JPS63125733A - 高濃度浚渫装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、河川、湖、海などの水底土砂の浚渫に使用す
る浚渫装置の改良に関するものである。

〔従来技術〕

河川、湖、海などの水底に存在する土砂の浚渫は従来よ
り実施され、既に数々の浚渫装置に対する改良及び工夫
が加えられて今日に至っているが、これらの浚渫方法で
今日一般に用いられているものは、グラブ式、バケット
式などの機械的な方式と、浚渫ポンプによる流体輸送の
方式に大別される。

機械的な方式は、グラブ、バケットなどの機械的回収装
置によって水底の土砂を回収するので土砂を水底に存在
している状態と略々同じ状態で回収することが可能であ
る。

これに対して浚渫ポンプによる方式の場合には、水底の
土砂をそのままの状態では浚渫ポンプによって吸湯する
ことができないので、一般に掘削機即ち、カッターなど
を用いて適当な濃度に水で稀釈して回収、吸湯しており
、通常その稀釈の割合は、水底土砂が砂質土の場合には
砂１に対して水４〜６倍程度、粘性土の場合には粘土１
に対して水３〜４倍程度であり、機械的な方式に比較し
て著しく薄い濃度の泥水にして吸湯しているのが実情で
ある。

しかしながら、機械的な方式では大規模な工事に対応す
ることが困難であるため、浚渫ポンプによる方式でしか
も高い濃度で浚渫の可能な方法を見出すことは浚渫に関
係する者の夢であり、そのための様々な改良、工夫が重
ねられてきたが、有効な方法を見出すことなく今日に至
っている。

浚渫ポンプによる浚渫方式の場合に従来一般的に用いら
れている浚渫装置は、第４図に示すようなもので、通常
これをカンタ−サクション型浚渫装置と呼称しており、
水中１の水底に存在する土砂２を浚渫するために、浚渫
船３の前方部に取付けられたラダー４を水底に達するよ
うに傾け、ラダー４の先端部に設置された掘削機８によ
って水底の土砂２を掘削するために掘削機駆動機９を回
転させる。

ラダー４の先端部には、浚渫船の船内に設置された浚渫
ポンプ５の吸入管の一部を構成している吸入口１０が設
けられていて、これによって掘削機８によって掘削され
た土砂２を浚渫ポンプ５側へ取り込み、船内の吸入管１
１を通して浚渫ポンプ５に導き、駆動機６によって回転
される浚渫ポンプ５の内部に設置された羽根車７によっ
て浚渫ポンプ５の吐出側に送り出している。

上記のごときカッター号りション型浚渫装置において、
土砂２の吸湯に関して基本的な構成要素は、掘削機８と
浚渫ポンプ５の吸入口１０、ならびに浚渫ポンプ５であ
り、掘削機８、吸入口１０は土砂２の回収機能を、浚渫
ポンプ５は土砂２の吸湯機能を受は持っている。

カッターサクション型浚渫装置は掘削機８によって土砂
２を強制的に攪拌、混合するので、硬く締った砂から極
く軟らかい粘土まで広範な土質に対して有効であり、ま
た掘削機８によって土砂２は水と十分に混合されるので
、安定した状態で浚渫ポンプ５が吸湯することが可能で
ある。

しかしながら、第４図により明らかなように、掘削機８
は水底の土砂２を表層から順次掘削するのに遺した構造
となっており、本来この掘削機Ｂを用いて土砂２を水と
混合することを目的としているので、浚渫作業中に掘削
機８の上部もしくは側面より水の流入することば避けら
れず、しかもその流入量を調節することはできないので
、土砂２は必要以上に稀釈された状態で浚渫ポンプ５に
吸湯される結果となる。

−また、現在使用されているカッターサクション型浚渫
装置は、第４図に示すように掘削機８と浚渫ポンプ５の
位置が離れており、高い濃度で土砂２を吸湯する場合に
は浚渫ポンプ５の吸入管、もしくは吸入口１０の部分で
閉塞現象を生じる想れがあり、これもまた高濃度で土砂
２を吸湯することを妨げる要因のひとつになっている。

浚渫作業中にこのような高い濃度が生じるのは、掘削機
８が土砂２を掘り崩す過程において、例えば前方の土砂
２の一時的な崩壊によって水の流入が阻害され、そのた
めに浚渫ポンプ５によって安定して吸湯できる限界を超
えた濃度に達するためであり、これもまたこの装置が外
部より流入する水量を意識的に調節することができない
ところにその原因がある。

一方、高濃度の浚渫を達成するためには、水底に存在す
る土砂２をより多く掘削し、これを積極的に浚渫ポンプ
５の吸入口１０に取り込むことが必要であるが、上記の
ように従来の掘削機８は土砂２の崩壊に備えて掘削機８
をある程度までしか土砂２の中に埋没させられないため
に、土砂２の積極的な取り込みには限界があり、したが
って高濃度の達成にもこの限界が影響を及ぼしている。

以上のように、従来のカッターサクション型浚渫装置は
、外部から流入する水と掘削機８の取り込んだ土砂２の
ある平衡状態の成立つ範囲内の濃度で浚渫作業を行うも
のであって、土砂２の性質、即ち硬軟度、粒径などや浚
渫すべき土砂２０層厚などによって若干の差異はあるが
、基本的には外部からの水の流入と浚渫ポンプ５の許容
できる流動条件の何れかによって決定される濃度でしか
浚渫することができず、その意味では極めて消極的な浚
渫装置ということができる。

以上に説明したように、従来使用されているカッターサ
クション型浚渫装置で高濃度の浚渫作業が実施できない
原因は、次のような理由によるものである。

浚渫ポンプによる土砂の吸湯に必要な水の補給を外部か
ら水の自然な流れに依存していることであり、このため
に必要以上の水による稀釈を防止することもできなけれ
ば、土砂の崩壊などの事態によって水の補給が途絶えた
場合にもそれに対処することもできず、また当然のこと
として、浚渫装置を土砂の中に完全に埋没させながら浚
渫作業を継続することは不可能であり、積極的な土砂の
取り込みができないことである。

〔発明の目的〕

本発明は前記のごとく、従来から使用されているカッタ
ーサクション型浚渫装置の高濃度浚渫作業を達成できな
い原因を取除き、高濃度での浚渫作業を可能にする浚渫
装置を提供することを目的としたものである。

〔発明の構成〕

上記の目的を達成するための本発明の浚渫装置は、水底
の土砂中に埋没されながらその土砂を回収可能な吸泥装
置の内外部に注水装置を設け、更に該吸泥装置の内部に
上記の土砂を混合する混合機を設けることにより構成さ
れるが、吸泥装置と、水底の土砂を後掲可能な浚渫ポン
プとを一体に設けること、及び上記の浚渫装置の吸泥装
置の移動方向に対して反対側の開口部を閉じうる回転板
が吸泥装置内部に設けることがより好ましい構成である
。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
は本発明の一実施例における浚渫装置の説明側断面図、
第２図及び第３図は第１図の要部概略側断面図である。

第１図に示す本実施例の浚渫装置は、第４図に示す従来
使用されているカッターサクション型浚渫装置と本発明
の浚渫装置とを対比して、その改良部分を説明するもの
であって、水中１の水底に存在する土砂２を浚渫するた
めに、浚渫船３の前方部に取付けられたラダー４を水底
に達するように傾け、ラダー４の先端部に本発明の浚渫
装置の特徴である吸泥装置１４と、これと一体の構造と
した浚渫ポンプ５ならびにその駆動機６が設けられてい
る。

第１図の本実施例と、第４図の従来例と異なる部分は、
先ず第一に従来における掘削機８に相当する部分に、吸
泥装置１４が配設されていることと、次に従来において
は掘削機８ならびに浚渫ポンプ５の吸入口１０と分離し
て設置されていた浚渫ポンプ５を、吸泥装Ｗ１４と一体
の構造としたことである。

次に、第２図は第１図のラダー４の先端部に設置された
吸泥装置１４ならびにこれと一体の構造とした浚渫ポン
プ５の詳細を断面図によって説明するものであり、第２
図において吸泥装置１４は全体を箱型の形状とし、水底
に存在する土砂２の中に完全に埋没されながら矢印方向
Ｆに向かって土砂２を回収する浚渫作業を実施できるよ
うにその側面が開口している。

また、吸泥装置１４は浚渫ポンプ５と一体の構造になっ
ており、吸泥装置１４の中に回収された土砂２は直ちに
浚渫ポンプ５によって吸湯　　　　゛される構造になっ
ており、吸泥装置１４の内部には混合機１２が浚渫ポン
プ５には羽根車７がそれぞれの内部に設けられており、
駆動機６によって回転され、土砂２を混合可能になって
いる。

更に、吸泥装置１４には、その内部ならびに外部に注入
管１５が設けられており、必要な注水Ｗは注水ポンプ１
６より供給される。

次に、浚渫ポンプ５と一体の構造になっている吸泥装置
１４を土砂２の中に埋没させながら第２図の矢印方向Ｆ
に移動せしめると、吸泥装置１４の側面の開口部より土
砂２が吸泥装Ｗ１４の内部に回収される。

この際に、吸泥装置１４の開口部前面の土砂２が吸泥装
置１４の開口部に流入し易くするために、開口部周辺に
注水管１５からの補給水の一部を利用して注水Ｗを行い
、土砂２の流動化をはかっている。

吸泥装置１４の内部に流入した土砂２は、吸泥装置１４
の内部に取付けられた注水管１５より供給される補給水
の注水Ｗによって流動化した泥水となり、更に吸泥装置
１４の内部に設けられている混合［１２によって十分に
混合されて浚渫ポンプ５に吸湯される。

混合機１２は混合に用いる羽根を工夫することによって
浚渫ポンプ５側に泥水を送り込む機能をある程度は期待
することができる。

なお、第１図及び第２図は説明の便宜上片側にのみ移動
しながら土砂２の浚渫を行う装置として図示しているの
が、第３図のようにこれを両側から浚渫可能な装置とす
ることも可能である。

即ち、第３図は左右何れかに移動しながら浚渫すること
を可能とした装置の一例であり、この場合には吸泥装置
１４の左右に開口部が設けられており、吸泥装置１４の
内部には移動方向Ｆに対して反対側の開口部を閉じる目
的の回転板１７が取付けられ、この回転板１７は第３図
で破線（１７）で示す位置まで回転移動可能である。

以上のように、浚渫ポンプ５が安定して連続的に吸湯す
ることのできる限界に近い泥水濃度になるように補給水
の注水量を調節することによって、従来使用されている
カンタ−サクション型浚渫装置に比較してより高い濃度
で浚渫を行うことが可能になる。

また、砂質土の場合には砂の粒子の間隙に高い水圧を加
えることによって砂の流動化をはかることが可能であり
、粘性土の場合には適当に水を加えながらこれを十分に
攪拌、混合することによって高濃度でも比較的流動性の
良い泥水を確保することが可能である。

更に、吸泥装置１４の開口部前面に注水することによっ
て外側に存在する土砂２が開口部に流入し易くなること
も実機を使用した実験などによって確認されている。

以上に説明した本発明の浚渫装置は、第４図に示す従来
のカッターサクション型浚渫装置が外部からの水の補給
に依存して土砂２を混合させているという発想を転換し
て、浚渫装置を土砂２の中に完全に埋没させて外部から
の水の補給を遮断し、必要な水の補給は浚渫装置の内部
に強制的に水を注水Ｗすることによって実施しており、
また従来における浚渫ポンプ５の吸入口１０、吸入管１
１に相当する部分を本発明では可能な限り短縮してこれ
を浚渫ポンプ５と一体の構造としており、更に従来にお
ける浚渫ポンプ５の吸入口１０．吸入管１１に相当する
部分の内部に混合機１２を設置し、上記の強制的な注水
Ｗと連動させて吸入口１０から浚渫ポンプ５までの高濃
度泥水の流動の促進をはかっている。

したがって、上記本発明の装置では、相互に関連して、
従来より使用されているカッターサクション型浚渫装置
の高濃度を達成できない原因を取除くことを可能にして
いる。

なお、水底に存在する土砂２の浚渫作業は基本的には土
砂２の掘削、回収とその上砂２の浚渫ポンプ５による吸
湯の２つの工程から成立っているが、高濃度に着目して
考えた場合、浚渫ポンプ５には安定した状態で、かつ連
続的に吸湯することのできる限界の濃度が存在し、した
がって、この限界濃度にできるだけ近い濃度に土砂２と
水を調合して浚渫ポンプ５に供給することが必要である
。

このためには、従来より使用しているカッターサクショ
ン型浚渫装置のように掘削機８の周辺からの自然な水の
補給に依存するのでは無くむしろ逆に外部からの水の流
入を遮断して必要最小限の補給水の注水Ｗを強制的に補
給してやることが必要である。

このことによって、自然に決定されてしまう濃度では無
く、意識的に決定した濃度で土砂２を浚渫ポンプ５に供
給することが始めて可能になる。

また、浚渫装置を土砂２の中に完全に埋没させて浚渫す
るために、従来装置において問題となる浚渫中の土砂２
の崩壊による浚渫ポンプ５の閉塞現象も、本発明によれ
ば防止することができる。

更に、高濃度な状態で浚渫ポンプ５を安定的、かつ連続
的に吸湯するためには、浚渫の対象とする土砂２が水と
十分に混合されて浚渫ポンプ５の吸湯に対して十分な流
動性を保ちながら浚渫ポンプ５の内部に案内されること
が必要である。

そのためには、浚渫ポンプ５の吸入口１０と、吸入管１
１とをできるだけ短縮して、吸入口１０を浚渫ポンプ５
の直ぐ近くに設けることが好ましく、更に補給水を土砂
２の流動化に有効に作用するように工夫し、更に吸入口
１０の内側、即ち、従来における吸入管１１に相当する
部分に混合機１２を設けるなどして補給水と土砂２とを
十分に攪拌、混合して、均一で流動性の良い高濃度の泥
水として浚渫ポンプ５に供給することが必要であり、こ
の点を本発明では考慮したものである。

〔発明の効果〕

以上に説明した本発明の浚渫装置を使用することにより
、浚渫工事において従来実施されているよりも高い濃度
で水底の土砂を浚渫することが可能となり、土砂の埋立
もしくは投棄に要する運搬費用の軽減がはかれるととも
に、埋立地の容積を減少させることができ、また、泥水
の中に含まれた余分な水を水中に戻すために要する余水
処理費用も少なくてすむので、その効果の工事費用に及
ぼす影響は多大なものがある。

また、河川、湖、海などの水底土砂の浚渫に従来一般に
使用されている浚渫方式の中で、グラブ、パケットなど
を用いた機械的な方式は高い濃度で水底土砂を回収する
ことが可能だが、大量の土砂の浚渫には不向きであるの
に対し、本発明の浚渫ポンプによる方式は、大量の土砂
の処理に適しており、また機械的方式に比べて割安であ
り、したがって、浚渫ポンプによる方式で従来に比較し
てより高濃度の浚渫が可能になるので、今後の浚渫工事
に及ぼす影響は極めて大きなものとなる。

また、本発明によれば、吸泥装置は土砂の中に埋没して
いるので、浚渫に伴う濁りの発生も少なく、更に余水の
発生量も減少させることができるので、浚渫工事に伴う
環境への影響を全体として最小に留めることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における浚渫装置の説明用側
断面図、第２図及び第３図は第１図の要部概略側断面図
、第４図は従来の浚渫装置の説明用側断面図である。 ２・・・土砂、５・・・浚渫ポンプ、１２・・・混合機
、１４・・・吸泥装置、１５・・・注水管、１６・・・
注水ポンプ、１７・・・回転板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水底の土砂中に埋没されながらその土砂を回収可能
   な吸泥装置の内外部に注水装置を設け、更に該吸泥装置
   の内部に上記の土砂を混合する混合機を設けた浚渫装置
   の改良。 ２、吸泥装置と、水底の土砂を吸揚可能な浚渫ポンプと
   を一体に設けた特許請求の範囲第１項記載の浚渫装置の
   改良。 ３、吸泥装置の移動方向に対して反対側の開口部を閉じ
   うる回転板が吸泥装置内部に設けられている特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の浚渫装置の改良。