JP2002147171A - Improving method for excavated material - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、泥土圧シールド工
法で発生する掘削土を再利用するための掘削土改良方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excavated soil improvement method for reusing excavated soil generated by a mud pressure shield method.
【０００２】[0002]
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】泥土圧シ
ールド工法では、チャンバー内を泥土状の掘削土で充満
することにより、切羽の安定を図りつつ掘進する。BACKGROUND ART In a mud pressure shield method, a chamber is filled with mud-like excavated soil to excavate while stabilizing a face.
【０００３】この泥土圧シールド工法では、泥状を呈す
る掘削土を建設汚泥として産業廃棄物処分しているが、
産業廃棄物を処分する最終処分場の確保は年々困難な状
況となってきている。In this mud pressure shield method, excavated soil having a muddy state is disposed of as industrial sludge as industrial waste.
It is becoming more difficult every year to secure final disposal sites to dispose of industrial waste.
【０００４】そのため、建設事業においては、建設副産
物の発生抑制、再利用促進、適正処理等が急務とされて
いる。[0004] Therefore, in the construction business, there is an urgent need to suppress the generation of construction by-products, promote reuse, and appropriately process.
【０００５】特に、泥土圧シールド工法により発生する
掘削土のほとんどが、例え改良したとしても建設汚泥扱
いとなっている。[0005] In particular, most of the excavated soil generated by the mud pressure shield method is treated as construction sludge even if it is improved.
【０００６】このため、これまでの掘削土の改良目的
は、再利用ではなく、ダンプトラックで輸送できるよう
にすることにあった。[0006] For this reason, the purpose of improving excavated soil so far has been to enable it to be transported by dump truck instead of reused.
【０００７】これに対し、建設省の建設汚泥再利用技術
基準の変更に伴い、汚泥を産業廃棄物扱いせずに再利用
する道が開けた。On the other hand, with the change of the construction sludge recycling technical standard of the Ministry of Construction, a way to reuse sludge without treating it as industrial waste has been opened.
【０００８】しかし、この建設汚泥再利用技術基準で
は、標準仕様ダンプトラックに山積みができ、また、そ
の上を人が歩ける状態を前提として、改良土の品質を第
１種から第４種処理土に区分し、第４種処理土（コーン
指数２００ｋＮ／ｍ2）以上であること及び改良が掘削
から貯留までの過程で行われることという条件を満足す
る必要がある。However, according to the construction sludge recycling technical standard, the quality of the improved soil is classified into Class 1 to Class 4 treated soil on the premise that piles can be piled up on the standard specification dump truck and that humans can walk on it. It is necessary to satisfy the conditions that the soil is Class 4 treated soil (cone index: 200 kN / m 2 ) or more and that the improvement is performed in the process from excavation to storage.
【０００９】この条件は、従来の輸送を目的とした改良
技術では当然ながら満足することはできない。[0009] This condition cannot be satisfied with the conventional improved technology for transportation.
【００１０】また、建設発生土を再利用する場合でも、
受入場所によっては、ｐＨ規制がなされている場合があ
り、このｐＨ値を満足させる必要がある。[0010] Further, even when the soil generated from construction is reused,
Depending on the receiving place, the pH may be regulated, and it is necessary to satisfy this pH value.
【００１１】本発明の目的は、現場搬出までの間に泥土
圧シールド工法の掘削土を産業廃棄物でなく建設発生土
として再利用可能な品質とし、しかも、現場発生土の性
状に応じて随時適正な品質を維持することができる掘削
土改良方法を提供することにある。An object of the present invention is to make excavated soil of the mud pressure shield method into a quality that can be reused as construction waste soil, not industrial waste, until the site is carried out, and at any time according to the properties of the soil created at the site. An object of the present invention is to provide a method for improving excavated soil that can maintain appropriate quality.
【００１２】本発明の他の目的は、ｐＨ規制がなされた
受入場所に対しても容易かつ確実に対応すこることので
きる掘削土改良方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for improving excavated soil which can easily and surely cope with a receiving place where pH is regulated.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の掘削土改良方法は、泥土圧シールド工法に
より掘削された掘削土を改良する掘削土改良方法であっ
て、前記掘削土の水分量及び土質に応じて、予め求めら
れた改良材添加データに基づいて、前記掘削土を目標時
間内で所定の硬さにするための少なくとも高分子系改良
材を含む複数種の改良材の添加量及び配合を求める工程
と、前記改良材の添加量及び配合に基づいて前記掘削土
に前記配合材を添加する工程と、を含むことを特徴とす
る。In order to achieve the above object, a method for improving excavated soil according to the present invention is an excavated soil improvement method for improving excavated soil excavated by a mud pressure shield method. Depending on the water content and soil quality, based on the previously obtained improving material addition data, a plurality of types of improving materials including at least a polymer-based improving material for making the excavated soil a predetermined hardness within a target time. It is characterized by including a step of determining an addition amount and a mixing, and a step of adding the mixing material to the excavated soil based on the addition amount and the mixing of the improving material.
【００１４】本発明によれば、高分子系改良材を含む複
数種の改良材を用い、改良材添加データに基づき掘削土
の水分量及び土質に応じて、改良材の添加量及び配合を
求めて添加することにより、掘削土を確実に目標時間内
で所定の硬さに改良することができる。According to the present invention, a plurality of types of modifiers, including a polymer modifier, are used, and the amount and composition of the modifier are determined based on the data of the modifier addition in accordance with the water content and soil quality of the excavated soil. By doing so, the excavated soil can be reliably improved to a predetermined hardness within the target time.
【００１５】従って、現場搬出までの間に、掘削土を産
業廃棄物でなく建設発生土として再利用可能な品質と
し、しかも、現場発生土の性状に応じて随時訂正な品質
を維持することができることとなる。Therefore, it is possible to make excavated soil a quality that can be reused not as industrial waste but as construction waste soil, and to maintain a corrected quality as needed according to the properties of the site waste soil before the site is carried out. You can do it.
【００１６】本発明においては、改良材は、高分子系改
良材と、セメント系改良材と、石膏系改良材とを含むよ
うにするとよい。In the present invention, the improving material preferably includes a polymer improving material, a cement improving material, and a gypsum improving material.
【００１７】このような構成とすることにより、高分子
系改良材の吸水、凝集効果により土粒子を団粒化して土
砂中の水を拘束し、瞬時に土砂の物性を改善させること
ができ、また、セメント系改良材により土の強度改善を
行い、自在に改良土の土の物性改善を行うことができ、
さらには、石膏系改良材により、土の一定の要望強度を
満足させることができ、しかも、単位あたりのアルカリ
含有量を低減させ、中性化への促進を図るとともに、ア
ルカリ濃度を減少させることができる。[0017] With such a configuration, the soil particles are aggregated by the water absorbing and agglomerating effects of the polymer-based modifier, water in the soil is restrained, and the physical properties of the soil can be instantaneously improved. In addition, the strength of the soil can be improved with the cement-based modifier, and the soil properties of the improved soil can be freely improved,
Furthermore, the gypsum-based modifier can satisfy the required strength of the soil, reduce the alkali content per unit, promote neutralization, and reduce the alkali concentration. Can be.
【００１８】本発明においては、前記セメント系改良材
は、セメントに石灰、無水石膏、二水石膏、フライアッ
シュ、炭酸カルシウム、高炉水宰スラグ、カルシウムア
ルミネートのうち少なくとも１種が含まれるものとする
ことができる。[0018] In the present invention, the cement-based improving material is a cement containing at least one of lime, anhydrous gypsum, gypsum dihydrate, fly ash, calcium carbonate, blast furnace slag, and calcium aluminate. can do.
【００１９】このような構成とすることにより、改良後
の土の物性改善を良好に行うことができる。By adopting such a configuration, it is possible to satisfactorily improve the physical properties of the soil after the improvement.
【００２０】本発明においては、前記高分子系改良材
は、水溶性高分子類を８０％以上含有する液状のものと
することができる。In the present invention, the polymer improver may be a liquid containing at least 80% of a water-soluble polymer.
【００２１】このような構成とすることにより、団粒化
によって土の比表面積を増大させ、アルカリ汚染残土の
中性化への促進を行うことが可能となる。With such a configuration, the specific surface area of the soil is increased by agglomeration, and it is possible to promote the neutralization of the alkali-contaminated residual soil.
【００２２】本発明においては、前記高分子系改良材
は、ポリアクリルアミドを主成分とした分子量３００万
以上のアニオン性もしくはノニオン性でアクリルアミド
系水溶性高分子物質またはカチオン性のアクリルアミド
共重合物とすることができる。In the present invention, the polymer-based improving material is a polyacrylamide-based anionic or nonionic acrylamide-based water-soluble polymer having a molecular weight of 3,000,000 or more or a cationic acrylamide copolymer. can do.
【００２３】このような構成とすることにより、シール
ド掘進時における加泥剤のイオンによって変化する泥土
の性状に容易に対応することができる。By adopting such a configuration, it is possible to easily cope with the properties of the mud which changes due to the ions of the mud during the shield excavation.
【００２４】本発明においては、掘削土の所定の硬さ
は、建設発生土として再利用可能な硬さとするとよい。In the present invention, the predetermined hardness of the excavated soil may be a hardness that can be reused as construction excavated soil.
【００２５】このような構成とすることにより、掘削土
を産業廃棄物ではなく建設発生土として確実に再利用す
ることができる。With this configuration, the excavated soil can be reliably reused not as industrial waste but as construction-generated soil.
【００２６】本発明においては、目標時間は、改良材を
添加から現場搬出までの時間とするとよい。In the present invention, the target time may be a time from the addition of the improving material to the carry-out from the site.
【００２７】このような構成とすることにより、改良土
を現場から搬出する際には、確実に所定の硬さにした状
態で搬出することができる。[0027] With this configuration, when the improved soil is carried out from the site, it can be carried out in a state where the soil has a predetermined hardness.
【００２８】本発明においては、掘削土のｐＨ値を検出
し、このｐＨ値に応じて前記改良材にアルカリ系材料、
中性材料を用いて改良材のｐＨ値を制御することが好ま
しい。In the present invention, the pH value of the excavated soil is detected, and an alkali-based material,
It is preferred to control the pH value of the modifier using a neutral material.
【００２９】このような構成とすることにより、ｐＨ規
制がなされた受入場所に対しても容易かつ確実に対応す
ることができる。By adopting such a configuration, it is possible to easily and surely cope with the receiving place where the pH is regulated.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００３１】図１〜図１３は、本発明の一実施の形態に
係る掘削土改良方法を示す図である。FIGS. 1 to 13 are diagrams showing a method for improving excavated soil according to an embodiment of the present invention.
【００３２】図１には、この掘削土改良方法に用いる掘
削土改良システムの全体概略図が示されている。FIG. 1 is an overall schematic diagram of an excavated soil improvement system used in the excavated soil improvement method.
【００３３】この掘削土改良システムは、泥土圧シール
ド工法における掘削土を改良して再利用可能にするよう
にしている。This excavated soil improvement system improves the excavated soil in the mud pressure shield construction method so that it can be reused.
【００３４】この泥土圧シールド工法では、泥土圧シー
ルド機１０により切羽１２を掘削しながら掘進を行うよ
うになっている。In this mud pressure shield construction method, excavation is performed while excavating the face 12 by the mud pressure shield machine 10.
【００３５】この泥土圧シールド機１０は、送泥管１４
からシールドチャンバ１６内に泥土を供給して土圧に対
抗しながら掘削を行い、シールドチャンバ１６内に溜ま
った掘削土をスクリューコンベア１８にて泥土圧シール
ド機１０内に取り込み、この掘削土をポンプ２０にて排
泥管２２内を圧送して地上設備の土砂ピット２４へと搬
送、排出するようにしている。The mud pressure shield machine 10 includes a mud pipe 14
The mud is supplied into the shield chamber 16 to excavate while opposing the earth pressure, the excavated soil accumulated in the shield chamber 16 is taken into the mud pressure shield machine 10 by the screw conveyor 18, and the excavated soil is pumped. At 20, the inside of the mud pipe 22 is pressure-fed to be conveyed and discharged to the earth and sand pit 24 of the ground equipment.
【００３６】また、図示せぬが掘削土を一旦立坑内のホ
ッパまで搬送し、そこから垂直コンベア等によって地上
設備の土砂ピット２４へと搬送、排出してもよい。Although not shown, the excavated soil may be once conveyed to a hopper in a shaft, from which the excavated soil may be conveyed and discharged to a sediment pit 24 of ground equipment by a vertical conveyor or the like.
【００３７】そして、切羽１２の掘削から土砂ピット２
４に至るまでの掘削土の搬送経路の途中で掘削土を改良
するようにしている。Then, from the excavation of the face 12 to the sediment pit 2
The excavated soil is improved in the course of the excavated soil transport route up to 4.
【００３８】具体的には、排泥管２２の端部に制御部３
０によって制御可能にされた改良装置３２を配設し、こ
の改良装置３２によって、掘削土の改良を行うようにし
ている。Specifically, the control unit 3 is provided at the end of the sludge pipe 22.
An improvement device 32 is provided which can be controlled by means of zero and which improves the excavated soil.
【００３９】制御部３０は、図１２に示すように、掘削
土の水分量及び土質に応じて、予め求められた改良材添
加データ２８に基づいて、掘削土を目標時間内で所定の
硬さ、例えばコーン指数２００ｋＮ／ｍ2（一軸圧縮強
さ５０ｋＮ／ｍ2）以上に改良するための少なくとも高
分子系改良材３４を含む複数種の改良材の添加量及び配
合を求めて、それに対応した改良材の添加を改良装置３
２に指示するようになっている。As shown in FIG. 12, the control unit 30 sets the excavated soil to a predetermined hardness within a target time based on the water content and soil quality of the excavated soil and based on the improving material addition data 28 obtained in advance. For example, the addition amount and blending of a plurality of types of modifiers including at least the polymer modifier 34 for improving the cone index to 200 kN / m 2 (unconfined compressive strength of 50 kN / m 2 ) or more were determined. Addition of improvement material to improvement device 3
2 is instructed.
【００４０】泥土調整結果に基づいて作製した掘削土
（泥土）の性状は、スランプ、ベーン剪断強さ、含水率
を調べると、図４に示すように含水率が高くなるほどベ
ーン剪断強さが低下し、また、図２に示すように、スラ
ンプが増加する傾向にある。The properties of the excavated soil (mud) produced on the basis of the results of the mud adjustment were examined for slump, vane shear strength and water content. As shown in FIG. Also, as shown in FIG. 2, the slump tends to increase.
【００４１】また、含水率とベーン剪断強さあるいはス
ランプの関係は、図２及び図４に示すように、土質によ
って変化するが、ベーン剪断強さとスランプの関係は、
図３に示すように、土質に関わりなくほぼ一定であるこ
とがわかる。As shown in FIGS. 2 and 4, the relationship between the moisture content and the vane shear strength or slump varies depending on the soil properties.
As shown in FIG. 3, it can be seen that it is almost constant irrespective of the soil properties.
【００４２】従って、掘削土を改良するにあたって、掘
削土の水分量と土質を判定することが重要となる。Therefore, in improving the excavated soil, it is important to determine the water content and soil quality of the excavated soil.
【００４３】掘削土の水分量及び土質は、図１２に示す
ように、水分量土質判定部２６により求められるように
なっており、具体的には、例えば、電磁流量計により排
泥管２２内を圧送される掘削土の流量を計測し、この流
量から単位時間あたりに搬送される掘削土の体積を計測
すると共に、γ線密度計や中性子水分計の一方または双
方を用いて単位時間あたりの湿潤密度や含水率を計測す
ることで、掘削土の体積と水分量に基づいて判定可能で
ある。As shown in FIG. 12, the moisture content and soil quality of the excavated soil are determined by a moisture content soil determination unit 26. Specifically, for example, the inside of the drainage pipe 22 is measured by an electromagnetic flow meter. The flow rate of the excavated soil is measured, and the volume of the excavated soil conveyed per unit time is measured from this flow rate, and the amount of the excavated soil per unit time is measured using one or both of a γ-ray density meter and a neutron moisture meter. By measuring the wet density and the water content, it is possible to make a determination based on the volume and moisture content of the excavated soil.
【００４４】また、改良材添加データ２８は、予め配合
試験により、土質毎に改良材の配合と改良土の品質の関
係を、含水率（含水比）毎に改良材の添加量と改良土の
品質の関係を求めておき、これらのデータを予め格納し
た状態となっている。The improving material addition data 28 shows the relationship between the blending of the improving material and the quality of the improved soil for each soil type by a mixing test in advance, and the amount of the improving material added and the amount of the improved soil for each water content (water content ratio). The relation of quality is obtained, and these data are stored in advance.
【００４５】従って、掘削土の計測結果を改良材添加デ
ータ２８に当てはめることで任意の品質の改良土を得る
ための改良材の添加量及び配合を求めることができる。Accordingly, by applying the measurement result of the excavated soil to the improved material addition data 28, the amount and composition of the improved material for obtaining the improved soil of any quality can be obtained.
【００４６】また、含水率に応じて高分子系改良材３４
の添加量と固化時間の関係を予め求めて改良材添加デー
タ２８に格納しておけば、任意の目標固化時間内に改良
土を固化させることができる。Further, depending on the water content, the polymer-based modifier 34
If the relationship between the addition amount and the solidification time is determined in advance and stored in the improvement material addition data 28, the improved soil can be solidified within an arbitrary target solidification time.
【００４７】この目標固化時間は、改良材を添加してか
ら改良土が現場から搬出されるまでの時間に設定される
もので、０．５時間〜２４時間程度に設定される。The target solidification time is set to a time from the addition of the improving material to the time when the improved soil is carried out of the site, and is set to about 0.5 to 24 hours.
【００４８】例えば、改良材を添加してストックするこ
となく現場搬出される場合には０．５時間〜３時間程
度、一時ストックした後に現場搬出される場合にはスト
ック時間に応じて２４時間程度までに設定されることと
なる。For example, approximately 0.5 to 3 hours when the material is transported on site without adding the improving material and stocking, and approximately 24 hours according to the stock time when the material is temporarily stocked and then transported on site. Will be set by
【００４９】また、掘削土のｐＨ値に対応した改良材の
配合状態を予め改良材添加データ２８に格納しておくこ
とにより、改良土の受入れ場所がｐＨ規制されている場
合にも容易に対応し得ることとなる。Further, by storing the condition of the improved material corresponding to the pH value of the excavated soil in advance in the improved material addition data 28, it is possible to easily cope with the case where the receiving location of the improved soil is regulated by pH. Can be done.
【００５０】改良材としては、高分子系改良材３４の他
例えば石膏系改良材３６、セメント系改良材３８等の複
数のものが用いられる。As the improver, a plurality of improvers such as a gypsum improver 36 and a cement improver 38 other than the polymer improver 34 are used.
【００５１】高分子系改良材３４は、吸水、凝集効果に
より土粒子が団粒化して土砂中の水が拘束されて掘削土
の流動性を消失させ、瞬時に土砂の物性を改善させるこ
とができ、土の初期強度を改善することができるという
特徴を有している。The polymer improver 34 is capable of agglomerating soil particles due to the effect of water absorption and coagulation, restraining water in the soil and losing the fluidity of the excavated soil, and instantly improving the properties of the soil. And has the characteristic that the initial strength of the soil can be improved.
【００５２】この高分子系改良材３４を添加した改良材
と高分子系改良材３４を添加していない改良材の強度変
化の比較を図６に示している。FIG. 6 shows a comparison of the change in strength between the modifier to which the polymer modifier 34 was added and the modifier to which the polymer modifier 34 was not added.
【００５３】同図に示すように、高分子系改良材３４を
用いた改良材は、短時間で所定の強度（コーン指数２０
０ｋＮ／ｍ2）以上に改良することが可能である。As shown in the figure, the modifier using the polymer modifier 34 has a predetermined strength (cone index of 20) in a short time.
0 kN / m 2 ) or more.
【００５４】また、水和反応やポゾラン反応のような長
期強度に劣るが、土砂の団粒化により粉体と土との接触
面積が増えるため、石膏系改良材やセメント系改良材の
ような粉体の改良材と混合しやすくなる。Although it has poor long-term strength such as a hydration reaction and a pozzolan reaction, the contact area between powder and soil increases due to agglomeration of earth and sand. It becomes easier to mix with powder improver.
【００５５】さらに、団粒化することにより、土の比表
面積を増大させるため、炭酸ガスとの接触面積が増大す
ることで、中性化を促進することができる。Furthermore, since the specific surface area of the soil is increased by agglomeration, neutralization can be promoted by increasing the contact area with carbon dioxide.
【００５６】このような高分子系改良材に用いる高分子
材料としては、次に掲げるようなものが好ましい。As the polymer material used for such a polymer-based modifier, the following materials are preferable.
【００５７】（１）水溶性高分子類を８０％以上含有す
る液状のもの。(1) A liquid containing at least 80% of a water-soluble polymer.
【００５８】特に、ポリアクリルアミド、ポリエチレン
ノキサイド、グアガム、ヒドロキシエチルセルロースが
好ましい。Particularly, polyacrylamide, polyethylene oxide, guar gum, and hydroxyethyl cellulose are preferred.
【００５９】（２）ポリアクリルアミドを主成分とした
分子量３００万以上の、アニオン性またはノニオン性で
アクリルアミド系水溶性高分子物質。(2) An anionic or nonionic acrylamide-based water-soluble polymer material having a molecular weight of 3,000,000 or more and containing polyacrylamide as a main component.
【００６０】または、カチオン性のアクリルアミド共重
合物。Alternatively, a cationic acrylamide copolymer.
【００６１】この共重合物の代表例としては、ジアルキ
ルアミノアルキル（メタ）アクリレート塩あるいはその
４級化物。Representative examples of the copolymer include dialkylaminoalkyl (meth) acrylate salts and quaternized products thereof.
【００６２】（３）吸水性樹脂類（ポリアクリル酸塩の
架橋物等）を５０％以上含有する、粉末状のもの。(3) A powder containing at least 50% of a water-absorbing resin (such as a crosslinked polyacrylate).
【００６３】石膏系改良材３６は、中性のものであるた
め、単位あたりのアルカリ含有量を低減させ、中性化へ
の促進を図るとともに、アルカリ濃度を減少させること
ができ、さらに、土への吸水力が強いため、土の初期強
度改善を行って、一定の要望強度を満足させることがで
きるという特徴を有する。Since the gypsum-based improving material 36 is neutral, the alkali content per unit can be reduced to promote the neutralization, and the alkali concentration can be reduced. Because of its strong water-absorbing power, it has the characteristic that the initial strength of the soil can be improved and a certain required strength can be satisfied.
【００６４】この石膏系改良材の材料としては、次のよ
うなものが好ましい。The following materials are preferable as the material for the gypsum-based improving material.
【００６５】（１）半水石膏、無水石膏または二水石膏
に対し必要に応じてフライアッシュ、炭酸カルシウム、
生石灰、軽焼ドロマイト、水硬性セメントの１種類また
は２種以上の混合されたもの。(1) Gypsum hemihydrate, anhydrous gypsum or gypsum dihydrate as required, fly ash, calcium carbonate,
One or a mixture of two or more of quicklime, lightly burned dolomite, and hydraulic cement.
【００６６】（２）半水石膏は、α型、β型であり、無
水石膏は、III型またはII型であること。(2) Hemihydrate gypsum is α-type and β-type, and anhydrous gypsum is type III or II.
【００６７】（３）半水石膏は、ＣａＳＯ4・１／２Ｈ2
Ｏの化学式で示されるもの。(3) Gypsum hemihydrate is CaSO 4 .1 / 2H 2
What is shown by the chemical formula of O.
【００６８】また、天然二水石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ
2Ｏ）または、化学石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）を１２
０℃〜１４０℃でか焼して一時脱水して得られるもの。Also, natural dihydrate gypsum (CaSO 4 .2H)
2 O) or chemical gypsum (CaSO 4 .2H 2 O)
Those obtained by calcination at 0 ° C to 140 ° C and temporary dehydration.
【００６９】（４）半水石膏に用いるものとしては、比
表面積が好ましくは３５００以上のものであること。(4) The hemihydrate gypsum should have a specific surface area of preferably 3500 or more.
【００７０】ただし、石膏ボードの再利用半水石膏も使
用可能である。However, recycled hemihydrate gypsum of gypsum board can also be used.
【００７１】セメント系改良材３８は、土の強度改善を
行い、自在に改良後の土の物性改善を行うことができる
という特徴がある。The cement improver 38 is characterized in that it can improve the strength of the soil and can freely improve the physical properties of the soil after the improvement.
【００７２】このセメント系改良材３８としては、セメ
ントに、石灰、無水石膏、二水石膏、フライアッシュ、
炭酸カルシウム、高炉水宰スラグ、カルシウムアルミネ
ートのうち少なくとも１種以上が含まれる特殊セメント
を用いることができる。As the cement-based modifier 38, lime, anhydrous gypsum, gypsum dihydrate, fly ash,
A special cement containing at least one of calcium carbonate, blast furnace water slag, and calcium aluminate can be used.
【００７３】このセメント系改良材３８の配合割合の一
例を図５に示している。FIG. 5 shows an example of the mixing ratio of the cement-based modifier 38.
【００７４】このような高分子系改良材３４、石膏系改
良材３６及びセメント系改良材３８の配合例を図７に従
来品と比較して示している。FIG. 7 shows a composition example of such a polymer-based modifier 34, a gypsum-based modifier 36, and a cement-based modifier 38 in comparison with a conventional product.
【００７５】なお、ここではセメント系改良材に図５で
示したような配合の特殊セメントを用いている。Here, a special cement having the composition shown in FIG. 5 is used as the cement-based improving material.
【００７６】また、本実施の形態における改良材を用い
て掘削土の改良を行った場合の添加量とコーン指数の関
係の一例として、図８に粘性土の場合、図９に砂質土の
場合をそれぞれ示している。Further, as an example of the relationship between the amount of addition and the cone index when the excavated soil is improved using the improving material in this embodiment, FIG. 8 shows a case of cohesive soil, and FIG. Each case is shown.
【００７７】これら図８、図９から、粘性土に対しては
セメント系改良材、砂質土に対してはセメント系改良材
及び石膏系改良材が有効で、さらに高分子系改良材を併
用することでセメント系改良材の添加量を少なくして施
工性が向上することが判明する。From these FIGS. 8 and 9, it can be seen that cement-based improver is effective for cohesive soil, cement-based improver and gypsum-based improver is effective for sandy soil, and polymer-based improver is used in combination. It is clear that the workability is improved by reducing the amount of the cement-based modifier added.
【００７８】また、図１０には、本実施の形態における
改良材を用いて改良を行った場合のコーン指数と時間と
の関係を従来品と比較して示している。FIG. 10 shows the relationship between the cone index and time when the improvement is performed using the improving material according to the present embodiment in comparison with the conventional product.
【００７９】同図から本実施の形態に係る改良材の場合
は、従来品に比して短時間で所定強度に達することが判
明する。From the figure, it is clear that the improved material according to the present embodiment reaches the predetermined strength in a shorter time than the conventional product.
【００８０】さらに、図１１には、本実施の形態に係る
改良材を用いて掘削土の改良を行った場合のｐＨ値の経
時変化を従来品を用いた場合と比較して示している。Further, FIG. 11 shows the change over time of the pH value when the excavated soil is improved using the improving material according to the present embodiment, as compared with the case where the conventional product is used.
【００８１】同図から、本実施の形態に係る改良材を用
いた場合には、従来品を用いた場合に比し、はるかに短
時間でｐＨ値が中性領域（５．６≦（ｐＨ）≦８．６）
に達することが判明する。From the figure, it can be seen that when the improved material according to the present embodiment is used, the pH value is much shorter in the neutral region (5.6 ≦ (pH ) ≤ 8.6)
Turns out to be reached.
【００８２】改良装置３２は、例えば粘性土から礫質土
まで適用範囲が広く、撹拌効率のよい可撓性ゴムケーシ
ング４０と、図示せぬ一軸パドルミキサで構成し、掘削
土と改良材とを混合撹拌し改良土を作成した後、ベルト
コンベア４２上に改良土４４を供給し、ベルトコンベア
４２上から土砂ピット２４内に改良土４４を排出するよ
うにしている。The improvement device 32 has a wide range of application, for example, from cohesive soil to conglomerate soil, and comprises a flexible rubber casing 40 with good stirring efficiency and a uniaxial paddle mixer (not shown), and mixes excavated soil with the improved material. After agitating and producing the improved soil, the improved soil 44 is supplied onto the belt conveyor 42 and discharged from the belt conveyor 42 into the earth and sand pit 24.
【００８３】なお、石膏系改良材３６及びセメント系改
良材３８は、改良材計量器４６、４８により計量されて
改良装置３２に供給され、また、高分子系改良材３４
は、ポンプ５０により圧送され、改良材流量計５２によ
り流量が計測されて改良装置３２に供給されるようにな
っている。The gypsum improving material 36 and the cement improving material 38 are weighed by the improving material measuring devices 46 and 48 and supplied to the improving device 32.
Is pumped by a pump 50, the flow rate is measured by an improvement material flow meter 52, and supplied to the improvement device 32.
【００８４】なお、本実施の形態では、改良装置３２
は、地上設備の土砂ピット２４付近に配設されている
が、この例に限らず、図示せぬが泥土圧シールド機に連
結された後方台車上や発振立坑内に設置するようにして
もよい。In this embodiment, the improvement device 32
Is disposed in the vicinity of the earth and sand pit 24 of the ground equipment, but is not limited to this example, and may be installed on a rear bogie (not shown) connected to a mud pressure shield machine or in an oscillation shaft. .
【００８５】次に、このような改良土改良システムを用
いた掘削土改良方法について、図１３を参照して説明す
る。Next, a method for improving excavated soil using such an improved soil improvement system will be described with reference to FIG.
【００８６】まず、泥土圧シールド工法により掘削され
た掘削土の水分量及び土質を判定する（Ｓ１）。First, the water content and soil quality of the excavated soil excavated by the mud pressure shield method are determined (S1).
【００８７】この場合、例えば、掘削土を圧送する排泥
管２２に設けた電磁流量計によって単位時間あたりに排
出される掘削土の体積を測定し、この測定した体積中の
掘削土の湿潤密度をγ線密度計によって計測し、中性子
水分計によって掘削土の含水率を計測し、この掘削土の
体積と水分量から掘削土の土質を判定する。In this case, for example, the volume of the excavated soil discharged per unit time is measured by an electromagnetic flow meter provided in the exhaust pipe 22 for pumping the excavated soil, and the wet density of the excavated soil in the measured volume is measured. Is measured by a γ-ray density meter, the moisture content of the excavated soil is measured by a neutron moisture meter, and the soil quality of the excavated soil is determined from the volume and the water content of the excavated soil.
【００８８】次に、求められた掘削土の水分量及び土質
に応じて、改良材の添加量及び配合を算出する（Ｓ
２）。Next, according to the obtained water content and soil quality of the excavated soil, the addition amount and the compounding ratio of the improving material are calculated (S
2).
【００８９】この場合、制御部３０が予め求められた土
質試験や配合試験等のデータを格納する改良材添加デー
タ２８に基づいて、掘削土を目標時間内で所定の硬さに
するための改良材の添加量及び配合を求める。In this case, based on the improved material addition data 28 which stores data such as soil test and compounding test which are obtained in advance, the control unit 30 performs an improvement for setting the excavated soil to a predetermined hardness within a target time. Determine the amount and composition of the material.
【００９０】また、受入先がｐＨ規制を行っている場合
には、ｐＨ値を調整するためのデータに基づいて、添加
量及び配合を求める。When the receiving party regulates the pH, the addition amount and the blending are determined based on the data for adjusting the pH value.
【００９１】次いで、この求められた改良材の添加量及
び配合に基づいて、高分子系改良材３４を含む石膏系改
良材３６やセメント系改良材３８等の添加量及び配合を
制御して改良装置３２に供給し、掘削土に改良材を添加
し（Ｓ３）、改良装置３２で改良材と掘削土を混合す
る。Next, based on the determined amount and composition of the modifier, the amount and composition of the gypsum modifier 36 and the cement modifier 38 including the polymer modifier 34 are controlled and improved. The improved material is supplied to the excavator 32, and the improved material is added to the excavated soil (S3).
【００９２】そして改良材が添加されると、改良土が取
り出されることとなる（Ｓ４）。When the improving material is added, the improved soil is taken out (S4).
【００９３】この改良土は、改良装置３２からベルトコ
ンベア４２上に取り出されて土砂ピット２４へと搬送さ
れ、貯留されることとなる。The improved soil is taken out from the improvement device 32 onto the belt conveyor 42, conveyed to the earth and sand pit 24, and stored.
【００９４】そして、貯留された改良土が現場から搬出
されるまでの間に所定の強さとなって搬出されることと
なる。[0094] Then, the stored improved soil is carried out with a predetermined strength until it is carried out from the site.
【００９５】本発明は、前記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態
に変形可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified into various forms within the scope of the present invention.
【００９６】例えば、前記実施の形態においては、掘削
土の搬送に排泥管を用いたポンプ圧送方式を用いている
が、この例に限らず、ズリ鋼車やベルトコンベア等で搬
送するようにすることも可能であり、その搬送途中にお
いて掘削土の改良を行うようにすることも可能である。For example, in the above-described embodiment, a pumping method using a mud pipe is used for transporting excavated soil. However, the present invention is not limited to this example. It is also possible to improve the excavated soil during the transportation.
【００９７】また、前記実施の形態においては、掘削土
の体積を計測するために電磁流量計を用い、また、水分
量を検出するためにγ線密度計や中性子水分計を用いて
いるが、単位時間あたりに搬送される掘削土の体積を測
定てぎるものであれば種々の体積計測計を用いることが
でき、また、水分量を正確に把握できるものであれば、
γ線密度計や中性子水分計に変えて他の水分量計測計を
用いることも可能である。In the above embodiment, an electromagnetic flowmeter is used to measure the volume of excavated soil, and a γ-ray density meter and a neutron moisture meter are used to detect the moisture content. Various volume meters can be used as long as the volume of excavated soil conveyed per unit time can be measured, and if the amount of water can be accurately grasped,
It is also possible to use another moisture meter instead of the γ-ray density meter or the neutron moisture meter.
【図１】本発明の一実施の形態に係る掘削土改良システ
ムを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an excavated soil improvement system according to an embodiment of the present invention.
【図２】泥水式シールド工法による掘削土の含水率とス
ランプの関係を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a moisture content of excavated soil by a muddy water shield method and a slump.
【図３】泥土圧シールド工法の掘削土のベーン剪断強さ
とスランプの関係を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a vane shear strength of excavated soil and a slump in a mud pressure shield method.
【図４】泥土圧シールド工法の掘削土の含水率とベーン
剪断強さとの関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between water content of excavated soil and vane shear strength in the mud pressure shield method.
【図５】セメント計改良材の配合割合の一例を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing an example of a mixing ratio of a cement meter improving material.
【図６】高分子系改良材を用いた場合の改良土の強度変
化を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in strength of the improved soil when a polymer-based improving material is used.
【図７】改良材の配合の割合の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a mixing ratio of an improving material.
【図８】粘性土における改良材の添加量とコーン指数の
状態を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the state of the added amount of the improving material and the cone index in the clayey soil.
【図９】砂質土における改良材の添加量とコーン指数の
状態を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the amount of an additive added to a sandy soil and the state of the cone index.
【図１０】本実施の形態における改良材を用いた場合の
強度変化を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a change in strength when the improving material according to the present embodiment is used.
【図１１】本実施の形態における改良材を用いてｐＨ値
を調整した場合の改良土のｐＨの経時変化を示す特性図
である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a temporal change in pH of the improved soil when the pH value is adjusted using the improving material in the present embodiment.
【図１２】本実施の形態における掘削土改良システム制
御部の機能を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing functions of an excavated soil improvement system control unit according to the present embodiment.
【図１３】本実施の形態に係る掘削土改良方法を示すフ
ローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing a method for improving excavated soil according to the present embodiment.
１０ 泥土圧シールド機 １２ 切羽 １４ 送泥管 ２０ ポンプ ２２ 排泥管 ２４ 土砂ピット ２８ 改良材添加データ ３０ 制御部 ３２ 改良装置 ３４ 高分子系改良材 ３６ 石膏系改良材 ３８ セメント系改良材 ４４ 改良土 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mud pressure shield machine 12 Face 14 Sludge pipe 20 Pump 22 Drainage pipe 24 Sediment pit 28 Improvement material addition data 30 Control part 32 Improvement device 34 Polymer system improvement material 36 Gypsum system improvement material 38 Cement system improvement material 44 Improvement soil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000195971 西松建設株式会社 東京都港区虎ノ門１丁目20番10号 (71)出願人 000183266 住友大阪セメント株式会社 東京都千代田区六番町６番地28 (72)発明者 畠田 英明 東京都北区志茂２丁目８番17号 (72)発明者 高橋 智 東京都練馬区石神井６丁目31番９号 (72)発明者 秦 健司 埼玉県北足立郡吹上町富士見３−３−２− ２ (72)発明者 谷澤 亮 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 落合 正水 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 柴田 靖 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 五十嵐 寛昌 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 真鍋 智 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 栄 毅熾 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 渡辺 徹 東京都港区虎ノ門１丁目20番10号 西松建 設株式会社内 (72)発明者 磯 陽夫 東京都港区虎ノ門１丁目20番10号 西松建 設株式会社内 (72)発明者 君島 健之 東京都千代田区神田美土代町１番地 住友 大阪セメント株式会社内 (72)発明者 宇野 貢 東京都千代田区神田錦町１−８ 住友大阪 セメント株式会社東京支店内 Ｆターム(参考） 2D054 AC04 DA32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (71) Applicant 000195971 Nishimatsu Construction Co., Ltd. 1-20-10 Toranomon, Minato-ku, Tokyo (71) Applicant 000183266 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 6-6, Rokubancho, Chiyoda-ku, Tokyo 28 ( 72) Inventor Hideaki Hatada 2-7-17 Shimo, Kita-ku, Tokyo (72) Inventor Satoshi Takahashi 6-31-9, Ishigami, Nerima-ku, Tokyo (72) Inventor Kenji Hata Fujimi, Fukiage-cho, Kita-Adachi-gun, Saitama 3-3-2-2 (72) Inventor Ryo Tanizawa 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Inside Toda Construction Corporation (72) Inventor Masami Ochiai 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo (72) Inventor Yasushi Shibata 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Construction (72) Inventor Hiromasa Igarashi 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Inside Shima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Manabe 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Sakae 1-25-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Taisei Construction Co., Ltd. (72) Inventor Toru Watanabe 1-20-10 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Nishimatsu Building Incorporation (72) Inventor Hiroo Iso 1-20-10 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Nishimatsu (72) Inventor Takeyuki Kimishima 1 Kanda Midoshiro-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. (72) Inventor Mitsugu Uno 1-8 Kandanishikicho, Chiyoda-ku, Tokyo Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Tokyo branch F term (reference) 2D054 AC04 DA32
Claims (8)
削土を改良する掘削土改良方法であって、 前記掘削土の水分量及び土質に応じて、予め求められた
改良材添加データに基づいて、前記掘削土を目標時間内
で所定の硬さにするための少なくとも高分子系改良材を
含む複数種の改良材の添加量及び配合を求める工程と、 前記改良材の添加量及び配合に基づいて前記掘削土に前
記配合材を添加する工程と、 を含むことを特徴とする掘削土改良方法。An excavated soil improvement method for improving excavated soil excavated by a mud pressure shield construction method, comprising: A step of determining the addition amount and blending of a plurality of types of improving materials including at least a polymer-based improving material for making the excavated soil to a predetermined hardness within a target time, based on the amount and blending of the improving material A step of adding the compounding material to the excavated soil.
材と、石膏系改良材とを含むことを特徴とする掘削土改
良方法。2. The excavated soil improvement method according to claim 1, wherein the improving material includes the polymer improving material, a cement improving material, and a gypsum improving material.
膏、二水石膏、フライアッシュ、炭酸カルシウム、高炉
水宰スラグ、カルシウムアルミネートのうち少なくとも
１種が含まれることを特徴とする掘削土改良方法。3. The cement-based improving material according to claim 2, wherein the cement contains at least one of lime, anhydrous gypsum, gypsum dihydrate, fly ash, calcium carbonate, blast furnace slag, and calcium aluminate. A method for improving excavated soil characterized by being carried out.
有する液状のものとされていることを特徴とする掘削土
改良方法。4. The method for improving excavated soil according to claim 1, wherein the polymer improving material is a liquid containing at least 80% of a water-soluble polymer. .
した分子量３００万以上のアニオン性もしくはノニオン
性でアクリルアミド系水溶性高分子物質またはカチオン
性のアクリルアミド共重合物とされていることを特徴と
する掘削土改良方法。5. The water-soluble polymer material according to claim 1, wherein the polymer-based modifier is an anionic or nonionic acrylamide-based water-soluble polymer material having a molecular weight of 3,000,000 or more and containing polyacrylamide as a main component. A method for improving excavated soil, characterized in that the excavated soil is a water-soluble acrylamide copolymer.
能な硬さとされていることを特徴とする掘削土改良方
法。6. The excavated soil improvement method according to claim 1, wherein the predetermined hardness of the excavated soil is a hardness that can be reused as construction soil.
とされていることを特徴とする掘削土改良方法。7. The excavated soil improvement method according to any one of claims 1 to 6, wherein the target time is a time from the addition of the improving material to the removal from the site.
改良材にアルカリ系材料、中性材料を用いて改良材のｐ
Ｈ値を制御することを特徴とする掘削土改良方法。8. The improvement material according to claim 1, wherein a pH value of the excavated soil is detected, and an alkaline material or a neutral material is used as the improvement material according to the pH value.
A method for improving excavated soil, comprising controlling an H value.
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