JP2016135941A - 吸引浚渫装置および吸引浚渫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】湖沼・河川などの底質を浚渫する際に、底質の周囲への拡散を防止しながら効率よく浚渫を行うことができる吸引浚渫装置・方法を提供する。
【解決手段】この吸引浚渫装置１０は、浚渫のため開閉自在な一対のシェル１１，１２を有するグラブバケット２０と、グラブバケットの吸引口３２に接続された吸引手段３０と、グラブバケットの攪拌口に接続された攪拌手段４０と、グラブバケットに設けられた給水口５０と、一対のシェルが閉じた状態でグラブバケット内における給水口から吸引口への流れ方向断面積を調整するように設けられた仕切部材５１と、を備え、シェルが水中で閉じることで浚渫対象の土砂をその近傍の水とともにグラブバケット内に保持した状態で、グラブバケット内において土砂と水を攪拌手段により攪拌し、攪拌による土砂と水との混合物を吸引手段により吸引して外部へと排出し、その吸引に応じて給水口から外部の水が供給されながら攪拌手段による攪拌と吸引手段による吸引・排出とを続行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、グラブバケットを用いて吸引浚渫を行う吸引浚渫装置および吸引浚渫方法に関する。

特許文献１は、一対のシェル間に掴み取った土砂を押込板前方の土砂収容室に閉じ込めるようにして一対のシェルを閉成した状態で、押込板を土砂収容室の他側から一側へ回動させることにより、土砂収容室の土砂を押込板により輸送管内に強制的に圧送することでグラブバケットを揚土のため水上まで吊り上げる必要がないようにしたグラブバケット式揚土装置を開示する（請求項１、図１５）。

特許文献２は、一対のシェルの一方に水中ポンプを設け他方に揚土パイプを接続し、水中ポンプにより吸引、加圧した水中の水を、その吐出口から閉成したグラブバケット内の密閉状収容室内に噴入し、その噴入加圧水により一対のシェル内の浚渫物を攪拌し巻き込んで、その噴入加圧水と共に揚土パイプに圧送するようにし、水中ポンプは、その吸込口から浚渫物などの異物を吸い込まないように、一方のシェルの、浚渫物を掴み取るための出入口と対面する背面の外側に設けられたグラブバケット式揚土装置を開示する（請求項１、図１）。

特許文献３は、グラブバケットで水底の土砂を掘削し、次いでグラブバケットを閉じた状態でグラブバケット内部に水を噴出して土砂を攪拌し、攪拌した土砂をグラブバケット内部のサンドポンプで水上に搬送することを繰り返すようにした浚渫方法を開示する（請求項３）。

特許第4944541号公報 特許第5171446号公報 特開2005-30135号公報

陸域の汚染物質が雨などにより湖沼や河川や海などの水域へと流出し、水域の底質の表層に高濃度に蓄積されてしまう問題に対し、湖沼・河川などの底質の薄層について浚渫を行うことで汚染物質を除去することが提案されている。この浚渫にあたっては、底質を掻き乱すと、汚染物質を拡散させ汚染範囲が拡大するおそれがあるため拡散防止対策が必要である。このため、汚染物質を高濃度に含む底質の薄層を除去しつつ汚染物質の拡散防止を図るために特許文献１〜３の装置・方法を適用することが考えられるが、次のような問題点がある。

特許文献１のグラブバケット式揚土装置によれば、一対のシェルを閉じた状態で、押込板を土砂収容室の他側から一側へ回動させることにより、土砂収容室の土砂を押込板により輸送管内に強制的に圧送するが、土砂収容室（グラブバケット）内で押込板を回動させるため、土砂の性状によっては土砂を充分に搬送できずに浚渫の効率が低下するおそれがあり、また、グラブバケット内に比較的大きな木片や石などの障害物が紛れ込んだ場合、押込板の駆動に支障が生じるおそれがある。また、土砂収容室内での押込板の駆動であるため、駆動部分の故障が起きると、修理・復帰に手間取ってしまう。

また、特許文献２のグラブバケット式揚土装置によれば、一対のシェルの一方に水中ポンプを設け他方に揚土パイプを接続し、水中ポンプにより吸引、加圧した水中の水を、その吐出口から閉じたグラブバケット内の密閉状収容室内に噴入し、その噴入加圧水により一対のシェル内の浚渫物を攪拌し巻き込んで、その噴入加圧水と共に揚土パイプに圧送するが、シェル内の浚浚渫物を移動させるのは、水中ポンプにより吸引し加圧し密閉状収容室に噴入させた噴入加圧水であるので、充分な圧送力を得難い場合があり、浚渫の効率が低下するおそれがある。

また、特許文献３の浚渫方法によれば、グラブバケットを閉じた状態でグラブバケット内部に水を噴出して浚渫した土砂を攪拌し、攪拌した土砂をグラブバケット内部のサンドポンプで水上に搬送するが、攪拌が終了してからサンドポンプで搬送するので、時間がかかり、浚渫の効率が低下するおそれがある。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、たとえば、湖沼・河川などの底質を浚渫する際に、底質の周囲への拡散を防止しながら効率よく浚渫を行うことができる吸引浚渫装置および吸引浚渫方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための吸引浚渫装置は、浚渫のため開閉自在な一対のシェルを有するグラブバケットと、前記グラブバケットの吸引口に接続された吸引手段と、前記グラブバケットの攪拌口に接続された攪拌手段と、前記グラブバケットに設けられた給水口と、前記一対のシェルが閉じた状態で前記グラブバケット内における前記給水口から前記吸引口への流れ方向断面積を調整するように設けられた仕切部材と、を備え、前記シェルが水中で閉じることで浚渫対象の土砂をその近傍の水とともに前記グラブバケット内に保持した状態で、前記グラブバケット内において前記土砂と前記水を前記攪拌手段により攪拌し、前記攪拌による土砂と水との混合物を前記吸引手段により吸引して外部へと排出し、前記吸引に応じて前記給水口から外部の水が供給されながら前記攪拌手段による攪拌と前記吸引手段による吸引・排出とを続行する。

この吸引浚渫装置によれば、一対のシェルが水中で閉じて浚渫対象の土砂とその近傍の水をグラブバケット内に保持した状態で、グラブバケット内において土砂と水とを攪拌手段により攪拌しながら、土砂と水の混合物を吸引手段により吸引して外部へと排出することができる。このように、土砂と水とを混合しスラリ化する攪拌と、その混合物の吸引・排出とを別々の手段で行い、攪拌しながら吸引を行うとともに、土砂と水とのスラリ化した混合物の吸引・排出をスムーズに迅速に行えるので、土砂の周囲への拡散を防止しながら効率よく浚渫を行うことができる。また、グラブバケット内において混合物が吸引・排出されると、外部から水が給水口を通して供給されながら攪拌手段による攪拌と吸引手段による吸引・排出が続行されるので、迅速かつスムーズな混合物の吸引・排出を確実に行うことができる。また、グラブバケット内における給水口から吸引口への流れ方向断面積を仕切部材により調整することでその流れ方向の流速を調整できるとともに、土砂が堆積するグラブバケット底部付近へ流れを導くことができるので、効率のよい攪拌・吸引ができ、浚渫の効率化に寄与することができる。さらに、グラブバケット内に攪拌・吸引のための駆動部分がないため、土砂に障害物が含まれていても故障などの発生はない。

上記吸引浚渫装置において、前記吸引手段により吸引される前記混合物の濃度を検知するセンサを備え、前記吸引手段を、前記センサにより検知された濃度に基づいて制御することが好ましい。浚渫された土砂と水との混合物の濃度をセンサによりリアルタイムに監視し、検知した濃度により吸引の進行をリアルタイムに把握することができるので、検知された濃度に基づいて吸引手段をリアルタイムに制御することができる。

たとえば、前記吸引手段を、前記センサにより検知された濃度が所定値以下となった時に、その作動が停止するように制御することで、濃度が所定値以下に低下した時点で浚渫された土砂の吸引・排出が完了したことをリアルタイムに判断できるので、吸引手段の作動を即座に停止させることができ、余分な水の吸引を防ぐことができ、浚渫の効率化に寄与することができる。

また、前記グラブバケット内の障害物が前記吸引手段により吸引されることを防止するために前記吸引口の上流側に障害物除去部を備えることが好ましい。これにより、浚渫した土砂に木材の破片や石などの障害物が含まれていても、吸引手段側に吸引されて障害を引き起こすことを未然に防止することができる。

また、前記吸引口は前記一対のシェルの一方に設けられ、前記給水口は前記一対のシェルの他方に設けられることが好ましい。なお、給水口から吸引口への流れ方向断面積を調整する仕切部材は、一対のシェルの一方と他方との間に設けられることが好ましい。

なお、前記攪拌手段は、攪拌ポンプと、前記グラブバケット内からの前記土砂と前記水とを通す攪拌吸入管と、前記グラブバケット内に向けて前記土砂と前記水とを通す攪拌排出管と、を有し、前記グラブバケットは、前記攪拌口として前記攪拌吸入管が接続される攪拌吸入口と前記攪拌排出管が接続される攪拌排出口とを有し、前記攪拌ポンプは、前記グラブバケット内から前記攪拌吸入口および前記攪拌吸入管を通して前記水と前記土砂とを吸引するとともに、前記攪拌排出管および前記攪拌排出口を通して前記グラブバケット内に水流状態にして戻すことにより前記グラブバケット内で水流攪拌を行うようにできる。

なお、上記吸引浚渫装置において、前記グラブバケットを、一対のシェルが開閉するとき、その刃先の軌跡がほぼ水平になるようにし水平薄層掘削が可能なように構成することで、湖沼や河川などにおいて汚染物質を高濃度に含む底質の薄層を浚渫することができ、底質表層から汚染物質を除去しつつ汚染物質の拡散防止を図ることができる。

上記目的を達成するための吸引浚渫方法は、グラブバケットに備えられた開閉自在な一対のシェルを水中で閉じることで浚渫対象の土砂をその近傍の水とともに前記グラブバケット内に保持する第１ステップと、前記グラブバケット内において前記土砂と前記水を攪拌手段により攪拌し、前記攪拌による土砂と水との混合物を吸引手段により吸引口から吸引して外部へと排出するとともに、前記吸引に応じて前記給水口から外部の水が供給されながら前記攪拌手段による攪拌と前記吸引手段による吸引・排出とを続行する第２ステップと、を有し、前記グラブバケット内における前記給水口から前記吸引口への流れ方向断面積を仕切部材により調整して前記流れ方向の流速を調整する。

この吸引浚渫方法によれば、一対のシェルが水中で閉じて浚渫対象の土砂とその近傍の水をグラブバケット内に保持し、次に、グラブバケット内において土砂と水とを攪拌手段により攪拌しながら、土砂と水の混合物を吸引手段により吸引して外部へと排出することができる。このように、土砂と水とを混合しスラリ化する攪拌と、その混合物の吸引・排出とを別々の手段で行い、攪拌しながら吸引を行うとともに、土砂と水とのスラリ化した混合物の吸引・排出をスムーズに迅速に行えるので、土砂の周囲への拡散を防止しながら効率よく浚渫を行うことができる。また、グラブバケット内において混合物が吸引・排出されると、外部から水が給水口を通して供給されながら攪拌手段による攪拌と吸引手段による吸引・排出を続行するので、迅速かつスムーズな混合物の吸引・排出を確実に行うことができる。また、グラブバケット内における給水口から吸引口への流れ方向断面積を仕切部材により調整することでその流れ方向の流速を調整できるとともに、土砂が堆積するグラブバケット底部付近へ流れを導くことができるので、効率のよい攪拌・吸引ができ、浚渫の効率化に寄与することができる。さらに、グラブバケット内に攪拌・吸引のための駆動部分が必要ではないため、土砂に障害物が含まれていても故障などの発生はない。

上記吸引浚渫方法において前記吸引される前記混合物の濃度をセンサにより検知し、前記吸引手段を前記センサにより検知された濃度に基づいて制御することが好ましい。浚渫された土砂と水との混合物の濃度をセンサによりリアルタイムに監視し、検知した濃度により吸引の進行をリアルタイムに把握することができるので、検知された濃度に基づいて吸引手段をリアルタイムに制御することができる。

たとえば、前記吸引手段を、前記センサにより検知された濃度が所定値以下となった時に、その作動が停止するように制御することで、濃度が所定値以下に低下した時点で浚渫された土砂の吸引・排出が完了したことをリアルタイムに判断できるので、吸引手段の作動を即座に停止させることができ、余分な水の吸引を防ぐことができ、浚渫の効率化に寄与することができる。

また、前記浚渫対象の土砂の含水比を事前調査するステップをさらに有することが好ましい。

また、前記浚渫対象の土砂の含水比が所定値以上のとき、前記第２ステップにおいて、前記攪拌手段による攪拌と前記吸引手段による吸引・排出とをほぼ同時に開始することが好ましい。浚渫対象の土砂の含水比が大きい場合には、攪拌のみを先行して始める必要がなく、この攪拌を省略できるので、浚渫の効率化に寄与できる。

本発明の吸引浚渫装置および吸引浚渫方法によれば、たとえば、湖沼・河川などの底質を浚渫する際に、底質の周囲への拡散を防止しながら効率よく浚渫を行うことができる。

本実施形態による吸引浚渫装置を概略的に示す正面図である。 図１のグラブバケットの平面図である。 図１，図２の吸引浚渫装置１０による土砂の吸引・排出および攪拌の工程（ａ）〜（ｄ）を説明するための概略図である。 図１〜図３の吸引浚渫装置１０による水中における土砂の掘削動作（ａ）〜（ｅ）を説明するための概略図である。 図１〜図３の吸引浚渫装置１０による浚渫吸引工程Ｓ０１〜Ｓ０６を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態による吸引浚渫装置を概略的に示す正面図である。図２は図１のグラブバケットの平面図である。なお、図１，図２とも、グラブバケットを一対のシェルが閉じた状態で示す。

図１のように、本実施形態による吸引浚渫装置１０は、浚渫のため開閉自在な左右一対のシェル１１，１２から構成されるグラブバケット２０を備え、さらに、シェル１１，１２の上方に位置し吊りワイヤＷ１で吊り下げられる支持体１３と、支持体１３に回動可能に支軸１６で軸支されかつシェル１１，１２を回動可能に支軸１８，１９で軸支する左右一対のアーム１４，１５と、シェル１１，１２を回動可能に連結する連結軸２１と、を備える。

グラブバケット２０は、連結軸２１を操作ワイヤＷ２で昇降させることで左右一対のシェル１１，１２を、支軸１８，１９を中心に回動させて左右に開閉させるように構成されている。グラブバケット２０は、支持体１３がクレーンなどで吊りワイヤＷ１により吊り下げられながら浚渫を行うようになっている。

図１，図２のように、グラブバケット２０は、シェル１１，１２が閉じた状態で箱状になるように構成され、シェル１１，１２が回動しながら開閉することでそれらの刃先１１ａ、１２ａから浚渫対象の土砂を掘削するようになっている。グラブバケット２０は、図２のように、シェル１１，１２の回転中心に位置する連結軸２１の軸方向に延びるように構成され、前端および後端に側板１１ｂ、１２ｂが位置し、側板１１ｂと１１ｂとの間、側板１２ｂと１２ｂとの間にシェル１１，１２が閉じた状態で上面に位置する上面板１１ｃ、１２ｃが配置されている。

操作ワイヤＷ２の昇降による一対のシェル１１，１２の開閉動作の間、グラブバケット２０は、一対のシェル１１，１２の刃先１１ａ、１２ａの軌跡がほぼ水平に近くなるように構成されることで、水底から所定深さの土砂を掘削でき、余分な掘削量が発生しないようになっている。かかるグラブバケットの構成は、たとえば、特開2012-17198号公報により公知であるので、その説明は省略する。

図１の吸引浚渫装置１０は、さらに、グラブバケット２０内から土砂と水との混合物（スラリ）を吸引し外部へ排出する吸引装置３０と、グラブバケット２０内において土砂と水とを攪拌する攪拌装置４０と、を備える。

図１，図２のように、吸引装置３０は、支持体１３の上に配置された吸引ポンプ３１と、シェル１１の上面板１１ｃに設けられた吸引口３２と、吸引ポンプ３１と吸引口３２とを連結するホースなどからなる可撓性の吸引管３３と、吸引ポンプ３１によりグラブバケット２０内から吸引したスラリを外部へと排出する排水管３４と、排水管３４に設けられてスラリの逆流を防ぐ逆止弁３５と、を備える。

攪拌装置４０は、図１，図２のように、支持体１３の上に配置された攪拌ポンプ４１と、シェル１１の上面板１１ｃに設けられた攪拌吸入口４２と、攪拌ポンプ４１と攪拌吸入口４２とを連結するホースなどからなる可撓性の攪拌吸入管４３と、シェル１２の側面に設けられた攪拌排出口４４と、攪拌ポンプ４１と攪拌排出口４４とを連結するホースなどからなる可撓性の攪拌排出管４５と、を備える。攪拌ポンプ４１がグラブバケット２０内から攪拌吸入口４２，攪拌吸入管４３を通して水と土砂とを吸引し、攪拌排出管４５，攪拌排出口４４を通してグラブバケット２０内に水流状態にして戻すようにして循環させながらグラブバケット２０内で強力な水流撹拌を行うことができるようになっている。

シェル１２の上面板１２ｃには、２箇所に給水口５０が設けられ、浚渫時に水がグラブバケット２０内に供給されるようになっている。また、グラブバケット２０内には、図１のように、シェル１１と１２との境界に板状の仕切部材５１が上面から下方に突出するように設けられ、グラブバケット２０内における給水口５０から吸引口３２への流れ方向断面積を調整するようになっている。

また、図１，図２のように、グラブバケット２０内の上面板１１ｃの下方には、上面板１１ｃの下面全体を覆うように障害物除去部５２が設けられている。これにより、吸引口３２および攪拌吸入口４２の下方（上流側）に障害物除去部５２が位置するので、浚渫した土砂に含まれる木片や石などの障害物が吸引管３３，攪拌吸入管４３内に吸引されることが防止される。障害物除去部５２は、板状に構成され、たとえば、金網部材やエキスパンドメタルから構成することができる。グラブバケット２０内において仕切板５１と側方板とに複数のＬ形部材５３が図２の紙面上下方向に飛び飛びに設けられ、これらのＬ形部材５３に載るようにして板状の障害物除去部５２が配置され、吸引口３２、攪拌吸入口４２との間で所定のクリアランスを保つように固定されている。

吸引管３３の内面には吸引口３２に近い位置に濃度検知のためのセンサ３９が設けられ、吸引状況の確認のために吸引管３３内のスラリの濃度をリアルタイムで検知するようになっている。センサ３９は、たとえば、濁度計または密度計から構成することができる。吸引ポンプ３１は、センサ３９により検知されたスラリの濃度に基づいてリアルタイムに制御され、たとえば、検知された濃度が所定値以下となった時に、その作動が停止するようにリアルタイムに制御される。攪拌ポンプ４１も吸引ポンプ３１と同様に制御されるようになっている。

次に、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して吸引浚渫装置１０による土砂と水とのスラリの吸引・排出および土砂と水との攪拌について説明する。図３は、図１，図２の吸引浚渫装置１０による土砂の吸引・排出および攪拌・混合の工程（ａ）〜（ｄ）を説明するためのグラブバケットの概略図である。

まず、吸引浚渫装置１０の一対のシェル１１，１２が水底で閉じることで、図３（ａ）のように、グラブバケット２０内に土砂Ｄとその近傍の水Ｗを保持する。この状態で、グラブバケット２０内で攪拌ポンプ４１の作動が開始することで土砂Ｄと水Ｗとを水流攪拌し混合する。この攪拌により、土砂Ｄと水Ｗの混合物がスラリ化する。続いて、吸引ポンプ３１の作動が開始することで土砂Ｄと水Ｗとのスラリ化した混合物（土砂スラリＳ）を吸引し外部へと排出する。これにより、グラブバケット２０内において、シェル１２にある給水口５０から外部の水を取り込み、給水口５０からシェル１１にある吸引口３２に向けて矢印方向ａへ水・土砂の流れが生じるが、シェル１１と１２の間でグラブバケット２０の底部に向けて突き出した仕切部材５１によって、土砂Ｄが堆積するグラブバケット２０の底部付近へ流れを導くことができるとともに、流れ方向の断面積が小さく調整されることでその流速が所定値以上に維持される。

次に、図３（ｂ）のように、グラブバケット２０内において、攪拌ポンプ４１による水流攪拌が連続的に行われることで、土砂スラリＳを吸引ポンプ３１により吸引し、外部へと排出するとともに、土砂Ｄ内に混入していた木片や石などの障害物Ｂに付着していた粘土分を洗浄分離する。この排出に伴いグラブバケット２０内には給水口５０から外部の水が供給され、グラブバケット２０内に残る混合物（土砂スラリＳ）と給水口５０からの水とを攪拌ポンプ４１で攪拌しながら、吸引ポンプ３１による土砂スラリＳの吸引・排出を続ける。

また、障害物Ｂは、土砂スラリＳの吸引による水流のため吸引口３２、攪拌吸入口４２側に流れるが、障害物除去部５２により吸引口３２、攪拌吸入口４２側に流れることが阻止され、グラブバケット２０内に溜まる。これにより、土砂Ｄに障害物Ｂが含まれていても、吸引管３３や吸引ポンプ３１、攪拌吸入管４３や攪拌ポンプ４１に吸引されて障害を引き起こすことを未然に防止できる。

上述の攪拌・吸引が進行するにつれて、土砂スラリＳは水で希釈されていくが、図３（ｃ）のように、この攪拌・吸引の間、吸引管３３を通過する土砂スラリＳの濃度をセンサ３９により常時監視しており、この濃度が所定値以下に低下した時点で攪拌・吸引終了と判断し、吸引ポンプ３１および攪拌ポンプ４１を停止する。

上述のようにして、浚渫対象の土砂Ｄの攪拌、吸引・排出が終了するが、この結果、図３（ｄ）のように、グラブバケット２０内には水Ｗと洗浄された障害物Ｂのみが残留する。

次に、図１〜図５を参照して図１〜図３の吸引浚渫装置１０による浚渫吸引工程について説明する。図４は、図１〜図３の吸引浚渫装置１０による水中における土砂の掘削動作（ａ）〜（ｅ）を説明するための概略図である。図５は、図１〜図３の吸引浚渫装置１０による浚渫吸引工程Ｓ０１〜Ｓ０９を説明するためのフローチャートである。

まず、浚渫対象の土砂について事前調査を行う（Ｓ０１）。これにより、浚渫対象の土砂の含水比、液性限界などを試験などにより確認しておく。

次に、図１〜図３の吸引浚渫装置１０の支持体１３がクレーン（図示省略）により吊りワイヤＷ１で吊り下げられることでグラブバケット２０が吊られ、クレーン操作により浚渫対象の地盤Ｇの上方の所定位置にセットされる（Ｓ０２）。

次に、吸引浚渫装置１０の操作ワイヤＷ２の昇降操作により、図４（ａ）のように、グラブバケット２０の一対のシェル１１，１２を開放する（Ｓ０３）。

次に、吊りワイヤＷ１で吊り下げられたグラブバケット２０を水面から浚渫対象の地盤Ｇに向けて降下させ、図４（ａ）のように、水底Ｇ１へと着底させる（Ｓ０４）。これにより、シェル１１，１２の刃先１１ａ、１２ａを水底Ｇ１から所定深さまで貫入させる。

続いて、操作ワイヤＷ２の昇降操作により、図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）のように、グラブバケット２０の一対のシェル１１，１２を閉塞する方向に動かすことで地盤Ｇの土砂を掘削し、最終的に図４（ｅ）のように、シェル１１，１２を閉塞させることで、グラブバケット２０内に土砂を保持する（Ｓ０５）。このとき、その近傍の水も取り込まれてグラブバケット２０内に保持される。グラブバケット２０は、図４（ａ）〜（ｅ）の動作中、シェル１１，１２の刃先１１ａ、１２ａの軌跡がほぼ水平に近く、このため、水底Ｇ１から所定深さの土砂を掘削し、水平薄層掘削を行うことができる。

次に、図３（ａ）〜（ｄ）のように、吸引浚渫装置１０の攪拌ポンプ４１を先行して作動させ、グラブバケット２０内の土砂と水とを攪拌し混合し（Ｓ０６）、続いて、吸引ポンプ３１を作動させ、グラブバケット２０内の土砂と水を攪拌・混合しながら、その土砂スラリＳを吸引し外部へと排出する（Ｓ０７）。

上記攪拌吸引工程Ｓ０７の間、グラブバケット２０内の土砂スラリＳの濃度をセンサ３９によりリアルタイムで監視しているが、この濃度が所定値以下まで低下したとき（Ｓ０８）、土砂の吸引が完了したと判断して即座に攪拌ポンプ４１，吸引ポンプ３１を停止させる（Ｓ０９）。これにより、余分な水の吸引を削減できる。

上述のようにして、吸引浚渫装置１０による浚渫対象の地盤Ｇに対する吸引浚渫を完了するが、さらに吸引浚渫を続行する場合は、クレーン操作により吸引浚渫装置１０を吊り上げ移動させ所定位置にセットし、同様の工程を繰り返す。

また、工程Ｓ０６における先行攪拌は、たとえば、工程Ｓ０１における事前調査により得た浚渫対象の土砂の含水比が所定値以下の場合に行うようにし、所定値以上の場合は省略するようにしてもよい。浚渫対象の土砂の含水比が大きい場合には、先行攪拌の必要がないので、先行攪拌工程Ｓ０６を省略できる。かかる土砂の含水比については、たとえば、その土砂の液性限界をLLとすると、２×LL、を判断基準値（所定値）に設定できるが、これに限定されず、他の判断基準値を設定してもよい。

以上のように、本実施形態による吸引浚渫装置１０によれば、一対のシェル１１，１２が水中で閉じることで浚渫対象の土砂を掘削し、その近傍の水とともにグラブバケット２０内に保持した状態で、グラブバケット２０内において水と土砂とを攪拌装置４０により水流攪拌し混合しながら吸引装置３０により吸引して外部へと排出することで、土砂と水とを混合しスラリ化する攪拌と、その混合物の吸引とを別々の装置３０，４０で行い、攪拌しながら吸引を行うとともに、土砂と水とのスラリ化した混合物（土砂スラリＳ）の吸引をスムーズに迅速に行うことができるので、土砂の周囲への拡散を防止しながら効率よく浚渫を行うことができる。また、グラブバケット２０内において土砂スラリＳが吸引・排出されると、外部から水が給水口５０を通して供給されながら攪拌装置４０による攪拌と吸引装置３０による吸引・排出を続行するので、迅速かつスムーズな土砂スラリＳの吸引・排出を確実に行うことができる。

また、グラブバケット２０内における給水口５０から吸引口３２への流れ方向断面積を仕切部材５１により小さく調整することでその流れ方向の流速を調整できるとともに、土砂が堆積するグラブバケット２０の底部付近へ流れを導くことができるので、効率のよい攪拌・混合・吸引ができ、浚渫の効率化に寄与することができる。さらに、グラブバケット２０内に攪拌・吸引のための駆動部分がないため、土砂に障害物が含まれていても故障などの発生はない。

また、グラブバケット２０は、一対のシェル１１，１２が開閉するときその刃先１１ａ，１２ａの軌跡がほぼ水平になるようにし水平薄層掘削が可能であるので、湖沼や河川などにおいて汚染物質を高濃度に含む底質の薄層を浚渫することができ、底質表層から汚染物質を除去しつつ汚染物質の拡散防止を図ることができる。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、図１、図２の吸引装置３０の吸引ポンプなどを２つ（またはそれ以上）設け、２系統（またはそれ以上の系統）で吸引するように構成してもよく、同様に、攪拌装置４０の攪拌ポンプなどを２つ（またはそれ以上）設け、２系統（またはそれ以上の系統）で攪拌するように構成してもよい。また、吸引ポンプや攪拌ポンプをグラブバケット２０の上面板１１ｃ，１２ｃに設置してもよい。

また、スラリの濃度検知のためのセンサ３９は、たとえば、グラブバケット２０内に設けてもよく、また、攪拌装置４０の攪拌吸入管４３や攪拌排出管４５に設けてもよい。また、センサ３９は複数箇所に設けてもよい。

また、攪拌装置４０は、水を循環させながら水流攪拌する装置から構成したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、機械式撹拌機もしくは高圧ジェットによる撹拌装置から構成してもよい。

また、仕切部材５１のグラブバケット２０内での突出長さは、望ましい流れ方向断面積やグラブバケット２０の寸法などに基づいて適宜設定される。

また、給水口５０に逆止弁を設けてもよく、吸引ポンプ３１が土砂スラリを吸引したときに逆止弁が開放して水が適量だけ補給されるようにできる。

なお、本明細書において、混合物とは、水底から掘削した土砂と水（土砂に含まれる水およびグラブバケット内に取り込まれる水）とが混じり合った物を意味し、スラリ・土砂スラリとは、土砂と水の安定な混合物を意味する。

本発明によれば、湖沼・河川などの底質を浚渫する際に、底質の周囲への拡散を防止しながら効率よく浚渫を行うことができるので、湖沼・河川などの底質表層に汚染物質が高濃度に蓄積されていても、周辺環境への影響を抑えながら汚染物質を安全に効率よく除去することができる。

１０ 吸引浚渫装置
１１，１２ 一対のシェル
１１ａ，１２ａ 刃先
１１ｃ，１２ｃ 上面板
１３ 支持体
２０ グラブバケット
３０ 吸引装置
３１ 吸引ポンプ
３２ 吸引口
３９ センサ
４０ 攪拌装置
４１ 攪拌ポンプ
４２ 攪拌吸入口
４４ 攪拌排出口
５０ 給水口
５１ 仕切部材
５２ 障害物除去部
Ｂ 障害物
Ｄ 土砂
Ｇ 地盤
Ｇ１ 水底
Ｓ 土砂スラリ

Claims (8)

1. 浚渫のため開閉自在な一対のシェルを有するグラブバケットと、
   前記グラブバケットの吸引口に接続された吸引手段と、
   前記グラブバケットの攪拌口に接続された攪拌手段と、
   前記グラブバケットに設けられた給水口と、
   前記一対のシェルが閉じた状態で前記グラブバケット内における前記給水口から前記吸引口への流れ方向断面積を調整するように設けられた仕切部材と、を備え、
   前記シェルが水中で閉じることで浚渫対象の土砂をその近傍の水とともに前記グラブバケット内に保持した状態で、前記グラブバケット内において前記土砂と前記水を前記攪拌手段により攪拌し、前記攪拌による土砂と水との混合物を前記吸引手段により吸引して外部へと排出し、前記吸引に応じて前記給水口から外部の水が供給されながら前記攪拌手段による攪拌と前記吸引手段による吸引・排出とを続行する吸引浚渫装置。
2. 前記吸引手段により吸引される前記混合物の濃度を検知するセンサを備え、
   前記吸引手段を、前記センサにより検知された濃度に基づいて制御する請求項１に記載の吸引浚渫装置。
3. 前記グラブバケット内の障害物が前記吸引手段により吸引されることを防止するために前記吸引口の上流側に障害物除去部を備える請求項１または２に記載の吸引浚渫装置。
4. 前記吸引口は前記一対のシェルの一方に設けられ、前記給水口は前記一対のシェルの他方に設けられる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の吸引浚渫装置。
5. グラブバケットに備えられた開閉自在な一対のシェルを水中で閉じることで浚渫対象の土砂をその近傍の水とともに前記グラブバケット内に保持する第１ステップと、
   前記グラブバケット内において前記土砂と前記水を攪拌手段により攪拌し、前記攪拌による土砂と水との混合物を吸引手段により吸引口から吸引して外部へと排出するとともに、前記吸引に応じて前記給水口から外部の水が供給されながら前記攪拌手段による攪拌と前記吸引手段による吸引・排出とを続行する第２ステップと、を有し、
   前記グラブバケット内における前記給水口から前記吸引口への流れ方向断面積を仕切部材により調整して前記流れ方向の流速を調整する吸引浚渫方法。
6. 前記吸引される前記混合物の濃度をセンサにより検知し、
   前記吸引手段を前記センサにより検知された濃度に基づいて制御する請求項５に記載の吸引浚渫方法。
7. 前記浚渫対象の土砂の含水比を事前調査するステップをさらに有する請求項５または６に記載の吸引浚渫方法。
8. 前記浚渫対象の土砂の含水比が所定値以上のとき、前記第２ステップにおいて、前記攪拌手段による攪拌と前記吸引手段による吸引・排出とをほぼ同時に開始する請求項５乃至７のいずれか１項に記載の吸引浚渫方法。