JP2010196438A - 構造物内中詰材の計測方法、計測装置および水中構造物施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材が投入される水中構造物における中詰材の天端高や中詰量をリアルタイムで簡単に精度よく計測可能な計測方法、計測装置およびこれらの計測方法または計測装置を用いた水中構造物施工方法を提供する。
【解決手段】この構造物内中詰材の計測方法は、水中構造物の内壁９に被覆電線１１〜１７をその先端１〜７が内壁の縦方向の所定位置に位置するように敷設し、被覆電線はその先端で導電体が絶縁されかつ露出可能なように処理された端末処理部を有し、被覆電線とアースとの間の電気抵抗を測定し、水中構造物内での中詰材の堆積により被覆電線の先端で端末処理部が損傷して導電体が水中に露出することで電気抵抗が低下したことを検知することによって中詰材の天端高および中詰量を計測する。
【選択図】図３

Description

本発明は、水中構造物に投入する土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材の天端高や中詰量等を計測する計測方法・計測装置およびこれらの計測方法または計測装置を用いた水中構造物施工方法に関する。

護岸工事や水中構造物構築工事などにおいてはケーソンや鋼板セル等からなる構造物中に土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材を投入する施工法が公知である（例えば、特許文献１参照）。かかる鋼板セル等に対し中詰材は、鋼板セル等の円周方向に均等な中詰め土圧が加わるようにセル中央部から投入され、また、均等な天端高さを保ちながら投入される。かかる中詰材の天端高や中詰量の計測のために、作業員がケーソンや鋼板セル内に重錘を水中に吊り下げ、重錘が中詰材の天端に着底したことを検知し天端高をもとめる重錘式計測や、ケーソンや鋼板セル内の水に濁り・気泡がなくなってから中詰材の天端を超音波で計測する超音波式計測等の計測方法が知られている。

特開平０９−２６８５６３号公報

作業員による重錘式計測法は、作業員の安全確保の観点から中詰材の投入を停止した状態で行われており、投入作業に支障をきたしてしまう。また、鋼板セルの円周方向の複数ヵ所を計測する場合は、作業員の移動に時間を要し、計測値を記録する等の作業手間がかかり、記入間違い等のヒューマンエラー発生の可能性もある。一方、超音波式計測法は、濁り・気泡がなくなるまで待機（待機時間は中詰材によって異なるが１時間程度）する必要があり、計測作業工程に時間を要し投入作業に支障をきたしてしまう。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材が投入される水中構造物における中詰材の天端高や中詰量をリアルタイムで簡単にかつ精度よく計測可能な計測方法、計測装置およびこれらの計測方法または計測装置を用いた水中構造物施工方法を提供することを目的とする。

本実施形態による構造物内中詰材の計測方法は、水中構造物内に投入される中詰材の天端高および中詰量の計測方法であって、水中構造物の内壁に被覆電線をその先端が前記内壁の縦方向の所定位置に位置するように敷設し、前記被覆電線はその先端で導電体が絶縁されかつ露出可能なように処理された端末処理部を有し、前記被覆電線とアースとの間の電気抵抗を測定し、前記水中構造物内での中詰材の堆積により前記被覆電線の先端で前記端末処理部が損傷して前記導電体が水中に露出することで前記電気抵抗が低下したことを検知することによって前記中詰材の天端高および中詰量を計測することを特徴とする。

この構造物内中詰材の計測方法によれば、水中構造物の内壁に敷設された被覆電線が縦方向の所定位置の先端において、水中構造物内に投入されて堆積した中詰材により損傷を受け、被覆電線の導電体が水中に露出することで被覆電線の絶縁抵抗（被覆電線とアースとの間の電気抵抗）が低下したことを検知することにより、その検知時点の中詰材の天端高を計測することができる。このため、土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材が投入される水中構造物における中詰材の天端高や中詰量をリアルタイムで簡単にかつ精度よく計測することができる。

上記構造物内中詰材の計測方法において複数本の前記被覆電線をそれらの先端位置が縦方向に相違するように前記内壁に敷設し、前記各被覆電線の前記電気抵抗の低下を検知することにより、前記各被覆電線の先端の縦方向位置に対応して前記中詰材の天端高を複数段階で計測することができる。

また、前記複数本の被覆電線を一束にして前記内壁に敷設するようにできる。

また、前記被覆電線を前記内壁の周方向の異なる複数位置に敷設することで、水中構造物における中詰材の天端高の分布状態を検知できる。

また、前記端末処理部は、前記被覆電線の絶縁被膜を除去して芯線を露出させ、前記導電体としての前記露出した芯線を絶縁体で覆うことで形成されることができる。

また、前記被覆電線は、前記端末処理部の代わりに先端で折り返された折り返し部を備え、前記折り返し部を先端として敷設され、前記折り返し部が損傷を受けて芯線が露出することで前記電気抵抗が低下したことを検知することができる。

また、前記被覆電線とアースとの間の電気抵抗の測定値に基づいてコンピュータが前記中詰材の天端高を検知し演算処理することで中詰量を算出するようにできる。また、前記中詰材の天端高および／または中詰量を表示手段により表示するようにできる。表示手段として、モニタ画面や発光ダイオード等からなる表示部を用いることができる。

本実施形態による構造物内中詰材の計測装置は、水中構造物内に投入される中詰材の天端高および中詰量の計測装置であって、水中構造物の内壁の縦方向の所定位置にその先端が位置するように前記内壁に敷設された被覆電線とアースとの間の電気抵抗を測定する測定手段を備え、前記被覆電線はその先端で導電体が絶縁されかつ露出可能なように処理された端末処理部を有し、前記水中構造物内での中詰材の堆積により前記被覆電線の先端で前記端末処理部が損傷して前記導電体が水中に露出することで前記電気抵抗が低下したことが前記測定手段の測定値に基づいて検知され、前記電気抵抗の低下の検知によって前記中詰材の天端高および中詰量を計測することを特徴とする。

この構造物内中詰材の計測装置によれば、水中構造物の内壁に敷設された被覆電線が縦方向の所定位置の先端において、水中構造物内に投入されて堆積した中詰材により損傷を受け、被覆電線の導電体が水中に露出することで、測定手段により測定した被覆電線の絶縁抵抗（被覆電線とアースとの間の電気抵抗）が低下したことが検知されることによって、その検知時点の中詰材の天端高を計測することができる。このため、土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材が投入される水中構造物における中詰材の天端高や中詰量をリアルタイムで簡単にかつ精度よく計測することができる。

上記構造物内中詰材の計測装置において前記検知された中詰材の天端高に基づいて中詰量を算出する演算手段を備えることが好ましい。

また、前記中詰材の天端高および／または中詰量を表示する表示手段を備えることが好ましい。

本実施形態による水中構造物施工方法は、水中構造物を水底に設置するステップと、前記水中構造物内に中詰材を投入するステップと、を含み、前記中詰材の投入ステップにおいて上述の構造物内中詰材の計測方法または上述の構造物内中詰材の計測装置を用いて前記中詰材の天端高および中詰量を計測することを特徴とする。

この水中構造物施工方法によれば、上述の構造物内中詰材の計測方法・計測装置により土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材が投入される水中構造物における中詰材の天端高や中詰量をリアルタイムで簡単にかつ精度よく計測できるので、中詰材の天端高の均一性を保ちながら水中構造物内への中詰材の投入作業を行うことができるとともに、中詰材の投入作業が中詰材の天端高の計測のため中断されることがなくなり迅速に行うことができ、工期短縮を実現できる。

本発明の構造物内中詰材の計測方法・計測装置によれば、土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材が投入される水中構造物における中詰材の天端高や中詰量をリアルタイムで簡単にかつ精度よく計測することができる。

本実施形態において水中構造物を水底に設置する水中構造物施工方法の各ステップを説明するためのフローチャートである。 図１の水中構造物内に中詰材を投入する様子を概略的に示す図である。 本実施形態において水中構造物の鋼板セルの内壁に複数本の被覆電線を敷設した様子を概略的に示す側面図（ａ）および正面図（ｂ）である。 図３の被覆電線の先端に設けた端末処理部を示す概略図である。 図３の被覆電線を敷設した鋼板セルの内壁の異なる複数位置を示す平面図（ａ）および敷設状態を模式的に示す斜視図（ｂ）である。 本実施形態による構造物内中詰材の計測装置の具体例を説明するための回路図である。 図６の電圧計の代わりに電流計を測定手段として用いた例を説明するための回路図である。 本実施形態による構造物内中詰材の計測装置の別の例を説明するための回路図（ａ）および表示手段の配置例を示す図（ｂ）である。 本実施形態による構造物内中詰材の計測装置のさらに別の例を説明するためのブロック図（ａ）およびモニタにおける表示例を示す図（ｂ）である。 図４の端末処理部の代わりに被覆電線の先端に折り返し部を設けた例を示す概略図である。 図３の複数本の被覆電線を一束にした被覆電線束を示す図（ａ）およびb-b線方向に切断してみた断面図（ｂ）である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

最初に、本実施形態による構造物内中詰材の計測装置・計測方法を適用して好ましい水中構造物の施工方法について図１，図２を参照して説明する。図１は本実施形態において水中構造物を水底に設置する水中構造物施工方法の各ステップを説明するためのフローチャートである。図２は図１の水中構造物内に中詰材を投入する様子を概略的に示す図である。

図２のような鋼板セルＳＥを水底Ｇに設置するために、鋼板セルを工事水域まで運搬船等により運搬し（Ｓ０１）、鋼板セルを水底Ｇ内に打設してから（Ｓ０２）、図２のように、リクレーマ船ＲＳに備え付けられたバックホウＢＨを用いて土運船ＤＳから土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材Ｔをリクレーマ船ＲＳのベルトコンベアＢＣへと移し、ベルトコンベアＢＣで鋼板セルＳＥ内に投入する（Ｓ０３）。この投入の間に、鋼板セルＳＥ内に投入された中詰材Ｔの天端高と中詰量を計測する（Ｓ０４）。

次に、鋼板セルと鋼板セルとの間に配置される鋼板アークを運搬し（Ｓ０４）、鋼板アークを打設してから（Ｓ０５）、鋼板セルと鋼板アークとの間のアーク部内に図２と同様にして土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材Ｔを投入する（Ｓ０６）。なお、アーク部への投入の際に、必要に応じて、アーク部内に投入された中詰材の天端高と中詰量を同様にして計測するようにしてもよい。

上述のようにして、鋼板セルおよび鋼板アーク等からなる水中構造物を施工することができるが、中詰材Ｔの投入ステップＳ０４では、図２の鋼板セルＳＥ内の平面における中詰材Ｔの天端高の均一性を保ちながら中詰材Ｔを鋼板セルＳＥ内に投入することが必要である。鋼板セルＳＥは、鋼板を用いて曲げ加工や溶接加工等により円筒形状につくられるが、鋼板の厚さに比してその直径が大きく全体の剛性が小さいので、投入された中詰材Ｔが投入の間に片寄って堆積すると、変形してしまいやすい。このため、本実施形態による構造物内中詰材の計測装置・計測方法を用いて鋼板セル内の中詰材の天端高を計測する。

なお、図２では鋼板セルＳＥが水底Ｇの地盤内に打設されるが（根入れ鋼板セル）、これに限定されず、例えば、打設せずに鋼板セルＳＥを水底Ｇに置く（置き鋼板セル）構造であってもよい。

次に、本実施形態による構造物内中詰材の計測装置・計測方法について図３〜図６を参照して説明する。

図３は本実施形態において水中構造物の鋼板セルの内壁に複数本の被覆電線を敷設した様子を概略的に示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。図４は図３の被覆電線の先端に設けた端末処理部を示す概略図である。図５は図３の被覆電線を敷設した鋼板セルの内壁の異なる複数位置を示す平面図（ａ）および敷設状態を模式的に示す斜視図（ｂ）である。図６は本実施形態による構造物内中詰材の計測装置の具体例を説明するための回路図である。

本実施形態による構造物内中詰材の計測装置・計測方法は、図３（ａ）（ｂ）のように、鋼板セルの内壁９に複数本の被覆電線１１〜１７をそれらの先端１〜７が縦方向にほぼ一列に並ぶように敷設し、鋼板セル内に投入された中詰材が堆積して各被覆電線１１〜１７の先端１〜７が損傷することで各被覆電線１１〜１７の絶縁抵抗が低下したことを検知することよって中詰材の天端高さを計測するようにしたものである。

図３（ａ）（ｂ）のように、複数本の被覆電線１１〜１７を鋼板セルの内壁９に縦方向に敷設するが、このとき、被覆電線１１〜１７は、それらの先端１〜７の各縦方向位置が等間隔になるように敷設される。すなわち、被覆電線１７の先端７は鋼板セルの上端１０から縦方向に距離ｈ０の位置に、被覆電線１６の先端６は上端１０から縦方向に距離（ｈ０＋ｈ）の位置に、被覆電線１５の先端５は上端１０から縦方向に距離（ｈ０＋２ｈ）の位置に、同様にして、被覆電線１１の先端１は上端１０から縦方向に距離（ｈ０＋６ｈ）の位置に、それぞれ位置する。

なお、敷設の際に被覆電線１１〜１７の先端１〜７の近傍を図３（ｂ）の破線で示すように固定金具１９等により固定することが好ましい。被覆電線１１〜１７の鋼板セルへの敷設は、図１の鋼板セルの運搬ステップＳ０１の前に行うようにしてもよい。

図３（ａ）（ｂ）の各被覆電線１１〜１７は、図４のように、銅等の導電物質からなる芯線２１と、芯線２１を覆うように電気絶縁体により被覆された絶縁被膜２２とから所定長さに構成されている。被覆電線１１〜１７は、その先端に端末処理部２３を有し、端末処理部２３は、被覆電線１１〜１７の絶縁被膜２２を除去して芯線２１を所定長さだけ露出させ、その露出した先端の芯線２５を電気絶縁体からなる熱収縮性チューブ２４で覆うことで形成されている。

図４のように、被覆電線の端末処理部２３は、通常の状態で水中においても電気絶縁性を確保した状態となっているが、中詰材が鋼板セルに堆積して当たると、熱収縮性チューブ２４が損傷して被覆電線から脱落したり破れたりすることで先端の芯線２５が水中に露出することになる。

図３（ａ）（ｂ）の複数本の被覆電線１１〜１７は、図５（ａ）（ｂ）のように、鋼板セルＳＥの内壁９の周方向の異なる複数位置ａ，ｂ，・・・ｇ，ｈに敷設される。各位置ａ，ｂ，・・・ｇ，ｈは周方向に等間隔である。

次に、本実施形態による構造物内中詰材の計測装置の測定原理について図２〜図６を参照して説明する。

図６のように、例えば、図５（ａ）（ｂ）の周方向位置ａに敷設された図３（ａ）（ｂ）の先端１，２，３を有する被覆電線１１，１２，１３と大地（アース）Ｅとの間の電気抵抗（絶縁抵抗）をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ３とすると、各電気抵抗Ｒ１〜Ｒ３は、図４の被覆電線１１〜１３の端末処理部２３が熱収縮性チューブ２４により電気絶縁性を確保した状態であると、大きく例えば１ＭΩ以上である。

ここで、図３，図５の鋼板セルＳＥ内に図２のように土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材Ｔが投入されて鋼板セルＳＥ内の底面Ｇ１に堆積し、被覆電線１１の先端１の位置近傍に達すると、被覆電線１１の端末処理部２３の熱収縮性チューブ２４（図４）に中詰材が当たる等することで熱収縮性チューブ２４が損傷する。このため、熱収縮性チューブ２４が脱落したり破れたりすることによって先端の芯線２５が鋼板セルＳＥ内に浸入している水中に露出する。これにより、被覆電線１１とアースＥとの間の電気抵抗Ｒ１は大きく低下し、０Ω近くになる。

したがって、被覆電線１１とアースＥとの間の電気抵抗Ｒ１を測定し、その測定値が大きく低下したことを検知することで、投入された中詰材の天端位置が図５の周方向位置ａにおいてほぼ被覆電線１１の先端１の位置であることがわかる。同様にして、被覆電線１２，１３とアースＥとの間の電気抵抗Ｒ２，Ｒ３の測定値が大きく低下したことを検知することで、投入された中詰材の天端位置がほぼ被覆電線１２，１３の先端２，３の位置であることがわかる。

上述のようにして、図５のすべての周方向位置ａ〜ｈにおいて図３の被覆電線１１〜１７とアースＥとの間の各電気抵抗（絶縁抵抗）を測定することより、各計測点（各先端１〜７）において投入された中詰材の天端高を計測することができる。

図５の各周方向位置ａ〜ｈにおいて図３の被覆電線１１〜１７（先端１〜７）の電気抵抗が低下したことを検知したとき、中詰材の天端高Ａと中詰量Ｂは次式（１）、（２）から求めることができる。

Ａ＝Ｈ−（ｈ０＋（７−ｎ）×ｈ） ・・・（１）
Ｂ＝Ａ×πＲ² ・・・（２）
ただし、
Ａ：鋼板セルの底面Ｇ１をゼロとしたときの高さ
Ｈ：図３の鋼板セルの底面Ｇ１から上端１０までの高さ
Ｒ：鋼板セルの半径
ｎ：１，２，・・・７（被覆電線の先端１〜７に対応する）

本実施形態による構造物内中詰材の計測装置の具体例について図６を参照して説明する。被覆電線１１，１２，１３とアースＥとの間の電気抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の低下は図６のような電気回路で検知できる。

すなわち、図６のように、各被覆電線１１〜１３と抵抗値Ｒ０である各固定抵抗の一端とをそれぞれ直列接続し、抵抗値Ｒ０の固定抵抗の他端とアースＥとの間に電源から所定電圧Ｖを印加し、各被覆電線１１〜１３とアースＥとの間の電圧を測定するための測定手段として電圧計Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を接続する。

電源からの所定電圧Ｖを例えば５Ｖ、固定抵抗の抵抗値Ｒ０を例えば１〜１０ＫΩの任意の値とすると、被覆電線１１の端末処理部２３が損傷を受けずに電気絶縁性を維持した状態では、その電気抵抗Ｒ１が１ＭΩ以上であるので、電圧計Ｖ１の測定電圧は約５Ｖであるが、上述のように損傷を受けると、電気抵抗Ｒ１が０Ω近くになるので、電圧計Ｖ１の測定電圧も０Ｖ近くに低下する。これにより、被覆電線１１とアースＥとの間の電気抵抗Ｒ１の低下を検知することができる。他の電圧計Ｖ２，Ｖ３でも同様にして電気抵抗Ｒ２，Ｒ３の低下を検知できる。

図６では、測定手段として電圧計を用いて被覆電線とアースＥとの間の電気抵抗（絶縁抵抗）の低下を検知したが、これに限定されず、電流計やテスタを測定手段として用いてもよい。

すなわち、図７のように、測定手段として電流計Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を固定抵抗と被覆電線とで直列接続し、抵抗値Ｒ０の固定抵抗の他端とアースＥとの間に電源から所定電圧Ｖを印加する。被覆電線の電気抵抗Ｒ１が１ＭΩ以上のときは、電流計Ｉ１の測定値は０に近い値であるが、上述のように損傷を受けると、０Ω近くまで低下すると、電流計Ｉ１の測定値が大きくなることから、被覆電線とアースＥとの間の電気抵抗の低下を検知できる。

また、被覆電線とアースＥとの間の電気抵抗（絶縁抵抗）をテスタで直接測定してもよい。

さらに、図６の電圧値や図７の電流値や被覆電線とアースＥとの間の電気抵抗値を計測データとして所定の時間間隔で取り込んで記録しプリント可能なデータロガを用いることで多数点計測を簡単にかつ短時間で行うようにしてもよい。

次に、本実施形態による構造物内中詰材の計測装置の別の例について図８を参照して説明する。図８は本実施形態による構造物内中詰材の計測装置の別の例を説明するための回路図（ａ）および表示手段の配置例を示す図（ｂ）である。

図８（ａ）（ｂ）の例は、図３（ａ）（ｂ）の被覆電線１１〜１７とアースＥとの間の電気抵抗Ｒ１〜Ｒ７が低下したとき、表示部Ｌ１〜Ｌ７が点灯するように構成したものである。すなわち、図８（ａ）のように、表示部Ｌ１〜Ｌ７として発光ダイオードを用いて、表示部Ｌ１〜Ｌ７のそれぞれと抵抗値Ｒ０の固定抵抗と図３（ａ）（ｂ）の被覆電線１１〜１７のそれぞれとを直列接続し、固定抵抗とアースＥとの間に電源から所定電圧Ｖを印加する。

被覆電線１１とアースＥとの間の電気抵抗（絶縁抵抗）Ｒ１が、被覆電線１１の端末処理部２３が損傷を受けずに電気絶縁性を維持した状態では、その電気抵抗Ｒ１が１ＭΩ以上であるので、表示部Ｌ１は発光ダイオードに電流が流れずに消灯したままであるが、上述のように損傷を受けると、電気抵抗Ｒ１が０Ω近くになるので、表示部Ｌ１は発光ダイオードに電流が流れることで発光する。これにより、被覆電線１１とアースＥとの間の電気抵抗Ｒ１が低下したことを検知することができる。表示部Ｌ２〜Ｌ７でも同様にして発光することで各被覆電線１２〜１７とアースＥとの間の各電気抵抗Ｒ２〜Ｒ７が低下したことを検知できる。

図８（ａ）のような電気回路を図５のすべての周方向位置ａ〜ｈの被覆電線１１〜１７について設け、図８（ｂ）のように表示部Ｌ１〜Ｌ７を周方向位置ａの表示部Ｌ１が下端となり表示部Ｌ７が上端となるように上下方向に並べ、各周方向位置ｂ〜ｈについても表示部Ｌ１〜Ｌ７を同様に並べることで、全体として表示パネル状に構成する。

表示部Ｌ１〜Ｌ７は、図３（ａ）（ｂ）のように、被覆電線１１〜１７の先端１（最深部）〜先端７（最高部）とそれぞれ対応するので、例えば、図８（ｂ）で周方向位置ａの表示部Ｌ１が発光すると、周方向位置ａにおける中詰材の天端高が被覆電線１１の先端１の近傍であることを検知できる。

また、図８（ｂ）のように、各周方向位置ａ〜ｈの各表示部Ｌ１〜Ｌ７の内で図のハッチングで示す表示部が発光したとすると、周方向位置ｂで中詰材の天端高がもっとも高く、周方向位置ｇで中詰材の天端高がもっとも低いことを検知できるとともに、周方向位置ａ〜ｄの範囲で中詰材の天端高が高く、周方向位置ｅ〜ｈの範囲で中詰材の天端高が低いといった中詰材の天端高の分布状態を検知できる。

上述のような中詰材の天端高の検知に基づいて、例えば、図２のリクレーマ船ＲＳのオペレータに対しベルトコンベアＢＣの先端投入位置を調整するように指示することができる。また、例えば、図２のリクレーマ船ＲＳのオペレータが図８（ｂ）のような表示パネルを見ながらベルトコンベアＢＣの先端投入位置を調整するようにしてもよい。

なお、図８（ｂ）の周方向位置ａ〜ｈの表示部Ｌ１〜Ｌ７は、他の態様で並べてもよく、例えば、各周方向位置ａ〜ｈの表示部Ｌ１〜Ｌ７を横方向に並べてもよい。また、図８（ｂ）は、周方向位置ａ〜ｈの表示部Ｌ１〜Ｌ７の配置位置を示すものであって、各位置に配置される表示部の発光ダイオードの形状は、ランプ状や平面状等のいずれでもよい。

次に、本実施形態による構造物内中詰材の計測装置のさらに別の例について図９を参照して説明する。図９は本実施形態による構造物内中詰材の計測装置のさらに別の例を説明するためのブロック図（ａ）およびモニタにおける表示例を示す図（ｂ）である。

図９の構造物内中詰材の計測装置は、図９（ａ）のように、図３，図５の鋼板セルＳＥの周方向位置ａ〜ｈに敷設された被覆電線１１〜１７が接続される入力部３１と、入力部３１に接続された被覆電線１１〜１７の電気抵抗を測定する測定部３２と、測定部３２で測定した測定値をデジタル信号（検知信号）に変換する信号変換部３３と、信号変換部３３からのデジタル信号が入力し演算処理や表示処理を行うパーソナルコンピュータ（パソコン、ＰＣ）３４と、液晶パネルやＣＲＴからなるモニタ３５と、を備える。

入力部３１は多点計測が可能なようにデータロガを有し、周方向位置ａ〜ｈの被覆電線１１〜１７が接続されて各計測点を所定の時間間隔で切り替えて測定部３２で各計測点の電気抵抗を測定する。各計測点は、図３，図５の周方向位置ａ〜ｈの被覆電線１１〜１７の先端１〜７に対応する。なお、測定部３２では、図６のように電圧を測定するようにしてもよく、また、図７のように電流を測定するようにしてもよい。

測定部３２で測定した電気抵抗値が例えば０Ωに近い値であれば、信号変換部３３で検知信号を出力するようにして電気抵抗値がデジタル信号に変換される。検知信号は入力部３１での各計測点の切り替えと同期してパソコン３４に出力する。

パソコン３４は、図９（ｂ）のように、モニタ３５の画面に鋼板セルの模式図を高さ（ｍ）の目盛りとともに表示し、ある計測点の検知信号が入力すると、その計測点（図３の先端１〜７）から上記式（１）により演算処理し中詰材の天端高を求め、表示処理を行い、鋼板セルの模式図中に計測した中詰材の天端高をプロット表示する。図９（ｂ）のように周方向位置ａ〜ｈについて計測した中詰材の天端高を表示することで、鋼板セル内の中詰材の天端高と、その分布状態とを簡単に知ることができる。さらに、中詰材の天端高から上記式（２）により演算処理し、中詰量を別に表示するようにしてもよい。

なお、パソコン３４は、モニタ３５にすべての計測点をテーブル形式に並べて表示し、検知信号の入力した計測点を色別表示等にするようにしてもよく、図９（ｂ）の鋼板セルの模式図とあわせて表示するようにしてもよい。

また、パソコン３４において、図５の周方向位置ａ〜ｈで計測した中詰材の天端高の最高値と、最低値との差を演算し、その差が所定値を超えたとき、ブザー音や警告灯やモニタ３５での警告表示等により警告を発するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、護岸工事等において鋼板セルやケーソン等の水中構造物を水底に設置した後に土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材を投入する際に、水中構造物の内壁に敷設した被覆電線の絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗の低下を検知することによって、土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材の天端高および中詰量をリアルタイムに簡単かつ精度よく計測することができる。

また、中詰材の天端高および中詰量の計測のための計測装置は、上述のように、複数本の被覆電線、電圧計、電流計またはテスタ、固定抵抗から構成でき、簡単な構成であるので、コストがかからずに、コスト的に有利である。被覆電線は市販の絶縁被覆が施された電線を用いることができる。

さらに、本実施形態によれば、水中構造物内に投入される中詰材の天端高および中詰量をリアルタイムに簡単かつ精度よく計測でき、護岸工事等において鋼板セルやケーソン等の水中構造物を水底に設置した後に中詰材を投入する工程で中詰材が片寄って堆積した場合には直ぐに検知できるので、中詰材の投入位置を調整等することで中詰材の片寄った堆積に迅速に対応することができる。このように、中詰材の天端高の均一性を保ちながら水中構造物内への中詰材の投入作業を行うことができる。さらに、中詰材の投入作業が中詰材の天端高の計測のため中断されることがなくなり、また、水中に濁り・気泡がなくなるまで待機する必要もなくなり、投入作業を迅速に行うことができ、工期短縮を実現できる。

次に、図３の被覆電線の先端部の別の例について図１０を参照して説明する。図１０の例は、図４と同様の被覆電線１１〜１７を端末処理せずに先端で折り曲げてＵターンさせ、被覆電線１１〜１７の先端に折り曲げ部２９を設けたものである。被覆電線１１〜１７が先端の折り曲げ部２９近傍で鋼板セル内で堆積した中詰材により損傷を受けると、絶縁被膜２２が破壊されて脱落等することで芯線２１が水中に露出する。図１０の例によれば、被覆電線を単に折り曲げるだけでよく、被覆電線の先端で端末処理が不要であるので、敷設する被覆電線の構造が極めて簡単になる。

次に、図３の複数本の被覆電線を一束にした例について図１１を参照して説明する。図１１（ａ）（ｂ）の被覆電線束４０は、複数本の被覆電線４１〜５５を被覆チューブ４０ａ内に一束にまとめたものである。鋼板セルの上端１０の近傍まで被覆電線束４０を敷設し、上端１０の近傍で各被覆電線４１〜５５を鋼板セルの内壁の設置位置まで延ばして敷設する。図１１の例によれば、複数本の被覆電線が被覆電線束４０として一束になっているので、被覆電線の敷設作業が容易となる。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図６〜図８では、アースＥを大地とし、大地接地としたが、これに限定されず、水中に接地してもよく、また、鋼板セルに接地してもよいことはもちろんである。

また、図３では、各被覆電線の先端１〜７を鋼板セルの縦方向に等間隔に配置したが、等間隔配置に限定されず、適宜変更可能であり、配置間隔を適宜変更してよく、また、計測の必要性に応じて、被覆電線の本数を増減して計測点を増減でき、さらに、被覆電線の周方向位置も図５の配置例に限定されず、適宜変更可能であり、周方向位置の計測点を増減できる。

また、図４の被覆電線の端末処理部２３は、図４の構造に限定されず、例えば、露出させた芯線２５を絶縁テープやシリコンゴムで覆うことで電気絶縁する等の構造としてもよい。

また、敷設した被覆電線の絶縁抵抗の低下の検知法として、電圧計、電流計、テスタ、データロガの使用や発光ダイオードの点灯について説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、ブザー等の音や、電子合成音等を用いるようにしてもよい。また、図６〜図８の回路は一例であって、他の回路構成であってもよいことはもちろんである。

また、本実施形態では、水中構造物として鋼板セルを例にして説明したが、本発明はこれに限定されず、ケーソン等であってもよく、また、設置後に中詰材の投入が必要な他の水中構造物であってもよい。

本発明の構造物内中詰材の計測方法・計測装置によれば、土砂、岩ズリ、砕石等の中詰材が投入される水中構造物における中詰材の天端高や中詰量をリアルタイムで簡単にかつ精度よく計測できるので、護岸工事等において鋼板セルやケーソン等の水中構造物を水底に設置し中詰材を投入する際に中詰材の天端高や中詰量を計測することで、中詰材の天端高の均一性を保ちながら水中構造物内への中詰材の投入作業を行うことができるとともに、中詰材の投入作業が中詰材の天端高の計測のため中断されることがなくなり迅速に行うことができ、工期短縮を実現できる。

１１〜１７ 被覆電線
１〜７ 先端
２１ 芯線
２２ 絶縁被膜
２３ 端末処理部
２４ 熱収縮性チューブ
３１ 入力部
３２ 測定部
３３ 信号変換部
３４ パソコン
３５ モニタ
Ｅ アース
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ 電圧計
Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３ 電流計
Ｌ１〜Ｌ７ 表示部
Ｒ１〜Ｒ７ 電気抵抗、絶縁抵抗
ＳＥ 鋼板セル
Ｔ 中詰材
ａ〜ｈ 周方向位置

Claims (12)

1. 水中構造物内に投入される中詰材の天端高および中詰量の計測方法であって、
   水中構造物の内壁に被覆電線をその先端が前記内壁の縦方向の所定位置に位置するように敷設し、
   前記被覆電線はその先端で導電体が絶縁されかつ露出可能なように処理された端末処理部を有し、
   前記被覆電線とアースとの間の電気抵抗を測定し、
   前記水中構造物内での中詰材の堆積により前記被覆電線の先端で前記端末処理部が損傷して前記導電体が水中に露出することで前記電気抵抗が低下したことを検知することによって前記中詰材の天端高および中詰量を計測することを特徴とする構造物内中詰材の計測方法。
2. 複数本の前記被覆電線をそれらの先端位置が縦方向に相違するように前記内壁に敷設し、前記各被覆電線の前記電気抵抗の低下を検知することにより、前記各被覆電線の先端の縦方向位置に対応して前記中詰材の天端高を複数段階で計測する請求項１に記載の構造物内中詰材の計測方法。
3. 前記複数本の被覆電線を一束にして前記内壁に敷設する請求項２に記載の構造物内中詰材の計測方法。
4. 前記被覆電線を前記内壁の周方向の異なる複数位置に敷設する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構造物内中詰材の計測方法。
5. 前記端末処理部は、前記被覆電線の絶縁被膜を除去して芯線を露出させ、前記導電体としての前記露出した芯線を絶縁体で覆うことで形成された請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造物内中詰材の計測方法。
6. 前記被覆電線は、前記端末処理部の代わりに先端で折り返された折り返し部を備え、前記折り返し部を先端として敷設され、前記折り返し部が損傷を受けて芯線が露出することで前記電気抵抗が低下したことを検知する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造物内中詰材の計測方法。
7. 前記被覆電線とアースとの間の電気抵抗の測定値に基づいてコンピュータが前記中詰材の天端高を検知し演算処理することで中詰量を算出する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造物内中詰材の計測方法。
8. 前記中詰材の天端高および／または中詰量を表示手段により表示する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の構造物内中詰材の計測方法。
9. 水中構造物内に投入される中詰材の天端高および中詰量の計測装置であって、
   水中構造物の内壁の縦方向の所定位置にその先端が位置するように前記内壁に敷設された被覆電線とアースとの間の電気抵抗を測定する測定手段を備え、
   前記被覆電線はその先端で導電体が絶縁されかつ露出可能なように処理された端末処理部を有し、
   前記水中構造物内での中詰材の堆積により前記被覆電線の先端で前記端末処理部が損傷して前記導電体が水中に露出することで前記電気抵抗が低下したことが前記測定手段の測定値に基づいて検知され、前記電気抵抗の低下の検知によって前記中詰材の天端高および中詰量を計測することを特徴とする構造物内中詰材の計測装置。
10. 前記検知された中詰材の天端高に基づいて中詰量を算出する演算手段を備える請求項９に記載の構造物内中詰材の計測装置。
11. 前記中詰材の天端高および／または中詰量を表示する表示手段を備える請求項９または１０に記載の構造物内中詰材の計測装置。
12. 水中構造物を水底に設置するステップと、前記水中構造物内に中詰材を投入するステップと、を含み、
    前記中詰材の投入ステップにおいて請求項１乃至８のいずれか１項に記載の構造物内中詰材の計測方法または請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の構造物内中詰材の計測装置を用いて前記中詰材の天端高および中詰量を計測することを特徴とする水中構造物施工方法。

Images