(57)【要約】      （修正有）【課題】  底棲生物の棲息する環境を維持するために、海底に投入された高炉水砕スラグの覆砂層が長時間経過して固結化したものを、元に近い状態に復元するための海底耕起による海底土質の改良方法及びそれに用いる装置を提供する。【解決手段】  高炉水砕スラグの覆砂による海底の土質改良であって、固結化した覆砂層が耕起具の耕起用爪により耕起され、かつ、砕壊されて粒状化することを特徴とし、また、該耕起具として、複数の耕起用爪を回転ロールの周方向及び幅方向に、かつ、列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上から吊り下げクレーンにより上下移動可能に吊り下げて設けられている重力式回転耕起機を用いることを特徴とする。【選択図】図７
2006333780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグの覆砂による海底の土質改良であって、固結化した覆砂層が耕起具の耕起用爪により耕起され、かつ、砕壊されて粒状化することを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法。
【請求項２】
請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を回転ロールの周方向及び幅方向に、かつ、列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上から吊り下げクレーンにより上下移動可能に吊り下げて設けられている重力式回転耕起機を用いることを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法に用いる装置。
【請求項３】
請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を回転駆動ロールの周方向及び幅方向に、かつ、列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上からの伸縮、傾動及び回動可能な作動腕の先端部に設けられている回転耕起機を用いることを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法に用いる装置。
【請求項４】
請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を機枠からほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機を船上から吊り下げクレーンにより吊り上げた後、自由落下させる重力落下式耕起機を用いることを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法に用いる装置。
【請求項５】
請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を機枠からほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上からの伸縮、傾動及び回動可能の作動腕の先端部に設けられているバックホウ式耕起機を用いることを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法に用いる装置。
【請求項６】
請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を機枠から斜め下に又はほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上から吊り下げクレーンにより上下移動可能に吊り下げられると共に、船から牽引移動可能に設けられた吊下げ移動式耕起機を用いることを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法に用いる装置。
【請求項７】
請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を機枠から斜め下に又はほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上から五節リンク状腕により上下移動可能に吊り下げられると共に、船から牽引移動可能に設けられた吊下げリンク移動式耕起機を用いることを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法に用いる装置。
【請求項８】
請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を掴み部の先端部に設けた掴みバケットであって、該掴みバケットが船上から吊り下げクレーンにより上下移動及び開閉可能に吊り下げて設けられている掴みバケットを用いることを特徴とする海底耕起による海底土質改良方法に用いる装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底、湖沼底、河川底（以下、海底と称す）の土質改良のために投入された高炉水砕スラグの覆砂層が長時間経過して固結化したものを掘り起こして砕壊して粒状化する、いわゆる海底耕起による海底土質の改良方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海の底棲生物は、シジミ、アサリ等の貝類、エビ、カニ等の甲殻類、ゴカイ等の軟体類やハゼ、オコゼ等の幼魚など多くの動物群を含んでいる。海底の堆積物の中にすむもの、海底の堆積物の表面にすむもの、海底の岩、石、貝類などの表面に固着してすむものなどが存在する。この生物の種類数は浅い海底ほど多く、水深０〜２０ｍに大部分の種類が集中している。この底棲生物が棲むのに好ましい海底の地質は、砂地、砂礫地又は岩礁或いはこれらが入り組んだ地質である。とくに、シジミ、アサリ等の貝類は海水と真水とが混ざる汽水域の水底に棲息しているものである。また、海草や海藻などが海底に生育すると複雑な海底ができるので、より多くの底棲生物にすみかを提供することになり種類数が増加する。
【０００３】
しかし、大都市圏を背後に控える浅海や湾などにおいては、河川の土砂に加え、シルトや粘土類や長年に亘る生活廃水中の沈殿物等により海底の状況が泥状又はへどろ状の堆積物より成っているので、底棲生物にとっては好ましい生態環境ではなくなってきた。こうした環境の海底を改善して底棲生物が棲みやすくするための方法の一つが、天然砂又は砕砂の海底への投入であって、泥状又はへどろ状の海底をこれらの砂で覆う覆砂による改善である。この覆砂の層厚は１０〜６０ｃｍあれば、底棲生物が棲む環境が改善される。また、覆砂層により潮流又は波浪による浅海の海底の泥又はへどろが巻き上げられることを防いで、海水とくに海底における海水の汚濁化を防止することができる。
【０００４】
しかし、最近になって、天然砂や砕砂の入手先及び入手量において多くの制約が生じる事情があって、これを改善するために入手先及び入手量に制約の少ない鉄鋼業の高炉水砕スラグが着目された。そして、該高炉水砕スラグの適用により海砂と同等もしくはそれ以上の底棲生物の棲息に適した環境を整えることが実証され、さらに、ＰＨ８．５程度の弱アルカリに保つことで硫酸還元菌の活動を抑制して硫化水素の発生を抑制することが可能ということから、環境の改善に優れた効果を発揮する高炉水砕スラグを用いた覆砂方法が注目を浴びつつある。  
【０００５】
しかしながら、この高炉水砕スラグを用いた覆砂を行う幾度の実証工事の結果、高炉水砕スラグは、溶融スラグを水で急冷して製造されるから活性エネルギを内部に保持しているため水硬性を有し、水中に長期間放置しておくと固結化する問題が生じてきた。この覆砂層の固結化する問題は、底棲生物が住めない環境になることから自然の生態系の破壊にも通じ、また、漁業産業に損害をもたらす問題でもあった。一方、天然の海底土質を改善するために海底を耕耘する技術が開示されている。（参考文献１）
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６８３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の高炉水砕スラグの覆砂層は早ければ３ヶ月から一年もすれば固結化が進み、底棲生物が棲息できない環境になることから、この覆砂層を砕壊して初めの状態に戻す必要が生じてきた。本発明は、かかる問題を解決するために為したものであって、海底の土質改良のために投入された高炉水砕スラグの覆砂層が長時間経過して固結化したものを掘り起こして砕壊して粒状化する、いわゆる海底耕起による海底土質の改良方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、請求項１の発明は、海底耕起による海底土質改良方法において、高炉水砕スラグの覆砂による海底の土質改良であって、固結化した覆砂層が耕起具の耕起用爪に耕起され、かつ、砕壊されて粒状化することを特徴とする。
【０００９】
前記高炉水砕スラグは、天然砂、砕砂に比し、単位体積重量が１３〜１５ＫＮ／ｍ３と２０％程小さく、気孔が多く、かつ、粒度が０．１５〜５ｍｍの範囲に９０〜１００％入るなど粒度が揃っており、しかも粒子が角張っている。また、主成分はＣａＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯの４成分系の化合物であって弱アルカリ性であり、覆砂により被覆土質の硫酸還元菌の活動を抑制して硫化水素の発生を抑制する効果も認められている。したがって、高炉水砕スラグを用いた厚さ１０〜６０ｃｍの覆砂層によれば、砂地として、底棲生物が棲みやすく、移動もしやすい。また、海水が浸透しやすいから層中に栄養分、酸素分の補給も十分であるので、底棲生物にとって好ましい環境を提供していた。また、この高炉水砕スラグの覆砂層による海底土質の改良方法は、海底のみならず湖沼、河川等の海水と真水の混ざる汽水域の水底においても実施されている。
【００１０】
しかし、高炉水砕スラグは水硬性を有するため、この覆砂層は設置状況にもよるが３ヶ月〜１年を経過すると固結化が進み、底棲生物の移動が困難であったり、また、海水の出入りが困難となったりして、底棲生物の棲む環境に適さない状態が出現した。これを防止するために、固結化した、又は固結化する前に、覆砂層が耕起具の耕起用爪を用いて掘り起こすこと、即ち耕起により、固結化した覆砂層を砕くと共に壊して粒状化して元の状態に近い覆砂層に復元することを特徴とするのが請求項１による海底耕起による海底土質改良方法である。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において耕起具として、複数の耕起用爪を回転ロールの周方向及び幅方向に、かつ、列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上から吊り下げクレーンにより上下移動可能に吊り下げて設けられている重力式回転耕起機を用いることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を回転駆動ロールの周方向及び幅方向に、かつ、列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上からの伸縮、傾動及び回動可能の作動腕の先端部に設けられている回転耕起機を用いることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を機枠からほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機を船上から吊り下げクレーンにより吊り上げた後、自由落下させる重力落下式耕起機を用いることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具が複数の耕起用爪を機枠から斜め下に又はほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上からの伸縮、傾動及び回動可能の作動腕の先端部に設けられているバックホウ式耕起機を用いることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を機枠から斜め下に又はほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上から吊り下げクレーンにより上下移動可能に吊り下げられると共に、船から牽引移動可能に設けられた吊下げ移動式耕起機を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を機枠から斜め下に又はほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した耕起機であって、該耕起機が船上から五節リンク状腕により上下移動可能に吊り下げられると共に、船から牽引移動可能に設けられた吊下げリンク移動式耕起機を用いることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８の発明は、請求項１に記載の海底耕起による海底土質改良方法において、耕起具として、複数の耕起用爪を掴み部の先端部に設けた掴みバケットであって、該掴みバケットが船上から吊り下げクレーンにより上下移動及び開閉可能に吊り下げて設けられている掴みバケットを用いることを特徴とする。
【００１８】
請求項２〜８に記載の耕起具は、いずれも複数の耕起用爪を覆砂層に突き立てて、かつ移動させることにより、又は覆砂層に突き立てて抜き去ることを繰り返すことにより、固結化した覆砂層を砕壊して元の粒状の覆砂層に戻す作用を行う。
【００１９】
回転ロールに突設した耕起用爪を覆砂層に重力で潜り込ませ、かつ回転ロールを牽引して水平方向に移動することにより水車の如く掘り起こすのが請求項２の耕起具であり、回転駆動されるロールに突設した耕起用爪を覆砂層に潜り込ませて、水車の如く掘り起こすのが請求項３の耕起具である。
【００２０】
また、機枠からほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した複数の耕起用爪を自由落下させることにより、耕起用爪が覆砂層に突き刺さり、かつ抜き去ることを繰り返すことで覆砂層を壊して粒状化させるのが請求項４の耕起具であり、前述の機枠を上下移動させると共にハンマリングを加えて、さらに、水平方向への回動移動を付加したのが請求項５の耕起具である。
【００２１】
また、機枠から斜め下に又はほぼ垂直下方に、かつ、平面的に列状又は千鳥状に突設した複数の耕起用爪を下に移動して覆砂層に突き刺し、かつ機枠を牽引して水平移動させることで、畝を耕すように覆砂層を掘り起こして粒状化するのが請求項６，７の耕起具である。
【００２２】
また、掴みバケットの掴み部の先端に設けた複数の耕起用爪がバケットを開いて下ろすことにより覆砂層に潜り込み、次いで、バケットを閉じることにより覆砂層を掘り起こしてバケット内に取り込んで砕壊し、次いで、バケットを開くことにより砕壊された覆砂層を元の位置に戻して覆砂層を耕起するのが請求項８の耕起具である。  
【発明の効果】
【００２３】
底棲生物の棲息する環境を悪化させる泥状、へどろ状等の海底土質を覆砂層で覆うことで環境改善を行った場合に、覆砂に用いられる高炉水砕スラグは密度、粒度分布及びアルカリ性である点で、砕砂などの天然砂に比べ覆砂に最適であるが、この高炉水砕スラグの覆砂層は時間経過と共に固結化し、底棲生物の棲む環境を劣化さすが、本発明に係わる請求項１の海底耕起による海底土質改良方法によれば、固結化する覆砂層を耕起具により砕壊して元の状態に近い覆砂層に復元することができる。
【００２４】
また、本発明に係わる請求項２から８の海底耕起による海底土質改良方法によれば、これらの耕起具は、海底土質改良方法の実施において、海域の水深、広さ、潮流の大小、底棲生物の棲息状況等を勘案して、最適に実施できる耕起具を提供することができる。また、実施に当たっては、設備費、工事費、工事の難易度等を勘案した最適の耕起具を選択することができる。この結果、海底の良好な環境の維持が図られ、即ち、底棲生物の良好な棲息環境の維持、海底及び海底水の汚濁防止が図られ、漁業の発展と環境保全に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。図１は、本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法の説明図であって、海底耕起の模式図で、（ａ）は耕起前の海底覆砂の状態、（ｂ）は耕起後の海底覆砂の状態、（ｃ）耕起具による耕起状態の一例である。図２は、本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、重力式回転耕起機を備えた船による海底耕起の模式図で、（ａ）は平面状態図、（ｂ）は側面状態図である。図３は、重力落下式耕起機を備えた船による海底耕起の模式図で、（ａ）は平面状態図、（ｂ）は側面状態図である。図４は、吊下げ移動式耕起機を備えた船による海底耕起の側面状態の模式図である。図５は、バックホウ式耕起機を備えた船による海底耕起の側面状態の模式図である。図６は、吊下げリンク移動式耕起機を備えた船による海底耕起の側面状態の模式図である。図７は、本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、回転耕起機の模式的斜視図である。図８は、重力落下式耕起機の模式的斜視図である。図９は、吊下げ移動式耕起機の模式的斜視図である。図１０は、掴みバケットによる海底耕起の説明図である。
【００２６】
本発明の実施形態を図１に基いて説明する。覆砂に用いられる高炉水砕スラグは、高炉から排出されるＣａＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯの４成分系の溶融スラグを圧力水流中で急冷と同時に細粒化して製造される。この高炉水砕スラグの代表的性状は粒子密度２７ＫＮ／ｍ３，単位体積重量１３〜１５ＫＮ／ｍ３、粒度分布０．１５〜５ｍｍ範囲内に９０〜１００％、形状は多孔質で角張っている。また、化学成分はＣａＯ４０〜４２％，ＳｉＯ２３２〜３５％，Ａｌ２Ｏ３１３〜１５％，ＭｇＯ４〜７％であって、水に触れると硬化する水硬性を有し、水中では弱アルカリ性を呈する。
【００２７】
本発明に係わる海底土質改良方法は、高炉水砕スラグを台船からクレーン用バケット又はバックホウを用いて投下又は撒布により海中に投入して、水深２〜２０ｍの範囲にある海底へ沈積させ、図１ａに示すように厚み１０〜６０ｃｍ範囲の覆砂層１を形成する。この覆砂層１は従来の海底４の泥又は「へどろ」（以下泥層３と称す）上に沈積されるので、海砂と同等若しくはそれ以上の底棲生物の棲息に適した環境に整えることが実証されつつある。また、高炉水砕スラグによる覆砂層１は、ＰＨ８．５程度の弱アルカリ性を保つから硫酸還元菌の活動を抑制して硫化水素の発生を抑えることが可能ということで、海底土質の環境改善に優れた効果を発揮する覆砂材となる。因みに、この高炉水砕スラグの覆砂層による海底土質の改良方法は海のみならず、湖沼、河川等の汽水域においても実施されている。
【００２８】
しかしながら、高炉水砕スラグによる覆砂層１は、海中に長期間（３ヶ月〜１年間）放置しておくと、高炉水砕スラグが元々水硬性を持っているので固結化する。この固結化した覆砂層１の固結の程度は、ハンドスコップ又は移植ゴテで掘れる位だが、堀跡は崩れないようなものである。したがって、底棲生物である魚貝類が砂に潜れず、或いは砂に産卵することができない等底棲生物が棲息できない環境になることから、この改善のために固結化した覆砂層１をほぐして細粒化する、言い換えると砕壊して粒状化する工法が本発明に係わる海底耕起による海底土質改良方法である。
【００２９】
この方法は、図１ｃに示すように固結化した覆砂層１を耕起具５に突設された耕起用爪６を用いて耕すように砕壊して、図１ｂに示す砕壊された覆砂層２にするものである。この砕壊する仕方は、大きく分けて３通りあって、一つ目は覆砂層２を耕起用爪６で掘り起こす方法、二つ目は覆砂層２に耕起用爪６を突き刺して破壊する方法、三つ目は覆砂層２を耕起用爪６で鋤いて壊す方法があり、これらを総称して耕起と称している。よって、耕起用爪６の形状は、鍬型や鶴嘴型や鋤型があり、材質は耐磨耗の点から合金鋼、耐磨耗材を肉盛り又はクラッドした鋼材、耐磨耗セラミック等が用いられる。また、耕起具５は、前述したことから、耕起用爪６を回転させる形式や、耕起用爪６を突き刺す形式や、耕起用爪６を水平方向に移動させる形式に分けられる。砕壊する深さは目的によって多少異なるが概ね４０ｃｍ以内の深さまでほぐす工法である。また、固結した覆砂と既存の海底土を砕壊しながら混合するのも本海底土質改良方法に含まれる。これによれば覆砂層１が再固結化に到る期間を延ばすことができる。また、耕起具５の採用にあたっては、覆砂層１の砕壊による汚濁の発生や棲息生物の死滅を防止することが肝要である。
【００３０】
重力式回転耕起機１１（請求項２）について、図２、図７を用いて説明すると、重力式回転耕起機１１は複数の耕起用爪６を千鳥状に回転ロール８の周方向及び幅方向に突設して、該回転ロール８を本例では３列の機枠７間に４個配設したものである。この重力式回転耕起機１１は、その機枠７の吊り環７ａに船２０の吊下げ用クレーン２１の吊りワイヤ２１ａを結び付け、上下に移動できると共に、船２０からの牽引用ワイヤ２０ａを機枠７に結び付けて牽引して移動できる。また、船２０の海面３０上での移動は、船２０から四方向に沈埋した４つのアンカー２２それぞれにアンカー用ワイヤ２２ａが船２０と繋がれ、船上のウインチ（図示しない）で４本のアンカー用ワイヤ２２ａを引き込み又は繰り出すことにより行うことができる。この船２０の移動により、牽引用ワイヤ２０ａに繋がれた重力式回転耕起機１１を海底において移動させることができる。また、重力式回転耕起機１１の自重により覆砂層を耕起するから、自重は大きいほどよく、耕起用爪６の形状も貫入し易い円錐形状がよい。
【００３１】
この重力式回転耕起機１１の耕起作用を説明すると、重力式回転耕起機１１は船２０の吊下げ用クレーン２１により海底に下ろされ、自重により回転ロール８に突設してある耕起用爪６が固結化した覆砂層１に貫入し、次いで、船２０がアンカー用ワイヤ２２ａを使って移動すると共に、牽引用ワイヤ２０ａにより重力式回転耕起機１１が海底を移動するから、それに伴って回転ロール８は回転し、複数ある耕起用爪６が回転し、覆砂層１を掘り起こして砕壊し、元の状態に近い砕壊覆砂層２に耕起する。この際、耕起用爪６は千鳥状に配列してあるから掘り起こしもれを防ぐことができる。また、船２０の移動は、前述のアンカー用ワイヤ２２ａによる移動の他に、曳き船により移動することも可能である。また、吊下げ用クレーン２１により重力式回転耕起機１１を設置する水深は自由に設定ができ、比較的深い水深、即ち１０−２０ｍでも可能である。また、本法は現有の作業船２０を用いて、重力式回転耕起機１１の製作だけで耕起を実施できる手軽さがある。
【００３２】
回転耕起機（請求項３）について、図５、図７に基づいて、また前述の説明と異なる部分について説明すると、回転耕起機は基本的に図７の重力式回転耕起機１１と似ており、回転ロール８がロール軸端の油圧モータ等により強制回転駆動されること、耕起用爪６が円錐形でもよいが、回転力があるので鍬形状でも適用できること、機枠の形状が船上からの伸縮、傾動及び回動可能の作動腕の先端部と係合するもので２列である点で異なる。この回転ロールの駆動用に油圧モータを適用することは、低速で回転トルクが大きいから耕起用途として大きな砕壊力が得られて最適である。また、船上からの伸縮、傾動及び回動可能の作動腕には、バックホウが適用できる。この場合、比較的水深の浅い５〜１０ｍ程度の河川などの耕起に適用できる。
【００３３】
この回転耕起機の耕起作用を説明すると、回転耕起機は船２０からのバックホウ腕１４ａにより海底に下ろされ、油圧モータにより回転駆動ロール８に突設してある複数の耕起用爪６が回転して、覆砂層１を掘り起こして砕壊し、元の状態に近い砕壊覆砂層２に耕起する。また、バックホウ腕１４ａは伸縮、傾動及び回動可能の作動腕であるから、腕１４ａの先端部に係合している回転耕起機はある範囲は自由に移動して耕起できる。また、回転耕起機を大きく移動させるには、船２０がアンカー用ワイヤ２２ａを使って移動させるか、曳き船により移動させるかが必要である。
【００３４】
重力落下式耕起機１３（請求項４）について、図３、図８を用いて説明すると、重力落下式耕起機１３は複数の耕起用爪６を格子状の機枠７からほぼ垂直下方に、かつ、千鳥状又は列状に突設して、配設したものである。この重力落下式耕起機１３は、その機枠７の吊り環７ａに船２０の吊下げ用クレーン２１の吊りワイヤ２１ａを結び付け、上下に移動できると共に、耕起する時には吊下げ用クレーン２１の吊りワイヤ２１ａをフリーにして重力落下させる。また、重力落下式耕起機１３の自重により覆砂層を耕起するから、自重は大きいほどよく、耕起用爪６の形状も貫入し易い円錐形状で、抜き去り時に砕壊できる返りが付いたものがよい。しかも、重力落下式耕起機１３の機枠７は、海中を抵抗が少なく、かつ、真直ぐ降下するために格子状がよく、枠桁も抵抗の小さい形状がよい。また、船２０の海面３０上での移動は、船２０から四方向に沈埋した４つのアンカー２２それぞれにアンカー用ワイヤ２２ａが船２０と繋がれ、船上のウインチ（図示しない）で４本のアンカー用ワイヤ２２ａを引き込み又は繰り出すことにより行うことができる。また、船２０の移動は、前述のアンカー用ワイヤ２２ａによる移動の他に、曳き船により移動することも可能である。
【００３５】
この重力落下式耕起機１３の耕起作用を説明すると、重力落下式耕起機１３は船２０の吊下げ用クレーン２１により吊り上げてから、吊りワイヤ２１ａをフリーにして海底に重力落下され、機枠７に突設してある耕起用爪６が固結化した覆砂層１に貫入し、次いで、吊りワイヤ２１ａを使って引き上げると、耕起用爪６の返りが覆砂層１を掘り起こして砕壊して元の状態に近い砕壊覆砂層２に耕起する。また、吊下げ用クレーン２１により重力落下式耕起機１３を設置する水深は自由に設定ができ、比較的深い水深、１０−２０ｍでも可能である。また、本法は現有の作業船２０を用いて、重力落下式耕起機１３の製作だけで耕起を実施できる手軽さがある。
【００３６】
バックホウ式耕起機１４（請求項５）について、図５、図８を用いて説明すると、バックホウ式耕起機１４は複数の耕起用爪６を格子状の機枠７からほぼ垂直下方に、かつ、千鳥状又は列状に突設して、配設したものである。また、その機枠７の形状が、船２０上からの伸縮、傾動及び回動可能の作動腕、いわゆるバックホウ腕の先端部と係合可能とするものである。また、該バックホウ腕は、先端部に連続してハンマリングする機構が付属するから、このハンマリングにより耕起用爪６が覆砂層を耕起する。したがって、耕起用爪６の形状も貫入し易い円錐形状で、返りが付いたものがよい。また、該バックホウ腕の長さには制約があるので、比較的水深の浅い５〜１０ｍ程度の河川などの耕起に適用できる。また、船２０の海面３０上での移動は、船２０から四方向に沈埋した４つのアンカー２２それぞれにアンカー用ワイヤ２２ａが船２０と繋がれ、船上のウインチ（図示しない）で４本のアンカー用ワイヤ２２ａを引き込み又は繰り出すことにより行うことができる。また、船２０の移動は、前述のアンカー用ワイヤ２２ａによる移動の他に、曳き船により移動することも可能である。
【００３７】
このバックホウ式耕起機１４の耕起作用を説明すると、バックホウ式耕起機１４は船２０からのバックホウ腕１４ａにより海底に下ろされ、バックホウ腕１４ａにより機枠７に突設してある複数の耕起用爪６がハンマリングされて、覆砂層１を砕壊し、元の状態に近い砕壊覆砂層２に耕起する。また、バックホウ腕１４ａは伸縮、傾動及び回動可能の作動腕であるから、腕１４ａの先端部に係合している機枠７はある範囲は自由にバックホウ腕１４ａの動作のみで耕起できる。また、バックホウ式耕起機１４を大きく移動させるには、船２０がアンカー用ワイヤ２２ａを使って移動させるか、曳き船により移動させるかが必要である。
【００３８】
吊下げ移動式耕起機１５（請求項６）について、図４、図９を用いて説明すると、吊下げ移動式耕起機１５は、複数の耕起用爪６を格子状の機枠７から斜め下に又はほぼ垂直下方に、かつ、千鳥状又は列状に突設して、配設したものである。この吊下げ移動式耕起機１５は、その機枠７の吊り環７ａに船２０の吊下げ用クレーン２１の吊りワイヤ２１ａを結び付け、上下に移動できると共に、船２０からの牽引用ワイヤ２０ａを機枠７に結び付けて牽引される。この機枠７の前方を舟形にすることで、海底面に沿って耕起することができる。また、船２０の海面３０上での移動は、船２０から四方向に沈埋した４つのアンカー２２それぞれにアンカー用ワイヤ２２ａが船２０と繋がれ、船上のウインチ（図示しない）で４本のアンカー用ワイヤ２２ａを引き込み又は繰り出すことにより行うことができる。この船２０の移動により、牽引用ワイヤ２０ａに繋がれた吊下げ移動式耕起機１５を海底において移動させることができる。また、吊下げ移動式耕起機１５の移動により覆砂層を耕起するから、耕起用爪６の形状も貫入し、鋤易い先鋭部のある円筒形状がよい。
【００３９】
この吊下げ移動式耕起機１５の耕起作用を説明すると、吊下げ移動式耕起機１５は船２０の吊下げ用クレーン２１により海底に下ろされ、自重により機枠７に突設してある耕起用爪６が固結化した覆砂層１に貫入し、次いで、船２０がアンカー用ワイヤ２２ａを使って移動すると共に、牽引用ワイヤ２０ａにより吊下げ移動式耕起機１５が海底を移動するから、それに伴って複数の耕起用爪６が移動して、覆砂層１を鋤き起こして砕壊し、元の状態に近い砕壊覆砂層２に耕起する。この際、耕起用爪６は千鳥状に配列してあると掘り起こしもれを防ぐことができる。また、船２０の移動は、前述のアンカー用ワイヤ２２ａによる移動の他に、曳き船により移動することも可能である。また、吊下げ用クレーン２１により吊下げ移動式耕起機１５を設置する水深は自由に設定ができ、比較的深い水深、即ち１０−２０ｍでも可能である。また、本法は現有の作業船２０を用いて、吊下げ移動式耕起機１５の製作だけで耕起を実施できる手軽さがある。
【００４０】
吊下げリンク移動式耕起機１６（請求項７）について、図６、図９を用いて説明すると、吊下げリンク移動式耕起機１６は、複数の耕起用爪６を格子状の機枠７から斜め後方に千鳥状又は列状に突設して、配設したものである。この吊下げリンク移動式耕起機１６は、その機枠７に五節リンク状腕１６ａを結び付け、上下に移動できると共に、船２０に五節リンク状腕１６ａが固定されているから、船の移動と共に移動する。また、船２０の海面３０上での移動は、船２０から四方向に沈埋した４つのアンカー２２それぞれにアンカー用ワイヤ２２ａが船２０と繋がれ、船上のウインチ（図示しない）で４本のアンカー用ワイヤ２２ａを引き込み又は繰り出すことにより行うことができる。この船２０の移動により、一端を船２０に固定された吊下げリンク移動式耕起機１６を海底において移動させることができる。また、吊下げリンク移動式耕起機１６の移動により覆砂層を耕起するから、耕起用爪６の形状も貫入し、鋤易い先鋭部のある円筒形状がよい。
【００４１】
この吊下げリンク移動式耕起機１６の耕起作用を説明すると、吊下げ移動式耕起機１５は船２０の五節リンク状腕１６ａにより船２０に固定されているために、海底まで下ろすことなく一定深度の維持が可能で、機枠７に突設してある耕起用爪６を固結化した覆砂層１に貫入し、次いで、船２０がアンカー用ワイヤ２２ａを使って移動すると共に、牽引用ワイヤ２０ａにより吊下げリンク移動式耕起機１６が海底を移動するから、それに伴って複数ある耕起用爪６が移動して、覆砂層１を鋤き起こして砕壊し、元の状態に近い砕壊覆砂層２に耕起する。この際、耕起用爪６は千鳥状に配列してあると掘り起こしもれを防ぐことができる。また、該耕起用爪６は後方を向いているので、ゴミなどの絡み付きを防止し、一定深度の維持が可能だから底面のみを掘り起こすことで汚濁の拡散を防止できる。また、船２０の移動は、前述のアンカー用ワイヤ２２ａによる移動の他に、曳き船により移動することも可能である。また、五節リンク状腕１６ａにより吊下げリンク移動式耕起機１６を設置する水深は自由に設定ができ、比較的深い水深、１０ｍでも可能である。
【００４２】
また、耕起具として掴みバケット１７（請求項８）について、図３、図１０に基づいて説明すると、複数の耕起用爪を掴み部の先端部に設けた掴みバケット１７であって、該掴みバケット１７が船２０上から吊り下げクレーン２１により上下移動用吊りワイヤ２１ａ及び開閉用ワイヤ２１ｂにて吊り下げて設けられている。また、掴みバケット１７をマス目状の専用バケットにすることで、掴み込まれた固結化覆砂層１はマス目を介して外に排出する時にほぐすこともできる。また、船２０の移動は、前述のアンカー用ワイヤ２２ａによる移動の他に、曳き船により移動することも可能である。
【００４３】
耕起具として掴みバケット１７による耕起作用を説明すると、船２０上から吊り下げクレーン２１により掴みバケット１７を開いて下ろすことで、掴み部の先端に設けた複数の耕起用爪が覆砂層１に潜り込み、次いで、掴みバケット１７を閉じることにより覆砂層１を掘り起こして掴みバケット１７内に取り込んで砕壊し、次いで、掴みバケット１７を開閉用ワイヤ２１ｂにより開くことで砕壊された覆砂を元の位置に戻して、覆砂層１を耕起する。また、掴みバケットの水平掘り機能を持たせることで一定深さの掘り起こしも可能である。また、掴みバケット１７をマス目状の専用バケットにすることで、掴み込まれた固結化覆砂層１はマス目を介して外に排出する時にほぐすこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
鉄鋼業の銑鉄製造時の副産物である高炉水砕スラグを覆砂層に活用して浅海の海底のみならず、湖沼や河川の汽水域における底土の土質の改良及びその維持を行い、底棲生物の棲息環境の改善に貢献するから、養魚、養貝の分野について広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法の説明図であって、海底耕起の模式図で、（ａ）は耕起前の海底覆砂の状態、（ｂ）は耕起後の海底覆砂の状態、（ｃ）耕起具による耕起状態の一例である。
【図２】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、重力式回転耕起機を備えた船による海底耕起の模式図で、（ａ）は平面状態図、（ｂ）は側面状態図である。
【図３】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、重力落下式耕起機を備えた船による海底耕起の模式図で、（ａ）は平面状態図、（ｂ）は側面状態図である。
【図４】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、吊下げ移動式耕起機を備えた船による海底耕起の側面状態の模式図である。
【図５】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、バックホウ式耕起機を備えた船による海底耕起の側面状態の模式図である。
【図６】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、吊下げリンク移動式耕起機を備えた船による海底耕起の側面状態の模式図である。
【図７】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、回転耕起機の模式的斜視図である。
【図８】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、重力落下式耕起機の模式的斜視図である。
【図９】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、吊下げ移動式耕起機の模式的斜視図である。
【図１０】本発明の最良の実施形態である海底耕起による海底土質改良方法に用いる耕起具の説明図であって、掴みバケットによる海底耕起の説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：覆砂層      ２：砕壊覆砂層      ３：泥層        ４：海底      ５；耕起具    ６：耕起用爪      ７：機枠          ７ａ：吊り環    ８：回転ロール  
１１：重力式回転耕起機    １２：回転耕起機      １３：重力落下式耕起機          １４：バックホウ式耕起機  １４ａ：バックホウ作動腕    １５：吊下げ移動式耕起機
１６：吊下げリンク移動式耕起機    １６ａ：リンク腕    １７：掴みバケット
２０：船          ２０ａ：牽引用ワイヤ    ２１：吊下げ用クレーン  
２１ａ：吊りワイヤ      ２１ｂ：開閉用ワイヤ          ２２：アンカー    
２２ａ：アンカー用ワイヤ            ３０：海面      
【図１】
2006333780.tif 000003
【図２】
2006333780.tif 000004
【図３】
2006333780.tif 000005
【図４】
2006333780.tif 000006
【図５】
2006333780.tif 000007
【図６】
2006333780.tif 000008
【図７】
2006333780.tif 000009
【図８】
2006333780.tif 000010
【図９】
2006333780.tif 000011
【図１０】
2006333780.tif 000012