JP4377341B2 - 覆砂厚計及び覆砂厚の計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、水底に堆積した砂厚を計測する覆砂厚計及び覆砂厚を計測する方法に関するものである。

底泥置換覆砂工法では、施工管理のため覆砂厚を計測することが必要であり、従来から（１）レッドを使用した方法や（２）超音波測深機を使用する等の水深を計測する方法により行われている。
（１）のレッドを使用した方法は、図７に示すように、台船ｂ上からワイヤ等に結びつけたレッドａを水底にまで沈め、レッドａから台船ｂ上までのワイヤ等の長さを基に、水深を計測するものである。
そして、底泥置換覆砂工法の施行後に、再度、レッドａを台船ｂ上から水底にまで沈め、ワイヤ等の距離を基に水深を計測する。
計測した底泥置換覆砂工法前後のワイヤ等の長さの差分を基に、底泥置換覆砂工法により揚砂された覆砂厚を計測するものである。
（２）の超音波測深機を使用した方法では、超音波測深機により、水面から水底までの距離を超音波で測定する。底泥置換覆砂工法の施行後に、再度、超音波測深機により水面から水底までの距離を測定する。
そして、底泥置換覆砂工法前後の超音波測深機の距離データの差分を基に、底泥置換覆砂工法により揚砂された覆砂厚を計測するものである。
特開平０７−１８１２５６ 特開２００２−４８５３９

前記した従来の水深計測方法により、底泥置換覆砂工法での覆砂厚を計測する方法では、次のような問題点がある。
つまり、底泥置換覆砂工法では、覆砂として地下の砂を揚砂するものである。このため、地下の砂を揚砂した分だけ元来の水底面が沈下することになる。
ここで、（１）のレッドを使用した方法及び（２）の超音波測深機を用いた方法ともに、底泥置換覆砂工法の前後における台船あるいは水面からの距離の差分を測るものであるため、実際の揚砂の厚み増加分がｈ３であったとしても、水底面の沈下分がｈ４である場合には、（１）、（２）ともに覆砂厚の増加分はｈ３ではなく、ｈ３−ｈ４として計測されるものであり、正確な覆砂厚の増加分を測定することが出来なかった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、正確性を有する、設置水底に堆積した砂厚を測るための装置及び計測方法を提供することにある。
また、容易に砂厚を測ることのできる装置及び計測方法を提供することにある。

上記のような課題を解決するために、本願の第１発明に係る覆砂厚計は、底泥置換覆砂工法に使用する計測装置であって、水底に水平に設置する台座と、台座から垂直方向に伸びた支柱と、前記支柱に取り付けた距離計よりなり、前記距離計は、測定予定の覆砂厚よりも台座から離して設置したことを特徴とするものである。
本願の第２発明に係る覆砂厚計は、前記した第１発明において、支柱に設けた張り出しレバーを有し、前記張り出しレバーに距離計を設置したことを特徴とするものである。
本願の第３発明に係る覆砂厚計は、前記した第２発明において、張り出しレバーと距離計を接続する可撓性連結具を有することを特徴とするものである。
本願の第４発明に係る覆砂厚計は、前記した第１発明乃至第３発明の何れかにおいて、覆砂厚計を支持する支持枠と、覆砂厚計と支持枠とを接続する紐状体を有し、支持枠を、底泥置換覆砂工法で高圧水を噴射するジェットパイプを支持するために用いられるガイド管を支持するために梁と支柱とで構成した、ガイド管の枠としたことを特徴とするものである。
本願の第５発明に係る覆砂厚計は、前記した第１発明乃至第３発明の何れかにおいて、覆砂厚計を支持する支持枠と、覆砂厚計と支持枠とを接続する紐状体を有し、支持枠を、台船としたことを特徴とするものである。
本願の第６発明に係る覆砂厚の計測方法は、覆砂厚を計測する方法であって、第１発明乃至第５発明の何れかに記載の覆砂厚計を使用し、覆砂厚計を水底上に設置し、距離計から水底までの間隔を測定し、底泥置換覆砂工法を施工し、距離計から水底までの間隔を再び測り、底泥置換覆砂工法施工前後の間隔の差分を計測することで、覆砂の厚みを計測することを特徴とするものである。

以上説明したように、本発明によれば、少なくとも次のいずれかひとつの効果を得ることができる。
（１） 本願の覆砂厚の計測方法により、底泥置換覆砂工法により水底面が沈下した場合でも正味の覆砂の厚みを計測することができる。
（２） 鉛直用ユニバーサルユニット等により構成された可撓性連結具を、張り出しレバーと距離計の間に配置した事により、覆砂厚計を設置した水底上が平坦でなくとも、距離計を容易に鉛直に保つことができる。
（３） 覆砂厚計を支持枠に紐状体で結びつけた事により、覆砂厚計が転倒するのを防止することができる。
（４） 覆砂厚計を支持枠に紐状体で結びつけた事により、覆砂厚計が水平方向、垂直方向に移動することができるものであると共に、意図した以上の移動を防ぐ事が出来る。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞覆砂厚計の概要
図１（ａ）に覆砂厚計１の側面図を示し、図１（ｂ）に覆砂厚計１の上方図を示す。
覆砂厚計１は距離計２と、距離計２を上部に設置した支柱３と、支柱３を支える台座４から構成されるものである。

＜２＞支柱
支柱３は台座から垂直方向に伸びたものであり、距離計２の設置高さを確保するために用いられる。
図１では支柱３は設置面に対して垂直のものを挙げたが、垂直のものに限られるものでは無く、台座４から距離計２までの間隔をある一定以上、つまり計測する覆砂厚ｈ３以上に、保てるものであればどのような形体でも構成可能である。
具体的な支柱の高さとしては、図２に示すように、支柱の高さｈ１は、堆積する土砂の高さである覆砂厚ｈ３よりも高いものであり、より厳密には支柱に設置される距離計２の下端から水底面までの高さｈ２は覆砂厚ｈ３より高いものでなければならない。

＜３＞距離計
距離計２は、支柱３上部に設置されるもので、底泥置換覆砂工法を施す前後の距離計２から水底面までの間隔を計測するために使用するものであり、公知のものを利用できる。
距離計２は台座４底部からの高さを測定予定の覆砂厚より高くして設置する必要がある。
距離計２は、公知の距離計を使用し、公知の距離計としては、超音波センサー、レーザー距離計等が挙げられる。
また、距離計２としてレッズをリール等から吊下げて、覆砂厚ｈ３を計測する構成も可能である。

＜４＞台座
台座４は覆砂厚計１を水底に水平に設置するためのものである。
台座４は図１では上方から見て円形状のものを例として挙げたが、図３に示すように上方から見て十字状の台座として構成することも可能である。
つまり、覆砂厚計１が水底で転倒しない構造を持った台座であれば形状、形態は問わないものであり、公知の台座を利用できる。

＜５＞張り出しレバー
張り出しレバー５を利用する場合には、張り出しレバー５を支柱３の上部に構成し、距離計２を張り出しレバー５の下部又は側部に取り付ける。水底面までの距離を測れる箇所であれば上部等にも取り付け可能である。
図１では張り出しレバー５を利用した例を図示したが、距離計２を直接、支柱３に取り付けることも可能である。
張り出しレバー５は支柱３上端部及び側部を回動可能あるいは上下移動可能に構成することも可能である。
距離計２は張り出しレバー５の側部及び上面、下面を移動可能に構成する事もできる。
また、距離計２を直接支柱３に設置する場合でも、支柱３上端部上や側部上を移動可能に構成することもできる。

＜６＞紐状体
紐状体６はチェーンやワイヤ等で構成されるものであり、紐状体６の一方の端を覆砂厚計１に取り付け、他端を支持枠１０に取り付ける。
また図１では、紐状体６の一方の端を覆砂厚計１に取り付けたものを示している。
紐状体６の他端には覆砂厚計１の転倒、場合によっては移動を防ぐように支持枠１０に取り付ける。
図１では紐状体６を覆砂厚計１の上面部に取り付けたが、覆砂厚計１の転倒、移動を防止しうる箇所であれば、取り付け箇所は覆砂厚計１の上面部に限定されるものでは無い。
紐状体６を介して覆砂厚計１を支持枠１０に取り付けた事により、水底面に設置した覆砂厚計１が地盤の沈下と共に、垂直方向に移動可能なものとなっている。
また、支持枠１０に直接固定したもの等ではないため、設置する水底面の凹凸等がある場合でも、覆砂厚計１の設置位置を該凹凸から水平方向に移動して設置することも可能である。
また、余長の紐状体６を巻き取る装置を支持枠１０側あるいは、覆砂厚計１側に取り付けて構成することも可能である。

＜７＞支持枠
支持枠１０は覆砂厚計１を転倒等から防止するために支持するものであり、覆砂厚計１は紐状体６により支持枠１０に取り付けられる。
支持枠１０としては、台船あるいは、底泥置換覆砂工法で使用されるガイド管の枠等が挙げられる。
ガイド管の枠は、梁と支柱から構成されており、ガイド管８を支持するためのものである。
ガイド管８は底泥置換覆砂工法を施工する際に高圧水を放出するジェットパイプを支持するために使用される。
水底上に設置した覆砂厚計１は、水流や底泥置換覆砂工法の施工から生じる振動等による、転倒、場合によっては覆砂厚計１が移動することを防止する必要がある。
このため、支持枠１０は覆砂厚計１の転倒や移動を防ぐのに十分な重みを有するもの、あるいは地面等へ十分に固定された物で構成する必要がある。

＜８＞使用方法
覆砂厚計１の支柱３の高さは、距離計２の下部から台座４までの間隔が底泥置換工法を施した際に、水底上に噴出する砂質土砂により増加する覆砂の厚み分である覆砂厚ｈ３よりも間隔が広くなるように設計する。

底泥置換覆砂工法を実施する場合にはジェットパイプ９で高圧水を噴射するものであり、ジェットパイプ９はガイド管８で支持される。ガイド管８を支持するガイド管の枠等に設置する場合には、覆砂厚計１をチェーン又はワイヤ等で構成された紐状体６で支持枠１０であるガイド管の枠に取り付ける。
覆砂厚計１をガイド管の枠に取り付ける場合には、ガイド管の枠を水中に沈設する前に取り付けることも、ガイド管の枠を水中に沈設した後に水中で取り付けることも可能である。

ガイド管の枠を、底泥置換覆砂工法を施す水底上に台船等で移動しクレーン等でガイド管８を該水底上に吊下げて水底に設置すると共に、覆砂厚計１も該水底上に設置する。

水底に設置したガイド管の枠にジェットパイプ９を固定するガイド管８を挿入する。
さらにガイド管８に高圧水を噴射するためのジェットパイプ９を挿入し、ジェットパイプ９を砂質土層１３にまで達するようにガイド管８とジェットパイプ９を水底面に貫入して設置する。

覆砂厚計１を水底上に設置した状態で距離計２を作動させ、距離計２の下端から水底面までの高さｈ２の間隔を計測する。
ここで、ガイド管８とジェットパイプ９の水底面への貫入は距離計２の作動後に施設することも可能である。

覆砂厚計１を水底上に設置した状態で、底泥置換覆砂工法を施行する。
ここで、底泥置換覆砂工法とは、水底地下層において、ヘドロ等が堆積した汚濁泥層１１の下層の汚濁されていない正常な砂をジェット水流の圧力により揚砂し、汚濁底泥表面上に覆砂する方法である。
例えば、水底が水底面から下部に向かって、ヘドロ等の汚濁物質により構成された汚濁泥層１１、粘性土層１２、砂質土層１３という階層構造になっている場合において高圧水を噴射するジェットパイプ９を水底面から砂質土層１３まで達するように、ガイド管８に沿って貫入し、高圧水を砂質土層１３で噴射する。
高圧水の圧力を受けた砂質土層１３の砂はガイド管８を通って、水底面上に揚げ砂される。
この吹き上がった揚げ砂がヘドロにより構成された汚濁泥層１１上を覆うことで、水底面を正常な砂で覆う工法である。
底泥置換覆砂工法を施工する水底は、汚濁泥層１１、粘性土層１２、砂質土層１３という地層構造に限られるものではない。

底泥置換砂工法の施行により、砂質土砂がヘドロ上に堆積していき、それと共に覆砂厚計１の台座４と支柱３も徐徐に砂質土砂に埋もれていく。
底泥置換砂工法が終了した時点で、再度、距離計２を作動させ、距離計２から汚濁泥層１１に堆積した砂質土砂である覆砂層１３の上面までの間隔を測定する。

底泥置換砂工法は汚濁泥層１１の下層の砂質土層１３の砂質土砂を噴出するものであるため、砂質土層１３等に空洞部１５が形成されると共に、空洞部１５が空洞部上部の土層による重みで押し潰されること等で元来の水底面が沈下することがある。
この場合でも、元来の水底面である汚濁泥層１１と共に、覆砂厚計１の台座３が沈下するので、元来の汚濁泥層１１上から、つまり汚濁泥層１１上に設置した台座３から、砂質土砂がどの程度堆積したのかを正確に計測することができる。

距離計２により計測された、水底面までの間隔の計測データは、図２に示すように、覆砂厚計１からの配線等により台船上等にアウトプットされる。

図２に示すように、距離計２を張り出しレバー５に設置する場合には、距離計２と張り出しレバー５の間を鉛直用のユニバーサルジョイント等の可撓性連結具７で結合することも可能である。
距離計２が可撓性連結具７である鉛直用のユニバーサルジョイントに結合することで、例え水底が水平でない場所で底泥置換砂工法を施行したとしても、距離計２を鉛直に保つことができる。
可撓性連結具としてはユニバーサルジョイント以外にも、チェーンやワイヤで構成したもの等が挙げられる。
また、張り出しレバーを設置しない場合、支柱３に直接、可撓性連結具７を取り付けることでも同様の効果を得ることが可能である。

本発明の覆砂厚計の側面図（ａ）と平面図（ｂ） 本発明の覆砂厚計の側面図と回路配置図 台座を十字状に構成した本発明の覆砂厚計の平面図 本発明の覆砂厚計を使用した覆砂前における覆砂厚の測定方法の説明図 本発明での底泥置換覆砂工法の説明図 本発明の覆砂厚計を使用した覆砂後における覆砂厚の測定方法の説明図 従来のレッドを使用した水深測定方法の説明図

符号の説明

１ 覆砂厚計
２ 距離計
３ 支柱
４ 台座
５ 張り出しレバー
６ 紐状体
７ 可撓性連結具
８ ガイド管
９ ジェットパイプ
１０ 支持枠
１１ 汚濁泥層
１２ 粘性土層
１３ 砂質土層
１４ 覆砂層
１５ 空洞部
ａ レッド
ｂ 台船
ｈ１ 支柱の高さ
ｈ２ 距離計の下端から水底面までの高さ
ｈ３ 覆砂厚

Claims (6)

1. 底泥置換覆砂工法に使用する計測装置であって、
   水底に水平に設置する台座と、
   台座から垂直方向に伸びた支柱と、
   前記支柱に取り付けた距離計よりなり、
   前記距離計は、測定予定の覆砂厚よりも台座から離して設置したことを特徴とする、
   覆砂厚計。
   
2. 請求項１に記載の覆砂厚計において、
   支柱に設けた張り出しレバーを有し、
   前記張り出しレバーに距離計を設置したことを特徴とする、
   覆砂厚計。
   
3. 請求項２に記載の覆砂厚計において、
   張り出しレバーと距離計を接続する可撓性連結具を有することを特徴とする、
   覆砂厚計。
   
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の覆砂厚計において、
   覆砂厚計を支持する支持枠と、
   覆砂厚計と支持枠とを接続する紐状体を有し、
   支持枠を、底泥置換覆砂工法で高圧水を噴射するジェットパイプを支持するために用いられるガイド管を支持するために梁と支柱とで構成した、ガイド管の枠としたことを特徴とする、
   覆砂厚計。
   
5. 請求項１乃至３の何れかに記載の覆砂厚計において、
   覆砂厚計を支持する支持枠と、
   覆砂厚計と支持枠とを接続する紐状体を有し、
   支持枠を、台船としたことを特徴とする、
   覆砂厚計。
   
6. 覆砂厚を計測する方法であって、
   請求項１乃至５の何れかに記載の覆砂厚計を使用し、
   覆砂厚計を水底上に設置し、
   距離計から水底までの間隔を測定し、
   底泥置換覆砂工法を施工し、
   距離計から水底までの間隔を再び測り、
   底泥置換覆砂工法施工前後の間隔の差分を計測することで、覆砂の厚みを計測することを特徴とする、
   覆砂厚の計測方法。
   

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