JP4261610B1

JP4261610B1 - 浚渫船、及び浚渫工法

Info

Publication number: JP4261610B1
Application number: JP2008121842A
Authority: JP
Inventors: 誠土井
Original assignee: 株式会社白海
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: JP2009270343A

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

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。

浚渫船の概略斜視図である。浚渫船が浚渫を行っている状態を示す図である。浚渫船の構成ブロック図である。浚渫船が行う浚渫時の動作を示すフローチャートである。掘削部Ｂを掘削している状態での浚渫船を示す図である。掘削予定部Ｃへ移動している状態での浚渫船を示す図である。掘削予定部Ｃを掘削している状態での浚渫船を示す図である。

符号の説明

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

Claims

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。