JP2020142670A - 土運船の排水装置及び排水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い排水効果を有し、土の吸水軟化を防止することができる土運船の排水装置及び排水方法の提供。【解決手段】この土運船１の排水装置は、船倉部３の周囲に配置された集水管８と、集水管８と排水ホース９を介して接続され、船倉部３に堆積された土５上又は土内に敷設される複数のドレーン材１０，１０…と、集水管８に接続された真空ポンプ１１等の排水手段とを備え、ドレーン材１０，１０…を通して船倉部３内の余剰水７を排出することによって、運搬中の土の吸水による軟化を防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、浚渫土等の運搬に使用される土運船の排水装置及び排水方法に関する。

従来、良質な砂の入手が困難な地域においては、埋立地盤を造成する場合、近隣海域においてグラブバケット等を使用して水底の土を浚渫し、それを土運船に積込み、埋立地盤が造成される区域又はその近隣まで運搬して使用することがある。

しかしながら、グラブバケット等を使用して土を土運船に積み込む際、土とともに大量の水が巻き込まれ、船倉部に余剰水として積載されるため、土運船内の土がこれを吸水して軟化するという問題があった。

また、この軟化した土を埋立材として投入する場合は、投入水域に濁りが発生しやすくなり、周辺環境に悪影響を及ぼすおそれがある。

さらに、水を多量に含んだ土は、埋立てに伴う上載荷重により大きな沈下量が生じるため、所定の高さの埋立地盤を造成するための埋立材の投入量や投入回数が増加するという問題があった。

さらにまた、処分場に土を廃棄するような場合においても、吸水して体積が膨張した土を投入することは、処分場の有効活用の観点において好ましくない。

一方、土の運搬に使用される土運船には、船倉部内の余剰水を外部に排出する排水装置を備えたものも開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

この土運船の排水装置は、船倉部の底部に環状のドレーン管を周壁に沿って配設するとともに、そのドレーン管と接続され、多数のろ過孔を有する縦向きの集水管が船倉部の四隅に設置され、集水管に流入した水を集水管の底部に設置されたポンプによって揚水し、外部に排出するようにしている。

特許第５１６５１２８号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、船倉部の底部に環状のドレーン管を配置するとともに、船倉部の四隅に縦向きの集水管を設置するため、その分、船倉部の容積を犠牲にせざるを得ず、土運船に積載できる土量が減少するという問題があった。

また、粘性土の場合には、透水性が低いため、底面に配置されたドレーン管及び四隅に配置された集水管に余剰水が到達するまでに時間を要するため集水効率が悪く、高い排水効果が期待できないという問題があった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、高い排水効果を有し、土の吸水軟化を防止することができる土運船の排水装置及び排水方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、土運船の船倉部から余剰水を排出する土運船の排水装置において、前記船倉部の周囲に配置された集水管と、該集水管と排水ホースを介して接続され、前記船倉部に堆積された土上又は土内に敷設される複数のドレーン材と、前記集水管に接続された排水手段とを備え、前記ドレーン材を通して前記船倉部内の余剰水を排出するようにしたことにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記排水手段は、前記集水管に接続された真空ポンプであって、該真空ポンプによって前記集水管に負圧を作用させて余剰水を吸引し排出することにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記排水手段は、前記集水管と接続した縦向き集水管と、前記縦向き集水管の底部に設置された排水ポンプとを備え、該排水ポンプによって前記縦向き集水管に流入した水を外部に排出するようにしたことにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３の何れか一の構成に加え、前記土運船は、前記船倉部下に開閉可能な排土用扉を備え、前記ドレーン材は、前記排土用扉幅よりも短いことにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項１〜４の何れか一の構成に加え、前記ドレーン材及び／又は前記排水ホースに沿って補強材を備えていることにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、土運船の船倉部から余剰水を排出する土運船の排水方法において、前記船倉部に投入された土上に前記船倉部の周囲に配置された集水管と排水ホースを介して接続された複数のドレーン材を敷設し、前記集水管に接続された排水手段によって、前記ドレーン材から前記船倉部内の余剰水を排出することにある。

請求項７に記載の発明の特徴は、請求項６の構成に加え、前記船倉部に投入された土上に前記ドレーン材を敷設した後、前記船倉部に新たな土を投入し、該新たな土上に前記ドレーン材を敷設し、前記ドレーン材を多段配置に設置することにある。

請求項８に記載の発明の特徴は、請求項６又は７の構成に加え、前記ドレーン材は、前記船倉部下に開閉可能に設置された排土用扉の幅よりも短く形成され、前記船倉部の側面部より中央側に向けて敷設することにある。

本発明に係る土運船の排水装置は、請求項１に記載の構成を具備することによって、ドレーン材を状況に合わせて敷設することができ、透水性の低い土であっても効率よく余剰水を排出することができ、土の吸水による軟化を防止することができる。

また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、負圧の作用によってドレーン材を通して余剰水を迅速に吸水することができる。

また、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、ドレーン材を通して集水された余剰水を縦向き集水管より効率よく排水することができる。

さらに、本発明において、請求項４に記載の構成を具備することによって、排土用扉を開いて土を排出する際に、ドレーン材が水中に引き込まれないようにすることができる。

さらにまた、本発明において、請求項５に記載の構成を具備することによって、土の投入及び排出等をする際の衝撃によるドレーン材及び排水ホースの破損を防止することができる。

また、本発明に係る土運船の排水方法は、請求項６に記載の構成を具備することによって、ドレーン材を状況に合わせて敷設することができ、透水性の低い土であっても効率よく排出することができ、土の吸水による軟化を防止することができる。

さらに、本発明は、請求項７に記載の構成を具備することによって、土投入開始とともに余剰水の排出を開始することができるとともに、ドレーン材が多層に配置されることによって、粘性土のように透水性の低い土であっても効率よく吸水することができる。

さらにまた、本発明において、請求項８に記載の構成を具備することによって、排土用扉を開いて土を排出する際に、ドレーン材が水中に引き込まれないため、土を排出した後、直ちに排土用扉を閉じて、土運船を排出場所から次の積込み場所へ速やかに移動させることが可能となる。

本発明に係る土運船の排水装置の使用態様の一例を示す断面図である。 同上のＡ-Ａ線矢視断面図である。 同上の平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る土運船の排水方法の手順を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上の手順を示す平面図である。 本発明に係る土運船の排水装置の使用態様の他の一例を示す断面図である。 同上のＢ-Ｂ線矢視断面図である。 同上の平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る土運船の排水方法の手順を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上の手順を示す平面図である。

次に、本発明に係る土運船の排水装置の実施態様を図１〜図３に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は土運船、符号２は水面である。

土運船１は、上面が開口した船倉部３を有し、上面の開口部より船倉部３にグラブバケット４等によって土５が投入されるようになっている。

また、この土運船１は、船倉部３下に開閉可能な排土用扉６，６を備え、排土用扉６，６を開放することによって、船倉部３内の土５を排出できるようになっている。

さらに、この土運船１には、土運船１の船倉部３から余剰水７を排出する排水装置を備えている。

排水装置は、船倉部３の周囲に配置された集水管８と、集水管８と排水ホース９を介して接続され、船倉部３に堆積された土５上又は土５内に敷設される複数のドレーン材１０，１０…と、集水管８に接続された排水手段とを備え、ドレーン材１０，１０…を通して船倉部３内の余剰水７を吸水し、排出するようになっている。

集水管８は、船倉部３の周囲に沿って矩形環状に形成され、船倉部３の両側に配置された対向する長辺部に所定の間隔をおいて各排水ホース９の一端が接続され、排水ホース９を介してドレーン材１０，１０…が接続されている。尚、集水管８の位置は、実施例の如く船倉部３の内側に限定されず、船倉部３の開口部縁部等に配置してもよい。

また、集水管８には、排水手段である真空ポンプ１１が接続され、真空ポンプ１１によって集水管８に負圧を作用させられるようになっている。

排水ホース９は、柔軟性を有するとともに、船倉部３の底面付近にまで至る十分な長さを有している。

この排水ホース９は、長手方向に沿って補強材（図示せず）を備え、柔軟性を有しつつ補強されている。

補強材は、特に限定されないが、例えば、柔軟性を有する金属製の線材又は板材を排水ホース９の外周に長手方向に沿って固定してもよく、メッシュ状のホース部材によって排水ホース９の外周を被覆してもよい。

ドレーン材１０，１０…は、例えば、プラスチックボードドレーンを使用し、柔軟性を有する薄型の細板状に形成されている。

このドレーン材１０，１０…は、その長手方向長さが船倉部幅の１／２以下、より詳しくは、排土用扉６，６幅よりも短く形成され、排土用扉６，６が開放された際に水中に引きずり込まれないようになっている。

プラスチックボードドレーンは、特に図示しないが、断面がジグザク状に形成された帯状の心材と、心材の外面を覆うフィルター状の透水材とを備え、透水材によって土５を遮断した状態で通水できるようになっている。

また、ドレーン材１０，１０…は、長手方向に沿って補強材（図示せず）を備え、柔軟性を有しつつ補強されている。

この補強材は、特に限定されないが、例えば、柔軟性を有する金属製の線材又は板材をドレーン材１０の外周に長手方向に沿って固定するようにする。

ドレーン材１０，１０…は、その端部にキャップ（図示せず）が連結され、キャップを介し排水ホース９の一端に連結されている。

次に、このような排水装置を使用した土運船１の排水方法について説明する。

まず、各ドレーン材１０，１０…を船倉部３より外側に退避させ、例えば、図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、船倉部３脇の甲板部に仮置きしておく。

そして、この状態で、上面開口部よりグラブバケット４等によって土５の投入を開始し、土５が船倉部３の底部に一定量堆積するまで積み込む。

その際、ドレーン材１０，１０…が船倉部３より外側に退避させた状態にあるので、ドレーン材１０，１０…が土５の投入を阻害することがないようになっている。

一方、船倉部３には、土５とともにグラブバケット４内に取り込まれた水が巻き込まれ、その水が余剰水７として堆積した土５の上面部に貯まる。

次に、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、堆積した土５の上にドレーン材１０，１０…を船倉部３の両側面部より中央側に向けて敷設する。尚、ドレーン材１０，１０…は、船倉部３下に開閉可能に設置された排土用扉６，６の幅よりも短く形成されているので、船倉部３の中央より船倉部３の幅方向両側にそれぞれ複数のドレーン材１０，１０…が平行配置に敷設される。

その際、ドレーン材１０，１０…は、プレスチックボードドレーン等の薄型で柔軟性を有するものを使用するので、堆積した土５上面に不陸が生じている場合であってもその不陸に追従して敷設することができ、余剰水７が溜まった場所に確実に敷設することができる。

また、ドレーン材１０，１０…が薄型であることによって、船倉部３の容積を著しく減少させることがない。

そして、ドレーン材１０，１０…の敷設が完了した後、船倉部３に土５の投入を再開し、新たに投入された土５によって敷設されたドレーン材１０，１０…が埋設されたら、排水手段である真空ポンプ１１を稼働させ、集水管８に負圧を作用させることによって敷設されたドレーン材１０，１０…を通して船倉部３内の余剰水７の吸水を開始し、ドレーン材１０，１０…、排水ホース９、集水管８を経由して土運船１外に排出する。

尚、排出される余剰水７は、透水材によって土５が遮断された状態で吸水されるので、そのまま土運船１外の水域に排出してもその水域の環境を乱すことがないが、必要に応じてろ過処理を行って排出するようにしてもよい。

そして、更に土５の投入を継続し、土５が船倉部３に一定量堆積するまで積み込み、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すように、必要に応じて、新たに投入されて堆積した土５上にドレーン材１０，１０…を船倉部３の両側部より中央側に向けて敷設する。

このように、土５の投入作業と、ドレーン材１０，１０…の敷設作業とを繰り返し、図１〜３に示すように、ドレーン材１０，１０…を多段配置に設置する。

そして、所定量の土５の積載が完了したら、その状態で排水手段である真空ポンプ１１の稼働を継続し、集水管８に負圧を作用させ、船倉部３内の余剰水７をドレーン材１０，１０…から吸水し、ドレーン材１０，１０…、排水ホース９、集水管８を経由して土運船１外に排出する。尚、余剰水７の排出は、土運船１の移動中にも行うことができる。

十分に船倉部３内の余剰水７が排出された後、排水手段である真空ポンプ１１を停止し、土５を所定の排出場所まで運搬する。

土５の運搬後は、所定の場所において船倉部３下の排土用扉６，６を開放し、土５を排出する。その際、ドレーン材１０，１０…は、柔軟性を有する排水ホース９に接続されており、また、排土用扉６，６幅よりも短く形成されているので、排土用扉６，６が開放された際に水中に引きずり込まれないようになっている。

そして、土５の排出後、ドレーン材１０，１０…が水中に引き込まれていないため、直ちに排土用扉６，６を閉じて、土運船１を排出場所から次の積込場所へ速やかに移動させることが可能となる。また、土運船１の移動時間を利用して、ドレーン材１０，１０…を船倉部３より持ち上げ、各ドレーン材１０，１０…を船倉部３より外側に退避させ、例えば、船倉部３脇の甲板部に仮置きしてもよい。このように、各ドレーン材１０，１０…を船倉部３より外側に退避させた状態にしておくことで、次の土の積込み作業に円滑に移行することが可能となる。

このように構成された排水装置を使用した排水方法では、土５の積込み完了前の状態から余剰水の排出を開始でき、また、積載量や土５の性質等に応じてドレーン材１０，１０…を多段に配置することができるので、迅速かつ効率的に船倉部３の余剰水７を排出することができ、運搬中における土５の吸水による軟化を抑制することができる。

特に、積載される土が粘性土のように透水性の低い土の場合であっても、各ドレーン材が吸水の必要な高さに複数段に亘って配置されているため、高い排水効果を得ることができる。

次に、本発明に係る土運船の排水装置の他の実施例について図６〜図８に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

この排水装置は、船倉部３の底側の周囲に配置された集水管８と、集水管８と排水ホース９を介して接続され、船倉部３に堆積された土５上又は土５内に敷設される複数のドレーン材１０，１０…と、集水管８に接続された排水手段とを備え、ドレーン材１０，１０…を通して船倉部３内の余剰水７を排出するようになっている。

集水管８は、船倉部３の内側下部に沿って矩形環状に形成され、対向する長辺部に所定の間隔をおいて各排水ホース９の一端が接続され、排水ホース９を介してドレーン材１０，１０…が接続されている。

また、排水ホース９は、柔軟性を有するとともに、接続されたドレーン材１０，１０…を船倉部３の上面開口部から船倉外に持ち出し、船倉部３の外側に退避させられる程度の十分な長さを有している。

一方、排水手段は、集水管８と接続した縦向きの縦向き集水管２０が船倉部３の隅部に設置され、その縦向き集水管２０の底部に設置された排水ポンプ２１によって縦向き集水管２０に流入した水を汲み上げ、排水管２２を通して外部に排出するようになっている。

縦向き集水管２０は、軸方向を縦方向に向けた管状に形成され、その下端部に環状の集水管８の両端が連通され、集水管８内の水が内部に流入するようになっている。

この縦向き集水管２０には、特に図示しないが、外周に多数の透水孔が形成され、この透水孔を通しても船倉部３内の水が管内に流入するようになっている。

また、縦向き集水管２０は、外周面が不織布からなるシート状のフィルター材で覆われ、フィルター材によって土５を遮断し、水のみが透水孔を通して流入するようになっている。

排水ポンプ２１は、縦向き集水管２０の底部に設置され、縦向き集水管２０内の水を揚水するようになっている。

この排水装置を使用して船倉部３の余剰水７を排出するには、図９、図１０に示すように、上記の実施例と同様に、必要に応じて土５の投入作業と、ドレーン材１０，１０…の敷設作業とを繰り返し、ドレーン材１０，１０…を多段配置に設置することによって行う。

そして、敷設した各ドレーン材１０，１０…を通して集水管８に水が流入し、集水管８から縦向き集水管２０に水が流入するので、排水ポンプ２１を稼働させ、縦向き集水管２０内の水を揚水して船倉部３の外に排出することによって、敷設した各ドレーン材１０，１０…を通して集水管８に水が流入し、集水管８から縦向き集水管２０に水が流入する工程と、排水ポンプ２１で揚水して排水管２２を通して船倉外に排出する工程とを繰り返すことによって、船倉部３の余剰水７が順次外部に排出されるようになっている。

尚、上述の実施例では、ドレーン材１０，１０…を船倉部３内に堆積した土５に対し二段に配置した例を基に説明したが、ドレーン材１０，１０…は、一段のみの敷設であってもよく、また、三段以上の多段配置であってもよい。

また、上述の実施例では、船倉部３下に排土用扉６，６を備えた底開放式土運船１について説明したが、土運船１の種類は限定されず、船倉部３の底側が開閉しない密閉方式の土運船１にも適用できる。

１ 土運船
２ 水面
３ 船倉部
４ グラブバケット
５ 土
６ 排土用扉
７ 余剰水
８ 集水管
９ 排水ホース
１０ ドレーン材
１１ 真空ポンプ
２０ 縦向き集水管
２１ 排水ポンプ
２２ 排水管

Claims (8)

1. 土運船の船倉部から余剰水を排出する土運船の排水装置において、
   前記船倉部の周囲に配置された集水管と、該集水管と排水ホースを介して接続され、前記船倉部に堆積された土上又は土内に敷設される複数のドレーン材と、前記集水管に接続された排水手段とを備え、前記ドレーン材を通して前記船倉部内の余剰水を排出するようにしたことを特徴とする土運船の排水装置。
2. 前記排水手段は、前記集水管に接続された真空ポンプであって、該真空ポンプによって前記集水管に負圧を作用させて余剰水を吸引し排出する請求項１に記載の土運船の排水装置。
3. 前記排水手段は、前記集水管と接続した縦向き集水管と、前記縦向き集水管の底部に設置された排水ポンプとを備え、該排水ポンプによって前記縦向き集水管に流入した水を外部に排出するようにした請求項１に記載の土運船の排水装置。
4. 前記土運船は、前記船倉部下に開閉可能な排土用扉を備え、前記ドレーン材は、前記排土用扉幅よりも短い請求項１〜３の何れか一に記載の土運船の排水装置。
5. 前記ドレーン材及び／又は前記排水ホースに沿って補強材を備えている請求項１〜４の何れか一に記載の土運船の排水装置。
6. 土運船の船倉部から余剰水を排出する土運船の排水方法において、
   前記船倉部に投入された土上に前記船倉部の周囲に配置された集水管と排水ホースを介して接続された複数のドレーン材を敷設し、前記集水管に接続された排水手段によって、前記ドレーン材から前記船倉部内の余剰水を排出することを特徴とする土運船の排水方法。
7. 前記船倉部に投入された土上に前記ドレーン材を敷設した後、前記船倉部に新たな土を投入し、該新たな土上に前記ドレーン材を敷設し、前記ドレーン材を多段配置に設置する請求項６に記載の土運船の排水方法。
8. 前記ドレーン材は、前記船倉部下に開閉可能に設置された排土用扉の幅よりも短く形成され、前記船倉部の側面部より中央側に向けて敷設する請求項６又は７に記載の土運船の排水方法。

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