JPH11217847A

JPH11217847A - 流動化処理装置

Info

Publication number: JPH11217847A
Application number: JP3538298A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Takada; 龍二高田; Toshikazu Murai; 俊和村井; Yoshihiro Hoshino; 吉弘星野; Tetsushirou Miura; 哲志郎三浦; Yukio Sakamoto; 幸男坂本
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】土砂を掘削して、この掘削した土砂と水と固
化剤とを混合・攪拌するための流動化処理タンクに投入
するに当って、流動化処理タンクや、この流動化処理タ
ンクが設置される車体フレームに篩分け手段を設けるこ
となく、土砂を確実に固形物から分離した状態で流動化
処理タンクに投入する。【解決手段】車体フレーム１２に設けたフロント旋回
フレーム２１に俯仰動作可能に設けたブーム２２と、こ
のブーム２２の先端に上下方向に回動可能に連結したア
ーム２３とを有し、アーム２３に連結部材２６を設け
て、フロントアタッチメントとして側板４１，４２には
底面板４３の両端が固着して設けた土砂投入用バケット
４０が装着される。底面板４３のほぼ中央部分に形成し
た開口に金属筋材を縦横に配列したメッシュからなる篩
部４４が装着され、左右の側板４１，４２間に回転軸４
５が回転自在に支承されて、この回転軸４５には掻き落
とし爪４６が連結して設けられ、油圧モータ４８により
回転軸４５が回転駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木現場や建設現
場で掘削により発生した土に流動化処理して埋め戻すた
めに用いられる流動化処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ガス配管や下水管等を道路下に敷設
するに当っては、まずアスファルト等の舗装の層を剥し
て、所定の深さまで掘削することにより配管の埋設スペ
ースを確保し、このスペースに配管を設置する。そし
て、土砂を埋め戻した後に締め固めを行い、さらにその
上に再度舗装を行うようにする。ここで、配管が敷設さ
れる地層等によっては、掘削により発生した土を埋め戻
し用として用いることができないものもある。このよう
に、掘削による発生土がそのまま埋め戻し用として使用
できないものである場合には、その土砂を作業現場から
搬出して廃棄し、これに代えて良質な埋め戻し用の土を
新たに搬入して、掘削箇所の埋め戻しを行うようにして
いた。しかしながら、近年においては、発生土を廃棄す
る場所が不足する傾向にあり、またたとえ廃棄や処理が
可能な場所なり、施設なりが存在するにしても、作業現
場から著しく離れた遠隔地である場合が多い。従って、
ダンプトラック等の輸送手段で遠隔地まで運搬しなけれ
ばならないことから、費用や手間がかかることから、そ
の廃棄や処理が面倒になると共に、ダンプ公害等の問題
があり、また良質な埋め戻し土は必ずしも手近に入手で
きないこともあり、やはり遠隔地からの搬入が必要とな
る等といった問題点がある。

【０００３】以上の点を考慮して、近年、掘削による発
生土の土質の改良を行って、埋め戻しに適した土に変え
る、所謂流動化埋め戻し工法が開発され、実用化される
ようになってきている。この流動化埋め戻し工法は、発
生土に水及び固化剤を、適切な配合割合で混合して撹拌
することにより流動化処理して均一に混合したスラリー
状態の埋め戻し用の素材に変えるようになし、このよう
に流動化処理された土を掘削箇所に埋め戻すものであ
る。この流動化埋め戻し工法は、掘削により発生した土
が、例えば関東ローム層や汚泥等のように質の悪い土で
も埋め戻し用として利用できるようになり、また埋め戻
し材は流動状態にあり、埋設物の周囲への回り込みが円
滑になることから、埋設物輻輳による埋め戻し不良の発
生を防止でき、また締め固めの必要がなくなるので、作
業の迅速化や騒音・振動の発生が抑制される等の利点が
ある。ここで、固化剤としては、セメント，セメント系
固化剤，石灰，石灰系固化剤，セメント石灰複合系固化
剤が主に用いられ、また流動性や固化時間等を調整する
ために、その他の添加剤や混合材が適宜添加される。水
は、水道水や工業用水は当然用いることができるが、河
川水や雨水等であっても良い。

【０００４】前述した流動化処理土を製造するには、発
生土と水及び固化剤との混合割合を正確に設定し、かつ
これらを均一に混合しなければならない。掘削した土砂
には岩石や、金属、さらにはガラス等といった固形物等
が埋まっていることがあり、流動化処理を行うに当たっ
ては、掘削された土砂からこれらの固形物を除かなけれ
ばならない。固形物等が混入したままでは、攪拌を円滑
に行えないだけでなく、土砂と水と固化剤との混合比率
を重量で制御する場合には、この混合比率の正確な検出
を行うことができない等の不都合が生じる。掘削した土
砂から固形物を分離して除去するには、篩分け装置が必
要となり、また固形物を除いた後の土砂を攪拌装置によ
り水及び固化剤と均一に混合させる必要があり、従って
従来は流動化処理装置としては、かなり大掛かりな設備
を設置するようになし、作業現場で発生した発生土をダ
ンプトラック等でこの設備に搬入して、流動化処理を行
うようになし、処理された埋め戻し材は、ミキサー車等
により、再び作業現場に搬入するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば共同
溝や、シールドトンネル等のように大規模現場はともか
くとして、道路に沿ってガス管を埋設する工事等という
ように、比較的小規模な工事現場においては、土砂の掘
削量及び埋め戻し量が少ない。しかも、交通量の多い道
路等では、埋め戻し作業の簡易性及び迅速性が要求さ
れ、ダンプトラックやミキサー車等が頻繁に出入りする
ことは好ましくない。以上のことから、処理能力は限ら
れたものであっても、小型の流動化処理装置を、トラッ
クやトレーラ等の車両に搭載して、作業現場の近くまで
搬入して、発生土の流動化処理を行わせることができれ
ば、前述したような小規模工事用として至便なものとな
る。特に、走行手段として、履帯を備えたクローラ式走
行体を用いれば、掘り返し等により凹凸のある地面でも
走行が可能になるので、埋め戻しを行う場所に極めて近
い位置で流動化処理を行える点でさらに有利である。

【０００６】流動化処理装置としては、自走式の車体に
流動化処理タンクを設置して、掘削による発生土を投入
して、この土砂を水と固化剤とに均一に混合させるため
に、この流動化処理タンクに攪拌手段を設ける。土砂を
掘削した時には岩石や金属，ガラス等の固形物その他の
異物が含まれていることがあるので、そのまま流動化処
理タンクに投入すると、固形物等が邪魔になって攪拌を
円滑に行えなくなるだけでなく、固形物の量だけ流動化
処理タンクの容積を有効に活用できなくなる。また、流
動化処理を行うに当っては、土砂と水及び固化剤との混
合比率は生成される流動化処理土の品質に大きな影響を
与えるが、土砂と共に重量のある固形物が流動化処理タ
ンクに入り込むと、この固形物の重量分だけ混合比率に
誤差が生じることになる。

【０００７】以上のことから、掘削土を流動化処理タン
クに投入する際には、できるだけ固形物を除去しなけれ
ばならない。このためには、流動化処理タンクに篩分け
装置を装着して、土砂と固形物等とを分離することが考
えられる。しかしながら、少なくとも流動化処理タンク
への土砂投入量の検出は流動化処理タンクの重量の増加
を検出することにより行われ、また注水量の検出や固化
剤の添加量の検出も流動化処理タンクにおける重量検出
により行うこともあるので、篩を加振させて篩分けを行
なうようにすると重量測定に支障を来す等の点で好まし
くはない。また、篩を静止状態にしたままでは、土砂と
固形物との分離を円滑かつ迅速に行なえない場合があ
る。

【０００８】しかも、篩分けが行われると固形物が篩の
上に残るが、固形物をそのままにしておくと、以後の篩
分け作業に支障を来すだけでなく、この残留する固形物
により流動化処理タンクの重量が増加することから、土
砂の投入量の検出も正確に行われないことになる。この
ために、篩上に固形物が堆積する毎に頻繁にそれを取り
除かなければならないことから、その作業が著しく面倒
になる。従って、篩分け装置を流動化処理タンクに装着
するにしても、掘削土を仮置きして、少なくとも形状の
大きな固形物を予め除去するようにしなければならず、
また装着される篩もある程度目の粗いものしか用いるこ
とができない等、土砂と固形物との分離を行なう作業が
極めて面倒になると共に、必ずしも確実に固形物その他
を分離できない等といった問題点がある。

【０００９】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、簡単な構成で、流動
化処理タンクに土砂を投入する際に、円滑かつ確実に固
形物等を分離できるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、自走式車両の車体フレームに、土砂
と水と固化剤とを混合・攪拌するための流動化処理タン
クを設置したものであって、前記車体フレームにフロン
ト旋回フレームを設置して、このフロント旋回フレーム
には、ブームに連結したアームの先端に、土砂を固形物
から分離して前記流動化処理タンクに投入するための篩
分け手段を備えた土砂投入用バケットを連結したフロン
ト作業機構を装着する構成としたことをその特徴とする
ものである。

【００１１】ここで、土砂投入用バケットは、通常の土
砂を掘削するためのバケットと同様に、左右の側板と、
これら両側板間に設けられ、凹曲面状に湾曲した底面板
とから構成することができ、このように構成した場合に
は、底面板にメッシュまたは複数のスリットからなる篩
部を装着するようになし、かつ両側面板間に回転軸を設
けて、この回転軸に篩部から土砂を掻き落とすための複
数の回転爪を設けるようにすれば良い。そして、回転爪
を取り付けた回転軸はバケットの側面に装着した油圧モ
ータにより回転駆動するのが好ましい。土砂投入用バケ
ットはフロント作業機構のアームに着脱可能に連結する
構成とすることができ、またこのアームに土砂投入用バ
ケットとは交換的に土砂の掘削用バケットまたは流動化
処理タンク内を攪拌する攪拌手段を装着できる構成とす
ることもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。まず、図１に流動化処理
装置の概略構成を示す。図中において、１は流動化処理
タンク、２は撹拌装置である。まず、図１の（ａ）に示
したように、予め水Ｗを流動化処理タンク１に供給して
おき、この状態で、図１（ｂ）に示したように、発生土
Ｇを流動化処理タンク１に投入する。この発生土Ｇの投
入作業を開始すると共に、撹拌装置２の作動を開始し
て、水Ｗと発生土Ｇとを撹拌・混合させる。このよう
に、発生土Ｇの投入と撹拌装置２による撹拌とを同時に
平行して行うことによって、円滑に水Ｗと発生土Ｇとを
混合させることができる。このように、水Ｗに発生土Ｇ
を加えながら、撹拌装置２により流動化処理タンク１内
を撹拌することによって、発生土Ｇと水Ｗとを均一に混
合させてスラリー化させる。このように、発生土Ｇの水
分調整が行われた上で、撹拌装置２による撹拌を継続し
ながら、図１の（ｃ）に示したように、固化剤Ｃを定量
だけ投入して、この固化剤ＣをスラリーＳに均一に混合
する。

【００１３】この結果、埋め戻しに適さない例えば関東
ローム層等の土を有効な埋め戻し材に変換することがで
き、掘削による発生土をもって掘削箇所の埋め戻しを行
うことができる。しかも、この埋め戻し材としては、流
動化処理土であって、埋め戻した後に、１〜２４時間程
度で固化することから、埋設物の周囲への回り込みが良
好になり、また締め固めも必要としない。また、固化剤
の混合比率により固化後の強度の調整を行えるから、埋
め戻した場所を再度掘削することも可能になる。ここ
で、発生土Ｇと水Ｗ及び固化剤Ｃの混合比率は、発生土
Ｇの性質や含水量等に応じて変化することから、実際の
流動化処理を行う前に実験等により予め求めておくのが
好ましい。

【００１４】以上のようにして発生土が流動化処理され
るが、この流動化処理装置は、図２に示したように、走
行車両に設置されて、自走式の流動化処理装置１０とし
て構成し、作業現場において、掘削による発生土を取り
込んで、流動化処理した上で直接掘削箇所に埋め戻すこ
とができるようになる。ここで、車両としては、履帯を
備えたクローラ式の走行車両を例示するが、走行手段は
必ずしもクローラ式のものでなければならないのではな
く、ホイール式等の走行手段を備える車両であっても良
い。

【００１５】まず、図２において、流動化処理装置１０
は、自走手段としての左右一対の履帯を有するクローラ
式走行体１１と、車台を構成する車体フレーム１２とを
備えている。クローラ式走行体１１は、左右一対からな
る走行体フレーム１３の両端に駆動スプロケット１４と
アイドラ１５とが設けられており、これら駆動スプロケ
ット１４とアイドラ１５との間には無限走行軌条を構成
する履帯１６が巻回して設けられている。従って、左右
の駆動スプロケット１４を駆動することによって車両全
体が自走することになる。

【００１６】車体フレーム１２はクローラ式走行体１１
の上に旋回装置１７を介して連結されており、この旋回
装置１７により車体フレーム１２は旋回可能となってい
る。そして、図３及び図４から明らかなように、車体フ
レーム１２上にはフロント作業機構１８と、流動化処理
タンク１９と、固化剤ホッパ２０とが設置されている。
フロント作業機構１９は、車体フレーム１２に設けたフ
ロント旋回フレーム２１に俯仰動作可能に設けたブーム
２２と、このブーム２２の先端に上下方向に回動可能に
連結したアーム２３とを有し、アーム２３の先端にはフ
ロントアタッチメントが連結される。フロントアタッチ
メントをアーム２３に容易に着脱できるようにするため
に、アーム２３の先端には連結ピン２４を介して連結部
材２５が連結され、また連結部材２５にはリンク機構２
７が連結ピン２８を用いて連結されている。これによっ
て、連結部材２５はアーム２３との連結部である連結ピ
ン２４を中心として回動可能となっている。

【００１７】そこで、図５に連結部材２６の構成を示
す。この図５から明らかなように、連結部材２６は左右
一対のプレート２９ａ，２９ａからなる本体部２９を有
し、これらプレート２９ａ，２９ａ間にそれぞれアーム
２３の連結ピン２４及びリンク機構２７の連結ピン２８
が枢着される。また、本体部２９に固定側フック３０が
一体的に設けられており、連結ピン２８には可動側フッ
ク３１が設けられている。固定側及び可動側の各フック
３０，３１は相互に反対方向に開口しており、可動側フ
ック３１は開口側とは反対側、即ち背面側が固定側フッ
ク３０と対面しており、この可動側フック３１は固定側
フック３０側に近接・離間する方向に変位するようにな
っている。このために、可動側フック３１と固定側フッ
ク３０との間にはピストン−シリンダ３２が設けられて
おり、このピストン−シリンダ３２のシリンダ内に圧油
を供給することによって、可動側フック３１はピン２８
を中心として回動して固定側フック３０から離間させる
ようになっている。さらに、可動側フック３１と固定側
フック３０との間には、可動側フック３１を固定側フッ
ク３０に近接する方向に付勢する引っ張りばね３３が設
けられており、ピストン−シリンダ３２のシリンダをタ
ンクに接続すると、このばね３３の作用により可動側フ
ック３１が固定側フック３０に近接する方向に変位す
る。

【００１８】既に説明したように、流動化処理装置１０
は土砂の掘削、流動化処理及び埋め戻しを作業現場で連
続的に行なうものである。まず、土砂の掘削は別途油圧
ショベルを用いて行なうこともできるが、この流動化処
理装置１０にはフロント作業機構１８が設けられ、フロ
ント作業機構１８を構成するアーム２３にはフロントア
タッチメントを容易に着脱できる連結部材２５が設けら
れているから、この連結部材２５に掘削用バケットを装
着すれば、土砂の掘削を効率的に行なうことができる。
油圧ショベルを用いるにしろ、またフロントアタッチメ
ントとして掘削用バケットを装着して行うにしろ、掘削
土には固形物等が含まれることがあり、掘削した土砂は
そのまま流動化処理タンク１９に投入するのではなく、
予め掘削土から固形物を除去した上で流動化処理タンク
１９内に投入する。このために、図６及び図７に示した
土砂投入用バケット４０が用いられる。

【００１９】これらの図において、４１，４２は左右の
側板、４３は底面板である。底面板４３は凹曲面形状に
湾曲しており、側板４１，４２には底面板４３の両端が
固着して設けられ、これらにより所定の容積を有する土
砂の収容部が形成される。そして、底面板４３のほぼ中
央部分は大きく開口しており、この開口には金属筋材を
縦横に配列したメッシュからなる篩部４４が装着されて
いる。この篩部４４を構成する筋材は、その機能上、バ
ケット４０内に所要の土砂が収容された状態でも、全く
変形することがない高い強度を有するものを用いる。こ
の篩部４４はバケット４０内に収容した土砂を、この土
砂に含まれる岩石等の固形物から分離するためのもので
ある。従って、篩部４４は、流動化処理に寄与しない固
形物等の異物が残されて、実質的に土砂だけが通過する
のに必要なメッシュサイズを有するものとなっている。

【００２０】篩部４４から土砂をより迅速かつ確実に通
過させるために、左右の側板４１，４２間には回転軸４
５が回転自在に支承されており、この回転軸４５には掻
き落とし爪４６が連結して設けられている。この掻き落
とし爪４６は回転方向及び軸線方向に位置を違えて回転
軸線と直交する方向に複数本延在されている。そして、
この回転軸４５は一方の側板４１を貫通して延び、その
端部には従動ギア４７が連結されている。また、底面板
４３の外面側には油圧モータ４８が装着されており、こ
の油圧モータ４８の出力軸には駆動ギア４９が取り付け
られている。そして、駆動ギア４９と従動ギア４７との
間にはチェーン５０が巻回して設けられており、この駆
動ギア４９，チェーン５０及び従動ギア４７から回転軸
４５に対する動力伝達機構が構成され、この動力伝達機
構の装着部は側板４１に止着したカバー５１で覆われ
る。さらに、油圧モータ４８には一対の配管接続部（図
示せず）が設けられており、一方の配管接続部には油圧
ポンプからの配管が、他方の配管接続部には作動油タン
クに接続した配管がそれぞれ接続される。

【００２１】従って、油圧モータ４８を作動させると駆
動ギア４９が回転するが、この回転はチェーン５０を介
して従動ギア４７に伝達されて回転軸４５が回転駆動さ
れることになる。この回転軸４５には掻き落とし爪４６
が取り付けられているから、この掻き落とし爪４６によ
りバケット４０内の土砂が攪拌される結果、土砂は篩部
４４を通過して落下することになって、固形物と分離さ
れる。

【００２２】底面板４３の外面側の基端部には２枚の連
結板５２，５２が立設されており、これら連結板５２，
５２間には一対の連結ピン５３，５４が装着されてい
る。これによって、土砂投入用バケット４０側の連結部
となり、フロント作業機構１８を構成するアーム２３の
先端に設けた連結部材２５に着脱可能に連結できるよう
になる。この連結は、連結部材２５の固定側フック３０
を連結ピン５３に、また稼動側フック３１を連結ピン５
４に連結することにより行われる。さらに、底面板４３
には、その先端に複数本の掘削爪５５が突設されてい
る。

【００２３】以上のように、篩部４４と掻き落とし爪４
６とを備えた土砂投入用バケット４０はアーム２３の連
結部材２５に容易に着脱できるようになっているが、ま
たこの連結部材２５には、篩部や掻き落とし爪を設けて
いない掘削用バケットを連結することもできる。図２に
フロントアタッチメントとして装着されているのは掘削
用バケット６０であり、この掘削用バケット６０は左右
両側の側板と底面板とを有し、この底面板の先端には複
数の掘削爪を突設したものから構成される。この掘削用
バケット６０にも連結部が設けられ、土砂投入用バケッ
ト４０に代えて掘削用バケット６０をフロントアタッチ
メントとしてアーム２３に連結することにより、この流
動化処理装置を用いて側溝掘り等の作業を円滑かつ効率
的に行うことができる。

【００２４】次に、流動化処理タンク１９と固化剤ホッ
パ２０とは、車体フレーム１２において、フロント作業
機構１８を設けたフロント旋回フレーム２１の後方位置
に左右に並べるようにして配置されている。流動化処理
タンク１９は上端が開口したタンクからなり、この流動
化処理タンク１９は防振支持部材３４を介して車体フレ
ーム１２に設置され、また流動化処理タンク１９と車体
フレーム１２との間には重量測定手段として、ロードセ
ル等からなる荷重センサ３５が介装されている。従っ
て、流動化処理タンク１９内に土砂や水、さらに固化剤
が供給されたときには、その供給量は荷重センサ３５に
より検出することができる。そして、この流動化処理タ
ンク１９の配設位置は、フロント旋回フレーム２１を旋
回させた時に、そのフロント作業機構１８のフロントア
タッチメントが届く位置とする。これによって、フロン
ト作業機構１８のフロントアタッチメントとして土砂投
入用バケット４０を装着することによって、流動化処理
タンク１９内に土砂を投入できるようになる。

【００２５】流動化処理タンク１９には、従って、土砂
投入用バケット４０から土砂が固形物から分離した状態
で供給されるが、またこの流動化処理タンク１９内には
水が供給されることになる。流動化処理タンク１９の上
端部はほぼ完全に開口しているから、給水ホース等を流
動化処理タンク１９の上端開口部から挿入することによ
り給水を行うことができる。そして、この給水ホース等
の他端は水道栓に接続したり、また給水タンク車から供
給することもでき、さらには貯水池等からポンピングす
ることもできる。

【００２６】固化剤は固化剤ホッパ２０から供給され
る。土砂と水と固化剤とを均一に混合することにより生
成した流動化処理土は、流動化処理タンク１９から排出
して埋め戻すが、このために流動化処理タンク１９の底
面近傍の位置に配管接続部と開閉弁とを備えた排出部３
６が設けられており、この排出部３６にホース等を接続
することによって、流動化処理タンク１９内で生成され
た流動化処理土を掘削個所に埋め戻すことができる。

【００２７】ここで、流動化処理タンク１９に並設さ
れ、固化剤を供給するための固化剤ホッパ２０は閉塞し
た容器から構成され、この固化剤ホッパ２０から固化剤
が流動化処理タンク１９に供給されるようになってい
る。固化剤を供給するために、固化剤ホッパ２０には固
化剤フィーダ３７が設けられている。この固化剤フィー
ダ３７は筒体３７ａ内にスクリュー３７ｂを装着したも
のからなり、油圧モータ３７ｃでスクリュー３７ｂを回
転させることによって、固化剤を所定の方向に送り出す
ことができるようになっている。この固化剤フィーダ３
７は固化剤ホッパ２０の底面近傍に開口し、上方に延び
る鉛直方向のものと、その上端部に接続され、流動化処
理タンク１９に向けて水平方向に水平方向に延びるもの
との２組設け、これらを作動させることによって、固化
剤を流動化処理タンク１９に供給できるようになり、し
かもその供給量は固化剤フィーダ３７の作動時間により
管理することができる。

【００２８】ところで、流動化処理タンク１９は、投入
された土砂と水とを混合するために、またこの混合物に
固化剤を加えてこれら全てを均一に混合するために、攪
拌手段を設ける必要がある。攪拌手段は流動化処理タン
ク１９に固定的に設けることができ、また車体フレーム
１２に設けた支持部材に攪拌手段を取り付けて、この攪
拌手段を処理タンク１９内に挿入するように配置するこ
ともできる。ただし、攪拌手段を流動化処理タンク１９
に固定的に設けると、それだけ流動化処理タンク１９の
重量が増加し、かつ攪拌操作を行う際には、流動化処理
タンク１９が大きく振動することになり、荷重センサ３
５の寿命が短くなる等の不都合がある。また、攪拌手段
を車体フレーム１２に支持させて設ける構成とした場合
には、この攪拌手段及びその支持部材が流動化処理タン
ク１９の上部を覆うことになるので、土砂の投入作業等
に支障を来すおそれがある。

【００２９】以上のことから、攪拌手段もフロント作業
機構１８のフロントアタッチメントとして、アーム２３
における連結部材２５に着脱可能に連結するように構成
している。そこで、図８に攪拌手段の構成を示す。この
図から明らかなように、攪拌手段７０は、回転軸７１の
先端に複数本（図面においては４本）の攪拌翼７２を放
射状に連結したものであり、回転軸７１の基端部には油
圧モータ７３が連結されており、この油圧モータ７３で
回転軸７１を回転駆動することができるようになってい
る。また、油圧モータ７３には油圧源としての油圧ポン
プ及び作動油タンクに接続した２本の配管が着脱可能に
接続される配管接続部７４ａ，７４ｂが設けられてい
る。そして、この攪拌手段７０もフロントアタッチメン
トとしてフロント作業機構１８を構成するアーム２３に
連結した連結部材２５に着脱可能に連結されることか
ら、油圧モータ７３には一対のプレート７５，７５と、
その間に、連結部材２５の固定側及び可動側の各フック
３０，３１に係合する連結ピン７６，７７とが設けられ
ている。

【００３０】本実施の形態における流動化処理装置１０
は以上のように構成されるものであって、例えば道路に
側溝を掘って、この側溝に下水管を配置した上で、この
下水管を埋設する工事を行うために使用される。流動化
処理を行うに当って、フロント作業機構１８を構成する
フロントアタッチメントとして、掘削用バケット６０
と、土砂投入用バケット４０と、攪拌手段７０とを用い
るようになっており、作業を行っていない時には、これ
らのうちの一つのフロントアタッチメント、例えば掘削
用バケット６０をアーム２３に連結した状態に保持する
としても、他のフロントアタッチメント、即ち土砂投入
用バケット４０と、攪拌手段７０とは車体フレーム１２
に載置できるのが好ましい。そこで、車体フレーム１２
には土砂投入用バケット４０（掘削用バケット６０も載
置可能）を安定的に保持するバケット載置部８０と、攪
拌手段７０を安定的に保持する攪拌手段載置部８１とを
設けておく。また、この流動化処理装置１０にはオペレ
ータが搭乗して操作を行うが、オペレータはフロント旋
回フレーム２１に設けた運転席８２に着座して、その周
囲に設けた操作レバーや操作ペダル等により行い、また
各種のデータを表示するために、運転席８２の近傍には
図示しない表示パネル等が設けられる。

【００３１】作業は、まず土砂の掘削を行い、次いで流
動化処理タンク１９内で流動化処理土を生成して、この
流動化処理土を掘削個所に埋め戻すという手順で行われ
る。従って、流動化処理装置１０では最初に土砂の掘削
が行われることから、掘削用バケット６０をアーム２３
の連結部材２５に連結して設ける。そして、フロント作
業機構１８を作動させて、所要箇所の掘削を行う。この
掘削作業はフロント作業機構１８を構成するブーム２２
及びアーム２３、さらには掘削用バケット６０をそれぞ
れ油圧シリンダで駆動することにより行われるが、さら
に旋回装置１７を作動させて、車体フレーム１２を旋回
させたり、またフロント旋回フレーム２１を旋回させな
がら行う。そして、掘削した土は所定の位置に仮置きす
る。

【００３２】掘削土が所定量になると掘削作業を停止し
て、流動化処理を開始する。この流動化処理は水と土砂
とを流動化処理タンク１９に供給することにより行われ
る。水と土砂とのいずれを先に供給しても良いが、予め
水を供給しておく方が、水と土砂との混合がより効率的
に行われることになる。ここで、掘削作業を停止した後
には、フロントアタッチメントとして、掘削用バケット
６０を取り外して、これと交換して土砂投入用バケット
４０を装着する。このフロントアタッチメントの交換作
業を行っている間に、流動化処理タンク１９内に水を供
給する。この給水量は、流動化処理タンク１９に設けた
荷重センサ３５により流動化処理タンク１９の重量増加
として検出できることから、所定量の水が供給されると
給水を停止する。

【００３３】土砂投入用バケット４０の装着は、図９及
び図１０に示したように、連結部材２５のピストン−シ
リンダ３２を作動させて、ばね３３の作用により可動側
フック３１を固定側フック３０に近接する方向に変位さ
せた状態で、固定側フック３０を土砂投入用バケット４
０の連結板５２，５２間に連結した連結ピン５３に係合
させ、次いでリンク機構２７により連結部材２５を押し
出すと共に、ピストン−シリンダ３２を伸長させると、
可動側フック３１は連結ピン５４に係合することにな
る。これによって、極めて容易かつ迅速に土砂投入用バ
ケット４０がアーム２３に装着される。そして、油圧モ
ータ４８に２本の配管を接続することによって、この油
圧モータ４８が作動可能な状態となる。

【００３４】仮置きした掘削土を土砂投入用バケット４
０ですくい取り、流動化処理タンク１９に投入するが、
土砂投入用バケット４０を有するフロント作業機構１８
はフロント旋回フレーム２１に設けられ、このフロント
旋回フレーム２１は流動化処理タンク１９が設置されて
いる車体フレーム１２に対して旋回可能となっているの
で、掘削土を土砂投入用バケット４０に収容させた状態
でフロント旋回フレーム２１を旋回させると、土砂投入
用バケット４０を流動化処理タンク１９の上部位置に変
位することになる。この状態で、油圧モータ４８を作動
させると、回転軸４５が回転して、掻き落とし爪４６が
回転軸４５の軸回りに回転するから、バケット４０の内
容物が攪拌されて土砂が篩部４４を通過して流動化処理
タンク１９内に供給され、固形物等は篩部４４上に残
る。また、この攪拌により土塊を崩壊させることがで
き、バケット４０内の土砂はほぼ完全に掻き落とされ
て、流動化処理タンク１９内に投入される。

【００３５】ここで、この土砂の投入は流動化処理タン
ク１９の液面より上の位置で行うこともできるが、バケ
ット４０を流動化処理タンク１９の液面下にまで変位さ
せた状態で行うこともできる。液中で掻き落とし爪４６
を回転させると、土砂投入用バケット４０だけでなく、
流動化処理タンク１９の内部の攪拌作用を発揮するよう
になるので、土砂と水とが予備的に混合されてより円滑
かつ迅速に解泥がなされる。そして、バケット４０を流
動化処理タンク１９から引き上げると、バケット４０内
はほぼ固形物のみが残るようになり、土砂の分離がさら
に完全に行える。そして、バケット４０内に残存する固
形物はフロント作業機構１８を作動させることによって
容易に廃棄できる。この土砂の投入を所定の回数だけ繰
り返し行うと、流動化処理タンク１９内には所定量の土
砂が投入されたことになる。この土砂の投入量は流動化
処理タンク１９に設けた荷重センサ３５により検出する
ことができる。

【００３６】ここで、土砂と水との混合比は製品として
の流動化処理土の品質に大きな影響を与えるので、混合
比率を正確に制御することは極めて重要である。混合比
率を正確に制御しないと、固化の度合いが低下したり、
また固化し過ぎることがあり、特に水分が過多になって
いると、地盤沈下のおそれもある。掘削土自体に水分を
含んでいるから、この水分も考慮して混合比率を決定す
るのが好ましい。このためには、実際の流動化処理を開
始する前に実験等により最適な混合比率を確認しておけ
ば良い。このように重要な土砂と水とを正確な比率で混
合するために、少なくとも水及び土砂の供給量は荷重セ
ンサ３５により検出できるようになっている。しかも、
流動化処理タンク１９は単に容器であって、極めて軽量
なものであり、また格別の駆動手段等も設けられていな
いことから、例えばロードセル等の簡単な構成の荷重セ
ンサ３５で給水量及び土砂の投入量を極めて正確に検出
でき、計量誤差が発生するのを抑制できる。

【００３７】とりわけ、土砂投入用バケット４０の篩部
４４を介して固形物と分離した上で、実質的に土砂のみ
を流動化処理タンク１９内に供給できるから、計測され
る土砂の重量に誤差が生じるのを確実に防止できるよう
になり、土砂の計量は極めて正確に行われる。この結
果、製品としての流動化処理土は高い品質を有するもの
となる。

【００３８】以上のようにして行われる流動化処理タン
ク１９内への土砂の投入が終了すると、フロントアタッ
チメントの交換を行う。このフロントアタッチメントの
交換は前述したと同様にして行い、アーム２３に連結し
た連結部材２５には攪拌手段７０が連結される。そし
て、この攪拌手段７０の油圧モータ７３に油圧ポンプ及
び作動油タンクからの配管を接続することによって、攪
拌翼７２を回転駆動できるようになる。そこで、フロン
ト旋回フレーム２１を旋回させ、かつフロント作業機構
１８を駆動することによって、攪拌手段７０を流動化処
理タンク１９内に挿入して、油圧モータ７３を作動させ
ることによって、攪拌翼７２を回転させると、土砂と水
とが完全に混合されることになる。特に、土砂の投入を
土砂投入用バケット４０を流動化処理タンク１９の液面
下で行うようにしていると、投入された段階で既に土砂
と水とが混合し、ある程度の解泥状態となっており、し
かも土砂から完全に固形物を除いたことによって、攪拌
翼７２の作動が極めて円滑に行われ、迅速かつ確実に土
砂と水との混合が行われる。そして、攪拌手段７０は固
定的に保持されるのではなく、フロント作業機構１８を
適宜の方向に動かすことによって、小型の攪拌手段を用
いても、流動化処理タンク１９内の全体を隈なく均一に
攪拌できる。

【００３９】この攪拌を継続しながら、固化剤ホッパ２
０に設けた固化剤フィーダ３７を作動させることによっ
て、固化剤が自動的に加えられることになる。従って、
土砂と水と固化剤とが一定比率で、完全に混合された良
質の流動化処理土が生成される。ここで、固化剤の混合
比率は、流動化処理タンク１９の重量増加により検出す
ることもでき、また固化剤フィーダ３７の作動時間によ
っても検出が可能になる。

【００４０】流動化処理土が生成されると、排出部３６
に排出用のホース等を接続して、この排出部３６に設け
た開閉弁を開くことによって、流動化処理土を掘削箇所
に埋め戻すことができる。そして、流動化処理土を埋め
戻した後には、水や固化剤の混合割合や天候等の関係で
時間のずれはあるものの、約１時間から１日程度で流動
化処理土が固化することになる。従って、十分固化した
後に、その上に舗装する等により、道路を修復できる。
しかも、流動化処理して改良した土が埋め戻されている
から、下水管の周囲に円滑に回り込んで、空隙等が生じ
るおそれがないことから、締め固めを行わなくても路面
沈下等のおそれはない。そして、固化剤の混合比率を適
切に調整しておくことによって、再度掘削の必要があれ
ば、油圧ショベル等で掘削が可能になる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、車体フ
レームにフロント旋回フレームを設置して、ブームに連
結したアームの先端に、土砂を固形物から分離して流動
化処理タンクに投入するための篩分け手段を備えた土砂
投入用バケットを連結したフロント作業機構をこのフロ
ント旋回フレームに設ける構成としたので、簡単な構成
で、流動化処理タンクに土砂を投入する際に、円滑かつ
確実に固形物を分離できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】流動化処理工法の原理説明図である。

【図２】本発明の実施の一形態を示す自走式流動化処理
装置の正面図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】連結部材の構成説明図である。

【図６】土砂投入用バケットの平面図である。

【図７】土砂投入用バケットの右側面図である。

【図８】攪拌手段の外観図である。

【図９】フロント作業機構を構成するアームへのフロン
トアタッチメントを連結する際における作動説明図であ
る。

【図１０】フロントアタッチメントの連結部をアームの
連結部材に連結した状態を示す図である。

【符号の説明】

１０流動化処理装置１１クロ
ーラ式走行体１２車体フレーム１８フロ
ント作業機構本体１９流動化処理タンク２０固化
剤ホッパ２１フロント旋回フレーム２２ブー
ム２３アーム２５連結
部材３０固定側フック３１可動
側フック３５荷重センサ４０土砂
投入用バケット４１，４２側板４３底面
板４４篩部４５掻き
落とし爪４８油圧モータ５０チェ
ーン５２連結板５３，５４
連結ピン６０掘削用バケット７０攪拌
手段７２攪拌翼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦哲志郎東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立建機株式会社内 (72)発明者坂本幸男茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自走式車両の車体フレームに、土砂と水
と固化剤とを混合・攪拌するための流動化処理タンクを
設置したものにおいて、前記車体フレームにフロント旋
回フレームを設置して、このフロント旋回フレームに
は、ブームに連結したアームの先端に、土砂を固形物か
ら分離して前記流動化処理タンクに投入するための篩分
け手段を備えた土砂投入用バケットを連結したフロント
作業機構を装着する構成としたことを特徴とする流動化
処理装置。
【請求項２】前記土砂投入用バケットは左右の側板
と、これら両側板間に設けた底面板とから構成し、この
底面板には篩部を設け、かつ両側面板間に回転軸を設け
て、この回転軸に前記篩部から土砂を掻き落とすための
複数の回転爪を設ける構成としたことを特徴とする請求
項１記載の流動化処理装置。
【請求項３】前記回転爪を取り付けた回転軸は、前記
バケットの側面に装着した油圧モータにより回転駆動さ
れる構成としたことを特徴とする請求項２記載の流動化
処理装置。
【請求項４】前記土砂投入用バケットは、前記フロン
ト作業機構のアームに着脱可能に連結する構成としたこ
とを特徴とする請求項１記載の流動化処理装置。
【請求項５】前記アームには、前記土砂投入用バケッ
トと交換して土砂の掘削用バケットまたは前記流動化処
理タンク内を攪拌する攪拌手段を装着できるように構成
したことを特徴とする請求項４記載の流動化処理装置。