JPH05171631A - 水平ドレーン材の敷設方法及びその敷設作業船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業船を用いて行われる水底の軟弱地盤改良
域への水平ドレーン材の敷設において、水平ドレーン材
の破断のない、確実にして容易な敷設方法を提供するこ
と。 【構成】 船体とは独立して下方に向けて設置されると
ともに上下動調整可能な案内フレームの下端部を水底の
直近位置に臨ませ、該案内フレームに沿って帯状をなす
水平ドレーン材を連続的に供給し、船体の進行とともに
水底に水平ドレーン材を敷設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】イ．発明の目的 (1) 産業上の利用分野 この発明は、水底に帯状の水平ドレーン材を平面的に敷
設する方法及び該方法を実施するために使用されるその
敷設作業船に関する。

【０００２】(2) 従来の技術 水底の軟弱地盤の改良のため、軟弱地層中に砂杭等の鉛
直ドレーン材を所定間隔を保って鉛直状に打設し、表層
部に水平ドレーン材を敷設することは公知に属するが、
近年においてこの水平ドレーン材として、芯材としての
パブリックドレーンと該パブリックドレーンを包囲する
フィルター材とからなる板状ドレーン材の使用が試みら
れている。なお、パブリックドレーン及びフィルタ材は
ともにその素材に合成樹脂が好適なものとして使用され
る。そして、水底への水平ドレーン材の敷設のため、敷
設作業船が使用されるが、従来の敷設作業においては、
単に、敷設作業船上にロール状に巻き取って設置した水
平ドレーン材を繰り出し、水底へ着底させた後、該水平
ドレーン材上に砂利・砂等を上載する手段を採ってい
る。あるいは、また、重りとなる固定部材を予め取り付
けた水平ドレーン材を繰り出して敷設する手段も採られ
る。

【０００３】しかしながら、これら前者・後者のいずれ
の手段にあっても、作業船の進行とともに水平ドレーン
材が水底に着底するまでに種々の攪乱要因を受け、所望
どおり敷設され難く、施工の信頼度が乏しく、更には水
平ドレーン材が破断するという事態に立ち至ることにな
る。従って、前者の手段にあっては、このため、水平ド
レーン材の強度を必要以上に大きく採る必要があり、ま
た、後者の手段にあっては巻き取られている水平ドレー
ン材の送り出し装置の駆動力を大きくする必要があり、
設備費が嵩む等の問題点がある。

【０００４】(3) 発明が解決しようとする問題点 そこで、本発明においては、上記実情に鑑み、所望どお
り水平ドレーン材を水底に敷設でき、かつ、船上に設置
されるウインチ等の諸設備の小型化を図りうる水平ドレ
ーン材の敷設方法及びその敷設作業船を提供することを
目的とする。

【０００５】ロ．発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、次の構成を取る。す
なわち、本発明の第１番目の特徴とする構成は水平ドレ
ーン材の敷設方法であって、船体とは独立して下方に向
けて設置されるとともに上下動調整可能な案内フレーム
の下端部を水底の直近位置に臨ませ、該案内フレームに
沿って帯状をなす水平ドレーン材を連続的に供給し、船
体の進行とともに水底に水平ドレーン材を敷設する、こ
とを特徴とする。本発明の第２番目の特徴とする構成
は、同じく水平ドレーン材の敷設方法であって、船体と
は独立して下方に向けて設置されるとともに上下動調整
可能な案内フレームに沿い帯状をなす水平ドレーン材を
連続的に供給し、該水平ドレーン材の供給速度に同期し
て該水平ドレーン材の表面側にワイヤーロープを繰り出
し、前記船体上で用意された固定部材を前記ワイヤーロ
ープに係合させ、船体の進行とともに水底に水平ドレー
ン材を敷設する、ことを特徴とする。次に、本発明の第
３番目の特徴とする構成は上記方法の発明を実施するた
めの水平ドレーン材敷設作業船であって、適宜位置にお
いて上下に貫通する案内孔を有する船体と、前記船体と
は独立し前記案内孔に建て込まれるとともに、該船体の
下方へ向けて設置されるとともに上下動調整可能な案内
フレームと、前記船体上で水平ドレーン材を展張させ、
かつ、該水平ドレーン材を前記案内フレームに沿って供
給するドレーン材供給装置と、前記船体上で前記水平ド
レーン材の供給速度に同期させ、該水平ドレーン材の表
面にワイヤーロープを繰り出すワイヤーロープ供給装置
と、を少なくとも備えてなることを特徴とする。

【０００６】(2) 作用 本発明において、船体上から繰り出される水平ドレーン
材は水底に着底するまでの間、案内フレームによって案
内されて下降するので、水平ドレーン材の浮動並びに流
れが防止される。船体の進行とともに水底に敷設される
水平ドレーン材上にワイヤーロープ並びに固定部材が連
続的に載置されてゆく。更にまた、固定部材の荷重はワ
イヤーロープに負担され、水平ドレーン材には無理な応
力が生じない。

【０００７】(3) 実施例 本発明の水平ドレーン材の敷設方法及びその敷設作業船
の実施例を図面に基づいて説明する。図１〜図９はその
一実施例の水平ドレーン材の敷設作業船を示す。すなわ
ち、図１及び図２は該敷設作業船の全体構成を示し、図
３〜図９はその部分構成を示す。なお、以下の説明にお
いて、水平ドレーン材の敷設進行方向すなわち作業船の
前進方向を「前方」とし、その反対側を「後方」と定義
する。

【０００８】図１及び図２に示されるように、Ｓは水平
ドレーン材の敷設作業船（以下単に「作業船」という）
であり、船体部１と、該船体部１の中央に昇降自在に配
備された案内フレーム２と、船体部１上に配された水平
ドレーン材供給装置３と、同じくワイヤーロープ供給装
置４並びに砂袋供給装置５と、を含む。更には、船体部
１の四隅に配される係船装置６を含む。なお、８は水底
地盤を示す。

【０００９】以下、この作業船Ｓの各部の細部構造を説
明する。船体部１ 船体部１は、鋼製の四角状の箱体よりなり浮力を有し、
その甲板１ａは十分に広い作業空間を提供する。該船体
部１の中央には、船幅方向に長い矩形状をなす案内孔１
０が船体部１を上下に貫通して形成される。

【００１０】案内フレーム２ 案内フレーム２は、左右の柱部１２と上部の梁部１３と
から実質的に門形に一体的に形成され、所要の剛性を有
し、船体部１の案内孔１０内に建て込まれて設置され
る。左右の柱部１２は所定の間隔を保持し、その下端は
後方に向けて曲面をもって折り曲げられる。柱部１２は
案内孔１０に軸受材もしくは転動材を介して摺接し、ガ
タ付くことなく上下動可能とされる。

【００１１】１５は柱部１２の側部に固定されたアイプ
レートであり、１６はこのアイプレート１５に固設され
た案内フレーム２の昇降駆動装置である。該昇降駆動装
置１６は、ウインチ１７と該ウインチ１７から繰り出さ
れるワイヤー１８と案内孔１０に臨むローラ１９とから
なり、ワイヤー１８の他端はアイプレート１５に結合さ
れる。しかして、ウインチ１７によるワイヤー１８の繰
出し操作により、案内フレーム２はその自重により降下
し、ウインチ１７の巻き上げ操作により案内フレーム２
は上昇する。該昇降駆動装置１６は、この態様に限定さ
れず、油圧シリンダ方式を採ることも可能である。

【００１２】図３及び図４はこの案内フレーム２を取り
出して示したものである。図示されるように、案内フレ
ーム２の下端にはその曲率に沿って前後の壁板２０，２
１が取り付けられ、その間隔部２２に後記する水平ドレ
ーン材・砂袋が通過する。

【００１３】ドレーン材供給装置３ ドレーン材供給装置３は、ロール巻にされ、展張可能な
帯状の水平ドレーン材２４と、該水平ドレーン材２４の
繰出しを制御するウインチ２５と、更には数個（本実施
例では２）のローラ組２６と、からなる。２６ａはロー
ラ組２６のうちの案内孔１０に臨む位置に設置されたも
のである。

【００１４】なお、水平ドレーン材２４は、公知の水平
ドレーン材が使用される。すなわち、芯材として通水性
のあるパブリック誰が使用され、このパブリックドレー
ンを包囲してフィルタ材が配されてなるものであり、フ
ィルタ材を介して吸入された水はパブリックドレーン中
を流れ、外部へ放出される。

【００１５】ワイヤーロープ供給装置４ ワイヤーロープ供給装置４は、１対のものが使用され、
それぞれ、ワイヤーロープ２８とウインチ２９とシーブ
組３０とからなり、船体部１の甲板１ａの両側に設置さ
れる。もっと詳しくは、ワイヤーロープ２８は、十分に
長尺な鋼製のものが使用されるが、麻製その他のもので
あってもよい。該２本のワイヤーロープ２８の間隔は前
記した水平ドレーン材２４の幅よりも小さく採られる。
ウインチ２９は、この一対のワイヤーロープ２８を水平
ドレーン材２４の繰出し速度と同期して送り制御され
る。すなわち、ドレーン材供給装置３のウインチ２５と
同期して作動される。該ウインチ２９は、船体部１の前
方部の両側に、かつ、水平ドレーン材２４を挟んで配備
されるので、ワイヤーロープ２８は案内フレーム２に固
設したシーブ組３０によりそれらの幅を縮小される。

【００１６】シーブ組３０は、図５に示すように、２つ
のシーブ、すなわちウインチ２９側に連なる第１シーブ
３０ａと案内孔１０に臨む第２シーブ３０ｂとからな
り、これらの２つのシーブ３０ａ，３０ｂによりワイヤ
ーロープ２８の方向が変えられ、特に第２シーブ３０ｂ
はドレーン材供給装置３のローラ２６ａの直上に位置す
る。これにより、第２シーブ３０ｂから垂設されるワイ
ヤーロープ２８は水平ドレーン材２４の表面に添設され
ることになる。

【００１７】砂袋供給装置５ 砂袋供給装置５は、砂３２を貯留するホッパー３３と、
該ホッパー３３に接続される砂充填装置３４と、砂３２
の充填された固定部材としての砂袋３５を運ぶベルトコ
ンベア３６と、からなる。もっと詳しくは、ホッパー３
３は船体１の後端部寄りに配され、十分な量の砂３２が
貯留される。砂充填装置３４は、ホッパー３３の砂３２
を吸い出し、未充填の砂袋３５へ砂３２を充填する。こ
のため、該砂充填装置３４は、例えば、ポンプアップさ
れた水のエジェクタ作用を利用し、その負圧作用により
ホッパー３３内の砂３２を吸引するとともに、該砂３２
を水流とともに可撓性ホース３４ａの先端の吐出口３４
ｂより吐出する機構からなる。なお、該砂充填装置３４
はこのような機構に限定されず、同等の機能を果たすも
のであればよい。

【００１８】砂袋３５は、麻等の適宜の繊維で作られ水
の透過を許し、細長い筒状袋体よりなり、その幅は２本
のワイヤロープ２８の間隔よりも小さくされ、かつ、そ
の両端にはワイヤロープ２８への固着をなすクリップ３
７が取り付けられている。図６はこの砂袋３５を取り出
して示したものである。ベルトコンベア３６は、ホッパ
ー３３の近傍で砂袋３５に砂３２を充填した充填済砂袋
３５を案内孔１０の近傍にまで移動させる。

【００１９】本実施例においては、以上の各装置３，
４，５をもって、案内孔１０に臨む位置での案内フレー
ム２を介してなされる水平ドレーン材２４とワイヤーロ
ープ２８と充填済砂袋３５との結合態様に特徴を有す
る。図７はこの関係を模式的に示したものである。すな
わち、水平ドレーン材２４は案内孔１０の直上部のロー
ラ２６ａをもって案内孔１０へ垂直下方へ導かれ、一
方、ワイヤーロープ２８はこの水平ドレーン材２４の表
面に当接するように配される。これにより、水平ドレー
ン材２４とワイヤーロープ２８とは適宜の固定手段を介
して固定されることが可能である。一方、案内孔１０の
直近にまで移送された砂袋３５をそのクリップ３７を介
してワイヤーロープ２８に固定する。

【００２０】係船装置６ 係船装置６は、係船索４０を巻き取る係船ウインチ４１
並びにリーダ４２からなり、甲板１ａの四隅に設置され
る。係船索４０の先端には水底８へ係留するアンカー４
３が配される。なお、該係船装置６は前部のもの６ａと
後部のもの６ｂとに分かれる。

【００２１】以上のように構成された本実施例の作業船
Ｓにより水平ドレーン材２４の敷設が次のようにして実
施される。以下、工程順に述べる。

【００２２】(1) 予め垂直ドレーン杭が打設された軟弱
地盤改良対象域の所定の水域にまで本作業船Ｓを曳航す
る。この作業船Ｓの移動において、案内フレーム２は可
及的上方に引き上げられる。なお、本作業船Ｓが自航式
であるときには、自航により移動されることは勿論であ
る。

【００２３】(2) 作業船Ｓが所定水域に到達すれば、該
作業船Ｓを係船装置６の係船索４０により係留する。こ
のとき、後部の係船索４０ｂを可及的後部ウインチ４１
ｂに巻き込み、アンカー４３ｂまでを短くし、また、前
部の係船索４０ａは可及的前部ウインチ４１ａより引き
出され、アンカー４３ａまでを長い距離に保つ。しかる
後、案内フレーム２の昇降駆動装置１６を作動して、案
内フレーム２の下端が水底８より上方の適宜位置となる
ように下降する。そのような位置として１ｍ程度が目安
とされる。

【００２４】(3) この状態で、ドレーン材供給装置３の
ウインチ２５を作動して水平ドレーン材２４を繰り出
し、ローラ２６を経由して、先端のローラ２６ａにまで
展張する。一方、ワイヤーロープ装置４のウインチ２９
を作動してワイヤーロープ２８を繰り出し、シーブ組３
０を経由して、案内孔１０に垂下する。これにより、ワ
イヤーロープ２８は水平ドレーン材２４の表面に接触
し、両者を適宜手段をもって係合する。

【００２５】(4) 更に、案内孔１０部において、砂充填
済の砂袋３５をそのクリップ３７をもってワイヤーロー
プ２８に取り付ける。これにより、ワイヤーロープ２８
及び水平ドレーン材２４は砂袋３５の重みにより下方へ
の力を受ける。そして、ドレーン材供給装置３及びワイ
ヤーロープ供給装置４の各ウインチ２５，２９を同期さ
せて運転し、水平ドレーン材２４を案内フレーム２に沿
って下降させ、先ずその先端部を案内フレーム２の間隔
部２２を通過させる。案内フレーム２の下端部は所定の
曲率をもって湾曲状に形成されているので、該先端部は
円滑に水底８へと滑り落ちる。

【００２６】(5) 水平ドレーン材２４の先端部が水底８
に着座した状態で係船ウインチ４１を駆動させ、作業船
Ｓを進行させる。すなわち、前部のウインチ４１ａを巻
き取り、後部のウインチ４１ｂを巻き戻すことにより、
作業船Ｓはぶれることなく所定の航跡をもって進行す
る。これと同時に、各ウインチ２５，２９並びにベルト
コンベア３６を同期的に駆動させる。作業船Ｓの甲板１
ａ上においては、砂袋供給装置５により、連続的に砂充
填済みの砂袋３５が作製されるとともに案内孔１０部へ
送られ、案内孔１０部において、該砂袋３５をそのクリ
ップ３７をもってワイヤーロープ２８に連続して取り付
けてゆく。これにより、水底８には水平ドレーン材２４
が下方に、該水平ドレーン材２４上にワイヤーロープ２
８及び砂袋３３が上載され、連続的に敷設されてゆく。
図８・図９はこの状態を示す。なお、砂袋供給装置５に
おける作業は次のとおりである。砂充填装置３４は水流
とともに砂３２を噴出させ、空の砂袋３５内に砂混り水
流が導かれる。砂袋３５は水を透過させるので、砂袋３
５内には砂３２が次第に充填され、所定量の砂３２が充
満すると該砂袋３５の入口を閉じ、しかる後、クリップ
３７を取り付ける。この作業をベルトコンベア３６上で
行うことにより、砂充填済み砂袋３５は連続して案内孔
１０部へ運ばれる。なお、上記作業は必ずしもベルトコ
ンベア３６上で行う必要はなく、この場合には砂充填を
なした後、砂袋３５をベルトコンベア３６上に載置すれ
ばよい。

【００２７】(6) 作業船Ｓが前進し、所定の長さにわた
って水平ドレーン材２４が敷設されると、所定の駆動装
置（係船ウインチ４１、ドレーン材供給装置３及びワイ
ヤーロープ供給装置４のウインチ２５，２９）を停止
し、案内フレーム２の下端部での水平ドレーン材２４を
切断する。

【００２８】(7) 作業船Ｓを元へ戻し、前後部の係船索
４０のアンカー４３をそれぞれ横方向へずらせて水底へ
打ち込む。作業船Ｓはこれにより横方向へ移動する。

【００２９】(8) 以後、上記(5) 〜(7) の工程を繰り返
し、所定面積の改良地盤域を覆うように水平ドレーン材
を敷設してゆく。しかして、この後、水平ドレーン材２
４の上面に置き砂が所定の厚さにわたって敷設される。

【００３０】このように、本実施例によれば、水底に敷
設される水平ドレーン材２４上にワイヤーロープ２８並
びに砂袋３５が該水平ドレーン材２４の水底８への設置
とともに連続的に載置され、迅速な施工がなされ、ま
た、これにより水平ドレーン材２４が潮流等の影響を受
けて妄動することがなく、安定した施工がなされる。更
に、水平ドレーン材２４は鉛直状に配された案内フレー
ム２に沿って下降されるので、水底８へ着底する迄の長
さが可及的短かくなり、このため、その間の自重が小さ
く、該水平ドレーン材２４に作用する力は可及的小さく
なる。これにより、水平ドレーン材２４の強度を必要以
上に大きくする必要がなくなり、かつ、水平ドレーン材
２４の繰出しを制御するウインチ２５の駆動（制動）力
の低減化を図ることができ、経済的となる。また、水平
ドレーン材２４は案内フレーム２に沿って降されるの
で、水平ドレーン材２４が作業船Ｓの進行方向に対し左
右あるいは後部側に流れることなく、確実に所定の水底
８に水平ドレーン材２４が敷設され、施工の信頼性が向
上する。

【００３１】更にまた、ワイヤーロープ２８は砂袋３５
の荷重を負担するばかりでなく、水平ドレーン材２４が
係合された場合には水平ドレーン材２４の荷重をも負担
し、前述した水平ドレーン材２４の薄肉化を更に図るこ
とができ、かつ、作業船Ｓの進行中に生ずる過大な力、
あるいは予期しない外力に対しても対抗し、水平ドレー
ン材２４の破断を防止することができ、施工の確実性を
期すことができる。本実施例の作業船Ｓにおいては、案
内フレーム２が上下動自在となっているので、その下端
を水底８より適宜位置に配することが可能で、水深の変
化にも容易に対応することができる。なお、叙上の実施
例では、砂袋供給装置５を特別に設けたが、砂の充填さ
れた砂袋３５を別途用意できるならば、この装置５は適
宜省略することができる。また、実施例方法において、
船体１は係船ウインチによる進行手段が採られている
が、スクリュウ装置による自航、あるいは曳船による曳
航等の手段によることもできる。

【００３２】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更
が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術範
囲内に包含されるものである。 案内フレーム２は必ずしも鉛直に設置される必要はな
く、傾斜されて配される態様も採りうる。

【００３３】ハ．発明の効果 本発明によれば、水平ドレーン材は水底に着底するまで
実質的に案内フレームによって案内されて下降するの
で、該水平ドレーン材のぶれ及び流れを生じることなく
所望どおり確実に水底に敷設され、かつ、水平ドレーン
材に加わる不測の力も低減され、水平ドレーン材の強度
の低減を図ることができる。第２番目の発明において
は、船体の進行とともにワイヤーロープ並びに固定部が
水平ドレーン材上に連続的に敷設されてゆくが、敷設作
業中に生ずる外力をこのワイヤーロープに負担させるこ
とにより、大きな駆動力で敷設作業を実施でき、施工の
迅速を図ることができ、加えて水平ドレーン材の薄肉化
を更に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水平ドレーン材の敷設方法を実施する
作業船の全体を示す側面図。

【図２】図１の一部断面平面図。

【図３】本実施例の部分の案内フレームの正面図。

【図４】図３のIV−IV線断面図。

【図５】本実施例の部分図。

【図６】本実施例の部分図。

【図７】本実施例の部分図。

【図８】本実施例の部分図。

【図９】図８のIX線矢視図。

【符号の説明】

Ｓ…水平ドレーン材敷設作業船、１…船体部、２…案内
フレーム、３…ドレーン材供給装置、４…ワイヤーロー
プ供給装置、５…砂袋供給装置、８…水底、１０…案内
孔、２４…水平ドレーン材、２８…ワイヤーロープ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船体とは独立して下方に向けて設置される
   とともに上下動調整可能な案内フレームの下端部を水底
   の直近位置に臨ませ、該案内フレームに沿って帯状をな
   す水平ドレーン材を連続的に供給し、船体の進行ととも
   に水底に水平ドレーン材を敷設する、ことを特徴とする
   水平ドレーン材の敷設方法。
2. 【請求項２】船体とは独立して下方に向けて設置される
   とともに上下動調整可能な案内フレームに沿い帯状をな
   す水平ドレーン材を連続的に供給し、該水平ドレーン材
   の供給速度に同期して該水平ドレーン材の表面側にワイ
   ヤーロープを繰り出し、前記船体上で用意された固定部
   材を前記ワイヤーロープに係合させ、船体の進行ととも
   に水底に水平ドレーン材を敷設する、ことを特徴とする
   水平ドレーン材の敷設方法。
3. 【請求項３】水平ドレーン材はワイヤーロープに係合さ
   れる請求項２に記載の水平ドレーン材の敷設方法。
4. 【請求項４】ワイヤーロープは相平行する２本である請
   求項２又は３に記載の水平ドレーン材の敷設方法。
5. 【請求項５】固定部材は砂の充填された砂袋である請求
   項２に記載の水平ドレーン材の敷設方法。
6. 【請求項６】適宜位置において上下に貫通する案内孔を
   有する船体と；前記船体とは独立し前記案内孔に建て込
   まれるとともに、該船体の下方へ向けて設置されるとと
   もに上下動調整可能な案内フレームと；前記船体上で水
   平ドレーン材を展張させ、かつ、該水平ドレーン材を前
   記案内フレームに沿って供給するドレーン材供給装置
   と；前記船体上で前記水平ドレーン材の供給速度に同期
   させ、該水平ドレーン材の表面にワイヤーロープを繰り
   出すワイヤーロープ供給装置と；を少なくとも備えてな
   ることを特徴とする水平ドレーン材敷設作業船。
7. 【請求項７】船体上に設置され、砂袋に砂を充填し、か
   つ、該砂の充填された砂袋をワイヤーロープ部まで移送
   する砂袋供給装置を備えてなる請求項５に記載の水平ド
   レーン材敷設作業船。