JP5869414B2 - 水中施工装置 - Google Patents

Description

本発明は、水中施工装置に関する。

特許文献１には、海底地盤に据え付けられた海上作業台と、この海上作業台上に設置された昇降用ウインチと、この昇降用ウインチによりワイヤロープを介して水中に吊り下げられる支持フレーム（水中架台）と、この支持フレームにより支持されて海底地盤を掘削する水中掘削装置と、を含んで構成される水中施工装置が開示されている。

特開平１０−２５２０７９号公報

ところで、前述のような水中施工装置では、施工時に、支持フレームに対する水中掘削装置の位置を適宜調整して位置決めした後に、水中の地盤や水中に予め構築された構造物などの被掘削物を掘削する。このため、水中掘削装置の位置決め時には、支持フレームに対して水中掘削装置の重心が移動する。

しかしながら、前述のような水中施工装置では、支持フレームのうちワイヤロープにより吊られる部分（吊り部）が、支持フレームに対して固定的であった。このため、施工場所を移動すべく、昇降用ウインチによりワイヤロープを介して支持フレーム及び水中掘削装置を吊り上げるときには、前述の位置決め時に移動した水中掘削装置の位置を元に戻して重心位置を元に戻すことにより、吊り荷のバランスを取る必要があった。それゆえ、施工場所の移動毎に水中掘削装置の位置決めを行う必要があり、これが施工効率の低下を招いていた。

本発明は、このような実状に鑑み、水中掘削装置の重心が移動したままの状態で支持フレーム及び水中掘削装置を昇降可能な水中施工装置を提供することを目的とする。

そのため本発明に係る水中施工装置は、水面上に浮かぶ作業台船と、この作業台船に設置される昇降装置と、この昇降装置により水中に吊り下げられる支持フレームと、この支持フレームに支持されて水中の被掘削物を掘削する水中掘削装置と、を含んで構成される。支持フレームは、昇降装置による吊り部を有する。水中施工装置は、支持フレームに対する吊り部の位置を調整する吊り位置調整装置を備える。

本発明によれば、水中施工装置が吊り位置調整装置を備えることにより、支持フレームに対する水中掘削装置の重心移動時に、支持フレームに対する吊り部の位置を調整することができるので、水中掘削装置の重心が移動したままの状態で、支持フレーム及び水中掘削装置を昇降させることができる。

本発明の一実施形態における水中施工装置の概略構成を示す図 図１のＡ−Ａ断面図 ワイヤロープの経路の一例を示す図 水中施工ユニットの概略構成を示す図 水中把持装置の開放状態を示す図 水中掘削装置の変位と吊り位置調整装置の変位との関係を示す図 水中施工装置の設置方法を示す図 水中施工装置の設置方法を示す図 水中施工装置の設置方法を示す図 水中施工装置による施工の一例を示す図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態における水中施工装置の概略構成を示す。図２は図１のＡ−Ａ断面を示す。

尚、本実施形態では、水中に予め構築された構造物１０（図１参照）を打撃掘削する水中施工を例にとって、本発明に係る水中施工装置を説明するが、被掘削物は構造物１０に限らず、また、掘削手法は打撃掘削に限らない。

水中施工装置１は、作業台船２と、パイプケーシング把握・駆動装置３と、円筒状のパイプケーシング４と、クレーン５と、一対の昇降用ウインチ６ａ、６ｂと、水中施工ユニット７とを含んで構成される。

作業台船２は、互いに隣り合って水面上に浮かぶ２つの台船２ａ、２ｂからなる。台船２ａ、２ｂは、それぞれが、例えば、図示しない係留索を介して、図示しない岸壁の固定用アンカに固定される。

ここで、図２に示すように、便宜上、台船２ａを前側の台船とし、台船２ｂを後側の台船として、水中施工装置１の前後左右を規定して、以下説明する。
後側の台船２ｂは平面視で矩形形状を有しており、クレーン５が設置されている。

前側の台船２ａは平面視で矩形形状を有し、その中央部に、パイプケーシング４の水中への延出用の貫通孔８が形成されている。
前側の台船２ａには、貫通孔８の大部分を上方から塞ぐように、パイプケーシング把握・駆動装置３が設置されている。

パイプケーシング把握・駆動装置３は、その下側に位置する矩形形状のベースフレーム（図示せず）と、このベースフレームの四隅にそれぞれ設けられたスラストジャッキ（図示せず）と、これらスラストジャッキの伸縮に応じて昇降する昇降フレーム（図示せず）と、を含んで構成される。この昇降フレームには、回転筒（図示せず）が回転自在に支持されている。この回転筒の上部と前述のベースフレームとには、それぞれ、パイプケーシング４を把握するチャック装置（図示せず）が設けられている。尚、ベースフレームのチャック装置は、前述の回転筒の上部のチャック装置が把握解放状態で昇降フレームが昇降するときにパイプケーシング４を把握保持する。

パイプケーシング把握・駆動装置３では、前述の回転筒にパイプケーシング４が挿入された状態で、前述の回転筒の上部のチャック装置によりパイプケーシング４がその外方から把握される。

パイプケーシング把握・駆動装置３では、パイプケーシング４が前述の回転筒の上部のチャック装置により把握された状態で前述の昇降フレームを前述のスラストジャッキにより下降させることで、パイプケーシング４を水中に延出させる。
また、パイプケーシング把握・駆動装置３では、パイプケーシング４が前述の回転筒の上部のチャック装置により把握された状態で前述の昇降フレームを前述のスラストジャッキにより上昇させることで、パイプケーシング４を水中より引き上げる。
また、パイプケーシング把握・駆動装置３では、パイプケーシング４が前述の回転筒の上部のチャック装置により把握された状態でモータ（図示せず）を駆動源として前述の回転筒を回転させることにより、パイプケーシング４を回転させる。
従って、パイプケーシング把握・駆動装置３は、パイプケーシング４の水中への延出及び引き上げや、パイプケーシング４の回転を行う。

パイプケーシング把握・駆動装置３のベースフレームには、その周縁部より外方に張り出す矩形形状の張出部９が設けられている。張出部９の前端及び後端には、それぞれ、脚部１１ａ、１１ｂが設けられている（後述する図３参照）。脚部１１ａ、１１ｂは各々が台船２ａに接触している。

前側の台船２ａには、その左右両側部に、電動ウインチである昇降用ウインチ６ａ、６ｂが設置されている。

ここで、昇降用ウインチ６ａ、６ｂより引き出されたワイヤロープ２１ａ、２１ｂの経路について、図１及び図２に加えて、図３を用いて説明する。
図３は、図２のＢ−Ｂ断面で見たワイヤロープ２１ａの経路の一例を示す。
尚、ワイヤロープ２１ａ、２１ｂの経路は互いに左右対称であるので、図３では、ワイヤロープ２１ａの経路に対応するワイヤロープ２１ｂの経路をカッコ付きの符号で示している。

左側の昇降用ウインチ６ａより右方に引き出されたワイヤロープ２１ａは、パイプケーシング把握・駆動装置３の左側前方に予め設置された屈曲装置２２ａにて前方に屈曲されて延び、台船２ａの前端の上端部及び下端部にそれぞれ予め設置されたシーブ２３ａ、２４ａに掛け渡されて、貫通孔８を通って、パイプケーシング把握・駆動装置３のベースフレームの張出部９の下部に予め設けられたブラケット２５ａに端部が固定されている。また、ワイヤロープ２１ａには、ブラケット２５ａとシーブ２４ａとの間に、動滑車２６ａを備えたフックブロック２７ａが設けられている。

一方、右側の昇降用ウインチ６ｂより左方に引き出されたワイヤロープ２１ｂは、パイプケーシング把握・駆動装置３の右側前方に予め設置された屈曲装置２２ｂにて前方に屈曲されて延び、台船２ａの前端の上端部及び下端部にそれぞれ予め設置されたシーブ２３ｂ、２４ｂに掛け渡されて、貫通孔８を通って、パイプケーシング把握・駆動装置３のベースフレームの張出部９の下部に予め設けられたブラケット２５ｂに端部が固定されている。また、ワイヤロープ２１ｂには、ブラケット２５ｂとシーブ２４ｂとの間に、動滑車２６ｂを備えたフックブロック２７ｂが設けられている。

フックブロック２７ａ、２７ｂには、水中施工ユニット７が吊り下げられる。
従って、昇降用ウインチ６ａ、６ｂは、本発明の「昇降装置」に対応して、ワイヤロープ２１ａ、２１ｂと、フックブロック２７ａ、２７ｂとを介して、水中施工ユニット７（特に、後述する支持フレーム３１）を吊り下げる。
尚、図２に示すように、台船２ａ上におけるワイヤロープ２１ａ、２１ｂの経路が、台船２ａの前半分に位置していることにより、台船２ａの後半分にて十分な作業スペースを確保することができる。

次に、水中施工ユニット７の概略構成について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、水中施工ユニット７の側面図であり、図４（ｂ）は、水中施工ユニット７の平面図である。

水中施工ユニット７は、支持フレーム３１と、支持フレーム３１の後部に設けられてパイプケーシング４を把持可能な水中把持装置３２と、支持フレーム３１の前方に位置する水中ブレーカー（水中掘削装置）３３と、を含んで構成される。

支持フレーム３１は、前後方向（換言すれば、パイプケーシング４に対して外内方向）に延在し、平面視で後端部開口のコ字状を有する上フレーム３１ａ及び下フレーム３１ｂと、下フレーム３１ｂの左右両側の前部、中央部、後部よりそれぞれ立設されて上フレーム３１ａに固定された計６つの柱部材３１ｃと、上フレーム２１ａの中央部の左右両側に連結するビーム部材３１ｄとにより構成されている。

支持フレーム３１の前側の内部には、油圧ユニット３４が設置されている。油圧ユニット３４は、後述する油圧シリンダ４４、５１、５７、７１、８１ａ、８１ｂ及び油圧ブレーカー本体７８に油圧を供給する。
支持フレーム３１の後部では、平面視で上フレーム３１ａとビーム部材３１ｄとにより区画される空間３１ｅに、パイプケーシング４の一部を収容することができる。

水中把持装置３２は、クランプ装置３５と、ブレーキ装置３６とを含んで構成される。
クランプ装置３５は、支持フレーム３１の後端部を開閉する扉部材３７を備える。
扉部材３７は、後方から見て矩形形状を有する。

扉部材３７は、その右側の上下端部が、それぞれ、ヒンジ機構３８を介して、上フレーム３１ａの右側の後端部と、下フレーム３１ｂの右側の後端部とに取り付けられている。
扉部材３７は、その左側にて、図示しない締結手段を介して、上フレーム３１ａの左側の後端部と、下フレーム３１ｂの左側の後端部とに着脱可能に締結固定される。
扉部材３７の四隅と、上フレーム３１ａの左右両側の中央部（ビーム部材３１ｄの両端部）と、下フレーム３１ｂの左右両側の中央部とには、それぞれ、支持フレーム３１の空間３１ｅの内方に向けて突出する計８個の突出部３９が設けられている。

ブレーキ装置３６は、左右一対の半円状のブレーキシュー４１ａ、４１ｂと、ブレーキシュー４１ａ、４１ｂの各々の前端部間の距離を変更する締緩装置４２と、ブレーキシュー４１ａ、４１ｂの各々の後端部同士を着脱可能に締結する締結部４３と、を含んで構成される。

ブレーキシュー４１ａは、ヒンジ機構４１ｃにより連結された２つの円弧部材からなり、ヒンジ機構４１ｃにて屈曲可能になっている。
同様に、ブレーキシュー４１ｂは、ヒンジ機構４１ｄにより連結された２つの円弧部材からなり、ヒンジ機構４１ｄにて屈曲可能になっている。

締緩装置４２は、ビーム部材３１ｄに設置された油圧シリンダ４４の伸縮により、ブレーキシュー４１ａ、４１ｂの各々の前端部間の距離を変更する。

ここで、水中把持装置３２の把持状態と開放状態とについて、図４に加えて図５を用いて説明する。
図５は、水中把持装置３２の開放状態を示す。

水中把持装置３２がパイプケーシング４を把持しているときには、図４（ｂ）に示すように、支持フレーム３１の後端部がクランプ装置３５の扉部材３７により閉じられる。これにより、クランプ装置３５の計８個の突出部３９がパイプケーシング４を押圧する。また、ブレーキ装置３６の締結部４３により、ブレーキシュー４１ａ、４１ｂの各々の後端部同士が締結される。そして、ブレーキ装置３６の締緩装置４２によってブレーキシュー４１ａ、４１ｂの各々の前端部間の距離を狭めることにより、ブレーキシュー４１ａ、４１ｂがパイプケーシング４を押圧する。

一方、水中把持装置３２が開放されているときには、図５に示すように、クランプ装置３５の扉部材３７が開けられて、支持フレーム３１の後端部が開放される。また、ブレーキ装置３６の締結部４３が脱離されて、更に、ブレーキシュー４１ａ、４１ｂの各々の後端部が、ヒンジ機構４１ｃ、４１ｄでの屈曲により、互いに離間される。

図４に戻って、水中施工ユニット７は、支持フレーム３１の下端部に設けられるスライドユニット４５と、スライドユニット４５の前部に設けられる横行ユニット４６及び傾動ユニット４７と、横行ユニット４６の前側に取り付けられて水中ブレーカー３３を昇降させる昇降ユニット４８と、を更に含んで構成される。

スライドユニット４５は、左右一対の伸縮自在な油圧シリンダ５１と、左右一対のスライドアーム５２とを含んで構成される。
左右一対の油圧シリンダ５１は、各々の後端部が、支持フレーム３１の下フレーム３１ｂの左右両側の後端部の下面にブラケットを介して固定され、各々の前端部が、左右一対のスライドアーム５２の各々の後部にブラケットを介して固定されている。
左右一対のスライドアーム５２は、各々が前後方向に延在して所定長さを有し、各々の前端部が、横行ユニット４６の横行フレーム５３の下端部にヒンジ機構５４を介して揺動自在に固定されている。

支持フレーム３１の下フレーム３１ｂの左右両側の前部及び中央部には、それぞれ、支持フレーム３１に対するスライドアーム５２の前進・後退をガイドするガイド部５５が設けられている。ガイド部５５は、スライドアーム５２を支持する機能も有する。各ガイド部５５には、下フレーム３１ｂとスライドアーム５２との間にて転動する車輪５６が介装されている。

スライドユニット４５では、油圧シリンダ５１を伸縮させることによってスライドアーム５２を前進・後退させることにより、支持フレーム３１に対して、横行ユニット４６、傾動ユニット４７、昇降ユニット４８、及び水中ブレーカー３３を前後方向（換言すれば、パイプケーシング４に対して外内方向）に移動させる。

傾動ユニット４７は、左右一対の伸縮自在な油圧シリンダ５７からなる。
左右一対の油圧シリンダ５７は、各々の下端部が、スライドアーム５２の前部の上面に枢支されて、各々の上端部が、横行ユニット４６の横行フレーム５３の上部の背面に枢支されている。

傾動ユニット４７では、油圧シリンダ５７を伸長させると、横行ユニット４６、昇降ユニット４８、及び水中ブレーカー３３が直立状態になる。一方、油圧シリンダ５７を短縮させると、横行ユニット４６、昇降ユニット４８、及び水中ブレーカー３３が傾斜状態になる。ここで、横行ユニット４６、昇降ユニット４８、及び水中ブレーカー３３の傾斜方向は、パイプケーシング４の延在方向と異なる方向となる。

横行ユニット４６は、正面視で矩形形状を有する横行フレーム５３と、横行フレーム５３の上部及び下部の前面にそれぞれ設けられて左右方向（換言すれば、パイプケーシング４に対して左右周方向）に延在する所定長さの上レール６１及び下レール６２と、昇降ユニット４８のポスト部材６３の背面の中央部及び下部より背方に張り出して横行フレーム５３の上面及び下面より横行フレーム５３を挟む上下一対の挟持部材６３ａ、６３ｂと、を含んで構成される。

また、横行ユニット４６は、横行フレーム５３とポスト部材６３との間で上下方向に延在して挟持部材６３ａ、６３ｂにより回転自在に支持される車軸６４と、車軸６４に取り付けられて上レール６１の前面を転動する上車輪６５と、車軸６４に取り付けられて下レール６２の前面を転動する下車輪６６と、車軸６４の回転駆動源である電動モータ６７と、を更に含んで構成される。
ここで、上下一対の挟持部材６３ａ、６３ｂは、横行フレーム５３に対するポスト部材６３の左右方向の移動をガイドする機能を有する。また、ポスト部材６３は、上下一対の挟持部材６３ａ、６３ｂを介して、横行フレーム５３に支持される。

横行ユニット４６では、上車輪６５及び下車輪６６を転動させることによって、横行フレーム５３に対してポスト部材６３を左右方向に移動させることにより、横行フレーム５３に対して、昇降ユニット４８及び水中ブレーカー３３を左右方向（換言すれば、パイプケーシング４に対して左右周方向）に移動させる。

昇降ユニット４８は、上下方向に延在して所定の長さを有する角管状のポスト部材６３と、ポスト部材６３内に設けられて下端部がポスト部材６３に固定される伸縮自在な油圧シリンダ７１と、油圧シリンダ７１の上端部に設けられたプーリ７２と、ポスト部材６３の前側の上端部に設けられたプーリ７３と、一端がポスト部材６３の後側の上端部に固定されて、途中でプーリ７２、７３に掛け渡されて、他端が水中ブレーカー３３のカバー部材７４の上部に予め設けられたブラケット７５に固定されるワイヤ７６と、を含んで構成される。

また、昇降ユニット４８のポスト部材６３の左右両側の中央部および下部には、それぞれ、ポスト部材６３に対する水中ブレーカー３３（カバー部材７４）の上昇・下降をガイドするガイド部７７が設けられている。

昇降ユニット４８では、油圧シリンダ７１を伸長させると、プーリ７２、７３間の距離が短くなって、この結果、ワイヤ７６によりカバー部材７４が吊り下げられて、ポスト部材６３に対して、水中ブレーカー３３が下降する。一方、油圧シリンダ７１を短縮させると、プーリ７２、７３間の距離が長くなって、この結果、ワイヤ７６によりカバー部材７４が吊り上げられて、ポスト部材６３に対して、水中ブレーカー３３が上昇する。従って、昇降ユニット４８では、油圧シリンダ７１を伸縮させることによって、ポスト部材６３に対して、水中ブレーカー３３を下降・上昇させることができ、ひいては、水中ブレーカー３３をパイプケーシング４に沿って下降・上昇させることができる。

水中ブレーカー３３は、前面開口のコ字状の断面を有して上下方向に延在する所定長さのカバー部材７４と、カバー部材７４の下部に設けられる油圧ブレーカー本体７８と、を含んで構成される。
油圧ブレーカー本体７８は、その先端部に設けられたチゼル７９を介して、被掘削物を打撃掘削する。

水中施工ユニット７は、支持フレーム３１の上端部に設けられる吊り位置調整装置８０を更に含んで構成される。
吊り位置調整装置８０は、左右一対の伸縮自在な油圧シリンダ８１ａ、８１ｂと、左右一対のロッド８２ａ、８２ｂと、を含んで構成される。

左右一対の油圧シリンダ（伸縮シリンダ）８１ａ、８１ｂは、各々の下端部が、支持フレーム３１の上フレーム３１ａの左右両側の前端部に枢支されており、各々の上端部が、左右一対のロッド８２ａ、８２ｂの各々の上端部に枢支されている。
左右一対のロッド８２ａ、８２ｂは、各々の下端部が、支持フレーム３１の上フレーム３１ａの左右両側の中央部に枢支されている。

左側の油圧シリンダ８１ａの上端部及び左側のロッド８２ａの上端部には、枢支部を介して、左側吊り部８３ａが設けられている。
右側の油圧シリンダ８１ｂの上端部及び右側のロッド８２ｂの上端部には、枢支部を介して、右側吊り部８３ｂが設けられている。

フックブロック２７ａのフックは、左側吊り部８３ａに掛けられる。また、フックブロック２７ｂのフックは、右側吊り部８３ｂに掛けられる。

吊り位置調整装置８０では、油圧シリンダ８１ａ、８１ｂを伸長させると、左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂが後退する。一方、油圧シリンダ８１ａ、８１ｂを短縮すると、左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂが前進する。

次に、水中掘削装置の変位と吊り位置調整装置の変位との関係を図６を用いて説明する。
図６は、水中ブレーカー３３を、スライドユニット４５により前進させ、傾動ユニット４７により傾斜させ、かつ、昇降ユニット４８により下降させた状態を示す。

図６に示す水中施工ユニット７は、その重心が、図４に示した水中施工ユニット７の重心よりも前方に位置する。
すなわち、水中ブレーカー３３を、スライドユニット４５により前進させ、傾動ユニット４７により傾斜させ、かつ、昇降ユニット４８により下降させることにより、水中施工ユニット７の重心位置が前方に移動する。
この重心位置の移動に応じて、吊り位置調整装置８０により、左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂを前方に移動させる。

従って、スライドユニット４５、傾動ユニット４７、及び、昇降ユニット４８は、本発明の「変位装置」に対応して、支持フレーム３１に対して水中ブレーカー３３を変位させる。また、吊り位置調整装置８０は、スライドユニット４５、傾動ユニット４７、及び、昇降ユニット４８による水中ブレーカー３３の変位方向（前後方向）に左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂの位置を調整することができる。

次に、水中施工装置１の設置と、水中施工装置１による施工とについて、図７〜図１０を用いて説明する。
図７〜図９は、水中施工装置１の設置方法を示す。図１０は、水中施工装置１による施工の一例を示す。

水中施工装置１の設置では、まず、図７に示すように、パイプケーシング４をパイプケーシング把握・駆動装置３により把握しつつ、所定深さ分、水中に延出させて、保持する。
次に、クレーン５により、吊りビーム９１及び左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂを介して、水中施工ユニット７を水中に吊り下げる。

次に、フックブロック２７ａのフックを左側吊り部８３ａに掛け、また、フックブロック２７ｂのフックを右側吊り部８３ｂに掛ける。そして、水中施工ユニット７を、クレーン５と、左右の昇降用ウインチ６ａ、６ｂとで、合吊りする。
次に、水中施工ユニット７をパイプケーシング４に引き寄せて、水中把持装置３２を開放状態にして、支持フレーム３１の後部の空間３１ｅに、パイプケーシング４の一部を収容する。

次に、水中把持装置３２によりパイプケーシング４を把持して、図８に示すように、クレーン５と左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂとを分離する。
次に、パイプケーシング４の設置位置に作業台船２を誘導して、作業台船２を、例えば、図示しない係留索を介して、図示しない岸壁の固定用アンカに固定する。
次に、水中把持装置３２を開放状態にして、パイプケーシング４をパイプケーシング把握・駆動装置３により把握しつつ、施工時の目標深さまで水中に延出させて、保持する。

次に、図９に示すように、左右の昇降用ウインチ６ａ、６ｂにより、左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂを介して、水中施工ユニット７を施工時の目標深さまで吊り下げて、水中把持装置３２によりパイプケーシング４を把持する。

次に、図１０に示すように、スライドユニット４５、横行ユニット４６、傾動ユニット４７、及び、昇降ユニット４８を用いて、水中ブレーカー３３の位置・姿勢決めを行って、水中ブレーカー３３により、構造物１０の施工部位を打撃掘削する。この位置・姿勢決め時に、支持フレーム３１に対して水中ブレーカー３３が変位するので、この変位方向に応じて、吊り位置調整装置８０により、左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂの位置を調整する。このときに、吊り位置調整装置８０は、支持フレーム３１の左右両側部に設けられた油圧シリンダ８１ａ、８１ｂを各別に作動させることにより、左側吊り部８３ａの位置と右側吊り部８３ｂの位置とを各別に調整することができる。

この後、施工場所を移動すべく、左右の昇降用ウインチ６ａ、６ｂによりワイヤロープ２１ａ、２１ｂを介して水中施工ユニット７を吊り上げるときには、吊り位置調整装置８０により吊り荷のバランスが既に取られているので、前述の位置・姿勢決め状態を維持したままで、水中施工ユニット７を吊り上げることができる。

本実施形態によれば、水中施工装置１は、水面上に浮かぶ作業台船２と、この作業台船２に設置される昇降用ウインチ６ａ、６ｂ（昇降装置）と、昇降用ウインチ６ａ、６ｂにより水中に吊り下げられる支持フレーム３１と、この支持フレーム３１に支持されて水中の被掘削物を掘削する水中ブレーカー３３（水中掘削装置）と、を含んで構成される。支持フレーム３１は、昇降用ウインチ６ａ、６ｂによる吊り部８３ａ、８３ｂを有する。水中施工装置１は、支持フレーム３１に対する吊り部８３ａ、８３ｂの位置を調整する吊り位置調整装置８０を備える。これにより、支持フレーム３１に対する水中ブレーカー３３の重心移動時に、支持フレーム３１に対する吊り部８３ａ、８３ｂの位置を調整することができるので、水中ブレーカー３３の重心が移動したままの状態で、水中施工ユニット７を昇降させることができる。

また本実施形態によれば、水中施工装置１は、支持フレーム３１に対して水中ブレーカー３３を変位させるスライドユニット４５、傾動ユニット４７、及び、昇降ユニット４８を更に備えることにより、支持フレーム３１の位置を保持したままで、水中ブレーカー３３の施工対象位置を変更することができる。

また本実施形態によれば、吊り位置調整装置８０は、スライドユニット４５、傾動ユニット４７、及び、昇降ユニット４８による水中ブレーカー３３の変位方向に吊り部８３ａ、８３ｂの位置を調整する。これにより、施工場所を移動すべく、左右の昇降用ウインチ６ａ、６ｂによりワイヤロープ２１ａ、２１ｂを介して水中施工ユニット７を吊り上げるときには、吊り位置調整装置８０により吊り荷のバランスが既に取られているので、直ちに水中施工ユニット７を吊り上げることができ、ひいては、施工を効率的に行うことができる。

また本実施形態によれば、支持フレーム３１は前後方向に延在し、吊り位置調整装置８０は、支持フレーム３１の幅方向両側部（左右両側部）にそれぞれ設けられて、左右両側部の吊り部８３ａ、８３ｂの位置を各別に調整する。これにより、横行ユニット４６により、支持フレーム３１に対して水中ブレーカー３３が左右方向に移動した場合であっても、この移動に応じて、吊り位置調整装置８０により、吊り荷のバランス調整を行うことができる。

また本実施形態によれば、吊り位置調整装置８０は、下端部（一端部）が支持フレーム３１に枢支されて伸縮可能な油圧シリンダ８１ａ、８１ｂ（伸縮シリンダ）と、油圧シリンダ８１ａ、８１ｂの上端部（他端部）に上端部（一端部）が枢支されて、下端部（他端部）が油圧シリンダ８１ａ、８１ｂの下端部に前後方向に並んで支持フレーム３１に枢支されるロッド８２ａ、８２ｂと、を含んで構成されており、吊り部８３ａ、８３ｂは、油圧シリンダ８１ａ、８１ｂの上端部及びロッド８２ａ、８２ｂの上端部に設けられる。これにより、比較的簡素な構成で、吊り部８３ａ、８３ｂの位置調整を行うことができる。

また本実施形態によれば、水中施工装置１は、作業台船２に設置されるパイプケーシング把握・駆動装置３と、このパイプケーシング把握・駆動装置３により把握されて水中に延出するパイプケーシング４と、支持フレーム３１に設けられてパイプケーシング把握・駆動装置３より下方のパイプケーシング４を把持可能な水中把持装置３２と、を更に備える。これにより、パイプケーシング４をガイドとして水中施工ユニット７の吊り下げを行うことができるので、水中施工ユニット７を施工場所に精度よく移動させることができる。また、水中ブレーカー３３による掘削時には、パイプケーシング４が反力受けとして機能するので、水中ブレーカー３３用の反力受けを別途設置する必要がなく、それゆえ、施工を効率的に行うことができる。

尚、水中施工装置１では、作業台船２から水中に延出したパイプケーシング４で掘削時に発生する反力を受けるため、掘削作業箇所がパイプケーシング４から離れるほど上記反力がより大きくなる。その場合水中施工ユニット７の水中把持装置３２に偏力が作用するため昇降用ウインチ６ａ、６ｂによる吊り上げ、吊り下げがスムーズにできない固縛状態に陥るおそれがある。この点、本実施形態では吊り位置調整装置８０を備えることにより、吊り位置を適時調整しながら吊り上げ、吊り下げを行うことで固縛状態を解くことができるので、正常な把持状態への復旧ができる。

また本実施形態において、吊り位置調整装置８０と支持フレーム３１との間に前述の横行ユニット４６と同様の構成を有する新たな横行ユニットを介装することで、支持フレーム３１に対して吊り位置調整装置８０を左右方向に移動させることができる。この場合には、例えば、横行ユニット４６の上下を新たな横行ユニットの前後に対応させて、新たな横行フレームを支持フレーム３１の上フレーム３１ａに取り付けた状態で、新たな横行ユニットを、横行ユニット４６と同様に構成すればよい。この場合には、横行ユニット４６が、本発明の「変位装置」に対応して、支持フレーム３１に対して水中ブレーカー３３を変位させる。また、新たな横行ユニットを有する吊り位置調整装置８０が、本発明の「吊り位置調整装置」に対応して、横行ユニット４６による水中ブレーカー３３の変位方向に左側吊り部８３ａ及び右側吊り部８３ｂの位置を調整する。

また本実施形態では、左右の昇降用ウインチ６ａ、６ｂより引き出されたワイヤロープ２１ａ、２１ｂについては、各々の端部がパイプケーシング把握・駆動装置３のベースフレームのブラケット２５ａ、２５ｂに固定されており、フックブロック２７ａ、２７ｂが、それぞれ、ワイヤロープ２１ａ、２１ｂの途中に設けられているが、ワイヤロープ２１ａ、２１ｂにおける荷揚げ用のフックの設置位置はこれに限らず、例えば、ワイヤロープ２１ａ、２１ｂの各々の端部を自由端として、各端部ごとに荷揚げ用のフックを設けてもよい。

また本実施形態では、水中施工ユニット７を吊り下げる昇降装置として、作業台船２に設置された昇降用ウインチ６ａ、６ｂを用いて説明したが、昇降装置はこれに限らず、例えば、昇降装置として、作業台船２に設置されたクレーン５を用いてもよい。また、昇降装置として、作業台船２以外の場所に設置された昇降用ウインチ又はクレーンを用いてもよい。

また本実施形態では、パイプケーシング４が円筒状であるが、パイプケーシング４の断面形状は円形に限らず、例えば矩形であってもよい。すなわち、パイプケーシング４は矩形筒状であってもよい。

また本実施形態では、水中掘削装置の一例として、被掘削物を打撃掘削する水中ブレーカー３３を用いて説明したが、被掘削物を掘削する水中掘削装置はこれに限らず、例えば、水中掘削装置として、切削ビットが配置されたドラムカッタ又はカッタヘッドを回転させつつ被掘削物を回転掘削する回転掘削装置や、アームの先端にバケットを有するショベルを用いてもよい。

また本実施形態では、被掘削物として水中の構造物１０を用いて説明したが、被掘削物はこれに限らず、例えば、被掘削物は、水中の地盤であってもよい。

１ 水中施工装置
２ 作業台船
２ａ、２ｂ 台船
３ パイプケーシング把握・駆動装置
４ パイプケーシング
５ クレーン
６ａ、６ｂ 昇降用ウインチ
７ 水中施工ユニット
８ 貫通孔
９ 張出部
１０ 構造物
１１ａ、１１ｂ 脚部
２１ａ、２１ｂ ワイヤロープ
２２ａ、２２ｂ 屈曲装置
２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ シーブ
２５ａ、２５ｂ ブラケット
２６ａ、２６ｂ 動滑車
２７ａ、２７ｂ フックブロック
３１ 支持フレーム
３１ａ 上フレーム
３１ｂ 下フレーム
３１ｃ 柱部材
３１ｄ ビーム部材
３１ｅ 空間
３２ 水中把持装置
３３ 水中ブレーカー（水中掘削装置）
３４ 油圧ユニット
３５ クランプ装置
３６ ブレーキ装置
３７ 扉部材
３８ ヒンジ機構
３９ 突出部
４１ａ、４１ｂ ブレーキシュー
４１ｃ、４１ｄ ヒンジ機構
４２ 締緩装置
４３ 締結部
４４ 油圧シリンダ
４５ スライドユニット
４６ 横行ユニット
４７ 傾動ユニット
４８ 昇降ユニット
５１ 油圧シリンダ
５２ スライドアーム
５３ 横行フレーム
５４ ヒンジ機構
５５ ガイド部
５６ 車輪
５７ 油圧シリンダ
６１ 上レール
６２ 下レール
６３ ポスト部材
６３ａ、６３ｂ 挟持部材
６４ 車軸
６５ 上車輪
６６ 下車輪
６７ 電動モータ
７１ 油圧シリンダ
７２、７３ プーリ
７４ カバー部材
７５ ブラケット
７６ ワイヤ
７７ ガイド部
７８ 油圧ブレーカー本体
７９ チゼル
８０ 吊り位置調整装置
８１ａ、８１ｂ 油圧シリンダ
８２ａ、８２ｂ ロッド
８３ａ、８３ｂ 吊り部
９１ 吊りビーム

Claims (6)

1. 水面上に浮かぶ作業台船と、
   この作業台船に設置される昇降装置と、
   この昇降装置により水中に吊り下げられる支持フレームと、
   この支持フレームに支持されて水中の被掘削物を掘削する水中掘削装置と、
   を含んで構成され、
   前記支持フレームは、前記昇降装置による吊り部を有し、
   前記支持フレームに対する前記吊り部の位置を調整する吊り位置調整装置を備えることを特徴とする水中施工装置。
2. 前記支持フレームに対して前記水中掘削装置を変位させる変位装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の水中施工装置。
3. 前記吊り位置調整装置は、前記変位装置による前記水中掘削装置の変位方向に前記吊り部の位置を調整することを特徴とする請求項２に記載の水中施工装置。
4. 前記支持フレームは前記変位方向に延在し、
   前記吊り位置調整装置は前記支持フレームの幅方向両側部にそれぞれ設けられて、当該両側部の前記吊り部の位置を各別に調整することを特徴とする請求項３に記載の水中施工装置。
5. 前記吊り位置調整装置は、一端部が前記支持フレームに枢支されて伸縮可能な伸縮シリンダと、この伸縮シリンダの他端部に一端部が枢支されて、他端部が前記伸縮シリンダの一端部に前記変位方向に並んで前記支持フレームに枢支されるロッドと、を含んで構成され、
   前記吊り部は、前記伸縮シリンダの他端部及び前記ロッドの一端部に設けられることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の水中施工装置。
6. 前記作業台船に設置されるパイプケーシング把握・駆動装置と、
   このパイプケーシング把握・駆動装置により把握されて水中に延出するパイプケーシングと、
   前記支持フレームに設けられて前記パイプケーシング把握・駆動装置より下方のパイプケーシングを把持可能な水中把持装置と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の水中施工装置。