JPS5873695A - シ−ルド掘削土改良装置 - 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、シールド工事において掘削した土砂に土質改
良剤、主としてセメント系固化剤を混合して、盛土材料
、埋戻し、路盤材料な゛どに使用可能な土質□に改良す
るシーシト掘削土改良装置に係るものである。

従来掘削土砂に石灰類の土質改良剤を混合してその改良
を行う、所謂ソイシブラントがある。

このソイルプラントは土砂ホッパーより掘削土砂をミキ
サーに連続して定量供給して行うものであるが、これは
土砂の粒度および含水比の変化を何等考慮に入れず、ま
た粒度および含水比、の変化に応じて土質改良剤の供給
□率を変化させるという考慮も何等なされていないもの
である。

したがってこのソイルプラントでは、掘削土砂を常ニ一
定の性質（例えば−軸圧縮強度）をもった土質に改良す
ることは不可能である。

う場合、掘削土砂の粒度、気温に大巾な変化がなければ
、土の液性指数と□固化剤の土質改良剤の添加率は、略
ぼ量比例するという事実を確認し、また回転数を一定に
した時の攪拌装置のトルクは、固化剤添加率に略は反比
例すムという事実のもとに、土砂ホッパー内の掘削土砂
の攪拌トルクを連続して測定することによって、土質改
良剤の供給率を変化させて連続してミキサー内に供給し
てその土質を凌良せんとするものである。

己れを第１図ないし第一図について説明する。

（１）は一定高さでおって一定容量のホッパーであって
、その内部に駆動軸（１６）（１６）を並設し、この駆
動軸（１６）　Ｋは、第智図で詳記されるように、攪拌
Ｗｔ（１５）（１５）・・・・を取付ける。同図で（５
）は定回転油圧モーターで一方の駆動軸（１６）に取付
ける。（６）（６）、（６’）（６’）は同径のスプロ
ケットテいっテ、スプロケット（６）（６”）、（６）
（６″″′）間にはチェーン（７）（７）を掛は渡す。

（１９）は軸受である。

（２）はホッパー（１）の底部に設けたスクリューフィ
ーダーであって、これは、定量供給装置を形成する。

その開口端は連続ミキサー（３）の上忙臨オしめる。

（８）は定流量油圧ポンプで、送油管（９）を介してそ
の圧油を前記定回転油圧モーター（５）に供給する。

（１３）は土質改良剤ビンであって同改良剤は供給装置
（１４）で連続ミキサー（３）、内に供給する。土質改
良剤はセメント系、石灰系、石炭灰、石こうなどのｈ化
剤を狭用する。

（１０）は送油管（９）の途中に取付けた油圧測定装置
である。（１１）は攪拌トルクと土質改良剤添加率との
関係を、予め、インプットさせた演算装置で、これを本
って、油圧ポンプ（１８）の配管上に設けた流量調整装
置（１２）を制御することにより、土質゛改良剤の供給
用モーター（１））を制御し、供給装置（１４）による
土質改良剤の供給率を適正なら！Ｊゆる。

その作用効果を述べる。

例えば土圧系シールド掘削機の場合について説明すると
、掘削機の圧力室内で掘削土砂を攪拌し、さらにその排
土装置のスクリューコンベアーで再攪拌され排出された
掘削土砂を、ホッパー（１）に投入し、ここで攪拌翼（
１５）で攪拌する。

土圧系シールド掘削機で掘削された掘削土は、粘性土地
盤の場合は、土の鋭敏比により軟弱化し、また砂質土地
盤の場合は、圧力室内に泥水、高濃度泥水、気泡など注
入してこれも軟弱化している。

軟弱土の攪拌トルクを正確に測定するだめには、土の鋭
敏比の影響を受けないよう事前に充分に練りく川□・ 返しを行うととＫするが、本発明においては、事前に土
庄系シールド掘削機で、前記のように攪拌され（４） た掘削土砂をそのまま一定高一定容量のホッパー（１）
に投入攪拌するので、この土の鋭敏比の問題は起こらな
い。

ホッパー（１）内における攪拌翼（ｌｆｉ）の回転数を
一定に；−た上で送油管（−）内の油圧の変化、すなわ
ち攪拌トや夕の変化を油圧測定装置（１’ｏ）で測定す
る。

これは、頭書に記載し九ように、１１削土砂の粒縦、気
温に大巾な変化がなければ、その液性指数と一セメント
系固化剤などの土質改良剤の添加率とは略げ正比例する
という事実を実験によ）確認した。

そして、液性指数と攪拌翼（Ｘａ）の攪拌トルクとは　
−略ｔ！反比例するものであるので、固化剤添加率は攪
拌トルクと略埋反比例する仁とＫなる。

油圧測定装置（１０）で測定され九攪拌トレタの変化は
、予め、攪拌トルクと土質改良剤の添加率との関係をイ
ンプットし九演算装置（１１）Ｋ人カし、その計算結果
をもって流量調整装置（１ｇ）を制御し、これで土質改
良剤の供給用モーター（ＸＶ）の回転数を制御するとと
て、二り一造Ｉ量、０土ＩＩＦ改良剤は土質改良剤ビン
（１３）より供給装置（１４）で、連続々キｔ−（３）
Ｋ投入される。

（８） ここでホッパー（１）底部のスクリューフィーダー（２
）より供給された掘削土とこの連続ミキサー（３）でよ
く混合されその土質の改良が行われる。しか本これは連
続的に行われる。

シールドの掘削土は一般に軟弱なものが多く廃棄物処理
法の無機汚泥に相当するものが多い。

木製雪で鋭敏比の高い粘性土゛の攪拌トルクを測定゛す
る時は事＃に掘削土を練り返すことにより正確な測定が
可能である。砂質土を含んだ軟弱土の攪拌トルクを測定
する場合上の摩擦角の影響を少くするため一定高さ一定
容量の容器内にて攪拌トルクを測定することにより正確
な測定が可能になる。

土圧系シールド以外のシールド掘削ＪｆｌｊＫより掘削
された軟弱な掘削土に於て特に鋭敏比の高い土質でなけ
れば事前に練り返しを行わなくても充分使用町節である
。

本発明は、粒度含水比共に一定していない掘削土に対し
て、その液性指数と固化剤の土質改良剤添加率とは略は
正比例し、また攪拌翼の攪拌トルクとは略ぼ反比例する
という本実に基いて、攪拌トルクを連続検出（６） して固化剤を調整変化させながらこれを掘削土と混合さ
せるので、常に、所望の一軸圧縮強度を有する改良土を
得ることができる。

寸だホッパーは一定高の一定容量のものであるので情拌
個所の上部の荷重を小さくすることができて、土の内部
摩擦角の影響を小さくすることができるのでその影蕃も
全くなく正確にその攪拌トルクを測定することができ、
そして液性指数と攪拌トルクの関係で注入率が決定され
るので連続して常に最良の土質改良を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の側面図、第２図は一部を切欠いて示し
たその側面図、第３図はその平面図、第４図（ｒｌ　ｓ
Ｆ、３図のＢ−Ｂ線横断面図、第５図は攪拌翼の部分の
拡大平面図、第６図は同攪拌翼の側面図である。 １・・・−ホッパー　２０−〇・スクリューフィーダー
　３・・・・連続ミキサー　５・・・・定回転油圧モー
ター　８・・・・定流量油、冒・１：。 圧ポンプ　９・・・・送油管　１０・・・・油圧測定装
置　１１・・・・演算装置　１２８・・−流量論整装置
　１３・・・轡土質改良剤ビン　１４・・・・供給装置
　１５・・・・攪拌翼（１） 鳴　　タ　　私 ラ　６　ｈ 手続補正書（自発） 昭和５６年１２月−ｊ　日 特許庁長官　島　１）春　樹殿 １　事件の表示 昭和６６年特　許　　願第１’７０６３２号２、発明の
名称　シールド掘削土改頁装置３、　補正をする者 事件との関係特許出願人 ４、　代　　理　　人　〒　１５４ ■全文補正明細書別添のとおシ Ｌ発明の名称　シールド堀削土改良装置２、特許請求の
範囲 （１）シールド掘削機により排出された掘削土を投入す
の攪拌トシクと固化剤の土質改良剤添加率との関係を予
めインプットした演算装置とを結び、この演算装置て流
量調整装置を制御せしめ、流を調整装トをもって土質改
良剤ビンの同側供給装置を制御せしめ、同装置の下方に
は連続ミキサーを設けるとともに、同ミキサーには前記
ホッパーの底部に設けた定量供給装量の開口端を臨ませ
たシールド掘削土改良装卜。 （１） 許誇求の範囲第１項記載のシーをド４１１１１１±改良
装ジ ＆発明の詳細な説明 本発明は、シールド工事ＫｉＰいて掘削し九土砂に土質
改良剤、主としてセメント系固化剤を温合して、盛土材
料、埋戻し、路盤材料などに使用可能な土質に改良する
シーレド掘陶土改良装雪に係るものである。 従来揖贋土砂に石灰−の土質改良剤を混合してその改良
を行う、所■ソイルプラントがある。 このソイやプラントは土砂ホッパーより掘削土砂を２キ
サ−に連続して定量供給して行うものであるが、これは
土砂の粒度および含水比の変化を何部考慮に入れず、ま
た粒度および含水比の変化に応じて土質改良剤の供給率
を変化させるという考慮も何等なされていないものであ
る。 し九がってこのソイ船プラントでは一掘削土砂を常に一
定の性質（例えば−軸圧縮強度□、：１１′１．をもっ
た土質に改良することは不可能である。″ そζで本発明は、ｍ削土砂を、一定時間（例えば行う場
合、掘削土砂の粒度、気温に大巾な変化がなければ、土
の液性指数と固化剤の土質改良剤の添加率は、略ぼ正比
例するという事実を確認し、また回転数を一定にした時
の攪拌装置のトルクは、固化剤添加率に略ぼ反比例する
とｂう・事実のもとに、土砂ホッパー内の掘削土砂の攪
拌トをりを連続して測定することによって、土質改良剤
の供給率を変化させて連続してミキサー内に供給してそ
の土質を改良せんとするものである。 これを第１図ないし第６図について欽明する。 （１）は一定高さであって一定容量のホッパーであって
、その内部に駆動軸（ＩＦ）（１ａ）を並設し、この駆
動軸（１６）　ＫＦｉ、第５図で詳記され石ように、攪
拌翼（’１５）（ＩＩ５）・・・・を取付ける。同図で
（５）は定回転駆動装置である定回転油圧モーターで一
方の駆動軸（１６）に取付ける。（６）（６）、（６１
）（６１）け同径の、い スプロケットであって、　スプロケット（６）（６’）
、（ａ　）（ａ’）闇にはチェーン（））（））を掛は
渡す。（１９）は軸受であふ。 （２）はホッパー（１）の底部に設けたスクリューツイ
ータ―であって、これは、定量供給装置を形成する。そ
の開口端は連続ミキサー（３）の土に臨ましめ、る。 （８）は定流量油圧ポンプで、送油ｗ（９）を介してそ
の圧油を前記定回転油圧モーター（５）に供給する。 （１３）は土質改良剤ビンであって同改良剤は供給装置
（１４）で連続ミキサー（３）内に供給する。土質改良
剤はセメント系、石灰系、石炭灰、石こうなどの固化剤
を使用する。 （１０）は送油管（９）の途中に取付けたトｔり検出装
置を形成する油圧測定装置である。（１１）は攪拌トル
クと土質改良剤添加率との関係を、予め、インプットさ
せた演算装置で、これをもって、油圧ポンプ（１８）の
配管上に設けた流伽調整装置（１２）を制御することに
より、土質改良剤の供給用モーター（ｌグ）を制御し、
供給装置（１４）Ｉｃよる土質扉改良剤の供給率を適正
ならしめる。 第１図ないし第１０図は他の実施例であって、前記の油
圧制御に代えて電気制御としたものであり、（５１）は
定回転駆動装置として使用した定回転モーター、（、ｘ
ｏ　’　）（４） は駆ｔＩｌ軸（１６）に取付けたトセク梗出装＾（９Ｉ
）は配線、（１２鴫は周波数変換装置よりなる流杢”　
ｊｊｂ＋整、シバ、ｔｃある。 その作用効果を述べる。 例えば土庄系シールド掘削様の場合にっ（ハ”／：糾明
すると、掘削様の圧力室内で掘削土砂を攪拌し、さちに
その排土ｍｃｌｌのスクリューコンベアーで再攪拌され
排出された掘削土砂を、ホッパー（１）Ｋ投入し、ここ
で攪拌翼（１５）で攪拌する。 土圧系シーシト掘削機で掘削された掘削土は、粘性土地
盤の場合は、土の鋭敏比により軟弱化し、また砂質土地
盤の場合は、圧力室内に泥水、亮４度泥水、気泡など注
入してこれ本軟弱化して′いる。 軟弱土の攪拌トルクを正確に測定するためには、土の鋭
敏比の影響を受けないよう事前に充分に練り返しを行う
ことＫなるが、本発明においては、事前に土庄系シール
ド掘削機で、前記のように攪拌された掘削土砂をそのま
ま一定高一定容量のホッパー（１）に投入攪拌するので
、この士の鋭敏比の問題は起こらない。 （５） ホッパー（１）内における攪拌翼（１５）の回転数を一
定にした上で送油管（９）内の油圧の肇化、すなわち攪
拌トルクの変化を油圧測定装置（１０）・で測定する。 （第１図ないし第１０図のものでは駆動軸（１６）に取
付けたトルク検出装ｆｉｔ（ｌｏ’）で検出する。）　
　　　′これは、頭書に記載したように、掘削土砂の粒
度、気温に大巾な変化がなければ、その液性指数とセメ
ント系同化剤などの土質改良剤の添加率とは略ぼ正比例
するという事実を実験により確認した。 そ１−で、液性指数と攪拌翼（１５）の攪拌トルクとは
略ぼ反比例するものであるので、同化剤添加率は攪拌ト
ルクと略ぼ反比例することになる。 油圧測定装置（１０）で測定された攪拌トルクの変化は
、予め、攪拌トルクと土質改良剤の添加率との関係をイ
ンプットした演算装置（１１）に入力し、その計算結果
をもって流量調整装置（１２）を制御し、これで土質改
良剤の供給用モニター（１＃ｙ）の回転数を制御するこ
とにより、適正量の土質改”霞”’剤は土質改良剤ビン
（１３）より供給装置（１４）で、連続ミ″キサ−（３
）Ｋ投入される。 （６） ここでホッパー（１）底部のスクリューフィーダ―（２
）より供給された掘削土とこの連続ミキサー（３）でよ
く混合されその土質の改良が行われる。しかもこれは連
続的に行われる。 第す図ないし第１０図のものでは周波数変換装置（１２
）で適正な周波数に変換し供給用モーターＤｖ）の回転
数を制御する。なおこの場合周波数変換装置（１２）に
フィードバック機構を設は土質改良剤供給用モーター（
１７）の回転数をより正確に制御することも可能である
。 シールドの掘削土は一般に軟弱なものが多く廃棄物処理
法の無機汚泥に相当するものが多い。 本装置で鋭敏比の高い粘性土の攪拌トルクを測定する時
は事前に掘削土を練り返すことにより正確な測定が可能
である。砂質土を含んだ軟弱土の攪拌トルクを測定する
場合上の摩擦角の影響を少くするため一定高さ一宮・・
容量の容器内にて攪拌トルクを測定することによｉ正確
な測定が可能になる。 土圧系シールド以外のシールド掘削−により掘削された
軟弱な掘削土に於て特に鋭敏比の高い土質で（）） なければ事前に練り返しを行わなくても充分使用可紗で
ある。 本発明は、粒度含水比共に一定していない棚内１１土に
対して、その液性指数と固化剤の土質改良斉１添カロ率
とは略ぼ正比例し、また攪拌翼の攪拌トルクとは略ぼ反
比例するという事実に基いて、攪拌トルクを連続検出し
て固化剤を調整変化させながらこれを掘削土と混合させ
るので、常に、所望の一軸圧縮強度を有する改良土を得
ることができる。 またホッパーは一定高の一定容量のものであるので攪拌
個所の上部の荷重を小さくすることができて、土の内部
摩擦角の影響を小さくすることができるのでその影響も
全くなく正確にその攪拌トをりを測定することができ、
そして液性指数と攪拌トルクの関係で注入率が決定され
るので連続して常に最良の土質改良を行うことができる
。 そして油圧制御による場合はトルク測定に当ってトνり
変動が平均化され、また湿度の影響は全くないという特
徴を有し、電気制御による場命は、トルク変動がそのま
ま変換されて敏感でありまた油圧側（８） 御と比較して安価に製作することができるという特徴を
有するものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本装置の側面図、坑２図は一部を切欠いて示し
たその側面図、第３図はその平面図、第４図は第３図の
Ｂ、Ｂ線横断面図、第５図は撹拌翼の部分の拡大平面図
、＄６図は同攪拌翼の側面図、館マ図ないし第１０図は
他の実施例であって、第９図はその側面図、第８図は一
部を切欠いた側面図、第９図はその平面図、第１０図は
第９図のＢ−Ｂ線横断面図である。 ｌ・・・・ホッパー　２・・・・スクリューフィーダー
　３・・・連続ミキサー　５・・・・定回転油圧モータ
ー　５１・・・・定回転モーター　８・・・・定流量油
圧ポンプ　９・・・・送油管１０・・・・油圧測定装置
　１０Ｉ＠・・・ト髪り検出装置　１１・・・・演算装
置　１２・Φ・・流量調整装置　１２’・・・・周波数
変換装ｆ　　１３−・・・土質改良剤ビン　１４・ｍ−
・供給装置　１５　ｍ　ｍ・拳攪拌翼 （９）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シーレド掘削機により排出された掘削土を投入するホッ
   パー内に定回転油圧モーターで駆動される攪拌翼を設け
   、同油圧モーターに圧油を送る定流量油圧ポンプの送油
   管に攪拌翼の攪拌トルクを検出する油圧測定装置を取付
   け、この油圧測定装置と、掘削土の攪拌トルクと固化剤
   の土質改良剤添加率との関係を予めインプットした演算
   装置とを結び、この演算装置で流量調整装置を制御せし
   め、流ｆ調整装置をもって土質改良剤ビンの同剤供給装
   曾を制御せ（支）、同装置の下方には連続ミキサーを設
   けるとともに、同ミキサーには、前記ホッパーの底部に
   設けた定量供給装置の開口端を臨ませたシールド掘削土
   改良装置。