JP2014145158A - 土砂分離装置及び浚渫土砂の分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の水域で浚渫土砂を効率よく木片やゴミ等の異物と砂等の土砂成分とに分離することができる土砂分離装置及び浚渫土砂の分離方法の提供。
【解決手段】水上に設置される浮体２と、浮体２上に上下移動可能に支持された支持フレーム３と、支持フレーム３を上下移動させる上下駆動手段１３，１３...と、下限位置において下部が水中に没するように支持フレーム３に支持され、且つ、支持フレーム３に対し相対移動可能な土砂分離用容器４と、土砂分離用容器４を振動させる振動発生手段２７，２７とを備えるとともに、土砂分離用容器４が少なくとも底面部に網状の土砂透過部２４を備え、土砂分離用容器４の上下移動により生ずる水流及び振動発生手段２７，２７による振動を利用して土砂分離用容器４内に投入された異物が混在した浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離する土砂分離装置１。
【選択図】図３

Description

本発明は、ゴミや木片等の異物が混在した浚渫土砂を異物と砂等の土砂成分とに再生利用可能な状態で分離するための土砂分離装置及び浚渫土砂の分離方法に関する。

水底部にゴミや木片等の異物が多く堆積した水域で浚渫を行った場合、その浚渫土砂にはゴミや木片等の異物が多く混在するため、当該異物が混在した浚渫土砂を砂等の土砂成分とゴミや木片等の異物とに分別する必要が生じる。

従来、浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離する方法としては、異物が混在した浚渫土を陸域に揚土した後、当該陸域に設置された分離装置を用いて分離する方法が一般に広く使用され、その分離装置としては、トロンメルや振動篩等の篩を用いて分離させるもの(例えば、特許文献１又は２を参照)、ろ過装置を使用したもの（例えば、特許文献３を参照）、浚渫土砂に含まれる砂と異物との比重差を利用して分離するもの（例えば、特許文献４を参照）等がある。

一方、水域にて土砂と異物とに分離する他の方法としては、水中に設置した筒体と、筒体内に水流を生じさせる水流発生手段と、筒体内に配置された回収網とを備えた分離装置を使用し、前記水流を利用して土砂成分と異物とを分離させ、分離された異物を回収網で回収するとともに、分離された土砂を水底に沈下させるようにしたものも開発されている(例えば、特許文献５を参照)。

特開２００６−１６７５８８号公報 特開２０１３−０００７３９号公報 特開平１１ −１３７９１０号公報 特開２００２−２５４０６３号公報 特開２０１１−２０２５０１号公報

しかしながら、浚渫土砂には、木片やその他の不法投棄物等のそれぞれ大きさや比重の異なる異物が含まれ、上述の如き従来の技術では、浚渫土砂を異物と土砂成分とを十分に分離させることが困難で、その為、上述の如き分離作業とは別に、別途人力等による分離を必要とする場合が生じ、その分の作業時間、作業費用が嵩むと共に、異物の分離効率が低下するおそれがあった。

また、陸域に設置されたトロンメルや振動篩等の篩を用いた分離装置では、分離作業を進めるうちに木片等の異物が網目部分に絡みついたり、篩の網目に目詰まりを生じたりするため、その除去に手間がかかり、その分の作業時間が嵩み効率が悪いという問題があった。

一方、上述の如き水中での土砂分離方法においては、更なる作業性や安全性の向上が望まれている。

更に、回収された異物混在土砂又は土砂成分が付着したままの木片等は、陸域では産業廃棄物として扱われ、運搬・処理・再利用を行う上で様々な関係法令に基づく規制を受ける。よって、土砂成分と木片等の異物とは、陸揚げ前の段階の水域で分離し、再利用（リサイクル）し易い状態にしてそれぞれ回収することが望ましい。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、所望の水域で浚渫土砂を効率よく木片やゴミ等の異物と砂等の土砂成分とに分離することができる土砂分離装置及び浚渫土砂の分離方法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するための請求項1に記載の発明の特徴は、所望の水域にて異物が混在した浚渫土砂を前記異物と土砂成分とに分離するための土砂分離装置であって、水上に設置される浮体と、該浮体上に上下移動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームを上限位置と下限位置との間で上下移動させる上下駆動手段と、前記下限位置において下部が水中に没するように前記支持フレームに支持され、且つ、前記支持フレームに対し相対移動可能な有底筒状の土砂分離用容器と、該土砂分離用容器を振動させる振動発生手段とを備えるとともに、前記土砂分離用容器が少なくとも底面部に網状の土砂透過部を備え、 前記土砂分離用容器の移動により生ずる水流及び前記振動発生手段による振動を利用して前記土砂分離用容器内に投入された前記異物が混在した浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離し、且つ、分離された土砂成分のみを前記土砂透過部を通して前記水底部に沈降させるようにした土砂分離装置にある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記土砂分離用容器は、前記上限位置において前記底面部が水上に露出するように前記支持フレームに支持されてなることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記土砂分離用容器の底面縁部にテーパ筒状の水流調整用笠体を備えてなることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１、２又は３の構成に加え、前記土砂分離用容器は、該土砂分離用容器内に空気を噴射する空気供給手段を備えてなることにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項１〜３又は４の構成に加え、前記振動発生手段は、前記土砂分離用容器を前記支持フレームに水平移動可能に支持させる可動支持部と、本体部が前記支持フレーム又は浮体に固定され、且つ、ロッド先端が前記土砂分離用容器に連結された水平シリンダとを備え、該水平シリンダの動作により前記土砂分離用容器が水平方向で振動するようにしてなることにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、水上に設置される浮体と、該浮体上に上下移動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームを上限位置と下限位置との間で上下移動させる上下駆動手段と、前記下限位置において下部が水中に没するように前記支持フレームに支持され、且つ、前記支持フレームに対し相対移動可能な有底筒状の土砂分離用容器と、前記土砂分離用容器を振動させる振動発生手段とを備えるとともに、前記土砂分離用容器が少なくとも底面部に網状の土砂透過部を備えてなる土砂分離装置を使用し、前記土砂分離装置を所望の水域に設置した後、前記土砂分離用容器に異物が混在した浚渫土砂を投入する浚渫土砂投入工程と、前記上下駆動手段による前記支持フレームの上下移動に連動して前記土砂分離用容器を上下移動させるとともに、前記振動発生手段により前記土砂分離用容器を振動させる分離工程とを繰り返し、前記土砂分離用容器に投入された前記異物が混在した浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離しつつ、前記分離された土砂成分を前記土砂透過部より水底部に沈降させ、然る後、前記土砂分離用容器内に残存した異物を回収する浚渫土砂の分離方法にある。

請求項７に記載の発明の特徴は、請求項６の構成に加え、前記分離工程において、前記上限位置を前記土砂分離用容器の底面が水面上に露出する位置としたことにある。

請求項８に記載の発明の特徴は、請求項６又は７の構成に加え、前記分離工程において、前記土砂分離用容器内に空気を噴射することにある。

本発明に係る土砂分離装置は、上述したように、所望の水域にて異物が混在した浚渫土砂を前記異物と土砂成分とに分離するための土砂分離装置であって、 水上に設置される浮体と、該浮体上に上下移動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームを上限位置と下限位置との間で上下移動させる上下駆動手段と、前記下限位置において下部が水中に没するように前記支持フレームに支持され、且つ、前記支持フレームに対し相対移動可能な有底筒状の土砂分離用容器と、前記土砂分離用容器を振動させる振動発生手段とを備えるとともに、前記土砂分離用容器が少なくとも底面部に網状の土砂透過部を備え、前記土砂分離用容器の移動により生ずる水流及び前記振動発生手段による振動を利用して前記土砂分離用容器内に投入された前記異物が混在した浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離し、且つ、分離された土砂成分のみを前記土砂透過部を通して前記水底部に沈降させるようにしたことにより、所望の水域にて効率よく異物混在土砂を土砂成分と木片等の異物とに分離することができ、更に、高い分離効果によって木片等の異物と土砂成分とがそれぞれ再利用可能に分離された状態で回収できるので、関係法令に基づく規制の影響が軽減され、該回収物を資源として再利用（リサイクル）することが容易になる。更に、水中で土砂分離用容器を振動させることで土砂透過部を構成する網状材が洗浄され、目詰まりを防止することができる。

また、本発明において、前記土砂分離用容器は、前記上限位置において前記底面部が水上に露出するように前記支持フレームに支持されてなることにより、上下移動の際に土砂分離用容器の底面部が水面を通過し、その際の衝撃が土砂透過部を通して異物混在土砂に作用し、異物と土砂成分との分離が促進される。また、土砂分離用容器の底面部を水面上に上げることにより、分離された土砂成分が土砂分離用容器内の水とともに効率良く容器外に排出される。

更に、本発明において、前記土砂分離用容器の底面縁部にテーパ筒状の水流調整用笠体を備えてなることにより、土砂分離用容器の上下移動に伴って発生する水流が調整され、その水勢が増すことにより異物と土砂成分との分離が促進される。

更にまた、本発明において、前記土砂分離用容器は、該土砂分離用容器内に空気を噴射する空気供給手段を備えてなることにより、土砂分離用容器が水上に位置する際には、エアブローによる剥離効果によって異物と土砂成分との分離が促進され、土砂分離用容器が水中に位置する際には、エア噴射により水中に気泡が発生し、その気泡の分離効果により異物と土砂成分との分離が促進される。

また、本発明において、前記振動発生手段は、前記土砂分離用容器を前記支持フレームに水平移動可能に支持する可動支持部と、本体部が前記支持フレーム又は浮体に固定され、且つ、ロッド先端が前記土砂分離用容器に連結された水平シリンダとを備え、該水平シリンダの動作により前記土砂分離用容器が水平方向で振動するようにしてなることにより、土砂成分を好適に篩落とすことができる。

本発明に係る浚渫土砂の分離方法は、水上に設置される浮体と、該浮体上に上下移動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームを上限位置と下限位置との間で上下移動させる上下駆動手段と、前記下限位置において下部が水中に没するように前記支持フレームに支持され、且つ、前記支持フレームに対し相対移動可能な有底筒状の土砂分離用容器と、前記土砂分離用容器を振動させる振動発生手段とを備えるとともに、前記土砂分離用容器が少なくとも底面部に網状の土砂透過部を備えてなる土砂分離装置を使用し、前記土砂分離装置を所望の水域に設置した後、前記土砂分離用容器に異物が混在した浚渫土砂を投入する浚渫土砂投入工程と、前記上下駆動手段による前記支持フレームの上下移動に連動して前記土砂分離用容器を上下移動させるとともに、前記振動発生手段により前記土砂分離用容器を振動させる分離工程とを繰り返し、前記土砂分離用容器に投入された前記異物が混在した浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離しつつ、前記分離された土砂成分を前記土砂透過部より水底部に沈降させ、然る後、前記土砂分離用容器内に残存した異物を回収することにより、所望の水域にて効率よく異物混在土砂を木片等の異物と砂等の土砂成分とに分離させ、分別した状態で回収することができ、関係法令に基づく規制の影響が軽減され、該回収物を資源として再利用（リサイクル）することが容易になる。

また、本発明において、前記分離工程において、前記上限位置を前記土砂分離用容器の底面が水面上に露出する位置としたことにより、上下移動の際に土砂分離用容器の底面部が水面を通過し、その際の衝撃が土砂透過部を通して異物混在土砂に作用し、異物と土砂成分との分離が促進される。

また、本発明において、前記分離工程において、前記土砂分離用容器内に空気を噴射することにより、土砂分離用容器が水上に位置する際には、エアブローによる剥離効果によって異物と土砂成分との分離が促進され、土砂分離用容器が水中に位置する際には、エア噴射により水中に気泡が発生し、その気泡の分離効果により異物と土砂成分との分離が促進される。

本発明に係る土砂分離装置の一例を示す平面図である。 同上の正面図である。 同上の概略断面図である。 本発明に係る浚渫土砂の分離方法の各工程の状態を示す概略正面図であって、（ａ）は浚渫・分離工程、（ｂ）は異物回収工程、（ｃ）は土砂回収工程を示す図である。 （ａ１）〜（ａ３）は図４（ａ）中の分離工程の詳細な状態を示す概略断面図である。

次に、本発明に係る土砂分離装置の実施の態様を図１〜図３に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Ａは水底、符号Ｂは水面、符号１は土砂分離装置である。

この土砂分離装置１は、水上に設置される浮体２と、浮体２上に上下移動可能に支持された支持フレーム３と、支持フレーム３を上下移動させる上下駆動手段と、支持フレーム３に相対移動可能に支持された有底筒状の土砂分離用容器４と、土砂分離用容器４を振動させる振動発生手段とを備え、所望の水域で土砂分離用容器４に投入された異物５が混在した浚渫土砂（以下、異物混在土砂６という）を木片等の異物５と砂等の土砂成分７とに分離できるようになっている。

浮体２は、上下方向で貫通した分離作業部１０を中央部に有する矩形枠状に形成され、枠状内部に空隙１１を有することにより浮力で水面Ｂ部に浮かべられるようになっている。

尚、浮体２は、台船等に連結することにより水面Ｂ部で安定させ、上下駆動手段が動作する際の安定した反力を確保するようにしてもよい。

また、浮体２の下方には、下縁が水底Ａに着底するように可撓性を有する網目状シート材により円筒状やスカート状等の筒状に形成された汚濁防止膜１２が設置され、分離された土砂成分７が周囲の水域に飛散しないようにすることが好ましい。

この浮体２には、上面部に平坦な作業台部２ａが形成され、この作業台部２ａ上に上下駆動装置を介して上下移動可能に支持フレーム３が支持されている。

上下駆動手段は、作業台部の四隅に上下に向けて立設された油圧シリンダ等の昇降用シリンダ１３，１３...を備え、作業台部２ａに固定されたシリンダ本体部に対しロッド１３ａが上下方向で出入り動作することによりロッド１３ａの上端に固定された支持フレーム３が所定の上限位置Ｐｕと下限位置Ｐｄとの間で上下移動するようになっている。

尚、昇降用シリンダ１３，１３...のストローク量は、上限位置Ｐｕにおいて支持フレーム３に支持された土砂分離用容器４の底面が水面Ｂ上に露出し、下限位置Ｐｄにおいて支持フレーム３に支持された土砂分離用容器４の下部が浮体２の分離作業部１０を通して水中に没するように設定されている。

支持フレーム３は、互いに間隔を置いて平行に配置された一対のコ字状支持体１５，１５を備え、両コ字状支持体１５，１５間に土砂分離用容器４の上端部が相対移動可能に架設され、支持フレーム３の上下動に連動して土砂分離用容器４も上下移動するようになっている。

各コ字状支持体１５，１５は、各昇降用シリンダ１３のロッド１３ａ上端部に固定された一対の固定部１６，１６と、各固定部１６，１６の側縁より鉛直下向きに延出した形状の一対の吊り板部１７，１７と、両吊り板部１７，１７の下縁部間に架け渡した形状の支持軌道板部１８とを備えて正面視上向きコ字状に形成され、支持軌道板部１８が固定部１６，１６より低い位置に配置されたことにより、支持フレーム３に支持された土砂分離用容器４が下限位置Ｐｄにおいて下部が浮体２の分離作業部１０を通して水中に没するようになっている。

また、支持フレーム３には、支持軌道板部１８と交差する方向で互いに隣り合う固定部１６，１６に両端部が支持された上向きコ字状の振動発生手段設置部１９を備え、この振動発生手段設置部１９に支持されて振動発生手段が支持フレーム３と共に上下移動するようになっている。

土砂分離用容器４は、上面が開口した有底筒状の容器本体部２０と、容器本体部２０の上端開口縁部より外向きに張り出したフランジ状の被支持鍔部２１とを備え、被支持鍔部２１を両支持軌道板部１８，１８間に架設することにより、支持フレーム３に支持されるようになっている。

尚、被支持鍔部２１と支持軌道板部１８との間には、被支持鍔部２１の下面部又は支持軌道板部１８上に回転可能に支持された複数のローラー２２ａ，２２ａ...等からなる可動支持部２２を備え、この可動支持部２２を介在したことにより支持フレーム３に対し土砂分離用容器４が水平方向で相対移動可能に支持されるようになっている。

容器本体部２０は、鋼製の骨組み材を格子状に組み合わせて上端が開口した有底筒状に形成され、骨組み材間の隙間を塞ぐように鋼製の網状材２３を固定することにより筒状の周壁部全周及び底面部全面に亘ってそれぞれ土砂成分７のみが透過可能な土砂透過部２４が形成されている。

土砂透過部２４を構成する網状材２３は、木片等の異物５が透過不能で、且つ砂等の土砂成分７が透過可能な大きさに網目が形成されている。

この容器本体部２０は、底面縁部に水底Ａ側に拡開したテーパ筒状の水流調整用笠体２５を備え、この水流調整用笠体２５により土砂分離用容器４の上下移動に伴い容器内に生じる水流が調整され、水勢が増すようになっている。

また、容器本体部２０内には、内側面部に支持させた複数のエアノズル２６，２６からなる空気供給手段を備え、エアノズル２６，２６より圧縮空気を土砂分離用容器４内に噴射することにより容器内に空気を供給できるようになっている。

振動発生手段は、上述した被支持鍔部２１と支持軌道板部１８との間に介在させた可動支持部２２と、振動発生手段設置部１９に固定された支持軌道板部１８の長手方向と平行な方向に向けた油圧シリンダからなる水平シリンダ２７，２７とを備え、水平シリンダ２７，２７のロッド２７ａ先端が土砂分離用容器４の被支持鍔部２１に連結され、水平シリンダ２７，２７のロッド２７ａが振動発生手段設置部１９に固定されたシリンダ本体部に対し出入り動作することにより土砂分離用容器４が水平方向で振動するようになっている。

尚、上述の実施例では、上下駆動手段を油圧シリンダからなる昇降用シリンダ１３，１３...により構成した例について説明したが、上下駆動手段の構成は、上述の実施例に限定されず、例えば、油圧シリンダに換えて電力により伸縮動作する電動シリンダを用いてもよく、また、浮体上に立設されたガイドレールに支持フレーム３をガイドさせ、電動モータの駆動により支持フレームがガイドレールに沿って上下移動するような構造であってもよい。

また、上述の実施例では、振動発生手段を水平シリンダにより構成した例について説明したが、上述の如き構成に拘泥されず、例えば、油圧シリンダに換えて電力により伸縮動作する電動シリンダを用いてもよく、土砂分離用容器４を支持フレーム３にリンク機構を介して支持させ、モータ等の駆動装置によりリンク機構を動作させることにより土砂分離用容器４が振動するようにしたものであってもよい。

次に、上述の如き土砂分離装置１を使用した浚渫土砂の分離方法について図４、図５に基づいて説明する。上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。

また、図中符号３０は、グラブ浚渫船であって、複数のシェルを開閉可能に有するグラブバケット３１がクレーン装置３２で昇降自在に吊り持ち支持されている。

本発明方法では、まず、土砂分離装置１を所望の水域、ここでは、浚渫対象水域に曳航等により移動させ、図４（ａ）に示すように、グラブ浚渫船３０を挟んで浚渫区域の反対側の水域に土砂分離装置１を設置する。尚、当該浚渫区域の水底Ａ部には、木片等の異物５が混在した土砂（以下、異物混在土砂６という）が堆積している。

そして、設置作業完了後、浚渫工程と連動して土砂分離用容器４に異物混在土砂６を投入する浚渫土砂投入工程を行う。

浚渫土砂投入工程は、例えば、シェルを開いた状態でグラブバケット３１を浚渫区域の水底Ａ部に着底させ、その状態からシェルを閉鎖させつつ吊り上げて水底Ａ部に堆積した異物混在土砂６を掴み取り、更にクレーン装置３２により海上まで吊り上げ、その状態から、ジブ３３を水平方向に反転させグラブバケット３１を土砂分離用容器４上に移動させ、土砂分離用容器４上でグラブバケット３１を解放し、土砂分離用容器４内に異物混在土砂６を投入する。

次に、図５（ａ１）〜図５（ａ３）に示すように、上下駆動手段による支持フレーム３の上下移動に連動して土砂分離用容器４を上下移動させるとともに、振動発生手段により土砂分離用容器４を振動させる分離工程を行い、異物混在土砂６を木片等の異物５と砂等の土砂成分７とに分離する。

この分離工程は、まず、図５（ａ１）に示すように、上下駆動手段の各昇降用シリンダ１３，１３...を伸長動作させ、上限位置Ｐｕ、即ち、土砂分離用容器４の底面部が水面Ｂ上に露出する位置まで支持フレーム３を上昇させる（原位置）。

次に、図５（ａ１）〜（ａ２）に示すように、昇降用シリンダ１３，１３...を収縮動作させて、支持フレーム３を上限位置より下限位置Ｐｄまで下降させ、それに連動して土砂分離用容器４を下部が水中に没する位置まで下降させる。

その際、支持フレーム３の上限位置Ｐｕを土砂分離用容器４の底面部が水面Ｂ上に露出する位置に設定しておくことにより、下降の際に土砂分離用容器４底面部が水面Ｂを通過し、その際の衝撃が土砂透過部２４を通して容器内の異物混在土砂６に作用し、その衝撃により木片等の異物５と砂等の土砂成分７とに分離される。

また、土砂分離用容器４が水中を下降する場合、その下降に伴って土砂分離用容器４内に上向きの水流が生じ、水流により容器内の異物混在土砂６が攪拌され、攪拌による分離効果により異物混在土砂６が木片等の異物５と砂等の土砂成分７とに分離される。

尚、この土砂分離用容器４の下降により生じる水流は、水流調整用笠体２５により調整されて水勢が増し、それにより高い攪拌・分離効果が得られ、木片等の異物５と砂等の土砂成分７との分離が促進される。

そして、図５（ａ２）〜（ａ３）に示すように、昇降用シリンダ１３，１３...を伸長動作させ、再度、支持フレーム３を下限位置Ｐｄより上限位置Ｐｕまで上昇させ、それに連動して土砂分離用容器４を底面部が水面Ｂ上に露出する位置、即ち、原位置まで移動させる。

この土砂分離用容器４の上昇に伴い、土砂分離用容器４が水中を上昇することにより、土砂分離用容器４内には、相対的に下向きの水流が作用し、当該水流により容器内の異物混在土砂６が攪拌され、攪拌による分離効果により異物５と土砂成分７とに分離される。

更に又、土砂分離用容器４の底面部が水面Ｂを通過し、その際の衝撃が土砂透過部を通して籠内の異物混在土砂６に作用し、その衝撃により異物混在土砂６が土砂成分７と異物５とに分離される。

そして、分離された土砂成分７は、土砂分離用容器４の上昇に伴う下降水流に運ばれつつ自重により土砂透過部２４を透過し、土砂分離用容器４内の水とともに効率良く容器外に排出され、水底Ａ部に向けて沈降する。

一方、外形の大きい木皮等の異物５は、土砂透過部を通過できずに、土砂分離用容器４内に残存する。

この図５（ａ１）〜（ａ３）に示す動作を順次繰り返し、異物混在土砂６を異物５と土砂成分７とに分離しつつ、分離された土砂成分７を土砂分離用容器４の底面部の透過部２４より水底部に沈降させる。

また、この分離工程においては、図５（ａ１）〜（ａ３）に示す上下移動を繰り返す間、振動発生手段により支持フレーム３に対し土砂分離用容器４を振動、即ち、水平シリンダ２７，２７の出し入れ動作を繰り返すことにより土砂分離用容器４を支持フレーム３に対し水平往復運動させる。

この土砂分離用容器４の振動によって、土砂分離用容器４内の土砂成分７が土砂透過部２４を通して篩落とされ、土砂成分７と異物５との分離が促進されるとともに、土砂分離用容器４の下部が水中に没した状態にあれば、土砂分離用容器４の上下移動により生じる水流に加え、土砂分離用容器４の振動による水流が土砂分離用容器４内に生じ、攪拌による分離効果が増して土砂成分７と異物５との分離が促進される。

また、水中で土砂分離用容器４を振動させることにより、土砂透過部２４を構成する網状材２３が洗浄されるので、土砂透過部２４の網目の目詰まりを防止することができるようになっている。

更に、分離工程においては、土砂分離用容器４内に空気供給手段、即ちエアノズル２６，２６より圧縮空気を噴射することにより、土砂分離用容器４が水上に位置する際には、エアブローによる剥離効果によって異物５と土砂成分７との分離が促進され、土砂分離用容器４が水中に位置する際には、エア噴射により水中に気泡が発生し、その気泡の分離効果により異物５と土砂成分７との分離が促進されるようになっている。

そして、図４（ａ）に示す浚渫土砂投入工程と、図５（ａ１）〜（ａ３）に示す土砂分離工程とを所望の回数だけ繰り返し、土砂分離用容器４内に木片等の異物５がある程度溜まったら、上下駆動手段及び振動発生手段を停止する。

次に、図４（ｂ）に示すように、グラブ浚渫船３０を挟んで土砂分離装置１とは反対側の水域に異物回収船３４を移動させ、この異物回収船３４に土砂分離用容器４より異物５を積み替えることにより異物５の回収を行う（異物回収工程）。

この異物回収工程は、土砂分離用容器４内に土砂成分７より分離された状態で残存した木片等の異物５をグラブバケット３１により掴み、それをクレーン装置３２で吊り上げるとともにジブ３３を反転させて異物回収船３４上に移動させ、その位置でグラブバケット３１を解放して木片等の異物５を異物回収船３４上に積み替える。

次に、異物回収工程が完了したら異物回収船３４を移動させ、然る後、その位置に土砂回収船３５を移動させるとともに、土砂分離装置１を曳航等により移動させて撤去し、水底Ａ部に沈降した土砂成分７の回収作業を行う（土砂回収工程）。

この土砂回収工程では、シェルを開いた状態でグラブバケット３１を土砂分離装置１が設置されていた水域の水底Ａ部に着底させ、その状態からシェルを閉鎖させつつ吊り上げて水底Ａ部に堆積した土砂成分７を掴み取り、それをクレーン装置３２により吊り上げるとともに、ジブ３３を水平方向に反転させ、グラブバケット３１を土砂回収船３５上に移動させ、その位置でグラブバケット３１を解放して土砂成分７を土砂回収船３５に積み替える。

そして、この浚渫工程から土砂回収工程まので一連の各工程を、グラブ浚渫船３０を移動させながら行い、所望の水域を浚渫しつつ、その水域で異物混在土砂６を木片等の異物５と砂等の土砂成分７とに再生可能な状態に分離し、且つ、分離された異物及び土砂成分を分別された状態で回収する。

このように構成された浚渫土砂の分離方法では、土砂分離用容器４の上下移動及び水平移動（水平振動）で生じる水流の攪拌・分離効果に加え、振動による篩い落とし効果によって、異物混在土砂６を木片等の異物５と砂等の土砂成分７とに、所望の水域で効率よく分離することができる。

そして、浚渫工程と連動して分離工程を行い、且つ、高い分離効果によって木片等の異物５と土砂成分７とがそれぞれ再利用可能に分別された状態で回収できるので、関係法令に基づく規制の影響が軽減され、回収物、即ち土砂成分７と木片等５とをそれぞれ資源として再利用（リサイクル）することが容易になる。

また、異物・土砂回収工程において異物５及び土砂成分７の回収作業を浚渫工程で使用したグラブ浚渫船３０を使用して行うことにより、浚渫から異物・土砂回収までの一連の工程をグラブ浚渫船３０と土砂分離装置１とで行うことができるので、大幅に工期の短縮と設備費を含めた作業費用の低減を図ることができる。

Ａ 水底
Ｂ 水面
１ 土砂分離装置
２ 浮体
３ 支持フレーム
４ 土砂分離用容器
５ 異物
６ 異物混在土砂
７ 土砂成分
１０ 分離作業部
１１ 空隙
１２ 汚濁防止膜
１３ 昇降用シリンダ
１５ コ字状支持体
１６ 固定部
１７ 吊り板部
１８ 支持軌道板部
１９ 振動発生手段設置部
２０ 容器本体部
２１ 被支持鍔部
２２ 可動支持部
２３ 網状材
２４ 土砂透過部
２５ 水流調整用笠体
２６ エアノズル
２７ 水平シリンダ
３０ グラブ浚渫船
３１ グラブバケット
３２ クレーン装置
３３ ジブ
３４ 異物回収船
３５ 土砂回収船

Claims (8)

1. 所望の水域にて異物が混在した浚渫土砂を前記異物と土砂成分とに分離するための土砂分離装置であって、
   水上に設置される浮体と、該浮体上に上下移動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームを上限位置と下限位置との間で上下移動させる上下駆動手段と、前記下限位置において下部が水中に没するように前記支持フレームに支持され、且つ、前記支持フレームに対し相対移動可能な有底筒状の土砂分離用容器と、前記土砂分離用容器を振動させる振動発生手段とを備えるとともに、前記土砂分離用容器が少なくとも底面部に網状の土砂透過部を備え、
   前記土砂分離用容器の移動により生ずる水流及び前記振動発生手段による振動を利用して前記土砂分離用容器内に投入された前記異物が混在した浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離し、且つ、分離された土砂成分のみを前記土砂透過部を通して前記水底部に沈降させるようにしたことを特徴としてなる土砂分離装置。
2. 前記土砂分離用容器は、前記上限位置において前記底面部が水上に露出するように前記支持フレームに支持されてなる請求項１に記載の土砂分離装置。
3. 前記土砂分離用容器の底面縁部にテーパ筒状の水流調整用笠体を備えてなる請求項１又は２に記載の土砂分離装置。
4. 前記土砂分離用容器は、該土砂分離用容器内に空気を噴射する空気供給手段を備えてなる請求項１、２又は３に記載の土砂分離装置。
5. 前記振動発生手段は、前記土砂分離用容器を前記支持フレームに水平移動可能に支持する可動支持部と、本体部が前記支持フレーム又は浮体に固定され、且つ、ロッド先端が前記土砂分離用容器に連結された水平シリンダとを備え、該水平シリンダの動作により前記土砂分離用容器が水平方向で振動するようにしてなる請求項１〜３又は４に記載の土砂分離装置。
6. 水上に設置される浮体と、該浮体上に上下移動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームを上限位置と下限位置との間で上下移動させる上下駆動手段と、前記下限位置において下部が水中に没するように前記支持フレームに支持され、且つ、前記支持フレームに対し相対移動可能な有底筒状の土砂分離用容器と、前記土砂分離用容器を振動させる振動発生手段とを備えるとともに、前記土砂分離用容器が少なくとも底面部に網状の土砂透過部を備えてなる土砂分離装置を使用し、
   前記土砂分離装置を所望の水域に設置した後、
   前記土砂分離用容器に異物が混在した浚渫土砂を投入する浚渫土砂投入工程と、前記上下駆動手段による前記支持フレームの上下移動に連動して前記土砂分離用容器を上下移動させるとともに、前記振動発生手段により前記土砂分離用容器を振動させる分離工程とを繰り返し、前記土砂分離用容器に投入された前記異物が混在した浚渫土砂を土砂成分と異物とに分離しつつ、前記分離された土砂成分を前記土砂透過部より水底部に沈降させ、然る後、前記土砂分離用容器内に残存した異物を回収することを特徴としてなる浚渫土砂の分離方法。
7. 前記分離工程において、前記上限位置を前記土砂分離用容器の底面が水面上に露出する位置とした請求項６に記載の浚渫土砂の分離方法。
8. 前記分離工程において、前記土砂分離用容器内に空気を噴射する請求項６又は７に記載の浚渫土砂の分離方法。

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