JP3749969B2 - Sinking method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、沈埋トンネル用の沈埋函を沈設するための工法に係り、特に沈埋函に艤装したコントロールタワーおよびポンツーンを利用して行うタワーポンツーン方式の沈埋函沈設工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、タワーポンツーン方式の沈埋函沈設工法においては、図10および図11に示すように、沈埋函1上にコントロールタワー2、3およびポンツーン4、5をそれぞれ2基艤装し、沈埋函1内のバラストタンク(図示略)に注水しながら各ポンツーン4,5上のウインチ6の操作により沈埋函1を沈降させると共に、各コントロールタワー2、3上のウインチ7の操作により沈埋函1を水平方向へ移動させるようにしていた。
【0003】
なお、各コントロールタワー2、3の上部には測量結果に基いて各ウインチ6、7を操作するための指令室8が設けられると共に、各コントロールタワー2、3の内部には沈埋函1内に作業員を出入りさせるためのアクセスシャフト9が付設されている。
また、沈埋函1を水平方向へ移動させるためのウインチ操作(操函作業)は、沈埋函1をその長手方向へ移動させる縦操函とその幅方向へ移動させる横操函とを含むが、例えば、縦操函のためのワイヤリングは、図11に示すように、各コントロールタワー2、3上のウインチ(縦操函用ウインチ)7から繰出したワイヤ10A, 10Bの先端に動滑車11A, 11Bを連結すると共に、各コントロールタワー2,3の側方の水底に据付け固定した前・後各一対のシンカー12A,12Bに両端が固定されたワイヤ13A, 13Bを相対向するタワー側の動滑車11B, 11AにV字形に掛け、各ウインチ7の操作により動滑車11A, 11Bと沈埋函1とを相対移動させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のタワーポンツーン方式の沈埋函沈設工法によれば、沈埋函1上に巨大な2基のコントロールタワー2、3を艤装しなければならず、大きな載荷重に耐えるように沈埋函自体を大型に形成しなければならないこともあって、全体の製作費が著しく嵩むという問題があった。
また、沈埋函1の沈設後は、コントロールタワー2、3やポンツーン4、5等を含む艤装部品を撤去しなければならないが、コントロールタワー2、3の撤去は、水中作業になることもあって長期間を要し、この間、航路が閉鎖されることとなって船舶運行に多大の犠牲を強いていた。
さらに、沈埋函1上に巨大な2基のコントロールタワー2、3が存在するため、沈埋函1上におけるウインチ操作のワイヤの取回し(ワイヤリング)に大きな制限を受け、例えば、縦操函のためのワイヤリングは、前記したようにV字形の取回しとなるため(図11)、ワイヤ張力が効きにくい状態となり、操函性の悪化が避けられないという問題もあった。
【0005】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、艤装品を含めた沈埋函の製作費の低減に大きく寄与すると共に、艤装品の速やかな撤去を可能にして航路閉鎖期間の大幅な短縮に寄与し、併せて操函性の向上にも寄与するタワーポンツーン方式の沈埋函沈設工法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、タワーポンツーン方式の沈埋函沈設工法において、前記沈埋函上の長手方向の一端側に偏倚する箇所に前記コントロールタワーを1基のみ艤装し、該1基のコントロールタワーに、操函に必要なウインチ、指令室、測量室等を搭載して、該1基のコントロールタワーを利用して沈設施工を集中管理することを特徴とする。
このように行う沈埋函沈設工法においては、巨大なコントロールタワーを沈埋函上の長手方向の一端側に偏倚する箇所に1基だけ艤装して、該1基のコントロールタワーに操函に必要な設備を一括して搭載するので、艤装品を含めた沈埋函の製作費が低減すると共に、コントロールタワーの撤去に要する期間が短縮し、しかも、沈埋函上が広く開放されて、操函のためのワイヤリングの自由度が高まる。また、沈埋函の沈設完了後はコントロールタワーの撤去を待たずに、沈埋函の上方を広く航路として開放することができる。
【0007】
本発明は、上記沈埋函上に艤装した1基のコントロールタワーに装備されるアクセスシャフト内に給排気管を通し、前記アクセスシャフト内のアクセス通路および前記給排気管内の通路を沈埋函内部の換気に用いると共に、前記2つの通路を給気用と排気用とに交互に切換え使用するようにしてもよく、これにより1基のコントロールタワーを換気に有効利用することができ、しかも沈埋函内部の空気のよどみが可及的に解消される。
この場合、給排気管に対するファンに旋回可能なノズルを接続し、給気運転時には前記ノズルを風上に、排気運転時には、前記ノズルを風下にそれぞれ向けるようにしてもよく、これにより常時新鮮な外気の取込みが可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
図1乃至図9は、本発明に係る沈埋函沈設工法の1つの実施の形態を示したものである。図1において、15は水底地盤、16は水底地盤15に事前に掘削形成された溝、20は前記溝16内に沈設された既設沈埋函、21はこの既設沈埋函20に接続する状態で前記溝16内に沈設される新設沈埋函であり、既設沈埋函20は、新設沈埋函21との接続端部を残して、その大部分が溝16内に埋戻した埋戻し材中に埋込まれている。一方、新設沈埋函(以下、単に沈埋函という)21上には、その長手方向の一端側に偏倚して1基のコントロールタワー22が艤装されると共に、その長手方向に適宜の間隔を有して2基のポンツーン23,24が艤装されている。
【0009】
コントロールタワー22は、図2および図3に示されるように、沈埋函21上に適宜の結合手段により立設されたフレーム構造のタワー本体25を主体として、このタワー本体25の頂部に指令室26と測量室27とを積層配置している。タワー本体25の内部には、その頂部と沈埋函21の上面とを連絡する階段28と該頂部と沈埋函21の内部とを連絡するアクセスシャフト29とが架設されている。アクセスシャフト29の内部には、アクセス用梯子30(図3)が配設されており、このアクセス用梯子30は、沈埋函21の上壁に開設したアクセス用出入口31を挿通して沈埋函21内部まで延ばされている。なお、アクセスシャフト29は、当然のこととして沈埋函21に対して水密に結合されている。また、沈埋函21の内部が隔壁により左右に完全に仕切られている場合は、このアクセスシャフト29の下部を分岐して沈埋函21内の左右の室に出入りできるようにする。
【0010】
上記アクセスシャフト29内にはまた、給排気管32が配設されている。この給排気管32は、図4に示すように、その上端がタワー本体25の頂部に設けたファン33に接続され、かつその下端部が沈埋函21の上壁を気密的に貫通して沈埋函21の内部まで延ばされている。沈埋函21内において前記給排気管32の下端部は、沈埋函21に既設の風管34に接続されており、これにより、コントロールタワー22と沈埋函21との間には、ファン33からアクセスシャフト29内の給排気管32および沈埋函21内の風管34を経て沈埋函21の内部に連通し、さらにアクセスシャフト29内の通路(アクセス通路)を経て外部に連通する一連の換気システムが構築されている。
【0011】
ここで、ファン33は、給気用と排気用とをセットにして切換え可能に設けられており、この吸・排気用ファンの切換えに応じて、アクセスシャフト29内のアクセス通路と給排気管32内の通路とは給気と排気とに切換え使用されるようになる。図4中の矢印は、ファン33を給気運転させた場合の空気の流れを示しており、この場合は、ファン33から吸込まれた外気が給排気管32および風管34を経て沈埋函21内に取込まれる(実線矢印)と共に、沈埋函21内の空気が前記アクセス通路を経てアクセスシャフト29の上端開口から外部へ排出され(点線矢印)、一方、ファン33を排気運転させた場合は、前記と逆向きに空気が流れる。したがって、ファン33を給気と排気とに交互運転することにより沈埋函21内の風道が変化し、沈埋函21内における空気の澱みが著しく解消されるようになる。
【0012】
本実施の形態において、上記ファン33には、図5および図6に示すように、ホーン状に拡大するノズル35を旋回可能に上端に有する吸排気チャンバー36が接続されている。前記ノズル35は、図示を略す駆動手段により旋回駆動され、風向Aに対向する方向(図5)あるいは風向Aに順向する方向(図6)へ任意向けられるようになっている。このノズル35はまた、前記アクセスシャフト29の上端開口よりも所定距離L(一例として、5m程度)だけ上方位置に設定されている。そして、ファン33を給気運転する場合は、図5に示すように前記ノズル35が風上に向けられ、これにより新鮮な外気がアクセスシャフト29からの排気と混合することなく沈埋函21内に取込まれる。また、ファン33を排気運転する場合は、図6に示すように前記ノズル35が風下に向けられ、これによりアクセスシャフト29からの給気がノズル35からの排気と混合することなく沈埋函21内に取込まれるようになる。
【0013】
コントロールタワー22のタワー本体25の頂部には、図3に示すように支持台37が固定されており、この支持台37上には、沈埋函21を水平方向へ移動させるために必要なウインチ38が集約して設置されている。ウインチ38は、ここではタワー本体25の両側に各3台、合計6台設置されており、そのうちの両側の各1台は縦操函に、残りの各2台は横操函にそれぞれ用いられるようになっている。
【0014】
沈埋函21上には、図7に示すように縦操函および横操函のためのワイヤリングに必要な後述の滑車等が配設されると共に、水底地盤15上には、図1および図7に示すように縦操函および横操函に必要な前・後各一対のシンカー39A,39Bが据付け固定されている。
図7は、沈埋函21を縦操函するためのワイヤリングの一つの実施形態を示したもので、沈埋函21上には、8個の固定滑車40と2個の動滑車41A,41Bとを備えた滑車類が配置されると共に、その4隅に位置して4個のフェアリーダ42が配置されている。コントロールタワー22上の左右の縦操函用ウインチ38から繰出されたワイヤ43A,43Bの先端は、1個または3個の固定滑車40を迂回して相互に反対方向へ伸ばされて、対応する動滑車41A,41Bにそれぞれ連結されており、したがって、2個の動滑車41A,41Bは、対応するウインチ38の巻取り操作に応じて、沈埋函21の長手方向に関して相互に逆方向へ移動(相対移動)するようになっている。
【0015】
また、前・後各一対のシンカー39A,39Bに両端が固定されたワイヤ44A,44Bが、その固定側のシンカーと反対側(前側または後側)のシンカー39B,39A側に対応する側の左右一対のフェアリーダ42を通して沈埋函21上に引出されると共に、2個の固定滑車40を迂回して前記動滑車41B,41Aに掛けられている。このようなワイヤリングの形態において、コントロールタワー22上の2台の縦操函用ウインチ38を相互に同期して作動させると、沈埋函21が縦方向へ移動するようになる。しかして、前・後シンカー39A,39Bからフェアリーダ42を経由して沈埋函21上に引出されたワイヤ44A,44Bは,沈埋函21の中心線に対して、従来のV字形のワイヤリングの形態(図11)よりもかなり鋭角のワイヤリングとなっており、これによりワイヤの張力が効き易くなり、従来よりも操函性が向上する。
【0016】
一方、2基のポンツーン23,24上には、図1に示すように沈埋函21を沈降させるための沈降用ウインチ45がそれぞれ搭載され、各沈降用ウインチ45から繰出されたワイヤ46が沈埋函21に連結されている。沈埋函21は、その内部に設けたバラストタンク(図示略)に注水することにより重量を増し、この注水に応じて各ポンツーン23,24上のウインチ45からワイヤ46を繰出すことで、沈埋函21は次第に沈降するようになる。
【0017】
ここで、各ポンツーン23,24上のウインチ45には、図8に示すように、コントロールタワー22上の指令室26からケーブル47を介して電力および制御信号が供給されるが、本実施の形態では、コントロールタワー22を沈埋函21の長手方向の一端側に偏倚する箇所に一基だけ艤装しているため、コントロールタワー22と一方のポンツーン23との間はかなりの距離(一例として、50〜70m)となる。この場合、この一方のポンツーン23に対して、陸上施工と同様の方式で補強ワイヤ(メッセンジャーワイヤ)と一緒にケーブル47を延ばしたのでは、沈降作業に応じてポンツーン23が大きく揺動することもあって、補強ワイヤが断線してしまう危険がある。
【0018】
そこで、本実施の形態においては、同じく図8に示すように、コントロールタワー22と該一方のポンツーン23との間に張力調整機構48を介して補強ワイヤ49を架設し、この補強ワイヤ49に前記ケーブル47を支持させるようにしている。張力調整機構48は、コントロールタワー22に吊下支持された固定滑車50と、この固定滑車50に一端が作動連結された、前記補強ワイヤ49の途中に通し掛けされた動滑車51とこの動滑車51に吊下支持された重錘52とからなっている。このような張力調整機構48においては、補強ワイヤ49に動滑車51を介して重錘52の一定荷重が作用しているので、ポンツーン23が動揺しても、補強ワイヤ49が前記ポンツーン23の揺動に追従して伸縮し、その断線が未然に防止されるようになる。
【0019】
さらに、沈埋函21の沈設施工に際しては、沈埋函21の位置を計測する測位システムが必要であるが、本実施の形態においては、図9に示すように、コントロールタワー22の測量室27の屋根に3台のターゲットプリズム55と受信アンテナ56とを設置し、一方、陸上には、前記3台のターゲットプリズム55を照準する3台の自動追尾式トータルステーション57と、データ処理機58と送信機59とを設置して、これらにより測位システムを構成している。このような測位システムにおいては、陸上に設置した3台のトータルステーション57にコントロールタワー22上のターゲットプリズム55を照準させることで、沈埋函21の位置を3次元的に測定することができ、この測定結果はデータ処理機57で信号処理して送信機59からコントロールタワー22上の受信機56に送られる。測量室27内には、前記受信機56から信号を取込む計量器(図示略)が、測量室27下の指令室26内には、前記計量器に蓄積された位置データを表示するモニタ(図示略)がそれぞれ装備されており、司令室26内の作業者は、前記モニタに表示された位置データに基づいて前記した操函用の各ウインチ38,45あるいは前記バラストタンクへの注水手段を操作する。
【0020】
以下、上記した各種艤装品を装備した沈埋函21の沈設作業について説明する。
沈埋函21の沈設に際しては、各種艤装品の艤装を終えた沈埋函21を沈設位置に曳航し、その位置で、水底地盤15に必要数のシンカー39を据付け固定すると共に、このシンカー39と沈埋函21上の固定滑車40、動滑車41A,41B、フェアリーダ42等との間に、例えば図7に示したようにワイヤリングする。この準備完了により、指令室棟26内の作業者は、前記測位システム(図9)による位置データが表示されたモニタを見ながら各種操作手段を操作し、これにより沈埋函21内のバラストタンクへの注水が開始されると共に、各ポンツーン23,24上のウインチ45からワイヤ46が繰出され、沈埋函21は次第に沈降する。一方、この沈埋函21の沈降開始と同時にコントロールタワー22上のウインチ38の操作で、沈埋函21は水平方向へ位置決めされ、次第に既設沈埋函20に接続可能位置に沈降する。
【0021】
そして、沈埋函21が水底15の溝16の底面に限りなく接近しかつ既設沈埋函20に限りなく接近する段階になると、コントロールタワー22内のアクセスシャフト29を通じて沈埋函21内に入っていた作業員が支承ジャッキ(図示略)を沈埋函21の下面から伸ばして、沈埋函21を一旦溝16の底面に着底させると共に、沈埋函21の前面から連結ジャッキ(図示略)を前方へ延ばしてその先端を既設沈埋函20の係止具(図示略)に作動連結させる。その後、沈埋函21は、前記連結ジャッキの短縮により既設沈埋函20側へ引寄せられ、さらに水圧を利用して既設沈埋函20に強固に接合され、これにて沈埋函21の沈設は完了する。しかして、この間、コントロールタワー22上のファン33が給気運転と排気運転とを交互に繰返しており、これにより沈埋函21内には、常に新鮮な外気が導入され、作業者の作業環境は良好に維持される。
【0022】
上記した沈埋函21の沈設完了後は、先ず、各ポンツーン23,24上のウインチ45から繰出されたワイヤ46を沈埋函21から切離して、2基のポンツーン23,24を速やかに撤去するが、本実施の形態においては、コントロールタワー22を沈埋函21の長手方向の一端側に偏倚する箇所に1基だけ艤装しているので、ポンツーン23,24を撤去すると、沈埋函21の上方海域は大きく開放され、この段階で船舶の自由な往行が可能になる。次に、コントロールタワー22を沈埋函21から撤去するが、撤去するコントロールタワー22は1基だけとなっているので、その撤去にはそれほどの期間を要せず、したがって、新設沈埋函21の沈設施工は速やかに終了する。
【0023】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る沈埋函沈設工法によれば、前記沈埋函上の長手方向の一端側に偏倚する箇所に巨大なコントロールタワーを1基のみ艤装し、該1基のコントロールタワーに、操函に必要なウインチ、指令室、測量室等を搭載するので、艤装品を含めた沈埋函の製作費の大幅な低減を達成できる。また、沈設終了後は、コントロールタワーを1基だけ撤去すればよいので、艤装品の速やかな撤去が可能になり、航路閉鎖期間の大幅な短縮を達成できる。しかも、沈埋函上面が大きく開放されるので、操函のためのワイヤリングの自由度が高まって、操函性の向上を達成でき、総じて、本発明の利用価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つ実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明で用いるコントロールタワーの構造を示す正面図である。
【図3】本コントロールタワーの構造を示す平面図である。
【図4】本発明における換気システムを示す模式図である。
【図5】本換気システムの運転状況を示す模式図である。
【図6】本換気システムの運転状況を示す模式図である。
【図7】本発明における縦操函のためのワイヤリングの実施形態を示す平面図である。
【図8】本発明におけるケーブルの支持構造を示す側面図である。
【図9】本発明における測位システムを模式的に示す斜視図である。
【図10】従来の2コントロールタワー式沈埋函の構造を示す模式図である。
【図11】従来の縦操函のためのワイヤリングの形態を示す平面図である。
【符号の説明】
15 水底地盤
16 溝
20 既設沈埋函
21 新設沈埋函(沈埋函)
22 コントロールタワー
23,24 ポンツーン
25 タワー本体
26 司令室
27 測量室
29 アクセスシャフト
32 給排気管
33 ファン
36 吸排気チャンバー
38 操函用ウインチ
39A,39B シンカー
48 張力調整機構
55 ターゲットプリズム
57 トータルステーション[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a method for laying a submerged box for a submerged tunnel, and more particularly to a tower pontoon type submerged box subsidence method using a control tower and a pontoon fitted to the submerged box.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the tower pontoon type submergence method, as shown in FIGS. 10 and 11, two
[0003]
Incidentally, the
In addition, the winch operation (maneuvering operation) for moving the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional tower pontoon type sinking method, two
In addition, after the
Furthermore, since there are two
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to greatly contribute to the reduction of the manufacturing cost of the sinking box including the fittings and to promptly remove the fittings. The aim is to provide a tower pontoon-type submergence method that contributes to drastically shortening the channel closing period and also improves the maneuverability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the tower pontoon type submerged box construction method, only one control tower is installed at a position biased to one end side in the longitudinal direction on the submerged box. The control tower is equipped with a winch, command room, surveying room, etc. necessary for operation, and the installation work is centrally managed using the one control tower.
In the submergence method that is performed in this way, only one huge control tower is installed at a position that is biased to one end in the longitudinal direction on the submergence box , and the equipment necessary for the operation of the one control tower is installed. Since the installation cost is reduced, the manufacturing cost of the sinking box including the fittings is reduced, the time required for removing the control tower is shortened, and the top of the sinking box is widely opened for maneuvering. Increased freedom of wiring. In addition, after completion of the burial box, the upper part of the burial box can be opened as a wide channel without waiting for the removal of the control tower.
[0007]
According to the present invention, an air supply / exhaust pipe is passed through an access shaft provided in one control tower mounted on the submerged box, and the access passage in the access shaft and the passage in the air supply / exhaust pipe are ventilated inside the submerged box. In addition, the two passages may be used alternately for supply and exhaust , so that one control tower can be used effectively for ventilation , and the inside of the submerged box Air stagnation is eliminated as much as possible.
In this case, a swirlable nozzle may be connected to the fan for the air supply / exhaust pipe so that the nozzle is directed to the windward during the air supply operation, and the nozzle is directed to the leeway during the exhaust operation. The outside air can be taken in.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 thru | or FIG. 9 shows one Embodiment of the submergence box installation method based on this invention. In FIG. 1, 15 is a submerged ground, 16 is a groove excavated in advance in the
[0009]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0010]
A supply /
[0011]
Here, the
[0012]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
[0013]
A
[0014]
On the submerged
FIG. 7 shows one embodiment of the wiring for vertically operating the
[0015]
Further, the
[0016]
On the other hand, on the two
[0017]
Here, as shown in FIG. 8, power and control signals are supplied to the
[0018]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, a reinforcing
[0019]
Furthermore, when installing the
[0020]
Hereinafter, the setting work of the
When the
[0021]
Then, when the
[0022]
After the completion of the setting of the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the submergence box laying method according to the present invention, only one huge control tower is installed at a position biased to one end side in the longitudinal direction on the submergence box , and the control of the one unit is controlled. Since the tower is equipped with a winch, command room, surveying room, etc. necessary for maneuvering, it is possible to achieve a significant reduction in the production cost of the burial box including fittings. In addition, since only one control tower needs to be removed after the installation is completed, it is possible to quickly remove the fittings and achieve a significant shortening of the route closing period. In addition, since the upper surface of the sinking box is greatly opened, the degree of freedom of wiring for handling is increased, and the improvement in handling performance can be achieved. In general, the utility value of the present invention is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the structure of a control tower used in the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing the structure of the control tower.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a ventilation system according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an operation status of the ventilation system.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an operation state of the ventilation system.
FIG. 7 is a plan view showing an embodiment of a wiring for longitudinal boxing in the present invention.
FIG. 8 is a side view showing a cable support structure according to the present invention.
FIG. 9 is a perspective view schematically showing a positioning system in the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a conventional two-control tower type submerged box.
FIG. 11 is a plan view showing a form of wiring for a conventional vertical box.
[Explanation of symbols]
15
22
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