JP2013044085A - Underwater foundation and installation method for underwater foundation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、河川等の水中で使用する装置もしくは設備等を水中で固設するための水中基礎および其の設置方法に関するもので、詳しくは、例えば、流水利用型のマイクロ水力発電装置を河川の渓流等で使用するための装置の水中固設用の水中基礎および其の設置方法に関する。 The present invention relates to an underwater foundation for installing a device or equipment used underwater in a river or the like underwater, and a method for installing the same. The present invention relates to an underwater foundation for fixing an apparatus for use in a mountain stream or the like and an installation method thereof.
近年、埋蔵化石燃料資源の枯渇問題や燃焼により排出される二酸化炭素等による地球環境の悪化の問題等から、環境に優しい自然エネルギーである水力、風力、太陽光エネルギー等の利用技術が注目されて来ている。ところが、水力利用に関しては、昭和30年代までは、水車や小規模水力発電等が各地で多く活用されて来たが、大ダム方式による大規模水力発電偏重の国策が行われ続けられたため、水車や小規模水力発電等は殆ど姿を消して行った。環境に優しい自然エネルギーが注目される近年においても、流水利用型のマイクロ水力発電等の小規模水力発電は無視され続けられるだけでなく助成策等も皆無に近い状態であるために其の技術も育って来なかったこともあり、流水利用型のマイクロ水力発電等の小規模水力発電は、発電装置の設置場所は限定されるが好適場所においては昼夜連続発電が可能であり年間発電稼働効では90%程度は期待出来て、年間発電稼働効率の観点からは、風力発電の20数%や太陽光発電の10数%等よりも圧倒的に高効率であるのにもかかわらず、一般的には、現状は、風力や太陽光エネルギーの利用よりも自然エネルギーの利用としての認知度が低い状態にある。
その現状を打破すべく、本願の発明者は、例えば、特許第4653036号、特開2010−031791号等、流水利用型のマイクロ水力発電関連の特許を取得すると共に技術を進化させ農業用水路等の流水を利用する装置として実用化にも目処をつけた。
しかし、流水利用型のマイクロ水力発電の技術が有用であることの認識を世間に浸透させるためには、河川の渓流等の流水を利用出来る実用装置として確立させる必要がある。
だが、河川の渓流等の流水を利用出来る実用装置として確立させるためには、当該装置を河川の渓流等の流水状態の環境下でも水中に固設出来る様にしなければならない。
In recent years, due to the problem of depletion of buried fossil fuel resources and the problem of deterioration of the global environment due to carbon dioxide emitted by combustion, etc., utilization technologies such as hydropower, wind power, and solar energy, which are environmentally friendly natural energy, have attracted attention. It is coming. However, with regard to the use of hydropower, water turbines and small-scale hydropower generation have been used in many places until 1950s. And small-scale hydroelectric power generation almost disappeared. Even in recent years when environmentally friendly natural energy is attracting attention, small-scale hydropower generation such as micro-hydropower generation using flowing water is not only ignored, but there are almost no subsidies and so on. Since small-scale hydroelectric power generation such as micro hydropower generation using flowing water is limited, the installation location of the power generation device is limited, but it is possible to generate power continuously day and night in a suitable location, and the annual power generation efficiency About 90% can be expected. From the viewpoint of annual power generation operation efficiency, in general, it is overwhelmingly more efficient than 20% of wind power generation and 10% of solar power generation. At present, the level of recognition as the use of natural energy is lower than the use of wind power or solar energy.
In order to break through the present situation, the inventors of the present application acquired a patent related to micro hydropower generation using flowing water such as Japanese Patent No. 4653036 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-031791, etc. We also made an eye for practical use as a device that uses flowing water.
However, it is necessary to establish a practical device that can use flowing water, such as river streams, in order to instill awareness that the technology of micro hydro power generation using flowing water is useful.
However, in order to establish a practical device that can use flowing water such as river streams, the device must be able to be fixed in water even under flowing conditions such as river streams.
しかしながら、従来の水中基礎の技術は、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等の提案の如く、大規模な橋梁等の水中基礎の技術が殆どであり、前述の流水利用型のマイクロ水力発電装置の様な水中で使用する比較的小規模の装置等の水中固設の為の水中基礎としては、前記の大規模な橋梁等の水中基礎の技術の利用は困難である。
だが、前記流水利用型のマイクロ水力発電装置等は水中に流水状態の環境下でも固設する必要がある。
However, conventional underwater foundation technologies are mostly underwater foundation technologies such as large-scale bridges as proposed in
However, the above-mentioned micro hydroelectric generator using flowing water needs to be fixed in water even in an environment of flowing water.
この様なことから、河川等の水中で使用する比較的小規模な装置や設備等を、河川等の流水状態の環境下においても、水中への固設が容易に出来る水中基礎および其の設置方法の提案が望まれている。 For this reason, underwater foundations and their installation that can be easily installed underwater in relatively small-scale devices and equipment used in rivers, etc. even in flowing water environments. Proposal of a method is desired.
本発明が解決しようとする問題点は、例えば、流水利用型のマイクロ水力発電装置の様な、水中で使用する比較的小規模な装置や設備等を河川等の流水状態の環境下でも水中への固設が容易に出来る水中基礎および其の設置方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that, for example, a relatively small device or facility used in water, such as a micro hydroelectric power generation device using flowing water, can be put into water even in a flowing water environment such as a river. It is in providing the underwater foundation which can be fixed easily, and its installation method.
前述の課題を解決するため、本発明の水中基礎は、河川等の水中で使用する装置もしくは設備を水中で固設させる固設手段を有した水底地盤に固装される水中基礎であって、前記装置もしくは設備を載せるコンクリート盤または鉄骨構造盤等からなる床盤を有し、該床盤の下部の周囲には帯状弾性部材が付設されていていると共に、該床盤の少なくとも四隅近傍の下部に水底地盤を穿孔した穿孔部を有するとともに該穿孔部に棒状または管状の補強部材が配設されていて、前記穿孔部の空隙部および前記床盤と帯状弾性部材と水底地盤とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材を注入し固化・硬化させ一体化させて前記床盤が水底地盤に固装出来る様にしたことを最も主要な特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the underwater foundation of the present invention is an underwater foundation fixed to a submerged ground having a fixing means for fixing a device or equipment used in water such as a river in water, It has a floor board made of a concrete board or steel structure board or the like on which the apparatus or equipment is mounted, and a belt-like elastic member is attached around the lower part of the floor board, and a lower part near at least four corners of the floor board And has a perforated portion having a perforated portion drilled in it, and a rod-like or tubular reinforcing member is disposed in the perforated portion, and is surrounded by the void portion of the perforated portion, the floor, the belt-like elastic member, and the bottom of the ground. The main feature is that the fluidized material that can be cured in water is injected into the void, solidified, cured, and integrated so that the floor can be fixed to the bottom ground.
付加して、前記固設手段が、前記床盤の四隅近傍に床盤から直立する様に配設され固設された棒状または管状のガイド部材をガイドとして前記装置もしくは設備を水中に降下させ所定の位置に固設出来る様にしたことを特徴とする。 In addition, the fixing means lowers the apparatus or equipment into the water by using a bar-like or tubular guide member arranged and fixed so as to stand upright from the floor in the vicinity of the four corners of the floor. It is characterized in that it can be fixed at the position.
そして、本発明の水中基礎の設置方法は、前述の何れかの水中基礎の設置方法であって、前記水中基礎を設置する為の仮設として、前記床盤が配設される位置の水上部で該床盤を仮置きし保持することが出来ると共に降下させて所定の位置に留め置くことが出来る床盤配設手段を具有する仮設架構を用いて、前記床盤を水中の所定の位置に留め置き、該床盤の少なくとも四隅近傍の水底地盤を穿孔し、其の穿孔部に棒状または管状の補強部材を挿入し、その後、該穿孔部の空隙部および前記床盤と帯状弾性部材と水底地盤とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材を注入し固化・硬化させ一体化させて前記床盤が水底地盤に固装出来る様にしたことをことを最も主要な特徴とする。 And the installation method of the underwater foundation of the present invention is any one of the above-mentioned underwater foundation installation methods, and as a temporary construction for installing the underwater foundation, The floorboard can be temporarily placed and held, and the floorboard is kept at a predetermined position in water by using a temporary frame having a floorboard arrangement means that can be lowered and held at a predetermined position. , Drilling the bottom ground near at least the four corners of the floor, inserting a rod-like or tubular reinforcing member into the perforated part, and then inserting the void in the perforated part, the floor, the belt-like elastic member, and the bottom ground The most important feature is that a fluid material capable of being cured in water is injected into the void surrounded by solidification, solidified and cured, and integrated so that the floor can be fixed to the bottom ground.
付加して、前記仮設架構が架構自体のレベル調整が出来るレベル調整手段を具有していることを特徴とする。 In addition, the temporary frame has a level adjusting means capable of adjusting the level of the frame itself.
本発明の水中基礎および水中基礎の設置方法によれば、水中で使用する比較的小規模な装置や設備等を河川等の流水状態の環境下でも水中への固設が容易に出来る様になる。 According to the submerged foundation and the submerged foundation installation method of the present invention, it becomes possible to easily fix a relatively small apparatus or facility used in the water even in a flowing water environment such as a river. .
このため、例えば、図5〜7に示す様に、流水利用型のマイクロ水力発電装置を河川等の流水状態の環境下でも水中への固設が容易に出来る様になるので、従来のダム方式の大規模水力発電の様なダムの土砂等による堆積物問題やダム建設に伴う自然環境破壊の問題等を惹起することなく、環境に優しい自然エネルギーである水力を利用した水力発電を増大させることが出来る様になるので、近年、埋蔵化石燃料資源の枯渇問題や燃焼により排出される二酸化炭素等による地球環境の悪化の問題等の改善にも、流水利用型のマイクロ水力発電装置を通じて、貢献出来る様になる。 For this reason, for example, as shown in FIGS. 5 to 7, since a micro hydroelectric generator using flowing water can be easily fixed in water even in a flowing water environment such as a river, the conventional dam system To increase hydropower generation using hydropower, which is environmentally friendly natural energy, without causing sediment problems due to dams and sediments such as large-scale hydropower generation in the country and problems of natural environment destruction due to dam construction In recent years, we can contribute to the improvement of the problem of depletion of buried fossil fuel resources and the deterioration of the global environment due to carbon dioxide emitted by combustion, etc., through the use of flowing water micro hydroelectric generators. It becomes like.
本発明の水中使基礎およびその水中基礎の方法の実施の形態例について図を参照して説明する。
本発明の水中基礎1は、図1に示す様に、河川等の水中で使用する装置もしくは設備2を水中で固設させる固設手段を有した水底地盤4に固装される水中基礎であって、主要部が、水中で使用する装置もしくは設備2を載せるコンクリート盤または鉄骨構造盤等からなる床盤11を有し、床盤11の下部の周囲には水中硬化可能流動材16の漏出を抑制するための帯状弾性部材12が付設されていていると共に、床盤11の少なくとも四隅近傍の下部に水底地盤4を穿孔するための穿孔用貫通孔13を有し其の貫通孔を利用し水底地盤4を穿孔した穿孔部14を有するとともに穿孔部14に棒状または管状の補強部材15が配設されていて、穿孔部14の空隙部および床盤11と帯状弾性部材12と水底地盤4とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材16を注入し固化・硬化させ一体化させて床盤11が水底地盤4に固装出来る様にしている。
そして、水中で使用する装置もしくは設備2の固設手段としては、装置もしくは設備2を固設出来れば限定されないが、例えば、床盤11の四隅近傍に床盤から直立する様に配設され固設された棒状または管状のガイド部材17をガイドとして装置もしくは設備2を水中に降下させ所定位置に固設出来る様にしている。
また、注入する水中硬化可能流動材16を空隙部に効果的に充填させるために、床盤11と帯状弾性部材12と水底地盤4とで囲繞された空隙部の水抜きを容易にするための水抜き孔18と該水抜き孔18に水中硬化可能流動材16の漏洩を抑制するための水中硬化可能流動材漏出抑制部材19を床盤11に1ヶ所以上を適宜配設することが好ましい。
Embodiments of the underwater working foundation and the underwater foundation method of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
The fixing means of the apparatus or facility 2 used in water is not limited as long as the apparatus or facility 2 can be fixed. For example, the apparatus or facility 2 is fixed in the vicinity of the four corners of the
Further, in order to effectively fill the void with the underwater
そして、本発明の水中基礎の設置方法は、図2〜4に示す様に、前記水中基礎1を設置する為の仮設として、前記床盤11を配設される位置の水上部位置で仮置き保持することが出来ると共に降下させて所定の位置に留め置くことが出来る床盤配設手段を具有する仮設架構3を用いて、先ず、床盤仮受け部材35等を用いて、床盤11を配設される位置の水上部で、仮置き保持する。次に、床盤配設用昇降機32、床盤配設用補助用具33、床盤配設用ガイド部材A34a、床盤配設用ガイド部材B34b等を用いて床盤11を水底地盤4に着接する所定の位置に留め置く。そして、床盤11の配置およびレベルを調整・確認した後に、前記の水中基礎1の記述に準じて、図1に示す様に、床盤11の少なくとも四隅近傍の穿孔用貫通孔13を利用して水底地盤4を穿孔ドリル等により穿孔し、其の穿孔部14に棒状または管状の補強部材15を挿入し、その後、穿孔部14の空隙部および床盤11と帯状弾性部材12と水底地盤4とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材16を注入し固化・硬化させ一体化させて床盤11が水底地盤4に固装出来る様にする。
尚、仮設架構3が架構自体のレベル調整が出来るレベル調整手段36を具有していることが好ましい。
以下、本発明装置の主要な部位・部材等について特記すべきことを記載する。
And as shown in FIGS. 2-4, the installation method of the underwater foundation of this invention is temporarily set | placed on the water head position of the position by which the said
The temporary frame 3 preferably has level adjusting means 36 that can adjust the level of the frame itself.
Hereinafter, what should be specially described for the main parts and members of the device of the present invention will be described.
床盤11は、一般的には、コンクリート盤または鉄骨構造盤が用いられ、鉄筋コンクリート盤の方が好適であるが、本発明の目的を達成出来れば限定はされない。
Generally, a concrete board or a steel structure board is used as the
帯状弾性部材12は、水底地盤面の凹凸や小石等により生ずる可能性のある間隙等に対応して注入する水中硬化可能流動材16の漏出を抑制するために配設し、材質としては、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ABS等の樹脂発泡体が考えられるが、本発明の目的を達成出来る弾性部材であれば限定はされない。
The belt-like
棒状または管状の補強部材15は、例えば、鋼管または鋼棒が考えられ、杭効果等を勘案すると、有孔鋼管が好適と考えられるが、本発明の目的を達成出来る材質のものであれば限定はされない。
The rod-like or tubular reinforcing
水中硬化可能流動材16は、例えば、セメントミルクに水中不分離混和剤および高性能減水剤等を混入した水中硬化セメントモルタル等が考えられるが、空隙部に注入し充填出来て水中で固化・硬化し本発明の目的を達成出来る材質の材料ならば限定はされない。
The underwater
ガイド部材17は、装置もしくは設備2に付設されるガイド部材17と嵌合出来る部位とセットで其の機能を発揮する。尚、前記嵌合部の嵌合形態は、本発明の目的を達成出来れば限定はされない。また、ガイド部材17は、穿孔用貫通孔13を兼用出来て穿孔ドリル等のドリル部が挿入出来る管状部材の方が好適である。
The
水中硬化可能流動材漏出抑制部材19は、空隙部において、水は容易に外部に漏出出来て水中硬化可能流動材のみの漏出を抑制出来る材質のものが好ましく、例えば、繊維系部材または連通気泡の樹脂発泡部材等が考えられるが、本発明の目的を達成出来る材質のものであれば限定はされない。
The underwater curable fluid
仮設架構3は、例えば、図2〜4に示す様に、主要部が垂直部材および水平部材である主架構部材31により架構が形成されていて、床盤配設手段と、架構自体のレベル調整を可能とするレベル調整手段を具有していて、床盤配設手段の床盤配設用昇降機32の位置移動が可能な形態をなしている。
主架構部材31は、流水の影響を勘案すると、鋼管または角形鋼管を主体とした形態が好適である。また、強度及び剛性補強のために、斜材を含めた補強部材が適宜配接される。そして、仮設架構3の形態は、前述の例に限定されず、本発明の目的を達成出来る架構の形態であれば限定はされない。
For example, as shown in FIGS. 2 to 4, the temporary frame 3 is formed of a
Considering the influence of flowing water, the
床盤配設手段としては、例えば、図2〜4に示す様に、床盤配設用昇降機32、床盤配設用補助用具33、および、床盤11の平面的位置決めを補助するための、床盤配設用ガイド部材A34a、床盤配設用ガイド部材B34bと、床盤11を水上部で仮受け保持するための床盤仮受け部材35が用いられる床盤配設手段を例示するが、本発明の目的を達成出来る床盤配設手段であれば限定はされない。
As a floor board arrangement | positioning means, as shown to FIGS. 2-4, for example, as shown in FIGS. 2-4, the floor board arrangement | positioning elevator 32, the floor board arrangement | positioning
床盤配設用昇降機32は、主昇降機部位32aと平面的可動機構部位32bとで主体が構成されていて、主昇降機部位32aとしては、例えば、手動又は電動のホイストもしくはチェーンブロック等が用いられ、平面的可動機構部位32bとしては、例えば、ローラー機能を利用した簡易の天井クレーン的形態のもの用いられるが、本発明の目的を達成出来るものなら限定はされない。
そして、床盤11を吊り上げ降下させるためには、例えば、床盤11の側部に予め孔部を設けておいて、其の孔部に嵌合出来る床盤配設用補助用具33を用いて、主昇降機部位32aで吊り上げ降下させる方法が考えられるが、本発明の目的を達成出来る方法であれば限定はされない。
The floor board placement elevator 32 is mainly composed of a
In order to lift and lower the
床盤配設用ガイド部材A34aは、床盤11を直接ガイドする部位は床盤11の水下側の両側コーナー部を利用しそのコーナー部の形状に合わせた形状の部材を用いるのが好ましく、床盤配設用ガイド部材B34bは、床盤11を直接ガイドする部位は床盤11の水上側の両側部をガイドすることが好ましく、床盤配設用ガイド部材A34a、床盤配設用ガイド部材B34bとも、位置調整出来る様にすることが好ましい。
床盤仮受け部材35は、角形鋼管が好ましく、床盤11を仮受け保持する時には、床盤11の自重で下部の帯状弾性部材12が損壊しない様するための部材としての下駄受け材が併用される。尚、下駄受け材は、其の目的が達成出来るものであれば限定はされない。
For the floor board placement guide member A34a, it is preferable to use a member that directly guides the
The floor base temporary receiving
レベル調整手段36としては、例えば、図2〜4に示す様に、仮設架構3の四隅の柱部に付設される、主レベル調整支柱36a、主レベル調整支柱ガイド部位36b、レベル調整用ネジ付き部位36c、荷重分散部位36d、レベル調整用ハンドル36e等で構成されるレベル調整手段が用いられ、レベル調整用ハンドル36eを回動することにより、レベル調整用ネジ付き部位36cで近傍の柱部を上下させ、仮設架構3の四隅の柱部の総体としてレベルを調整する。
尚、レベル調整手段36は、前述の例には限定されず、本発明の目的が達成出来る手段であれば限定はされない。
そして、荷重分散部位36dは、床盤11の規模および水底地盤条件等に応じた形態のものが適宜用いられ、該部位の下面においても、例えば、スパイク状の突起を付設することが効果的な場合もあり、水底地盤条件に応じて其れに対応が効果的な付設部材が付設された形態のものが用いられても良い。
As the level adjustment means 36, for example, as shown in FIGS. 2 to 4, a main
The level adjusting means 36 is not limited to the above example, and is not limited as long as the object of the present invention can be achieved.
The
本発明の主眼である、河川の渓流等での利用のみならず、海域における小規模海峡や小瀬戸等を利用しての小規模潮流発電装置等の水中固設用の水中基礎およびその設置方法の領域においても適用出来る。 The main objective of the present invention is not only for use in river streams, but also for submerged foundations for underwater installation such as small-scale tidal power generation devices using small-scale straits and small setos in the sea area and the installation method thereof. It can also be applied in the area.
1 ;水中基礎
11 ;床盤
12 ;帯状弾性部材
13 ;床盤の穿孔用貫通孔
14 ;穿孔部
15 ;棒状または管状の補強部材
16 ;水中硬化可能流動材
17 ;ガイド部材
18 ;水抜き孔
19 ;水中硬化可能流動材漏出防止部材
2 ;水中で使用する装置もしくは設備
21 ;流水利用型のマイクロ水力発電装置
3 ;仮設架構
31 ;主架構部材
32 ;床盤配設用昇降機
32a;主昇降機部位
32b;平面的可動機構部位
32c;ガイドレール相当部材
33 ;床盤配設用補助用具
34a;床盤配設用ガイド部材A
34b;床盤配設用ガイド部材B
35 ;床盤仮受け部材
36 ;レベル調整手段
36a;主レベル調整支柱
36b;主レベル調整支柱ガイド部位
36c;レベル調整用ネジ付き部位
36d;荷重分散部位
36e;レベル調整用ハンドル
4 ;水底地盤
DESCRIPTION OF
34b; Floor placement guide member B
35; Floor base temporary receiving member 36; Level adjustment means 36a; Main
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