JP2005146767A

JP2005146767A - 固形異物残存水域の水底浚渫方法及びその装置

Info

Publication number: JP2005146767A
Application number: JP2003389215A
Authority: JP
Inventors: Eiji Tokoro; 栄二所; Yasuhiko Momose; 泰彦百瀬; Noriaki Kikuchi; 則昭菊池
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】
作業者を危険に曝すことなく、危険物が残地されている水底の浚渫が効率よく、より安全になされる固形異物残存水域の水底浚渫方法及びその装置の提供。
【解決手段】
下端に吸引口を有する土砂吸入管１０と、これに高圧水流を流入させることによって生じる負圧を利用して吸引口から土砂を吸引させるエジェクダーポンプとを使用し、吸引管１０を作業船より縦向きにして水底に垂下させ、エジェクターポンプにより水底土砂を吸引させる。

【選択図】図１

Description

本発明は、爆発物を含む金属物等の固形異物が残置されている水底の浚渫を行う固形異物残存水域の水底浚渫方法及びその装置に関する。

一般に、国内外を問わず、港湾の水底に爆発の危険性がある固形異物が残置されたままの水域が存在している。このような固形異物が水底に存在している水域において、船舶航行の維持や、これまでより大きい船舶の航行を可能にするために航路の浚渫が必要となる。

従来、このような固形異物の残置されている水域の浚渫に際しては、グラブバケットを使用したバケット浚渫によって危険物を土砂と共に揚収する方法が一般的であった。

また、バケット浚渫に不向きな、例えば水底構造物の周り等の浚渫や、均質な軟質水底地盤の浚渫には、吸引によって水と共に土砂を吸い上げる浚渫方法がある。この吸引による浚渫装置には、吸引管の開口部内に気泡を送り込み、その浮力による上昇力によって上向の流れを生じさせ、これによって水中に浮遊した土砂を水と共に上昇させるエアリフトを利用した浚渫方法や、空気と共に高圧水を吸引管に吹き込む混気ジェットによる浚渫方法、更には、高圧水を吸引管中に吹き込むことにより水流を生じさせるエジェクターポンプによる浚渫方法がある（特許文献１）。
特開２００２−２１２９７０号公報

上述した従来の浚渫方法の内、バケット浚渫においては、浚渫しようとする場所に存在している金属物が危険物かそうでないかを予め判別する必要があるが、判別のための掘り出しは潜水作業員の手作業にて行わなければならず、その作業中に誤って爆発させる危険性が伴う。

また、従来のエアリフトや混気ジェット、更にはエジェクターポンプを使用した浚渫にあっては、危険物の掘り出しに使用する場合、その吸引口の操作を潜水作業員による手作業が必要であり、爆発に遭遇する危険性が常時付き纏うという問題があった。

本発明はこのような従来の問題に鑑み、作業者を危険に曝すことなく、危険物が残地されている水底の浚渫が効率よく、より安全になされる固形異物残存水域の水底浚渫方法及びその装置の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、下端に吸引口を有する土砂吸入管と、該土砂吸入管内に高圧水流を流入させることによって生じる負圧を利用して前記吸引口から土砂を吸引させるエジェクダーポンプとを使用し、前記吸引管を作業船より縦向きにして水底に垂下させ、前記エジェクターポンプにより水底土砂を吸引させるようにしてなる固形異物残存水域の水底浚渫方法にある。

請求項２に記載の発明の特徴は、前記請求項１に記載の構成に加え、各種の探知手段によって水底土砂内の残置物の位置を予め割り出す予備探知を行い、前記吸引管の上部に延長させた支柱の上端にＧＳＰ測位計を設置し、該測位計によって吸引管の吸引口の位置を計測しつつ前記予備探知によって割り出された残置物位置の浚渫を行うことにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、前記請求項１又は２に記載の構成に加え、吸引管の動作及びエジェクターポンプの操作を作業船上のこれらから離れ位置又は陸上からの遠隔操作によって行うことにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、作業船より水底面に向けて縦向きに垂下され、下端に土砂吸引口を有する吸引管と、該吸引管内に上向き高圧水流を噴射させることによって該吸引管内の土砂を含む水を移動させるエジェクターポンプと、前記吸引管を前記作業船上において上下及び水平方向に動作させる吸引管動作手段とを備え、前記吸引管を作業船より縦向きにして水底に垂下させ、前記エジェクターポンプにより水底土砂を吸引させるようにしてなる固形異物残存水域の水底浚渫装置にある。

請求項５に記載の発明の特徴は、前記請求項４に記載の構成に加え、前記吸引管の上端部にその延長方向に支柱を一体に備え、該支柱の上端部にＧＳＰ測位計を備え、該測位計が浚渫時に水面より高い位置に有るようにしたことにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、前記請求項４又は５に記載の構成に加え、前記吸引管の上端に、土砂を水と共に搬送させるフレキシブルな送泥ホースを介して前記作業船に固定した送泥管に連結し、該送泥管の途中に固形物探知手段を備えるとともに、該送泥管の出口側に、該開口から排出される浚渫土砂を含む水を受ける固形物回収籠と、該籠の周囲を囲み濁りの拡散を防止するシルトフェンスを備え、前記吸引管、水搬ホース、送泥管及び固形物回収籠内を含む浚渫土が移動される部位を全て水面下に配置したことにある。

請求項７に記載の発明の特徴は、前記請求項４，５又は６に記載の構成に加え、吸引管動作手段として、複数のアームを同一方向にのみ折り曲げ可能に枢着されるとともに駆動手段によって各枢着部が屈曲動作される折曲アームと、該折曲アームの基端側が支持され、水平方向に旋回される旋回台とを有し、前記吸引管が前記屈曲アームの屈曲動作によって上下動作されるとともに前記旋回台の旋回及び／又は水平移動によって水平動作されるようにしたことにある。

請求項８に記載の発明の特徴は、前記請求項４〜６又は７に記載の構成に加え、吸引管の下端部に、上部の縦向きの直線部分に対して梢傾斜した傾斜部と、該傾斜部の下端に連続させた縦向きの下端管部とからなるＳ型屈曲部を有し、該Ｓ型屈曲部の前記傾斜部の下側管壁を貫通させて前記縦向き直線部と略平行に高圧水流を噴射させるエジェクターノズルを開口させたことにある。

更に、請求項９に記載の発明の特徴は、前記請求項４〜７又は８に記載の構成に加え、吸引管の下端部に１若しくは複数の水中カメラ及び必要に応じて照明器具を備え、浚渫中にその対象物を判別できるようにしたことにある。

本発明に係る固形異物残存水域の水底浚渫方法及びその装置においては、下端に吸引口を有する土砂吸入管と、該土砂吸入管内に高圧水流を流入させることによって生じる負圧を利用して前記吸引口から土砂を吸引させるエジェクダーポンプとを使用し、前記吸引管を作業船より縦向きにして水底に垂下させてエジェクターポンプにより水底土砂を吸引させるようにしたことにより、潜水作業員によらずに浚渫作業ができ、作業者を爆発の危険に曝すことなく浚渫作業ができる。

また、各種の探知手段によって水底土砂内の残置物の位置を予め割り出す予備探知を行い、前記吸引管の上部に延長させた支柱の上端にＧＳＰ測位計を設置し、該測位計によって吸引管の吸引口の位置を計測しつつ前記予備探知によって割り出された残置物位置の浚渫を行うようにしたことにより、残置物位置のみを遠隔操作によって慎重に浚渫できることとなり、残置物のない場所は従来のバケット浚渫等の方法により効率のよい浚渫が可能となり、作業効率がよくなる。

更に、吸引管の動作及びエジェクターポンプの操作を作業船上のこれらから離れ位置又は陸上からの遠隔操作によって行うことにより、爆発の影響を受けない場所からの遠隔操作が可能となり、作業者を爆発の危険に曝すことなく浚渫作業ができる。

更にまた、前記吸引管の上端部にその延長方向に支柱を一体に備え、該支柱の上端部にＧＳＰ測位計を備え、該測位計が浚渫時に水面より高い位置に有るようにすることにより、正確な水平位置の割り出しが可能となり、効率のよい作業ができる。

更に、前記吸引管の上端に、土砂を水と共に搬送させるフレキシブルな送泥ホースを介して前記作業船に固定した送泥管に連結し、該送泥管の途中に固形物探知手段を備えるとともに、該送泥管の出口側に、該開口から排出される浚渫土砂を含む水を受ける固形物回収籠を備え、前記吸引管、水搬ホース、送泥管及び固形物回収籠内を含む浚渫土が移動される部位を全て水面下に配置することによって、誤って小形の爆発物が土砂と共に吸引され、送泥管中を移動している途中で爆発が生じても、水中であるため他に影響を及ぼす危険性が少ない。

更に、吸引管動作手段として、複数のアームを同一方向にのみ折り曲げ可能に枢着されるとともに駆動手段によって各枢着部が屈曲動作される折曲アームと、該折曲アームの基端側が支持され、水平方向に旋回される旋回台とを有し、前記吸引管が前記屈曲アームの屈曲動作によって上下動作されるとともに前記旋回台の旋回及び／又は水平移動によって水平動作されるようにすることにより、一般に土木作業において使用されているバックホーが使用でき、既存設備を利用して低コストで操作性の良い装置が提供される。

更に、吸引管の下端部に、上部の縦向きの直線部分に対して梢傾斜した傾斜部と、該傾斜部の下端に連続させた縦向きの下端管部とからなるＳ型屈曲部を有し、該Ｓ型屈曲部の前記傾斜部の下側管壁を貫通させて前記縦向き直線部と略平行に高圧水流を噴射させるエジェクターノズルを開口させることにより、エジエクターポンプの作用を高能率化できる。

更に、吸引管の下端部に１若しくは複数の水中カメラ及び必要に応じて照明器具を備え、浚渫中にその対象物を判別できるようにしたことにより、金属などの対象物をモニターを通じて視認することができ、危険物か否かの判別がリアルタイムで可能となり作業効率が向上する。

次に本発明の実施の形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。図において、符号１は作業用台船であり、２は台船１上に搭載したバックホーである。このバックホー２は後述する浚渫用の吸引管１０を支持させて水平方向及び上下方向に移動させる為の吸引管動作手段となっている。

バックホー２は、クローラを使用した走行台車３の上に旋回台４が搭載され、その旋回台の一端側に二本のアーム５ａ，５ｂを互いに枢着させた屈曲アーム５の基端が枢支されている。この屈曲アーム５は、旋回台４に対して上下方向にのみ回動されるように枢支され、また、二本のアーム５ａ，５ｂ間は前記回動方向と同じく上下方向にのみ回動できるように枢着されている。先端側のアーム５ｂの先端には吸引管１０に固定した取り付け金具６が前記各回動方向と同じ方向に回動自在に枢着されている。そしてこれらの各アーム及び取り付け金具６は、それらが支持されている相手側に対して油圧シリンダー７によって回動されるようになっている。

土砂吸引管１０は、全体が剛性を有する金属管によって構成され、図３〜図６に示すように先端部分を除いて直官状をなし、上端が略９０度に曲げられて、その先端がホース連結部１１となっている。上端部やや下側に取り付け金具６が一体に突設され、これを屈曲アーム５先端に枢着することによって支持されるようになっている。

吸引管１０の下端部やや上側にはエジエクターポンプを構成するエジエクターノズル１３が挿入されている。吸引管１０の下端部には、その上側の直線部１４ａに対して略４５度程度に傾斜させた傾斜部１４ｂと、その下端に一体に連続させた縦向きの下端管部１４ｃからなるＳ型屈曲部１４が一体に備えられ、その傾斜部１４ｂの下側管壁を貫通させてノズル収容筒１２が設置され、その内部にエジクターノズル１３が収容されている。このエジェクターノズル１３より吸引管１０の前記直線部１４ａ内にその軸方向に向けて高圧水が噴射されるようになっている。

このエジエクターノズル１３に対しては、吸引管１０の管壁外面に沿って設置され、台船１上の高圧水供給ポンプ１６に連通させた高圧水供給管１７及び分岐管１８を通じて高圧水が供給されるようになっている。

土砂吸引管１０の下端には、開口側が拡開したテーパ状の吸引口２０が形成されている。この吸引口２０の周囲には、そのテーパに沿ったテーパ状をした緩衝筒２１が止め金具２１ａによって固定され、その下端が下方に突出されている。この緩衝筒２１はゴム材料などの柔軟性のある材料が使用され、爆発性のある危険物に接触した場合にも、直ちに爆発を起こさせない材料を使用する。

吸引口２０の外周には、高圧水噴射ノズル２２が吸引口１０の延長方向側に向けて固定されている。このノズル１０は、その先端から高圧水を噴射させることによって、前述したエジェクターポンプによる吸引のみでは浚渫できない比較的固めの水底地盤を砕くようにしているものであり、吸引口２０のやや上側外周に固定した環状流路２３の下側面に複数突設され、この水路に前述したエジェクターポンプを構成する高圧水供給ポンプ１６から必要に応じて高圧水が供給されるようになっている。図中２４は給水管である。

吸引管１０上端の横向きに曲げられたホース連結部１１にはフレキシブルホースからなる送泥ホース３０の一端が連結され、その他端が、台船１の側部の水面下に固定した送泥管３１の一端に連結されている。この送泥管３１の中間位置には、吸引管１０の土砂吸引及び送泥管３１内の土砂搬送を補助するエジェンター管３２が設けられ、これにエジエクターノズル３３が下流側に向けて挿入されている。更にその下流側に電磁流量計からなる流量計３４及びγ線密度計３５からなる密度計が設置されている。尚、図中３６は圧力計である。

台船１の後部外には固形物回収籠３７が水面下位置に設置されている。この回収籠３７はその網目の大きさが、回収を予定する危険物の大きさより小さいものを使用する。

この回収籠３７及び前述した流量計３４、密度計３５、送泥管３１、送泥ホース３０及び吸引管１０からなる浚渫土が搬送される部位は、浚渫作業時に全て水面下にあるように設置されている。

回収籠３７の周囲には、水面上から水底に至る筒状のシルトフェンス３８を設置しており、浚渫土が回収籠３７内に投入されることによって生じる濁りの拡散を防止している。尚、図中３９ａはシルトフェンス用の浮きであり、３９ｂは同アンカーである。

土砂吸引管１０の直管部１４ａ上端には、その延長方向に向けて支柱４０が突設されている。この支柱４０は浚渫作業時に土砂吸引管１０の高さ及び水平位置を計測するためのものであり、先端が浚渫作業時に水面上に計測に必要な長さ分が突出する長さに形成されている。この支柱の先端にはＧＰＳ測位計の受信機４１が設置され、その下側には傾斜計４２が設置されている。傾斜計４２は、土砂吸引管１０を支持させた屈曲アーム５の屈曲方向側の傾斜角度が計測できるものを使用しており、自重によって鉛直方向に向く矢印型錘４２ａと、その矢印型錘４２ａの支柱４０に対する角度を読み取る事ができる目盛版４２ｂとから構成され、目盛版４２ｂに対する矢印型錘４２ａの向きによって支柱４０の鉛直度が計測できるようになっている。

台船１上にはバックホー２及び土砂搬送流路から離れた位置に遠隔操作室５０が備えられ、この操作室において、バックホー２による土砂吸引管１０の姿勢、高さ及び水平位置のコントロールを行い、ＧＰＳ測位計により水平座標位置を計測しながら浚渫作業を行う。

浚渫に際しては、金属探査装置を使用して予め金属類の存在位置を計測しておき、その位置に土砂吸引管１０を移動させて順次浚渫作業を行う。また、吸引管１０の先端部に水底の浚渫位置及び浚渫状況をリアルタイムで監視できる１又は複数の水中カメラ５１と浚渫位置を照明する照明器具５２とを設置している。そしてモニターを通じて監視しつつ浚渫を行い、危険物の周囲を浚渫して危険物を露出させた後、シェルが水平に移動するバケットによって危険物を掬い取り、船上に揚げる。尚、この浚渫作業は、遠隔操作室においてモニターを見ながら操作を行う他、バックホー２の運転室にモニターを設置しておき、バックホーのオペレータがモニターを見ながら操作してもよい。

本発明に係る装置全体の概略を示す正面図である。図１に示す装置におけるバックホー部分を示す側面図である。図１に示す装置における土砂吸引管を示す側面図である。同正面図である。同土砂吸引管の下端部分を示す拡大断面図である。図１に示す装置における送泥管におけるエジェンターポンプ部分を示す側面図である。図６中のＡ−Ａ線断面図である。図１に示す装置における土砂吸引管上の支柱部分を示す正面図である。

符号の説明

１作業用台船
２バックホー
３走行台車
４旋回台
５屈曲アーム
５ａ，５ｂアーム
６取り付け金具
７油圧シリンダー
１０土砂吸引管
１１ホース連結部
１２ノズル収容筒
１３エジエクターノズル
１４Ｓ型屈曲部
１４ａ直線部
１４ｂ傾斜部
１４ｃ下端管部
１６高圧水供給ポンプ
１７高圧水供給管
１８分岐管
２０吸引口
２１緩衝筒
２１ａ止め金具
２２高圧水噴射ノズル
２３環状流路
２４給水管
３０送泥ホース
３１送泥管
３２エジェンター管
３３エジエクターノズル
３４流量計
３５ γ線密度計
３６圧力計
３７固形物回収籠
３８シルトフェンス
３９ａ浮き
３９ｂアンカー
４０支柱
４１受信機
４２傾斜計
４２ａ矢印型錘
４２ｂ目盛版
５０遠隔操作室
５１水中カメラ
５２照明器具

Claims

下端に吸引口を有する土砂吸入管と、該土砂吸入管内に高圧水流を流入させることによって生じる負圧を利用して前記吸引口から土砂を吸引させるエジェクダーポンプとを使用し、前記吸引管を作業船より縦向きにして水底に垂下させ、前記エジェクターポンプにより水底土砂を吸引させるようにしてなる固形異物残存水域の水底浚渫方法。
各種の探知手段によって水底土砂内の残置物の位置を予め割り出す予備探知を行い、前記吸引管の上部に延長させた支柱の上端にＧＳＰ測位計を設置し、該測位計によって吸引管の吸引口の位置を計測しつつ前記予備探知によって割り出された残置物位置の浚渫を行う請求項１に記載の固形異物残存水域の水底浚渫方法。
吸引管の動作及びエジェクターポンプの操作を作業船上のこれらから離れ位置又は陸上からの遠隔操作によって行う請求項１又は２に記載の固形異物残存水域の水底浚渫方法。
作業船より水底面に向けて縦向きに垂下され、下端に土砂吸引口を有する吸引管と、該吸引管内に上向き高圧水流を噴射させることによって該吸引管内の土砂を含む水を移動させるエジェクターポンプと、前記吸引管を前記作業船上において上下及び水平方向に動作させる吸引管動作手段とを備え、前記吸引管を作業船より縦向きにして水底に垂下させ、前記エジェクターポンプにより水底土砂を吸引させるようにしてなる固形異物残存水域の水底浚渫装置。
前記吸引管の上端部にその延長方向に支柱を一体に備え、該支柱の上端部にＧＳＰ測位計を備え、該測位計が浚渫時に水面より高い位置に有るようにしてなる請求項４に記載の固形異物残存水域の水底浚渫装置。
前記吸引管の上端に、土砂を水と共に搬送させるフレキシブルな送泥ホースを介して前記作業船に固定した送泥管に連結し、該送泥管の途中に固形物探知手段を備えるとともに、該送泥管の出口側に、該開口から排出される浚渫土砂を含む水を受ける固形物回収籠と、該籠の周囲を囲み濁りの拡散を防止するシルトフェンスを備え、前記吸引管、水搬ホース、送泥管及び固形物回収籠内を含む浚渫土が移動される部位を全て水面下に配置してなる請求項４及び５に記載の固形異物残存水域の水底浚渫装置。
吸引管動作手段として、複数のアームを同一方向にのみ折り曲げ可能に枢着されるとともに駆動手段によって各枢着部が屈曲動作される折曲アームと、該折曲アームの基端側が支持され、水平方向に旋回される旋回台とを有し、前記吸引管が前記屈曲アームの屈曲動作によって上下動作されるとともに前記旋回台の旋回及び／又は水平移動によって水平動作されるようにしてなる請求項４，５又は６に記載の固形異物残存水域の水底浚渫装置。
吸引管の下端部に、上部の縦向きの直線部分に対して梢傾斜した傾斜部と、該傾斜部の下端に連続させた縦向きの下端管部とからなるＳ型屈曲部を有し、該Ｓ型屈曲部の前記傾斜部の下側管壁を貫通させて前記縦向き直線部と略平行に高圧水流を噴射させるエジェクターノズルを開口させてなる請求項４〜６又は７に記載の固形異物残存水域の水底浚渫装置。
吸引管の下端部に１若しくは複数の水中カメラ及び必要に応じて照明器具を備え、浚渫中にその対象物を判別できるようにしてなる請求項４〜７又は８に記載の固形異物残存水域の水底浚渫装置。