JP2000013947A - 埋設機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧送水の流量や水圧の制御が部分、部分で容
易に行えるようにして、したがって、海水の汚濁問題を
抑制できかつ粘性土の掘削が容易になる埋設機装置を提
供する。 【解決手段】 埋設機１０は、ウォータージェット式の
掘削体１２を有する。この掘削体１２は、幅に対して長
さ方向が長くその下面部１２ａに複数のウォータージェ
ットノズル１４が配設され、かつ、機体１６に対して揺
動可能で斜めになって海底に没することのできる構造を
有しており、掘削体１２の内部には複数の送水通路１８
（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）が設けられ、その複数の送
水通路１８は掘削体１２の長さ方向に複数組（例えば３
組）に分けられたウォータージェットノズル１４の各組
に別々に連通されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海底あるいは水底
に電力ケーブルあるいは通信ケーブルなどの長尺体を埋
設するために溝を掘削する埋設機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、海底ケーブルを海底に埋設する方
式には、海底に溝を掘削し、その溝内に海底ケーブルを
布設して埋設する方式が知られ、この方式の施工には掘
削体を有する埋設機が用いられている。

【０００３】前記海底ケーブル掘削体の掘削機構として
は、海底を牽引される機体から斜め後ろ向きに下がった
掘削体から前方へ向けてのウォータージェットの噴出に
より海底の土砂を掘削する方法、掘削体に鋤機構を用い
て農具の鋤の原理により掘削しながら埋設する方法、あ
るいは、その両方を併用した方法がある。

【０００４】鋤き機構を用いた方法では海底が礫混じり
の場合も使用可能の利点があるが、バージの牽引力に制
限のあるときには、使用しにくいものである。一方、海
底が比較的柔らかい土砂を中心とした場合には、ウォー
タージェット方法が施工しやすかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウォー
タージェット式を採用すると、従来、掘削体のウォータ
ージェット水管内は同圧であるため、圧送水の流量や水
圧の制御が困難である。このため、掘削深さに限界があ
った。つまり、海底の深い部分を掘削しようとしてジェ
ットの水量を多くしすぎると、その深い部分は掘削され
るが浅い部分が必要以上に掘削されてしまって海底を走
行する機体の下方まで掘削されてしまい機体の沈み込み
がはなはだしく生じるので、ある程度以上は水圧を上げ
ることはできなかった。また、ウォータージェットで吹
き飛ばされる海底の浅い部分の土砂が多量となるので周
辺の海水汚濁の問題が生じる恐れがあった。

【０００６】なお、掘削体が無端状カッターを有する回
転式がある（特開昭８−１８９０５７号公報参照）が、
この回転式では、吹き飛ばされる土砂が少ないので海水
の汚濁の問題は生じにくいが、カッターを回転させる機
構が複雑でまた駆動箇所が多いのでメンテナンス性が低
いという問題点がある。また、この種の回転式掘削体の
場合、粘性土の掘削は困難であるという問題もある。

【０００７】本発明は、前記の問題点を解消するためな
されたものであって、圧送水の流量や水圧の制御が部
分、部分で容易に行えるようにして、したがって、海水
の汚濁問題を抑制できかつ粘性土の掘削が容易に行える
埋設機装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、次の構成を有する。請求項１の発明は、
ウォータージェット式の掘削体を有する埋設機におい
て、掘削体は、幅に対して長さ方向が長くその下面部に
複数のウォータージェットノズルが配設され、かつ、機
体に対して揺動可能で斜めになって海底に没することの
できる構造を有し、掘削体の内部には複数の送水通路が
設けられ、その複数の送水通路が掘削体の長さ方向に複
数組に分けられたウォータージェットノズルの各組に別
々に連通されており、掘削体ではこれらの送水通路へ水
を圧送することによりノズルからウォータージェットを
噴出して海底を掘削することを特徴とする埋設機装置で
ある。請求項２の発明は、ウォータージェット式の掘削
体を有する埋設機において、掘削体は、幅に対して長さ
方向が長くその下面部に複数のウォータージェットノズ
ルが配設され、かつ、機体に対して揺動可能で斜めにな
って海底に没することのできる構造を有し、掘削体は、
海底下層部へのウォータージェットの流速を海底上層部
へのウォータージェットの流速よりも早くしたものであ
ることを特徴とする埋設機装置である。請求項３の発明
は、掘削体は、後端側のノズルのウォータージェット流
速を前端側のノズルのウォータージェット流速よりも大
きくしたことを特徴とする請求項１または２に記載の埋
設機装置である。請求項４の発明は、掘削体の後端側の
ノズル数またはノズル径を前端側のノズル数またはノズ
ル径よりも小さくすることにより、後端側のノズルのウ
ォータージェット流速を前端側のノズルのウォータージ
ェット流速よりも大きくしたことを特徴とする請求項３
に記載の埋設機装置である。請求項５の発明は、掘削体
の各送水通路にはそれぞれ別の送水ポンプから送水する
ようにし、各送水ポンプは、送水水量を別々に制御可能
になっていることを特徴とする請求項１に記載の埋設機
装置である。請求項６の発明は、全送水ポンプは、一括
して各送水通路に送水可能にする構造を有していること
を特徴とする請求項５に記載の埋設機装置である。請求
項７の発明は、掘削体は、ウォータージェットで掘削し
て形成した海底の溝に埋設対象の海底ケーブルを支持し
かつ導く通路を、海底ケーブルを四方から囲むように形
成したものであることを特徴とする請求項１ないし６の
うちのいずかに１項に記載の埋設機装置である。

【０００９】本発明によれば、ウォータージェット式の
掘削体を有する埋設機において、掘削体の内部には複数
の送水通路を設け、その複数の送水通路が掘削体の長さ
方向に複数組に分けられたウォータージェットノズルの
組に別々に連通しているので、送水通路への送水量や送
水圧力を別々に設定することができる。したがって、掘
削体の長さ方向に複数組に分けられたウォータージェッ
トノズルの組に別々に送水量や送水圧力を制御すること
ができる（ポンプが吐出する水の圧力・流量をモーター
出力で調節したり、弁体・絞り体により送水通路内の流
量・圧力調節したり、いずれの手段でも可能である）。
よって、各組ごとのノズルの水量調整が容易に行うこと
ができ、効率的な掘削や汚濁防止効果を発揮することが
できる。また、本発明によれば、掘削体を、海底下層部
へのウォータージェットの流速を海底上層部へのウォー
タージェットの流速よりも早くすることにより、海底下
層部の十分な掘削と海底上層部の掘削のし過ぎによる不
具合（埋設機の沈み混み等）を防止できる。また、この
場合には、後端側のノズルのウォータージェット流速を
前端側のノズルのウォータージェット流速よりも大きく
することが好適である。具体的には、掘削体の後端側の
ノズル数またはノズル径を前端側のノズル数またはノズ
ル径よりも小さくする。このようにすればノズルの設計
により自由にノズルのジェットの流速を設定することが
できる。また、本発明では、掘削体の各送水通路にはそ
れぞれ別の送水ポンプから送水するようにし、各送水ポ
ンプは、送水水量を別々に制御可能にすることが、ウォ
ータージェットノズルの組に別々に送水量や送水圧力を
制御するのに極めて好適である。本発明では、全送水ポ
ンプは一括して各送水通路に送水可能にする構造を有す
ることにすれば、一部の送水ポンプが故障しても、他の
送水ポンプにより送水は継続できる。この構造として各
ポンプ出側同士をバイパス管路と切替え弁で繋げば、埋
設機の運転の中断を切替え弁の切替え時のみの最小限に
することができ、効率的な埋設作業を実現できる。本発
明では、掘削体は、ウォータージェットで掘削して形成
した海底の溝に埋設対象の海底ケーブルを支持しかつ導
く誘導穴部分を全長に亙って形成したので、前記誘導穴
部の下部に形成した送水通路を通ってノズルから噴出す
るウォータージェットにより掘削し、その掘削した海底
の溝に直ちに電力ケーブルなどの対象物を誘導穴部を通
して埋設することができ、しかも、噴出したウォーター
ジェットにより掘削された土砂は水とともに前記通路を
通って掘削体の後端側から前端側に流れて行くので排出
が容易にできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は、実施形態にかかる埋
設機の全体説明図、図２は埋設機の掘削体の説明図、図
３は図２のおいての掘削体の各部断面説明図、図４は送
水ポンプユニットを含む埋設機装置全体の送水経路説明
図である。

【００１１】図１および図２に示すように、埋設機１０
は、ウォータージェット式の掘削体１２を有する。この
掘削体１２は、幅に対して長さ方向が長くその下面部１
２ａに複数のウォータージェットノズル１４が配設さ
れ、かつ、機体１６に対して揺動可能で各種角度で斜め
になって海底に没する（穴溝２６ａの掘削により）こと
のできる構造を有する。掘削体１２の内部には複数の送
水通路１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）が設けられ、そ
の複数の送水通路１８は掘削体１２の長さ方向に複数組
（実施形態では３組）に分けられたウォータージェット
ノズル１４の各組に別々に連通されたものである。

【００１２】前記機体１６は、埋設機進行方向に向いて
間隔を置いた左右に海底面を滑るための橇体２０，２０
と、その左右橇体２０，２０を正面視概略門型形状に繋
ぐパイプ材をトラス構造に組み合わせた本体ベースフレ
ーム２２とを有しており、概略双胴艇の形状になってい
るものである。なお、機体１６の前端部には、埋設機１
０を図示しないバージに繋がる牽引用のワイヤケーブル
１６ｐが固定される。また、左右の橇体２０，２０はバ
ージに牽引されて海底の不陸岩盤部を進行しやすくする
車輪２０ｈ，２０ｈが回動自在に設けられる。

【００１３】前記掘削体１２は、前記本体ベースフレー
ム２２の幅中央に位置し、かつ、前記掘削体１２の前端
上部に機体１６前端に回動自在に支持される揺動支点軸
２４を設けて、前端側よりも後端側が海底により深く没
することができるようにされている。

【００１４】また、掘削体１２は前後方向に長い概略箱
形状を呈し、かつ後端部がやや後ろ上がりの形状を呈し
ている。そして、図２、図３に示すように、正面視で上
部には、ウォータージェットで海底（２６）を掘削して
形成した穴溝（２６ａ）内に、同時に、埋設対象の海底
ケーブル２８を支持した状態で導くための側方を切り欠
き着脱自在な蓋３０ａをした円形形状のケーブル通路３
０を、海底ケーブル２８を四方から囲むように形成して
おり、下部は隔壁３２、３４で仕切られた各部屋が送水
通路１８になる。

【００１５】また、掘削体１２のウォータージェットノ
ズル１４は、複数あって、掘削体１２の幅方向に同間隔
で対になって前後方向に配列されており、切削体１２の
前部、中部、後部の各組のノズル数Ｎｆ，Ｎｍ，Ｎｒは
前端部側が後端部側よりも多くなっている（Ｎｆ＞Ｎｍ
＞Ｎｒ＞０）。

【００１６】そして、掘削体１２の内側下部には、前記
ケーブル通路の各組のノズル１４毎に異なる送水通路１
８が形成されている。すなわち、図２は掘削体の正面
図、縦断面側面視図であり、図３は図２のＡ−Ａ〜Ｄ−
Ｄ線での各部断面図を示している。

【００１７】この図２、図３に示すように、送水通路１
８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）は、掘削体１２のケーブ
ル通路３０の下側に形成された空間３６が、横方向の第
１隔壁３２と該隔壁３２の中央から上の延びる縦方向の
第２隔壁３４で概略３室に分けられて、この第１隔壁３
２と概略台形の掘削体１２下部との間の室が、掘削体１
２長手方向に前部、中部、後部で仕切り壁３８で仕切ら
れて送水通路１８ａ，１８ｂ，１８ｃの一部となる前部
部屋４０ａ，中部部屋４０ｂ，後部部屋４０ｃとなり、
掘削体１２の下面部に配設されたそれぞれのウォーター
ジェットノズル１４に連通する。そして、前端部では、
図３（ａ）に示すように、送水通路１８ａ，１８ｂ，１
８ｃの引き入れ部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが管材で形成
されていて、この送水通路１８ａは第１隔壁３２の下側
の前部部屋４０ａから構成される。また、図３（ｂ）、
（ｃ）示すように、送水通路１８ｂは、第１隔壁３２上
側の左側室が前記中部の部屋４０ｂに連通して構成され
る。また、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、送水通路
１８ｃは、第１隔壁３２の上側の右側室入が前記後部の
部屋４０ｃに連通して構成される。

【００１８】前記掘削体１２の上下に揺動するため（図
１には、掘削体の揺動経過各位置を示している）、本体
ベースフレーム２２と掘削体１２後端部との間にはリン
ク構造４４を介して繋がりかつ油圧シリンダー４６で駆
動するようになっている。また、掘削体１２の前端部に
は屈曲可能なケーブルガイド部４８が取り付けられて、
布設するべき海底ケーブル２８をケーブル通路３０に通
しかつさらに後方で掘削した溝内に導き埋設するように
なっている。

【００１９】海底ケーブル２８を積む牽引船（例えば台
船、バージ）上では、前記各送水通路１８ａ，１８ｂ，
１８ｃに対応してウォータージェット用の海水を送水す
る、エンジン５０駆動のウォータジェットポンプユニッ
ト５２が３基（＃１〜＃３）設置されている。このポン
プユニット５２は真空ポンプと渦巻きポンプからなり、
ストレーナ５４が先端に設けられた吸い込み管路５６か
ら吸い込み、一方、ポンプ出側には流量計５８ａとバル
ブ５８ｂが設けられる。したがって、掘削体１２では各
送水通路１８ａ、１８ｂ、１８ｃにはそれぞれ別の送水
ポンプユニット５２，５２，５２から送水するように
し、各送水ポンプ５２，５２，５２は、バルブ５８ｂの
開閉度やポンプ回転数の制御で送水水量を別々に制御可
能になっている。また、全送水ポンプユニット５２の出
側には、一括して各送水通路に送水可能にする非常用バ
イパス接続部６０を有している。そして、バイパス管路
６０に切替え弁を設ければ、埋設機１０の運転の中断を
切替え弁の切替え時のみの最小限にすることができ、効
率的な埋設作業を実現できる。

【００２０】上記説明の実施形態によれば、ウォーター
ジェット式の掘削体を有する埋設機において、掘削体１
２の内部には複数の送水通路１８ａ，１８ｂ，１８ｃを
設け、その複数の送水通路１８ａ，１８ｂ，１８ｃが掘
削体１２の長さ方向に複数組に分けられたウォータージ
ェットノズル１４の組に別々に連通しているので、送水
通路１８ａ，１８ｂ，１８ｃへの送水量や送水圧力を別
々に設定することができる。したがって、掘削体１２の
長さ方向に複数組に分けられたウォータージェットノズ
ル１４の組に別々に送水量や送水圧力を制御することが
できる。よって、各組ごとのノズルの水量調整が容易に
行うことができ、効率的な掘削や汚濁防止効果を発揮す
ることができる。

【００２１】また、掘削体１２の前端を機体１６に対す
る揺動支点軸２４を設けて、前端側よりも後端側が海底
により深く没することができるようにし、掘削体１２の
後端側の組のノズル数を前端側の組のノズル数よりも少
数にすることが好適である。

【００２２】また、掘削体の各送水通路にはそれぞれ別
の送水ポンプユニット５２，５２，５２から送水するよ
うにし、各送水ポンプユニット５２，５２，５２が、送
水水量を別々に制御可能にすることが、ウォータージェ
ットノズル１４の組に別々に送水量や送水圧力を制御す
るのに極めて好適である。例えば、水量の調整により一
般的に土圧抵抗が大きい掘削体１２の後端部では水量を
増加し、土圧抵抗が少ない掘削体１２前端部では水量を
少なくできるため、汚濁棒施行かが期待できる。

【００２３】また、全送水ポンプ５２，５２，５２かは
一括して各送水通路に送水可能にするバイパス通路６０
と切替え弁を有することにすれば、一部の送水ポンプユ
ニットが故障しても、他の送水ポンプユニットにより送
水は継続でき、埋設機１０の運転の中断を切替え弁の切
替え時のみの最小限にすることができ、効率的な埋設作
業を実現できる。

【００２４】また、掘削体１２は、ウォータージェット
で掘削して形成した海底の溝２６に埋設対象の海底ケー
ブル２８を支持しかつ導くケーブル通路３０を全長に亙
って形成したので、前記通路３０の下部に形成した送水
通路１８ａ，１８ｂ，１８ｃを通ってノズル１４から噴
出するウォータージェットにより掘削し、その掘削した
海底の穴溝に直ちに海底ケーブル２８などの対象物を誘
導穴部を通して埋設することができ、しかも、噴出した
ウォータージェットにより掘削された土砂は水とともに
前記通路３０を通って掘削体の後端側から前端側に流れ
て行くので排出（排土）が容易にできる。

【００２５】なお、前記の実施形態では本発明の好適例
を説明したが、本発明はこれに限定されないことはもち
ろんである。例えば、埋設対象として海底パイプライン
とすることもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した通り、請求項１の発明によ
れば、ウォータージェット式の掘削体を有する埋設機に
おいて、掘削体の長さ方向に複数組に分けられたウォー
タージェットノズルの組に別々に送水量や送水圧力を制
御することができる。よって、各組ごとのノズルの水量
調整が容易に行うことができ、効率的な掘削や汚濁抑制
効果を発揮することができる。また、掘削体の後端側の
組のノズル数またはノズル径を前端側の組のノズル数ま
たはノズル径よりも小さくすることが好適である。ま
た、本発明では、全送水ポンプは一括して各送水通路に
送水可能にする構造を有することにすれば、一部の送水
ポンプが故障しても、他の送水ポンプにより送水は継続
できる。この構造として各ポンプ出側同士をバイパス管
路と切替え弁で繋げば、埋設機の運転の中断を切替え弁
の切替え時のみの最小限にすることができ、効率的な埋
設作業を実現できる。また、本発明では、掘削体は、誘
導穴部の下部に形成した送水通路を通ってノズルから噴
出するウォータージェットにより掘削し、その掘削した
海底の溝に直ちに電力ケーブルなどの対象物を誘導穴部
を通して埋設することができ、しかも、噴出したウォー
タージェットにより掘削された土砂は水とともに前記通
路を通って掘削体の後端側から前端側に流れて行くので
排出が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る海
底ケーブル埋設機の掘削体構造の正面視、側面視の説明
図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は掘削体の正面図、縦断面側面
視図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は図２のＡ−Ａ線〜Ｄ−Ｄ線で
の各部断面図を示している。

【図４】送水ポンプユニットを含む埋設機装置全体の送
水経路説明図である。

【符号の説明】

１０ 埋設機 １２ 掘削体 １４ ウォータージェットノズル １６ 機体 １８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ） 送水通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 公一 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 岩田 保 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 四百苅 成夫 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウォータージェット式の掘削体を有する
   埋設機において、 掘削体は、幅に対して長さ方向が長くその下面部に複数
   のウォータージェットノズルが配設され、かつ、機体に
   対して揺動可能で斜めになって海底に没することのでき
   る構造を有し、 掘削体の内部には複数の送水通路が設けられ、 その複数の送水通路が掘削体の長さ方向に複数組に分け
   られたウォータージェットノズルの各組に別々に連通さ
   れており、掘削体ではこれらの送水通路へ水を圧送する
   ことによりノズルからウォータージェットを噴出して海
   底を掘削することを特徴とする埋設機装置。
2. 【請求項２】 ウォータージェット式の掘削体を有する
   埋設機において、 掘削体は、幅に対して長さ方向が長くその下面部に複数
   のウォータージェットノズルが配設され、かつ、機体に
   対して揺動可能で斜めになって海底に没することのでき
   る構造を有し、 掘削体は、海底下層部へのウォータージェットの流速を
   海底上層部へのウォータージェットの流速よりも早くし
   たものであることを特徴とする埋設機装置。
3. 【請求項３】 掘削体は、後端側のノズルのウォーター
   ジェット流速を前端側のノズルのウォータージェット流
   速よりも大きくしたことを特徴とする請求項１または２
   に記載の埋設機装置。
4. 【請求項４】 掘削体の後端側のノズル数またはノズル
   径を前端側のノズル数またはノズル径よりも小さくする
   ことにより、後端側のノズルのウォータージェット流速
   を前端側のノズルのウォータージェット流速よりも大き
   くしたことを特徴とする請求項３に記載の埋設機装置。
5. 【請求項５】 掘削体の各送水通路にはそれぞれ別の送
   水ポンプから送水するようにし、各送水ポンプは、送水
   水量を別々に制御可能になっていることを特徴とする請
   求項１に記載の埋設機装置。
6. 【請求項６】 全送水ポンプは、一括して各送水通路に
   送水可能にする構造を有していることを特徴とする請求
   項５に記載の埋設機装置。
7. 【請求項７】 掘削体は、ウォータージェットで掘削し
   て形成した海底の溝に埋設対象の海底ケーブルを支持し
   かつ導く通路を、海底ケーブルを四方から囲むように形
   成したものであることを特徴とする請求項１ないし６の
   うちのいずかに１項に記載の埋設機装置。