JP2011163005A - 堆積泥土掘削除去工法とその装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来、堆積泥土掘削除去に用いるバックジェット式吸引搬送装置は、対象となる泥土等に流動性がない場合には、吸入口周辺のみの局部的な吸引となり連続的な吸引搬送が不可能であるうえ、固形物による吸入口の詰まりが発生し易く作業効率も悪いといった問題があった。
【解決手段】吸引口２１から拡開するバケット１１内に攪拌翼を設定して、吸引搬送機構と掘削攪拌機構を一体化することにより、流動性のない泥土の連続的吸引を可能とし、攪拌翼を回動しながら掘削し、掘削土砂を攪拌翼で粉砕しながら吸引することにより、流動性のない泥土の連続的吸引を可能とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、河川の浚渫等、堆積泥土の掘削除去を、バケット内に攪拌翼を設定した掘削ショベルと、水等の流体を排出方向に高速噴射することによってポンプ作用を行うバックジェット式吸引搬送装置によって行うようにした堆積泥土掘削除去工法とその装置に関するものである。
従来、河川の浚渫等における堆積泥土の掘削除去は、掘削を行った堆積泥土をベルトコンベアやロータを配設した輸送管等によって排出し、更に、脱水や固化設備に搬送して、脱水や固化処理が行われてきており、堆積泥土の掘削、排出搬送、脱水・固化処理の方法がそれぞれ独自に開発されてきている。
即ち、掘削土砂の排出搬送については、例えば、特許文献１に示されるような螺旋羽根を有する雄ロータとこれに噛合する螺旋溝より成る雌ロータの組合せによる土砂輸送装置等が提案されているが、特許文献２に示されるようなジェット噴射型ポンプ装置を基礎として、バックジェット式吸引搬送が行われるようになり、特許文献３に示されるような混気ジェットによる吸引流送具も開発されてきている。
特許第４３６８５１２号公報 特開昭５２−９９４０９号公報 特許第４２９３０６９号公報
しかし、従来のバックジェット式吸引搬送装置は、対象となる泥土等に流動性がない場合には、吸入口周辺のみの局部的な吸引となり連続的な吸引搬送が不可能であるうえ、固形物による吸入口の詰まりが発生し易く作業効率も悪いといった問題もあった。
また、バックジェットにより泥土等を吸引搬送するには高噴射圧力が必要であり、現在使用されている１．５Ｍｐａでは圧力が低いため吸引力を上げるために噴射水量を１０００リットル／ｍｉｎと多くして補わざるを得ないが、噴射水量が多くなると浚渫した泥土の含水比が高くなり、固化処理に時間がかかりコストが高くなるという問題もある。
更に、現在の浚渫工事用機材の多くは、浚渫船等を用いての大規模工事用となっており、小規模な河川やダムの堆積泥土の除去工事や狭い場所での浚渫には使用できない問題がある。
本発明は上記した課題に対応しようとするものであり、吸引口から拡開する掘削バケット内に攪拌翼を設定して、バックジェット式吸引搬送機構と掘削攪拌機構を一体化することにより、流動性のない泥土の連続的吸引を可能とし、攪拌翼を回動しながら掘削し、掘削土砂を攪拌翼で粉砕しながら吸引することにより、固形物による吸入口の詰まりが発生することを防止するようにした。
また、吸引管部でのバックジェット噴射圧を２０〜４０Ｍｐａの高圧力とし、エア噴射ノズルとこれに並列する２本の水噴射ノズルを設定することで、吸引力を増大させると共に、吸引管内部に吸い込んだ固形物を２穴噴射により更に細かく破砕して円滑に管路移送が出来るようにした。
更に、２本の水噴射ノズルのそれぞれでの吐出水量５０リットル／ｍｉｎ以下で２０〜４０Ｍｐａの噴射とすることにより、浚渫泥土の含水比を低くして固化処理等を容易にし、水噴射と同時に圧縮空気を噴射することで、水中での泥土の吸引と長距離の管路移送を可能とした。また、小規模な河川やダムの堆積泥土の除去工事や狭い場所での浚渫にも使用できるようにした。
本発明は、以上のように構成したことにより、吸引力を増大させ、固形物を細かく破砕して円滑な管路移送を図って固形物による吸入口の詰まりを防止すると共に、流動性のない泥土の連続的吸引を可能とし、小規模な河川やダムの堆積泥土の除去工事や狭い場所での浚渫にも使用できるようにしたものである。
また、噴射圧力を補って吸引力を上げるための噴射水量を、エア噴射ノズルを挟んだ２本の水噴射ノズルからの吐出水量５０リットル／ｍｉｎ以下で２０〜４０Ｍｐａの噴射として、合計１００リットル／ｍｉｎ以下の噴射水量を分割することにより、浚渫泥土の含水比を低くして固化処理等を容易にした。
本発明の実施例を示すもので、掘削ショベルで対象地盤を掘削すると同時に掘削土砂を攪拌吸入して固化処理装置に搬送する施工状况を示す装置全体の構成図 同じく、掘削ショベルのバケット内に設定された攪拌翼と、吸引搬送機構の吸引口から拡開する掘削バケットの構成及びバックジェット機構の関係を示す堆積泥土掘削除去装置先端掘削機構部の拡大縦断側面図 同じく、掘削ショベルのバケット内に設定された攪拌翼と、吸引搬送機構の吸引口との関係を示す掘削バケットの拡大正面図 同じく、掘削ショベルのバケット内に設定された攪拌翼と、吸引搬送機構の吸引口との関係を示す要部を断面とした掘削バケットの拡大平面図 同じく、掘削土砂を吸引搬送するバックジェット機構の構成を示すポンプ管噴射ノズル設定部の拡大縦断背面図
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。１は堆積泥土を掘削する掘削ショベルで、ポンプ管２の吸引口２１から漏斗状に拡開して掘削土砂を掬い取るバケット１１が形成され、移動機構１３ａを備えた操作室１３で操作されるシリンダ１４によって駆動するアーム１２の先端に支持設定されている。
バケット１１にはオイルモータ１５Ａによって回動する回動軸１５が横架され、複数の攪拌翼１５ａが植設されると共に、バケット先端の掬取部には掘削爪１６が並列設定されている。また、攪拌翼１５ａの先端には攪拌片１５ｂが取り付けられ、攪拌翼による破砕と攪拌が更に綿密に行われるようになっている。
ポンプ管の吸引口２１の直近延長部にはエア噴射ノズル３を挟んで両側に水噴射ノズル４ａ、４ｂが開口し、エア噴射ノズル３はエアーホース３１を通じてコンプレッサ３２に連絡し、水噴射ノズル４ａ、４ｂは高圧ホース４１を通じて超高圧ポンプ４２、水タンク４３に連絡している。
以上のように構成された堆積泥土掘削除去装置を移動機構１３ａによって対象地盤に移動し、操作室１３からのアーム操作により掘削ショベル１を動作して泥土の浚渫掘削を行う。同時に回動軸１５を回動駆動させてバケット１１内に掬い取った掘削土砂を攪拌翼によって破砕・攪拌しながら吸引口２１からポンプ管２に吸入する。
ポンプ管２には混気ジェット吸引搬送機構として、前記したようにエア噴射ノズル３を挟んで両側に水噴射ノズル４ａ、４ｂが開口しており、エア噴射ノズル３による圧縮空気噴射と共に水噴射ノズル４ａ、４ｂのそれぞれから吐出水量５０リットル／ｍｉｎ以下で２０〜４０Ｍｐａの噴射が行われる。
水噴射ノズル４ａ、４ｂからの水噴射は、一方のノズルでは５０リットル／ｍｉｎであるが、２本並列されることにより合算されて１００リットル／ｍｉｎとなり、圧縮空気噴射と競合して高噴射圧力を造成してポンプ管２内に浚渫泥土に対する強力な吸引搬送力を発生させ、掘削土砂を固化処理装置４４まで搬送するものである。
本発明に係る堆積泥土掘削除去工法とその装置は、上記のように吸引口から拡開する掘削バケット内に攪拌翼を設定して、バックジェット式吸引搬送機構と掘削攪拌機構を一体化することにより、流動性のない泥土の連続的吸引を可能とし、攪拌翼を回動しながら掘削し、掘削土砂を攪拌翼で粉砕しながら吸引することにより、流動性のない泥土の連続的吸引を可能としたので、小規模な河川やダムの堆積泥土の除去工事や狭い場所での浚渫にも利用することができる。
１ 掘削ショベル
１１ 掘削バケット
１２ ショベル駆動アーム
１３ 掘削機構操作室
１３ａ 掘削機構移動機構
１４ アームを駆動するシリンダ
１５ 攪拌翼回動軸
１５Ａ 攪拌軸回動オイルモータ
１５ａ 攪拌翼
１５ｂ 攪拌翼先端の攪拌片
１６ バケット先端掬取部の掘削爪
２ ポンプ管
２１ ポンプ管の吸引口
３ エア噴射ノズル
３１ エアーホース
３２ コンプレッサ
４ａ 水噴射ノズル
４ｂ 水噴射ノズル
４１ 高圧ホース
４２ 超高圧ポンプ
４３ 水タンク
４４ 固化処理装置
Ｇ 対象地盤

Claims (3)

  1. 吸引口から拡開する掘削バケット内に攪拌翼を設定して攪拌翼を回動しながら掘削し、掘削土砂を攪拌翼で粉砕しながら、エア噴射ノズルとこれに並列する２本の水噴射ノズルを設定し、圧縮空気と共に２本の水噴射ノズルのそれぞれから吐出水量５０リットル／ｍｉｎ以下で２０〜４０Ｍｐａの噴射を行う混気ジェット吸引搬送機構によって処理設備に搬送して掘削土砂を処理するようにしたことを特徴とする堆積泥土掘削除去工法
  2. エア噴射ノズルとこれに並列する２本の水噴射ノズルを設定し、圧縮空気と共に２本の水噴射ノズルのそれぞれから吐出水量５０リットル／ｍｉｎ以下で２０〜４０Ｍｐａの噴射を行うポンプ管の吸引口を、内部に攪拌翼を設定した掘削バケットの基部に接続し、吐出口を掘削土砂処理設備に接続して成る堆積泥土掘削除去装置
  3. 掘削バケット内に設定する攪拌翼の先端に攪拌片を付設するようにした請求項２記載の堆積泥土掘削除去装置
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