(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浚渫区域の平面四角形の上部開口部には四角枠状のフロートが固定される一方、その下端にはウェイトが固定されている汚濁防止幕と、該汚濁防止幕を固定した浚渫船とを使用し、前記汚濁防止幕内の底質を掘削除去した後、前記底質の下層の土砂を採取し、該土砂を採取した前記浚渫区域を、前記底質にて埋め戻す浚渫方法であって、前記浚渫区域を複数連設したある浚渫区域を一方の汚濁防止幕で囲み、該汚濁防止幕内の底質を掘削除去し、前記浚渫区域を他方の汚濁防止幕で囲み、該汚濁防止幕内に前記底質で埋め戻す一連の工程を前記浚渫船を移動しながら順次繰り返して浚渫を行うと共に、前記浚渫船には、前記汚濁防止幕内から掘削した前記底質を収容可能な泥倉と該泥倉の底部に開閉可能な底扉が設けられた台船が固定され、該台船の周囲には水中の汚濁拡散を防止するための汚濁防止幕が吊り下げられており、前記底扉を開くことにより前記泥倉に収容した前記底質を前記浚渫区域に排出可能としたことを特徴とする浚渫方法。
【請求項２】
前記一方の汚濁防止幕内の底質を掘削除去した後、該底質の下層の粘土および砂礫を順に採取し、前記他方の汚濁防止幕内に前記底質および前記粘土の順で埋め戻すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の浚渫方法。
【請求項３】
前記浚渫船には浚渫土砂処理台船が固定されており、該浚渫土砂処理台船上で前記汚濁防止幕内から掘削した土砂を分級および洗浄し、この分級および洗浄した土砂を陸上に運搬することを特徴とする請求項１に記載の浚渫方法。
【請求項４】
前記浚渫土砂処理台船上で土砂を洗浄した排水を前記汚濁防止幕内に放出することを特徴とする請求項３に記載の浚渫方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や港湾などを浚渫する浚渫方法に係り、特に水中の汚濁水の拡散を防止しながら浚渫を可能にする浚渫方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、閉鎖性の高い内湾域においては、湾域の人口増加、産業活動の活性化に伴って大量の汚泥が堆積するため、大型船舶の航行に支障を来たさないように湾内を浚渫する必要がある。また、浚渫した汚泥は、陸上に運搬し産業廃棄物として処分しているものの、この処分場は環境上の規制から、その数と面積が減少する傾向にあり、処分に困窮しているのが現状である。
【０００３】
ところで、従来の浚渫方法としては、例えば特開平１０−１２１４４８号公報に開示されたものがある。この浚渫方法は、ケーソンを複数隣接させ、あるケーソン内の表土を掘削除去して、この表土の下の土砂を採取した後、他のケーソン内の表土を掘削してこの表土で前記あるケーソン内を埋め戻し、他のケーソン内の土砂を採取することにより、不要な表土の処理に手間を取ることのないようにしている。
【０００４】
また、他の従来の浚渫方法としては、特開平７−２２９１６２号公報に開示されたものがある。この浚渫方法は、浚渫域を遮水性の汚濁防止枠で囲み、この汚濁防止枠内の汚濁水をポンプで汲み上げて濾過し、それを汚濁防止枠外に放水すると共に、この汚濁防止枠外の非汚濁水を汚濁防止枠内に導入しながら浚渫域の水底を掘削浚渫するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来例にあっては、仮設構造物である複数のケーソンが必要であるため、浚渫区域が航路に当たる場合には、通行船舶の航行に支障を来たすという課題がある。また、この従来例では、ケーソンの内板と刃先との間の土砂を掘削することができないため、掘削後の土砂表面に段差が生じて表面が不均一になる。そのため、土砂の上面より増深する場合には、浚渫区域を重ね合わせながら掘削する必要があり、作業効率の低下を招くと共に、ケーソンの安定性を欠き、掘削作業が困難になるという課題もある。
【０００６】
他方、後者の従来例にあっては、掘削した土砂を陸上にて分級および洗浄するため、これらの作業による騒音および振動問題が発生すると共に、洗浄作業に用いた洗浄水の排水によって水質汚濁が発生しやすくなるという課題がある。また、この従来例では、コンクリートの骨材などに再利用することのできない土砂は、建設副産物として産業廃棄物処理せざるを得ず、処分地および処分費が増大するという課題もある。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたもので、通行船舶の航行に支障を来たすことなく、増深する場合の作業効率を向上させる浚渫方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の他の目的とするところは、分級作業および洗浄作業による騒音および振動を低減することが可能となり、水質汚濁が発生しにくい浚渫方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、浚渫区域の平面四角形の上部開口部には四角枠状のフロートが固定される一方、その下端にはウェイトが固定されている汚濁防止幕と、該汚濁防止幕を固定した浚渫船とを使用し、前記汚濁防止幕内の底質を掘削除去した後、前記底質の下層の土砂を採取し、該土砂を採取した前記浚渫区域を、前記底質にて埋め戻す浚渫方法であって、前記浚渫区域を複数連設したある浚渫区域を一方の汚濁防止幕で囲み、該汚濁防止幕内の底質を掘削除去し、前記浚渫区域を他方の汚濁防止幕で囲み、該汚濁防止幕内に前記底質で埋め戻す一連の工程を前記浚渫船を移動しながら順次繰り返して浚渫を行うと共に、前記浚渫船には、前記汚濁防止幕内から掘削した前記底質を収容可能な泥倉と該泥倉の底部に開閉可能な底扉が設けられた台船が固定され、該台船の周囲には水中の汚濁拡散を防止するための汚濁防止幕が吊り下げられており、前記底扉を開くことにより前記泥倉に収容した前記底質を前記浚渫区域に排出可能としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記一方の汚濁防止幕内の底質を掘削除去した後、該底質の下層の粘土および砂礫を順に採取し、前記他方の汚濁防止幕内に前記底質および前記粘土の順で埋め戻すようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記浚渫船には浚渫土砂処理台船が固定されており、該浚渫土砂処理台船上で前記汚濁防止幕内から掘削した土砂を分級および洗浄し、この分級および洗浄した土砂を陸上に運搬することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成に加えて、前記浚渫土砂処理台船上で土砂を洗浄した排水を前記汚濁防止幕内に放出することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
［発明の実施の形態１］
図１〜図７は、本発明の実施の形態１を示す。
【００１６】
まず、構成について説明すると、図１〜図６に示すように浚渫船１の前方には、浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃが順に連設される一方、浚渫船１の上部前方にはグラブ２が搭載され、このグラブ２は浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃを掘削するためのグラブバケット３を水平および上下に移動可能に制御する。
【００１７】
また、浚渫船１には、浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃのいずれか（図１〜図４では浚渫区域Ａ）を囲み水中の汚濁拡散を防止するための遮水性の汚濁防止幕４が固定され、この汚濁防止幕４は、浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃに設置した際に平面四角形の筒状を成し、その上部開口縁には四角枠状のフロート５が固定される一方、下端にはウエイト６が固定されている。
【００１８】
さらに、浚渫船１の側面には台船７が固定され、この台船７には掘削した底質を収容可能な泥倉８が上面に開口して設けられ、この泥倉８の底部には底扉９が開閉可能に取り付けられ、この底扉９を開くことにより泥倉８に収容した底質を浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃに排出可能となる。そして、台船７は、ワイヤー１０を介して曳船１１に固定されている。したがって、台船７は曳船１１の移動によりＸ−Ｙ方向に移動可能となると共に、台船７の移動に伴い浚渫船１も移動可能となる。
【００１９】
一方、掘削した土砂を処理する場合、浚渫船１には、図７に示すように浚渫土砂処理台船１５が並設され、この浚渫土砂処理台船１５には、浚渫船１のグラブバケット３で掘削した浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃの砂礫および土砂を積み込むための土砂ホッパ１６と、この土砂ホッパ１６に積み込まれた砂礫および土砂を搬送するレシプロフィーダ１７と、このレシプロフィーダ１７で搬送された砂礫および土砂の分級および洗浄を加水しながら行うトロンメル１８とが搭載されている。
【００２０】
このトロンメル１８には、給水パイプ１９の一端が接続され、この給水パイプ１９の他端が浚渫土砂処理台船１５の外部まで延びて揚水ポンプ２０に接続されている。
【００２１】
また、浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃの砂礫および土砂は、トロンメル１８により分級および洗浄されて生コンクリート用の骨材となり、この骨材はベルトコンベア２１により台船８に積み込まれる一方、他の骨材はベルトコンベア２２により骨材研磨機２４、振動篩２５およびサイクロン２６に供給され、これら骨材研磨機２４、振動篩２５およびサイクロン２６にてさらに分級および洗浄されてベルトコンベア２３により台船８に積み込まれる。
【００２２】
さらに、サイクロン２６の下方には、砂礫および土砂の洗浄などの余水を集める余水集合槽２８が設置され、この余水集合槽２８内には、排水ポンプ２９が設置され、この排水ポンプ２９には排水パイプ３０の一端が接続され、この排水パイプ３０の他端における浚渫土砂処理台船１５の端部近傍には、波浪による損傷を防止するためにクッションパイプ３１が介挿されると共に、この他端先端が汚濁防止幕４のフロート５内まで延びている。
【００２３】
なお、上記各機器の駆動源には、発電機３２から電力が供給され、制御盤および配線系統は図示を省略している。
【００２４】
次に、本実施の形態の浚渫方法を説明する。
【００２５】
本実施の形態の浚渫方法は、「底質掘削工程」、「砂礫および土砂掘削工程」、「底質埋め戻し工程」からなり、まず、上記「底質掘削工程」について説明する。
【００２６】
図１および図２に示すように、浚渫船１の前面の浚渫区域Ａを汚濁防止幕４で囲み、この汚濁防止幕４を浚渫船１に固定する。そして、汚濁防止幕４を水中にて自立させ、この汚濁防止幕４により水中掘削で発生する汚濁の拡散を防止する。
【００２７】
次いで、グラブバケット３により浚渫区域Ａの既設底質面Ｆ１から既設土砂面Ｆ２までの底質（有機シルトなど）４０を掘削し、この掘削した底質４０を浚渫船１の側面に固定した台船７の泥倉８に積み込む。
【００２８】
ここで、掘削した底質４０を泥倉８に均等に積み込むには、曳船１１をＸ−Ｙ方向に移動させることで、台船７をＸ−Ｙ方向に移動させることにより行う。
【００２９】
さらに、浚渫区域Ａの底質４０を所定の深さ（本実施の形態では、既設土砂面Ｆ２）まで掘削する。
【００３０】
次いで、浚渫船１をＸ方向に移動し、上記と同様に浚渫区域Ｂの既設底質面Ｆ１から既設土砂面Ｆ２までの底質４０を掘削し、この掘削した底質４０を浚渫船１の側面に固定した台船７の泥倉８に積み込む。以下、浚渫区域をＢからＣに移動し、浚渫する地域を前記と同様の方法により掘削する。
【００３１】
なお、最初に掘削した底質４０は陸上に輸送し、従来と同様の方法により処理するか、海上の台船に仮置きし、埋め戻しに利用する。
【００３２】
以後の掘削した底質４０は、後述する「埋め戻し工程」により床付面Ｆ３に埋め戻し、表土を置き換える。
【００３３】
次に、「砂礫および土砂掘削工程」について説明する。
【００３４】
図３および図４に示すように、底質４０を掘削した浚渫区域Ａに浚渫船１を配置した後、既設土砂面Ｆ２から床付面Ｆ３までの砂礫および土砂４１をグラブバケット３により掘削し、浚渫船１の側面に固定した浚渫土砂処理台船１５の土砂ホッパ１６に掘削した砂礫および土砂４１を積み込む。
【００３５】
次いで、浚渫土砂処理台船１５上において砂礫および土砂４１を分級・洗浄し、処理した骨材を積み込み、ベルトコンベア２３により台船７の泥倉８に積み込む。なお、浚渫区域Ａの砂礫および土砂４１を所定の深さ（本実施の形態では、床付面Ｆ３）まで掘削する。
【００３６】
さらに、浚渫船１をＸ方向の浚渫区域Ｂまで移動させ、上記と同様に浚渫区域Ｂの既設土砂面Ｆ２から床付面Ｆ３までの砂礫および土砂４１をグラブバケット３により掘削し、浚渫船１の側面に固定した浚渫土砂処理台船１５の土砂ホッパ１６に掘削した砂礫および土砂４１を積み込み、この砂礫および土砂４１を分級・洗浄し、処理した骨材を積み込み、ベルトコンベア２３により台船７の泥倉８に積み込む。
【００３７】
以下、浚渫船１を浚渫区域Ｃまで移動させ、浚渫する区域を上記と同様の方法により掘削する。なお、分級・洗浄した砂礫および土砂４１は、浚渫土砂処理台船１５により陸上に運搬し、生コンクリートの骨材などの有価物としてリサイクルする一方、骨材として適さない玉石などは養浜材として再利用する。
【００３８】
さらに、「底質埋め戻し工程」について説明する。
【００３９】
床付面Ｆ３までの掘削完了後、図５および図６に示すように浚渫区域Ａに上記底質掘削工程により掘削した底質４０を積載した台船７を曳船１１により設置する。
【００４０】
次いで、台船７の周囲には、水中の汚濁拡散を防止するために汚濁防止幕４ａを吊り下げる。この汚濁防止幕４ａの下端には、ウエイト６ａが固定される。
【００４１】
さらに、台船７の底扉９を開放し、台船７に積載していた底質４０を床付面Ｆ３に順次埋め戻しを行い、底質４０を底質埋め戻し面Ｆ４まで浚渫に必要な増深Ｈを確保しながら表土を置き換える。
【００４２】
以後、台船７をＸ方向に移動しながら上記工程を繰り返し、底質４０の浚渫および置き換えを行う。なお、このようにして底質４０を浚渫および置き換えた底質埋め戻し面Ｆ４の仕上げが不陸（不均一）した場合には、図示しない長尺の鋼材を仕上面に下ろし、曳船１１により上記鋼材を曳くことにより、不陸の均しを行う。
【００４３】
このように本実施の形態によれば、掘削に伴う水中の汚濁防止を台船７に固定した汚濁防止幕４で行うため、汚濁防止幕４の設置および移動が短時間で行え、ケーソンのような仮設構造物が不要となり、船舶の航行に支障を来たすことがないと共に、隣接するケーソンの刃先の部分の掘削に苦慮することなく、土砂の表面より深い位置まで簡単に増深することができる。
【００４４】
また、底質４０の汚泥を掘削した砂礫および土砂４１と置き換えて増深するため、汚泥の産業廃棄物の発生を大幅に削減することができる。そして、その置き換えを浚渫区域内で行うので、汚泥の移動距離が短く、陸上まで運搬および輸送を行ったときの汚泥の漏れが少なく、水質の汚濁を減少させることができる。
【００４５】
さらに、浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃを連続して浚渫することができるので、作業効率を向上させることができる。
【００４６】
さらにまた、採取された砂礫および土砂４１は、浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃにおいて分級および洗浄されることにより、分級作業および洗浄作業による騒音および振動を低減させることができる。
【００４７】
また、砂礫および土砂４１を洗浄した排水は、汚濁防止幕４内に放出されることにより、洗浄による排水の水質汚濁の発生を防止することができる。そして、分級および洗浄後の骨材は、生コンクリートへの骨材や養浜材に利用することができるので、産業廃棄物を削減することができる。
【００４８】
［発明の実施の形態２］
図８および図９は、本発明の実施の形態２を示す。
【００４９】
なお、構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態では、浚渫地盤が底質４０である有機質シルト、粘土４２および砂礫４３などの互層地盤である場合について説明する。
【００５１】
本実施の形態の浚渫方法を説明する。
【００５２】
本実施の形態の浚渫方法は、前記実施の形態１と同様に「底質掘削工程」、「砂礫および土砂掘削工程」、「底質埋め戻し工程」からなり、まず、前記実施の形態１における「底質掘削工程」と同様に底質４０を掘削する。
【００５３】
その後、底質４０の下層の互層地盤の粘土４２および砂礫４３を掘削し、前記実施の形態１における「砂礫および土砂掘削工程」と同様に掘削した互層地盤を浚渫土砂処理台船１５において分級および洗浄する。ここで、骨材などは、前記実施の形態１と同様にリサイクルおよび再利用する一方、リサイクルすることのできない粘土４２は台船７に積載する。
【００５４】
次いで、前記実施の形態１における「底質埋め戻し工程」にて底質４０の浚渫および置き換えを底質埋め戻し面Ｆ４まで埋め戻した浚渫区域Ａに、粘土４２を積載した台船７を曳船１１により配置する。
【００５５】
さらに、台船７の周囲には、水中の汚濁拡散を防止するために汚濁防止幕４ａを吊り下げる。この汚濁防止幕４ａの下端には、ウエイト６ａが固定される。
【００５６】
次に、台船７の底扉９を開放し、台船７に積載していた粘土４２を底質埋め戻し面Ｆ４から覆土浚渫面Ｆ５まで順次埋め戻しを行い、底質４０を粘土４２で覆土し浚渫に必要な増深Ｈを確保する。
【００５７】
以後、台船７をＸ方向に移動しながら前記工程を繰り返し、粘土４２で覆土し浚渫を行う。なお、覆土した覆土浚渫面Ｆ５の仕上げが不均一の場合には、図示しない長尺の鋼材を仕上面に下ろし、曳船１１により上記鋼材を曳くことにより、不陸の均しを行う。
【００５８】
このように本実施の形態によれば、再利用できない粘土４２を浚渫区域Ａ，Ｂ，Ｃに埋め戻すようにしたので、廃棄物処分の費用および処分地を削減することができる。また、底質４０を粘土４２で覆土することにより、底質４０の汚泥が拡散することがなくなり、水質汚濁の発生を防止することができる。
【００５９】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記各実施の形態では、グラブにより浚渫する例について説明したが、これに限らずポンプによる浚渫または台船７上にバックフォーなどの陸上機械を搭載した場合でも同様に施工可能である。
【００６０】
また、実施の形態２では、底質４０を粘土４２で覆土するようにしたが、これ以外に砂礫４３で覆土するようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、浚渫区域を複数連設したある浚渫区域を一方の汚濁防止幕で囲み、該汚濁防止幕内の底質を掘削除去し、浚渫区域を他方の汚濁防止幕で囲み、該汚濁防止幕内に底質で埋め戻す一連の工程を浚渫船を移動しながら順次繰り返して浚渫を行うと共に、浚渫船には、汚濁防止幕内から掘削した底質を収容可能な泥倉と該泥倉の底部に開閉可能な底扉が設けられた台船が固定され、該台船の周囲には水中の汚濁拡散を防止するための汚濁防止幕が吊り下げられており、底扉を開くことにより泥倉に収容した底質を浚渫区域に排出可能としたので、汚濁防止幕の設置および移動が短時間で行え、ケーソンのような仮設構造物が不要となり、船舶の航行に支障を来たすことがないと共に、浚渫区域を重ね合わせながら掘削する必要がなく、隣接するケーソンの刃先の部分の掘削に苦慮することなく、土砂の表面より深い位置まで簡単に増深することができる。また、底質を埋め戻すことにより、廃棄物処分の費用および処分地を削減することができる。また、掘削した底質によって効率的な埋め戻しが行える。
【００６２】
請求項２に記載の発明によれば、一方の汚濁防止幕内の底質を掘削除去した後、該底質の下層の粘土および砂礫を順に採取し、他方の汚濁防止幕内に底質および粘土の順で埋め戻すようにしたので、廃棄物処分の費用および処分地を削減することができると共に、底質の下層から掘削した粘土で埋め戻した底質を覆土することになるから、底質の汚泥が拡散することがなくなり、水質汚濁の発生を防止することができる。
【００６３】
請求項３に記載の発明によれば、浚渫船には浚渫土砂処理台船が固定されており、該浚渫土砂処理台船上で汚濁防止幕内から掘削した土砂を分級および洗浄し、この分級および洗浄した土砂を陸上に運搬するようにしたので、汚泥の移動距離が短く、陸上まで運搬および輸送を行ったときの汚泥の漏れが少なく、水質の汚濁を減少させることができる。
また、採取された砂礫および土砂は、浚渫区域において分級および洗浄されることにより、分級作業および洗浄作業による騒音および振動を低減させることができる。
【００６４】
請求項４に記載の発明によれば、浚渫土砂処理台船上で土砂を洗浄した排水を汚濁防止幕内に放出することにより、洗浄による排水の水質汚濁の発生を防止することができる。そして、分級および洗浄後の骨材は、生コンクリートへの骨材や養浜材に利用することができるので、産業廃棄物を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における底質掘削工程を示す側面構成図である。
【図２】図１の平面構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における砂礫および土砂掘削工程を示す側面構成図である。
【図４】図３の平面構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１における底質埋め戻し工程を示す側面構成図である。
【図６】図５の平面構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１における浚渫土砂処理台船を示す平面構成図である。
【図８】本発明の実施の形態２における粘土覆土工程を示す側面構成図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線断面を示す構成図である。
【符号の説明】
１  浚渫船
２  グラブ
３  グラブバケット
４  汚濁防止幕（一方の汚濁防止幕）
４ａ  汚濁防止幕（他方の汚濁防止幕）
５  フロート
６  ウエイト
７  台船
８  泥倉
９  底扉
１０  ワイヤー
１１  曳船
１５  浚渫土砂処理台船
４０  底質
４１  砂礫および土砂
４２  粘土
４３  砂礫
Ａ，Ｂ，Ｃ  浚渫区域
Ｆ１  既設底質面
Ｆ２  既設土砂面
Ｆ３  床付面
Ｆ４  底質埋め戻し面
Ｈ  増深
【図１】
0004451007.tif 000002
【図２】
0004451007.tif 000003
【図３】
0004451007.tif 000004
【図４】
0004451007.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004451007.tif 000007
【図７】
0004451007.tif 000008
【図８】
0004451007.tif 000009
【図９】
0004451007.tif 000010