掘削土砂のｐＨ調整方法
【課題】掘削土砂のｐＨ調整を短期間で行うことができるｐＨ調整方法を提供する。
【解決手段】
掘削土砂のｐＨ調整方法は、リバース掘削で発生した掘削土砂Ａ１を土質改良機２９に投入し、土質改良機２９で掘削土砂Ａ１にｐＨ調整剤２８を加えながら粉砕攪拌する粉砕攪拌工程Ｓ１０５、を備え、ｐＨ調整剤２８は、乳酸と増量材とを含み、粉末状であることを特徴とする。
【解決手段】
掘削土砂のｐＨ調整方法は、リバース掘削で発生した掘削土砂Ａ１を土質改良機２９に投入し、土質改良機２９で掘削土砂Ａ１にｐＨ調整剤２８を加えながら粉砕攪拌する粉砕攪拌工程Ｓ１０５、を備え、ｐＨ調整剤２８は、乳酸と増量材とを含み、粉末状であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削で発生する掘削土砂のｐＨ調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リバース掘削で地盤を掘削する際には、アルカリ性の安定液が使用される場合がある。この場合、アルカリ性を示す掘削土砂が発生するが、当該掘削土砂を植生土壌等として再利用するには、掘削土砂のｐＨを低下させる処理が必要である。このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の土壌の中和方法が知られている。この方法は、アルカリ性の土壌に、小麦フスマ、末粉、米糠等の糟糠類を混合添加し、糟糠類を嫌気性発酵させて有機酸を生成させ、有機酸を土壌中のアルカリ成分と中和反応させて土壌のｐＨ低下を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６０６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、糟糠類の嫌気性発酵が数日単位の期間をかけて進行するので、土壌のｐＨ低下の効果が現れるまでに時間がかかるといった問題があった。この問題に鑑み、本発明は、掘削土砂のｐＨ調整を短期間で行うことができるｐＨ調整方法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】
【０００５】
本発明の掘削土砂のｐＨ調整方法は、掘削で発生した掘削土砂を土質改良機に投入し、土質改良機で掘削土砂にｐＨ調整剤を加えながら粉砕攪拌する粉砕攪拌工程、を備え、ｐＨ調整剤は、乳酸と増量材とを含み、粉末状であることを特徴とする。
【０００６】
このｐＨ調整方法によれば、粉砕攪拌工程においてｐＨ調整剤中の乳酸が掘削土砂に混合されるので、混合直後から乳酸が掘削土砂中のアルカリ成分と中和反応することにより、短期間で掘削土砂のｐＨ低下が図られる。また、ｐＨ調整剤は、乳酸と増量材とが混合され、粉末状のものであるので、乳酸が掘削土砂中に均等に攪拌混合されやすく、その結果、アルカリ成分と乳酸との反応が短時間で進行する。
【０００７】
具体的には、粉砕攪拌工程では、掘削土砂１ｍ３に対してｐＨ調整剤が２０〜１５０ｋｇの割合で添加されることとしてもよい。この割合で掘削土砂とｐＨ調整剤とを混合することにより、土質改良機による混合攪拌が効率的に行われる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の掘削土砂のｐＨ調整方法によれば、掘削土砂のｐＨ調整を短期間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るｐＨ調整方法の対象である掘削土砂が発生する掘削ヤードを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るｐＨ調整方法が実行される改質ヤードを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るｐＨ調整方法を含む掘削土砂の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図３を参照しつつ本発明に係る掘削土砂のｐＨ調整方法の一実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、リバース掘削で発生する掘削土砂をｐＨ調整の対象とする。
【００１１】
（掘削工程）
図１に示すように、地中連続壁工事の掘削ヤード５１においては、リバース掘削機１１を用いたリバース掘削によって掘削溝１３が形成される。このリバース掘削工程では、アルカリ性（ｐＨ１０．５〜１２．０程度）の安定液が使用されるので、リバース掘削機１１からは、アルカリ性の安定液が混合された掘削土砂が排出される（図３のＳ１０１）。
【００１２】
（水切り工程）
続いて、上記掘削土砂に含まれる水分を低減するために水切り工程が行われる（図３のＳ１０３）。具体的には、アルカリ性の安定液が混合された上記掘削土砂は、まず、サイクロンスクリーン１５によって水分と土砂成分とに分離される。土砂成分は、バックホウ１７によってダンプ１９に積載され、ダンプ１９で後述の改質ヤードに搬送される。サイクロンスクリーン１５で発生した水分は、更にスクリューデカンタ２１により固液分離され、分離された固体成分はバックホウ１７によってダンプ１９に積載され、ダンプ１９で改質ヤード５２（図２）に搬送される。スクリューデカンタ２１で発生した水分は、リバース掘削機１１で再利用される。上記のダンプ１９で搬送される掘削土砂には安定液のアルカリ成分が残存しており、当該掘削土砂は高アルカリ性を示す。
【００１３】
（粉砕攪拌工程）
図２に示すように、ダンプ１９で搬送された掘削土砂は、改質ヤード５２の高ｐＨ土砂置場２３に貯留される。前述のとおり、高ｐＨ土砂置場２３の掘削土砂Ａ１は高アルカリ性（ｐＨ）を示すので、ｐＨ低下処理を行う必要がある。そこで、高ｐＨ土砂置場２３の掘削土砂Ａ１は、バックホウ２７によって自走式の土質改良機２９に投入される。また、土質改良機２９にはｐＨ調整剤２８が別途導入される。詳細は後述するが、ｐＨ調整剤２８は乳酸を含み、粉末状をなす。土質改良機２９は連続的に上記掘削土砂Ａ１を粉砕・攪拌し、粒度を揃える。このとき、土質改良機２９は、粉砕・攪拌される掘削土砂Ａ１に上記の粉末状のｐＨ調整剤２８を混合する。これにより、掘削土砂Ａ１に対してｐＨ調整剤２８が均等に混合される（図３のＳ１０５）。ｐＨ調整剤２８が混合された掘削土砂（以下「改質土砂Ａ２」という）が、土質改良機２９の排出口から排出され、改質土砂置場３１に貯留される。
【００１４】
なお、掘削土砂Ａ１とｐＨ調整剤２８との混合割合を、土質改良機２９に事前に設定すれば、所望の混合割合が、土質改良機２９によって自動的に達成される。ここでは、土質改良機２９の事前の設定により、掘削土砂Ａ１の１ｍ３に対してｐＨ調整剤２８が事前定の割合（２０〜１５０ｋｇの範囲で定められる）で添加される。この割合で掘削土砂Ａ１とｐＨ調整剤２８とを混合することにより、土質改良機２９による混合攪拌が効率的に行われる。
【００１５】
（品質管理工程）
次に、改質土砂置場３１に貯留された改質土砂Ａ２をサンプリングしｐＨ測定を行う（図３のＳ１０７）。ここで、改質土砂Ａ２のｐＨ測定値が８．５以下の場合には、改質土砂Ａ２をバックホウ３３でダンプ３５に積載し改質土集積場３７に搬送する。また、改質土砂Ａ２のｐＨ測定値が８．５を超えている場合には、改質土砂Ａ２を再び土質改良機２９に投入するか、又は、改質土砂Ａ２を高ｐＨ土砂置場２３に返送する。なお、改質土砂Ａ２のｐＨ測定は、地盤工学会基準 JGS0211-200* の「土懸濁液のｐＨ試験方法」に従って行う。
【００１６】
（改質土砂貯留工程）
改質土集積場３７に搬送された改質土砂Ａ３は、例えば植生土壌として再利用されるまでの間、当該改質土集積場３７で一定期間貯留される（図３のＳ１０９）。改質土砂Ａ３は、ｐＨ８．５以下であるので、植生土壌として好適に再利用することができる。
【００１７】
続いて、前述のｐＨ調整剤２８の配合について説明する。ｐＨ調整剤２８の配合は下表１のとおりである。
【表１】
【００１８】
中和剤の乳酸は、掘削土砂に含まれるアルカリ成分と中和反応することで、掘削土砂Ａ１のｐＨを低減させる機能を有する。キャリアは、液体成分を吸着させてｐＨ調整剤２８を粉末化する機能を有する。また,キャリアは、中和剤による中和の効果を持続させる。キャリアとしては、例えば、アタパルジャイト（米国フロリデン社製）が用いられる。アタパルジャイトは、粘土系鉱物であり優れた粘着性をもち、化学肥料のバインダーや、セメントスラリーの増粘剤やダレ止めとしても用いられるものである。
【００１９】
増量材は、中和剤の乳酸を希釈してｐＨ調整剤２８を増量する機能と、ｐＨ緩衝作用（ｐＨの低下しすぎを抑制する作用）と、を有する。増量材としては、例えば、木節粘土が用いられる。木節粘土とは、亜炭層の下にある層状の粘土であり、陶芸品の原料としても用いられるものである。改質剤は、泥状の掘削土砂Ａ１に対して塑性を付与する。掘削土砂Ａ１は改質剤によって塑性を付与されることで、盛り土として利用可能になる。改質剤としては、例えば、ＲＣ−１（ノニオン系高分子改質剤粉末；株式会社テルナイト製）が用いられる。ＲＣ−１は、天然ポリマーを主成分とする軟弱土改質剤である。
【００２０】
続いて、上述のｐＨ調整方法の作用効果について説明する。
【００２１】
上述のｐＨ調整方法によれば、ｐＨ調整剤２８中の乳酸が掘削土砂Ａ１に混合されるので、混合直後から乳酸が掘削土砂中のアルカリ成分と中和反応することにより、短期間で掘削土砂Ａ１のｐＨ低下が図られる。また、ｐＨ調整剤２８は、乳酸と増量材とが混合され、粉末状とされているのであるので、乳酸が掘削土砂Ａ１中に均等に攪拌混合されやすく、その結果、アルカリ成分と乳酸との反応が短時間で進行する。
【００２２】
また、短期間で掘削土砂Ａ１のｐＨ低下が図られることから、早い時期に前述の品質管理工程を行って改質土砂Ａ２のｐＨを確認することができ、改質土集積場３７に搬送すべき改質土砂Ａ２と、再び土質改良機２９に投入すべき改質土砂Ａ２と、を早期に仕分けることができる。
【００２３】
また、改質土集積場３７の改質土砂Ａ３は、ｐＨ８．５以下であるので、当該改質土砂Ａ３に雨水等が混入したとしても、濃アルカリ性溶液が外部流出するといったことは発生し難い。また、中和剤として用いられる乳酸も人体に対する影響は少ないので、仮に雨水等によって乳酸が外部に流出したとしても、人体に対する危険は少ない。よって、改質土集積場３７に改質土砂Ａ３を長期間貯留することも可能である。
【００２４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
２８…ｐＨ調整剤、２９…土質改良機、Ａ１…掘削土砂、Ａ２，Ａ３…改質土砂、Ｓ１０５…粉砕攪拌工程。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削で発生する掘削土砂のｐＨ調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リバース掘削で地盤を掘削する際には、アルカリ性の安定液が使用される場合がある。この場合、アルカリ性を示す掘削土砂が発生するが、当該掘削土砂を植生土壌等として再利用するには、掘削土砂のｐＨを低下させる処理が必要である。このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の土壌の中和方法が知られている。この方法は、アルカリ性の土壌に、小麦フスマ、末粉、米糠等の糟糠類を混合添加し、糟糠類を嫌気性発酵させて有機酸を生成させ、有機酸を土壌中のアルカリ成分と中和反応させて土壌のｐＨ低下を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６０６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、糟糠類の嫌気性発酵が数日単位の期間をかけて進行するので、土壌のｐＨ低下の効果が現れるまでに時間がかかるといった問題があった。この問題に鑑み、本発明は、掘削土砂のｐＨ調整を短期間で行うことができるｐＨ調整方法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】
【０００５】
本発明の掘削土砂のｐＨ調整方法は、掘削で発生した掘削土砂を土質改良機に投入し、土質改良機で掘削土砂にｐＨ調整剤を加えながら粉砕攪拌する粉砕攪拌工程、を備え、ｐＨ調整剤は、乳酸と増量材とを含み、粉末状であることを特徴とする。
【０００６】
このｐＨ調整方法によれば、粉砕攪拌工程においてｐＨ調整剤中の乳酸が掘削土砂に混合されるので、混合直後から乳酸が掘削土砂中のアルカリ成分と中和反応することにより、短期間で掘削土砂のｐＨ低下が図られる。また、ｐＨ調整剤は、乳酸と増量材とが混合され、粉末状のものであるので、乳酸が掘削土砂中に均等に攪拌混合されやすく、その結果、アルカリ成分と乳酸との反応が短時間で進行する。
【０００７】
具体的には、粉砕攪拌工程では、掘削土砂１ｍ３に対してｐＨ調整剤が２０〜１５０ｋｇの割合で添加されることとしてもよい。この割合で掘削土砂とｐＨ調整剤とを混合することにより、土質改良機による混合攪拌が効率的に行われる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の掘削土砂のｐＨ調整方法によれば、掘削土砂のｐＨ調整を短期間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るｐＨ調整方法の対象である掘削土砂が発生する掘削ヤードを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るｐＨ調整方法が実行される改質ヤードを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るｐＨ調整方法を含む掘削土砂の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図３を参照しつつ本発明に係る掘削土砂のｐＨ調整方法の一実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、リバース掘削で発生する掘削土砂をｐＨ調整の対象とする。
【００１１】
（掘削工程）
図１に示すように、地中連続壁工事の掘削ヤード５１においては、リバース掘削機１１を用いたリバース掘削によって掘削溝１３が形成される。このリバース掘削工程では、アルカリ性（ｐＨ１０．５〜１２．０程度）の安定液が使用されるので、リバース掘削機１１からは、アルカリ性の安定液が混合された掘削土砂が排出される（図３のＳ１０１）。
【００１２】
（水切り工程）
続いて、上記掘削土砂に含まれる水分を低減するために水切り工程が行われる（図３のＳ１０３）。具体的には、アルカリ性の安定液が混合された上記掘削土砂は、まず、サイクロンスクリーン１５によって水分と土砂成分とに分離される。土砂成分は、バックホウ１７によってダンプ１９に積載され、ダンプ１９で後述の改質ヤードに搬送される。サイクロンスクリーン１５で発生した水分は、更にスクリューデカンタ２１により固液分離され、分離された固体成分はバックホウ１７によってダンプ１９に積載され、ダンプ１９で改質ヤード５２（図２）に搬送される。スクリューデカンタ２１で発生した水分は、リバース掘削機１１で再利用される。上記のダンプ１９で搬送される掘削土砂には安定液のアルカリ成分が残存しており、当該掘削土砂は高アルカリ性を示す。
【００１３】
（粉砕攪拌工程）
図２に示すように、ダンプ１９で搬送された掘削土砂は、改質ヤード５２の高ｐＨ土砂置場２３に貯留される。前述のとおり、高ｐＨ土砂置場２３の掘削土砂Ａ１は高アルカリ性（ｐＨ）を示すので、ｐＨ低下処理を行う必要がある。そこで、高ｐＨ土砂置場２３の掘削土砂Ａ１は、バックホウ２７によって自走式の土質改良機２９に投入される。また、土質改良機２９にはｐＨ調整剤２８が別途導入される。詳細は後述するが、ｐＨ調整剤２８は乳酸を含み、粉末状をなす。土質改良機２９は連続的に上記掘削土砂Ａ１を粉砕・攪拌し、粒度を揃える。このとき、土質改良機２９は、粉砕・攪拌される掘削土砂Ａ１に上記の粉末状のｐＨ調整剤２８を混合する。これにより、掘削土砂Ａ１に対してｐＨ調整剤２８が均等に混合される（図３のＳ１０５）。ｐＨ調整剤２８が混合された掘削土砂（以下「改質土砂Ａ２」という）が、土質改良機２９の排出口から排出され、改質土砂置場３１に貯留される。
【００１４】
なお、掘削土砂Ａ１とｐＨ調整剤２８との混合割合を、土質改良機２９に事前に設定すれば、所望の混合割合が、土質改良機２９によって自動的に達成される。ここでは、土質改良機２９の事前の設定により、掘削土砂Ａ１の１ｍ３に対してｐＨ調整剤２８が事前定の割合（２０〜１５０ｋｇの範囲で定められる）で添加される。この割合で掘削土砂Ａ１とｐＨ調整剤２８とを混合することにより、土質改良機２９による混合攪拌が効率的に行われる。
【００１５】
（品質管理工程）
次に、改質土砂置場３１に貯留された改質土砂Ａ２をサンプリングしｐＨ測定を行う（図３のＳ１０７）。ここで、改質土砂Ａ２のｐＨ測定値が８．５以下の場合には、改質土砂Ａ２をバックホウ３３でダンプ３５に積載し改質土集積場３７に搬送する。また、改質土砂Ａ２のｐＨ測定値が８．５を超えている場合には、改質土砂Ａ２を再び土質改良機２９に投入するか、又は、改質土砂Ａ２を高ｐＨ土砂置場２３に返送する。なお、改質土砂Ａ２のｐＨ測定は、地盤工学会基準 JGS0211-200* の「土懸濁液のｐＨ試験方法」に従って行う。
【００１６】
（改質土砂貯留工程）
改質土集積場３７に搬送された改質土砂Ａ３は、例えば植生土壌として再利用されるまでの間、当該改質土集積場３７で一定期間貯留される（図３のＳ１０９）。改質土砂Ａ３は、ｐＨ８．５以下であるので、植生土壌として好適に再利用することができる。
【００１７】
続いて、前述のｐＨ調整剤２８の配合について説明する。ｐＨ調整剤２８の配合は下表１のとおりである。
【表１】
【００１８】
中和剤の乳酸は、掘削土砂に含まれるアルカリ成分と中和反応することで、掘削土砂Ａ１のｐＨを低減させる機能を有する。キャリアは、液体成分を吸着させてｐＨ調整剤２８を粉末化する機能を有する。また,キャリアは、中和剤による中和の効果を持続させる。キャリアとしては、例えば、アタパルジャイト（米国フロリデン社製）が用いられる。アタパルジャイトは、粘土系鉱物であり優れた粘着性をもち、化学肥料のバインダーや、セメントスラリーの増粘剤やダレ止めとしても用いられるものである。
【００１９】
増量材は、中和剤の乳酸を希釈してｐＨ調整剤２８を増量する機能と、ｐＨ緩衝作用（ｐＨの低下しすぎを抑制する作用）と、を有する。増量材としては、例えば、木節粘土が用いられる。木節粘土とは、亜炭層の下にある層状の粘土であり、陶芸品の原料としても用いられるものである。改質剤は、泥状の掘削土砂Ａ１に対して塑性を付与する。掘削土砂Ａ１は改質剤によって塑性を付与されることで、盛り土として利用可能になる。改質剤としては、例えば、ＲＣ−１（ノニオン系高分子改質剤粉末；株式会社テルナイト製）が用いられる。ＲＣ−１は、天然ポリマーを主成分とする軟弱土改質剤である。
【００２０】
続いて、上述のｐＨ調整方法の作用効果について説明する。
【００２１】
上述のｐＨ調整方法によれば、ｐＨ調整剤２８中の乳酸が掘削土砂Ａ１に混合されるので、混合直後から乳酸が掘削土砂中のアルカリ成分と中和反応することにより、短期間で掘削土砂Ａ１のｐＨ低下が図られる。また、ｐＨ調整剤２８は、乳酸と増量材とが混合され、粉末状とされているのであるので、乳酸が掘削土砂Ａ１中に均等に攪拌混合されやすく、その結果、アルカリ成分と乳酸との反応が短時間で進行する。
【００２２】
また、短期間で掘削土砂Ａ１のｐＨ低下が図られることから、早い時期に前述の品質管理工程を行って改質土砂Ａ２のｐＨを確認することができ、改質土集積場３７に搬送すべき改質土砂Ａ２と、再び土質改良機２９に投入すべき改質土砂Ａ２と、を早期に仕分けることができる。
【００２３】
また、改質土集積場３７の改質土砂Ａ３は、ｐＨ８．５以下であるので、当該改質土砂Ａ３に雨水等が混入したとしても、濃アルカリ性溶液が外部流出するといったことは発生し難い。また、中和剤として用いられる乳酸も人体に対する影響は少ないので、仮に雨水等によって乳酸が外部に流出したとしても、人体に対する危険は少ない。よって、改質土集積場３７に改質土砂Ａ３を長期間貯留することも可能である。
【００２４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
２８…ｐＨ調整剤、２９…土質改良機、Ａ１…掘削土砂、Ａ２，Ａ３…改質土砂、Ｓ１０５…粉砕攪拌工程。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削で発生した掘削土砂を土質改良機に投入し、前記土質改良機で前記掘削土砂にｐＨ調整剤を加えながら粉砕攪拌する粉砕攪拌工程、を備え、
前記ｐＨ調整剤は、
乳酸と増量材とを含み、粉末状であることを特徴とする掘削土砂のｐＨ調整方法。
【請求項２】
前記粉砕攪拌工程では、
前記掘削土砂１ｍ３に対して前記ｐＨ調整剤が２０〜１５０ｋｇの割合で添加されることを特徴とする請求項２に記載の掘削土砂のｐＨ調整方法。
【請求項１】
掘削で発生した掘削土砂を土質改良機に投入し、前記土質改良機で前記掘削土砂にｐＨ調整剤を加えながら粉砕攪拌する粉砕攪拌工程、を備え、
前記ｐＨ調整剤は、
乳酸と増量材とを含み、粉末状であることを特徴とする掘削土砂のｐＨ調整方法。
【請求項２】
前記粉砕攪拌工程では、
前記掘削土砂１ｍ３に対して前記ｐＨ調整剤が２０〜１５０ｋｇの割合で添加されることを特徴とする請求項２に記載の掘削土砂のｐＨ調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１０７０６４（Ｐ２０１３−１０７０６４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６４４８（Ｐ２０１１−２５６４４８）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９０００２２３３）ケミカルグラウト株式会社 (79)
【出願人】（５１１２８５３４７）松下鉱産株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９０００２２３３）ケミカルグラウト株式会社 (79)
【出願人】（５１１２８５３４７）松下鉱産株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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