底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法
【課題】底泥の除去及び改質材料の埋設を、一連の流れにて行うことが可能な底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法を提供する。
【解決手段】底泥置換装置１により、次のように底泥の置換作業が行われる。バックホウ１３により、底泥置換装置１をインナーケーシング３が底泥吸引位置にある状態で作業場所の底泥層１７上に設置する。その後、底泥の攪拌及び、攪拌された底泥の吸引を行いながら、バックホウ１３により底泥置換装置１を除去する底泥の高さに合わせて底泥層１７内に圧入し、底泥を除去する。その後、バックホウ１３によりインナーケーシング３を持ち上げ、底泥が除去された空間をアウターケーシング２内に形成する。その後、改質材料投入部４より改質材料１９を投入し、底泥が除去された空間に改質材料１９を埋設した後、バックホウ１３により底泥置換装置１を底泥層１７内より持ち上げる。
【解決手段】底泥置換装置１により、次のように底泥の置換作業が行われる。バックホウ１３により、底泥置換装置１をインナーケーシング３が底泥吸引位置にある状態で作業場所の底泥層１７上に設置する。その後、底泥の攪拌及び、攪拌された底泥の吸引を行いながら、バックホウ１３により底泥置換装置１を除去する底泥の高さに合わせて底泥層１７内に圧入し、底泥を除去する。その後、バックホウ１３によりインナーケーシング３を持ち上げ、底泥が除去された空間をアウターケーシング２内に形成する。その後、改質材料投入部４より改質材料１９を投入し、底泥が除去された空間に改質材料１９を埋設した後、バックホウ１３により底泥置換装置１を底泥層１７内より持ち上げる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川等の水底の底泥を透水性のよい改質材料に置換する底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法に関する。詳しくは、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部と外箱部が連動して機能することで、底泥の除去と改質材料の埋設を一連の流れで行うことにより底泥置換作業の効率化を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、流水の停滞、生活排水による汚染等により、河川等の底に底泥（ヘドロ）が堆積する例が多くなっている。水底に底泥が堆積した場合、底生動物の生息環境が悪化して河川の浄化機能が損なわれ、その結果、水質の悪化、悪臭の発生等の原因になる。
【０００３】
この問題を解決するため、底泥の一部を透水性のよい改質材料に置換することで改質材料による底泥への酸素供給を可能にし、河川の底質及び底生動物の生息環境の改善を行う方法が提案されている。
【０００４】
この水質改善方法を実施する際には、底泥の一部を除去した後、底泥を除去した空間に改質材料を埋設することにより、底泥の改質材料への置換を行う。
【０００５】
従来の技術による底泥の置換は次のように行われる。まず底泥の除去方法としては、次のようなものがある。図２１はクラムシェル５０による底泥の除去方法を説明する断面図である。クラムシェル５０は断面されていない状態で示されている。
【０００６】
河川等の水底の砂層５１の上部に底泥が堆積し、底泥層５２が形成されている。底泥を除去する場所に円筒状のケーシング５３を打設する。ケーシング５３の打設後、ケーシング５３内部を排水し、ケーシング５３の内部をクラムシェル５０のバケット５０ａを開閉することにより掘削し、底泥を除去する。
【０００７】
図２２はオーガー５４による底泥の除去方法を説明する断面図である。オーガー５４は断面されていない状態で示されている。オーガー５４は、先端部にらせん状のスクリューを備えており、回転させながら底泥層５２内に圧入することにより、底泥層５２を掘削し、底泥を除去する。
【０００８】
上記のような方法にて底泥を除去した後、底泥を除去した空間に改質材料を埋設する。
【０００９】
また上記とは別に、河川等の水底における上層の底泥と下層の土又は砂等を置換することにより、底生動物の生息環境の改善を行う底泥置換装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
特許文献１に開示される底泥置換装置は、攪拌装置により掘削された下層の土又は砂等を、吸引装置により上層の底泥の上又は水面上に持ち上げることにより、河川等の水底における上層の底泥と下層の土又は砂等を置換し、底生動物の生息環境の改善を行う底泥置換装置である。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−８２６４０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、前述した従来の底泥の置換方法では次のような問題がある。まず、クラムシェル５０により底泥を除去する場合、改質材料の埋設に適した小口径の穴での底泥の除去ができない。
【００１３】
また、オーガー５４にて底泥を除去する場合、除去した底泥が作業場所の周囲の水中に拡散してしまい回収が困難であるため、作業時の水質汚濁が発生する問題がある。ケーシング５３を使用してオーガー５４による底泥除去を行った場合も、ケーシング５３とオーガー５４の隙間から除去した底泥が落ちる、底泥がオーガー５４のスクリューに付着して撤去できない等の問題がある。
【００１４】
このため、オーガー５４にて底泥の除去を行った場合は、底泥除去後の改質材料の埋設が困難になる。
【００１５】
更に、従来の底泥の置換方法では、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を別々の装置を用いて行う必要があるため、作業効率が悪く、施工期間が長期化してしまう問題がある。
【００１６】
また、特許文献１にて提案されている底泥置換装置は、上層の底泥と下層の土又は砂等を置換する構成となっており、底泥の一部を改質材料に置換する作業には適用できない。
【００１７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、改質材料の埋設に適した小口径の底泥の除去及び改質材料の埋設を、一連の流れにて行うことが可能な底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した問題を解決するため、本発明に係る底泥置換装置は、水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換装置であって、下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌手段により攪拌された底泥を底泥層内から吸引する吸引手段を有する内箱部を備え、内箱部は、攪拌手段による底泥の攪拌及び吸引手段による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、外箱部に対して上下方向に直動自在であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る底泥置換装置では、次のような方法で底泥の置換作業が行われる。攪拌手段による底泥の攪拌及び、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部を底泥層内に圧入して、底泥層内から除去対象の底泥を除去する。
【００２０】
その後、改質材料投入穴部を開放する位置まで、外箱部に対して内箱部を持ち上げる。これにより、底泥層より除去対象の底泥が取り除かれた空間を外箱部内に形成する。
【００２１】
その後、改質材料投入穴部より改質材料を投入し、除去対象の底泥が取り除かれた空間に改質材料を埋設する。
【００２２】
上述した問題を解決するため、本発明に係る底泥置換システムは、水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換システムであって、底泥を改質材料に置換する底泥置換装置と、底泥置換装置により吸引された底泥を回収する回収装置と、底泥置換装置を水底に降ろし、水底での昇降を行う上下装置と、改質材料の投入を行う改質材料投入装置とを備え、底泥置換装置は、下面が開放され、外部と内部を連通するとともに改質材料投入装置に接続された改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌手段により攪拌された底泥を底泥層内から吸引して回収装置に送る吸引手段を有する内箱部を備え、内箱部は、攪拌装置による底泥の攪拌及び吸引装置による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、外箱部に対して上下方向に直動自在であることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係る底泥置換システムでは、次のような方法で底泥の置換作業が行われる。底泥置換装置を上下装置に取り付け、上下装置により底泥置換装置を置換対象の底泥層の上部に設置する。
【００２４】
その後、攪拌手段による底泥の攪拌、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引及び、吸引手段により吸引された底泥の回収装置による回収を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部を上下装置により底泥層内に圧入して、底泥層内から除去対象の底泥を除去する。
【００２５】
その後、上下装置により、改質材料投入穴部を開放する位置まで、外箱部に対して内箱部を持ち上げる。これにより、底泥層より除去対象の底泥が取り除かれた空間を外箱部内に形成する。
【００２６】
その後、改質材料投入装置により改質材料投入穴部より改質材料を投入し、除去対象の底泥が取り除かれた空間に改質材料を埋設する。改質材料の埋設後、上下装置により底泥層内から底泥置換装置を持ち上げる。
【００２７】
上述した問題を解決するため、本発明に係る底泥置換方法は、水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換方法であって、下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌された底泥を吸引する吸引手段を有し、外箱部に対して上下方向に直動自在である内箱部を備えた底泥置換装置を用い、攪拌手段による底泥の攪拌及び、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部を底泥層内に圧入して、底泥層内から除去対象の底泥を除去し、改質材料投入穴部が開放される位置まで外箱部に対して内箱部を持ち上げて、外箱部内に底泥が除去された空間を形成し、改質材料投入穴部より改質材料を投入し、外箱部内部の底泥が除去された空間に改質材料を埋設し、底泥置換装置を底泥層内から持ち上げることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明に係る底泥置換方法では、攪拌手段による底泥の攪拌及び、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部が底泥層内に圧入され、底泥層内から除去対象の底泥が除去される。
【００２９】
その後、改質材料投入穴部を開放する位置まで、外箱部に対して内箱部が持ち上げられ、底泥層より除去対象の底泥が取り除かれた空間が外箱部内に形成される。
【００３０】
その後、改質材料投入穴部より改質材料が投入され、除去対象の底泥が取り除かれた空間に改質材料が埋設される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の底泥置換装置によれば、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部が外箱部に挿入されて内接して、内箱部と外箱部が連動して機能する構成により、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により、一連の流れにて行うことが可能になる。これにより、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【００３２】
更に、内箱部と外箱部の二重構造で、外箱部に対して内箱部を昇降させる単純な構成のため、装置の作製が容易となり、また、使用時の故障を少なくすることが可能となる。
【００３３】
また、改質材料の埋設に適した小口径の穴での底泥の除去及び改質材料の置換を行うことができる。
【００３４】
更に、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により行うことにより、底泥の置換作業に必要な装置の構成を単純化できる。
【００３５】
本発明の底泥置換システムによれば、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部が外箱部に挿入されて内接して、内箱部と外箱部が連動して機能する底沼置換装置、底泥の回収装置、底泥置換装置の上下装置及び改質材料投入装置を備えた構成により、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により、一連の流れにて行うことが可能になる。これにより、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【００３６】
また、本発明の底泥置換システムによれば、除去対象の底泥の吸引及び、吸引された底泥の底泥置換装置からの回収を同時に行う構成により、底泥置換作業後に底泥置換装置内より底泥を回収する必要がなく、一つの対象の底泥置換作業後、すぐに次の対象の底泥置換作業を行うことができる。
【００３７】
また、本発明の底泥置換システムによれば、水底の底泥層に所望の配置で改質材料の埋設を行うことができるので、改質材料による水質改善の効果を促進できる。
【００３８】
本発明の底泥置換方法によれば、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部が外箱部に挿入されて内接して、内箱部と外箱部が連動して機能する底沼置換装置を用いた置換方法により、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により、一連の流れにて行うことが可能になる。これにより、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下図面を参照して、本発明の底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法の実施の形態について説明する。
＜本実施の底泥置換装置の構成例＞
図１から図６は、本実施の形態の底泥置換装置１の一例を示す説明図である。図１は概略斜視図であり、説明のため構成の一部を透視した状態で破線にて示している。図２から図５は底泥置換装置１の断面図であり、図２及び図４は図１のＡ−Ａ断面を示し、図３及び図５は図１のＢ−Ｂ断面を示したものである。
【００４０】
図２から図５は後述する底泥吸引ポンプ９を、切断されていない状態で示している。また、図２においては、後述する排泥管１４ｃ、攪拌用水管２１及びマニーホールド２２を切断されていない状態で示している。
【００４１】
図６は、底泥置換装置１を上方から見た状態を示した図であり、図６（ａ）は図１の矢印Ｃで示すように底泥置換装置１を上方から見た状態を示し、図６（ｂ）は図２のＤ−Ｄ断面を示したものである。
【００４２】
本実施の形態の底泥置換装置１は、円筒状のアウターケーシング２と、同じく円筒状でアウターケーシング２に内接したインナーケーシング３を備える。アウターケーシング２は外箱部の一例であり、インナーケーシング３は内箱部の一例である。
【００４３】
図１及び図２等に示すように、インナーケーシング３は上部に、中央部に穴部を備えた上フランジ４ａ及び下フランジ４ｂから構成されるフランジ４を備える。また、インナーケーシング３の下面の近傍に、中央部に底泥吸引穴部３ｂを有するインナーケーシング底３ａを備える。
【００４４】
また、図１及び図２等に示すように、アウターケーシング２は下面が開放されており、側面の一部が開口されて外部と内部を連通する改質材料投入部４を、例えば二つ備える。改質材料投入部４は改質材料投入穴部の一例である。また、改質材料投入部４は、後述する改質材料投入管１５ｇが取り付け可能な構成となっている。
【００４５】
インナーケーシング３はアウターケーシング２に挿入され、アウターケーシング２に対して、底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、改質材料投入部４を開放して改質材料の投入を行う改質材料投入位置まで上下方向に直動自在な構成となっている。
【００４６】
図２及び図３は、インナーケーシング３がアウターケーシング２に対して底泥吸引位置にある状態を示している。図４及び図５は、インナーケーシング３がアウターケーシング２に対して改質材料投入位置にある状態を示している。
【００４７】
インナーケーシング３が底泥吸引位置にある状態では、アウターケーシング２及びインナーケーシング３は、例えば次のような位置関係となる。図２及び図３に示すように、インナーケーシング３の上部に固定された下フランジ４ｂとアウターケーシング２の上部が接し、アウターケーシング２とインナーケーシング３の下端が同一の高さとなる。
【００４８】
また、下フランジ４ｂによりインナーケーシング３がアウターケーシング２に対して底泥吸引位置より下方に位置することを防ぐ構成になっている。下フランジ４ｂによりインナーケーシング３が底泥吸引位置より下方に位置することを防ぐ構成は、位置決め手段の一例である。
【００４９】
インナーケーシング３が改質材料投入位置にある状態では、アウターケーシング２及びインナーケーシング３は、例えば次のような位置関係となる。図４及び図５に示すように、改質材料投入部４が開放される位置に、インナーケーシング３はアウターケーシング２に対して上方に持ち上げられた状態となる。これにより、インナーケーシング３下方のアウターケーシング２内部の空間と外部が、改質材料投入部４を通じて連通した状態になる。
【００５０】
また、例えば図１、図３及び図５に示すように、アウターケーシング２のワイヤー取り付け部５及びインナーケーシング３のワイヤー取り付け部６がケーシングワイヤー７にて結ばれている。
【００５１】
図５に示すように、ケーシングワイヤー７はインナーケーシング３が改質材料投入位置にある時に張った状態になり、インナーケーシング３がアウターケーシング２に対して改質材料投入位置より上方に位置することを防ぐ構成になっている。ケーシングワイヤー７により、インナーケーシング３が改質材料投入位置より上方に位置することを防ぐ構成は、位置決め手段の一例である。
【００５２】
また、インナーケーシング３の内部には底泥の攪拌を行うための攪拌手段として、例えば攪拌水を噴出するための攪拌水チューブ８を複数備える。攪拌水チューブ８は噴出手段の一例である。
【００５３】
図７は、図６（ｂ）のＥ−Ｅにて切断した状態を示す要部断面図である。図１、図２、図６及び図７等を用いて攪拌水チューブ８の構成例を説明する。攪拌水チューブ８では、攪拌水入力部８ａから供給された高圧の攪拌水が、攪拌水噴出口８ｂから噴出される。また、図１及び図６等に示すように、各攪拌水チューブ８はインナーケーシング３内部の外周部に位置するように上フランジ４ａにナット等で固定される。
【００５４】
図１及び図２等に示すように、攪拌水入力部８ａは上フランジ４ａの上部に位置し、攪拌水噴出口８ｂはインナーケーシング底３ａの下方部に位置する。図７に示すように、攪拌水噴出口８ｂは、矢印Ｉで示す水平方向の攪拌水の噴出が行われるように、攪拌水チューブ８の下端部に設けられる。また、攪拌水チューブ固定台３ｃの上部に攪拌水噴出口８ｂが位置するように、攪拌水チューブ８は固定される。
【００５５】
また、図６（ｂ）の矢印Ｆに示すように、各攪拌水噴出口８ｂから噴出された攪拌水により、インナーケーシング３内部に円周方向に一定の流れが生じるような角度にて、各攪拌水チューブ８は固定される。また、図２に示すように攪拌水入力部８ａには、後述する接続チューブ２３が取り付け可能な構成となっている。
【００５６】
更に、インナーケーシング３の内部には、底泥吸引ポンプ９が固定される。底泥吸引ポンプ９は、吸引手段の一例である。底泥吸引ポンプ９は例えば次のような構成となる。底泥吸引ポンプ９は下部に吸引口９ａを、上部に排出口９ｂを備え、吸引口９ａから吸引した泥等を排出口９ｂから排出する構成となっている。
【００５７】
底泥吸引ポンプ９は、吸引口９ａがインナーケーシング底３ａの中央部に形成された底泥吸引穴部３ｂ上に位置するように、インナーケーシング３に対して固定される。
【００５８】
また、図２に示すように底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂには、後述する排泥管１４ｃが取り付け可能な構成となっている。
【００５９】
底泥吸引ポンプ９として、例えば汎用的な水中ポンプが使用可能である。
【００６０】
図８は図６（ｂ）のＧ−Ｇ断面図であり、負圧防止管１０を示す説明図である。インナーケーシング３をアウターケーシング２に対して底泥吸引位置から上方に持ち上げた状態で、図６（ｂ）のＧ−Ｇ断面にて切断された部材のみを示している。攪拌水チューブ８及び攪拌水チューブ固定台３ｃは示していない。負圧防止管１０は、負圧防止手段の一例である。
【００６１】
負圧防止管１０は、例えば図８に示すようにアウターケーシング２の側面の下方に設けられた側面負圧防止穴部２ａと、アウターケーシング２外部の側面の置換対象の底泥に応じた高さの位置とを連通する管状の部材等で構成される。負圧防止管上端部１０ａは、置換対象の底泥に応じた高さに位置する。
【００６２】
図８に示すように、インナーケーシング３をアウターケーシング２に対して底泥吸引位置から持ち上げることにより、アウターケーシング２内部でインナーケーシング３のインナーケーシング底３ａの下方の空間と、アウターケーシング２外部の水中が、負圧防止管１０にて連通された状態となる。
【００６３】
図９は図６（ｂ）のＨ−Ｈ断面にて切断された部材のみを示した断面図であり、補強板１１を示す説明図である。補強板１１は補強部の一例である。
【００６４】
アウターケーシング２の外部の側面に、上下方向に伸びた板状の補強板１１が備えられる。補強板１１は、例えば図９に示すようにアウターケーシング２の外部側面下方部にて備えられる。更に、例えば図６（ｂ）に示すように、二つの補強板１１がアウターケーシング２の外部側面の向かい合う位置に備えられる。
【００６５】
本実施の形態の底泥置換装置１は、インナーケーシング３とアウターケーシング２の二重構造で、アウターケーシング２に対してインナーケーシング３を昇降させる単純な装置構成である。このため、装置の作製を容易に行うことが可能であり、また、使用時の故障を少なくすることが可能となる。
【００６６】
＜本実施の底泥置換システムの構成例＞
次に、図１等で説明した構成の底泥置換装置１を用いた底泥置換システム１２について説明する。
【００６７】
図１０及び図１１は本実施の形態の底泥置換システム１２の一例を示す説明図である。底泥置換システム１２は、バックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５等を備える。本例の底泥置換システム１２は、バックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５が陸上に設置される例を示す。
【００６８】
底泥置換作業の対象となる水中では、図１１に示すように、河川等の水底の砂層１６の上部に底泥が堆積して底泥層１７が形成されている。底泥置換システム１２では底泥層１７の一部を除去し、改質材料１９の埋設を行う。
【００６９】
図１１に示すように底泥置換装置１は、例えば装置取り付け部１８を介してフランジ４にて汎用的なバックホウ１３のアーム部１３ａの先端に取り付け可能な構成となっている。バックホウ１３は上下装置の一例である。バックホウ１３により底泥置換装置１を水底に下ろし、水底での昇降を行うことができる。
【００７０】
図１０に示しように底泥回収装置１４は、排泥用水槽１４ａ及び，逆止弁１４ｂを備えた排泥管１４ｃにより構成される。排泥管１４ｃは一方の端が排泥用水槽１４ａ内に入れられ、もう一方の端が図２及び図１１に示すように、底泥置換装置１の底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂに接続される。
【００７１】
これにより、底泥置換装置１の底泥吸引ポンプ９より排出された底泥が、排泥管１４ｃを通じて排泥用水槽１４ａ内に回収される。また、逆止弁１４ｂにより、排泥用水槽１４ａ側から底泥置換装置１の底泥吸引ポンプ９側への、回収された底泥の逆流を防ぐ構成となっている。
【００７２】
図１０に示すように改質材料投入装置１５は、作業用水槽１５ａ、作業用水中ポンプ１５ｂ、作業用水管１５ｃ、チーズ管１５ｄ、ボールバルブ１５ｅ、改質材料投入用ホッパー１５ｆ及び改質材料投入管１５ｇにより構成される。
【００７３】
作業用水槽１５ａ内に作業用水中ポンプ１５ｂが設置され、作業用水中ポンプ１５ｂに作業用水管１５ｃが接続される。作業用水管１５ｃはチーズ管１５ｄにより分岐され、一方にボールバルブ１５ｅを介して後述する異径管２０が接続される。もう一方側にて、さらにチーズ管１５ｄにより分岐され、ボールバルブ１５ｅを介して二つ改質材料投入用ホッパー１５ｆにそれぞれ接続される。
【００７４】
これにより、作業用水中ポンプ１５ｂを動作させて、改質材料１９の投入作業に用いられる作業用水を二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆへ供給する。また、二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆに対する作業用水の供給は、それぞれの改質材料投入用ホッパー１５ｆに接続されたボールバルブ１５ｅを開閉することにより、別々に行うことができる。
【００７５】
二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆにそれぞれ改質材料投入管１５ｇが接続される。改質材料投入管１５ｇは、図１１に示すように底泥置換装置１の二つの改質材料投入部４にそれぞれ接続される。作業用水槽１５ａより改質材料投入用ホッパー１５ｆに対して作業用水を供給しながら、改質材料投入用ホッパー１５ｆに改質材料１９を投入することにより、改質材料投入部４への改質材料１９の投入が行われる。
【００７６】
また、図１０に示すように、先述した異径管２０に攪拌用水管２１が接続される。攪拌用水管２１は、図２及び図１１に示すようにマニーホールド２２に接続される。マニーホールド２２は、装置取り付け部１８に取り付けられている。
【００７７】
また、図２に示すようにマニーホールド２２と底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８の攪拌水入力部８ａが接続チューブ２３により接続される。これにより、作業用水中ポンプ１５ｂを動作させ、ボールバルブ１５ｅを開くことにより、作業用水槽１５ａより攪拌用水管２１を通じて供給された攪拌水が、マニーホールド２２にて分岐されて底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８に供給され、各攪拌水噴出口８ｂから攪拌水が噴出される。
【００７８】
図１０で示される底泥置換システム１２は、底泥置換対象の場所が陸上から近い場合に適用される。底泥置換作業に用いられる各装置を陸上に設置することが可能であるため、各装置の設置及び移動作業を容易に行うことが可能になる。
【００７９】
図１２は本実施の形態の底泥置換システム１２の他の例を示す説明図である。図１２で示される底泥置換システム１２においては、バックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５が作業船２４上に設置される。
【００８０】
図１２で示される底泥置換システム１２では、改質材料投入装置１５は、作業用水中ポンプ１５ｂ、作業用水管１５ｃ、チーズ管１５ｄ、ボールバルブ１５ｅ、改質材料投入用ホッパー１５ｆ及び、改質材料投入管１５ｇにより構成される。また、作業用水中ポンプ１５ｂは図１２に示すように水中に設置される。
【００８１】
図１０で示される底泥置換システム１２の改質材料投入装置１５と同様に、作業用水中ポンプ１５ｂ、作業用水管１５ｃ、チーズ管１５ｄ、二つのボールバルブ１５ｅ、二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆ及び二つの改質材料投入管１５ｇが接続され、図１１に示すように二つの改質材料投入管１５ｇが底泥置換装置１の改質材料投入部４にそれぞれ接続される。
【００８２】
改質材料投入部４に改質材料１９を投入する際の作業用水は、水中に設置された作業用水中ポンプ１５ｂにより水中から供給される。
【００８３】
また、図１０で示される底泥置換システム１２と同様に、作業用水管１５ｃがチーズ管１５ｄにより分岐され、ボールバルブ１５ｅ、異径管２０及び攪拌用水管２１が接続される。攪拌用水管２１は、装置取り付け部１８に取り付けられたマニーホールド２２に接続され、マニーホールド２２と底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８の攪拌水入力部８ａが接続チューブ２３により接続される。
【００８４】
これにより、水中に設置された作業用水中ポンプ１５ｂにより、攪拌水が底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８に供給される構成となる。
【００８５】
図１２で示される底泥置換システム１２は、底泥置換対象の場所が陸上から離れている場合、陸上にバックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５等の設置エリアが確保できない場合に適用可能である。
【００８６】
図１０及び図１２で示される底泥置換システム１２を用いることにより、河川等の水底の底泥層１７に所望の配置で底泥の置換及び改質材料１９の埋設を行うことができ、改質材料１９による水質改善の効果を促進することが可能になる。
【００８７】
＜本実施の底泥置換方法例＞
次に、図１等で説明した底泥置換装置１及び、図１０等で説明した底泥置換システム１２の動作を、底泥置換方法の実施の形態として説明する。
【００８８】
図１３から図２０は底泥置換の過程を示す断面図である。底泥吸引ポンプ９、アーム部１３ａ、マニーホールド２２、攪拌用水管２１，排泥管１４ｃ、装置取り付け部１８及び、改質材料投入管１５ｇは切断されていない状態で示されている。図１３から図２０を用いて底泥置換の過程を説明する。
【００８９】
図１３はアウターケーシング２が底泥層１７に着底した状態を示し、図１４はインナーケーシング３が底泥層１７に着底した状態を示している。
【００９０】
バックホウ１３のアーム部１３ａに取り付けられた底泥置換装置１を、バックホウ１３により、水底の砂層１６の上部に形成された底泥層１７上の底泥置換作業場所に設置する。図１３に示すように、バックホウ１３により底泥置換装置１を降ろしてアウターケーシング２を底泥層１７に着底させる。
【００９１】
その後、図１４に示すようにバックホウ１３によりインナーケーシング３を降ろし、インナーケーシング３を底泥層１７に着底させる。この時、インナーケーシング３はアウターケーシング２に対して底泥吸引位置に位置する状態になる。
【００９２】
その後、作業用水中ポンプ１５ｂを動作させ、ボールバルブ１５ｅを開き、各攪拌水チューブ８の攪拌水噴出口８ｂから攪拌水を噴出させる。更に、底泥吸引ポンプ９を動作させる。
【００９３】
図１５は、インナーケーシング３及びアウターケーシング２を底泥層１７内に圧入した状態を示したものである。インナーケーシング３内部のインナーケーシング底３ａ下方で底泥層１７内の底泥の攪拌及び、攪拌された底泥の吸引を行いながら、バックホウ１３によりインナーケーシング３及びアウターケーシング２を底泥層１７内に圧入する。
【００９４】
図６（ｂ）の矢印Ｆ、図７の矢印Ｉ及び図１５の矢印Ｊに示すように、攪拌水チューブ８の攪拌水噴出口８ｂより、インナーケーシング３内部のインナーケーシング底３ａ下方の底泥層１７の底泥に、水平方向で内向きに攪拌水を噴出させることにより、底泥を攪拌する。
【００９５】
また、図１５の矢印Ｋに示すように、噴出された攪拌水により攪拌された底泥を、底泥吸引穴部３ｂを通じて底泥吸引ポンプ９の吸引口９ａから吸引する。
【００９６】
また、図２及び図３に示すように、下フランジ４ｂによりインナーケーシング３がアウターケーシング２に対して底泥吸引位置より下方に位置することを防ぐ構成になっているため、インナーケーシング３及びアウターケーシング２を底泥層１７内に圧入する際には、バックホウ１３により装置取り付け部１８を介してインナーケーシング３に下方へ力が加えられることにより、インナーケーシング３及びアウターケーシング２が一体となって底泥層１７内に圧入される。
【００９７】
また、図１０等で説明したアウターケーシング２の外部の側面に備えられた補強板１１により、バックホウ１３によるインナーケーシング３及びアウターケーシング２の底泥層１７への圧入時に、アウターケーシング２が歪むことが防止される。
【００９８】
またこの時、吸引された底泥が底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂより排出され、排泥管１４ｃを通じて、排泥用水槽１４ａ内に回収される。
【００９９】
以上のような方法により、底泥層１７内から底泥置換装置１による底泥の除去及び、除去された底泥の回収が行われる。
【０１００】
図１６は、インナーケーシング３及びアウターケーシング２を、除去する底泥の高さに合わせて最下部まで底泥層１７内に圧入した状態を示したものである。先述した方法により、底泥の攪拌及び攪拌された底泥の吸引を行いながら、バックホウ１３によりインナーケーシング３及びアウターケーシング２を除去する底泥の高さに合わせて圧入し、除去対象の底泥を底泥層１７より除去する。
【０１０１】
図１７及び図１８は、インナーケーシング３をアウターケーシング２に対して改質材料投入位置まで持ち上げた状態を示したものである。図１８は底泥置換装置１を図６（ｂ）のＧ−Ｇ断面にて切断された部材のみを示している。攪拌水チューブ８及び攪拌水チューブ固定台３ｃは示していない。
【０１０２】
除去対象の底泥の除去後、ボールバルブ１５ｅを閉じて、各攪拌水噴出口８ｂからの攪拌水の噴出を止める。また、底泥吸引ポンプ９を停止させる。
【０１０３】
その後、バックホウ１３によりインナーケーシング３を改質材料投入位置まで持ち上げ、アウターケーシング２内に底泥が除去された空間を形成する。またこの時、図１８に示すように負圧防止管１０の負圧防止管上端部１０ａが、底泥層１７の上面より上方に位置した状態にある。
【０１０４】
このため、インナーケーシング３を持ち上げる際に、アウターケーシング２内部の底泥が除去された空間と、アウターケーシング２外部の水中が負圧防止管１０にて連通された状態になる。よって、アウターケーシング２内部の底泥が除去された空間に負圧が生じることが防がれ、インナーケーシング３の持ち上げを容易に行うことが可能になる。
【０１０５】
図１９は、底泥層１７から底泥を除去した空間に改質材料１９を埋設した状態を示したものである。底泥層１７から底泥を除去した空間の形成後、図１０等で説明した改質材料投入装置１５により、改質材料１９を改質材料投入部４よりアウターケーシング２内に投入する。これにより、底泥層１７から底泥を除去した空間に改質材料１９を埋設する。
【０１０６】
図２０は、底泥層１７内から底泥置換装置１を持ち上げた状態を示したものである。改質材料１９の埋設後、バックホウ１３により底泥層１７内から底泥置換装置１を持ち上げる。この時、図５に示すようにケーシングワイヤー７が張った状態となり、改質材料投入位置より上方にインナーケーシング３がアウターケーシング２に対して位置することを防ぐ構成になっている。
【０１０７】
このため、バックホウ１３により装置取り付け部１８を介してインナーケーシング３に上方へ力が加えられることにより、インナーケーシング３及びアウターケーシング２が一体となって上方に持ち上げられる。
【０１０８】
この結果、河川等の水底において底泥層１７より底泥が除去され、改質材料１９が埋設された状態になる。
【０１０９】
また、本実施の形態の底泥置換方法では、改質材料１９として例えば石炭灰を主材料として加水混合し、造粒方法により粒状に作製された石炭灰材料が用いられる。例えば潮の干満がある感潮河川にて、水底に堆積した底泥層の一部を石炭灰材料に置換することにより、潮の潮汐により埋設された石炭灰材料内に水の流れが生じ、石炭灰材料を介して底泥層内に酸素が供給される。また、干潮時には空気中より石炭灰材料を介して底泥層内に酸素が供給される。
【０１１０】
これにより底泥層内の還元状態が解消され、河川の底質及び底生動物の生息環境が改善される。
【０１１１】
本実施の形態の底泥置換装置１では、攪拌水チューブ８及び底泥吸引ポンプ９を備えたインナーケーシング３により底泥を除去し、アウターケーシング２により改質材料１９の埋設を行う構成により、改質材料１９の埋設に適した径にて底泥の除去及び改質材料１９の埋設を行うことが可能となる。
【０１１２】
また、本実施の形態の底泥置換装置１は、底泥除去時にインナーケーシング３内部のインナーケーシング底３ａ下方の底泥層１７内の底泥に、水平方向で内向きに攪拌水を噴出して底泥を攪拌し、攪拌された底泥を底泥吸引ポンプ９により吸引する構成である。これにより、底泥層１７内の底泥を周囲の水中に拡散させずに底泥の吸引を行うことが可能になる。これにより、底泥置換作業時の水質汚濁の発生を防ぐことができる。
【０１１３】
また、本実施の形態の底泥置換システム１２では、底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂに接続された底泥回収装置１４により、除去対象の底泥の吸引を行いながら、吸引された底泥の底泥置換装置１からの回収を行うことができる。これにより、底泥置換作業後に底泥置換装置１内部より除去された底泥を回収する必要がなく、一つの対象の底泥置換作業後、すぐに次の対象の底泥置換作業を行うことができる。
【０１１４】
更に、本実施の形態の底泥置換方法では、図１３等で説明した方法により、底泥の除去作業と改質材料１９の埋設作業を底泥置換装置１のみで一連の流れで行うことができる。このため、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を別々の装置を用いて行う必要のある従来の底泥置換方法と比べて、底泥の置換作業に必要な装置の構成を単純化でき、また、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、河川等の水底の底泥を透水性のよい改質材料に置換する底泥置換装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す概略斜視図である。
【図２】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図３】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図４】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図５】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図６】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図７】本実施の形態の攪拌水噴出口の例を示す構成図である。
【図８】本実施の形態の負圧防止管の例を示す構成図である。
【図９】本実施の形態の補強板の例を示す構成図である。
【図１０】本実施の形態の底泥置換システムの例を示す説明図である。
【図１１】本実施の形態の底泥置換システムの例を示す説明図である。
【図１２】本実施の形態の底泥置換システムの他の例を示す説明図である。
【図１３】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１４】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１５】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１６】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１７】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１８】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１９】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図２０】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図２１】従来技術による底泥の除去方法を示す説明図である。
【図２２】従来技術による底泥の除去方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 底泥置換装置
２ アウターケーシング
３ インナーケーシング
４ 改質材料投入部
８ 攪拌水チューブ
９ 底泥吸引ポンプ
１０ 負圧防止管
１１ 補強板
１２ 底泥置換システム
１３ バックホウ
１４ 底泥回収装置
１５ 改質材料投入装置
２４ 作業船
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川等の水底の底泥を透水性のよい改質材料に置換する底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法に関する。詳しくは、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部と外箱部が連動して機能することで、底泥の除去と改質材料の埋設を一連の流れで行うことにより底泥置換作業の効率化を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、流水の停滞、生活排水による汚染等により、河川等の底に底泥（ヘドロ）が堆積する例が多くなっている。水底に底泥が堆積した場合、底生動物の生息環境が悪化して河川の浄化機能が損なわれ、その結果、水質の悪化、悪臭の発生等の原因になる。
【０００３】
この問題を解決するため、底泥の一部を透水性のよい改質材料に置換することで改質材料による底泥への酸素供給を可能にし、河川の底質及び底生動物の生息環境の改善を行う方法が提案されている。
【０００４】
この水質改善方法を実施する際には、底泥の一部を除去した後、底泥を除去した空間に改質材料を埋設することにより、底泥の改質材料への置換を行う。
【０００５】
従来の技術による底泥の置換は次のように行われる。まず底泥の除去方法としては、次のようなものがある。図２１はクラムシェル５０による底泥の除去方法を説明する断面図である。クラムシェル５０は断面されていない状態で示されている。
【０００６】
河川等の水底の砂層５１の上部に底泥が堆積し、底泥層５２が形成されている。底泥を除去する場所に円筒状のケーシング５３を打設する。ケーシング５３の打設後、ケーシング５３内部を排水し、ケーシング５３の内部をクラムシェル５０のバケット５０ａを開閉することにより掘削し、底泥を除去する。
【０００７】
図２２はオーガー５４による底泥の除去方法を説明する断面図である。オーガー５４は断面されていない状態で示されている。オーガー５４は、先端部にらせん状のスクリューを備えており、回転させながら底泥層５２内に圧入することにより、底泥層５２を掘削し、底泥を除去する。
【０００８】
上記のような方法にて底泥を除去した後、底泥を除去した空間に改質材料を埋設する。
【０００９】
また上記とは別に、河川等の水底における上層の底泥と下層の土又は砂等を置換することにより、底生動物の生息環境の改善を行う底泥置換装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
特許文献１に開示される底泥置換装置は、攪拌装置により掘削された下層の土又は砂等を、吸引装置により上層の底泥の上又は水面上に持ち上げることにより、河川等の水底における上層の底泥と下層の土又は砂等を置換し、底生動物の生息環境の改善を行う底泥置換装置である。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−８２６４０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、前述した従来の底泥の置換方法では次のような問題がある。まず、クラムシェル５０により底泥を除去する場合、改質材料の埋設に適した小口径の穴での底泥の除去ができない。
【００１３】
また、オーガー５４にて底泥を除去する場合、除去した底泥が作業場所の周囲の水中に拡散してしまい回収が困難であるため、作業時の水質汚濁が発生する問題がある。ケーシング５３を使用してオーガー５４による底泥除去を行った場合も、ケーシング５３とオーガー５４の隙間から除去した底泥が落ちる、底泥がオーガー５４のスクリューに付着して撤去できない等の問題がある。
【００１４】
このため、オーガー５４にて底泥の除去を行った場合は、底泥除去後の改質材料の埋設が困難になる。
【００１５】
更に、従来の底泥の置換方法では、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を別々の装置を用いて行う必要があるため、作業効率が悪く、施工期間が長期化してしまう問題がある。
【００１６】
また、特許文献１にて提案されている底泥置換装置は、上層の底泥と下層の土又は砂等を置換する構成となっており、底泥の一部を改質材料に置換する作業には適用できない。
【００１７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、改質材料の埋設に適した小口径の底泥の除去及び改質材料の埋設を、一連の流れにて行うことが可能な底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した問題を解決するため、本発明に係る底泥置換装置は、水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換装置であって、下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌手段により攪拌された底泥を底泥層内から吸引する吸引手段を有する内箱部を備え、内箱部は、攪拌手段による底泥の攪拌及び吸引手段による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、外箱部に対して上下方向に直動自在であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る底泥置換装置では、次のような方法で底泥の置換作業が行われる。攪拌手段による底泥の攪拌及び、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部を底泥層内に圧入して、底泥層内から除去対象の底泥を除去する。
【００２０】
その後、改質材料投入穴部を開放する位置まで、外箱部に対して内箱部を持ち上げる。これにより、底泥層より除去対象の底泥が取り除かれた空間を外箱部内に形成する。
【００２１】
その後、改質材料投入穴部より改質材料を投入し、除去対象の底泥が取り除かれた空間に改質材料を埋設する。
【００２２】
上述した問題を解決するため、本発明に係る底泥置換システムは、水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換システムであって、底泥を改質材料に置換する底泥置換装置と、底泥置換装置により吸引された底泥を回収する回収装置と、底泥置換装置を水底に降ろし、水底での昇降を行う上下装置と、改質材料の投入を行う改質材料投入装置とを備え、底泥置換装置は、下面が開放され、外部と内部を連通するとともに改質材料投入装置に接続された改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌手段により攪拌された底泥を底泥層内から吸引して回収装置に送る吸引手段を有する内箱部を備え、内箱部は、攪拌装置による底泥の攪拌及び吸引装置による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、外箱部に対して上下方向に直動自在であることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係る底泥置換システムでは、次のような方法で底泥の置換作業が行われる。底泥置換装置を上下装置に取り付け、上下装置により底泥置換装置を置換対象の底泥層の上部に設置する。
【００２４】
その後、攪拌手段による底泥の攪拌、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引及び、吸引手段により吸引された底泥の回収装置による回収を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部を上下装置により底泥層内に圧入して、底泥層内から除去対象の底泥を除去する。
【００２５】
その後、上下装置により、改質材料投入穴部を開放する位置まで、外箱部に対して内箱部を持ち上げる。これにより、底泥層より除去対象の底泥が取り除かれた空間を外箱部内に形成する。
【００２６】
その後、改質材料投入装置により改質材料投入穴部より改質材料を投入し、除去対象の底泥が取り除かれた空間に改質材料を埋設する。改質材料の埋設後、上下装置により底泥層内から底泥置換装置を持ち上げる。
【００２７】
上述した問題を解決するため、本発明に係る底泥置換方法は、水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換方法であって、下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌された底泥を吸引する吸引手段を有し、外箱部に対して上下方向に直動自在である内箱部を備えた底泥置換装置を用い、攪拌手段による底泥の攪拌及び、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部を底泥層内に圧入して、底泥層内から除去対象の底泥を除去し、改質材料投入穴部が開放される位置まで外箱部に対して内箱部を持ち上げて、外箱部内に底泥が除去された空間を形成し、改質材料投入穴部より改質材料を投入し、外箱部内部の底泥が除去された空間に改質材料を埋設し、底泥置換装置を底泥層内から持ち上げることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明に係る底泥置換方法では、攪拌手段による底泥の攪拌及び、攪拌手段により攪拌された底泥の吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、内箱部及び外箱部が底泥層内に圧入され、底泥層内から除去対象の底泥が除去される。
【００２９】
その後、改質材料投入穴部を開放する位置まで、外箱部に対して内箱部が持ち上げられ、底泥層より除去対象の底泥が取り除かれた空間が外箱部内に形成される。
【００３０】
その後、改質材料投入穴部より改質材料が投入され、除去対象の底泥が取り除かれた空間に改質材料が埋設される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の底泥置換装置によれば、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部が外箱部に挿入されて内接して、内箱部と外箱部が連動して機能する構成により、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により、一連の流れにて行うことが可能になる。これにより、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【００３２】
更に、内箱部と外箱部の二重構造で、外箱部に対して内箱部を昇降させる単純な構成のため、装置の作製が容易となり、また、使用時の故障を少なくすることが可能となる。
【００３３】
また、改質材料の埋設に適した小口径の穴での底泥の除去及び改質材料の置換を行うことができる。
【００３４】
更に、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により行うことにより、底泥の置換作業に必要な装置の構成を単純化できる。
【００３５】
本発明の底泥置換システムによれば、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部が外箱部に挿入されて内接して、内箱部と外箱部が連動して機能する底沼置換装置、底泥の回収装置、底泥置換装置の上下装置及び改質材料投入装置を備えた構成により、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により、一連の流れにて行うことが可能になる。これにより、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【００３６】
また、本発明の底泥置換システムによれば、除去対象の底泥の吸引及び、吸引された底泥の底泥置換装置からの回収を同時に行う構成により、底泥置換作業後に底泥置換装置内より底泥を回収する必要がなく、一つの対象の底泥置換作業後、すぐに次の対象の底泥置換作業を行うことができる。
【００３７】
また、本発明の底泥置換システムによれば、水底の底泥層に所望の配置で改質材料の埋設を行うことができるので、改質材料による水質改善の効果を促進できる。
【００３８】
本発明の底泥置換方法によれば、攪拌手段と吸引手段を有して底泥の除去に用いられる内箱部及び、底泥が除去された空間への改質材料の埋設に用いられる外箱部を備え、内箱部が外箱部に挿入されて内接して、内箱部と外箱部が連動して機能する底沼置換装置を用いた置換方法により、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を同一の装置により、一連の流れにて行うことが可能になる。これにより、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下図面を参照して、本発明の底泥置換装置、底泥置換システム及び底泥置換方法の実施の形態について説明する。
＜本実施の底泥置換装置の構成例＞
図１から図６は、本実施の形態の底泥置換装置１の一例を示す説明図である。図１は概略斜視図であり、説明のため構成の一部を透視した状態で破線にて示している。図２から図５は底泥置換装置１の断面図であり、図２及び図４は図１のＡ−Ａ断面を示し、図３及び図５は図１のＢ−Ｂ断面を示したものである。
【００４０】
図２から図５は後述する底泥吸引ポンプ９を、切断されていない状態で示している。また、図２においては、後述する排泥管１４ｃ、攪拌用水管２１及びマニーホールド２２を切断されていない状態で示している。
【００４１】
図６は、底泥置換装置１を上方から見た状態を示した図であり、図６（ａ）は図１の矢印Ｃで示すように底泥置換装置１を上方から見た状態を示し、図６（ｂ）は図２のＤ−Ｄ断面を示したものである。
【００４２】
本実施の形態の底泥置換装置１は、円筒状のアウターケーシング２と、同じく円筒状でアウターケーシング２に内接したインナーケーシング３を備える。アウターケーシング２は外箱部の一例であり、インナーケーシング３は内箱部の一例である。
【００４３】
図１及び図２等に示すように、インナーケーシング３は上部に、中央部に穴部を備えた上フランジ４ａ及び下フランジ４ｂから構成されるフランジ４を備える。また、インナーケーシング３の下面の近傍に、中央部に底泥吸引穴部３ｂを有するインナーケーシング底３ａを備える。
【００４４】
また、図１及び図２等に示すように、アウターケーシング２は下面が開放されており、側面の一部が開口されて外部と内部を連通する改質材料投入部４を、例えば二つ備える。改質材料投入部４は改質材料投入穴部の一例である。また、改質材料投入部４は、後述する改質材料投入管１５ｇが取り付け可能な構成となっている。
【００４５】
インナーケーシング３はアウターケーシング２に挿入され、アウターケーシング２に対して、底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、改質材料投入部４を開放して改質材料の投入を行う改質材料投入位置まで上下方向に直動自在な構成となっている。
【００４６】
図２及び図３は、インナーケーシング３がアウターケーシング２に対して底泥吸引位置にある状態を示している。図４及び図５は、インナーケーシング３がアウターケーシング２に対して改質材料投入位置にある状態を示している。
【００４７】
インナーケーシング３が底泥吸引位置にある状態では、アウターケーシング２及びインナーケーシング３は、例えば次のような位置関係となる。図２及び図３に示すように、インナーケーシング３の上部に固定された下フランジ４ｂとアウターケーシング２の上部が接し、アウターケーシング２とインナーケーシング３の下端が同一の高さとなる。
【００４８】
また、下フランジ４ｂによりインナーケーシング３がアウターケーシング２に対して底泥吸引位置より下方に位置することを防ぐ構成になっている。下フランジ４ｂによりインナーケーシング３が底泥吸引位置より下方に位置することを防ぐ構成は、位置決め手段の一例である。
【００４９】
インナーケーシング３が改質材料投入位置にある状態では、アウターケーシング２及びインナーケーシング３は、例えば次のような位置関係となる。図４及び図５に示すように、改質材料投入部４が開放される位置に、インナーケーシング３はアウターケーシング２に対して上方に持ち上げられた状態となる。これにより、インナーケーシング３下方のアウターケーシング２内部の空間と外部が、改質材料投入部４を通じて連通した状態になる。
【００５０】
また、例えば図１、図３及び図５に示すように、アウターケーシング２のワイヤー取り付け部５及びインナーケーシング３のワイヤー取り付け部６がケーシングワイヤー７にて結ばれている。
【００５１】
図５に示すように、ケーシングワイヤー７はインナーケーシング３が改質材料投入位置にある時に張った状態になり、インナーケーシング３がアウターケーシング２に対して改質材料投入位置より上方に位置することを防ぐ構成になっている。ケーシングワイヤー７により、インナーケーシング３が改質材料投入位置より上方に位置することを防ぐ構成は、位置決め手段の一例である。
【００５２】
また、インナーケーシング３の内部には底泥の攪拌を行うための攪拌手段として、例えば攪拌水を噴出するための攪拌水チューブ８を複数備える。攪拌水チューブ８は噴出手段の一例である。
【００５３】
図７は、図６（ｂ）のＥ−Ｅにて切断した状態を示す要部断面図である。図１、図２、図６及び図７等を用いて攪拌水チューブ８の構成例を説明する。攪拌水チューブ８では、攪拌水入力部８ａから供給された高圧の攪拌水が、攪拌水噴出口８ｂから噴出される。また、図１及び図６等に示すように、各攪拌水チューブ８はインナーケーシング３内部の外周部に位置するように上フランジ４ａにナット等で固定される。
【００５４】
図１及び図２等に示すように、攪拌水入力部８ａは上フランジ４ａの上部に位置し、攪拌水噴出口８ｂはインナーケーシング底３ａの下方部に位置する。図７に示すように、攪拌水噴出口８ｂは、矢印Ｉで示す水平方向の攪拌水の噴出が行われるように、攪拌水チューブ８の下端部に設けられる。また、攪拌水チューブ固定台３ｃの上部に攪拌水噴出口８ｂが位置するように、攪拌水チューブ８は固定される。
【００５５】
また、図６（ｂ）の矢印Ｆに示すように、各攪拌水噴出口８ｂから噴出された攪拌水により、インナーケーシング３内部に円周方向に一定の流れが生じるような角度にて、各攪拌水チューブ８は固定される。また、図２に示すように攪拌水入力部８ａには、後述する接続チューブ２３が取り付け可能な構成となっている。
【００５６】
更に、インナーケーシング３の内部には、底泥吸引ポンプ９が固定される。底泥吸引ポンプ９は、吸引手段の一例である。底泥吸引ポンプ９は例えば次のような構成となる。底泥吸引ポンプ９は下部に吸引口９ａを、上部に排出口９ｂを備え、吸引口９ａから吸引した泥等を排出口９ｂから排出する構成となっている。
【００５７】
底泥吸引ポンプ９は、吸引口９ａがインナーケーシング底３ａの中央部に形成された底泥吸引穴部３ｂ上に位置するように、インナーケーシング３に対して固定される。
【００５８】
また、図２に示すように底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂには、後述する排泥管１４ｃが取り付け可能な構成となっている。
【００５９】
底泥吸引ポンプ９として、例えば汎用的な水中ポンプが使用可能である。
【００６０】
図８は図６（ｂ）のＧ−Ｇ断面図であり、負圧防止管１０を示す説明図である。インナーケーシング３をアウターケーシング２に対して底泥吸引位置から上方に持ち上げた状態で、図６（ｂ）のＧ−Ｇ断面にて切断された部材のみを示している。攪拌水チューブ８及び攪拌水チューブ固定台３ｃは示していない。負圧防止管１０は、負圧防止手段の一例である。
【００６１】
負圧防止管１０は、例えば図８に示すようにアウターケーシング２の側面の下方に設けられた側面負圧防止穴部２ａと、アウターケーシング２外部の側面の置換対象の底泥に応じた高さの位置とを連通する管状の部材等で構成される。負圧防止管上端部１０ａは、置換対象の底泥に応じた高さに位置する。
【００６２】
図８に示すように、インナーケーシング３をアウターケーシング２に対して底泥吸引位置から持ち上げることにより、アウターケーシング２内部でインナーケーシング３のインナーケーシング底３ａの下方の空間と、アウターケーシング２外部の水中が、負圧防止管１０にて連通された状態となる。
【００６３】
図９は図６（ｂ）のＨ−Ｈ断面にて切断された部材のみを示した断面図であり、補強板１１を示す説明図である。補強板１１は補強部の一例である。
【００６４】
アウターケーシング２の外部の側面に、上下方向に伸びた板状の補強板１１が備えられる。補強板１１は、例えば図９に示すようにアウターケーシング２の外部側面下方部にて備えられる。更に、例えば図６（ｂ）に示すように、二つの補強板１１がアウターケーシング２の外部側面の向かい合う位置に備えられる。
【００６５】
本実施の形態の底泥置換装置１は、インナーケーシング３とアウターケーシング２の二重構造で、アウターケーシング２に対してインナーケーシング３を昇降させる単純な装置構成である。このため、装置の作製を容易に行うことが可能であり、また、使用時の故障を少なくすることが可能となる。
【００６６】
＜本実施の底泥置換システムの構成例＞
次に、図１等で説明した構成の底泥置換装置１を用いた底泥置換システム１２について説明する。
【００６７】
図１０及び図１１は本実施の形態の底泥置換システム１２の一例を示す説明図である。底泥置換システム１２は、バックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５等を備える。本例の底泥置換システム１２は、バックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５が陸上に設置される例を示す。
【００６８】
底泥置換作業の対象となる水中では、図１１に示すように、河川等の水底の砂層１６の上部に底泥が堆積して底泥層１７が形成されている。底泥置換システム１２では底泥層１７の一部を除去し、改質材料１９の埋設を行う。
【００６９】
図１１に示すように底泥置換装置１は、例えば装置取り付け部１８を介してフランジ４にて汎用的なバックホウ１３のアーム部１３ａの先端に取り付け可能な構成となっている。バックホウ１３は上下装置の一例である。バックホウ１３により底泥置換装置１を水底に下ろし、水底での昇降を行うことができる。
【００７０】
図１０に示しように底泥回収装置１４は、排泥用水槽１４ａ及び，逆止弁１４ｂを備えた排泥管１４ｃにより構成される。排泥管１４ｃは一方の端が排泥用水槽１４ａ内に入れられ、もう一方の端が図２及び図１１に示すように、底泥置換装置１の底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂに接続される。
【００７１】
これにより、底泥置換装置１の底泥吸引ポンプ９より排出された底泥が、排泥管１４ｃを通じて排泥用水槽１４ａ内に回収される。また、逆止弁１４ｂにより、排泥用水槽１４ａ側から底泥置換装置１の底泥吸引ポンプ９側への、回収された底泥の逆流を防ぐ構成となっている。
【００７２】
図１０に示すように改質材料投入装置１５は、作業用水槽１５ａ、作業用水中ポンプ１５ｂ、作業用水管１５ｃ、チーズ管１５ｄ、ボールバルブ１５ｅ、改質材料投入用ホッパー１５ｆ及び改質材料投入管１５ｇにより構成される。
【００７３】
作業用水槽１５ａ内に作業用水中ポンプ１５ｂが設置され、作業用水中ポンプ１５ｂに作業用水管１５ｃが接続される。作業用水管１５ｃはチーズ管１５ｄにより分岐され、一方にボールバルブ１５ｅを介して後述する異径管２０が接続される。もう一方側にて、さらにチーズ管１５ｄにより分岐され、ボールバルブ１５ｅを介して二つ改質材料投入用ホッパー１５ｆにそれぞれ接続される。
【００７４】
これにより、作業用水中ポンプ１５ｂを動作させて、改質材料１９の投入作業に用いられる作業用水を二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆへ供給する。また、二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆに対する作業用水の供給は、それぞれの改質材料投入用ホッパー１５ｆに接続されたボールバルブ１５ｅを開閉することにより、別々に行うことができる。
【００７５】
二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆにそれぞれ改質材料投入管１５ｇが接続される。改質材料投入管１５ｇは、図１１に示すように底泥置換装置１の二つの改質材料投入部４にそれぞれ接続される。作業用水槽１５ａより改質材料投入用ホッパー１５ｆに対して作業用水を供給しながら、改質材料投入用ホッパー１５ｆに改質材料１９を投入することにより、改質材料投入部４への改質材料１９の投入が行われる。
【００７６】
また、図１０に示すように、先述した異径管２０に攪拌用水管２１が接続される。攪拌用水管２１は、図２及び図１１に示すようにマニーホールド２２に接続される。マニーホールド２２は、装置取り付け部１８に取り付けられている。
【００７７】
また、図２に示すようにマニーホールド２２と底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８の攪拌水入力部８ａが接続チューブ２３により接続される。これにより、作業用水中ポンプ１５ｂを動作させ、ボールバルブ１５ｅを開くことにより、作業用水槽１５ａより攪拌用水管２１を通じて供給された攪拌水が、マニーホールド２２にて分岐されて底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８に供給され、各攪拌水噴出口８ｂから攪拌水が噴出される。
【００７８】
図１０で示される底泥置換システム１２は、底泥置換対象の場所が陸上から近い場合に適用される。底泥置換作業に用いられる各装置を陸上に設置することが可能であるため、各装置の設置及び移動作業を容易に行うことが可能になる。
【００７９】
図１２は本実施の形態の底泥置換システム１２の他の例を示す説明図である。図１２で示される底泥置換システム１２においては、バックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５が作業船２４上に設置される。
【００８０】
図１２で示される底泥置換システム１２では、改質材料投入装置１５は、作業用水中ポンプ１５ｂ、作業用水管１５ｃ、チーズ管１５ｄ、ボールバルブ１５ｅ、改質材料投入用ホッパー１５ｆ及び、改質材料投入管１５ｇにより構成される。また、作業用水中ポンプ１５ｂは図１２に示すように水中に設置される。
【００８１】
図１０で示される底泥置換システム１２の改質材料投入装置１５と同様に、作業用水中ポンプ１５ｂ、作業用水管１５ｃ、チーズ管１５ｄ、二つのボールバルブ１５ｅ、二つの改質材料投入用ホッパー１５ｆ及び二つの改質材料投入管１５ｇが接続され、図１１に示すように二つの改質材料投入管１５ｇが底泥置換装置１の改質材料投入部４にそれぞれ接続される。
【００８２】
改質材料投入部４に改質材料１９を投入する際の作業用水は、水中に設置された作業用水中ポンプ１５ｂにより水中から供給される。
【００８３】
また、図１０で示される底泥置換システム１２と同様に、作業用水管１５ｃがチーズ管１５ｄにより分岐され、ボールバルブ１５ｅ、異径管２０及び攪拌用水管２１が接続される。攪拌用水管２１は、装置取り付け部１８に取り付けられたマニーホールド２２に接続され、マニーホールド２２と底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８の攪拌水入力部８ａが接続チューブ２３により接続される。
【００８４】
これにより、水中に設置された作業用水中ポンプ１５ｂにより、攪拌水が底泥置換装置１の各攪拌水チューブ８に供給される構成となる。
【００８５】
図１２で示される底泥置換システム１２は、底泥置換対象の場所が陸上から離れている場合、陸上にバックホウ１３、底泥回収装置１４及び改質材料投入装置１５等の設置エリアが確保できない場合に適用可能である。
【００８６】
図１０及び図１２で示される底泥置換システム１２を用いることにより、河川等の水底の底泥層１７に所望の配置で底泥の置換及び改質材料１９の埋設を行うことができ、改質材料１９による水質改善の効果を促進することが可能になる。
【００８７】
＜本実施の底泥置換方法例＞
次に、図１等で説明した底泥置換装置１及び、図１０等で説明した底泥置換システム１２の動作を、底泥置換方法の実施の形態として説明する。
【００８８】
図１３から図２０は底泥置換の過程を示す断面図である。底泥吸引ポンプ９、アーム部１３ａ、マニーホールド２２、攪拌用水管２１，排泥管１４ｃ、装置取り付け部１８及び、改質材料投入管１５ｇは切断されていない状態で示されている。図１３から図２０を用いて底泥置換の過程を説明する。
【００８９】
図１３はアウターケーシング２が底泥層１７に着底した状態を示し、図１４はインナーケーシング３が底泥層１７に着底した状態を示している。
【００９０】
バックホウ１３のアーム部１３ａに取り付けられた底泥置換装置１を、バックホウ１３により、水底の砂層１６の上部に形成された底泥層１７上の底泥置換作業場所に設置する。図１３に示すように、バックホウ１３により底泥置換装置１を降ろしてアウターケーシング２を底泥層１７に着底させる。
【００９１】
その後、図１４に示すようにバックホウ１３によりインナーケーシング３を降ろし、インナーケーシング３を底泥層１７に着底させる。この時、インナーケーシング３はアウターケーシング２に対して底泥吸引位置に位置する状態になる。
【００９２】
その後、作業用水中ポンプ１５ｂを動作させ、ボールバルブ１５ｅを開き、各攪拌水チューブ８の攪拌水噴出口８ｂから攪拌水を噴出させる。更に、底泥吸引ポンプ９を動作させる。
【００９３】
図１５は、インナーケーシング３及びアウターケーシング２を底泥層１７内に圧入した状態を示したものである。インナーケーシング３内部のインナーケーシング底３ａ下方で底泥層１７内の底泥の攪拌及び、攪拌された底泥の吸引を行いながら、バックホウ１３によりインナーケーシング３及びアウターケーシング２を底泥層１７内に圧入する。
【００９４】
図６（ｂ）の矢印Ｆ、図７の矢印Ｉ及び図１５の矢印Ｊに示すように、攪拌水チューブ８の攪拌水噴出口８ｂより、インナーケーシング３内部のインナーケーシング底３ａ下方の底泥層１７の底泥に、水平方向で内向きに攪拌水を噴出させることにより、底泥を攪拌する。
【００９５】
また、図１５の矢印Ｋに示すように、噴出された攪拌水により攪拌された底泥を、底泥吸引穴部３ｂを通じて底泥吸引ポンプ９の吸引口９ａから吸引する。
【００９６】
また、図２及び図３に示すように、下フランジ４ｂによりインナーケーシング３がアウターケーシング２に対して底泥吸引位置より下方に位置することを防ぐ構成になっているため、インナーケーシング３及びアウターケーシング２を底泥層１７内に圧入する際には、バックホウ１３により装置取り付け部１８を介してインナーケーシング３に下方へ力が加えられることにより、インナーケーシング３及びアウターケーシング２が一体となって底泥層１７内に圧入される。
【００９７】
また、図１０等で説明したアウターケーシング２の外部の側面に備えられた補強板１１により、バックホウ１３によるインナーケーシング３及びアウターケーシング２の底泥層１７への圧入時に、アウターケーシング２が歪むことが防止される。
【００９８】
またこの時、吸引された底泥が底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂより排出され、排泥管１４ｃを通じて、排泥用水槽１４ａ内に回収される。
【００９９】
以上のような方法により、底泥層１７内から底泥置換装置１による底泥の除去及び、除去された底泥の回収が行われる。
【０１００】
図１６は、インナーケーシング３及びアウターケーシング２を、除去する底泥の高さに合わせて最下部まで底泥層１７内に圧入した状態を示したものである。先述した方法により、底泥の攪拌及び攪拌された底泥の吸引を行いながら、バックホウ１３によりインナーケーシング３及びアウターケーシング２を除去する底泥の高さに合わせて圧入し、除去対象の底泥を底泥層１７より除去する。
【０１０１】
図１７及び図１８は、インナーケーシング３をアウターケーシング２に対して改質材料投入位置まで持ち上げた状態を示したものである。図１８は底泥置換装置１を図６（ｂ）のＧ−Ｇ断面にて切断された部材のみを示している。攪拌水チューブ８及び攪拌水チューブ固定台３ｃは示していない。
【０１０２】
除去対象の底泥の除去後、ボールバルブ１５ｅを閉じて、各攪拌水噴出口８ｂからの攪拌水の噴出を止める。また、底泥吸引ポンプ９を停止させる。
【０１０３】
その後、バックホウ１３によりインナーケーシング３を改質材料投入位置まで持ち上げ、アウターケーシング２内に底泥が除去された空間を形成する。またこの時、図１８に示すように負圧防止管１０の負圧防止管上端部１０ａが、底泥層１７の上面より上方に位置した状態にある。
【０１０４】
このため、インナーケーシング３を持ち上げる際に、アウターケーシング２内部の底泥が除去された空間と、アウターケーシング２外部の水中が負圧防止管１０にて連通された状態になる。よって、アウターケーシング２内部の底泥が除去された空間に負圧が生じることが防がれ、インナーケーシング３の持ち上げを容易に行うことが可能になる。
【０１０５】
図１９は、底泥層１７から底泥を除去した空間に改質材料１９を埋設した状態を示したものである。底泥層１７から底泥を除去した空間の形成後、図１０等で説明した改質材料投入装置１５により、改質材料１９を改質材料投入部４よりアウターケーシング２内に投入する。これにより、底泥層１７から底泥を除去した空間に改質材料１９を埋設する。
【０１０６】
図２０は、底泥層１７内から底泥置換装置１を持ち上げた状態を示したものである。改質材料１９の埋設後、バックホウ１３により底泥層１７内から底泥置換装置１を持ち上げる。この時、図５に示すようにケーシングワイヤー７が張った状態となり、改質材料投入位置より上方にインナーケーシング３がアウターケーシング２に対して位置することを防ぐ構成になっている。
【０１０７】
このため、バックホウ１３により装置取り付け部１８を介してインナーケーシング３に上方へ力が加えられることにより、インナーケーシング３及びアウターケーシング２が一体となって上方に持ち上げられる。
【０１０８】
この結果、河川等の水底において底泥層１７より底泥が除去され、改質材料１９が埋設された状態になる。
【０１０９】
また、本実施の形態の底泥置換方法では、改質材料１９として例えば石炭灰を主材料として加水混合し、造粒方法により粒状に作製された石炭灰材料が用いられる。例えば潮の干満がある感潮河川にて、水底に堆積した底泥層の一部を石炭灰材料に置換することにより、潮の潮汐により埋設された石炭灰材料内に水の流れが生じ、石炭灰材料を介して底泥層内に酸素が供給される。また、干潮時には空気中より石炭灰材料を介して底泥層内に酸素が供給される。
【０１１０】
これにより底泥層内の還元状態が解消され、河川の底質及び底生動物の生息環境が改善される。
【０１１１】
本実施の形態の底泥置換装置１では、攪拌水チューブ８及び底泥吸引ポンプ９を備えたインナーケーシング３により底泥を除去し、アウターケーシング２により改質材料１９の埋設を行う構成により、改質材料１９の埋設に適した径にて底泥の除去及び改質材料１９の埋設を行うことが可能となる。
【０１１２】
また、本実施の形態の底泥置換装置１は、底泥除去時にインナーケーシング３内部のインナーケーシング底３ａ下方の底泥層１７内の底泥に、水平方向で内向きに攪拌水を噴出して底泥を攪拌し、攪拌された底泥を底泥吸引ポンプ９により吸引する構成である。これにより、底泥層１７内の底泥を周囲の水中に拡散させずに底泥の吸引を行うことが可能になる。これにより、底泥置換作業時の水質汚濁の発生を防ぐことができる。
【０１１３】
また、本実施の形態の底泥置換システム１２では、底泥吸引ポンプ９の排出口９ｂに接続された底泥回収装置１４により、除去対象の底泥の吸引を行いながら、吸引された底泥の底泥置換装置１からの回収を行うことができる。これにより、底泥置換作業後に底泥置換装置１内部より除去された底泥を回収する必要がなく、一つの対象の底泥置換作業後、すぐに次の対象の底泥置換作業を行うことができる。
【０１１４】
更に、本実施の形態の底泥置換方法では、図１３等で説明した方法により、底泥の除去作業と改質材料１９の埋設作業を底泥置換装置１のみで一連の流れで行うことができる。このため、底泥の除去作業と改質材料の埋設作業を別々の装置を用いて行う必要のある従来の底泥置換方法と比べて、底泥の置換作業に必要な装置の構成を単純化でき、また、施工作業の容易化及び施工期間の短縮化が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、河川等の水底の底泥を透水性のよい改質材料に置換する底泥置換装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す概略斜視図である。
【図２】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図３】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図４】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図５】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図６】本実施の形態の底泥置換装置の例を示す説明図である。
【図７】本実施の形態の攪拌水噴出口の例を示す構成図である。
【図８】本実施の形態の負圧防止管の例を示す構成図である。
【図９】本実施の形態の補強板の例を示す構成図である。
【図１０】本実施の形態の底泥置換システムの例を示す説明図である。
【図１１】本実施の形態の底泥置換システムの例を示す説明図である。
【図１２】本実施の形態の底泥置換システムの他の例を示す説明図である。
【図１３】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１４】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１５】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１６】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１７】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１８】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図１９】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図２０】本実施の形態の底泥置換方法の過程を示す説明図である。
【図２１】従来技術による底泥の除去方法を示す説明図である。
【図２２】従来技術による底泥の除去方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 底泥置換装置
２ アウターケーシング
３ インナーケーシング
４ 改質材料投入部
８ 攪拌水チューブ
９ 底泥吸引ポンプ
１０ 負圧防止管
１１ 補強板
１２ 底泥置換システム
１３ バックホウ
１４ 底泥回収装置
１５ 改質材料投入装置
２４ 作業船
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換装置であって、
下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、
下面が開放され、前記外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、前記攪拌手段により攪拌された底泥を前記底泥層内から吸引する吸引手段を有する内箱部を備え、
前記内箱部は、前記攪拌手段による前記底泥の攪拌及び前記吸引手段による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、前記改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、前記外箱部に対して上下方向に直動自在である
ことを特徴とする底泥置換装置。
【請求項２】
前記攪拌手段は、前記底泥層内に噴出口より水を噴出して底泥を攪拌する噴出手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の底泥置換装置。
【請求項３】
前記噴出手段を複数備え、
前記各噴出口は、前記内箱部内で水平方向の内向きに前記底泥層内に水を噴出して、前記底泥層内の底泥を攪拌する
ことを特徴とする請求項２記載の底泥置換装置。
【請求項４】
前記外箱部に対する前記内箱部の移動範囲を制限する位置決め手段を備えた
ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の底泥置換装置。
【請求項５】
前記内箱部が前記外箱部に対して、前記底泥吸引位置と前記改質材料投入位置の間を移動する際に、前記外箱部内部で前記内箱部の下方の空間と、前記外箱部外部の水中を連通する負圧防止手段を、前記外箱部の側面に備えた
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の底泥置換装置。
【請求項６】
前記外箱部は、外部の側面に上下方向へ伸びた板状の補強部を備えた
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載の底泥置換装置。
【請求項７】
水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換システムであって、
底泥を改質材料に置換する底泥置換装置と、
前記底泥置換装置により吸引された底泥を回収する回収装置と、
前記底泥置換装置を水底に降ろし、水底での昇降を行う上下装置と、
改質材料の投入を行う改質材料投入装置とを備え、
前記底泥置換装置は、下面が開放され、外部と内部を連通するとともに前記改質材料投入装置に接続された改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、
下面が開放され、前記外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、前記攪拌手段により攪拌された底泥を前記底泥層内から吸引して前記回収装置に送る吸引手段を有する内箱部を備え、
前記内箱部は、前記攪拌装置による底泥の攪拌及び前記吸引装置による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、前記改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、前記外箱部に対して上下方向に直動自在である
ことを特徴とする底泥置換システム。
【請求項８】
前記回収装置、前記上下装置及び前記改質材料投入装置が、陸上に設置されている
ことを特徴とする請求項７記載の底泥置換システム。
【請求項９】
前記回収装置、前記上下装置及び前記改質材料投入装置が、作業船上に設置されている
ことを特徴とする請求項７記載の底泥置換システム。
【請求項１０】
水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換方法であって、
下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、前記外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌された底泥を吸引する吸引手段を有し、前記外箱部に対して上下方向に直動自在である内箱部を備えた底泥置換装置を用い、
前記攪拌手段による底泥の攪拌及び、前記攪拌手段により攪拌された底泥の前記吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、前記内箱部及び前記外箱部を底泥層内に圧入して、前記底泥層内から除去対象の底泥を除去し、
前記改質材料投入穴部が開放される位置まで前記外箱部に対して前記内箱部を持ち上げて、前記外箱部内に底泥が除去された空間を形成し、
前記改質材料投入穴部より改質材料を投入し、前記外箱部内部の前記底泥が除去された空間に改質材料を埋設し、
前記底泥置換装置を前記底泥層内から持ち上げる
ことを特徴とする底泥置換方法。
【請求項１】
水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換装置であって、
下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、
下面が開放され、前記外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、前記攪拌手段により攪拌された底泥を前記底泥層内から吸引する吸引手段を有する内箱部を備え、
前記内箱部は、前記攪拌手段による前記底泥の攪拌及び前記吸引手段による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、前記改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、前記外箱部に対して上下方向に直動自在である
ことを特徴とする底泥置換装置。
【請求項２】
前記攪拌手段は、前記底泥層内に噴出口より水を噴出して底泥を攪拌する噴出手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の底泥置換装置。
【請求項３】
前記噴出手段を複数備え、
前記各噴出口は、前記内箱部内で水平方向の内向きに前記底泥層内に水を噴出して、前記底泥層内の底泥を攪拌する
ことを特徴とする請求項２記載の底泥置換装置。
【請求項４】
前記外箱部に対する前記内箱部の移動範囲を制限する位置決め手段を備えた
ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の底泥置換装置。
【請求項５】
前記内箱部が前記外箱部に対して、前記底泥吸引位置と前記改質材料投入位置の間を移動する際に、前記外箱部内部で前記内箱部の下方の空間と、前記外箱部外部の水中を連通する負圧防止手段を、前記外箱部の側面に備えた
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の底泥置換装置。
【請求項６】
前記外箱部は、外部の側面に上下方向へ伸びた板状の補強部を備えた
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載の底泥置換装置。
【請求項７】
水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換システムであって、
底泥を改質材料に置換する底泥置換装置と、
前記底泥置換装置により吸引された底泥を回収する回収装置と、
前記底泥置換装置を水底に降ろし、水底での昇降を行う上下装置と、
改質材料の投入を行う改質材料投入装置とを備え、
前記底泥置換装置は、下面が開放され、外部と内部を連通するとともに前記改質材料投入装置に接続された改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、
下面が開放され、前記外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥層内の底泥を攪拌する攪拌手段及び、前記攪拌手段により攪拌された底泥を前記底泥層内から吸引して前記回収装置に送る吸引手段を有する内箱部を備え、
前記内箱部は、前記攪拌装置による底泥の攪拌及び前記吸引装置による底泥の吸引を行う底泥吸引位置から、前記改質材料投入穴部を開放する改質材料投入位置まで、前記外箱部に対して上下方向に直動自在である
ことを特徴とする底泥置換システム。
【請求項８】
前記回収装置、前記上下装置及び前記改質材料投入装置が、陸上に設置されている
ことを特徴とする請求項７記載の底泥置換システム。
【請求項９】
前記回収装置、前記上下装置及び前記改質材料投入装置が、作業船上に設置されている
ことを特徴とする請求項７記載の底泥置換システム。
【請求項１０】
水底の底泥を改質材料に置換する底泥置換方法であって、
下面が開放され、外部と内部を連通する改質材料投入穴部を側面に備えた筒状の外箱部と、下面が開放され、前記外箱部に対して挿入されて内接する筒状で、底泥を攪拌する攪拌手段及び、攪拌された底泥を吸引する吸引手段を有し、前記外箱部に対して上下方向に直動自在である内箱部を備えた底泥置換装置を用い、
前記攪拌手段による底泥の攪拌及び、前記攪拌手段により攪拌された底泥の前記吸引手段による吸引を行いながら、除去する底泥の高さに合わせて、前記内箱部及び前記外箱部を底泥層内に圧入して、前記底泥層内から除去対象の底泥を除去し、
前記改質材料投入穴部が開放される位置まで前記外箱部に対して前記内箱部を持ち上げて、前記外箱部内に底泥が除去された空間を形成し、
前記改質材料投入穴部より改質材料を投入し、前記外箱部内部の前記底泥が除去された空間に改質材料を埋設し、
前記底泥置換装置を前記底泥層内から持ち上げる
ことを特徴とする底泥置換方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００６−３１６４６９（Ｐ２００６−３１６４６９Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３９１１６（Ｐ２００５−１３９１１６）
【出願日】平成１７年５月１１日（２００５．５．１１）
【出願人】（５９４１２７３３０）中国高圧コンクリート工業株式会社 (37)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１１日（２００５．５．１１）
【出願人】（５９４１２７３３０）中国高圧コンクリート工業株式会社 (37)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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