば、土砂供給装置において
土砂の含水量を上記含水量計測装置により継続的に計測
することができるとともに、上記含水量に対応する改良
材の添加量を改良材添加量演算手段により求めることが
できる。そして、改良材添加量演算手段により求められ
た改良材の時間当たり添加量に基づいて、改良材制御手
段が、改良材添加装置を制御することにより、改良材添
加装置から土砂の含水量に対応する添加量の改良材が混
合装置に添加されることになる。

【００１３】従って、土砂供給装置から供給される土砂
の含水量が変化してもそれに対応する添加量の改良材が
添加されるので、混合装置において製造される改良土の
品質を向上かつ安定させることができる。なお、上記混
合装置は、基本的には土砂と改良土とを混合できるもの
ならば、特に限定されるものではなく、周知の各種のミ
キサを用いることができるが、改良土を連続的に製造す
る上で、製造された改良土を順次搬出できる構成となっ
ている必要があり、例えば、二軸のパドル型攪拌翼を有
するミキサ等を用いることができる。

【００１４】上記土砂供給装置は、例えば、ある程度の
土砂を貯留して供給できるホッパーと、該ホッパーから
供給される土砂量を定量化することが可能な上記従来例
で述べた土砂等の供給装置とからなるものを用いること
ができる。また、土砂供給装置は、上述のようなものに
限定されるものではなく、ある程度定量的に土砂を供給
可能なものならば良い。

【００１５】また、上記改良材添加装置は、基本的に改
良材がほぼ均質な粉体、粒体もしくは流体なので、粉
体、粒体もしくは流体を定量的に供給できるとともに、
供給量を変更可能なものならば良く、周知の粉体、粒体
もしくは流体を取り扱うことが可能な定量添加装置を用
いることができる。また、上記含水量計測装置は、土砂
の含水量を計測可能な計測装置ならば特に限定されるも
のではなく、たとえば、定期的に土砂をサンプリングし
て、該土砂の含水量を計測するような装置でも良いが、
土砂の含水量に基づいて、改良材添加装置を自動制御す
るには、土砂供給装置において直接、非破壊的に含水量
を計測できることが好ましく、例えば、微少な放射性同
位元素を利用して、ホッパー等に貯留された土砂の含水
量を非破壊的に測定することができる中性子散乱方式を
用いた含水量計測装置が好ましい。

【００１６】上記改良材添加量演算手段は、周知のＣＰ
Ｕ（central processing unit）とメモリを有する汎用
のコンピュータシステム（パソコンレベルで可）、マイ
クロコンピュータもしくは専用のロジック回路等で構成
されるものである。なお、含水量に対応する改良材の添
加量は、予め土砂の種類に対応して実験的に求められる
ものであり、上記改良材添加量演算手段においては、予
め実験等により求められた含水量と改良材の添加量との
対応関係のデータを有する必要がある。

【００１７】上記改良材用制御手段は、上記改良材添加
装置における添加量の変更を制御できるものならば特に
限定されるものではなく、例えば、上記改良材添加装置
がモータにより駆動されるものならば周知のインバータ
制御を用いて改良材添加装置を制御することができる。

【００１８】本発明の請求項２記載の土砂改良システム
は、上記改良材添加量演算手段が、予め、含水量と、単
位土砂量の土砂に対する改良材の添加量とを対応させた
データテーブルを有し、上記含水量計測装置により求め
られた含水量に対応する改良材の添加量を上記データテ
ーブルから求めることを上記課題の解決手段とした。

【００１９】上述のように含水量と改良材の添加量との
対応関係は、土砂の種類毎に実験により求める必要があ
るが、上記改良材添加量演算手段において上述のデータ
テーブルにより含水量に対応する添加量を求める構成と
なっていれば、上述のデータテーブルに登録するデータ
だけを実験等により収集すれば良いので、容易に必要な
データを収集することができる。また、土砂の多数の種
類毎にデータテーブルを登録しておけば、土砂の改良に
際して毎回実験を行はなくとも、改良すべき土砂の種類
と同じ種類の土砂用のデータテーブルがあれば、土砂の
改良を行うことができる。

【００２０】本発明の請求項３記載の土砂改良システム
は、上記土砂混合装置から連続的に搬出される改良材と
土砂とが混合された改良土の時間当たり搬出量を計測す
る改良土搬出量計測装置と、上記改良材添加装置から改
良材を添加することにより順次減少する改良材の減少量
を計測する改良材減少量計測装置と、上記改良材減少量
計測装置により計測された減少量から改良材の時間当た
り使用量を求める改良材使用量演算手段とが備えられ、
上記改良材添加量演算手段は、上記改良土の時間当たり
搬出量から改良材の時間当たり使用量を減算することに
より土砂供給装置における実際の土砂の時間当たり供給
量を求めるとともに、求められた実際の土砂の時間当た
り供給量に基づいて上記改良材添加装置から添加すべき
改良材の時間当たり添加量を求めることを上記課題の解
決手段とした。

【００２１】上記構成によれば、改良土搬出量計測装置
により求めれた改良土の時間当たり搬出量から、改良材
使用量演算手段により求めれた改良材の時間当たり使用
量を減算することにより土砂供給装置における実際の土
砂の時間当たり供給量を求めることができるので、この
実際の土砂の時間当たり供給量に基づいて改良材添加量
演算手段が正確な改良材の添加量を求めることができ
る。

【００２２】すなわち、土砂の定量供給においては、上
述のように土砂の取り扱いが困難なことから、供給土砂
量に誤差が生じるのを完全に防止することができない
が、土砂に添加する改良材の量を最終的に製造された改
良土の量から制御することにより、供給された土砂に対
して正確な量の改良材を添加することが可能となり、改
良土の品質をさらに向上するとともに安定化することが
できる。また、上述のように改良材の添加量を制御する
ことにより、土砂供給装置として、供給土砂量にばらつ
きがでるような装置でも用いることが可能となる。

【００２３】本発明の請求項４記載の土砂改良システム
は、上記土砂供給装置を土砂の時間当たり供給量を体積
で設定可能なものとし、上記改良土搬出量計測装置が改
良土の時間当たり搬出量を重量として計測し、上記改良
材減少量計測装置が改良材の減少量を重量として計測
し、上記改良材使用量演算手段が改良材の時間当たり使
用量を重量として求め、上記データテーブルにおいて単
位土砂量が体積として登録されている場合に、上記土砂
供給装置において、土砂の密度を計測する密度計測装置
を備え、上記改良材添加量演算手段は、上記改良土の時
間当たり搬出量から改良材の時間当たり使用量を減算す
ることにより土砂供給装置における実際の土砂の時間当
たり供給量を重量として求め、該供給量を上記密度計測
装置により計測された土砂の密度で除算することにより
体積に変換した後に、土砂の時間当たり供給体積及び土
砂の含水量に基づいて上記改良材添加装置から添加すべ
き改良材の時間当たり添加量を求めることを上記課題の
解決手段とした。

【００２４】上記構成によれば、上記土砂供給装置が土
砂の時間当たり供給量を体積で設定可能なものの場合
に、上述の改良材の添加量の制御に際して、測定値が重
量となっているものを密度計測装置により計測された密
度で除算することにより体積に変換することができ、土
砂量を体積として改良材の添加量を求めることができ
る。すなわち、上記土砂供給装置として上述の土砂等の
定量供給装置のような土砂を体積で計り取る種類のもの
を用いるものとした場合に、土砂改良システムにおいて
は、土砂量として体積が用いられることになり、土砂供
給装置における土砂の所定の時間当たり供給体積に対し
て、改良材の添加量が設定されることになるが、上述の
改良材の添加量の制御に際して製造された改良土の量を
体積で測定した場合には、土砂供給装置において生じる
ような誤差が改良土搬出量計測装置においても生じる可
能性がある。

【００２５】従って、改良土搬出量計測装置において
は、土砂量を重量で計測することが望ましいが、上述の
ように土砂供給装置において土砂量が体積により設定さ
れるようになっているので、重量として計量した土砂量
を体積に変換する必要がある。そこで、上記密度計測装
置により土砂の密度を測定しておき、改良土搬出量計測
装置で測定された改良土の重量から改良材使用量演算手
段により求められた改良材の重量を減算し、この値を密
度で除算することにより、実際の土砂の供給重量を体積
に変換し、この土砂の体積に対応する改良材の量をデー
タテーブルから求めることができる。

【００２６】そして、土砂供給装置において、体積で土
砂量を設定することにより生じる誤差を上述のような演
算処理により補正して、供給土砂量を正確に把握し、該
供給土砂量に対応する正確な改良材の添加量を得ること
ができるので、改良土の品質の向上及び安定を図ること
ができる。なお、上記密度計測装置は、土砂の密度を計
測可能な計測装置ならば特に限定されるものではなく、
たとえば、定期的に土砂をサンプリングして、該土砂の
密度を計測するような装置でも良いが、土砂の密度に基
づいて、改良材添加装置を自動制御するには、土砂供給
装置において直接、非破壊的に密度を計測できることが
好ましく、例えば、微少な放射性同位元素を利用して、
ホッパー等に貯留された土砂の湿潤密度を非破壊的に測
定することができるガンマ線散乱方式を用いた密度計測
装置が好ましい。

【００２７】本発明の請求項５記載の土砂改良システム
は、上記改良材用制御手段が、上記改良材使用量演算手
段により求められた実際の改良材の時間当たり使用量に
基づいて改良材添加装置を制御することを上記課題の解
決手段とした。上記構成によれば、請求項３及び４の土
砂改良システムにおいて、供給土砂量を求める際に用い
られている改良材減少量計測装置及び改良材使用量演算
手段により、改良材添加装置における改良材の実際の添
加量を求めているが、この実際の添加量を用いて改良材
添加装置をより正確に制御することができる。

【００２８】本発明の請求項６記載の土砂改良方法は、
土砂と改良材とを混合してほぼ連続的に改良土を製造す
る混合装置と、上記混合装置に所定の時間当たり土砂量
の土砂をほぼ連続的に供給する土砂供給装置と、上記混
合装置に改良材をほぼ連続的に添加する改良材添加装置
とを有し、土砂に改良材を添加して連続的に土砂の改良
を行う土砂改良装置を用いたものであり、上記土砂供給
装置における土砂の含水量をほぼ連続的に計測し、計測
された含水量と土砂供給装置からの時間当たり土砂供給
量とに基づいて最適な改良材の添加量を任意の間隔で求
め、順次求められた改良材の添加量に基づいて上記改良
材における改良材の添加量を制御することを上記課題の
解決手段とした。

【００２９】上記構成によれば、請求項１記載の構成と
同様に、土砂供給装置から供給される土砂の含水量が変
化してもそれに対応する添加量の改良材が添加されるの
で、混合装置において製造される改良土の品質を向上か
つ安定させることができる。

【００３０】本発明の請求項７記載の土砂改良方法は、
上記混合装置から搬出される改良土の時間当たり搬出量
と、上記改良材添加装置から添加される改良材の時間当
たり使用量とをほぼ連続的に計測し、計測された改良土
の搬出量から計測された改良材の使用量を減算して実際
の土砂の時間当たり供給量を任意の間隔で求め、順次求
められた実際の土砂の時間当たり供給量と上記含水量と
に基づいて最適な改良材の添加量を求めることを上記課
題の解決手段とした。

【００３１】上記構成によれば、上記請求項３記載の構
成と同様に、土砂に添加する改良材の量を最終的に製造
された改良土の量から求めることにより、供給された土
砂に対して正確な量の改良材を添加することが可能とな
り、改良土の品質をさらに向上するとともに安定化する
ことができる。

【００３２】本発明の請求項８記載の土砂改良方法は、
上記混合装置から搬出される改良土の時間当たり搬出重
量と、上記改良材添加装置から添加される改良材の時間
当たり使用重量と、上記土砂供給装置における土砂の密
度とをほぼ連続的に計測し、計測された改良土の搬出重
量から計測された改良材の使用重量を減算して実際の土
砂の時間当たり供給重量を任意の間隔で求め、順次求め
られた供給重量を密度で除算することにより土砂の時間
当たり供給体積を求め、順次求められた実際の土砂の時
間当たり供給体積と上記含水量とに基づいて最適な改良
材の添加量を求めることを上記課題の解決手段とした。

【００３３】上記構成によれば、上記請求項４記載の構
成と同様に、土砂供給装置において、体積で土砂量を計
測するものとした場合に、土砂量を体積で計測すること
により生じる誤差を上述のように改良土の搬出重量を計
測して、供給土砂量を正確に把握し、改良土の搬出重量
に対応する正確な改良材の添加量を得ることができるの
で、改良土の品質の向上及び安定を図ることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の一
例の土砂改良システムを図面を参照して説明する。図１
は土砂改良システムの外観図であり、図２は土砂改良シ
ステムの後述する土砂改良装置１及び前処理装置２を示
す外観図であり、図３は本発明の土砂改良システムの機
能を説明するための概念を示すブロック図であり、図４
は土砂改良システムの演算処理装置の基本構成を示すブ
ロック図である。

【００３５】なお、この一例の土砂改良システムは、図
１に示すように、実際に土砂の改良を行う上記土砂改良
装置１を有するとともに、例えば、土砂運搬船３ａや、
土砂の一時置き場から土砂改良装置１に土砂を搬入する
ためのバックホウ３ｂ等からなる土砂搬入装置３と、該
バックホウ３ｂ等により搬入された土砂から異物を取り
除いて土砂改良装置１に土砂を供給するための上記前処
理装置１と、土砂改良装置１で使用される改良材を貯留
する改良材貯留部（図示略）と、土砂改良装置１から搬
出された改良土をダンプカー等の土砂積載用車両４ａに
積載するための積載ホッパー４ｂ等を有する改良土搬出
装置４とを供えることにより、改良すべき土砂の搬入か
ら改良土の搬出を可能としている。また、図１に示す例
においては、台船５上に土砂改良装置１を載せた状態で
図示している。

【００３６】図２及び図３に示すように、土砂改良シス
テムにおける土砂改良装置１は、土砂を供給するための
土砂ホッパー１０と、該土砂ホッパー１０に接続して設
けられ、かつ、設定された時間当たり体積の土砂を供給
するための土砂定量供給装置（スノーシェーバー）１１
と、該土砂定量供給装置１１における土砂の供給量を制
御する土砂用制御装置（インバータとして図３にブロッ
クを図示）１２と、改良材を供給するための改良材ホッ
パー（固化材ホッパー）１３と、該改良材ホッパー１３
に接続して設けられ、かつ、設定された時間当たり体積
の改良材を供給するための改良材添加装置（固化材フィ
ーダ）１４と、該改良材添加装置１４における改良材の
供給量を制御する改良材用制御装置（インバータとして
図３にブロックを図示）１５と、上記土砂定量供給装置
１１から供給される土砂と改良材添加装置１４から供給
される改良材とを連続的に混合しならが搬出するミキサ
１６と、該ミキサ１６における攪拌を制御するミキサ用
制御装置（インバータとして図３にブロックを図示）１
７と、ミキサ１６から供給された改良土を搬出するとと
もに、搬出された改良土の重量を輸送重量として測定す
るベルトスケール１８と、土砂ホッパー１０内の改良す
べき土砂の含水比及び湿潤密度を測定するホッパー用水
分・密度計（図３に図示）１９と、該水分・密時計１９
から出力される改良すべき土砂の含水比・湿潤密度及び
ベルトスケール１８から出力される重量等に基づいて土
砂改良装置１の制御データを演算する演算処理装置（固
化処理監視システム）２０とを具備してなるものであ
る。

【００３７】上記土砂ホッパー１０は、周知のものであ
り、土砂を土砂ホッパー１０の吐出口へ流動させるため
のバイブレータ（図示略）及び掻寄パドル（図示略）を
有するとともに、土砂ホッパー１０内の土砂が予め設定
された上限レベルに達したか否かを測定する上限レベル
計（図４にブロックとして図示）１０ａと、土砂ホッパ
ー１０内の土砂が予め設定された下限レベルより減少し
たか否かを測定する下限レベル計（図４にブロックとし
て図示）１０ｂとを有する。上記上限レベル計１０ａに
おいて、土砂ホッパー１０内の土砂量が上限レベル以上
となったことが検知された場合には、上記前処理装置２
の後述する前処理用制御装置（図示略）により、土砂ホ
ッパー１０に土砂を供給する上記前処理装置２の後述す
るバケットコンベヤ２ａが停止させらるようになってい
る。

【００３８】上記下限レベル計１０ｂにおいて、土砂ホ
ッパー１０内の土砂量が下限レベル以下となったことが
検知された場合には、上記演算処理装置２０を介して土
砂用制御装置１２及び改良材用制御装置１５により上記
土砂定量供給装置１１及び改良材添加装置１４が停止さ
せられるようになっている。上記土砂定量供給装置１１
は、上記従来例で述べた土砂等の定量供給装置（スノー
シェバー）と同様のものであり、ほぼ半円状の土砂計量
凹部（図３に概略を図示）１１ａ…を回転軸の外周回転
方向に複数隣接状に具備するロータ（図３に概略を図
示）１１ｂと、回転軸の外周に土砂排除部材（図示略）
を具備し、該土砂排除部材（図示略）をロータ１１ｂの
土砂計量凹部１１ａの内面に沿わせて上記ロータ１１ｂ
と同期回転させるロータクリーナー（図示略）と、この
ロータクリーナーと上記ロータ１１ｂとを並列状に横架
内蔵するケーシング（図示略）とを有し、上記土砂ホッ
パー１０から供給された土砂を上記土砂計量凹部１１ａ
…内に順次計り取り、上記土砂計量凹部１１ａ…の容積
に対応する体積の土砂を順次供給するようになってい
る。

【００３９】従って、上記ロータ１１ｂの回転速度を調
整することにより、ミキサ１６に投入される土砂の時間
当たりの体積を調整できるようになっている。また、上
記ロータ１１ｂの回転速度は、上記土砂用制御装置１２
により制御されるようになっている。また、上記土砂定
量供給装置１１には、上記ロータ１１ｂの回転速度を計
測する回転計（図４にブロックとして図示）１１ｃが設
けられ、ロータ１１ｂの回転速度を上記演算処理装置２
０に出力するようになっている。

【００４０】該土砂用制御装置１２は、基本的に周知の
インバータにより上記ロータ１１ｂを回転するためのモ
ータを制御するものであり、上記演算処理装置２０から
の制御信号に基づいて上記ロータ１１ｂの回転速度を制
御するものである。また、土砂用制御装置１２は、土砂
定量供給装置１１と土砂ホッパー１０のバイブレータ及
び掻寄パドルの運転及び停止を制御するようになってい
る。

【００４１】上記改良材ホッパー１３は、周知のもので
あり、改良材を改良材ホッパー１３の吐出口へ流動させ
るためのバイブレータ（図示略）と、改良材ホッパー１
３の重量を測定するロードセル（図３に図示）１３ａ、
１３ａとを有するとともに、改良材ホッパー１３内の改
良材が予め設定された上限レベルに達したか否かを測定
する上限レベル計（図４にブロックとして図示）１３ｂ
と、改良材ホッパー１３内の改良材が予め設定された下
限レベルより減少したか否かを測定する下限レベル計１
３ｃと、改良材ホッパー１３内の改良材が予め設定され
た下限レベルのさらに下の下下限レベルより減少したか
否かを測定する下下限レベル計１３ｄとを有する。

【００４２】上記ロードセル１３ａは、改良材を供給す
ることにより重量が減少する改良材ホッパー１３の重量
変化を測定することにより、改良材の時間当たり使用重
量を測定するものである。上記上限レベル計１３ｂにお
いて、改良材ホッパー１３内の改良材量が上限レベル以
上となったことが検知された場合には、上記改良材の後
述する貯留部用制御装置により、改良材ホッパー１３に
改良材サイロ（図示略）から改良材を供給するためのス
クリューコンベヤ（図示略）が停止させらるようになっ
ている。

【００４３】上記下限レベル計１３ｃにおいて、改良材
ホッパー１３内の改良材量が下限レベル以下となったこ
とが検知された場合には、上記改良材貯留部において改
良材ホッパー１３に改良材サイロから改良材を供給する
ためのスクリューコンベヤが始動させらるようになって
いる。従って、改良材ホッパー１３においては、改良材
が下限レベル以下になった場合に改良材が上限レベルに
達するまで改良材が供給されるようになっているので、
改良材の供給時を除いて、上記ロードセル１３ａ、１３
ａにより改良材の減少量を測定することができる。

【００４４】上記下下限レベル計１３ｄにおいて、改良
材ホッパー１３内の改良材量が下下限レベル以下となっ
たことが検知された場合には、土砂定量供給装置１１及
び改良材添加装置１４が停止させられるようになってい
る。上記改良材添加装置１４は、周知のスクリューフィ
ーダ（固化材フィーダ、図３に概略を図示）１４ａを有
するものであり、スクリューフィーダ１４ａのスクリュ
ーの回転速度を調節することにより、ミキサに投入され
る改良材の時間当たりの添加量を調整てきるようになっ
ている。また、上記スクリューの回転速度は、上記改良
材用制御装置１５により制御されるようになっている。

【００４５】また、上記改良材添加装置１４には、上記
スクリューの回転速度を計測する回転計（図４にブロッ
クとして図示）１４ｂが設けられ、スクリューの回転速
度を上記演算処理装置２０に出力するようになってい
る。該改良材用制御装置１５は、周知のインバータによ
り上記スクリューを回転するためのモータを制御するも
のであり、上記演算処理装置２０からの制御信号に基づ
いて上記スクリューの回転速度を制御するようになって
いる。

【００４６】また、改良材用制御装置１５は、改良材添
加装置１４及び改良材ホッパー１３のバイブレータの運
転及び停止を制御するようになっている。なお、実際に
ミキサ１６に投入された改良材の量は、上述のように改
良材ホッパー１３に設けられたロードセル１３ａにより
計測されるようになっており（ロスインウエイト方
式）、ロードセル１３ａにより計測される改良材ホッパ
ー１３の重量が、演算処理装置２０に出力されるように
なっている。

【００４７】また、改良材としては、例えば、セメント
等の固化材、高分子化合物からなる高分子系改良材、発
泡ビーズ、セルロース等の軽量化材等があり、これらが
単独もしくは複合して使用される。従って、複数の改良
材が使用される場合には、改良材ホッパー１３、改良材
添加装置１４、改良材用制御装置１５が複数設置される
ことになる。

【００４８】また、この実施の形態においては、改良材
としてセメントからなる固化材だけ用いる例を上げる
が、本発明が改良材として固化材だけを用いるものに限
定されるものではなく、固化材以外の改良材を使用でき
るとともに、上述のように改良材ホッパー１３、改良材
添加装置１４、改良材用制御装置１５等を追加すること
により複数の改良材を同時に用いることができる。

【００４９】上記ミキサ１６は、周知の二軸のパドル型
攪拌翼（図３に概略を図示）１６ａを有する二軸パドル
型ミキサーであり、上記攪拌翼１６ａにより、土砂と改
良材とを攪拌混合するとともに、投入側から搬出側に土
砂と改良材とを攪拌混合しながら移動させるようになっ
ている。また、ミキサ１６は、混合すべき土砂量に対応
して、上記ミキサ用制御装置１７の制御に基づき、パド
ル型攪拌翼１６ａの回転速度を調整できるようになって
いる。

【００５０】また、上記ミキサ１６には固化材投入口に
バイブレータ（図示略）が設けられ、土砂への固化材の
混合を補助するようになっているとともに、集塵装置
（図２に図示）１６ｂが設けられ、ミキサ１６内に投入
された固化材等が空中に粉塵としてただよった状態でミ
キサ１６の改良土の搬出口から吹き出すのを防止するよ
うになっている。また、上記ミキサ１６には、パドル型
攪拌翼１６ａの回転速度を計測する回転計（図４にブロ
ックとして図示）１６ｃが設けられ、攪拌翼１６ａの回
転速度を上記演算処理装置２０に出力するようになって
いる。

【００５１】上記ミキサ用制御装置１７は、周知のイン
バータにより上記攪拌翼１６ａを回転させるためのモー
タを制御するものであり、上記演算処理装置２０からの
制御信号に基づいて攪拌翼１６ａの回転速度を制御する
ものである。また、ミキサ用制御装置１７は、ミキサ１
６の運転及び停止を制御するようになっている。

【００５２】上記ベルトスケール１８は、被搬送物を載
せて移動する搬送ベルト１８ａと、該搬送ベルト１８ａ
の荷重を計測するロードセル（図３に一部の概略を図
示）１８ｂ、１８ｂと、搬送ベルト１８ａの移動速度を
計測する速度計測器（図２に図示）１８ｃ、１８ｃと、
上記ロードセル１８ｂ、１８ｂにおいて計測された計測
値及び速度計測器１８ｃ、１８ｃからの移動速度に基づ
いて被搬送物の輸送重量を測定する輸送量積算機１８ｄ
とを有する周知のものである。そして、ベルトスケール
１８の輸送量積算機１８ｄから演算処理装置２０に上記
輸送重量が出力されるようになっている。

【００５３】上記ホッパー用水分・密度計１９は、微少
な放射性同位元素を利用して、土砂ホッパー１０内泥土
の湿潤密度及び含水量を非接触で非破壊測定する周知の
ものであり、土砂ホッパー１０内の土砂の含水量及び湿
潤密度を測定して上記演算処理装置２０に出力するよう
になっている。

【００５４】上記演算処理装置２０は、図４に示すよう
に、周知のコンピュータシステムからなる固化処理監視
システムとしての機能を有するものであり、中央演算処
理装置（ＣＰＵ）２１と、外部入出力装置２２と、記憶
装置２３と、表示装置２４と、印字装置２５と、データ
入力装置２６とを具備してなるものである。上記外部入
出力装置２２には、上記土砂ホッパー１０の上限レベル
計１０ａ及び下限レベル計１０ｂからの検知信号、上記
土砂定量供給装置１１の回転計１１ｃからのロータ１１
ｂの回転数、改良材ホッパー１３の上限レベル計１３
ｂ、下限レベル計１３ｃ及び下下限レベル計１３ｄから
の検知信号とロードセル１３ａからの改良材ホッパー１
３の重量及び該重量の時間当たり変化量（時間当たり切
り出し量）、改良材添加装置１４の回転計１４ｂからの
スクリューの回転数、ミキサ１６の回転計１６ｃからの
攪拌翼１６ａの回転数、ベルトスケール１８からの時間
当たり輸送重量、ホッパー用水分・密度計１９からの土
砂の含水比及び湿潤密度が入力されるようになってお
り、演算処理装置２０において土砂改良装置１の状態を
把握できるようになっている。

【００５５】また、外部入出装置２２からは、上記土砂
用制御装置１２、改良材用制御装置１５、ミキサ用制御
装置１７に制御信号を出力し、土砂改良装置１全体を制
御できるようになっている。上記記憶装置２３は、主記
憶装置（図示略）となるＲＡＭ（random access memor
y）及びＲＯＭ（read only memory）と、補助記憶装置
（フロッピーディスク（図３に図示）２３ａ、ハードデ
ィスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード
等）とからなり、上記演算処理装置２０用のプログラム
データや、演算処理に必要なデータや、演算処理により
得られたデータを記憶するものである。

【００５６】また、上記記憶装置２３には、予め、改良
すべき土砂において、改良後に必要な性質を得るために
添加すべき改良材の適切な量がデータテーブル２３ｂと
して記憶されている。上記データテーブル２３ｂにおい
ては、例えば、改良材を固化材とした場合に、改良後に
必要とされる強度を得るために、改良すべき土砂の単位
体積当たりの固化材の添加量が、土砂の含水比毎に設定
されている。

【００５７】すなわち、上記データテーブル２３ｂにお
いては、土砂の含水比と土砂の単位体積当たりの固化材
の添加量とが対応されて登録されている。従って、土砂
の供給体積と含水比を知ることができれば、土砂に添加
する固化材の適切な量を上記データテーブル２３ｂから
得ることができるようになっている。

【００５８】なお、上記データテーブル２３ｂのデータ
は、基本的には改良すべき土砂をサンプリングし、実際
に固化材を使用して試験した結果から得られたものであ
る。また、土砂は、その組成等に基づいて多数の種類に
分類されているが、予め、各種の土砂において、上述の
ような試験を行い、各種の土砂に対応する多数のデータ
テーブル２３ｂを作製しておけば、改良すべき土砂の種
類を特定することにより、必要なデータテーブル２３ｂ
を選択することができるので、土砂の改良を行うたび
に、必ずしも上述のような試験を行う必要はない。

【００５９】また、上記改良材が、高分子系改良材の場
合にも、例えば、土砂の含水比と高分子系改良材の添加
量とを対応させたデータテーブル２３ｂを用いることが
できる。また、上記改良材が、軽量化材の場合には、例
えば、土砂の密度及び目的とする改良後の土砂の密度
と、軽量化材の添加量とを対応させたデータテーブル２
３ｂがあればよい。

【００６０】上記表示装置２４は、例えば、ＣＲＴ（Ca
thode Ray Tube）やＬＣＤ（liquidcrystal display）
等の周知のディスプレイ装置である。上記印字装置２５
は、各種プリンタやプロッタなどのハードコピーが可能
な周知の印刷装置である。上記データ入力装置２６は、
例えば、キーボードや制御盤の各種スイッチ等である。

【００６１】そして、上記ＣＰＵ２１は、上記土砂ホッ
パー１０の上限レベル計１０ａ、下限レベル計１０ｂ、
上記改良材ホッパー１３の上限レベル計１３ｂ、下限レ
ベル計１３ｃ、下下限レベル計１３ｄからの検知信号に
基づいて、各制御装置に制御信号を出力して、土砂の漏
出や空運転を防止する上述のような制御を行うことがで
きるようになっている。

【００６２】また、上記ＣＰＵ２１は、入力される上記
水分・密度計１９により計測された改良すべき土砂の湿
潤密度と、上記ベルトスケール１８により計測された改
良土の時間当たり輸送重量と、上記改良材ホッパー１３
のロードセル１３ａにより計測された改良材ホッパー１
３の減少重量から求められる改良材の時間当たり使用重
量と、土砂定量供給装置１１におけるロータ１１ｂの回
転数とから、土砂定量供給装置１１におけるロータ１１
ｂの一回転当たり供給体積を示す換算係数を任意の時間
毎に演算するようになっている。なお、換算係数は、 （（［輸送重量］−［改良材使用重量］）／［湿潤密
度］）／［ロータ回転数］ となる。

【００６３】すなわち、上記換算係数は、上述のように
土砂定量供給装置１１におけるロータ１１ｂ一回転当た
りの供給土砂の体積を示す値となり、この換算係数にロ
ータ１１ｂの時間当たり回転数（回転速度）を乗算する
ことにより、土砂の時間当たりの供給体積を得ることが
できる。なお、上記土砂定量供給装置１１においては、
土砂の時間当たり供給体積をロータ１１ｂの回転数によ
り設定できるようになっているが、上記土砂排除部材に
より上記土砂計量凹部１１ａの土砂を完全に掻き出せる
とは限らず、土砂計量凹部１１ａに僅かに土砂が付着し
た状態となる可能性があるとともに、土砂計量凹部１１
ａに土砂ホッパー１０から土砂を充填した際に空洞がで
きる可能性もある。

【００６４】すなわち、土砂量を体積により測定する場
合には、どうしても、重量により測定した場合に比較し
て誤差が生じやすく、土砂定量供給装置１１において設
定された土砂の時間当たり供給体積に基づいて、固化材
を添加した場合に、土砂と固化材との割合にずれがでる
可能性が高い。そこで、上述のようにベルトスケール１
８により、改良土の輸送重量（改良土の時間当たり搬出
重量）を測定し、改良材ホッパー１３のロードセル１２
ａにより改良材使用量（時間当たりの改良材の減少量）
を測定し、輸送重量から改良材使用量を減算することに
より実際に供給された土砂の正確な時間当たり供給重量
を得る。

【００６５】そして、上記土砂の時間当たり供給重量を
上記水分・密度計１９により測定された湿潤密度で除算
することにより、正確な土砂の時間当たり体積を得るこ
とができ、これをさらにロータ１１ｂの回転数で除算す
ることにより、ロータ１１ｂの一回転当たりの正確な土
砂の体積を得ることができるようになっている。そし
て、上述のように、このロータ１１ｂの一回転当たりの
正確な土砂の体積に、ロータ１１ｂの現在の回転数を乗
算することにより、現在の時間当たりの土砂の体積を得
ることができるようになっている。

【００６６】そして、この時間当たりの土砂の供給体積
に対して、上記水分・密度計１９により測定された含水
比に基づいて上記データテーブル２３ｂを参照すること
により得られた土砂の単位体積当たりの改良材の添加量
を乗算することにより、改良材の時間当たり添加量を得
ることができるようになっている。また、上記改良材の
添加においては、上記改良材ホッパー１３のロードセル
１３ａにより測定された改良材の時間当たり使用重量を
その時の改良材添加装置１４のスクリューフィーダ１４
ａのスクリューの時間当たり回転数（回転速度）で除算
することにより、スクリューフィーダ１４ａの一回転当
たりの正確な改良材の使用重量を求めることができる。

【００６７】従って、上述のように求めた添加すべき改
良材の時間当たり添加量をスクリューフィーダ１４ａの
スクリューの一回転当たりの改良材の使用重量で除算す
ることにより、改良材添加装置１４のスクリューフィー
ダ１４ａにおけるスクリューの時間当たり回転数（回転
速度）を得ることができるようになっており、ＣＰＵ２
１は、このように得られたスクリューフィーダ１４の回
転速度を外部入出力装置２２から改良材用制御装置１５
に制御信号として出力するようになっている。

【００６８】なお、上記土砂定量供給装置１１における
ロータ１１ｂの回転数は、予め適切な回転数の範囲が記
憶装置２３にデータとして記憶されており、上記ＣＰＵ
２１が外部入出力装置２２を介してロータ１１ｂの回転
数を示す制御信号を土砂用制御装置１２に出力するよう
になっている。また、ロータ１１ｂの回転数は、上記デ
ータ入力装置２６から入力されたデータにより変更でき
るようになっている。

【００６９】また、上記ミキサ１６における攪拌翼１６
ａの回転数は、土砂の時間当たり供給体積に対応する予
め設定されたデータに基づいて上記ＣＰＵ２１により求
められ、上記外部入出力装置２２を介してミキサ用制御
装置１７に攪拌翼１６ａの回転速度を示す制御信号が出
力されるようになっている。なお、土砂の時間当たり供
給体積に基づくミキサ１６における攪拌翼１６ａの回転
数の制御においては、土質毎に制御のために予め設定さ
れた上記データが異なるようになっており、土質に基づ
いて制御されるようになっている。また、ミキサ１６に
おける攪拌翼１６ａの回転数の制御のパラメータとして
は、上記土砂の時間当たり供給体積及び土質以外に、上
記水分・密度計１９により計測される土砂の湿潤密度及
び含水比を用いることができ、これらパラメータを用い
て攪拌翼１６ａの回転数の制御を行うことにより、土砂
の性質に基づいて最適な状態に土砂を攪拌することがで
きる。

【００７０】上記前処理装置２は、図２に示すように、
土砂中に含まれるゴミ、礫等の異物を取り除く一次スク
リーン２ｂと、該一次スクリーン２ｂを通過した土砂を
受けて供給する土砂受けホッパー２ｃと、該土砂受けホ
ッパー２ｃから供給された土砂から再び異物を除去する
二次スクリーン２ｄと、該二次スクリーン２ｄを通過し
た土砂を受けて攪拌しながら搬出する土砂受槽攪拌機２
ｅと、土砂受槽攪拌機２ｅから供給された土砂を土砂ホ
ッパー１０に搬送する上記バケットコンベヤー２ａ、こ
れらの装置の運転を制御する前処理用制御装置（図示
略）と、上記一次スクリーン２ｂ及び二次スクリーン２
ｄにより取り除かれた異物を受けるオーバーサイズ受槽
（図示略）とを有するものであり、改良すべき土砂から
異物を除去するとともに土砂をほぐして均質化した状態
で土砂ホッパー１０に搬入するためのものである。

【００７１】上記一次スクリーン２ｂは、周知の格子状
ものであり、バイブレータにより振動できるようになっ
ている。上記土砂受けホッパー２ｃもバイブレータによ
り振動できるようになっている。上記二次スクリーン２
ｄは、周知のリップルフロー型のものである。上記土砂
受槽攪拌機２ｅは、受槽部及び二軸攪拌パドル（図示
略）を有するものであり、上記攪拌パドルにより、土砂
を攪拌しながバケットコンベヤ２ａに搬出するものであ
る。

【００７２】また、上記土砂受槽攪拌機２ｄの受槽部に
は、予め設定された上限レベルに土砂が達したか否かを
検知する上限レベル計（図示略）が設けられており、該
上限レベル計は、前処理装置２に配置された土砂投入禁
止を指示する回転灯（図示略）に接続されており、上記
上限レベル計において、土砂が上限レベルに達したこと
が検知された場合に、上記回転灯を点灯して上記バック
ホウ３のオペレータに前処理装置への土砂の投入の中断
を指示するようになっている。

【００７３】また、上記バケットコンベヤ２ａには、バ
ケットコンベヤ２ａの速度を計測する速度計（図示略）
を有し、バケットコンベヤ２ａの速度を上記演算処理装
置２０に出力するようになっている。また、前処理用制
御装置は、上記一次スクリーン２ｂ、土砂受けホッパー
２ｃ、二次スクリーン２ｄ及び土砂受槽攪拌機２ｅの運
転及び停止を制御するとともに、周知のインバータによ
り上記バケットコンベヤ２ａを駆動するためのモータを
制御するようになっており、上記演算処理装置２０から
の制御信号に基づいて上記バケットコンベヤ２ａの速度
を制御するようになっている。

【００７４】上記改良材貯留部（図示略）は、例えば、
上記改良材を固化材としてのセメントとした場合に、セ
メントを貯留するための改良材サイロ（図示略）を有
し、セメントを上記改良材ホッパー１３に搬送するため
のスクリューコンベヤ（図示略）と、該スクリューコン
ベヤの運転及び停止を上記演算処理装置２０からの制御
信号に基づていインバータにより制御する貯留部用制御
装置（図示略）とを有するものである。

【００７５】また、上記改良土搬出装置４は、土砂積載
用車両４ａに改良土を積載するための改良土積載用ホッ
パー４ｂと、上記ベルトスケール１８から改良土積載用
ホッパー４ｂの位置まで改良土を搬送するコンベヤ４
ｃ、４ｄとからなるものである。なお、改良すべき土砂
を前処理装置２まで搬送する土砂搬入装置３は、上述の
土砂運搬船３ａ等に限られるものではなく、空気圧送に
より土砂を搬送する空気圧送システムを用いたり、海上
に連接して配置された台船とこれら台船上に連続して配
置されたＵ字状ベルトコンベヤからなる搬送システムを
用いたりしても良い。また、改良すべき土砂が、例え
ば、固化材による改良が困難なほど高い含水比を有する
場合には、上記土砂をある程度乾燥もしくは脱水した後
に、前処理装置３に搬送するものとしても良い。

【００７６】次に、上記構成を有する土砂管理システム
の使用方法及び作用について説明する。図５は土砂管理
システムの工程（土砂改良システムにおける土砂の流
れ）を示すフローチャートである。まず、バックホウ３
ｂにより、改良すべき土砂を前処理装置２の一次スクリ
ーン２ｂ上に投入する。

【００７７】そして、前処理装置２に投入された土砂
は、一次スクリーン２ｂ（ステップＳ１）、土砂受けホ
ッパー２ｃ（ステップＳ２）、二次スクリーン２ｄ（ス
テップＳ３）、土砂受槽攪拌機２ｅ（ステップＳ４）を
経ることになる。そして、一次及び二次スクリーン２
ｂ、２ｄによりスクリーンを通過できない異物が除去さ
れるとともに、土砂受槽攪拌機２ｅにより攪拌された土
砂がバケットコンベヤ２ａ上に吐出され、バケットコン
ベヤ２ａが土砂を土砂ホッパー１０に搬送して投入する
（ステップＳ５）。

【００７８】そして、土砂ホッパー１０に投入された土
砂は、水分・密度計１９により含水比及び湿潤密度が計
測される（ステップＳ６）。そして、土砂が土砂ホッパ
ー１０から土砂定量供給装置１１を介して定量的にミキ
サ１６に投入される（ステップＳ７）。一方、改良材ホ
ッパー１３においては、改良材の供給により重量が順次
減少する改良材ホッパー１３の重量がロードセル１３ａ
により計測される（ステップＳ８）。そして、改良材が
改良材ホッパー１３から改良材添加装置１４を介して定
量的にミキサ１６に投入される（ステップＳ９）。そし
て、ミキサ１６においては、投入された土砂と改良材が
パドル型攪拌翼１６ａにより攪拌混合されるとともに、
攪拌混合されて改良土なる土砂がパドル型攪拌翼１６ａ
によりミキサ１６の投入口から搬出口に押し出され、改
良土がベルトスケール１８上に搬出される（ステップＳ
１０）。

【００７９】ベルトスケール１８においては、改良土が
土砂改良装置１から改良土搬出装置２まで土砂が搬送さ
れる。この際に、ベルトスケール１８においては、ベル
トスケール１８の改良土を載せた搬送ベルト１８ａの荷
重がロードセル１８ｂにより計測されるとともに、搬送
ベルト１８ａの移動速度が速度計測器１８ｃにより計測
される。

【００８０】さらに、輸送量積算装置１８ｄにおいて
は、上記ロードセル１８ｂにより計測された搬送ベルト
１８ａの荷重と、上記速度計測器１８ｃにより計測され
た搬送ベルト１８ａの移動速度から改良土の時間当たり
輸送重量が算出される（ステップＳ１１）。そして、改
良土搬出装置４においては、ベルトスケール１８から搬
出された改良土がコンベヤ４ｃ、４ｄにより改良土積載
用ホッパー４ｂに投入され、改良土積載用ホッパー４ｂ
から適宜土砂運搬車両に改良土が積載される（ステップ
Ｓ１２）。そして、このように製造されて搬出された土
砂は、盛土、道路路床、裏込等に有効に利用されること
になる。

【００８１】なお、上述の土砂改良システムにおける土
砂の流れにおいては、前処理装置２の土砂受槽攪拌機２
ｅの上限レベル計（図示略）、土砂ホッパー１０の上限
及び下限レベル計１０ａ、１０ｂ、改良材ホッパー１３
の上限、下限及び下下限レベル計１３ｂ、１３ｃ、１３
ｄ等からの演算処理装置２０への検知信号の出力に基づ
いて、各装置の空転及び各装置における土砂の漏出を防
止するように演算処理装置２０から制御信号が出力さ
れ、各装置が制御される。

【００８２】次に、上述のような土砂の改良工程におけ
る上記演算処理装置２０における処理を図６のフローチ
ャートを参照して説明する。まず、改良すべき土砂のサ
ンプリングにより室内試験を行った結果のデータの入力
を行う（ステップＡ１）。

【００８３】室内試験のデータとしては、土砂の土質、
土砂の含水比、土砂の湿潤密度及び土砂の単位体積当た
りの改良材（固化材）材添加量が求められるとともに、
上記土質において、土砂の含水比と土砂の単位体積当た
りの改良材添加量との対応関係を示す上記データテーブ
ル２３ｂのデータが求めらる。さらに、土砂改良システ
ムの始動に際しては、土砂の採取場所（浚渫位置名）、
土砂改良の場所（この例では土砂の改良が台船５上で行
われるので台船Ｎｏ．）等のデータも入力する。なお、
既に上述のデータが入力されている場合には、演算処理
装置２０に既に入力されて記憶されたデータを用いる。

【００８４】そして、土砂改良システムを始動する（ス
テップＡ２）。この際には、土砂定量供給装置１１にお
けるロータ１１ｂの回転速度と、改良材添加装置１４に
おけるスクリューフィーダ１４ａのスクリューの回転速
度と、ミキサ１６におけるパドル型攪拌翼１６ａの回転
速度とを設定し、設定された各回転速度を示す制御信号
を、土砂用制御装置１２、改良材用制御装置１５、ミキ
サ用制御装置１７を出力する必要があり、これらの回転
速度を求める（ステップＡ３）。

【００８５】すなわち、上述のように入力された室内試
験結果に基づいて、各回転速度を決定することになる。
ミキサ１６においては、予め処理可能な単位時間当たり
土砂量の範囲が決められているので、ミキサ１６及び土
砂定量供給装置１１において設定される回転速度は予め
決められたデフォルトの値となる。また、改良材添加装
置１４におけるスクリューフィーダのスクリュー１４ａ
のスクリューの回転速度は、上記室内試験の結果の土砂
の単位体積当たりの改良材添加重量により決められるこ
とになる。

【００８６】なお、土砂定量供給装置１１からの時間当
たり土砂供給体積と、スクリューフィーダ１４ａのスク
リューの一回転当たりの改良材の添加量とは予め予想値
として求められているので、上述の土砂定量供給装置１
１からの時間当たり土砂供給体積の予想値に上記単位体
積当たりの改良材添加量を乗算し、得られた結果をスク
リューフィーダ１４ａのスクリューの一回転当たりの改
良材の添加量で除算することにより、改良材添加装置に
おけるスクリューの回転速度を得ることができる。そし
て、各制御装置へ上述の各回転速度を示す制御信号を出
力し、土砂改良システムの各装置が作動する（ステップ
Ａ４）。

【００８７】そして、土砂改良システムが作動を開始す
ると各装置から演算処理装置２０にデータが入力される
（ステップＡ５）。すなわち、前処理装置２のバケット
コンベヤ２ａの速度計測器（図示略）からのバケットコ
ンベヤ速度、土砂定量供給装置１１の回転計１１ｃから
のロータ１１ｂの回転速度、改良材ホッパー１３のロー
ドセル１３ａからの改良材ホッパー１３の重量、改良材
添加装置１４の回転計からのスクリューフィーダ１４ａ
のスクリューの回転速度、ミキサ１６の回転計からの攪
拌翼１６ａの回転速度、水分・密度計１９からの土砂ホ
ッパー１０における土砂の含水比及び湿潤密度が演算処
理装置２０に入力される。

【００８８】次に、所定時間毎に、改良材添加重量を求
める際に、上記所定時間のタイマーがタイムアップした
か否かが判定される（ステップＡ６）。そして、タイム
アップしている場合には、後述する改良材の添加量算出
処理が行われ（ステップＡ７）、タイムアップしていな
い場合には、次の処理に進む。次に、所定時間毎に、上
記換算係数（土砂定量供給装置１１の一回転当たりの土
砂の供給体積）を求める処理を行う際に、上記所定時間
のタイマーがタイムアップしたか否かが判定される（ス
テップＡ８）。

【００８９】そして、タイムアップしている場合には、
後述する換算係数算出処理が行われ（ステップＡ９）、
タイムアップしていない場合には、次の処理に進む。次
に、上述のように入力されたデータと、上記添加量算出
処理及び換算係数算出処理により得られたデータの保存
及びデータの画面表示が行われる（ステップＡ１０）。

【００９０】データの画面表示においては、図７に示す
ように、各装置から入力されたデータに基づいて、前処
理装置２のバケットコンベヤ２ａの速度ａ、土砂供給装
置１１のロータ１１ｂの回転速度（スノーシェーバ回転
数）ｂ、土砂の湿潤密度（浚渫土湿潤密度）ｃ、土砂の
含水比（浚渫土含水比）ｄ、改良材ホッパー重量（固化
材ホッパー重量）ｅ、改良材添加装置１４のスクリュー
１４ａの回転速度（固化材フィーダ回転数）ｆ、ミキサ
１６のパドル攪拌翼１６ａの回転速度（ミキサ回転数）
ｇ、改良土の時間当たり搬出重量（時間当たり固化土量
ｔ／ｈ）ｈが表示される。

【００９１】さらに、上記画面表示においては、上記添
加量算出処理及び換算係数算出処理により得られたデー
タとして、実際の土砂の時間当たり供給体積（時間当た
り浚渫土量）ｉ、実際の時間当たり改良材の使用重量
（時間当たり固化材添加量）ｊ、実際の単位時間内にお
ける土砂の単位体積当たりの改良材の使用重量（実時間
添加量）ｋ、改良土の時間当たり搬出体積（時間当たり
固化土量ｍ3／ｈ）ｌが表示される。また、これらの画
面表示されたデータは、一旦記憶装置２３に格納され
る。

【００９２】次に、土砂改良システムが停止したか否か
が判定される（ステップＡ１１）。そして、土砂改良シ
ステムが作動してる場合には、ステップＡ５に戻る。す
なわち、土砂改良システムが作動している間は、ステッ
プＡ５からステップＡ１１までの処理が繰り返し行われ
る。また、土砂改良システムが停止した場合には、上述
のように記憶装置２３に保存されたデータがまとめられ
てフロッピイディスク２３ａ等に保存される（ステップ
Ａ１２）。

【００９３】すなわち、演算処理装置２０により計測さ
れた運転開始時刻、運転終了時刻及び運転時間と、入力
されたデータとしての土砂の採取場所（浚渫位置名）、
土質、土砂改良の場所（台船番号）、含水比、湿潤密度
及び土砂の単位体積当たりの平均改良材添加量（固化材
添加量）と、計測されたデータから算出されたデータと
しての改良された土砂総量（浚渫土量累計）、湿潤密度
の測定平均（浚渫土平均密度）、改良材使用総重量（固
化材使用量）、土砂の単位体積当たりの改良材添加重量
（固化材添加量）、改良土総重量（固化土量累計）及び
換算係数とが保存される。また、これらのデータを呼び
出して図８に示すように画面表示したり、図９に示すよ
うに印字することができるようになっている。

【００９４】次に、上記添加量算出処理について図１０
のフローチャートを参照して説明する。まず、後述する
ように求められる換算係数に上述のように入力された土
砂定量供給装置１１のロータ１１ｂの回転数を乗算して
土砂定量供給装置１１における実際の土砂の時間当たり
供給体積を求める（ステップＢ１）。なお、換算係数が
求められる前の段階では、予め設定された換算係数が用
いられる。

【００９５】次に、上述のように水分・密度計１９から
入力された含水比に基づいてデータテーブル２３ｂから
上記含水比に対応する土砂の単位体積あたりの改良材の
添加重量を求める（ステップＢ２）。なお、データテー
ブル２３ｂに登録された含水比に入力された含水比と同
じ値のものがない場合には、補完して改良材の添加重量
を求める。次に、上述のように求められた土砂の単位体
積あたりの改良材の添加重量に上述のように求められた
実際の土砂の時間当たり供給体積を乗算することによ
り、改良材の時間当たり添加重量を求める（ステップＢ
３）。

【００９６】一方、順次入力される改良材ホッパー１３
重量の変化から時間当たりの改良材の使用重量を算出す
るとともに、求められた改良材の使用重量を入力された
改良材添加装置１４のスクリューフィーダ１４ａのスク
リューの回転速度で除算することにより上記スクリュー
の一回転当たりの改良材の使用重量を求める（ステップ
Ｂ４）。次に、上述のように求められた改良材の時間当
たり添加重量をスクリューの一回転当たりの改良材の使
用重量で除算することにより、求められた改良材の時間
当たり添加重量を達成するための改良材添加装置１４に
おけるスクリューフィーダ１４ａのスクリューの回転速
度を求める（ステップＢ５）。

【００９７】次に、求められた改良材添加装置１４にお
けるスクリューの回転速度に基づく制御信号を改良材用
制御装置１５に出力し、上記スクリューを回転速度を上
述のように求められた回転速度に制御し、改良材添加装
置１４からの改良材の添加量を土砂の測定された含水比
に基づくものとし、上述のメインの処理に戻る（ステッ
プＢ６）。

【００９８】次に、上述の添加量算出処理に用いられる
換算係数を求める換算係数算出処理について図１１のフ
ローチャートを参照して説明する。まず、ベルトスケー
ル１８から入力された改良土の時間当たり輸送重量から
上述のように求められた改良材の時間当たり使用重量を
減算して、実際の土砂の時間当たり供給重量を求める
（ステップＣ１）。

【００９９】次に、求められた実際の土砂の時間当たり
供給重量を水分・密度計１９から入力された湿潤密度で
除算することにより、実際の土砂の時間当たり供給体積
を求める（ステップＣ２）。次に、求められた実際の土
砂の時間当たり供給体積を入力された土砂定量供給装置
１１におけるロータ１１ｂの回転速度で除算することに
より、ロータ１１ｂ一回転当たりの土砂の供給体積を求
め、これを換算係数とする（ステップＣ３）。

【０１００】次に、上記改良材添加量算出処理において
用いられ、かつ記憶装置２３に格納された換算係数の値
を、上述のように求められた換算係数の値に書き換え
（ステップＣ４）、上述のメインの処理に戻る。なお、
上述のように求められた実際の土砂の時間当たり供給体
積が予め設定された値と異なる場合には、予め設定され
た供給体積を上述のロータ１１ｂ一回転当たりの土砂の
供給体積で除算して、設定された供給体積を確保するロ
ータ１１ｂの回転速度を求め、この回転速度に基づいて
土砂用制御装置１２を介して土砂定量供給装置１１のロ
ータ１１ｂの回転数を制御することにより、土砂定量供
給装置１１における土砂の供給体積を設定された供給体
積となるように制御することもできる。

【０１０１】以上のように、この例の土砂改良システム
によれば、土砂の改良に際して、土砂の含水量を監視し
て、土砂の含水量が変動した際に、変動した含水量を有
する土砂に対して最適な量の改良材を添加することがで
きるので、土砂改良システムにおいて改良された改良土
の品質の向上と安定を図ることができる。

【０１０２】また、軟泥や高含水土等の土砂は、正確か
つ定量的に供給することが困難であり、土砂の供給量に
誤差がでる可能性が高く、特に、土砂を体積で計り取る
場合には、土砂の付着や空洞の形成により誤差がでる可
能性が高いが、上述のように改良された改良土の重量を
求めるとともに、改良土の重量から添加された改良材の
重量を除いて実際に供給された土砂の重量を求め、この
土砂の重量を密度で除算して供給された土砂の実際の供
給体積を求め、求められた供給体積に対応する量の改良
材を土砂に添加するようにすることで、土砂改良システ
ムにおいて改良された改良土のさらなる品質の向上と安
定を図ることができる。

【０１０３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の土砂改良システ
ムによれば、土砂供給装置において土砂の含水量を上記
含水量計測装置により継続的に計測することができると
ともに、上記含水量に対応する改良材の添加量を改良材
添加量演算手段により求めることができる。そして、改
良材添加量演算手段により求められた改良材の時間当た
り添加量に基づいて、改良材制御手段が、改良材添加装
置を制御することにより、改良材添加装置から土砂の含
水量に対応する添加量の改良材が混合装置に添加される
ことになる。従って、土砂供給装置から供給される土砂
の含水量が変化してもそれに対応する添加量の改良材が
添加されるので、混合装置において製造される改良土の
品質を向上かつ安定させることができる。

【０１０４】本発明の請求項２記載の土砂改良システム
によれば、上述のように含水量と改良材の添加量との対
応関係は、土砂の種類毎に実験により求める必要がある
が、上記改良材添加量演算手段において上述のデータテ
ーブルにより含水量に対応する添加量を求める構成とな
っていれば、上述のデータテーブルに登録するデータだ
けを実験等により収集すれば良いので、容易に必要なデ
ータを収集することができる。また、土砂の多数の種類
毎にデータテーブルを登録しておけば、土砂の改良に際
して毎回実験を行はなくとも、改良すべき土砂の種類と
同じ土砂の種類の土砂用のデータテーブルがあれば、土
砂の改良を行うことができる。

【０１０５】本発明の請求項３記載の土砂改良システム
によれば、改良土搬出量計測装置により求めれた改良土
の時間当たり搬出量から、改良材使用量演算手段により
求めれた改良材の時間当たり使用量を減算することによ
り土砂供給装置における実際の土砂の時間当たり供給量
を求めることができるので、この実際の土砂の時間当た
り供給量に基づいて改良材添加量演算手段が正確な改良
材の添加量を求めることができる。

【０１０６】従って、土砂の供給量にばらつきが生じる
ような場合でも、土砂の供給量に正確に対応した量の改
良材を添加することができるので、改良材の品質の向上
及び安定を図ることができる。また、上述のように改良
材の添加量を求めることにより、土砂供給装置として、
供給土砂量にばらつきがでるような装置でも用いること
が可能となる。

【０１０７】本発明の請求項４記載の土砂改良システム
によれば、上記土砂供給装置として土砂を体積で計り取
るものを用いる場合に、土砂の体積量に対して改良材の
添加量が設定されることになるが、体積での測定では誤
差の出やすい土砂量を重量で測定しなおし、求められた
重量としての土砂量を密度で除算して土砂量を体積に変
換して、体積としての土砂量から改良材の添加量を求め
るようにすることで、重量として計られた土砂量に基づ
く正確な体積としての土砂量から改良材の添加量を得る
ことができるので、改良土の品質の向上及び安定を図る
ことができる。

【０１０８】本発明の請求項５記載の土砂改良システム
によれば、請求項３及び４の土砂改良システムにおいて
は、供給土砂量を求める際に用いられている改良材減少
量計測装置及び改良材使用量演算手段により、改良材添
加装置における改良材の実際の添加量を求めているが、
この実際の添加量を用いて改良材添加装置をより正確に
制御することができる。

【０１０９】本発明の請求項６記載の土砂改良方法によ
れば、請求項１記載の構成と同様に、土砂供給装置から
供給される土砂の含水量が変化してもそれに対応する添
加量の改良材が添加されるので、混合装置において製造
される改良土の品質を向上かつ安定させることができ
る。本発明の請求項７記載の土砂改良方法によれば、上
記請求項３記載の構成と同様に、土砂に添加する改良材
の量を最終的に製造された改良土の量から求めることに
より、供給された土砂に対して正確な量の改良材を添加
することが可能となり、改良土の品質をさらに向上する
とともに安定化することができる。

【０１１０】本発明の請求項８記載の土砂改良方法によ
れば、上記請求項４記載の構成と同様に、土砂供給装置
において、体積で土砂量を計測するものとした場合に、
土砂量を体積で計測することにより生じる誤差を上述の
ように改良土の搬出重量を計測して、供給土砂量を正確
に把握し、改良土の搬出重量に対応する正確な改良材の
添加量を得ることができるので、改良土の品質の向上及
び安定を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の土砂改良システム
を示す側面図である。

【図２】上記例の土砂改良システムの土砂改良装置及び
前処理装置を示す側面図である。

【図３】上記例の土砂改良システムの土砂改良装置の制
御を説明するためのブロック図である。

【図４】上記例の土砂改良システムの演算処理装置の基
本構成を説明するためのブロック図である。

【図５】上記例の土砂改良システムにおける土砂改良方
法を説明するためのフローチャートである。

【図６】上記例の土砂改良システムの演算処理装置にお
ける処理を説明するためのフローチャートである。

【図７】上記例の土砂改良システムにおける演算処理装
置の表示装置の表示例を示す図面である。

【図８】上記例の土砂改良システムにおける演算処理装
置の表示装置の表示例を示す図面である。

【図９】上記例の土砂改良システムにおける演算処理装
置の印字装置の印字例を示す図面である。

【図１０】上記例の土砂改良システムの演算処理装置に
おける処理を説明するためのフローチャートである。

【図１１】上記例の土砂改良システムの演算処理装置に
おける処理を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１１ 土砂定量供給装置（土砂供給装置） １３ａ 改良材ホッパーのロードセル（改良材減少量
計測装置） １４ 改良材添加装置 １５ 改良材用制御装置（改良材用制御手段） １６ ミキサ １８ ベルトスケール（改良土搬出量計測装置） １９ 水分・密度計（含水量計測装置、密度計測装
置） ２０ 演算処理装置（改良材添加量演算手段、改良
材使用量演算手段） ２３ｂ データテーブル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土砂に改良材を添加して連続的に土砂の
   改良を行う土砂改良システムであって、 上記土砂と改良材とを混合してほぼ連続的に改良土を製
   造する混合装置と、 上記混合装置に所定の時間当たり土砂量の土砂をほぼ連
   続的に供給する土砂供給装置と、 上記混合装置に改良材をほぼ連続的に添加する改良材添
   加装置と、 上記土砂供給装置において土砂の含水量を計測する含水
   量計測装置と、 上記含水量計測装置により計測された含水量に基づき単
   位土砂量の土砂に対する改良材の添加量を求めるととも
   に、求められた添加量と上記土砂供給装置から供給され
   る土砂の時間当たり土砂量とに基づいて上記改良材添加
   装置から添加すべき改良材の時間当たり添加量を求める
   改良材添加量演算手段と、 上記改良材添加量演算手段に求められた時間当たり添加
   量の改良材を添加するように上記改良材添加装置を制御
   する改良材用制御手段と、 を具備してなることを特徴とする土砂改良システム。
2. 【請求項２】 上記改良材添加量演算手段は、予め、含
   水量と、単位土砂量の土砂に対する改良材の添加量とを
   対応させたデータテーブルを有し、上記含水量計測装置
   により求められた含水量に対応する改良材の添加量を上
   記データテーブルから求めることを特徴とする請求項１
   記載の土砂改良システム。
3. 【請求項３】 上記土砂混合装置から連続的に搬出され
   る改良材と土砂とが混合された改良土の時間当たり搬出
   量を計測する改良土搬出量計測装置と、 上記改良材添加装置から改良材を添加することにより順
   次減少する改良材の減少量を計測する改良材減少量計測
   装置と、 上記改良材減少量計測装置により計測された減少量から
   改良材の時間当たり使用量を求める改良材使用量演算手
   段とが備えられ上記改良材添加量演算手段は、上記改良
   土の時間当たり搬出量から改良材の時間当たり使用量を
   減算することにより土砂供給装置における実際の土砂の
   時間当たり供給量を求めるとともに、求められた実際の
   土砂の時間当たり供給量に基づいて上記改良材添加装置
   から添加すべき改良材の時間当たり添加量を求めること
   を特徴とする請求項１または２記載の土砂改良システ
   ム。
4. 【請求項４】上記土砂供給装置を土砂の時間当たり供給
   量を体積で設定可能なものとし、 上記改良土搬出量計測装置が改良土の時間当たり搬出量
   を重量として計測し、 上記改良材減少量計測装置が改良材の減少量を重量とし
   て計測し、 上記改良材使用量演算手段が改良材の時間当たり使用量
   を重量として求め、 上記データテーブルにおいて単位土砂量が体積として登
   録されている場合に、 上記土砂供給装置において、土砂の密度を計測する密度
   計測装置を備え、 上記改良材添加量演算手段は、上記改良土の時間当たり
   搬出量から改良材の時間当たり使用量を減算することに
   より土砂供給装置における実際の土砂の時間当たり供給
   量を重量として求め、該供給量を上記密度計測装置によ
   り計測された土砂の密度で除算することにより体積に変
   換した後に、土砂の時間当たり供給体積及び土砂の含水
   量に基づいて上記改良材添加装置から添加すべき改良材
   の時間当たり添加量を求めることを特徴とする請求項３
   記載の土砂改良システム。
5. 【請求項５】 上記改良材用制御手段は、上記改良材使
   用量演算手段により求められた実際の改良材の時間当た
   り使用量に基づいて改良材添加装置を制御することを特
   徴とする請求項３または４記載の土砂改良システム。
6. 【請求項６】 土砂と改良材とを混合してほぼ連続的に
   改良土を製造する混合装置と、上記混合装置に所定の時
   間当たり土砂量の土砂をほぼ連続的に供給する土砂供給
   装置と、上記混合装置に改良材をほぼ連続的に添加する
   改良材添加装置とを有し、土砂に改良材を添加して連続
   的に土砂の改良を行う土砂改良装置を用いた土砂改良方
   法であって、 上記土砂供給装置における土砂の含水量をほぼ連続的に
   計測し、計測された含水量と土砂供給装置からの時間当
   たり土砂供給量とに基づいて最適な改良材の添加量を任
   意の間隔で求め、順次求められた改良材の添加量に基づ
   いて上記改良材における改良材の添加量を制御すること
   を特徴とする土砂改良方法。
7. 【請求項７】 上記混合装置から搬出される改良土の時
   間当たり搬出量と、上記改良材添加装置から添加される
   改良材の時間当たり使用量とをほぼ連続的に計測し、計
   測された改良土の搬出量から計測された改良材の使用量
   を減算して実際の土砂の時間当たり供給量を任意の間隔
   で求め、順次求められた実際の土砂の時間当たり供給量
   と上記含水量とに基づいて最適な改良材の添加量を求め
   ることを特徴とする請求項６記載の土砂改良方法。
8. 【請求項８】 上記混合装置から搬出される改良土の時
   間当たり搬出重量と、上記改良材添加装置から添加され
   る改良材の時間当たり使用重量と、上記土砂供給装置に
   おける土砂の密度とをほぼ連続的に計測し、計測された
   改良土の搬出重量から計測された改良材の使用重量を減
   算して実際の土砂の時間当たり供給重量を任意の間隔で
   求め、順次求められた供給重量を密度で除算することに
   より土砂の時間当たり供給体積を求め、順次求められた
   実際の土砂の時間当たり供給体積と上記含水量とに基づ
   いて最適な改良材の添加量を求めることを特徴とする請
   求項６記載の土砂改良方法。