JP4436111B2 - 泥土処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、泥濃式又は土圧式推進工法によって排出される泥土を処理するために使用される泥土処理装置に関するものである。

従来、地中にトンネル等の横坑を構築し、または、下水管きょを構築する場合には、泥濃式又は土圧式推進工法が採用される場合が多く、こうした推進工法により発生する残土（水分を含んだ泥土）は、地中から地上に排出された後に産業廃棄物として処理されている。しかし、こうして排出された泥土には泥水を含んでいる場合が多く、そのままの状態で産業廃棄物として処理する場合には、廃棄コストも高い。

そこで、従来、泥濃式又は土圧式推進工法により排出された泥土を、泥水と土砂（又は礫）とに分離し、再利用を図ることにより産業廃棄物として廃棄される泥土の絶対量を減少する目的から、泥土を貯留するレシーバタンクの近傍に、泥土に含まれた礫や土砂を分級する振動篩を設け、上記レシーバタンクと振動篩との間には、該レシーバタンク内に貯留された泥土を振動篩に搬送する搬送装置を設けた設備が提案されている。上記レシーバタンクは、地中を掘削する推進装置に排泥管を介して接続されているとともに、吸引装置（真空吸引装置）に接続され、この吸引装置の駆動により、推進装置の掘削により排出された泥土が流入するように構成されたものである。また、上記振動篩は、上記レシーバタンク内から搬送装置により搬送された泥土を分級するものであり、具体的には振動するメッシュスクリーンにより構成されている。そして、この設備では、このメッシュスクリーン上に乗せられた泥土は、比較的大きな礫が残り、泥水や土砂は該メッシュスクリーンを通過して下方に落下するように構成されている。
特開平２００３−９０１９５号公報

しかしながら、上述した従来の設備（泥土処理装置）では、レシーバタンクと、泥土に含まれた礫成分を採取する振動篩とはそれぞれ別個に構成されていることから、装置全体が大型化し、推進工法による工事現場では、広い設置面積が要求される。

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されたものであって、装置全体を小型化することができ、狭い箇所にも設置することができる新規な泥土処理装置を提供することを目的とするものである。

上述した目的を達成するため、本発明（請求項１記載の発明）は、吸気装置に接続され内部が負圧とされたレシーバタンクと、このレシーバタンクに形成され該レシーバタンク内に泥土を供給する排泥管の端部が接続される接続管と、上記レシーバタンクに形成され泥水を収容するタンク本体と、上記レシーバタンクに形成され上記タンク本体の上部に配置されてなるとともに上記排泥管から供給された泥土から礫成分を採取する礫採取部と、上記泥土に水を噴射する噴射ノズルと、この礫採取部により採取された礫成分を排出する礫排出部と、を備えてなることを特徴とするものである。

この第１の発明では、泥濃式又は泥水式推進工法により排出された泥土は、上記排泥管を介して上記レシーバタンク内に供給される。そして、このレシーバタンクに供給された泥土は、該レシーバタンクに内蔵された礫採取部により礫成分が採取され、この礫成分は、礫排出部から外部に排出される。

また、第２の発明（請求項１記載の発明）は、上記第１の発明において、前記礫排出部は、前記礫採取部により採取された礫成分が貯留される第１の礫貯留部と、この第１の礫貯留部の下方に配置され開閉自在となされた第１の開閉蓋と、この第１の開閉蓋の下方に形成され該第１の開閉蓋の開放により上記第１の礫貯留部の礫成分が貯留される第２の礫貯留部と、この第２の礫貯留部の下方に配置されてなるとともに上記第１の開閉蓋が閉塞された時のみに開放される第２の開閉蓋と、を備えてなることを特徴とするものである。

すなわち、この第２の発明では、礫排出部は、上記第２の礫貯留部の上方には第１の開閉蓋が形成され、下方には第２の開閉蓋が形成されており、第２の開閉蓋は、上記第１の開閉蓋が閉塞している状態においてのみ開放され、礫成分は、この第２の開閉蓋の開放により外部に排出されるように構成されている。

また、第３の発明（請求項３記載の発明）は、上記第２の発明において、前記第１及び第２の開閉蓋は、上記基端側に配置された支軸を介して、少なくとも、略水平位置から垂下位置に亘って回動自在とされてなることを特徴とするものである。

また、第４の発明（請求項４記載の発明）は、上記第３の発明において、前記第１の開閉蓋と第２の開閉蓋との間に形成された第２の礫貯留部内の圧力を前記レシーバタンク内と略同じ圧力となるように負圧とするとともに、上記第２の開閉蓋の開蓋動作前に上記第２の礫貯留部内の圧力を大気圧と同じ圧力とする圧力調整機構を備えてなることを特徴とするものである。

上記第1の発明（請求項１記載の発明）では、泥土に含まれた礫成分は、排泥管に接続されたレシーバタンクに内蔵された礫採取部により取り除かれることから、排泥装置全体の大きさを小型化することができ、狭い箇所にも設置することができる。

また、第２の発明（請求項２記載の発明）では、礫排出部は、上記第２の礫貯留部の上方には第１の開閉蓋が形成され、下方には第２の開閉蓋が形成されており、第２の開閉蓋は、上記第１の開閉蓋が閉塞している状態においてのみ開放され、礫成分は、この第２の開閉蓋の開放により外部に排出されるように構成されていることから、礫成分をレシーバタンクから排出する際に、該レシーバタンク内の気圧が低下し、排泥管による泥土の排泥に悪影響を与えることがない。

また、第３の発明（請求項３記載の発明）では、第１及び第２の開閉蓋は、上記基端側に配置された支軸を介して、少なくとも、略水平位置から垂下位置に亘って回動自在とされてなることから、上記レシーバタンクから礫成分が排出される際に、礫成分が期待通り排出されず、正確にレシーバタンクが閉塞されることなく、ひいては、該レシーバタンク内における適正な負圧状態を維持できないことを有効に回避することができる。

また、第４の発明（請求項４記載の発明）では、第１の開閉蓋と第２の開閉蓋との間に形成された第２の礫貯留部内の圧力を前記レシーバタンク内と略同じ圧力となるように負圧とするとともに、上記第２の開閉蓋の開蓋動作前に上記第２の礫貯留部内の圧力を大気圧と同じ圧力とする圧力調整機構を備えてなることから、レシーバタンク内の礫成分を第１の開閉蓋と第２の開閉蓋との間に形成された第２の礫貯留部内に収容させる際、第１の開閉蓋が開蓋されない事態を有効に防止することができ、また、上記第２の礫貯留部内に収容された礫成分を外部に排出する際、第２の開閉蓋が開蓋されない事態を有効に防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

この実施の形態に係る泥土処理装置１は、図１に示すように、レシーバタンク２と、このレシーバタンク２に内蔵された礫採取部３と、この礫採取部３により採取された礫成分を排出する礫排出部５とを備えている。上記レシーバタンク２は、図示しない吸気装置に接続され内部は負圧とされている。また、このレシーバタンク２は、タンク本体５と、上記礫採取部３とから構成され、このタンク本体５は、鉄板により箱状に成形されてなるものであり、正面には、上部開閉扉６と下部開閉扉７とが開閉可能に取り付けられている。また、このタンク本体５内には、図２に示すように、排泥ポンプ８が配置されている。この排泥ポンプ８は、後述する礫採取部３により礫成分が除去されるとともに、水分を多く含んだ泥水を、このタンク本体５内から外部に排出するものである。また、上記礫採取部３は、上記タンク本体５の上部に配置されてなるものであり、左右に長さを有する箱状に成形されてなる筐体９を備え、この筐体９内と上記タンク本体５の内部とは連通している。なお、この筐体９の上面には、点検用開口（符号は省略する。）が形成され、この点検用開口は蓋体１０により閉塞されている。また、上記筐体９は、図１に示すように、左端側は、上記タンク本体５よりも左側に突出している。また、この筐体９の右側面には、第１の接続管１１と図示しない第２の接続管とが固定されている。この第１の接続管１１は、上記筐体９内と連通してなるものであり、先端は、このレシーバタンク２内に泥土を流入させる図示しない排泥管が接続される部位である。なお、この排泥管は、地中を掘削する図示しない掘進機に接続されてなるものであり、該掘進機の駆動により排出された泥土は、上記レシーバタンク２に接続された吸気装置の駆動により、この排泥管を介してレシーバタンク２内に空気輸送される。また、上記図示しない第２の接続管は、後述する礫採取籠内に、泥水を供給するものであり、泥水が貯留された図示しない泥水タンクに接続されている。

また、上記筐体９内には、礫採取籠１２が回転自在に配置されている。この礫採取籠１２は、全体形状が略筒状に成形されてなるものであって、それぞれリング状に成形された左リング部材１３及び右リング部材１４と、一端が上記左リング部材１３に固定され他端が上記右リング部材１４に固定されてなるとともに所定間隔隔てながら多数の棒状部材１５と、これらの棒状部材１５の内側に固定されてなり礫成分を図１中右側から左側に移動させる螺旋状部材１６とから構成されている。なお、上記第１の接続管１１の基端側は、この礫採取籠１２内に臨まされている。そして、上述のように構成された礫採取籠１２の中心には、該礫採取籠１２と連結した回転軸１９が配置されている。この回転軸１９は、一端側が一方の軸受２０により回転自在に支持され、他端側は他方の軸受（符号は省略する。）により回転自在に支持されている。また、この回転軸１９の他端側には、図２に示すように、一方のプーリ２１が固定されている。また、上記筐体９の背面側であって、上記タンク本体５の上面には、駆動モータ２２が配置されている。この駆動モータ２２の駆動軸２２ａには、他方のプーリ２３が固定され、この他方のプーリ２３と上記一方のプーリ２１には無端ベルト２３が巻回されている。すなわち、この実施の形態に係る泥土処理装置１では、上記駆動モータ２２の駆動により、上記礫採取籠１２全体が回転するように構成されている。なお、上記礫採取籠１２の左端は、上記タンク本体５の左側面よりも僅かに左側に位置してなるとともに、上記螺旋状部材１６により移動させられた礫成分が該礫採取籠１２の左端から下方に落下するよう開放されている。

また、上記筐体９内であって、上記礫採取籠１２の下方よりもやや上方には、それぞれ上水道と接続されているとともに、上記礫採取籠１２内に流入した泥土に水を噴霧する４つの噴射ノズル２４が配置されている。そして、上記筐体９の左側下面には、第１の礫貯留部２５が設けられている。この第１の礫貯留部２５は、上方に位置する上記筐体９内と連通してなるものであり、上記礫採取籠１２内から落下した礫成分が貯留される部位であり、この第１の礫貯留部２５の下方は、第１の開閉蓋２６により閉塞されている。この第１の開閉蓋２６は、第１の駆動装置２７の駆動により、上記第１の礫貯留部２５を閉塞している状態においては、略水平状態となされ、該第１の礫貯留部２５が開放される状態においては、略垂直状態となるように駆動するものであり、基端側に形成された支軸を介して約９０度回動するように構成されている。また、上記第１の礫貯留部２５の下方には、第２の礫貯留部２９が設けられている。この第２の礫貯留部２９は、上記第１の開閉蓋２６の駆動（開蓋）により、それまで上記第１の礫貯留部２５内に貯留されていた礫成分が落下することにより貯留される部位である。そして、この第２の礫貯留部２９の下方は、第２の開閉蓋３０により閉塞されている。この第２の開閉蓋３０は、第２の駆動装置３１の駆動により、上記第２の礫貯留部２９を閉塞している状態においては、略水平状態となされ、該第２の礫貯留部２９が開放される状態においては、略垂直状態となるように駆動するものであり、基端側に形成された支軸を介して約９０度回動するように構成されている。なお、上記第１及び第２の礫貯留部２５，２９は、本発明を構成する礫排出部である。

そして、この泥土処理装置１には、圧力調整機構３３が設けられている。この圧力調整機構３３は、上記第１の礫貯留部２５の内部と上記第２の礫貯留部２９の内部とに連通した第１の圧力調整管３４と、この第１の圧力調整管３４の中途部に設けられた第１の電磁弁３５と、基端が上記第２の礫貯留部２９内と連通し、先端は大気と通じている第２の圧力調整管３６と、この第２の圧力調整管３６の中途部に設けられた第２の電磁弁３７とから構成されている。上記第１及び第２の電磁弁３５，３７と、上記第１及び第２の駆動装置２７，３１は、図示しない制御装置に接続され、以下に説明するタイミングにより動作する。以下、この泥土処理装置１の動作に付いて説明する。

この泥土処理装置１は、上記レシーバタンク２に接続された図示しない吸気装置の駆動により、上記第１の接続管１１に接続された図示しない排泥管から空気輸送された泥土は、先ず、上記礫採取籠１２内に流入する。この礫採取籠１２内に流入した泥土は、該礫採取籠１２の右端側において、図示しない第２の接続管から流入した泥水により加水されるとともに、該礫採取籠１２の回転動作に伴い上記螺旋状部材１６によって徐々に左側に移送される。このとき、移送される泥土には、上記４つの噴射ノズル２４から水が噴射され、上記礫採取籠１２に形成された多数の棒状部材１５間の隙間から比較的細かい泥土は上記タンク本体５内に落下する。したがって、礫成分は、上記タンク本体５内に落下することなく、徐々に左側に移送され、上記第１の礫貯留部２５内に貯留される。このとき、この第１の礫貯留部２５の下方は、上記第１の開閉蓋２６により閉塞されているとともに、上記第２の礫貯留部２９の下方は、上記第２の開閉蓋３０により閉塞されている。また、このとき、上記第１の圧力調整管３４の中途部に設けられた第１の電磁弁３５は開放されており、上記第２の礫貯留部２９内は負圧状態とされている。そして、こうした状態において、上記第１の礫貯留部２５内に所定の礫成分が貯留すると、上記第１の駆動装置２７の駆動により、上記第１の開閉蓋２６が駆動し、図１中一点鎖線で示すように、垂直状態となる。

そして、このように第１の開閉蓋２６が駆動すると、それまで第１の礫貯留部２５内に貯留されていた礫成分は落下し、上記第２の礫貯留部２９内に貯留される。なお、このように礫成分が落下すると、再び上記第１の駆動装置２６の駆動により、上記第１の礫貯留部２５は閉塞される。そして、このように第１の礫貯留部２５が閉塞されると、上記圧力調整機構３３を構成する第２の電磁弁３７が駆動し、上記第２の礫貯留部２９は大気圧となる。この状態において、上記第２の駆動装置３１が駆動し、それまで第２の礫貯留部２９を閉塞していた上記第２の開閉蓋３０は、図１中一点鎖線で示すように、垂直状態となり、礫成分は落下し外部に放出される。なお、このように、礫成分が外部に放出されている際には、上記第１の礫貯留部２５内に礫成分が貯留される。そして、上述した通り、第２の開閉蓋３０が垂直状態とされた後には、再び上記第２の駆動装置３１が駆動し、上記第２の礫貯留部２９は閉塞される。そして、このように、第２の開閉蓋３０により第２の礫貯留部２９が閉塞されると、再び上記第１の電磁弁３５が開放され、第２の礫貯留部２９内は、レシーバタンク２内と同じように負圧とされる。なお、上記タンク本体５内に収容された泥水は、上記排泥ポンプ８の駆動により、この泥土処理装置１の近傍に設けられた図示しない泥水タンク内流入する。

このように、上述した実施の形態に係る泥土処理装置１によれば、レシーバタンク２に礫採取部１２が内蔵され、この礫採取部１２により該レシーバタンク２内に流入した泥土に含まれる礫成分が採取されることから、該泥土処理装置１全体を小型化することができ、狭い面積においても設置することが可能となる。特に、この泥土処理装置１では、礫採取部１２内に噴射ノズル２４を配置し、この噴射ノズル２４から噴射される水を泥土に噴射することから、礫成分に細かい泥土が付着した状態で排出されることがなく、分別精度を大きく向上することができる。また、この泥土処理装置１では、上記礫採取部１２により採取された礫成分を外部に排出する際には、礫成分が貯留される第１の礫貯留部２５と第２の礫貯留部２９とに分け、該第１の礫貯留部２５を第１の開閉蓋２６により下側から閉塞するように構成し、また、第２の礫貯留部２９を第２の開閉蓋３０により下側から閉塞するように構成するとともに、第２の開閉蓋３０により第２の礫貯留部２９が閉塞された状態においてのみ、上記第１の開閉蓋２６を駆動させ第１の礫貯留部２５を開放するように構成したことから、レシーバタンク２内の負圧状態を維持することができ、排泥管による排泥動作に支障を与えることが無く連続運転することができる。

さらに、この泥土処理装置１では、上記圧力調整機構３３により、第１の開閉蓋２６を駆動させ第１の礫貯留部２５内を開放する際には、第２の礫貯留部２９内を該第１の礫貯留部２５（レシーバタンク２）と同じ圧力とした上でなされる構成を採用したことから、圧力の違いにより、該第１の開閉蓋２６の駆動が不能となり、或いは、大きな駆動装置を該第１の開閉蓋２６の駆動原とする必要がない。また、この泥土処理装置１では、上記第２の開閉蓋３０を駆動し、上記第２の礫貯留部２９を開放する際には、該第２の礫貯留部２９内を大気圧とし、その後に第２の開閉蓋３０を駆動し第２の礫貯留部２９を開放するように構成したことから、やはり第２の開閉蓋３０の駆動が不能となり、或いは、大きな駆動装置を該第２の開閉蓋３０の駆動原とする必要がない。

本発明の一実施の形態に係る泥土処理装置を示す正面図である。 図１に示す泥土処理装置の右側面図である。

符号の説明

１ 泥土処理装置
２ レシーバタンク
３ 礫採取部
５ タンク本体
１１ 第１の接続管
１２ 礫採取籠
２５ 第１の礫貯留部
２６ 第１の開閉蓋
２９ 第２の礫貯留部
３０ 第２の開閉蓋
３３ 圧力調整機構

Claims (4)

1. 吸気装置に接続され内部が負圧とされたレシーバタンクと、このレシーバタンクに形成され該レシーバタンク内に泥土を供給する排泥管の端部が接続される接続管と、上記レシーバタンクに形成され泥水を収容するタンク本体と、上記レシーバタンクに形成され上記タンク本体の上部に配置されてなるとともに上記排泥管から供給された泥土から礫成分を採取する礫採取部と、上記泥土に水を噴射する噴射ノズルと、この礫採取部により採取された礫成分を排出する礫排出部と、を備えてなることを特徴とする泥土処理装置。
2. 前記礫排出部は、前記礫採取部により採取された礫成分が貯留される第１の礫貯留部と、この第１の礫貯留部の下方に配置され開閉自在となされた第１の開閉蓋と、この第１の開閉蓋の下方に形成され該第１の開閉蓋の開放により上記第１の礫貯留部の礫成分が貯留される第２の礫貯留部と、この第２の礫貯留部の下方に配置されてなるとともに上記第１の開閉蓋が閉塞された時のみに開放される第２の開閉蓋と、を備えてなることを特徴とする請求項１記載の泥土処理装置。
3. 前記第１及び第２の開閉蓋は、基端側に配置された支軸を介して、少なくとも、略水平位置から垂下位置に亘って回動自在とされてなることを特徴とする請求項２記載の泥土処理装置。
4. 前記第１の開閉蓋と第２の開閉蓋との間に形成された第２の礫貯留部内の圧力を前記レシーバタンク内と略同じ圧力となるように負圧とするとともに、上記第２の開閉蓋の開蓋動作前に上記第２の礫貯留部内の圧力を大気圧と同じ圧力とする圧力調整機構を備えてなることを特徴とする請求項３記載の泥土処理装置。