JPH09235751A - 浚渫排送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 港湾、河川、湖沼などの水底に堆積した軟泥
を出来るだけ水を伴わずに高濃度で能率よく浚渫排送で
きる浚渫排送装置を提供する。 【解決手段】 水底に堆積する軟泥を浚渫して排送する
浚渫排送装置１００であって、浚渫船１０上に設備され
た浚渫装置４０と、浚渫装置を昇降し旋回させる昇降旋
回装置２０と、浚渫装置に接続され浚渫物を空気搬送す
る排送装置６０とから形成され、浚渫装置は、軟泥取込
口を備えたバケットと、軟泥取込口に等間隔に垂直に配
列した複数個の異物混入防止用のバースクリーンと、軟
泥取込口に配設された水平回転軸回りに回転駆動され複
数個の掘削羽根を備えた掘削ロータならびに掘削ロータ
回転駆動手段と、バケット内に取り込んだ軟泥を掻き寄
せるスクリュコンベヤならびにスクリュコンベヤ回転駆
動手段とからなり、排送装置は、バケット軟泥吐出口に
接続された排送管と排送管途中に設けられた加圧ポンプ
と開閉弁と圧縮空気のエジェクタとを備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、港湾、湖沼、河川
などの水底に堆積する軟泥を浚渫する浚渫排送装置に係
り、特に、余水をなるべく取り込むことなく、水底の軟
泥だけを効率よく浚渫して遠隔の目的地に連続的に大量
移送できる浚渫排送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の浚渫装置としてポンプ式のものや
グラブバケット式やバックホー式のものがある。このポ
ンプ式浚渫装置は、台船や浚渫船などに大容量のポンプ
を設置し、該ポンプから海底や湖底などの水底にホース
を延ばし、水底に堆積した軟泥を水とともに吸い上げる
ようにしている。 また、別の浚渫装置として、グラブ
バケットを水底で開閉して掬い取るグラブバケット式や
バケットをアームで屈曲させて掬い取るバックホー式の
浚渫装置、さらに最近開発された竪型スクリュコンベヤ
式の浚渫装置も使用される。そして、このようにして浚
渫された軟泥は、主として土運船と呼ばれる運搬船にて
埋立地に運ばれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た浚渫装置のうち、ポンプ式浚渫装置においては、軟泥
と同時に吸い上げられる水の量があまりにも多く、余水
処理に多大な費用を要すると言う欠点があった。また、
グラブバッケット式やバックホー式の浚渫装置は、バケ
ットが軟泥を掬う度毎に水中を上下するため、浚渫区域
の海洋を汚濁するという難点があり、竪型スクリュコン
ベヤ式浚渫装置は、厚さの大きい軟泥層に対して、水を
できるだけ少なくして軟泥のみを高濃度で大量に連続的
に浚渫できる長所があるものの、軟泥層の厚さが小さい
場合に対しては、随伴する水の量が多くなり薄層浚渫に
は向いていないという不都合があった。本発明において
は、バケットを使用するけれども、一旦、バケットを水
中に入れると毎回水中を上下させることなく、海底の軟
泥を半連続的に浚渫し、薄層ばかりでなく、ある程度厚
層の、しかもある程度硬い泥土層を高濃度に浚渫するこ
とが出来る浚渫排送装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、薄層の軟泥層に対しても随伴する水を極力少なくし
て軟泥のみを高濃度に連続的に、かつ、遠隔の目的地ま
で安定して搬送するために、本発明については、第１の
発明では、浚渫船上に設備された浚渫装置と、該浚渫装
置を搭載し該浚渫船上を横行移動自在なクローラに積載
され該浚渫装置を昇降させる昇降旋回装置と、該浚渫装
置に接続され浚渫物を空気搬送する排送装置とから形成
され、該浚渫装置は、ヘアピン状に湾曲して形成され一
端が開口した軟泥取込口を備えたバケットと、該軟泥取
込口に等間隔に垂直に配列した複数個の異物混入防止用
のバースクリーンと、該軟泥取込口に配設され水平回転
軸回りに回転駆動され先端が該バースクリーンの各間隙
を掃過する複数個の掘削羽根を備えた掘削ロータならび
に掘削ロータ回転駆動手段と、該バケットの反開口部内
部の幅方向に水平に配設され該バケット内に取り込んだ
軟泥を該幅方向中央部に掻き寄せるスクリュコンベヤな
らびにスクリュコンベヤ回転駆動手段とからなり、該排
送装置は、前記浚渫装置のバケット反開口部中央の軟泥
吐出口に接続された排送管と該排送管途中に設けられた
加圧ポンプと開閉弁と圧縮空気のエジェクタとを備えて
なる構成とした。そして、第２の発明では、第１の発明
の昇降旋回装置を、バックホーで形成した。また、第３
の発明では、第１や第２の発明のバースクリーンを半弓
状に湾曲させて、掘削ロータの下流側または上流側に配
設した。さらに、第４の発明では、排送管途中にガンマ
線密度計または透明モニタリング管を設けた構成とし
た。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明においては、浚渫現場に停
泊した浚渫船から浚渫装置を昇降旋回装置で水底の軟泥
層に降下させ、スクリュコンベヤと掘削ロータを回転駆
動しつつバケットを軟泥層に載置し昇降旋回装置の操作
によりバケットを開口部方向（軟泥取込口方向）に移動
させる。バケットの移動前進につれてバケットは軟泥中
に埋没し軟泥はバケット内に侵入してバケット内に充満
する。この際、開口部（軟泥取込口部）の掘削ロータの
回転駆動により掘削羽根が開口部前方の硬い軟泥を切り
崩してバケット内への取り込みを容易にするとともに、
軟泥中に混在するバースクリーン間隙よりも大きな異物
を排除する。このようにしてバケット内に取り込まれた
軟泥は順次バケット内部後方のスクリュコンベヤで幅方
向中央部に集められ軟泥吐出口から排送管内へ移動す
る。排送管では、軟泥は開閉弁を通過し加圧ポンプで加
圧され、エジェクタより注入される圧縮空気により排送
管内をプラグ輸送され、遠隔の目的地まで移送される。
以上のようにして、浚渫船上を昇降旋回装置でバケット
を順次移動して浚渫作業を繰り返して行ない、一定の浚
渫作業領域の作業が完了すると浚渫船を次の作業現場に
移動して、再び同様な作業を繰り返す。なお、同一浚渫
作業領域におけるバケットの移動方法は、昇降旋回装置
の回転中心に向かって半径方向放射状に引き寄せる方法
（熊手状引き寄せ法）とバケットを浚渫船に対して直角
に配設して昇降旋回装置の旋回中心回りに左右に旋回し
つつ作業領域を掃過する方法（扇形旋回法）とがある。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図９は、本発明の実施例に係
り、図１は浚渫排送装置の全体側面図、図２は浚渫排送
装置の要部拡大側面図、図３は浚渫装置の要部拡大平面
図、図４は浚渫装置の要部拡大断面平面図、図５は浚渫
装置の掘削ロータの側面図、図６は昇降旋回装置（バッ
クホー）の作業範囲説明図、図７は排送管途中の開閉バ
ルブの開閉要領を説明する説明図、図８と図９は浚渫作
業工程説明図である。

【０００７】浚渫排送装置１００は、浚渫船１０上に移
動自在に搭載された昇降旋回装置２０と、昇降旋回装置
２０の先端に連結され海底の地底Ｂ上に堆積した軟泥Ａ
を採取し浚渫する浚渫装置４０と、浚渫された軟泥を遠
隔の目的地まで移送する排送装置６０とから構成され、
具体的には、図１に示すように、昇降旋回装置２０はク
ローラ２０ａに旋回可能に取り付けられたバックホー２
０Ａが採用される。昇降旋回装置２０であるバックホー
２０Ａの先端には、浚渫装置４０が取り付けられ、浚渫
装置４０で採取された軟泥は後続する排送装置６０で長
距離輸送される。

【０００８】浚渫装置４０は、図２や図３に示すよう
に、鋼板をヘアピン状に屈曲させて形成し一端に開口部
を有するバケット４１と、バケット４１内のバースクリ
ーン４５および掘削ロータ５０ならびにスクリュコンベ
ヤ４６等から構成される。バケット４１は、その頂部に
上方に突出して設けた連絡管４２とこれにボルト接合さ
れるサポート４３ならびにアタッチメント４４を介して
昇降旋回装置２０の２本のアームにそれぞれピンジョイ
ント４４ａ、４４ｂで連結される。昇降旋回装置２０を
操作することにより、バケット４１は任意の高さに昇降
したり、その傾斜角度を変更したり、あるいは旋回でき
るようになっている。

【０００９】バケット４１の内部の開口部付近には、図
２に示すように垂直で内側に向かって半弓形状に湾曲し
た複数枚のバースクリーン４５がバケット４１の横幅方
向に等間隔に配列される。また、バースクリーン４５の
前方には、図４に示すように、掘削ロータ５０が配設さ
れる。掘削ロータ５０は、バケット４１の横幅方向に延
在し両端を軸承された水平な回転軸５０ａによって回転
自在で、回転軸５０ａの外周には異物排除用のバースク
リーン４５の間隙を先端が掃過するように円周複数本の
掘削羽根５２が半径方向に突設される。掘削ロータ５０
は油圧モータで回転駆動し、その回転数は可変で通常は
３０ｒｐｍとする。なお、バースクリーン４５は、垂直
としてもよい。また、外側（前方側）に湾曲させ、掘削
ロータ５０の前方側の配設してもよい。スクリーン間隙
は６０〜７０ｍｍ程度とする。

【００１０】バケット４１の反開口部には、スパイラル
状のスクリュコンベヤ４６がバケット４１の横幅方向水
平に配設され、そのスクリュ羽根４６ａの捩り方向はス
クリュコンベヤ中央部で逆方向とされ、バケット開口部
から侵入してきた軟泥がスクリュコンベヤ４６のスクリ
ュ羽根４６ａの回転作用により中央部へ掻き寄せられる
ようになっており、この中央部に設けられた軟泥吐出口
（具体的には吐出管４８）へ軟泥を移送する働きをす
る。スクリュ羽根４６ａの直径は３００ｍｍ程度とし、
スクリュコンベヤ４６は油圧モータで駆動し、その回転
数は可変で通常は２００〜５００ｒｐｍとする。

【００１１】吐出管４８以降には、軟泥空気搬送用の排
送管６６および加圧ポンプ６２、開閉バルブ６４、エジ
ェクタ６５等からなる排送装置６０が設置される。図２
の実施例では、吐出管４８にエルボ管６１が接続され、
次いで加圧ポンプ６２、エルボ管６３、開閉バルブ６
４、エジェクタ６５を備えた排送管６６およびフレキシ
ブルな排送管６７が接続されて遠方の目的地まで軟泥を
空気搬送するよう構成される。エジェクタ６５は圧縮空
気を排送管６６内に注入し、浚渫された軟泥をプラグ輸
送により遠距離の目的地まで空気搬送するものである。
なお、上記の排送装置６０の任意の位置に逆止弁を配設
して、圧縮空気注入による軟泥の逆流を防止するように
してもよい。

【００１２】昇降旋回装置２０は、バケット４１を所定
の高さに移動したり、傾動させたり、あるいは平面的に
旋回させたりするもので、通常はバックホー２０Ａを使
用するのが簡便である。バックホー２０Ａは、図６に示
すような作業挙動を行なうものであるから、最大掘削深
さＡや最大掘削半径Ｂなどを参考にしつつ、浚渫作業現
場の水深や浚渫すべき軟泥層の層高を考慮して適当な仕
様の型番を選定することが肝要である。

【００１３】次に、以上のように構成された本発明の浚
渫排送装置１００の作動について説明する。まず、浚渫
船１０を所望の浚渫現場に停泊し、昇降旋回装置２０を
操作して浚渫装置４０を水底に静かに下降させる。その
後、バケット４１内のスクリュコンベヤ４６や掘削ロー
タ５０を回転駆動し、排送装置６０の加圧ポンプ６２の
駆動やエジェクタ６５への圧縮空気の供給を開始しなが
ら、バケット４１をほぼ水平に移動して軟泥の浚渫作業
に入る。バケット４１の移動方法は、前述したとおり、
２つの方法がある。すなわち、昇降旋回装置の回転中心
に向かって半径方向放射状に引き寄せる方法（熊手状引
き寄せ法）とバケットを浚渫船に対して直角に配設して
昇降旋回装置の旋回中心回りに左右に旋回しつつ作業領
域を掃過する方法（扇形旋回法）とがあるが、どちらの
方法を採用してもよい。

【００１４】熊手状引き寄せ法は、図８に示すように、
昇降旋回装置２０の旋回中心Ｃ₁ で図の実線で描かれた
向心方向で軟泥を浚渫し、図の点線ではバケットを海底
より少し浮かせて浚渫せずに水中を移動させる。旋回中
心Ｃ₁ での作業を終えると、浚渫船１０を旋回中心Ｃ₂
の位置まで移動して、再度同様に操業する。一方、扇形
旋回法では、図９に示すように、バケット４１を左右に
スイングさせながら浚渫作業をする。旋回中心Ｃ₁ の作
業を終了すると、浚渫船１０を旋回中心Ｃ₂ の位置まで
移動して、再度同様に操業するのは、熊手状引き寄せ法
はと同じである。図８、図９のいずれの点線（バケット
の移動のみ）の際は、後述する排送装置６０の開閉バル
ブ６４を閉状態としておく。

【００１５】作業領域にバケット４１を水平に横移動さ
せることにより、バケット４１の開口部からバケット内
部に軟泥が取り込まれる。このとき、軟泥層が硬い地層
であってもロータ５０の掘削羽根５２がこの硬い地層を
掘削し切り崩してバケット４１内へ取り込む。バケット
内に吸入される軟泥に随伴して異物（木材、鉄片、藻
類、プラスチック容器等）が混じったときは、その異物
がバースクリーン４５の間隙以上の大きさであれば、バ
ースクリーン４５を通過出来ず、先端がこの間隙内に入
り込んで掃過しながら回転する掘削羽根５２によってバ
ースクリーン４５より排除される。このようにして、バ
ースクリーン４５を通過してバケット内に取り込まれた
軟泥は順次バケットの後方部に達し、スクリュコンベヤ
４６によってバケット幅方向中央部の吐出口へ集合し、
吐出管４８を出て排送装置６０へ送られる。

【００１６】吐出管４８を出た軟泥は、加圧ポンプ６２
で加圧され、開状態の開閉バルブ６４を通過して排送管
６６でエジェクタ６５より注入された圧縮空気によりプ
ラグ輸送され、排送管６７を経由して浚渫船１０から遠
方の目的地まで搬送される。本発明では、軟泥を高濃度
で（随伴する水をなるべく少なくして軟泥のみを）輸送
するため、例えば、図７（ｂ）に示す工程で作業を進め
る。すなわち、バケット４１内の軟泥は、たとえば、図
８に示すような半径方向放射状に掻き寄せる方法では、
向心方向に移動するとき、すなわち浚渫作業を実際に行
なうときには軟泥の含水率が少ないので軟泥を搬送装置
６０へ取り込むべく開閉バルブ６４を開状態にし、反対
に遠心方向にバケット４１が遠ざかるときには軟泥の含
水率が上昇するので開閉バルブ６４を閉状態にして開閉
バルブ６４を間欠運転にする。また、実際の浚渫作業中
（バケット４１を移動してバケット４１内に軟泥を取り
込むとき）であっても、図７（ａ）に示すように、軟泥
の含水率がある一定値を越えると、開閉バルブ６４を閉
止し、軟泥の取り込みを停止する。開閉バルブ６４の開
閉サイクルは、浚渫軟泥の土質、バケット４１の移動速
度やスイング速度を考慮して決定するが、たとえば、開
５秒、閉４秒程度とする。

【００１７】浚渫中の軟泥の状態を知るために、排送管
７０中にガンマ線密度計を設け、密度から含水率を算出
したり、排送管途中を透明管として目視によりモニタリ
ングできるようにすると、より確実に高濃度の軟泥を浚
渫できる。稼業中加圧ポンプ６２は、連続運転のままと
しておく。その理由は、高頻度で運転、停止を繰り返す
とポンプ駆動用のモータ寿命が低下するからである。な
お、圧縮空気の逆流を防止する逆止弁を排送管中に配設
するのが望ましい。１か所の作業が終わると、前述した
ように、浚渫船１０を次の作業箇所に移動し、以下同様
の作業を継続する。

【００１８】以上述べたように、本発明においては、従
来技術を同じポンプ浚渫を行ないながら、従来のポンプ
浚渫の欠点である含水率の高い軟泥の浚渫でなく、随伴
する水の少ない高濃度の軟泥浚渫を達成した。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、下記の優れた作用効果がある。 随伴する水の少ない、高濃度の軟泥を半連続的に、
かつ、遠方の目的地まで安定して搬送できる。 バケットに掘削ロータとバースクリーンを組み合わ
せて設けたので、異物の混入を防止して軟泥だけを取り
込むことができるとともに、ある程度硬い軟泥層でも軟
泥を流動化できて効率良く取り込むことができる。 開閉バルブの閉止時、エジェクタ以降の軟泥は圧縮
空気の注入により圧送を済ませており、開閉バルブを再
び開放して軟泥を供給しても、新たな取り込み軟泥を支
障なく送給でき、管内閉塞を起すことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る浚渫排送装置の全体側面
図である。

【図２】本発明の実施例に係る浚渫排送装置の要部拡大
側面図である。

【図３】本発明の実施例に係る浚渫排送装置の要部拡大
平面図である。

【図４】本発明の実施例に係る浚渫装置の要部拡大断面
平面図である。

【図５】本発明の実施例に係る浚渫装置の掘削ロータの
側面図である。

【図６】本発明の実施例に係る昇降旋回装置（バックホ
ー）の作業範囲説明図である。

【図７】本発明の実施例に係る浚渫排送装置の排送管途
中の開閉バルブの開閉要領を説明する説明図である。

【図８】本発明の実施例に係る浚渫作業工程説明図であ
る。

【図９】本発明の実施例に係る浚渫作業工程説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 浚渫船 ２０ 昇降旋回装置 ２０Ａ バックホー ２０ａ クローラ ４０ 浚渫装置 ４１ バケット ４２ 連結管 ４３ サポート ４４ アタッチメント ４４ａ、４４ｂ ピンジョイント ４５ バースクリーン ４６ スクリュコンベヤ ４６ａ スクリュ羽根 ４８ 吐出管 ５０ 掘削ロータ ５０ａ 回転軸 ５２ 掘削羽根 ６０ 排送装置 ６１ エルボ管 ６２ 加圧ポンプ ６３ エルボ管 ６４ 開閉バルブ ６５ エジェクタ ６６ 排送管 ６７ 排送管 １００ 浚渫排送装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 港湾、湖沼、河川などの水底に堆積する
   軟泥を浚渫して排送する浚渫排送装置であって、 浚渫船上に設備された浚渫装置と、該浚渫装置を搭載し
   該浚渫船上を横行移動自在なクローラに積載され該浚渫
   装置を昇降し旋回させる昇降旋回装置と、該浚渫装置に
   接続され浚渫物を空気搬送する排送装置とから形成さ
   れ、 該浚渫装置は、ヘアピン状に湾曲して形成され一端が開
   口した軟泥取込口を備えたバケットと、該軟泥取込口に
   等間隔に垂直に配列した複数個の異物混入防止用のバー
   スクリーンと、該軟泥取込口に配設され水平回転軸回り
   に回転駆動され先端が該バースクリーンの各間隙を掃過
   する複数個の掘削羽根を備えた掘削ロータならびに掘削
   ロータ回転駆動手段と、該バケットの反開口部内部の幅
   方向に水平に配設され該バケット内に取り込んだ軟泥を
   該幅方向中央部に掻き寄せるスクリュコンベヤならびに
   スクリュコンベヤ回転駆動手段とからなり、 該排送装置は、前記浚渫装置のバケット反開口部中央の
   軟泥吐出口に接続された排送管と該排送管途中に設けら
   れた加圧ポンプと開閉弁と圧縮空気のエジェクタとを備
   えてなる浚渫排送装置。
2. 【請求項２】 昇降旋回装置を、バックホーで形成して
   なる請求項１記載の浚渫排送装置。
3. 【請求項３】 バースクリーンを半弓状に湾曲させて、
   掘削ロータの下流側または上流側に配設した請求項１ま
   たは請求項２記載の浚渫排送装置。
4. 【請求項４】 排送管途中にガンマ線密度計または透明
   モニタリング管を設けた請求項１記載ないし請求項３記
   載の浚渫排送装置。