JP6338162B2

JP6338162B2 - 浚渫用水中チャンバー

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Publication number: JP6338162B2
Application number: JP2017131504A
Authority: JP
Inventors: 庸之藤井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-06-15
Also published as: JP2017198067A

Description

取水路、小運河、農業用水路、池等の水底に堆積している汚泥（ヘドロ、土砂等）を浚渫して地上に排出する目的で支援デッキ（Ｍ）に浚渫用水中チャンバー（１）を懸架装備して、同デッキに取り付けられている複数の推進用水中スクリュー（ＤＳ１〜ＤＳ８）の作動によって水面を７前後、左右に移動、或いは、３６０°回転移動することによって効率的に浚渫作業を行うことを目的とする。

水底に堆積している土砂を浚渫する目的の技術は水中排砂ロボッ（実開平６−４９３００）、或いは、同目的の水陸両用清掃装置（特許第４５２１９８６号）及び、浚渫用水中チャンバー（実用新案登録第３１９１４４８号）により公知である。

特許第４５２１９８６号

実開平６−４９３００号、実用新案登録第３１９１４４８号

然しながら、水中の土面がヘドロを例として堆積高さが大きい場合、水中ブルドーザーのキャタピラーがスリップして走行不能となる。これは、車を運転している時にぬかるみに嵌り込んでタイヤがスリップして走行不能になる現象と同じ経験的事象である。
な場合、水中ブルドーザー方式による浚渫作業は不可能となり、これが問題解決の課題となる。

課題を解決する為の手段

そこで、本発明は、上記の問題を解決するために、水中土面がヘドロ等で軟弱な場合は、支援デッキ（Ｍ）に水中チャンバー（１）を搭載懸架して同デッキを任意に水面走行させて浚渫作業を行うものである。図１参照

同デッキ（Ｍ）は立方体をなすものでその水没側面の両端に各一基、合計８基（ＤＳ１〜ＤＳ８）の推進用水中電動スクリュー（以下、ＤＳスクリューと称する）を備える。
同ＤＳスクリューを作動させることによって、同デッキを前後、左右、に移動、又、３６０°回転移動させて効率的に浚渫作業を行うものである。図１参照
即ち、：−
スクリュー（符号）進行方向
ＤＳ１，ＤＳ２のみ作動前進移動
ＤＳ５，ＤＳ６のみ作動後進移動
ＤＳ７，ＤＳ８のみ作動右移動
ＤＳ３，ＤＳ４のみ作動左移動
ＤＳ３，ＤＳ７のみ作動左回転移動
ＤＳ４，ＤＳ８のみ作動右回転移動
（注）デッキに水中チャンバーが装備されている側を前方とする

同支援デッキは浚渫を行う現地までの輸送を考慮して２分割構造とする。更に、浚渫面積に応じて、浚渫効率を上げるために同支援デッキを連結して２台の同水中チャンバーで並列運転を行う。図２、図３参照。
同支援デッキには付属設備として、同ＤＳスクリュー以外に、同水中チャンバー吊り下げ用ガイドレール（６）を４柱、動力・制御盤（５）、電源ターミナル（７）、移動式電動伸縮式ジブクレーン（３）、動力・制御盤（５）、電源ターミナル（７）、吐出ホース用回転自在ベンド管（１３）、吐出ホース用オーム貝型ベンド管（１１ａ）、転落防止柵（１７）、衝突衝撃吸収を兼ねた浮き袋（１８）、命綱（１６）を装備し、更に、デッキには、移動式電動ジブクレーン（３）、同水中チャンバーのメインテナンス用スペース（１９）等を設ける。図１（Ａ）参照

同水中チャンバーは移動式電動伸縮式ジブクレーン（３）を用いて吊上げられ同支援デッキに固定されているガイドレール（６）に沿って水中に吊り下げ懸架装備される。図４参照
同ガイドレールの水中取付けに際し事前に水深を測定し、水深に見合ったガイドレールを選別して、クレーンで吊り下げてデッキの所定の位置に取付けてガイドレール固定板（６ａ）にガイドレールストップバ―（６ｂ）を以って同デッキに固定する。図５（Ｂ）参照
その上で、クレーンで同水チューチャンバーを吊り上げて、同ガイドレールに同水中チャンバーに取り付けられているワッパ（６ｅ）を嵌め込んで同ガイドレールに沿って同水中―チャンバーを水中に沈下させるのであるが、沈下後、同水中チャンバーの下部位に取り付けられている照明燈付きの水中カメラ（４）を以って、同デッキの制御盤に備えられているモニター画面で同水中チャンバーの下部位に取り付けられている植毛（ブラシ）（９）と水中土面との接触面の位置確認を行う。尚、同位置確認は同クレーンで同水中チャンバーを吊り下げた状態で同ガイドレールを上下動させて任意に行う。又、同ガイドレールの最下部にはストッパ―（１０）を設けて同水中チャンバーを同ガイドレールの下部位に固定する。
ガイドレールの長さの選別については、の水深に見合わせてガイドレールを選別するのであるが、水深が３Ｍ．の場合は、４．５Ｍ．のものを、水深が５Ｍ．の場合は６．５Ｍ．のガイドレールを選別する。即ち、水深に対して、１．５Ｍ．余裕を以って選別する。
尚、当ガイドレールの現地輸送を考慮して、その最大長さは、６．５Ｍ．とする。即ち、当ガイドレールを使用する場合の浚渫工事は、水深が５Ｍ．以内の貯水池、池、或いは、取水路の浚渫工事を対象とする。
当水中チャンバーを適用して、水深が５Ｍ．を超える浚渫工事については、別方式（後述）で浚渫工事を行うものである。

同水中チャンバーの下面部位には４基の車輪（８）を設ける。同車輪の車軸はサスペンション（８ｂ）構造とし、水中土面の凹凸による同水中チャンバーの上下運動を吸収するものである。又、車輪はキャスター構造で３６０°回転自在とし、凹凸、或いは、軟弱な土面に対応出来るように二面一体型のスパイク車輪（８ａ）を採用する。図６参照

同水中チャンバーは、実用新案登録番号、第３１９１４４８号の水中チャンバーと構造、機能において同じくするものであるが、水中土面に堆積している対象がヘドロである場合と砂が堆積している場合とでは密度がことなるので同水中チャンバーに備えられて水中噴射ノズルよりの噴射圧を変える必要がある。このニーズに対して同水中チャンバーに積載されている水中モーターの回転数を変動させて同ノズルよりの噴射圧力を変える機能を備えるものである。
即ち、同デッキに備える動力・制御盤（５）に同モーターのスピードコントロールを行うＶＶＶＦ制御を組込んで対応するものである。
一方、当デッキに搭載される動力・制御盤には次の電源ターミナル、操作スイッチ及び、水底映像モニタリング装置、等の電気設備を装備する。その装備内容は、：−
・同ＤＳスクリュー及びＣＳスクリュー（後述）の動力電源用ターミナル及び個別スクリューのＯＮ−ＯＦＦスイッチ
・同水中チャンバーに備えられている水中噴射ノズルへ圧力水を送る水中モーターポンプの動力電源用ターミナル及びＯＮ−ＯＦＦスイッチ
・ＶＶＶＦインバーター回転数変換装置
・同水中チャンバーに付属しているノン・クロッグポンプ（Ｐ１）並びに同デッキに搭載されている陸上送水用ブースターポンプ（Ｐ２）の動力電源用ターミナル及びＯＮ−ＯＦＦスイッチ
・同デッキに搭載されるジブクレーンの動力電源用ターミナル及びＯＮ−ＯＦＦスイッチ
・同水中チャンバーに付属している水中監視カメラ及び同カメラの水中照明燈用電源用ターミナル及びＯＮ−ＯＦＦスイッチ
・同カメラの映像のモニタリング監視装置及びＯＮ−ＯＦＦスイッチ
・各装置の過電流遮断器
・超音波発信器及び受信器
ダムの貯水池の浚渫を行う場合において同貯水池の水深が、例えば、２０〜３０Ｍ．の場合、アクシデントで吊下げロープ、或いは、吐出ホースの切断により同水中チャンバーが水中で行方不明となるケースが予測される。
斯様なケースに備えて同水中チャンバーに発信器を備えて受信機で同水中チャンバーの位置の検出を行うものである。

同デッキには同水中チャンバーより排出されるヘドロ等の汚泥水を地上に排出する排水ホース（１５）、オーム貝型９０°ベンド管（１１ａ）、同ホースに接続する仕切弁（ＳＶ）及び逆流防止弁（ＣＶ）並びに回転自在ベンド管（１３）、動力ケーブル用回転リール（７）を備える。図１参照

オーム貝型９０°ベンド管（１１ａ）に関わる詳細は、図７参照。同ベンド管は立ち上がりホースの水流を同デッキ上においてスムーズに水平方向に変換させるものである。吐出ホース（１５）と同ベンド管の接続は、先ず、吸込側を接続後、吐出側を接続するが、同ベンド管はホースの接続を容易にするために同ベンド管本体は回転自在型（オーム貝型）の構造になっている。

水深が大きい場合、例えば、ダムの貯水池のように水深が、２０Ｍ、或いは、３０Ｍの場合、ガイドレールを採用する浚渫方式はガイドレールの現地への輸送の問題、或いは、同デッキの取付上の問題が生じる。従って、当ガイドレールを採用しない浚渫方式を採用する。即ち、当発明の水中チャンバー自体に複数の水中クリュー（以下、ＣＳスクリューと称する）を装備することによって同デッキ上に装備されている制御盤の操作により同ＣＳスクリューの選別稼働を行い当水中チャンバー自体を水底で任意に走行させて浚渫作業を行うものである。図８参照
当水中チャンバーは長方立方体の形状をなすものであるが、その四方側面にそれぞれ４基の同ＣＳスクリュー、４面で計１６基（ＣＳ１〜ＣＳ１６）の水中スクリューを装備して、同ＣＳスクリューを個別に稼働させて水底を前方、後方、左右、回転と任意に走行させるものであるが、同時に照明燈付き水中カメラで水底の土面の状況を同デッキの監視盤にモニタリングしながら効率的に浚渫作業を行うものである。図９参照
更に、当水中チャンバー下部位には４基のキャスター付きスパイク型車輪（８ａ）を設けて、当水中チャンバーの水底運動を自在とし、任意に走行させて浚渫作業の効率化を図ったものである。図９（Ｂ）参照

当水中チャンバーは水底を任意に走行するのであるが、単独走行して当水中チャンバーが遠方に離脱すると吐出ホース、パワーケーブル、吊り上げロープを延長する必要が生じる。従って、それぞれを巻きつける回転リール（７ａ）及び（１５ａ）をむやみに大きくする必要性が生じる。そこで、同デッキのＤＳスクリューを作動させて、同デッキを当水中チャンバーと併走させることによって同回転リールの長大化を避けるものである。
一方、陸上に設置される吐出ホースと動力ケーブル用の回転リールは同支援デッキの行動範囲より長さを勘案して同リールの大きさを選定するものである。

当該水中チャンバーによる浚渫工事は浚渫業者によって次のシステムで行われるものである。図１０参照
同支援デッキを水上走行させて同デッキに懸架されている同水中チャンバーに付属している複数の照明燈付き水中カメラで水中土面の状態を同デッキに取り付けられている監視盤にモニタリングしてその土面の映像をＤＶＤに収録して工事発注者に提示する。尚、このモニタリング中は同水中チャンバーに付属している噴射ノズルの作動はストップ状態とする。
▲１▼水中に沈下している粗大物（投棄された自転車、沈木、ドラムカン、石、ンクリートブロック、衣服類，等々）の除去工事はフォークバケット（Ｆ）を使用して行うのであるが、当工事は発注者の同意を得て行うものである。
同除去作業は浚渫工事の費用の増大に繋がるために事前に工事の発注者の同意を得る必要がある。
▼２▼同ＤＶＤの映像に従って粗大物の水中の場所の確認を行い、或いは、同水中カメラで位置の再確認を行いつつ、フォークバケットでバージに粗大物を吊り揚げ投棄して、同バージを接岸させてバックホー（Ｈ）で陸揚げする。
▼３▼水底の粗大物除去後、クレーンで同水中チャンバーを同デッキの所定の位置に降ろして同水中チャンバー、吐出ホース、動力ケーブルの取付作業を行う。
▼４▼同デッキに設備されている制御盤で同デッキのＤＳスクリューを作動させて同デッキを５Ｍ．を超える場合は、ガイドレールを使用しない方式であるが、同水中チャンバーに備えられているＣＳスクリュ―を作動させて、又、同デッキと同水中チャンバーを併走させて浚渫作業を行うものである。
▼５▼浚渫工事完了後は、再度、同水中カメラで水中土面状態をモニタリングしてＤＶＤに収録して発注者に提出して工事完了用確認を行うものである。

浚渫用水中チャンバーを搭載懸架する支援デッキの概念図（Ａ）平面図（Ｂ）側面図（Ｃ）同水中チャンバーとガイドレールの接続部（Ｙ）の詳細図同支援デッキを二隻結合した時の平面概念図同支援デッキの斜視図（Ａ）一隻の斜視図（Ｂ）二隻結合の斜視図同支援デッキに据付けられたジブクレーンによる同水中チャンバーの取付作業図（Ａ）同水中チャンバーの荷揚げ図（Ｂ）同水中チャンバーの懸架取付図ガイドレール詳細図（Ａ）ガイドレールの支援デッキ固定詳細平面図（Ｂ）ガイドレールの支援デッキ固定詳細立面図水中チャンバー車輪の取付詳細図（Ａ）車輪用サスペンションの概念図（Ｃ）スパイク型車輪の概念図（Ｘ部拡大）オーム貝型ベンド管のデッキへの取付図（Ａ）Ｐ１ポンプと吐出ホースとオーム貝型ベンド管の接続図（Ｂ）オーム貝型ベンド管のデッキ取付斜視図水中走行型浚渫用水中チャンバーの水底走行概念図水中スクリューとサスペンション型車輪を備えた水中チャンバーの概念図浚渫用水中チャンバーの使用における浚渫作業のフローチャート（Ａ）水中土面の水中チャンバーによる粗大物の探索（Ｂ）フォークバケットによる水中粗大物の除去（Ｃ）支援デッキへ水中チャンバーを搭載（Ｄ）水中走行型水中チャンバーを支援デッキより懸架して浚渫作業開始

１浚渫用水中チャンバー
１ａバンパー、水中チャンバー
２水中モーターポンプ、水噴射ノズル用
３電動ジブクレーン
３ａ水中チャンバー吊下げロープ
４照明燈付き水中カメラ
５動力・制御盤
５ａパワーケーブル
６ガイドレール、同チャンバー上下作動用
６ａガイドレール固定板
６ｂガイドレール固定ねじ
６ｃガイドレール吊下げストッパ―
６ｄ吊上げフック
６ｅワッパ
６ｆ回転子、ワッパ
６ｇターンバックル
７回転リール、動力ケーブル
７ａ回転リール、水中チャンバー吊下げ
８回転キャスター付き車輪、水中チャンバー
８ａスパイク型車輪
８ｂサスペンション、車輪
９植毛（ナイロンブラシ）
１０下部ストッパー、ガイドレール
１１ノンクロッグポンプ、同チャンバー付属
（別称Ｐ１ポンプ）
１１ａオーム貝型ベンド管
１２ブースターポンプ
（別称Ｐ２ポンプ）
１３回転自在ベンド管
１４フック、同チャンバー吊上げ、吊下げ用
１５吐出ホース
１５ａ回転リール、吐出ホース
１５ｂ陸上回転リール、吐出ホース
１６命綱
１７転落防止柵
１８空気浮き袋
１８ａベビーコンプレッサー、同浮き袋の空気充填用
１９メインテナンススペース、同水中チャンバー用
ＳＶ仕切弁
ＣＶ逆流防止弁
Ｍ支援デッキ
ＤＳ１〜ＤＳ８
水中スクリュー、支援デッキ
ＣＳ１〜ＣＳ１６
水中スクリュー、水中チャンバー
Ｆフォークバケット
Ｊバージ
Ｈバックホー
Ｒフロート、吐出ホース
Ｎ粗大物
ＷＬ喫水線
（注）明細書に添付された図面は変更なし。

Claims

浚渫を行う対象（臨海発電所の海水取水路、小運河、貯水池、ダム，等）の水深が５Ｍ．を超える場合に、その水底に堆積した汚泥（ヘドロ、土砂等）を浚渫することを目的とした水中走行車（以下、水中チャンバーと称する）であって、当該水中チャンバーは、下面部が全面開放された直方体である部分と、その底部に設けられた水底走行用の四車輪を備え、同水中チャンバーの内部の下部四辺部位に同汚泥を撹拌する為の複数の高圧水噴射ノズルを備え、又、水中を任意に走行させるために同水中チャンバーの四方外壁側面部位に複数の水中電動スクリュー（ＣＳ）を装備して、同スクリューを作動させて同水中チャンバーを水底で任意に走行させて、その走行中に同噴射ノズルより高圧水を同汚泥に噴射させて、同水中チャンバー内部で同汚泥を撹拌させることによって、同水中チャンバーの外壁面部に装備されたノン・クロッグポンプで同汚泥を含んだ汚泥水を地上に排出することを可能とした浚渫用水中チャンバー（１）。