JP2003003481A

JP2003003481A - 沈埋函沈設工法

Info

Publication number: JP2003003481A
Application number: JP2001192105A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Abe; 知宏阿部; Yoshiki Yuho; 芳樹祐保
Original assignee: Hitachi Zosen Corp; Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】煩雑な水中作業を削減できて工期を短縮し、施
工コストを低減する。【解決手段】工場で組み立てられた函体ユニット８Ａ〜
８Ｅをそれぞれ沈設現場近傍まで曳航し、水上ですべて
の函体ユニット８Ａ〜８Ｅを互いに接続して一体化し、
前記一体化函体ユニット８を沈設現場まで曳航して沈降
させ沈設基礎６上に設置し、前記沈設基礎６の両端側に
それぞれ設置された沈埋函接続体４，５と前記一体化函
体ユニット８とを接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沈埋函により海底
トンネルを形成するための沈埋函沈設工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】沈埋函により海底トンネルを形成するた
めの沈埋函沈設工法として、代表的なものは、東京港ト
ンネル、隅田川トンネル、多摩川トンネルなど多数の海
底トンネルで採用されたプレージングパージ方式や、川
崎港トンネル、大阪南港トンネル、新潟港トンネルなど
多数の海底トンネルで採用されたタワーポンツーン方式
がある。この他一部の海底トンネルで施工されたものと
して、自揚海上足場方式、フローティングクレーン方
式、プレージングポンツーン方式がある。

【０００３】各上記方式における海底トンネルの施工手
順は、工場で艤装品を含めて製造された複数の函体ユニ
ットを、沈設基礎が形成された沈設現場まで曳航し、上
記各施工方法により各函体ユニットを順次沈降させて位
置合わせし、既設函体ユニットと新設函体ユニットとを
水圧接合により接続する。そして、函体ユニット内の排
水、沈降機器や操函ワイヤー、バルクヘッドの撤去が行
われる。また函外工として函底の充填や、函内工として
シール補強や連結補強を行い、函体ユニットごとにこれ
を繰り返して、始端接続函体ユニットから終端函体ユニ
ットまでを複数の函体ユニットにより接続するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記沈埋函沈設工法で
は、海底において沈埋函を接続する水中作業が極めて多
く、煩雑となって多くの時間を費やし、作業の長期化や
コストを押し上げる要因となっていた。また、これら作
業の間、船舶の航行を長時間制限する必要があった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決して、煩雑な水
中作業を削減できて工期を短縮することができ、施工コ
ストを低減できるとともに、船舶の航行の制限をできる
だけ少なくすることができる沈埋函沈設工法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の沈埋函沈設工法は、工場で組み立てら
れた函体ユニットをそれぞれ沈設現場に近い静海域また
は沈設現場に近い工場のドッグまで曳航し、海上ですべ
ての函体ユニットを互いに接続して一体化し、前記一体
化函体ユニットを沈設現場まで曳航して沈降させ沈設基
礎上に設置し、前記沈設基礎の両端側にそれぞれ設置さ
れた沈埋函接続体と前記一体化函体ユニットとを接続す
るものである。

【０００７】上記構成によれば、沈設現場近傍まで一次
曳航されたすべての函体ユニットを海上に浮かべた状態
で接続作業を行って一体化函体ユニットを形成し、この
一体化函体ユニットを沈設現場に二次曳航して沈降さ
せ、沈設基礎上に設置して沈埋函接続体に接続するの
で、函体ユニット同士の接続作業をすべて海上で行うこ
とができる。したがって、目視で位置合わせが可能とな
り、また多くの作業を海上で施工できるので、精度良く
かつ短時間に行うことができ、施工性の向上および品質
の向上をはかることができる。また沈降作業が１度で済
むので、作業中の水路閉鎖時間も大幅に短縮することが
でき、船舶の航行の制限を最少限にすることができる。

【０００８】また請求項２記載の沈埋函沈設工法は、工
場で組み立てられた函体ユニットをそれぞれ沈設現場に
近い静海域または沈設現場に近い工場のドッグまで曳航
し、海上ですべての函体ユニットのうちの複数の函体ユ
ニットを互いに接続して一体化し、前記一体化函体ユニ
ットをそれぞれ沈設現場まで曳航し沈降して沈設基礎上
に設置し、前記一体化函体ユニットと予め設置された一
方の沈埋函接続体とを接続し、次いで順次沈降された一
体化函体ユニットを、接続済みの一体化函体ユニット、
または接続済みの一体化函体ユニットおよび他方の沈埋
函接続体に接続し、沈埋函接続体間に複数の一体函体ユ
ニットを接続するものである。

【０００９】上記構成によれば、複数の函体ユニットを
海上で接続して一体化函体ユニットを形成した後、これ
ら一体化函体ユニットを沈設現場まで曳航して順次沈降
させ、沈設基礎上に配置して接続するので、従来の函体
ユニットごとに沈降接続するのに比較して水中での接続
作業を半減することができ、作業労力および作業時間を
大幅に削減することができる。

【００１０】さらに請求項３記載の沈埋函沈設工法は、
請求項１または２記載の発明において、沈降時に、沈埋
函接続体にそれぞれ設置された沈降用ウインチから操函
用索体を繰り出して一体化函体ユニットに連結するとと
もに、前記一体化函体ユニットに設けられたバラストタ
ンクに注水して沈設荷重を作用させ、前記沈降用ウイン
チにより操函用索体を介して一体化函体ユニットの沈降
を操作するものである。

【００１１】上記構成によれば、予め設置された沈埋函
接続体から沈降用ウインチにより操函用索体を繰り出し
て一体化函体ユニットに接続し、沈降用ウインチの巻取
り量で一体化函体ユニットを操函して沈降作業を行うの
で、一体化函体ユニットを沈設基礎上に精度良く設置す
ることができ、沈埋函接続体との接続作業を容易かつ精
度良く実施することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る沈埋函沈設
工法の実施の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。

【００１３】図１０に示すように、船舶が航行する水路
１両側の第１護岸２から第２護岸３にわたって、複数の
函体ユニットを接続した海底トンネルを施工するもので
ある。第１護岸２および第２護岸３には、予め立坑を有
する沈埋函接続体４，５が設置され、水路１の底部に
は、沈設基礎６が形成されている。

【００１４】沈埋函接続体４，５の間には、複数（図で
は５本）の１００ｍ〜３００ｍ前後のスパン長を有する
函体ユニット８Ａ〜８Ｅが互いに接続されて設置され
る。

【００１５】この沈埋函沈設工法を図１および図２を参
照して説明する。［ＳＴＥＰ．１］陸上にある工場のド
ライドックで、図３（ｂ）に示す端部函体ユニット８
Ａ，８Ｅと、図３（ａ）に示す中間函体ユニット８Ｂ〜
８Ｄが製作され、これら函体ユニット８Ａ〜８Ｅには、
曳航輸送、接続、沈埋作業などに使用される艤装品が設
置されるが図示していない。

【００１６】これら函体ユニット８Ａ〜８Ｅは、それぞ
れ上床版８ａ、下床版８ｂ、左右側壁８ｃ，８ｄにより
矩形箱体状に形成されるとともに、２枚の中壁８ｅによ
り複数（図は３本）の道路用または鉄道用の空間部８ｆ
に仕切られている。また端部函体ユニット８Ａ，８Ｅに
は、沈埋函接続体４，５との接続開口面７に、沈降時の
浸水を防止する全面バルクヘッド（止水隔壁）９Ａが全
面を覆うように取付けられ、また函体ユニット８Ｂ，８
Ｄとの接続開口面７に、曳航輸送時に浸水を防止するた
めにの接続開口面７の下部で、浮上時の喫水面より所定
水深だけ上位まで覆うように取付けられている。また中
間函体ユニット８Ｂ〜８Ｄの接続開口面には、曳航輸送
時に浸水を防止するためにの接続開口面７の下部で、浮
上時の喫水面より所定水深だけ上位まで覆うように取付
けられている。

【００１７】［ＳＴＥＰ．２］図４に示すように、ドラ
イドッグから各函体ユニット８Ａ〜８Ｅがそれぞれ海上
に浮かべられて曳船１１により一次曳航され、沈設現場
の近くで波浪が静かで接続作業が容易な静海域、または
沈設現場の近くの工場のドライドッグ、あるいはその工
場の岸壁まで輸送され、なるべく波浪の影響を受けない
海上に停泊される。

【００１８】次の［ＳＴＥＰ．２］は、図２に示す手順
で施工される。（ＳＴＥＰ．ａ）図５に示すように、接続する函体ユニ
ット８Ａ〜８Ｅを曳船などにより位置決め配置し、函体
ユニット８Ａ〜８Ｅに予め設けられた接続用ジャッキや
ウインチなどを利用して接続開口面７同士を固定し、接
続開口面７に設けられた継手部１２を連結する。

【００１９】（ＳＴＥＰ．ｂ）この継手部１２は、図
６，図７に示すように、函体ユニット（たとえば８Ａ，
８Ｂ）を突き合わせた状態で、溶接装置により外周溶接
部１４および内周溶接部１５を全周囲にわたって溶接す
る溶接継手タイプがある。この場合には止水用ガスケッ
ト１３が不要となる。

【００２０】また、図８，図９に示すように、継手部１
２に外周凹部１６を介してフランジ１７を形成し、一定
ピッチで形成されたボルト孔に連結ボルト１８を装着し
て締結するねじ継手タイプでもよく、この場合には、止
水用ガスケット１３が継手部１２の全周囲に装着され
る。さらに図示しないが、喫水線下部における水中溶接
を避けるために、喫水線上部を溶接継手、下部をねじ継
手とした溶接、ねじの混合継手タイプも可能となる。

【００２１】これを繰り返して函体ユニット８Ａ〜８Ｅ
が一体に接続された一体函体ユニット８が形成される。
この一体函体ユニット８の接続作業中または接続作業後
に下記のＳＴＥＰ．ｃ〜ｆが行われる。

【００２２】（ＳＴＥＰ．ｃ）接続作業が終了した函体
ユニット８Ａ〜８Ｅの半面バルクヘッド（止水隔壁）９
Ｂが溶断などにより除去される。

【００２３】（ＳＴＥＰ．ｄ）必要に応じて、継手部１
２の内周に沿って二次止水用ゴム１９が取付けられる。
なお、溶接継手タイプの場合に二次止水用ゴム１９は不
要となる。

【００２４】（ＳＴＥＰ．ｅ）継手部１２の内周側にス
パン方向に沿う連結ケーブル２０を連結具２１を介して
接続する。

【００２５】（ＳＴＥＰ．ｅ）２枚の中壁８ｅに鉛直せ
ん断キー２２を装着する。（ＳＴＥＰ．ｆ）下床版８ｂの内面側で左右位置に水平
せん断キー２３を装着する。

【００２６】［ＳＴＥＰ．４］図１０（ａ）に示すよう
に、一体に接続された一体函体ユニット８を曳船により
沈降位置に２次曳航する。

【００２７】［ＳＴＥＰ．５］図１１，図１２に示すよ
うに、沈埋函接続体４，５内には調整函体２４が出退自
在に配置されるとともに、沈埋函接続体４，５内に左右
一対の操函用ウインチ２５が設置されており、操函用ウ
インチ２５からそれぞれ繰り出された操函用チェーン
（操函用索体）２６が、調整函体２４および沈埋函接続
体４，５の隔壁２７Ａ，２７Ｂおよび止水ボックス２８
Ａ，２８Ｂを貫通して繰り出され、転向シーブ２９を介
して一体化函体ユニット８の接続開口面６の左右ブラケ
ットにそれぞれ連結される。また必要に応じて、沈降作
業船などに設置されたウインチに巻き取られる縱操函用
ワイヤーまたは横操函用ワイヤーがそれぞれ一体化函体
ユニット８に接続される。そして一体化函体ユニット８
内に設置されたバラストタンクに注水される。

【００２８】［ＳＴＥＰ．６］図１１（ｂ），図１２に
示すように、バラストタンクの注水により一体化函体ユ
ニット８に沈設荷重を作用させ、操函用チェーン２６な
どにより一体化函体ユニット８を沈降させ、沈埋函接続
体４，５の間の沈設基礎６に着底させる。

【００２９】［ＳＴＥＰ．７］一体化函体ユニット８の
底部で沈設基礎２との間に函底コンクリートまたはモル
タルを充填して一体化函体ユニット８を安定させる。ま
た沈埋函接続体４，５では、押出しジャッキ３０により
調整函体２４を押出し、調整函体２４と沈埋函接続体
４，５とをモルタル３１の注入やせん断キーの装着、連
結ケーブル２０、バルクヘッド９Ａ，９Ｃの撤去、後打
ちコンクリート３３を施工する。

【００３０】上記実施の形態によれば、（１）沈設現場近傍まで一次曳航されたすべての函体ユ
ニット８Ａ〜８Ｅを海上に浮かべた状態で接続作業を行
って一体化函体ユニット８を形成し、この一体化函体ユ
ニット８を沈設現場に二次曳航して沈降させ、沈設基礎
６上に設置して沈埋函接続体４，５に接続するので、函
体ユニット８Ａ〜８Ｅの接続作業をすべて海上で行うこ
とができる。したがって、目視で位置合わせが可能とな
り、また多くの作業を海上で施工できるので、精度良く
かつ短時間に行うことができ、施工性の向上および品質
の向上をはかることができる。また沈降作業が１度で済
むので、作業中の水路閉鎖時間も大幅に短縮することが
でき、船舶の航行への支障を最少にすることができる。

【００３１】（２）函体ユニット８Ａ〜８Ｅに設けられ
るバルクヘッド９Ａは、従来の函体ユニットでは、両接
続開口面には全面バルクヘッドを設けて全面を覆うよう
に構成されるが、本発明では、海上で接続して沈設する
ため、接続状態で両端部のみが全面バルクヘッドを設け
ればよく、函体ユニット８Ａ〜８Ｅの他の端面には、海
上輸送する時に水の流入を防止できる半面バルクヘッド
９Ｂを取付ければ良い。したがって、材料コストや装
着、撤去の作業時間を大幅に削減できる。また半面バル
クヘッド９Ｂの撤去作業は、海上で行われるため、作業
性がよい。

【００３２】（３）函体ユニット８Ａ〜８Ｅの接続作業
を海上で行うため、位置決め、継手部１２の引き寄せ作
業は目視確認でき、作業性および作業精度を高めて接続
部の品質を向上することができる。

【００３３】（４）沈設時には、バラスト水の注入によ
り沈設荷重を作用させるとともに、沈埋函接続体４，５
内に設置した操函用ウインチ２５により左右一対の操函
用チェーン２６を介して一体函体ユニット８を操作しつ
つ沈降させることができるので、一体函体ユニット８を
安定して操作でき、精度良く沈設基礎６上の所定位置に
着底させることができる。

【００３４】なお、上記の実施の形態では、すべての函
体ユニット８Ａ〜８Ｅを海上で接合して１度に沈設した
が、複数の函体ユニット８Ａ〜８Ｅを海上で接合した２
分割または３分割、４分割した一体化函体ユニットを形
成し、一体化函体ユニットごとに沈設接続してもよい。
これによれば、函体ユニット同士の水中作業による接続
を半減できて、海上での接続作業となるため、作業性を
向上させ作業時間を短縮できて、施工コストを低減でき
る。

【００３５】

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１記載の沈埋
函沈設工法によれば、沈設現場近傍まで一次曳航された
すべての函体ユニットを海上に浮かべた状態で接続作業
を行って一体化函体ユニットを形成し、この一体化函体
ユニットを沈設現場に二次曳航して沈降させ、沈設基礎
上に設置して沈埋函接続体に接続するので、函体ユニッ
ト同士の接続作業をすべて海上で行うことができる。し
たがって、目視で位置合わせが可能となり、また多くの
作業を海上で施工できるので、精度良くかつ短時間に行
うことができ、施工性および接続部の品質の向上をはか
ることができる。また沈降作業が１度で済むので、作業
中の水路閉鎖時間も大幅に短縮することができ、船舶の
航行の制限を最少限にすることができる。

【００３６】また請求項２記載の沈埋函沈設工法によれ
ば、複数の函体ユニットを海上で接続して一体化函体ユ
ニットを形成した後、これら一体化函体ユニットを沈設
現場まで曳航して順次沈降させ、沈設基礎上に配置して
接続するので、従来の函体ユニットごとに沈降接続する
のに比較して水中接続作業を半減することができ、作業
労力および作業時間を大幅に削減することができる。

【００３７】さらに請求項３記載の沈埋函沈設工法によ
れば、予め設置された沈埋函接続体から沈降用ウインチ
により操函用索体を繰り出して一体化函体ユニットに接
続し、沈降用ウインチの巻取り量で一体化函体ユニット
を操函して沈降作業を行うので、一体化函体ユニットを
沈設基礎上に精度良く設置することができ、沈埋函接続
体との接続作業を容易かつ精度良く実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る沈埋函沈設工法の実施の形態を示
し、全体の作業手順を示すフロー図である。

【図２】同沈埋函沈設工法における函体ユニットの接続
作業手順を示すフロー図である。

【図３】本発明に係る沈埋函沈設工法の実施の形態を示
し、（ａ）（ｂ）はそれぞれ使用される函体ユニットを
示す斜視図である。

【図４】同函体ユニットの一次曳航状態を示す斜視図で
ある。

【図５】同函体ユニットの接続作業状態を示す斜視図で
ある。

【図６】同函体ユニットの継手部を示す正面図である。

【図７】同函体ユニットの継手部を示す部分拡大側面断
面図である。

【図８】同函体ユニットの他の継手部を示す正面図であ
る。

【図９】同函体ユニットの他の継手部を示す部分拡大側
面断面図である。

【図１０】同函体ユニットの二次曳航状態を示す全体平
面図である。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同函体ユニットの
沈降作業を示す説明図である。

【図１２】同函体ユニットの沈設作業を示す説明図であ
る。

【図１３】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ同函体ユニッ
トの沈設作業を示す説明図である。

【符号の説明】

１水路４，５沈埋函接続体６沈設基礎８一体函体ユニット８Ａ〜８Ｅ函体ユニット９Ａ全面バルクヘッド９Ｂ半面バルクヘッド１２継手部１４外周溶接部１５内周溶接部１６外周凹部１７フランジ１８連結ボルト１９二次止水ゴム２０連結ケーブル２１連結具２２鉛直せん断キー２３水平せん断キー２４調整函体２５操函用ウインチ２６操函用チェーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工場で組み立てられた函体ユニットをそれ
ぞれ沈設現場に近い静海域または沈設現場に近い工場の
ドッグまで曳航し、海上ですべての函体ユニットを互いに接続して一体化
し、前記一体化函体ユニットを沈設現場まで曳航して沈降さ
せ沈設基礎上に設置し、前記沈設基礎の両端側にそれぞれ設置された沈埋函接続
体と前記一体化函体ユニットとを接続することを特徴と
する沈埋函沈設工法。
【請求項２】工場で組み立てられた函体ユニットをそれ
ぞれ沈設現場に近い静海域または沈設現場に近い工場の
ドッグまで曳航し、海上ですべての函体ユニットのうちの複数の函体ユニッ
トを互いに接続して一体化し、前記一体化函体ユニットをそれぞれ沈設現場まで曳航し
沈降して沈設基礎上に設置し、前記一体化函体ユニットと予め設置された一方の沈埋函
接続体とを接続し、次いで順次沈降された一体化函体ユニットを、接続済み
の一体化函体ユニット、または接続済みの一体化函体ユ
ニットおよび他方の沈埋函接続体に接続し、沈埋函接続体間に複数の一体函体ユニットを接続するこ
とを特徴とする沈埋函沈設工法。
【請求項３】沈降時に、沈埋函接続体にそれぞれ設置さ
れた沈降用ウインチから操函用索体を繰り出して一体化
函体ユニットに連結するとともに、前記一体化函体ユニ
ットに設けられたバラストタンクに注水して沈設荷重を
作用させ、前記沈降用ウインチにより操函用索体を介して一体化函
体ユニットの沈降を操作することを特徴とする請求項１
または２記載の沈埋函沈設工法。