JPS63217015A - 土砂と土質改良材を連続的に混合する方法およびこの方法を実施するためのプラント - 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、土砂および土質改良材を連続的に混合するた
めの方法およびこの方法を実施するためのプラントに関
する。

埋立ておよび盛土を行う際の材料は、埋立て土および盛
土を構成する主要材料であるので、その性質が施工の難
易と完成後の埋立て土および盛土の品質を左右し、従っ
てなるべく良質な材料を選んで使用することが望ましい
。

しかし、良質な材料を選んで使用することは経済上そう
簡単に行い得ない。

この欠点を排除するため材料となる採取した土砂に事前
に土質改良材を混合して埋立て土および盛土を造ること
が行われている。この混合材料から成る埋立て土および
盛土の製造には色々な様式のミキサー例えば道路路盤な
どの改良構造土用にはドラム式連続ミキサーが使用され
ているが、これらのミキサはその能力、大きさ、価格、
省力化、自動化等の点で大土量の連続混合には適さない
。

本発明の根底をなす課題は、土砂と土質改良材の精度良
好な、大量な、かつ連続的な混合を可能し、かつその際
粉塵の発生が極力抑えられる、埋立て土および盛土を造
るための方法およびこの方法を実施するためのプラント
を造ることである。

この課題は本発明による方法にあって、埋立て土、盛り
土を造る目的で連続的に運動するベルトコンベヤ上に先
ず土砂を散布し、次いで土質改良材を上記土砂層上に散
布することを一回ないし複数Ｏ繰返し、最後にこれらの
互層上に土砂を散布し、このようにして形成された土砂
層の中間に土質改良材をサンドインチ状に鋏む互層の材
料土層を移送しながらベルトコンベヤの乗り継ぎ部で混
合することによって解決される。

更に本発明の他の構成にあっては、混合された材料を水
面下埋立てに使用する際、前述の混合部で成形された材
料に更に分離防止剤等の液体土質改良材を噴霧して添加
される。

また本発明にあっては、混合工程における土質改良材お
よび土砂のパラメータもしくは配合量はこれらのための
計測装置もしくは計量装置と結合されている自動制御機
構により制御される。

また本発明においては、上記の方法を実施するためのプ
ラントにあって上記課題は以下のようにして解決される
。

即ち、上記プラントを、 貯蔵タンクから土質改良材を供給する一系統または複数
系統の供給導管、計量装置および土砂フィーダ装置の間
に配置された土質改良材フィーダ装置から成る土質改良
材供給部； ホッパー或いはストックパイル、土砂を連続的にベルト
コンベヤ上に供給するためベルトコンベヤの流れに沿っ
て配列した複数台の土砂フィーダ装置、土砂を運搬する
ベルトコンベヤ、土砂の含水比を連続的に計測する含水
比計測装置、およびベルトコンベヤ上への土砂と土質改
良材の合計供給量を連続的に計量する運搬量計量装置と
から成る材料配合部； および 最終のベルトコンベヤ、一本ないし複数本の中間のベル
トコンベヤのそれぞれの乗り継ぎ部で上記材料配合部に
よって形成された互層の土層を混合して次のベルトコン
ベヤに案内するダンパーシュートとから成る第一の混合
部；から構成することによって解決される。

更に、本願発明にあっては、混合された材料を水面下の
埋立に使用する際上記の混合部で形成された混合材料を
更に処理するために、液体土質改良材貯蔵部、この液体
土質改良材を圧送する装置、液体土質改良材を連続的し
て噴霧状に散布する装置およびベルトコンベヤの放出部
で土砂と粉体土質改良材の混合物を帯状に展開するダン
パーシュートからなる第二の混合部を備えている。

上記の方法およびプラントによって、従来大まかに行わ
れていた埋立て土もしくは盛土の調製を、理想的な配合
量の下に十分な混合により行うことが可能となり、かつ
埋立て土もしくは盛土のこの調製は連続的な作業様式で
行われ、多量の土を極めて経済的な工程で造ることがで
きると言う利点が達せられる。

なお、混合状態を良くする手段としては、土砂および土
質改良材のフィーダ装置を複数台として５層以上のサン
ドインチとする方法と、ダンパーシュートを複数箇所に
設置して混合を繰返し行う方法があるが、これは土砂お
よび土質改良材の性状、プラントの運搬能力および設置
場所の制約等を勘案して、組合せ選定することが望まし
い。

以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の詳
細な説明する。

第１図には、本発明によるプラントのうち、最も簡略な
場合、即ち土砂フィーダ装置二台とダンパーシュート−
箇所の場合が概略図示されている。

先ず作業工程順序として、仕切壁２０によってベルトコ
ンベヤ３から仕切られているホッパ或いはストックパイ
ルｌに貯蔵されている土砂が、第一の含水比計測装置１
１により含水比を常時計測されながら土砂フィーダ装置
２によりベルトコンベヤ３上にこのベルト表面上に積層
されるように供給される。

一方土質改良材は粉体状に調製されて、貯蔵装置４に貯
蔵されており、ここから導管５を介して、この土質改良
材の供給量を連続的に計量する計量装置１２により計量
されて改良材フィーダ装置２２に供給され、上記の先行
して供給された土砂層の上にほぼ均一な厚みに積層され
るように供給される。ここでベルトコンベヤ３上に土砂
層−土質改良材層から成る二層の材料層が形成される。

次いで、同様にホッパ或いはストックパイル１に貯蔵さ
れている土砂が第二の含水比計測装置１１′により計測
されながら土砂フィーダ装Ｗ２°により、既にベルトコ
ンベヤ３上に形成されている土砂層−土質改良材層上に
同様に積層されるように供給される。

ここでベルトコンベヤ３上に、このベルトコンベヤの直
ぐ上側に土砂層が、この土砂層の層面上に土質改良材層
が、この土質改良材層の上に再び土砂層が積層された三
層の材料土層、即ち土砂層−土質改良材層−土砂層が形
成される。

次いでこの三層から成るの材料土層はベルトコンベヤ３
で更に移送され、途中運搬量計量装置により土砂と土質
改良材の運搬量が連続的に計量される。この土層成形体
はベルトコンベヤ３の終端部においてこのベルトコンベ
ヤを去るが、この際その流動方向で前面に設けられてい
るダンパーシュート６に突き当たり、このダンパーシュ
ート６により層成形体は分断され、三つの層は入り乱れ
、混合される。即ち、この位置において上記各材料の第
一の混合が行われる。

この剪断混合の効果は以下に述べるダンパーシュートの
特別な構造によって達せられる。

第２図はこのダンパーシュート６の第一の実施例を示し
ており、第３図にはその正面図を示している。第２図か
ら明瞭であるようにこのダンパーシュート６はベルトコ
ンベヤの中心線と直交する正面板体３０から成り、この
板体３０の材料が突き当って流下する方向で、しかもこ
の板体３０のほぼ中央に、断面で見てほぼ直角三角形の
二つの邪魔板３１が設けられており。

土砂層−土質改良材面一土砂層から成る層成形体はこの
邪魔板３１に衝突して分断破壊される。

板体３０の流動方向で下端部の両側には中心方向に傾斜
した案内側壁３２が設けられており、これらの案内側壁
３２は縁部に中心方向に幅をもつ折り返し部を備えてい
る。この案内側壁３２で区画された板体３０の出口３３
は先細りに形成されている。流動する材料層はこの板体
３０の邪魔板３１に、その後この案内側壁３２とに衝突
しながらこれらを擦過することにより渦巻挙動をとり、
その際この土層成形体は完全に分断破壊され混合される
。

第４図にはダンパーシュート６の第二の実施例を、第５
図はその正面図を示している。これらの図から明瞭であ
るように、この実施例によるダンパーシュート６は底部
がベルトコンベヤ３から放出される土砂層−土質改良材
面一土砂層から成る層成形体が描く放物線と浅い角度で
交差して設けられたバー３４と傾斜した側方案内板３５
から形成されている。この側方案内板３５は下方向へと
、即ち材料流動方向で先細りに形成されている。土砂層
−土質改良材面一土砂層の順で成層されてベルトコンベ
ヤ３で運ばれて来る三層から成る土層成形体の材料はこ
のベルトコンベヤから放出され、落下する途中で上記の
バー３４と交差し、材料の流れと平行に分断され、各々
のバー３４の両側に滑り落ちる時に各層はずれにより分
断破壊され混合される。

このダンパーシュート６により剪断混合された材料はベ
ルトコンベヤ２１により移送されて直接作業現場に供給
されるか或いは貯蔵される。

ここで、上記の混合部Ｃにおいて形成された混合材料を
海洋における埋立て等の水面下埋立てに使用する際は、
この混合材料はベルトコンベヤ２１により更に移送され
、このベルトコンベヤ２１の排出口の前方に設けられた
ダンパーシュート１０内に投入される。このダンパーシ
ュート１０は、第６図および第７図に示すように、ベル
トコンベヤ２１の中心線と直交する平面をもち、下部の
両側に平面から立ち上がった垂直な案内板３６を有して
いる。ここでコンベヤ２１から放出され、ダンパーシュ
ート１０に衝突した材料はダンパーシュートの平面に沿
って広がり、ダンパーシュート下部両側の垂直案内板の
内幅をもった薄い均一な厚みのカーテン状の層になって
落下し、その際この垂直に落下する土砂のカーテンの流
れに、直交する平面方向に、液体土質改良材貯蔵部７か
ら圧送装置８を経て送られて来る分離防止剤等の液体土
質改良材が、数個の噴霧装置（ノズル機構）３９（第６
図および第７図参照）を介して噴霧され、添加される。

その後この混合された土砂材料は仕上がり材料として土
運船、或いは適当な運搬手段に積荷される。

上記本発明による混合方法および混合プラントにおいて
処理される土質改良材および土砂のパラメータもしくは
配合量は、土砂の乾燥重量を・基準に設定される。この
配合量設定基準値は自動制御機構１５に入力されており
、これと結合されている以下の計測装置および計量装置
、即ち土砂の含水比を連続的に計測する含水比計測装置
１１．１１”、粉体の土質改良材の供給量を連続して計
量する装置１２．１２゛、ベルトコンベヤ上の土砂と土
質改良材の運１ＩＩＩを連続的に計量する運！ｌｆｔ計
量装置１３を介してプラント操作・運転制御を行う。こ
の制御様式に関して第８図に示す制御ブロック図を基に
説明する。

Ａにおいて土砂（自然状態）の時間運搬量および出荷単
位量、土砂の自然含水比、土質改良材の各配合比率に関
して基準値が設定される。

プラント運転経過に応じた実際値はＢにおいて検出され
、検出された実際値はＣに与えられ、ここでこの実際値
と基準値との差が比較要素および演算要素により比較お
よび演算され、この比較・演算により形成された差異値
信号はＤにおいてプラントの各計測装置および計量装置
にフィードバックされ、これら計測装置および計量装置
が制御される。この場合、設定基準値、検出値、演算値
およびこれらの値に基づく運転パラメータはＥの記録部
において記録される。

この制御機構は公知の様式で構成されており本発明の特
徴ではないので詳しくは説明しなかった。

上記の制御の一例として以下に土砂および土質改良材の
配合量を具体的に説明する。

上流側土砂フィーダ装置２から供給される土砂を４８重
量部、貯蔵部４から供給される土質改良材を４重量部、
下流側の土砂フィーダ装置２゛から供給される土砂を４
８重置部として三層の混合材料を形成する。この混合材
料に場合によっては貯蔵部７から流体の土質改良材を０
゜０１重量部の割合で添加する。

この場合、ベルトコンベア３上に積み込まれる土砂の含
水比は土砂供給ストックパイル或いはホッパの出口に設
けられた含水比計測装置１１．１１°で計測され、制御
機構１５に設けられた比較・演算要素で土砂の乾燥重量
が求められる。土質改良材の配合比率は基準値として自
動制御機構１５に与えられており、ベルトコンベヤ３に
供給される土砂の乾燥重量に対して設定した配合量の土
質改良材が土砂フィーダ装置２に指令され、粉体流量計
１３で連続的に計量される。この際土砂および土質改良
材の供給量は上記計量装置により計量され、電気信号で
制御機構１５に入力され、比較・演算され各々の計測装
置および計量装置にフィードバックされ供給量が設定目
標値に制御される。

実施例 本発明による混合方法およびこのためのプラントにより
得られる効果を実証するため以下に述べる実験を行った
。

実験装置は、ベルト幅３５ｍｍ、ベルト速度１００ｍ／
分のベルトコンベヤ３基を直列に配置し、作業最上流の
ベルトコンベヤＮｏ、１の上にベルトコンベヤ上流側よ
り、フィーダ装置付き土砂ホッパＮｏ、　１、Ｎｏ、２
を設置した。二つの土砂ホッパの中間にフィーダ装置付
き土質改良材ホッパを設置した。

３基のベルトコンベヤのうちＮＯ，１％　Ｎｏ、２”’
ルトコンベヤには混合用ダンパシュートを取付け、Ｎｏ
、３ベルトコンベヤの放出部には平板展開ダンパシュー
トを取付け、その下方にはこの平板展開ダンパシュート
よりベルト状になって流下する土砂、土質改良材の混合
材料の表裏に各々２ケの噴霧ノズルから液体土質改良材
を吹きかける装置とした。

Ｎｏ、１土砂ホツパからＮｏ、１ベルトコンベヤ上に乾
燥重量で３０Ｋｇに相当する土砂を連続して供給し、同
時に、その土砂層上に土質改良材を２゜４Ｋｇを連続的
に、層が形成されるように供給する。　ＮＯ，２の土砂
ホッパからは前記の土砂、土質改良材の層の上に乾燥型
ｆｆ１３０Ｋｇ相当の土砂を連続的に供給して土質改良
材を覆う。

この装置で供給、移送、放出される混合材料を受は箱に
堆積させた。

実験に使用した土砂は砂質土、土質改良材には普通のポ
ルトランドセメント、液体土質改良材には塩水に溶解さ
せた分離防止剤を使用した。

各材料の配合比率は乾燥土砂型３１１Ｋｇに対して普通
のポルトランドセメント４％（重量％）、分離防止剤１
００ｍｇとした。

混合度合いに関して、受は箱に堆積した混合材料を目視
観察、カルシウム含有量測定、および塩化イオン濃度測
定を行った。

混合用に工夫されていない通常のダンパシュートでは受
は箱に堆積した混合材料の表面、断面とも土質改良材の
偏在が明瞭に目視され、混合効果がない。

混合用ダンパーシュートを使用したものは、目視では土
質改良材の偏在は認められず、堆積材料の多数の点から
試料採取し次の試験を行った。

各試料中の土質改良材の普通のポルトランドセメントに
含まれるカルシウムの含有量を測定し土質改良材の含有
量に換算した。液体土質改良剤の分離防止剤は溶解した
塩水中の塩素イオン濃度を測定し、分離防止剤の含有量
に換算した。

測定結果 １、土質改良剤（普通のポルトランドセメント）供給の
配合率　　　４．０％ 試料中の含有量　　平均３．８χ（標準偏差０゜１９４
、変動 計数０．１） ２、液体土質改良材（分離防止剤） 供給の配合比　　１００ａ＋ｇ／Ｋｇ 試料中の含有量　平均９１ｍｇ／Ｋｇ　（標準偏差３４
．２、変 変動係数 ０．３７） 以上の結果から、本発明によるプラントにより土質改良
材の連続的混合が可能である。

また、微粉の土質改良材も運搬中に飛散せず、粉塵を防
止できる方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による土砂と土質改良材の混合プラント
の概略図、 第２図は本発明により使用されるダンパーシュートの第
一の実施例の断面図、 第３図は第２図の正面図、 第４図は本発明により使用されるダンパーシュートの第
二の実施例の断面図、 第５図は第４図の正面図、 第６図は流体土質改良材を混合するために使用されるダ
ンパーシュートの断面図、 第７図は第６図の正面図、 第８図は本発明による方法を実施するための制御装置の
ブロック図。 図中符号は、 １・・・ホッパー或いはストックバイル２．２゛　・・
・土砂フィーダ装置 ３・・・ベルトコンベヤ ４・・・土質改良材貯蔵装置 ５・・・土質改良材供給導管 ６・・・ダンパーシュート ７・・・液体土質改良材貯蔵装置 ８・・・液体土質改良材圧送装置 ９・・・噴霧装置 １０・・・ダンパーシュート １１．１１”・土砂の含水比計測装置 １３・・・運搬量計量装置 １４・・・液体土質改良材計量装置 １５・・・制御機構 ２２・・・土質改良材フィーダ装置 第２図　　　　第３図 第４図　　　　第５図 第６図　　　　ｍ７図 第８図 手続補正書 昭和６２年４月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、土砂および土質改良材を連続的に混合するための方
   法において、埋立て土、盛り土を造る目的で連続的に運
   動するベルトコンベヤ上に先ず土砂を散布し、次いで土
   質改良材を上記土砂層上に散布することを一回ないし複
   数回繰返し、最後にこれらの互層上に土砂を散布し、こ
   のようにして形成された土砂層の中間に土質改良材をサ
   ンドイッチ状に鋏む互層の材料土層を移送しながらベル
   トコンベヤの乗り継ぎ部で混合することを特徴とする、
   土砂および土質改良材を連続的に混合する方法。 ２、土砂および土質改良材を連続的に混合する方法にお
   いて、混合された材料を水面下埋立てに使用する際、混
   合された材料に更に液体土質改良材を噴霧により添加す
   ることを特徴とする、土砂および土質改良材を連続的に
   混合する方法。 ３、土質改良材および土砂のパラメータもしくは相互の
   配合量をこれらのための計測装置もしくは計量装置と結
   合されてる自動制御機構により制御して行う、特許請求
   の範囲第１項或いは第２項に記載の方法。 ４、土砂および土質改良材を連続的に混合するための方
   法を実施するためのプラントにおいて、 貯蔵タンク（４）から土質改良材を供給する一系統また
   は複数系統の供給導管（５・・・）、計量装置（１２・
   ・）および土砂フィーダ装置（２、２′・・・）の間に
   配置された土質改良材フィーダ装置（２２、・・・）か
   ら成る土質改良材供給部（Ａ）； ホッパー或いはストックパイル（１）、土砂を連続的に
   ベルトコンベヤ（３）上に供給するためベルトコンベヤ
   （３）の流れに沿って配列した複数台の土砂フィーダ装
   置（２、 ２′・・・・）、土砂を運搬するベルトコンベヤ（３）
   、土砂の含水比を連続的に計測する含水比計測装置（１
   １、１１′・・・）、およびベルトコンベヤ上への土砂
   と土質改良材の合計供給量を連続的に計量する運搬量計
   量装置（１３）とから成る材料配合部（Ｂ）；および 最終のベルトコンベヤ（２１）、一本ないし複数本の中
   間のベルトコンベヤ（３・・・）のそれぞれの乗り継ぎ
   部で上記材料配合部 （Ｂ）によって形成された互層の土層を混合して次のベ
   ルトコンベヤに案内するダンパーシュート（６、・・・
   ）とから成る第一の混合部（Ｃ）； から成る、土砂および土質改良材を連続的に混合するた
   めのプラント。 ５、土砂および土質改良材を連続的に混合するための方
   法を実施するためのプラントにおいて、 上記混合部（Ｃ）が液体土質改良材貯蔵部 （７）、この液体土質改良材を圧送する装置（８）、液
   体土質改良材を連続的して噴霧状に散布する装置（９）
   およびベルトコンベヤの放出部で土砂と粉体土質改良材
   の混合物を帯状に展開するダンパーシュート（１０）を
   備えていることを特徴とするプラント。