JPH0426007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は海洋プラツトホーム、人工島等の建
設、あるいは広い海底面などに、水などの流体に
砂などの粒体を分散してパイプ輸送が可能なスラ
リーを蒔出す技術に関するものである。

〈従来の技術〉 例えば、水没させたコンクリート函体内に砂等
のバラスト材を充填する技術として、スラリー化
した砂を輸送して中詰めを行う技術は、オランダ
のデルタ計画等の他各地で実施されている。

従来の中詰め技術は第１１図に示すように、有
天構造のバラスト室ａを複数有する着底構造物Ａ
内にスラリー化した砂を中詰めする方法である。

各バラスト室ａ，ｂ……は隔壁Ｂで仕切られて
おり、各隔壁Ｂの上端に連通口Ｃを開設して各バ
ラスト室ａ，ｂ……が連通した構造となつてい
る。

そして、最外端に位置するバラスト室ａの側壁
上部にスラリーの輸送パイプＤを接続して、スラ
リーを供給する。

輸送された砂をバラスト室ａ内に堆積させる一
方、輸送に供した水は外部に放出しながら、各バ
ラスト室ａに砂を順次中詰めしていく方法であ
る。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 上記したスラリー化した砂の中詰め技術には次
のような問題点が残されている。

すなわち、輸送パイプＤからバラスト室ａ内に
スラリーを放出すると、輸送路の断面積は輸送パ
イプＤに比べて拡大したことになる。

そのため、砂の沈下堆積が開始するが、砂の堆
積量が増加するにしたがつて天上との間隔が狭く
なる。

すると、砂の堆積により堆積した砂の上面と天
上間に、流速に見合つた自然流路が形成される。

この自然流路は不安定な形状で、抵抗の小さい
所へと方向を変えながら蛇行し、最終的には放出
口Ｅを閉塞する。

〈本発明の目的〉 本発明は前記の問題点を解決するために成され
たもので、流速を低下させずにスラリーの詰まり
を防止した状態で遠方まで輸送でき、しかも効率
良くスラリー中の粒体の蒔出しをできる、スラリ
ーの蒔出しに関する技術を提供することを目的と
する。

〈実施例〉 以下、図面を参照しながら、函体からなる着底
構造物への中詰めを一例に説明するが、その他広
い海底への蒔出しについても同様に行うことがで
きる。

まず、スラリーの蒔出しに使用する蒔出し装置
について説明する。

〈イ〉 蒔出し装置（第２図） 蒔出し装置１は、例えば断面半円形であつて、
底面開放型の管体である。

この管体の両端は側壁１１で閉塞する。

両側壁１１の上部にはそれぞれ絞り孔１２を開
設する。

さらに管体の底面には連続した沈砂口１３を形
成する。

蒔出し装置１の内部には流速調整壁４を複数設
ける。

各流速調整壁４の上部には孔５を開設し、この
孔５の孔径を選択することによつてスラリーの流
速を調整できる構造である。

また、流速調整壁４を省いた蒔出し装置１を使
用する場合もある。

要は前後に絞り孔を開孔した底面開放体であれ
ばよい。

［蒔出し装置の配置方法］（第１図） この蒔出し装置１は隔壁Ｂで仕切られた着底構
造物Ａの各バラスト室ａ内の天上側に配置する。

最外端に位置する蒔出し装置１（第１図では左
端側）の絞り孔１２には、例えば水上側の砂７と
水を混合して圧送するスラリーポンプＰから延び
る輸送パイプＤを接続する。

さらに、各蒔出し装置１の絞り孔１２は、隔壁
Ｂの連通口を介して同一線上に配置して連通構造
とする。

また、バラスト室ａが広い場合には第３図に示
すように蒔出し装置１を並列に複数配置する場合
もある。

〈ロ〉 スラリーの蒔出し原理 水中の砂は、流体がある流速（限界流速）にな
ると、浮上して流体と同じ速度で移動する。

逆に流体が限界流速以下になると、砂が沈殿を
開始することは知られている。

本発明に係るスラリーの蒔出し技術は、拡大し
たスラリーの流路の断面積をバラスト室ａ内であ
る時点から急激に減少させることによつて、スラ
リーの流速を急激に上昇させ、スラリー中の砂７
の遠距離輸送を行つて、順次各バラスト室ａに砂
７を蒔出していくものである。

すなわち、スラリーの輸送速度を中心に観察す
ると次のよう変化する。

［輸送パイプ内の流速］ スラリーポンプＰから輸送されるスラリーの流
速は、同一径の輸送パイプＤ内では輸送開始当時
の流速をほぼ維持して、バラスト室ａ内に吐出さ
れる。

［バラスト室内の流速変化］ 輸送パイプＤを経て輸送されるスラリーは、蒔
出し装置１の沈砂口１３を介して、輸送パイプＤ
の断面と比較にならない大面積のバラスト室ａの
空間に吐出されて、スラリーの流速が限界流速以
下に低下する。

その結果、バラスト室ａ内に砂７のみが沈殿を
開始する。

その状態でバラスト室ａ内の砂７の沈殿量が
徐々に増えてゆき、やがて、沈殿した砂７が流速
調整壁４で仕切つた空間の沈砂口１３を閉塞す
る。

するとその瞬間から、蒔出し装置１を形成する
管体のみがスラリーの流路となる。

この管体の断面積はその直前まで流路であつた
バラスト室ａの断面積と比較すると極端に小さ
い。

そのため、瞬時にスラリーの輸送速度が限界流
速以上に上昇する。

その結果、スラリーは次の流速調整壁４で仕切
つた空間内に輸送されて砂７の沈殿を行いなが
ら、次々と中詰めが進行する。（第４図） 最初のバラスト室ａの中詰めを終了すると次の
バラスト室ａへ高速で輸送され、以下同様に中詰
めが行われる。

このように、スラリーの輸送速度が急激に上昇
する原因は、砂７の沈殿によつてスラリーの流路
が瞬時に縮小したことにより自然に上昇するもの
であり、スラリーポンプＰで強制的に輸送圧を上
昇させたことによるものではない。

以上の工程を繰り返して、各バラスト室ａへ砂
７を中詰めする。

［砂の流速と堆積状態の関係を示す実験］ 砂７の堆積量が増して沈砂口１３を閉塞した場
合に、スラリーの流速が自然に上昇することは、
次の実験例からも明らかである。

すなわち、透明な一定長の筒体からなるモデル
管体２を複数個直列に配置する。

各モデル管体２間は、側面をホース３で接続す
る。

そして、最外側のモデル管体２の側面からスラ
リーを圧送して、スラリーの流速と砂７の堆積状
態の関係を試験した。

流速条件は次の二種類とする。

流速条件：1.5〜2.0m／sec 流速条件：2.5〜3.0m／sec ただし、上記流速はスラリーポンプＰの吐出口
における流速である。

［試験結果］ 流速条件、ともに一旦噴流状態でモデル管
体２内に充満した。

それ以降の経時的な砂７の堆積状態の変化を、
流速条件の場合には、第５図から第７図までに
示し、流速条件の場合には第８図から第１０図
にそれぞれ示す。

流速条件の場合、砂７の吹き出し距離が短い
ため、砂７の堆積は流入口側から順次流出口側へ
と進んでいる 流速条件の場合には、砂粒群の中に含まれた
微粒子は流出口の付近まで浮遊して堆積し、更に
微小な粒子は次のモデル管体２へ輸送された。

流速条件、の最終的な砂７の堆積状態は第
７，１０図に示す通りである。

両流速条件、の場合も最終的な砂７の堆積
状態に若干の差異はみらるれるが、いずれの場合
にもモデル管体２の内部で砂７が流路を閉塞する
ことはなく、砂７の堆積が安定すると次のモデル
管体２へと輸送された。

以上の試験結果は、前述した蒔出し装置１を使
つて供給するスラリーが、当初はバラスト室ａ内
で急激に流路の断面積が大きくなることにより流
速が低下することを証明できる。

また、砂７の堆積が進行して蒔出し装置１の沈
砂口１３を閉塞すると、今度は蒔出し装置１内の
流路の断面が急激に縮小されて、スラリーの流速
が上昇することを十分に証明できるものである。

〈効果〉 本発明は以上説明したようになるから次のよう
な効果を期待することができる。

(イ) 着底構造物の各バラスト室内の上部に、蒔出
し装置を配置する。

そしてこの蒔出し装置を介してスラリーを供
給すると、当初は流路の断面積の差から流速が
低下して砂が堆積する。

堆積した砂が蒔出し装置の底面開口を閉塞す
るまで到達すると、バラスト室内の流路の断面
積が急激に極めて小断面積に縮小される。

その結果、スラリーの流速がある瞬間から上
昇し、次のバラスト室へ高速で輸送できる。

従つて、一つのバラスト室に十分に砂を中詰
めした後も、スラリーの流速を低下させずに遠
方まで輸送でき、連続して多数のバラスト室へ
中詰め作業を行える。

(ロ) 上記したように、スラリーの流路の断面があ
る瞬間から急激に縮小すると、自然にスラリー
の流速は限界流速以上の速度に上昇する。

従つて、蒔出し装置内での砂の詰まりを確実
に防止できる。

(ハ) スラリーの流路を閉塞しないで砂を大量に広
範囲に渡つて蒔出しできるので、バラスト室に
未充填空間の発生を低く押さえることができ
る。

従つて、着底構造物に十分な重量を与えるこ
とができる。

(ニ) 着底構造物への中詰めだけでなく、広い水底
へ各種の固体を蒔出す場合などにも採用でき、
利用範囲が広範である。

【図面の簡単な説明】

第１図：着底構造物への中詰め状態を示す説明
図、第２図：蒔出し装置の一実施例の説明図、第
３図：第１図における−の断面図、第４図：
蒔出し装置内におけるスラリーの輸送状態を示す
説明図、第５〜１０図：モデル管体を使用して、
砂の堆積状態を試験した試験結果の説明図、第１
１図：従来の中詰め技術の説明図。 １……蒔出し装置、２……モデル管体、７……
砂、１２……絞り孔、１３……沈砂口、Ａ……着
底構造物、Ｂ……隔壁、ａ……バラスト室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パイプ輸送のスラリーをまずパイプの断面よ
   り大断面空間に吐出して沈殿させ、 沈殿により空間の断面積を徐々に減少させ、 ある瞬間から急激に流路の空間の断面を減少さ
   せることによつてスラリーの輸送速度をスラリー
   中の粒子が浮上する速度まで上昇させ、 さらに次の大断面積空間に吐出させる工程を繰
   り返して行う、 スラリーの蒔出し方法。 ２ スラリー輸送をする輸送パイプの先端に連通
   させて接続する管体であつて、 この管体の両端はスラリー通過用の孔を開設し
   た側壁で閉塞し、 管体の底部を開放して形成したことを特徴とす
   る、 スラリーの蒔出しに使用する蒔出し装置。