JPH0656079B2 - 水中への構造物の設置方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、沈埋函やケーソンのような構造物を水中に設
置する方法に関する。

（従来技術） 構造物を水中に設置するに際し、該構造物を支持するた
めの四つのマウンドが水底に形成される。前記マウンド
は、のちに実施される水中での前記構造物のレベル調整
のために前記構造物に予め組み込まれている四つのレベ
ル調整装置に対応して配置される。各マウンドにはプレ
ートが載置され、前記構造物は前記レベル調整装置を介
して前記プレート上に載置される。その後、前記構造物
のレベル調整が行なわれる。

前記レベル調整装置は、前記構造物に内蔵されたシリン
ダおよびピストンロッドを有する複数の液圧ジャッキ
と、前記構造物に該構造物に対して相対移動可能に支持
された、各液圧ジャッキの推力を受ける棒状の脚部材と
から成る。各脚部材に接する各プレートは、前記液圧ジ
ャッキを作動させるときに前記脚部材の下降を阻止す
る。このことから、前記液圧ジャッキを作動させると前
記構造物は前記プレートに対して上下動し、これにより
前記構造物のレベルが調整される。レベルの調整後、前
記構造物をその底面の前部で支持すべく水底と前記構造
物との間に基礎材料が充填される（特公昭５０−２９５
６４号公報参照）。

前記従来の方法では、前記構造物のレベル調整のために
前記プレートは不可欠であり、また、前記プレートは、
前記レベル調整装置の脚部材を介して及ぼされる集中荷
重に耐え得るものが要求される。このような要求を満た
すプレートとして、従来、プレキャストコンクリート版
あるいは場所打ちコンクリートで形成されるコンクリー
ト版が用いられている。しかし、前記プレキャストコン
クリート版を水中の各マウンド上に配置しあるいは各マ
ウンド上にコンクリートを打設してコンクリート版を形
成することには多大の労力と時間を要し、これが、水中
への構造物の設置作業の効率を低下させる原因となって
いる。

（発明の目的） 本発明の目的は、水中への構造物の設置のための作業効
率を向上させることにある。

（発明の構成） 本発明に係る水中に構造物を設置する方法は、水底に構
造物を支持するための少なくとも四つのマウンドを前記
水底に形成すること、各マウンド上にバッグジャッキを
載置すること、前記バッグジャッキ上に前記構造物を載
置すること、水上に配置された台船から前記バッグジャ
ッキに流体を供給して前記構造物のレベルを調整するこ
と、その後前記水底と前記構造物との間に基礎材料を充
填すること、前記基礎材料の充填の間に前記構造物内か
ら前記バッグジャッキに流体を供給しまたは前記構造物
内に前記バッグジャッキ内の流体を戻すことにより前記
構造物のレベルの微調整を行なうことを含む。

本発明は、また、水中に既に設置された一の構造物の前
方に他の構造物を設置する方法に関し、水底に前記他の
構造物をその前部で支持するための少なくとも二つのマ
ウンドを前記水底に形成すること、各マウンド上にバッ
グジャッキを載置すること、次に前記他の構造物の前部
を前記バッグジャッキ上に載置しかつその後部を前記一
の構造物の前部に支持させること、水上に配置された台
船から前記バッグジャッキに流体を供給して前記構造物
のレベルを調整すること、その後前記水底と前記構造物
との間に基礎材料を充填すること、前記基礎材料の充填
の間に前記構造物内から前記バッグジャッキに流体を供
給しまたは前記構造物内に前記バッグジャッキ内の流体
を戻すことにより前記構造物のレベルの微調整を行なう
ことを含む。

（発明の作用および効果） 本発明によれば、各マウンド上に載置したバッグジャッ
キ上に構造物を載置した後、各バッグジャッキに流体を
供給してこれを膨張させることにより前記構造物のレベ
ル調整を行なうことができる。前記構造物の重量を担う
各バッグジャッキが各マウンドに及ぼす単位面積当りの
負荷重量は小さい。このため、各バッグジャッキは各マ
ウンドを沈み込むことはない。このことから、前記従来
のレベル調整装置の脚部材のマウンドへの沈み込みを阻
止するために不可欠であったプレートの配置を不要とす
ることができる。したがって前記プレートの設置に要す
る労力、時間等を不要とすることができ、これにより、
水中に前記構造物を設置する作業の効率を高めることが
できる。また、前記構造物のレベルの微調整を前記台船
からではなく前記構造物から行なうこととした結果、前
記構造物の水中への設置の完了を待たずに、前記台船を
他の構造物の設置作業に振り向けることができる。これ
により、水中への構造物の設置作業の効率をさらに高め
ることができる。

さらに、既設の構造物の前方に他の構造物を設置するに
際しては、該他の構造物の後部を前記既設構造物に支持
させて水中に配置することができる。このことから、マ
ウンドおよびバッグジャッキは、それぞれ、前記他の構
造物の前部を支持するために少なくとも二つ形成しまた
配置すれば足りる。したがって、前記構造物をその前後
において支持するために四つのマウンドを形成しまた四
つのバッグジャッキを配置する場合に比べてその形成お
よび配置のための作業に要する労力、時間等を軽減する
ことができ、これにより、さらに、水中に前記構造物を
設置する作業の効率を高めることができる。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図および第２図、第３図および第４図、および、第
５図および第６図に、構造物の一例である沈埋函１０を
水中に設置する本発明の方法が順を追って示されてい
る。第３図および第５図には、本発明の方法に従って設
置された沈埋函１１が示されている。沈埋函１０は沈埋
函１１の前方に設置され、設置後、沈埋函１１に接続さ
れる。互いに接続された沈埋函１０，１１は車道、鉄道
等のためのトンネルの一部を規定する。なお、本発明に
従って水中に設置される構造物の他の例としてケーソン
がある。

第１図および第２図に示すように、沈埋函１０は該沈埋
函が設置される水底例えば海底１２（第３図および第４
図参照）の上方にあって一対の台船１４により複数のワ
イヤ１６を介して吊持されている。各台船１４にはウイ
ンチのような一対の巻上げ装置１８が搭載されており、
各ワイヤ１６は各巻上げ装置１８に接続されている。図
示の沈埋函１０は矩形の横断面形状を有し、その両開放
端が一対の仮壁２０によって密閉されている。沈埋函１
０の内部の二つの区画には該沈埋函が水中に没する程度
にバラスト水２２が注入されている。

沈埋函１０をその設置海底１２の上方に配置した後また
はこれに先立ち、第３図および第４図に示すように、沈
埋函１０を海底１２に支持するために必要な少なくとも
四つのマウンド２４，２６を海底１２に形成する。

設置海底１２は予め整地されていることが望ましい。図
示の例では、既設の沈埋函１１の配置空間を規定するト
レンチ２８に連続するトレンチ３０の形成により海底１
２が整地されている。トレンチ３０は、沈埋函１０の高
さ寸法よりわずかに大きい深さ寸法を有する。四つのす
なわち二対のマウンド２４，２６はトレンチ３０の底１
２にその長手方向へ互いに間隔おいて配置され、また、
各対のマウンドはトレンチ３０の幅方向に互いに間隔を
おいて配置されている。これにより、沈埋函１０がトレ
ンチ３０内に配置されるとき、沈埋函１０は二対のマウ
ンド２４，２６によりその前部および後部でそれぞれ支
持される。

各マウンド２４，２６は、各台船１４から水中に投下さ
れた砂を潜水夫が海底１２に盛り上げて形成する。各マ
ウンド２４，２６は、その頂面が互いに同レベルにある
ように形成することが望ましい。また、各マウンド２
４，２６の頂面は、後記バッグジャッキの表裏面のそれ
ぞれより大きい面積を有する。

次に、各マウンド２４，２６上にバッグジャッキ３２を
載置する。各バッグジャッキ３２の配置は、台船１４に
積載されたバッグジャッキを該台船に設備された他のウ
インチやクレーン（図示せず）を使って水中におろし、
これを潜水夫が各マウンド２４，２６上に据えることに
より行なうことができる。あるいは、第１図および第２
図に想像線で示すように、沈埋函１０の底面の四隅にバ
ッグジャッキ３２を予め着脱可能に取り付けておき、潜
水夫が水中で沈埋函１０から各バッグジャッキを取り外
し、各バッグジャッキを前記ウインチやクレーンで水中
に吊持する間に該バッグジャッキを各マウンド２４，２
６上に据えることもできる。

バッグジャッキ３２は、ゴムのような伸縮可能の材料で
形成された袋から成り、該袋にその口部から空気や水の
ような流体を供給することにより膨張し、また、前記流
体を排出することにより収縮する。したがって、バッグ
ジャッキ３２に載置される物体は該バッグジャッキの膨
張および収縮に従って昇降する。図示のバッグジャッキ
３２は、収縮状態すなわち第３図および第４図に示す状
態において、全体に矩形の平板形状を呈する。

各マウンド２４，２６上に各バッグジャッキ３２を載置
した後、沈埋函１０内のバラスト水２２を増量し、ま
た、各ワイヤ１６を繰り出して沈埋函１０を下降させる
ことにより、沈埋函１０をバッグジャッキ３２上に載置
する。沈埋函１０は、その上昇および後方への移動によ
って既設の沈埋函１１に整合可能であるように配置す
る。

次に、各バッグジャッキ３２に前記流体を供給すること
により、沈埋函１０のレベルを調整する（第５図および
第６図参照）。

各台船１４には海水を汲み上げることができるポンプユ
ニット３４が設備されており、沈埋函１０をバッグジャ
ッキ３２上に載置した後、各ポンプユニット３４と一対
のバッグジャッキ３２とを一対のホース３６でそれぞれ
接続し、各ポンプユニット３４を作動させることにより
各バッグジャッキ３２に前記流体を供給することができ
る。ポンプユニット３４については後に詳述する。各バ
ッグジャッキ３２とホース３６との接続は水中でダイバ
ーが行なう。

各ポンプユニット３４を作動させてバッグジャッキ３２
に前記流体を送り込むと、該バッグジャッキは膨張し、
沈埋函１０は上昇する。前記流体の供給量を制御するこ
とにより、これを所定のレベル、図示の例では既設の沈
埋函１１と同一レベルにあるように調整することができ
る。沈埋函１０のレベルが所定の位置にあるか否かは、
該沈埋函の前後部にそれぞれ設けられ、水面３８の上方
に伸びるタワー３９を陸上で観測することにより判断さ
れる。

各バッグジャッキ３２の表裏両面に接する沈埋函１０の
底面および各マウンドの頂面における単位面積当りの荷
重は小さいことから、沈埋函１０の該沈埋函と各バッグ
ジャッキ３２との当接部位はこの部位を特に高強度にし
ないでも破損することはなく、また、各バッグジャッキ
は各マウンドを沈み込まず、したがって沈み込みを阻止
するための前記マウンド上への従来必要とされたプレー
トの配置も必要でない。

海底１２に少なくとも四つのマウンド２４，２６を形成
し、各マウンド上にバッグジャッキ３２を載置した後、
該バッグジャッキ上に沈埋函１０を載置する方法は、沈
埋函１０を最初に水中に設置する場合および第二番目以
降に水中に設置する場合のいずれにも適用可能である
が、後者の場合すなわち一の構造物である沈埋函１１を
設置した後、該沈埋函の前方に他の構造物である沈埋函
１０を設置する場合、沈埋函１１を利用して沈埋函１０
を水中に支持することができる。沈埋函１１はその前部
において一対のマウンド２４′および該マウンド上に載
置されかつ流体が供給されたバッグジャッキ３２′を介
して海底に支持されている。

後者の場合、海底１２に一対のマウンド２４のみを形成
し、各マウンド上にバッグジャッキ３２を載置する。ま
た、想像線で示すように、両沈埋函１０，１１の端部
に、予め、互いに対応する二対の仮設ブラケット４０，
４２をそれぞれ設けておく。各対の仮設ブラケットは各
沈埋函の幅方向に間隔をおいて配置され、各沈埋函の端
面からその軸線方向に向けて突出している。仮設ブラケ
ット４０が仮設ブラケット４２の上面に接しかつ両沈埋
函が互いに平行であるとき、両沈埋函の軸線は同一のレ
ベルに位置する。なお、各沈埋函に一対の仮設ブラケッ
トを設けることに代えて、各沈埋函の幅方向における長
さ寸法の大きい一つのブラケットを各沈埋函の端部に設
けることも可能である。

一対のバッグジャッキ３２を両マウンド２４に載置した
後、沈埋函１０の仮設ブラケット４０が沈埋函１１の仮
設ブラケット４２上に載りかつ沈埋函１０が一対のバッ
グジャッキ３２上に載るように、沈埋函１０を水中に配
置する。このとき、沈埋函１０はその後部およびその前
部で沈埋函１１および一対のマウンド２４に支持され
る。その後、各バッグジャッキに前記流体を供給して沈
埋函１０の前部を上昇させることにより、沈埋函１０の
軸線が沈埋函１１の軸線と同レベルとなるように沈埋函
１０のレベル調整を行なう。既設の沈埋函１１を利用す
ることにより、沈埋函１０の後部を支持するためのマウ
ンド２６の形成および該マウンド上へのバッグジャッキ
３２の載置に要する労力と時間とを節減することができ
る。

沈埋函１０のレベル調整後、沈埋函１０の後端部および
沈埋函１１の前端部にそれぞれ設けられた一対のブラケ
ット４４および一対のブラケット４６のいずれか一方、
例えば一対のブラケット４６のそれぞれに両側ロッド式
の液圧ジャッキ（図示せず）の一方側のロッドを連結
し、さらに各液圧ジャッキの他方側のロッドを各ブラケ
ット４４に連結する。次いで、前記液圧ジャッキを作動
させて沈埋函１０を沈埋函１１に向けて移動させ、沈埋
函１１に連結する。前記液圧ジャッキと前記ブラケット
との連結作業は、ダイバーにより行なうことができる。

その後、海底１２と沈埋函１１との間の空間および海底
１２と沈埋函１０との間の空間に砂のような基礎材料４
８を順次に充填する。充填された基礎材料４８により、
沈埋函１１，１０はそれぞれの底面のほぼ全域で海底１
２に支持される。なお、海底１２と沈埋函１０との間へ
の基礎材料４８の充填は、沈埋函１０を沈埋函１１に連
結する前に行なうことも可能である。

砂４８は、例えば、砂および一対のサンドポンプ４９が
積載された台船５０から、前記サンドポンプに接続され
た一対のホース５２および該ホースに接続された一対の
砂散布手段５４を介して、前記水底と前記沈埋函との間
に充填することができる。一対の散布手段５４は前記沈
埋函の両側方に配置されており、前記沈埋函の両側面お
よび頂面に沿って伸びるフレーム５６を介して互いに連
結されている。散布手段５４とフレーム５６とは前記沈
埋函の軸線方向に移動させることができる。前記サンド
ポンプの作動により前記散布手段５４に供給された砂
は、該散布手段に設けられ、海底１２と前記沈埋函との
間の空間に開口するノズル（図示せず）から吹き出され
る。

各沈埋函をその後部およびその前部で支持する二対のマ
ウンド間を砂４８で満たした後、ポンプユニット３４を
作動させて各バッグジャッキ３２から前記流体を排除
し、バッグジャッキ３２を撤去する。バッグジャッキの
撤去空間および該バッグジャッキが配置されていたマウ
ンド間の空間にも砂４８が充填される。撤去されたバッ
グジャッキはさらに他の沈埋函の設置のために再使用す
ることができる。前記バッグジャッキを撤去することに
代えて、該ジャッキ中の流体をモルタルのような経時的
に固化する流体と置換すれば、前記バッグジャッキを前
記沈埋函の永久支持物とすることができる。

また、前記空間への砂４８の充填は比較的長時間を要す
るため、この間に前記マウンドの部分的な崩れ、水温の
変化に伴なう各バッグジャッキの膨張量の変化等が生
じ、沈埋函１０のレベルが変化することがある。前記レ
ベルが変化したときは、前記ポンプユニット３４の再作
動により、対応するバッグジャッキ３２に前記流体をさ
らに供給しあるいは各バッグジャッキ３２から前記流体
を排出して沈埋函１０を設定レベルに戻す。このような
レベルの再調整または微調整は予め沈埋函１０の内部例
えば中央の区画に組み込まれた後記ポンプユニット５８
を作動させることにより行なうことができる。これによ
れば、沈埋函１０のレベル調整後、各バッグジャッキ３
２からホース３６を切り離すことができ、台船１４を次
の沈埋函の設置のために用いることができる。

第７図を参照すると、ポンプユニット３４は、ホース５
９を介して海中に連なるモータ駆動のポンプ６０を備え
る。ポンプ６０は管６２を介してホース３６に接続され
ている。ポンプ６０を駆動すると、海水は、管６２に設
けられた積算流量計６４および逆止弁６６、および、ホ
ース３６を経てバッグジャッキ３２に供給される。図示
のバッグジャッキ３２は一対の口部を有し、ホース３６
はバッグジャッキ３２一方の口部に取り付けられた開閉
弁６８に接続されている。バッグジャッキ３２の膨張量
したがって前記沈埋函１０の上昇距離は、積算流量計６
４および管６２に取り付けられた圧力計７０の指示値か
ら知ることができる。バイパス管７２が積算流量計６４
の上流側および逆止弁６６の下流側において管６２に接
続され、また、一端開放の管７４が積算流量計６４と逆
止弁６６との間において管６２に接続されている。バイ
パス管７２および管７４には開閉弁７６，７８が設けら
れており、ポンプ６０の停止の間に両開閉弁７６，６８
を開きかつ管６２に設けられた開閉弁７９を閉じると、
バッグジャッキ３２内の高圧の流体がホース３６を逆流
し、バイパス管７２および管７４を経て海に戻る。

沈埋函１０の内部に配置されるポンプユニット５８は、
モータ駆動のポンプ８０を有する。ポンプ８０は沈埋管
１０に配置される流体（海水）貯蔵タンク７７に接続さ
れている。また、ポンプ８０には管８１が接続されてい
る。管８１は、沈埋函１０の隔壁１０ａに設けられた貫
通孔を経て伸び、外壁１０ｂに予め設けられた貫通孔に
嵌め込まれた管部材８２に接続されている。管部材８２
に、沈埋函の外部を伸びるホース８３が接続されてい
る。

バッグジャッキ３２の他方の口部には開閉弁８４とパイ
ロットチェック弁８６とが直列に接続されている。ホー
ス８３は、沈埋函１０の外部において、カップリング８
８を介してパイロットチェック弁８６に接続されてい
る。

ポンプユニット５８は、また、パイロットチェック弁８
６を動作するための手動ポンプ９０を備える。ポンプ９
０は、沈埋函１０内に設けられた動作流体の貯蔵タンク
９２に接続されている。ポンプ９０と、パイロットチェ
ック弁８６とは、ポンプ９０に接続されかつ沈埋函１０
の各隔壁１０ａおよび外壁１０ｂを貫通して外部に伸び
る管９４と、セルフシールカップリング９６を介して管
９４に接続されたホース９７とを介して接続されてい
る。タンク７７内の海水は、ポンプ８０を駆動すること
により、管８１、ホース８３およびパイロットチェック
弁８６を経てバッグジャッキ３２に供給される。また、
手動ポンプ９０を操作すると、圧迫状態のバッグジャッ
キ３２内の高圧水がパイロットチェック弁８６を逆流
し、ホース８３、管８１および該管に接続された管９８
を経て該管に連なるタンク９９に戻る。このとき、管９
８に設けられた開閉弁１００は開状態にされる。バッグ
ジャッキ３２の膨張量の程度は、管８１に設けられた圧
力計１０２の指示値により知ることができる。なお、管
９４が沈埋函１０の外壁１０ｂを貫通する部分は液密に
封止されている。ポンプユニット５８は沈埋管１０の設
置後に撤去され、管部材８２および管９４が貫通する沈
埋函１０の隔壁１０ａおよび外壁１０ｂに設けられた孔
はシールされる。沈埋管１０への出入は、仮壁２０に設
けられるドア（図示せず）を介して行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図および第５図は本発明の方法を順を追っ
て概略的に示し、第１図は水面近傍に配置された構造物
の側面図、第３図は着底前における構造物の側面図およ
び第５図は着底状態にある構造物の側面図であり、第２
図は第１図の線２−２に沿って得た横断面図、第４図は
第３図の線４−４に沿って得た横断面図、第６図は第５
図の線６−６に沿って得た横断面図、第７図はバッグジ
ャッキに流体を供給するために台船に設けられたポンプ
ユニットおよび構造物の内部に設けられたポンプユニッ
トと前記バッグジャッキとの間の前記流体の回路図であ
る。 １０……沈埋函（構造物）、 １１……既設の沈埋函（構造物）、 １２……海底（水底）、 ２４，２６……マウンド、 ３２……バッグジャッキ、 ４０，４２……仮設ブラケット、 ４８……砂（基礎材料）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水中に構造物を設置する方法であって、水
   底に前記構造物を支持するための少なくとも四つのマウ
   ンドを前記水底に形成すること、各マウンド上にバッグ
   ジャッキを載置すること、前記バッグジャッキ上に前記
   構造物を載置すること、水上に配置された台船から前記
   バッグジャッキに流体を供給して前記構造物のレベルを
   調整すること、その後前記水底と前記構造物との間に基
   礎材料を充填すること、前記基礎材料の充填の間に前記
   構造物内から前記バッグジャッキに流体を供給しまたは
   前記構造物内に前記バッグジャッキ内の流体を戻すこと
   により前記構造物のレベルの微調整を行なうことを含
   む、水中への構造物の設置方法。
2. 【請求項２】水中に既に設置された一の構造物の前方に
   他の構造物を設置する方法であって、水底に前記他の構
   造物をその前部で支持するための少なくとも二つのマウ
   ンドを前記水底に形成すること、各マウンド上にバッグ
   ジャッキを載置すること、前記他の構造物の前部が前記
   バッグジャッキ上に載置されかつその後部が前記一の構
   造物の前部に支持されるように前記他の構造物を水中に
   配置すること、水上に配置された台船から前記バッグジ
   ャッキに流体を供給して前記構造物のレベルを調整する
   こと、その後前記水底と前記構造物との間に基礎材料を
   充填すること、前記基礎材料の充填の間に前記構造物内
   から前記バッグジャッキに流体を供給しまたは前記構造
   物内に前記バッグジャッキ内の流体を戻すことにより前
   記構造物のレベルの微調整を行なうことを含む、水中へ
   の構造物の設置方法。