JPH11131447A - 水中構造物の洗掘防止材と洗掘防止工法 - Google Patents

水中構造物の洗掘防止材と洗掘防止工法

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JPH11131447A
JPH11131447A JP9336254A JP33625497A JPH11131447A JP H11131447 A JPH11131447 A JP H11131447A JP 9336254 A JP9336254 A JP 9336254A JP 33625497 A JP33625497 A JP 33625497A JP H11131447 A JPH11131447 A JP H11131447A
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Kazuo Oyama
一雄 大山
Tadao Tamura
資夫 田邑
Takahito Okubo
高人 大久保
Seiji Nozaki
野▲ザキ▼  齊治
Toshihiro Tanaka
敏博 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中構造物の洗掘防止材とこの防止材を用い
た洗掘防止工法を提供する。 【解決手段】 編成した編地により形成された網糸の線
径Mと網目の長辺Nが式3≦N/M≦20の関係を満た
す袋体と、該袋体の開口部近傍の網目に挿通した無端状
の吊りロープと、吊りロープを通した網目の近傍の網目
に挿通した袋体の開口を閉じる口絞りロープとからなる
水中構造物の洗掘防止材であり、この洗掘防止材を洗掘
の発生する所に配設する洗掘防止工法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水中構造物の洗掘防
止材に関する。さらに詳細には急潮流下で水中構造物を
設置する際、又は河川や海岸に設けられた橋梁、護岸等
の構造物、特に河川や海中の橋脚の近傍の水面下の河床
や海底が流水、波浪等により洗掘されるのを防止する洗
掘防止材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】海底中に水中構造物を設置すると、構造
物が潮流の抵抗体となって、渦流が生じ、その構造物の
周辺海底地盤がえぐり取られ、その構造物が倒壊するい
わゆる洗掘と呼ばれる現象が発生することは良く知られ
ている。更には、河川や海中の橋梁の橋脚でも洗掘現象
がみられ、海岸、河川の堤防等の水中構造物の地盤浸食
についても同様な現象が発生する。洗掘される場所に予
め砂利を盛り込んでもまた洗掘された部分に砂利を入れ
て充填しても砂利が水流により流され、消失してしまい
効果がない。従来、これらの洗掘を防ぐため、水中構造
物の近傍の底部に小石や砕石を充填した蛇篭を設置した
り、大量のコンクリートを打設したり、構造物の埋設深
さを深くする方策がとられてきた。護岸においてもコン
クリートの打設やテトラポットのような消波ブロックが
用いられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の洗掘防
止方法では、充分満足する洗掘の防止が出来なかった。
特に広く使用されている鉄製の蛇篭を用いたのでは、海
や河川では腐蝕により、短期日で形状がくずれ、中の石
が流出してしまう。又、鉄製である為に柔軟に形状を変
え、目的とする構造物に密着することができず、構造物
との間に大きな間隙が生じ、その部位の導水係数が高く
なりこの部分に洗掘現象が起る。更に海底や河川での水
中作業を伴い、急水流下では作業が困難であるととも
に、構造物周辺を広範囲にわたって地盤強化する必要が
ある。それらの工事の際にテトラポット、蛇篭等の沈設
を良好にするため、海底面等に砂礫をバラマキ付設する
が、急水流下でテトラポットのような既製品を用いる場
合は、現場に応じたきめこまかな施工作業を行なうこと
ができなく、時間・労力・費用が、かかりすぎることに
なる等の欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、 「1. 編成した編地により形成された網糸の線径Mと
網目の長辺Nが式3≦N/M≦20の関係を満たす袋体
と、該袋体の開口部近傍の網目に挿通した無端状の吊り
ロープと、吊りロープを通した網目の近傍の網目に挿通
した袋体の開口を閉じる口絞りロープとからなる水中構
造物の洗掘防止材。 2. 袋体がラッセル編、蛙又編または無結節編により
編成された編地からなる、1項に記載された水中構造物
の洗掘防止材。 3. 袋体が空隙率45%〜90%で伸度30%〜80
%であって、一辺の長さLと塊状体の長径Dが、L≦π
/(4×1.8)・Dの関係を満たす編地で形成され
た、1項または2項に記載された水中構造物の洗掘防止
材。 4. 吊りロープが開口部の網目に挿通された、1項な
いし3項のいずれか1項に記載された水中構造物の洗掘
防止材。 5. 吊りロープが開口部の網目より下方の網目に挿通
された、1項ないし3項のいずれか1項に記載された水
中構造物の洗掘防止材。 6. 口絞りロープが吊りロープを挿通した網目より下
方の網目に挿通された、1項ないし5項のいずれか1項
に記載された水中構造物の洗掘防止材。 7. 口絞りロープが吊りロープを挿通した網目に挿通
された、1項ないし5項のいずれか1項に記載された水
中構造物の洗掘防止材。 8. 枠体に編地により形成された袋体を収納し、開口
部を拡げて所定量の塊状物を充填し、次いで開口部近傍
の網目に挿通した吊りロープをほぼ均一の間隔で網目か
ら引き出して所定数の吊りループを形成し、該ループに
吊り具を連結して仮吊り上げを行い、この状態で閉じら
れている開口部近傍を口絞りロープで捲回して閉鎖し、
吊り具で吊り上げて移動させ、水中構造物の設置位置に
配設することを特徴とする、水中構造物の洗掘防止工
法。 9. 袋に充填する塊状物の量が、袋を吊りループで吊
り上げたとき錐体状に形成される洗掘防止材の高さの2
5%〜80%が塊状体の存在しない錐体状の空所となる
量である、8項に記載された水中構造物の洗掘防止工
法。」に関する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の洗掘防止材は水中構造物
の水面下の洗掘がすでに発生しているまたは発生する水
底表面に沈めて設置すると、袋体が空隙率45%〜90
%であり、水が通過するので袋に流水圧がかからず流さ
れることがなく、また充填した塊状物も袋で保持されて
流失しないので洗掘は生じない。空隙率は充填する塊状
体の大きさとも関係するが、45%以下では流水圧がか
かり袋体の周辺で洗掘が生ずる。90%以上では塊状物
の保持性が悪くなる。
【0006】また袋体は伸度が編成した編地により形成
されたものであり、編成した編地は姿勢維持性が織布の
ように大きくないので、これで形成した袋も形状適応性
が大きく、塊状物を充填して設置場所に配設したとき、
設置場所の形状に適応して適宜変形し安定した状態で設
置される。そして伸度が30%〜80%であるので地形
や水中構造物の形に応じて形状が良好に変形し水底と構
造物に密着して配設することができる。伸度が30%以
下では袋体の形状適応性が悪くなり、80%以上では吊
り上げて付設する作業が困難となる。又水流の速さに応
じ、該充填袋体の大きさを最少の単位に分割して投入で
きるので作業性に優れている。また、情況に応じた敷設
することが出来るので構造体を流水に沈める際構造体周
辺に流水の水圧に抗し得る大きさに分割したものを複数
個必要なだけ施工現場でとりつけ、構造体と同時に水底
に沈めることも出来る。この方法によると構造体が水底
に達した時その周辺には柔構造の該洗掘防止材が均一に
密着して配置され、構造体の設置と同時に洗掘防止の施
工ができる利点がある。構造体が足場等の仮設の場合、
該洗掘防止材は構造体にとりつけた状態に保持しておけ
ば、構造体撤去と同時に撤去することもできる。
【0007】袋体はラッセル編成した綱で形成すること
が好ましいが、蛙又編、無結節編で編成してもよい。本
発明で用いる袋体は網糸の太さと網目の大きさとの間に
特別の関係がある。つまり、網糸の線径Mと網目の長辺
Nが3≦N/M≦20の関係を満すことが必要である。
MとNの単位は何れもmmである。そして網目が同じ長
さの辺で形成されていればその同じ長さの辺でよいが不
等長の辺が存在する場合は長い辺の長さとなる。また円
形の場合は半径、楕円形の場合は長い方の半径である。
MがN/3より大きくM>N/3となると網の強度は大
きくなるが、剛性も大きくなり袋体の変形自在性が劣化
し、さらに網の空隙率が少なくなり水流抵抗が大きくな
るため洗掘防止材の配置周辺に洗掘が発生する危険が生
ずる。一方MがN/20より小さく、M<N/20とな
ると網の強度が小さくなり作業中に破損する危険が大き
く、伸びも大きくなり過ぎるため網目の大きさが大巾に
変化し充填した塊状物が脱出する危険がある。したがっ
て、網糸の線径Mと網目の長辺Nとは3≦N/M≦20
の関係を満す必要がある。
【0008】本発明の袋体は、網糸の線径Mと網目の長
辺Nが3≦N/M≦20の関係を満し、さらに袋体が空
隙率45%〜90%で伸度30%〜80%であって、一
辺の長さLと塊状体の長径Dが、L≦π/(4×1.
8)・Dの関係を満たす編地であると、どのような急流
や設置部の形状であっても充填された塊状物が網目より
流出することがないので好ましい。この関係式の1.8
は安全係数である。これらの式を満足する網を使用すれ
ば水流が速くても、沈下深さが大でも、種々の変化した
形状の底部でも塊状体は脱出しない。また水流に接する
表層部での該洗掘防止材に含有される塊状物として直径
の大のものを用い、内層部ほど直径を小さくすると、大
きな流水エネルキーが順次分散されるので、流水エネル
ギーを洗掘を起し得ない水準に低下させることが出来
る。
【0009】袋体の大きさの下限は流水圧に抗しうる重
量の塊状物を含有するものであって、上限は袋体の強度
が充填塊状物を保持しうるものであればよく、作業性を
も考慮して適宜決める。袋の材質はポリエステル、ポリ
アミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ弗化
ビニリデンなどの合成繊維又は/及び綿・麻等の天然繊
維いずれでもよい。綱を編成する糸は袋体の大きさ、つ
まり内容積と充填物の重量により定められるが、線径1
mm〜12mmのナイロンやポリエステルの撚り糸が好
適に使用され、吊りロープは綱より大きい線径の5mm
〜25mmの撚り糸が用いられる。
【0010】袋体には吊りロープを網目に挿通して配設
する。洗掘防止材は袋体に0.1トン〜20トンの充填
物を充填しなければならないので吊り上げたとき荷重が
一部にかかると傾きが発生し極めて危険である。このた
め従来の袋体の側面や底部をまわして側面に2〜4本の
補強ロープを配置してこのロープで吊り下げているが、
この補強吊りロープでは力が吊りロープにかかるので該
ロープを配置した袋の2〜4個所に集中してかかるため
力のかからない部分の袋体が荷重により変形し、荷重の
片寄りを生じ安定した吊り上げ作業ができなくなる問題
がある。このため袋体全体に吊り上げ力を分布すること
が作業の安全性から必要となる。しかしながら、袋体を
構成する網糸を直接吊りロープとして利用すると充填物
の荷重が該網糸に集中してかかるため網糸の切断が発生
する。そのため本発明は網糸を直接吊り上げることな
く、袋体の開口部近傍の網目に吊りロープを挿通し、こ
のロープを無端状として、ほぼ均一の間隔で所定数網目
から引き出して吊りループを形成しこのループに吊り具
を連結して吊り上げるのである。吊りロープは袋体の開
口部の開口端の網目またはこれより下方の網目に通され
るが開口端の網目から2目または3目下方の網目に通す
と網糸の切断の危険がなくなるので好ましい。
【0011】袋体の開口を閉鎖する口絞りロープは吊り
ロープを挿通した網目より下方の網目に挿通した網目よ
り下方の網目に挿通することが口絞り上好ましいが同じ
網目に挿通することもできる。このように袋体の開口を
吊りロープのループで吊り上げると開口は閉じられるの
で口絞りロープで縛って閉鎖するのが容易となる。
【0012】次に水中構造物の洗掘防止工法について説
明する。枠体に袋体を収納して袋体の開口部の端部を枠
体の開口の外側に垂らして袋体の開口部を開く。枠体は
周壁があればよく、底部は必ずしも必要ではない。形状
は円筒状でも角筒状でもよい。この袋体の開いた開口部
から塊状体を入れて充填するが、充填量は袋体を満たす
量を入れてはならず、袋体を吊り上げたとき上部に空間
が存在する量でなければならない。塊状体を充填した
後、袋体の開口部近傍の網目に挿通した無端状の吊りロ
ープをほぼ等間隔で所定数網目より引き出して吊りルー
プを形成する。次にクレーンのフック等の吊り具を吊り
ループに連結して仮吊り上げを行う。この段階で袋体は
枠体から離れて空中に吊り上げられ、袋体の開口は不完
全ではあるが一応閉じられている。次に吊りロープを挿
通した網目の近傍の網目に挿通した口絞りロープで袋体
の開口部を捲き締めて閉鎖する。仮吊り上げた袋体の開
口を閉じ、口絞りロープで閉鎖するために行うのであ
る。口絞りロープは開口閉鎖作業の容易さから、吊りロ
ープを通した網目より下方の網目に挿通することが好ま
しいが、吊りロープと同じ網目に挿通してもよい。口絞
りロープは袋体の網目に挿通しておくことが袋体の開口
部の閉鎖の作業と、閉鎖の確実性から好ましいが網目に
挿通せずに袋体とは連結しないロープでもよく、独立し
たロープで吊りロープを挿通した網目より下方部分をし
ばってもよい。口絞りロープの余った部分で吊りループ
も捲いて締めると作業性が良好となる。
【0013】このようにして形成された洗掘防止材は吊
り上げたとき側面からみると錐体状となるが、塊状体を
充填した袋体が吊り上げられたとき、側面からみて形成
された洗掘防止材の上方に高さの25〜80%の錐体状
の空所が存在していることが必要である。25%未満の
ときは、塊状体の重量により袋体を配設したときの形状
が直径に対し、高さが直径の30%を越し袋体が張りつ
めたようになり、水底の凹凸及び岩石等不安定な地形に
馴染みにくく、また安定性がよくない。80%を越える
と配設された洗掘防止材の直径が拡がり過ぎ、網地がだ
ぶつき、弛み、また重量も軽いので、水流により流され
るおそれがある。
【0014】吊りロープはポリエステル、ポリアミド、
ポリプロピレン、ポリエチレン等で形成されたロープで
あり、荷重により異なるが線径5mm〜25mmであっ
て、袋体を形成する糸より太いことが網糸との接触面積
を大きくし切断の発生を防ぐので好ましい。口絞りロー
プはポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等で形成されたロープで線径3mm〜12mm
が好ましい。
【0015】
【実施例】本発明を実施例について具体的に説明する。
図1は、本発明に用いる袋体を示し、1は編成された編
地により形成された袋体であって、図示されてないが表
側と裏側の2枚の編地で袋状に形成されている。底部を
設けてもよい。3辺は閉じられている。2は開口部であ
って、開口部近傍の網目には吊りロープ3と口絞りロー
プ4が挿通されている。図1では吊りロープ3は袋体の
開口より3番目の網目に挿通され、口絞りロープ4は吊
りロープを挿通した網目より3番目の網目に挿通されて
いる。これ等のロープはこのように2番目〜3番目の網
目に挿通するのが好ましい。
【0016】図2は袋体の開口部近傍に配置した吊りロ
ープ3と口絞りロープ4を網目に挿通したところを拡大
したものであって、各ロープは端部を結合した無端状と
しておくと抜けることがなく作業上有利である。吊りロ
ープは線径が大きい。
【0017】図3は塊状物を充填するために袋体を枠に
配置したところを示す。5は枠体であり、この例では矩
形状の開口の角筒状であるが円筒状でもよい。袋体1を
枠体中に入れて開口させ開部端は枠の外壁に垂れ下がっ
ている。枠体を用いることにより袋体の開口や空所が保
持されるので塊状物の充填が容易となる。
【0018】図4は本発明で用いる袋体に塊状体を充填
して開口を閉じるために仮吊り上げした袋体の開口の部
分を示す。1は袋体であり6は吊りロープを、挿入した
網目からほぼ均一の間隔で引き出して形成した吊りロー
プである。この吊りロープに吊り具7を連結して吊り上
げるのであるが、直接クレーン等のフックを掛けてもよ
いがこの図に示すように吊りリング8に吊りロープを束
ねてまとめて通し、次いでリングをループの輪を通して
吊りループと吊りリングを連結し、吊りリングに吊り具
を掛けて吊り下げると作業性がよい。
【0019】図5は袋体の開口部を閉鎖するところを示
す。吊りループ6を吊り具で仮吊り上げすると袋体の開
口部は寄せ集められて仮閉じされる。この状態で口絞り
ロープを捲きつけて縛り付けることにより簡単且つ完全
に開口を閉鎖することができる。本発明の洗掘防止材は
充填する塊状物が重いので開口を強固に閉鎖しないと付
設時に口が開く危険があるので図5のように吊りロープ
を挿通した網目より下方の網目に口絞りロープを通すこ
とが好ましい。
【0020】図6は本発明の洗掘防止材を吊り上げたと
ころを示す。袋体の開口部を閉鎖した閉鎖部9と、これ
より上方の吊りロープの縛り付け部10が示されてい
る。閉鎖部10より上方の吊りループはまとめておかな
いと付設時に邪魔になるので縛っておくことが好まし
く、口絞りロープの余った部分で縛ればよい。
【0021】本発明の洗掘防止材は吊り上げたとき上部
に空所11が形成される必要がある。この空所があると
設置場所に置いたとき形状を変形することができ、設置
適応性が良好となり、水中構造物洗掘を受ける部分に密
着配置することができる。この例では空所は高さの約1
/2である。塊状物を開口部まで充填すると、網の構造
と糸を選んで伸度を大きくしても設置適応が小さく密着
設置が難しく洗掘防止効果が小さくなる。また開口部の
強固な閉鎖も困難となる問題が生ずる。本発明の洗掘防
止材はクレーン等で吊り上げて設置場所に配置すれば充
填物は袋体に保持されているので水により流されず、流
出しないので洗掘が防止される。水は網目と充填した塊
状物の間を流れるので洗掘防止材の受ける水流抵抗も小
さい。
【0022】実施例 繊維素材として黒原着ナイロン1,430デニールを8
本合糸し、トータルデニール11,440デニールのマ
ルチフィラメントを用いてラッセル編機で一辺の長25
mmで25mm目菱目の網糸径φ2mmのラッセル編を
編んだ。該ラッセル編を長さ8.0m、巾3.0mに切
断し、長さ8.0m方向に4つ折りにし、重ね合わせ、
上部一辺を残して縫合し、高さ2m、巾3mの封筒状の
袋体とする。該袋体の空隙率は83%で伸度45%であ
った。網糸径(M)と網目の長辺(N)の比N/M=1
2.5であった。該袋体の開口部の下3網目にナイロン
φ9mmロープを挿通し吊りロープとした。次に該袋体
の開口部の下6網目にナイロンφ6mmロープを挿通し
巾着方式で口が閉じれる口絞りロープとした。次に上記
袋体への塊状物の充填は鋼鉄製の図3に示す制作枠体に
該袋体を収納し、バックホウを使用して粒径50mm〜
200mm、比重2.65の砕石を該袋体に充填した。
充填量は1袋体に対し1.24mであった。次に該袋
体の開口部の下3網目に挿通したナイロンφ9mmの吊
りロープを等間隔で予め目印を付した6等分個所の網目
から引き出して、6点吊りループを形成した。さらに該
ループに鉄製の吊り具を連結してクレーンで仮吊り上げ
を行った。次に仮吊り上げた袋体を地上におろし、吊り
をゆるめてから閉じられている開口部の下6網目に挿通
した口絞りロープで5捲回して強く締め込み開口部を閉
鎖し、水中構造物の洗掘防止材を得た。該洗掘防止材を
トラッククレーンで移動させ順次整理、仮置する。次に
河川の護岸にトラッククレーンを使用して投入、据付し
た。該洗掘防止材で施工した護岸の周辺状況での河底の
洗掘はほとんど起きなかった。
【0023】
【発明の効果】本発明は水流抵抗が小さく、設置部に対
する形状適応性に優れ、作業時に袋の開口が発生しない
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いる袋体の説明図である。
【図2】本発明で用いる袋体の開口部近傍に配置した吊
りロープと口絞りロープの配置状態の説明図である。
【図3】枠体に袋体を入れて開口保持したところを示す
説明図である。
【図4】塊状物を充填した袋体を仮吊り上げしたところ
を示す説明図である。
【図5】仮吊り上げした袋体開口部を口絞りロープで縛
って閉鎖したところを示す説明図である。
【図6】本発明の洗掘防止材を吊り上げたところを示す
説明図である。
【符号の説明】
1 袋体 2 開口部 3 吊りロープ 4 口絞りロープ 5 枠体 6 吊りループ 7 吊り下げ具 8 吊りリング 9 開口閉鎖部 10 吊りループ縛り付け部 11 空所
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田邑 資夫 大阪府大阪市中央区南船場1丁目13番20号 キョーワ株式会社内 (72)発明者 大久保 高人 大阪府大阪市中央区南船場1丁目13番20号 キョーワ株式会社内 (72)発明者 野▲ザキ▼ 齊治 大阪府大阪市中央区南船場1丁目13番20号 キョーワ株式会社内 (72)発明者 田中 敏博 大阪府大阪市中央区南船場1丁目13番20号 キョーワ株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 編成した編地により形成された網糸の線
    径Mと網目の長辺Nが式3≦N/M≦20の関係を満た
    す袋体と、該袋体の開口部近傍の網目に挿通した無端状
    の吊りロープと、吊りロープを通した網目の近傍の網目
    に挿通した袋体の開口を閉じる口絞りロープとからなる
    水中構造物の洗掘防止材。
  2. 【請求項2】 袋体がラッセル編、蛙又編または無結節
    編により編成された編地からなる、請求項1に記載され
    た水中構造物の洗掘防止材。
  3. 【請求項3】 袋体が空隙率45%〜90%で伸度30
    %〜80%であって、一辺の長さLと塊状体の長径D
    が、L≦π/(4×1.8)・Dの関係を満たす編地で
    形成された、請求項1または2に記載された水中構造物
    の洗掘防止材。
  4. 【請求項4】 吊りロープが開口部の網目に挿通され
    た、請求項1ないし3のいずれか1項に記載された水中
    構造物の洗掘防止材。
  5. 【請求項5】 吊りロープが開口部の網目より下方の網
    目に挿通された、請求項1ないし3のいずれか1項に記
    載された水中構造物の洗掘防止材。
  6. 【請求項6】 口絞りロープが吊りロープを挿通した網
    目より下方の網目に挿通された、請求項1ないし5のい
    ずれか1項に記載された水中構造物の洗掘防止材。
  7. 【請求項7】 口絞りロープが吊りロープを挿通した網
    目に挿通された、請求項1ないし5のいずれか1項に記
    載された水中構造物の洗掘防止材。
  8. 【請求項8】 枠体に編地により形成された袋体を収納
    し、開口部を拡げて所定量の塊状物を充填し、次いで開
    口部近傍の網目に挿通した吊りロープをほぼ均一の間隔
    で網目から引き出して所定数の吊りループを形成し、該
    ループに吊り具を連結して仮吊り上げを行い、この状態
    で閉じられている開口部近傍を口絞りロープで捲回して
    閉鎖し、吊り具で吊り上げて移動させ、水中構造物の設
    置位置に配設することを特徴とする、水中構造物の洗掘
    防止工法。
  9. 【請求項9】 袋に充填する塊状物の量が、袋を吊りル
    ープで吊り上げたとき錐体状に形成される洗掘防止材の
    高さの25%〜80%が塊状体の存在しない錐体状の空
    所となる量である、請求項8に記載された水中構造物の
    洗掘防止工法。
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