(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上から延ばされたワイヤに接続されて、浚渫対象となる水域の水底を移動する水底移動体と、該水底移動体に接続して水上に延設される吸込みホースと、該吸込みホースに連結するポンプとを備え、前記水底移動体の底面を中央部が下方に突出する突状に形成するとともに、該底面の中央部に前記吸込みホースに連通する吸込み口を配置し、前記水底移動体の下部に重量調節手段を設け、前記水上から延ばされて水底移動体に接続されるワイヤを少なくとも３本設け、それぞれのワイヤに対するワイヤ引出し引込み手段を、前記浚渫対象となる水域の周辺陸部に配置し、前記それぞれのワイヤに対するワイヤ引出し引込み手段のワイヤの引出し量および引込み量を制御する制御装置を設け、前記水域の水深についての浚渫前の事前データ、浚渫後の事後データおよび目標とする目標データを前記制御装置に入力し、これら入力されたデータに基づいて、前記それぞれのワイヤに対するワイヤ引出し引込み手段のワイヤの引出し量および引込み量を制御するようにした浚渫装置。
【請求項２】
前記水底移動体の重量調節手段よりも上方位置に浮力調節部を設けた請求項１に記載の浚渫装置。
【請求項３】
前記重量調節手段を、ウエイトと、該ウエイトを水底移動体に固定するウエイト固定部とで構成した請求項１または２に記載の浚渫装置。
【請求項４】
前記ポンプを、水底移動体に搭載した請求項１〜３のいずれかに記載の浚渫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫装置に関し、さらに詳しくは、装置をコンパクトにすることが可能であり、ダム湖等の狭隘な現場であっても効率的に作業を行なうことができるとともに、様々な状態の水底に対応することができる浚渫装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川や湖沼などの堆積土砂等を水底から水上に揚送する浚渫方法や装置が種々提案されている。浚渫作業は一般に、大型の作業船や浚渫対象となる水域の周辺陸部に大型の浚渫設備を設置し、浚渫ポンプ自体や浚渫ポンプ接続されたホースの吸込み口を、その水底で移動させて行なっている。
【０００３】
ところが、ダム湖などの広いスペースが確保できない狭隘な現場では、大型の船を用いたり、大型の装置を設置することが困難であった。また、従来のような大規模な浚渫装置では、局部的な狭い水域の浚渫を行なうには機動性に欠け、効率よく浚渫を行なうことが難しいという問題があった。
【０００４】
大規模な設備を用いることなく、浚渫を行なうことができる装置としては、水底に配置する吸引器にけん引ロープを接続し、このけん引ロープを地上から引っ張ることによって、吸引器を水底で任意の位置に移動させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この提案の浚渫装置は、吸引器の底面部が平面形状になっているので、水底を移動する際に水底の凹凸等に引っ掛り、或いは転倒することがあり、円滑に浚渫作業を行なうことができないという問題があった。また、この浚渫装置では、水底土質によっては土砂に埋もれて水底を移動させることが困難になる、或いは移動させるために多大な力が必要になるという問題があった。
【特許文献１】特開平１−２９５９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、装置をコンパクトにしてダム湖等の狭隘な現場であっても効率的に作業を行なうことができるとともに、様々な状態の水底に対応することができる浚渫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の浚渫装置は、水上から延ばされたワイヤに接続されて、浚渫対象となる水域の水底を移動する水底移動体と、該水底移動体に接続して水上に延設される吸込みホースと、該吸込みホースに連結するポンプとを備え、前記水底移動体の底面を中央部が下方に突出する突状に形成するとともに、該底面の中央部に前記吸込みホースに連通する吸込み口を配置し、前記水底移動体の下部に重量調節手段を設け、前記水上から延ばされて水底移動体に接続されるワイヤを少なくとも３本設け、それぞれのワイヤに対するワイヤ引出し引込み手段を、前記浚渫対象となる水域の周辺陸部に配置し、前記それぞれのワイヤに対するワイヤ引出し引込み手段のワイヤの引出し量および引込み量を制御する制御装置を設け、前記水域の水深についての浚渫前の事前データ、浚渫後の事後データおよび目標とする目標データを前記制御装置に入力し、これら入力されたデータに基づいて、前記それぞれのワイヤに対するワイヤ引出し引込み手段のワイヤの引出し量および引込み量を制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明においては、前記水底移動体の重量調節手段よりも上方位置に浮力調節部を設けることもできる。前記重量調節手段を、ウエイトと、該ウエイトを水底移動体に固定するウエイト固定部とで構成することもできる。また、前記ポンプを、水底移動体に搭載することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水上から延ばされたワイヤに接続されて浚渫対象となる水域の水底を移動する水底移動体に、ポンプに連結する水上に延設される吸込みホースを接続する簡素な構成なので、浚渫装置をコンパクトにすることができる。
【００１０】
また、水底移動体の底面を中央部が下方に突出する突状に形成するとともに、この底面の中央部に吸込みホースに連通する吸込み口を配置し、水底移動体の下部に重量調節手段を設けることにより重心位置を低くできるので、水底に大きな凹凸等がある場合でも引っ掛りにくくなり、引っ掛り転倒しそうになっても起き上がるようになる。また、水底土質が柔らかい場合であっても埋もれることなく円滑に水底移動体を移動させることができる。しかも、水底移動体の底面を突状に形成することで、平面状の底面に比べて、この突状の底面に沿って水が吸い込み口から吸込まれ易くなるため、これに伴い、土砂も詰まることなく吸込むことができる。
【００１１】
このように様々な状態の水底であっても、ワイヤを介して吸込み口を機動的に任意の位置に円滑に移動させることが可能となり、局部的な狭い水域であっても効率的に浚渫作業を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の浚渫方法および装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図４に例示するように、本発明の浚渫装置１は、浚渫対象となる水域Ａの周辺陸部に配置される４基のウインチ５を有している。４基のウインチ５から延びるそれぞれのワイヤ７は、この水域Ａの水底に配置された水底移動体８に接続されている。
【００１４】
水底移動体８には水上に延設される吸込みホース４が接続され、吸込みホース４は水域Ａの周辺陸部に設置されたポンプ２に連結されている。吸込みホース４は、長手方向中途を複数のブイ１６により保持されて陸上まで延設されている。
【００１５】
水底移動体８は、半球状のボディ８ａ、８ｂで円筒状のボディ８ｃを上下に挟んだ状態にして、それぞれのフランジ部９ａ、９ａどうしをボルト１０ａおよびナット１０ｂによって結合して形成されている。結合するフランジ部９ａ、９ａの間にパッキン９ｃを介在させることにより、水底移動体８は水密性の高い中空体になっている。それぞれのワイヤ７は、下側の半球状のボディ８ｂのフランジ部９ａまたは円筒状のボディ８ｃのフランジ部９ａに接続されている。
【００１６】
このように水底移動体８の底面は、中央部が下方に突出する球面状に形成されており、この底面の中央部には吸込み口３が設けられている。この吸込み口３からは上方に吸込み管４ａが立設されて、吸込み管４ａの上端部は半球状のボディ８ａから突出している。この吸込み管４ａと吸込みホース４とが、フランジ部４ｂ、４ｂどうしを結合して接続されて、吸込み口３が吸込みホース４に連通するようになっている。尚、本発明においては、水底移動体８の底面の中央部は、下方に突出する突状形状であればよく、実施形態に例示した球面状の他に、楕円球面状や多角形の突状等に形成することができる。
【００１７】
また、水底移動体８の下部（下側のボディ８ｂ）には、水底移動体８の重心位置を変化させることができる重量調節手段１２が設けられている。この実施形態では、下側のボディ８ｂに収容した砂鉄を重量調節手段１２として用いることにより、水底移動体８の重心位置を低くしている。砂鉄に限らず、種々の重量付加物を重量調節手段１２として用いることができる。
【００１８】
さらに、水底移動体８において、重量調節手段１２よりも上方位置となる部分に浮力調節部１４が設けられている。この実施形態では、上側のボディ８ａに発泡フォーム材等を収容することにより、浮力調節部１４が構成されている。浮力調節部１４は、必要に応じて設ければよく、空気を密封して浮力調節部１４を構成することもできる。
【００１９】
それぞれのウインチ５には、ワイヤ７の繰出し長さ（引出し長さ）および巻取り長さ（引込み長さ）を検知するワイヤ長さ検出器６が設けられている。このワイヤ長さ検出器６の検出データは、無線ＬＡＮを通じて陸部の所定位置に置かれた制御装置１５に入力されるように設定されている。この制御装置１５により、各ウインチ５が、無線ＬＡＮを通じて制御されるように設定されている。ワイヤ長さ検出器６の検出データを、有線を通じて陸部の所定位置に置かれた制御装置１５に入力し、有線を通じて制御装置１５によって各ウインチ５を制御することもできる。
【００２０】
以下、この浚渫装置１を用いた浚渫作業の手順を説明する。
【００２１】
各ウインチ５の正回転および逆回転、それぞれのワイヤ７の繰出し量および巻取り量を制御することにより、水底移動体８を作業開始する所定の位置に移動させる。次いで、ポンプ２を稼動させて吸込み口３から土砂Ｇを吸込み、吸込みホース４を通じて水上に揚送する。ポンプ２は一般的なサンドポンプだけでなく、ウォータジェットポンプを用いることもできる。
【００２２】
作業開始後、各ウインチ５を制御することにより、水底移動体８を、二点鎖線で示す水域Ａ内で水底に接した状態で移動させる。４基のウインチ５の制御(正回転および逆回転、ワイヤ７の繰出し量および巻取り量の制御)を様々に組み合わせることにより、水底移動体８（吸込み口３）を任意の位置（Ｘ方向位置およびＹ方向位置）に容易に移動制御することができる。
【００２３】
この移動制御は、ワイヤ長さ検出器６から制御装置１５に入力されたデータに基づいて行なわれ、水域Ａ内を網羅するように、ポンプ２を稼動させた状態で吸込み口３を移動させて、水域Ａの水底の土砂Ｇを浚渫する。
【００２４】
水底は平坦なところばかりではなく、凹凸があったり、倒木等が沈んでいることもあるが、本発明の浚渫装置１によれば、水底移動体８の底面を中央部が下方に突出する球面状に形成しているので、水底に大きな凹凸等がある場合でも引っ掛りにくくなり、水平方向全方位に対して円滑に水底に接触した状態で移動することができる。しかも、水底移動体８の下部に設けた重量調節手段１２によって重心位置を低くすることで、水底の凹凸等に引っ掛り転倒しそうになっても起き上がるようになる。
【００２５】
ここで、吸込み口３は水底移動体８の底面の中央部に配置されているので、常に土砂Ｇの表面に近い位置になり、余分に水分を吸込むことなく効率的に土砂Ｇを吸込むことができる。また、水底土質が柔らかい場合であっても、球面状の底面が水底移動体８の移動の際に生じる土砂Ｇとの摩擦を小さくするので、土砂Ｇに埋もれることなく円滑に移動させることができる。
【００２６】
また、土砂Ｇを吸込むには、土砂Ｇだけでなく水とともに吸込むことが必要となる。そのため、水底移動体８の底面が平面状であると、吸込み口３が土砂Ｇに埋もれた状態では、平面状の底面に沿って水を吸込むことができなくなり、土砂Ｇを吸込みにくくなる。ところが、水底移動体８の底面を突状に形成することにより、平面状の底面に比べて、水を吸込み易くなり、これに伴い、吸込み口３が土砂Ｇに埋もれた状態になったとしても、土砂Ｇを詰まることなく吸込むことができる。
【００２７】
このように様々な状態の水底であっても、水底移動体８が水底に接触した状態で円滑に移動して、効率よく土砂Ｇを吸い込むことができるので、効率的に浚渫作業を行なうことができる。
【００２８】
水底移動体８が円滑に水底を移動できるので、ワイヤ７に過大な負荷がかかることも回避することができる。ワイヤ７は水底移動体８のなるべく下方位置、例えば、水底移動体８の重心の上下位置よりも下方に接続することで、ワイヤ７で引張って移動させる際の水底移動体８のふらつき（倒れ）を一段と抑制することができる。
【００２９】
さらに、水底土質や凹凸状態などに応じて、浮力調節部１４によって水底移動体８に作用する浮力を適度に設定することもできる。例えば、摩擦が大きな土質の場合は、発泡フォーム材の量を増加させる等により水底移動体８に作用する浮力を大きくして、水底移動体８の円滑な移動を確保する。一方、摩擦が小さな土質の場合は、発泡フォーム材の量を減少させる等により水底移動体８に作用する浮力を小さく、或いは浮力をなくして、土砂Ｇの中に沈ませる量を大きくするように設定して、一度に大量の土砂Ｇの吸い上げができるようにする。
【００３０】
ウインチ５の数は４基に限定されず、少なくとも３基であればよい。図６に例示するように３基のウインチ５を用いて浚渫装置１を構成することもできる。それぞれのウインチ５に対する制御は、既述した実施形態と同様である。
【００３１】
図６の実施形態では、水底移動体８（吸込み口３）の移動可能な範囲は、二点鎖線で示した三角形の水域Ａになる。そのため、一度に浚渫する範囲がこの三角形の水域Ａで網羅できる場合には、最小限の３基のウインチ５にできるので有益である。尚、図１に例示したように水域Ａの周辺陸部に配置するウインチ５を４基にすると、水底移動体８（吸込み口３）の移動可能範囲を最大限に広くすることができる。
【００３２】
上記したそれぞれの実施形態では、さらに別の水域Ａを浚渫する場合は、ウインチ５を別の位置に再配置して、同様の浚渫作業を行なう。
【００３３】
このように本発明の浚渫装置１によれば、陸上から無線操作または有線操作により水底移動体８（吸込み口３）を移動制御することができるので、大きな作業船は不要になる。また、ウインチ５を配置するためには、わずかなスペースで十分であるので、浚渫装置１がコンパクトな構成になる。
【００３４】
これにより、周辺に平坦な土地がなく、作業スペースが狭くて通常の作業船や設備を用いることが困難なダム湖等の現場であっても、多大な時間や費用をかけずに浚渫装置１の搬入や設置を行なうことができる。しかも、各ウインチ５を制御することにより、吸込み口３を機動的に任意の位置に移動させることができるので、局部的な狭い水域であっても効率的に浚渫を行なうことができる。
【００３５】
ポンプ２は陸部に設置するだけでなく、図５に例示するように水底移動体８に搭載することもできる。この水底移動体８は、半球状のボディ８ａ、８ｂを円周方向に等間隔で立設した支柱部材１１を上下に挟んだ状態にして、それぞれのフランジ部９ａと支柱部材１１の上下端部どうしを溶接等によって結合して形成されている。それぞれのウインチ５のワイヤ７は、下側の半球状のボディ８ｂのフランジ部９ａに接続されている。支柱部材１１で囲まれた水底移動体８の内部にはポンプ２が立設されている。
【００３６】
このように水底移動体８の底面は、中央部が下方に突出する球面状に形成されており、この底面の中央部には吸込み口３が設けられ、上方に向かって拡径するレジューサ３ａを介してポンプ２下端の吸引口と連通している。ポンプ２上端の排出口は、半球状のボディ８ａから上端を突出している吸い込み管４ａの下端に接続されている。
【００３７】
この吸込み管４ａと吸込みホース４とがフランジ部４ｂ、４ｂどうしを結合して接続されて、吸込み口３が吸込みホース４に連通するようになっている。尚、この実施形態では、図１に示した陸部に配置されたポンプ２の替わりに水底移動体８にポンプ２が搭載されることになる。
【００３８】
また、下側のボディ８ｂのフランジ部の上面にはアンカーボルト１２ａが立設されている。このアンカーボルト１２ａがウエイト１３を挿通し、ナット１２ｂを螺合することによってウエイト１３が水底移動体８に固定されている。この実施形態では、アンカーボルト１２ａとナット１２ｂがウエイト固定部となっている。このウエイト固定部と、着脱可能なウエイト１３とで重量調節手段１２が構成されている。したがって、固定するウエイト１３の重量を調節することによって水底移動体８の重心位置を変化させることができる。
【００３９】
また、重量調節手段１２よりも上方位置となる部分に浮力調節部１４が設けられている。それぞれのウインチ５の動作を制御して水底移動体８を水底に接した状態で移動させる構成、手順は既述した実施形態と同様である。
【００４０】
この実施形態によれば、ポンプ２自体を重量調節手段１２のウエイト１３として機能させることもできるので、ウエイト１３を削減することが可能になる。
【００４１】
そして、本発明では以下のように浚渫作業を行なう。浚渫前に予めナローマルチビーム測深器によって、水域Ａの水深を３次元に測量しておき、これを事前データとして制御装置１５に入力しておく。また、浚渫後の目標とする３次元の水深データも入力しておく。そして、所定範囲の浚渫を行なった後にナローマルチビーム測深器により、水域Ａの水深を３次元に測量して、これを事後データとして制御装置１５に入力する。
【００４２】
次いで、事後データと目標データとを比較して、両データの差異が基準値よりも大きいか否かを判断して、浚渫が不十分である範囲が有るか否かを決定する。これにより浚渫が不十分であり、更に土砂Ｇを浚渫する必要があると決定した範囲に対して、再度、浚渫作業を行なうようにする。
【００４３】
このように、水域Ａの水深についての浚渫前の事前データ、浚渫後の事後データおよび目標とする目標データを制御装置１５に入力し、これら入力されたデータに基づいて、ウインチ５のワイヤ７の繰出しおよび巻取りを制御することで、一段と精度よく、水底が目標地形になるように浚渫することができる。
【００４４】
上記の各実施形態では、ワイヤ引出し引込み手段としてウインチ５を例示しているが、ワイヤ７の引出しおよび引込みができれば、他の装置、機構を用いてもよい。例えば、流体シリンダの進退動作やバックホウ等を用いてワイヤ７の引出しおよび引込みを行なうこともできる。
【００４５】
また、図７に例示する実施形態のように、船１７に一端を固定して水上から延ばされたワイヤ７の他端を水底移動体８に接続することもできる。このワイヤ７以外の構成は、既述した実施形態と同様の構成にすることができる。この実施形態では水底移動体８に、水上に延設される吸込みホース４と、吸込みホース４に連結するポンプ２とが備わり、水底移動体８の底面の中央部は下方に突出する突状に形成されている。そして、水底移動体８の底面の中央部には吸込みホース４に連通する吸込み口４ａが配置されている。さらに、水底移動体８の下部には重量調節手段１２が設けられている。
【００４６】
図７の実施形態においては、水底移動体８に接続したワイヤ７を、浚渫対象となる水域の周辺陸部に配置したクレーンに接続して、クレーンの操作により水底移動体８を水底の任意の位置に移動させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の浚渫装置を例示する平面図である。
【図２】図１の水底部分を例示する側面図である。
【図３】図２の水底移動体を例示する側面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】水底移動体の別の例を示す側面図である。
【図６】浚渫装置の別の実施形態を例示する平面図である。
【図７】浚渫装置のさらに別の実施形態を例示する側面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  浚渫装置
２  ポンプ
３  吸込み口
３ａ  レジューサ
４  吸込みホース
４ａ  吸込み管
５  ウインチ（ワイヤの引出し引込み手段）
６  ワイヤ長さ検出器
７  ワイヤ
８  水底移動体
８ａ、８ｂ、８ｃ  ボディ
９ａ  フランジ部
９ｂ  パッキン
１０ａ  ボルト
１０ｂ  ナット
１１  支柱部材
１２  重量調節手段
１２ａ  アンカーボルト
１２ｂ  ナット
１３  ウエイト
１４  浮力調節部
１５  制御装置
１６  ブイ
１７  船
【図１】
0004903732.tif 000002
【図２】
0004903732.tif 000003
【図３】
0004903732.tif 000004
【図４】
0004903732.tif 000005
【図５】
0004903732.tif 000006
【図６】
0004903732.tif 000007
【図７】
0004903732.tif 000008