JP6374288B2 - 浚渫装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、浚渫装置および方法に関し、さらに詳しくは、ブームに吊り下げられたグラブバケットを、ブームを旋回させることによって位置をずらして浚渫する際に、複雑な構成にすることなく、既に浚渫した範囲を重複して浚渫することをできるだけ回避して、効率よく浚渫を行なうことができる浚渫装置および方法に関するものである。

作業船等に設置されたクレーンのブームから吊り下げられたグラブバケットを用いて浚渫を行なう方法が広く知られている。この浚渫方法では、一定位置に配置されたグラブバケットで水底の土砂をすくい上げる作業を、ブームを旋回させることにより浚渫する位置を徐々にずらして繰り返し行なう。それ故、浚渫される範囲は扇状になるが、扇状の浚渫範囲の内周側領域では、外周側に比して重複部分が広くなる。即ち、扇状の浚渫範囲の内周側領域では、既に浚渫した範囲を広く重複して浚渫することになる。このことが、浚渫効率の向上を妨げる一因になっている。

そこで、この問題を解消する浚渫方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１で提案されている浚渫方法では、ブームを旋回させてグラブバケットを移動させた際に、グラブバケットのシェルの開閉用軸が掘進方向と直角となるようにグラブバケットを水平面内で回転させて向きを変える。具体的には、グラブバケットの支持ワイヤおよび開閉用ワイヤを上下方向に摺動自在に保持させたガイドボックスを所定高さ位置に吊り下げる、または載置して、このガイドボックスを回転させる。これにより、グラブバケットの向き（シェルの開閉方向）を変化させて、浚渫範囲を扇状にしないようにして順次浚渫作業を行なって浚渫範囲の重複部分を最小限にする。

しかしながら、この提案の方法では、グラブバケットの向きを変えるために、ガイドボックスやガイドボックスの回転を制御するワイヤ、ウインチ、油圧シリンダ等が必要になり、装置が複雑な構成になるという問題が生じる。

特開２０１４−３７６７０号公報

本発明の目的は、ブームに吊り下げられたグラブバケットを、ブームを旋回させることによって位置をずらして浚渫する際に、複雑な構成にすることなく、既に浚渫した範囲を重複して浚渫することをできるだけ回避して、効率よく浚渫を行なうことができる浚渫装置および方法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装置は、回転可能に軸支された一対のシェルを有するグラブバケットと、このグラブバケットを吊り下げるクレーンとを備えた浚渫装置において、前記一対のシェルのいずれか一方に、吊り下げられた前記グラブバケットを開口した際に下方に突出する突出軸が備わり、このグラブバケットを開口した状態で下方移動させて前記突出軸を水底地盤に埋入させ、この状態で前記クレーンのブームを旋回させることにより、前記グラブバケットを前記突出軸を中心にして回動させてこのグラブバケットの開閉方向を所望の向きに設定できる構成にしたことを特徴とする。

本発明の浚渫方法は、回転可能に軸支された一対のシェルを有するグラブバケットをクレーンによって吊り下げ、このグラブバケットを開口した状態で水底地盤まで下方移動させた後、閉口することにより水底地盤の土砂をグラブバケット内に収容し、次いで、このグラブバケットを水上に上方移動させて前記土砂を浚渫する作業を、クレーンのブームを旋回させることにより浚渫する位置をずらして繰り返し行なう浚渫方法において、前記一対のシェルのいずれか一方に、吊り下げられた前記グラブバケットを開口した際に下方に突出する突出軸を設けておき、前記土砂を浚渫する作業を行なう際には、このグラブバケットを開口した状態で下方移動させて前記突出軸を水底地盤に埋入させ、次いで、この状態で前記クレーンのブームを旋回させることにより、前記グラブバケットを前記突出軸を中心にして回動させて、前記グラブバケットの開閉方向を所定の一定方向に設定し、この状態でグラブバケットを閉口して水底地盤の土砂をグラブバケット内に収容することを特徴とする。

本発明によれば、一対のシェルのいずれか一方に、クレーンにより吊り下げられた前記グラブバケットを開口した際に下方に突出する突出軸を備えることにより、このグラブバケットを開口した状態で下方移動させると前記突出軸を水底地盤に埋入させることができる。次いで、この状態で前記クレーンのブームを旋回させることにより、前記グラブバケットを前記突出軸を中心にして回動させて、グラブバケットの開閉方向を所定の一定方向に設定することができる。この状態でグラブバケットを閉口すれば水底地盤の土砂をグラブバケット内に収容できる。それ故、クレーンのブームを旋回させることにより浚渫する位置をずらして繰り返し浚渫作業を行なう場合に、従来のように浚渫される範囲が扇状になることがない。そのため、既に浚渫した範囲を重複して浚渫することをできるだけ回避して、効率よく浚渫を行なうことが可能になる。また、シェルに突出軸を設けるだけなので、装置が複雑な構成になることも回避できる。

例えば、前記突出軸は、前記一方のシェルの開口外縁部の幅方向中央部に取り付ける。或いは、前記突出軸は、前記一方のシェルの開口外縁部に対して幅方向の選択した位置に取り付け可能な構成にすることもできる。前記突出軸が前記グラブバケットに対して、この突出軸の軸方向を中心にして回転可能に取り付けられる構成にすることもできる。

本発明の浚渫装置を側面視で例示する説明図である。 図１の浚渫装置を平面視で例示する説明図である。 閉口した状態のグラブバケットを正面視で例示する説明図である。 突出軸を水底地盤に埋入させた状態を側面視で例示する説明図である。 グラブバケットを突出軸を中心に回動させる工程を平面視で例示する説明図である。 グラブバケットを閉口して水底地盤の土砂を収容する工程を側面視で例示する説明図である。 土砂を収容したグラブバケットを上方移動させる工程を側面視で例示する説明図である。

以下、本発明の浚渫装置および方法を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。

図１〜図３に例示する本発明の浚渫装置１は、グラブバケット２と、このグラブバケット２を吊り下げるクレーン１０とを備えている。この実施形態では作業船１３の上にクレーン１０が設置されているが、陸上にクレーン１０を設置することもできる。この浚渫装置１では、グラブバケット２の１回の浚渫によって所定範囲Ａの土砂Ｓを水上に掬い上げる。クレーン１０のブーム１１を旋回させることにより、グラブバケット２の平面視の位置をずらし、その位置で別の所定範囲Ａの浚渫を行なう作業を繰り返し行なう。作業船１３を固定した位置での浚渫が終了すると、作業船１３を移動させて別の位置に固定し、その固定した別の位置で同様に浚渫を行なう。

クレーン１０のウインチ装置１２によって、吊りワイヤ９ａが巻取りおよび繰り出されるようになっている。吊りワイヤ９ａにはグラブバケット２（上フレーム５ａ）が取り付けられている。

グラブバケット２は、支軸６ａによって回転可能に軸支された一対のシェル３ａ、３ｂを有している。グラブバケット２は、吊りワイヤ９ａに接続された上フレーム５ａを有し、上フレーム５ａには、２つのアーム５ｃがそれぞれの一端部を支軸６ｃを介して回転自在に支持されている。それぞれのアーム５ｃの他端部には、支軸６ｂを介してそれぞれのシェル３ａ、３ｂが回転自在に支持されている。

また、それぞれのシェル３ａ、３ｂは、下フレーム５ｂに設けられた支軸６ａによって回転自在に支持されている。それぞれのシェル３ａ、３ｂには、その上方開口を塞ぐカバー部７ｃが装着されている。下フレーム５ｂは開閉ワイヤ９ｂによって上フレーム５ａに対して上下移動するようになっている。そして、下フレーム５ｂを下方移動させると、それぞれのシェル３ａ、３ｂが支軸６ａを中心に回転してグラブバケット２（シェル３ａ、３ｂ）が開口した状態になる。

下方移動させた下フレーム５ｂを、開閉ワイヤ９ｂによって上方移動させると、それぞれのシェル３ａ、３ｂが支軸６ｂを中心に回転して、互いの対向する部分を当接させてグラブバケット２（シェル３ａ、３ｂ）が閉口した状態になる。

このグラブバケット２（シェル３ａ、３ｂ）は、バケット幅Ｗ、最大掘り深さｄ（バケット深さｄ）の仕様になっている。それぞれのシェル３ａ、３ｂの壁面には、この壁面に形成された貫通孔７ａを開閉する開閉扉７ｂが設けられている。

グラブバケット２を構成するシェル３ａ、３ｂのいずれか一方には、クレーン１０に吊り下げられてグラブバケット２を開口した際（最大に開口した際）に下方に突出する突出軸８が備わっている。この実施形態では、ブーム１１の旋回に対して外周側に位置するシェル３ａに金属製の突出軸８が溶接されている。突出軸８とシェル３ａとは異なる材質にすることもできるが、同じ材質であることが好ましい。

詳述すると、この実施形態では１本の突出軸８がシェル３ａの開口外縁部４の幅方向中央部に取り付けられている。グラブバケット２を開口した際の突出軸８の向きは、鉛直下向きに対して例えば０°〜３０°の範囲、より好ましくは０°〜１０°の範囲に設定される。

突出軸８のシェル３ａからの突出長さは例えば、５０ｃｍ〜１００ｃｍである。突出軸８の断面形状は四角形、その他の多角形、円形など様々な形状を採用することができる。また、この断面形状は長さ方向に一定にすることもできるが、先細の形状にすることが好ましい。突出軸８を断面四角形状にした場合は例えば、その断面の一辺の長さを１５ｃｍ〜２５ｃｍにする。

次いで、本願発明の浚渫方法の手順を説明する。

まず、クレーン１０によって吊り下げたグラブバケット２を開口した状態で水底地盤Ｇまで下方移動させる。一対のシェル３ａ、３ｂを開いた状態でグラブバケット２が水中を下方移動する際には、開閉扉７ｂが開いて貫通孔７ａを通じて水が通過するので円滑に下方移動することが可能になっている。

グラブバケット２が水底地盤Ｇの近傍まで下方移動すると、図４に例示するように、突出軸８のみが水底地盤Ｇに埋入し、シェル３ａ、３ｂは水底地盤Ｇの上方位置に維持される。シェル３ａ、３ｂは多少、水底地盤Ｇに埋入してもよい。

次いで、図５に例示するようにブーム１１を旋回させることにより、グラブバケット２を突出軸８を中心にして回動させる。これにより、グラブバケット２の平面視の向きが二点鎖線で示すように変化して、シェル３ａ、３ｂの開閉方向を所望の向きに設定できる構成になっている。

そこで、グラブバケット２（シェル３ａ、３ｂ）の開閉方向を所定の一定方向に設定する。この実施形態では、グラブバケット２の開閉方向が作業船１３の前後方向になっている。グラブバケット２の向きを変化させた際には、制御システムを用いてその変化状態を把握する。この制御システムとしては、ジャイロスコープによる方向把握や水中音響カメラを用いた視覚的な把握などのシステムを例示できる。この制御システムに用いる機器はグラブバケット２および作業船１３の適切な位置に設置される。

このようにグラブバケット２の向きを設定した状態で図６に例示するように、グラブバケット２を閉口して水底地盤Ｇの土砂Ｓをグラブバケット２（シェル３ａ、３ｂ）内に収容する。これにより図２に例示するように、グラブバケット２によって１回に浚渫される所定範囲Ａどうしを平行に並んだ状態にすることができる。

次いで、図７に例示するように、グラブバケット２を上方移動させる。一対のシェル３ａ、３ｂを閉じた状態で水上に引き上げる際には、開閉扉７ｂが閉じるので、グラブバケット２の内部に収容した土砂Ｓが外部に漏れないようになっている。

このように本発明によれば、ブーム１１を旋回させてグラブバケット２を突出軸８を中心にして回動させて、グラブバケットの開閉方向を所定の一定方向に設定することができる。それ故、ブーム１１を旋回させることにより浚渫する位置をずらして繰り返し浚渫作業を行なう場合に、従来のように浚渫される範囲が扇状になることがない。そのため、既に浚渫した所定範囲Ａを重複して浚渫することをできるだけ回避して、効率よく浚渫を行なうことが可能になる。また、シェル３ａに突出軸８を設けるだけなので、浚渫装置１が複雑な構成になることも回避できる。

突出軸８は、シェル３ａの任意の位置に取り付けることができる。例えば、一方のシェル３ａの開口外縁部４に幅方向に間隔をあけて取り付け部を予め設けておき、その複数の取り付け部のうちの所望に位置に突出軸８を取り付け、固定する構成にすることもできる。或いは、シェル３ａの開口外縁部４に突出軸８を幅方向にスライド可能に設け、幅方向の選択した所望に位置に突出軸８を取り付け、固定する構成にすることもできる。

このように突出軸８をシェル３ａの開口外縁部４の幅方向に対して中心からずれた位置に固定すると、グラブバケット２を一方向に向きを変えるために必要なブーム１１の旋回角度を小さくできる。ところが、グラブバケット２を他方向に向きを変えるために必要なブーム１１の旋回角度が大きくなる。そのため一般的には、突出軸８をシェル３ａの開口外縁部４の幅方向に対して中央部に設けることが望ましいが、現場によっては、突出軸８をシェル３ａの開口外縁部４の幅方向に対して中心からずれた位置に固定する方が好ましい場合もある。

尚、突出軸８はブーム１１の旋回に対して外周側に位置するシェル３ａに限らず、内周側のシェル３ｂに取り付けることもできる。シェル３ｂに突出軸８を取り付けた場合、図５のようにグラブバケット２の向きを変える際には、ブーム１１の旋回方向を反対方向にする。

突出軸８は一体物に限らず、例えば、シェル３ａに固定された軸芯部と、この軸芯部に外嵌、または内嵌されて回転可能に取り付けられた取付軸部とで構成することもできる。このように突出軸８をシェル３ａに対して、突出軸８の軸方向を中心にして回転可能に取り付けられている構成にすることもできる。このような構成にすると、グラブバケット２をより円滑に突出軸８を中心にして回動させ易くなる。

上記の実施形態では、グラブバケット２がカバー部７ｃを有する密閉式になっているが、本発明は、シェル３ａ、３ｂの上部が開口したオープン式のグラブバケットである場合にも適用することができる。

１ 浚渫装置
２ グラブバケット
３ａ、３ｂ シェル
４ 開口外縁部
５ａ 上部フレーム
５ｂ 下部フレーム
５ｃ アーム
６ａ〜６ｃ 支軸
７ａ 貫通孔
７ｂ 開閉扉
７ｃ カバー部
８ 突出軸
９ａ 吊りワイヤ
９ｂ 開閉ワイヤ
１０ クレーン
１１ ブーム
１２ ウインチ
１３ 作業船
Ａ 浚渫した所定範囲
Ｇ 水底地盤
Ｓ 土砂

Claims (8)

1. 回転可能に軸支された一対のシェルを有するグラブバケットと、このグラブバケットを吊り下げるクレーンとを備えた浚渫装置において、
   前記一対のシェルのいずれか一方に、吊り下げられた前記グラブバケットを開口した際に下方に突出する突出軸が備わり、このグラブバケットを開口した状態で下方移動させて前記突出軸を水底地盤に埋入させ、この状態で前記クレーンのブームを旋回させることにより、前記グラブバケットを前記突出軸を中心にして回動させてこのグラブバケットの開閉方向を所望の向きに設定できる構成にしたことを特徴とする浚渫装置。
2. 前記突出軸が、前記一方のシェルの開口外縁部の幅方向中央部に取り付けられている請求項１に記載の浚渫装置。
3. 前記突出軸が、前記一方のシェルの開口外縁部に対して幅方向の選択した位置に取り付け可能な構成である請求項１に記載の浚渫装置。
4. 前記突出軸が前記一方のシェルに対して、この突出軸の軸方向を中心にして回転可能に取り付けられている請求項１〜３のいずれかに記載の浚渫装置。
5. 回転可能に軸支された一対のシェルを有するグラブバケットをクレーンによって吊り下げ、このグラブバケットを開口した状態で水底地盤まで下方移動させた後、閉口することにより水底地盤の土砂をグラブバケット内に収容し、次いで、このグラブバケットを水上に上方移動させて前記土砂を浚渫する作業を、クレーンのブームを旋回させることにより浚渫する位置をずらして繰り返し行なう浚渫方法において、
   前記一対のシェルのいずれか一方に、吊り下げられた前記グラブバケットを開口した際に下方に突出する突出軸を設けておき、前記土砂を浚渫する作業を行なう際には、このグラブバケットを開口した状態で下方移動させて前記突出軸を水底地盤に埋入させ、次いで、この状態で前記クレーンのブームを旋回させることにより、前記グラブバケットを前記突出軸を中心にして回動させて、前記グラブバケットの開閉方向を所定の一定方向に設定し、この状態でグラブバケットを閉口して水底地盤の土砂をグラブバケット内に収容することを特徴とする浚渫方法。
6. 前記突出軸を、前記一方のシェルの開口外縁部の幅方向中央部に取り付けておく請求項５に記載の浚渫方法。
7. 前記突出軸を、前記一方のシェルの開口外縁部に対して幅方向の選択した位置に取り付けておく請求項５に記載の浚渫方法。
8. 前記突出軸を、前記一方のシェルに対して、この突出軸の軸方向を中心にして回転可能に取り付けておく請求項５〜７いずれかに記載の浚渫方法。

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