(57)【要約】【課題】底泥を乱すことなく確実に覆砂層を形成できる水底の覆砂工法及びこの工法に使用可能な可撓性マットの敷設装置を提供すること。【解決手段】水底５を土砂６で覆う水底の覆砂工法において、水底に可撓性マット１を敷設し、前記可撓性マット上を土砂で覆うことを特徴とする方法である。ここで、上記可撓性マットには、生分解性材料又は水溶性材料を使用することができる。また、敷設装置２は、船上に設置した可撓性マットを供給するための回転式の供給手段２１と、水中に配置して前記供給手段から引き出した前記可撓性マット１を水底に導くためのガイド手段２２と、前記ガイド手段から引き出された前記可撓性マットを水底に押さえ付ける仮固定手段２３と、によって構成することができる。【選択図】        図１
2004293053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底を土砂で覆う水底の覆砂工法において、
水底に可撓性マットを敷設し、
前記可撓性マット上を土砂で覆うことを特徴とする、
水底の覆砂工法。
【請求項２】
水底を土砂で覆う水底の覆砂工法において、
水底に帯状の先行可撓性マットを敷設し、
前記先行可撓性マット上の中央部を中心に帯状に土砂を配置し、
敷設済みの前記先行可撓性マットと並行に、端部同士が重なるように帯状の後行可撓性マットを敷設し、
前記後行可撓性マットの中央部を中心に帯状に土砂を配置し、
前記先行可撓性マットと前記後行可撓性マットの境界付近に帯状に土砂を配置することで、敷設した可撓性マット上を隙間無く土砂で覆うことを特徴とする、
水底の覆砂工法。
【請求項３】
前記可撓性マットに生分解性材料又は水溶性材料を使用したことを特徴とする、
請求項１又は２に記載の水底の覆砂工法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の水底の覆砂工法において、
前記可撓性マット上を土砂で覆うために覆砂装置を使用し、
前記覆砂装置が、底蓋を有するガイド管と、前記ガイド管の内部に装填する土砂供給管と、からなり、前記土砂供給管の先端から前記底蓋に向けて排出した土砂を前記ガイド管に沿って上昇させて前記ガイド管の上部から土砂を排出させることで前記可撓性マット上を土砂で覆うことを特徴とする、
水底の覆砂工法。
【請求項５】
前記土砂供給管は、水を供給する給水管と、土砂を供給する排土管と、からなり、土砂供給管の先端付近で水と土砂を混合することを特徴とする、
請求項４に記載の水底の覆砂工法。
【請求項６】
船上に設置した可撓性マットを供給するための回転式の供給手段と、
水中に配置して前記供給手段から引き出した前記可撓性マットを水底に導くためのガイド手段と、
前記ガイド手段から引き出された前記可撓性マットを水底に押さえ付ける仮固定手段と、からなる、
可撓性マットの敷設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湖や海などの水底に堆積した汚泥を砂等の土砂により被覆するための水底の覆砂工法、及び水底に敷設する可撓性マットの敷設装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から湖や海などの水質及び水界生態系を良好に保つための方法として、浚渫工法や覆砂工法がある。
浚渫工法は、水底に堆積した表層の汚泥（底泥ｃ）を除去することによって、下層の良質土を表出させる工法である。表層の汚泥は、溶出量、特に栄養塩溶出量が高く、ＤＯ（溶存酸素）消費量が高いため、水質悪化の原因となる。また、生物の棲息環境には好ましくない。このため浚渫工法は、その原因となる汚泥を取り除くことによって、水質及び水界生態系を良好に保つ方法である。
一方、覆砂工法は、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。覆砂工法としては、水上又は水面付近の水中から砂質土を散布し、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。
また、本願の出願人によって出願された特許文献１には、底泥ｃの下層に堆積する土砂を流動化させて、底泥ｃを覆砂ｂする水底の覆砂工法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２０８２１号公報
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
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。
＜イ＞底泥上に覆砂材を散布するときに、覆砂材の密度が底泥より大きいため、覆砂材が底泥層に潜り込んだり、底泥上面が乱流になり、底泥が舞い上がって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る等の問題がある。
＜ロ＞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、所定の層厚を確保するためには大量の砂を投入する必要がある。
＜ハ＞従来の覆砂方法では、覆砂材を散布する場合に水域が乱流になり、濁りの拡散が生じたり、底泥と覆砂材が混合したり、覆砂材が底泥中に潜り込む等により、十分な覆砂層を形成できない場合がある。
＜ニ＞浚渫工法では、浚渫された土の処理場や捨場の確保が困難な場合が多い。即ち、浚渫された汚泥は、汚泥を改良するにも、処理場及び捨場を確保するにも費用がかかる上に、環境にも負荷がかかる。また、底泥に生息する生物種を根こそぎ除去する懸念もある。
【０００５】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、底泥を乱すことなく確実に覆砂層を形成できる水底の覆砂工法及びこの工法に使用可能な可撓性マットの敷設装置を提供することを目的とする。
また、覆砂材が底泥層に潜り込むことがなく、底泥が舞い上がり水域が濁ることがほとんど起きない水底の覆砂工法及び可撓性マットの敷設装置を提供することを目的とする。
さらに、水域の水質及び水界生態系を良好に保つことが可能な水底の覆砂工法及び可撓性マットの敷設装置を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の水底の覆砂工法は、水底を土砂で覆う水底の覆砂工法において、水底に可撓性マットを敷設し、前記可撓性マット上を土砂で覆うことを特徴とする方法である。ここで、土砂とは、砂、土又は砂と土が混合したものをいうが、砂又は砂質土を適用するのが好ましい。
また、水底を土砂で覆う水底の覆砂工法において、水底に帯状の先行可撓性マットを敷設し、前記先行可撓性マット上の中央部を中心に帯状に土砂を配置し、敷設済みの前記先行可撓性マットと並行に、端部同士が重なるように帯状の後行可撓性マットを敷設し、前記後行可撓性マットの中央部を中心に帯状に土砂を配置し、前記先行可撓性マットと前記後行可撓性マットの境界付近に帯状に土砂を配置することで、敷設した可撓性マット上を隙間無く土砂で覆うことを特徴とする方法である。ここで、上記可撓性マットには、生分解性材料又は水溶性材料を使用することができる。
【０００７】
さらに、前記可撓性マット上を土砂で覆うために覆砂装置を使用し、前記覆砂装置が、底蓋を有するガイド管と、前記ガイド管の内部に装填する土砂供給管と、からなり、前記土砂供給管の先端から前記底蓋に向けて排出した土砂を前記ガイド管に沿って上昇させて前記ガイド管の上部から土砂を排出させることで前記可撓性マット上を土砂で覆う構成であってもよい。また、前記土砂供給管は、水を供給する給水管と、土砂を供給する排土管と、からなり、土砂供給管の先端付近で水と土砂を混合することを特徴とする装置であってもよい。
【０００８】
また、本発明の水底の覆砂工法に使用する可撓性マットの敷設装置は、船上に設置した可撓性マットを供給するための回転式の供給手段と、水中に配置して前記供給手段から引き出した前記可撓性マットを水底に導くためのガイド手段と、前記ガイド手段から引き出された前記可撓性マットを水底に押さえ付ける仮固定手段と、によって構成することができる。
【０００９】
【本発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
＜イ＞覆砂構造
本発明の水底の覆砂工法は、最初に水底５に可撓性マット１を敷設し、その上に土砂６を配置して覆砂４とする。ここで、土砂６とは、砂、土又は砂と土が混合したものをいうが、砂又は砂質土を適用するのが好ましい。
このため覆砂構造は、下から順に水底の底泥５１、可撓性マット１、覆砂４と並んだ構造となる。
【００１１】
＜ロ＞可撓性マット
可撓性マット１は、水底５に敷設するマット状又はシート状の材料である。水底５の形状は、通常は凹凸があることが多いため、凹凸に密着して配置できるような可撓性の材料を使用する。
可撓性マット１は、底泥５１の舞い上がりなどを抑えるために敷設するので、底泥５１を構成する微細な粒子が透過しないような材料を使用するのが好ましい。特に、ダイオキシン等で汚染された底泥５１を水底５に確実に封じ込めたり、急速施工をおこなったりする場合に、可撓性マット１の敷設は効果を発揮する。例えば、織布、不織布、又は遮水シートが可撓性マット１として使用できる。
さらに、可撓性マット１は、覆砂４後はその役割がなくなるため、覆砂４後に消滅するような材料で形成するのが好ましい。例えば、微生物によって分解される生分解性プラスチック材料や覆砂後に溶解するような水溶性材料が使用できる。例えば、生分解性プラスチック材料は、微生物の働きによって２年程度で炭酸ガスと水に分解させることができる。
また、可撓性マット１を水底５に敷設することで、覆砂４の盛土荷重による水底５の円弧滑りやヒービングの発生を抑える効果も期待できる。
【００１２】
＜ハ＞可撓性マットの敷設装置
敷設装置２は、水底５に可撓性マット１を敷設するための装置である。
敷設装置２は、例えば作業船７上に設置して可撓性マット１を供給するため供給手段２１と、可撓性マット１を水底５に導くためのガイド手段２２と、可撓性マット１を水底５に押さえ付ける仮固定手段２３で構成する。
供給手段２１には、例えばドラムに巻き付けた可撓性マット１を回転しながら徐々に送り出すウインチ等が使用できる。
ガイド手段２２は、水中に配置して供給手段２１から引き出した可撓性マット１を水底に導くための手段である。例えば、二本の筒状ローラを積み重ねて、ローラ間に供給手段２１から引き出した可撓性マット１を挟み、ローラを回転させることによって水底５に向けて可撓性マット１を送り出す構成にする。ガイド手段２２は、上下方向に高さを調節できるようにし、水深が変化した場合や、移動時などに対応できるように構成しておく。
仮固定手段２３は、例えば筒状ローラで構成し、敷設した可撓性マット１が覆砂４される前に浮き上がらないようにするための手段である。仮固定手段２３も、上下方向に高さを調節できるようにし、水深が変化した場合や、移動時などに対応できるように構成しておく。
【００１３】
＜ニ＞覆砂装置
覆砂装置３は、水底５を覆砂するための装置であり、底蓋３１１を有する中空のガイド管３１と土砂供給管３２からなる。土砂供給管３２はガイド管３１の内部の略中央に装填する。土砂供給管３２の先端と底蓋３１１の間には所定の間隔を設ける。
【００１４】
土砂供給管３２は、土砂６及び水や空気などの流体を先端から排出する管材である。土砂供給管３２には、土砂６と水や空気などの流体を混合して供給することができる。
また、土砂供給管３２を多重構造とし、複数の経路を設けることもできる。例えば、土砂供給管を二重管構造にした場合は、内管と外管の２つの経路ができる。そこで、管径の小さい内管を給水管３２２として、水をポンプ圧送して先端の噴射口から噴射させる。また、土砂６は外管を排土管３２１として排出する。土砂６と水は、土砂供給管３２の先端付近で混合してスラリー状にして排出させる。
【００１５】
ガイド管３１は、底蓋３１１を有する中空の管材である。底蓋３１１は、遠隔操作によって開閉できる構造とするのが好ましい。底蓋３１１を開閉自在にすることで、作業終了時や作業途中に、ガイド管３１の底に堆積した土砂を排出することができる。なお、底蓋３１１が開閉しないように一体に成形することもできる。
ガイド管３１の直径や長さは、土砂供給管３２の外周面と、ガイド管３１の内周面との間を土砂６が上昇するような組み合わせとする。例えば、ガイド管３１の直径を２０〜２５ｃｍ、ガイド管３１内の上昇流の速度を２０〜４０ｃｍ／ｓ程度に設定する。
また、ガイド管３１は、棒材などを介して土砂供給管３２に取り付ける。棒材は、砂の上昇に対して支障とならないように可能な限り断面積が小さいものとし、必要最低限の本数だけ配置するのが好ましい。ガイド管３１を土砂供給管３２に取り付けることで、土砂排出時にガイド管３１がずれたり外れたりするのを防止できる。
【００１６】
また、土砂６を効率的に配置するために、土砂６の散布方向を制御する誘導具３３を設けることができる。誘導具３３は、ガイド管３１の上端３１２との間に隙間を確保した状態で、上方に広がる向きの截頭錐体状に形成する。錐体の形状は円錐が好ましいが、多角錐であってもよい。また、錐体の上端に環状の鍔部３３１を設けることもできる。誘導具３３は、例えば、土砂供給管３２の所定の位置に直接、取り付ける。また、棒材等を介してガイド管３１の上端３１２に取り付けることもできる。このように誘導具３３を配置することで、ガイド管３１に沿って上昇した土砂６は、誘導具３３に衝突して向きを変え、ガイド管３１の外側に覆砂４が効率よく溜まるようになる（図４参照）。
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の水底の覆砂工法について説明する。
【００１８】
＜イ＞作業船の配置
可撓性マット１の敷設装置２と、覆砂４に使用する土砂６と、土砂供給手段及び覆砂装置３とを積載した作業船７を使用する。
土砂供給手段は、覆砂４に使用する土砂を供給するための手段である。例えば土砂置き場から土砂６を搬出するためのバックホウ６１、土砂６を投入するホッパー６２、土砂６を覆砂装置３まで搬送するスクリューコンベア６３及びスクリューフィーダ６４で構成する。また、覆砂４範囲の規模によっては、砂と水を混合してスラリー状にした土砂６を、砂圧送用マイクロポンプで圧送することで供給することもできる。
覆砂中の作業船７の位置管理は、人工衛星を利用したＤＧＰＳ測位システムなどでおこなうことができる。
【００１９】
＜ロ＞可撓性シートの敷設
ロール状に供給手段２１に巻き付けられた帯状の可撓性マット１を、供給手段２１から送り出す。送り出された可撓性マット１は、ガイド手段２２によって水底５まで導かれる。そして、水底５に堆積した底泥５１の上に可撓性マット１を敷設する。敷設した可撓性マット１は、浮き上がらないように仮固定手段２３で押さえ付ける。
この敷設作業は、作業船７の進行に合わせて行われるため、帯状の可撓性マット１が水底５に連続して敷設されることになる。
【００２０】
＜ハ＞覆砂作業
覆砂装置３は、仮固定手段２３の後方に配備しておく。作業船７が進行しながら可撓性マット１を敷設し、その敷設した可撓性マット１の上に覆砂装置３から土砂６を供給して覆砂４をおこなう。
土砂供給管３２の先端から排出された土砂６は、流動化して土砂供給管３２とガイド管３１の隙間を通り、ガイド管３１の上端３１２から噴き上がり覆砂４となって可撓性マット１の上面を覆う。土砂６の排出は、所定の厚さの覆砂４が形成されるまでおこなう。施工中の覆砂４の位置管理はＧＰＳ等を使っておこない、覆砂４の厚さ管理は覆砂装置３のガイド管３１周辺に設置した３台の自動オートレットでおこなう。また、覆砂量の管理は、納入された砂をダンプ検収、またはバージ検収するなどして砂投入量でおこなう。覆砂４は可撓性マット１上におこなうため、少ない投入土砂６量で確実に覆砂４層を形成することができる。
【００２１】
＜ニ＞広範囲を覆砂する手順（図３）
基本的な覆砂方法の手順は以上に説明した通りであるが、可撓性マット１の幅よりも広い範囲を覆砂する場合は、例えば以下の手順でおこなう。
まず、先に敷設する先行可撓性マット１ａを、作業船７を進行させながら一定方向に敷設する。先行可撓性マット１ａ上には、マットの中央部を中心に帯状の覆砂４ａをおこなう（図３（ａ））。先行可撓性マット１ａの敷設と、覆砂４ａは、作業船７が一定方向に一回航行するだけで行うことができる。
次に、敷設した先行可撓性マット１ａと並行に、別の後行可撓性マット１ｂを敷設する。後行可撓性マット１ｂの端部は、先行可撓性マット１ａの端部上に重なるように隙間無く配置する。後行可撓性マット１ｂ上にも、マットの中央部を中心に帯状の覆砂４ｂを敷設する（図３（ｂ））。
最後に、帯状の覆砂４ａと帯状の覆砂４ｂの間を、覆砂４ｃで埋める（図３（ｃ））。この作業をおこなうときは、作業船７を先行可撓性マット１ａと後行可撓性マット１ｂの境界付近上に航行させて、可撓性マット１の敷設は行わず覆砂４ｃのみをおこなう。また、最後の覆砂４ｃ作業は、覆砂装置３を左右に幅広く動かすことで、後行可撓性マット１ｂ上の覆砂４ｂ作業と同時におこなうこともできる。
上記説明の中の後行可撓性マット１ｂを先行可撓性マット１ａに置き換えることで、上記の手順を繰り返して広範囲の覆砂４を行うことができる。なお、覆砂４重量によって底泥５１層表面のヘドロが施工区域外に流出するおそれがある場合は、施工区域内外の仕切りとして鋼矢板や生分解性シートで製作した土嚢袋を施工区域の境界に配置しておく。
【００２２】
【本発明の効果】
本発明の水底の覆砂工法及び可撓性マットの敷設装置は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞可撓性マットを先に水底に敷設することで、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。さらに、可撓性マットに生分解性材料又は水溶性材料を使用することで、底泥と覆砂の間に配置したマットを将来的に消滅させることができる。
＜ロ＞水底を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。
＜ハ＞水底の表層は、砂又は砂質土からなる覆砂の層である。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。
＜ニ＞水底の汚泥を除去する必要がない。このため、浚渫土などの処理土が発生せず、処理場、捨場及び経済的な問題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水底の覆砂工法の実施例の側面図。
【図２】本発明の水底の覆砂工法の実施例の平面図。
【図３】本発明の水底の覆砂工法の手順を示した説明図。
【図４】覆砂装置の実施例の説明図。
【図５】従来の水底の覆砂工法の実施例の説明図。
【符号の説明】
１・・・可撓性マット
１ａ・・先行可撓性マット
１ｂ・・後行可撓性マット
２・・・敷設装置
２１・・供給手段
２２・・ガイド手段
２３・・仮固定手段
３・・・覆砂装置
３１・・ガイド管
３１１・・底蓋
３２・・土砂供給管
３２１・・排土管
３２２・・給水管
４・・・覆砂
５・・水底
６・・土砂
【図１】
2004293053.tif 000003
【図２】
2004293053.tif 000004
【図３】
2004293053.tif 000005
【図４】
2004293053.tif 000006
【図５】
2004293053.tif 000007