JP2016108900A

JP2016108900A - 重金属を含む掘削土または浚渫土の水上運搬における土水分離装置およびその分離方法

Info

Publication number: JP2016108900A
Application number: JP2014249656A
Authority: JP
Inventors: 義昭久壽米木; Yoshiaki Kusumegi
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-20

Abstract

【課題】重金属を含む掘削土等の水上運搬において、簡易かつ効率的に掘削土等から余剰水分を分離することを可能とする技術を提供する。【解決手段】重金属類を含む地盤の掘削土等Ｓを水上運搬するための土砂運搬船１上に配置される土水分離装置であって、前記土水分離装置は、前記掘削土等Ｓを投入する囲い２と、囲い２内の底面に配設される複数の水抜き孔を有する底板と、該水抜き孔を通過した水成分が集水される集水桝と、該集水された水成分を前記土砂運搬船１の外部に排水するためのポンプと、から形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、重金属を含む掘削土または浚渫土の水上運搬における土水分離装置およびその分離方法に関する。

河川または海上、ダムの貯水池等の水辺にて実施される掘削または浚渫（以下、掘削等という。）により発生する水分を大量に含んだ掘削土または浚渫土（以下、掘削土等という。）を掘削等の施工場所から離れた場所まで運搬する場合に水上運搬が用いられることがある。

従来、水上運搬に用いられる土砂運搬船には、掘削土等を投入するための囲いが設けられる。この囲いは、土砂運搬船上に敷鉄板等の敷板を敷設し、その上にＨ形鋼等を柱材として立設させ、Ｈ形鋼材のフランジ間に土留め矢板等を壁材として差し込むことで構成される簡易なものが採用されている。掘削土等は、通常、大量の水分を含んでいるため、前記壁材は敢えて水密構造とはせず、壁材間や壁材と柱材、壁材と敷板との隙間から、積極的に掘削土等の水分を土砂運搬船周辺の水辺に流出させている。

しかし、掘削土等が自然由来の重金属（砒素、シアン、水銀、六価クロム、鉛、カドミウム、ふっ素、ほう素）を含有する場合は、これら重金属が掘削土等に含まれる水分に溶出し、掘削土等の土砂運搬船への投入や水上運搬または地上への搬出等の作業中に、係る水分が土砂運搬船外部へ流出することで、周辺水域環境を汚染することが懸念される。

周辺水域環境を汚染させないため、掘削土等の中に不溶化剤を添加する方法がある。また、前記囲いを水密構造とした場合、水上運搬中に掘削土等に含まれる余剰水分を適度に分離排出することができないため、地上に搬出した掘削土等の仮置き時にセメント、石灰等を混入させて脱水、固化処理を施す方法もある。これにより、ダンプトラック等の陸上輸送手段による搬送において、余剰する水成分が漏出することを防ぎ、減容化を図ることができる。無処理で陸上搬送する方法もあるが、水分の漏出を防ぐための防水処理を施したダンプトラックや特殊車輛等が必要となる。

さらに、特許文献１には、護岸内に浚渫土を投入する内側囲いと、前記内側囲いの外周を包囲する外側囲いと、前記内側囲いと外側囲いとの間に形成した集水溝とよりなり、前記内側囲いは、内部に投入した浚渫土から浸出する水分が前記集水溝に流出するように構成し、浚渫土を水分と土砂成分とに分離することを特徴とする、浚渫土の水切り施設が開示されている。

特開２０１０−２３５５１号公報

上記方法によれば、水分に溶出した重金属が周辺環境へ拡散することは確かに抑制される。しかし、当該特許文献１の方法を含むいずれの方法においても、薬品等の添加コストや脱水コストおよび搬送コスト等が高くなり、不経済である。さらに、不溶化、脱水のための添加剤、セメント等と掘削土等との撹拌作業や、別途陸上に大掛かりな水切り施設等を設けることは、施工効率の観点からも非効率的である。

そこで本発明では、重金属を含む掘削土等の水上運搬において、簡易かつ効率的に掘削土等から余剰水分を分離することを可能とする技術の提供を目的とする。

上記課題を解決する本発明の重金属類を含む地盤の掘削土又は浚渫土を水上運搬するための土砂運搬船上に配置される土水分離装置であって、前記土水分離装置は、前記掘削土又は浚渫土を投入する囲いと、該囲い内の底面に配設される複数の水抜き孔を有する底板と、該水抜き孔を通過した水成分が集水される集水桝と、該集水された水成分を前記土砂運搬船の外部に排水するためのポンプと、から少なくとも形成されることを特徴とする。

また、本発明の重金属を含む地盤の掘削土又は浚渫土を水上運搬するための土砂運搬船上に配置される前記土水分離装置による土水分離方法において、前記囲い内に前記掘削土又は浚渫土を投入する積込み工程と、前記水抜き孔を通じて水成分が分離する分離工程と、前記分離した水成分を前記集水桝に集水する集水工程と、前記集水した水成分を前記土砂運搬船の外部に排水する排水工程とからなることを特徴とする。

本発明に係る重金属を含む掘削土等の水上運搬における土水分離装置およびその分離方法によれば、土砂運搬船に投入した掘削土等から重金属が溶出した水成分が分離しても、土砂運搬船の周辺水域に漏出させることなく確実に土砂運搬船の外部に排水することができるため、周辺水域環境を汚染することなく、掘削土等の水上運搬が可能となる。

本発明の実施形態に係る土水分離装置の概念図である。本発明の実施形態に係る土砂運搬船等の側面図および平面図である。本発明の実施形態に係る集水設備の平面図および断面図である。本発明の実施形態に係る土砂運搬船の底板の平面図および正面図である。

本発明に係る掘削土等の水上運搬における土水分離装置の実施形態を、図を用いて以下に詳述する。

図１は、本発明の実施形態に係る土水分離装置の概念図である。土水分離装置は、土砂運搬船１の上に設置された掘削土等Ｓを投入するための囲い２と、掘削土等Ｓから分離した重金属を含む水成分が導水されて一時的に貯留される集水設備３とから構成される。貯留された水成分は、集水設備３から荷役桟橋４の上に設置された濁水処理設備５に濁水送水管６を通って送水され、濁水処理設備５によって濁水処理を施された処理水は、処理水送水管７を通って周辺水域に放流される。

図２（ａ）は、土砂運搬船１等の側面図であり、図２（ｂ）は、土砂運搬船１の平面図である。土砂運搬船１は主に、台船１ａと、防舷材１ｂとで構成されている。台船１ａは、水上土木工事に数多く使用されるユニフロートシステムという組立式台船であり、台船本体に予め設けられているオスとメスのカップリングを相互にかみ合うように２つの台船を互いにロープなどで引き寄せ、各カップリングを噛み合わせた後、噛み合わせたカップリングに止ピンを挿入して固定するものである。防舷材１ｂは、台船の側面外周にロープ等で固定される。実施形態は古タイヤを使用している。ゴムのような衝撃吸収できる弾性体が好ましい。囲い２は、台船１ａの表面に敷桁材２ａを介して固定された敷板材２ｂの上に柱材２ｃを立設させ、柱材２ｃ，２ｃ間に壁材２ｅを配設し、柱材２ｃの転倒防止として、柱材２ｃの囲い外側の頭部と敷板材２ｂとの間を斜材２ｄで連結する。集水設備３は、敷板材２ｂの上に囲い２の外側に隣接するように設置する。本実施形態では、敷桁材２ａに１１０ｍｍ×１１０ｍｍの鋼製角パイプを、敷板材２ｂおよび壁材２ｅに厚さ１６ｍｍで１５２４ｍｍ×６０９６ｍｍの鋼板を、柱材２ｃに２５０ｍｍ×２５０ｍｍのＨ形鋼を、斜材２ｄに１５０ｍｍ×７５ｍｍの溝型鋼をそれぞれ使用する。各部材同士は溶接によって接続される。壁材２ｅは、柱材２ｃのフランジに係るように配設する。各部材の接合部隙間は、溶接によって隙間を充填するか、囲いおよび底面をシート等の不透水性材料で覆うことで水密性を確保する。

図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る集水設備の図３（ｂ）Ｃ−Ｃ断面である。また、図３（ｂ）は、本発明の実施形態に係る集水設備の図３（ａ）Ａ−Ａ断面である。さらに、図３（ｃ）は、本発明の実施形態に係る集水設備の図３（ａ）Ｂ−Ｂ断面である。集水設備３は、集水桝３ａと、囲い２内で掘削土等から分離した水成分を導水するための導水管３ｂと、集水桝３ａに集水した水成分を濁水処理設備５に送水するためのポンプ３ｃとから構成される。集水桝３ａは、直方体の箱型形状であり、ポンプの出し入れやメンテナンス、水成分に溶出した重金属の種類や濃度の測定等のために天板は設けない。集水桝３ａの各側面の接合部および各側面と底面との接合部にはそれぞれ７５ｍｍ×７５ｍｍの等辺山形鋼が配置され、それぞれ溶接により接合される。該山形鋼を骨格として、該山形鋼を覆うように、該山形鋼の外側から厚さ９ｍｍの鋼板を溶接することで、集水桝３ａの水密性が確保される。集水桝３ａは、囲い２内で掘削土等から分離した水成分が囲い２から導水されて集水されるため、導水距離が極力短くなるように、囲い２に隣接するように敷板材２ｂの上に配置する。導水管３ｂは、直径１５０ｍｍの鋼製のガス管を使用する。導水管３ｂは、囲い２の壁材２ｅおよび集水桝３ａに設けた貫通孔に挿通し、水密性を確保するために、導水管３ｂと各貫通孔との間の隙間は溶接によって接合する。なお、囲い２内で掘削土等から分離した水成分を効果的に集水桝３ａに導水するために、囲い２の最下端である敷板材２ｂ上に導水管３ｂの最下端が接するように配置する。

図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る土砂運搬船の底板の平面図である。また、図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係る土砂運搬船の底板の正面図である。底板２ｆは、底板材２ｆａと、水平材２ｆｃとで構成される。底板材２ｆａは、３８０ｍｍ×１００ｍｍの溝形鋼を、水平材は、１００ｍｍ×１００ｍｍのＨ形鋼をそれぞれ使用する。本実施形態では、囲い２内の敷板材２ｂ上に、囲い２の長手方向に底板材２ｆａの長軸方向が平行になるように、ある間隔で敷き並べる。該底板材２ｆａの上に、該底板材２ｆａと直行するように、水平材２ｆｃをある間隔で敷き並べる。さらに、該水平材２ｆｃの上に、該水平材２ｆｃと直行するように、底板材２ｆａを隙間なく敷き並べる。各部材間は、衝撃などでずれが生じないように点付溶接を施しておく。当該最上段の底板材２ｆａの上に、掘削土等を直接投入するため、掘削土等から分離した水成分を当該敷板材２ｂの表面まで流下させるために、当該最上段の底板材２ｆａのウェブ表面には、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの水抜き孔２ｆｂを等間隔で設ける。なお、各底板材２ｆａは、両フランジが下向き、ウェブが上向きになるように配置する。

本実施形態に係る重金属を含む掘削土等の水上運搬における土水分離装置およびその分離方法によれば、土砂運搬船に投入した掘削土等から重金属が溶出した水成分が分離しても、土砂運搬船の周辺水域に漏出させることなく確実に土砂運搬船の外部に排水することができるため、周辺水域環境を汚染することなく、掘削土等の水上運搬が可能となる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

Ｓ掘削土等
１土砂運搬船
１ａ台船
１ｂ防舷材
２囲い
２ａ敷桁材
２ｂ敷板材
２ｃ柱材
２ｄ斜材
２ｅ壁材
２ｆ底板
２ｆａ底板材
２ｆｂ水抜き孔
２ｆｃ水平材
３集水設備
３ａ集水桝
３ｂ導水管
３ｃポンプ
４荷役桟橋
５濁水処理設備
６濁水送水管
７処理水送水管

Claims

重金属類を含む地盤の掘削土又は浚渫土を水上運搬するための土砂運搬船上に配置される土水分離装置であって、
前記土水分離装置は、前記掘削土又は浚渫土を投入する囲いと、該囲い内の底面に配設される複数の水抜き孔を有する底板と、該水抜き孔を通過した水成分が集水される集水桝と、該集水された水成分を前記土砂運搬船の外部に排水するためのポンプと、から少なくとも形成されることを特徴とする土水分離装置。
重金属を含む地盤の掘削土又は浚渫土を水上運搬するための土砂運搬船上に配置される前記土水分離装置による土水分離方法において、
前記囲い内に前記掘削土又は浚渫土を投入する積込み工程と、
前記水抜き孔を通じて水成分が分離する分離工程と、
前記分離した水成分を前記集水桝に集水する集水工程と、
前記集水した水成分を前記土砂運搬船の外部に排水する排水工程と、
からなることを特徴とする土水分離方法。