(57)【要約】【課題】        砂層や底泥の構造を崩壊させること無く安定して土砂を排出し続けることができる土砂採取装置を提供すること。【解決手段】    複数の中空のガイド管２ａと、前記複数のガイド管２ａの略中央に配置するジェット管３と、からなり、前記ガイド管２ａの先端は前記ジェット管３から離れるに従って突出することを特徴とするものである。ここで、前記ガイド管２ａの側面に間隔を置いて複数の側面孔２２を設けることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のガイド管と、
前記ガイド管の略中央に配置するジェット管と、からなり、
前記ガイド管の先端が前記ジェット管の先端よりも突出していることを特徴とする、
土砂採取装置。
【請求項２】
複数の中空のガイド管と、
前記複数のガイド管の略中央に配置するジェット管と、からなり、
前記ガイド管の先端は前記ジェット管から離れるに従って突出することを特徴とする、
土砂採取装置。
【請求項３】
中空のガイド管と、
前記ガイド管の略中央に挿入して配置するジェット管と、からなり、
前記ガイド管の先端が前記ジェット管の先端よりも突出していることを特徴とする、
土砂採取装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の土砂採取装置において、
前記ガイド管の側面に間隔を置いて複数の側面孔を設けたことを特徴とする、
土砂採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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したり、水底地盤に堆積した土砂などを採取したりするための土砂採取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、海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。
また、特許文献１には、図４に示すように底泥ｄの下層である砂層ｅの砂を吸い上げて、底泥ｄの上に覆砂する、土砂吸上げ機構が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−１４１２１９号公報
【特許文献２】特開２００２−２２０８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した特許文献１の土砂吸上げ機構は、送水管ｂの先端と排土管ｃの先端が同じ位置に配設されている（特許文献１の第２頁右下欄参照）。このため、送水管ｂによって送られた水で砂層ｅが掘削されて穴状の陥没部ｆが形成され、掘削された土砂は排土管ｃに沿って上昇して排出される。
特許文献１では、陥没部ｆに底泥ｄを崩落させ、その上に覆砂する構成としているため、底泥ｄが陥没部ｆに流れ込んで底泥ｄの構造が崩れると、土砂の上昇も停止してしまう。このため、充分に土砂を吸い上げて広い範囲にわたって覆砂をおこなう前に土砂の上昇が停止し、覆砂が局所的になるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために、本発明の土砂採取装置は、中空のガイド管と、前記ガイド管の略中央に配置するジェット管と、からなり、前記ガイド管の先端が前記ジェット管の先端よりも突出していることを特徴とするものである。また、複数の中空のガイド管と、前記複数のガイド管の略中央に配置するジェット管と、からなり、前記ガイド管の先端は前記ジェット管から離れるに従って突出することを特徴とするものである。
さらに、中空のガイド管と、前記ガイド管の略中央に挿入して配置するジェット管と、からなり、前記ガイド管の先端が前記ジェット管の先端よりも突出していることを特徴とするものである。
ここで、上記したいずれかに記載の土砂採取装置において、前記ガイド管の側面に間隔を置いて複数の側面孔を設けることができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の土砂採取装置は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の得ることができる。すなわち、ジェット管の先端はガイド管によって囲まれており、掘削された土砂は直ぐにガイド管を通じて排土されるため、掘削穴を広げることがない。このため、粘着力の弱い砂層から土砂を採取した場合でも、砂層や底泥の構造を崩壊させること無く安定して土砂を排出し続けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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。
【０００７】
＜１＞土砂採取装置
土砂採取装置１は、中空のガイド管２とジェット管３からなる。ガイド管２はジェット管３の先端部に固定し、ガイド管２の先端がジェット管３の先端よりも突出するように配置する。
土砂採取装置１は、水底地盤内に堆積した土砂を上昇させるための装置である。水底地盤内から水底に噴き上がった土砂を籠などで受けて、水面上に引き上げれば土砂採取に使用できる。また、籠などを設置せずに、水底に噴き上がった土砂で水底を覆えば覆砂工法に使用できる。
【０００８】
＜２＞ジェット管
ジェット管３は、水や空気などの流体を先端から噴射する管材である。流体は加圧して高圧力の流体が噴射できるようにするのが好ましい。
ジェット管３は、後述するガイド管２の略中央に配置して、ジェット管３の先端はガイド管２の先端よりも奥まった位置に配置されるようにする。このように構成することで、ジェット管３の噴射口から噴射した流体によって掘削された砂層５の土砂が直ぐにガイド管２の取込口２１に流れ込むことができる。
【０００９】
＜３＞ガイド管
ガイド管２は、少なくとも底泥６の厚さ以上の長さがある中空の管材である。ここで底泥６は、水底の表層に堆積する汚泥などをいう。ガイド管２の長さは、水底に設置した場合に少なくとも底泥６を貫通する長さであって、その状態で水底からガイド管２の上部が突出する長さとする。底泥６と砂層５の間にシルト層７がある場合は、シルト層７も貫通する長さとする。
ガイド管２の側面には、必要に応じて側面孔２２をガイド管２の軸方向に間隔を置いて複数、設ける。この側面孔２２は、上昇した土砂が水面上に噴き出すのを防ぐための孔である。例えば、水深よりも深い位置の砂層５から土砂を採取する場合、最初のうちはガイド管２の上端が水上に出ている状態になることがある。土砂採取装置１による土砂の上昇は、ジェット管３が砂層５に突入したときから始まっているため、水上に出ているガイド管２の上端から土砂が噴出し、濁りの原因になりかねない。このような場合に、ガイド管２の側面に側面孔２２を設けておけば、土砂は水中に露出した側面孔２２から排出されることになるため、ガイド管２の上端まで上昇することがない。また、側面孔２２のうち水底に近い孔からの土砂の排出が卓越するため、濁りも水面まで及ばない。
【００１０】
＜４＞作用
本発明の土砂採取装置１は、ガイド管２の先端がジェット管３の先端よりも突出するように配置されている。
これとは反対に、ジェット管の先端がガイド管の先端よりも突出している場合は、ジェット管から噴射された流体によって崩された砂層５の砂はジェット管の周囲に沿ってガイド管の下端まで砂層５中を上昇し、その後にガイド管を通って水底まで揚砂される。しかし、崩された砂層５内の圧力が保持されないとガイド管内の流速が低下し、砂が上昇しようとする力が砂層５中の抵抗力に負けてしまい揚砂に必要な流れが形成されなくなる。例えば、砂層５の粘着力が非常に小さく、砂層５やシルト層７がガイド管の直径以上に大きく乱れてしまうと、シルト層７がすべり破壊を起こして崩落し、砂層５内の圧力が保持できなくなるため、砂層５の砂はジェットによって撹拌されるだけで水底には揚砂されない。また、水みちができて圧力水が漏洩する場合も同様に揚砂できない。
そこで、本発明のようにガイド管２の先端をジェット管３の先端よりも突出させることで、ジェット管３から噴射された流体によって崩された砂層５の砂は、即座に上昇抵抗の少ないガイド管２を通って水底まで上昇することができる。このため、砂が上昇する流れが途絶えることがなく、効率よく揚砂することができる。
【実施例１】
【００１１】
図１，２を参照しながら実施例１の土砂採取装置１ａについて説明する。
実施例１の土砂採取装置１ａは、ジェット管３の外周を取り巻くように複数のガイド管２ａを配置した構成である。ガイド管２ａの内径は、例えばジェット管３と同程度の内径とすることができる。
また、ガイド管２ａの先端は斜めに切断し、鋭角となる部分が一番外側に配置されるようにする。すなわち、中央に配置されたジェット管３から離れるに従ってガイド管２ａの先端は下方に突出することになる。このように、先端に位置するガイド管２ａの先端部を鋭角に形成しておけば、推進性能を向上させることができる。なお、ガイド管２ａの先端は、必ずしも鋭角にする必要はなく、ジェット管３の先端より突出していればジェット管３の先端と同様に軸方向に対して直角であってもよい（図示せず）。
また、ガイド管２ａの上端を下端とは逆方向の斜めに切断しておくと、土砂が放射方向に円滑に排出されるため、広い範囲にわたって覆砂５１をすることができる。
例えば、内径２０ｍｍのジェット管３の周囲に、内径２０ｍｍのガイド管２ａを６本配置して、ジェット管３の先端よりガイド管２ａの先端が５０ｍｍ程度突出するように構成する。
【００１２】
ジェット管３の先端から高圧水を噴射しながら土砂採取装置１ａを砂層５中で推進させる。ここで、砂層５とは水底地盤内の底泥６の下方に堆積する砂又は砂質土からなる地層をいう。例えば、中浅部の沖積層の土砂などがこれに該当する。ジェット管３の噴射口から排出された高圧水や空気によって砂層５の土砂が掘削されるが、直ぐにガイド管２ａの取込口２１から土砂は取り込まれて、ガイド管２ａに沿って上方に上昇する。そして、ガイド管２ａの上端から排出された土砂によって水底は覆砂５１される。
実施例１の構成によれば、ガイド管２ａで囲まれた狭い範囲の砂層５だけが掘削されて排出されることになるため、掘削孔が横方向に広がって砂層５や底泥６の構造を破壊することがない。この結果、ジェット管３から流体を噴射し続ける限り、途絶えることなく安定して土砂を排出することができる。
【実施例２】
【００１３】
図３を参照しながら実施例２の土砂採取装置１ｂについて説明する。なお、実施例１と重複する記載については省略する。
実施例２の土砂採取装置１ｂでは、ジェット管３の外径よりも大きな内径を有するガイド管２ｂをジェット管３の先端部に固定する。ジェット管３はガイド管２ｂの略中央に配置し、ジェット管３の先端よりもガイド管２ｂの先端の方が下方に配置されるようにする。すなわち、ジェット管３の先端は、ガイド管２ｂによって覆われることになる。
【００１４】
ジェット管３の先端から高圧水を噴射しながら土砂採取装置１ｂを砂層５中で推進させる。ジェット管３の噴射口から排出された高圧水や空気によって砂層５の土砂が掘削されるが、直ぐにガイド管２ｂに沿って上方に上昇する。そして、ガイド管２ａの上端から排出された土砂によって水底は覆砂５１される。
実施例２の構成においても、ガイド管２ｂで囲まれた狭い範囲の砂層５だけが掘削されて排出されることになるため、掘削孔が横方向に広がって砂層５や底泥６の構造を破壊することがない。この結果、ジェット管３から流体を噴射し続ける限り、途絶えることなく安定して土砂を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の土砂採取装置の実施例１の説明図
【図２】土砂採取装置の先端部の実施例１の説明図
【図３】本発明の土砂採取装置の実施例２の説明図
【図４】従来の土砂採取装置の実施例の説明図
【符号の説明】
【００１６】
１・・・土砂採取装置
２・・・ガイド管
２２・・側面孔
３・・・ジェット管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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