JPH0691999B2 - 含水掘削残土の処理方法 - Google Patents

含水掘削残土の処理方法

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JPH0691999B2
JPH0691999B2 JP1013206A JP1320689A JPH0691999B2 JP H0691999 B2 JPH0691999 B2 JP H0691999B2 JP 1013206 A JP1013206 A JP 1013206A JP 1320689 A JP1320689 A JP 1320689A JP H0691999 B2 JPH0691999 B2 JP H0691999B2
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

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  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
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  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、土圧系シールド工法のトンネル工事現場等か
ら発生する含水掘削残土の流動性を消失させる土質改良
工法に関する。
上記掘削残土は、カッターチャンバー内等から排出され
易い様に流動性を有するとともに止水性を保つ性質があ
る。流動性の管理は、スランプ試験により行われスラン
プ値5cm以上の場合が多い。流動性があるとダンプカー
等による輸送が困難であることから従来より各種の流動
性消失法が検討されてきた。
[従来の技術] 含水残土の流動性を除去するため、残土ホッパー内自然
放置や天日乾燥等が行われている。
薬剤を添加する例としてはセメント系(特公昭62−4200
号公報)、石灰系(特公昭62−318号公報)、高吸水性
樹脂(特開昭59−155488号公報)等が公知である他、グ
アーガム等が用いられている。また含水率を下げながら
流動性を保持するため気泡を混入し、消泡により流動性
を除去する気泡シールド工法も提案されている(特公昭
58−47560号公報、特公昭59−4999号公報)。
[従来の技術の問題点] 薬剤を用いる処理法においてセメント系ならびに石灰系
の固化剤単独使用の場合は、処理土のpH上昇や経時的な
固化のために植生に不適な性状と成ること、あるいは固
結によるホッパー閉塞トラブルが発生する等の不都合が
あった。
高吸水性樹脂の使用は高価である。
グアーガムにより処理土はカビの発生や腐敗等により経
時的に変質を起こすため用途が限定される。また、天然
物であり価格の変動も大きく供給量にも不安がある。
アクリル系高分子凝集剤の如き高分子量の合成水溶性高
分子物質を粉末状態で含水土に添加混練すると、均一に
分散せずにママコ状となって混練土中に散在することに
より異物感を生じ、流動性防止効果も発揮できない。
また水処理における一般的な使用形態である低濃度水溶
液として高分子凝集剤を添加した場合は、掘削土に多量
の水を添加することにより処理土の流動性を増大させ
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明者は上記の問題を解決すべく鋭意検討した結果、
本発明に到達した。
本発明は前記トンネル工事現場で発生する含水掘削残土
に、アニオン性アクリル系高分子凝集剤分散液を含水掘
削残土1m3に対し、ポリマー純分量として0.1〜5kgを添
加混練した後、石灰系凝固剤を1〜100kg添加混練する
ことを特徴とする。
ここに使用するアクリル系高分子凝集剤分散液は粘度1
万cp以下であり、濃度10%以上であることが望ましい。
粘度が高すぎると混練不均一となり、濃度が低すぎると
残土に多量の液を加える結果、流動防止に悪影響を与え
る。本発明に用いるアニオン性アクリル系高分子凝集剤
はカルボキシル基を10〜50モル%含有するアニオン性ポ
リアクリルアミドであり、アクリルアミドとアクリル酸
塩の共重合物、アクリルアミドと2−アクリルアミドア
ルキルスルホン酸塩およびアクリル酸塩の共重合物等の
中から分子量100万以上、、好ましくは200万以上のアク
リル系水溶性高分子が適用され、粒径100μm以下の微
粒子として油または塩水溶液中に分散された状態で用い
られる。
かかる分散液の製造法は公知であり、油中水型エマルジ
ョンは特公昭34−10644号公報、特公昭52−39417号公報
および特公昭55−45783号公報に記載され、塩水溶液中
分散液の製造法は特公昭46−14907号公報および特開昭6
2−20511号公報に記載されている。
石灰系凝固剤としては生石灰、消石灰および/またはセ
メントの中から選ばれるカルシウム化合物が使用され
る。これら石灰系凝固剤は水分を含まぬ状態、すなわち
粉末状、粒状、小塊状等の形態で使用することが望まし
く、含水掘削残土に対し、1〜100kg/m3を添加し混練す
る。上記アクリル系高分子凝集剤分散液おおよび石灰系
凝固剤を含水掘削残土に混練するには連続ミキサー、強
制攪拌ミキサー等の混練機を使用する他、パワーシャベ
ル、スクリューコンベア等の土木機械を用いることも可
能である。
[作用] 本発明においてアニオン性アクリル系高分子凝集剤は低
粘性の微粒分散液として添加されるため、含水掘削残土
に容易に混合し、土粒子表面に吸着被覆する。次に添加
する石灰系凝固剤は土粒子中のアニオン性親水基および
高分子凝集剤中のカルボキシル基にカルシウムイオンを
付与し、疎水化現象を示すと考えられる。また、生石灰
とセメントには脱水作用があり、相乗作用を呈すること
も考えられる。
[実施例] 次に本発明を実施例によって説明するが、本発明はその
要旨を越えない限り、以下の実施例に制約されるもので
はない。
(合成例−1) 市販高分子凝集剤(アクリル酸ソーダとアクリルアミド
の共重合体;アニオン化率20モル%;分子量600万)を
ポールミルで粉砕し、200メッシュのふるいを通った微
粉(粉末−1)を9倍量のポリエチレングリコールに分
散させた液を試料−1とし、粉砕前の凝集剤をふるい分
けた20〜40メッシュ部分(粉末−2)を9倍量のポリエ
チレングリコールに混合した液を比較試料−1と呼ぶ。
(合成例−2) 攪拌器、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた1
の五つ口セパラブルフラスコに中油(比重0.83、引火点
138℃)282gを仕込み、ソルビタンモノオレート10g、IC
I社製ハイパーマーB−246 20gおよび過酸化ラウロイ
ル0.3gを室温にて、添加溶解した。
別にアクリルアミド262g(90モル%)とアクリル酸ナト
リウム38g(10モル%)をイオン交換水328gに溶解した
モノマー溶液を調整後、前述のセパラブルフラスコ内に
注入し攪拌した。
30分間窒素置換を行った後内温を40℃に調整後、アスコ
ルビン酸10%水溶液0.6mlを添加し重合を開始した。内
温を65℃に保持し、5時間重合反応を行った後、得られ
た粒径10μm以下のポリマー微粒子の油中分散液にポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテル20gとポリオキ
シエチレンソルビタントリオレート40gを加えた液を試
料−2と呼ぶ。試料−2の粘度は20℃にて980cpであ
り、ポリマーの分子量は300万であった。
(合成例−3) 攪拌器、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた1
の五つ口のセパラブルフラスコに中油(比重0.83、引火
点138℃)300gを仕込み、ソルビタンモノオレート30gと
2,2′−アゾビスイソブチロニトリル0.3gを室温にて添
加溶解した。別にアクリルアミド133g(50モル%)とア
クリル酸アンモニウム167g(50モル%)をイオン交換水
325gに溶解したモノマー溶液を調整後、前述のセパラブ
ルフラスコ内に注入し攪拌した。
30分間窒素置換を行った後、内温を60℃とし5時間重合
反応を行った。得られた粒径10μm以下のポリマー微粒
子の油中分散液にポリオキシエチレンソルビタントリオ
レート45gを添加混合した液を試料−3と呼ぶ。試料−
3の粘度は25℃にて1100cpであり分子量は600万であっ
た。
(評価方法) 含水土の固化性状は貫入抵抗値の測定により評価する。
この試験における貫入抵抗値の測定方法は次のとおり。
コンクリートの凝結時間測定用の貫入抵抗測定装置に断
面積7.5cm2の貫入針を取りつけ直径15cmの金属円筒内に
満たした処理土に貫入針を10秒間かかって25mm貫入させ
て抵抗値を測定する。
貫入抵抗値が0.3kg/cm2以上であれば一般的に運搬に際
して大きな困難を認められない。
(実施例−1) 某土木会社の土圧シールド工法によるトンネル工事作業
所の残土貯槽より採取した含水掘削土を5mm目のふるい
により粗大塊を取り除き試験に供した。
その掘削残土の物性値は下記のとおりである。
シルト粘土分:70.2% 乾固形分 :40.1% 比重 :1.52 スランプ値 :6cm 貫入抵抗値 :0kg/cm2 上記掘削残土3lを卓上型万能ミキサー(JISR−5201の9.
1に記載)に採取し、表−1に記載した量の試料を加
え、一定時間混練後、生石灰を加え、さらに30秒間混練
を行った後、貫入抵抗値を測定した。
結果を表−1に示す。
粉末1あるいは粉末2を上記含水残土に添加混練した場
合は多量のママコを発生し均一に混合できなかった。
なお添加量は全て含水残土容積に対する薬品純分重量で
表示する。
(実施例−2) 実施例−1と同一の掘削残土に対し、同一の攪拌機を用
い、表−2記載量の薬品を添加し、一定時間混練後、貫
入抵抗値を測定した。
結果を表−2に示す。
なお、添加量は全て含水残土容積に対する薬品純分量で
表示する。
〔発明の効果〕 本発明は、土圧系シールド工事より発生する含水掘削残
土に特定のアクリル系水溶性高分子の微粒分散液を添加
混練した後、生石灰、消石灰および/またはセメントか
ら選ばれるカルシウム化合物を添加混練し、水分を除去
することなく含水土の流動性を消失させ、一般土として
取り扱える処理土とする処理方法に関するものである。
微粒分散液中においては、水溶性高分子微粒子の表面は
分散媒で覆われているので、含水土に添加しても急激な
溶解増粘が起こらず、ママコを発生せずに均一に含水土
中に分散することができる。
水溶性高分子が土粒子に吸着被覆した後に、石灰系凝固
剤から成るカルシウム化合物を添加すると水溶性高分子
のカルボキシル基および土粒子中のアニオン性親水基に
カルシウムイオンが付与されて、粘着性のないサラサラ
した処理土とすることができる。この処理土の性状は一
般土と同一であり、経時的に固化することもなく、処理
土中に異物感を与える物質も発生しない。
また、本発明の微粒分散液は、吸湿により固結すること
もなく、低粘性であるためにポンプなどにより定量を供
給することも簡易である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】土圧系シールド工事より発生するスランプ
    値が5cm以上である含水掘削残土に水溶性高分子を添加
    混練した後、生石灰、消石灰および/またはセメントか
    ら選ばれるカルシウム化合物を添加混練し、水分を除去
    することなく該含水土の流動性を消失させるにあたり、 (a)該水溶性高分子を粒径100μm以下の微粒分散液
    として添加すること、 (b)該分散液の添加量が該含水土1m3に対しポリマー
    純分量として0.1〜5kgであり、該カルシウム化合物の添
    加量が該含水土1m3に対し1〜100kgであること、 (c)該分散液中の該水溶性高分子はカルボキシル基を
    10〜50モル%含有する分子量100万以上のアニオン性ポ
    リアクリルアミドであること、 および、 (d)該分散液を構成する分散媒は該水溶性高分子を溶
    解しない液体であることを特徴とする含水掘削残土の処
    理方法。
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