JP2005030138A - 浚渫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 浚渫時の水質汚濁が少なく、かつ作業効率のよい浚渫装置を提供する。
【解決手段】 水底１を掘削する掘削手段（例えばカッター３５）及び前記掘削手段３５で掘削された土砂を水上に排出する送泥ホース３８を備える浚渫部３０と、前記浚渫部３０を前後左右方向へ移動可能に支持するフレーム２０と、前記浚渫部３０を前記フレーム２０に対し前後左右方向に移動させる移動手段（走行油圧モーター２８、３２）とからなる浚渫装置１０である。浚渫部３０をフレーム２０に対し前後左右に移動させることができるので、一度浚渫装置１０を水底１に設置すれば、前後左右方向に掘削手段３５を移動させて連続して浚渫装置１０の下部の水底１を掘削することができ、浚渫装置１０を吊り上げて移動する回数を減らし、効率よく浚渫作業を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、河川やダム、海等の堆積土砂を浚渫する浚渫装置に関する。

河川やダム、海等の堆積土砂を浚渫する方法としては、ポンプ船やグラブ船、バケット船、ディッパ船等を用いて行う一般浚渫や、一般浚渫では施工困難な固い地盤を砕岩船あるいは火薬を用いて破砕した後に一般浚渫を行う方法等がある（例えば、非特許文献１参照）。

従来のダム浚渫では、水深が深い場合はグラブ船を用い、水深１０ｍ程度までの浅い場合にはポンプ船を用いていた。また、水深５ｍ程度までの浅瀬であれば、バックホウを用いて掘削するバックホウ浚渫船を用いて浚渫を行っていた。

ポンプ船による浚渫は、水底の土砂をカッター等で切り崩し、排砂管を通じてストックヤードや埋立地に排土するもので、軟泥から硬質土までの土質に適応可能であり、連続的な浚渫ができ作業能率が高い等の利点を有している。

また、グラブ船はグラブバケットで土砂を掘削する浚渫船であって、大水深の浚渫が可能であり、軟泥から硬土盤までの土質に対応できる。グラブ船を用いた浚渫方法は、土砂を土運船により運搬するので、排土する距離が非常に長く、ポンプ船が適用できない場合などに用いることができる。
土木学会編，「土木工学ハンドブックII」，第四版，技報堂出版，１９８９年１１月１８日，ｐ．１６２６−１６２７、１８２２

しかし、ポンプ船を用いる方法は、大掛かりな設備を要するため、ダム湖のような山間部への輸送や組み立てに時間がかかっていた。また水底の浚渫位置を変えるたびに排砂管をクレーンで持ち上げて移動しなくてはならず、作業が煩雑だった。また水底の沈木や流木等のゴミや大きな石等の吸引口よりも大きな障害物を取り除くことができず、その障害物により吸引口を塞がれる恐れもあった。

また、グラブ船を用いて浚渫する場合には、掘削した土砂をグラブバケットごと水上まで持ち上げて排土するため、ロスタイムが生じ、連続的な浚渫ができず、作業能率が低かった。また、グラブバケットを持ち上げる際に水が攪拌され、水質汚濁を防止するための措置をとらなければならなかった。

本発明の課題は、浚渫時の水質汚濁が少なく、かつ作業効率のよい浚渫装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば、図１に示すように、水底１を掘削する掘削手段（例えばカッター３５）及び前記掘削手段３５で掘削された土砂を水上に排出する送泥ホース３８を備える浚渫部３０と、前記浚渫部３０を前後左右方向へ移動可能に支持するフレーム２０と、前記浚渫部３０を前記フレーム２０に対し前後左右方向に移動させる移動手段（走行油圧モーター２８、３２）とからなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の浚渫装置において、前記フレーム２０は、前記浚渫部３０を移動可能に支持する小枠材２７と、前記小枠材２７を移動可能に支持する大枠材２５とを備え、前記移動手段２８、３２は、前記小枠材２７を前記大枠材２５に対し、前後または左右方向に移動させる第１移動手段２８と、前記浚渫部３０を前記小枠材２７に対し前記小枠材２７の移動方向と直交する方向に移動させる第２移動手段３２とからなることを特徴とする。

請求項１または２に記載の発明によれば、水底１を掘削する掘削手段３５及び掘削手段３５で掘削された土砂を水上に排出する送泥ホース３８を備える浚渫部３０がフレーム２０に前後左右に移動可能に支持され、移動手段２８、３２が浚渫部３０をフレーム２０に対し前後左右に移動させるので、一度浚渫装置１０を水底１に設置すれば、前後左右方向に掘削手段３５を移動させて連続して浚渫装置１０の下部の水底１を掘削することができ、浚渫装置１０を吊り上げて移動する回数を減らし、効率よく浚渫作業を行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の浚渫装置１０において、前記フレーム２０は伸縮自在の脚２１を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、傾斜や障害物のある水底１でも、脚２１を伸縮させることでフレーム２０の大枠材２５及び小枠材２７を水平に支持することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の浚渫装置１０において、前記掘削手段３５を上下動させる油圧ジャッキ３４を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、油圧ジャッキ３４で掘削手段３５を上下動させることにより、障害物を避けて水底１を掘削することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の浚渫装置１０であって、前記フレーム２０は組み立て式構造であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、フレーム２０が組み立て式構造なので、例えば山間部のダム湖を浚渫する際にも、容易に輸送することができ、現地で組み立てることができる。また浚渫作業後にも、容易に解体して撤去することができる。

請求項６に記載の発明は、水底１に設置されたフレーム２０に備えられた移動手段２８、３２により掘削手段３５を前後左右方向へ移動させて水底１を掘削するとともに、掘削された土砂を送泥ホース３８で水上に排出することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、水底１に設置されたフレーム２０に備えられた移動手段２８、３２により掘削手段３５を前後左右方向へ移動させて水底１を掘削するとともに、掘削された土砂を送泥ホース３８で水上に排出するので、一度浚渫装置１０を水底１に設置すれば、前後左右方向に掘削手段３５を移動させて連続して浚渫装置１０の下部の水底１を掘削することができ、浚渫装置１０を吊り上げて移動する回数を減らし、効率よく浚渫作業を行うことができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の浚渫方法であって、フレーム２０の姿勢を制御して掘削手段３５の移動方向を水平にすることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、フレーム２０の姿勢を制御して掘削手段３５の移動方向を水平にすることで、掘削する位置や深さを精密に管理することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の浚渫方法であって、掘削手段３５を水底１の状況に応じて上下動させることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、掘削手段を水底の状況に応じて上下動させることで、障害物を避けて水底１を掘削することができる。

請求項１または２に記載の発明によれば、水底を掘削する掘削手段及び掘削手段で掘削された土砂を水上に排出する送泥ホースを備える浚渫部がフレームに前後左右に移動可能に支持され、移動手段が浚渫部をフレームに対し前後左右に移動させるので、一度浚渫装置を水底に設置すれば、前後左右方向に掘削手段を移動させて連続して浚渫装置の下部の水底を掘削することができ、浚渫装置を吊り上げて移動する回数を減らし、効率よく浚渫作業を行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、傾斜や障害物のある水底でも、脚を伸縮させることでフレームの大枠材及び小枠材を水平に支持することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、油圧ジャッキで掘削手段を上下動させることにより、障害物を避けて水底を掘削することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、フレームが組み立て式構造なので、例えば山間部のダム湖を浚渫する際にも、容易に輸送することができ、現地で組み立てることができる。また浚渫作業後にも、容易に解体して撤去することができる。

請求項６に記載の発明によれば、水底に設置されたフレームに備えられた移動手段により掘削手段を前後左右方向へ移動させて水底を掘削するとともに、掘削された土砂を送泥ホースで水上に排出するので、一度浚渫装置を水底に設置すれば、前後左右方向に掘削手段を移動させて連続して浚渫装置の下部の水底を掘削することができ、浚渫装置を吊り上げて移動する回数を減らし、効率よく浚渫作業を行うことができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、フレームの姿勢を制御して掘削手段の移動方向を水平にすることで、掘削する位置や深さを精密に管理することができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項６または７に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、掘削手段を水底の状況に応じて上下動させることで、障害物を避けて水底を掘削することができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１、図２はそれぞれ本発明の浚渫装置１０の実施の形態例を示す立面図及び平面図である。

浚渫装置１０は、フレーム２０と、浚渫部３０とから概略構成される。

フレーム２０は、脚２１と、斜材２２と、吊り下げ部材２３と、油圧ユニット２４と、大枠材２５と、小枠材２７とからなる。フレーム２０の各部材は、フランジ接合等の、ボルトやナットを用いて容易に組み立てられ、分解できる構造となっている。

脚２１は、大枠材２５の４隅から鉛直下方に延出している。脚２１は、油圧によりその長さを変化させて水底１上に直立し、フレーム２０の姿勢を制御する。

脚２１の上端には、それぞれ斜材２２の下端が接合されている。斜材２２は、フレーム２０の中心上方に向かって斜めに設けられている。各斜材２２の上端には、吊り下げ部材２３が接合されている。

吊り下げ部材２３の上端にはワイヤー２が取り付けられており、水上のクレーンにより浚渫装置１０全体を動かせるようになっている。

吊り下げ部材２３の下部には油圧ユニット２４が設けられている。油圧ユニット２４は、浚渫装置１０の脚２１その他の油圧系統を制御する。

大枠材２５は脚２１により水中で水平に保たれている。大枠材２５は長方形形状であり、そのいずれか１対の平行な辺２６、２６は、小枠材２７の短辺２７ａ、２７ａと平行であり、小枠材２７を移動させるレールとなっている。

小枠材２７は長方形形状であり、その短い方の１対の短辺２７ａ、２７ａにそれぞれ走行油圧モーター２８、２８が設けられている。走行油圧モーター２８、２８は小枠材２７を大枠材２５の１対の辺２６、２６に沿って移動させる。

小枠材２７の長い方の１対の辺２７ｂ、２７ｂは、浚渫部３０を移動させるレールとなっている。

浚渫部３０は、基部３１と、カッター支持部３３と、油圧ジャッキ３４と、カッター３５と、送泥ホース３８と、水中サンドポンプ３９とからなる。浚渫部３０の各部材もまた、ボルトやネジ等で容易に組み立てられ、分解できる構造となっている。

基部３１はほぼ正方形の板状であり、その小枠材２７の長尺な辺２７ｂに接する部分には、走行油圧モーター３２が設けられている。走行油圧モーター３２は基部３１を小枠材２７の長尺な辺２７ｂに沿って移動させる。なお走行油圧モーター３２は図１では１個であるが、複数設けてもよい。

カッター支持部３３は基部３１の下面に設けられている。カッター支持部３３の下端には、カッター３５が鉛直方向に回動自在に設けられている。

油圧ジャッキ３４は基部３１の下面に鉛直方向に回動自在に設けられている。油圧ジャッキ３４の下端には、カッター３５が鉛直方向に回動自在に設けられている。油圧ジャッキ３４は油圧により伸縮し、カッター３５の角度を変える。

カッター３５は下端に設けられた刃３６をカッター駆動油圧モーター３７で回転させ、水底１を掘削する。

カッター３５の付け根付近には、送泥ホース３８の吸引口が設けられている。送泥ホース３８は、基部３１を貫通し、水上まで達している。送泥ホース３８には、水中サンドポンプ３９が設けられている。水中サンドポンプ３９は、基部３１の上面に配置されており、送泥ホース３８の吸引口からカッター３５で掘削された土砂を吸引し、水上に排出する。水中サンドポンプ３９は、浚渫に必要な揚程を有するものを使用する。

次に、浚渫方法について説明する。まず、浚渫装置１０の部品を浚渫場所付近の陸上あるいは船上で組み立てる。次にクレーンで浚渫装置１０を沈降させ、水底１に設置する。

浚渫装置１０を水底１に設置したら、遠隔操作で脚２１を操作し、大枠材２５を水平に配置する。次いで、小枠材２７及び基部３１の走行油圧モーターを操作し、カッター３５を所定位置に配置する。

次に、油圧ジャッキ３４を伸ばし、カッター３５の刃３６で水底１を掘削する。掘削した土砂は送泥ホース３８及び水中サンドポンプ３９で水上に排出する。

所定の深さまで掘削したら、小枠材２７を大枠材２５の辺２６、２６に沿って移動させ、または、基部３１を小枠材２７の辺２７ｂ、２７ｂに沿って移動させることでカッター３５を前後左右方向に動かし、水底１の他の部分を同様に掘削する。水底１に沈木、流木等の障害物がある場合には、油圧ジャッキ３４を縮め、カッター３５を持ち上げて障害物を避けて水底１を掘削する。障害物は、別途、グラブバケット等で地上へ搬出する。

浚渫装置１０の設置位置での浚渫が終わったら、浚渫装置１０をクレーンで持ち上げ、水平方向に動かし、水底１の他の位置に設置する。以上の操作を繰り返して浚渫作業を行う。

浚渫作業が終了したら、クレーンで浚渫装置１０を陸揚げし、分解する。本発明の浚渫装置１０は組み立て式の構造であるので、特に山間部のダム湖を浚渫する際にも、容易に輸送することができ、現地で組み立てることができる。また浚渫作業後にも、容易に解体して撤去することができる。

また、小枠材２７を大枠材２５の辺２６、２６に沿って移動させ、または、基部３１を小枠材２７の辺２７ｂ、２７ｂに沿って移動させてカッター３５で水底１を掘削するので、一度浚渫装置１０を水底１に設置すれば、持ち上げずに連続して浚渫装置１０の下部の水底１を掘削することができるので、クレーンで吊り上げて移動する回数を減らし、効率よく浚渫作業を行うことができる。

また、掘削した土砂は、カッター３５の付け根付近に吸引口を配置した送泥ホース３８、及び水中サンドポンプ３９でただちに水上に排出するので、水質汚濁がない。

また、油圧ジャッキ３４によりカッター３５を回動させ、刃３６を上下動させることで、障害物を避けて水底１を掘削することができる。

なお、以上の実施の形態においては、水底１を掘削するのにカッター３５を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばバケットで掘削するバックホウ式の掘削装置を用いてもよい。あるいは、グラブバケットを用いて掘削してもよい。

また、フレーム２０の形状や脚２１の数等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の浚渫装置１０の実施の形態例を示す立面図である。 本発明の浚渫装置１０の実施の形態例を示す平面図である。

符号の説明

１ 水底
２ ワイヤー
１０ 浚渫装置
２０ フレーム
２１ 脚
２２ 斜材
２３ 吊り下げ部材
２４ 油圧ユニット
２５ 大枠材
２６ 辺
２７ 小枠材
２７ａ 短辺
２７ｂ 長辺
２８、３２ 走行油圧モーター
３０ 浚渫部
３１ 基部
３３ カッター支持部
３４ 油圧ジャッキ
３５ カッター
３６ 刃
３７ カッター駆動油圧モーター
３８ 送泥ホース
３９ 水中サンドポンプ

Claims (8)

1. 水底を掘削する掘削手段及び前記掘削手段で掘削された土砂を水上に排出する送泥ホースを備える浚渫部と、前記浚渫部を前後左右方向へ移動可能に支持するフレームと、前記浚渫部を前記フレームに対し前後左右方向に移動させる移動手段とからなることを特徴とする浚渫装置。
2. 前記フレームは、前記浚渫部を移動可能に支持する小枠材と、前記小枠材を移動可能に支持する大枠材とを備え、前記移動手段は、前記小枠材を前記大枠材に対し前後または左右方向に移動させる第１移動手段と、前記浚渫部を前記小枠材に対し前記小枠材の移動方向と直交する方向に移動させる第２移動手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の浚渫装置。
3. 前記フレームは伸縮自在の脚を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の浚渫装置。
4. 前記掘削手段を上下動させる油圧ジャッキを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の浚渫装置。
5. 前記フレームは組み立て式構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の浚渫装置。
6. 水底に設置されたフレームに備えられた移動手段により掘削手段を前後左右方向へ移動させて水底を掘削するとともに、掘削された土砂を送泥ホースで水上に排出することを特徴とする浚渫方法。
7. フレームの姿勢を制御して掘削手段の移動方向を水平にすることを特徴とする請求項６に記載の浚渫方法。
8. 掘削手段を水底の状況に応じて上下動させることを特徴とする請求項６または７に記載の浚渫方法。

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