JP2004107929A - 泥水を含む土砂の１次水切り方法、および同装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ショベルのバケットで水底の土砂を浚渫掘削したとき、掘り取られた泥水を多く含んでいる土砂の運搬および脱水処理を容易ならしめる。
【解決手段】バケットの中に掬い込んだ泥水まじり土砂を、該バケットの中で予備脱水（１次水切りと名付ける）する。バケット１０ｃを多孔板１０ｄで内張りして２重構造にし、サクションホース１５で真空吸引して泥水を吸い取る。この際、起振機１３によって振動を与えることにより、土砂と泥水との分離が促進される。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水底の土砂をバケットで掬い上げた後、上記の土砂を最終的に脱水する２次水切り作業の前工程として、運搬を容易ならしめる程度に予備脱水する１次水切り作業に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６および図７は、従来における水底浚渫、および浚渫土砂の処理を示す工程図である。
（図６参照）水面１に浮かべた作業船２が係留されている。この作業船に搭載されたショベルカー３Ａは、水底４の土砂を掘削してバケットに掬い込み、
泥水を多量に含んだ土砂５を運搬船６に積み込む。
上記運搬船６は、押し船７に押されて矢印ａのように岸辺に向かう。
岸辺では（図７参照）前記と異なるショベルカー３Ｂが持っていて、運搬船６で運ばれてきた泥水を含む土砂５をバケットで掬い込み、岸辺の空地に敷き広げる。敷き広げられた「泥水を含む土砂」は、自然乾燥によって「水分含有量の少ない土砂８」となり、ダンプカー９で搬出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示したように、「多量の水分を含んだ土砂」を岸辺の空地に敷き広げようとすると、広大な空地が必要となる。作業条件によっても異なるが、一般に広大な空地を使用することは困難な場合が多い。
空地面積が不充分であると、泥水を含む土砂の敷き広げが意のごとくならず、結果的には土砂を積み上げてしまうことになる。
泥水を多く含む土砂を充分に敷き広げても、天日による自然乾燥には長時間を要する。
さらに雨天の日は乾燥が進まないのみでなく、せっかく半乾きになった土砂の含水率が再び増加してしまう。
泥水を含む土砂の敷き広げに充分な空地面積を手当て出来なかった場合は、浚渫した土砂の処理にいっそう長時間を必要とし、工事コストを上昇させる。
【０００４】
泥水を多く含む土砂の処理については、前述のように自然乾燥期間が永いという問題の他に、イ．水底を掘削するショベルカー３Ａの作業能率を低下させる。ロ．運搬船６の実効積載量を減少させる。ハ．運搬された土砂を揚陸するショベルカー３Ｂの作業能率を低下させる、といった諸問題を生じている。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、浚渫した土砂の運搬，その他の処理を容易ならしめるため、ショベルのバケットによって「泥水を多く含んだ土砂」を掬い取ったとき、該バケットの中に入っている土砂の中から「含まれている泥水の大部分」を除去する技術を提供するにある。
バケットの中で含有泥水の大半を除去された土砂は、揚陸後の運搬や最終的な脱水処理が著しく容易になることを期待することができる。
前記のごとく、バケットの中で行なう予備的な脱泥水を１次水切りと名付け、揚陸後の最終的な脱水処理を２次水切りと名付ける。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その１実施形態に対応する図１を参照して略述すると次のとおりである。
すなわち、ショベルカー１０のアーム１０ｂの先端に装着されているバケット１０ｃに、多孔板１０ｄ製の内張りを施して、二重構造とし、
バケット本体と多孔板との間隙空間を、真空ポンプ１１により真空吸引する。上記と併行して、バケット１０ｃに起振機１３を装着し、該バケット１０ｃを振動させて内部の泥水まじり土砂に振動を与える。
振動を与えられた泥水まじり土砂は、泥水と砂礫とが分離しやすくなり、泥水成分は真空ポンプによりバキューム吸引される。
このようにして、バケットの中において泥水まじり土砂が１次水切りされる。
上記のように、多孔板ないしネットを用いて２重構造とするとともに、真空吸引手段を備え、かつ起振機１３を設置した「本発明に係るバケット１０ｃ」は、図５に示したようにして水底の掘削に用いることもでき、図７に示したようにして土砂の揚陸に用いることもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用して構成した本発明に係る１次水切り装置の模式図である。１０は、ショベル系建設車両の１例としてのショベルカー、１０ａはその車体である。
アーム１０ｂの先端に、バケット１０ｃが装着されている。上記バケットに、多孔板製の内張り１０ｄが設けられて２重構造になっている（構成の詳細は図２を参照して後に述べる）。
ショベルカーの車体の１０ａに真空ポンプ１１が搭載されていて、気水分離機能を有するセパレートタンク１２、およびクションホース１５を介して前記バケット１０ｃの２重構造の間隙空間（バケット本体の底板および側板と、多孔板１０ｄとの間隔部分）をバキューム吸引している。
前記セパレートタンク１２で分離された泥水は排水管１９によってショベルカー１０外に導かれ、泥水タンク１４に注入される（この泥水の処理は、図４を参照して後に詳しく述べる）。
さらに前記のバケット１０ｃには起振機１３が設置されている。本例の起振機は油圧式のものであって、母体であるショベルカー１０の作用機用の油圧ポンプ（走行用エンジンで回転駆動される構造である）の吐出油を、図示しない操作弁および油圧ホースを介して供給されるようになっている。
【０００７】
図２は、前記のバケット１０ｃの２面図である。底板および側板に対向離間せしめて、多孔板１０ｄが内張りされて２重構造をなし、その間隙空間にサクションホース１５（図１について既述）が接続されている。
上記バケット１０ｃをショベルカーのアームに対して接続する根本部分の近くに、油圧式の起振機１３が設置されている。Ｐは圧力油送入管路、Ｔはタンク戻り管路、Ｄｒはドレーン戻り管路である。
バケット１０ｃをこのように構成すると、掬い込んだ泥水まじり土砂に振動を加えることができる。泥水まじり土砂に振動を与えると、泥水（流動成分）と砂礫とが分離しやすくなる。この状態でサクションホース１５によってバキューム吸引すると、気泡まじり泥水が多孔板１０ｄを通して濾し取られる。
本例の多孔板１０ｄは、パンチングプレートで補強した金網を用いた。外見的には多孔板が主体に見えるが、機能的にはネット（濾し網）である。
【０００８】
図３は、前記の油圧式起振機１３の模式的な断面図である。
本実施形態では、ケース１６ａの両端それぞれから回転軸１６ｂが突出している型式の油圧モータ１６を用いた。
回転軸が突出している両端部のそれぞれに、偏心重錘（Ａ）１７と、偏心重錘（Ｂ）１８とを固着する。
上記２個の偏心重錘（Ａ），（Ｂ）は、相互に偏心量が等しく、かつ、回転位相が等しくなるように、回転軸１６ｂに固着されている。
このように構成した起振機を用いると、（イ）母体であるショベルカーから動力源としての圧力油の供給を受け得るので便利であり、（ロ）バケットの本体が平行移動で円を描くように振動するので、泥水を砂礫とを有効に分離させることができる。
【０００９】
図４は、本発明を適用して構成した１次水切り装置を用いて、土砂を陸揚げしながら１次水切りしている状態の模式図である。
本図４に描かれているショベルカー１０は、前掲の図１で詳細を説明したように構成されていて、そのバケット１０ｃで泥水まじり土砂を掬いとると、該バケット１０ｃの中で泥水を濾し取ることができる（すなわち１次水切りされる）。
泥水を濾し取られた土砂は、そのままダンプカー９に積み込んで搬出する。
濾し取られた泥水は、ショベルカー１０から放出され、排水管１９を経て泥水タンク１４に注入される。この泥水タンク１４は沈殿槽として用いられる。
上澄みの水は、図外のポンプによって河川，海，湖沼の何れかへ放流される。
沈殿した泥は、公知の脱水機２０によって固化（ケーキ化）された上で搬出される。
以上のようにして、天日干しの空地を必要とせず、晴雨にかかわらず、浚渫した土砂を１次水切りすることができる。
１次水切りされた土砂の２次水切りは、従来の技術を適用して容易に行なうことができる。
【００１０】
図５は、水底の掘削に本発明に係る１次水切りを適用した実施形態を示す。
作業船２にショベルカー１０（図１参照）を搭載しても良い。上記ショベルカーは自走機能を有しているので積み下ろしに便利である。
本実施形態においては、ショベル機械を設置されている作業船を用い、そのバケット１０ｃを本発明に係る構成（図２）とした。真空吸引や圧力油送給といった支援は作業船から受けるようになっている。
上記のように構成されたバケット機械２１で水底の土砂を掬い上げ、１次水切りしてから運搬船６に積み込むと、該運搬船６に積み込まれる土砂の含水率が少ないので運送高率が良い。
作業船上のショベル機械２１で１次水切りをした場合は、図４に示した揚陸場での１次水切りを省略することもできる。また、１次水切りを２回繰り返して行なうこともできる。何れにするかは諸種の作業条件を勘案して任意に選べば良い。
なお、図５のようにして作業船上で１次水切りしたときは、発生した泥水を貯える泥水タンクを作業船２に設置することが望ましい。該泥水を河川湖沼等に放流することが許される場合は、作業船に泥水タンクを設けなくても良い。
【００１１】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げて、その構成，作用を明らかならしめたうえに、本発明方法を適用して１次水切りを行なうと、浚渫された泥水まじり土砂の運搬や最終脱水処理（２次水切り）を迅速容易に行なうことができ、
特に、広大な空地を必要とせず、雨天に煩わされる虞れが無い。
本発明装置によると、前記の本発明方法を容易に実施して、その効果を充分に発揮せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の１実施形態を設けたショベルカーの模式的な平面図である。
【図２】前掲の図１におけるバケットの詳細を説明するための２面図である。
【図３】前掲の図１，図２に示した起振機の詳細を説明するための拡大断面図である。
【図４】本発明に係る装置を用いて、泥水を含む土砂を陸揚げしている状態の模式図である。
【図５】本発明に係る装置を用いて水底を掘削している情態の模式図である。
【図６】浚渫作業の従来例を説明するための模式図である。
【図７】浚渫された泥水まじり土砂を揚陸して処理する従来例を描いた模式図である。
【符号の説明】
２・・・作業船、３Ａ，３Ｂ・・・ショベルカー、５・・・泥水を含む土砂、６・・・運搬船、９・・・ダンプカー、１０・・・ショベルカー、１０ｃ・・・バケット、１０ｄ・・・多孔板、１１・・・真空ポンプ、１２・・・セパレートタンク、１３・・・起振機、１４・・・泥水タンク、１５・・・サクションホース、１６・・・油圧モータ、１６ａ・・・ケース、１６ｂ・・・回転軸、１７・・・偏心重錘・Ａ、１８・・・偏心重錘・Ｂ、１９・・・排水管、２０・・・脱水機、２１・・・ショベル機械

Claims (11)

1. バケットによって掘削した土砂を、運搬容易な状態まで脱水するために行なう、１次水切り作業において、
   ショベル系建設車両のアームに装着されるバケットを２重構造とし、内張りをネットによって構成し、このバケットで「泥水を含む土砂」を掬い取り、
   上記のバケットに振動を与えて水分の分離を促進しつつ、前記２重構造の感覚空間を負圧にして、泥水をサクション分離することを特徴とする、泥水を含む土砂の１次水切り方法。
2. 前記のバケットに振動を与える方法として、ショベル系建設車両に設置されている油圧ポンプから吐出される圧力油をバケットに導き、バケットに設置されている油圧式の起振機を作動させることを特徴とする、請求項１に記載した泥水を含む土砂の１次水切り方法。
3. 前記の泥水をサクションして分離する方法として、ショベル系建設車両の本体に設置した真空ポンプの吸入側に発生する負圧を、前記のバケットに導くとともに、
   上記真空ポンプから吐出される泥水を、ショベル系建設機械と別体の沈殿槽に注入し、上澄みの水分を分離した後、沈殿した泥を脱水機に送給して脱水処理することを特徴とする、請求項１に記載した泥水を含む土砂の１次水切り方法。
4. 水底の土砂を掘削するバケット装置を備えた浚渫船に積み込まれる土砂を、運搬に容易な状態まで脱水するために行なう１次水切り作業であって、
   前記のバケットを、ネットで内張りされた２重構造とし、
   上記のバケットに振動を与えて水分の分離を促進しつつ、前記２重構造の間隔空間を負圧にして、泥水をサクション分離することを特徴とする、泥水を含む土砂の１次水切り方法。
5. 前記の浚渫船に油圧ポンプおよび真空ポンプを搭載し、
   前記バケットに搭載された油圧式起振機を、上記油圧ポンプ吐出油によって駆動するとともに、上記真空ポンプの負圧をバケットに導いて泥水のサクション分離を行なうことを特徴とする、請求項４に記載した泥水を含む土砂の１次水切り方法。
6. バケットによって掘削された土砂を、運搬容易な状態まで脱水する１次脱水装置において、
   前記のバケットが、その本体部分に対して間隔を設けて設置されたネット状の内張りを有するとともに、ショベル系建設車両のアームに装着されており、
   上記の間隔部分を負圧ならしめるように真空吸引する手段が設けられており、
   かつ、前記のバケットに起振機が設けられていることを特徴とする、泥水を含む土砂の１次水切り装置。
7. 前記の起振機は油圧式の起振機であって、ショベルを系建設車両の作業機用油圧ポンプの吐出油を、操作弁を介して供給される配管を備えていることを特徴とする、請求項６に記載した泥水を含む土砂の１次水切り装置。
8. 前記ショベル系建設車両に、走行用エンジンによって回転駆動される真空ポンプが搭載されており、
   かつ、上記真空ポンプの吸入側を前記バケットの２重構造の間隙内に接続する配管が設けられるとともに、
   該真空ポンプの吐出側に、吐出される泥水まじり空気を気分分離する手段、および、分離された泥水を車両外に送出する配管が設けられていることを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載した泥水を含む土砂の１次水切り装置。
9. バケットを備えて水底の土砂を掘削する浚渫船が、上記のバケットで掬い取った泥水まじり土砂を、運搬に容易なように脱水する１次脱水装置であって、
   前記のバケットが、ネット製の内張りを備えた２重構造になっているとともに、
   上記バケット本体とネット製内張りとの間隙空間を真空吸引する手段、および、該バケットに掬い込まれた土砂に振動を与える手段が設けられていることを特徴とする、泥水を含む土砂の１次水切り装置。
10. 前記の土砂に振動を与える手段は、油圧式の起振機であり、浚渫船に搭載された油圧ポンプと、上記油圧ポンプと油圧式起振機とを接続する油圧管路と、上記油圧管路に設けられた油圧操作弁とを具備していることを特徴とする、請求以降９に記載した泥水を含む土砂の１次水切り装置。
11. 前記の油圧式起振機は、偏心重錘回転式の起振機であって、回転軸の両端がケースから突出している油圧モータと、
    上記回転軸の両端のそれぞれに装着された２個の偏心重錘とを有しており、
    かつ、上記２個の偏心重錘は、互いに回転位相が等しいことを特徴とする、請求項７または請求項１０に記載した泥水を含む土砂の１次水切り装置。

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