JP2023030608A - 撹拌装置および固化処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原料土を掘削し、掘削された原料土に固化材を添加して撹拌混合することで、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる。【解決手段】作業車両に揺動可能に連結され、原料土に固化材を添加して撹拌混合する撹拌装置１０であって、互いに対向して延在する一対の縦フレーム１２０２を有しその上部がアームの先部に揺動可能に結合される支持フレーム１２と、一対の縦フレーム１２０２間に延在し一対の縦フレーム１２０２に回転可能に支持された撹拌体と、一対の縦フレーム１２０２間に固化材を噴射する固化材噴射管１８と、一対の縦フレーム１２０２それぞれの下端に設けられた一対のサイドカッタ２２と、一対のサイドカッタ２２の下方で一対の縦フレーム１２０２が対向する方向に沿って延在するツース２４とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、撹拌装置および固化処理方法に関する。

フィルダムやため池の多くは、老朽化して堤体改修（耐震補強や漏水防止）が求められているものの、近年周辺の市街化が進むなど堤体改修に必要な築堤土を入手しにくくなっている。
一方、貯水池に堆積した底泥土は貯水容量の減少や水質悪化の原因となり除去処分が必要となっているものの、土捨て場の確保が難しく産廃処分とせざるを得ない問題を抱えている。
そこで、築堤土の入手難と底泥土の除去処分を両立させて、築堤土と土捨て場の確保に伴う環境破壊を不要とした砕・転圧盛土工法が提案されている。これは、原料泥土となる底泥土を、あるいは底泥土に工事に伴う掘削土を加えた混合泥土をセメント系固化材により所要の強度と遮水性を有するように固化改良して準備した築堤土を既設堤体の上流側の一部掘削した部分に腹付けて行う。
手順としては、まず、ため池に堆積している底泥土などの原料土にセメント系固化材を加えながら撹拌混合して初期固化土を作成する。次に、初期固化土を砕いた解砕土を敷均し、所定回数転圧して層ごとに築堤していく。
ここで、固化土を作成する際に用いる装置として、例えば自走式のベースマシンに原料土と固化材スラリーを混合撹拌するための撹拌装置を備えた地盤改良機が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１３－１２９９８７号公報

ところで、上述した砕・転圧盛土工法において固化処理を行う場合、深さおよび幅を有するよう造成された固化ピット内に原料土を投入して固化土を作成する。したがって、撹拌装置を固化ピットの原料土に押し込み、前後方向（幅方向）や上下方向（深さ方向）に繰り返し往復移動させながら、固化材を添加して撹拌混合する。
しかしながら、原料土が柔らかい泥土であれば、容易に撹拌装置を原料土に押し込んで撹拌混合することが可能であるが、容易に撹拌装置が押し込められないくらい硬い原料土を撹拌装置によって固化処理する場合には、撹拌装置を押し込めるぐらいに原料土をほぐさなければならない。
そのためには、例えばベースマシンのアームの先端に原料土の掘削用のバケットなどのアタッチメントを装着して固化処理を行う原料土を掘削した後、バケットを取り外して撹拌装置を装着し、掘削した原料土に固化材を添加して撹拌混合を行わなければならない。
もしくは、例えば原料土を掘削できるバックホウなどの建設機械を別途用意して固化処理を行う原料土を掘削した後、その建設機械を移動させ、撹拌装置を装着したベースマシンを掘削した原料土まで移動させて固化材を添加して撹拌混合を行わなければならない。
このように別のアタッチメントや別の建設機械により原料土を掘削したのちに、撹拌装置によって固化処理を行うと多大な労力や作業時間を要することになり作業が煩雑になってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、原料土を掘削し、掘削された原料土に固化材を添加して撹拌混合することで、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる撹拌装置および固化処理方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため本発明の一実施形態は、自走式車両に設けられた揺動可能なブームと、前記ブームに揺動可能に設けられたアームとを有する作業車両の前記アームに揺動可能に連結され、原料土に固化材を添加して撹拌混合する撹拌装置であって、互いに対向して延在する一対の縦フレームを有しその上部が前記アームの先部に揺動可能に結合される支持フレームと、前記一対の縦フレーム間に延在し前記一対の縦フレームに回転可能に支持された撹拌体と、前記一対の縦フレーム間に前記固化材を噴射する固化材噴射管と、前記一対の縦フレームそれぞれの下端に設けられた一対のサイドカッタとを備えることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記一対の縦フレームが上下方向に延在した状態で、前記サイドカッタは前記自走式車両に向いた前記一対の縦フレームの箇所に設けられ、前記縦フレームの延在方向に沿って延在していることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記一対のサイドカッタの下方で前記一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在するツースをさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記撹拌体は、前記一対の縦フレームの延在方向の中間部間に延在する上撹拌体と、前記一対の縦フレームの下部間に延在する下撹拌体とを備え、前記固化材噴射管は、前記上撹拌体と前記下撹拌体との間に設けられた上固化材噴射管と、前記下撹拌体の下方に設けられた下固化材噴射管とを備えることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記上固化材噴射管は前記一対の縦フレームのうちの一方の縦フレームで支持され、前記下固化材噴射管は前記ツースの上面で支持されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記上固化材噴射管と前記下固化材噴射管は、前記一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在しており、前記上固化材噴射管は、その延在方向に間隔をおいて前記固化材を噴射する複数の上固化材噴射口が設けられ、前記下固化材噴射管は、その延在方向に間隔をおいて前記固化材を噴射する複数の下固化材噴射口が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記上固化材噴射管に前記固化材を供給する上固化材供給管が設けられるとともに、前記下固化材噴射管に前記固化材を供給する下固化材供給管が設けられ、前記上固化材供給管は前記一対の縦フレームのうちの前記一方の縦フレームで支持され、前記下固化材供給管は前記一対の縦フレームのうちの他方の縦フレームで支持されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、自走式車両に設けられた揺動可能なブームと、前記ブームに揺動可能に設けられたアームとを有する作業車両と、前記アームに揺動可能に連結された撹拌装置とを用いて、原料土に固化材を添加して撹拌混合して固化処理する固化処理方法であって、前記撹拌装置は、互いに対向して延在する一対の縦フレームを有しその上部が前記アームの先部に揺動可能に結合される支持フレームと、前記一対の縦フレーム間に延在し前記一対の縦フレームに回転可能に支持された撹拌体と、前記一対の縦フレーム間に前記固化材を噴射する固化材噴射管と、前記一対の縦フレームそれぞれの下端に設けられたサイドカッタとを含んで構成され、前記撹拌体を回転させるとともに、前記一対の縦フレームを上下方向に延在させた状態を維持して前記撹拌装置を自走式車両方向に移動させることで、前記サイドカッタにより前記原料土を掘削し、掘削された前記原料土に前記撹拌装置を押し込んだ状態で前記固化材噴射管から前記固化材を噴射することで、前記撹拌体により前記固化材と前記原料土とを撹拌混合することを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記撹拌装置は、前記一対のサイドカッタの下方で前記一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在するツースをさらに備え、前記撹拌装置が前記自走式車両方向に移動される際に、前記ツースは前記サイドカッタとともに前記原料土を掘削することを特徴とする。

本発明の一実施形態によれば、撹拌装置に、一対の縦フレームに回転可能に支持された撹拌体と、一対の縦フレームそれぞれの下端に設けられた一対のサイドカッタとを備えることで、一対のサイドカッタにより原料土を掘削し、掘削された原料土に固化材を添加して撹拌体により撹拌混合することで、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。
また、サイドカッタを自走式車両に向いた一対の縦フレームの箇所に設け、縦フレームの延在方向に沿って延在させるようにすると、撹拌装置を自走式車両方向に移動させた場合に効率よく原料土を砕いて掘削し、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。
また、一対のサイドカッタの下方で一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在するツースを備えた構成とすると、ツースが一対のサイドカッタとともに原料土を掘削するため、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。
また、撹拌体が一対の縦フレームの延在方向の中間部間に延在する上撹拌体と、一対の縦フレームの下部間に延在する下撹拌体とを備え、固化材噴射管が上撹拌体と下撹拌体との間に設けられた上固化材噴射管と、下撹拌体の下方に設けられた下固化材噴射管とを備えた構成とすると、効率よく原料土を撹拌混合する上で有利となる。
また、上固化材噴射管を一対の縦フレームのうちの一方の縦フレームで支持し、下固化材噴射管をツースの上面で支持する構成とすると、上固化材噴射管を上撹拌体と下撹拌体との間に配置するとともに、下固化材噴射管を撹拌装置の下端に配置できるため、効率よく固化材を原料土に添加して混合する上で有利となる。
また、上固化材噴射管と下固化材噴射管を一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在させ、上固化材噴射管の延在方向に間隔をおいて複数の上固化材噴射口が設けられ、下固化材噴射管の延在方向に間隔をおいて複数の下固化材噴射口が設けられた構成にすると、固化材を均一に原料土に添加して混合する上で有利となる。
また、上固化材供給管が一対の縦フレームのうちの一方の縦フレームで支持され、下固化材供給管が一対の縦フレームのうちの他方の縦フレームで支持された構成とすると、固化材供給管を縦フレーム毎に切り離すことで、上固化材噴射管および下固化材噴射管をそれぞれ任意の位置に配置する上で有利となり、これにより下固化材噴射管を最も下方に配置できるため、効率よく固化材を原料土に添加して混合する上で有利となる。
また、本発明の一実施形態によれば、撹拌装置に、一対の縦フレームに回転可能に支持された撹拌体と、一対の縦フレーム間に固化材を噴射する固化材噴射管と、一対の縦フレームそれぞれの下端に設けられた一対のサイドカッタとを備え、撹拌体を回転させるとともに、一対の縦フレームを上下方向に延在させた状態を維持して撹拌装置を自走式車両方向に移動させることで、サイドカッタにより原料土を掘削し、掘削された原料土に撹拌装置を押し込んだ状態で固化材噴射管から固化材を噴射することで、撹拌体により固化材と原料土とを撹拌混合するため、一対のサイドカッタにより原料土を掘削し、掘削された原料土に固化材を添加して撹拌体により撹拌混合することで、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。
また、撹拌装置に、一対のサイドカッタの下方で一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在するツースをさらに備え、撹拌装置が自走式車両方向に移動される際に、ツースがサイドカッタとともに原料土を掘削するため、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。

撹拌装置をベースマシンのアームに揺動可能に連結して原料土と固化材とを撹拌混合している状態を示す全体の構成図である。 撹拌装置の一部を切り欠いて示す正面図である。 撹拌装置の側面図である。 撹拌装置の背面図である。

以下、本発明の実施の形態について図１～４を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態の撹拌装置１０が取り付けられる作業車両１００は、自走式車両であるベースマシン１０２に設けられた揺動可能なブーム１０４と、ブーム１０４に揺動可能に設けられたアーム１０６とを有している。
そして、本実施の形態の撹拌装置１０は、作業車両１００のアーム１０６に揺動可能に連結され、固化処理に利用する浚渫土等の原料土に固化材を添加しながら撹拌混合し、固化土を作成する。

撹拌装置１０は、支持フレーム１２と、撹拌体１４と、駆動モータ１６と、固化材噴射管１８と、固化材供給管２０と、一対のサイドカッタ２２と、ツース２４とを含んで構成されている。
本実施の形態では、撹拌装置１０のベースマシン１０２側の面を背面とし、撹拌装置１０のベースマシン１０２と反対側の面を正面として説明する。また、図１に示すように、撹拌装置１０から見てベースマシン１０２がある方向（自走式車両方向）を後方（矢印Ｒ）とし、ベースマシン１０２がある方向と反対方向（自走式車両方向と反対方向）を前方（矢印Ｆ）とする。

支持フレーム１２は、鋼材からなる互いに対向して延在する一対の縦フレーム１２０２と、一対の縦フレーム１２０２の上部を接続する横フレーム１２０４とを備えて構成されている。縦フレーム１２０２および横フレーム１２０４は、断面が矩形状の中空鋼材であって、土や水が浸入できない密閉構造になっており、強度剛性が確保された閉断面構造となっている。
一対の縦フレーム１２０２は、その上部が横フレーム１２０４を介してアーム１０６の先部に揺動可能に結合されている。具体的には、横フレーム１２０４の長さ方向の中央部には、撹拌装置１０をアーム１０６に連結するための板状の一対の連結部１２０６が設けられている。
この一対の連結部１２０６の間にアーム１０６の先端が配置され、それらに不図示の連結ピンが挿入されることで、支持フレーム１２はアーム１０６の先端に揺動可能、かつ着脱可能に連結されている。

撹拌体１４は、一対の縦フレーム１２０２間に延在し一対の縦フレーム１２０２に回転可能に支持されており、上下に間隔をおいて配置された上撹拌体１４Ａと下撹拌体１４Ｂとを備えて構成されている。上撹拌体１４Ａおよび下撹拌体１４Ｂは、撹拌装置１０が原料土に押し込まれた状態で回転することによって、固化材が添加された原料土を撹拌混合する。

上撹拌体１４Ａは、一対の縦フレーム１２０２の延在方向の中間部間に延在して設けられている。
具体的には、上撹拌体１４Ａは、一対の縦フレーム１２０２の延在方向の中間部間に一対の縦フレーム１２０２間に延在する上回転軸１４０２Ａを有し、上回転軸１４０２Ａの両端は、それぞれ一対の縦フレーム１２０２の対向する側壁を貫通して一対の縦フレーム１２０２の内部に位置している。
そして、上回転軸１４０２Ａの両端は、軸受１４０４Ａ、１４０６Ａを介して一対の縦フレーム１２０２に回転可能に支持されている。
また、上撹拌体１４Ａは、上回転軸１４０２Ａの外周に該外周から離間する方向に突出し上回転軸１４０２Ａの全長に亘り設けられた複数の上撹拌翼１４０８Ａが設けられている。
複数の上撹拌翼１４０８Ａは、撹拌の均一性に優れるチョッパー型の撹拌翼であって、上回転軸１４０２Ａの外周に上回転軸１４０２Ａの軸心Ａに対して所定角度θ１傾斜して設けられている。

下撹拌体１４Ｂは、一対の縦フレーム１２０２の下部間に延在して設けられている。
具体的には、下撹拌体１４Ｂは、一対の縦フレーム１２０２の下部間に一対の縦フレーム１２０２間に延在する下回転軸１４０２Ｂを有し、下回転軸１４０２Ｂの両端は、それぞれ一対の縦フレーム１２０２の対向する側壁を貫通して一対の縦フレーム１２０２の内部に位置している。下回転軸１４０２Ｂの両端は、軸受１４０４Ｂ、１４０６Ｂを介して一対の縦フレーム１２０２に回転可能に支持されている。
また、下撹拌体１４Ｂは、下回転軸１４０２Ｂの外周に該外周から離間する方向に突出し下回転軸１４０２Ｂの全長に亘り設けられた複数の下撹拌翼１４０８Ｂが設けられている。
複数の下撹拌翼１５０８Ｂは、耐久性に優れるパドル型の撹拌翼であって、下回転軸１４０２Ｂの外周に下回転軸１４０２Ｂの軸心Ｂに対して所定角度θ２傾斜して設けられている。
なお、本実施の形態では、上撹拌体１４Ａにチョッパー型の撹拌翼、下撹拌体１４Ｂにパドル型の撹拌翼を用いた構成としているが、原料土などの撹拌対象物に応じた形状の撹拌翼が選択可能となっている。

駆動モータ１６は、支持フレーム１２の一対の縦フレーム１２０２に回転可能に支持された撹拌体１４を回転駆動するものであって、上駆動モータ１６Ａと下駆動モータ１６Ｂとを備えて構成されている。

上駆動モータ１６Ａは、上撹拌体１４Ａを回転駆動するもので、ベースマシン１０２に設けられた油圧装置からの油圧により駆動される油圧モータから構成されており、密閉構造のハウジング１６０２Ａ内に収容されている。
ハウジング１６０２Ａを含む上駆動モータ１６Ａは、ハウジング１６０２Ａの下端と一方の縦フレーム１２０２Ａの上端とがボルトＢ１により連結されることで、一方の縦フレーム１２０２Ａに取り付けられている。
また、上駆動モータ１６Ａには駆動スプロケット１６０４Ａが設けられており、上撹拌体１４Ａの上回転軸１４０２Ａの一端には従動スプロケット１６０６Ａが設けられている。そして、駆動スプロケット１６０４Ａと従動スプロケット１６０６Ａとの間には、縦フレーム１２０２Ａの内部を通して配置されたスプロケットチェーン１６０８Ａが巻き掛けられている。
上駆動モータ１６Ａは、ベースマシン１０２に設置されている油圧ポンプ３０からの油圧が、流路切換弁およびその操作部からなる正逆転切換回路３２と、流量調節弁およびその操作部からなる流量制御回路３４を介して供給されるように構成されている。

下駆動モータ１６Ｂは、下撹拌体１４Ｂを回転駆動するもので、上駆動モータ１６Ａと同様に、ベースマシン１０２に設けられた油圧装置からの油圧により駆動される油圧モータから構成されており、密閉構造のハウジング１６０２Ｂ内に収容されている。
ハウジング１６０２Ｂを含む下駆動モータ１６Ｂは、ハウジング１６０２Ｂの下端と他方の縦フレーム１２０２Ｂの上端とがボルトＢ２により連結されることで、他方の縦フレーム１２０２Ｂに取り付けられている。
また、下駆動モータ１６Ｂには駆動スプロケット１６０４Ｂが設けられており、下撹拌体１４Ｂの下回転軸１４０２Ｂの一端には従動スプロケット１６０６Ｂが設けられている。そして、駆動スプロケット１６０４Ｂと従動スプロケット１６０６Ｂとの間には、縦フレーム１２０２Ｂの内部を通して配置されたスプロケットチェーン１６０８Ｂが巻き掛けられている。
下駆動モータ１６Ｂは、ベースマシン１０２に設置されている油圧ポンプ３０からの油圧が、流路切換弁およびその操作部からなる正逆転切換回路３６と、流量調節弁およびその操作部からなる流量制御回路３８を介して供給されるように構成されている。

固化材噴射管１８は、一対の縦フレーム１２０２間に固化材を噴射するものであって、上下に間隔をおいて配置された上固化材噴射管１８Ａと下固化材噴射管１８Ｂとを備えて構成されている。
上固化材噴射管１８Ａおよび下固化材噴射管１８Ｂは、撹拌装置１０が原料土に押し込まれた状態で原料土を撹拌混合する際に、後述する固化材供給管２０を介して供給された固化材を原料土に噴射する。

上固化材噴射管１８Ａは、一対の縦フレーム１２０２のうちの一方の縦フレーム１２０２Ａで片持ち支持され、上撹拌体１４Ａと下撹拌体１４Ｂとの間に一対の縦フレーム１２０２が対向する方向（横フレーム１２０４の延在方向）に沿って延在して設けられている。
そして、上固化材噴射管１８Ａは、その延在方向に間隔をおいて固化材を噴射する複数の上固化材噴射口１８０２Ａが設けられている。本実施の形態では、３つの上固化材噴射口１８０２Ａが所定の間隔をおいて設けられている。
このように構成された上固化材噴射管１８Ａによって、後述する上固化材供給管２０Ａから供給された固化材が上撹拌体１４Ａと下撹拌体１４Ｂとの間で、上固化材噴射管１８Ａの延在方向に間隔をおいた複数箇所から噴射される。

下固化材噴射管１８Ｂは、後述するツース２４の上面で支持され、下撹拌体１４Ｂの下方に一対の縦フレーム１２０２が対向する方向（横フレーム１２０４の延在方向）に沿って延在して設けられている。
そして、下固化材噴射管１８Ｂは、その延在方向に間隔をおいて固化材を噴射する複数の下固化材噴射口１８０２Ｂが設けられている。
本実施の形態では、上固化材噴射管１８Ａと同様に、３つの下固化材噴射口１８０２Ｂが所定の間隔をおいて設けられている。
このように構成された下固化材噴射管１８Ｂによって、後述する下固化材供給管２０Ｂから供給された固化材が下撹拌体１４Ｂの下方、すなわち撹拌装置１０の下方で、下固化材噴射管１８Ｂの延在方向に間隔をおいた複数箇所から噴射される。

固化材供給管２０は、固化材噴射管１８（上固化材噴射管１８Ａおよび下固化材噴射管１８Ｂ）に固化材を供給するもので、上固化材供給管２０Ａと下固化材供給管２０Ｂとを備えて構成されている。
上固化材供給管２０Ａは、一方の縦フレーム１２０２Ａの正面側に一方の縦フレーム１２０２Ａに沿って配置されており、一方の縦フレーム１２０２Ａに支持されている。上固化材供給管２０Ａは、一方の端部が上固化材噴射管１８Ａに接続され、他方の端部が縦フレーム１２０２Ａの外部に設けられた固化材供給装置５０の外部供給管５４Ａを介して固化材を貯留する固化材タンク（不図示）に接続されている。
下固化材供給管２０Ｂは、他方の縦フレーム１２０２Ｂの正面側に他方の縦フレーム１２０２Ｂに沿って配置されており、他方の縦フレーム１２０２Ｂに支持されている。下固化材供給管２０Ｂは、一方の端部が下固化材噴射管１８Ｂに接続され、他方の端部が縦フレーム１２０２Ｂの外部に設けられた固化材供給装置５０の外部供給管５４Ｂを介して固化材タンク（不図示）に接続されている。

固化材供給管２０には、固化材供給装置５０によって固化材が供給される。
固化材供給装置５０は、手動操作により固化材の供給、供給の停止を行なうものであり、図２に示すように、供給ポンプ５２と、供給ポンプ５２に接続された外部供給管５４Ａ、５４Ｂと、外部供給管５４Ａ、５４Ｂに設けられた固化材調整弁５６Ａ、５６Ｂと、不図示の固化材タンクとを備えて構成されている。
固化材供給装置５０は、固化材タンクに貯留された固化材を供給ポンプ５２によって外部供給管５４Ａ、５４Ｂを介して上固化材供給管２０Ａおよび下固化材供給管２０Ｂに供給する。このとき、固化材調整弁５６Ａ、５６Ｂが調整されることで、上固化材供給管２０Ａおよび下固化材供給管２０Ｂの両方、またはいずれか一方に所定量の固化材を供給することが可能な構成となっている。

一対のサイドカッタ２２は、原料土を掘削する板状部材であって、図３に示すように、一対の縦フレーム１２０２の下端に設けられている。
一対のサイドカッタ２２は、撹拌装置１０の一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態で、ベースマシン１０２に向いた一対の縦フレーム１２０２の下端の箇所に設けられ、一対の縦フレーム１２０２の延在方向に沿って延在している。
すなわち、図３、図４に示すように、一対のサイドカッタ２２は、一方の縦フレーム１２０２Ａの背面の下端の箇所にサイドカッタ２２Ａが設けられ、他方の縦フレーム１２０２Ｂの背面の下端の箇所にサイドカッタ２２Ｂ設けられ、それぞれ一対の縦フレーム１２０２の延在方向に沿って延在している。
また、一対のサイドカッタ２２は、ボルト（不図示）により一対の縦フレーム１２０２に取り付けられている。
一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態を維持して撹拌装置１０を自走式車両方向（ベースマシン１０２の方向）である後方に移動させると、一対のサイドカッタ２２は板状の面に沿った方向に移動することとなり、ベースマシン１０２側に位置する端部２２０２（図３参照）が原料土を掘削してほぐしていく。
また、一対のサイドカッタ２２は、繰り返し原料土を掘削することで端部が欠けて破損したり折れ曲がってしまった場合、ボルトを緩めて取り外し、新たなサイドカッタ２２を取り付けることが可能となっている。
本実施の形態の一対のサイドカッタ２２は、一対の縦フレーム１２０２の延在方向に沿った所定の長さを有する板状に形成されているが、公知の様々な形状が適用可能である。

ツース２４は、原料土を掘削する板状部材であって、図２、図３に示すように、一対のサイドカッタ２２の下方で、一対の縦フレーム１２０２が対向する方向（横フレーム１２０４の延在方向）に沿って延在して設けられている。
ツース２４は、撹拌装置１０の一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態で、ベースマシン１０２側に位置する後方の端部２４０２が前方の端部２４０４より下方に位置するように傾斜して設けられている。
また、ツース２４は、ボルト（不図示）により一対の縦フレーム１２０２に取り付けられている。
一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態を維持して撹拌装置１０を自走式車両方向（ベースマシン１０２の方向）である後方に移動させると、ツース２４は延在方向と直交する方向に移動し後方の端部２４０２により原料土を掘削してほぐしていく。
また、ツース２４は、一対のサイドカッタ２２と同様に、繰り返し原料土を掘削することで端部が欠けて破損したり折れ曲がってしまった場合、ボルトを緩めて取り外し、新たなツース２４を取り付けることが可能となっている。
本実施の形態のツース２４は、一対の縦フレーム１２０２が対向する方向（横フレーム１２０４の延在方向）に沿って延在する板状部材であるが、公知の様々な形状が適用可能である。例えば、先端が細く形成された複数の爪がツース２４の延在方向に所定の間隔をおいて設けられた構成としてもよい。

次に、本実施の形態にかかる撹拌装置１０の固化処理動作について説明する。
まず、ため池に堆積している泥土や土砂などの原料土にセメント系固化材を添加しながら撹拌混合して固化土を作成する場合は、図１に示すように、深さＤ（例えばＤ＝２．５ｍ）、幅Ｗ（例えばＷ＝４．０ｍ）を有する固化ピットＳを造成し、ため池の底から掘削した泥土や土砂などの原料土を投入する。
そして、ベースマシン１０２のブーム１０４およびアーム１０６により、撹拌装置１０を固化ピットＳ内の原料土に挿入し、固化材を添加させながら撹拌混合する。例えば、図１の実線で示す箇所で撹拌装置１０を上下移動させて原料土と固化材とを撹拌混合し、この撹拌混合箇所から図１の二点鎖線で示す箇所まで所定の距離移動させるごとに撹拌装置１０を上下移動させて原料土と固化材とを撹拌混合する。
しかしながら、容易に撹拌装置１０が押し込められないくらい硬い原料土を撹拌装置１０によって固化処理する場合、以下のように動作させる。
なお、以下に示す撹拌装置１０による固化処理動作は一例であるためこの限りではなく、原料土の状態や状況に応じた動作を行うことが可能である。

まず、固化処理を行う原料土の近くにベースマシン１０２を移動させて、アーム１０６の先端に連結された撹拌装置１０を一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態で原料土の上方で吊り下げ状態に保持する。
次に、撹拌体１４を回転させるとともに、一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態を維持して撹拌装置１０を自走式車両方向に移動させることで、サイドカッタ２２およびツース２４により原料土を掘削する。
具体的には、油圧ポンプ３０を起動し、この油圧ポンプ３０から吐出される油圧を正逆転切換回路３６および流量制御回路３８を介して下駆動モータ１６Ｂに供給し、下駆動モータ１６Ｂを駆動することで下撹拌体１４Ｂを回転させる。
また、油圧ポンプ３０から吐出される油圧を正逆転切換回路３２および流量制御回路３４を介して上駆動モータ１６Ａに供給し、上駆動モータ１６Ａを駆動することで上撹拌体１４Ａを回転させる。
そして、ブーム１０４およびアーム１０６を操作してツース２４が原料土に接する程度まで撹拌装置１０を降下させ、一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態を維持して撹拌装置１０を後方に移動させる。
撹拌装置１０を所定の距離後方に移動させた後、ブーム１０４およびアーム１０６を操作して撹拌装置１０を一旦上昇させて前方へ戻し、再度降下させ後方に移動させる。
本実施の形態では、撹拌装置１０にサイドカッタ２２およびツース２４が設けられているため、撹拌装置１０を前後方向に繰り返し移動させることで、サイドカッタ２２およびツース２４により原料土を表面から掘削してほぐしていく。

そして、掘削された原料土に撹拌装置１０を押し込んだ状態で固化材噴射管１８から固化材を噴射することで、撹拌体１４により固化材と原料土とを撹拌混合する。
具体的には、掘削されてほぐされた原料土の中に撹拌装置１０を押し込んでいき、下撹拌体１４Ｂが原料土に押し込まれたら、固化材供給装置５０の供給ポンプ５２を起動し、固化材調整弁５６Ｂを操作して外部供給管５４Ｂおよび下固化材供給管２０Ｂを介して下固化材噴射管１８Ｂに固化材を供給することにより、それぞれの下固化材噴射口１８０２Ｂからの固化材を下撹拌体１４Ｂの下方に向けて噴射する。
そして、下撹拌体１４Ｂが、原料土と、下固化材噴射口１８０２Ｂから噴射された固化材とを撹拌混合する。
さらに、原料土が掘削されていき、掘削されてほぐされた原料土の中に上撹拌体１４Ａが押し込まれたら、固化材調整弁５６Ａを操作して外部供給管５４Ａおよび上固化材供給管２０Ａを介して上固化材噴射管１８Ａに固化材を供給することにより、それぞれの上固化材噴射口１８０２Ａからの固化材を上撹拌体１４Ａと下撹拌体１４Ｂとの間に向けて噴射する。
そして、上撹拌体１４Ａが、下撹拌体１４Ｂで撹拌混合された原料土と固化材との混合物と、上固化材噴射口１８０２Ａから噴射される固化材とをさらに撹拌混合する。

撹拌装置１０の全体が押し込められるぐらい原料土がほぐされ撹拌混合されたら、原料土に固化材が均一に混合されるまでさらに撹拌混合する。
すなわち、例えば、ベースマシン１０２のブーム１０４およびアーム１０６により、撹拌装置１０を原料土の中で上下移動させる操作と、撹拌装置１０を前方または後方に移動させる操作を繰り返し行う。
このように、本実施の形態の撹拌装置１０は、一対のサイドカッタ２２およびツース２４を設けたことで、泥土のみではなく、容易に撹拌装置１０が押し込められないくらい硬い原料土を掘削して撹拌混合できるため、例えば、浅層混合改良も可能となっている。

ここで、下撹拌体１４Ｂおよび上撹拌体１４Ａの回転方向と回転速度は、撹拌混合される原料土の土質性状により変更される。
すなわち、下撹拌体１４Ｂの回転方向の変更は、正逆転切換回路３６を正転または逆転側へ切り換えることで行われる。そして、下撹拌体１４Ｂの回転速度の調整は、流量制御回路３８を操作して下駆動モータ１６Ｂへの油圧流量を制御することでなされる。
また、上撹拌体１４Ａの回転方向の変更は、正逆転切換回路３２を正転または逆転側へ切り換えることで行われる。そして、上撹拌体１４Ａの回転速度の調整は、流量制御回路３４を操作して上駆動モータ１６Ａへの油圧流量を制御することでなされる。

また、下固化材噴射口１８０２Ｂおよび上固化材噴射口１８０２Ａから固化材の供給が開始されるタイミングは、撹拌混合される原料土の土質性状や撹拌状況によって判断され実行される。
すなわち、上述した動作では、回転する下撹拌体１４Ｂが原料土に押し込まれたならば、供給ポンプ５２と固化材調整弁５６Ｂとを操作して、下固化材噴射口１８０２Ｂからの固化材の供給を開始させる。また、回転する上撹拌体１４Ａが原料土に押し込まれたならば、固化材調整弁５６Ａを操作して、上固化材噴射口１８０２Ａからの固化材の供給を開始させる。
また、下固化材噴射口１８０２Ｂおよび上固化材噴射口１８０２Ａから供給される固化材の供給量は、固化材調整弁５６Ｂと固化材調整弁５６Ａとを操作することで適宜調整可能となっている。
なお、「固化材の供給量」とは、単位時間当たりの固化材の供給量、例えば、１分当たりの固化材の体積Ｖ（Ｌ）のことをいう。
そして、固化材の供給量が予め定めた撹拌混合に必要な供給量（必要供給量）に達したら、供給ポンプ５２と固化材調整弁５６Ｂと固化材調整弁５６Ａとを操作して、下固化材噴射口１８０２Ｂおよび上固化材噴射口１８０２Ａからの固化材の供給を停止させる。

このような本実施の形態の撹拌装置１０によれば、撹拌装置１０に、一対の縦フレーム１２０２に回転可能に支持された撹拌体１４と、一対の縦フレーム１２０２それぞれの下端に設けられた一対のサイドカッタ２２とを備えることで、撹拌装置１０が容易に押し込められない硬さの原料土を固化処理する場合でも、一対のサイドカッタ２２により原料土を掘削し、掘削された原料土に固化材を添加して撹拌体１４により撹拌混合することで、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。
また、サイドカッタ２２を一対の縦フレーム１２０２の背面の下端の箇所に設け、縦フレーム１２０２の延在方向に沿って延在させるようにすると、撹拌装置１０を自走式車両方向（ベースマシン１０２の方向）である後方に移動させた場合に効率よく原料土を砕いて掘削し、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。

また、一対のサイドカッタ２２の下方で、一対の縦フレーム１２０２が対向する方向（横フレーム１２０４の延在方向）に沿って延在するツース２４を備えた構成とすると、ツース２４が一対のサイドカッタ２２とともに原料土を掘削するため、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。
また、撹拌体１４が一対の縦フレーム１２０２の延在方向の中間部間に延在する上撹拌体１４Ａと、一対の縦フレーム１２０２の下部間に延在する下撹拌体１４Ｂとを備え、固化材噴射管１８が上撹拌体１４Ａと下撹拌体１４Ｂとの間に設けられた上固化材噴射管１８Ａと、下撹拌体１４Ｂの下方に設けられた下固化材噴射管１８Ｂとを備えた構成とすると、効率よく原料土を撹拌混合する上で有利となる。
また、上固化材噴射管１８Ａを一対の縦フレーム１２０２のうちの一方の縦フレーム１２０２Ａで支持し、下固化材噴射管１８Ｂをツース２４の上面で支持する構成とすると、上固化材噴射管１８Ａを上撹拌体１４Ａと下撹拌体１４Ｂとの間に配置するとともに、下固化材噴射管１８Ｂを撹拌装置１０の下端に配置できるため、効率よく固化材を原料土に添加して混合する上で有利となる。

また、上固化材噴射管１８Ａと下固化材噴射管１８Ｂを一対の縦フレーム１２０２が対向する方向に沿って延在させ、上固化材噴射管１８Ａの延在方向に間隔をおいて複数の上固化材噴射口１８０２Ａが設けられ、下固化材噴射管１８Ｂの延在方向に間隔をおいて複数の下固化材噴射口１８０２Ｂが設けられた構成にすると、固化材を均一に原料土に添加して混合する上で有利となる。
また、上固化材供給管２０Ａが一対の縦フレーム１２０２のうちの一方の縦フレーム１２０２Ａで支持され、下固化材供給管２０Ｂが一対の縦フレーム１２０２のうちの他方の縦フレーム１２０２Ｂで支持された構成とすると、固化材供給管２０を縦フレーム１２０２毎に切り離すことで、上固化材噴射管１８Ａおよび下固化材噴射管１８Ｂをそれぞれ任意の位置に配置する上で有利となり、これにより下固化材噴射管１８Ｂを最も下方に配置できるため、効率よく固化材を原料土に添加して混合する上で有利となる。

また、撹拌装置１０に、一対の縦フレーム１２０２それぞれの下端に設けられた一対のサイドカッタ２２（２２Ａ、２２Ｂ）を備えたことで、上撹拌体１４Ａおよび下撹拌体１４Ｂを回転させるとともに、一対の縦フレーム１２０２を上下方向に延在させた状態を維持して撹拌装置１０を自走式車両方向に移動させることで、サイドカッタ２２により原料土を掘削し、掘削された原料土に撹拌装置１０を押し込んだ状態で固化材噴射管１８から固化材を噴射することで、上撹拌体１４Ａおよび下撹拌体１４Ｂにより固化材と原料土とを撹拌混合するため、一対のサイドカッタ２２により原料土を掘削し、掘削された原料土に固化材を添加して上撹拌体１４Ａおよび下撹拌体１４Ｂにより撹拌混合することで、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。
さらに、撹拌装置１０に、一対のサイドカッタ２２の下方で一対の縦フレーム１２０２が対向する方向に沿って延在するツース２４を備えたことで、撹拌装置１０が自走式車両方向（ベースマシン１０２の方向）である後方に移動される際に、ツース２４はサイドカッタ２２とともに原料土を掘削するため、労力を軽減して作業時間を短縮し作業効率を向上させる上で有利となる。

１０ 撹拌装置
１２ 支持フレーム
１２０２ 一対の縦フレーム
１２０４ 横フレーム
１４ 撹拌体
１４Ａ 上撹拌体
１４Ｂ 下撹拌体
１６ 駆動モータ
１６Ａ 上駆動モータ
１６Ｂ 下駆動モータ
１８ 固化材噴射管
１８Ａ 上固化材噴射管
１８０２Ａ 上固化材噴射口
１８Ｂ 下固化材噴射管
１８０２Ｂ 下固化材噴射口
２０ 固化材供給管
２０Ａ 上固化材供給管
２０Ｂ 下固化材供給管
２２（２２Ａ、２２Ｂ） サイドカッタ
２４ ツース
３０ 油圧ポンプ
３２、３６ 正逆転切換回路
３４、３８ 流量制御回路
５０ 固化材供給装置
５２ 供給ポンプ
５４Ａ、５４Ｂ 外部供給管
５６Ａ、５６Ｂ 固化材調整弁
１００ 作業車両
１０２ ベースマシン
１０４ ブーム
１０６ アーム

Claims (9)

1. 自走式車両に設けられた揺動可能なブームと、前記ブームに揺動可能に設けられたアームとを有する作業車両の前記アームに揺動可能に連結され、原料土に固化材を添加して撹拌混合する撹拌装置であって、
   互いに対向して延在する一対の縦フレームを有しその上部が前記アームの先部に揺動可能に結合される支持フレームと、
   前記一対の縦フレーム間に延在し前記一対の縦フレームに回転可能に支持された撹拌体と、
   前記一対の縦フレーム間に前記固化材を噴射する固化材噴射管と、
   前記一対の縦フレームそれぞれの下端に設けられた一対のサイドカッタとを備える、
   ことを特徴とする撹拌装置。
2. 前記一対の縦フレームが上下方向に延在した状態で、前記サイドカッタは前記自走式車両に向いた前記一対の縦フレームの箇所に設けられ、前記縦フレームの延在方向に沿って延在している、
   ことを特徴とする請求項１記載の撹拌装置。
3. 前記一対のサイドカッタの下方で前記一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在するツースをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項２記載の撹拌装置。
4. 前記撹拌体は、前記一対の縦フレームの延在方向の中間部間に延在する上撹拌体と、前記一対の縦フレームの下部間に延在する下撹拌体とを備え、
   前記固化材噴射管は、前記上撹拌体と前記下撹拌体との間に設けられた上固化材噴射管と、前記下撹拌体の下方に設けられた下固化材噴射管とを備える、
   ことを特徴とする請求項３記載の撹拌装置。
5. 前記上固化材噴射管は前記一対の縦フレームのうちの一方の縦フレームで支持され、
   前記下固化材噴射管は前記ツースの上面で支持されている、
   ことを特徴とする請求項４記載の撹拌装置。
6. 前記上固化材噴射管と前記下固化材噴射管は、前記一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在しており、
   前記上固化材噴射管は、その延在方向に間隔をおいて前記固化材を噴射する複数の上固化材噴射口が設けられ、
   前記下固化材噴射管は、その延在方向に間隔をおいて前記固化材を噴射する複数の下固化材噴射口が設けられている、
   ことを特徴とする請求項５記載の撹拌装置。
7. 前記上固化材噴射管に前記固化材を供給する上固化材供給管が設けられるとともに、前記下固化材噴射管に前記固化材を供給する下固化材供給管が設けられ、
   前記上固化材供給管は前記一対の縦フレームのうちの前記一方の縦フレームで支持され、
   前記下固化材供給管は前記一対の縦フレームのうちの他方の縦フレームで支持されている、
   ことを特徴とする請求項５または６記載の撹拌装置。
8. 自走式車両に設けられた揺動可能なブームと、前記ブームに揺動可能に設けられたアームとを有する作業車両と、前記アームに揺動可能に連結された撹拌装置とを用いて、原料土に固化材を添加して撹拌混合して固化処理する固化処理方法であって、
   前記撹拌装置は、互いに対向して延在する一対の縦フレームを有しその上部が前記アームの先部に揺動可能に結合される支持フレームと、前記一対の縦フレーム間に延在し前記一対の縦フレームに回転可能に支持された撹拌体と、前記一対の縦フレーム間に前記固化材を噴射する固化材噴射管と、前記一対の縦フレームそれぞれの下端に設けられたサイドカッタとを含んで構成され、
   前記撹拌体を回転させるとともに、前記一対の縦フレームを上下方向に延在させた状態を維持して前記撹拌装置を自走式車両方向に移動させることで、前記サイドカッタにより前記原料土を掘削し、掘削された前記原料土に前記撹拌装置を押し込んだ状態で前記固化材噴射管から前記固化材を噴射することで、前記撹拌体により前記固化材と前記原料土とを撹拌混合する、
   ことを特徴とする固化処理方法。
9. 前記撹拌装置は、前記一対のサイドカッタの下方で前記一対の縦フレームが対向する方向に沿って延在するツースをさらに備え、
   前記撹拌装置が前記自走式車両方向に移動される際に、前記ツースは前記サイドカッタとともに前記原料土を掘削する、
   ことを特徴とする請求項８記載の固化処理方法。

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