(57)【要約】【課題】簡単な作業で効率的に浚渫でき、且つヘドロも浚渫できる浚渫装置を提供する。【解決手段】河川２や湖沼等の浚渫を行う台船４に、水底に堆積した堆積土砂３を吸引する吸引管５を設け、該吸引管５先端の吸引口６に上記堆積土砂３の表面７を覆う平板８を設け、上記台船４を移動させながら上記平板８の下面側の堆積土砂３を吸引して浚渫するように構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川や湖沼等の浚渫を行う台船に、水底に堆積した堆積土砂を吸引する吸引管を設け、該吸引管先端の吸引口に上記堆積土砂の表面を覆う平板を設け、上記台船を移動させながら上記平板の下面側の堆積土砂を吸引して浚渫するように構成した浚渫装置。
【請求項２】
上記吸引管が、上記台船に俯仰自在に取り付けられ、上記平板が、上記吸引管に上記台船の移動方向に対して前後が傾動自在に取り付けられた請求項１記載の浚渫装置。
【請求項３】
上記平板の周縁部が、下方に向かって縮径するテーパ状に形成された請求項１または２いずれかに記載の浚渫装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖沼等の堆積土砂を吸引して浚渫する浚渫装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川や湖沼等の堆積土砂をサクション（吸引）浚渫するに際して、従来は、図４及び図５に示すような浚渫装置（例えば、特許文献１参照）５１が用いられていた。この浚渫装置５１は、台船５２の前部に堆積土砂５３を吸引する吸引管５４が設けられ、後部に堆積土砂５３に打ち込むスパッド５５が設けられていた。
【０００３】
台船５２の前部には、台船５２を左右に振るためのワイヤ５６が幅方向両側に延びて接続されている。スパッド５５は、台船５２の幅方向に二つ並列されている。
【０００４】
浚渫時には、一方のスパッド５５を堆積土砂５３に打ち込んで、他方のスパッド５５は浮かせた状態としておき、吸引管５４により堆積土砂５３を吸引しながら、ワイヤ５６を左右から交互に引いて、スパッド５５を中心として台船５２の前部を幅方向に揺動させる。これによって、吸引管５４が円弧状に堆積土砂５３を吸引する。
【０００５】
台船５２を前方に移動させるには、浮いた状態のスパッド５５が堆積土砂５３に打ち込んだスパッド５５よりも前方となるように台船５２が揺動したときに、前方の浮いたスパッド５５を堆積土砂５３に打ち込み、後方のスパッド５５を堆積土砂５３から抜いて浮かせた状態とし、その後、台船５２を逆方向に揺動させる。この動作を繰り返すことによって、台船５２は徐々に前進しながら、揺動幅の範囲で堆積土砂５３を吸引する。
【０００６】
【特許文献１】
実開昭６０−１０７１４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
台船５２を正確に移動させることは浚渫作業上重要であるが、上述の浚渫装置５１では、台船５２を移動させるのに、台船５２を左右に揺動させたり、スパッド５５を打ち代える等の多くの作業を必要とし、非常に多くの手間がかかっていた。また、上記浚渫装置５１では、吸引管５４先端の吸引口５６より堆積土砂５３を吸引しており、吸引口５６の面積が大きいほど吸引量が増えるが、吸引口５６の面積にも限りがあるため、その吸引量をそれほど多くすることができず、浚渫効率が悪く、浚渫に多くの時間を要していた。
【０００８】
ところで、浚渫は、通常航路水深を確保するために、航路に降り積もった土砂を取り除くものであるが、環境保全のために湖沼や湾内のヘドロを取り除く場合もある。ヘドロは濃度の薄い泥と言うべきもので、堆積高はせいぜい数十ｃｍである。上記浚渫装置５１を用いてヘドロの浚渫を行うと、殆ど周囲の水ばかりを吸い上げてしまい浚渫効率が悪く、ヘドロが舞い上がってしまい水を汚染してしまうことになる。そのため、ヘドロを浚渫する場合には、ヘドロ層を覆いながらヘドロ層だけを掻き取る特殊で複雑な装置（例えば、特開平８−２３２２９３号公報や特開平９−６００３５号公報参照）を用いなければならなかった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであって、簡単な作業で効率的に浚渫でき、且つヘドロも浚渫できる浚渫装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、河川や湖沼等の浚渫を行う台船に、水底に堆積した堆積土砂を吸引する吸引管を設け、該吸引管先端の吸引口に上記堆積土砂の表面を覆う平板を設け、上記台船を移動させながら上記平板の下面側の堆積土砂を吸引して浚渫するように構成したものである。
【００１１】
そして、上記吸引管が、上記台船に俯仰自在に取り付けられ、上記平板が、上記吸引管に上記台船の移動方向に対して前後が傾動自在に取り付けられたものが好ましい。
【００１２】
また、上記平板の周縁部が、下方に向かって縮径するテーパ状に形成されたものが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係る浚渫装置１は、河川２や湖沼等の堆積土砂３を吸引して浚渫するためのものであって、台船４に、水底に堆積した堆積土砂３を吸引する吸引管５が設けられている。吸引管５先端の吸引口６には、堆積土砂３の表面７を覆う平板８が設けられている。
【００１５】
台船４は、図示しないエンジン或いはモータ等の駆動手段によって回転するスクリュ（図示せず）を備えており、河川２や湖沼等の水面を走行可能に形成されている。
【００１６】
吸引管５は、鋼管にて構成されており、平板８を支持可能な強度を有している。吸引管５の直径は、吸引効率を考慮して大きいものが好ましいが、作業性及び重量を考慮して約１０００ｍｍ程度のものが好ましい。吸引管５は、台船４に、船幅方向に延びるピン９を介して連結されており、その進行方向に沿って俯仰自在に取り付けられている。吸引管５の下端部近傍には、これを俯仰させるためのワイヤ１１が接続されている。ワイヤ１１の上端側は、台船４上に設けられたウィンチ１２に巻き掛けられている。台船４の先端には、前方上部に延びるポール１４が設けられており、そのポール１４の先端にはプーリ１５が設けられている。ウィンチ１２から延びるワイヤ１１は、プーリ１５に巻き掛けられ、その下端で吸引管５に接続されている。ウィンチ１２でワイヤ１１を巻き上げると吸引管５が前方上部に回動し、ワイヤ１１を送り出すと吸引管５が下方に回動する。
【００１７】
平板８は、円盤状に形成され、その中心に吸引管５の吸引口６に接続される吸引孔１６が形成されている。なお、平板８の形状は円形に限られるものではなく、多角形或いは楕円等他の形状であってもよい。
【００１８】
平板８は、底部及び上部の表皮を構成する鉄板１７と、その内部に設けられた補強鉄骨１８とで構成されている。鉄板１７は、厚さ数ｍｍ程度のものが採用されている。補強鉄骨１８は、底部と上部の鉄板１７間に格子或いはトラス状に組まれて設けられている。平板８の底面は平滑な平面状に形成されている。
【００１９】
平板８は、厚さは数百ｍｍ程度で、大きさは直径が台船４の幅と略同等（例えば、１０ｍ程度）に形成されている。平板８の上面中央には、一対のブラケット１９が設けられている。ブラケット１９は、吸引管５の下端部近傍を台船４の幅方向両側から囲むように設けられている。吸引管５はブラケット１９にピン２１を介して回動自在にピン結合されている。ピン２１は、台船４の進行方向に対して直交する方向に延びて設けられており、これによって、平板８が、台船４の移動方向に対してその前後が傾動自在となる。平板８上部には、平板８を傾動させる傾動手段（図示せず）が設けられており、堆積土砂３の表面７の傾斜状態に応じて平板８を傾動させることができる。
【００２０】
平板８の周縁部２２は、下方に向かって縮径するテーパ状に形成されている。具体的には、平板８の底部を構成する鉄板１７の周縁部２２を上方に湾曲させて、上部を構成する鉄板１７に当接させて固定する。鉄板１７の曲率は、平板８の厚さと同じ略半径数百ｍｍとして、湾曲させる。なお、鉄板１７の周縁部２２の加工は、湾曲加工に限られるものではなく、テーパ面が平面状となる折曲加工であってもよい。
【００２１】
吸引管５の上部には、吸引した泥水中の固形物濃度を計測する濃度計（図示せず）と、吸引圧力を計測する圧力計（図示せず）とが接続されている。これら濃度計と圧力計より計測された値に応じて平板８の昇降を行う制御装置（図示せず）が、上記濃度計及び圧力計に接続されている。この制御装置は、ウィンチ１２に接続され、その回転を制御するようになっている。
【００２２】
次に、上記構成による浚渫装置１の作業工程を説明しながら、その作用を説明する。
【００２３】
まず、吸引管５の先端に平板８を傾動自在に取り付け、ウィンチ１２を作動させてワイヤ１１を送り出して、平板８を堆積土砂３上に下ろす。このとき、ワイヤ１１は若干弛ませた状態としておき、後工程で堆積土砂３が吸引された際に平板８が堆積土砂３の表面７の低下に追従して降下できるようにしておく。
【００２４】
そして、吸引管５からの吸引を開始する。この吸引により、平板８と堆積土砂３の表面７との間に水流が発生し、この水流の掃流作用によって、平板８下部の堆積土砂３が水と共に流れて吸引浚渫される。この吸引浚渫は、はじめは吸引管５の近傍ほど流速が速く、その掃流効果が大きいので、吸引管５の吸引口６近傍が深く浚渫される。吸引口６近傍が深い窪みとなって平板８の下面と堆積土砂３の表面７との間隔が広くなると、その深い窪み部分の流速が遅くなって、その周囲の浅い部分に流速が速い水流が発生し、その部分から堆積土砂３が浚渫されることとなる。よって、深い窪み部分が平板８の径方向外側へと徐々に拡がっていき、ついには平板８の周縁部２２に到達して、平板８が降下していく。
【００２５】
平板８が所定深さまで降下すると、台船４を一定の速度で前進させ始める。これによれば、平板８の進行方向前方に浅い部分が存在するので、その浅い部分に流速の速い水流が集中的に発生し、前方の堆積土砂３を効率よく吸引して浚渫できる。このとき、平板８の周縁部２２がテーパ状に形成されているので、平板８の周辺から崩れ流れてくる堆積土砂３を平板８の下面側へとスムーズに導き入れることができると共に、平板８の前進に伴って平板８が前方の窪みの傾斜部２３の堆積土砂３に対して上方へと導かれ、堆積土砂３の内部に沈み込むのを防止できる。
【００２６】
なお、台船４を前進させる際に、平板８を傾動させてその前方を若干上昇させてもよい。これによれば、平板８の前面の窪みの傾斜部２３に対して、平板８が沈み込むのをさらに確実に防止でき、平板８の円滑な移動が達成される。
【００２７】
これによって、平板８の幅で堆積土砂３の吸引浚渫が行われ、水底には、平板８の幅の溝２４が形成される。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、台船４は前方に所定速度で前進するだけでよく、簡単な作業で、平板８の幅の広範囲な吸引浚渫が行える。すなわち、従来はスパッドを挿抜しながら船体を揺動させていたのに対して、上記浚渫装置１では、台船４を一方向に移動させながら、吸引管５による吸引を行うだけでよく、また、平板８と堆積土砂３の表面７間に水流を発生させて、その掃流作用で堆積土砂３を吸引浚渫するので、非常に効率的な浚渫を行うことができる。
【００２９】
また、上記浚渫装置１では、従来のようにスパッドや台船を左右に揺動させるためのワイヤ等を設ける必要はなく、装置全体の構成を簡略化できる。
【００３０】
この浚渫装置１は、ヘドロを浚渫する際にも有効な効果を発揮する。すなわち、平板８がヘドロの上面を押さえて、その間に水流を発生させて、掃流作用で水と共にヘドロを吸引するので、効率的なヘドロの吸引浚渫が行える。また、平板８がヘドロ表面を覆うので、ヘドロが水中に巻き上がるのを防止できる。
【００３１】
ヘドロを浚渫する際は、ヘドロが平板８を支える地耐力を有さない場合があるので、平板８の下面部がヘドロの表面に接するように高さを調整する。これは、吸引した泥水中の固形物濃度を濃度計で計測しながら、吸引管５内の吸引圧力を圧力計で計測し、これら計測値が所定範囲から外れると、制御装置でウィンチ１２を回転させて平板８を昇降させることによって行う。
【００３２】
具体的には、吸引圧力が弱くて固形物濃度が低い場合は、平板８とヘドロ表面とが離れすぎているため、ウィンチ１２でワイヤ１１を送り出して、平板８を降下させてヘドロ表面に近づける。一方、吸引圧力が強くて固形物濃度が高い場合には、平板８がヘドロ表面に近すぎるため、ウィンチ１２でワイヤ１１を巻き上げて、平板８を上昇させてヘドロ表面から離す。
【００３３】
これによって、平板８とヘドロ表面との距離を一定に保つことができ、ヘドロを効率よく吸引浚渫することができる。
【００３４】
このように、上記浚渫装置１は、通常の堆積土砂３とヘドロのどちらでも適用できる汎用性を有しているため、従来のようにヘドロ浚渫専用の装置を設ける必要がないので、コストダウンが達成される。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、平板８の底面は平滑な平面状に形成されているが、周縁部２２から中心の吸引孔１６に延びる溝を形成してもよい。これによれば、堆積土砂３の粒径が小さく濃度が高い場合でも、上記溝が水みちとなり、その内部に水流が発生して、溝の下部の堆積土砂３を流すことができ、効率的な浚渫を行うことができる。
【００３６】
また、上記実施の形態では、台船４の前部に吸引管５を設けて、台船４で吸引管５及び平板８を押して移動させるようになっているが、これに限られるものではなく、台船４の後部に吸引管５を設けて、台船４で吸引管５及び平板８を引っ張って移動させてもよい。
【００３７】
さらに、上記実施の形態では、台船４は自走するようになっているが、これに限られるものではなく、他の動力船に曳航させたり、進行方向に張ったロープを引き寄せて走行するものであってもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、平板８の中心に吸引管５を接続するようにしたが、平板を長方形或いは長円状に形成して、複数の吸引管を接続するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、簡単な作業で効率的に浚渫でき、且つヘドロも浚渫できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る浚渫装置の好適な実施の形態を示した側面図である。
【図２】本発明に係る浚渫装置の好適な実施の形態の浚渫状態を示した平面図である。
【図３】本発明に係る浚渫装置の平板を示した要部拡大断面図である。
【図４】従来の浚渫装置を示した側面図である。
【図５】従来の浚渫装置を示した平面図である。
【符号の説明】
１  浚渫装置
２  河川
３  堆積土砂
４  台船
５  吸引管
６  （吸引管の）吸引口
７  （堆積土砂の）表面
８  平板
２２  （平板の）周縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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