JPH0224477A

JPH0224477A - 泥水掘削工法等における安定液の回収方法および回収装置

Info

Publication number: JPH0224477A
Application number: JP17292888A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Iizuka; 飯塚　芳雄
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-01-26
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JP2717145B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、泥水掘削工法等における安定液（泥水）の回
収方法およびそれに用いて好適な回収装置に関するもの
である。

［従来の技術］一般に、地中連続壁工法あるいは場所打ち杭工法等にお
いては、地盤を掘削する際に掘削溝の内壁面の安定を図
る目的で、掘削溝内に、ベントナイト等各種泥水有効材
料を混入した安定液を満たしながら行う泥水掘削工法が
採られている。

そして、このような泥水掘削工法において、掘削溝から
排出される土砂混合泥水から前記安定液を分離させて回
収するには、従来、振動ふるい、サイクロン、沈砂槽等
の組合せからなる回収装置を用いてなされていた。

しかしながら、この装置では、分離能が低いために、安
定液中に混入した微細土粒子を十分に除去することが難
しく、特に、掘削地盤がシルトや粘土層の場合は泥水比
重の上昇が著しく、余剰泥水として多量に廃棄すること
になってしまう。これらの廃棄泥水は、産業廃棄物にお
ける汚泥として扱われ、定められた場所に礫分しなけれ
ばならないが、礫分場所の確保も年々難しくなってきて
おり、廃棄コストも極めて高い。また、土砂分離能が低
いことから、分離により回収した泥水の循環使用効率（
転用率）も低いものであった。

そこで、最近では、土砂分離能を高めるため、泥水中に
混入している微細土粒子の除去をも可能とする高速遠心
分離機（デカンタ）を付加し、安定液の転用効率向上を
図ることがなされている。

第３図は、その従来のデカンタを有して構成される泥水
処理工程のフローの一例を示している。

すなわち、Ｓｌ（ステップｌ）の掘削工程において排出
された土砂混合泥水はＳ２において搬送され、安定液回
収装置１にかけられる。土砂混合泥水は、回収装置１に
おいて８３〜Ｓ６の処理がなされることにより、泥水と
砂礫、土砂等の固形物とに分離され、泥水は、−３７に
てさらに余剰泥水が処理される。そして、回収された泥
水すなわち安定液は、Ｓ８にて泥水材料を補給された後
、再び掘削溝の安定液として転用される。

また、第４図は、上記回収装置１を概略的に示している
。

この装置１によれば、掘削機りにより掘削された掘削溝
Ｈより排出される土砂混合泥水は、振動ふるい２ａにか
けられることにより砂礫が除去され、この振動ふるい２
ａを通過して貯留槽３に一旦溜められた土砂混合泥水が
、複数のサイクロン４に供給される。次いで、これら各
サイクロン４・・・を通過させられることにより、土砂
混合泥水は、各サイクロン４・・・のオーバーフロー分
（土砂混合泥水中から大部分の砂分等が除去された泥水
）と、アンダーフロー分（土砂混合泥水中の大部分の砂
分を含む泥水）とに分別され、前記オーバーフロー分は
、第１の沈砂槽５ａに一旦貯留されて、混入するスライ
ムＳが沈降除去させられる。

一方、前記アンダーフロー分は、前記振動ふるい２ａの
上に配されて、この振動ふるい２ａより目の細かい振動
ふるい２ｂを通過することにより砂分等が除去された後
、前記振動ふるい２ａを通って前記貯留槽３に溜められ
、再びサイクロン４・・・にて処理される。

そして、前記第１の沈砂槽５ａに貯留させられた前記オ
ーバーフロー分のスライム除去泥水である土砂混合泥水
が、微細土粒子を分離するデカンタ（高速遠心分離機）
６にかけられた後、第２、第３の沈砂槽５ｂ、５ｃに順
次貯留され、さらにスライムＳが沈降除去される。

次いで、第３の沈砂槽５ｃによって得られたスライム除
去泥水に、泥水材料が補給槽７より所定分量補給され、
最終的な安定液として前記掘削溝Ｈ内に転用される。

なお、図中８は、各沈砂槽５ａ〜５ｃにて沈降した固形
物を除去するためのグラブである。

ここで、上記サイクロン４およびデカンタ６の構造を説
明すると、サイクロン４は、第５図に示すように、下部
が円錐状に窄められた円筒体９の内部に、円周接線方同
から土砂混合泥水を勢いよく封入することにより旋回流
を起こし、その遠心力作用により、土砂混合泥水中に含
まれる固形物を内周壁面に衝突させ運動エネルギーを減
じて下方の排出口９ａから落とし、その他は上部の管１
０からオーバーフロー分として排出する。

一方、デカンタ６は、第６図に示すように、端側か若干
窄められた回転円筒ケーシング１１内に、中空軸１２お
よび低速で回転するスクリューコンベア１３を設け、中
空軸１２内に土砂混合泥水を送り、それをフィードチュ
ーブ１４から前記ケーシング１１内に回転力により噴出
させることにより土砂混合泥水に遠心力を与え、ケーシ
ング１１の内周壁に衝突して堆積した固形物をスクリュ
ーコンベア１３で排出するものである。

上記回収装置１による各過程における処理粒子径の範囲
は第７図に示す如くである。すなわち、Ｓ３の振動ふる
い２ａにおける処理では、径が約りｎ＋ｍ以上の砂礫が
ほぼ分離され、その後Ｓ４のサイクロン４・・・では、
径が７４μｍ以上の細粒等がほぼ分離され、さらに、サ
イクロン４・・・を通過した径約１．０ｍｍ以上の固形
物が、Ｓ５の沈砂槽５ａにて沈降分離され、そして、Ｓ
６の上記デカンタ６では、数μｍまでの固形物がほぼ分
離される。

このように、上記高速遠心分離機であるデカンタ６を備
えた安定液回収装置１では、微細土粒子までの除去が可
能であるため、前記デカンタ６を通過した泥水（安定液
）については、泥水材料の補給により再び安定液として
転用している。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記従来の安定液回収方法および装置におい
ては、サイクロン４・・・のアンダー７０−分から安定
液が回収されるには、貯留槽３とサイクロン４・・・を
循環させることにより徐々にオーバーフロー分に変換さ
せられた後に、デカンタ６および各沈砂槽５ａ〜５Ｃに
て処理することによりなされることから、時間を要する
とともに効率的ではない。

また、オーバーフロー分は、デカンタ６にて処理される
ことにより微細土粒子が分離されるものの、この従来の
デカンタ６は、前工程に対してその処理能力がほとんど
の場合１／１０以下と著しく低く、転用するに足る性質
の安定液は得られるが、その量は全泥水量の一部であり
極めて少ないので、循環使用効率を大幅に向上するには
至っていない。しかも、その遠心力が１０００〜２００
０Ｇ　（Ｇ　：重力加速度）以上と極めて高いため、安
定液中の有効成分まで除去してしまい、泥水材料の補給
の点でも不経済なものとなっていた。

そこで、上記問題点を解決するために上記第４図のよう
に、沈砂槽を多段階（この場合５ａ〜５Ｃ）に設置する
などして、その容量を増大させることにより分離能を大
幅に向上させることが考えられるが、設備が大型化する
といった新たな問題が起こる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、泥水
掘削工法等における安定液の回収を効果的ニ、かつ高レ
ベルで行え、しかも大きな設備スペースを必要としない
安定液の回収方法および回収装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］本発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、その方法としては、掘削溝から揚上される土砂混合
泥水をふるいにかけることにより礫分が除去された土砂
混合泥水を得、次いで、この土砂混合泥水を、サイクロ
ンを通すことにより、このサイクロンのオーバーフロー
分（土砂混合泥水中の砂分を微量含む泥水）と、アンダ
ーフロー分（土砂混合泥水中の大部分の砂分を含む泥水
）とに分別し、前記オーバーフロー分を沈砂槽に供給し
てそのスライム除去泥水を安定液として回収し、一方、
前記アンダーフロー分に対し３０ないし４００Ｇの低遠
心力を付加して安定液を回収することを特徴としている
。　また、その装置としては、掘削溝より揚上される土
砂混合泥水より砂礫分を除去するふるいと、このふるい
により礫分が除去された土砂混合泥水を、前記オーバー
フロー分と前記アンダーフロー分とに分別するサイクロ
ンと、前記オーバーフロー分が供給されそのスライム除
去泥水が安定液として回収される沈砂槽と、前記アンダ
ーフロー分が供給されて該アンダーフロー分に対し、３
０ないし４００Ｇの低遠心力を付加して安定液を得る低
速遠心分離機とを備えることを特徴としている。

［作用］本発明の泥水掘削工法等における安定液の回収方法およ
び回収装置によれば、掘削溝から揚上される土砂混合泥
水をふるいにかけることにより礫分か除去された土砂混
合泥水を得た後、この上砂ｉ＝泥水を、サイクロンを通
すことにより、このサイクロンのオーバーフロー分（土
砂混合泥水中の砂分を微ｆ含む）と、アンダーフロー分
（土砂混合泥水中の大部分の砂分を含む）とに分別する
。

次いで、前記オーバーフロー分を沈砂槽に供給してその
スライム除去泥水を安定液として回収し、一方、前記ア
ンダーフロー分に対し、低速遠心分離機により３０ない
し４００Ｇの低遠心力を付加し、これにより安定液を回
収する。

これによれば、サイクロンによって分離されたオー　ハ
ーフロー分からの安定液の回収は、１つの沈砂槽の処理
によってなすことができるので、処理時間の短縮および
装置全体の設置スペースの縮小が図れ、また、アンダー
フロー分からの安定液の回収は、低速遠心分離機によっ
て処理する１回の工程でなされるので、従来と比較する
と処理時間が大幅に短縮され非常に効率的である。

また、アンダーフロー分は、低速遠心分離機により３０
ないし４００Ｇの低遠心力を与えられることにより、微
細上粒子と安定液とに有効に分離されてほとんどの泥水
材料が回収され、このため、循環使用効率が極めて高く
、単位時間当たりの処理量も増大する。

しかも、本発明においては、従来の高速遠心分離機では
なく低速遠心分離機を用いるので、騒音が少なく、しか
も低出力駆動装置により運転が可能であるから消費電力
少なくて済む故、極めて経済的であり、建設産業の発展
に大きく寄与する。

［実施例コ以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図中１９は、本発明に係る安定液の回収装置を示し
ており、１１は地中連続壁を構築するため地盤りに掘削
機械りによって掘削された掘削溝である。

この掘削溝Ｈは、溝内に、安定液Ｆを注入することによ
り、溝内壁の安定が図られながら掘削され、所望深さに
掘削された後は、その底部からコンクリートが打設され
て地中壁が構築される。コンクリートが打設されると、
前記安定液Ｆがコンクリートに押し上げられ、土砂混合
泥水となって外部に排出される。

掘削溝Ｈの側方における地盤り上には、前記土砂混合泥
水中の砂礫分を除去する振動ふるい２０か配され、この
振動ふるい２０の下部には、振動ふるい２０を通過した
土砂混合泥水を溜める第１の貯留槽２１か設置されてい
る。さらに、前記振動ふるい２０の上方には、サイクロ
ン２２が腹数台（この場合５台）設置されている。

前記振動ふるい２０は、掘削溝Ｈから排出される土砂混
合泥水のうち、粒径が１ｍｍ以上の砂礫分を除去する機
能を備えるものであり、ここを通過した土砂混合泥水は
前記第１の貯留槽２１に落下し、−時的に貯留されるよ
うになっている。

前記各サイクロン２２・・・は、第５図で示したものと
同様の構成を有するものであり、これらサイクロン２２
・・・に、前記第１の貯留槽２１内の土砂混合泥水が、
ポンプ２３で揚水されて供給され、そのオーバーフロー
分が沈砂槽２４に、また、アンダーフロー分が、−旦第
２の貯留槽２５に溜められた後、ポンプ２６に低速遠心
分離機であるデカンタ２７に供給されるようになってい
る。

沈砂槽２４は、前記オーバーフロー分に混入する微細土
粒子が徐々に底部に沈降し、そのスライム除去泥水が、
ベントナイト等泥水材料のみを含む水溶液、すなわち安
定液として貯留されるようになっている。そして、この
安定液は、ポンプ２８により揚水され、掘削溝Ｈに配管
された回収ライン２９に送られるようになっている。

前記デカンタ２７は、第６図に示したものと同様の構成
であるが、ケーシング内の中空軸の回転力は、前記アン
ダーフロー分をケーシング内壁に対して噴出させる際の
Ｇ（遠心力）が、３ｏないし４００Ｇ程ＩＪＦ、となる
よう設定され、またその容量も大きいものとなっている
。そして、このデヵン夕２７にかけられたアンダーフロ
ー分は、砂分Ｓと、この砂分Ｓが除去された安定液に分
離され、安定液は前記回収ライン２９に送り込まれるよ
うになっている。

また、前記沈砂槽２４の隣には、補給泥水材料が貯留さ
れた補給槽３０か設置され、この補給槽３０内の泥水材
料は、ポンプ３１により補給ライン３２を揚水されて前
記回収ライン２９に送られるようになっている。

次いで、上記構成の安定液回収装置１９を用いて、掘削
溝Ｈ内から排出される土砂混合泥水から安定液を回収す
る方法およびそれにともなう作用等を説明する。

掘削溝Ｈから排出された土砂混合泥水は、振動ふるい２
０上に搬送され、この振動ふるい２０にかけられる。こ
れによって、土砂混合泥水中に含まれる粒径が１ｍｍ以
上の砂礫分か振動ふるい２０上に残り、ここを通過した
土砂混合泥水は、第１の貯留槽２１に落下してここに溜
められる。

次いで、第１の貯留槽２１内の土砂混合泥水は、ポンプ
２３により揚水され各サイクロン２２・・・に分岐供給
され、砂分をわずかに含むオーバーフロー分と、大部分
の砂分を含むアンダーフロー分とに分別される。

前記オーバーフロー分は、沈砂槽２４に供給され、また
、アンダーフロー分は、−旦第２の貯留槽２５に溜めら
れた後、ポンプ２６によりデカンタ（低速遠心分離機）
２７に供給される。

沈砂槽２４に供給されたオーバーフロー分は、その内部
に混入する微細土粒子が徐々に底部に沈降していく。そ
して、上層のスライム除去泥水が安定液となり、この安
定液はポンプ２８により揚水され、回収ライン２９に送
られる。

一方、デカンタ２７に供給された前記アンダーフロー分
は、３０ないし４００Ｇ程度の低遠心力を与えられるこ
とにより、微細土粒子と安定液とに有効に分離される。

そして、この安定液は、回収ライン２９に送られ、また
、分離された微細土粒子は砂Ｓとして適宜目的に再利用
される。

そして、上記回収ライン２９に、補給槽３０内の泥水材
料がポンプ３１により補給ライン３２を介して回収ライ
ン２９に合流させられ、かつ回収ライン２９を通る安定
液と混合されることにより最終的な安定液とされ、回収
ライン２９を通って再び掘削溝Ｈに注入される。

なお、第２図は上記処理工程のフローを示している。

上記のように、安定液回収装置１９を用いた安定液の回
収方法によれば、各サイクロン２２・・・のアンダーフ
ロー分から安定液を回収するにあたっては、アンダーフ
ロー分をデカンタ２７によって処理する１回の工程でな
されるので、従来と比較すると処理時間が大幅に短縮さ
れ、非常に効率的である。

また、そのデカンタ２７は、アンダーフロー分に対し３
０ないし４００Ｇ程度の低遠心力を与えることにより、
アンダーフロー分が、微細土粒子と安定液とに有効に分
離されるよう設定されており、さらに、その容量も大き
いことから、アンダーフロー骨中に含まれるほとんどの
泥水材料を回収でき、このため、循環使用効率が極めて
高く、単位時間当たりの処理量も飛躍的に増大する。

また、各サイクロン２２・・・のオーバーフロー分から
安定液を回収するにあたっては、１つの沈砂槽２４の処
理によってなすことができるので、装置全体の設置スペ
ースが小となる。

さらに、デカンタ２７によってアンダーフロー分が処理
された際には、微細土粒子である砂Ｓを回収することが
でき、資源の再利用化が図られる。

なお、上記回収装置１９において、掘削工事をしていな
い場合には、沈砂槽２４内の安定液を、循環ライン３３
およびポンプ３４を用いてデカンタ（低速遠心分離機）
２７により繰り返し処理することにより、沈砂槽２４内
の安定液の量を増大させることができる。

また、上記実施例では、低速遠心分離機を上記デカンタ
２７として説明したが、本発明における低速遠心分離機
とは、上述した範囲（３０ないし４００Ｇ）の遠心力で
固形物の分離処理を連続的に行うものを言い、前記デカ
ンタ２７のような溝造を有するもののみに限定されるも
のではない。

［・発明の効果］以上説明したように、本発明の泥水掘削工法等における
安定液の回収方法および回収装置によれば、その方法と
しては、掘削溝から揚上される土砂混合泥水をふるいに
かけることにより礫分が除去された土砂混合泥水を得、
次いで、この土砂混合泥水を、サイクロンを通すことに
より、このサイクロンのオーバーフロー分（土砂混合泥
水中の砂分を微量含む泥水）と、アンダーフロー分（土
砂混合泥水中の大部分の砂分を含む泥水）とに分別し、
前記オーバーフロー分を沈砂槽に供給してそのスライム
除去泥水を安定液として回収し、一方、前記アンダーフ
ロー分に対し３０ないし４００Ｇの（１１遠心力を付加
して安定液を回収することを特徴とし、また、その装置
としては、掘削溝より揚上される土砂混合泥水より砂礫
分を除去するふるいと、このふるいにより礫分か除去さ
れた土砂混合泥水を、前記オーバーフロー分と前記アン
ダーフロー分とに分別するサイクロンと、前記オーバー
フロー分が供給されそのスライム除去泥水が安定液とし
て回収される沈砂槽と、前記アンダーフロー分が供給さ
れて該アンダーフロー分に対し、３０ないし４００Ｇの
低遠心力を付加して安定液を得る低速遠心分離機とを備
えることを特徴としているから、以下のような効果を有
する。

■サイクロンによって分離されたオーバーフロー分から
安定液を回収するにあたっては、１つの沈砂槽の処理に
よってなすことができるので、処理時間の短縮および装
置全体の設置スペースの縮小が図れる。

■サイクロンによって分離されたアンダーフロー分から
安定液を回収するには、低速遠心分離機によって処理す
る１回の工程でなされてしまうので、従来と比較すると
処理時間が大幅に短縮され、非常に効率的である。

■低速遠心分離機は、アンダーフロー分に対し、３０な
いし４００Ｇ程度の低遠心力を与えることにより、その
アンダーフロー分が微細土粒子と安定液とに有効に分離
されるよう設定されており、さらに、その容量も大きい
ことがら、アンダーフロー骨中に含まれるほとんどの泥
水材料を回収でき循環使用効率が極めて高く、かつ単位
時間当たりの処理量も増大し、さらに、消費電力量が低
減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の安定液回収装置の全体構成を示す図、
第２図は第１図の装置を用いて安定液を回収する方法の
フロー図、第３図は従来の安定液回収方法を示すフロー
図、第４図は従来の安定液回収装置、第５図はサイクロ
ンの側断面図、第６図はデカンタの側断面図、第７図は
土砂分離方式別の処理粒子径範囲を示す図である。１９・・・・・・安定液回収装置、２ｏ・・・・・・振
動ふるい、２２・・・・・・サイクロン、　　２４・・
・・・・沈砂槽、２７・・・・・・デカンタ（低速遠心
分離機）、Ｆ・・・・・・安定液、Ｈ・・・・・・掘削
溝。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）泥水掘削工法等において掘削溝より揚上される土
砂混合泥水からベントナイト等安定液としての有効泥水
材料のみを含んだ安定液を回収する方法であつて、前記土砂混合泥水をふるいにかけることにより礫分が除
去された土砂混合泥水を得、次いで、この土砂混合泥水を、サイクロンを通すことに
より、このサイクロンのオーバーフロー分（土砂混合泥
水中の砂分を微量含む泥水）と、アンダーフロー分（土
砂混合泥水中の大部分の砂分を含む泥水）とに分別し、前記オーバーフロー分を沈砂槽に供給してそのスライム
除去泥水を安定液として回収し、一方、前記アンダーフ
ロー分に対し３０ないし４００Ｇの低遠心力を付加して
安定液を回収することを特徴とする泥水掘削工法等にお
ける安定液の回収方法。
（２）泥水掘削工法等において掘削溝より揚上される土
砂混合泥水からベントナイト等安定液としての有効泥水
材料のみを含んだ安定液を回収する装置であつて、前記土砂混合泥水より礫分を除去するふるいと、このふ
るいにより礫分が除去された土砂混合泥水を、前記オー
バーフロー分と前記アンダーフロー分とに分別するサイ
クロンと、前記オーバーフロー分が供給されそのスライ
ム除去泥水が安定液として回収される沈砂槽と、前記ア
ンダーフロー分が供給されて該アンダーフロー分に対し
、３０ないし４００Ｇの低遠心力を付加して安定液を得
る低速遠心分離機とを備えることを特徴とする泥水掘削工法等における安定
液の回収装置。