JPH1037239A - 土砂輸送・改良システム - Google Patents

土砂輸送・改良システム

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JPH1037239A
JPH1037239A JP21435796A JP21435796A JPH1037239A JP H1037239 A JPH1037239 A JP H1037239A JP 21435796 A JP21435796 A JP 21435796A JP 21435796 A JP21435796 A JP 21435796A JP H1037239 A JPH1037239 A JP H1037239A
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Seiichi Goto
聖一 後藤
Masataka Kyoda
昌孝 鏡田
Kenji Morita
研志 森田
Yasuhiro Sasaki
康裕 佐々木
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Toyo Construction Co Ltd
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気圧送効率を犠牲にすることなく土砂中に
改良剤を有効に混入する。 【解決手段】 土砂を空気圧送する輸送管11の末端に
近い部分に、管体21の内面に複数の羽根22を突設し
てなる静的ミキサー23を介装し、このミキサー23の
上流側に注入ノズル25からセメント系スラリーを注入
し、ミキサー23内で土砂とセメント系スラリーとを攪
拌混合して改良土砂として、この改良土砂を後続の輸送
管を通してそのまま目的地まで空気圧送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浚渫工事、シール
ド工事等で発生した土砂の性状を改良して目的地まで輸
送する土砂輸送・改良システムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、バックホウやグラブバケットで
浚渫した土砂を、輸送管により排泥地または埋立地まで
空気圧送することが従来より行われている(例えば、特
開平2−157331号公報等参照)。この空気圧送を
利用した土砂輸送によれば、スラリー輸送に比較して高
濃度輸送ができると共に、土運船輸送に比較して連続輸
送ができ、さらにベルトコンベヤ輸送に比較して流動性
の高い土砂の輸送ができ、その利用価値は大きなものが
ある。
【0003】ところで、上記した浚渫土砂を排泥地また
は埋立地に直接投棄したのでは、その乾燥固化までに長
期間を要し、土地利用上、問題を残すこととなる。この
ため、そのような用地を確保することは益々困難な状況
となっており、確保したとしても周辺環境への影響を十
分に配慮する必要がある。そこで最近、浚渫土砂にセメ
ント系固化剤(改良剤)を混合して埋立地まで空気圧送
するシステム(土砂輸送・改良システム)が開発され、
その利用が図られている。
【0004】図8は、そのような土砂輸送・改良システ
ムの一例を示したもので、バックホウ1により浚渫した
土砂2を、異物除去用の一次スクリーン3および二次ス
クリーン4を通して攪拌装置5に落し込み、攪拌装置5
内で攪拌した土砂をスクリュフィーダ6により一定量ず
つ混練装置7へ送り、そこで、固化剤タンク8から一定
量ずつ送られた固化剤と混練し、この混練により得た改
良土砂9を加圧ポンプ10により輸送管11へ押し込
み、圧縮空気源(図示略)から送気管12を経て輸送管
11内へ供給した圧縮空気の推進力で埋立地13へ輸送
するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た土砂輸送・改良システムによれば、浚渫土砂2に固化
剤を混練してから空気圧送するため、改良土砂9の粘性
が高まって圧送効率が著しく低下し、輸送管11による
輸送距離はせいぜい数百mとなって、長距離輸送が困難
であるという問題があった。また、輸送途中で改良土砂
が固化して輸送管11が詰まってしまう危険があり、そ
の場合は、加圧ポンプ10を含めた輸送管11全体のメ
ンテナンスをしなければならず、長期間の工事中断を余
儀なくされるという問題もあった。
【0006】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その課題とするところは、空気圧送効率を
犠牲にすることなく輸送土砂中に改良剤を有効に混入で
きるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の土砂輸送・改良システムは、土砂を空気圧
送する輸送管の途中に、管体内面に複数の羽根を突設し
てなる静的ミキサーを介装し、前記輸送管の、前記ミキ
サーより上流側部分に該輸送管内に改良剤を注入する注
入ノズルを設けた装置構成により、輸送管内に改良剤を
注入した後、前記ミキサーに通して土砂と改良剤とを攪
拌混合するようにしたことを特徴とする。
【0008】このようにすることで、輸送元から空気圧
送されてきた土砂と輸送管に注入された改良剤とは、静
的ミキサーを通過する間に十分に攪拌混合され、したが
って、輸送管の末端近くで改良剤を混入することが可能
になる。
【0009】本発明の工法は、上記改良剤として速硬性
に優れた材料、例えばセメント系固化剤を用いるのが望
ましく、さらに、所望によりこの固化剤に塑性化剤、軽
量化剤等を混入することができる。本発明は、この改良
剤の注入形態を特定するものではないが、注入を簡単か
つ確実とするにはスラリー状態とするのが望ましい。
【0010】また、本発明の装置は、上記ミキサーの羽
根を、脱着自在に管体に取付ける構成とするのが望まし
い。また、上記注入ノズルを設けた輸送管部分をミキサ
ーの管体と接合してユニット化し、このユニットの両端
を輸送管に結合する構成とすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。
【0012】図1〜5は、本発明の実施の形態を示した
ものである。本実施の形態は、前出図8に示したシステ
ムと同じく、バックホウ1により浚渫した土砂2を埋立
地13まで輸送するためのもので、土砂輸送元には、図
5に示すように、モータ15により回転駆動される攪拌
羽根16を内蔵する攪拌装置5と異物除去用の一次スク
リーン3および二次スクリーン4とが設置されている。
本実施の形態では、前記固化剤を混合するための混練装
置7(図8)を廃して、攪拌装置5の排出口5aに連接
管17を介して前記輸送管11を接続している。連接管
17には前記加圧ポンプ10が設けられており、攪拌装
置5内の浚渫土砂2は、加圧ポンプ10の作動により連
接管17から輸送管11へ押し出され、さらに送気管1
2を経て輸送管11内へ供給した圧縮空気の推進力で、
前記埋立地13へと輸送されるようになる。
【0013】前記埋立地13(図8)まで延ばされた輸
送管11の末端に近い部分には、図1および2に示すよ
うにミキシングユニット20が介装されている。このミ
キシングユニット20は、円形断面の管体21の内面に
複数の羽根22を突設してなる静的ミキサー23と、輸
送管11と同径の管体24の周壁に注入ノズル25を設
けてなる第1の輸送補助管26と、この第1の輸送補助
管26から前記注入ノズル25を除いた形状を有しかつ
それより短尺の第2の輸送補助管27とを備えている。
前記第1、第2の輸送補助管26、27は、ミキサー2
3の管体24の両端に連接板28、29を介して接合さ
れており、ミキシングユニット20は、一体物として提
供されている。第1、第2の輸送補助管26、27に
は、予め端部フランジ26a、27aが設けられてお
り、ミキシングユニット20は、これら端部フランジ2
6a、27aを輸送管11の端部フランジ11aに合せ
てボルト止めすることにより、第1の輸送補助管26を
輸送方向Fの上流側に向けて輸送管11の途中に介装さ
れている。
【0014】ここで、上記ミキサー23の羽根22は矩
形をなし、図3および4にも示すように、その基端に接
合した取付板30を介して管体21に脱着自在に取付け
られている。すなわち、各羽根22は、管体21に穿設
した長孔31を通して管体21内に差込まれると共に、
取付板30は、パッキン32を介して管体21の外面に
合わされて、ボルト33により管体21に固定されてい
る。そして、この取付状態において各羽根22は、管体
21の壁面において輸送方向Fへ相互に位置をずらし
て、かつ輸送方向Fに対して所定の角度θ(図1)をな
すように配置されている。なお、羽根22の傾斜方向
は、管体21の対向壁の相互間で逆方向とされている。
一方、注入ノズル25は、輸送方向Fの下流側へノズル
口が指向するように、傾斜状態で管体24に取付けられ
ている。この注入ノズル25には、改良剤としてのセメ
ント系スラリーの圧送源(図示略)から延ばした配管が
接続されている。
【0015】上記のように構成した土砂輸送・改良シス
テムにおいては、輸送元から空気圧送されてきた浚渫土
砂2は、第1の輸送補助管26を通過する間に、注入ノ
ズル25から注入されたセメント系スラリーと合わさ
れ、さらに静的ミキサー23を通過する間に、セメント
スラリーと攪拌混合される。この攪拌混合により浚渫土
砂2は速硬性の改良土砂に変質し、この改良土砂は、第
2の輸送補助管27から後続の輸送管11内をそのまま
空気圧送されて、埋立地13に放出される。しかして、
後続の輸送管11による輸送距離はわずかであるので、
この後続の輸送管11内で改良土砂が固化してしまうこ
とはない。また、作業船からミキシングユニット20ま
での間は、固化剤を含まない浚渫土砂2が空気圧送され
るので、圧送効率が高まってその長距離輸送が可能にな
る。したがって、海上の遠方の浚渫区域から埋立地13
の近傍まで浚渫土砂を高能率に輸送することができ、浚
渫工事を高能率に実施できるようになる。また、固化剤
を含まないので、輸送途中で土砂2が固まって輸送管1
1が詰まる心配もなく、土砂輸送の安定性が確立され
る。なお、上記ミキサー23の羽根22は、輸送土砂の
性状(粒径など)により、その形状、大きさ、数などを
適宜変更することは当然である。また、この羽根22
は、必ずしも輸送方向に傾斜させなくても良く、輸送方
向に沿って配列することができる。
【0016】一方、上記したミキサー23は静的なもの
であるため、動力源を必要とせず、コスト的に有利であ
る。また、上記実施の形態においては、ミキサー23の
羽根22を脱着自在に管体21に取付けているので、摩
耗の進行に応じて羽根22を交換することで、簡単にメ
ンテナンスを行うことができる。さらに、ミキサー23
および注入ノズル25をユニット化して輸送管11に結
合するようにしているので、任意の箇所に簡単にミキシ
ングユニット20を設置できる利点がある。
【0017】
【実施例】ミキサー23として、内径150mm 正角、長さ
1300mmの管体21内に、厚さt=9mm、全幅w=100mm
、突出高さh=44mmの大きさの羽根22を傾斜角度θ
=30度で輸送方向Fへピッチ 300mmで配列したものを用
い、また輸送管11としてJIS SGP 150A(外径165.2mm
,厚さ4.2mm )の鋼管を用い、前記注入ノズル25
(ミキサー23)を輸送管11の末端から15mと 100m
との何れかに設置して、注入ノズル25からセメント系
スラリーを100kg/m3の注入量で注入し、それぞれについ
て輸送管11の先端から放出される改良土砂の発現強度
を調査した。発現強度の測定は、JSF T511(土の一軸圧
縮試験方法)に準拠して、7日養生後と28日養生後の
双方について行った。なお、空気圧送においては、放出
口から土砂が急速に吐出される段階と、緩速に吐出され
る段階とが交互に現れるので、急速吐出された土砂と緩
速吐出された土砂とを別々に採取し、それぞれについて
発現強度を測定した。また、比較のため、上記ミキサー
23を省略して、単に注入ノズル25からセメント系ス
ラリーを輸送管11内に注入したものについても、同様
に放出土砂を採取し、発現強度の測定を行った。測定結
果を、図6および図7に示す。
【0018】図6、図7は、7日養生後、28日養生後
の発現強度に及ぼす注入ノズル設置位置すなわち改良剤
注入後の輸送距離の影響をそれぞれ示したものである。
これより、実施例の改良土砂は、輸送距離15mと 100m
とで大きな差が認められないばかりか、急速吐出と緩速
吐出とでも大きな差が認めれず、輸送管11の末端に近
い部分で改良剤を注入しても十分な混合攪拌効果が得ら
れることが明らかとなった。これに対し、ミキサー23
を省略した比較例の改良土砂は、輸送距離15mの場合
に、急速吐出と緩速吐出とで発現強度に大きなばらつき
が認められ、輸送管11の末端から大きく離れた箇所、
すなわち輸送元に近い箇所で改良剤を注入しなければな
らないことが分かった。
【0019】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る土砂輸送・改良システムによれば、空気圧送効率を
最大限に生かして土砂の長距離輸送を可能にするばかり
か、必要な土質改良を高能率にかつ確実に行うことがで
き、その利用価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る土砂輸送・改良装置の要部構造を
示す断面図である。
【図2】本土砂輸送・改良装置の要部構造を模式的に示
す側面図である。
【図3】図1のA−A矢視線に沿う断面図である。
【図4】図1のB−B矢視線に沿う断面図である。
【図5】土砂の輸送元における輸送システムを示す模式
図である。
【図6】7日養生発現強度に及ぼす改良剤注入後の輸送
距離の影響を示すグラフである。
【図7】28日養生発現強度に及ぼす改良剤注入後の輸
送距離の影響を示すグラフである。
【図8】従来の土砂輸送システムの全体構造を示す模式
図である。
【符号の説明】
2 浚渫土砂 11 輸送管 20 ミキシングユニット 21 ミキサーの管体 22 ミキサーの羽根 23 静的ミキサー 25 注入ノズル 26 第1の輸送補助管 27 第2の輸送補助管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 康裕 大阪府大阪市中央区高麗橋4丁目1番1号 東洋建設株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土砂を空気圧送している輸送管内に改良
    剤を注入した後、管体内面に複数の羽根を突設してなる
    静的ミキサーに通して、土砂と改良剤とを攪拌混合する
    ことを特徴とする土砂輸送・改良工法。
  2. 【請求項2】 改良剤として、セメント系固化剤を用い
    ることを特徴とする請求項1に記載の土砂輸送・改良工
    法。
  3. 【請求項3】 改良剤を、スラリー状態で注入すること
    を特徴とする請求項1または2に記載の土砂輸送・改良
    工法。
  4. 【請求項4】 土砂を空気圧送する輸送管の途中に、管
    体内面に複数の羽根を突設してなる静的ミキサーを介装
    し、前記輸送管の、前記ミキサーより上流側部分に該輸
    送管内に改良剤を注入する注入ノズルを設けたことを特
    徴とする土砂輸送・改良装置。
  5. 【請求項5】 ミキサーの羽根を、脱着自在に管体に取
    付けたことを特徴とする請求項4に記載の土砂輸送・改
    良装置。
  6. 【請求項6】 注入ノズルを設けた輸送管部分をミキサ
    ーの管体と接合してユニット化し、このユニットの両端
    を輸送管に結合したことを特徴とする請求項4または5
    に記載の土砂輸送・改良装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107388040A (zh) * 2017-09-04 2017-11-24 中煤(天津)洗选科技有限公司 用于选矿设备上矿浆输送装置
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