(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方下部に堆積層の掻取り機構を一体に移動するよう装着した台船の後部両側に、台船の後部を地底に止めるためのスパットを台船の前後方向に移動可能となるようそれぞれ設け、
台船の前進方向の仮想基準線に台船の前後方向中心線を合わせた状態で、一方のスパットで台船の後部を地底に止め、この一方のスパットを支点にして台船を該スパットが位置する外側へ所定角度範囲の振り幅で回動させることにより、掻取り機構で堆積層を一方のスパットを中心とする弧状に掻取り、続いて、一方のスパットを固定点として台船を所定ストロークだけ前進させ、この前進位置で一方のスパットを支点にして台船を仮想基準線の位置に回動させることにより、前回の掻取り部分に一部がラップするようにして、掻取り機構で堆積層を一方のスパットを中心とする弧状に掻取る一方側の掻取り工程と、
次に、一方のスパットを開放位置にして他方のスパットで台船の後部を地底に止め、この他方のスパットを支点にして台船を該スパットが位置する外側へ所定角度範囲の振り幅で回動させることにより、掻取り機構で堆積層を他方のスパットを中心とする弧状に掻取り、次に、他方のスパットを固定点として台船を所定ストロークだけ前進させ、この前進位置で他方のスパットを支点にして台船を仮想基準線の位置に回動させることにより、前回の掻取り部分に一部がラップするように、掻取り機構で堆積層を他方のスパットを中心とする弧状に掻取る他方側の掻取り工程を、交互に繰り返して行うことを特徴とする浚渫方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、海底や湖沼、河川の堆積層を効率よく除去するための浚渫方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海底や湖沼、河川等においては、流入した土砂や生活汚物等が堆積することにより、水質の悪化や海底、湖底、川底の環境の悪化、水深の低下をきたすことになるため、堆積層の浚渫作業が必要になる。
【０００３】
従来の浚渫方法は、台船に、起伏動と揺動ができるようにアームを介して取り付けられた堆積層の掻取り機構と、掻取った泥土を圧送するポンプと、溜泥槽等の設備を設け、掻取り機構の作動範囲で堆積層の掻取りを行うごとに台船を移動させ、掻取った泥土は溜泥槽に蓄えた後、排泥管を介して地上の処理設備に圧送するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような浚渫方法は、掻取り機構の作動ごとに台船を移動させて掻取り位置を変更して行くものであるが、掻取り位置と、これを変更するための台船の移動には特段の関連はなく、このため、掻取り位置の変更時に台船を余分に移動させてしまうことで、堆積層に掻取り残しが往々にして発生することがある。
【０００５】
また、掻取り位置を変更するための台船の移動には手間と時間がかかり、浚渫作業の能率を悪くする大きな要因になっている。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、堆積層に掻取り残しの発生がない浚渫が行えると共に、浚渫作業の能率向上が図れる浚渫方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、この発明は、前方下部に堆積層の掻取り機構を一体に移動するよう装着した台船の後部両側に、台船の後部を地底に止めるためのスパットを台船の前後方向に移動可能となるようそれぞれ設け、台船の前進方向の仮想基準線に台船の前後方向中心線を合わせた状態で、一方のスパットで台船の後部を地底に止め、この一方のスパットを支点にして台船を該スパットが位置する外側へ所定角度範囲の振り幅で回動させることにより、掻取り機構で堆積層を一方のスパットを中心とする弧状に掻取り、続いて、一方のスパットを固定点として台船を所定ストロークだけ前進させ、この前進位置で一方のスパットを支点にして台船を仮想基準線の位置に回動させることにより、前回の掻取り部分に一部がラップするようにして、掻取り機構で堆積層を一方のスパットを中心とする弧状に掻取る一方側の掻取り工程と、次に、一方のスパットを開放位置にして他方のスパットで台船の後部を地底に止め、この他方のスパットを支点にして台船を該スパットが位置する外側へ所定角度範囲の振り幅で回動させることにより、掻取り機構で堆積層を他方のスパットを中心とする弧状に掻取り、次に、他方のスパットを固定点として台船を所定ストロークだけ前進させ、この前進位置で他方のスパットを支点にして台船を仮想基準線の位置に回動させることにより、前回の掻取り部分に一部がラップするように、掻取り機構で堆積層を他方のスパットを中心とする弧状に掻取る他方側の掻取り工程を、交互に繰り返して行う構成を採用したものである。
【０００８】
上記掻取り機構は、下面が開口したボックス内に掻取り羽根を回転するように組み込み、台船の回動方向に一体に移動することにより、ボックスの開口幅の範囲で堆積層を掻取るように形成され、また、掻取り羽根の軸心に上面が吸泥口となる吸泥管が位置し、ボックス内の上半部を加圧エアで満たすことにより、掻取った泥土の気水分離を行い、水を元に戻すことによって固形物を効率よく吸泥管に吸引できるようになっている。
【０００９】
この掻取り機構は、台船の前部に起伏可能となるよう取り付けたアームの先端に装着され、ウインチの操作で上下の位置が水深の変化に対応することができるようになっている。
【００１０】
また、上記台船の後部両側に枢止した水平の揺動アームをシリンダで前後に揺動させるようにし、この揺動アームの先端部でスパットを上下の位置調整と回転が可能となるよう保持し、何れか一方のスパットを地底に止めることにより、台船の回動時の支点を左右何れかに選択することができるようになっている。
【００１１】
上記台船の回動は、台船の前部で両側の側方の離れた位置に杭を打設し、台船上の両側に設けた二台のウインチから引き出したワイヤーを滑車を介してそれぞれ対応する側の上記杭に連結し、両側ウインチのワイヤー巻き取りを交互に操作することにより、スパットを支点として台船を回動させることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１３】
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は、この発明の浚渫方法に用いる浚渫装置を示し、台船１の前部に起伏可能となるよう取り付けたアーム２の先端に、堆積層Ａの掻取り機構３を台船１と一体に左右へスイングするよう装着し、台船１の後部で左右両側に、台船１の後部を地底に止めるためのスパット４、５を台船１に対して前後方向に移動可能となるようそれぞれ設け、台船１上には、アーム２を起伏動させるためのウインチ６と、台船１を左右へスイングさせるため、両側に設けた二台のウインチ７、８と、掻取り機構３が掻上げた泥土を収納する溜泥槽９等を設置した構造になっている。
【００１４】
上記掻取り機構３は、図２のように、下面が開口した略半円筒状となるボックス１０と、このボックス１０内に回転するように組み込んだ掻取り羽根１１と、掻取り羽根１１の軸心に沿って貫通し、上面が吸泥口１２となって開口し、内部にスクリュー１３ａを収納した吸泥管１３と、この吸泥管１３の一端側に連結したサンドポンプ１４と、上記ボックス１０の開口の両側に取り付けた一対の開閉蓋１５、１６と、この開閉蓋１５、１６を別個に開閉作動させるため、ボックス１０の外面と開閉蓋１５、１６の間に設けたシリンダ１７、１８と、図示省いたが掻取り羽根１１やスクリュー１３ａを回転させるためにボックス１０に取り付けたモータ等で形成されている。
【００１５】
上記掻取り羽根１１は、ボックス１０内に納まる円板状となる二枚の端板１９間に、外端が相反する側へ弧状となって二又状に屈曲して掻取り部２０となる長尺羽根板２１と短尺羽根板２２を、周方向に一定の間隔で放射状の配置となるよう固定して形成されている。
【００１６】
この掻取り羽根１１の長尺羽根板２１と短尺羽根板２２の配置は、掻取り部２０の端部が端板１９の外周に一致し、長尺羽根板２１の内端と吸泥管１３の外面との間に狭い隙間が生じ、短尺羽根板２２の内端と吸泥管１３の外面との間に広い隙間が生じるようになっていると共に、周方向に隣接する長尺羽根板２１と短尺羽根板２２の掻取り部２０、２０間が開口し、両掻取り部２０、２０は互いに向き合う弧状の掬い面になるので、掻取り羽根１１を何れの方向に回転させても堆積層の掻取りが同じ条件で行えることになる。従って、掻取り機構３は、開口の幅方向に対して左右何れの方向に移動させても堆積層の掻取りが行える。
【００１７】
また、両側の開閉蓋１５、１６は、掻取り羽根１１の前進側に位置する開閉蓋１５又は１６を開位置とし、後方側に位置する開閉蓋１５又は１６を閉じ位置としてボックス１０の開口の略半分を閉じることにより、掻取り羽根１１は開口１０ａの前進側縁と後方の開閉蓋１５又は１６の間の露出する部分で堆積物Ａを掻取ることになる。
【００１８】
上記ボックス１０内の上半部は、台船１上に設けたコンプレッサー等のエア供給源からの加圧エアＢで満たされるようになっており、掻取り羽根１１で水と共に掻取った泥土を加圧することにより気水分離を行い、水を短尺羽根板２２と吸泥管１３の広い隙間から下半部に戻し、固形物を吸泥口１２から吸泥管１３内に供給するようになっており、水を元に戻すことによって固形物を効率よく吸泥管１３に吸引でき、泥土の後処理に有効である。
【００１９】
上記台船１の後部で左右両側には、台船１に枢止した水平の揺動アーム２３、２４をシリンダ２５、２６で前後に揺動させるように設け、この揺動アーム２３、２４の先端部でスパット４、５を上下の位置調整と回転が可能となるよう保持し、何れか一方のスパット４又は５を地底に止めることにより、台船１のスイング時の支点を左右何れかに選択することができるようになっている。
【００２０】
この発明の実施に用いる浚渫装置は、上記のような構成であり、次に、浚渫装置を用いた浚渫方法を説明する。
【００２１】
図３乃至図６は、浚渫装置を用いた浚渫方法の工程を示し、図７は、浚渫途中における浚渫範囲の状態を示している。
【００２２】
この発明の浚渫方法の基本的な工程は、台船１の右舷側での左右のスイングと前進動の付加及び台船１の左舷側での左右のスイングと前進動の付加を交互に繰り返すことにより、所定の幅で直線的に浚渫していくものである。
【００２３】
先ず、図３（Ａ）は、作業開始時の浚渫装置の配置を示し、浚渫作業範囲に位置させた台船１の前進方向を設定し、この前進方向を図３（Ａ）の一点鎖線で示した仮想基準線ａとすると、台船の前後方向中心線ｂをこの仮想基準線ａに合わせた状態とすると共に、図１で示したように、台船１の前部で両側の側方の離れた位置に杭２７、２８を打設し、台船１上の両側に設けた二台のウインチ７、８から引き出したワイヤー２９、３０を滑車を介してそれぞれ対応する側の上記杭２７、２８に連結しておく。このとき、台船１の後部両側の揺動アーム２３、２４は、シリンダ２５、２６の収縮で両方とも台船１に接近させた位相にしておく。
【００２４】
この状態で、掻取り機構３を水中に位置させる。この掻取り機構３は、軸方向が台船１の前後方向に沿うような向きとなり、図２のように、前進側に位置する開閉蓋１６を開位置とし、後方側に位置する開閉蓋１５を閉じ位置として、ボックス１０の開口の後方側略半分を閉じるようにしておくと共に、ボックス１０内の上半部に加圧エアを供給しておく。
【００２５】
次に、図３（Ｂ）の右舷側のスパット４を下降させて地底に止め、左舷側のスパット５は地底から離反させておき、掻取り機構３を起動してその掻取り羽根１１を、図２に矢印で示すように、堆積層Ａを掻取るように回転させた状態で右舷側のウインチ７を起動させ、ワイヤー２９を巻き取ることで、上記右舷側のスパット４を支点にして台船１を該スパット４が位置する右舷側へ所定角度範囲の振り幅でスイングさせる。
【００２６】
図３（Ｂ）のように、掻取り機構３は堆積層Ａを、開口１０ａの長さ範囲で右舷側のスパット４を中心とする弧状に掻取ることになり、台船１の右舷側への振り角度が設定角度に達すると、右舷側のウインチ７を停止させる。この弧状掻取部Ａ1 の幅は、ボックス１０の開口１０ａの長さとなり、右舷側のスパット４を中心とする円弧状となる。
【００２７】
上記掻取り機構３は、回転する掻取り羽根１１で水と共に掻取った堆積層Ａの泥土を上方に持ち上げて行くが、ボックス１０内の上半部に加圧エアが供給されているので、加圧された泥土の水分は、短尺羽根板２２と吸泥管１３の隙間から下半部に流出し、気水分離によって残った固形物は持ち上げられて吸泥管１３の吸泥口１２に落下供給され、固形物はスクリュー１３ａの送りとサンドポンプ１４の吸引で溜泥槽９に収納される。
【００２８】
続いて、図４（Ｃ）のように、右舷側のシリンダ２５を伸長させると、仮想基準線ａに対して傾斜している台船１は、右舷側のスパット４を固定点として傾斜方向へ所定のストロークだけ前進する。このときの、前進ストロークは、ボックス１０の開口１０ａの一部が先の弧状掻取部Ａ1 にラップするように設定されている。
【００２９】
図４（Ｃ）の状態から、左舷側のウインチ８を起動させ、ワイヤー３０を巻き取ることで、上記右舷側のスパット４を支点にして台船１を仮想基準線ａ側に前後方向の軸線ｂが一致するまで左側へスイングさせる。このとき、掻取り機構３は、前後開閉蓋１５、１６の開位置と閉じ位置を逆にすると共に、掻取り羽根１１の回転を上記とは逆回転させる。
【００３０】
図４（Ｄ）のように、上記台船１の左舷側への回動により、掻取り機構３は、右舷側のスパット４を支点にしてスイングし、弧状掻取部Ａ2 が先の弧状掻取部Ａ1 にラップするように堆積層Ａを掻取ることになる。
【００３１】
このように、右舷側において、台船１に右スイングと左スイングの往復動をさせるとき、前進動を付加することにより、スイングの往復動の両方で堆積層Ａを掻取ることができる。
【００３２】
次に、図５（Ｅ）のように、台船１の前後方向の軸線ｂが仮想基準線ａに一致する状態で、右舷側のスパット４を引き上げることで開放位置にして台船１側に接近させ、続いて左舷側のスパット５で台船１の後部を地底に止め、左舷側のウインチ８を起動させ、ワイヤー３０を巻き取ることで、上記左舷側のスパット５を支点にして台船１を該スパット５が位置する左舷側へ所定角度範囲の振り幅でスイングさせる。
【００３３】
図５（Ｆ）のように、掻取り機構３は堆積層Ａを、開口の長さ範囲で左舷側のスパット５を中心とする弧状に掻取って弧状掻取部Ｂ1 とすることになり、台船１の左側への振り角度が設定角度に達すると、左舷側のウインチ８を停止させる。
【００３４】
続いて、図６（Ｇ）のように、左舷側のシリンダ２６を伸長させると、仮想基準線ａに対して傾斜している台船１は、左舷側のスパット５を固定点として傾斜方向の前方へ所定のストロークだけ前進することになる。このときの、前進ストロークは、ボックス１０の開口の一部が先の弧状掻取部Ｂ1 にラップするように設定されている。
【００３５】
図６（Ｇ）の状態から、右舷側のウインチ７を起動させ、ワイヤー２９を巻き取ることで、上記左舷側のスパット５を支点にして台船１を仮想基準線ａ側に前後方向の軸線ｂが一致するまでスイングさせる。このとき、掻取り機構３は、前後開閉蓋１５、１６の開位置と閉じ位置を逆にすると共に、掻取り羽根１１の回転を上記とは逆回転させる。
【００３６】
上記台船１の右舷側へのスイングにより、掻取り機構３は、左舷側のスパット５を支点にして回動し、弧状掻取部Ｂ2 が先の弧状掻取部Ｂ1 にラップするように堆積層Ａを掻取ることになる。
【００３７】
図６（Ｈ）は、台船１の前後方向の軸線ｂが仮想基準線側ａに一致する状態を示し、ここまでで、仮想基準線ａを境にして右舷側に弧状掻取部Ａ1 とＡ2 、左舷側に弧状掻取部Ｂ1 とＢ2 が連続して施されたことになり、図３（Ａ）に示したように、右舷側のスパット４を下降させて地底に止め、左舷側のスパット５は地底から離反させ、この後は、図３乃至図６のように、上記したと同様の操作と両側の杭２７、２８の前方への打変えを繰り返して行うことにより、図７のごとく、前進する台船１は左右の合計した振り幅で堆積層Ａを浚渫することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、前方下部に堆積層の掻取り機構を一体に移動するよう装着し、後部両側に、後部を地底に止めるためのスパットを前後方向に移動可能となるようそれぞれ設けた台船を用い、この台船に、右側での往復スイングと前進及び左側での往復スイングと前進を、交互に与えながら堆積層を浚渫するようにしたので、各往復スイングごとに堆積層の掻取りを一部ラップさせることで、堆積層を掻取り残しのない状態で浚渫することができ、海底、湖底、川底の浚渫が確実に能率よく行うことができる。
【００３９】
また、台船の右側での往復スイングと前進及び左側での往復スイングと前進を、それぞれの側に位置するスパットを支点にして交互に行うことにより、台船の一回ごとのスイング幅を小さくし、先の掻取り部分に対して後の掻取り部分を確実にラップさせることができ、掻取り残しのない状態で浚渫することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は浚渫装置の平面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同側面図
【図２】掻取り機構を示す縦断正面図
【図３】（Ａ）は浚渫方法の工程において、台船の初期の状態を示す平面図、（Ｂ）は同上から台船が右舷側にスイングした平面図
【図４】（Ｃ）は台船が右舷側にスイングして前進した平面図、（Ｄ）は同上から台船が左舷側にスイングした平面図
【図５】（Ｅ）は台船が左舷側にスイングする前の平面図、（Ｆ）は同上から台船が左舷側にスイングした平面図
【図６】（Ｇ）は台船が左舷側にスイングして前進した平面図、（Ｈ）は同上から台船が右舷側にスイングした平面図
【図７】浚渫装置による浚渫状態を示す平面図
【符号の説明】
１          台船
２          アーム
３          掻取り機構
４、５      スパット
６、７、８  ウインチ
９          溜泥槽
１０        ボックス
１１        掻取り羽根
１２        吸泥口
１３        吸泥管
１４        サンドポンプ
１５、１６  開閉蓋
１７、１８  シリンダ
１９        端板
２０        掻取り部
２１        長尺羽根板
２２        短尺羽根板
２３、２４  揺動アーム
２５、２６  シリンダ
２７、２８  杭
２９、３０  ワイヤー
【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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【図６】
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【図７】
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