JP4114565B2 - Reservoir sand removal equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダム湖等の貯水池の堆積土砂を排砂するための排砂装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ダムが予想を上回る速さで土砂に埋まり、総貯水量100万立方メートル以上の中規模ダム782ダムのうち、44ダムはすでに貯水池の半分以上が堆積土砂によって埋まっていることが、国土交通省の調査によって報告されている。
【0003】
そのため、ダム湖等の貯水池の堆積土砂を排砂して、ダム建設時の貯水量に回復させることが重要な課題となっている。
【0004】
そこで、従来では、吸引管による浚渫や排砂ゲートによる浚渫等、種々の排砂方法(例えば、特許文献1参照)が採用されていた。
【0005】
しかしながら、上述の従来の排砂方法は、一度に広い範囲の堆積土砂を排砂できない、排砂管に異物の詰まりが生じる等の問題があった。
【0006】
そこで、本出願人は、広い範囲の堆積土砂を排砂できると共に、異物の詰まりが生じないようにした排砂方法を提案(特願2002−062157号)した。
【0007】
この先願の方法は、排砂管廻りの堆積土砂の表面を、不透水性の遮水部材で覆い、その状態で排砂管に設けた排砂ゲートを開くことで、排砂管に流水を流し、これによりその流水と共に土砂を排砂管から流すようにしたものである。
【0008】
この排砂方法では、遮水部材に水圧が直接作用してその下方の堆積土砂を水圧で押さえるため、排砂管に流入する土砂は、排砂管に向かう水流で運ばれる比較的粒径の小さな土砂であり、径の大きな異物は遮水部材で押さえられて移動できないため、異物による詰まりを解決でき、しかも遮水部材で覆った範囲の堆積土砂を排砂できるといった優れた効果を有する。
【0009】
しかし、上述の排砂方法では、排砂開始時に排砂管が堆積土砂に埋まっており、そのため排砂ゲートを開けると、排砂管に接した堆積土砂層がその内圧によって崩壊し、非常に濃度の高い土砂流が、排砂管を流下する。従って、その下流では、非常に大きな圧力変動を伴うので、排砂管や排砂ゲート等の設備が破損する虞がある。また、排砂管の設置の無いダムについては使用できないという問題もある。さらに、土砂が排砂ゲートに噛み込まれて、排砂ゲートが閉まらなくなる虞れがあり、現実的な実施に問題を残している。
【0010】
そこで、本出願人は、上記排砂方法をさらに改良して、排砂ゲートを用いずに排砂が行える貯水池の排砂方法及び排砂装置を提案(特願2003−61380号)した。
【0011】
この排砂方法は、図3に示すように、ダム湖等の貯水池1に堆積する土砂2を排砂管3により吸引して排砂する排砂方法において、堆積土砂2の表面4に、これを覆うシート状部材5を敷設し、そのシート状部材5の裏面部より排砂管3の吸引口6を堆積土砂2の表面4に臨ませて吸引排砂するようにしたことを特徴とする。
【0012】
これによれば、排砂管3の吸引によって、シート状部材5と堆積土砂2との間に水流を作ることができ、この水流による掃流作用で、堆積土砂2を広い範囲から効率的に吸引することができると共に、従来利用されていた排砂ゲートを必要としないので、排砂ゲートを備えていないダムでも適用できるといった優れた効果が奏される。
【0013】
【特許文献1】
特開平8−13453号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダム等の貯水池に堆積する堆積土砂は、粒径が様々な砂やシルト等にて構成されている。しかしながら、上述の排砂方法及び排砂装置では、効率的に排砂できる土砂の粒径が限られてしまうことが実験により判った。例えば、排砂される堆積土砂2が細砂(粒径約0.3mm)から粗砂(粒径約1.0mm)で構成される場合には、シート状部材5と堆積土砂2との間に程良い水流が発生して、非常に効率的な吸引排砂が行われるが、堆積土砂2がシルト(粒径約0.04mm)等の微細粒子で構成される場合には、効率的な吸引排砂が十分に行われないことが判った。これは、シルトの粘性が大きく透水係数が小さいために、排砂管3の吸引によってシート状部材5が堆積土砂2の表面に貼り付いてしまい、水流が発生しないためである。
【0015】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであって、堆積土砂の粒径に拘わらず、効率的に排砂が行える貯水池の排砂装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、ダム湖等の貯水池に堆積する堆積土砂を排砂管により吸引して排砂する排砂装置において、上記排砂管の吸引口に、これより径方向外方に拡大されて上記堆積土砂の表面を覆うシート状部材を設け、該シート状部材の裏面に、そのシート状部材の周縁部から上記吸引口に繋がる流路空間である水みちを形成し、上記シート状部材の裏面側の堆積土砂を水と共に吸引排砂するように構成し、上記水みちが、上記シート状部材に形成された襞によって形成されるものである。
【0018】
また、上記襞の頂部と谷部に、補強線材をそれぞれ設けたものが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0020】
図1は本発明に係る貯水池の排砂装置の好適な実施の形態を示した平面図及び側面図、図2はシート状部材の断面図、図3は排砂装置の全体構成図である。
【0021】
図3に示すように、排砂装置7は、貯水池1内に浮かべられた台船8より、堆積土砂2を吸引排砂するための排砂管3が吊り下げられている。排砂管3の吸引口6には、十分な敷設面積を有するシート状部材5が接続されている。シート状部材5は、浚渫すべき堆積土砂2の表面4上に敷設されている。
【0022】
このシート状部材5は、不透水性或いは難透水性の布、樹脂或いはゴム等によって形成され、堆積土砂2の表面4に追従できる柔軟性と、水中で浮かずに沈む性質とを有している。シート状部材5は、上記布、樹脂或いはゴム等に、メッシュ状の補強材を設けて形成したものであってもよい。
【0023】
シート状部材5の形状は、円形或いは多角形状(本実施の形態では円形)とし、その直径は、後述する水流が作用する範囲とシート状部材5による堆積土砂2を押さえてシールする範囲を考慮して約100m程度に形成するのがよいが、数十〜百数十mの範囲のものが使用できる。
【0024】
シート状部材5の敷設は、具体的には、まず、シート状部材5を、台船8に畳まれた状態で載せ、これを畳んだ状態のままで水底の目標位置まで沈め、その水底部で広げて敷設する。なお、シート状部材5を水面或いは水底近くで広げて、その状態で徐々に沈めるようにしてもよい。
【0025】
このシート状部材5の中央には、排砂穴9が形成されている。排砂管3の吸引口6がシート状部材5の排砂穴9を通して、シート状部材5の表面部から裏面側の堆積土砂2に臨むように、排砂管3がシート状部材5に接続される。
【0026】
排砂管3は、可撓性のある樹脂管からなり、その直径は、排砂効率を考慮して大きいものが好ましいが、作業性を考慮して約300mm程度のものが好ましい。なお、排砂管3は、樹脂管だけでなく一部鋼管を使用してもよい。
【0027】
この排砂管3の接続は、シート状部材5の敷設前に、予め接続しても、敷設後に接続しても何れでもよい。シート状部材5と排砂管3の接続は、排砂管3の先端の吸引口6の周囲にフランジ10を形成しておき、またシート状部材5の排砂穴9に予めフランジ10を取り付ける受け座(図示せず)を形成して、フランジ10をシート状部材5の受け座の上側に設置して、ボルト・ナット等の固定手段により接続する。フランジ10には台船8から延びる牽引ロープ24が接続されている。この牽引ロープ24は、台船8上に設けられた巻上機25に巻き付けられており、排砂管3の深さを調整できるようになっている。
【0028】
排砂管3は、その長さが、貯水池1の水深と、浚渫位置上の水面からダム堤体までの距離と、ダム堤体の上面から貯水池1の水面までの高さを合計した長さより十分に長く(貯水池の水深によっても相違するが数百m程度)形成されており、このため、所定長さのものを順次接続して必要長さに形成する。
【0029】
排砂管3は、台船8上に支持し、その台船8から排出口(図示せず)が、ダム堤体の上部を跨いで、ダム堤体よりも下流側に位置するように敷設する。排砂管3には、吸引排砂用のポンプ11とバルブ12とを適宜接続しておく。
【0030】
このポンプ11によって、排砂管3の吸引口6から、シート状部材5の裏面部の堆積土砂2が水と共に吸引され、ダム堤体の下流側に位置する排出口14から下流側へと排出される。
【0031】
以上説明した構成は、先願(特願2003−61380号)の排砂方法及び排砂装置と同様である。
【0032】
ところで、本発明は、図1及び図2に示すように、シート状部材5の裏面に、そのシート状部材5の周縁部15から排砂管3の吸引口6に繋がる流路空間である水みち16を形成し、シート状部材5の裏面側の堆積土砂2を水と共に吸引排砂するように構成したことを特徴とする。
【0033】
水みち16は、シート状部材5に形成された襞17によって形成されている。具体的には、水みち16は襞17の下面と堆積土砂2の表面4とで囲われて区画されている。襞17は、シート状部材5を扇子状に折り曲げて形成され、その頂部18と谷部19には補強線材21がそれぞれ設けられている(図2参照)。襞17は、水みち16内に水流が発生してその水流と共に堆積土砂2を流すことができるように、高さが数cm程度に形成されている。水みち16は、断面形状が二等辺三角形となっている。なお、この断面形状は、これに限られるものではなく、半円状或いは多角形状であってもよいが、断面三角形とするのが形成しやすく好ましい。
【0034】
補強線材21は、例えば直径数mm程度の針金等にて構成され、シート状部材5の径方向に延びて放射状に配置され、襞17の頂部18及び谷部19の上側に設けられている。補強線材21は、シート状部材5にその径方向に所定ピッチ間隔で設けられた紐(図示せず)等の固定手段で締結されて固定されている。補強線材21は、シート状部材5の運搬時には、運搬可能な長さ(トラックに積載可能な長さ)毎に切断されており、運搬後に接続されるようになっている。
【0035】
隣接する襞17の頂部18の補強線材21と谷部19の補強線材21間には、所定ピッチで連結線材22が架け渡されており、補強線材21同士の位置関係を一定に保ち、襞17の形状を保持するようになっている。連結線材22は、可撓性を有しており、運搬時にはシート状部材5を畳んだ状態とし、水中では直線状に伸びて襞17の形状を保持できるようになっている。
【0036】
なお、補強線材21は、シート状部材5の裏面側に取り付けてもよい。
【0037】
上記シート状部材5は、例えば、60度の円弧毎に分割して、襞17部分で折り畳み、扇子状にして運搬する。そして、運搬後に台船8上或いは水面上等で分割されていたシート状部材5同士及び補強線材21同士を接続して、水底に沈める。シート状部材5同士の接続は、マジックテープ(登録商標)や熱溶着によって行い、シート状部材5の水密性を保持できるようになっている。
【0038】
その後、シート状部材5と排砂管3を接続する等して、排砂装置7をセットする。
【0039】
上記構成の排砂装置7によれば、図2(a)に示すように、シート状部材5が堆積土砂2上に載置された状態で、シート状部材5の裏面に水みち16が形成される。これによって、排砂管3からの吸引を開始すると、水みち16内にシート状部材5の周縁部15から排砂穴9へと向かう水流が発生する。このとき、水みち16は、その高さが数cmであるので、水流の流速が速く、その掃流作用によって、堆積土砂2が流されて排砂される。水みち16内は、排砂管3の吸引によって負圧となるが、補強線材21及び連結線材22を設けているので、水みち16の形状を保持することができる。万一、負圧が大きく、補強線材21に抗して、水みち16が潰れたとしても、これによって水流が一旦止まるので負圧がなくなり、補強線材21が元の形状に回復するので、水みち16が再度確保されることとなる。
【0040】
堆積土砂2の排砂に伴い、図2(b)から(c)に示すように、その表面の土砂が徐々に流されていき、最終的には、残った部分の土砂23が崩れてシート状部材5が沈み込んでいく。この状態を繰り返しながら、堆積土砂2が順次排砂されていく。
【0041】
なお、排砂時に、巻上機25によって排砂管3の沈下速度を調整して、排砂管3の吸引口6が、堆積土砂2の表面4から若干浮いた状態になるようにすれば、さらに効率的な排砂を行うことができる。
【0042】
このように、本実施の形態によれば、水みち16を積極的に形成して、水流を発生させるようにしたことで、堆積土砂2が、粒間の間隙が少なく透水係数が小さいシルト等の微細粒子で構成された場合であっても、シート状部材5が堆積土砂2に貼り付くことがなく、効率的な排砂を行うことができる。また、堆積土砂2が細砂から粗砂で構成される場合であっても、効率的な排砂を行うことができる。
【0043】
図4は、他の実施の形態のシート状部材5を示した平面図である。このシート状部材5は、図1のものと比較して外形及び水みち16の形状が相違するものであり、その他の構成については、上記実施の形態と同様である。
【0044】
かかるシート状部材5は、正六角形状に形成されている。水みち16は、シート状部材5の中央の排砂穴9から、周縁部15の角部28に延びる6本の本線部26と、本線部26から周縁部15の辺部29に向かって枝状に分岐される複数の分岐線部27とで構成されている。各分岐線部27は辺部29に対して直交方向に延出しており、隣接する本線部26間の範囲で、各分岐線部27は互いに平行となっている。
【0045】
なお、図中、シート状部材5内の太線は、水みち16の山折れ部を示し、細線は、水みち16の谷折れ部を示す。
【0046】
図5は、さらに他の実施の形態のシート状部材5を示した平面図である。このシート状部材5は、図1のものと比較して水みち16の形状が相違するものであり、その他の構成については、上記実施の形態と同様である。
【0047】
かかるシート状部材5の水みち16は、径方向に放射状に延びる直線部31と、半径方向中間部で周方向に延びて円状に形成された曲線部32とで構成されている。直線部31と曲線部32とはそれぞれ直交して接続されており、曲線部32の内側の直線部31は、外側の直線部31の半数となっている。上記構成によれば、排砂穴9回りの水みち16を少なくすることができ、排砂管3による吸引効率を向上させることができる。
【0048】
なお、図中、シート状部材5内の太線は、水みち16の山折れ部を示し、細線は、水みち16の谷折れ部を示す。
【0049】
図6は、さらに他の実施の形態のシート状部材5の水みち16部分を示した断面図である。
【0050】
かかるシート状部材5の水みち16は、シート状部材5の裏面部に、所定高さ(例えば数cm)の壁体33を所定ピッチ間隔で設けることによって形成されている。壁体33は、角パイプ等にて構成され、シート状部材5に紐(図示せず)等の固定手段で締結されて固定されている。壁体33は、角パイプに限られるものではなく、水に沈むものであれば他の材質で形成してもよく、また形状も断面矩形に限られるものではない。壁体33は、シート状部材5の周縁部15から排砂穴9へと延出しており、水みち16も同様に形成されている。
【0051】
すなわち、本実施の形態では、シート状部材5の裏面に壁体33を設けることによって、壁体33が脚となりシート状部材5が持ち上げられ、その裏面と堆積土砂2の表面4との間に空間が形成され、これが水みち16となる。
【0052】
本実施の形態においても、水みち16内に水流が発生し、その掃流作用によって、効率的な排砂を行うことができる。
【0053】
なお、壁体33は、長手方向に連続して設けることに限られるものではなく、長手方向に間隔をあけて間欠的に設けるようにしてもよい。
【0054】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、堆積土砂の粒径に拘わらず、効率的に排砂が行えるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る貯水池の排砂装置の好適な実施の形態を示した(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図2】シート状部材の断面図で、(a)は排砂の第一工程の状態を示した断面図、(b)は排砂の第二工程の状態を示した断面図、(c)は排砂の第三工程の状態を示した断面図である。
【図3】排砂装置の全体構成図である。
【図4】他の実施の形態のシート状部材を示した平面図である。
【図5】さらに他の実施の形態のシート状部材を示した平面図である。
【図6】さらに他の実施の形態のシート状部材の水みち部分を示した断面図である。
【符号の説明】
1 貯水池
2 堆積土砂
3 排砂管
4 (堆積土砂の)表面
5 シート状部材
6 (排砂管の)吸引口
7 排砂装置
15 周縁部
16 水みち
17 襞
18 頂部
19 谷部
21 補強線材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sand discharging device for discharging sand deposited in a reservoir such as a dam lake.
[0002]
[Prior art]
In recent years, dams have been buried in earth and sand at a faster rate than expected. Of the medium-scale dams with a total water storage of more than 1 million cubic meters, 44 dams already have more than half of the reservoir filled with sediment. Reported by the Ministry's survey.
[0003]
For this reason, it has become an important issue to remove the sediment from sediment reservoirs such as dam lakes and restore the amount of water stored during dam construction.
[0004]
Therefore, conventionally, various sand discharging methods (for example, refer to Patent Document 1) such as dredging with a suction pipe and dredging with a sand discharging gate have been adopted.
[0005]
However, the above-described conventional sand removal method has problems such as being unable to remove a wide range of sediment at a time and clogging of foreign matter in the sand discharge pipe.
[0006]
Accordingly, the present applicant has proposed a sand removal method (Japanese Patent Application No. 2002-062157) that can remove a wide range of sediment and prevent clogging of foreign matters.
[0007]
In the method of this prior application, the surface of the sediment around the sand pipe is covered with an impervious water-impervious material, and in that state, a sand discharge gate provided on the sand pipe is opened, and running water is supplied to the sand pipe. This allows the earth and sand to flow from the drainage pipe along with the flowing water.
[0008]
In this sand discharge method, water pressure acts directly on the water-impervious member and presses the sediment sediment below it with water pressure, so that the earth and sand flowing into the sand discharge pipe has a relatively small particle size that is carried by the water flow toward the sand discharge pipe. Since it is a small earth and sand and a foreign substance with a large diameter cannot be moved because it is pressed by the water-impervious member, it has an excellent effect that it can solve clogging due to the foreign substance and can remove the sediment in the range covered by the water-impervious member.
[0009]
However, in the above sand removal method, the sand discharge pipe is buried in the sediment at the start of the sand removal, so when the sand removal gate is opened, the sediment sediment layer in contact with the sand discharge pipe collapses due to its internal pressure, A highly concentrated debris stream flows down the sand discharge pipe. Therefore, since there is a very large pressure fluctuation downstream, there is a risk that facilities such as a sand discharge pipe and a sand discharge gate will be damaged. There is also a problem that dams without sand pipes cannot be used. Furthermore, there is a possibility that earth and sand may be caught in the sand removal gate and the sand removal gate may not be closed, which leaves a problem in practical implementation.
[0010]
Accordingly, the present applicant has further improved the above-mentioned sand removal method and proposed a reservoir sand removal method and sand removal apparatus (Japanese Patent Application No. 2003-61380) that can perform sand removal without using a sand removal gate.
[0011]
As shown in FIG. 3, this sand discharge method is a sand discharge method in which the earth and
[0012]
According to this, a water flow can be created between the sheet-
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-8-13453 [0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, sedimentary sediment deposited in a reservoir such as a dam is composed of sand, silt or the like having various particle sizes. However, it has been experimentally found that the above-mentioned sand discharging method and sand discharging device limit the particle size of earth and sand that can be efficiently discharged. For example, when the
[0015]
Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a reservoir sand discharger that can efficiently discharge sand regardless of the particle size of the sediment. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a sand discharger for sucking and discharging sediment deposited in a reservoir such as a dam lake by a sand discharge pipe. A sheet-like member that extends outward in the direction and covers the surface of the sedimentary earth and sand is provided, and a water channel that is a flow path space that connects the peripheral edge of the sheet-like member to the suction port is formed on the back surface of the sheet-like member Then, the sediment on the back side of the sheet-like member is configured to be sucked and discharged together with water, and the water channel is formed by a ridge formed on the sheet-like member .
[0018]
Moreover, what provided the reinforcing wire in the top part and trough part of the said ridge | line | mouth is respectively preferable.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0020]
FIG. 1 is a plan view and a side view showing a preferred embodiment of a sand discharging device for a reservoir according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a sheet-like member, and FIG. 3 is an overall configuration diagram of the sand discharging device.
[0021]
As shown in FIG. 3, in the
[0022]
This sheet-
[0023]
The shape of the sheet-
[0024]
Specifically, the sheet-
[0025]
A
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The length of the
[0029]
The
[0030]
By this pump 11, the
[0031]
The configuration described above is the same as the sand discharging method and sand discharging device of the prior application (Japanese Patent Application No. 2003-61380).
[0032]
By the way, in the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, water that is a flow path space that is connected to the
[0033]
The
[0034]
The reinforcing
[0035]
Between the reinforcing
[0036]
The reinforcing
[0037]
The said sheet-
[0038]
Thereafter, the
[0039]
According to the
[0040]
As shown in FIGS. 2 (b) to 2 (c), as the accumulated earth and
[0041]
When the sand is discharged, the sinking speed of the
[0042]
As described above, according to the present embodiment, the
[0043]
FIG. 4 is a plan view showing a sheet-
[0044]
The sheet-
[0045]
In the figure, a thick line in the sheet-
[0046]
FIG. 5 is a plan view showing a sheet-
[0047]
The
[0048]
In the figure, a thick line in the sheet-
[0049]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a
[0050]
The
[0051]
That is, in the present embodiment, by providing the
[0052]
Also in the present embodiment, a water flow is generated in the
[0053]
The
[0054]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, an excellent effect is achieved that sand can be discharged efficiently regardless of the particle size of the sediment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view showing a preferred embodiment of a sand removal apparatus for a reservoir according to the present invention.
2A is a cross-sectional view of a sheet-like member, FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a state of a first step of sand removal, FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a state of a second step of sand discharge, ) Is a cross-sectional view showing the state of the third step of sand removal.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a sand removal device.
FIG. 4 is a plan view showing a sheet-like member according to another embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing a sheet-like member according to still another embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a water channel portion of a sheet-like member according to still another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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