JP5174571B2

JP5174571B2 - 水中打設装置

Info

Publication number: JP5174571B2
Application number: JP2008193084A
Authority: JP
Inventors: 裕泰石井; 一教伊藤
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2028-07-28
Also published as: JP2010031497A

Description

本発明は、水中にコンクリートやモルタルなどのセメント系固化材を打設するための水中打設装置に関するものである。

従来、トレミー管という打設管を使用して、水中に水中コンクリートを打設することが知られている（特許文献１など参照）。

このトレミー管を使用する方法では、その下端を水底に着底させた後に、水中コンクリートをトレミー管の投入口から投入し、トレミー管の内部が水中コンクリートで充満された後に、トレミー管を持ち上げてその下端から水中コンクリートを吐出させる。
特開昭６２−１０３２８号公報

しかしながら、図４（ａ）に示すように、トレミー管８の下端面８１が、水底Ｓに吐出された水中コンクリート７の中から抜け出すと、その下端面８１と水中コンクリート７との隙間から水Ｗがトレミー管８の内部に入り込むことになる。そして、一旦、水Ｗが入り込むと、図４（ｂ）に示すように、トレミー管８に沿って水Ｗの流路が形成され、水中コンクリート７と水Ｗが混ざり合って品質が低下することになる。このような水Ｗの浸入は、打設中にトレミー管８が上下に揺動することによっても起こりやすくなる。

他方、海洋や河川などの流れのある場所にトレミー管８を立設させるに際して、トレミー管８の上端を作業船などに繋いで固定すると、作業船が流されて移動することによってトレミー管８も所望する位置から移動してしまい、正確な位置に水中コンクリート７を打設することが難しくなる。

そこで、本発明は、流れのある場所でも所望する位置に品質の良いセメント系固化材を打設することが可能な水中打設装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の水中打設装置は、セメント系固化材を下端に向けて導く打設管を備えた水中打設装置であって、前記打設管を挿通させる挿通孔が形成された上部と、その上部に対向して配置される下部と、前記上部と前記下部とを所定の間隔で接続する連結材とを有して前記打設管の下端に装着される下端支持部と、前記下端の端面から前記連結材の長さより短い上方の位置の前記打設管の周面に設けられて管軸方向の投影視で前記挿通孔より側方に突起される突起部と、前記下端支持部より上方に突出された位置の前記打設管と前記上部とに連結されて前記打設管を管軸方向に移動させるジャッキ部とを備えていることを特徴とする。

ここで、前記上部は前記打設管の外径より直径が大きな円板状であって前記挿通孔は上部の略中央に形成され、前記下部は前記上部と略同径の円板状であって管軸方向の投影視で前記上部に重なる位置に配置され、前記連結材は複数の連結棒で形成されて前記上部と前記下部の周方向に間隔を置いて配置される構成とすることができる。

また、前記ジャッキ部の上方の前記打設管の周面には下方の撮影が可能な向きで水中カメラが固定されている構成が好ましい。

このように構成された本発明の水中打設装置は、打設管の下端に下端支持部が装着されるとともに、打設管を管軸方向に移動させるジャッキ部を備えている。

このため、打設管を水中の所望する位置に正確に立設させることができるうえに、ジャッキ部によって打設管を管軸方向に移動させ固定することで、打設管の内部に水を取り込むことなく品質の良いセメント系固化材を水中に打設することができる。特に、突起部を下端支持部の上部に当接させることで、打設管の端面と下部との隙間を一定の間隔に保持して、水の浸入を防ぐことができる。

また、上部と下部とが円板状であってその略中央に打設管が配置されるのであれば、打設管を傾けることなく立設させることが容易になる。さらに、連結材が複数の連結棒で形成されていれば、それらの連結棒の隙間からセメント系固化材を円滑に吐出させることができる。

さらに、ジャッキ部の上方に水中カメラを固定することによって、ジャッキ部の作動状況、及びセメント系固化材の打設状況を水上で確認することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の水中打設装置１の構成を説明する斜視図である。

まず、構成から説明すると、この水中打設装置１は、水上の投入口２１から投入されたセメント系固化材としての水中コンクリート７を下端２２に向けて導く打設管２と、その打設管２の下端２２に装着される下端支持部３とを備えている。

この打設管２は、円筒形の直管で、上端には漏斗状の投入口２１が形成され、水上から水底Ｓまでの水深に合わせて、適宜、継ぎ足すことによって所望する長さに形成される。なお、ここでは、水上に投入口２１を備えた打設管２について説明するが、打設管２の水上の端部がコンクリート圧送管に直接、接続されるような形態であってもよい。

また、下端支持部３は、打設管２を挿通させる挿通孔３１ａが形成された上部としての上板３１と、その上板３１に対向して配置される下部としての下板３２と、上板３１と下板３２とを所定の間隔で接続する連結材３３とを有している。

この上板３１は、打設管２の外径より直径が大きな円板であって、挿通孔３１ａは上板３１の略中央に形成されている。また、下板３２は、上板３１と略同径の円板であって、打設管２の管軸方向の投影視が上板３１に重なる位置に上板３１に平行に配置されている。

さらに、連結材３３は、複数の連結棒３３ａ，・・・で構成されており、上板３１と下板３２の周方向に一定の間隔を置いて配置される。

また、このように構成される下端支持部３は、装着される打設管２に作用する水平力の大きさ、又は下端２２に生じるモーメントの大きさによって、大きさ及び重量を調整することができる。例えば、下端支持部３によって打設管２を自立させる場合に、打設管２の長さが長い、流速が早いなどで打設管２の下端２２に大きなモーメントが発生するようなときは、下端支持部３の下板３２の直径を大きくして接地面積を大きくしたり、下端支持部３全体の重量を大きくしたりすることによって、打設管２が転倒しにくくなるようにする。

また、このような下端支持部３の挿通孔３１ａには、打設管２の下端２２を挿入する。この挿通孔３１ａの内径は、打設管２の外径より大きく形成されており、打設管２を円滑に管軸方向に移動させることができる。

図２は、下板３２の上面に打設管２の下端２２の端面２２ａを当接させた状態の断面図である。この図２に示すように、下端２２の端面２２ａから連結材３３の長さより短い上方の位置の打設管２の周面に、突起部４，・・・が設けられている。

この突起部４は、側面視直角三角形状で、打設管２の管軸方向に投影視すると、挿通孔３１ａより側方に突起部４，・・・が突起されることになる。そして、このような突起部４，・・・を設けることによって、打設管２を吊り上げても、下端支持部３が打設管２から抜け出すことがない。また、突起部４，・・・がストッパになって、図３に示すように、下板３２と打設管２の端面２２ａとの隙間を所定の間隔以下に抑えることができる。

また、下端支持部３から上方に突出された位置にはジャッキ部としての油圧ジャッキ５が複数、配置されている。この油圧ジャッキ５は、打設管２と上板３１とに連結されて打設管２を管軸方向に移動（上下動）させる。

この油圧ジャッキ５は、円筒状のシリンダ５１と、油圧を受けてシリンダ５１に沿って移動する円柱状のラム５２と、シリンダ５１と水上とを接続する油圧ホース５３とを備えている。

このシリンダ５１は、下端支持部３から上方に突出された打設管２の周面に固定される。また、ラム５２の先端は、下端支持部３の上板３１の上面に溶接などによって接合される。

ここで、図３は、シリンダ５１からラム５２が下方に最も突出した状態を示しており、突起部４が上板３１の下面に当接しているので、これ以上にラム５２を下方に突出させることができない。また、図２は、シリンダ５１からラム５２が下方に突出する長さが最も短い状態を示しており、打設管２の端面２２ａが下板３２の上面に当接しているので、これ以上にラム５２を上方に移動させることができない。

また、油圧ホース５３は、図２，３に示すように、水上から打設管２に沿って延伸され、油圧ジャッキ５の取り付け位置付近で分岐ホース５３ａに分岐されて、別の油圧ジャッキ５に接続される。

さらに、油圧ジャッキ５の上方の打設管２の周面には、下方の撮影が可能な向きで水中カメラ６が固定される。この水中カメラ６には、電力及び撮像信号を送信する電線６１が接続される。

次に、本実施の形態の水中打設装置１を使用した水中コンクリート７の打設方法について説明する。

まず、油圧ジャッキ５，５の油圧を解除すると自重によって打設管２が下端支持部３に対して下がり、ラム５２，５２がシリンダ５１に対して引き上げられる。そして、打設管２の端面２２ａは、下板３２の上面に当接して蓋がされたような状態になる。

そして、図２に示すように、水底Ｓに下端支持部３の下板３２の下面が当接するまで水中打設装置１を沈降させる。この際、水底Ｓに凹凸があっても、下端支持部３の下板３２で面的に接地させることで、安定的に下端支持部３を自立させることができる。

このようにして沈設された打設管２は、下端２２が下端支持部３によって支持されており、立設させることができる。また、水流によって打設管２が傾くような力が作用する場合であっても、上端の投入口２１付近を軽く支えるだけで打設管２を安定して直立させることができる。

そして、図２に示すように、打設管２の端面２２ａが下板３２によって蓋をされたままの状態で、投入口２１から水中コンクリート７を投入する。この投入に際しては、沈設時に打設管２の内部に水Ｗが入り込んでいることがあるので、スポンジ状の栓（プランジャ）の上から水中コンクリート７を投入し、水Ｗとの混合を防ぐ。また、この投入は、投入口２１付近まで打設管２の内部に水中コンクリート７が充填されるまでおこなわれる。

続いて、油圧ジャッキ５を作動させて油圧を上昇させることで、ラム５２を下方に向けて突出させる。すなわち、ラム５２を下方に押し出すと、その反力で打設管２が持ち上がり、図３に示すように、突起部４，４が上板３１の下面に当接した時点で打設管２の上方への移動は停止する。

そして、このように打設管２を持ち上げると、端面２２ａと下板３２との間に一定の隙間が開いて、その隙間から水中コンクリート７が吐出されることになる。

また、水中コンクリート７の打設を中断する場合、又は打設管２の下端２２を打設された水中コンクリート７の中から一時的に抜き出す場合は、油圧を下げて打設管２を自重で沈降させることによってラム５２を引き上げて、端面２２ａを下端支持部３の下板３２の上面に当接させることで打設管２に蓋をしてから、水中コンクリート７の中から抜き出すようにすれば、水Ｗが打設管２の内部に入り込みにくい。

次に、本実施の形態の水中打設装置１の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の水中打設装置１は、打設管２の下端２２に下端支持部３が装着される。そして、この下端支持部３が水底Ｓに停留することによって、打設管２を水中の所望する位置に正確に立設させることができる。

このように打設管２の下端を支持する構成であれば、海流などの影響を受け難く、作業船の上からであっても正確な位置に水中コンクリート７を打設することができる。

また、打設管２を上下動させる油圧ジャッキ５を備えるとともに、打設管２の上方への移動量を制限する突起部４が設けられている。このため、打設管２の端面２２ａと下板３２との隙間を所定値以下に抑えることができ、端面２２ａが吐出された水中コンクリート７の中から抜け出すことを防止できる。

このため、打設管２の内部に水Ｗを取り込むことがなく、品質の良い水中コンクリート７を水中に打設することができる。

また、油圧ジャッキ５を操作することにより、所望するタイミングで打設管２の端面２２ａに下端支持部３の下板３２で蓋をすることができるので、余分な水Ｗを打設管２の内部に取り込んで、水中コンクリート７の品質を劣化させてしまうようなことがない。

さらに、突起部４を下端支持部３の上板３１に当接させることで、打設管２の端面２２ａと下板３２との隙間を一定の間隔に保持することが容易にできる。このように隙間が一定で変動しなければ、常に下端２２が水中コンクリート７に埋設された状態になり、打設管２の端面２２ａからの水Ｗの浸入を防ぐことができる。

また、上板３１と下板３２とが円板であってその略中央に打設管２が配置されるのであれば、打設管２を傾けることなく立設させることが容易になる。すなわち、打設管２が下端支持部３に対して偏った位置に装着されていると、ある方向の抵抗が小さくなってその方向に傾き易くなるが、略中央に立設させることで打設管２を直立させることが容易になる。

さらに、連結材３３が複数の連結棒３３ａ，・・・で形成されていれば、それらの連結棒３３ａ，・・・の隙間から水中コンクリート７を円滑に吐出させることができる。

また、油圧ジャッキ５であれば、水中使用及び遠隔操作に適用させやすい。

さらに、油圧ジャッキ５の上方に水中カメラ６を固定することによって、油圧ジャッキ５の作動状況を水上で監視することができる。また、水中コンクリート７の打設状況も、この水中カメラ６で撮影された撮像によって水上で確認することができる。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、セメント系固化材として水中コンクリート７を打設する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、水中モルタル、又はセメントベントナイト等の固化安定液などがセメント系固化材であってもよい。

また、前記実施の形態では、複数の連結棒３３ａ，・・・で形成された連結材３３について説明したが、これに限定されるものではなく、目の大きな格子材によって形成される円筒管などを連結材とすることもできる。

さらに、前記実施の形態では、上板３１及び下板３２が円板である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、多角形の板などであってもよい。また、上部及び下部として板状部材について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば井桁状又は格子状の部材を下端支持部の上部や下部に使用することもできる。

また、前記実施の形態では、突起部４を上板３１に当接させることで打設管２の下端２２の隙間を一定に保持したが、これに限定されるものではなく、例えば油圧ジャッキ５による管軸方向の移動量を調整することによって、端面２２ａと下板３２との間隔の大きさを調整することもできる。

本発明の最良の実施の形態の水中打設装置の構成を説明する斜視図である。水中打設装置を水底に沈設した状態を説明する断面図である。水中打設装置の打設管の下端から水中コンクリートを吐出させた状態を説明する断面図である。従来のトレミー管による水中コンクリートの打設状況を説明する図であって、（ａ）はトレミー管の下端面から水が入り込む状況を説明する説明図、（ｂ）はトレミー管の内部に水みちが形成された状況を説明する説明図である。

符号の説明

１水中打設装置
２打設管
２２下端
２２ａ端面
３下端支持部
３１上板（上部）
３１ａ挿通孔
３２下板（下部）
３３連結材
３３ａ連結棒
４突起部
５油圧ジャッキ（ジャッキ部）
６水中カメラ
７水中コンクリート（セメント系固化材）

Claims

セメント系固化材を下端に向けて導く打設管を備えた水中打設装置であって、
前記打設管を挿通させる挿通孔が形成された上部と、その上部に対向して配置される下部と、前記上部と前記下部とを所定の間隔で接続する連結材とを有して前記打設管の下端に装着される下端支持部と、
前記下端の端面から前記連結材の長さより短い上方の位置の前記打設管の周面に設けられて管軸方向の投影視で前記挿通孔より側方に突起される突起部と、
前記下端支持部より上方に突出された位置の前記打設管と前記上部とに連結されて前記打設管を管軸方向に移動させるジャッキ部とを備え、
前記下端支持部の大きさ及び重量を前記打設管が自立可能となるように調整することを特徴とする水中打設装置。
前記上部は前記打設管の外径より直径が大きな円板状であって前記挿通孔は上部の略中央に形成され、前記下部は前記上部と略同径の円板状であって管軸方向の投影視で前記上部に重なる位置に配置され、前記連結材は複数の連結棒で形成されて前記上部と前記下部の周方向に間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項１に記載の水中打設装置。
前記ジャッキ部の上方の前記打設管の周面には下方の撮影が可能な向きで水中カメラが固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中打設装置。