JP5731243B2

JP5731243B2 - 固定式ダム浚渫工法

Info

Publication number: JP5731243B2
Application number: JP2011056414A
Authority: JP
Inventors: 岡田　英明; 英明岡田
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: JP2012193502A

Description

本発明は、ダム湖や湖沼に堆積する砂の浚渫を行うための固定式ダム浚渫システムとその工法に関するものである。

ダム湖や湖沼に堆積した砂の浚渫，処理がダム等の貯水能力維持のために必要であり、特に水力発電用のダムでは、取水口付近の堆砂が問題となる。そこで、従来の浚渫工法としては、例えば、グラブ船によるグラブで浚渫を行ったり、特許文献１又は特許文献２に記載されているように、ダム湖や湖沼に作業船等を浮かべてポンプ船若しくは水中サンドポンプによる浚渫等を行っている。このようなダム浚渫工法が知られている。

特開２００４−９２０７７号公報特開２００８−２２３４３３号公報

しかし、従来のダム浚渫工法においては、グラブ船やカッターポンプ船の操作やクレーン船による水中サンドポンプの取り回し作業などにおいて、特殊な技術を持った作業員が必要なため、その作業員の確保，浚渫技術の技術承継等が問題となる。また、浚渫船以外にも揚描船等も必要となり大がかりな工事となるとともに、浚渫工事の度にダム湖や湖沼へ、浚渫作業船を輸送手段で陸上運搬しなければならない。更に、作業船による浚渫工事のため、転船，アンカー打ち換え，段取り換え等の危険な作業が発生する。前記従来技術による浚渫工事では濁りの発生が抑えられないものである。本発明に係る固定式ダム浚渫システムとその工法は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る固定式ダム浚渫工法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、
下部にスカート部を有する排砂管と、前記スカート部に駆動水を噴射して土砂を前記排砂管から排砂させる高圧水噴射パイプと、前記排砂管の下部に配設されノズルから噴射される液状化水で前記ノズル周囲の土砂を液状化させる液状化噴射パイプとから成る浚渫用ポンプを形成し、前記浚渫用ポンプをダム湖の流れ込み部近傍若しくは取水口近傍の位置に固定して設置するとともに、該浚渫用ポンプを湖底地盤に堆積した土砂内に設置して、該浚渫用ポンプを駆動させて濁りの無い状態で湖底に堆積した土砂をダム湖の他の場所若しくは湖外にある土捨場に排砂することである。

本発明に係る固定式ダム浚渫工法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、
下部にスカート部を有する排砂管と、前記スカート部に駆動水を噴射して土砂を前記排砂管から排砂させる高圧水噴射パイプと、前記排砂管の下部に配設されるパイプであって該パイプに設けられたノズルから噴射される液状化水で前記ノズル周囲の土砂を液状化させる液状化噴射パイプとから成る浚渫用ポンプを形成し、前記浚渫用ポンプと湖から取水して前記浚渫用ポンプに供給する取水用ポンプとを湖底地盤からドルフィンの柱杭で支持させるとともに水深を監視するための水深測量装置を設置してなるドルフィンの上部工に支持させて前記浚渫用ポンプをダム湖の流れ込み部近傍若しくは取水口近傍の位置に固定して設置するとともに、前記湖底地盤に堆積した土砂内に設置し、前記浚渫用ポンプの排砂管に一端部が接続されて湖面からダム湖の他の場所若しくは湖外にある土捨場に他端部が導かれる排砂連結管を湖面上から前記土捨場まで配置し、前記取水用ポンプを駆動させて前記高圧水噴射パイプのノズルから高圧水を前記浚渫用ポンプにおける排砂管のスカート部に噴射させるとともに、前記液状化噴射パイプから液状化水を湖底地盤に堆積した土砂に噴射させて、前記浚渫用ポンプ付近の水深を監視しながら濁りが生じないようにして前記浚渫用ポンプの排砂管から前記排砂連結管で前記土砂をスラリー状にして土捨場に排砂することである。

本発明の固定式ダム浚渫システムとその工法によれば、浚渫用ポンプを例えばダム湖に常設するので、特殊な技術を必要とすることなく、誰にでも容易に浚渫が可能となる。
また、湖上での作業が無くなり、浚渫船や作業船による特殊な作業などが無くなるので、作業員の確保や安全面でも有効な工法となる。
浚渫用ポンプは土砂の中にあるので、濁りが生じないとともに、スラリー含泥率が高くスラリー輸送におけるエネルギー消費量が少ない工法となる。
浚渫部分に回転体などの機械部品がないので、摩耗の心配や機械的な故障等のおそれもない。また、水中サンドポンプによる浚渫ではないので、電気モーターやケーブル等が水中に没することがなく安全性が高い、と言う数々の優れた効果を奏するものである。

本発明に係る固定式ダム浚渫工法の概要を示す説明用断面図である。同本発明に係る固定式ダム浚渫工法の適用する場所として好ましい箇所を示す参考図である。同本発明の固定式ダム浚渫工法に使用する浚渫用ポンプ１の正面図（Ａ），使用状態の構成を示す概略斜視図（Ｂ），他の実施例に係る浚渫用ポンプ１ａ，１ｂの斜視図（Ｃ），（Ｄ）である。浚渫用ポンプ１による浚渫作業中の状態を示す説明用断面図である。浚渫作業の様子を拡大して示す拡大断面図である。ダム湖の取水口の浚渫をする様子を示す断面図である。

本発明に係る固定式ダム浚渫工法は、図１に示すように、ダム湖２等に堆積した土砂２ａを固定式の浚渫用ポンプ１で浚渫するものである。

前記浚渫用ポンプ１は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、下部にスカート部３を有する排砂管４と、前記スカート部３に駆動水を噴射してスラリー状の土砂を前記排砂管４から排砂させる高圧水噴射パイプ５と、前記排砂管４の下部に配設されノズル６から噴射される液状化水で前記ノズル６周囲の土砂を液状化させる液状化噴射パイプ７とから成る。

前記浚渫用ポンプ１を、ダム湖２の所望の位置に固定して設置する。この所望の位置としては、図１−Ｂに示すように、上方から見て斜線部で示す上流からの流れ込み部近傍、沢の流れ込み部近傍、取水口近傍などである。

図１−Ａと図４とに示すように、前記浚渫用ポンプ１とダム湖２から取水して前記浚渫用ポンプ１に、駆動水または液状化水として供給する取水用ポンプ１０とを湖底地盤１１からドルフィンの柱杭１２で支持させたドルフィンの上部工１３に支持させるとともに、前記浚渫用ポンプ１を前記湖底地盤１１に堆積した土砂２ａ内に、位置固定して設置する。

更に、前記浚渫用ポンプ１の排砂管４に一端部が接続されて湖面から所定の土捨場に他端部が導かれる排砂連結管１４を湖面上から、図１−Ａに示すように、ダム湖２の他の場所か若しくは湖外に配置する。前記排砂連結管１４は、複数のフローター１４ａによって支持されている。

このようにして、前記浚渫用ポンプ１をダム湖２の所望の位置に固定し設置した後、前記取水用ポンプ１０を駆動させて、図３に示すように、前記高圧水噴射パイプ５のノズル５ａから高圧水を前記浚渫用ポンプ１における排砂管４のスカート部３に噴射させる。これにより、周囲のスラリー状の土砂２ａが負圧によりスカート部３に吸い込まれて排砂管４で排砂される。

更に、前記液状化噴射パイプ７のノズル６から液状化水を湖底地盤１１に堆積した土砂２ａに向けて噴射させる。前記土砂２ａがスラリー状になって巻き上がり、前記高圧水噴射パイプ５のノズル５ａから噴射される高圧水に引き寄せられて、スカート部３から排砂管４で排砂される。そして、前記浚渫用ポンプ１の排砂管４から前記排砂連結管１４で前記土砂２ａをスラリー状にしてダム湖２の外に排砂する。この排砂連結管１４によって前記ダム湖の水面高さよりも低い位置に放出させると、サイフォンの原理によってスラリー状の土砂２ａはスカート部３を通り、より一層外部に排出されやすくなる。

前記土砂２ａは、図４に示すように、一例として、半径約２６ｍ、高さ１５ｍのサンドトラップが破線で示すように形成され、１０，０００ｍ^３以上の土砂２ａを浚渫することができるのである。この浚渫では土砂２ａ中に浚渫用ポンプ１があるので濁りが生じない。

本発明の実施例２として、液状化噴射パイプにおけるパイプとノズルとの組み合わせは、前記実施例１のように水平方向に伸びるパイプ７にノズル６が設けられているものと、図２（Ｃ）に示すように、水平方向に伸びるパイプ７と該水平なパイプ７の途中から垂設された鉛直パイプ１５と該鉛直パイプ１５に設けられたノズル６とからなる浚渫パイプ１ａがある。この鉛直タイプであれば、土砂２ａに深くノズル６を食い込ませてスラリー状にすることが可能である。

本発明の実施例３として、液状化噴射パイプ７におけるノズル６の噴射口の向きは、全部が下向きに設置されている場合（実施例１の場合），図２（Ｄ）に示すように、全部が排砂管４のスカート部３に向けて設置されている場合，図示してないが下向きに設置されたものと排砂管４のスカート部３に向けて設置されたものとが混在して設置されている場合の３通りがある。

前記ノズル６の噴射口の全部をスカート部３に向けることで、土砂２ａがスラリー含泥率の高い状態となって、排砂管４に吸い込まれやすくなりエネルギー効率が良くなる。また、ノズル６の噴射口を下向きと上向きとに混在させれば、土砂２ａの堆積具合や粘性等の土砂性質等により、適宜に使い分けることができて、効率的に土砂２ａをスラリー状にすることができる。

その他、前記取水用ポンプ１０の運転を遠隔操作するようにしたり、また、自動運転するようにしたりしても良い。前記ドルフィンの上部工１３やドルフィンの柱杭１２に、超音波を用いた水深測量装置などを設置して、浚渫用ポンプ１の付近の水深を常に監視するようにしても良い。前記ドルフィンの上部工１３を桟橋状にして、複数の浚渫用ポンプ１を設置するのも好ましいものである。

本発明に係る固定式ダム浚渫工法は、ダム湖に限らず湖沼や港湾などにも適用することができる。

１浚渫用ポンプ、
１ａ，１ｂ他の実施例に係る浚渫用ポンプ
２ダム湖、２ａ堆積した土砂、
３スカート部、
４排砂管、
５高圧水噴射パイプ、５ａメインノズル、
５ｂ給水縦管、
６ノズル、
７液状化噴射パイプ、７ａ給水縦管、
８連結部材、
９ダム堤体、
１０取水用ポンプ、
１１湖底地盤、
１２ドルフィンの柱杭、
１３ドルフィンの上部工、
１４排砂連結管、１４ａフローター、
１５鉛直パイプ。

Claims

下部にスカート部を有する排砂管と、前記スカート部に駆動水を噴射して土砂を前記排砂管から排砂させる高圧水噴射パイプと、前記排砂管の下部に配設されノズルから噴射される液状化水で前記ノズル周囲の土砂を液状化させる液状化噴射パイプとから成る浚渫用ポンプを形成し、
前記浚渫用ポンプをダム湖の流れ込み部近傍若しくは取水口近傍の位置に固定して設置するとともに、該浚渫用ポンプを湖底地盤に堆積した土砂内に設置して、該浚渫用ポンプを駆動させて濁りの無い状態で湖底に堆積した土砂をダム湖の他の場所若しくは湖外にある土捨場に排砂すること、
を特徴とする固定式ダム浚渫工法。
下部にスカート部を有する排砂管と、前記スカート部に駆動水を噴射して土砂を前記排砂管から排砂させる高圧水噴射パイプと、前記排砂管の下部に配設されるパイプであって該パイプに設けられたノズルから噴射される液状化水で前記ノズル周囲の土砂を液状化させる液状化噴射パイプとから成る浚渫用ポンプを形成し、
前記浚渫用ポンプと湖から取水して前記浚渫用ポンプに供給する取水用ポンプとを湖底地盤からドルフィンの柱杭で支持させるとともに水深を監視するための水深測量装置を設置してなるドルフィンの上部工に支持させて前記浚渫用ポンプをダム湖の流れ込み部近傍若しくは取水口近傍の位置に固定して設置するとともに、前記湖底地盤に堆積した土砂内に設置し、
前記浚渫用ポンプの排砂管に一端部が接続されて湖面からダム湖の他の場所若しくは湖外にある土捨場に他端部が導かれる排砂連結管を湖面上から前記土捨場まで配置し、
前記取水用ポンプを駆動させて前記高圧水噴射パイプのノズルから高圧水を前記浚渫用ポンプにおける排砂管のスカート部に噴射させるとともに、前記液状化噴射パイプから液状化水を湖底地盤に堆積した土砂に噴射させて、前記浚渫用ポンプ付近の水深を監視しながら濁りが生じないようにして前記浚渫用ポンプの排砂管から前記排砂連結管で前記土砂をスラリー状にして土捨場に排砂すること、
を特徴とする固定式ダム浚渫工法。