JP4928957B2 - 浚渫における吸込み方法および浚渫用吸込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、浚渫における吸込み方法および浚渫用吸込み装置に関し、さらに詳しくは、小さな吸込み力であっても効率的に対象土壌の吸込み作業を行なうことができる浚渫における吸込み方法および浚渫用吸込み装置に関するものである。

従来、吸込みポンプに接続した吸込み管を水上から水底に延ばし、先端の吸込み口を吸引圧力が低下しないように浚渫の対象土壌に密着させて吸込み、水上に揚送するようにした浚渫用の吸込み装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、吸込み管先端の吸込み口を、回転可能に軸支された中空の多孔ボールの内部に配置した装置が提案されている。この多孔ボールの内側または外側には接地側のみを開口したカバーが設けられ、対象土壌の上で多孔ボールを回転させることにより、移動しながら対象土壌と吸込み口との間に多孔ボールを介在させて対象土壌の吸込みを行なうようにしている。この提案によれば、対象土壌に障害物や凹凸がある場合であっても多孔ボールが吸込み口を保護しつつ、これらを乗り越えることができる。

しかしながら、多孔ボールとカバーとにより吸込み口の近傍を囲い、吸込みポンプを作動させて吸込み口を負圧状態にして対象土壌の吸込みを行なう構造であるため、吸込みポンプの吸込み力（吸引圧力）のみで吸込み作業の効率が決定し、吸込み作業の効率を上げるには、吸込み力の大きな吸込みポンプが必要になるという問題があった。これに伴い装置が大型化し、広いスペースが確保できないダム湖などの作業ヤードや移動台船上などでは吸込み作業の効率を向上させることは困難であった。

さらに、吸込み口を負圧状態にする際に有利になるように、吸込み口を対象土壌に密着するようにするため、一度に吸込みができる範囲が狭くなって効率的に吸込み作業を行なうには不利な構造であった。

また、回転するブレード等の掘削手段により、予め対象土壌を掘り起こしてから吸込む方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような方法では、掘削手段を駆動するための駆動機構が必要となるため、装置をコンパクトにすることが困難であった。また、対象土壌を掘り起こしてスラリー状にして吸込むため、汚濁の拡散を防止するためには相応する大きな吸込み力の吸込みポンプが必要となり、益々、装置をコンパクト化するには不利であった。
特開平５−４４２３０号公報 特開平２−１５３１２６号公報

本発明の目的は、小さな吸込み力であっても効率的に対象土壌の吸込み作業を行なうことができる浚渫における吸込み方法および浚渫用吸込み装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の浚渫における吸込み方法は、吸込みポンプに接続された吸込み管を通じて、水底に堆積した対象土壌の吸込みを行なう浚渫における吸込み方法であって、細分化処理手段のメッシュ部を対象土壌に埋入して該対象土壌をメッシュ状に細分化しつつ、該細分化した対象土壌とすき間をあけた上方位置に前記吸込み管先端の吸込み口を配置して、該吸込み口から該細分化した対象土壌を吸込むようにしたことを特徴とするものである。

ここで、前記細分化処理手段を、周面にメッシュ部を有する円筒状メッシュ体とし、該円筒状メッシュ体を前記吸込み管の先端部に円筒軸心を中心に回転可能に支持して、周面の一部を対象土壌に埋入させて転動させることにより該対象土壌をメッシュ状に細分化することもでき、前記細分化処理手段を、平面にメッシュ部を有する平板状メッシュ体とし、該平板状メッシュ体を下方移動させて対象土壌に埋入させることにより該対象土壌をメッシュ状に細分化することもできる。また、前記細分化処理手段とした円筒状メッシュ体に埋入深さ調節板を設け、該埋入深さ調節板により細分化処理手段の埋入深さを設定することもできる。

また、本発明の浚渫用吸込み装置は、吸込みポンプと、該吸込みポンプに接続されて水底に堆積した対象土壌を吸込む吸込み管とを備えた浚渫用吸込み装置であって、メッシュ部を有する細分化処理手段を設け、該細分化処理手段のメッシュ部を対象土壌に埋入することにより該対象土壌をメッシュ状に細分化可能に構成するとともに、該細分化した対象土壌とすき間をあけた上方位置に前記吸込み管先端の吸込み口を配置するように設定し、該吸込み口から該細分化した対象土壌を吸込むように構成したことを特徴とするものである。

ここで、前記細分化処理手段を、周面にメッシュ部を有する円筒状メッシュ体に構成し、該円筒状メッシュ体を前記吸込み管の先端部に円筒軸心を中心に回転可能に支持し、前記吸込み口を該円筒状メッシュ体の内部に配置するとともに、該円筒状メッシュ体の下方側の周面のメッシュ部に対向させて間隔をあけて配置することもでき、前記細分化処理手段を、平面にメッシュ部を有する平板状メッシュ体に構成し、該平板状メッシュ体を前記吸込み管の先端部に吸込み口と対向するように間隔をあけて取付けることもできる。また、前記細分化処理手段とした円筒状メッシュ体に、該細分化処理手段の埋入深さを設定する埋入深さ調節板を設けることもできる。

本発明によれば、細分化処理手段のメッシュ部を対象土壌に埋入してメッシュ状に細分化することにより、細分化されて隣接するメッシュ単位の対象土壌どうしの結びつきが弱くなる。これにより、水底に堆積した対象土壌が小さな吸込み力であっても吸込まれ易い状態になる。さらに、吸込み口を対象土壌とすき間をあけた上方位置に配置し、かつ細分化した対象土壌どうしの間にすき間を設けた状態にすることにより、吸込み口の近傍には、細分化した対象土壌を吸込み口に吸引するような水流が形成され、一度に広範囲の対象土壌を吸込むことが可能になるため、対象土壌の吸込み作業を効率的に行なうことができる。

本発明の浚渫における吸込み方法および浚渫用吸込み装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように、本発明の浚渫用吸込み装置１（以下、吸込み装置１という）は、作業船１２に設置した吸込みポンプ１０に吸込み管２を接続し、水上から水底に延びる吸込み管２の先端部に円筒状メッシュ体６を備えている。この吸込みポンプ１０の他方側には、作業船１２から陸上の捨土場所に延設された排出管１１が接続されている。

浚渫対象となる対象土壌Ｇの上にある円筒状メッシュ体６を図２〜５に例示するが、図２および３では円筒状メッシュ体６の内部構造を明確にするため、円筒状メッシュ体６の一部の構成要素を二点鎖線で示し、図４および５では円筒状メッシュ体６のみを単独で示す。この円筒状メッシュ体６は、線材により構成されたメッシュ部６ａを周面に有するとともに、両側面の円筒軸心にある支持軸５、５を中心として２本の支持アーム４、４によって両持ち構造で回転可能に支持されている。両側面は、支持軸５を中心にして放射状に延設された棒材により形成されている。

２本の支持アーム４、４のうち、一方の支持アーム４は吸込み管２の一部を兼用する構造であり、吸込み管２は一方の支持軸５を挿通して、先端の吸込み口３が円筒状メッシュ体６の内部に配置されている。円盤状に拡径したフランジ型の吸込み口３は、円筒状メッシュ体６の下方側（即ち、接地面側）の周面のメッシュ部６ａに対向し、かつ、このメッシュ部６ａと所定の間隔をあけた位置に設定されている。

メッシュ部６ａは、対象土壌Ｇに埋入した際に、対象土壌Ｇをメッシュ状に細分化できればよく、線材に限らず、例えば、エキスパンドメタル板のように多孔板などで構成することもできる。また、両側面は円盤状の板材等で形成してもよく、円筒状メッシュ体６の少なくとも周面にメッシュ部６ａが設けられていればよい。

円筒状メッシュ体６の両側面には、円筒軸方向外側に突出した複数の埋入深さ調節板８が、円周方向に所定ピッチで配置されている。この埋入深さ調節板８は、支持軸５を中心にして放射状に延設された棒材に対して固定ネジ８ａによって固定されている。この固定ネジ８ａを緩めることにより、埋入深さ調節板８が固定ネジ８ａを中心にして回転し、側面視における傾斜角度を任意に設定することができ、この傾斜角度を調節することにより、円筒状メッシュ体６の対象土壌Ｇに対する接地圧を変化させることができる。

また、円筒状メッシュ体６の内部には、周面に近接する２つの円柱状のスクレーパ９、９が円筒状メッシュ体６とは独立に所定位置に固定されている。

次いで、この吸込み装置１を用いた本発明の吸込み方法を説明する。図１に例示するように、円筒状メッシュ体６の下方側の周面のメッシュ部６ａを水底に堆積した対象土壌Ｇに埋入させるとともに、吸込み口３が対象土壌Ｇの表面と所定のすき間をあけた上方位置になるように設定する。この状態で作業船１２を移動させることにより、吸込み管２の移動とともに円筒状メッシュ体６を支持軸５を中心に転動させつつ、水平方向に移動させる。

これにより円筒状メッシュ体６が転動した後の対象土壌Ｇが、次々と平面方向でメッシュ状に細分化される。メッシュ状に細分化した対象土壌Ｇ１は、隣接するメッシュ単位の対象土壌Ｇ１どうしが分断された状態になるので、互いの結びつきが弱くなる。さらに、メッシュ状に細分化した対象土壌Ｇ１は、図６に例示するように転動するメッシュ部６ａによって上下方向にも分断されて、柱状あるいはブロック状に形成される。

上記のように対象土壌Ｇをメッシュ状に細分化して細分化した対象土壌Ｇ１どうしの間にすき間を形成しつつ、細分化した対象土壌Ｇ１の上方位置に吸込み口３を配置して所定のすき間を形成した状態にすることにより、吸込み口３から吸引すると細分化した対象土壌Ｇ１が吸込み口３に吸込まれるような水流が生じる。この水流とともに細分化した対象土壌Ｇ１が吸込み口３から吸込まれて作業船１２まで揚送され、排出管１１を通じて所定の捨土場所に排送される。

このように、細分化処理手段となる円筒状メッシュ体６の転動により対象土壌Ｇを、予めメッシュ状に細分化して吸込まれ易い状態にするので、吸込み口３の吸引圧力が低くて小さな吸込み力であっても、吸込み口３近傍に生じる水流により十分な量の吸込みを行なうことができる。また、従来のように、対象土壌Ｇに吸込み口３を密着させて負圧状態にして吸込む方法ではなく、細分化した対象土壌Ｇ１と所定のすき間をあけた位置に配置した吸込み口３から吸込むので、従来の方法に比べ一度に広範囲の対象土壌Ｇを吸込むことができる。

したがって、吸込み力の小さな吸込みポンプ１０であっても、効率的に対象土壌Ｇの吸込み作業を行なうことができる。また、吸込み力の小さな吸込みポンプ１０を採用することが可能になるため、吸込み装置１をコンパクトに構成することが容易になる。

円筒状メッシュ体６は、吸込み管２の水平移動とともに転動するので、特別な転動駆動装置を設ける必要がなく、一段と構造が簡素になり装置全体をコンパクト化することが容易になる。また、円筒状メッシュ体６は、対象土壌Ｇを細分化するだけであり、掘削するように機能するものではないため、対象土壌Ｇの拡散による周辺水域の汚濁を防止することができる。さらに、メッシュ部６ａが吸込み管２を詰まらせる異物を排除するフィルタとしても機能するので、効率の良い吸込み作業を長期にわたり行なうことができる。

円筒状メッシュ体６の対象土壌Ｇに対する埋入深さは、埋入調節板８の傾斜角度を調節して対象土壌Ｇに対する接地圧を調節することにより所定深さに設定する。埋入深さを大きくする場合は、埋入調節板８の対象土壌Ｇとの接地面積を小さくして接地圧が大きくなるように調節し、埋入深さを小さくする場合は、接地面積を大きくして接地圧が小さくなるように調節する。

また、この円筒状メッシュ体６では、転動している間にメッシュ部６ａが対象土壌Ｇにより目詰まりするような場合であっても、目詰まりした対象土壌Ｇがスクレーパ９により掻き落されるので、常に、対象土壌Ｇを一定のメッシュ状に細分化することができる。スクレーパ９は、必要に応じて設ければよく、その形状も実施形態に例示した円柱状に限定されるものではなく、例えば、断面くさび形状にすることもできる。

図７〜９に吸込み装置１の別の実施形態を例示する。図７〜９では、上述した実施形態と同構造の部分は省略し、異なる構造にした吸込み管２の先端部周辺のみを示す。

この吸込み装置１は、吸込み管３の先端部に設けた細分化処理手段を、平板状メッシュ体７にしている。この平板状メッシュ体７は、円環状の枠材の内部の平面に、線材により構成されたメッシュ部７ａを有し、吸込み管２の表面に設けられた支持軸５、５を中心として２本の支持アーム４、４によって両持ち構造で回転可能に支持されている。このように支持アーム４、４により回転可能に支持された平板状メッシュ体７は、吸込み口３に対する対向角度を所定角度に設定して固定され、吸込み口３と対向して所定の間隔をあけて取付けられている。

メッシュ部７ａは、対象土壌Ｇに埋入した際に、対象土壌Ｇをメッシュ状に細分化できればよく、線材に限らず、例えば、エキスパンドメタル板のような多孔板などで構成することもできる。また、平板状メッシュ体７の外形は円形状に限らず、例えば四角形状等の種々の形状を採用することができる。この平板状メッシュ体７にも、上述の実施形態と同様の埋入深さ調節板８を設けることができる。細分化処理手段としては、その他、周面をメッシュ部７ａにした半球体状（お椀状）メッシュ体などを用いることもできる。

次いで、この吸込み装置１を用いた本発明の吸込み方法を説明する。図７〜９に例示するように、平板状メッシュ体７を下方移動させてメッシュ部７ａを対象土壌Ｇに埋入させるとともに、吸込み口３が対象土壌Ｇの表面と所定のすき間をあけた上方位置になるように設定する。

これによれば、平板状メッシュ体７が埋入した対象土壌Ｇが、平面方向でメッシュ状に細分化され、メッシュ状に細分化した対象土壌Ｇ１は、隣接するメッシュ単位の対象土壌Ｇ１どうしが分断された状態になるので、互いの結びつきが弱くなる。そこで、細分化した対象土壌Ｇ１と所定のすき間をあけた上方位置に配置した吸込み口３から吸引すると、先に説明した実施形態と同様に、細分化した対象土壌Ｇ１が吸込み口３に吸込まれるような水流が生じ、この水流とともに細分化した対象土壌Ｇ１が、吸込み口３から吸込まれて作業船１２に揚送され、排出管１１を通じて所定の捨土場所に排送される。

このように、所定の位置に平板状メッシュ体７を埋入してメッシュ状に細分化した対象土壌Ｇ１を吸込み口３から吸込み、順次、平板状メッシュ体７を上方移動させて対象土壌Ｇから引揚げて次の位置に水平移動させ、その位置で平板状メッシュ体７を下方移動させて対象土壌Ｇに埋入して、メッシュ状に細分化した対象土壌Ｇ１を吸込むように作業をおこなう。平板状メッシュ体７の上下移動と水平移動は、吸込み管２の上下移動と水平移動に連動して行えるため、平板状メッシュ体７のために特別な上下移動装置、水平移動装置を設ける必要がない。

本発明において、メッシュ状に細分化した対象土壌Ｇ１と吸込み口３とのすき間は、対象土壌Ｇの特性等により決定される。メッシュ部６ａ、７ａの個々の開口の形状は特に限定されるものではなく、また、メッシュ部６ａ、７ａの個々の開口の大きさは対象土壌Ｇの特性等により適正な大きさに設定する。

また、吸込み口３は種々の形状を採用することができるが、実施形態に例示したような円盤状のフランジ型にすると、水平方向の水流流速が大きくなり、これによって対象土壌Ｇに作用するせん断応力が大きくなるため細分化し易くなる。また、一度に広い範囲の対象土壌Ｇを吸引することができる。吸込み口３に近づく程、水流流速が速くなるため、細分化した対象土壌Ｇ１の吸い残しを最小限にすることも可能になる。

支持アーム４は、対向する吸込み口３とメッシュ部６ａ、７ａとの間隔を調節できるように伸縮可能に構成することもできる。本発明において、吸込み口３とメッシュ部６ａ、７ａとの間隔は、主に、対象土壌Ｇに対するメッシュ部６ａ、７ａの埋入深さにより適切な間隔が設定される。

本発明によれば、吸込み装置１がコンパクトに構成できるので、ダム湖に堆積した泥土や土砂等を浚渫する際など、周辺に平坦な土地がなく、作業スペースが狭くて大型の浚渫設備を用いることが困難な場合に特に適している。また、作業船１２を用いることなく、陸上から直接吸込み管２を水底に延ばすようにして対象土壌Ｇの吸込み作業を行なうこともできる。

本発明の吸込み装置の実施形態を例示する説明図である。 図１の吸込み管の先端部周辺を例示する側面図である。 図２の正面図である。 図２の円筒状メッシュ体を例示する側面図である。 図４の正面図である。 図１の吸込み装置による対象土壌の吸込み方法を例示する説明図である。 吸込み装置の別の実施形態における吸込み管の先端部周辺を例示する側面図である。 図７の正面図である。 図７の平面図である。

符号の説明

１ 吸込み装置
２ 吸込み管
３ 吸込み口
４ 支持アーム
５ 支持軸
６ 円筒状メッシュ体
６ａ メッシュ部
７ 平板状メッシュ体
７ａ メッシュ部
８ 埋入深さ調節板
８ａ 固定ネジ
９ スクレーパ
１０ 吸込みポンプ
１１ 排出管
１２ 作業船
Ｇ 対象土壌
Ｇ１ 細分化した対象土壌

Claims (8)

1. 吸込みポンプに接続された吸込み管を通じて、水底に堆積した対象土壌の吸込みを行なう浚渫における吸込み方法であって、細分化処理手段のメッシュ部を対象土壌に埋入して該対象土壌をメッシュ状に細分化しつつ、該細分化した対象土壌とすき間をあけた上方位置に前記吸込み管先端の吸込み口を配置して、該吸込み口から該細分化した対象土壌を吸込むようにした浚渫における吸込み方法。
2. 前記細分化処理手段を、周面にメッシュ部を有する円筒状メッシュ体とし、該円筒状メッシュ体を前記吸込み管の先端部に円筒軸心を中心に回転可能に支持して、周面の一部を対象土壌に埋入させて転動させることにより該対象土壌をメッシュ状に細分化する請求項１に記載の浚渫における吸込み方法。
3. 前記細分化処理手段を、平面にメッシュ部を有する平板状メッシュ体とし、該平板状メッシュ体を下方移動させて対象土壌に埋入させることにより該対象土壌をメッシュ状に細分化する請求項１に記載の浚渫における吸込み方法。
4. 前記細分化処理手段に埋入深さ調節板を設け、該埋入深さ調節板により細分化処理手段の埋入深さを設定する請求項２に記載の浚渫における吸込み方法。
5. 吸込みポンプと、該吸込みポンプに接続されて水底に堆積した対象土壌を吸込む吸込み管とを備えた浚渫用吸込み装置であって、メッシュ部を有する細分化処理手段を設け、該細分化処理手段のメッシュ部を対象土壌に埋入することにより該対象土壌をメッシュ状に細分化可能に構成するとともに、該細分化した対象土壌とすき間をあけた上方位置に前記吸込み管先端の吸込み口を配置するように設定し、該吸込み口から該細分化した対象土壌を吸込むように構成した浚渫用吸込み装置。
6. 前記細分化処理手段を、周面にメッシュ部を有する円筒状メッシュ体に構成し、該円筒状メッシュ体を前記吸込み管の先端部に円筒軸心を中心に回転可能に支持し、前記吸込み口を該円筒状メッシュ体の内部に配置するとともに、該円筒状メッシュ体の下方側の周面のメッシュ部に対向させて間隔をあけて配置した請求項５に記載の浚渫用吸込み装置。
7. 前記細分化処理手段を、平面にメッシュ部を有する平板状メッシュ体に構成し、該平板状メッシュ体を前記吸込み管の先端部に吸込み口と対向するように間隔をあけて取付けた請求項５に記載の浚渫用吸込み装置。
8. 前記細分化処理手段に、該細分化処理手段の埋入深さを設定する埋入深さ調節板を設けた請求項６に記載の浚渫用吸込み装置。

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