JP4994993B2 - 薄層砂撒き装置及び薄層砂撒き方法 - Google Patents

Description

本発明は、海底地盤の改良を目的として海底地盤に敷砂・覆砂を施すための薄層砂撒き装置及び薄層砂撒き方法に関するものである。

港湾などの閉鎖水域では長年に亘って汚濁物質いわゆるヘドロが堆積してそこから栄養塩や有害物が溶出して水質を不良にしており、その水質改善は社会的要求である。水質改善の直接的な方法は、汚濁底質を除去してこれを適当な処分地に埋め立てて封じ込める方法であるが、膨大な量の汚濁底質に比べて処分地が不足し、また処分費用も高くつくので実施は困難である。そこで近年、汚濁底質表面を砂で覆うことにより栄養塩や有害物の溶出を防止するという経済的な方法が実施されるようになってきた。

またあさりなどの貝類の養殖場では、長年使用しているとたとえ砂地盤であっても死貝の影響が現われ、又地盤が徐々に固くなるため養殖に適しなくなっている。その対策として、従来の地盤を掘り起こして改善するよりも経済的に有利な、砂を薄く均一に敷き均す方法が実施されている。

従来、海底への砂撒き方法としては、船上のホッパー内の砂をベルトコンベアーで海面から散布する方法や、ガット船や底開き土運船を使用して海面から又は海面近くの船底から直接投下する方法などが行われてきた。

この方法では、海面又は海面近くから砂が直接投下されるので海水が濁り易く、そのため周辺環境へ悪影響を及ぼしたり、濁りのため砂撒き中は例えば音響測深機のような測深機が使用できず濁りが治まってから砂の層の厚さを測定して管理する必要があり非常に効率が悪かった。また海面又は海面近くから均一に砂を撒くことは難しい上に、砂が海底面に到達するまでに潮流など影響も受け易いので、海底面に均一な砂の層を形成させることは非常に困難であった。

投入した砂が潮流などの影響を受けることがない覆砂装置としては、海上から海底まで達する高さの砂散布用シュートを使用して、この砂散布用シュートに海上から砂を投入することによって砂撒きを行う覆砂装置がある（例えば、特許文献１ 図１参照。）。
この砂散布用シュートのように、周囲の海水から遮断した状態で砂を投入すれば潮流等の影響は受け難いが、砂は海上から投入されるだけであるから均一に砂を撒くことは難しく、また狭い砂散布用シュート内に大量の砂が投入されるため、砂散布用シュート内の海水は濁りが酷く、この濁りが収まるまで砂の層の厚さを測定したり確認したりすることができないため非常に効率が悪い。

これに対して海水の濁りを抑え作業効率を高めた海底砂撒装置や砂撒工法としては、海底近くに位置させた砂撒ヘッドからスラリー状の砂を排出させる海底砂撒装置や砂撒工法がある（例えば、特許文献２参照。）。
この海底砂撒装置や砂撒工法では、砂をスラリー状にしてポンプで圧送するので、砂の沈降を待つ必要がなく効率的に作業ができ、また海底近くの砂撒ヘッドからスラリー状の砂が排出されるので、海水も濁り難く、また潮流等の影響を受けることもない。
しかしながら、スラリー状の砂を排出させる砂撒ヘッドは排出口側に向けて拡径した形状を成しているだけで、均一に砂を撒くことが難しく、またスラリー状の砂が軟弱な海底面に勢いよく排出されるため、海底面に安定的に均一な砂の層を形成させることは難しい。

特開２００４−９２２４４号公報 特開２０００−１３６５３３号公報

本発明は前記の問題に鑑み、確認の難しい海底面に均一の砂の層を形成させることができ、作業効率に優れた薄層砂撒き装置及び薄層砂撒き方法を提供することを課題とする。

本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、海底面に敷設した通水性シート又は通水性フィルム上に、下面が開口した略直方体状を成す砂堆積箱を着底させて、この砂堆積箱内に台船上から砂供給管を介して直接スラリー状の砂を注入すれば、砂堆積箱は略直方体状をなしているので強制的に直方体状の砂層を形成させることができ、更にこの砂堆積箱にスラリー状の砂をポンプによって送り込めば、砂の沈降等を待つ必要がなく効率的にスラリー状の砂を堆積させることができ、
またこのような略直方体状の砂堆積箱において、形成させる砂層の厚さに相当する高さより上面側の両側部をそれぞれ開口させ、スラリー状の砂が注入される中空の供給用箱体を一方の側部の開口部の周縁から外側に向けて、また水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船上へと排出させる中空の排出用箱体を他方の側部の開口部の周縁から外側に向けてそれぞれ突設させ、更に間仕切りによって内部の下方側を長手方向と直角な幅方向に所定間隔で複数に区画すれば、スラリー状の砂は砂堆積箱の上方側の両側部に形成された供給用箱体から排出用箱体へ向けて海底面と略平行に流れ、更にスラリー状の砂は細い砂供給管から供給用箱体を介して広い砂堆積箱内部へと供給されるので砂堆積箱内では緩やかな流れとなるので、この緩やかで海底面と略平行な流れの中で粒径の大きな砂を非常に容易に堆積させることができ、更に、スラリー状の砂を砂堆積箱へと送り込む砂供給管を、間仕切りによって仕切られた砂堆積箱内の各区画にその横断面積に略比例する割合で分岐すれば、供給されたスラリー状の砂が砂堆積箱内で偏って堆積することがなく、
またこの砂堆積箱に支持部材を立設させ、台船にその進行方向と平行に形成された条溝からその上端部を突出させれば、砂の層が形成された後に砂堆積箱を上昇させて、形成された砂の薄層の一部と重なるように砂堆積箱を下降させスラリー状の砂を順次堆積させることができるので、広大な海底面に容易且つ効率よく砂の層を形成させることができ、
更に薄層砂撒き方法において、砂供給管を介して供給されるスラリー状の砂と排出管を介して排出されるスラリー状の砂との濃度をガンマ線密度計によって測定して略同じ密度となった際にスラリー状の砂の供給を停止させれば、スラリー状の砂が砂堆積箱内に十分に堆積したことを容易に確認でき、より確実に砂堆積箱内に所望の厚さの砂層を形成させることができることを究明して本発明を完成したのである。

即ち本発明は、
台船の先端側に設置された敷設装置によって海底面に敷設された通水性シート又は通水性フィルム上に連続した砂の薄層を形成させるための薄層砂撒き装置であって、下面が開口した略直方体状を成し、長手方向と直角な両側部が形成させる砂層の厚さに相当する高さより上面までがそれぞれ開口していて、スラリー状の砂が供給される中空の供給用箱体が一方の該側部の開口部の周縁から外側に向けて、また水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船上へと排出させる中空の排出用箱体が他方の側部の開口部の周縁から外側に向けて水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船上へと排出させる中空の排出用箱体がそれぞれ突設されており、長手方向と平行で略直方体の下面に位置する部位から各開口部の下端より僅かに高い位置までの高さを有する間仕切りによって内部の下方側が長手方向と直角な幅方向に所定間隔で複数に区画されており海底面に敷設された通水性シート又は通水性フィルム上に下端四周を着底させた状態で砂が充填される砂堆積箱と、台船上からポンプによって供給されるスラリー状の砂を間仕切りによって仕切られた砂堆積箱内部の下方側の各区画に対応する供給用箱体内の位置に分岐して各区画の横断面積に略比例する割合で供給する砂供給管と、排出用箱体に砂堆積箱の幅方向に所定間隔で開口している排出口から砂堆積箱内の水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船上へと排出させる排出管と、砂堆積箱に立設されていて、台船にその進行方向と平行に形成された条溝からその上端部が突出される支持部材とから構成されていることを特徴とする薄層砂撒き装置と、
台船の先端側に設置された敷設装置によって海底面に通水性シート又は通水性フィルムを敷設しながら通水性シート又は通水性フィルム上に連続した砂の薄層を形成させるための薄層砂撒き方法であって、下面が開口した略直方体状を成し、長手方向と直角な両側部が形成させる砂層の厚さに相当する高さより上面までがそれぞれ開口していて、スラリー状の砂が供給される中空の供給用箱体が一方の該側部の開口部の周縁から外側に向けて、また水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船上へと排出させる中空の排出用箱体が他方の側部の開口部の周縁から外側に向けて水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船上へと排出させる中空の排出用箱体がそれぞれ突設されており、長手方向と平行で略直方体の下面に位置する部位から各開口部の下端より僅かに高い位置までの高さを有する間仕切りによって内部の下方側が長手方向と直角な幅方向に所定間隔で複数に区画されている砂堆積箱の下端四周を、海底面に敷設された通水性シート又は通水性フィルム上に着底させ、台船上からポンプによってスラリー状の砂を砂供給管を介して間仕切りによって仕切られた供給用箱体内の各区画に対応する位置に分岐して各区画の横断面積に略比例する割合で供給することによって砂堆積箱内に砂を堆積させると共に、砂堆積箱内の水，空気，微粒砂及び余剰の砂を排出用箱体に砂堆積箱の幅方向に所定間隔で開口している排出口に分岐して装着された排出体を介して台船上へと排出させ、供給されるスラリー状の砂と排出されるスラリー状の砂との濃度をガンマ線密度計によって測定して略同じ密度となった際にスラリー状の砂の供給を停止させ、台船にその進行方向と平行に形成された条溝から突出されている砂堆積箱に立設された支持部材を介して砂の薄層が形成された砂堆積箱を上昇させ、条溝に沿って移動させて形成された砂の薄層の一部と重なるように砂堆積箱を下降させて前記操作を繰り返して連続した薄層を形成させ、支持部材が台船の条溝の台船の進行方向端部近傍まで達した後、係留させていた台船を移動させて係留し、支持部材を条溝に沿って台船の進行方向と反対側へと戻し上記砂撒き作業を繰り返すことを特徴とする薄層砂撒き方法とである。

更に本発明に係る薄層砂撒き装置及び薄層砂撒き方法において、台船上から圧縮流体が注入される可撓性のあるチューブ状の端部押さえを砂堆積箱の長手方向と平行な両側板の外面の下部に砂堆積箱の長手方向の略全長に亘って設ければ、砂堆積箱内に注入されたスラリー状の砂が砂堆積箱の下方側の側方から流出し難くなるので、効率良く砂の層を形成させることができて好ましい。

また本発明に係る薄層砂撒き方法において、台船にその進行方向と平行な複数の条溝を設け、各条溝に支持部材の上端部を突出させた状態に砂堆積箱を配備し、各砂堆積箱内に砂を充填すれば、効率良く砂撒き作業ができて好ましく、またこのように複数の砂堆積箱を使用する場合において、各砂供給体を切り換え部を介して１つのポンプに接続させ、１つの砂堆積箱内に砂を充填した後に切り換え部によってスラリー状の砂を注入する砂供給体を切り換えて他の砂堆積箱内に順次砂を充填すると共に、充填が終わった砂堆積箱を次の砂撒きをする位置に順次移動させれば、連続的に砂撒き作業ができ作業時間を大幅に短縮できて好ましく、更に台船上で砂が充填された帯状の荷重体を通水性シート又は通水性フィルムの長手方向の両側部に装着しながら通水性シート又は通水性フィルムを敷設すれば、通水性シート又は通水性フィルムの浮き上がりを防止できるので砂撒き作業がし易くて好ましく、また砂供給体にスラリー状の砂を注入する際に低い流速で注入を開始して、その後に所定の流速まで上げて注入すれば、スラリー状の砂の注入開始時に、砂供給体内へと注入したスラリー状の砂がそのまま排出体へと流されることを防止して、砂供給体内へのスラリー状の砂の堆積を促進させることができて好ましいのである。

本発明に係る薄層砂撒き装置及び薄層砂撒き方法では、台船の先端側に設置された敷設装置によって海底面に敷設した通水性シート又は通水性フィルム上に、下面が開口した略直方体状を成す砂堆積箱を着底させて、この砂堆積箱に台船上から砂供給管を介して直接スラリー状の砂が注入されるので、砂堆積箱は略直方体状をなしているから強制的に直方体状の砂層を形成させることができ、更にスラリー状の砂がこの砂堆積箱内にポンプによって送り込まれるので、砂の沈降等を待つ必要がなく効率的にスラリー状の砂を堆積させることができ、
またこのような略直方体状の砂堆積箱において、形成させる砂の層の厚さに相当する高さより上面側の両側部がそれぞれ開口していて、スラリー状の砂が注入される中空の供給用箱体が一方の側部の開口部の周縁から外側に向けて、また水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船上へと排出させる中空の排出用箱体が他方の側部の開口部の周縁から外側に向けてそれぞれ突設されており、更に間仕切りによって内部の下方側が長手方向と直角な幅方向に所定間隔で複数に区画されているから、スラリー状の砂は砂堆積箱の上方側の両側部に形成された供給用箱体から排出用箱体へ向けて海底面と略平行に流れ、更に細い砂供給管から供給用箱体を介して広い砂堆積箱内部へと供給されるので砂堆積箱内では緩やかな流れとなるので、この緩やかで海底面と略平行な流れの中で粒径の大きな砂を非常に容易に堆積させることができ、更に、スラリー状の砂を砂堆積箱へと送り込む砂供給管が、間仕切りによって仕切られた砂堆積箱内の各区画にその横断面積に略比例する割合で分岐されているから、供給されたスラリー状の砂が砂堆積箱内で偏って堆積することがなく、
また台船にその進行方向と平行に形成された条溝から突出されている砂堆積箱に立設された支持部材を介して砂の薄層が形成された砂堆積箱を上昇させ、条溝に沿って移動させて形成された砂の薄層の一部と重なるように砂堆積箱を下降させスラリー状の砂を順次堆積させることによって、広大な海底面に容易且つ効率よく砂の層を形成させることができ、
更に薄層砂撒き方法において、砂供給管を介して供給されるスラリー状の砂と排出管を介して排出されるスラリー状の砂との濃度をガンマ線密度計によって測定して略同じ密度となった際にスラリー状の砂の供給が停止されるので、スラリー状の砂が砂堆積箱内に十分に堆積したことを容易に確認でき、より確実に砂堆積箱内に所望の厚さの砂層を形成させることができるのである。

更に本発明に係る薄層砂撒き装置及び薄層砂撒き方法において、台船上から圧縮流体が注入される可撓性のあるチューブ状の端部押さえが砂堆積箱の長手方向と平行な両側板の外面の下部に砂堆積箱の長手方向の略全長に亘って設けられている場合には、砂堆積箱内に注入されたスラリー状の砂が堆積箱の下方側の側方から流出し難くなるので、効率良く砂の層を形成させることができるのである。

また本発明に係る薄層砂撒き方法において、台船に台船の進行方向と平行な複数の条溝を設け、各条溝に支持部材の上端部を突出させた状態に砂堆積箱を配備し、各砂堆積箱内に砂を充填する場合には、効率良く砂撒き作業ができ、またこのように複数の砂堆積箱を使用する場合において、各砂供給管が切り換え部を介して１つのポンプに接続されていて、１つの砂堆積箱内に砂を充填した後に切り換え部によってスラリー状の砂を供給する砂供給管を切り換えて他の砂堆積箱内に順次砂を充填すると共に、充填が終わった砂堆積箱を次の砂撒きをする位置に順次移動させる場合には、連続的に砂撒き作業ができ作業時間を大幅に短縮でき、更に台船上で砂が充填された帯状の荷重体を通水性シート又は通水性フィルムの長手方向の両側部に装着しながら通水性シート又は通水性フィルムを敷設する場合には、通水性シート又は通水性フィルムの浮き上がりを防止できるので砂撒き作業がし易く、また砂供給管にスラリー状の砂を供給する際に低い流速で注入を開始して、その後に所定の流速まで上げて注入する場合には、スラリー状の砂の注入開始時に、砂供給体内へと注入したスラリー状の砂がそのまま排出体へと流されることを防止して、砂供給体内へのスラリー状の砂の堆積を促進させることができるのである。

以下、図面を用いて本発明に係る薄層砂撒き装置及び薄層砂撒き方法について詳細に説明する。
図１は本発明に係る薄層砂撒き装置が台船に装備されている様子を示す斜視説明図、図２は本発明に係る薄層砂撒き装置の砂堆積箱を海底面に敷設された通水性シート又は通水性フィルム上に着底させた様子を示す斜視説明図、図３は台船上で砂が充填された帯状の荷重体を通水性シート又は通水性フィルムの長手方向の両側部に装着する様子を示す斜視説明図である。

図面中、Ｘは台船であり、図１のように台船Ｘには薄層砂撒き装置が装備されていており、またスラリー状の砂を載せた別の船と一体と成っていてもよい。またＹは台船Ｘの先端側に設置された通水性シート又は通水性フィルムＺの敷設装置であり、図１のように１台の台船Ｘに複数設けられていてもよい。
更にＰは台船Ｘ上に設置されたポンプであり、このポンプＰによって台船Ｘ上から後述する砂堆積箱１内にスラリー状の砂が供給されるのである。またＲは台船Ｘにその進行方向と平行に形成された条溝であり、この条溝Ｒからは後述する砂堆積箱１に立設された支持部材４の上端部が突出されている。

１は、下面が開口した略直方体状を成し、長手方向と直角な両側部が形成させる砂層の厚さに相当する高さより上面までがそれぞれ開口していて、スラリー状の砂が供給される中空の供給用箱体1aが一方の側部の開口部の周縁から外側に向けて、また水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船Ｘ上へと排出させる中空の排出用箱体1bが他方の側部の開口部の周縁から外側に向けてそれぞれ突設されており、長手方向と平行で略直方体の下面に位置する部位から各開口部の下端より僅かに高い位置までの高さを有する間仕切り1cによって内部の下方側が長手方向と直角な幅方向に所定間隔で複数に区画されており海底面に敷設された通水性シート又は通水性フィルムＺ上に下端四周を着底させた状態で砂が充填される砂堆積箱である。
この砂堆積箱１は略直方体状をなしているので強制的に直方体状の砂層を形成させることができ、更にこの砂堆積箱１内にスラリー状の砂をポンプＰによって送り込めば、砂の沈降等を待つ必要がなく効率的にスラリー状の砂を堆積させることができ、また砂堆積箱１は下面が開口しており、砂堆積箱１にスラリー状の砂を堆積させた後は砂堆積箱１を上方へと持ち上げるだけで容易に取り外すことができる。

２は、台船Ｘ上からポンプＰによって供給されるスラリー状の砂を間仕切り1cによって仕切られた砂堆積箱１内部の下方側の各区画に対応する供給用箱体1a内の位置に分岐して各区画の横断面積に略比例する割合で供給する砂供給管である。スラリー状の砂は細い砂供給管２から供給用箱体1aを介して広い砂堆積箱１内部へと供給されるので砂堆積箱１内では緩やかな流れとなるので、この緩やかで海底面と略平行な流れの中で粒径の大きな砂を容易に堆積させることができる。更に、スラリー状の砂を砂堆積箱１内へと送り込む砂供給管２は、間仕切り1cによって仕切られた砂堆積箱１内の各区画にその横断面積に略比例する割合で分岐しているので、供給されたスラリー状の砂が砂堆積箱１内で偏って堆積することがない。
また砂供給管２にスラリー状の砂を供給する際に低い流速で注入を開始して、その後に所定の流速まで上げて注入すれば、スラリー状の砂の注入開始時に、砂供給体１内へと注入したスラリー状の砂がそのまま後述する排出体３へと流されることを防止して、砂供給体１内へのスラリー状の砂の堆積を促進させることができる。

３は排出用箱体1bに砂堆積箱１の幅方向に所定間隔で開口している排出口から砂堆積箱１内の水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船Ｘ上へと排出させる排出管である。
この排出管３も砂供給管２と同様に分岐されているとよいが、砂供給管２のようにスラリー状の砂を間仕切り1cによって仕切られた砂堆積箱１内の各区画に分散させるなどの役割はないので、必ずしも砂供給管２のように砂堆積箱１内の各区画に対応させて分岐させる必要はない。従って、排出効率を高めるため、例えば図２の如く、排出管３を砂供給管２より多く分岐させたり、図示していないが場合によっては砂供給管２と同数又は少なく分岐させてもよい。

４は砂堆積箱１に立設されていて、台船Ｘにその進行方向と平行に形成された条溝Ｒからその上端部が突出される支持部材である。
この支持部材４を介して砂の薄層が形成された砂堆積箱１を上昇させ、条溝Ｒに沿って移動させて形成された砂の薄層の一部と重なるように砂堆積箱１を下降させて砂撒き作業を繰り返すと共に、支持部材４が台船Ｘの条溝Ｒの台船Ｘの進行方向端部近傍まで達した後は、係留させていた台船Ｘを移動させて再度係留し、支持部材４を条溝Ｒに沿って台船Ｘの進行方向と反対側へと戻せば、砂撒き作業を繰り返し効率良く行うことができる。

５は台船Ｘ上から圧縮流体が注入される可撓性のあるチューブ状の端部押さえであり、この端部押さえ５は砂堆積箱１の長手方向と平行な両側板の外面の下部に砂堆積箱１の長手方向の略全長に亘って設けられている。
この端部押さえ５が設けられていれば、砂堆積箱１内に注入されたスラリー状の砂は砂堆積箱１の下方側の側方から流出し難くなるので、効率良く砂の層を形成させることができる。

６は供給されるスラリー状の砂と排出されるスラリー状の砂との濃度を測定するためのガンマ線密度計である。
薄層砂撒き方法において、このガンマ線密度計６を用いて、砂供給管２を介して供給されるスラリー状の砂と排出管３を介して排出されるスラリー状の砂との濃度を測定して、略同じ密度となった際にスラリー状の砂の供給を停止させれば、スラリー状の砂が砂堆積箱１内に十分に堆積したことを容易に確認でき、より確実に砂堆積箱１内に所望の厚さの砂層を形成させることができるのである。

７は切り換え部であり、複数の砂堆積箱１を使用する場合において、各砂堆積箱１に設けられた砂供給体２がこの切り換え部７を介して１つのポンプＰに接続されていれば、１つのポンプＰで効率良く砂撒き作業ができるのである。

８は台船Ｘ上で砂が充填された帯状の荷重体であり、この荷重体８を通水性シート又は通水性フィルムＺの長手方向の両側部に装着しながら通水性シート又は通水性フィルムＺは海底面に敷設すれば、通水性シート又は通水性フィルムＺの浮き上がりが防止でき、砂撒き作業がし易いのである。

本発明に係る薄層砂撒き装置を使用して実際に薄層砂撒きをするには、先ず図１のようなロール状の通水性シート又は通水性フィルムＺを順次送り出す敷設装置Ｙや、図３のようなロール状の通水性シート又は通水性フィルムＺの長手方向の両側部に砂が充填された帯状の荷重体８を装着しながら順次送り出す敷設装置Ｙを先端側に設置した台船Ｘを準備する。なおこの台船Ｘは、砂堆積箱１に供給するスラリー状の砂を蓄え、また砂堆積箱１内から排出された水，空気，微粒砂及び余剰の砂を蓄えるための別の船と一体と成っていてもよい。
次に台船Ｘにその進行方向と平行に形成された条溝Ｒから、下面が開口した略直方体状を成す砂堆積箱１に立設された支持部材４の上端部を突出させて設置する。

図１に示した態様では、２台の敷設装置Ｙが台船Ｘの先端側に設置されており、また各敷設装置Ｙの後方には台船Ｘの進行方向と平行な２条の条溝Ｒがそれぞれ設けられていて、各条溝Ｒには支持部材４の上端部を突出させた状態で砂堆積箱１がそれぞれ配備されている。そして、各砂堆積箱１へとそれぞれ接続された砂供給管２は切り換え部７を介して１つのポンプＰに接続されている。なお図１に示した態様では、各砂供給管２が砂堆積箱１に接続された金属製の分岐された部分と、切り換え部７を介してポンプＰへと接続された軟質の管とから構成されている。

また各砂堆積箱１は、例えば、図２の如く２枚の間仕切り1cによって内部の下方側が長手方向と直角な幅方向に所定間隔で３つに区画されており、この３つの区画に対応させて砂供給管２も３つに分岐されて砂堆積箱１の供給用箱体1aに接続されている。
一方、砂堆積箱１内の水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船Ｘ上へと排出させる排出管３も排出効率を高めるために分岐されているとよいが、必ずしも砂供給管２のように間仕切り1cによって仕切られた砂堆積箱１内の各区画に対応させて分岐させる必要はない。

台船Ｘ上からポンプＰによって供給されたスラリー状の砂は砂供給管２を通り、砂堆積箱１の供給用箱体1aへと送り込まれる。この供給用箱体1aは中空になっていて、スラリー状の砂は一旦この供給用箱体1aに供給されてから砂堆積箱１内の間仕切り1cによって区画された空間へと流れるため、供給されたスラリー状の砂が直接海底面に向けて勢いよく達することがなく、既に堆積しているスラリー状の砂を再度巻き上げたり、押し流したりすることもない。
また細い砂供給管２から供給用箱体1aを介して広い砂堆積箱１内部へと供給されるので砂堆積箱１内の間仕切り1cによって区画された空間では緩やかな流れとなり、また供給されたスラリー状の砂は砂堆積箱１の上方側の両側部に形成された供給用箱体1aから排出用箱体1bへ向けて海底面と略平行に流れる。このように砂堆積箱１内に緩やかで海底面と略平行な流れが形成されるので粒径の大きな砂が沈降し易くなり、また不要な微粒砂が押し流されて排出される。その後、砂堆積箱１内に十分な量の砂が堆積すると、供給されたスラリー状の砂はそのまま排出管３へと流されていくので、供給される砂供給管２内のスラリー状の砂の密度と、排出される排出管３内のスラリー状の砂の密度とをガンマ線密度計６で測定して、略同じ密度となった際にスラリー状の砂の供給を停止すれば、確認の難しい海底面に確実に所望の厚さの砂の層を形成させることができるのである。
なお、砂堆積箱１の側方からスラリー状の砂が漏れることを防止するために、図２のように台船Ｘ上から圧縮流体が注入される可撓性のあるチューブ状の端部押さえ５が砂堆積箱１の長手方向と平行な両側板の外面の下部に砂堆積箱１の長手方向の略全長に亘って設けられていると好ましい。

また図１のように２つの薄層砂撒き装置を使用する場合には、一方の砂堆積箱１に所望の厚さの砂の層を形成させた後に、切り換え部７によってスラリー状の砂を供給する砂供給管２を切り換えて他の砂堆積箱１内にスラリー状の砂を供給し、その間に一方の砂堆積箱１に立設された支持部材４の上端部を台船Ｘ上で把持等して上方へと持ち上げ、形成された砂の薄層の一部と重なるように台船Ｘの進行方向に移動させて下降させる。
そして、他方の砂堆積箱１内に所望の厚さの砂の層が形成された後に、切り換え部７によって、再度一方の砂堆積箱１にスラリー状の砂を供給する工程を繰り返せば、効率良く薄層の砂撒きができるのである。

このような工程を繰り返して、砂堆積箱１に立設された支持部材４の上端部が台船Ｘの条溝Ｒの台船Ｘの進行方向端部近傍まで達した後、係留させていた台船Ｘを移動させて、再度係留し、支持部材４を条溝Ｒに沿って台船Ｘの進行方向と反対側へと戻し上記砂撒き作業を繰り返すことによって、長い距離に亘って連続的に砂撒き作業ができるのである。

本発明に係る薄層砂撒き装置が台船に装備されている様子を示す斜視説明図である。 本発明に係る薄層砂撒き装置の砂堆積箱を海底面に敷設された通水性シート又は通水性フィルム上に着底させた様子を示す斜視説明図である。 台船上で砂が充填された帯状の荷重体を通水性シート又は通水性フィルムの長手方向の両側部に装着する様子を示す斜視説明図である。

符号の説明

１ 砂堆積箱
1a 供給用箱体
1b 排出用箱体
1c 間仕切り
２ 砂供給管
３ 排出体
４ 支持部材
５ 端部押さえ
６ ガンマ線密度計
７ 切り換え部
８ 荷重体
Ｘ 台船
Ｙ 敷設装置
Ｚ 通水性シート又は通水性フィルム
Ｐ ポンプ
Ｒ 条溝

Claims (8)

1. 台船(Ｘ)の先端側に設置された敷設装置(Ｙ)によって海底面に敷設された通水性シート又は通水性フィルム(Ｚ)上に連続した砂の薄層を形成させるための薄層砂撒き装置であって、
   下面が開口した略直方体状を成し、長手方向と直角な両側部が形成させる砂層の厚さに相当する高さより上面までがそれぞれ開口していて、スラリー状の砂が供給される中空の供給用箱体(1a)が一方の該側部の開口部の周縁から外側に向けて、また水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船(Ｘ)上へと排出させる中空の排出用箱体(1b)が他方の該側部の開口部の周縁から外側に向けてそれぞれ突設されており、長手方向と平行で該略直方体の下面に位置する部位から各開口部の下端より僅かに高い位置までの高さを有する間仕切り(1c)によって内部の下方側が長手方向と直角な幅方向に所定間隔で複数に区画されており海底面に敷設された該通水性シート又は該通水性フィルム(Ｚ)上に下端四周を着底させた状態で砂が充填される砂堆積箱(１)と、
   台船(Ｘ)上からポンプ(Ｐ)によって供給されるスラリー状の砂を該間仕切り(1c)によって仕切られた砂堆積箱(１)内部の下方側の各区画に対応する該供給用箱体(1a)内の位置に分岐して各区画の横断面積に略比例する割合で供給する砂供給管(２)と、
   該排出用箱体(1b)に該砂堆積箱(１)の幅方向に所定間隔で開口している排出口から該砂堆積箱(１)内の水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船(Ｘ)上へと排出させる排出管(３)と、
   該砂堆積箱(１)に立設されていて、該台船(Ｘ)にその進行方向と平行に形成された条溝(Ｒ)からその上端部が突出される支持部材(４)とから構成されていることを特徴とする薄層砂撒き装置。
2. 台船(Ｘ)上から圧縮流体が注入される可撓性のあるチューブ状の端部押さえ(５)が砂堆積箱(１)の長手方向と平行な両側板の外面の下部に該砂堆積箱(１)の長手方向の略全長に亘って設けられている請求項１に記載の薄層砂撒き装置。
3. 台船(Ｘ)の先端側に設置された敷設装置(Ｙ)によって海底面に通水性シート又は通水性フィルム(Ｚ)を敷設しながら該通水性シート又は該通水性フィルム(Ｚ)上に連続した砂の薄層を形成させるための薄層砂撒き方法であって、
   下面が開口した略直方体状を成し、長手方向と直角な両側部が形成させる砂層の厚さに相当する高さより上面までがそれぞれ開口していて、スラリー状の砂が供給される中空の供給用箱体(1a)が一方の該側部の開口部の周縁から外側に向けて、また水，空気，微粒砂及び余剰の砂を台船(Ｘ)上へと排出させる中空の排出用箱体(1b)が他方の該側部の開口部の周縁から外側に向けてそれぞれ突設されており、長手方向と平行で該略直方体の下面に位置する部位から各開口部の下端より僅かに高い位置までの高さを有する間仕切り(1c)によって内部の下方側が長手方向と直角な幅方向に所定間隔で複数に区画されている砂堆積箱(１)の下端四周を、海底面に敷設された該通水性シート又は該通水性フィルム(Ｚ)上に着底させ、
   台船(Ｘ)上からポンプ(Ｐ)によってスラリー状の砂を砂供給管(２)を介して該間仕切り(1c)によって仕切られた該供給用箱体(1a)内の各区画に対応する位置に分岐して各区画の横断面積に略比例する割合で供給することによって該砂堆積箱(１)内に砂を堆積させると共に、
   該砂堆積箱(１)内の水，空気，微粒砂及び余剰の砂を該排出用箱体(1b)に該砂堆積箱(１)の幅方向に所定間隔で開口している排出口に分岐して装着された排出体(３)を介して台船(Ｘ)上へと排出させ、
   供給されるスラリー状の砂と排出されるスラリー状の砂との濃度をガンマ線密度計(６)によって測定して略同じ密度となった際にスラリー状の砂の供給を停止させ、
   該台船(Ｘ)にその進行方向と平行に形成された条溝(Ｒ)から突出されている該砂堆積箱(１)に立設された支持部材(４)を介して砂の薄層が形成された該砂堆積箱(１)を上昇させ、条溝(Ｒ)に沿って移動させて形成された砂の薄層の一部と重なるように該砂堆積箱(１)を下降させて前記操作を繰り返して連続した薄層を形成させ、
   該支持部材(４)が該台船(Ｘ)の条溝(Ｒ)の台船(Ｘ)の進行方向端部近傍まで達した後、係留させていた該台船(Ｘ)を移動させて係留し、該支持部材(４)を該条溝(Ｒ)に沿って台船(Ｘ)の進行方向と反対側へと戻し上記砂撒き作業を繰り返すことを特徴とする薄層砂撒き方法。
4. 敷設装置(Ｙ)によって海底面に敷設した通水性シート又は通水性フィルム(Ｚ)上に砂堆積箱(１)の開口した下面を着底させた後に、該砂堆積箱(１)の長手方向と平行な両側板の外面の下部に略全長に亘って設けられている可撓性のあるチューブ状の端部押さえ(５)に、台船(Ｘ)上から圧縮流体を注入して、海底面に敷設された該通水性シート又は該通水性フィルム(Ｚ)と着底させた砂堆積箱(１)の両側面の下部との間に隙間を生じさせないようにして、該砂堆積箱(１)内に砂を充填する請求項３に記載の薄層砂撒き方法。
5. 台船(Ｘ)に該台船(Ｘ)の進行方向と平行な複数の条溝(Ｒ，‥)を設け、各条溝(Ｒ)に支持部材(４)の上端部を突出させた状態に砂堆積箱(１)を配備し、各砂堆積箱(１)内に砂を充填する請求項３又は４に記載の薄層砂撒き方法。
6. 各砂供給管(２)が切り換え部(７)を介して１つのポンプ(Ｐ)に接続されていて、１つの砂堆積箱(１)内に砂を充填した後に切り換え部(７)によってスラリー状の砂を供給する砂供給管(２)を切り換えて他の砂堆積箱(１)内に順次砂を充填すると共に、充填が終わった砂堆積箱(１)を次の砂撒きをする位置に順次移動させる請求項５に記載の薄層砂撒き方法。
7. 台船(Ｘ)上で砂が充填された帯状の荷重体(８)を通水性シート又は通水性フィルム(Ｚ)の長手方向の両側部に装着しながら該通水性シート又は該通水性フィルム(Ｚ)を敷設する請求項３から６までのいずれか１項に記載の薄層砂撒き方法。
8. 砂供給管(２)にスラリー状の砂を供給する際に低い流速で注入を開始し、その後に所定の流速まで上げてスラリー状の砂を注入する請求項３から７までのいずれか１項に記載の薄層砂撒き方法。

Images