(57)【要約】【課題】吊り上げ操作を必要としない簡単な設備を用いて浚渫土砂の運搬作業を行うことのできる浚渫土砂運搬方法を提案すること。【解決手段】ダムの土砂浚渫場所４においてダム底からすくい上げられた土砂を、ダム湖面上に浮いた状態で待機している主索１３に吊り下げたポンツーン２２のホッパ２１に投入する。ポンツーン２２を土砂浚渫場所４から土砂廃棄場所５まで横行索３０によって曳航する。土砂廃棄場所５でホッパ２１の土砂を廃棄した後、空のホッパ２１を載せたポンツーン２２を再び土砂浚渫場所４に横行索３０によって戻す。かかる作業を繰り返して取水口の堆積土砂を処分する。土砂を積載したホッパ２１はポンツーン２２によってダム湖面を曳航されるだけであり、荷積み状態のホッパ２１の吊り上げ作業が不要である。ケーブルクレーンなどに比べて極めて簡単な設備で浚渫土砂を運搬できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土砂浚渫場所において油圧ショベルなどによってダム湖面上にすくい上げたダム底に堆積していた土砂を、土砂浚渫場所よりも下流側の土砂廃棄場所まで運搬する浚渫土砂運搬装置であって、
土砂浚渫場所および土砂廃棄場所を通る経路に沿って上流側のコンクリートアンカーと下流側のダム堤体の間に架け渡した主索と、
この主索に吊り下げられ、土砂積載用のホッパが搭載されているポンツーンと、
少なくとも土砂浚渫場所から土砂廃棄場所までの間においては、ポンツーンがダム湖面に浮いている状態が保持されるように、前記主索の弛み量を調節するための緊張装置と、
上流側のコンクリートアンカーと下流側のダム堤体の間に、土砂浚渫場所および土砂廃棄場所を通る経路に沿って無限軌道を描くように架け渡されていると共に、ポンツーンが連結されている横行索と、
横行索を無限軌道に沿って移動させるためのウインチとを有することを特徴とする浚渫土砂運搬装置。
【請求項２】
請求項１に記載の浚渫土砂運搬装置を用いた浚渫土砂の運搬方法であって、
土砂浚渫場所においてダム底からすくい上げられた土砂を、当該土砂浚渫場所においてダム湖面上に浮いた状態で待機しているポンツーンのホッパに投入する土砂積載作業と、
土砂が積まれたポンツーンを、土砂浚渫場所から土砂廃棄場所まで、横行索によって曳航する下流側への曳航作業と、
土砂廃棄場所においてホッパに積載された土砂を廃棄する土砂廃棄作業と、
空のホッパを載せたポンツーンを、土砂廃棄場所から土砂浚渫場所まで、横行索によって曳航する上流側への曳航作業とを繰り返し行うことを特徴とする浚渫土砂の運搬方法。
【請求項３】
ダム湖面が予め定めた水位を超えた場合に、ポンツーンを土砂浚渫場所から上流側に移動して、ポンツーンをダム湖面の上方に宙吊りとなった退避位置に退避させ、
水位が予め定めた水位に戻った後に、ポンツーンを再び下流側に移動してダム湖面に浮かべることを特徴とする請求項２に記載の浚渫土砂の運搬方法。
【請求項４】
土砂浚渫場所において油圧ショベルなどの掘削用作業機械によってダム底に堆積している土砂を掘削してダム湖面上にすくい上げ、すくい上げた土砂を、土砂浚渫場所よりも下流側の土砂廃棄場所まで運搬し、当該土砂廃棄場所において土砂を廃棄するダム堆積土砂の処分方法であって、
ダムにおける土砂浚渫場所とその下流側の土砂廃棄場所を通る経路に沿って上流側のコンクリートアンカーおよび下流側のダム堤体の間に架け渡した主索に、ポンツーンを吊り下げ、
少なくとも土砂浚渫場所から土砂廃棄場所までの間においては、ポンツーンがダム湖面に浮いている状態が保持されるように、主索の弛み量を調節し、
ダム湖面に浮いているポンツーンを曳航できるように、土砂浚渫場所および土砂廃棄場所を通る経路に沿って上流側のコンクリートアンカーと下流側のダム堤体の間に架け渡した横行索を、当該ポンツーンに連結しておき、
土砂浚渫場所において、ダム底に堆積した土砂を油圧ショベルなどの掘削用作業機械によって掘削してダム湖面上にすくい上げる土砂浚渫作業と、
土砂浚渫場所においてダム湖面上に浮いた状態で待機しているポンツーンに載せたホッパに、すくい上げた土砂を投入する土砂積載作業と、
土砂が積まれたポンツーンを、土砂浚渫場所から土砂廃棄場所まで曳航する下流側への曳航作業と、
土砂廃棄場所においてホッパに積載された土砂を廃棄する土砂廃棄作業と、
土砂廃棄場所から土砂浚渫場所まで、空のホッパを載せたポンツーンを曳航する上流側への曳航作業とを繰り返し行うことを特徴とするダム堆積土砂の処分方法。
【請求項５】
ダム湖面が予め定めた水位を超えた場合に、ポンツーンを土砂浚渫場所から上流側に移動して、ポンツーンをダム湖面の上方に宙吊りとなった退避位置に退避させ、
水位が予め定めた水位に戻った後に、ポンツーンを再び下流側に移動してダム湖面に浮かべることを特徴とする請求項４に記載のダム堆積土砂の処分方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム底における発電用水の取水口などに堆積した土砂を取り除く土砂浚渫作業に用いるのに適した浚渫土砂運搬装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダムの堤には水力発電施設に発電用の水を取り込むための取水口が設けられており、取水口の湖面には、流木、ごみ等が取水口に侵入しないように網場が設置され、ダム底には土砂止めが設置されている。取水口に流れ込む水によって運ばれてきた土砂などの異物は土砂止めの手前のダム底に堆積する。したがって、取水口の手前のダム底の堆積土砂を除去する堆積土砂の浚渫および廃棄作業を定期的に行う必要がある。
【０００３】
浚渫・廃棄作業においては、油圧ショベルなどを用いてダム底の堆積土砂を掘削してダム湖面上にすくい上げ、すくい上げた土砂をその位置から下流側の土砂廃棄場所まで運搬して廃棄している。土砂を浚渫位置から廃棄位置まで運搬するために、一般には、ケーブルクレーンが用いることが考えられる。
【０００４】
ケーブルクレーンは、その主索に吊り下げたホッパを巻き上げ索によって昇降させると共に横行索によって主索に沿って往復移動させることにより、すくい上げた土砂を土砂浚渫位置においてホッパで受け取り、土砂廃棄位置までホッパを搬送し、土砂廃棄位置でホッパから土砂を廃棄する。ケーブルクレーンの代わりに、運搬船あるいはボートを用いて、土砂浚渫位置において土砂を積載し、土砂廃棄位置まで移動して土砂を廃棄することも考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、動力を用いて荷を吊り上げて水平方向に搬送するためのケーブルクレーンを用いる場合には装置が大掛かりとなってしまう。また、法令などに準拠した設置届も必要とされ、その操作は資格のあるクレーン運転者に限られるという制約もある。一方、動力付きの搬送船、ボートを用いて土砂を運搬することは、ダムの水質汚染などの観点から望ましくない。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、荷の吊り上げ操作を必要としない簡単な設備を用いて浚渫土砂の運搬作業を行うことのできる浚渫土砂運搬装置および浚渫土砂の運搬方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の浚渫土砂運搬装置は、
土砂浚渫場所において油圧ショベルなどによってダム湖面上にすくい上げたダム底に堆積していた土砂を、土砂浚渫場所よりも下流側の土砂廃棄場所まで運搬するために、
土砂浚渫場所および土砂廃棄場所を通る経路に沿って上流側のコンクリートアンカーおよび下流側のダム堤体の間に架け渡した主索と、
この主索に吊り下げられ、土砂積載用のホッパが搭載されているポンツーンと、
少なくとも土砂浚渫場所から土砂廃棄場所までの間においては、ポンツーンがダム湖面に浮いている状態が保持されるように、主索の弛み量を調節するための緊張装置と、
上流側のコンクリートアンカーと下流側のダム堤体の間に、土砂浚渫場所および土砂廃棄場所を通る経路に沿って無限軌道を描くように架け渡されていると共に、ポンツーンに連結されている横行索と、
横行索を無限軌道に沿って移動させるためのウインチとを有していることを特徴としている。
【０００８】
この構成の浚渫土砂運搬装置を用いて、浚渫土砂の運搬を次のように行うことができる。すなわち、ダムの土砂浚渫場所においてダム底からすくい上げられた土砂を、当該土砂浚渫場所においてダム湖面上に浮いた状態で待機しているポンツーンのホッパに投入する土砂積載作業と、土砂が積まれたポンツーンを、土砂浚渫場所から土砂廃棄場所まで、横行索によって曳航する下流側への曳航作業と、土砂廃棄場所においてホッパに積載された土砂を廃棄する土砂廃棄作業と、空のホッパを載せたポンツーンを、土砂廃棄場所から土砂浚渫場所まで、横行索によって曳航する上流側への曳航作業とを繰り返し行えばよい。
【０００９】
本発明では、土砂を積載したホッパはポンツーンによってダム湖面を曳航されるだけであり、荷積み状態のホッパの吊り上げ作業が不要である。このため、ケーブルクレーンとは異なり、荷を吊り上げるための巻き上げ索およびその巻上げ機構が不要であり、極めて簡単な機構とすることができる。また、荷を吊り上げる必要がないので、ケーブルクレーンに課されている規制も適用されないという利点がある。さらには、主索の緊張装置は、水位の変動により発生する主索の弛みを取り除くためのものであり、荷を吊り上げることはしないので、簡単な構成のものでよく、巻き上げ機、ジャッキなどに課される規制も適用されない。
【００１０】
また、洪水時(ダム放流時)等において、ポンツーンが流されないように、それを土砂浚渫場所から上流側に移動して、ポンツーンをダム湖面の上方に宙吊りとなった退避位置に退避させ、洪水が治まり、取水再開水位になった後に再び、ポンツーンを下流側に移動して湖面上に浮かべればよい。
【００１１】
次に、本発明のダム堆積土砂の処分方法は、
土砂浚渫場所において油圧ショベルなどの掘削用作業機械によってダム底に堆積している土砂を掘削してダム湖面上にすくい上げ、すくい上げた土砂を、土砂浚渫場所よりも下流側の土砂廃棄場所まで運搬し、当該土砂廃棄場所において土砂を廃棄するために、
ダムにおける土砂浚渫場所とその下流側の土砂廃棄場所を通る経路に沿って上流側のコンクリートアンカーおよび下流側のダム堤体の間に架け渡した主索に、ポンツーンを吊り下げ、
少なくとも土砂浚渫場所から土砂廃棄場所までの間においては、ポンツーンがダム湖面に浮いている状態が保持されるように、主索の弛み量を調節し、
ダム湖面に浮いている前記ポンツーンを曳航できるように、土砂浚渫場所および土砂廃棄場所を通る経路に沿って上流側のコンクリートアンカーおよび下流側のダム堤体の間に架け渡した横行索を、当該ポンツーンに連結しておき、
土砂浚渫場所において、ダム底に堆積した土砂を油圧ショベルなどの掘削用作業機械によって掘削してダム湖面上にすくい上げる土砂浚渫作業と、
土砂浚渫場所においてダム湖面上に浮いた状態で待機しているポンツーンに載せたホッパに、すくい上げた土砂を投入する土砂積載作業と、
土砂が積まれたポンツーンを、土砂浚渫場所から土砂廃棄場所まで曳航する下流側への曳航作業と、
土砂廃棄場所においてホッパに積載された土砂を廃棄する土砂廃棄作業と、
土砂廃棄場所から土砂浚渫場所まで、空のホッパを載せたポンツーンを曳航する上流側への曳航作業とを繰り返し行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、土砂を積載したホッパをポンツーンによってダム湖面を曳航するだけであり、荷積み状態のホッパの吊り上げ作業が不要である。このため、ケーブルクレーンとは異なり、荷を吊り上げるための巻き上げ索およびその巻上げ機構が不要であり、極めて簡単な機構とすることができる。また、荷を吊り上げる必要がないので、ケーブルクレーンに課されている規制も適用されないという利点がある。さらには、主索の緊張装置は、水位の変動により発生する主索の弛みを取り除くためのものであり、荷を吊り上げることはしないので、簡単な構成のものでよく、巻き上げ機、ジャッキなどに課される規制も適用されない。
【００１３】
これに加えて、洪水時(ダム放流時)等において、ポンツーンが流されないように、それを土砂浚渫場所から上流側に移動して、ポンツーンをダム湖面の上方に宙吊りとなった退避位置に退避させ、洪水が治まり、取水再開水位になった後に再び、ポンツーンを下流側に移動して湖面上に浮かべればよい。よって、洪水時にも簡単に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した浚渫土砂運搬装置を用いてダム底に堆積した土砂の浚渫・運搬および廃棄を行う堆積土砂の処理施設を説明する。
【００１５】
図１は堆積土砂の処理施設の主要部分を示す概略平面図および概略側面図である。図２はダムの土砂浚渫場所を示す説明図である。また、図３(ａ)〜(ｃ)は、それぞれ、浚渫土砂運搬装置を示す平面図、側面図、および、横行索引き回し状態を示す説明図である。
【００１６】
本例の堆積土砂の処理施設１は、ダム２の取水口３の手前のダム底部分に堆積している土砂Ｓを浚渫し、浚渫した土砂を土砂浚渫位置４からその下流側の土砂廃棄位置５に搬送し、そこに廃棄するために、土砂浚渫位置４においてダム底に堆積した土砂を掘削してダム湖面上にすくい上げるための油圧ショベル６と、すくい上げられた土砂を受け取って土砂廃棄場所５まで搬送してそこに廃棄するための浚渫土砂運搬装置７とを有している。
【００１７】
図２に示すように、土砂浚渫位置４のダム底には、土砂止め８が設置されており、この土砂止め８の後側に取水口３が形成されている。土砂止め８の手前に堆積した土砂Ｓが油圧ショベル６によって掘削されてダム湖面上にすくい上げられる。
【００１８】
図３に示すように、浚渫土砂運搬装置７は、土砂浚渫場所４および土砂廃棄場所５を通る経路に沿って上流側のコンクリートアンカー１１および下流側のダム堤体１２の間に架け渡した左右一対の主索１３を備えている。各主索１３の一端は、下流側のダム堤体１２の斜面に固定したＨ型鋼などからなる取付枠１４に、ワイヤソケット１５を介して固定されている。
【００１９】
左右の主索１３の他端側は、上流側のコンクリートアンカー１１に設置したＨ型鋼などから組み立てられた支持用枠組１６の上端部に取り付けた左右の滑車１７に巻き掛けられている。また、左右の滑車１７から下方に引き出された端部が、支持用枠組１６に取り付けた左右の電動スクリュージャッキ１８に連結固定されている。各電動スクリュージャッキ１８は、ダム湖面の水位に応じて主索１３の弛み量を調節するための緊張装置として機能する。
【００２０】
主索１３には、土砂積載用のホッパ２１が搭載されているポンツーン２２が吊り下げられている。ポンツーン２２は平底の矩形形状のものである。ポンツーン２２の上面中央には、４本の垂直支柱２３が固定されており、ここに、上向き状態でホッパ２１が取り付けられている。また、各垂直支柱２３の上端部には吊り下げ用の滑車２４が取り付けられており、これらの滑車２４が主索１３に吊り下げられている。
【００２１】
本例では、少なくとも土砂浚渫場所４から土砂廃棄場所５までの間においては、ポンツーン２２がダム湖面に浮いている状態が保持されるように、電動スクリュージャッキ１６により水位に応じて主索１３の弛み量が調節されるようになっている。
【００２２】
次に、ポンツーン２２に搭載されているホッパ２１の両側の開口縁２１ａ、２１ｂには横行索３０の両端が連結固定されている。横行索３０は主索１３に沿って引き回されており、上流側のコンクリートアンカー１１と下流側のダム堤体１２の間に、土砂浚渫場所４および土砂廃棄場所５を通る経路に沿って無限軌道を描くように架け渡されている。
【００２３】
すなわち、図３(ｃ)から分かるように、横行索３０は、ホッパ２１の一方の開口縁２１ａに連結固定された一端３０ａから水平方向に上流側のコンクリートアンカー１１に設置されている滑車３２まで延びている。また、この滑車３２に巻き掛け位置を経由して下方に向かい、カウンターウエイト３３が取り付られている滑車３４の吊り下げ位置を経由した後に上方に向かい、滑車３５、３６、３７を経由して電動エンドレスウインチ３８の巻き掛け位置まで延びている。さらに、ここから、滑車３９、４０を経由して、水平方向に引き出されて、下流側のダム堤体１２に設置されている滑車４１の巻き掛け位置まで延びている。そして、当該巻き掛け位置から滑車４２を介して下方に引き出されて、カウンターウエイト４３が取り付けられている滑車４４の吊り下げ位置を経由した後に上方に向かい、滑車４５の巻き掛け位置を経由して水平方向に引き出されて、ホッパ２１の開口縁２１ｂに他端３０ｂが連結固定されている。
【００２４】
(堆積土砂の処分作業)
次に、上記構成の堆積土砂の処分施設１における堆積土砂の浚渫、運搬および廃棄作業を説明する。まず、空のホッパ２１が搭載されたポンツーン２２を土砂浚渫場所４のダム湖面上に浮遊させた状態で待機させる。
【００２５】
この状態で、図２に示すように、土砂浚渫場所４において油圧ショベル６によってダム底に堆積している土砂Ｓを掘削してダム湖面上にすくい上げる(土砂浚渫作業)。次に、すくい上げた土砂を、土砂浚渫場所４の湖面上に浮かんでいるポンツーン２２のホッパ２１に投入する(土砂積載作業)。この後は、浚渫土砂運搬装置７の電動エンドレスウインチ３８を駆動して横行索３０を無限軌道に沿って、ポンツーン２２が下流側に曳航される方向に移動させる。ポンツーン２２が下流側の土砂廃棄場所５まで曳航されると、電動エンドレスウインチ３８を止めて、ポンツーン２２を土砂廃棄場所５に止める(下流側への曳航作業)。
【００２６】
次に、ホッパ２１の底を左右に開いて、ここに積載されている土砂を土砂廃棄場所５に廃棄する(土砂廃棄作業)。この後は、電動エンドレスウインチ３８を逆向きに駆動して、横行索３０によって、空になったホッパ２１を載せたポンツーン２２を上流側の土砂浚渫場所４まで曳航してそこに待機させる(上流側への曳航作業)。
【００２７】
以上の、土砂浚渫作業、土砂積載作業、下流側への曳航作業、土砂廃棄作業および上流側への曳航作業を繰り返し行うことにより、ダム底に堆積した土砂を処分する。
【００２８】
ここで、湖面水位が変動した場合にはポンツーン２２が主索１３に適切な状態で吊り下げられなくなる。例えば、水位が低下した場合には、ポンツーン２２が宙吊り状態になり主索１３に過剰な負荷が作用してしまう。水位が上昇した場合には、主索１３から滑車が外れ易くなってしまう。そこで、本例では、電動スクリュージャッキにより主索１３の弛み量を調節し、図１(ｂ)に示すように、低水位時(ＬＷＬ)にはポンツーン２２が高さ２２Ｌ、高水位時(ＨＷＬ)にはポンツーン２２が高さ２２Ｈとなるように弛み量を調節して、ポンツーン２２の吊り下げ状態を常に適切な状態に保持している。
【００２９】
また、作業が行われていない間は、ポンツーン２２は通常は土砂浚渫場所４などのダム湖面上に浮かべた状態に放置されるが、洪水時(ダム放流時)などにおいては、ポンツーン２２が流されないようにするために、ポンツーン２２を上流端側に移動させ、ダム湖面の上に宙吊り状態となった退避位置に退避させるようにしている。すなわち、図１(ｂ)に示すように、洪水時(ＦＷＬ)には土砂浚渫位置４から上流側のコンクリートアンカー１１の近傍位置まで移動させて、宙吊り状態となる退避位置２２Ｆに退避させる。水位が低下した後は、再び、ポンツーン２２を下流側に戻して土砂浚渫場所４のダム湖面に浮かべた状態に戻す。
【００３０】
以上説明したように、本例の堆積土砂の処分施設１では、ケーブルクレーンなどを用いる場合に比べて簡単な機構の浚渫土砂運搬装置７を用いて浚渫土砂を土砂浚渫位置４から土砂廃棄位置５に運搬して、そこに廃棄することができる。また、洪水時などにおいても、湖面上に浮いているポンツーン２２を上流側の端に移動させるという簡単な操作によって対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】(ａ)および(ｂ)は、本発明を適用した堆積土砂の処分施設の主要部分を示す概略平面図および概略側面図である。
【図２】ダムの土砂浚渫場所および油圧ショベルを示す説明図である。
【図３】(ａ)〜(ｃ)は、それぞれ、浚渫土砂運搬装置を示す平面図、側面図および横行索引き回し状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    堆積土砂の処分施設
２    ダム
３    取水口
４    土砂浚渫場所
５    土砂廃棄場所
６    油圧ショベル
７    浚渫土砂運搬装置
８    土砂止め
１１  上流側のコンクリートアンカー
１２  下流側のダム堤体
１３  主索
１４  取付枠
１５  ワイヤソケット
１６  支持用枠組
１７  滑車
１８  電動スクリュージャッキ
２１  ホッパ
２１ａ、２１ｂ  開口縁
２２  ポンツーン
２３  垂直支柱
２４  滑車
３０  横行索
３８  電動エンドレスウインチ
Ｓ    堆積土砂
【図１】
2008196222.tif 000003
【図２】
2008196222.tif 000004
【図３】
2008196222.tif 000005