JP5988206B2

JP5988206B2 - 薄層浚渫方法

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Publication number: JP5988206B2
Application number: JP2012185204A
Authority: JP
Inventors: 熊谷　隆宏; 隆宏熊谷; 信也江口
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: JP2014043680A

Description

本発明は、港湾等の水底部に堆積した土砂を浚渫する浚渫方法であって、水中に設置された筒状容器の内外水位差を利用した薄層浚渫方法に関する。

従来、港湾等の水底部を浚渫する方法には、グラブ浚渫船を使用した方法（例えば、特許文献１を参照）や、ポンプ浚渫船を使用した方法（例えば、特許文献２を参照）の他、上端開口部を水面に突出させた筒状容器を使用し、この筒状容器内の水位と筒状容器外の水位との水頭差を利用して浚渫を行う方法が知られている（例えば、特許文献３を参照）。

水頭差を利用した浚渫方法は、上端開口部を水上に突出させた状態で水中に配置される有底筒状の筒状容器と、一端が筒状容器内に連通され、他端が水底面表層部に挿入される吸引管とを備え、筒状容器内水位を筒状容器外水位（自然水位）より低くし、その水頭差を利用して吸引管内に負圧を生じさせることにより吸引管を通して水底面表層部の土砂を周囲の水とともに筒状容器内に吸引するようにしている。

特開平１０−０６０９４３号公報特開平１０―２８０４６８号公報特表２００４−５２８７７号公報

しかしながら、上述の如きグラブ浚渫船を使用した方法では、グラブバケットを着底させた際に周辺土砂が巻き上がり、それにより当該水域に混濁を生じさせるとともに土砂の拡散を招く虞があり、特に、水底土砂に汚染物質を含むような場合には当該土砂の拡散が問題となる。

また、このようなグラブ浚渫船を使用した方法では、グラブバケットで水底部の土砂を掴み取るので、水底部表層を均一且つ薄く浚渫するには、グラブバケットの制御が複雑であったり、水底面に凹凸が生じたりする等の困難性を伴うという問題があった。

上述の如きポンプ浚渫船を使用した方法では、ポンプによる吸引力の微調整が難しく、水底部表層を均一且つ薄く浚渫することが困難であるという問題があった。

一方、上述の如き筒状容器内外水位の水頭差を利用した浚渫方法においては、細粒分、砂、礫及びその他の雑物等の粒径の異なる土砂成分が吸引管を通して筒状容器内に吸引されるため、筒状容器内に吸引された土砂を細粒分、砂、細礫等の粒径の小さな成分と中礫以上の粒径の大きな成分とに分別する場合、粒径の小さな成分を筒状容器内から排出するためのサンドポンプとは別に、粒径の大きな成分を筒状容器内から排出するために重機やベルトコンベア等を必要とし、浚渫装置全体が大掛かりになるという問題があった。

本発明は、このような従来の問題に鑑み、簡易な構造で粒径の小さな土砂成分のみを浚渫し、浚渫作業時の土砂の拡散を抑制可能な薄層浚渫方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の課題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、上端開口部を水上に突出させた状態で移動可能に水中に配置される有底筒状の筒状容器と、一端が前記筒状容器内に連通され、他端が水底面部に挿入される吸引管とを備えてなる浚渫装置を使用し、前記筒状容器内水位を筒状容器外水位より低くし、前記筒状容器内外水位の水頭差を利用して前記吸引管内に負圧を生じさせることにより前記吸引管を通して前記水底面部表層の土砂を吸引する薄層浚渫方法において、前記浚渫装置は、前記吸引管内の流速を計測する流速計測手段と、該流速計測手段による計測値に基づいて前記吸引管内の流速を所定の流速以下に制御する流速制御手段とを備え、前記流速制御手段は、前記筒状容器内水位を注排水により調整する水位調節機構と、予め設定された基準筒状容器内水位を再設定する再設定手段とを備え、前記流速計測手段により前記吸引管内の流速を計測しつつ、前記水位調節機構により前記流速計測手段による計測値が前記所要の流速より速い際には前記筒状容器内に注水し、計測値が前記所要の流速より遅い際には前記筒状容器内より排水することにより吸引管内の流速を調整した後、該流速調整後の当該筒状容器内の水位を計測し、該計測値に基づいて再設定手段により新たな基準筒状容器内水位を再設定することにより、前記吸引管内の流速を所定の流速以下に制御し、所要粒径以下の土砂成分のみを吸引することにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記筒状容器内底部にポンプを備え、該ポンプにより前記筒状容器内に吸引された土砂成分を周囲の水とともに排出することにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、上端開口部が水上に突出した状態に水中に設置される逆流用筒状容器と、該逆流用筒状容器の下端部と前記吸引管とを連通させる開閉可能な連通路とを備え、前記逆流用筒状容器内の水位を記逆流用筒状容器外の水位より高くし、前記逆流用筒状容器内外水位の水頭差を利用して前記吸引管内に水底側に向けた流れを生じさせることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３の何れか１の構成に加え、前記吸引管の吸引口は、水平方向に向けて開口した形状に形成されてなることにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項１〜４の何れか１の構成に加え、前記吸引管の吸引口に所要粒径以上の土砂成分の通過を規制するフィルターを設けてなることにある。

本発明に係る薄層浚渫方法は、上述したように、上端開口部を水上に突出させた状態で移動可能に水中に配置される有底筒状の筒状容器と、一端が前記筒状容器内に連通され、他端が水底面部に挿入される吸引管とを備えてなる浚渫装置を使用し、前記筒状容器内水位を筒状容器外水位より低くし、前記筒状容器内外水位の水頭差を利用して前記吸引管内に負圧を生じさせることにより前記吸引管を通して前記水底面部表層の土砂を吸引する薄層浚渫方法において、前記吸引管内の流速を流速計測手段により計測し、該流速計測手段による計測値に基づいて流速制御手段により前記吸引管内の流速を所要の流速以下に制御し、所要粒径以下の土砂成分のみを吸引することにより、粒径が小さく拡散し易い土砂成分の拡散及び周辺水域の混濁を抑えつつ、水底表層部を均一且つ薄く浚渫することができる。また、筒状容器内に吸引した土砂を分別する必要がなく、重機等を用いずにサンドポンプ等のみで排出することができる。更には、汚染物質がシルト・粘性土等の細粒分に付着し易いことから、吸引管内の流速を制御して粒径の小さな土砂成分のみを選別して浚渫することで、汚染物質を水底土砂から効率的に除去することができる。

また、本発明において、前記流速制御手段は、前記筒状容器内水位を注排水により調整する水位調節機構と、予め設定された基準筒状容器内水位を再設定する再設定手段とを備え、前記流速計測手段により前記吸引管内の流速を計測しつつ、前記水位調節機構により前記流速計測手段による計測値が前記所要の流速より速い際には前記筒状容器内に注水し、計測値が前記所要の流速より遅い際には前記筒状容器内より排水することにより吸引管内の流速を調整し、然る後、該流速調整後の当該筒状容器内の水位を計測し、該計測値に基づいて再設定手段により新たな基準筒状容器内水位を再設定することにより、吸引管内の流速を常に最適な状態に保つことができる。

また、本発明において、前記流速制御手段は、前記吸引管の途中に流量調節可能な開閉弁を備え、前記流速計測手段による計測値が前記所要の流速より速い際に、前記開閉弁を動作させて前記流量を減少させ、前記流速計測手段による計測値が前記所要の流速より遅い際に、前記開閉弁を動作させて前記流量を増加させることにより、吸引管内の流速を常に最適な状態に保つことができる。

更に本発明において、記筒状容器内底部にポンプを備え、該ポンプにより前記筒状容器内に吸引された土砂成分を周囲の水とともに排出することにより、筒状容器内からの土砂成分の排出を重機等の大掛かりな設備を用いずに容易に行うことができる。

更にまた、本発明において、上端開口部が水上に突出した状態に水中に設置される逆流用筒状容器と、該逆流用筒状容器の下端部と前記吸引管とを連通させる開閉可能な連通路とを備え、前記逆流用筒状容器内の水位を記逆流用筒状容器外の水位より高くし、前記逆流用筒状容器内外水位の水頭差を利用して前記吸引管内に水底側に向けた流れを生じさせることにより、吸引管内の目詰まりを好適に防止することができる。

また、本発明において、前記吸引口は、水平方向に向けて開口した形状に形成されてなることにより、好適に水底表層部に堆積した土砂成分を均一且つ薄く浚渫することができる。

更にまた、本発明において、前記吸引口に所要粒径以上の土砂成分の通過を規制するフィルターを設けてなることにより、粒径の大きな土砂成分の吸引を防止するとともに、流速制御手段により前記吸引管内の流速を所要の流速以下に制御されているので、フィルターが目詰まりを起こし難い。

本発明に係る薄層浚渫方法に使用する装置の一例を示す縦断面図である。同上の浚渫装置の他の一例を示す縦断面図である。同上の浚渫装置の更に他の一例を示す縦断面図である。土砂成分の粒径とその沈降速度との関係を示すグラフである。本発明に係る薄層浚渫方法における吸引作業の手順の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明に係る薄層浚渫方法の実施の態様を図１〜図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Ａは水底部、符号Ｂは水面、符号１は水底部Ａを浚渫するための浚渫装置である。

この浚渫装置１は、図１に示すように、上端開口部２を水上に突出させた状態で移動可能に水中に設置される有底筒状の筒状容器３と、一端が筒状容器３内に連通され、吸引口４を有する他端部が水底表層部に挿入される吸引管５とを備え、筒状容器内水位Ｈを水面Ｂ、即ち筒状容器３外の水位（自然水位）より低くし、筒状容器３の内外水位の水頭差を利用して吸引管５内に負圧を生じさせることにより吸引管５を通して水底部Ａ表層の土砂を周囲の水とともに筒状容器３内に吸引するようになっている。

また、この浚渫装置１は、吸引管５内の流速を計測する流速計測手段と、流速計測手段による計測値に基づいて吸引管５内の流速を制御する流速制御手段とを備え、流速制御手段により吸引管５内の流速Ｖを所要の流速以下に制御し、所要粒径以下の土砂成分のみを選別して吸引するようになっている。

更に、この浚渫装置１は、作業船６上の管理室内に設置されたコンピュータ等からなる制御装置により制御され、自動又は半自動で浚渫作業を行うようになっている。

筒状容器３は、水底側に配置された底部３ａと、底部３ａの周縁より立ち上げた形状の周壁部３ｂとからなる上端が開口した有底筒状に形成され、その上端部が水上に浮かべた作業船６に連結部材８を介して支持されることにより、水面Ｂとの水深方向の相対位置関係が一定に保たれ、上端開口部２を水上に突出させ、筒用容器３の内外が互いに隔離された状態で水中に設置され、且つ作業船６の移動に伴い筒状容器３も移動するようになっている。

尚、筒状容器３は、上述の如く作業船６に支持させるようにしたもののほか、筒状容器３自体に浮力を調節する浮力調整手段９を備えるようにしたものであってもよい。

この浮力調整手段９としては、図２に示すように、筒状容器３の周壁内に密閉可能な空洞部１０を設け、この空洞部１０に土砂や泥水等の中詰め材を注排出することにより筒状容器３自身の浮力を調整できるようにしたもの等がある。

この浮力調整手段９を備えた筒状容器３は、作業船６による曳航やその他の移動手段により水平方向で水中を移動できるようになっている。

この筒状容器３には、筒状容器３内の水位を測定する水位計測手段と、筒状容器３内に注排水することにより筒状容器３内の水位（以後、筒状容器内水位Ｈという）を調節可能な水位調節機構を備え、水位計測手段により得られた計測値に基づいて水位調節機構により筒状容器３内に注排水することにより筒状容器内水位Ｈが予め設定された基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕ内、即ち設定下限水位Ｈｄから設定上限水位Ｈｕの間で調節されるようにしている。

水位計測手段は、例えば、筒状容器３内底部に水圧計１１を備え、筒状容器３内底部における水圧の計測値を制御装置に送信し、制御装置によって筒状容器内水位Ｈに換算し、それがモニターに表示される。

水位調節機構は、例えば、周壁部３ｂの下側部に開閉可能な注水口１２を備え、筒状容器３の水中への設置を容易にするとともに、筒状容器内水位Ｈ調節の為に周囲の水を筒状容器３内に導入できるようになっている。

この注水口１２は、遠隔操作により開閉可能な注水口用開閉弁１３を備え、この注水口用開閉弁１３を制御装置からの命令に基づき開閉することにより筒状容器３内への注水量を制御できるようになっている。

一方、筒状容器３内には、底部に制御装置からの命令に基づき動作するサンドポンプ等のポンプ１４を備え、このポンプ１４が水位調節機構を構成し、当該ポンプ１４を用いて筒状容器３内の水を外部に排水するようになっている。

また、このポンプ１４は、筒状容器３内に吸引された土砂成分を周囲の水とともに吸引し、排出管１５を通して作業船６上に設置された貯留タンク１６に排出するようになっている。

尚、このサンドポンプ１４は、筒状容器３内外水位の水頭差に基づく吸引力，吸引管５径，および浚渫対象部の地盤強度や透水性によって定まる吸引土量および吸引水量の総量以上の吐出能力を備えている。

吸引管５は、下端部に吸引口４を有する水深方向に向けた管状に形成され、上端が筒状容器３底部に筒状容器３内に連通した状態で支持され、下端部が水底表層部の所要深さまで挿入されるようになっている。

吸引口４は、図１に示すように、吸引管５の水深方向下端に開口した形状であってもよく、図３に示すように、薄層浚渫に対応するように水平方向に向けて開口した形状であってもよい。また、吸引口４には、フィルター１７が設けられ、所要粒径以上の土砂成分の通過を規制するようになっている。

尚、図中符号１８は、フィルター１７の目詰まりを解消するための逆流機構である。

この逆流機構１８は、上端開口部２が水上に突出した状態に水中に設置される逆流用筒状容器１９と、逆流用筒状容器１９の下端部と吸引管５とを連通させる開閉可能な連通路２０とを備え、逆流用筒状容器１９内の水位を水面Ｂの自然水位、即ち逆流用筒状容器１９外の水位より高くし、逆流用筒状容器１９内外水位の水頭差を利用して吸引管５内に水底側に向けた流れを生じさせるようになっている。尚、図中符号２１は開閉可能な開閉弁である。

また、吸引管５には、制御室からの命令に基づき遠隔操作により開閉される吸引管用開閉弁２２と、吸引管用開閉弁２２より水底側に配置された吸引管５内の流速を計測する流速計測手段とが備えられている。

流速計測手段は、吸引管用開閉弁２２より水底側に配置された流量計２３を備え、この流量計２３にて測定された計測値が常時制御装置に送信され、制御装置においてこの計測値と吸引管５の断面積とに基づいて流速に換算され、モニターに表示される。

吸引管５を通して水底部Ａ表層の土砂を筒状容器３内に吸引するには、吸引管５内を流れる土砂成分を含む水の流速Ｖが土砂成分の沈降速度を上回らなければならないところ、土砂成分の粒径とその沈降速度とは、Ｒｕｂｅｙの実験式より図４に示す如き関係を有するので、吸引管５内の流速Ｖを吸引対象となる土砂成分の内最大粒径の成分の沈降速度以下にすることにより、所要の粒径以下の土砂成分のみを筒状容器３内に吸引できる。

一方、吸引管５内の流速Ｖは、例えば、ダルシーの法則に基づく次式によって求めることができる。

尚、ここでｋは透水係数、ｄｈは水面Ｂと筒状容器内水位Ｈとの水頭差、ｄｚは吸引管５の水底への挿入深さである。

流速Ｖは、透水係数ｋ及び挿入深さｄｚを一定と仮定すると、水頭差ｄｈにより決まる。そして、筒状容器３と水面Ｂとの相対位置関係は一定であるので、流速Ｖは、筒状容器内水位Ｈにより決まる。

従って、吸引対象の土砂成分の粒径に応じて吸引管５内の基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕを設定するとともに、それに合わせて基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕを設定し、その筒状容器内水位Ｈを流速制御手段を構成する水位調節機構により当該設定された範囲内で調節することにより、吸引管５内の流速Ｖが設定された所要の流速Ｖｕ以下に保たれ、所要粒径以下の土砂成分のみを筒状容器３内に吸引することができる。

しかしながら、実際の浚渫作業においては、水底表層部における細粒分、砂、礫及び雑物の分布は一様ではなく、各成分における粒径分布も多様であって、その為、筒状容器内水位Ｈを設定範囲内で調整した場合であっても吸引管５内の流速Ｖが設定された範囲より逸脱する場合がある。

そこで、吸引管５内の実際の流速Ｖが設定された流速の範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕより逸脱した場合、この浚渫装置１では、流速制御手段により吸引管５内の流速を計測された流速に基づき制御するようになっている。

流速制御手段には、水位調節機構を使用し、計測された流速Ｖが基準流速の範囲より速い場合（Ｖ＞Ｖｕ）、既存の基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕに依らずに筒状容器３内に注水口より注水させて既存の水位より水面を上昇させ、計測された流速Ｖが基準流速の範囲より遅い場合（Ｖ＜Ｖｄ）、ポンプにより筒状容器より水を排出させ既存の水位より水面を下降させるようになっている。

また、流速制御手段は、予め設定された基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕを新たな基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ'＜Ｈ＜Ｈｕ'に再設定する再設定手段を備え、流速調整をした後は、再設定手段により設定された新たな基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ'＜Ｈ＜Ｈｕ'に合わせて水位調整機構に筒状容器３内への注排水させるようになっている。

再設定手段には、コンピュータ等からなる制御装置を使用し、この制御装置は、吸引管内流速Ｖが基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕを満たす際の筒状容器内水位Ｈを水位計測手段に計測させ、その計測値に基づいて、新たな基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ'＜Ｈ＜Ｈｕ'を設定するようになっている。

次に、上述の如き浚渫装置１を使用した薄層浚渫方法について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。

まず、図１に示すように、浚渫作業現場において、注水口１２の注水口用開閉弁１３を解放して筒状容器３内に注水しつつ、筒状容器３を上端開口が水上に突出した状態に水中に設置するとともに、吸引管５の下端を水底表層部に挿入させ、吸引作業を開始する。

この土砂吸引作業にあたっては、まず、吸引する土砂成分の内、粒径の大きな成分の沈降速度に合わせて基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕを制御装置に入力して設定する（Ｓ１）。

この基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕは、例えば、粒径が細礫（粒径２ｍｍ〜４．７５ｍｍ）以下の土砂成分のみを吸引する場合、基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕの上限Ｖｕを図４から０．２３ｍ／ｓに設定し、下限Ｖｄを０．１４ｍ／ｓに設定する。

制御装置は、入力された基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕを基に当該基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕを満たすための筒状容器内水位Ｈをダルシーの法則により算出し、それに基づき基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕを設定する（Ｓ２）。

基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕは、上述の基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕを基に計算すると、水底表層部の透水係数ｋを０．０１ｍ／ｓ、挿入深度ｄｚを０．１ｍと仮定し、下限Ｈｄが水面Ｂより２．３ｍの位置、上限Ｈｕが水面Ｂより１．４ｍの位置となる。

次に、制御装置は、水位計測手段より計測された実際の筒状容器内水位Ｈを基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕと比較し（Ｓ３〜Ｓ５）、筒状容器内水位Ｈが基準水位範囲の下限Ｈｄに満たない場合、制御装置は、注水口用開閉弁１３を動作させて注水口１２を解放し、筒状容器３内に周囲の水を取り込むことで注水し（Ｓ６）、その作業（Ｌ１）を筒状容器内水位Ｈが基準水位範囲の下限Ｈｄに至るまで繰り返す。

また、筒状容器内水位Ｈが基準水位範囲の上限Ｈｕを越えてしまった場合、制御装置は、吸引口４の吸引管用開閉弁２２を閉鎖し（Ｓ７）、その状態でサンドポンプ１４を動作させて筒状容器３内より排水し（Ｓ８）、その作業（Ｌ２）を筒状容器内水位Ｈが基準水位の上限Ｈｕ下に下降するまで繰り返す。

そして、実際の筒状容器内水位Ｈが基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕ内にある時は、吸引管５の吸引管用開閉弁２２を解放するとともに（Ｓ９）、筒状容器３内に設置されたサンドポンプ等のポンプ１４を動作させて吸引を開始する（Ｓ１０）。

次に、吸引が開始された際には、流速計測手段により吸引管５内の流速を計測し（Ｓ１１）、その計測値を制御装置に送信する。

制御装置は、その計測された流速Ｖを設定された基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕと比較し（Ｓ１２）、実際の流速Ｖが基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕを満たす場合には、上述したＳ３〜Ｓ１３の作業（Ｌ３）を繰り返す。

一方、一連の繰り返し作業（Ｌ３）において、吸引管５内の流速Ｖが基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕより逸脱した場合には、流速制御手段により吸引管５内の流速を制御する。

即ち、実際の流速Ｖが基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕの上限より速い場合には、直ちに注水口１２の注水口用開閉弁１３を動作させて注水口１２を解放し（Ｓ１５）、流速Ｖを計測（Ｓ１６）しつつ筒状容器３内に注水して筒状容器内水位Ｈを上昇させ、筒状容器３内外水位の水頭差を小さくして吸引力を低減させていき、それを実際の流速Ｖが基準流速範囲の上限Ｖｄを下回るまで繰り返し（Ｌ４）、流速Ｖを基準流速範囲の上限Ｖｕ、即ち所要の流速以下に制御する。

一方、実際の流速Ｖが基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕの下限Ｖｄより遅い場合には、直ちに吸引口４を閉鎖（Ｓ１８）するとともに、サンドポンプ１４を動作させて筒状容器３内の水を排出（Ｓ１９）して筒状容器内水位Ｈを下降させ、筒状容器３内外水位の水頭差を大きくして吸引力を増加させた後、再度吸引口４を開放し（Ｓ２０）、その際の吸引管内流速Ｖを計測する（Ｓ２１）。この作業（Ｓ１８〜Ｓ２２）を実際の流速Ｖが基準流速範囲の下限Ｖｄを上回るまで繰り返し（Ｌ５）、流速Ｖを基準流速範囲の下限Ｖｄ以上に制御し、一定の吸引力を確保する。

そして、流速調整（Ｌ１又はＬ２）が完了した後、その際の筒状容器内水位Ｈを計測し（Ｓ２３）、計測値に基づいて再設定手段により新たな基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕを再設定し（Ｓ２４）、再設定された基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕに基づいてＳ３〜Ｓ１３の一連の作業（Ｌ３）を行う。

このように、流速調整を行った後、筒状容器内水位Ｈを計測し（Ｓ２３）、その計測値に基づいて再設定手段により新たな基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕを再設定（Ｓ２４）することにより、設計上の基準筒状容器内水位範囲Ｈｄ＜Ｈ＜Ｈｕと実際の浚渫現場において必要な筒状容器内水位Ｈとの誤差を修正することができ、また、計測した流速が基準流速範囲Ｖｄ＜Ｖ＜Ｖｕから逸脱する毎に基準水位範囲を再設定することにより、筒状容器内水位Ｈが常に最適な流速Ｖを得るための水位に保たれるようになっている。

このような吸引作業を行いつつ、作業船６に連動して筒状容器３を移動させることにより水底表層部の拡散し易い所要粒径以下の土砂成分のみを選別して吸引することにより土砂成分の拡散を抑制しつつ、均一且つ薄く水底土砂の表層を浚渫することができる。

また、汚染物質の除去を目的とする浚渫作業においては、汚染物質がシルト・粘性土等の細粒部に付着し易いことから、吸引管５内の流速Ｖを制御して所要粒径以下の粒径の小さな土砂成分のみを選別して浚渫することにより、効率よく水底土砂より汚染物質を除去することができる。

尚、流速制御手段による吸引管５内の流速Ｖの制御は、上述した手順に限定されるものｓではなく、流速計測手段による計測値に基づいて制御するものであればよい。

Ａ水底部
Ｂ水面
１浚渫装置
２上端開口部
３筒状容器
４吸引口
５吸引管
６作業船
７管理室
８連結部材
９浮力調整手段
１０空洞部
１１水圧計
１２注水口
１３注水口用開閉弁
１４ポンプ
１５排出管
１６貯留タンク
１７フィルター
１８逆流機構
１９逆流用筒状容器
２０連通路
２１開閉弁
２２吸引管用開閉弁
２３流量計

Claims

上端開口部を水上に突出させた状態で移動可能に水中に配置される有底筒状の筒状容器と、一端が前記筒状容器内に連通され、他端が水底面部に挿入される吸引管とを備えてなる浚渫装置を使用し、前記筒状容器内水位を筒状容器外水位より低くし、前記筒状容器内外水位の水頭差を利用して前記吸引管内に負圧を生じさせることにより前記吸引管を通して前記水底面部表層の土砂を吸引する薄層浚渫方法において、
前記浚渫装置は、前記吸引管内の流速を計測する流速計測手段と、該流速計測手段による計測値に基づいて前記吸引管内の流速を所定の流速以下に制御する流速制御手段とを備え、
前記流速制御手段は、前記筒状容器内水位を注排水により調整する水位調節機構と、予め設定された基準筒状容器内水位を再設定する再設定手段とを備え、
前記流速計測手段により前記吸引管内の流速を計測しつつ、前記水位調節機構により前記流速計測手段による計測値が前記所要の流速より速い際には前記筒状容器内に注水し、計測値が前記所要の流速より遅い際には前記筒状容器内より排水することにより吸引管内の流速を調整した後、
該流速調整後の当該筒状容器内の水位を計測し、該計測値に基づいて再設定手段により新たな基準筒状容器内水位を再設定することにより、
前記吸引管内の流速を所定の流速以下に制御し、所要粒径以下の土砂成分のみを吸引することを特徴としてなる薄層浚渫方法。
前記筒状容器内底部にポンプを備え、該ポンプにより前記筒状容器内に吸引された土砂成分を周囲の水とともに排出する請求項１に記載の薄層浚渫方法。
上端開口部が水上に突出した状態に水中に設置される逆流用筒状容器と、該逆流用筒状容器の下端部と前記吸引管とを連通させる開閉可能な連通路とを備え、前記逆流用筒状容器内の水位を記逆流用筒状容器外の水位より高くし、前記記逆流用筒状容器内外水位の水頭差を利用して前記吸引管内に水底側に向けた流れを生じさせる請求項１又は２に記載の薄層浚渫方法。
前記吸引管の吸引口は、水平方向に向けて開口した形状に形成されてなる請求項１〜３の何れか１に記載の薄層浚渫方法。
前記吸引管の吸引口に所要粒径以上の土砂成分の通過を規制するフィルターを設けてなる請求項１〜４の何れか１に記載の薄層浚渫方法。