JPS63122826A - 堆積土の回収装置 - Google Patents

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） この発明は、海底堆積土や湖底ヘドロ等の水面下におけ
る堆積土を吸引管により吸引して回収する方法に関する
ものである。

（従来の技術） この種の堆積土の回収は、主として土砂やヘドロ等の堆
積により浅くなった水深を深くするために行われている
が、堆積土の回収の際、従来より一般に行われている方
法として、第１２図に示すように、土砂吸引管１の下端
吸引口ｌａ付近から上方へ向けてジェット水ａ及び空気
すを吹き込み、前記吸引口１ａより堆積土Ａ表面付近の
土砂をその周辺の水と共に吸引して、所定場所へ搬送す
ることにより堆積土を回収する方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の堆積土回収方法によると、土砂を吸引す
る際、堆積土上方の水が吸引管内に大量に流入し、吸引
管内へ吹き込まれる吸引力発生用の水と共に吸引管を通
って搬送されるため、回収される土砂（固形分）に比べ
て水分の割合が大幅に増え、回収後の水処理に広大な土
地や多量の処理剤を要して工費が膨大になり、また、土
砂を吸引する際に吸引管へ流入する水流により、吸引口
付近の堆積土が巻き上げられて周辺の水域が汚濁され、
環境汚染が生じる等の問題があった。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、上記した従
来の回収方法に比べて、回収される水量が少なく、堆積
土の回収効率及び金泥率が高く、後処理が簡単で工費が
安く、しかも、堆積土中で土砂を回収できて堆積土回収
の際の水質汚染が生じない水面下における堆積土の回収
方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記した目的を達成するだめのこの発明の要旨とすると
ころは、水面下の堆積土表面より所定深さ下方の堆積土
中に、土砂吸引管およびシェアド水噴射管を貫入し、該
吸引管の中心軸延長線上で且つ吸引口からやや離間した
位置に向けて前記ジェット水を噴射させ、堆積土を破砕
、流動化させながら、流動状態の堆積土を前記吸引管で
吸引して所定場所へ搬送することである。

（作　用） この発明の堆積土回収方法によれば、堆積土中の所定深
さ位置で噴射された後に吸引管より吸引されるジェット
水が、その噴射域周辺の堆積土を破砕して流動化させ、
この流動化された堆積土が前記ジェット水と共に吸引口
より吸引されて所定場所へ搬送されるものである。

（実施例） 以下、この発明の堆積土回収方法をその回収装置と共に
説明する。

第１図は回収装置の全体概要説明図、第２図（ａｌ〜（
ｅ）は堆積土の回収態様を示す要部断面図である。

第１図において、１は管周囲に圧縮空気流路２（第４図
及び第６図参照）を有する同心円状二重管からなる土砂
吸引管で、その下端吸引口１ａには逆円錐状の捕型ガー
ド３　（第７図参照）が装着されている。また、吸引口
１ａ周囲の管下端面には、円周方向に等間隔に噴射ノズ
ル４が取着され、各噴射ノズル４は、第４〜６図に示す
ように、吸引管１の中心軸延長線上で且つ吸引口１ａか
らやや離間した位置へ向けられている。

更に、各噴射ノズル４は、同心円状の二重ノズルからな
り、内側のノズルがジェット水噴射ノズル４ａに、また
、外側のノズルが圧縮空気噴射ノズル４ｂに形成されて
いる。なお、前記吸引管１はその上端がワイヤーやチェ
ーン１ｂ等によって吊持され、垂直状態である程度上下
動可能に保持されている。

そして、各圧縮空気噴射ノズル４ｂは前記圧縮空気流路
２に連通しており、また、各ジェット水噴射ノズル４ａ
には、それぞれジェット水供給管２ａの一端が接続され
ており、更に、各ジェット水供給管２ａは圧縮空気流路
２内を通して、後述するパルス発生装置９へ導かれてい
る。

５は振動発生装置で、この振動発生装置５は前記吸引管
１の上端に配備され、吸引管１を堆積±Ａ中に貫入させ
る際に使用される。

６は吸引タンクで、吸引ポンプ７により吸引タンク６は
負圧に保持されており、また、この吸引タンク６は前記
吸引管１の上端と接続管６ａを介して接続されている。

８は高圧水発生用ポンプで、このポンプ８の吐出口側は
、パルス発生装置９を介して前記各ジェット水供給管２
ａに接続され、また、ポンプ８の吸込口側には、給水管
８ａの一端が接続され、給水管８ａの他端は水面下に導
かれている。なお、第１１図はパルス発生装置９の実施
例を示す説明図で、９ａは４接点タイマーで、この４接
点タイマー９ａによりジェット水供給管２ａに介装され
た電磁弁９ｂが開閉操作される構造になっている。

１０は圧縮空気発生用コンプレッサで、前記吸引管１上
端の圧縮空気流路２に接続管１０ａを介して接続されて
いる。

次に、上記実施例の回収装置による本発明の回収方法を
説明する。

第２図（ａ）〜［ｅ）において、 （１）吸引管１の下端を水面下の堆積土Ａまで挿入し、
振動発生装置５により吸引管１を上下に振動させながら
、堆積土への所定深さく堆積土を回収しても該堆積土表
面域が崩壊しない深さで、堆積土の性状によって異なる
ため、その性状に合わせて設定される）まで吸引管１の
下端を貫入させる（同図（ａｌ、　（ｂ））。なお、吸
引管１の貫入の際、その下端部が土中に貫入した状態で
前記ジェット水噴射ノズル４ａからジェット水ａを噴射
させれば、貫入作業が一部スムーズになる。

（２）吸引管１の下端を堆積土中の所定深さに貫入した
状態で、圧縮空気すの噴射と共に噴射ノズル４ａからジ
ェット水ａを間欠的に（例えば、０゜４秒毎に噴射と停
止を繰り返す）噴射させると同時に、吸引管１による吸
引を開始する（同図（Ｃ））。

ジェット水ａ及び圧縮空気すの噴射並びに吸引管１によ
る吸引の開始当初は、吸引口１ａ近傍の土砂と噴射され
たジェット水及び圧縮空気の一部が吸引管１から吸引さ
れるに過ぎないが、徐々にジェット水及び圧縮空気の噴
射領域が拡大されていき、土砂の吸引量も増加していく
。この現象は、回収予定の堆積土が水面下にあり、含水
率が高（て地盤としての強度が弱いために、ジェット水
が噴射されることにより、堆積土が破砕され、同時にジ
ェット水流による衝撃力を受けて流動化（詳しくは、砂
質土では液状化現象によって、また、粘性土では一種の
シキソトロビー現象によって）し、この流動化して吸引
管１を通過可能になった土砂が吸引口１ａより吸引され
ることに基づくものである。

（３）上記作業を′ｍ続しながら、流動化した土砂を吸
引管１により吸引して、前記吸引タンク６へ搬送する（
同図（ｄ））。なお、吸引口１ａ周辺の土砂が吸引され
外部に排出されることにより、堆積±Ａ中に空洞が生じ
てその周辺の土砂が吸引口１ａに引き寄せられるので、
回収される堆積土の領域が徐々に拡大されることになる
と同時に、吸引管１自体も堆積±Δ中に引き寄せられて
沈降することになる。

そして、予定の堆積土の回収が終了した後、ジェット水
ａ及び圧縮空気すの噴射並びに吸引管１による吸引を中
止する。

（４）吸引管１の下端部を堆積±Ａ中から引抜き、次の
堆積土倉回収予定場所へ吸引管１を移動して、前記（１
）〜（３）の作業を行なう。

このようにして、堆積土への各所（例えば、数でに間隔
）で上記した回収作業を繰り返すことにより、堆積±へ
の表面層が未崩壊状態に維持された状態で下方へ沈下す
る（同図（ｅ））。

ところで、上記した回収方法は下記の実験結果に基づい
て案出されたものであるので、その実験方法を説明する
。第１０図は実験設備を示すが、同図において、前記回
収装置の各構成部材と共通する部材は同一の各符号を用
いて示している。なお、符号１１は吸引管１をワイヤー
１ｂを介して吊持するウィンチ、１２は滑車である。ま
た、実験槽１３内には、粗砂４５重量％、細砂４５重量
％、粘土１０重量％からなる試料土が収容され、この試
料上の上方には常に一定の高さの水が水槽から補給され
るようになっている。従って、この試料土は堆積±八に
相当するものである。

実験方法は、上記実験設備において、口径５Ｆ、長さ１
０ζにの吸引管１を試料±Ａ中に１に貫入して、真空圧
６００　ｍｍ／Ｈｇで試料土Ａを吸引する同時に、水圧
２０　ｋｇ　／　ｃＪでジェット水を連続噴射した場合
と、真空圧６００ｍｍ／ｌ１ｇで試料±八を吸引する同
時に、水圧２０　ｋｇ　／　ｃｎｌでジェット水を間欠
噴射（０，４秒毎に噴射と停止を繰り返す）した場合の
２通りで行った。なお、その後、ジェット水の噴射を中
止して、吸引管１による吸引だけで試料土倉を吸引しよ
うとしたが、回収できなかった。

第８図は間欠噴射と連続噴射の場合の試料土回収量とジ
ェット水量の関係を示すグラフであるが、間欠噴射は連
続噴射の場合に比べて、試料上回収量が多く、しかも、
バラツキが少なくて安定していることがわかる。ところ
で、この間欠噴射による効果が生じる理由は、ジェット
水噴射時に拡大された堆積土Ａ中の空洞圧填（第３図に
一点鎖線で示した領域）が、噴射中止時における吸引管
１による吸引作用で空洞内圧が低下して、内方の縮小域
（第３図に破線で示した領域）まで収縮し、この収縮作
用により周辺地盤がバランスを失って弛み、周辺の堆積
土が内方へ崩壊し易くなることによるものと考えられる
。この発明の回収方法では、原理的に、ジェット水を間
欠噴射させる場合だけでなく、連続噴射させても実施で
きるが、上記第８図の実験結果から間欠噴射が堆積土の
回収に極めて有効であるといえる。また、間欠噴射の場
合は、噴射間隔を変更することにより堆積土の回収量を
調整できるという利点もある。

また、第９図は上記間欠噴射の場合において回収した試
料土の金泥率とジェット水量の関係を示すグラフである
。この実験結果からジェット水量が増加すれば金泥率が
下がることが分かるが、前記第８図の実験結果を考慮し
た場合、ジェット水量を増加すれば、試料土（堆積土）
の回収量が増加するといえる。

更に、上記した本発明の実施例では、ジェット水と共に
圧縮空気を噴射させたが、シェフ）水のみを噴射させて
も同様に実施できる。しかしながら、圧縮空気を同時に
噴射すれば、ジェット水の噴射距離が大幅に増大し、堆
積土に対する破壊効果が向上する上に、該空気の一部が
吸引管１内の泥水中に混入し、エアリフト的役割を果た
すので、土砂の吸引能力を増大させるため、本発明にお
ける堆積土の回収方法には極　゛めて有効である。

（効　果） 以上説明したように、この発明の水面下における堆積土
回収方法は上記した構成からなるから、下記のような効
果を奏する。

（１）水面下の堆積土中において土砂を吸引回収するの
で、水底の堆積土表面層が崩壊され、水中に巻き上げら
れることがなく、汚濁や水質汚染が防止される。

（２）堆積土の吸引回収の際、上方の水を堆積土と一諸
に吸引して回収しないので、回収泥水の金泥率が高く、
従って、固液分離処理等の回収後の水処理や固化処理が
簡単で、処理に必要な設備や土地が少なくて済み、工費
の大幅な削減ができ、しかも、回収効率が高いので、作
業期間の短縮ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回収装置の全体概要説明図、第２図（ａ）〜（
ｅ）は堆積土の回収態様を示す要部断面図、第３図は間
欠ジェット水による堆積土の破砕態様を示す断面図、第
４図は吸引管の吸引口部分の断面図、第５図は第４図の
底面図、第６図は第５図の一部拡大断面図、第７図は吸
引管の吸引口にガードを取り付けた状態の正面図、第８
図は間欠噴射と連続噴射の場合の試料土回収量とジェッ
ト水量の関係を示すグラフ、第９図は間欠噴射の場合に
おいて回収した試料土の金泥率とジェット水量の関係を
示すグラフ、第１０図は実験設備の全体概要説明図、第
１１図はパルス発生装置９の実施例を示す説明図、第１
２図は従来の堆積土の回収方法を示す全体概要説明図と
その一部拡大図である。 １・・・吸引管、１ａ・・・吸引口、２ａ・・・ジェッ
ト水噴射管（供給管）、４ａ・・・ジェット水噴射ノズ
ル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水面下の堆積土表面より所定深さ下方の堆積土中
   に、土砂吸引管およびジェット水噴射管を貫入し、該吸
   引管の中心軸延長線上で且つ吸引口からやや離間した位
   置に向けて前記ジェット水を噴射させ、堆積土を破砕、
   流動化させながら、流動状態の堆積土を前記吸引管で吸
   引して所定場所へ搬送することを特徴とする水面下にお
   ける堆積土の回収方法。
2. （２）前記ジェット水は、一定の間隔で間欠的に噴射さ
   せる特許請求の範囲第１項に記載の水面下における堆積
   土の回収方法。
3. （３）前記ジェット水の噴射時に、該噴射域周辺の堆積
   土中に圧縮空気を噴射させる特許請求の範囲第１項又は
   第２項に記載の水面下における堆積土の回収方法。
4. （４）前記水面下の堆積土表面より所定深さ下方とは、
   堆積土を回収しても該堆積土表面域が崩壊しない深さで
   ある特許請求の範囲第１項に記載の水面下における堆積
   土の回収方法。