JP5526056B2 - 移動式防波体及び防波堤の閉塞構造 - Google Patents

Description

本発明は、港の入口となる防波堤間の開口を塞ぐために使用可能な移動式防波体と、それを使用した防波堤の閉塞構造に関するものである。

従来、高潮や津波などによって港内の水位が急激に変動するのを防ぐために、港の入口となる防波堤間の開口に昇降可能な可動式防波堤を設けることが知られている（特許文献１−４など参照）。

特許文献１に開示された可動式防波堤は、常時は海底地盤内に沈めておいた浮上鋼管を、津波警報などの発令を契機に上昇させることで防波堤間の開口を塞ぐものである。また、特許文献２には、可動式防波堤の上昇や沈降が確実におこなわれているかを監視するための監視装置の構成が開示されている。

さらに、特許文献３，４には、防波堤間の開口を塞ぐための起伏式のゲートが開示されている。この起伏式ゲートは、常時は海底に閉じられており、潮位が大きく変動する状況が発生したときに起立されて、港内の潮位の変動を防ぐ構成となっている。

特開２０１０−７３５５号公報 特開２０１０−２０３０７９号公報 特開２００９−２９９４２８号公報 特開２００７−２１１４５７号公報

しかしながら、特許文献１−４に開示された可動式防波堤及び起伏式ゲートは、常時は港への出入りの障害にならないように海底に沈められている可動機構を、津波などが発生した非常時に作動させるために、維持管理に手間と時間をかける必要がある。

すなわち、海底には、漂砂による埋没、貝殻や海草などの付着、腐食などの可動機構の正常な動作を妨げる要因が数多く存在する。そのうえ、船舶からの投錨によって可動機構が損傷するおそれもある。

このため、定期的に維持管理をおこない、非常時に確実に作動できるような状態にしておく必要がある。また、定期的に維持管理をおこなうスケジュールが立てられていても、突発的に発生した損傷や故障の直後に津波などが起きれば、防波堤間を塞ぐことができず被害が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、損傷しにくく維持管理が容易なうえに、非常時に確実に防波堤間の開口を塞ぐことが可能な移動式防波体及び防波堤の閉塞構造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、本発明の移動式防波体は、防波堤間の開口を塞ぐための移動式防波体であって、前記開口の幅と同程度の長さに形成されるとともに、前記開口に面した防波堤の端面に対面させる側面が傾斜面に成形された中空の本体部と、前記本体部の側面において高さ方向に連続して延設される可撓性又は弾性の止水部と、前記本体部の内部と外部の水域とを連通又は遮蔽自在に仕切る注水ゲート部と、前記本体部の内部に貯留された水を排水させる排水装置とを備えたことを特徴とする。ここで、前記本体部を任意の位置に移動させる推進装置を備えているのが好ましい。

また、本発明の防波堤の閉塞構造は、上記の移動式防波体と、その両側に設けられた前記止水部が密接可能な端面が形成された一対の防波堤とを備え、前記移動式防波体の傾斜面に対面する防波堤の端面は港内側に向けて前記開口が狭くなるような向きの傾斜面であるとともに、前記防波堤と前記移動式防波体の対面する傾斜面同士は略同じ角度で傾斜していることを特徴とする。

このように構成された本発明の移動式防波体は、本体部が中空に形成されているため常時は浮体として浮かべておくことができる。また、本体部の側面が傾斜面になっており、防波堤の傾斜面と組み合わせることによって防波堤間の開口に留めることができる。

このように常時は浮体として浮かべておくことができれば、監視が容易で投錨などによって損傷する危険性も少なく、損傷しても直ぐに発見することできる。また、浮体の状態であれば、本体部は水深の浅い所に位置しているので、貝殻などが付着しても容易に除去することができ、維持管理が容易である。

そのうえ、高潮や津波が発生した非常時においては、防波堤間の開口に移動させて注水ゲート部という単純な構造の可動機構を作動させるだけで確実に防波堤間の開口を塞ぐことができる。また、推進装置を備えていれば、曳航船やクレーンなどを使わなくても自航によって防波堤間の開口まで移動させることができる。

さらに、このような移動式防波体を使用した防波堤の閉塞構造であれば、防波堤の端面を移動式防波体の傾斜面の角度に合わせて成形するだけで大掛りな工事をおこなわなくてもよいので経済的である。

本発明の実施の形態の移動式防波体の構成を示した斜視図である。 移動式防波体を使って防波堤の開口を塞ぐ手順を説明する図であって、（ａ）は閉塞前の状態を示した斜視図、（ｂ）は防波堤の閉塞構造を示した斜視図である。 移動式防波体の昇降作業を説明する図であって、（ａ）は浮体として浮いている状態を示した断面図、（ｂ）は本体部に注水して沈降させる状態を示した断面図、（ｃ）は排水によって上昇させる状態を示した断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の移動式防波体としての自航式防波堤１の構成を示した斜視図である。

この自航式防波堤１は、平面視台形状の中空の本体部２と、本体部２の両側面２１，２１に取り付けられる止水部としてのゴムガスケット３，３と、本体部２の内部と外部の水域とを連通又は遮蔽自在に仕切る注水ゲート部４と、本体部２の内部２ａ（図３参照）に貯留された水を排水させる排水装置６と、本体部２を任意の位置に移動させる推進装置としてのスラスタ５とによって主に構成される。

この本体部２は、鋼構造、コンクリート構造又は鋼材とコンクリートとのハイブリッド構造などであって、箱状に形成される。この本体部２の長さは、図２（ｂ）に示すように防波堤８，８間の開口８２の幅の長さと略同じ長さに設定される。

ここで、防波堤８，８は、図２（ａ）に示すように砕石などによって海底に造成されたマウンド８３上に壁状に構築されて、陸側の港内Ｂ１と外海側の港外Ｂ２との境界となる。そして、船舶は、防波堤８，８間の開口８２を通って港内Ｂ１と港外Ｂ２とを行き来することができる。

また、この防波堤８の開口８２に面した端面８１は、港外Ｂ２側から港内Ｂ１側に向けて開口８２が狭くなるような向きの傾斜面に成形される。そして、開口８２を挟んで対向する一対の防波堤８，８の端面８１，８１は、互いに反対方向に傾斜する傾斜面に成形され、図２（ａ）に示すように港外Ｂ２側から見るとハの字状になる。

これに対して、自航式防波堤１の本体部２の側面２１は、図２に示すように対面する防波堤８の端面８１と略同じ角度で傾斜する傾斜面に成形されている。また、本体部２の両側の側面２１，２１は、線対称であって互いに正反対方向に傾斜する傾斜面である。このため、本体部２の港内Ｂ１側の港内面２２の幅は、港外Ｂ２側の港外面２３に比べて短くなる。また、本体部２の高さは、開口８２に面する防波堤８，８の高さと略同じにする。

そして、本体部２の両側の側面２１，２１には、ゴムガスケット３，３をそれぞれ取り付ける。このゴムガスケット３は、側面２１の高さの全長に亘って連続して延設される。ゴムガスケット３は、弾性及び可撓性を備えた部材で、防波堤８の端面８１に押し当てられると撓みや圧縮変形などが生じて密着される。

注水ゲート部４は、図１，３に示すように、本体部２の側面２１，２１、港内面２２及び港外面２３の下部に設けられる。この注水ゲート部４は、図３に示すように、常に水面下となる本体部２の位置で外部と内部２ａとを連通させる注水口４１と、注水口４１を塞ぐことが可能な止水栓４２と、止水栓４２を移動させるためのジャッキ４３とによって主に構成される。

この注水口４１は、内部２ａ側が広くなる截頭円錐状に成形されており、止水栓４２は、注水口４１の内周面形状と略同じ外周面形状のゴムなどの弾性部材によって成形される。

また、止水栓４２は、ジャッキ４３の先端に取り付けられており、ジャッキ４３を伸長させると止水栓４２が注水口４１に嵌め込まれて止水され、ジャッキ４３を縮めると注水口４１と止水栓４２との間に隙間が生じて外部から内部２ａに水が流れ込む。

さらに、本体部２の上面には、開栓時に注水口４１から水が流れ込み易いように逆止弁を備えた排気バルブ７が設けられる。すなわち、排気バルブ７は、外部から水が浸入しないような逆止弁となっており、注水によって内部２ａの圧力が高まったときにのみ開いて排気がおこなわれる。

そして、本体部２の内部２ａに溜まった水を排水させるために排水装置６を設ける。排水装置６は、内部２ａの底面付近に設置される水中ポンプ６１と、水中ポンプ６１から本体部２の外部まで配管される排水管６２とによって主に構成される。

スラスタ５は、図１，２に示すように自航式防波堤１の常に水面下となる位置に設けられる。このスラスタ５は、本体部２の港内面２２、港外面２３及び側面２１，２１に取り付けられるスクリュである。

そして、港内面２２及び港外面２３に取り付けられたスラスタ５によって、自航式防波堤１を港内面２２方向又は港外面２３方向に推進させることができる。さらに、側面２１，２１にもスラスタ５，・・・を取り付けることによって、自航式防波堤１をいずれの方向にも推進させることができるようになる。

次に、本実施の形態の自航式防波堤１を使って防波堤を閉塞構造にする方法及び作用について図２，３を参照しながら説明する。

自航式防波堤１は、常時は図２（ａ）に示すように、防波堤８，８の開口８２の近傍に浮体として浮かべておく。自航式防波堤１は、開口８２を通る船舶などの航行の支障とならない位置に停泊させる。また、停泊は、スラスタ５の制御による停泊であっても、投錨（図示省略）や係船柱（図示省略）による停泊であってもよい。

この停泊中の自航式防波堤１の内部２ａの状態は、図３（ａ）に示すように空洞である。すなわち、注水口４１が止水栓４２によって閉じられているため、内部２ａに海水が浸入せず、本体部２の浮力によって水面近くに浮かんだ状態になる。

このように常時は浮体として浮かべておくことができれば、監視が容易で船舶の緊急投錨などによって損傷する危険性も少なく、損傷しても直ぐに発見することできる。

また、浮体の状態であれば、本体部２の底面は水深の浅い所に位置しているので、貝殻などが付着しても浅い位置での潜水作業となって容易に除去することができ、維持管理が容易である。

さらに、自航式防波堤１は、海上の浮体として多目的に利用できる。例えば、海釣り公園のポンツーン、災害時の物資の保管場所などに利用できる。また、津波に対して防波堤の閉塞構造として機能させた後に、災害後の移動式基地として利用することもできる。

そして、津波や高潮などの異常時又は台風などの荒天時に自航式防波堤１によって開口８２を閉塞する場合は、防波堤８，８間の開口８２に向けて自航式防波堤１を移動させる。

自航式防波堤１の移動に際しては、投錨して停泊させていた場合は錨を巻き上げた後にスラスタ５，・・・を作動させて、開口８２まで移動させる。なお、錨の巻き上げ、スラスタ５の作動による推進及び姿勢制御、注水ゲート部４の開閉並びに排水装置６の作動などは遠隔操作によっておこなう。

自航式防波堤１が向かう開口８２は、港内Ｂ１側が狭くなるような向きで防波堤８，８の端面８１，８１が傾斜している。そして、自航式防波堤１は、その開口８２に嵌り合う平面視台形状に形成されている。このような形状の組み合わせにすることにより、港外Ｂ２から開口８２に向けて推進された自航式防波堤１は、図２（ｂ）に示すように防波堤８，８間に嵌り込んだ状態でそれ以上に港内Ｂ１方向に移動することができない。

また、スラスタ５，・・・を稼働させ続けて港内Ｂ１方向に向けた推進力を付与し続ければ、津波の引波時のように港内Ｂ１側から作用する圧力が港外Ｂ２側より高くなったとしても自航式防波堤１が開口８２から外れることがない。

さらに、港内Ｂ１方向に向けた推進力を付与し続けることによって、自航式防波堤１の側面２１，２１のゴムガスケット３，３が防波堤８，８の端面８１，８１に押し付けられて密着性が高くなることで、止水性を高めることができる。

このように、スラスタ５を備えた自航式防波堤１であれば、曳航船やクレーンなどを使わなくても自航によって防波堤８，８間の開口８２まで移動させることができる。また、水圧などの外力に対向させるための推進力を常に付与し続けることができる。

そして、自航式防波堤１が開口８２に配置された状態で、図３（ｂ）に示すようにジャッキ４３，４３を縮めて止水栓４２を注水口４１から外し、外部の水を内部２ａに流入させる。

この水の流入によって、排気バルブ７から内部２ａの空気が排出されるとともに内水位Ｗ３が上昇し、本体部２の浮力が低下して自航式防波堤１が沈降し始める。この沈降は、本体部２の底面が開口８２のマウンド８３の上面に着地するまで続く。

このように高潮や津波が発生した非常時においては、防波堤８，８間の開口８２に自航式防波堤１を移動させて、注水ゲート部４という単純な構造の可動機構を作動させることで、確実に防波堤８，８間の開口８２を塞ぐことができる。

また、本体部２の両側の側面２１，２１が互いに正反対方向に傾斜する傾斜面になっていれば、本体部２の両側に均等に力が配分されることになって、津波などで大きな力が作用しても安定して防波堤８，８間を閉塞させることができる。

さらに、非常時に防波堤８，８間を閉塞させることができれば、図２（ｂ）に示すように、港内Ｂ１の港内水位Ｗ１を港外Ｂ２の港外水位Ｗ２よりも低い状態で維持させることができる。

そして、港外水位Ｗ２が港内水位Ｗ１よりも高くなれば、自航式防波堤１の防波堤８，８に対する押し付け力が増して安定性が高くなる。さらに、港内水位Ｗ１の上昇を抑えることで、港内Ｂ１の船舶の被害や港付近の道路及び集落の浸水などの被害を防ぐことができる。

そして、高潮や津波などが去って非常時が終了したときには、図３（ｃ）に示すようにジャッキ４３，４３を伸長させて注水口４１を止水栓４２で塞いだ後に、水中ポンプ６１を作動させる。

すると、内部２ａの水が吸い上げられて排水管６２から外部に排出され、内水位Ｗ３が下がる。その結果、本体部２の浮力が回復して、自航式防波堤１は元の水面位置近くまで上昇することができる。さらに、浮上させた自航式防波堤１をスラスタ５，・・・によって常時の位置まで移動させることで、迅速に防波堤８，８間の閉塞を解除することができる。

このように本実施の形態の自航式防波堤１を使用した防波堤の閉塞構造であれば、自航式防波堤１を製作し、防波堤８，８の端面８１，８１を自航式防波堤１の側面２１，２１の傾斜角度に合わせて成形するだけで良い。

このため、マウンド８３を掘削して海底に潜水作業で可動機構を取り付けるような大掛りな工事をおこなわなくても良く、既存の防波堤に対しても傾斜した端面８１を付加するだけでよいので容易に適用することができる。

以上、図面を参照して、本発明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、自航式防波堤１について説明したが、これに限定されるものではなく、曳航船やクレーンなどで移動させる移動式防波体であってもよい。

また、自航式防波堤１を開口８２位置に留めるために、係船柱に繋ぐ構成であってもよい。さらに、本体部２の側面２１に防波堤８の端面８１に向けて張り出し可能なジャッキなどによって構成される突張部を設け、その突張部を張り出させることで防波堤８，８間に自航式防波堤１を固定することもできる。

また、前記実施の形態では、本体部２の両側面２１，２１を線対称となるような傾斜面にしたが、これに限定されるものではなく、側面の角度は左右で異なっていてもよい。

さらに、前記実施の形態では、一つの側面２１に一つのゴムガスケット３を取り付ける構成について説明したが、これに限定されるものではなく、港の内外方向に間隔を置いて複数の止水部を設けることができる。

また、前記実施の形態では、スラスタ５を港内面２２及び港外面２３の両方に設けたが、これに限定されるものではなく、いずれか一方の面であってもよい。一方の面に設けられたスラスタ５の回転方向を変えることで、推進方向も変えることができる。

１ 自航式防波堤（移動式防波体）
２ 本体部
２ａ 内部
２１ 側面
３ ゴムガスケット（止水部）
４ 注水ゲート部
５ スラスタ（推進装置）
６ 排水装置
８ 防波堤
８１ 端面
８２ 開口
Ｂ１ 港内
Ｂ２ 港外

Claims (3)

1. 防波堤間の開口を塞ぐための移動式防波体であって、
   前記開口の幅と同程度の長さに形成されるとともに、前記開口に面した防波堤の端面に対面させる側面が傾斜面に成形された中空の本体部と、
   前記本体部の側面において高さ方向に連続して延設される可撓性又は弾性の止水部と、
   前記本体部の内部と外部の水域とを連通又は遮蔽自在に仕切る注水ゲート部と、
   前記本体部の内部に貯留された水を排水させる排水装置とを備え、
   前記注水ゲート部は、常に水面下となる前記本体部の位置で外部と内部とを連通させる注水口と、その注水口に嵌め込まれる止水栓と、その止水栓が先端に取り付けられるジャッキとを有することを特徴とする移動式防波体。
2. 前記本体部を任意の位置に移動させる推進装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動式防波体。
3. 請求項１又は２に記載の移動式防波体と、その両側に設けられた前記止水部が密接可能な端面が形成された一対の防波堤とを備え、前記移動式防波体の傾斜面に対面する防波堤の端面は港内側に向けて前記開口が狭くなるような向きの傾斜面であるとともに、前記防波堤と前記移動式防波体の対面する傾斜面同士は略同じ角度で傾斜していることを特徴とする防波堤の閉塞構造。