(57)【要約】【課題】水域を汚濁させない覆砂装置と方法を提供する。【解決手段】水と砂を混合したスラリーを、略水平方向の流れを与えた状態で水底に向けて放出する。放出した土砂の量とほぼ同等の量の水を、放出口付近から吸引して、これをスラリーの製造に使用する。【選択図】図１
2011163027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底を覆砂するための覆砂装置であって、
覆砂材の供給装置と、
水底面に面するように配置する放出装置と、
供給装置と放出装置とを繋ぐ管路と、からなり、
前記放出装置の水底面側に、覆砂材と水とを混合したスラリーの放出口を設け、
前記放出孔の近傍に、水を取り入れる吸水口を設け、
前記管路の内部の水を循環させて、略水平方向の流れを与えたスラリーを前記放出口から水底に向けて放出することを特徴とする、覆砂装置。
【請求項２】
前記管路の途中に沈砂池を設置したことを特徴とする、請求項１に記載の覆砂装置。
【請求項３】
前記供給装置を台船上あるいは陸上に設置し、前記放出装置を台船あるいはフローターから吊り下げてなる、請求項１又は２に記載の覆砂装置。
【請求項４】
水底を覆砂するための覆砂工法であって、
覆砂材と水とを混合したスラリーを、略水平方向の流れを与えて水底に向けて放出し、
放出したスラリーの量とほぼ同等の量の水を、該スラリーの放出箇所近傍から吸引して、新たなスラリーの製造に使用する、覆砂工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、覆砂装置及び覆砂工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
覆砂工法とは、水底に堆積した汚泥を砂等で被覆することにより、浚渫工法と同様の効果を得るものである。
【０００３】
覆砂工法としては、作業船から直接、砂を水底に投下する方法が知られている。
或いは、図９に示すように、作業船ｅから供給した覆砂材を吐出管ａを介して水底の底泥ｃ層に向けて散布し、底泥ｃ上面を覆砂ｂする方法などが従来からおこなわれている。
【０００４】
また、トレミー管や管状シュートを使用して船上から水底に向けて砂を供給して覆砂する方法が、特許文献１及び２に開示されている。
さらに、その点を改善した特許文献３記載の覆砂方法も知られている。
【０００５】
この特許文献３に示す装置では、図１０に示すように、スラリー状の土砂を水底に向けて供給し、スラリーが水底に達する前に土砂の流れる方向を複数回変更するとともに流速を低下させ、排出した土砂で水底を覆うものである。そのために、底泥を乱すことなく覆砂層を形成できるという利点を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−４１８１５号公報
【特許文献２】特開昭６３−４００２１号公報
【特許文献３】特開２００５−２３７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記した従来の水底の覆砂工法及び浚渫工法にあっては、次のような問題点がある。
（１）覆砂の作業時に、覆砂に含まれる微細な粒子が水中に拡散して濁りを生じる。
（２）既存の底泥に覆砂が着底する際に、周辺の水をかき乱すために底泥が舞い上がって周囲に拡散する。
（３）落下速度によって覆砂材が軟弱な底泥内部に入り込むため、完全に底泥を覆砂で被覆するためには相当量の砂層を形成する必要がある。
（４）同様の理由で、覆砂材が底泥層に潜り込んだり、底泥上面が乱流になって底泥が舞い上がり水域に濁りを生じたり、覆砂層の上に舞い上がった底泥が沈降し覆砂層の上に底泥層が形成されてしまう場合がある。
（５）水上からの施工であるため覆砂厚は不均一になり、不均一な覆砂により底泥がすべり破壊を起こしやすく、施工管理が難しい。また、不均一な層厚となるため、最低必要厚さを満たすためには大量の砂を投入する必要がある。
（６）特許文献３に示す装置でも、やはり覆砂材料に含まれる微細な粒子が迅速に沈降せずに周囲に濁りを与えるという問題は残っている。また覆砂は装置の中心付近に集中して沈降するために、均一な厚さの覆砂層を得るためには砂を供給する位置を頻繁に移動する必要があり不経済である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本願の第１発明は、水底を覆砂するための覆砂装置であって、覆砂材の供給装置と、水底面に面するように配置する放出装置と、供給装置と放出装置とを繋ぐ管路と、からなり、前記放出装置の水底面側に、覆砂材と水とを混合したスラリーの放出口を設け、前記放出孔の近傍に、水を取り入れる吸水口を設け、前記管路の内部の水を循環させて、前記放出口から略水平方向の流れを与えたスラリーを水底に向けて放出することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本願の第２発明は、前記発明において、前記管路の途中に沈砂池を設置したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本願の第３発明は、前記発明において、前記供給装置を台船上あるいは陸上に設置し、前記放出装置を台船あるいはフローターから吊り下げてなるものである。
【００１１】
また、本願の第４発明は、水底を覆砂するための覆砂工法であって、覆砂材と水とを混合したスラリーを、略水平方向の流れを与えて水底に向けて放出し、放出したスラリーの量とほぼ同等の量の水を、該スラリーの放出箇所近傍から吸引して、新たなスラリーの製造に使用することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、次のような効果のうち、少なくとも一つを得ることができる。
（１）底泥を乱すことなく覆砂層を形成することができる。このため、水質が悪化することがほとんどない。また、確実に覆砂層を形成することができる。
（２）覆砂材を水と混合してスラリー状とし、水底の近くで水平に近い方向に向けて覆砂作業を行う。そのために軟弱な底泥であっても砂の潜り込みが発生しがたく、底泥の表面に薄く、均一な覆砂層を形成することが可能である。
（３）底泥上に確実に覆砂するため、汚泥の溶存酸素消費量や窒素、リンなどの栄養塩の溶出量が抑制され、湖水の富栄養化が弱まる。
（４）覆砂後の水底の表層は、砂又は砂質土からなる、均一な覆砂層となる。このため、水底の環境が砂質土系の良好な状態となることから、淡水植物や底性生物の生育場として改善される。
（５）装置の放出口から落下しなかった余剰スラリーは、吸収して循環させるため、周囲への拡散がなく、濁りの発生を抑制することができる。
（６）水底に蓄積した軟弱な汚泥を砂などで薄く被覆することにより、汚濁物質の汚泥からの溶出を抑制することができる。
（７）平均的に均一な厚さに覆砂できるため、必要な覆砂厚さ以上の余盛りをする必要がなく経済的である。
（８）覆砂装置の規模は簡単に大きくすることができるから、用途に応じて設計すれば、効率よく短時間での覆砂作業を行うことができる。
（９）沈殿地を設置すれば、覆砂材に含まれている、覆砂に適さない微細な粒子を除去することが可能で、その点でも水質の汚染を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の覆砂装置の実施例の説明図。
【図２】供給装置のその他の実施例の説明図。
【図３】放出装置の実施例の説明図。
【図４】放出装置の他の実施例の上から見た斜視図。
【図５】放出装置の下から見た斜視図。
【図６】覆砂工法の実施状態の説明図。
【図７】覆砂工法の他の実施例の説明図。
【図８】放出装置の他の実施例の説明図。
【図９】従来の覆砂工法の実施例の説明図。
【図１０】従来の他の覆砂工法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面を参照しながら、本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
＜１＞覆砂工法の原理
本発明の覆砂工法では、スラリーを使用する。
このスラリーは、土砂などの覆砂材に水を混合して管路を流体輸送できる材料である。
このスラリーを、略水平の方向の流れを与えた状態で水底に向けて放出して覆砂するものである。
ここで「略水平」とは先行技術に記載の発明における土砂の放出方向がほぼ鉛直であるのに対する意味であって、正確に水平であることを意味するものではない。
また、本発明は、水に対するスラリーの比重の重さを利用して、スラリーを放出口から落下させるものであるため、スラリーの放出流速は放出装置内の水平流速よりも小さくなる。
そして、放出したスラリーの量とほぼ同等の量の水を、放出した位置付近から吸引して、これを新たなスラリーの製造に使用する。
次に上記の工法を実際に機能させる装置について説明する。
【００１６】
＜２＞全体構成
図１は、本発明の覆砂装置の実施例の説明図である。
本発明の覆砂装置は、覆砂材の供給装置１と、放出装置２と、供給装置１と放出装置２を連続した管路３と、によって構成する。
【００１７】
＜３＞供給装置
供給装置１は、管路３を循環する水に、砂などの覆砂材Ｃを供給する装置である。
例えば、上部開放の容器であるホッパーを使用し、このホッパーに投入した覆砂材Ｃを自由落下によって管路２に供給する。
供給する砂などの量は、供給装置１の下端にバルブ（図示せず）を取り付け、このバルブの開放量によって砂の落下量を調整して行う。
その他の実施例として、供給装置１の内部に撹拌装置１１を設けて、水と覆砂材を撹拌混合することもできる（図２）。
【００１８】
＜４＞放出装置
放出装置２は水底に面して配置する、中空の容器である。
放出装置２の形状は、単数又は複数の筒状部材（図１，３）、矩形状の容器（図４，５）、その他の形状、或いはそれらの組合せを採用することができる。
放出装置２を中空の矩形形状(図４，５)としたり、複数本の円筒によって構成(図示せず)すれば、横断方向に幅の広い範囲で覆砂の均一な散布を行うことができる。
【００１９】
＜４．１＞放出口
放出装置２の下面、すなわち水底面側には、スラリーの放出口２１を単数又は複数開口する。
本実施例における放出口２１は、放出装置２を構成する部材の外殻を単に開口してなる。
【００２０】
＜４．２＞吸水口
前記放出口２１の近傍には、水を取り入れる吸水口２２を開口する。
本実施例における吸水口２２も、放出装置２を構成する部材の外殻を単に開口してなる部分である。
放出口２１と吸水口２２との位置関係は、放出口２１を放出装置２の下面に、吸水口２２は上面に開口することが望ましい（図１，３）。
吸水口２２は、放出口２１よりも小さく開口しておくことにより、渦による乱れの発生を抑制することができる。
吸水口２２を設けることにより、放出装置２内を流れる流水の負圧によって、外部の水を放出装置２の内部に吸引することができる。
【００２１】
＜５＞吸水の効果
放出装置２の吸水口２２の大きさや配置を適切に設計することによって、放出口２１から放出して落下させたスラリーと同量の水を、吸引することができる。
すると、放出装置２の周辺での渦の発生を抑制し、底泥Ａや覆砂Ｂの舞い上がりや拡散を抑制することができる。
また、放出口２１から落下しなかったスラリーは、吸水口２２から吸引した水とともにスラリー生成用の水と供給される。
この機能によって余剰なスラリーの外部への排出を抑制でき、覆砂位置の周囲における濁りの発生、拡散を抑制できる。
【００２２】
＜６＞管路とポンプ
前記供給装置１と放出装置２との間をスラリーや水が連通するように管路３で接続する。
そして、管路３のいずれかの位置にポンプ３３を設け、該ポンプ３３でもって管路３の内部の水に一定方向の流れを与える。
このスラリーを循環させるポンプ３３は、給砂管３１、吸水管３２中の何れの位置に設置してもよく、ポンプの性能に応じて設置場所を決めることができる。
【００２３】
＜７＞給砂管
この管路３は、給砂管３１と給水管３２によって構成する。
給砂管３１は、供給装置１と放出装置２との間を接続し、供給装置１から放出装置２への流れに使用する管材である。
給砂管３１は、供給装置１と放出装置２との間を接続しているから、水と覆砂とを混合した状態のスラリーを、放出装置２へ輸送する。
【００２４】
＜８＞吸水管
一方、放出装置２と供給装置１との間を接続して、放出装置２から供給装置１への流れに使用するのが、吸水管３２である。
吸水管３２は、放出装置２と供給装置１との間を接続しているから、おもに放出装置２の吸引口２２から吸引した水を供給装置１に輸送する。
【００２５】
＜９＞放出装置の設置
上記した放出装置２は、図６に示すように、作業台船４からクレーンなどで吊り下げることができる。
あるいは図７に示すように、放出装置２にフローター６を取り付けて、装置自体に浮力を与えるような構成を採用することもできる。
また覆砂を供給する供給装置１は、図６に示すように作業台船の上に設置することができるが、図７に示すように供給装置１を陸上に設置して、放出装置２まで長い管路で接続する構成を採用することもできる。
【００２６】
＜１０＞沈砂池
覆砂材に微細な粒子や比重の小さい粒子を含んでいる場合にはこれらの粒子は沈降しにくいために放出口２２から落下せず管路３内を循環し続ける。
この場合に図５に示すように管路３の途中に沈砂池５を設置して、そこに沈降させてこれらの微細粒子を取り除くこともできる。
【００２７】
＜１１＞覆砂工程
上記の装置を用いて行う覆砂工程を図１を参照しながら説明する。
供給装置１に覆砂材Ｃを投入する。
同時にポンプ３３を作動して管路３内に水を循環させる。
この水は放出装置２に開口した多数の吸水口２２から管路内に供給される。
覆砂材Ｃは自重により管路内に供給されて水と混合してスラリーとなり、給砂管３１を通って放出装置２２に至る。
【００２８】
＜１２＞覆砂材の放出
給砂管３１から放出装置２に至ったほとんどの覆砂材はスラリーとして放出装置２の放出口２１から水底に向けて落下し、覆砂Ｂとなる。
この際に、放出装置２は水底に平行した状態で配置してあるから、スラリーにはほぼ水平方向の流れが与えられた状態で放出口２１から落下してゆく。
そのために従来の装置による鉛直方向からの投入と異なり、底泥Ａへの貫入力が小さいので覆砂材が泥内へ侵入しがたく、かつ底泥Ａの微細な泥粒子を巻き上げにくい。
そのために底泥Ａの舞い上がりや拡散を抑制することができる。
さらに前記したように水平に近い方向に向けて覆砂材が放出されるから、薄い水平の覆砂層を形成しやすく、従来のような鉛直方向に落下させる装置、方法と比較して精度のよい薄い覆砂Ｂを形成することができる。
【００２９】
＜１３＞吸水工程
放出口２１から放出したスラリーの量とほぼ同等の量の水が吸水口２２から放出装置２の内部に吸引される。
この吸水口２２は、放出口２１の近傍にあるから、放出口２１からの影響で濁りが生じやすい水域の水を放出装置２の内部に吸引することができる。
そのために覆砂材の放出時の濁りの発生を抑制することができる。
また放出口から落下しなかった覆砂材は、新たに吸引された水とともに管路３を循環させ、再度放出口２１から落下させることができる。
【実施例２】
【００３０】
前記放出口２１及び吸水口２２のその他の形態について、図８を参照しながら説明する。
【００３１】
本願発明における放出口２１及び吸水口２２は、その形状、大きさ、配置形態等を適宜設計することによって、覆砂の放出性能や、吸水性能を調整することができる。
例えば、放出装置２を構成する外殻の一部を切り込み、該切り込み部分を放出装置２の外側に向かってやや折曲げてガイド部２１，２２１を設けて、放出口２１及び吸水口２２を形成することもできる。
【００３２】
ガイド部２１１を形成する折曲部２１２は、放出装置２内の水の流れに対し、手前側に位置するように構成する。反対に、ガイド部２２１を形成する折曲部２２２は、放出装置２内の水の流れに対し、奥側に位置するように構成する。
【００３３】
本実施例によれば、放出口２１を形成するガイド部２１１が、スラリーを水平方向に案内するため、より水平方向の流れを与えた覆砂を放出することができ、より底泥を乱すことなく覆砂層を形成することができる。
また、吸水口２２を形成するガイド部２２１が水の取り込み時に水を案内するため、より効率よく管路内へと水を取り込むことができる。
【００３４】
また、放出装置２内の水の流れと反対方向に覆砂装置を移動させると、更に水平方向の流れを与えた覆砂を放出することができ、より薄い覆砂層を形成することができるほか、より効率よく管路内へと水を取り込むこともできる。
【符号の説明】
【００３５】
１    供給装置
２    放出装置
２１  放出口
２２  吸水口
３    管路
３１  給砂管
３２  吸水管
４    作業台船
５    沈砂池
６    フローター
【図１】
2011163027.tif 000003
【図２】
2011163027.tif 000004
【図３】
2011163027.tif 000005
【図４】
2011163027.tif 000006
【図５】
2011163027.tif 000007
【図６】
2011163027.tif 000008
【図７】
2011163027.tif 000009
【図８】
2011163027.tif 000010
【図９】
2011163027.tif 000011
【図１０】
2011163027.tif 000012