JP3884247B2

JP3884247B2 - 打設船

Info

Publication number: JP3884247B2
Application number: JP2001250947A
Authority: JP
Inventors: 浩一近藤
Original assignee: 富二栄産業株式会社
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: JP2003054489A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海底や河川から浚渫した汚泥や土砂等の浚渫土に、固化材を混合して埋立地や海低打設等に供給する打設船に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、海底や河川に堆積した汚泥や土砂をセメント等の固化材を混入して埋立材とし、打設船を用いて海や河川の埋立てを行っている。
この打設船の打設土の搬送には、特許第2772562号や、特許第3070007号に記載されているように、ブームによって打設管を吊り下げるタイプや、打設管をクレーンに載置するタイプが知られている。
なお、本発明者も特許第 3375929 号に示されるように、海底から浚渫した浚渫土の含水量を測定して、その浚渫土とセメントを直接供給し攪拌機で攪拌しながら連続的に排出して、圧送装置から埋立地に供給する浚渫土の処理方法を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許第2772562号や特許第3070007号に記載さた打設船のブームに打設管を吊り下げるタイプの打設装置は、ブームの長さが一定であることから、海底での打設管の埋立材は供給開口の移動範囲が狭く、打設範囲が広い場合には、頻繁に打設船を移動して打設土の供給口を移動させなければならず、これはクレーンタイプでも同様であった。
即ち、打設船が扱う埋立材の量は通常大量であることから、打設管のダクトは太く、かつ、埋立材の重さも重いため強度がある１本のブームか、クレーンでなければ支持できなかったことによるもので、どうしても、打設船の停泊位置での打設範囲は狭くなるといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、打設船の停泊位置での打設範囲を広くし、打設船の移動回数を少なくし、かつ、正確に打設位置を特定し打設する打設船を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、固化処理土製造装置を搭載した埋立て処理を行う打設船において、所定の位置に停泊するための上下にスライドする停泊固定杭を設けるとともに、打設船の固化処理土投入側には打設管を載置して回転するクレーン基台を設け、該クレーン基台に載置されるクレーンは３箇所以上の関節部材とそれに対応する３本以上のアームを設けて打設管を載置し、前記クレーン基台におけるアームと反対側にはカウンターウェイトを設け、前記アームの先端アームの先端には打設管を垂下するための喇叭状の末端部を設け、垂下した打設管の先端には固化処理土排出口を設け、排出口は三次元的に広範囲に移動できるようにし、前記先端アームの先端の喇叭状末端部にはワイヤー吊下装置を設け、該ワイヤー吊下装置から前記各クレーンに沿って案内されるワイヤーを吊り下げ、該ワイヤーの先端に取付けられた重りからなる測長センサーを設け、ワイヤーの張力を検出して自動制御手段により弛みの無い状態に維持し、前記排出口からの固化処理土の盛り上がり状態を監視することを特徴とする打設船である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の打設船において、打設船にはＧＰＳを搭載し、前記クレーン基台には回転角度センサーと各関節部材に回動角度センサーを設け、打設管の排出口地図上の位置と上下の位置を把握し制御することを特徴とする打設船である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の打設船において、該打設船は個化剤調整手段を有する固化処理土製造装置を搭載し、個化剤調整手段の調整水として打設船の周りの海水を用いたことを特徴とする打設船。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に好適な打設船の１実施例を図面に沿って説明する。
図１は、本実施例の打設船の全体を示すもので、打設船１の両端には海または河川上の所定の位置に停泊する為の上下にスライドする停泊固定杭11,12が配置されており、この停泊固定杭11,12は、図１においては海底Ａまで延びて打設船１を所定位置に固定している。
打設船１の船尾(左側)13から中央部分に亘って固化処理土製造装置２は設けられるが、浚渫土Ｂが固化処理土製造装置２の個化剤調整手段によって、海底打設用の浚渫土Ｂにセメント等の固化剤が所定量混入され、押出しピストン型の固化処理土送出機３より所定量の固化処理土Dを打設管４に送給する。
【００１０】
この個化剤調整手段を有する固化処理土製造装置２を説明するが、本実施例の打設船1に搭載する固化処理土製造装置２は、本発明者らが既に出願した特願2000-39046号を基本としたもので、概略、図２〜３図に示す装置を基本とするものである。
即ち、図２は、本実施例の固化処理土製造装置２概念を示すもので、図３はそのフローチャートであるが、先ず、海底等から浚渫した浚渫土Bは、直接海底から掘削移送されるか、浚渫土砂運搬船で運搬されてバッケット等から、浚渫土受入ホッパ21に投入される。この浚渫土受入ホッパ21に投入された浚渫土Bはホッパ21の底部に配置された粗目のスクリーン22によって、大きな石や粗大ゴミ等の異物は取り除かれ、解泥機23に移送される。
解泥機23は浚渫土Bの塊等を解きほぐすとともに、解泥機23の底部で浚渫土Bの濃度を濃度計231および比重を比重計232で計測し、浚渫土Bの濃度および比重が大きい場合には所定の範囲になるように調整水として打設船１の周りの海水を汲み上げて海水投入器233により解泥機23に投入供給する。この際、解泥機23への浚渫土Bの投入量は、解泥機23での浚渫土Bが一定量以下になった場合には浚渫土受入ホッパ21に重量機等で新たに浚渫土Bを投入し、解泥機23の浚渫土Bが所定量になった時点で投入を止める。
なお、本実施例の打設船の固化処理土製造装置２は打設船の周りに無尽蔵にある海水を調整水として用いることにより、別途調整水を用意することなく大きな貯水タンクは必要がなく、スペース的にも経済的にも有利である。
この海水投入器233は濃度計231および比重計232から得られたデータを演算制御器234で処理して適正な海水投入量を算出し、流量計25で海水投入量を計測しつつポンプ236を制御して適正な範囲の海水を解泥機23に供給する。勿論、場合によっては、浚渫土の濃度と比重の調整には調整水は海水でなく、河川の水や上水や地下水でもよい。
【００１１】
なお、濃度や比重が一定以下の場合、例えば、濃度が薄く水に近い場合には、後述するように固化材を増加させて処理土の比重および強度が一定の範囲内になるように調整する。より製品たる処理土の品質を均一にする場合には、濃度と比重の調整と固化材の調整とを同時に行いながらきめ細かく調整すればよい。
次いで、解泥機22で所定の濃度・比重の範囲に調整された浚渫土Cは、スクリューフィーダー24に移送される。また、浚渫土Bに調整水を投入することは強度が弱くなることから嫌う場合があるが、この場合には固化材だけで処理土の強度や比重を調整し、海水投入器233から調整水である海水の投入は行わない。
スクリューフィーダー24は所定量をミキサー25に投入するが、スクリューフィーダー24のモーター241の駆動負荷検出器242が一定以上の負荷を検出した場合は、制御された空気を空気投入器243のコンプレッサー244により浚渫土に空気を混入させて適度の流動性を確保し、スムーズにスクリューフィーダー24を駆動させ、浚渫土Cの一定量をミキサー(混合機)25に投入する。
【００１２】
一方、固化材たるセメントは固化材サイロ26に貯蔵されているが、一部をブロワー261によって固化材貯蔵ビン262に移送する。そして、固化材貯蔵ビン262の底部には所定量のセメントを計量ホッパ263に供給するロータリーフィーダー264およびゲート265が設けられ、計量ホッパ263の重量を計量する重量計266の信号と比重計232と濃度計231の信号を入力して所用のセメント量を演算制御器267により算出して、計量ホッパ263に算出された所定量のセメントが供給されるようにロータリーフィーダー264およびゲート265の稼働を制御する。
次に、所定量のセメントが計量ホッパ263に供給さると、ゲート265は閉じて計量ホッパ263の底部のゲート268が開いて固化材であるセメントをミキサー25に混合投入する工程に移る。
上述したように、直接にゲート268から混合機５に計量された所定量のセメントを投入してもよく、必要に応じて、本実施例のように搬送混合機27にセメントを供給しポンプ271および注水器272により水を加えて予め液状にしてからミキサー25に供給してもよい。この場合に、固化材を連続的に搬送するとともに水も連続的に注入すれば、処理工程はより簡素になる。
いずれにしても、固化材の一定量を連続的に混合機262に投入し、計量ホッパ263の全量を供給した段階でミキサー25への投入は終了する。
【００１３】
ミキサー(混合機)25において、適正な範囲の濃度と比重に調整された浚渫土Cと算出された所定量の固化材(液状も含む)とを投入するが、ミキサー25のロードセル251(重量計)で重量を計測して比重が測定されていることから、これらのデータを演算制御器253により演算し、ミキサー25が効率よく稼働する所定の容積の浚渫土Cと固化材が投入される。両者の所定の容量が投入が完了した時点で、スクリューフィーダーのゲート245を閉じて一定時間混合する。
このように、ミキサー25のバッチ処理によって、均一に混合された処理土Ｄはミキサー25のゲート252を介して、固化処理土ホッパ28に一時的に貯留され、押出しピストン型の固化処理土送出機３により打設４中を圧送されて、埋立場や海中打設場に供給される。
【００１４】
本実施例の打設船に搭載し使用する固化処理土製造装置２は、上述したような構成であるから、次のように作動する。
図３のフローチャートにおいて、海底等から浚渫土Bは浚渫土受け入れホッパ21に受け入れられ、スクリーン22で大きな石や粗大ゴミを取り除き、解泥機23で大きな塊を解きほぐし、浚渫土の濃度を濃度計231および比重を比重計232で計測し、浚渫土Bの濃度および比重が大きい場合には所定の範囲になるように、海水を流量計233で計測しながらポンプ234から供給する。
上記の海水(調整水)の供給量については、通常、埋め立て現場では埋め立てに用いる最終製品である処理土の性状が埋め立て現場毎に比重・強度が指示される場合が多いので、それに適した固化処理土に調整する。
【００１５】
調整された固化処理土Dは、図１に示すように、押出しピストン型の固化処理土送出機３より所定量を打設管４に送給される。
この打設管４は、船首(右側)15の固化処理土投入側のクレーン５から海底に導かれるが、このクレーン５はクレーン基台51が設けられ、クレーン基台51にはクレーンアーム52を所定の水平方向に回転移動するような回転装置511が装備され、この回動装置511はクレーンアーム52が相当の重量となるかことから、クレーンアーム52が延びる方向の反対側にはカウンターウェイト53が設けられ、このカウンターウェイト53はクレーンアーム52側の重量の変化が大きいことから、カウンターウェイト本体531と調整用のスライドする調整カウンターウェイト532が載置されている。
このクレーンアーム52は３本のアーム521,522,523と３個の関節部材54および３個のシリンダー55から構成されており、クレーン基台51と第１クレーンアーム521の連接には第１関節部材541と第１シリンダー551が設けられ垂直方向に回動し、同様に、第１クレーンアーム521と第２クレーンアーム522の連接には第２関節部材542と第２シリンダー552が設けられ垂直方向に回動し、同様に、第２クレーンアーム522と第３クレーンアーム523の連接には第３関節部材543と第３シリンダー553が設けらｒｗ垂直方向に回動し、第３クレーンアーム523の先端には打設管４を海中垂下するための喇叭状の末端部5231が設けられている。
【００１６】
打設管４は、クレーン基台51から第１のクレーンアーム521、第２のクレーンアーム522、第３のクレーンアーム523を経て喇叭状の末端部5231から海中に垂下され、喇叭状の末端部5231から所定の長さＸの打設管４の先端に処理土排出口41が設けられ、所定の量の固化処理土Ｄを処理土排出口41から海底に供給する。
打設船１の船尾側13の近傍には操作室16があり、クレーン５の操作や浚渫土Ｂの搬入と固化剤の調整の操作や固化処理土の供給操作を行い、操作室16の上部にはＧＰＳアンテナ161が設けられ、洋上や海岸や河川の経緯を測定し正確に打設船１の位置を測定する。
また、クレーン５を操作するには上述した回転装置511や複数のシリンダー55を駆動し制御するが、そのために各種のセンサーが配備される。
先ず、クレーン基台51にはクレーンアーム52の水平方向での回転方向を検知する回転角度センサー561が設けられ、クレーン基台51と第１クレーンアーム521との垂直方向の角度、即ち、第１関節部材541での仰角を計測する第１アーム角度センサー5621を第１関節部材541に設け、第１クレーンアーム521との第２クレーンアーム522との第２関節部材542には上下の垂直方向の角度検知のための第２アーム角度センサー5622を設け、同様に、第２クレーンアーム522との第３クレーンアーム523との第３関節部材543には上下方向の角度検知のための第３アーム角度センサー5623が設け設けられいる。
【００１７】
したがって、ＧＰＳの衛星位置検出システムによって打設船１の位置が算出され、これにより、クレーン基台51の位置が算出でき、各アームの長さが固定されており各アームの角度の検出されるから、処理土排出口41の三次元での正確な位置が把握され、操作室16の操作者は、回転装置511と第１シリンダー551と第２シリンダー552と第３シリンダー553を制御して固化処理土排出口4を広い範囲に移動し制御することができる。
この打設船１の停泊位置での打設範囲が広くなることから、従来のように頻繁に打設船１を移動する必要がなく、打設船１の停泊する位置を少なくでき、大幅に作業量を軽減でき、作業時間も短くすることができる。
更に、打設位置を正確に制御でき、特に洋上での打設位置はＧＰＳと各センサーににより正確に地図上の経緯を把握でき、かつ、正確な処理土排出口41の三次元での位置を確保でき細かな打設が可能となる。
そして、処理土排出口41の平面位置および高さが検出できることから、テレビモニターに海底平面の位置および海底の縦方向の位置を視覚的に表示することができる。また、処理土排出口41の軌跡を３Ｄで表示可能であり、作業状況を的確に把握できる。
特に、従来困難だった打設船の船底の直下の海底打設も、図１に符号Eに示すように、固化処理土排出口を船底の直下に設置することが可能となり、洋上に見えなくてもＧＰＳからのデータと各センサーからのデータによって駆動制御が可能となって大幅に作業量を軽減でき作業時間も短することができる。
【００１８】
次に、稼働時に処理土排出口41から固化処理土が排出され盛り上がり、その上面は処理土排出口41よりも徐々に高くなっていくが、どの程度の高さ(標高)の地盤ができているかを測定し固化処理土の排出を終了する指令を出す手段が必要となる。
本実施例では、喇叭状末端部5231の近傍に実際に排出された固化処理土の表面の高さを計測するためにの計測手段6を設けている。
この計測手段6は、喇叭状末端部5231にワイヤー61の吊下装置62を設け、吊下装置62からワイヤー61が吊り下げられ、ワイヤー61の先端には表面接触用の高さ関知センサーである重り63が取り付けられ、ワイヤー61は各クレーンアーム(521,522,523)に沿ってクレーン基台51の計測機器64まで案内されている。計測機器64は、ワイヤー61の張力を検出して、自動制御手段によりワイヤーに弛みの無い状態にまでワイヤー61を捲き揚げて、捲き揚げ長さを検出することにより、結果としてワイヤー61が喇叭状末端部5231に繰り出されている長さＹを算出し、他方、計測機器64の位置、即ち潮位を考慮した打設船1の位置を算出して、表面接触用の重り63の標高を算出できるようになっている。
このように、重り63とワイヤー61とより距離を計測するのは、海中が濁り超音波等の計測装置では誤作動してしまうからであり、勿論、海中が濁りによっても誤作動しない計器であれば重り63とワイヤー61の手段以外の距離測定装置であれば何でもよい。
なお、前述したように処理土排出口41が三次元的に把握できることから重り63の位置も同様に三次元的に把握でき、アームの先端の処理土表面の状態も平面位置および高さが検出できることから、テレビモニターに海底の処理土の積層状況もに表示することができる。また、海底表層の軌跡を３Ｄで表示可能であり、作業状況を的確に把握できる。
この計測手段6により、常にワイヤー61の張力を検出して、自動制御手段によりワイヤーに弛みの無い状態に維持するから、常時、海底での固化処理土の盛り上がり状態を監視でき、自動的に固化処理土の排出を終了する指令を出すことが可能となる。
【００１９】
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論であり、例えば、使用対象は海底に限らず、河川や護岸等の埋め立てに使用できることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、固化処理土の排出口を広い範囲に移動し制御することができるので、従来のように頻繁に打設船を移動する必要がなく、打設船の移動する回数を少なくでき、大幅に作業量を軽減でき、作業時間も短くすることができるという効果が得られる。
特に、従来困難だった打設船の船底の直下の海底への打設も、固化処理土排出口を船底の直下に設置することが可能となり、大幅に作業量を軽減でき作業時間も短縮することができるという効果が得られる。
さらに、常にワイヤー 61 の張力を検出して、ワイヤーに弛みの無い状態に維持するから、常時、海底での処理土排出口 41 からの固化処理土の盛り上がり状態を監視でき、検出値から自動的に固化処理土の排出を終了する指令を出すことが可能となるという効果が得られる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、打設位置はＧＰＳと各センサーにより正確に地図上の経緯を把握でき、かつ、正確な処理土排出口41の三次元での位置を確保でき細かな打設が可能となるという効果が得られる。
特に、打設船の船底の直下の海底への打設も固化処理土排出口を船底の直下に設置することが可能となるが、この場合にも、アームが洋上に見えなくてもＧＰＳからのデータと各センサーからのデータによって駆動制御が可能となって正確で細かな打設が可能となるという効果が得られる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、請求項１の効果に加えて、打設船に固化処理土製造装置を搭載して、個化剤調整手段の調整水として打設船の周りの海水を用いたから、別途調整水を用意することなく大きな貯水タンクは必要がなく、スペース的にも経済的にも有利であるという効果がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例の打設船１の全体を示す説明図である。
【図２】実施例の打設船に搭載する固化処理土製造装置２の全体を示す説明図である。
【図３】図２の固化処理土製造装置２のブロック図である。
【符号の説明】
Ａ…海底、Ｂ…浚渫土、Ｃ…浚渫土(中間固化処理土)、Ｄ…固化処理土、Ｅ…打設船の船底直下に打設する例、Ｘ…喇叭状末端部から固化処理土排出口までの打設管の長さ、
Ｙ…吊下装置(喇叭状末端部)から固化処理土の表面までの距離、
１…打設船、11,12…停泊固定杭、13…船尾、15…船首、16…操作室、
161…ＧＰＳアンテナ、
２…固化処理土製造装置、21…浚渫土受入ホッパ、22…スクリーン、23…解泥機
231…濃度計、232…比重計、233…海水投入器、234,253,267…演算制御器
235…流量計、236,271…ポンプ、24…スクリューフィーダー、241…モーター
242…負荷検出器、243…空気投入器、244…コンプレッサー、
25…ミキサー(混合機)、251,266…ロードセル(重量計)、
245,252,265,268…ゲート、26…固化材サイロ、261…ブロワー、
262…固化材貯蔵ビン、264…ロータリーフィーダー、27…搬送混合器
272…注水器、28…固化処理土ホッパ、
３…固化処理土送出機、
４…打設管、41…処理土排出口、
５…クレーン、51…クレーン基台、511…回転装置、52…クレーンアーム、
521…第１クレーンアーム、522…第２クレーンアーム、
523…第３クレーンアーム、5231…喇叭状末端部、53…カウンターウェイト、
531…カウンターウェイト本体、532…調整用カウンターウェイト、
54…関節部材、541…第１関節部材、542…第２関節部材、
543…第３関節部材、55…シリンダー、551…第１シリンダー、
552…第２シリンダー、553…第３シリンダー、
561…回転角度センサー、5621…第１アーム角度センサー、
5622…第２アーム角度センサー、5623…第３アーム角度センサー
６…計測手段、61…ワイヤー、62…吊下装置、63…重り(センサー)、
64…計測機器

Claims

固化処理土製造装置を搭載した埋立て処理を行う打設船において、所定の位置に停泊するための上下にスライドする停泊固定杭を設けるとともに、打設船の固化処理土投入側には打設管を載置して回転するクレーン基台を設け、該クレーン基台に載置されるクレーンは３箇所以上の関節部材とそれに対応する３本以上のアームを設けて打設管を載置し、前記クレーン基台におけるアームと反対側にはカウンターウェイトを設け、前記アームの先端アームの先端には打設管を垂下するための喇叭状の末端部を設け、垂下した打設管の先端には固化処理土排出口を設け、排出口は三次元的に広範囲に移動できるようにし、前記先端アームの先端の喇叭状末端部にはワイヤー吊下装置を設け、該ワイヤー吊下装置から前記各クレーンに沿って案内されるワイヤーを吊り下げ、該ワイヤーの先端に取付けられた重りからなる測長センサーを設け、ワイヤーの張力を検出して自動制御手段により弛みの無い状態に維持し、前記排出口からの固化処理土の盛り上がり状態を監視することを特徴とする打設船。
請求項１に記載の打設船において、打設船にはＧＰＳを搭載し、前記クレーン基台には回転角度センサーと各関節部材に回動角度センサーを設け、打設管の排出口地図上の位置と上下の位置を把握し制御することを特徴とする打設船。
請求項１又は２に記載の打設船において、該打設船は個化剤調整手段を有する固化処理土製造装置を搭載し、個化剤調整手段の調整水として打設船の周りの海水を用いたことを特徴とする打設船。