JPS59229570A - 掘削土の土質改良方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、建設現場等にて発生する掘削泥土を直ちに土
質改良して建設資材として再利用するようにした掘削土
の土質改良方法及びその改良装置に関する。

例えば除道の掘削進行によって排出された泥土は何らか
の方法で運搬され、再利用されている。

しかし、排出される泥土の性質は場所により掘進時期に
より常に一定の安定したものではない。そこで土質改良
した上でなければ再利用は困難又は不能である。すなわ
ち泥土の液性指数を基準にしても泥土の原料となる泥土
の液性限界、塑性限界の相違によって同一の含水比であ
つ”Ｃも全く流動性・粘性が変わってくるし、固結剤又
は混和剤の混入による固化強度の程度も異なって（る。

そのため、各掘削現場に応じて適切な混合・混線条件を
設定しなければならないし、しかも狭隘な静道内での作
業のため従来の泥土供給装置及び混練装置の如き狭い空
間で使用することを考慮されていないものを用いること
ができない。

本発明はかかる点に鑑み、掘削進行に伴って排出される
泥土の変化を固化又は混相剤の適切量の混入により使用
目的に適合する改良された建設骨拐と１〜で再利用可能
な掘削土改良方法及び異なる性質の泥土の粘性を把握し
て搬送速度及び固化又は混和剤の投入量を適切に調整す
る土質改良装置を提案Ｖることを主たる目的とする。

以下本発明の一実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示ず路線的
側面図である。１は第１台車、２は第２台車を示し、こ
れらは掘削随道内に敷設したレール上を走行する。第１
台車１上には泥土原料を混合攪拌装置に導く運搬装置１
０が、第２台車２上には泥土原料の土質改良する混和剤
等貯蔵装置２０及び混合攪拌装置３０が夫々設置される
。

運搬装置１０は、地山がら採集され又は掘削現場から排
出された粘土質塊、泥、土砂等の原料が掘進機等からコ
ンベア又はポンプにて供給される第１スクリユーコンベ
ア１１及び第２スクリユーコンベア５１等で構成される
。第１スクリユーコンベア１１は、第１台車１上のサド
ル３上に設けた駆動モータ１２によって回転駆動される
。このコンベア１１は原料投入側から搬送側に向って緩
かな俯角傾斜状の泥土受板１３上に配置した回転軸１６
に、自在継手１４を介してモータ１２からの駆動力がチ
ェーン１５によって伝達されるように接続されている。

自在継手１４を設けることにより、大塊状の土砂が供給
された場合にコンベア軸１１ａがそれに応じて先端自由
となるため、コンベア軸１１ａに無理な抵抗が加わるこ
となく、従って駆動モータ１２への過負荷を防止するこ
とができる。またコンベア軸１１ａを僅かな俯角傾斜と
したのは、限定されたスペース内−〇できるだけ大きな
泥土砂の容積を確保するためである。

第１スクリユーコンベア１１で搬送された泥土原料は、
第２スクリユーコンベア５１に引続き供給される。この
とき、原料が高粘性のためかつ第１スクリ：１−コンベ
′ア１１の傾斜角が小さし・ために第１コンベア１１か
らスムー人゛に第２コンベア５１へ移送できず橋絡（ブ
リッジ）現象を来すことがあるので、この状態を解消す
るため、第１コンベア１１と第２コンベア５１との間に
垂直型ノくドル型式のブリッジプレーヤ１７が設置され
る、このブレーカ１７は、垂直回転軸１７ａにエンドレ
ススクレーパ１７ｂ及び垂直スクリュー１７Ｃが一体に
設けられたものである。このブレーカ１７０回転によっ
て、第１コンベア１１から供給された高粘質の泥土の橋
絡状になった場合でもスクリュー１７Ｃの回転により原
料の停滞なく第２コンベア５１に押込むことができる。

第２　スクＩＪニーコンベア５１は２軸閉鎖型スクリユ
ーコンベアを用い、駆動回転数の変換により液性指数の
異なる原料を均一に混合攪拌工程に搬送するために用い
られるものである。液性指数の変動すなわち土質検出は
、コンベア軸にトルク計を設けてトルク計の変化によっ
て検知し、コンベアの回転調節を行なう。２軸式のコン
ベア５１の一方の軸は主駆動型とし、他方の軸は軸方向
に移動してスクリュー相互のクリーニングを行ない得る
ようにする。これによりＸ占性の大きい泥土がスクリュ
ーにねばり付くことに起因する搬送量の低減を防ぐこと
ができる。

一方の軸５２は自在継手５３を介して第１台車１上に水
平に設けた軸５４に接続され、軸５４と駆動モータ５５
とを接続する軸５６との間にはチエンベルト伝達される
。５７はチェーンを示す。

モータ５５と軸５６との間にはトルク計５８が介在され
る。従って、第２コンベア５１によって搬送される泥土
砂の液性指数が変化するとスクリューと泥土砂との粘性
に応じてモータ５５の回転トルクが変動するので、この
変動トルクな検出してモータ駆動回路中の電流又は電圧
制御することにより、モータ５５の回転を制御する。

第６図は液性指数の異なる泥土が投入搬送されたときに
トルクメータの指示値が変更することにより゛第２スク
リューコンベアの回転数を制御するブロック図である。

第２スクリユーコンベア５１の回転数はトルクメータに
てトルク検出され、ひずみ測定変換部を介して信号変換
制御演算部で信号処理され、次にインバータ動力部にて
モータ５５に周波数変換される回路構成を採用している
。

尚、軸５４の端部にはスクリューコンパフ５１０回転を
検出するタコメータ５９を設けることができる。タコメ
ータ５９はロータリエンコーダ及びデジタルカウンタで
構成し得る。

他方の軸６２は、第７図に示す如く、一方の軸５２の回
転力を傾柵軸の４＝部でギアボックス６３を用、いて伝
達回転するように構成される。６４はパワーシリングを
示し、これは基台６５上に固定され１、軸６２と平行に
ピストンが駆動されるように一装置される。シリンダ６
４のピストン６４ａは、第８図に示す如く、他方の軸６
゛２の軸受６５を移動する連結部６６に接続され、軸受
６５に一端が回転自在にかつスラスト方向が規制される
他方の軸６２がピストン６４ａの伸縮によって矢印Ａ方
これに一方の軸５２かも回転力な伝達するギア装置６７
が嵌合している。従って、他方の軸６２の軸方向への移
動があっても一方の軸５２のギアとの噛合状態は維持さ
れることになる。尚、図中６８はギア装置６７のケーシ
ング、６７ａはギアを示す。このため、粘性の大きい泥
土原料が第２スクリユーコンベア５１によって上方へ搬
送される際、スクリューにねばり付いたとき、パワーシ
リンダ６４を作動させて他方の軸６２を軸方向へ移動さ
せることにより、ダブルスクリユーの間隔を狭くしてね
ばり付いた原料を除去し、セルフクリー二／グを行なう
ことが可能となる。

混和剤等貯蔵装置２０は、第１図に示す如く、第２台車
２に設けた垂直型スクリューコンベア２１によって一担
に一方へ移送された混和又は固化剤を下部排出側になら
し運搬して一定量を混合攪拌装置３０へ供給するもので
ある。そして第２スクリユーコンベア５１によって移送
された泥土砂と混合されて土質改良するものである。ス
クリューコンベア２１はモータ２２によってチェーン駆
動される。上方へ移送された混合又は混和剤は、サイロ
内壁面イ寸着を防ぐ必要があり、そのためサイロ２３内
に設けたチェーンスクレーパ２４によってならし運搬さ
れる。チェーンスクレーパ２４はサイロ２Ｕａ側面に設
けた４位置のスプロケット２５に掛けら□れ、そのうち
哨１のスプロケット２５（をサイロ２０ａの外部に延長
して設けた軸２５ａにモータ２６の駆動力が伝達される
（第５図参照）。サイロ２０ａ内には順次混合又は混和
剤が供給されるが、サイロ２０ａから溢れることのない
ようにサイロ２（１８の上部にはレベルスイッチ２Ｔが
設けられる。レベルスイッチ２７は一定のレベルに達し
たとき垂直スクリューコンベア２１のモータ２２の回転
を停止トする制御回路に接続されている。

チェーンスクレーパ２４によってブレードフィーダ、２
８側へ寄せられた混和又は固化剤は、第４図に示す如く
、ブレードフィーダ２８の入口に交わる軸心のスクリュ
ーフィーダ２９によってブレードフィーダ２８の入口に
常に溜められる。そしてサイロ２０ａの底部に設けたブ
レードフィーダ２８によって定量毎にその下部に設しナ
た混合攪拌装置３０に供給される。ブレードフィーダ２
８昏ま、槽２０ａの底板に回転自在に取付けた回転軸に
放射状に設けたブレードが回転することによって定量分
配するものである。混合攪拌装置３０は、第゛４図及び
第９図に示す如く、上部に泥土原料投入口が、底部には
わん曲した断面Ｕ字状の底板が夫夫設けられ、２本の攪
拌軸が水平方向に配置されたものである。そして攪拌槽
３０ａの側壁３Ｌｌｂの下部に排出口３０Ｃを介して搬
送コンベア（（二点鎖線図示）が配置される。２本の攪
拌軸３２ａ。

３２ｂの軸端は軸方向に延出して槽３０ａの外側方に設
けた軸受３３によって回転自在に軸支される。攪拌軸３
２ａ、３２ｂは、第９図に示す如く、攪拌槽３Ｕａ内に
おいて同一回転面に等しい位相差で基軸３４を介して垂
設された複数の平板状の攪拌羽根３５を備えたものであ
る。各攪拌羽根３５は、軸３２ａの軸方向に等間隔にか
つ隣設した攪拌軸３２ｂに同様に設けた羽根３５′と夫
々の回転面を交互に重合して多数列設したものである。

攪拌軸３２ｂには、第５図に示す如く、夫々チェーンベ
ルト等の伝導体３７を介してモータ３８の回転力が伝達
される。また断面Ｕ字状の底板３０（４゜は、異物混入
事故・防市のため可撓性材にて形成され、かつ上端部は
フレーム３６に吊下げ構造とする。モータ３８は、泥土
原料の土質変化に応じて混合比率を変更することによる
混練度を変えるため可変速型モータを採用する。

伝導帯３７は、第５図に示す如く、上下に配置したガイ
ドスプロケット３９ａ、３９ｂ及び各軸３２ａ、３２ｂ
の端部に設けたスプロケット３２ｃ、３２ｄに掛けられ
る。そのため同方向に各軸３２ａ、３２ｂを回転同期さ
せることもでき、逆方向に回転同期させることもできる
。上方のガイドスプロケット３９αはチェーンのゆるみ
又は恩掛は時のため上下に軸心が移動する構造である。

軸３９ｅは上下の芯棒３９ｆに軸受を介して一体化され
、芯棒３９ｆには常に圧縮ばね３９ｇが作用して、いる
。

次に本発明の動作について説明する。第１スクリユーコ
ンベアに予め設定した投入量より多量又は少量に変化し
た場合は、第２スクリューコンベア５１０回転数及びブ
レードフィーダ２８の回転数を適切に変更しないと泥土
がコンベアからあふれたり、コンベアの空回りとなる。

そこで、第１０図に示す如く、予め設定した投入量に対
応する適切な第２スクリｚ−コンベア５１０回転数及び
ブレードフィーダ２８の回転数を設定する主設定器７１
を設ける、主設定器７１かも切り回路７２を経て比例設
定部７３に導かれ、夫々第２スクリユーコンベア５１及
びブレードフィーダ２８のイ／バータ駆動回路７４．７
５に導かれる。切替回路には別に予め設定された投入量
以上又は以下を指示する上限下限レベルを検出する超音
波検出器１９よりの信号に基づいて主設定器ｒ１よりの
信号から上限モード又は下限モード信号に切替えるレベ
ル検出対応、設定部７６が内蔵又は付設されている。そ
のため所定の投入量以−ト又は以下のレベルを指示する
信号が切替回路７２に供給されることにより、しくル挽
出対応設定部ＩＩ内の予め設定している可変抵抗制御回
路に切替えられ、増幅された信号が各インく一タ部／４
．７５に供給され、第２コンベア５１及びブレードツイ
ータ２８の回転数を増加又は減少させることができる。

従って第１コンベア１１にト限レベルに達する投入量が
あったときは第２コンベア５１及びブレードフィーダ２
８の回転数を最高に自！１１副１卸することができる。

ところで、掘削排上は常に一定の液は指数を保った泥土
が供給されるとは限らない。例えば所定の液性指数の原
料から液性指数値が大きくなる場合はスクリューコンベ
アの回転数を増加させなければ充分な搬送は困難であり
、またブレードフィーダの回転数を増加させて混和剤等
を多量に供給しなければならない。逆に液性指数値が小
さくなる場合は、スクリューコンベアの回転数を減少さ
せても搬送能力は満足するが、ブレードフィーダからの
混和又は固化剤の投入量を少なくするためブレードフィ
ーダの回転を下げる必要がある。

そこで、第１１図に示す如く、主設定・レベル設定切替
回路８１を設け、この回路から比率設定切替回路８２を
経て各駆動回路８３．８４に接続されている。主設定・
レベルＪ）定切替回路８１は、平常時投入レベルを指示
する主設定状態、過大投入による最高レベル状態、及び
過小投入による最低レベル状態の夫々の設定電圧値を切
替える回路である。比率設定切替回路８２は、各、駆動
回路８３．８４の回転比（（対応する電圧比が予め１：
１、ｌ：２・・・・・・１：Ｎに定められた各回路で構
成され、そのうち１つの回路を−Ｊ瓜択して各駆動回路
８３．８４に入力されるように構成したものである。従
って、例えば液性指数１．５でトルクメ−タの指示値が
５の場合に第２コンベアが３Ｑｒｐｍで所定の搬送、量
とみなされ、これに５％の固化剤を混入する場合のフ・
１−ダの回転数が３　ｒｐｍが適当と仮定した場合、そ
の後泥土の質が変わりトルクメータが３の指示値を示す
と、液性指数が大きくなったとみなされ、第２コンベア
の回転数及びブレードフィーダの回−転数を増加させる
ため、比例設定切替回路８２の適切な比例回路を選択す
れば、常に所定の混練調整された均一混合状態の土質に
改良することができる。そして第２コンベアの所定の搬
送量に対して予め設定された混和剤又は固化剤の投入量
を増減゛させるときは、混合攪拌装置３０内の混線状態
を検測又は目視により、比率設定切替回路８２の所望の
比率に切替え調整することができる。

以上述べた如く本発明によれば、第１スクリユーコンベ
アによって泥土を連続的に第２スクリユーコンベアに搬
送する際、粘性の大きい泥土のブリッジを破壊するブリ
ッジブレーカを通過させ、上記第２スクリユーコンベア
に供給された上記泥土の粘性に応じて搬送速度が変更さ
れ、搬送速度が変更調整された泥土と共に上記泥土の粘
性又は固化を調整する混和又は固化剤が予め設定された
比率に基づいて混合攪拌装置内に供給される二とにより
、混練泥土の均一な土質改良を行ソヨうようにしたので
、例えば１蔵道掘削時に随時粘性土質が変化する泥土を
狭隘な空間内で人為的に液性指数を調整して必要とする
用途に土質を改良することができる。すなわちあらゆる
土質条件に適合させるため、上記混和又は固化剤の比率
をＬ記土質変化に即応して任意に設定することができる
ので、常に均一な土質を得ることができる。しかも粘性
が筒（コンベアにスムーズに搬送され難い場合にも必要
に応じて上記ブリッジブレーカを運転することにより解
消することができ、土質の変化に即応した搬送条件を選
択することができる。

また本発明によれば、スクリューコンベアによって供給
される泥土と混和又は固化剤とを混合攪拌して所定の土
質に改良する装置において、第１スクリユーコンベアに
よって供給される泥土のブリッジを破壊するブリッジブ
レーカと、上記第１スクリユーコンベアから供給された
泥土の粘性に応じて第２ス、クリユーコンベアのスクリ
ュ回転数を変更するための第２スクリユーコンベアの軸
に設けたトルクメータとより構成したので、狭い空間内
で充分なこの種装置の機能すなわち（０随時変動する泥
土供給量の変化を適確に把握１−て搬送能力を最大限に
生かすことができ、■上記第２スクリューコンベアの搬
送時の粘性抵抗を直接把握してスクリュの回転数を増加
・減少制御することができ、従って、水分が罹めで多い
泥土原料が投入されたときは回転数を増加して搬送能力
の停滞を防ぐことができ、性質の異なる土質に対応して
所期の搬送能力を達成することができる。

更に本発明によれば、上記渠２スクリューコンベアの一
方の軸に対し軸方向に移動するように駆動するスクリュ
ークリーニング機構を他方の軸に設けたので、高粘性泥
土に対し粘着対策が充分に行ない得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例を示す路線的側面図、第２図
、第３図及び第４図は第１図中■−■線、１［１−１線
、ＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は第１図中■−■線矢視
図、第６図は第２スクリユーコンベアの回転制御の説明
に供するブロック図、第７図は第１図中ｖｎ　−Ｖｌｌ
線矢視図、第８図は第７図中■−■線１ｙｒ面図、第９
図は第１図中に−ＩＸ線断面図、第１０図及び第１１図
は第２スクリユーコンベア及びブレードフィーダの各制
御ブロック図である。 １１、・・・第１スクリユーコンベア、２０・・・混和
剤等貯蔵装置、２１・・・垂直型スクリューコンベア、
２３・・・サイロ、２４・・・チェーンスクレーパ、２
８・・・ブレードフィーダ、３０・・・混合攪拌装置、
３２ａ。 ３２ｂ・・・攪拌軸、３５・・・攪拌羽根、５１・・・
第２スクリユーコンベア、５２・・・一方の軸、５８・
・・トルク計、６２・・・他方の軸、６４・・・パワー
シリンダ、７１・・・主設定器、Ｔ２・・・切替回路、
７３・・・比例設定部、８１・・・主設定・レベル設定
切替回路、８２・・・比例設定切替回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１スクリユーコンベアによって泥土を連続的に第
   ２スクリユーコンベアに搬送する際、粘性の大きい泥土
   のブリッジを破壊するブリッジブレーカを通過させ、上
   記第２スクリユーコンベアに供給された上記泥土の粘性
   に応じて搬送速度が変更され、搬送速度が変更調整され
   た泥土と共に上記泥土の粘性又は固化を調整する混和又
   は固化剤が予め設定された比率に基づいて混合攪拌装置
   内に供給されることにより、混線泥土の均一な上質改良
   を行なうようにしたどとを特徴とする掘削土の土質改良
   方法。 ２、スクリューコンベアによって供給される泥土と混和
   又は固化剤とを混合攪拌して所定の土質に改良する装置
   において、第１スクリユーコンベアによって供給される
   泥土のブリッジを破壊するブリッジブレーカとＥ記第１
   スクリューコンＱアから供給された泥土の粘性に応じて
   第２スクリユーコンベアのスクリュ回転数を変更するた
   めの第２スクリユーコンベアの軸に設けたトルクメータ
   とより構成したことを特徴とする掘削土の土質改良装置
   。 ３、上記第２スクリユーコンベアの一方の軸に対し軸方
   向に移動するように駆動するスクリュークリーニング機
   構を他方の軸に設けた特許請求の範囲第２項記載の掘削
   土の土質改良装置。