JPH0755320B2 - 泥土等処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は湖沼、河川、港湾などに
おける土砂や泥土などの泥土等処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば港湾や河川の泥土などを浚
ったり水底を掘る方式には浚渫方式が知られている。こ
の浚渫方式は３つに大別され、土質に応じて適当な方式
が決められている。一般浚渫は砕岩を伴わず一般浚渫船
を用いるもので浚渫工事の大半を占める。この浚渫船に
は土砂や泥土などを水とともに吸い上げ水上に浮べたパ
イプを用いて目的地に送るポンプ船やショベルの刃先で
土砂や泥土などをかき上げるディッパー船や鎖状に並ん
だ多くのバケットで次々にかき上げた土砂や泥土などラ
ッダーの上端で泥タンクへあけるバケット船やグラブで
土砂や泥土などをつかみ上げるグラブ船が知られてい
る。浚渫方式にはこの外砕岩浚渫や発破浚渫も知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に港や川の水底の
汚土などの浚渫においては前述のごとく土砂や泥土を水
と共に浚渫船に装備したバキュームにより吸い上げパイ
プを通して目的地に移送するが通常水分10に対しヘドロ
１の割合で汚泥の10倍の水を同時に吸い上げることにな
りサクションドレッジャーなどの大がかりな装置を有し
設備効率に劣る問題がある。また一般に掘り取った土砂
や泥土などは有料で廃棄処分されるか運搬費をかけて埋
立てに利用するものであるが汚泥はそれ自体多量の水分
を含むので埋立てのための地盤固化効率に劣り、まして
や、土木資材や建設資材として再利用することは不可能
であった。土砂や泥土などをかき上げたり、つかみ上げ
たりする非航式のバケット船やクラブ船においては自船
に横付けした土運船に土砂や泥土をあけ、この土運船に
より土砂や泥土などを目的地あるいは目的地近くの港に
移送しなければならず、目的地が港から離れた陸上にあ
る場合再度土砂をトラック等に積み変える必要があり移
送コストが増大するという問題があった。また湖沼、河
川、港湾などから浚渫した泥土には、周辺水域から流入
する石材，木材，タイヤ，建築廃材，生活廃棄物等ある
いは浚渫地に繁茂する草や木の雑物が混在するため、土
木資材や建設資材等として再利用するにはこれら雑物を
分離しなければならない。この分離のためにチェーンコ
ンベヤ式や破砕式等の各種分離機を用いることが考えら
れるが、混在する草や木が分離機の駆動部に悪影響を与
えこれらの定期的な除去作業を必要としたり、汚泥に塊
として含まれる粘性土塊までも雑物とともに分離された
りするという問題があった。この粘性土塊が除去分離さ
れた場合にあっては、その粘性土塊を再度崩壊してその
中に含まれる雑物を取り除かなければならず、再利用へ
の効率が低下するという問題がある。

【０００４】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その第一の目的は、掘り上げられ現場に送られ
た泥土を土木資材や建設資材として再利用できるように
処理する泥土等処理装置を提供することである。第二の
目的は、湖沼、河川、港湾などから水を除去して土砂や
泥土のみをすくい上げ、後の泥土処理の効率を上げる泥
土等処理装置を提供することである。第三の目的は、掘
り上げられた泥土等の移送コストの低減を図る泥土等処
理装置を提供することである。また、本発明の目的は泥
土等に塊として含まれる粘性土塊を崩壊し、かつ泥土か
ら雑物を効率よく除去することができる泥土等処理装置
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は水底の土砂や泥
土等を浚渫して浚渫船上にあける手段と、前記浚渫船上
に設けられ前記泥土等を砕岩、砂利などの固形物から分
離する手段と、分離された前記泥土等を目的地に圧送す
るためのポンプ手段と、パイプにより目的地に送られた
泥土等を収納し固化剤と混合する泥土処理手段とを備え
た泥土等処理装置であって、前記分離する手段にフイダ
ー装置を設け、このフイダー装置は、等間隔に設けた複
数の軸と、これら各軸を等速かつ同方向に回転駆動する
駆動部と、前記軸に少なくとも一対設けられるブレード
とを有し、隣接する前記軸の前記ブレード相互が回転時
に間隔を置いて交差するように構成したものである。

【０００６】

【作用】水底より浚渫した泥土等をパイプを通して目的
地まで圧送し、この泥土等に固化剤を混合して再利用す
ることができる。また、分離手段においては、回転する
各ブレードにより、泥土等に含まれる雑物，粘性土塊な
どが回転かつ上下動しながら移動して分離あるいは崩壊
する。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面を参照して説
明する。

【０００８】図１乃至図10は本発明の一実施例を示し、
鋼製からなる９つの中空なブロック２を組立てた浚渫船
１は、湖沼、河川、港湾などの泥土３の浚渫場所Ａの底
に打設した固定用ストッパ４により位置固定され、前記
浚渫船１上に周知の自走式バックフォー５が搭載され、
このバックフォー５のアーム６の先端には交換可能な密
閉油圧型グラブバケット７が装置されている。これらバ
ックフォー５、アーム６、グラブバケット７により浚渫
手段８が構成される。尚、前記浚渫船１は９つのブロッ
ク２に分解して各ブロック２ごとに運搬することができ
る。

【０００９】前記浚渫船１の略中央位置上部には上部が
開口した有底な分離槽９が設けられ、この上部開口は前
記泥土３から木、ビニールなどの固形物（図示せず）を
分離する一次振動スクリーン10が斜めに設けられ、この
一次振動スクリーン10は図示しない振動機構を有し、こ
のスクリーン10の側方には該スクリーン10によって泥土
３より分離された木、ビニールなどの前記固形分を排出
する排出路11が設けられている。前記分離槽９内にはそ
の底部の開口部９Ａに泥土３を送る横送りスクリューコ
ンベア12と複数の縦送りスクリューコンベア13が設けら
れ、前記開口部９Ａには下方に連通する排出口14が設け
られている。この排出口14の下部には図示しない振動機
構を有し砕岩、砂利などの固形物（図示せず）を分離す
る例えば１辺５〜10ｍ／ｍメッシュ程度の二次振動スク
リーン15が設けられ、この下部にはホッパー16が設けら
れている。このホッパー16の側方には前記二次振動スク
リーン15により分離された砕岩、砂利などの前記固形物
を排出する排出路17が設けられている。そして前記一次
振動スクリーン10、二次振動スクリーン15等により分離
手段18が構成される。

【００１０】前記ホッパー16の下部開口には連通管19が
設けられ、この連通管19の下部が撹拌槽20の上部に連通
され、この撹拌槽20内には撹拌翼21Ａを有する撹拌ロー
ター21が設けられ、図示しない回転駆動装置により撹拌
翼21Ａが回転し撹拌槽20内の泥土３を撹拌する。またこ
の撹拌槽20の他側には接続管22が設けられ、この接続管
22はポンプ手段であるピストン式高圧ポンプ23の吸込管
23Ａに接続されている。 前記ピストン型高圧ポンプ23
には図示しない原動機の回転が伝達されるプーリー24が
設けられ、このプーリー24の回転をシリンダ25内のピス
トン26の往復運動に換える伝達機構27を有し、前記シリ
ンダ25と圧力容器28の上部側とを伝達管29により連結
し、前記圧力容器28の下部に連絡管30を連結し、この連
絡管30の他端にバルブ31を設け、このバルブ31は吐出側
32方向のみ開成し、さらに前記連絡管30の途中に分岐し
て前記吸込管23Ａが連結され、この分岐箇所に該吸込管
23Ａから連絡管30内への流入方向にのみ開成するバルブ
33が設けられている。そして前記吸込管23Ａから流入し
た前記泥土３は前記圧力容器28の略中央高さ位置まで流
入し、この圧力容器28内上部から前記伝達管29内とシリ
ンダ25内に油が充填され、前記ピストン26の後退により
圧力容器28内の泥土３の高さが上昇し吸込管23Ａから前
記撹拌槽20側の泥土３が連絡管30内に流入し、前記ピス
トン26の前進により、前記バルブ33が閉成状態で吐出側
32のバルブ31が開成し、泥土３が吐出側32へと圧送され
る。

【００１１】尚前記ポンプ23の原動機等は前記浚渫船１
上に設置した図示しない発電機から電源が供給される。

【００１２】前記ピストン型高圧ポンプ23の吐出側32に
接続された鋼管等からなる圧送管34は陸上の目的地に設
けられた泥土処理手段である泥土処理装置35へと延設さ
れている。尚、図中36は前記浚渫場所Ａ箇所において前
記圧送管34に装着された浮子体である。

【００１３】前記汚土処理装置35は埋立て地箇所等に設
置され、この設置場所に近接してセメント、生石炭など
の固化剤37が貯蔵されるサイロ38が設置され、このサイ
ロ38にはスクリューコンベア39が設けられ、このスクリ
ューコンベア39により前記固化剤37が固化剤供給手段で
ある固化剤供給装置40のホッパー41へと送られ、前記圧
送管34から泥土処理装置35へと移送された泥土３の供給
量に応じて制御装置（図示せず）により、前記ホッパー
41内の固化剤37を前記泥土処理装置35へと粉体状態でお
くる図示しないブロアー、ポンプなどの送り装置が設け
られている。前記泥土処理装置35内には前記泥土３と固
化剤37を混合する混合機42が設けられ、下部にはこの混
合機42により前記固化剤37と混合された泥土３を排出す
る排出口43が設けられ、この排出口43には開閉蓋44が設
けられている。

【００１４】次に前記構成につきその作用を説明する。
浚渫場所Ａの水底に堆積した泥土３はバックフォー５の
アーム６に装着した密閉油圧式グラブバケット７により
採取され、含泥率90〜95％の泥土３が得られる。そして
バックフォー５を旋回して一次振動スクリーン10上にて
バケット７を開き、このバケット７内から落下した泥土
３は振動する一次振動スクリーン10により木、ビニール
等の固形物が分離され、さらにスクリーン10を通過した
泥土３は、駆動する両スクリューコンベア12，13により
開口部９Ａにおくられ振動する二次振動スクリーン15上
に落下する。この二次振動スクリーン15により泥土３に
含まれる砕岩、砂利等の固形物が分離され、この泥土３
は、連通管19から撹拌槽20内へと落下し回転する撹拌ロ
ータ21により泥土３中の水と砂等が均一な状態でピスト
ン式高圧ポンプ23により圧送されて、泥土３は圧送管34
を通って泥土処理装置35内に送られた泥土３に、固化剤
供給装置40から送り込まれた固化剤37と混合機42により
混合されて排出口43から排出される。

【００１５】このように本実施例において水底の土砂や
泥土３等を水を抜いて浚渫して浚渫船１上にあけるもの
であるから、浚渫後得られる泥土３等に含まれる水分が
少なくこの後汚土処理する際、水を抜く手間がかから
ず、さらに処理後の泥土３の養生期間も短くすみ、処理
効率の向上が図れる。また泥土３等より砕岩、砂利など
の固形物を分離して泥土３を撹拌した後パイプを通して
目的地に圧送するものであり、従来のように土運船など
の往復による移送に比べて移送コストの低減が図れる。
さらに目的地に送られた泥土３を固化剤37に混合するこ
とにより、固化された泥土３を舗装道路の基礎材など土
木資材や建設資材として再利用することが可能となる。

【００１６】また、本実施例においては、水底の泥土３
を密閉油圧型グラブバケット７を用いて浚渫するもので
あるから、従来のバキューム方式で与えられる含泥率10
〜15％の泥土に比べて含泥率90〜95％の泥土３を得るこ
とができ、泥土３を処理する前の水分除去行程を省くこ
とができ処理効率を高めることができ、また密閉油圧型
グラブバケット７の使用によって泥土３採取の際、水中
への泥土３の拡散が少なくなり、水の汚れを最少に抑え
ることができる。また通常のグラブバケットを用いた場
合でも70〜80％の含泥率の泥土が得られる。

【００１７】また、含泥率の高い泥土３を一次振動スク
リーン10と二次振動スクリーン15とにより木、ビニー
ル、小石等の固形物を分離し、撹拌槽20にて撹拌ロータ
21によって泥土３から水が分離しないよう撹拌してピス
トン型高圧ポンプ23へと送るものであるから、ポンプ23
の駆動を容易ならしめ、さらに含泥率の高い泥土３を泥
土処理装置35に送ることにより固化剤37の使用量の低減
が図れ、固化剤37と混合された泥土３は水分の少ないも
のとなるから養生期間が短く、泥土処理効率の向上とコ
ストダウンを図ることができる。また固化剤37と混合さ
れた泥土３は埋立て以外にも盛土、路床、造成、裏込
め、埋戻しなどに広く有効利用することができる。

【００１８】さらに、本発明では上述した泥土等処理装
置において、前記分離手段18の前にフイダー装置45を設
けて分離手段18Ａを構成している。すなわち前記密封油
圧型グラブバケット７で採取された泥土３を、前記フイ
ダー装置45で処理した後、前記分離手段18に送るように
構成するものである。

【００１９】前記フイダー装置45は平面略長方形形状の
フレーム46の上部にホッパー47を設け、フレーム46の長
手方向側板間に軸受48，48Ａを介して複数の軸49を等間
隔で軸支し、この軸49に一対のブレード50を交換可能に
取り付け、該フレーム46の下部にシュート部51を設けて
おり、このシュート部51の下部には開口部51Ａを設け
る。前記軸49の一側端部には一対かつ一体のスプロケッ
ト52，52Ａと、これらスプロケット52，52Ａの回転を該
軸49に伝達する保護トルクリミッター53が設けられ、ま
た隣り合う軸49のスプロケット52，52Ａに交互にチェー
ン54を掛装するとともに、フレーム46の一側のスプロケ
ット52に掛装したチェーン54Ａにより前記フレーム46の
一側下部に設けた正逆転可能な可変速原動機55の回転が
伝達され、各軸49が同期すなわち同方向に等速回転する
ようになっている。そして、前記スプロケット52，52
Ａ，保護トルクリミッター53，チェーン54，54Ａ及び可
変速原動機55により駆動部55Ａが構成される。前記ホッ
パー47は上部が開口するとともに側面は安息角をなし、
かつ前記密封油圧型グラブバケット７の容量より大きな
容量を有している。また、前記フレーム46の他側には前
記ホッパー47内と連通するシュウター56が斜設されてい
る。また、フレーム46は、一側下部に支持脚57が設けら
れ、この支持脚57の下部はヒンジ部58を介して前記浚渫
船１上に固定支持されており、他側は伸縮可能な支持油
圧シリンダー59により支持され、この支持油圧シリンダ
ー59の上下はフレーム46の下部と浚渫船１上とに枢着さ
れている。60は前記ホッパー47上部に架設されたシャワ
ーリングノズル取付管であって、図示しないポンプ等の
圧送装置からの圧送水を、複数のノズル61から噴射する
ようになっている。

【００２０】前記ブレード50は、鋼製，硬質ゴムなどか
らなる等ピッチ台形波状形状をなし、すなわち平板に等
間隔で台形開口部50Ａを形成したものであり、該ブレー
ド50の端部が前記軸49を上下に挟むようにしてそれぞれ
一対ずつ取り付けられ、かつボルト・ナット等の取付部
材62によって該軸49より取り外し交換可能になってい
る。また、隣接する軸49の前記ブレード50相互は例えば
５ミリ程度の間隔をおいて各ブレード50の台形開口部50
Ａ内を交差するよう配置され、かつ隣接するブレード50
に角度θの差を９０度以内に設定している。すなわち一
側軸49のブレード50に対して隣接する他側軸49のブレー
ド50は図６中時計回り方向63に例えば８０度程度進んだ
角度θに設定される。また、前記フレーム46には一側に
固定式のブレード50を設け、他側はブレードを設けずに
前記シュウター56上部に連通するように開口64を設けて
いる。

【００２１】次に前記フイダー装置45につきその作用を
説明する。

【００２２】可変速原動機55を駆動すると、チェーン5
4，54Ａを介して各スプロケット52，52Ａが回転し、こ
の回転が保護トルクリミッター53により各軸49に伝達さ
れ、各ブレード50が時計回り方向63に等速回転する。そ
して、密封油圧型グラブバケット７によりホッパー47に
投入された泥土３は台形開口部50Ａからシュート部51に
落下し、一方泥土３に含まれ台形開口部50Ａより大型な
雑物Ｂ，粘性土塊Ｃは図10に示すように各ブレード50の
回転により送り方向Ｄ側へと移動するとともに、隣接し
角度θ差で回転する各ブレード50により回転かつ上下動
しながら送り方向Ｄ側の軸49，ブレード50に衝突する。
これにより粘性土塊Ｃにあっては崩壊して、雑物Ｂにあ
っては付着した泥土が分離して、この泥土がシュート部
51へと落下する。さらに、粘性土塊Ｅのように回転する
ブレード50，50間に挟まれこれらから受ける剪断力によ
って崩壊する。そして大型な雑物Ｂ等はシュウター56へ
と送られる。また、大型でブレード50の回転により送り
方向Ｄに送ることができない粘性土塊（図示せず）は、
各ブレード50の回転によりほぼ同位置において上下動す
るとともに、ブレード50の先端により引っ掻きあるいは
突かれて崩壊する。

【００２３】このように本実施例においては、浚渫船１
上に設けられ泥土３等を砕岩、砂利などの固形物から分
離する手段18に、フイダー装置45を設け、このフイダー
装置45は、等間隔に設けた複数の軸49と、これら各軸49
を等速かつ同方向に回転駆動する駆動部55Ａと、前記軸
49に少なくとも一対設けられるブレード50とを有し、隣
接する軸49，49のブレード50，50相互が回転時に間隔を
置いて交差するように構成したものであるから、回転す
る各ブレード50により雑物Ｂ，粘性土塊Ｃなどが回転か
つ上下動する蠕動的運動によって、送り方向Ｄに泥土を
分離あるいは崩壊させながら移動せしめ、シュート部51
へは泥土を供給し、雑物Ｂ等はシュウター56へと送り、
従来分離することが難しかったものも効率よく分離する
ことができ、したがって泥土を間断なく次工程に送り、
この後の泥土処理効率の向上を図れる。また、前記蠕動
的運動によって、草木根などにおいても付着した泥土を
分離した後シュウター56から排出される。

【００２４】また、ブレード50を取り付けた軸49に、保
護トルクリミッター53を介して回転を伝達するようにし
ているため、ブレード50に過大な負荷がかかっても装置
に無理がかかることがなく安全運転を行うことができ
る。

【００２５】さらに、支持油圧シリンダー59によりフレ
ーム46を傾斜し、送り方向への移動時間を長くすれば、
すなわち回転するブレード50による処理時間を長くし
て、粘性土塊Ｃなどの確実な崩壊を行うことができる。
また、この崩壊を可変速原動機55を正逆回転に切り替え
ながら行うこともできる。さらにまた、可変速原動機55
を高速回転し、かつフレーム46を傾斜すれば、粘性土塊
Ｃなどを短時間で崩壊することができる。

【００２６】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、例えばグラブバケットに換えてショベルを用
いてもよく、また泥土をパイプで圧送する手段としてエ
アー圧送等を用いてもよく、ポンプは各種タイプのもの
が適用可能である。また、フイダー装置45のブレード50
の形状は櫛歯状など適宜選定できるとともに、大きさ，
寸法，材質なども適宜選定可能である。また保護トルク
リミッター53は自動復帰式のものを用いることができ
る。また、一つの軸49に３枚以上のブレード50を取り付
けるようにしてもよく、さらにブレード50の面に突起あ
るいは枠状凸部などを設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明は水底の土砂や泥土等を浚渫して
浚渫船上にあける手段と、前記浚渫船上に設けられ前記
泥土等を砕岩、砂利などの固形物から分離する手段と、
分離された前記泥土等を目的地に圧送するためのポンプ
手段と、パイプにより目的地に送られた泥土等を収納し
固化剤と混合する泥土処理手段とを備えた泥土等処理装
置であって、前記分離する手段にフイダー装置を設け、
このフイダー装置は、等間隔に設けた複数の軸と、これ
ら各軸を等速かつ同方向に回転駆動する駆動部と、前記
軸に少なくとも一対設けられるブレードとを有し、隣接
する前記軸の前記ブレード相互が回転時に間隔を置いて
交差するように構成したものであり、掘り上げられ現場
に送られた泥土を土木資材や建設資材として再利用でき
るように処理することができ、湖沼、河川、港湾などか
ら水を除去して土砂や泥土のみをすくいあげ、後の泥土
処理の効率を上げることができ、さらに掘り上げられた
泥土等の移送コストの低減をはかることのでき、泥土等
に塊として含まれる粘性土塊を崩壊し、かつ泥土から雑
物を効率よく除去することができる泥土等処理装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す泥土処理装置廻りを示
す説明図である。

【図４】本発明の一実施例を示すポンプを示す説明図で
ある。

【図５】本発明の一実施例を示すフイダー装置の要部の
拡大平面図である。

【図６】本発明の一実施例を示すフイダー装置の要部の
拡大平面図である。

【図７】本発明の一実施例を示すフイダー装置の正面図
である。

【図８】本発明の一実施例を示すフイダー装置の平面図
である。

【図９】本発明の一実施例を示すフイダー装置の側面図
である。

【図１０】本発明の一実施例を示すフイダー装置の説明
図である。

【符号の説明】

１ 浚渫船 ３ 泥土 ９ 浚渫手段 18 分離手段 23 ポンプ（ポンプ手段） 34 圧送管（パイプ） 35 泥土処理装置（泥土処理手段） 37 固化剤 40 固化剤供給装置（固化剤供給手段）45 フイダー装置 49 軸 50 ブレード 55Ａ 駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 正和 新潟県三島郡出雲崎町大字大門146番地２ (72)発明者 石橋 正 埼玉県川口市青木３丁目６番６号 (56)参考文献 特開 平１−262999（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水底の土砂や泥土等を浚渫して浚渫船上
   にあける手段と、前記浚渫船上に設けられ前記泥土等を
   砕岩、砂利などの固形物から分離する手段と、分離され
   た前記泥土等を目的地に圧送するためのポンプ手段と、
   パイプにより目的地に送られた泥土等を収納し固化剤と
   混合する泥土処理手段とを備えた泥土等処理装置であっ
   て、前記分離する手段にフイダー装置を設け、このフイ
   ダー装置は、等間隔に設けた複数の軸と、これら各軸を
   等速かつ同方向に回転駆動する駆動部と、前記軸に少な
   くとも一対設けられるブレードとを有し、隣接する前記
   軸の前記ブレード相互が回転時に間隔を置いて交差する
   ように構成してなることを特徴とする泥土等処理装置。