JPH11117291A

JPH11117291A - 流動化処理装置

Info

Publication number: JPH11117291A
Application number: JP29318997A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Murai; 俊和村井; Ryuji Takada; 龍二高田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【目的】予め固形異物を除去せずに土砂を投入して、
解泥及び固形異物の除去を行うようにし、攪拌装置の円
滑な作動を可能にして、効率的な解泥を行うことがで
き、良質の土質改良土を効率的に生産できるようにす
る。【構成】攪拌装置２６の攪拌翼２８は流動化処理タン
ク２０の底面近傍に配置されて、攪拌翼２８が回転する
攪拌翼作動領域Ｓが形成される。少なくとも流動化処理
タンク２０を攪拌した時に、流動化処理タンク２０内の
上部に設置した土砂投入部２５の下方位置に及ぶように
フィルタ部材５０が装着されてこのフィルタ部材５０内
に解泥領域Ｒが形成される。フィルタ部材５０内に投入
された土砂はこのフィルタ部材５０内で解泥すると共
に、岩石，砂利，コンクリート片，ガラス，金属等の固
形異物と分離され、固形異物を含まない流動化処理土が
生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木現場や建設現
場で掘削により発生した土に流動化処理して埋め戻すた
めに用いられる流動化処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ガス配管や下水管等を道路下に敷設
するに当っては、まずアスファルト等の舗装の層を剥し
て、所定の深さまで掘削することにより配管の埋設スペ
ースを確保し、このスペースに配管を設置する。そし
て、土砂を埋め戻した後に締め固めを行い、さらにその
上に再度舗装を行うようにする。ここで、配管が敷設さ
れる地層等によっては、掘削により発生した土を埋め戻
し用として用いることができないものもある。このよう
に、掘削による発生土がそのまま埋め戻し用として使用
できないものである場合には、その土砂を作業現場から
搬出して廃棄し、これに代えて良質な埋め戻し用の土を
新たに搬入して、掘削箇所の埋め戻しを行うようにして
いた。しかしながら、近年においては、発生土を廃棄す
る場所が不足する傾向にあり、またたとえ廃棄や処理が
可能な場所なり施設なりが存在するにしても、作業現場
から著しく離れた遠隔地である場合が多く、従ってこの
ような遠隔地まで運搬しなければならないことから費用
も手間もかかることから、その廃棄や処理が面倒になる
と共に、ダンプ公害等の問題があり、また良質な埋め戻
し土の入手は必ずしも手近で困難なこともあり、やはり
遠隔地からの搬入が必要となる等といった問題点があ
る。

【０００３】以上の点を考慮して、近年、掘削による発
生土の土質の改良を行って、埋め戻しに適した土に変え
る、所謂流動化埋め戻し工法が開発され、実用化される
ようになってきている。この流動化埋め戻し工法は、発
生土に水及び固化剤を、適切な配合割合で混合して撹拌
することにより流動化処理して均一に混合したスラリー
状態の埋め戻し用の素材に変えるようになし、このよう
に流動化処理された土を掘削箇所に埋め戻すようにする
ものである。この流動化埋め戻し工法は、掘削により発
生した土が、例えば関東ローム層や汚泥等のように質の
悪い土でも埋め戻し用として利用できるようになり、ま
た埋め戻し材は流動状態にあり、埋設物の周囲への回り
込みが円滑になることから、埋設物輻輳による埋め戻し
不良の発生を防止でき、また締め固めの必要がなくなる
ので、作業の迅速化や騒音・振動の発生が抑制される等
の利点がある。ここで、固化剤としては、セメント，セ
メント系固化剤，石灰，石灰系固化剤，セメント石灰複
合系固化剤が主に用いられ、また流動性や固化時間等を
調整するために、その他の添加剤や混合材が適宜添加さ
れる。水は、水道水や工業用水は当然用いることができ
るが、河川水や雨水等であっても良い。

【０００４】前述した流動化処理土を製造するには、発
生土だけでなく、固化剤及び水が容易に入手できなけれ
ばならない。また、発生土と水及び固化剤との混合割合
を厳格に設定しなければ、埋め戻し材として良好な品質
が得られない。さらに、発生土から異物や塊状物等を除
去し、かつ混合物の撹拌も適切に行わなければならな
い。以上のことから、流動化処理装置としては、かなり
大掛かりな設備が必要になり、このような設備は所定の
場所に固定的に据え付けられることになる。従って、作
業現場で発生した発生土をダンプトラック等でこの設備
に搬入して、流動化処理を行うようになし、処理された
埋め戻し材は、ミキサー車等により、再び作業現場に搬
入するようにしなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば共同
溝や、シールドトンネル等のように大規模現場はともか
くとして、例えば道路に沿ってガス管を埋設する工事等
というように、比較的小規模な工事現場においては、土
砂の掘削量及び埋め戻し量が少ない。しかも、交通量の
多い道路等では、埋め戻し作業の簡易性及び迅速性が要
求され、ダンプトラックやミキサー車等が頻繁に出入り
するのは好ましくはない。以上のことから、処理能力は
限られたものであっても、小型の流動化処理装置を、例
えばトラックやトレーラ等の車両に搭載して、作業現場
の近くまで搬入して、発生土の流動化処理を行わせるこ
とができれば、前述したような小規模工事用として至便
なものとなる。特に、走行手段として、履帯を備えたク
ローラ式走行体を用いれば、掘り返し等により凹凸のあ
る地面でも走行が可能になるので、埋め戻しを行う場所
に極めて近い位置で流動化処理を行える点でさらに有利
である。

【０００６】流動化処理を行うには、攪拌手段を備えた
流動化処理タンクを設けて、掘削により生じる発生土と
水と固化剤とを均一に混合させる。ここで、掘削による
発生土の状態は、作業現場により一様ではない。例え
ば、砂利や岩石等が多量に含んでる場所や、コンクリー
ト片，ガラス，金属等が埋まっている場所で埋め戻しを
行うには、掘削した土から予め前述したような各種の固
形異物を分離除去しなければ、流動化処理タンク内の攪
拌を円滑に行えなくなる。このために、土砂の投入部
に、例えば篩い等の分離手段を設置して、この分離手段
により固形異物を分離して、土だけをタンク内に導入す
ることが考えられる。ただし、固形異物をほぼ完全に除
去するには目の細かい篩いを用いなければならないが、
そうするとタンク内に土を円滑に導入できなくなってし
まう。また、例えば粘土乃至粘度状態に近い土砂は篩い
を通過するのが困難になり、さらに固形化して容易に崩
壊しない土塊が篩い上に投入されると、この篩いを通過
できなくなる等の不都合が生じる。このために、かなり
目の粗い篩いを用いなければならなくなり、巨大な固形
異物の場合はともかくとして、ある程度細かい固形異物
がタンク内に入り込むのを防止できず、このために攪拌
手段に対する抵抗が増大する等、攪拌効率が低下するこ
とになり、また固形異物は流動化処理土として利用でき
ないから、埋め戻し時にはタンク内に残留させなければ
ならず、この残留異物の排除が困難であるという問題点
がある。以上のことから、流動化処理タンクに導入する
前の段階で固形異物を除去することも考えられるが、こ
のような作業は非常に面倒なものであり、全体としての
流動化処理の作業効率が低下するという問題点がある。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、固形異物を含んだ土
砂が投入されても、土砂を確実に固形異物から分離した
上で迅速かつ円滑に解泥できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、土砂と水と固化剤との供給部、及び流
動化処理した流動化処理土の供給部を備えた流動化処理
タンクを有し、この流動化処理タンク内に攪拌手段を設
け、この攪拌手段の攪拌翼が作動する攪拌翼作動領域の
上部であり、かつ少なくとも攪拌翼の定常回転状態では
流動化処理タンク内の液面より下方の位置となるように
配置され、投入された土砂と固形異物とを分離すると共
に、土砂を解泥するための解泥領域を区画形成するフィ
ルタ部材を設ける構成としたことをその特徴とするもの
である。

【０００９】流動化処理タンクは固定的に設置すること
もできるが、車両に搭載するようにしても良い。特に、
埋め戻し作業を行う作業現場は走行条件が悪いことか
ら、クローラ式走行車両に搭載するのが好ましい。ま
た、フィルタ部材は、例えば格子部材、メッシュまたは
多孔板等で構成することができる。ここで、攪拌翼作動
領域は攪拌手段を構成する攪拌翼が作動する領域であ
り、また解泥領域は投入された土砂が水と混合して解泥
する領域である。この解泥領域はフィルタ部材により攪
拌翼作動領域から区画され、かつ少なくとも攪拌翼が定
常回転状態で回転して、流動化処理タンク内の液が攪拌
された時に、その液面より下方に位置する部位である。
解泥領域はフィルタ部材により区画形成されるが、この
フィルタ部材は土砂の投入部から、流動化処理タンクの
内面におけるその下方の部位を囲むように設けることが
できる。これによって、フィルタ部材と流動化処理タン
クの壁面とにより囲まれた解泥領域が形成される。ま
た、フィルタ部材を前記攪拌手段の回転軸の挿通部を有
する円形のものとして、流動化処理タンクにおける攪拌
翼作動領域の上部に設置することにより、攪拌翼作動領
域と解泥領域とが上下に位置するように構成することも
できる。例えば、発生土が粘土質のものであって、攪拌
だけでは容易には解泥しない場合には、解泥領域に流動
化処理タンク内の水を噴射する噴水手段を設けるように
すれば良い。また、フィルタ部材には土と分離された固
形異物が残留するが、この固形異物を容易に取り除ける
ようにするために、流動化処理タンクの周胴部における
フィルタ部材の装着部に対応する位置に、このフィルタ
部材で分離された固形異物を除去するための開閉扉を設
けることも可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。まず、図１に流動化処理
装置の概略構成を示す。図中において、１は流動化処理
タンク、２は撹拌装置である。まず、図１の（ａ）に示
したように、予め水Ｗを流動化処理タンク１に供給して
おき、この状態で、図１（ｂ）に示したように、発生土
Ｇを流動化処理タンク１に投入する。この発生土Ｇの投
入作業を開始すると共に、撹拌装置２の作動を開始し
て、水Ｗと発生土Ｇとを撹拌・混合させる。このよう
に、発生土Ｇの投入と撹拌装置２による撹拌とを同時に
平行して行うことによって、円滑に水Ｗと発生土Ｇとを
混合させることができる。このように、水Ｗに発生土Ｇ
を加えながら、撹拌装置２により流動化処理タンク１内
を撹拌することによって、発生土Ｇと水Ｗとを均一に混
合させてスラリー化させる。このように、発生土Ｇの水
分調整が行われた上で、撹拌装置２による撹拌を継続し
ながら、図１の（ｃ）に示したように、固化剤Ｃを定量
だけ投入して、この固化剤ＣをスラリーＳに均一に混合
する。この結果、埋め戻しに適さない例えば関東ローム
層等の土を有効な埋め戻し材に変換することができ、掘
削による発生土をもって掘削箇所の埋め戻しを行うこと
ができる。しかも、この埋め戻し材としては、流動化処
理土であって、埋め戻した後に、１〜２４時間程度で固
化することから、埋設物の周囲への回り込みが良好にな
り、また締め固めも必要としない。また、固化剤の混合
比率により固化後の強度の調整を行えるから、埋め戻し
た場所を再度掘削することも可能になる。ここで、発生
土Ｇと水Ｗ及び固化剤Ｃの混合比率は、発生土Ｇの性質
や含水量等に応じて変化することから、実際の流動化処
理を行う前に実験等により予め求めておくのが好まし
い。

【００１１】以上のようにして発生土が流動化処理され
るが、この流動化処理装置は、図２に示したように、走
行車両に設置されて、自走式の流動化処理装置１０とし
て構成し、作業現場において、掘削による発生土を取り
込んで、流動化処理した上で、直接掘削箇所に埋め戻す
ことができるようになる。ここで、車両としては、履帯
を備えたクローラ式の走行車両を例示するが、走行手段
は必ずしもクローラ式のものでなければならないのでは
なく、ホイール式等の走行手段を備える車両であっても
良い。また、自走手段を備えていないものであっても良
い。

【００１２】而して、図２は流動化処理装置の正面図で
あり、図３は流動化処理タンクの平面図、図４は図３の
Ｘ−Ｘ断面図である。また、図５は図２の左側面図であ
り、さらに図６は図２のＹ−Ｙ断面図である。さらに、
図７は装置の駆動機構を示す回路図である。さらにま
た、図８には解泥領域を設定するためのフィルタ部材が
示されている。

【００１３】まず、図２において、１１は走行手段とし
ての左右一対の履帯を有するクローラ式走行体、１２は
車台を構成する車体フレームである。クローラ式走行体
１１は、左右一対からなる走行体フレーム１３の両端に
駆動スプロケット１４とアイドラ１５とを設けて、これ
ら駆動スプロケット１４とアイドラ１５との間には、無
限軌条を構成する履帯１６が巻回して設けられている。
従って、左右の駆動スプロケット１４を駆動することに
よって、車両全体が自走することになる。

【００１４】車体フレーム１２はクローラ式走行体１１
の上に旋回装置１８を介して連結されており、この旋回
装置１８により車体フレーム１２は旋回可能となってい
る。そして、車体フレーム１２上には、旋回中心Ｒに対
して、前方側の位置に動力装置１９が、また後方側には
流動化処理タンク２０が設置されて、重量バランスを取
るようにしている。動力装置１９は、図７から明らかな
ように、エンジン２１及び油圧ポンプ２２ａ，２２ｂを
有し、エンジン２１を作動させることにより、油圧ポン
プ２２ａ，２２ｂを駆動して、作動油タンク２３から供
給された作動油を加圧して、各油圧アクチュエータに圧
油を供給して、これら各油圧アクチュエータに接続した
装置の各部を駆動することができるようになっている。
また、動力装置１９の上部には運転席２４が設けられて
おり、この運転席２４にオペレータが搭乗して、その近
傍に設けた操作レバー（図示せず）を操作することによ
って、各部の駆動制御が行われる。

【００１５】流動化処理タンク２０は、有底円筒状の部
材から構成されており、車体フレーム１２に直接設置さ
れるのではなく、車体フレーム１２に設けた後述する荷
重センサ４５上に載置されている。この流動化処理タン
ク２０は後方に向けて張り出した部２０ａが設けられて
おり、図３からも明らかなように、この張り出し部２０
ａの上部には、土砂の投入を容易にするための広口の土
砂投入部２５が装着されている。なお、この土砂投入部
２５には岩石等といった大きな固形異物を予め除去する
ための篩い等を設置することもできる。

【００１６】流動化処理タンク２０には、図４から明ら
かなように、撹拌装置２６が装着されている。この撹拌
装置２６は、回転軸２７に撹拌翼２８を連結して設けた
ものであって、この回転軸２７には減速機２９を介して
油圧モータ３０の出力軸に対してカップリング部材３１
で連結されている。減速機２９のハウジング及び油圧モ
ータ３０は取付板３２に取り付けられている。この取付
板３２は、門型に形成した一対の支持部材３３，３３間
に掛け渡すように連結した上下一対の板体から構成され
ており、これら支持部材３３，３３は車体フレーム１２
に立設されている。従って、撹拌装置２６を構成する全
ての部材は車体フレーム１２に支持されており、かつ撹
拌翼２８は流動化処理タンク２０内の所定の位置に保持
される。また、土砂投入部２５は流動化処理タンク２０
に取り付けられるのではなく、取付板３２に連結・固定
されている。従って、この土砂投入部２５の荷重も流動
化処理タンク２０には作用することはない。

【００１７】流動化処理タンク２０の上部には、土砂投
入部２５と取付板３２により覆われた部位とを除いて、
蓋体３４が装着されており、この蓋体３４には給水管３
５が貫通する状態に設けられている。この給水管３５
は、Ｌ字状に曲成したパイプからなり、下方に向けた端
部は蓋体３４を貫通して、流動化処理タンク２０内に臨
んでいる。また水平部分は、支持部材３３に連結される
と共に、開閉弁３６が設けられている。そして、水平部
分の端部には、給水ホースが接続されるようになってい
る。従って、流動化処理タンク２０にはこの給水管３５
の荷重も作用しないことになる。

【００１８】蓋体３４には開閉扉３４ａが設けられてお
り、この開閉扉３４ａを開くことによって、固化剤の投
入が可能となっている。固化剤は上部が開口した固化剤
容器３７内に収容されており、開閉扉３４ａを開いた状
態で、この固化剤容器３７を反転させることによって、
流動化処理タンク２０内に固化剤を投入できるようにな
っている。ここで、固化剤が入った固化剤容器３７はか
なりの重量があるために、その投入作業を自動化する構
成となっている。

【００１９】このために、固化剤容器３７はＬ字状の反
転部材３８に保持具３８ａによって保持されており、こ
の反転部材３８は、車体フレーム１２に立設した支持ロ
ッド３９の水平部分に反転可能に連結されている。ま
た、反転部材３８の下面と車体フレーム１２との間に
は、油圧シリンダ４０が枢着されており、この油圧シリ
ンダ４０が縮小状態になっている時には、固化剤容器３
７の開口部は上向きとなり、油圧シリンダ４０を伸長さ
せると、図２に仮想線で示したように、反転部材３８は
支持ロッド３９を中心として反転して、固化剤容器３７
を反転させて、固化剤が流動化処理タンク２０内に供給
される。而して、この固化剤容器３７及びその反転手段
からなる固化剤投入手段の全体も、やはり車体フレーム
１２に支持されて、流動化処理タンク２０にはその荷重
が作用しないようになっている。

【００２０】さらに、流動化処理タンク２０の下部側に
は流動化処理土の供給用配管４１が取り付けられてい
る。この供給用配管４１は開閉弁４２を有する硬質パイ
プから構成されており、先端にはホース４３が接続され
るようになっている。また、流動化処理タンク２０の下
部位置には点検口４４が設けられており、この点検口４
４は開閉可能な扉から構成されている。従って、流動化
処理を行った後に、流動化処理タンク２０内に残留する
固形物を排除したり、また内部の洗浄を行ったりできる
ようになっている。

【００２１】流動化処理タンク２０には、前述したよう
に、土砂と、水及び固化剤が投入されるが、この流動化
処理タンク２０で処理されて得た流動化処理土の品質
は、これらの各部の混合比率により大きく変化する。従
って、土砂と水と固化剤との混合比率を厳格に制御しな
ければならない。このために、重量検出手段を構成する
荷重センサ４５により秤量機能を持たせている。即ち、
図６に示したように、車体フレーム１２に装着した防振
支持台４６の上には荷重センサ４５が３箇所設けられて
おり、流動化処理タンク２０はこれら３箇所の荷重セン
サ４５上に設置されている。これによって、土砂を流動
化処理タンク２０に投入し、また水を供給した時には、
荷重センサ４５の検出重量の増加によって、土砂及び水
の供給量が検出される。また、土砂と水との混合量が定
まれば、固化剤の添加量が決まるから、固化剤は定量添
加することができる。ただし、固化剤も荷重センサ４５
で検出することにより添加量の制御を行うようにするこ
ともできる。

【００２２】ここで、荷重センサ４５により検出される
のは、流動化処理タンク２０とその内部に供給された物
との合計の重量であり、従って荷重センサ４５による検
出重量の変化に基づいて土砂や水の供給量が検出され
る。そこで、検出精度を向上させ、誤差が生じるのを極
力抑制するには、荷重センサ４５に余分な重量が作用し
ないようにする必要がある。前述したように、土砂の投
入部としての篩い分けユニット２５，給水するための給
水管３５及び固化剤の投入部を構成する固化剤容器３７
を含む固化剤投入手段は、いずれも流動化処理タンク２
０に取り付けられてはおらず、また撹拌装置２６の重量
も流動化処理タンク２０には作用しないようになってい
る。従って、荷重センサ４５に作用するのは、実質的に
流動化処理タンク２０の重量のみであるから、荷重セン
サ４５による検出精度は極めて高くなる。また、撹拌装
置２６が流動化処理タンク２０側に装着されていると、
その重量だけでなく、撹拌時における振動等が直接荷重
センサ４５に作用することになり、その検出重量が正確
に計測できないだけでなく、荷重センサ４５に振動等が
伝達されて、故障等のおそれがあるから、撹拌装置２６
は流動化処理タンク２０には固定しないようにしてい
る。

【００２３】荷重センサ４５を車体フレーム１２に直接
取り付けると、車体フレーム１２に生じる振動等の影響
を受けることになる。しかしながら、荷重を正確に検出
するためには、荷重センサ４５は剛体的に取り付ける必
要がある。そこで、荷重センサ４５が取り付けられてい
る防振指示台４６は車体フレーム１２に対して防振的に
支持されており、防振支持台４６は荷重センサ４５と同
様、３箇所設けた防振手段４７を介して車体フレーム１
２に支持されている。これによって、車両の振動や作業
中に他の物体が流動化処理タンク２０に衝突しても、防
振手段４７の防振機能による振動や衝撃を吸収して、荷
重センサ４５の保護が図られると共に、荷重センサ４５
に対する横荷重やねじれ等の防止を図り、荷重検出精度
を向上させるようにしている。

【００２４】攪拌装置２６における攪拌翼２８は、流動
化処理タンク２０の底面近傍に配置されており、従って
攪拌翼２８が回転する領域はこの流動化処理タンク２０
のうちの下部である。このように、攪拌翼２８が回転す
る領域を図４に示したように攪拌翼作動領域Ｓとする。
一般的には、流動化処理タンク２０にまず水が供給さ
れ、次いで土砂，固化剤の順に投入されるが、土砂の投
入前の水のみが供給されている状態では、液面レベルＬ
となり、土砂の投入が開始されると液面レベルが上昇す
ることになる。そこで、流動化処理タンク２０内におい
て、その上部に設置した土砂投入部２５の下方位置に及
ぶようにフィルタ部材５０が装着されており、投入され
た土砂はこのフィルタ部材５０内で解泥すると共に、岩
石，砂利，コンクリート片，ガラス，金属等の固形異物
と分離するようにしている。フィルタ部材５０は、図８
に示したように、円弧状に形成した水平部５０ａと、こ
の水平部５０ａの直線部分を上方に延在させた垂直部５
０ｂとから構成され、これら水平部５０ａ及び垂直部５
０ｂには、それぞれフレーム部５１ａ，５１ｂと、格子
部５２ａ，５２ｂとから構成される。そして、フィルタ
部材５０と流動化処理タンク２０の内面とによって、流
動化処理タンク２０内には１つの解泥用のチャンバが形
成される。また、このフィルタ部材５０における少なく
とも水平部５０ａは液面レベルＬより下方に位置させ
る。従って、このフィルタ部材５０により形成されるチ
ャンバにおいて、液面（水のみが供給されている状態で
は水面がそれであり、土砂等の投入により上昇する液
面）より下に位置する領域が解泥領域Ｒとなる。ただ
し、液面は静止状態でもフィルタ部材５０の水平部５０
ａより上部に位置していなければならないのではなく、
少なくとも攪拌装置２６の攪拌翼２８が定常回転状態と
なった時に、液面がフィルタ部材５０の水平部５０ａよ
り上部に位置しておれば良い。特に、流動化処理タンク
２０内を攪拌翼２８で攪拌すると、この流動化処理タン
ク２０の内壁近傍の液面が上昇するから、流動化処理タ
ンク２０の内壁近傍に設けたフィルタ部材５０は、静止
状態ではその水平部５０ａが液面から露出していても良
い。そして、この解泥領域Ｒは攪拌翼作動領域Ｓとフィ
ルタ部材５０により区画形成されており、土砂と水とが
混合されて泥土化したものはフィルタ部材５０を通過す
るが、固形異物は格子部５２ａ，５２ｂを通過する極微
小なものを除き分離されて、フィルタ部材５０の内部に
捕捉されることになる。

【００２５】フィルタ部材５０は、その水平部５０ａの
円弧状の部分が流動化処理タンク２０の内面に設けたサ
ポート５３にねじ止め等で着脱可能に固定されると共
に、垂直部５０ｂの左右端も流動化処理タンク２０の内
面に設けたサポート５３にねじで固定される。なお、固
形異物の重量が加算されるのを防止するには、フィルタ
部材５０の全体を取付板３２や支持部材３３等、流動化
処理タンク２０以外に固定的に取り付ければ良い。ま
た、流動化処理タンク２０の周胴部において、フィルタ
部材５０により区画形成されているチャンバの部位に開
閉扉５５が設けられており、この開閉扉５５を開くと、
フィルタ部材５０で捕捉された固形異物を排出できるよ
うになる。開閉扉５５は、その一端が蝶番等で流動化処
理タンク２０の外周面に固定されており、他側の端部に
はロック手段が設けられている。また、この開閉扉５５
の内面側には弾性シール部材が貼着されている。

【００２６】さらに、図４において、５６は噴水手段で
あって、この噴水手段５６はフィルタ部材５０内に向け
て設けられており、配管５７を介して流動化処理タンク
２０の内部と接続されている。そして、配管５７の途中
にはポンプ５８が介装されており、このポンプ５８を作
動させることによって、流動化処理タンク２０内の液を
圧送して、フィルタ部材５０上に投入された土砂に向け
て噴射できるようになっている。なお、この図４におい
て、２５ａは土砂投入部２５に連設され、バケット等を
用いて土砂が投入される際に、このバケット等が油圧モ
ータ３０と衝突しないように保護するためのガード板で
ある。

【００２７】以上のように構成される流動化処理装置１
０は、クローラ式走行体１１を構成する左右の履帯１６
を駆動するための駆動スプロケット１４、旋回装置１８
による車体フレーム１２の旋回、撹拌装置２６の回転軸
２７の回転、さらに固化剤容器３７の反転といった駆動
は油圧アクチュエータにより行われる。即ち、図７から
明らかなように、エンジン２１及びこのエンジン２２に
より駆動される２個の油圧ポンプ２２ａ，２２ｂを有
し、これら油圧ポンプ２２ａ，２２ｂは作動油タンク２
３から供給される作動油を加圧して、各油圧アクチュエ
ータに供給できるようになっている。即ち、左右の駆動
スプロケット１４の駆動は油圧モータ４７ａ，４７ｂに
より、また旋回装置１８の旋回用としては油圧モータ４
８が、また撹拌装置２６は油圧モータ３０で、固化剤容
器３７の反転は油圧シリンダ４０で行われる。そして、
油圧ポンプ２２ａ，２２ｂとこれら油圧モータ４７ａ，
４７ｂ，４８，３０及び油圧シリンダ４０との間には、
それぞれ方向切換弁４９ａ〜４９ｅが設けられており、
これら各方向切換弁４９ａ〜４９ｅは運転席２４の部位
に設けた操作レバーで切り換え操作がなされる。

【００２８】本実施の形態における流動化処理装置１０
は以上のように構成されるものであって、例えば道路に
側溝を掘って、この側溝に下水管を配置した上で、この
下水管を埋設する工事を行う場合には、図９に示したよ
うに、油圧ショベル６０とダンプトラック７０とを用い
る。油圧ショベル６０は、土砂の掘削を行うためのもの
であり、このためにバケット６１を有するフロント作業
機構６２が設けられている。また、ダンプトラック７０
は、その荷台７１に掘削した土砂の仮置きするためと、
余剰の土砂を搬出するためのものであり、荷台７１には
水槽７２が載置されている。

【００２９】まず、図９の（ａ）に示したように、油圧
ショベル６０で掘削を行い、掘削により発生した発生土
はダンプトラック７０の荷台７１に載置される。ここ
で、ダンプトラック７０による仮置きは必ずしも必要で
はないが、土砂から岩石等の塊状物や金属等といった固
形異物を予め排除するために、仮置きを行うのが好まし
い。そして、掘削箇所には、例えばヒューム管８０が配
置される。

【００３０】ダンプトラック７０に所要量の土砂が堆積
されると、流動化処理装置１０を走行させて、ダンプト
ラック７０に接近した位置にまで走行させる。この状態
で、図９の（ｂ）に示したように、油圧ショベル６０を
作動させて、ダンプトラック７０の荷台７１から土砂を
取り出して、土砂投入部２５から流動化処理タンク２０
内に投入する。ここで、流動化処理タンク２０には、ダ
ンプトラック７０の荷台７１に設置されている水槽７２
からの給水ホースを給水管３５に接続して開閉弁３６を
開くことによって、予め水がほぼ液面レベルＬとなる高
さ位置まで供給されている。そして、土砂の投入が開始
すると、攪拌装置２６を作動させて攪拌翼２８を回転さ
せる。フィルタ部材５０は攪拌翼２８の作動範囲、即ち
攪拌翼作動領域Ｓを避けた位置に配置されているから、
この攪拌翼２８の回転は円滑に行われる。また、攪拌翼
２８が回転すると、流動化処理タンク２０の内部におけ
る液が攪拌される。

【００３１】土砂投入部２５から投入された土砂はフィ
ルタ部材５０内に入り込む。ここで、攪拌翼２８の回転
中は、流動化処理タンク２０の液面がフィルタ部材５０
の水平部５０ａの上部に必ず及ぶことになり、このフィ
ルタ部材５０の内部は攪拌翼２８で攪拌されている解泥
領域Ｒとなっているから、投入された土砂はこの解泥領
域Ｒ内で水と混合されて泥土状態になって、フィルタ部
材５０を通過するようになる。ただし、土砂の投入時に
固形異物が混入していたとしても、この固形異物はフィ
ルタ部材５０により捕捉されてその内部に残留し、土砂
と固形異物とが分離されることになる。従って、攪拌翼
作動領域Ｓ等には固形異物が入り込まないことになるか
ら、攪拌翼２８は円滑に回転して、流動化処理タンク２
０内全体を効率的に攪拌して、土砂と水とを混合させる
解泥処理が行われる。勿論、固形化して容易に崩壊しな
い土塊が投入されても、攪拌流によりその崩壊が促進さ
れるから、土塊を含めて投入された土砂は迅速かつ効率
的に解泥することになる。また、投入土砂が粘土状態と
なっていると、その粘性によりフィルタ部材５０の格子
部５２ａ，５２ｂを目詰り状態にする可能性がある。こ
の場合には、噴水手段５６を作動させて、土砂投入部２
５からフィルタ部材５０に向けて水乃至泥土を含んだ水
を噴射することによって、目詰りを解消させることがで
きる。

【００３２】土砂と水とを混合して、撹拌装置２６によ
り均一に撹拌することによって、流動化処理タンク２０
の内容物はスラリー状態になる。そして、土砂がほぼ完
全な水に溶解した状態になると、蓋体３４に設けた開閉
扉３４ａを開くと共に、油圧シリンダ４０を作動させ
て、反転部材３８を反転させて、固化剤容器３７から固
化剤を流動化処理タンク２０内に投入する。なお、この
固化剤の投入時には、撹拌装置２６の作動を停止するの
が、固化剤の投入作業の円滑化等の点で好ましい。固化
剤容器３７には、１回の流動化処理に必要な量の固化剤
を収容させておくようにしておくことによって、前述し
たように、土砂及び水の量を厳格に制御すれば、土砂，
水及び固化剤の混合比率を一定化させることができる。
そして、固化剤が投入されると、撹拌装置２６による撹
拌を継続して、最後に投入された固化剤を均一に分散さ
せた流動化処理土が得られる。ここで、このようにして
生成された流動化処理土は固形異物を含まない良質の土
質改良土である。

【００３３】以上のように、流動化処理タンク２０内に
おいて、質の悪い土を埋め戻し材として最適な流動化処
理土が得られるが、この流動化処理土は掘削箇所に埋め
戻されることになる。この埋め戻しは、図９の（ｃ）に
示したように、流動化処理タンク２０に接続した供給用
配管４１にホース４３を接続して、開閉弁４３を開くこ
とにより行うが、埋め戻しをより迅速かつ効率的に行う
には、流動化処理装置１０をできるだけ掘削箇所に近接
させる。走行は履帯１６により行われるから、地面に凹
凸があっても、格別支障なく走行でき、しかも履帯１６
が段差から多少飛び出していても、車両全体のバランス
が崩れるようなことがないので、掘削箇所の至近位置で
流動化処理土の供給を行うことができる。ここで、流動
化処理タンク２０内において、固形異物が混入した土砂
が投入されたとしても、固形異物は確実にフィルタ部材
５０内に残留し、フィルタ部材５０の格子部５２ａ，５
２ｂを通過する極小さな固形異物を除いて、流動化処理
タンク２０内のほぼ底面の位置まで流動化処理土として
供給できるようになる。

【００３４】流動化処理土を埋め戻した後には、水や固
化剤の混合割合や天候等の関係で時間のずれはあるもの
の、約１時間から１日程度で流動化処理土が固化するこ
とになる。従って、十分固化した後に、その上に舗装す
る等により、道路を修復できる。しかも、流動化処理し
て改良した土が埋め戻されているから、ヒューム管８０
の周囲に円滑に回り込んで、空隙等が生じるおそれがな
いことから、締め固めを行わなくても路面沈下等のおそ
れはない。勿論、固化剤の混合比率を適切に調整してお
くことによって、再度掘削の必要があれば、油圧ショベ
ル等で掘削が可能になる。

【００３５】流動化処理タンク２０から流動化処理土を
排出した後には流動化処理タンク２０の内部を清掃す
る。この清掃はまず開閉扉５５を開くことによって、フ
ィルタ部材５０に捕捉されている固形異物を取り除く。
固形異物はフィルタ部材５０が設けられている部位に集
中的に位置しているから、その除去は容易を行うことが
できる。また、点検口４４を開けることによって、フィ
ルタ部材５０を通過した小さな固形異物も除去できる。
そして、これら固形異物をほぼ完全に取り除いた後に、
流動化処理タンク２０の内部を水洗する。ここで、流動
化処理タンク２０内に供給した洗浄水は必ずしも完全に
排除する必要はない。次回の流動化処理を行うに当って
使用する水の一部とすることができる。

【００３６】以上のように、流動化処理装置１０を自走
式とすることによって、作業を行っている現場に搬入し
て、最も適切な位置で掘削により発生した発生土を流動
化処理して、掘削箇所に埋め戻すことができるので、作
業の迅速性が確保される。従って、特に交通量の多い道
路での配管等の埋設工事を円滑かつ迅速に行うことがで
きる。しかも、発生土と水及び固化剤の混合比率を正確
に調整できるから、極めて高い品質の流動化処理土を製
造することができる。特に、掘削による発生土の量が少
ない場合には、流動化処理装置１０の全体を小型化でき
るので、ダンプトラックやミキサー車等の大型車両を搬
入できないような幅の狭い道路での配管埋設工事等を行
うのに極めて有利である。また、攪拌装置２６の攪拌翼
２８が回転する攪拌翼作動領域Ｓには実質的に固形異物
が入り込まないことから、この攪拌翼２８が円滑に回転
して液の攪拌を効率的に行うことができるようになり、
投入された土砂の解泥を円滑かつ迅速に行える。従っ
て、予め固形異物を除去する必要が特になく、また土砂
投入部２５に比較的小さな固形異物までを排除する篩い
等を装着する必要もなく、固形異物を含んだ土砂に対し
て直接攪拌力を及ぼさせるようにできるから、流動化処
理における全体の作業効率が向上する。

【００３７】ここで、流動化処理タンク２０の内部に攪
拌翼２８が回転動作する攪拌翼作動領域と投入された土
砂を解泥する解泥領域とを区画形成するためのフィルタ
部材としては、図１０乃至図１２に示したように構成す
ることもできる。これらの図から明らかなように、フィ
ルタ部材９０は内側及び外側の円環状フレーム９１，９
２間を掛け渡すように多数の斜板９３が放射状に配列さ
れており、この斜板９３が土砂と固形異物とを分離する
フィルタとしての機能を発揮する。そして、内側の円環
状フレーム９１には保持筒９４が固着して設けられてお
り、この保持筒９４は上方に延在されており、その先端
は減速機２９のハウジングに固着して設けられている。
従って、攪拌翼２８が連結されている回転軸２７は、こ
の保持筒９４内に挿通されるようになっている。しか
も、フィルタ部材９０及びそれに捕捉された固形異物の
荷重が流動化処理タンク２０に作用することはない。

【００３８】このように構成すると、流動化処理タンク
２０内において、攪拌翼作動領域Ｓは下側に位置し、上
部側全体が解泥領域Ｒとなる。従って、攪拌翼２８が回
転すると、攪拌翼作動領域Ｓ内の液が攪拌される。そし
て、斜板９３はこの攪拌翼２８により生じる回転流に対
向するように傾斜させることによって、即ち図１２に示
したように、液の流れＦの方向において斜め上方を向く
ように傾斜させることによって、斜板９３に沿うように
解泥領域Ｒに向けての上昇流ｆが生じることになる。従
って、この斜板９３があたかも固定攪拌部材として機能
を発揮することになり、解泥領域Ｒにおいて確実に液の
攪拌が行われ、投入された土砂の攪拌による解泥と、固
形異物の分離との機能を発揮することになる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、流動化
処理タンク内に設けた攪拌手段の攪拌翼が作動する攪拌
翼作動領域の上部であって、流動化処理タンクの内部が
攪拌された時に、その液面より下方の位置となるように
フィルタ部材を設けて、このフィルタ部材により投入さ
れた土砂と固形異物とを分離すると共に、土砂を解泥す
るための解泥領域を区画形成する構成としたので、投入
土砂に固形異物が混入していても、この固形異物を確実
に分離した上で土砂の解泥を行わせることができるよう
になり、予め固形異物を除去せずに土砂を投入して、解
泥及び固形異物の除去が確実に行われ、攪拌翼作動領域
に実質的な固形異物が入り込むことがないので、攪拌装
置の作動の円滑性が確保されて効率的な解泥を行うこと
ができ、流動化処理タンク内には固形異物を含まない良
質の土質改良土を効率的に生産できる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】流動化処理工法の原理説明図である。

【図２】本発明の実施の一形態を示す自走式流動化処理
装置の正面図である。

【図３】流動化処理タンクの平面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】図２の左側面図である。

【図６】図２のＹ−Ｙ断面図である。

【図７】流動化処理装置の駆動機構を示す回路図であ
る。

【図８】フィルタ装置の外観図である。

【図９】自走式流動化処理装置を用いて行われる配管の
埋設作業の手順を示す作動説明図である。

【図１０】本発明の他の実施の形態を示す図４と同様の
断面図である。

【図１１】フィルタ部材の平面図である。

【図１２】フィルタ部材を展開して示すと共に、流動化
処理タンク内の液を攪拌させた時における液の流れを示
す作用説明図である。

【符号の説明】

１０自走式流動化処理装置１１クロ
ーラ式走行体１２車体フレーム２０流動
化処理タンク２５土砂投入部２６撹拌
装置２８攪拌翼３２取付
板５０，９０フィルタ部材５１ａ，５
１ｂフレーム部５２ａ，５２ｂ格子部５５開閉
扉５６噴水手段５７配管５８ポンプ６０油圧
ショベル７０ダンプトラック８０ヒュ
ーム管９１，９２円環状フレーム９３斜板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土砂と水と固化剤との供給部、及び流動
化処理した流動化処理土の供給部を備えた流動化処理タ
ンクを有し、この流動化処理タンク内に攪拌手段を設
け、この攪拌手段の攪拌翼が作動する攪拌翼作動領域の
上部であり、かつ少なくとも攪拌翼の定常回転状態では
流動化処理タンク内の液面より下方の位置となるように
配置され、投入された土砂と固形異物とを分離すると共
に、土砂を解泥するための解泥領域を区画形成するフィ
ルタ部材を設ける構成としたことを特徴とする流動化処
理装置。
【請求項２】前記流動化処理タンクはクローラ式車両
に設置されるものであることを特徴とする請求項１記載
の流動化処理装置。
【請求項３】前記フィルタ部材は格子部材、メッシュ
または多孔板から構成したことを特徴とする請求項１記
載の流動化処理装置。
【請求項４】前記フィルタ部材は前記土砂の投入部か
ら、その下方の部位を囲むように設けることによって、
このフィルタ部材と前記流動化処理タンクの壁面との間
を解泥領域とする構成としたことを特徴とする請求項１
記載の流動化処理装置。
【請求項５】前記フィルタ部材を前記攪拌手段の回転
軸の挿通部を有する円形のものとなし、前記流動化処理
タンクにおける前記攪拌翼作動領域の上部に設置するこ
とにより、攪拌翼作動領域と解泥領域とが上下に位置す
るように構成したことを特徴とする請求項１記載の流動
化処理装置。
【請求項６】前記解泥領域には前記流動化処理タンク
内の水を噴射する噴水手段を設ける構成としたことを特
徴とする請求項１記載の流動化処理装置。
【請求項７】前記流動化処理タンクの周胴部における
前記フィルタ部材の装着部に対応する位置に、このフィ
ルタ部材で分離された固形異物を除去するための開閉扉
を設ける構成としたことを特徴とする請求項３または請
求項４記載の流動化処理装置。