JP2772562B2 - プレミックスの海底打設方法及びプレミツクス打設船 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セメントと山砂と泥岩を粉砕して湿式で泥
状にした粘土等とを海水で混合した混合処理土（以下、
単にプレミツクスと言う）を海底地盤に打設する際に海
水中にこのプレミツクスが飛散することを防止し且つプ
レミツクスに海水を更に混入させることなく海底地盤に
このプレミツクスを打設することのできるプレミツクス
の海底打設方法及びこの方法を実施するのに好適なプレ
ミツクス打設船に関するものである。

〔従来の技術〕

海域の所定の地域を埋め立てて人工的に地盤を造成す
る方法としては、従来は浚渫土や山砂等を海底に単に堆
積させる方法が一般的に実施されていた。すなわち従来
の人工地盤の造成は、造成した人工地盤上に住宅や工場
等を建設することが目的であるから、浚渫土，山砂等が
海上に露出した状態の人工地盤を造成する必要があるの
で、人工地盤を造成したい地域の周囲を鋼矢板で囲つた
り護岸工事を行つたりした後にその地域内に浚渫土や山
砂等を海面より露出した状態にまで堆積させて後に締め
固めることにより実施されていた。

しかるに、この度計画されている東京湾横断道路の木
更津人工島のように造成した人工島に海底トンネルで連
結する必要がある場合には、海底トンネルは海底地盤を
掘削して行われるので海底トンネルの陸上からの出入口
部付近すなわち人工島の沿岸部に斜路部が必要である
が、海中に海底トンネルの斜路部の傾斜度に合わせた傾
斜が緩やかな人工地盤を如何にして造成するかという従
来技術では解決不可能な問題がある。

すなわち、このように海底トンネルを貫通させるため
に海底に造成する傾斜した人工地盤は、海面下に位置し
且つ海底トンネルを掘削されるために適切な一軸圧縮強
度，密度及び低透水性が必要とされるのであり、これら
の条件は前述したように浚渫土や山砂等を堆積させて締
め固める作業で行う従来の人工地盤では得ることができ
ないのである。これは浚渫土や山砂等を堆積させて締め
固めて造成した人工地盤では後に海底トンネルを掘削す
る際に、破損しないだけの一軸圧縮強さを備えておらず
また密度が小さくて人工地盤に浮力を生じて不安定な状
態となり、更に海底トンネル掘削後のトンネル内への水
の侵入を防止するために低透水性を備えていないためで
ある。

そこでセメント，山砂，泥岩を粉砕して湿式で泥状に
した粘土に海水を混合した混合処理土であるプレミツク
スが考案された。このプレミツクスとしては、例えばセ
メント:4.2重量％，山砂:62.4％，粘土:5.8重量％，海
水:27.6重量％から成る成分に配合したものが示され
る。しかしながら上記した如きプレミツクスは海水を多
く含んだスララー状であり、このプレミツクスを海底地
盤に打設するに際し単に海底地盤上に吐出するとプレミ
ツクスに更に海水が混合して海水の含有率が高くなつて
海底トンネルの斜路部を形成するために必要な人工地盤
としての諸条件を得ることができないばかりか、周囲の
海水を濁らせて環境破壊に継がるという問題があつた。
特に人工地盤の造成は海上からの作業によつて行われる
ために通常作業船が利用されるのであるが、この船が波
浪の影響を受けて船の長手水平線廻りの回転運動を行う
横揺れ（ローリング）と上下揺れ（ヒービング）と前記
回転運動に伴つて上下方向の変位を起こす縦揺れ（ピツ
チング）のほか、水平面内の変位を伴う前後揺れ（サー
ジング），左右揺れ（スウエイング），船首揺れ（ヨー
イング）の６種類の揺れが複合する複雑な揺れを生じる
から船上から海底地盤まで単に延設された剛体と看なし
得る管内に前記スラリー状のプレミツクスを圧送して海
底地盤に打設すると管の吐出部が船の揺れに伴つて移動
して吐出部から吐出せしめるプレミツクスが海中に飛散
するという問題があり、上記した如きスラリー状のプレ
ミツクスを海底地盤に打設する適切な方法が従来存在し
なかつたのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明は、スラリー状のプレミツクスを海底地
盤に打設する際にプレミツクスに更に海水が混合するこ
とがなく且つ打設するプレミツクスを海中に飛散するこ
ともない状態で海底地盤に打設させることによつて海水
を汚濁させることなく良品質の人工地盤を造成すること
のできるプレミツクスの海底打設方法及びその方法を実
施するのに好適なプレミツクス打設船を提供することを
課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはかかる課題を解決するために種々検討し
た結果、プレミツクスの海中への飛散及びプレミツクス
への海水の混合は海底地盤又は海底地盤上に既に吐出さ
れている既吐出プレミツクスの表面から離れた位置でプ
レミツクスを吐出するから新たに吐出せしめたプレミツ
クスが海底地盤上又は既吐出プレミツクスの表面上に至
る前に海水と混合して飛散すると共に海底地盤又は既吐
出プレミツクスの表面に衝突することによつて更に海水
との混合と飛散とが助長されることに着目し、船上から
スラリー状のプレミツクスを圧送する打設管の端部に固
定されるスライデイングヘツドの下端を海底地盤及び／
又は既吐出プレミツクスの表面にわずかに埋没している
状態でプレミツクスをそのスライデイングヘツドの貫通
穴から吐出すれば良いことを究明して本発明を完成した
のである。

以下に、本発明に係るプレミツクスの海底打設方法及
びその方法を実施するのに好適な本発明に係るプレミツ
クス打設船について詳細に説明する。

第１図は本発明方法を実施するのに好適なプレミツク
ス打設船の１実施例によつて海底地盤にスラリー状のプ
レミツクスを打設している状態を示す説明図、第２図は
第１図におけるＡ部断面説明図、第３図は支持体の１例
を示す断面説明図、第４図はたわみ管継手の１例を示す
断面説明図、第５図（イ）及び（ロ）は海上の波浪によ
る船本体の揺れに伴うスライデイングヘツド及び打設管
の変位を示す説明図、第６図プレミツクスを連続的に打
設するために移動する船本体の動きに伴うスライデイン
グヘツド及び打設管の変位を示す説明図、第７図は海底
地盤にプレミツクスを打設した状態を示す説明図であ
る。

先ず本発明方法を簡単に説明すると、本発明方法はス
ラリー状のプレミツクスを海底地盤に打設する際に、船
上からプレミツクスを圧送する打設管の端部に固定され
るスライデイングヘツドの下端を海底地盤及び／又は既
吐出プレミツクスの表面にわずかに埋没している状態を
維持しながらプレミツクスを連続して吐出せしめること
によつて海底地盤に打設することを特徴とするプレミツ
クスの海底打設方法である。

このような本発明方法を本発明方法を実施するのに好
適なプレミツクス打設船について説明しながら詳細に説
明する。

本発明方法を実施するのに好適なプレミツクス打設船
は、船本体１上に管支持部2aをほぼ水平な線を中心に回
転可能に枢着している支持体２が固定されており、この
支持体２には例えば第３図に示した如く断面円形の管支
持部2aがその軸心をほぼ水平な状態でスラスト兼ラジア
ル軸受を介して回転可能な状態に装着されている。この
支持体２は船本体１の後部に装着されていることが船の
構造上好ましい。そして支持体２の管支持部2aには、間
隔を隔てて設けられている少なくとも２つ以上のたわみ
管継手４によつて２以上に分割されている打設管３の端
部が枢着されており、管支持部2aが支持体２内にほぼ水
平の線を中心に回転可能に枢着されているので打設管３
の端部の枢着部はほぼ水平な線廻りに回転自在に枢着さ
れている状態を維持される。この打設管３を分割してい
るたわみ管継手４が２つの場合には、一方が支持体２と
反対側の端部にまた他方が打設管３の途中に設けられて
いても良いが、第５図〜第６図に示した如く２つのたわ
み管継手４を打設管３の途中に設けて、管支持部2aに枢
着されている入側打設管3aと２つのたわみ管継手４の間
に位置する中間打設管3bとこの中間打設管3bの入側打設
管3aと反対側に位置する出側打設管3cとに分割している
ことが好ましい。また入側打設管3aの途中にはこの入側
打設管3aと連通している状態で変位可能な可撓管11が連
結されており、移送管10内を圧送されるスラリー状のプ
レミツクスが可撓管11を通つて打設管３内に圧送され
る。このたわみ管継手４としては、第４図に示した如く
両側に２本の腕4aaを持ちこの２本の腕4aaの先端に円環
4abがピン4acにより枢着されている下部接続金物4aと、
同じく両側に２本の腕4baを持ちこの２本の腕4baの先端
に前記ピン4acによる枢着位置と90度ズレた位置でピン4
bbにより円環4abに枢着されている上部接続金物4bと、
これら下部接続金物4aと上部接続金物4bとの管同士を連
通させた状態で接続するフレキシブルパイプ4cとから成
り、前記４本のピン4acと4bbとの作用によつて下部接続
金物4aと上部接続金物4bとの位置関係がフレキシブルパ
イプ4cに無理な力を作用させることなく自由に変位でき
る構造を有している。その結果、入側打設管3aと中間打
設管3bとはそれぞれ直交する２組のピン4acと4bbを２つ
の回転軸とする２平面上をたわみ管継手４を中心に屈曲
可能な状態で分割されていることになる。また、中間打
設管3bと出側打設管3cとも同様である。更に打設管３の
管支持部2aと反対側の端部には中央に貫通穴5aが形成さ
れているスライデイングヘツド５が貫通穴5aと出側打設
管3cの穴とを合致せしめた状態で固定されている。この
スライデイングヘツド５は海底地盤13及び／又は海底地
盤13に吐出した既吐出プレミツクス12の表面にわずかに
埋没させてその表面に沿つて移動できるような形状であ
れば良く、例えば第２図に示した如く周縁に上端から下
端に行くにしたがつて貫通穴5a側へ傾斜せしめられてい
る断面台形であることが好ましく、下端の面積は既吐出
プレミツクス12内にスライデイングヘツド５が完全に埋
没しない程度の広さを有していれば良い。またこのスラ
イデイングヘツド５には既吐出プレミツクス12の表面に
僅かに埋没するように水中重量を調節できるようにフロ
ート手段5bが設けられていることが好ましく、このフロ
ート手段5bは例えば第２図に示した如く取り付けられて
いることが好ましい。またスライデイングヘツド５の貫
通穴5aにはスライデイングヘツド５がプレミツクスの打
設開始時などにプレミツクスの吐出を一時的に停止でき
るように開閉自在な蓋体5cが設けられていることが好ま
しく、この蓋体5cはスライデイングヘツド５が固定され
ている出側打設管3bの穴を閉塞する構造であれば良く、
例えば第２図に示した如くスライデイングヘツド５の上
端に枢着されていて油圧シリンダ5dの力を付与されて開
閉するものが示される。そして管支持部2aに枢着されて
いる打設管３は船本体１上に設けられているブーム６に
索7,8,9を介して懸垂されており、索７を介して入側打
設管3aが、索８を介して中間打設管3bが、索９を介して
出側打設管3cがそれぞれブーム６に支持されていること
が好ましく、索7,8,9にはウインチ等の巻取手段（図示
なし）がそれぞれ独立して設けられていると良く、作業
時以外は通常打設管３をそれぞれ索7,8,9によつて海上
に位置せしめた状態に支持している。

本発明法を実施するためには、先ず上記した如きプレ
ミツクス打設船の打設管３の先端に固定されているスラ
イデイングヘツド５の下端を海底地盤13にわずかに埋没
させる。すなわち海上において索7,8,9を介してブーム
６に支持されている打設管３を索7,8,9を緩めることに
より打設管３及びスライデイングヘツド５の自重で支持
体２の管支持部2aとの打設管３の枢着部を中心に打設管
３を回転せしめてスライデイングヘツド５の下端を海底
地盤13にわずかに埋没せしめるのである。このとき入側
打設管３を索７に張力が働いている状態でブーム６に支
持された状態を維持していることが好ましく、また残る
２つの索8,9は張力の働いていない状態に緩めるのであ
る。

このような状態でプレミツクス打設船の船本体１上よ
りスラリー状のプレミツクスを移送管10,可撓管11を通
して打設管３内に圧送させてスライデイングヘツド５の
貫通穴5aの下端から海底地盤13へ吐出させるのである。
海底地盤13に打設するスラリー状のプレミツクスの混練
は、プレミツクス打設船の船本体１上又は当該船の外の
いずれの場所で行つてもよい。このようにして海底地盤
13に吐出せしめた既吐出プレミツクス12の表面にわずか
に埋没した状態にスライデイングヘツド５の下端を位置
せしめこの状態を維持しながら該貫通穴5aの下端から既
吐出プレミツクス12内にスラリー状のプレミツクスを連
続して吐出せしめるのである。ここでスライデイングヘ
ツド５にフロート手段5bが設けられているとスライデイ
ングヘツド５の貫通穴5aの下端の位置を調整することが
できて好ましい。

〔作 用〕

このような本発明方法をその方法を実施するのに好適
なプレミツクス打設船によつて実施すると、作業時にス
ライデイングヘツド５は波浪によつて起こる船本体１の
揺れの影響を受けないのである。

すなわち、波浪によつて起こるプレミツクス打設船の
船本体１の揺れには前記した如く船の長手水平線廻りの
回転運動を行う揺れと、上下方向の変位を伴う揺れと、
水平面内での変位を伴う揺れとがあるが、船本体１に管
支持部2aの軸心を中心に回転するような揺れ（横揺れ）
が生じた場合、船本体１に固定されている支持体２に対
して管支持部2aが回転可能な状態に装着されているか
ら、船本体１が揺れても管支持部2aが支持体２内で回転
して管支持部2aへの打設管３の枢着部はほぼ水平な状態
を維持して、船本体１の揺れを打設管３には伝達しない
のである。

また船本体１に管支持部2aと打設管３との枢着部を上
下に変位させるような揺れ（縦揺れ）が生じた場合、第
５図（ロ）に示した如く打設管３に設けられているたわ
み管継手４によつてこのたわみ管継手４を中心に打設管
３が屈曲可能であるから船本体１の揺れを打設管３の屈
曲によつてスライデイングヘツド５の上下動が防止され
て既吐出プレミツクス12及び／又は海底地盤13の表面に
沿つて移動するのである。更に船本体１に上下揺れが生
じた場合、第５図（イ）に示した如くスライデイングヘ
ツド５が既吐出プレミツクス12及び／又は海底地盤13の
表面に沿つて移動するのである。

またスラリー状のプレミツクスの成分に山砂が前記し
た如く高い割合で配合されており更にスライデイングヘ
ツド５にフロート手段5bが設けられている場合には、ス
ライデイングヘツド５の下端を既吐出プレミツクス12の
表面に埋没する深さを調整することができる。

そしてスライデイングヘツド５の貫通穴5aに開閉自在
な蓋体5cが設けられている場合には、打設管３の出側端
部を適宜閉塞することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明に係るプレミツクスの海底打
設方法は、、船本体が波浪によつて複雑な揺れを生じて
もスライデイングヘツドが上下動することがなく既吐出
プレミツクス及び／又は海底地盤の表面に沿つて移動す
るから、スライデイングヘツドの貫通穴の下端から吐出
せしめるプレミツクスが海中に飛散しないので、海中を
濁らせることがないと共にプレミツクスと海水とが混合
することもないので適切な一軸圧縮強度，密度，低透水
性等を有する良品質の人工地盤を海底に造成することが
できるのである。

更に作業を行いながら船本体を移動させてもスライデ
イングヘツドは既吐出プレミツクス及び／又は海底地盤
の表面に沿つて移動するから新たに吐出せしめるプレミ
ツクスが海中に飛散しない状態で連続的にプレミツクス
を打設することができるので、所定の特性値を有する良
品質の人工地盤を海底に造成することができるのであ
り、このとき管支持部の軸心が船本体の進行方向と一致
させた状態で装着されていて且つ支持体が船本体の後部
に固定されていると、船本体の移動に際し打設管と管支
持部との枢着部にかかる負担を軽減することができる。

またスライデイングヘツドにフロート手段が設けられ
ている場合にはスライデイングヘツドの下端を既吐出プ
レミツクス及び／又は海底地盤の表面に埋没する深さを
調整できるので、スライデイングヘツドの下端が既吐出
プレミツクスの表面にわずかに埋没している状態をより
確実に維持することができるのである。

そしてスライデイングヘツドにその貫通穴を閉塞する
蓋体が設けられている場合には、プレミツクスの吐出を
適宜停止することができるので、作業開始時等にプレミ
ツクスの吐出を一時的に停止することによつてスライデ
イングヘツドの下端が既吐出プレミツクス及び／又は海
底地盤の表面に到達しない状態でプレミツクスが吐出さ
れたり、作業終了時に残ったプレミツクスが吐出された
りして海水を汚染するすることもないのである。

このように種々の利点を有しており打設するプレミツ
クスと海水との混合を極力防止しながら人工地盤を効率
良く造成することのできる本発明の工業的価値は非常に
大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するのに好適なプレミツクス
打設船の１実施例によつて海底地盤にスラリー状のプレ
ミツクスを打設している状態を示す説明図、第２図は第
１図におけるＡ部断面説明図、第３図は支持体の１例を
示す断面説明図、第４図はたわみ管継手の１例を示す断
面説明図、第５図（イ）及び（ロ）は海上の波浪による
船本体の揺れに伴うスライデイングヘツド及び打設管の
変位を示す説明図、第６図プレミツクスを連続的に打設
するために移動する船本体の動きに伴うスライデイング
ヘツド及び打設管の変位を示す説明図、第７図は海底地
盤にプレミツクスを打設した状態を示す説明図である。 図面中 １……船本体 ２……支持体 2a……管支持部 ３……打設管 3a……入側打設管 3b……中間打設管 3c……出側打設管 ４……たわみ管継手 4a……下部接続金物 4aa……腕 4ab……円環 4ac……ピン 4b……上部接続金物 4ba……腕 4bb……ピン 4c……フレキシブルパイプ ５……スライデイングヘツド 5a……貫通穴 5b……フロート手段 5c……蓋体 5d……シリンダ ６……ブーム 7,8,9……索 10……移送管 11……可撓管 12……既吐出プレミツクス 13……海底地盤

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−62519（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−20826（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−35443（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 15/06 B63B 35/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管支持部（2a）の軸心をほぼ水平にして回
   転可能に枢着しており船本体（１）上に固定されている
   支持体（２）と、該管支持部（2a）の端部にほぼ水平な
   線廻りに回転自在に枢着されており間隔を隔てて設けら
   れている少なくとも２つのたわみ管継手（４）によつて
   ２以上に分割されている打設管（３）と、該打設管
   （３）の前記管支持部（2a）側と反対側の端部に打設管
   （３）の穴と中央の貫通穴（5a）とを合致せしめた状態
   で固定されているスライデイングヘツド（５）とを備え
   たプレミツクス打設船によつて、 該スライデイングヘツド（５）の下端を海底地盤（13）
   の表面にわずかに埋没させて該船本体（１）上よりスラ
   リー状のプレミツクスを打設管（３）内を圧送させてス
   ライデイングヘツド（５）の貫通穴（5a）から吐出させ
   て後、該スライデイングヘツド（５）の下端を既に吐出
   せしめられている既吐出プレミツクス（12）の表面にわ
   ずかに埋没した状態を維持しながらプレミツクスを連続
   して吐出せしめて海底地盤（13）に打設することを特徴
   とするプレミツクスの海底打設方法。
2. 【請求項２】船本体（１）上に固定されており軸心をほ
   ぼ水平な状態で回転自在に枢着されている管支持部（2
   a）を有する支持体（２）と、この管支持部（2a）の端
   部にほぼ水平な線を中心に回転自在に枢着されており間
   隔を隔てて設けられている少なくとも２つ以上のたわみ
   管継手（４）によつて２以上に分割されている打設管
   （３）と、中央に貫通穴（5a）が穿設されていて該打設
   管（３）の管支持部（2a）と反対側の端部にこの貫通穴
   （5a）と打設管（３）の穴とを合致せしめた状態で固定
   されているスライデイングヘツド（５）とを備えている
   ことを特徴とするプレミツクス打設船。
3. 【請求項３】スライデイングヘツド（５）に該スライデ
   イングヘツド（５）に浮力を付与するフロート手段（5
   b）が設けられている請求項２に記載のプレミツクス打
   設船。
4. 【請求項４】スライデイングヘツド（５）の貫通穴（5
   a）に開閉自在な蓋体（5c）が設けられている請求項２
   又は３に記載のプレミツクス打設船。
5. 【請求項５】管支持部（2a）がその軸心を船本体（１）
   の長手方向と一致させた状態で支持体（２）に装着され
   ている請求項２から４までのいずれか１項に記載のプレ
   ミツクス打設船。