JP4261610B1 - 浚渫船、及び浚渫工法 - Google Patents
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Abstract
【課題】浚渫にかかる時間やコストを抑えることができる浚渫船、及び浚渫工法を提供する。
【解決手段】浚渫船1は、浚渫区域を掘削するグラブバケット3bと、このグラブバケット3bに対して、船体2後方側に位置し、グラブバケット3bが掘削した掘削部を均すH形鋼5とを備えている。H形鋼5は、巻上機4により吊り下げられている。浚渫船1は、グラブバケット3bが掘削した掘削部から、次に掘削する掘削予定部へと移動しながら、H形鋼5により、掘削した掘削部を均す。
【選択図】図1
【解決手段】浚渫船1は、浚渫区域を掘削するグラブバケット3bと、このグラブバケット3bに対して、船体2後方側に位置し、グラブバケット3bが掘削した掘削部を均すH形鋼5とを備えている。H形鋼5は、巻上機4により吊り下げられている。浚渫船1は、グラブバケット3bが掘削した掘削部から、次に掘削する掘削予定部へと移動しながら、H形鋼5により、掘削した掘削部を均す。
【選択図】図1
Description
本発明は、グラブバケットを用いて掘削を行う浚渫船、及び浚渫工法に関する。
従来、港湾工事において、グラブバケットを使用し、浚渫区域の水底を掘削し、浚渫を行う浚渫船がある。浚渫船は、水底に堆積した土砂を掘削し、水深を確保するために浚渫を行っている。こうした浚渫船では、一つの掘削部を掘削すると、次に掘削する掘削予定部へと移動し、この掘削予定部を掘削する。こうした掘削と移動との工程を、浚渫区域の全ての掘削予定部の掘削が完了するまで繰り返す。グラブバケットを使用した掘削では、勾配が堀跡に形成されてしまい、水底が凸凹になる。この凸凹が形成されたままでは、水深が一定にならず、必要な水深を確保できないので、水底の均し作業が必要となる。
均し作業は、掘削を行う浚渫船とは別の台船で行なっていた(特許文献1参照)。特許文献1では、均し具を別の台船に設置している起重機と巻上機とにより吊り下げ、この均し具を所定の深度に維持した状態で滑動させるとともに、台船が掘削部へ移動することで、掘削部の均し作業を行なう。
特開2002−340231号公報
しかしながら、特許文献1の構成では、均し作業において、別の台船が必要になる。そのため、この台船を移動させることに時間がかかるとともに、台船の費用や移動にかかる燃料費等のコストが高かった。したがって、浚渫に時間がかかるとともに、そのコストも高かった。
そこで、本発明の目的は、浚渫にかかる時間やコストを抑えることができる浚渫船、及び浚渫工法を提供することにある。
上記課題に鑑み、本発明は以下の通りである。
本発明の浚渫船は、グラブバケット等の掘削具で浚渫区域の水底を掘削し、この掘削具に対して、船体後方側の位置に吊り下げた均し具で、今回掘削した掘削部を均す。均し具は、1本のH型鋼である。このH型鋼は、フランジの両端部に取り付けた2本のワイヤロープを、船体の中部の左右両側で1本ずつ保持しているとともに、このH型鋼のウェブの両端部のそれぞれに取り付けた2本のチェーンを、船首側で保持している。この浚渫船は、今回掘削した掘削部から次に掘削する掘削予定部へと船体を移動しているとき、均し具であるH型鋼を、今回掘削した水底に下ろして接地させる。したがって、船体が今回掘削した掘削部から次に掘削する掘削予定部へと移動しているときに、今回掘削した掘削部の水底を均すことができる。
このように、この浚渫船では、掘削部を掘削しながら、掘削した掘削部の均しが行えるので、浚渫区域の掘削が完了すると、掘削した掘削部の均しも完了する。したがって、浚渫にかかる工事時間や燃料費等のコストが抑えられる。
また、掘削具の吊り下げ量を変化させる掘削具吊り下げ機構部、および均し具である前記H型鋼の吊り下げ量を変化させる均し具吊り下げ機構部を設け、船体の移動時における均し具吊り下げ機構部によるH型鋼の吊り下げ量を、今回の掘削時における掘削具吊り下げ機構部による掘削具の吊り下げ量に基づいて制御する構成としてもよい。
浚渫にかかる時間やコストを抑えることができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る浚渫船の概略を示す概略斜視図である。また、図2は、浚渫船1が浚渫を行っている状態を示す図である。また、図3は、浚渫船1の構成を示すブロック図である。浚渫船1は、水底14の土砂を掘削し、掘削した掘削部を均し、浚渫を行う浚渫船であり、矢示Xの方向に進行する。
浚渫船1は、船体2、起重機3、グラブバケット3b、巻上機4、H型鋼5、スパッド6、作業室7、通信部8、制御部9、からなる。なお、本実施形態において、起重機3は、掘削具吊り下げ機構部に相当し、グラブバケット3bは掘削具に相当し、巻上機4は、均し具吊り下げ機構部に相当し、H型鋼5は、均し具に相当し、制御部9は、機構制御部に相当する。
船体2には、起重機3、巻上機4、スパッド6、作業室7がある。また、図示していない泥槽が設けられており、掘削した土砂をこの泥槽に貯留する。
起重機3は、船体2の船首に位置し、グラブバケット3bをワイヤロープ3aにより吊り下げ、グラブバケット3bを昇降させる。また、起重機3は、グラブバケット3bを開閉し、水底14の土砂をグラブバケット3bに掘削させる。
グラブバケット3bは、公知のグラブバケットを使用しており、バケット容量は、例えば25.0立方メートルである。
巻上機4は、起重機3の船体2後方側で、船体2の中部周縁に位置する。巻上機4は、H型鋼5をワイヤロープ5a,5bにより吊り下げ、H型鋼5を昇降させる。巻上機4は、巻上機4a,4bで構成され、巻上機4aは、ワイヤロープ5aを巻き上げ、巻上機4bは、ワイヤロープ5bを巻き上げる。巻上機4a,4bは、船体2の中心線に対して対称な位置にある。また、巻上機4は、後述する制御部9の制御により、H型鋼5の吊り下げ量を調整する。
H型鋼5は、三枚の厚板(フランジ10,11、ウェブ12)が溶接されて形成されており、断面形状がH状の鋼材である。フランジ10,11の長さは、船体2の船幅と略等しい。H型鋼5は、グラブバケット3bに対して、船体2後方側に位置し、グラブバケット3bが掘削した掘削部を均す。フランジ10は、端部にそれぞれ図示していない固定具が取り付けられており、この固定具にワイヤロープ5a,5bをそれぞれ固定する。このため、フランジ10の一方の端部は、巻上機4aが巻き上げるワイヤロープ5aで吊り下げられ、他方の端部は、巻上機4bが巻き上げるワイヤロープ5bで吊り下げられる。したがって、H型鋼5は、巻上機4に吊り下げられる。また、ウェブ12は、チェーン5c,5dにより、船体2に吊り下げられている。チェーン5c,5dは、船体2の船首の船底に取り付けられている図示していない固定具により固定されている。H型鋼5は、フランジ11が水底14に接地し、ウェブ12が掘削した掘削部の周囲に残った残存土砂15を受け止める。そのため、浚渫船1が掘削した掘削部から次に掘削する掘削予定部に移動するときに、掘削部の堀跡を均すことができる。なお、チェーン5c,5dが第3の吊り下げ機構部に相当する。また、チェーン5c,5dは、船底に固定具により固定するのではなく、巻上機4により吊り下げても良い。また、ウェブ12をチェーン5c,5dで吊り下げるのではなく、ワイヤロープ5a,5bとは異なるワイヤロープにより吊り下げても良い。
スパッド6は、スパッド6a〜6cからなり、角柱の鋼管である。スパッド6aは、船央に位置し、スパッド6b,6cは、船尾周縁に位置する。スパッド6a〜6cは、放射状の周上に120度間隔で配置している。制御部9の制御により、スパッド6a〜6cを水底14に打ち込み、船体2を水面13に停船する。また、スパッド6aは、船体2の移動にも使用する。このスパッド6aは、船体2に対して、15度前後稼動することで、船体2が移動する。このスパッド6aの稼動により、掘削した掘削部から次に掘削を行う掘削予定部に浚渫船1は移動する。
作業室7は、制御部9を備え、また、その他に、浚渫船1の位置や航路情報等の各種情報を表示する図示していない表示器、浚渫船1の操縦等を行う図示していない操作部等を備えている。通信部8は、GPS信号や図示していない基準局が送信した搬送波移送の積算値データ等を受信する。制御部9は、本体各部の動作を制御する。また、制御部9は後述する巻上機4の吊り下げ量の制御を行う。また、制御部9は、起重機3によるグラブバケット3bの吊り下げ量の制御や、スパッド6を水底に打ち込む制御や、スパッド6aを稼動させ、浚渫船1の移動の制御を行なう。また、制御部9は、通信部8が受信するGPS信号に基づいて、自船の位置を求める処理を行う。また、自船の位置測位をより正確に行うために、例えば、図示していない基準局が送信した搬送波移送の積算値データに基づいて、公知のRTK−GPS(Real Time KinematicGPS)により、自船の三次元位置を求める処理を行う。
次に、制御部9が行なうH型鋼5の吊り下げ量の制御動作について説明する。図4は、浚渫船1が行う浚渫の動作を示すフローチャートであり、図5〜図7は、浚渫船1の浚渫の動作を示す図である。なお、本実施形態において、Aで示す部位は、既に掘削を行った掘削部であり、Bで示す部位は、今回掘削を行う掘削部であり、Cで示す部位は、次に掘削を行う掘削予定部である。また、A〜Cで示す部位全体が浚渫区域Dである。また、浚渫船1は、矢示するX方向に進行する。
浚渫船1は、自船の位置をRTK−GPSにより測位し、自船の位置を確認する。浚渫船1は、掘削予定部の位置に到達すると、スパッド6を水底14に打ち込み、水面13に停止し、掘削作業を開始する。図5に示す通り、前回掘削を行った掘削部Aから今回掘削を行う掘削部Bの位置に移動が完了したので、掘削作業を開始する(ステップS1)。ステップS1において、起重機3は、グラブバケット3bを水底14に吊り下げ、掘削部Bを掘削する。このとき、制御部9は、起重機3がグラブバケット3bを掘削部Bに吊り下げた量である吊り下げ量を、グラブバケット3bが掘削部Bに到達した時のワイヤロープ3aに表示している深度表示から計測する(ステップS2)。ステップS2において、ワイヤロープ3aに表示されている深度表示を図示していない読取部が読み取り、読み取った結果を制御部9に入力する。制御部9は、読取部から入力された深度表示からワイヤロープ3aの吊り下げ量を測定する。
起重機3は、グラブバケット3bを吊り上げ、掘削部Bで掘削した土砂を船体2に設けている図示していない泥槽に運ぶ。浚渫船1は、掘削した土砂をこの泥槽に貯留する。この処理を掘削部Bの掘削が終了するまで繰り返す(ステップS3)。
掘削部Bの掘削が完了すると(ステップS3のY)、制御部9は、ステップS3で計測したワイヤロープ3aの移動量から、巻上機4によるH型鋼5の吊り下げ量を制御する(ステップS4)。ステップS4において、掘削部Bの掘削を複数回行った場合、その吊り下げ量の最大値を計測し、計測した値に基づいて、巻上機4がH型鋼5の吊り下げ量を制御すれば良く、掘削部Bの掘削が一回で終了した場合、そのときの吊り下げ量の値を計測し、計測した値に基づいて、巻上機4がH型鋼5の吊り下げ量を制御する。制御部9は、ワイヤロープ3aの吊り下げ量の計測値に基づいて、浚渫船1の船底から水底14までの距離を計測し、この距離を巻上機4がH型鋼5を吊り下げる吊り下げ量に決定する。そして、制御部9は、H型鋼5を巻上機4に決定した吊り下げ量で吊り下げさせる。
こうすることにより、船体2から水底14までの距離を実際に掘削した距離から求めることができる。そのため、浚渫船1の移動時に、H型鋼5が水底14に接地しやすくなるので、水底14の均しをより確実に行うことができる。
巻上機4は、制御部9からの制御を受けて、ワイヤロープ5a,5bを巻き上げ、H型鋼5の吊り下げ量を制御する。そして、H型鋼5のフランジ11を水底14に接地させる。H型鋼5の吊り下げ量の制御が完了すると、浚渫船1は、スパッド6aの稼動により、次に掘削する掘削予定部Cに移動する(ステップS5)。
図6に図示している通り、掘削予定部Cに移動しているとき、H型鋼5は、水底14の均しを行うことになる。掘削部Aの周囲に残った残存土砂15は、フランジ11、ウェブ12によりかき集められ、掘削部Aの堀跡に入り込む。この結果、次に掘削を行う掘削予定部Cに移動したときは、図7に示す通り、掘削部Aの堀跡は均されている。
こうすることにより、掘削部を掘削しながら、掘削した掘削部の均しを行うことができる。そのため、浚渫区域の掘削が完了すると、掘削した掘削部の均しも完了するので、均し作業のために移動する時間がなくなるとともに、この移動に必要な燃料費等のコストもかからない。また、別の台船による均しも必要なくなるので、台船を浚渫区域まで移動する時間がなくなるとともに、台船の費用や燃料費等のコストもかからない。したがって、浚渫にかかる時間やコストを抑えることができる。
なお、H型鋼のフランジ11を接地させ、フランジ11とウェブ12とにより掘削部の均しを行っているが、フランジ10,11を接地させ、フランジ10,11により掘削部の均しを行う構成にしても良い。この場合、フランジ10,11の一方または両方にチェーン5c,5dを取り付け、ウェブ12にワイヤロープ5a,5bを取り付ければよい。こうした場合でも、浚渫船1で水底14を掘削しながら、均しを行うことができる。
また、H型鋼5は、巻上機4で水底14に降下するのではなく、自重により降下しても良い。また、チェーン5c,5dを船底に取り付けているが、巻上機を船首に設置し、この巻上機がチェーン5c,5dを巻き上げる構成でも良い。また、スパッド4aにより移動するのではなく、押船により、浚渫船1が移動しても良い。また、H型鋼5を四本のワイヤロープ5a,5b、チェーン5c,5dにより吊り下げているが、ワイヤロープ5a,5bのみで吊り下げても良い。また、起重機3以外の構成で、グラブバケット3bを吊り下げても良いし、巻上機4以外の構成で、H型鋼5を吊り下げても良い。また、均し具としてH型鋼5を用いたが、複数のH型鋼を組み合わせたものを使用しても良いし、別の物品を均し具として使用しても良い。
1−浚渫船
2−船体
3−起重機
3a,5a,5b−ワイヤロープ
5c,5d−チェーン
3b−グラブバケット
4−巻上機
5−H型鋼
6−スパッド
7−作業室
8−通信部
9−制御部
10,11−フランジ
12−ウェブ
13−水面
14−水底
15−残存土砂
2−船体
3−起重機
3a,5a,5b−ワイヤロープ
5c,5d−チェーン
3b−グラブバケット
4−巻上機
5−H型鋼
6−スパッド
7−作業室
8−通信部
9−制御部
10,11−フランジ
12−ウェブ
13−水面
14−水底
15−残存土砂
Claims (4)
- 浚渫区域の水底を掘削する掘削具と、
前記掘削具に対して、船体後方側の位置に吊り下げた均し具と、を備え、
前記均し具を水底に接地させて、前記掘削具で今回掘削した掘削部から次に掘削する掘削予定部へと前記船体を移動し、今回掘削した掘削部を均す、浚渫船であって、
前記均し具は、1本のH型鋼であり、
前記H型鋼のフランジの両端部に取り付けた2本のワイヤロープを前記船体の中部の左右両側で1本ずつ保持し、前記H型鋼のウェブの両端部に取り付けた2本のチェーンを前記船体の船首側で保持している、浚渫船。 - 前記掘削具の吊り下げ量を変化させる掘削具吊り下げ機構部と、
前記均し具である前記H型鋼の吊り下げ量を変化させる均し具吊り下げ機構部と、
前記掘削具吊り下げ機構部による前記掘削具の吊り下げ量、および前記均し具吊り下げ機構部による前記H型鋼の吊り下げ量を個別に制御する機構制御部と、を備え、
前記機構制御部は、船体の移動時における前記均し具吊り下げ機構部による前記H型鋼の吊り下げ量を、今回の掘削時における前記掘削具吊り下げ機構部による前記掘削具の吊り下げ量に基づいて制御する、請求項1に記載の浚渫船。 - 浚渫船に搭載した掘削具により浚渫区域の水底を掘削する掘削ステップと、
前記掘削具に対して、船体後方側の位置に吊り下げた均し具を水底に接地させて、前記掘削ステップで今回掘削した掘削部から次に掘削する掘削予定部へと前記船体を移動し、今回掘削した掘削部を均す均しステップと、を備えた浚渫工法であって、
前記均し具は、1本のH型鋼であり、
前記H型鋼のフランジの両端部に取り付けた2本のワイヤロープを前記船体の中部の左右両側で1本ずつ保持し、前記H型鋼のウェブの両端部に取り付けた2本のチェーンを前記船体の船首側で保持している、浚渫工法。 - 前記均しステップにおいて、前記船体の移動時における均し具吊り下げ機構部による前記H型鋼の吊り下げ量を、今回の掘削時における掘削具吊り下げ機構部による前記掘削具の吊り下げ量に基づいて制御する吊り下げ量制御ステップを備えた請求項3に記載の浚渫工法。
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