JP2006265885A

JP2006265885A - 気泡シールド工法で発生する建設排泥の処理方法

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Publication number: JP2006265885A
Application number: JP2005083412A
Authority: JP
Inventors: Takanori Hirao; 孝典平尾
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: JP5063863B2

Abstract

【課題】気泡シールド工法で発生する建設排泥に、カチオン性高分子凝集剤を添加混合し
、ついで無機系固化材を添加混合して固化する方法が提案されているが、この方法におい
ては、処理後の排泥の運搬性が悪く、しかも固化物で舗装材料等に使用すると、雨水等に
よりカチオン性高分子凝集剤残留物質が溶出し、地下水汚染等を引き起こす可能性があっ
た。
【解決手段】気泡シールド工法で発生する建設排泥に、アニオン性高分子凝集剤または天
然高分子を添加混合し、造粒した後、無機系固化材を添加混合して固化するようにした。
その結果、固化排土は十分な強度を有する粒状体となり、運搬性に優れるうえ、該固化排
土を埋立・舗装材料等に使用しても、環境に問題のある成分が溶出することはなく、安全
性に優れた建設材料を提供することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は気泡シールド工法で発生する建設排泥の処理方法に関する。

加泥材を切羽やチャンバ内に注入して切羽の安定を図る泥土圧シールド工法を改良した
気泡シールド工法が実用化されている。この気泡シールド工法は、起泡剤を主原料として
気泡生成装置が気泡を生成し、当該気泡を切羽やチャンバ内に注入しながら掘進作業を進
める工法である。

気泡シールド工法は、１．砂礫地盤の場合、気泡のベアリング効果によって掘削土の流
動性が高まる、２．気泡には圧縮性があるため、切羽圧の変動を少なくする、３．土粒子
の間隙に存在する地下水が微細な気泡と置換することで、掘削土の止水性が高まる、４．
粘土やベントナイトを使用しないため、坑内を汚さず、作業環境が向上する、５．注入設
備や気泡生成装置が小規模で済む、等の優れた特徴がある。

一方、気泡シールド工法からは、安定した気泡を含む排泥土である建設排泥が発生する
。
このような建設排泥は流動性に優れているところから、トラック等で運搬することが困難
となるため、通常固化処理された後、埋立てに供されたり、更に処理を加えてレンガ等の
建設・土木資材として再利用されたりする。

気泡シールド工法から発生した建設排泥の場合、このような処理を行うには、前記の気
泡を十分に消泡しないと、固化処理排泥が軽石状となって土木・建設資材として必要な十
分な強度（コーン指数）を示さなくなる。

この現象を防ぐ為に多量の固化材を添加すると、コーン指数は高くなるが、塑性状態と
なり、粘性が高くなって機器等に付着しやすくなる。加えて貯留槽等ですぐに圧密化して
しまい、作業性が悪くなる。

このため、この排泥は先ず自然放置や消泡剤の添加により、消泡されていた。しかし、
消泡しても、汚泥中にシルトやセルロース系増粘剤を含む場合が多く、該成分の生成する
強固な泥膜は気泡の離脱を妨害する上に脱泡残留物においてもなお流動性を有する。

この問題を解決するために、特公平７−５３２８０号公報には、特定のカチオン当量を
有するカチオン性高分子凝集剤を気泡シールド工法から発生する排泥に混錬し、流動性を
消失させる処理法が提案されている。この際、石灰やセメント等の無機系固化材を添加混
合することもできる旨記載されている。
特公平７−５３２８０号公報

しかしながら、上記従来法においては、排泥の流動性は消失するものの、通常の土状態に
戻るだけなので、固化処理を行っても、固化物が塊状となり、それを運搬するには、更に
砕く工程を要する等の新たな課題が発生するうえ、得られた固化物を、例えば、都市等の
舗装材料等の建設・土木資材として使用すると、排泥の処理に用いられた残留カチオン性
高分子凝集剤が雨水等によって地下水等に溶出し、環境汚染を引き起こす可能性があった
。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、気泡シールド工法から発生する建設排泥の運搬
性を改善し、かつ得られた固化物を再利用しても、環境汚染を引き起こす可能性がない処
理方法を提供するものである。

本発明は、気泡シールド工法で発生する建設排泥に、アニオン性高分子凝集剤を添加混
合し、造粒した後、無機系固化材を添加混合して固化することを特徴とする気泡シールド
工法で発生する建設排泥の処理方法に関する。

本発明においては、無機系固化材としては、カルシウムまたはマグネシウムの酸化物を
含む粉末を使用することが好ましい。特に固化物を建設・土木資材として使用するのであ
れば、無機系固化材としては、ｐＨが中性域の固化処理排泥が得られるように、石膏を用
いることが好ましい。

さらに、天然高分子がグアーガムまたはメチルセルロースであることが好ましい。

本発明の気泡シールド工法で発生する建設排泥の処理方法によれば、建設排泥を施工性
の優れた十分な強度を有する粒状固化物とすることができ、運搬性が格段に向上するうえ
、かくして得られた該固化物を建設・土木資材として、都市等における舗装材料や埋立材
料等に使用しても、環境を汚染する心配はなく、有効活用することが可能となる。

以下に本発明の気泡シールド工法で発生する建設排泥の処理方法に関し、その実施の形
態を詳細に説明する。

本発明の対象となる建設排泥は、気泡剤を含む気泡シールド工法で発生する建設排泥で
ある。

本発明で用いられるアニオン性高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミドの部分加水
分解物、ポリアクリル酸、アクリル酸とアクリルアミドとの共重合体、アクリルアミドと
２−アクリルアミドアルキルスルホン酸の共重合体等の合成高分子凝集剤やグアーガム、
メチルセルロース等の凝集能を有する天然高分子が挙げられる。

前記アニオン性高分子凝集剤のアニオン化率は３〜１００モル％程度であり、分子量は
１００万以上のものが好ましい。

これら合成高分子凝集剤や天然高分子の添加量は、建設汚泥に対して０．００５〜０．
５重量％程度とする。

添加混合方法としては、連続ミキサー、強制攪拌ミキサー等の混錬機やパワーショベ
ル、バックホウ、スックリューコンベア等の土木機械を用いることができる。

本発明の場合、アニオン性高分子凝集剤を使用することで、混合時に粒状となり、同時
に造粒される。

建設排泥に前記高分子凝集剤や天然高分子を添加混合して混錬、造粒した後、無機系固
化材を添加する。

無機系固化材としては、セメント、生石灰、酸化マグネシウム等のアルカリ金属の酸化
物や石膏等を主成分として含む粉末が挙げられる。

特に、都市部等における舗装材料等の建設・土木材料として使用する場合には、固化処
理土のｐＨが中性に維持されるように石膏、特に半水石膏を使用することが好ましい。

前工程で造粒された建設排泥にこれら無機系固化材を添加、混合する方法としては、前
記バックホウ等の他、２軸式パドルミキサー、ドラムミキサー、ロータリーミキサー等を
使用することができる。

無機系固化材の添加量は、建設汚泥１ｍ３に対して２０〜２００ｋｇ程度、好ましくは
、５０〜１００ｋｇ程度とする。添加後、３０〜６０秒後に所定の効果が現れるが、３０
分以上放置して十分化学反応を起こさせることが好ましい。

本発明の場合、これら建設排泥は造粒状態で固化されるため、貯留槽等に静置しても、
塊状となることはなく、粒状状態を保った形で固化される。

本発明で得られる固化物は、コーン指数として１００kN/m2以上、特に石膏を使用した
場合には６００kN/m2以上の十分な強度を得ることができる。

こうして得られた固化物は十分な強度を有する粒状物となっているため、トラック等に
よる運搬が極めて容易となり、そのまま埋め立て用資材として使用しても良いし、また、
その後成分を調整し、焼成して煉瓦等の建設用資材として有効活用しても良い。

本発明においては、気泡シールド工法から発生する建設排泥にアニオン性高分子凝集剤
を添加すると、塑性流動性状態の排泥のコンシステンシーを改質し、気泡の効果を低減す
るとともに、造粒作用により、汚泥の自由水を土粒子に取り込み、見掛け上の含水比を低
下させる。その結果、排泥を固化に適した状態に改質し、かつ、無機系固化材の添加量を
低減する。

無機系固化材は、造粒された排泥の自由水の一部と化学的に反応し、排泥を固化する。

こうして生成された粒状固化物は十分な強度を有する粒状体となっているため、運搬性
に優れており、そのまま埋立用資材として使用することができるし、また、該固化物に、
必要に応じて粘土鉱物やアルカリ金属酸化物等を添加、成形後、焼成して煉瓦等の舗装材
料として使用することもできる。

特に、無機系固化材として、石膏を使用すると、固化処理土のｐＨが中性に維持される
ので、環境汚染の心配がなくなり、埋立や舗装材料等、再利用先の用途が広がる。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨
を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１〜６、比較例１、２
某所で気泡シールド工法から発生した排泥（試料１，２）を用いて固化試験を実施した
。排泥の性状を表１に示す。なお、起泡剤としては、ＯＫ−１（第一化成産業(株)商品名）を用いた。

この排泥に、アクリルアミド部分加水分解物（分子量：１千万、アニオン性率：３０％
）を排泥１ｍ３に対して１ｋｇ添加し、強制攪拌ミキサーを用いて、混合攪拌し、造粒し
た。

造粒後、表２に示す各種固化材を所定量添加し、固化を行った。結果を表2に示す。

ここで、コーン指数は、ＪＩＳＡ１２１０「突硬めによる土の締固め試験方法」に
準拠して供試体を作成した後、固化材添加から５時間経過後に、ＪＩＳＡ１２１０「締
固めた土のコーン指数試験」に従い、測定した。

表２から、本発明の実施例においては、コーン指数が１００kN/m2以上、特に石膏を用
いた場合には、６００kN/m2以上のコーン指数が得られており、十分な建設資材としての
強度を有することがわかる。

なお、スコップで得られた固化物をすくって容器に入れて見ると、簡単にすくえ、容器
に入れた後も、投入時の形をそのまま維持した。

本発明は、気泡シールド工法で発生する建設排泥に、アニオン性高分子凝集剤または天
然高分子を添加混合し、造粒した後、無機系固化材を添加混合して固化するようにしたの
で、固化物を埋立や都市等における舗装材料等の建設・土木資材として再利用しても、十
分な強度を有し、かつ、汚染物質が溶出して地下水汚染を引き起こす心配もない。

Claims

気泡シールド工法で発生する建設排泥に、アニオン性高分子凝集剤または天然高分子を
添加混合し、造粒した後、無機系固化材を添加混合して固化することを特徴とする気泡シ
ールド工法で発生する建設排泥の処理方法。
請求項１において、無機系固化材がカルシウムまたはマグネシウムの酸化物を含む粉末
である気泡シールド工法で発生する建設排泥の処理方法。
請求項２において、無機系固化材が石膏を含む粉末である気泡シールド工法で発生する
建設排泥の処理方法。
請求項１において、天然高分子がグアーガムまたはメチルセルロースである気泡シー
ルド工法で発生する建設排泥の処理方法。