JPS63134720A - 作業混濁を防いだ浚渫装置およびその工法 - 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】 本発明は水中での水に関わる作業である浚渫工事を水中
で隔離させて行い、作業による自家中毒五 的水増の混濁、再汚染を防ぎ、浚渫に関わる作ＦＪ　−
上の諸制約を排除し、且つ作業の簡便化と普及化Ｉこよ
る全体的速度性、経済性を高める為のものである。

水質汚染物の行き着（先は水底であり、浚渫作業が水系
保持、水質保全の基本動作であることは周知の常識とな
っているにも拘らず、水質が赤潮の発生、奇形魚め出現
、難病の群発等に見る如き今日の悪化を見せているのは
、究極的：こは浚渫に関わる不全を指していることに他
ならないのである。人口の動態、生活、生産の多様化等
の人為の急激な変動があるとは云え、水質保全が生存立
脚の基本であれば、少（とも浚渫作業さえ充分なる適応
能を得ていれば、自然浄化力１ネ賦活を繰返し今日の如
き水質事情には至ってない筈である。

事実、従来の浚渫工法は、砕岩浚渫法、発破浚渫法等は
別格としても、堆積物排除に慣用している所のラッター
とパケットを組合したパケット船浚渫法にしろ、サクシ
ョンドレッジャーまたはドラグサクンヨンのポンプ船浚
渫法憂こしろ、ウィンチとグラブを組合せたグラブ浚渫
法にしろ、それらの５＠展形態にしろその何れに於いて
も、採泥、揚泥、廃泥、排水等の全工程または一部工程
に対水開放形態の作業様式が採られ、浚渫は水中作業で
あるからには作業混濁、舞泥、零滴等は付随するものだ
とするのが通念になっているが、しかしこれはまさに人
為汚染度が小さく自然浄化能力に余裕がめった時代の水
系保持と水質浄化を混同した発想の賜物であり、今日的
生活様式と水質事情下ではもはや適応能力を失って層り
、これらの工法では浚渫効果よりも作業による弊害の方
が先立つ状態であり、就中、堆積物の含毒率が高い場合
は、たとえ一時的と錐も、その被害は決定的且つ長期的
：こ皮ぶ惨禍を招き兼ねないので、時には浚渫の必要性
を痛感しながらも工事着手を躊躇したり、折角着手した
作業も中断を余儀なくされたり、作業船の出入りが不都
合であったり、或は経口後の副作用も定かでない薬剤を
安直に用いたり、中には水底を固化させて自然循環を全
く無視する二重過誤を犯したりする等の有様で、こうし
た事実は二〇までの工法が今日的動向には対応し切れな
いことを物語るものであり、その上作業効率、速度性、
工事費等の経済性も決して満足の行くものでもないのが
ｆ！ｉ渫業界の現状であるのに鑑み、本発明は作業によ
る混濁・再汚染の不起を前提として、作業環境を水中で
も隔離し、作業接触水は泥質等の固形質と分離し、ろ過
除毒して水系に還元することを必携とさせ、且つ作業体
を腰が重（小廻りの効かない工船単位の大装備から直接
に触泥して作業を行う端末行為体に本位を移し替えて、
その充実化を図って、浚渫作業を道路清掃車並に６便化
することを目標として、下記の如き手段方法によって、
その達成を目論んだのである。

図を以てそれを説明する。先づ第１図によってその構成
の梗概と特徴を述べ、次いで第２図と共にその細部的補
遺をすること昏こします。

作業拠点：こなっている作業船または陸岸のトレーラか
ら遠隔操作する泥砂礫の吸引装置ｔ（１０）が、（１０
）をシリング−とするピストン等が往復する容積ポンプ
の複動形式になっている装置で、堆積泥砂の下層から吸
引し、揚泥距離が極く短い（２０）なる集泥槽に押し出
し、（２０）からは船上と結ぶ伸縮が可能で方向性もあ
る対水隔離経路（２１）を通じてポンプ以外の揚泥手段
によって作業拠点に多数基用意してある遠心分離機（３
０）に順次に揚泥して行き揚泥を中断しな（でも充分な
る分離時間が得らｎる様にして、固形質と水分を分離し
、固形質は廃棄用コンテナへ送り、水分は本発明と同時
出願下 した′ろ過機能を持つ排水管等によってろ過をしながら
、更に夫々の水系によって異る有害な特定イオンを除去
する電気透析槽、篩別槽、中和槽等の特殊ろ過手順を必
要に応じ追加し、（５０）でエアレションを経て我町く
無害化して（５２）で水系に戻すのが作業上の概要であ
る。その特徴とする所の第一は作業接触水を我町く少く
して固形質と分離してろ過し曝気し酸素溶存量を殖やし
て水中か、ら水系に還元することであり、その為に揚泥
距離の殆とない集泥槽を設け、ポンプによる揚泥一時に
渦巻型系統のポンプの使用は一切控え、遠心機、各種ろ
過装置、加圧曝気室等の工程を導入した作業接触水の除
毒活性化であるし、特徴の第二は、従来の一船−工的浚
渫工体の体質的見直してある。その手始めの現わが、泥
砂と最初１こ接触する電蝕作業手と云うべき（１０）の
機能を高め、多数の（１０）を同時操作する管理システ
ムにすることであり、次いては更に思い切って（１０）
に走行、浮沈下 、渉水管ろ過等の機能を付加して、作業船と切り離した
独立作業体として進化させる事で浚渫作業Ｉこ大掛りな
専用船舶を省略することが出来て、船舶による経済的、
作業性的諸制約も作業混濁同様排除し得て、浚渫作業を
従来の重作業感から解放し小廻りが効く軽便化を得させ
簡便にし、今日的生活様式と技術水準下に相応した水深
よりも水質保全を優先する作業態に切換る事によって、
本発明の意図する特徴を表現可能にするのである。

それでは各細部に亘っての補遺を述べます。

（１０）は作業拠点（１）から水底に降した泥砂を吸引
して吐出する気筒その他で成立っている一種の容積型ポ
ンプの吸泥装置で、泥′ｉに近づいたことを超音波等の
センサーで知ったら吸引を作動させながら降下させ、降
下による攪拌舞泥を吸収し、降下後は沈積泥層の下底部
から吸引して水分の吸収を我町く少くし、必ず浄化処理
を施して放出することにしてある作業接触水の吸引量を
減らす配慮をするのであり、（１）とは（２１）なる対
水密封性摺動伸縮管と（２２）なる（２１）と一体略と
なった摺動切球鉢とで伸縮自在性と方向自在性を持って
連なって、電線、送気その他の入出力用ケーブル（２３
）を伴う遠隔操作システムを備えているのである。

その作動は（１）からの入力信号に従って（１２）なる
ピストンまたはプランジャーの往復により弁（ｖｌ）で
上部から吸泥し、弁（ｖ２）で下部から（２０）への送
泥略（２５）へ押出すのである。（ｖｌ）の入泥略の先
端で泥砂と電離する（１０）の吸泥口（１６）は厚刃が
歯車状になっている複数の捻りローラー（１７）が互い
に噛み合って泥砂を捲込むと同時に粉砕機の白駒と篩い
の役もして、（１６）を囲んで半転往復運動、？するｗ
４籠や一部に多数の貫通孔を持つ排障板（１８）と相俟
って吸引する泥砂の整理をしたり、藻類など長尺ゴミを
寸断したりして吸泥を＊ｙ４に行わすのであるし、場合
によっては（１７）を上下さして成程度の掘削も出来る
のである。

第２図（こ拡大して示した如４、（１０）は連立複動ポ
ンプであったものを、揚泥距離等に対する配慮もあって
、吐出力を太き（する為に、例えば原動力を太き（する
とか、油圧システムにすると”か、或は（１２）の軸を
雄ラセンにして回転さすプレス壜形式にするとか等する
と、その形状も大き々なるので、それを嫌って小形化と
効率化を図ったもので、連立して複数であったシリング
ーを−ツのンリンダー（ｌＯ）に纒め、そのピストン（
１２）が仕切る左右の画室を共に気筒として全く同格壷
こ機能させ、　（１２）の往路も復路も吸引と吐出が左
右交互に同時に繰返す様に、（１０）の内側に（１０）
より小さい別の２ツのシリング−（１１）を（１２）の
両側に固定して（１２）の移動につれて（１１）も移動
し、（１０）の左右の側面と構成する室の容積が一方が
拡張すると他方が縮小する様にしてあり、且つ（１２）
の軸を省略しその代り（１２）の往復は２ツの（１３）
なる捲取り機と（１２）を抱え込む（１３’）なる鋼索
とで左右交互の索引で賄い、また（１１）の往復が（１
０）と殆ど同じ長さであるこのままの筒長だと（１０）
より左右へはみ出す分が長過き゛るので、（１１）の側
部を数周に分断して互いに密接嵌合摺動させて伸縮する
様にし、その充縮した時のはみ出し分を納める戸袋式の
薄い凸出側筒（１４）を（１１）の側周の延長上に設け
て占有空間を小さくするのである。而して０４）が囲む
形に内 なった７咽側の空間は（１０）の操作に必要な各種の機
械計器等を収容する機関室になっである。

尚、（１０）及び（１１）の形状は円筒でなく角筒であ
っても楕円筒その他の曲線筒であっても、その機能を果
す分には一層に差支えがないから、例えば（１０）を直
方体の角筒にして、その側面に（２０）なる集泥槽を設
けると、吸引した泥砂を（２０）に移すのに必ずしも揚
泥の経絡をとる必要はな嘔水平移行、或は下向移行もあ
り得て、装置の小形化か揚泥エネルギーの節約にも繋る
のであり、重量機器での重心下げを一層効果的にするこ
とも、各種機器の読者にも無駄な空間を切詰めることが
出来て、（１０）全体の安定性も向上するのであり、浮
沈月バラストの配置にも便宜を与えられるのである。

（２０）−は（１０）の（１６）　（１１）等で吸引し
た泥砂を（１）に直送しないで、一旦貯溜して吸泥と揚
泥を分離し、本発明構成に於ける吸泥反び揚泥に要請さ
れゑ る夫々の可能性の峡善を専ら尽させる為のもので、−見
すると、（１６）を強大にして泥砂を（１）に直送した
方が装置的に簡単で効率的にも見えるのでゐる′が、汚
染堆積物の排除に眼目を置き、汚染泥続作業をするには
不特定揚程によるヘッド・ロスと含水泥砂の重量等から
来る揚泥抵抗を受容れ、それに打勝つ為には大出力の動
力と付帯設備が必要となフて、それだけ常設装備が肥大
しては究極条 的には従来のポンプ船浚渫工法等に帰嗜して了い、作業
接触水も処理限界を越えざる？得なくなるのである。し
かし、水系保全にも水質浄化を先行させなくてはならな
くなった今日的水質事情の下では、（１０）と（２０）
を分けることによって、汚染続演の宿源となっている堆
積汚染物の（１０）内への吸引には気圧と水圧の自然圧
力程度で事足りる細工が出来るし、上述の様な形状その
他の（１０）に対する工夫を施すことが出来て、（２０
）に集泥するまでは格別な大出力の動力は必要でなく、
（２０）からは管 只嘗、諸与条件に叶う揚泥手段の構成に徹する事が出来
るのである。

例工ば、第１図の（２０）は大エネルギーを要する加圧
送泥と作業水の無制限使用が禁じられている条件下で、
スクリュー１こよる連続揚泥を想定して麿 の伸縮文び方向自在静を用いた場合を示したものである
が、そこに至る源泉発想は、（１）からの複条の鋼索に
よる（１０）　（２０）の降揚及びその鋼索を利用して
の複数のつるべ式のエレベータ−とエレベータ−への積
替えが容易に出来、且つ（２０）の集泥ホッパー下への
出入れも容易に出来る有蓋コンテナと１こよる揚泥構図
であり、それを可能にしたの、が（１０）の断面形状と
その両側に配置した（２０）の交互使用であるし、第２
図の（２０）、（２４）等もその構図を源流とするパケ
ット付きラッターを用いた非圧送揚泥手段の一層を示し
ているのである。

（２６）は（２０）に移送されて来た泥砂礫の水切り板
で、震動機能または反転回転機能等を備えた複数枚の多
孔板から成ってあり、我町く水切りをよくする為に（２
０）を直方体４こした（ｌＯ）の両側面に２基（２７）
を通して（１）の（３０）に揚水し処理され、水切りを
充分にした泥砂礫は圧縮空気と減圧によって青 形成さｎた（１）からの循環風洞誉にはみ出す形になっ
ている揚泥待機室に送られ（１）Ｉこ風伴揚泥されるか
、或は（１）から鋼索に係留されて昇降往復し一定時間
揚泥待機室に横づけする一方通行弁つき有蓋パケットか
エレベータ−に圧注し揚泥されろのである。こうするこ
とに依って、従来の工法にはなかった乾式または無水揚
泥とも云うべき新手段が生じ、水系と浚渫混濁は全４無
縁になるのであり、（２５）による制約も減って（１０
）の行動半径も大き鳴なり、（３０）も分離した清下水
だけ処理すればよいので負担が軽減し、その分処理能力
を小さ４設定するか、ろ過工程が行き届くのである。

尚、（１９）はキャタピラで」行機能を意味して、（１
０）反び（２０）は弁（ｖｌ）、（■２）の操作次第で
は満室にも空室にもなることが出来、少しのバラストで
浮沈機能としても役立つので、その浮沈機能と、更に間
口面積を大きく必要としない（４０）で示して下 ある″ろ過機能を持つ排水管”とを付加すると、上述の
乾式揚泥と相俟って（１０）自体が−ツの独立した作業
混濁を起さない浚渫工体となり、その軽便さは従来の浚
渫鉛工体の遥かに及ばない所であり、橋桁の低い橋梁も
桟橋の下も大石の間の蓄泥、へどろを吸取る事も出来、
−個所の（１）で数台の（１０）の同時操作も可能にな
るのである。

（３０）は遠心機を意味し、図は一本の原動シャフト＋
３１）に伝動具（３２）を用いて多数基のバスケット型
遠心機を互いに回転方向を逆にして作動さすことを示し
ているが、各機態に原動機を付け、位置を適宜に設定し
ても何ら差支えないｂは勿論である。（３４）は（２０
）より揚泥して来た絶妙を受取る容器の専用ホッパーで
、これより分岐した各注入管けだ数だけの（３０）に順
繰りに配るので、他の夫々の（３０）に配り終って一巡
して戻るまで回転を続けらＯて充分なる分離時間が得ら
ｎ、揚泥作業を中断する等の制約を受けなくて済み、浚
渫作業に遠心機の導入が無・理でなくなり、浚渫物の分
離ろ過が可能となって作業接触水の無毒化、無害化を示
唆し、それを決定づけたのがろ過平面の要らない（４０
）の併用であり、（１０）　（２０）　Ｉこよる作業接
触水の減量化と分離である。（３０）の台数、機種及び
大きさ、回転数、付帯設備等は（１）が船舶であるか自
動車であるかと云うことと揚泥能力等によって当然違っ
て来るが、殆どの場合浚渫対象域が陸水か陸岸近くに集
中し、深度等財形浚渫の場合でも有害へどろ等の堆積が
多くなって対質浚渫を先行せざるを得なくなっている今
日的水系事情下では、船舶よりも自動車に設備をした方
が（１０）、（２０）等上述の如き性能構成からして有
利と云わざるを得ないのである。。例えば、従来の工船
浚渫では不可能だった水上構造物下の水底堆積物の除去
を無理なく吸引することも、小廻わりがきいて陸岸、橋
上等の（１）から多数の（１０）を同時操業させること
も出来るし、橋桁等の操船上の支障も無関係になり、ど
うしても船舶でなけｎばならない時は鱒船、貨物船等に
そのま′＞積込むこと出来るのである。また追加機能を
必要とする時はその設備のトラックを殖やすだけで済む
し、堆積絶妙の臭気が気になる時はトレーラ−等のケー
シングがゐるので集気消臭処置を講することも出来るの
である。

（４０）は間口を殆ど必要とせず、遊休空間を起用して
も、その設置が可能な本発明と同封出願のパ下 ろ過機能を持つ排水管”で、図は（３０）等の施設を囲
む様に林立さしての設置を意味し、数組の（４０）を並
列に設置して交替番こ使用させ、ろ材の賦活を充分行わ
しめるのである。作業に関連した接触水のろ過は、固形
質との分離も含めて究極的には汚染堆積物と接触した水
分の無害化がその目的であるが、（３０）は勿論のこと
（４０）に於いても大事をとって生物除去、凝析等の処
理を併用したり、事餌調査に基いて吸着材に対する特別
な配慮を加えたりしたとしても、分散コロイド乃至溶解
イオンの除去が処理時間等のこともめって充分行われた
とも限らないので、場合によっては特殊ポリマー、セラ
ミック等の高度ろ材１こよる（４１）、（４２）等の篩
別透析、イオン交換等１こよる電気透析等の加担もある
のであり、また水系水量に比べると僅少ではあっても処
理に関った水は酸素溶存量を殖し、水質の活性化を促す
呼び水として（５０）での加圧空°気によるエアレーソ
ヨンをしてから（５１）の伸縮管または昇降管で堆積絶
妙の浮揚混濁を起さない範囲の深さに射出口（５２）を
調整して水中に水平放出するのである。

以上で述べた如く、必要な時に必要に応じて如何なる作
業上の制約を受けることなく直ちに作業に入れることこ
そ今日的水質事情が要請する浚渫工体であるとの信条の
下、現在量も大きな制約になっている作業攪拌が惹起す
る水系の汚濁と肥大鈍重で操業上の難点が多い工船単位
の作業体質を先づ改めることが、この要請に沿う作業体
になる第−歩になるので、本発明は従来の浚渫常識に拘
ることな４、その要請に沿う実質的作業内容そのものが
要求する仕組み、工程を効率的に追って行った結果が得
たものであるが、それを支えたのは今日的生活を支えて
いると同一な材料上半、エレクトロニクス等の今日的産
業技術であり、それは業を吸泥、集泥、揚泥に分業専業
的にしたり、作業接触水の浄化と活性化と講じたり等し
て、その間に、変則的吸泥気筒を得きせたり、無水揚泥
を下 得させたり、遠心機と′ろ過機能を持つ下水管”を導入
させたり、各種の自動機能化を図らせたり、数多の浚渫
上体の同時操業管理ンステムにさせたり、専用工船の省
略を引出させたりする等々の数々の新しい試みを提供し
て、従来の浚渫船工法が抱える諸問題点の隘路を拓く可
能性を産出したのである。

こうして出現した本発明により、上体の移動および性能
の追加、借用が容易になり、殆どの水域への立入り操業
と臨場的適切処置も可能１ニなって、最も汚染が劇しい
都市内用、工場地帯を抱え込む河川、沿岸は勿論のこと
、農用水路、湖沼等の陸水々底および桟橋等水上構築物
の水底、今後の発展を余儀な４される水産養殖場の水底
、勇み足は絶対許されない護岸構築物近辺の水底、河口
沿岸等々の水底の蓄積汚泥の無懸濁、無害化浚渫が出来
る様１こなり、水底の清掃、掘削、耕作、不要生物処理
等の目的憂こ沿った整備を浚渫汚染の危惧もなく思う存
分に施すことも、水底に送気して淀みをな（し曝気活性
化を図ることも可能になるのであるし、更に上体の６便
化、小形化が進み規格化生産が出来る様になると、経時
と共にその普及を各水系の管理機関、事業体毎に行き亘
らして常備させ、必要によって何時でも浚渫が行える様
になって水質保全も水系保持も常に全うすることが具現
可能１こなるのである。

加うる１こ本発明を、本発明と同時出願の１ろ透下 機能を持つ井水管”と併せ考えると本発明は各個汚染が
集合する水系に於いて過去から現在に至る蓄積汚染を清
算する役割になり、排水管ろ過は各汚染発生源に於いて
現在から未来にかけての汚染の放出を抑制する役割にな
って、生存立点の水質を身勝手な人為的過汚染系路から
自然浄化能力域内に還元させ、且つ繋ぎ留める具体的な
目途を客観的に確立する可能性を漸鳴得られるのであり
ます。

【図面の簡単な説明】

第１図は、構成全体の横断配置図であり、第２図は、氷
中上体の横断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気筒装置を構成するシリンダーを水底に沈め、泥砂
   礫を下層から吸引し隣接する集泥槽へ吐出して一旦収容
   した上で、水と隔離した密封通路により水勢に依存しな
   い手段を用い、作業船上に用意してある多数の遠心分離
   機へ順次に揚泥して行き分離作用時間を長引かせて固形
   質と作業接触水を分離し、固形質は搬出用コンテナへ送
   り、水分は“ろ過機能を持つ排水管”でろ過しながら、
   電気透析槽、篩別槽等高度吸着槽へ送られ、最終的には
   エアレーション室を経て加圧空気と共に水系へ還元する
   各操作を一連化した浚渫装置。 ２、気筒装置が円筒以外の角筒、楕円筒等各種の筒形に
   なっている特許請求の範囲第１項装置。 ３、複数の気筒装置を構成するシリンダーが縦に直立し
   た特許請求の範囲第１項装置。 ４、ピストンの軸を螺旋にして回転によってピストンを
   往復させる特許請求の範囲第１項装置。 ５、ピストンの軸を省く代りに鋼索と捲取り機で無軸ピ
   ストンを索引して往復させる特許請求の範囲第１項装置
   。 ６、シリンダーの側筒を数等分し互いに密着摺動させて
   伸縮さす特許請求の範囲第１項装置。 ７、水平儀または深度探知センサーと連動する伸縮脚を
   用意した特許請求の範囲第１項装置。 ８、自動走行、浮沈機能反び遠隔操作機能を付与した特
   許請求の範囲第１項装置。 ９、浚渫工事に於いて、水底で作業する工程を吸泥、集
   泥、揚泥の３段階に分け、揚泥の段取りをする集泥工程
   の段階で、震動、風動、移動、回転等の手段によって吸
   引した泥砂の水切りを行い、水分はろ過工程に送り、固
   形分は水上から循環流動させる風洞管内の強風にて水上
   に風伴揚程する浚渫泥砂の乾式揚泥装置。 １０、水上から循環させる一方通行弁つき有蓋パケット
   等の密閉容器に集泥した泥砂を風圧注入して集泥槽より
   送り出す特許請求の範囲第９項装置。 １１、水上から交互に昇降する一方通行弁つきエレベー
   ター等の密閉容器に、集泥した泥砂を風圧注入し集泥槽
   より送り出す特許請求の範囲第９項装置。 １２、気筒装置を構成するシリンダーを水底に沈め、気
   筒の吸引、吐出作用を利用して水底の泥砂礫を下層より
   吸引し、水分の吸入を成可く少くして隣接する集泥槽に
   移し一旦集めた上で、改めて水と隔離した環境下でその
   泥砂礫を水上の作業母船または陸岸のトラック等に用意
   した多数基の遠心機へ順次揚泥して行き、固形質と作業
   接触水を分離し、固形質は廃棄用コンテナへ送り、水分
   は“ろ過機能を持つ下水管”電気透析槽その他のろ過工
   程の手順を遂次経させ、最終はエアレーション等で酸素
   溶存量を殖してから水中より水系に還元さすこれらの各
   工程を一連化して、浚渫作業を封水隔離環境下で行うこ
   と及び作業接触水の浄化処理を義務づけ、作業による水
   系の混濁を惹起しないことを特徴とする浚渫工法。