JP4917521B2 - シュート部材 - Google Patents

Description

本発明は、海洋構造物の基礎や、廃棄物処分場の仕切護岸の基部に、石を積み重ねて構築した法面等で、石の層の表面にアスファルトマスチックを打設して、隙間をなくして法面を保護するため、およびケーソンを支持する基礎の根固めの工法に関し、特に、大量にマスチックを打設する際のガイドシュートとして、あるいは、遮水シートとマスチック層の接する部分での遮水層の接続を容易に行うために、アスファルトマスチックを打設する際のガイドとして用いるシュート部材に関する。

防波堤や突堤又は廃棄物処分場の護岸等の、海洋構造物を構築するに際しては、その構築区域の海底地盤を強化して、上部構造物の重量に耐え得るようにする地盤改良工事を、最初に施工する。そして、その上に捨石等を積み上げて、所定の高さと巾とを有する山状に構築た捨石基礎を構築して、その上面を平らに整形してから、摩擦増大手段としてのアスファルトマット等を敷き込んで、その上に、１列状にケーソンを立設して防波堤または仕切護岸として構築する。また、前記列状に並べて構築したケーソンの間には、アスファルトマスチック等を隙間をなくするように詰め込んで、防波堤等に区画された内海側に、外海の海水が入り込まないように保護している。

前記ケーソンの下部に位置される捨石基礎は、石を積み重ねただけの構造物であり、その基礎の石の間を、水が自由に流通することを許容している。そこで、前記捨石基礎を水を通さない遮水層として構築するため、または、捨石層の石が荒波により動かされて、支持基礎が崩壊することを防止するための工事が同時に行われる。また、廃棄物処分場の護岸等の、海洋構造物を構築するに際しては、例えば、前記捨石基礎の表面全体または法面を覆うように、アスファルトマスチックを打設して、石の間に隙間がないように塞ぐ遮水処理を行っている。そして、前記アスファルトマスチックを打設することで、法面の石の間を相互に接着して、波の衝撃から保護するようにしている。その他に、所定の厚さでアスファルトマスチックの保護層を、法面を覆うように構築することで遮水性を維持させるとともに、基礎をより強固なものとする処理を施している。

前記アスファルトマスチックを打設して、捨石基礎の補強を行うためには、その打設量が少量な場合には、作業船に載置したアスファルトマスチック処理装置から、クレーンに吊り下げたバケットを用いて、マスチックを供給する工事を行うことができる。また、比較的少量ずつマスチックを供給することで対応可能な工事の場合には、耐熱性を向上させたホースを用いて、作業船からパイプを通して、マスチックを打設する手段を用いることも多く行われている。
例えば、特開平６−２２８９６１号公報等に示されている従来例では、バケットを用いて法面を覆うように、大量のアスファルトマスチックを打設する工法が説明されており、高温のマスチックを供給するためのバケットの構造が開示されている。
特開平６−２２９８６１号公報

ところが、前記従来例の例のように、特殊な構造のバケットを用いて、アスファルトマスチックを法面の保護層として施工する際には、バケットからの放出量を随時調節して、一定の厚さのアスファルト層を構築することは困難である。そして、前記バケットから放出する量をきめ細かに調節する等の、その施工に際しての制限や注文が多く残っている。そこで、フレキシブルパイプを用いて、打設量の調整を容易に行い得るようにすることも多く考えられており、実際に施工されている例もある。しかしながら、前記パイプを用いた施工に際しては、海底で潜水作業員が足場の悪い所での作業が強いられることや、そのパイプの太さに限界があること等の制限があり、大量にマスチックを打設するために使用しにくいものである。

その他に、作業船上で加熱処理した高温のアスファルトマスチックは、水に接した時に水蒸気を爆発的に発生させる等の問題があり、海中で非常に危険な作業を強いられるということもある。
前述したような問題が多くあっても、近年、比較的浅い海域のみではなしに、深い海底でも、防波堤等を構築する需要が発生してきており、そのような作業条件の良くない場所でも、海底に向けて大量のアスファルトマスチックを、容易に打設できるような工法と、それに適応できる装置の開発が望まれている。

本発明は、海洋構造物の基礎として構築する捨石基礎を強化するために、又は廃棄物処分場の護岸の支持基礎又は基盤での遮水処理のために、大量のアスファルトマスチックを海中で打設する際に用い得て、構造が複雑でなく、シュートの取り扱いが容易に出来て、移動させる際の操作が難しくなく、安全に大量のマスチックを打設できる手段を提供することを目的としている。

本発明は、海底地盤上に所定の高さで構築する基礎のような構造物に、流動性を有するアスファルトマスチックのような材料を流下させて、供給するために用いるガイド部材に関する。
請求項１の発明は、前記ガイド部材が略Ｕ字状の断面に構成し、底面が円弧状の曲面を有するものとして構成したシュートであり、大きな傾斜角度で作業船から作業区域に配置して用いる作業に対応させて構成し、
前記シュートは耐熱性を有する材料で構成し、前記シュートの上部の開口部または中間部の巾に対して、溝の深さが１．５以上の比率となるよう構成したことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記シュートを作業船から打設位置までの間に、６０°よりも大きな角度で配置可能とするとともに、
前記シュートの経路の途中に曲り部を設けて、アスファルトマスチックを打設する位置を変更可能としたことを特徴とする。

請求項３の発明は、前記シュートは、その上部の開口部を覆うカバー板部材を設け、
前記カバー板部材には、所定の間隔で孔を設けておき、
前記カバー板部材に設けた孔を用いて、シュート内を流下する高温のアスファルトマスチックが海水に触れた際に発生する水蒸気等を、外部に排出させることを特徴とする。

請求項４の発明は、前記シュートの上部に設ける開口の巾を、前記シュートの中間部の巾よりも狭く形成して用いることを特徴とする。

請求項５の発明は、前記シュートを構成するガイド部材では、ガイド板を二重のものとして設けて、必要に応じて二重のガイド板の間に保温手段を組み込み得るように構成することを特徴とする。

前述したように、作業船上で高温に加熱しているアスファルトマスチックを、海中で流下させるためのガイドとして、シュート部材を用いて、海底まで案内して打設することによって、大量のマスチックを短時間で容易に打設することが可能となる。また、高温のマスチックを海底まで流下させて供給するに際して、発生する水蒸気を安全に排出させることが可能であり、打設作業に際して危険が伴うこともなくなる。そして、そのガイド手段を急な角度で配置して、マスチックを流下させるようにして搬送しても、特に支障が生じることのない状態で用いて、打設作業を効率良く打設することが可能となる。

図示する例にしたがって、本発明のシュート部材を説明する。図１に示すように、港湾の外側に構築する防波堤１のような海洋構造物は、海底地盤２の上に捨石基礎５を構築して、その基礎５の上面を平らに均してから、アスファルトマット４を敷き込んだ状態で、その上にケーソン３を立設させる状態で構築する。前記海洋構造物は、多数個のケーソン３を１列状に並べて立設し、そのケーソン間には水が通らないように遮水処理している。また、前記ケーソンは捨石基礎の上に、アスファルトマット４等を介在させて配置し、基礎の上で滑ったりすることがないように固定するとともに、後述するように、捨石基礎５の表面部に設ける遮水層６とマットとを隙間なくする処理を行い、地盤側２での遮水性を発揮させるようにする。

なお、この図１に基づいた本発明の説明では、アスファルトマスチックを施工する対象として、防波堤を構築する場合を例にして説明するが、本発明はその例に限定されるものではなく、海洋工事の任意の段階でアスファルトマスチックを必要とする場合に、当然適用可能なものである。また、廃棄物処分場の護岸等の支持基盤やケーソンを支持する基礎での遮水処理のために、大量のアスファルトマスチックを打設する際に用いることができる。得て、前記海底地盤５上に、防波堤等の海洋構造物１を構築するに際しては、その地盤の土質が上部に立設する構造物の重量に耐え得ない場合には、その地盤を補強する地盤改良工事を施工する。前記海底地盤が砂地等のような透水性を有する地層であり、遮水処理を必要とする場合には、アスファルトマスチックを打設して，所定の厚さの遮水層を構築する等の、従来より公知の遮水手段を用いて、その地層を遮水性を発揮させるように改良してから、上部構造体を施工する。

前記捨石基礎５の表面に遮水層６を構築するためには、作業船１０にアスファルト打設装置１１を積載して、高温に加熱したアスファルトマスチックを、シュート１５を用いて供給して、海底での作業員が遮水層が所定の厚さとなるように調整する。前記アスファルトマスチックを施工する作業船１０は、図２にも説明されるように、複数個のアスファルト処理部材（クッカー）１１、１１……を積載していて、大量のマスチックを供給できるような装置として構成される。また、作業船１０からマスチックを供給するために、各クッカーから短いシュート１２……を用いて漏斗１４に排出し、シュート１５によりマスチックを作業位置にまで流下させて、表面の保護層６を構築する。

前記作業船１０からマスチックを投下するシュート１５に対しては、必要に応じて中間部に支持部材１６を設けておき、その支持部材１６に対して、船上に装備したウインチ１８のワイヤ１７を用いて、シュート１５の排出端部の移動と、位置決めを行うことができる。なお、シュート１５の位置決めと支持のために、船上に設けるクレーン装置を用いて吊り下げて操作しても良く、そのようなマスチックの打設のための補助手段は、従来公知の任意の装置を用いることが可能であることは勿論である。
なお、前記上下のシュートの中間部に設ける支持部材１６は、それ自体を可曲部材として構成して、マスチックの打設の作業を行う際に、下部のシュートのみを旋回させる等の調整手段を用いて、作業を容易に行い得るようにしても良い。

前記アスファルトマスチックを打設するためのシュート１５は、次の図３以降に説明するように、略Ｕ字状の断面に構成し、底面が円弧状の曲面を有するものとして構成したものを用いている。図３に示すシュート部材２０では、そのシュート本体２１の上部の開口の巾Ｗと、本体の高さＨとの関係は、１：１または、それ以上に高さが大きいものとして構成すると良い。つまり、このシュート本体２１では、例えば、作業船と海底との間に配置したときの角度が、４５°よりも大きい値の傾斜角度となるようにして、アスファルトマスチックを流下させる。

そして、前記単純なＵ字状の断面のものとして形成されたシュートで、流下されるマスチックは、シュートの底の部分に伝って流れ落ちる状態となるように、前記シュート２０を支持することで、マスチックを大量に流下させるようにした作業でも、上部開口２２から溢れ出ることがない。なお、前記図２に示すように、シュート２０の中間部で船から支持する手段を設けている場合には、支持するシュート本体２１を、その上部の開口２２が常時上向きに位置するように、支持機構を調整すれば良い。また、前記Ｕ字状に構成されたシュート本体２１では、その巾と高さの関係は、できれば巾Ｗよりは高さＨが、大きい値のものとすると、例えば、シュートを６０°、または、より急な角度で設置して、大量のアスファルトマスチックを流下させて、安全に通すことが可能となり、単位時間あたりの処理量を多くできることになる。

前記図３のシュート２０のように、底面に対してその両側に立設させる状態の壁が平板で、略Ｕ字状の断面のものであるのに対し、図４に示す変形シュートの例では、半円形の底面から両側に突出する壁の上部を、開口を狭めるように折り曲げて構成している。
つまり、このシュート２３の例では、上部を絞った形のシュートとして構成しており、中央部の幅Ｗに対して、開口部の巾Ｗ１の比率が、できるだけ小さい値となるように、例えば、その比率がＷ１＝０．６〜０．８Ｗとなるように、上部の開口の巾Ｗ１を狭めて構成すると良い。そして、このように上を絞った断面のシュートとして構成すれば、船から急角度でシュートを支持した状態でも、マスチックを安定した状態で流下させて打設することが可能になる。

図５に示す例は、Ｕ字状断面に形成されるシュート２５の開口部を塞ぐように、カバー板部材２６を設ける場合を説明している。前記カバー板部材２６は、任意の材料で作ることができるもので、シュートの上部にねじ締めで固定することや、ロープで巻き付けるようにして取付けても良い。このカバー板部材２６には、任意の間隔で任意の大きさの孔２７を設けておくことで、高温のアスファルトマスチックが海水に触れた時に、発生する水蒸気をその孔２７……から逃がすようにして、水蒸気による問題に対処させることができる。そして、特に、シュートの配置角度が大きくて、垂直に近い角度で配置されている場合にも、前記カバー板に設ける孔を小さくて数を多く構成すると、マスチックが孔から漏れ出すことがなくて、水蒸気のみを放出させる作用を、前記開口に担当させ、安定した状態でマスチックを流下案内させることが可能となる。なお、前記シュートの上部の開口を覆うように設けるカバーとしては、前記穴あきの板を用いる例に限定するものではなく，その他にマスチックの流下の案内が出来る強度があれば、金網や耐熱性を有するネットを用いても良い。

また、前述したように、船からシュートに向けて高温のアスファルトマスチックが流される時に、最初にマスチックが海水と接する漏斗の部分で、爆発的に水蒸気が発生することが想定される。そこで、前記シュートにマスチックが入る部分がパイプの場合には、発生した水蒸気がパイプの中でマスチックとともに流下しながら、さらに加熱され続けるので、その水蒸気がパイプの上端部から噴出する状態となって、作業の安全性に支障が生じることが考えられる。そのような問題に対して、本発明のＵ字状断面のシュートでは、アスファルトマスチックが流下する経路のすべてが、上部が開放された案内路として構成されていることから、ガス状の成分は流下経路の全体から放出されるので、まとまって噴出されることはなくなる。

前述したように、高温のアスファルトマスチックを、海中で流下させるために使用するシュートは、２００℃程度の高温に耐え得るならば、任意の材料を用いて構成することができる。例えば、鉄板を加工して、Ｕ字状断面のシュートとして作成する場合には、比較的取扱いの容易なものとして使用することができる。その他に、海洋構造物に付随する工事で、海水に触れながら高温のマスチックが流れるという、金属材料にとって条件の良くない環境の下で使用するシュートでは、ステンレスのような材料で作成すれば、シュートを構成する金属が腐食する等の問題が発生することは避けられる。

図６に示す例のシュート２８は、２種類の板を重ねて形成したもので、アスファルトマスチックが直接触れる、シュートの内側２９を金属で作成し、外板２９ａを断熱性の良いガラス繊維で作成する等して、流下するマスチックが接する板に対して、その外側から放熱することがないように、断熱保護している。このシュート２８の例のように、２種の異なる材料の層を重ねて構成することで、比較的簡単に放熱性を調整して、高温のマスチックを流下させる案内作用を、良好に行わせ得るようにできる。なお、前記２層に形成するシュートの板の材料は、任意の材料を組み合わせて用いることが可能であり、その他に、３層の板を重ねて一体化し、強度が大きくて断熱性の良好なシュートを構成することもできる。さらに、冬の海で使用することに対応させて、２層の板の間に隙間を形成して、保温性を良好に維持できるように構成することや、２層の板の間に電熱ヒータを挿入して構成しても良いが、単純な構成のシュートとして構成することでも、利用価値が大きいものとできる。

前述したようなＵ字状断面のシュートを用いて、アスファルトマスチックの打設を行うに際して、船をアンカーで係留固定した状態で、施工場所をできるだけ広くカバーできるようにすると良い。そのためには、船の支持部を中心にして、前記打設シュートを旋回させるように、ジョイントを介在させた構造物としたものを用いて支持することに加えて、前記図２に示す例のように、シュート１５の中間部で支持部材を可曲性の構造のものとして構成すると良い。

前記シュートを途中で曲げ得るようなものとすることは、前記支持部材１６（以下符号３０を付して説明する）例では、前記中間支持部材３０を可曲性の円筒部材で構成して、その両側にシュートを固定すると良い。例えば、図７に示すように、上のシュート１５ａと、下部のシュート１５ｂとの中間部の支持部材の先端部側を、任意の範囲内で旋回（揺動）させるような構造のものとできる。前記可曲性の円筒３１としては、耐熱性の大きいプラスチック板を加工して、蛇腹状の円筒として作成し、その内面側に薄い金属パイプを蛇腹状に構成した円筒を挿入して一体化し、強度と耐熱性とを合わせて有する部材を構成することができる。
その他に、任意の材料を用いて、蛇腹状の可曲性を有する中間接続支持部材を構成することも可能である。

前述したように構成したシュートを用いて、作業船上で加熱処理したアスファルトマスチックを、海底の任意の部分に打設するに際しては、任意の長さのシュート部材を継ぎ足してガイドとして構成し、そのシュートの揺動範囲内では、作業船を係留したままの状態でも、マスチックの施工が可能となる。また、前記各実施例に説明したシュートは、例えば、６０°以上の急傾斜路となるように配置して、マスチックを施工する場合でも、その上部の開口から溢れ出さないようにして流下させることが可能である。そして、高温のマスチックが海水に接して、水蒸気が大量に発生したとしても、その水蒸気がシュートのカバーに設けている多数の孔から水中に放出されるので、局部的に集中して噴出する等の事故が発生することを防止できる。

マスチックの施工例の説明図である。 作業船と施工場所の関係の説明図である。 シュートの構造の説明図である。 シュートの構造の別の例の説明図である。 上カバーを設けたシュートの構造の説明図である。 複数の層を一体化して構成したシュートの断面図である。 中間部での支持手段を設けたシュートの説明図である。

１ 海洋構造物、 ２ 海底地盤、 ３ ケーソン、
４ アスファルトマット、 ５ 捨石基礎、 ６ 表面保護層、
１０ 作業船、 １４ 漏斗、 １５ シュート、 １６ 中間支材、
２０ シュート部材、 ２１ シュート本体、 ２２ 上開口、
２３ 絞りシュート、 ２４ 上絞り部、 ２４ａ 下部円弧面、
２５・２８ シュート本体、 ２６ カバー板部材、 ２９ 内板。

Claims (5)

1. 海底地盤上に所定の高さで構築する基礎のような構造物に、流動性を有するアスファルトマスチックのような材料を流下させて、供給するために用いるガイド部材であって、
   前記ガイド部材が、略Ｕ字状の断面に構成し、底面が円弧状の曲面を有するものとして構成したシュートであり、大きな傾斜角度で作業船から作業区域に配置して用いる作業に対応させて構成し、
   前記シュートは耐熱性を有する材料で構成し、前記シュートの上部の開口部または中間部の巾に対して、溝の深さが１．５以上の比率となるよう構成したことを特徴とするシュート部材。
2. 前記シュートを作業船から打設位置までの間に、６０°よりも大きな角度で配置可能とするとともに、
   前記シュートの経路の途中に曲り部を設けて、アスファルトマスチックを打設する位置を変更可能としたことを特徴とする請求項１に記載のシュート部材。
3. 前記シュートは、その上部の開口部を覆うカバー板部材を設け、
   前記カバー板部材には、所定の間隔で孔を設けておき、
   前記カバー板部材に設けた孔を用いて、シュート内を流下する高温のアスファルトマスチックが海水に触れた際に発生する水蒸気等を、外部に排出させることを特徴とする請求項１または２に記載のシュート部材。
4. 前記シュートの上部に設ける開口の巾を、前記シュートの中間部の巾よりも狭く形成して用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシュート部材。
5. 前記シュートを構成するガイド部材では、ガイド板を二重のものとして設けて、必要に応じて二重のガイド板の間に保温手段を組み込み得るように構成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のシュート部材。

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