JP2012102584A - ドレーン材の水平埋設方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
軟弱地盤より受ける抵抗を軽減し、効率良く且つ正確にドレーン材を埋設することができるドレーン材の水平埋設方法及びその装置の提供の提供。
【解決手段】
軟弱地盤１中にドレーン材２を繰り出すためのマンドレル４を備えた水平ドレーン材埋設船３を、マンドレル４を軟弱地盤１に挿入させた状態で移動させ、マンドレルの埋設船進行方向後方側より１又は複数本の前記ドレーン材を繰り出すことにより軟弱地盤１内へ水平方向に向けてドレーン材２を埋設する軟弱地盤へのドレーン材水平埋設方法において、軟弱地盤１内に挿入したマンドレル４の埋設船進行方向前方側の地盤を攪乱手段２１によって攪乱させつつ埋設船３を移動させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、主に浚渫土からなる軟弱土を貯留させた軟弱土処理場や埋立地の軟弱地盤中に水平方向に向けてドレーン材を埋設するドレーン材の水平埋設方法及びその装置に関する。

従来、浚渫土からなる軟弱土を貯留させた軟弱土処理場や埋立地の地盤改良においては、軟弱地盤中にドレーン材を水平に埋設し、このドレーン材を通して軟弱地盤中の水を吸い出す方法が知られている（例えば特許文献１）。

このドレーン材を水平に埋設するには、図６に示すように、ドレーン材１００を巻き取ったリール１０１，１０１...を搭載した埋設船１０２を軟弱地盤１０３上の水面に浮かべ、その埋設船１０２下の軟弱地盤１０３中にドレーン材１００を埋設するマンドレル１０４を挿入し、その状態で埋設船１０３を移動させるとともにマンドレル１０４の進行方向後側よりドレーン材１００，１００...を繰り出すことにより軟弱地盤１０３中に水平方向に向けてドレーン材を埋設するようになっている。

特開昭６４−１０８１３号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、埋設船の移動に伴い軟弱地盤中に差し込まれたマンドレルは地盤より抵抗を受け、その抵抗が大きいと埋設船の移動に支障が生じ作業効率が低下するという問題があり、場合によっては埋設船が蛇行して計画通りにドレーン材が埋設できず、地盤改良の効果にも影響が生ずるという問題がある。

また、このような抵抗は、軟弱地盤中の階層によって粘度が異なり粘度が高い層と粘度が低い層とが混在する場合やマンドレルの進行方向前方に石や土塊等の障害物が存在する場合に顕著に現れることが分かっている。

本発明は、このような従来の問題に鑑み、軟弱地盤より受ける抵抗を軽減し、効率良く且つ正確にドレーン材を埋設することができるドレーン材の水平埋設方法及びその装置の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、軟弱地盤中にドレーン材を繰り出すためのマンドレルを備えた水平ドレーン材埋設船を、前記マンドレルを軟弱地盤に挿入させた状態で移動させ、前記マンドレルの埋設船進行方向後方側より１又は複数本の前記ドレーン材を繰り出すことにより前記軟弱地盤内へ水平方向に向けてドレーン材を埋設する軟弱地盤へのドレーン材水平埋設方法において、軟弱地盤内に挿入したマンドレルの埋設船進行方向前方側の地盤を攪乱手段によって攪乱させつつ前記埋設船を移動させることにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、水平ドレーン材埋設船に搭載されたドレーン材を軟弱地盤中に繰り出すためのマンドレルを備え、該マンドレルを軟弱地盤に挿入させた状態で前記埋設船を移動させることにより、前記マンドレルの埋設船進行方向後方側より１又は複数本の前記ドレーン材を繰り出し、前記軟弱地盤内へ水平方向に向けてドレーン材を埋設するようにしてなる軟弱地盤へのドレーン材水平埋設装置において、前記マンドレルの埋設船進行方向前方側に沿って配置され、該マンドレル前方側の地盤を攪乱させる攪乱手段を備えたことにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記攪乱手段は、前記マンドレルの前面側に沿った向きに設置され、回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周囲に一体に突設した撹拌翼とをもって構成されたことにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項３の構成に加え、前記撹拌翼は、前記回転軸の外周に螺旋状に突設したリボンスクリューであることにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記攪乱手段は、前記マンドレルの前面に上下に一定間隔を隔てて設置され、該マンドレルの前方側に向けて水又は気泡入り水からなる地盤攪乱用噴射材を噴射させるジェットノズルと、該ジェットノズルに前記地盤攪乱用噴射材を加圧供給する噴射材供給手段とをもって構成されることにある。

本発明に係る軟弱地盤へのドレーン材水平埋設方法は、上述したように、軟弱地盤中にドレーン材を繰り出すためのマンドレルを備えた水平ドレーン材埋設船を、前記マンドレルを軟弱地盤に挿入させた状態で移動させ、前記マンドレルの埋設船進行方向後方側より１又は複数本の前記ドレーン材を繰り出すことにより前記軟弱地盤内へ水平方向に向けてドレーン材を埋設する軟弱地盤へのドレーン材水平埋設方法において、軟弱地盤内に挿入したマンドレルの埋設船進行方向前方側の地盤を攪乱手段によって攪乱させつつ前記埋設船を移動させることにより、軟弱地盤より受ける抵抗を軽減し、埋設船をスムーズに移動させることができ、それによりドレーン材を効率良く且つ正確に埋設することができる。

また、本発明に係るドレーン材水平埋設装置は、水平ドレーン材埋設船に搭載されたドレーン材を軟弱地盤中に繰り出すためのマンドレルを備え、該マンドレルを軟弱地盤に挿入させた状態で前記埋設船を移動させることにより、前記マンドレルの埋設船進行方向後方側より１又は複数本の前記ドレーン材を繰り出し、前記軟弱地盤内へ水平方向に向けてドレーン材を埋設するようにしてなる軟弱地盤へのドレーン材水平埋設装置において、前記マンドレルの埋設船進行方向前方側に沿って配置され、該マンドレル前方側の地盤を攪乱させる攪乱手段を備えたことにより、マンドレル前方の軟弱地盤を好適に処理することができ、マンドレル前方の軟弱地盤より受ける抵抗を軽減することができる。

また、本発明では、前記攪乱手段が、前記マンドレルの前面側に沿った向きに設置され、回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周囲に一体に突設した撹拌翼とをもって構成されることにより、マンドレル前方の軟弱地盤を好適に攪乱し、該軟弱地盤より受ける抵抗を軽減することができる。

更に本発明では、前記撹拌翼が、前記回転軸の外周に螺旋状に突設したリボンスクリューであることにより、上下で粘度の異なる階層を有する軟弱地盤を撹乱により均一化することができ、軟弱地盤より受ける抵抗を軽減することができる。

また本発明では、前記攪乱手段が、前記マンドレルの前面に上下に一定間隔を隔てて設置され、該マンドレルの前方側に向けて水又は気泡入り水からなる地盤攪乱用噴射材を噴射させるジェットノズルと、該ジェットノズルに前記地盤攪乱用噴射材を加圧供給する噴射材供給手段とをもって構成されることにより、軟弱地盤に対流的な流れを生じさせ好適に攪乱することができる。

（ａ）は本発明に係るドレーン材水平埋設装置の一例を示す側面図、（ｂ）は同正面図である。 本発明に係るドレーン材水平埋設装置の使用状態の概略を示す平面図である。 本発明に係るドレーン材の水平埋設方法によるドレーン材埋設行程の一例を示す側面図である。 本発明に係るドレーン材の水平埋設方法によるドレーン材埋設行程の他の一例を示す側面図である。 本発明に係るドレーン材水平埋設装置の他の一例を示す側面図である。 従来のドレーン材の水平埋設方法によるドレーン材埋設工程を示す側面図である。

次に、本発明に係るドレーン材水平埋設装置の実施の態様を図に示した実施例に基づいて説明する。

ドレーン材水平埋設装置は、図１に示すように、水平ドレーン材埋設船３に搭載されたドレーン材２を埋設船３下の軟弱地盤１中に繰り出すためのマンドレル４を備え、マンドレル４を軟弱地盤１中に挿入した状態で埋設船３を移動させるとともにマンドレル４からドレーン材２を繰り出すことにより軟弱地盤１中にドレーン材２が水平に埋設できるようになっている。

埋設船３は、双胴型の船体６を有し、船体６には発泡スチロール等のフロートが収容されて構成されている。

この埋設船３は、船体６の先端部に前進用の牽引用ワイヤロープ７，７が接続され、対岸５ｂに設置されたウインチ８により牽引用ワイヤロープ７，７を巻き取ることにより対岸５ｂ側に向けて移動し、船体６の後端部に接続された引き戻し用の牽引用ワイヤロープ９をウインチ１０により巻き取ることにより対岸５ｂより引き戻すことができるようになっている。尚、図中符号１１はガイド用ロープであって、一端が一方の岸５ａにアンカーブロック１２により固定され、船体の側部に設けられたガイド１３を通して他端が対岸側に設置されたウインチ１４に接続されている。

このガイドロープ１１は、ウインチ１４により緊張されることにより船体６の横方向の移動を規制して直進性を維持させるようになっている。

また、この埋設船３には、船体上面部にドレーンリール１５，１５...を搭載するための台座１６が設置され、この台座１６上にブラケット１７を介して回転自在に支持されたドレーンリール１５，１５...が船体６の進行方向に間隔を置いて複数搭載されてリール列を構成し、このリール列が船体幅方向に間隔を置いて複数配列されている。

各ドレーンリール１５には、不織布等よりなる中空平型のドレーン材２がそれぞれ巻き取られており、リール列を構成する各ドレーンリール１５，１５...から船体前方に向けて繰り出されたドレーン材２がガイドローラ１８を経てマンドレル４に供給されるようになっている。

また、ブラケット１７には、ドレーンリール１５を回転させるための図示しない駆動手段を備え、この駆動手段によりドレーンリール１５を回転させてドレーン材２を自動的に繰り出すことができる。

マンドレル４は、片側が開口したチャンネル材等により構成され、その長手方向基端側が台座１６の前端部に後面開口部が進行方向後側になるように回動可能に枢支され、船体６の双胴間より船底側に出入りできるようになっている。

このマンドレル４は、油圧シリンダ等の回動駆動手段１９により回動されて進行方向の傾斜角度が調節されるとともに、出し入れ作業がなされるようになっている。尚、図中一点鎖線で示す双胴間に収容された位置においては、マンドレル４の開口部側が水上に露出した状態となる。

また、マンドレル４には、長手方向に間隔をおいて繰り出し用ローラ２０，２０...が備えられ、ガイドローラ１８を経てマンドレル４に供給された各ドレーン材２が繰り出し用ローラ２０，２０...を介して船体６の進行方向後方側に上下方向に間隔を置いて多段配置に繰り出されるようになっている。

マンドレル４の前面側には、マンドレル４の長手方向に沿って攪乱手段２１が支持されており、軟弱地盤１中にマンドレル４が挿入された際にこの攪乱手段２１によりマンドレル４前面側の軟弱土を攪乱するようになっている。

攪乱手段２１は、マンドレル４の前板部に軸受け２２，２２を介して回転自在に支持された回転軸２３と、回転軸２３の周囲に一体に突設した攪拌翼２４とを備えて構成され、回転軸２３は回転軸上端に接続されたモータ等の回転駆動手段２５により回転されるようになっている。

攪拌翼２４は、回転軸２３の外周に螺旋状に突設したリボンスクリューにより構成され、この攪拌翼２４を回転させることにより、マンドレル４の前面側の階層毎に粘度が異なる軟弱土を攪拌により撹乱し、粘度を均一化するようになっている。また、石や土塊等の障害物が存在する場合には、スクリューにより効果的に障害物が排除されるようになっている。

この攪拌翼２４の回転直径は、マンドレル４の幅より大きく形成されている。

尚、各攪拌翼２４，２４...は、複数のマンドレル４，４...が舟幅方向に並べて備えられた場合、互いに対称配置にある攪拌翼２４の回転方向を逆向きとすることが好ましい。このようにすることにより、攪拌翼２４の回転により生じるモーメントが打ち消しあい、安定した直進性を確保できる。また、互いに対称配置にある攪拌翼２４の向きを逆向きに取り付けるようにしてもよい。

次に、上述したドレーン材水平埋設装置を使用した本発明に係るドレーン材２の水平埋設方法を図２，３について説明する。尚、図中符号Ａは軟弱土処理場である。

この軟弱土処理場Ａでは、浚渫土等が貯留された軟弱地盤１中にドレーン材水平埋設装置により水平にドレーン材２を埋設し、このドレーン材２を通して水を汲み出すことにより軟弱地盤１の地盤改良を行うようになっている。

この軟弱地盤１は、下側に粘度の高い階層１ａが堆積し、上側に粘度の低い階層１ｂが堆積した構造になっている。

この軟弱土処理場において、本発明方法によりドレーン材を埋設するには、まず、埋設船３を軟弱地盤１上の水面に浮かべ、牽引用ワイヤロープ７、引き戻し用の牽引用ワイヤロープ９及びガイド用ロープ１１を接続させる。

そして、一方の岸側に接岸した状態でクローラクレーン等により吊り上げて列状にドレーン材２を巻き取ったドレーンリール１５を搭載する。

次に、各ドレーンリール１５よりドレーン材２を繰り出し、ガイドローラ１８を介してマンドレル４に供給する。この供給されたドレーン材２は、マンドレル４にガイドされて所定の各繰り出し用ローラ２０を介して先端部が繰り出される。尚、これまでの作業は、マンドレル４を船体の双胴間に収納してマンドレル４の開口部が水面上に露出した状態で行う。

ここまでの作業が終了した後、次に、回動駆動手段１９を作動させてマンドレル４を所定の位置まで回動させ先端側を軟弱地盤中に挿入する。このようにすることによりドレーン材２の先端部が埋設始端側岸に近接した位置に導出される。尚、マンドレル４を軟弱地盤に挿入するに際しては、回転駆動手段２５を作動させ回転軸２３を回転させて攪乱手段２１により軟弱地盤１を攪乱しながら行うことにより軟弱地盤より受ける抵抗が軽減され、マンドレル４を軟弱地盤中に効率よく挿入することができる。

次に、ドレーンリール１５よりドレーン材２を繰り出してマンドレル４よりドレーン材２をマンドレル４の進行方向後方側に繰り出しつつ、ウインチ８により牽引用ワイヤロープ７を巻き取り、埋設船３を対岸側に向けて移動させる。

このとき、回転駆動手段を作動させ回転軸を回転させ、攪乱手段２１によりマンドレル４の進行方向前方側の軟弱地盤を攪乱しながら埋設船３を移動させる。

これによって、軟弱地盤下側の粘度の高い層１ｂにある軟弱土が螺旋状のリボンスクリュー２４により上側の粘度の低い層１ａの軟弱土と攪乱され、その部分の軟弱土の粘度が均一化される。また、石や土塊等の障害物が存在する場合には、その障害物がスクリュー２４によりマンドレル４の進行方向前方より排除される。

このようにマンドレル４の進行方向前方の軟弱土の粘度が均一化され、且つ障害物も排除されることによってマンドレル４が軟弱地盤より受ける抵抗が軽減されることにより、埋設船３は、直進性を維持した状態で移動することができ、ドレーン材２も軟弱地盤内の所定の繰り出し位置に多段配置に水平に埋設される。

そして、埋設終端位置まで埋設船３を移動させることにより、終端位置までドレーン材２が埋設される。

上述の実施例では、攪乱手段としてリボンスクリューを用いた例について説明したが、図４に示すように、マンドレル４の前面側にジェットノズル３１，３１...を長手方向に間隔を置いて備えた攪乱手段３０であってもよい。尚上述の実施例と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。

このジェットノズル３１には、図示しない噴射材供給手段により水又は気泡入り水からなる地盤攪乱用噴射材３２が加圧した状態で供給され、マンドレル４前面側の軟弱土にジェットノズル３１より地盤攪乱用噴射材３２が噴射されるようになっている。この場合には、 ジェットノズル３１，３１...より地盤攪乱用噴射材３２が前方の軟弱地盤に噴射されることにより、マンドレル４前側の軟弱土に対流的な動きが生じ攪乱されるようになっている。

また、攪乱手段４１には、図５に示すように、上述のリボンスクリューに代えて、回転軸２４の外周より放射状に突出させた攪拌翼４２，４２...を備えたものであってもよい。この攪拌翼４２，４２...は、軸方向に多段配置に設けられ、各段交互に向きを違えて突設されている。尚、上述の実施例と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。

Ａ 軟弱土処理場
１ 軟弱地盤
２ ドレーン材
３ 埋設船
４ マンドレル
５ 岸
６ 船体
７ 牽引用ワイヤロープ
８ ウインチ
９ 牽引用ワイヤロープ
１０ ウインチ
１１ ガイド用ロープ
１５ ドレーンリール
１６ 台座
１７ ブラケット
１８ ガイドローラ
１９ 回動駆動手段
２０ 繰り出し用ローラ
２１ 攪乱手段
２２ 軸受
２３ 回転軸
２４ 攪拌翼（リボンスクリュー）
２５ 回転駆動手段
２６ 真空ポンプ
３０ 攪乱手段
３１ ジェットノズル
３２ 地盤攪乱用噴射材
４１ 攪乱手段
４２ 攪拌翼

Claims (5)

1. 軟弱地盤中にドレーン材を繰り出すためのマンドレルを備えた水平ドレーン材埋設船を、前記マンドレルを軟弱地盤に挿入させた状態で移動させ、前記マンドレルの埋設船進行方向後方側より１又は複数本の前記ドレーン材を繰り出すことにより前記軟弱地盤内へ水平方向に向けてドレーン材を埋設する軟弱地盤へのドレーン材水平埋設方法において、
   軟弱地盤内に挿入したマンドレルの埋設船進行方向前方側の地盤を攪乱手段によって攪乱させつつ前記埋設船を移動させることを特徴としてなる軟弱地盤へのドレーン材水平埋設方法。
2. 水平ドレーン材埋設船に搭載されたドレーン材を軟弱地盤中に繰り出すためのマンドレルを備え、該マンドレルを軟弱地盤に挿入させた状態で前記埋設船を移動させることにより、前記マンドレルの埋設船進行方向後方側より１又は複数本の前記ドレーン材を繰り出し、前記軟弱地盤内へ水平方向に向けてドレーン材を埋設するようにしてなる軟弱地盤へのドレーン材水平埋設装置において、
   前記マンドレルの埋設船進行方向前方側に沿って配置され、該マンドレル前方側の地盤を攪乱させる攪乱手段を備えたことを特徴としてなる軟弱地盤へのドレーン材水平埋設装置。
3. 前記攪乱手段は、前記マンドレルの前面側に沿った向きに設置され、回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周囲に一体に突設した撹拌翼とをもって構成される請求項２に記載のドレーン材水平埋設装置。
4. 前記撹拌翼は、前記回転軸の外周に螺旋状に突設したリボンスクリューである請求項３に記載のドレーン材水平埋設装置。
5. 前記攪乱手段は、前記マンドレルの前面に上下に一定間隔を隔てて設置され、該マンドレルの前方側に向けて水又は気泡入り水からなる地盤攪乱用噴射材を噴射させるジェットノズルと、該ジェットノズルに前記地盤攪乱用噴射材を加圧供給する噴射材供給手段とをもって構成される請求項２に記載のドレーン材水平埋設装置。

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