JPH0463530A

JPH0463530A - 汚泥を利用した海中構造物の構築方法

Info

Publication number: JPH0463530A
Application number: JP2172932A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Okabayashi; 郁夫岡林; Etsuo Asanagi; 麻薙　悦男; Satoru Watanabe; 覚渡辺
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-28
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH074125B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、海底に構造物を構築する海中構造物の構築方
法に関するものである。更に詳しくは、漁場としての海
洋環境改善及び漁場環境創造を目的として、（ａ）河川、海域の底質、およびこの底質に土木工事て
生ずる軟弱掘削土、焼却灰、フライアッシュ、高炉滓な
どを混合したもの（本明細書ては、以下「汚泥」と略す
）をｆＪ源として有効利用し、（ｂ）魚の生息に不可欠
であるプランクトン等の増殖環境に適した、例えば湧昇
循環流か発生する海中横築物（いわゆる海山）を海中に
構築する方法に関する。

［従来の技術］沿岸２００海里時代を迎えて、当該海域の適切な環境保
全を考慮した高度利用技術の開発に期待か寄せられてい
る。

一方、近年の高度成長に伴う開発及び人工増加と集約に
よる底質の増加と悪化か起こり、弊害か生じて、海洋環
境保全の海底浄化技術が希求されている。

海洋環境保全として、海域の底質悪化による底質改善技
術の開発は重要な課題である。膨大量の底質ａ！善とし
ては、該底質の除去、固化、ｌき換え等の土木工学的な
手法及び微生物学的手法の提案が行なわれているものの
、決定的な解決策か未だ見出されていない。従来の底質
改善の方法としては、客土（覆土）、耕うん、浚渫が試
みられている。客土は、有機物が堆積した底質の上に新
しい土砂を散布・被覆することによって、底質からの栄
養塩溶出や有機物の発生を抑える方法である。また、耕
うんは、硬くなった底質地域や有機物の堆積した底質地
域を耕うん機を曳航することによって、強制的に攪拌反
転する方法である。次に、浚渫は、堆積したごみや底質
のところを対象地域とし、漁場内の海水流動を阻害して
いる堆積土砂の除去、多量の有機物を含んだ底質の除去
、水産生物の適正な成育水深を保つための海底地盤の掘
り下げを行なう方法である。

一方、水産界にあっては、２００海里水域時代に対応す
るために「とる漁業」から「つくる漁業」への転換が日
桁されている。つまり、栽培漁業や海洋牧場技術め発展
か望まれている。

従来の養殖漁業は、遠浅海岸におけるのりや貝類の養殖
、魚の養殖、魚礁の設りなど、浅海の利用か主体てあっ
たか、近年は開発し易い浅海部分か少なくなり、深海に
おける深層の栄養塩類の豊富な底部冷水を湧昇させてプ
ランクトンを増殖し、沖合を回遊するサバ、ツリ、カツ
オ、マグロ等の浮魚類を滞留させる好漁場造成技術の開
発か課題となっている。

海洋に生息する生物は、海洋表面に偏在しているが、そ
の分布は海の流れ、つまり海流（水平方向の流れ）と湧
昇流（鉛直方向の流れ）に大きく影響されている。該海
洋生物は、プランクトンを餌として次第に高次の食物連
鎖が形成された生態系下にある。このプランクトンの低
次段階に供する海洋の栄養塩補給機構としては、陸水の
流入の他、海洋深部からの湧昇流による供給がある。そ
れは、該栄養塩が海洋表層より深層の方が大きいことに
よる。湧昇のプランクトン高生産域は、他の海域の１０
倍の生産力を持つとされている。このために、海洋にお
ける良い漁場は湧昇域と深い関係を持つ。このことは、
湧昇域の面積か全海域の０．１％にもかかわらず、魚類
の生産量か全海域の半分を占めていることから理解てき
る。因に日本近海て認められる湧昇域には、風成湧昇域
、地形性湧昇域、両者の混合形の三種類が認められてい
る。

以上の理由から、海中構造物、特に人工湧昇流施設の造
成は大きな課題となる。該施設として、コンクリート構
造物、海底フェンス、ベンチュリー管等を海底に設置す
ることによって湧昇流を起こすこと、風力や波力あるい
は太陽エネルギーなどを利用し、動力で深層海水を汲み
上げること等が検討されている。

［発明か解決しようとする課題］しかしながら、上記した従来の湧昇流施設にあっては、
例えばコンクリート構造物を構築する場合には、材料お
よび施工が大かかりでコストが高く、短時間に施工する
ことは困難てあり、またフェンスやベンチュリー管など
を設置した場合には海の外力及び船舶の航行に問題があ
り、いずれもコスト、確実性、実現可能性などに問題が
あり、現状ては実現に至っていない。又、求められてい
る保全のための浄化技術や汚泥処理技術と高度利用技術
を同時に解決しうる効果的技術の提案がなされていない
。

［課題を解決するための手段］そこて木発明者は、上記した従来の問題点に鑑み、海底
浄化と汚泥の有効利用とともに、海中においても長期間
の使用に耐え、且つ低コストで海底に構造物を構築てき
る構築方法を開発すべく種々検討を重ねた結果、本発明
に到達したものである。

即ち、本発明によれば、海中構造物の構築にあたり、汚
泥を固化材により硬化し、該硬化物を組材として用いる
海中構造物の構築方法、が提供される。これにより、弊
害を生じている海域の浄化と汚泥の大量処分が可能とな
り、しかも同時に海中に構造物を構築できることとなる
。

さらに、本発明によれば、海中構造物の構築にあたり、
汚泥及び固化材の混合物を容器に充填して海底の所定位
置に設置する海中構造物の構築方法、また、汚泥及び固
化材の混合物を海底の所定位置に設置した容器に注入す
る海中構造物の構築方法、か提供される。

本発明で対象となる海中構造物は、主として湧昇流を対
象とするが、貧栄養海域への長期にわたる安定した栄養
塩の供給構造物になり得るものである。さらに、この海
中構造物は、魚礁として活用することも可能である。

本発明で用いる汚泥とは、河川、海域の底質、およびこ
の底質に土木工事で生ずる軟弱掘削上、焼却灰、フライ
アッシュ、高炉滓などを混合したものをいう、特に底質
はその量も多く、大量の水分を含むため自然乾燥が難し
く、しかも有機物の腐敗のために悪臭を発生する等から
、経済的に処理することは容易でなく、その処理法の確
立が急務となっている。特に、環境汚染を増加させる底
質の処理には手をやいており、決定的な解決策はなく、
場当り的な問題を回避しているのが現状である。

従って、底質を本発明の構築材料として利用することに
より、環境の保全という面からも大いに役立つ。

また、本発明においては、容器は鋼製、布製、フィルム
またはシートからなるもののほか、廃船等を用いること
も回走である。所定位置に設置した容器に汚泥及び固化
材の混合物を充填する場合、船上より容器内まて、例え
ば、パイプ体を掛は渡し、このパイプ体を通して容器内
に該混合物を充填するようにすると、海水の汚濁防止の
面および設計位置への投入か確実になることから好まし
い汚泥及び固化材の混合物は、混合対象の汚泥か有機質等
に富む場合、設置した構造物が自然石やコンクリート製
構造物とは違い、それ自体栄養塩供給物であり、構造物
としての機能と栄養塩供給物としての機能を有する。

［実施例コ次に、本発明の構築方法の例を第１図乃至第５図に基い
て説明する。

本発明においては、海中に構造物を構築するに際し、そ
の型枠的な作用をする容器ｌ（第１図参照）に、汚泥及
び固化材の混合物を充填し、海底の所定の位置に設置す
る。

容器ｌの断面形状は円形ても角形でもよく特に制限はな
い。また、材質としては鋼板の如き金属材料、プラスチ
ックス、フィルム、シート等が使用できる。

海や湖沼における汚泥を対象とする場合、第２図（ａ）
　（ｂ）に示すように、汚泥運搬船２にて浚渫した所定
位ｌまで汚泥を運び、当該位置に停泊している台船４上
において、処理プラント３で汚泥に固化材を混合して混
合物を得、この混合物を船４上にて２■Ｘ２ｍＸ５ｍの
鋼製容器ｌに投入する。容器１は船４上に敷かれた鉄路
５上を移動し、船４の中央部に設けられた落下用開口部
である投入口６へ移動し、投入口６より順次落下・投入
する。尚、ここで、混合物は硬化状態であっても、未硬
化状態であってもよい。

この際、容器ｌの落下に当っては、設置水深の１７３以
上の長さを持つ筒状体（鋼製、布製等）８を補助として
使用すれば、汚濁の防止と容器ｌからなる構造物の設置
位置を一定とすることに効果かある。

容器１の大きさは、海中構造物の規模、汚泥処理能力に
より決定することとなり、船上よりの投下の場合、３■
Ｘ３ｗＸ８■程度か現状では実用的である。

また、第３図に示すように、混合物は容器とともに投入
することとせず、固化する特性を利用し、容器ｌを型枠
として使用し、容器ｌを船４上に設置した吊りレール７
に吊り下げ、開口部である投入口６で型枠を取り外し、
硬化体１３のみを落下投入し、構造物を構築することも
できる。

さらに、海中に設置した容器に混合物を充填する場合は
、第４図及び第５図のように、海底に鋼製タンク９を設
置し、船上等より混合物１４を注入輸送船ＩＯを介して
鋼製タンク９内に注入し、構造物としていく。

タンク９の大きさは設置水深と構造物の規模により決定
されるが、例えば−２０ｍ（直径）Ｘ４ｍ（高さ）を単
位とし、これらを積み重ねて設置することにより、所定
の構造物を構築する。上記以上の径のタンクとする場合
、高さは格別の制限はないが、直径の１７５程度として
定めればよい。

又、注入時の汚濁と該混合物の拡散を防止するため、タ
ンク９の内部は混合物の注入と共に、上下するシール１
１を設けることか好ましい。尚、第４図及び第５図にお
いて、１２はシールリングを示す。

なお、本発明において、汚泥と固化材の混合物を硬化さ
せることにより海中構造物を構築すると、該硬化物自体
栄養塩類を豊富に有するものであり、それらの栄養塩類
を必要とする生物等が生育する生物環境（生態系）が形
成され、間接的に栄養塩が利用されることから、従来の
コンクリート又は鋼製構造物ては得られない海中構造物
としての優れた特性を持つ。

固化材としては、従来公知の各種のものを活用すること
ができるが、石膏、ポゾラン物質、セメント物質の三素
材を主材とするものか好ましい。

該固化材は対象汚泥中にポルトランドセメントの凝結反
応を阻害する有ａ物やリン酸塩が含まれていても、効果
的に反応して目的か達成されるという特長がある。この
固化材を汚泥と混合すると、固化材構成素材の諸成分と
汚泥に含まれる水及び微細土粒子との間て（ａ）微細土粒子のイオン交換反応（ｂ）エトリンガイトの生成反応（ｃ）トベルモナイト鉱物類似相を生成するポゾラン反
応（ｄ）炭酸カルシウム生成反応（ｅ）諸反応による非結晶ゲル状物質の生成反応等が並
行して起こり、土質安定に必要な骨格や粘着性の非結晶
状物質が汚泥中に生じ、汚泥は化学的に改良・固化され
る。

なお、汚泥として、底質に土木工事で生ずる軟弱掘削土
、焼却灰、フライアッシュ、高炉滓などを混合したもの
を用いると、高炉滓などはフィラーや骨材としての効果
かあり、立地条件によっては好ましいものである。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の海中構造物の構築方法に
よれば、次の効果が奏せられる。

■通常処理に困っている大量の汚泥の無害化処理とその
有効利用ができる。

■海底浄化と、汚泥を組材とする構造物による新たな開
発施設を構築することができる。

■富栄養海域の汚泥を貧栄養海域に移動し、栄養分供給
施設を構築することができる。

■大型の海中構造物を経済的に構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構築方法に用いる容器の一例を示す斜
視図、第２図（ａ）　（ｂ）は本発明の構築方法の一例
を示す全体概要図で、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は平
面説明図である。第３図は本発明の構築方法の他の例を
示す全体概要図である。第４図は本発明の構築方法に用
いる海底容器の例を示す斜視図、第５図は海底容器を用
いた本発明の構築方法のさらに他の例を示す全体概要図
である。ｌ・・・容器、２・・・汚泥運搬船、３・・・処理プラ
ント４・・・台船、５・・・鉄路、６・・・投入口、７
・・・吊りレール、８・・・筒状体、９・・・海底タン
ク、１０・・・注入輸送管、１１・・・シール、１２・
・・シールリング、１３・・・硬化体、１４・・・混合
物。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）海中構造物の構築にあたり、汚泥を固化材により
硬化し、該硬化物を組材として用いることを特徴とする
海中構造物の構築方法。
（２）汚泥が栄養塩含有物である請求項１記載の海中構
造物の構築方法。
（３）海中構造物の構築にあたり、汚泥及び固化材の混
合物を容器に充填して海底の所定位置に設置することを
特徴とする海中構造物の構築方法。
（４）海中構造物の構築にあたり、汚泥及び固化材の混
合物を海底の所定位置に設置した容器に注入することを
特徴とする海中構造物の構築方法。