JP6338322B2 - 土砂の投入方法 - Google Patents

Description

本発明は、土砂の投入方法に関するものである。

従来から、港湾工事の埋立、防波堤や護岸等の構造物の築造、浅場造成あるいは干潟造成等に係る土砂投入工に、トレミー管を用いた工法が採用されている（例えば、特許文献１）。図５に示されるように、トレミー管１０は、水底面ＧＬの近傍まで延びるようにして、例えば土運船１２等の作業船の船首部分に固定して用いられる管体であり、その頭頂部にはホッパー１４が設けられている。そして、土運船１２の船倉に積載された土砂２０を、クラムシェル１８等によってホッパー１４に投入することで、土砂２０は、トレミー管１０内を落下し、先端部（下端部）１６の開口から水底面ＧＬへと放出される。トレミー管１０内を土砂２０が落下する間は、土砂の落下経路がトレミー管１０によって画定され、土砂２０が周辺の水中に拡散しないことから、全開バージ（船体中央を前後に貫く回転軸を中心として、船体が二分割するように開扉することで、船倉に積載された積載材料を船底から水中へと大量に投下する形式の土運船）を用いた工法と比較して、投入予定地に効率よく土砂を投入することが可能である。又、土砂２０がトレミー管１０から放出され、水中を自由落下する距離が短いため、全開バージを用いた水面付近からの土砂投入と比較して、周辺水域の濁りの発生も抑えられる。

更に、内管と外管とを配した二重構造のトレミー管も開発されている。この二重トレミー管は、土砂投入時における水循環を内管と外管との間の空間に誘起して、トレミー管内の土砂の閉塞を防ぎ、トレミー管内の土砂の落下速度の制御と汚濁流出の低減とを企図したものである（例えば、特許文献２）。

特開２０００−６４２８５ 特開２００２−１２９５６８

以上の如く、従来から土砂投入工に広く用いられているトレミー管であるが、濁り抑制効果の更なる向上が求められている。しかも、過去に埋立用材料を得る目的等のため海底土砂を採取した掘り跡（浚渫窪地）が沿岸環境の悪化の一因となっており、近年では、浚渫窪地を埋め戻すことが検討されている。しかしながら、浚渫窪地の底部には無酸素・硫化物水隗が存在する可能性があり、浚渫窪地への土砂投入が、無酸素・硫化物水隗の拡散を引き起こすことも懸念される。そこで、このような場合にも、土砂投入に起因する水流の発生を可能な限り抑えるために、トレミー管を用いた工法は有効である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トレミー管を用いた土砂投入工において、周辺水域の濁りや流動の発生を、より効果的に抑えることにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）頭頂部から投入される土砂の落下経路を画定して下端部から放出する、トレミー管を具備する土砂の投入装置であって、前記トレミー管の下端部から所定高さまでの範囲が、該所定高さよりも上方の範囲の直径と同一径をなし、かつ、外力を受けて自在に変形する変形可能部として構成され、前記トレミー管の変形を確実に防ぐために必要とされる水底面からのトレミー管の下端部までの高さが、前記変形可能部の下端部からの高さを差し引いて設定され、前記トレミー管の下端部と土砂を投入する水底面との間に必要最小限の間隔を確保しつつ、水底面に対し接近させて土砂を投入する態様で使用される土砂の投入装置。

本項に記載の土砂の投入装置は、トレミー管が土砂の落下経路を画定するものであることから、トレミー管の頭頂部から投入される土砂が、飛散して濁りを発生することなく、トレミー管の下端部から水底面へと放出される。しかも、トレミー管の下端部から所定高さまでの範囲が、所定高さよりも上方の範囲の直径と同一径をなし、かつ、外力を受けて自在に変形する変形可能部として構成されていることから、作業船に固定して用いられるトレミー管が、作業船の揺れにつられて揺動し、トレミー管の下端部が水底面に衝突しても、トレミー管の下端部を構成する変形可能部が自在に変形して、破損を防ぐものである。
即ち、土砂の投入に際して、トレミー管の下端部の破損を考慮して、水底面とトレミー管下端部との間隔を十二分に確保した高さに、トレミー管の下端部の高さを設定する必要が無く、変形可能部の下端を、土砂を投入する水底面に対し、可能な限り接近させて土砂を投入するものである。

又、トレミー管の下端部を構成する変形可能部が投入された土砂によって閉塞・埋没したとしても、変形可能部が自在に変形することで、土砂からのトレミー管の引き抜きも容易となる。かかる観点からも、土砂の投入に際して、水底面とトレミー管下端部との間隔を十二分に確保した高さに、トレミー管の下端部の高さを設定する必要が無くなる。
トレミー管の下端部から放出される土砂は水底面に沿って広がる際に、周辺部の水を攪拌することによって、周辺水域の濁りや流動の発生を引き起こす原因となるが、上述のごとく、トレミー管の下端部を構成する変形可能部を、可能な限り水底面に接近させて土砂を投入することで、土砂による周辺部の水の攪拌を抑えるものである。

なお、本説明において、「トレミー管の下端部から所定高さまでの範囲」は、作業船の揺れにつられてトレミー管が揺動することで、トレミー管の下端部が水底面に衝突し得る、トレミー管の長さ方向の範囲を考慮して決定されるものである。又、「変形可能部の下端を、土砂を投入する水底面に対し、可能な限り接近させ」とは、トレミー管の下端部と水底面との間に、必要最小限の間隔を確保する意味である。必要最小限の間隔は、例えば、上述のごとき作業船の揺れの原因となる波高、施工現場の気象条件や、水底面の起伏等を考慮して、適宜設定するものである。
例えば、従来のトレミー管において、トレミー管の変形を確実に防ぐために、水底面上３ｍの高さにトレミー管の下端部を設定する必要がある場合に、本項の発明によれば、トレミー管の下端部から２ｍまでの範囲を変形可能部として構成し、変形可能部の下端を水底面上１ｍの高さに設定する等、トレミー管の下端部と水底面との間隔を小さするものである。この場合であっても、水底面と変形可能部下端との隙間１ｍと、変形可能部の長さ２ｍとで、トレミー管の変形を防ぐための、従来のトレミー管における水底面上３ｍの余裕が確保されるものである。

なお、トレミー管の変形可能部以外の部分は、従来のトレミー管と同様に壁面が連続した円筒鋼管により構成することが可能である。かかる、円筒鋼管を用いる場合には、トレミー管の内部を落下する土砂の流れが、トレミー管外部の環境（例えば潮流等）に影響を受けることなく、頭頂部から下端部に至るまでの土砂の落下経路が画定される。このため、トレミー管の頭頂部から投入される土砂が、トレミー管の外部に飛散して濁りを発生することなく、トレミー管の下端部から水底面へと放出されるものとなる。
又、本項に記載の変形可能部は、トレミー管の変形可能部以外の部分と一体構成であっても良く、別体構成であってもよい。一体構成である場合には、トレミー管の長さは、予め変形可能部を考慮して設定されるものであり、トレミー管の新製時に変形可能部も新製される。一方、別体構造の場合には、トレミー管の新製時のみならず、既存のトレミー管の下端部に、変形可能部が、既存のトレミー管を延長する態様で装着されるものである。

（２）上記（１）項において、前記変形可能部は、線状又は板状の複数の構成片が周方向に並べられて、前記複数の構成片の全体により、管状をなしている土砂の投入装置。
本項に記載の土砂の投入装置は、作業船の揺れにつられてトレミー管が揺動し、トレミー管の下端部が水底面に衝突しても、線状又は板状の複数の構成片が周方向に並べられて、複数の構成片の全体により管状をなしている変形可能部が、自在に変形する。即ち、複数の構成片のうち、水底面に衝突する部分のみが自在に変形して破損を防ぐと共に、変形可能部の管状を全体として維持する。このため、変形可能部が変形しても、投入される土砂の落下経路を画定するというトレミー管の機能を、頭頂部から下端部まで確保するものである。
そして、複数の構成片からなる変形可能部は、各構成片の間に形成される隙間から、土砂がトレミー管の周囲へと放出され得るものであるが、これら複数の構成片も土砂の落下経路を画定する機能を発揮し、大部分はトレミー管の下端部から放出され、土砂による周辺部の水の攪拌を抑えることとなる。

（３）上記（１）（２）項において、前記変形可能部は、外力を受けない状態では、前記構成片の可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重により、管状が維持される土砂の投入装置。
本項に記載の土砂の投入装置は、変形可能部が外力を受けない状態では、構成片の可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重により、管状が維持されることで、投入される土砂の落下経路を画定するというトレミー管の機能を、頭頂部から下端部にわたり担持するものである。一方、変形可能部が外力を受けた状態では、変形可能部の管状には変形を来たすこととなるが、構成片の可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重とのバランスにより、管状自体は維持されつつ、適宜、管の断面形状を柔軟に変形させるものである。

（４）上記（１）から（３）項において、前記変形可能部は、暖簾状又はブラシ状をなしている土砂の投入装置。
本項に記載の土砂の投入装置は、変形可能部が、線状又は板状の複数の構成片が周方向に並べられて、暖簾状又はブラシ状をなしていることにより、トレミー管の下端部が水底面に衝突しても、トレミー管の下端部を構成する変形可能部が自在に変形して、破損を防ぐものである。

（５）頭頂部から投入される土砂の落下経路を画定して下端部から放出する、トレミー管を用いた土砂の投入方法であって、前記トレミー管の下端部から所定高さの範囲を、該所定高さよりも上方の範囲の直径と同一径をなし、かつ、外力を受けて自在に変形する変形可能部として構成し、前記トレミー管の変形を確実に防ぐために必要とされる水底面からのトレミー管の下端部までの高さを、前記変形可能部の下端部からの高さを差し引いて設定し、
前記トレミー管の下端部と土砂を投入する水底面との間に必要最小限の間隔を確保しつつ、水底面に対し接近させて土砂を投入する土砂の投入方法（請求項１）。
（６）上記（５）項において、前記変形可能部を、線状又は板状の複数の構成片を周方向に並べて、前記複数の構成片の全体により、管状に構成する土砂の投入方法（請求項２）。
（７）上記（６）項において、前記変形可能部の管状を、外力を受けない状態では、前記構成片の可撓性、自重もしくは端部に設けられた錘の荷重によって、維持する土砂の投入方法（請求項３）。
（８）上記（５）から（７）項において、前記変形可能部を、暖簾状又はブラシ状に形成する土砂の投入方法（請求項４）。
そして、上記（４）から（８）項記載の土砂の投入方法は、上記（１）から（４）項記載の土砂の投入装置によって実行されることで、上記（１）から（４）項記載の土砂の投入装置と同様の作用が得られるものである。

（９）頭頂部から投入される土砂の落下経路を画定して下端部から放出する、トレミー管と、該トレミー管の下端部に該トレミー管の下端部を延長する態様で設けられる、外力を受けて変形可能な管状のカバーとを含み、前記トレミー管の変形を確実に防ぐために必要とされる水底面からのトレミー管の下端部までの高さが、前記カバーの下端部からの高さを差し引いて設定され、前記カバーの下端部と土砂を投入する水底面との間に必要最小限の間隔を確保しつつ、水底面に対し接近させて土砂を投入する態様で使用される土砂の投入装置。
本項に記載の土砂の投入装置は、上記（１）項記載の土砂の投入装置における、トレミー管の変形可能部の一態様として、トレミー管の変形可能部以外の部分と別体構成である場合を示したものである。すなわち、トレミー管の変形可能部が、本項におけるカバーによって構成されるものである。

（１０）上記（９）項において、前記カバーは、線状又は板状の複数の構成片が前記トレミー管の周方向に並べられて、前記複数の構成片の全体により、管状をなしている土砂の投入装置。
（１１）上記（１０）項において、前記カバーは、外力を受けない状態では、前記複数の構成片の可撓性、自重もしくは端部に設けられた錘の荷重によって、管状が維持される土砂の投入装置。
（１２）上記（９）から（１１）項において、前記カバーは、暖簾状又はブラシ状をなしている土砂の投入装置。
そして、上記（９）から（１２）項記載の土砂の投入装置は、上記（１）から（４）項記載の土砂の投入装置と同様の作用が得られるものである。

（１３）頭頂部から投入される土砂の落下経路を画定して下端部から放出する、トレミー管を用いた土砂の投入方法であって、前記トレミー管の下端部に、前記トレミー管の下端部を延長する態様で、該トレミー管と同一径をなし、かつ、外力を受けて自在に変形可能なカバーを固定し、前記トレミー管の変形を確実に防ぐために必要とされる水底面からのトレミー管の下端部までの高さを、前記カバーの下端部からの高さを差し引いて設定し、該カバーの下端部と土砂を投入する水底面との間に必要最小限の間隔を確保しつつ、水底面に対し接近させて土砂を投入する土砂の投入方法。
（１４）上記（１３）項において、前記カバーを、線状又は板状の複数の構成片を周方向に並べて、前記複数の構成片の全体により、管状に構成する土砂の投入方法。
（１５）上記（１４）項において、前記カバーの管状を、外力を受けない状態では、前記構成片の可撓性、自重もしくは端部に設けられた錘の荷重によって、維持する土砂の投入方法。
（１６）上記（１３）から（１５）項において、前記カバーを暖簾状又はブラシ状に形成する土砂の投入方法。
そして、上記（１３）から（１６）項記載の土砂の投入方法は、上記（９）から（１２）項記載の土砂の投入装置によって実行されることで、上記（９）から（１２）項記載の土砂の投入装置と同様の作用が得られるものである。

本発明はこのように構成したので、トレミー管を用いた土砂投入工において、周辺水域の濁りや流動の発生を、より効果的に抑えることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る土砂の投入装置の、要部模式図である。 図１に示されたトレミー管の下端部近傍を模式的に示した側面図であり、（ａ）〜（ｃ）は、トレミー管の下端部に装着されるカバーのバリエーションを示すものである。 本発明の効果を実証するための実験に用いられるカバーを示すものであり、（ａ）はチェーンにより構成されたカバー、（ｂ）はポリプロピレン繊維により構成されたカバー、（ｃ）は板ゴムにより構成されたカバーを示すものである。 図３に示されたカバーを備えるものと、カバーを備えないものとで、土砂投入実験を行った結果を示すものであり、（ａ）は、チェーンにより構成されたカバーを用いた場合の、濁度及び水平方向最大流速の変化を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）と測定点が異なるグラフ、（ｃ）は、（ａ）（ｂ）と同条件で、異なるカバー及びカバーを備えないものの濁度を比較したグラフ、（ｄ）は、（ｃ）と測定点が異なるグラフである。 従来のトレミー管を用いた土砂の投入装置の模式図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、投入装置及びトレミー管の全体構成は、図５に示された従来技術と同様であることから、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。

本発明の実施の形態に係る土砂の投入装置のトレミー管１０には、図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、トレミー管１０の下端部１６から所定高さＨまでの範囲が、外力を受けて自在に変形する変形可能部２２として構成されている。本実施の形態では、変形可能部２２は、鋼管であるトレミー管１０とは別体のカバーにより構成されている。

例えば、変形可能部としてのカバー２２は、図２（ａ）に示されるように、線状の構成片２２Ａが周方向に並べられて、複数の構成片２２Ａの全体により、管状をなしているものである。線状の構成片２２Ａとしては、金属製又は樹脂製のチェーン、バネ材等の金属製、可撓性を有する樹脂製又は自然素材からなるワイヤー、ロープ等を、縄暖簾状又はブラシ状に並べたものが用いられる。線状の構成片２２Ａは、一片づつトレミー管１０に固定しても良く、又、一端部を、弾性変形又は塑性変形可能な帯状の保持部材（図３（ｂ）の保持部材２４参照）に固定して、この保持部材をトレミー管１０に固定することとしても良い。更には、可撓性を有する一枚のプレートの一辺からその対向辺へ向けて複数の切れ目を形成し、この際、対向辺に一定幅の帯状部（図３（ｃ）の帯状部２６参照）を残して、この帯状部をトレミー管１０に固定することとしても良い。
そして、外力を受けない状態では、複数の構成片２２Ａの可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重により、カバー２２の管状が維持されるものである。

又、図２（ｂ）に示されるように、変形可能部としてのカバー２２を、板状の構成片２２Ｂを周方向に並べ、複数の構成片２２Ｂの全体により、管状をなすように構成しても良い。板状の構成片２２Ｂとしては、バネ材等の金属製又は可撓性を有する樹脂製のプレートを、暖簾状に並べたものが用いられる。板状の構成片２２Ｂは、一片づつトレミー管１０に固定しても良く、又、一端部を帯状の保持部材（図３（ｂ）の保持部材２４参照）に固定して、この保持部材をトレミー管１０に固定することとしても良い。更には、一枚のプレートの一辺からその対向辺へ向けて複数の切れ目（図３（ｃ）の切れ目２８参照）を形成し、この際、対向辺に一定幅の帯状部（図３（ｃ）の帯状部２６参照）を残して、この帯状部をトレミー管１０に固定することとしても良い。
そして、外力を受けない状態では、複数の構成片２２Ｂの可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重により、カバー２２の管状が維持されるものである。

一方、変形可能部としてのカバー２２として、図２（ｃ）に示されるように、一体のカバー２２Ｃを用いることとしてもよい。一体のカバー２２Ｃは、バネ材等の金属製又は可撓性を有する樹脂製であり、それ単体で管状をなしていても良く、一枚のプレートを巻いて管状に固定したものであっても良い。又、図示のごとく切れ目なく形成しても良く、上下対向辺に一定幅の帯状部を残して、上下方向中間部にのみ、図３（ｃ）の切れ目２８に類似の切れ目を形成することとしてもよい。そして、外力を受けない状態では、複数の構成片２２Ｂの可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重により、カバー２２の管状が維持されるものである。
なお、図２（ａ）〜（ｃ）のいずれのカバー２２も、トレミー管１０に固定する手法は、溶接、溶着、ボルト止め等、材質や形状に応じて、トレミー管１０の適切な場所に対して適切な固定方法が採用される。

さて、上記構成を有する本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。
本発明の実施の形態に係る土砂の投入装置は、トレミー管１０が土砂２０の落下経路を画定するものであることから、トレミー管１０の頭頂部に設けたホッパー１４から投入される土砂２０が、水中に飛散して濁りを発生することなく、トレミー管の下端部１６から水底面ＧＬへと放出されることとなる。しかも、トレミー管１０の下端部１６から所定高さＨまでの範囲が、所定高さＨよりも上方の範囲の直径と同一径をなし、かつ、外力を受けて自在に変形する変形可能部２２として構成されていることから、作業船１２に固定して用いられるトレミー管１０が、作業船１２の揺れにつられて揺動し、トレミー管１０の下端部１６が水底面ＧＬに衝突しても、トレミー管１０の下端部１６を構成する変形可能部２２が自在に変形して、破損を防ぐものである。
即ち、土砂２０の投入に際して、トレミー管１０の下端部１６の破損を考慮して、水底面ＧＬとトレミー管１０の下端部１６との間隔を十二分に確保した高さに、トレミー管１０の下端部１６の高さを設定する必要が無くなり、変形可能部２２の下端を、土砂２０を投入する水底面ＧＬに対し、可能な限り接近させて、土砂２０を投入することが可能となる。

又、トレミー管１０の下端部１６を構成する変形可能部２２が、投入された土砂２０によって閉塞・埋没したとしても、変形可能部２２が自在に変形することで、土砂２０からのトレミー管１０の引き抜きも容易となる。かかる観点からも、土砂２０の投入に際して、水底面ＧＬとトレミー管１０の下端部１６との間隔ｈｃを十二分に確保した高さに、トレミー管の下端部の高さを設定する必要が無くなる。
トレミー管１０の下端部１６から放出される土砂２０は水底面ＧＬに沿って広がる際に、周辺部の水を攪拌することによって、周辺水域の濁りや流動の発生を引き起こす原因となるが、本発明の実施の形態のごとく、トレミー管１０の下端部１６を構成する変形可能部２２を、可能な限り水底面ＧＬに接近させて土砂２０を投入することで、土砂２０による周辺部の水の攪拌を抑えることが可能となる。

なお、「トレミー管の下端部から所定高さまでの範囲」は、作業船１２の揺れにつられてトレミー管１０が揺動することで、トレミー管１０の下端部１６が水底面ＧＬに衝突し得る、トレミー管１０の長さ方向の範囲を考慮して決定されるものである。又、「変形可能部の下端を、土砂２０を投入する水底面ＧＬに対し、可能な限り接近させ」とは、トレミー管１０の下端部１６と水底面ＧＬとの間に、必要最小限の間隔ｈｃを確保する意味である。必要最小限の間隔ｈｃは、例えば、上述のごとき作業船１２の揺れの原因となる波高、施工現場の気象条件や、水底面ＧＬの起伏等を考慮して、適宜設定するものである。
例えば、従来のトレミー管１０において、トレミー管１０の変形を確実に防ぐために、水底面ＧＬ上３ｍの高さにトレミー管１０の下端部を設定する必要がある場合に、本発明の実施の形態によれば、トレミー管１０の下端部１６から（Ｈ＝）２ｍまでの範囲を変形可能部２２として構成し、変形可能部２２の下端を水底面ＧＬ上（ｈｃ＝）１ｍの高さに設定する等、トレミー管１０の下端部１６と水底面ＧＬとの間隔を小さするものである。すなわち、水底面ＧＬと変形可能部２２の下端との隙間１ｍと、変形可能部２２の長さ２ｍとで、トレミー管１０の変形を防ぐための、従来のトレミー管における水底面ＧＬ上に、３ｍの余裕が確保されるものである。

又、本発明の実施の形態に係る土砂２０の投入装置は、作業船１２の揺れにつられてトレミー管１０が揺動し、トレミー管１０の下端部１６が水底面ＧＬに衝突しても、線状又は板状の複数の構成片２２Ａ、２２Ｂが周方向に並べられて、複数の構成片２２Ａ、２２Ｂの全体により管状をなしている変形可能部２２が、自在に変形することが可能となる。即ち、複数の構成片２２Ａ、２２Ｂ又のうち、水底面ＧＬに衝突する部分のみが自在に変形して破損を防ぐと共に、変形可能部２２の管状を全体として維持する。このため、変形可能部２２が変形しても、投入される土砂２０の落下経路を画定するという機能を、トレミー管１０の頭頂部から下端部まで確保することができる。
そして、複数の構成片２２Ａ、２２Ｂからなる変形可能部２２の場合には、各構成片の間に形成される隙間から、土砂２０がトレミー管１０の周囲へと放出され得るものであるが、これら複数の構成片２２Ａ、２２Ｂも土砂２０の落下経路を画定する機能を発揮するものである。そして、大部分はトレミー管１０の下端部１６から放出されることとなり、複数の構成片２２Ａ、２２Ｂからなる変形可能部２２を備えないものと比較して、土砂２０による周辺部の水の攪拌を抑えることが可能となる。

又、一体のカバー２２Ｃにより構成される変形可能部２２についても、水底面ＧＬに衝突する部分のみが自在に変形して破損を防ぐと共に、変形可能部２２の管状を全体として維持するものであり、同様の作用効果を得ることが可能である。
すなわち、変形可能部２２が外力を受けない状態では、構成片２２Ａ、２２Ｂが周方向に並べられて、暖簾状又はブラシ状をなし、又は、一体のカバー２２Ｃにより構成され、これらの可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重により、管状が維持される。これにより、投入される土砂２０の落下経路を画定するというトレミー管１０の機能を、頭頂部から下端部にわたり担持することが可能である。一方、変形可能部２２が外力を受けた状態では、変形可能部２２の管状には変形を来たすこととなるが、構成片２２Ａ、２２Ｂ又は一体のカバー２２Ｃの可撓性、自重もしくは下端部に設けられた錘の荷重とのバランスにより、管状自体は維持されつつ、適宜、管の断面形状を柔軟に変形させることが可能である。

なお、トレミー管１０の変形可能部２２以外の部分は、従来のトレミー管１０と同様に壁面が連続した円筒鋼管により構成することが可能である。かかる、円筒鋼管を用いる場合には、トレミー管１０の内部を落下する土砂２０の流れが、トレミー管１０の外部の環境（例えば潮流等）に影響を受けることなく、頭頂部から下端部１６に至るまでの土砂２０の落下経路が画定される。このため、トレミー管１０の頭頂部から投入される土砂２０が、トレミー管１０の外部に飛散して濁りを発生することなく、トレミー管１０の下端部１６から水底面ＧＬへと確実に放出されるものとなる。
又、変形可能部２２は、トレミー管１０の変形可能部２２以外の部分と一体構成であっても良く、別体構成であってもよい。一体構成である場合には、トレミー管１０の長さは、予め変形可能部２２を考慮して設定されるものであり、トレミー管１０の新製時に変形可能部２２も新製される。一方、別体構造の場合には、トレミー管１０の新製時のみならず、既存のトレミー管１０の下端部に、変形可能部２２が、既存のトレミー管１０を延長する態様で装着されるものである。

図３には、本発明の効果についての実証実験に用いられるカバーが、図４には、本発明の効果についての実証実験の結果が示されている。
本実証実験では、浚渫粘性土を投入した施工事例を模擬して、１／４０スケール模型を用い、土砂投入によって発生する濁度（ＳＳ）及び水平方向最大流速（ｕ）を計測したものである。浚渫粘性土としては、カオリンが用いられる。

トレミー管模型の下端は、実験水槽の底面上（ｈｃ＝）７．５ｃｍ（実スケール換算３ｍ）に固定した。又、トレミー管模型の下にＨ＝５ｃｍ（実スケール換算２ｍ）のカバーを取り付けた。すなわち、実験水槽の底面上（ｈｃ＝）２．５ｃｍの高さにカバーの下端部が位置するように設定した。
又、カバーの模型は、線状の構成片からなるものとして、図３（ａ）に示されるチェーンと、図３（ｂ）に示されるポリプロピレン製繊維とを用いた。又、板状の複数の構成片からなるものとして、図３（ｃ）に示される板ゴムを用いた。

ここで、図３（ａ）のチェーンには、線形φ０．７ｍｍ、長外寸４．２ｍｍ、短外寸３．０ｍｍ、重さ１５．５ｇ／ｍ（実重量で２４．８ｋｇ／ｍ）の、鋼製マンテルチェーンを用いた。実換算では、トレミー管が直径２ｍの鉛直管である場合には、周長６．２８ｍ、チェーン幅０．１２ｍ、必要本数５２本、総重量２．５８ｔとなる。
又、図３（ｂ）のポリプロピレン繊維は、線形φ０．２ｍｍ（実寸法で８ｍｍ）である。
更に、図３（ｃ）の板ゴムには、厚み０．８ｍｍ（実寸法で３．２ｃｍ）、暖簾の幅１ｃｍ（実寸法で４０ｃｍ）のものを用いた。実換算で、板ゴムの比重を１．５とすると、周長６．２８ｍ、高さ２ｍで、総質量６００ｋｇとなる。
その他、実験水槽の仕様や詳細な設定条件については説明を省略するが、以下の実験は全て同一条件にて行われたものであり、各効果を比較する上で参考となるものである。

図４（ａ）は、トレミー管模型の軸心からの水平方向距離（Ｘ＝）６２．５ｃｍ（実スケール換算２５ｍ）における、濁度ＳＳ（ｍｇ/Ｌ）及び水平方向最大流速ｕ（ｃｍ/ｓ）を、時間経過と共に示したものである。このグラフからは、トレミー管模型の頭頂部より浚渫粘性土を投入し、約５０秒後にＳＳの値が増大し、これに呼応するようにして、ｕの値も増大していることが読み取れる。
又、図４（ｂ）は、トレミー管模型の軸心からの水平方向距離（Ｘ＝）１２５．０ｃｍ（実スケール換算５０ｍ）における、ＳＳ及びｕを、時間経過と共に示したものである。このグラフからは、トレミー管模型の頭頂部より浚渫粘性土を投入し、約１６０秒後にＳＳの値が増大し、ｕの値についても、わずかながら呼応するようにして、増大していることが読み取れる。

そして、図４（ａ）（ｂ）と同条件で、図３（ｂ）のポリプロピレン、図３（ｃ）の板ゴム、および、通常管すなわち図３（ａ）〜（ｃ）のカバーを装着していないトレミー管模型の下端部を、実験水槽の底面上（ｈｃ＝）２．５ｃｍ、７．５ｃｍに固定したものに対しても、実験水槽の底面からの高さＺｃｍにおけるＳＳ値を比較した。図４（ｃ）は、トレミー管模型の軸心からの水平方向距離（Ｘ＝）６２．５ｃｍにおける、濁度ＳＳ（ｍｇ/Ｌ）を比較したグラフである。又、図４（ｄ）は、トレミー管模型の軸心からの水平方向距離（Ｘ＝）１２５．０ｃｍにおける、濁度ＳＳ（ｍｇ/Ｌ）を比較したグラフである。
これらのグラフから、図３（ａ）〜（ｃ）のカバーを装着したトレミー管模型、すなわち、本発明の実施の形態を模した実験結果は、通常管の下端部を実験水槽の底面上（ｈｃ＝）２．５ｃｍに設置した場合よりは、ＳＳの値は増大するが、（ｈｃ＝）７．５ｃｍすなわち図３（ａ）〜（ｃ）のカバーを装着ないトレミー管模型との比較では、いずれもＳＳの値が低減されていることが、理解されるであろう。

なお、複数の構成片からなる変形可能部を構成する図３（ａ）〜（ｃ）のカバーは、各構成片の間に形成される隙間からも、浚渫粘性土がトレミー管の周囲へと放出される。しかしながら、これらのカバーも土砂２０の落下経路を画定する機能を発揮して、浚渫粘性土の大部分はトレミー管の下端部１６から放出され、複数の構成片を備えないものと比較して、土砂２０による周辺部の水の攪拌を抑えることができるものである。
又、上記実験において、図３（ａ）〜（ｃ）のカバーを装着することにより懸念される、カバーが揺動し続けることによる濁りの発生は、特に確認されなかった。

１０：トレミー管、１６：先端部、２２：カバー、 ２２Ａ、２２Ｂ：構成片、２２Ｃ：一体のカバー、ＧＬ：水底面

Claims (4)

1. 頭頂部から投入される土砂の落下経路を画定して下端部から放出する、トレミー管を用いた土砂の投入方法であって、
   前記トレミー管の下端部から所定高さの範囲を、該所定高さよりも上方の範囲の直径と同一径をなし、かつ、外力を受けて自在に変形する変形可能部として構成し、
   前記トレミー管の変形を確実に防ぐために必要とされる水底面からのトレミー管の下端部までの高さを、前記変形可能部の下端部からの高さを差し引いて設定し、
   前記トレミー管の下端部と土砂を投入する水底面との間に必要最小限の間隔を確保しつつ、水底面に対し接近させて土砂を投入することを特徴とする土砂の投入方法。
2. 前記変形可能部を、線状又は板状の複数の構成片を周方向に並べて、前記複数の構成片の全体により、管状に構成することを特徴とする請求項１記載の土砂の投入方法。
3. 前記変形可能部の管状を、外力を受けない状態では、前記構成片の可撓性、自重もしくは端部に設けられた錘の荷重によって、維持することを特徴とする請求項２記載の土砂の投入方法。
4. 前記変形可能部を、暖簾状又はブラシ状に形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の土砂の投入方法。

Images