JP6393003B1 - Press-fitting device and press-fitting method to submerged ground - Google Patents
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Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
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- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
Abstract
【課題】カウンターウエイトに頼ることなくケーシングを海底地盤に圧入する方法を提供する。
【解決手段】海底地盤へのケーシンング圧入方法では、ケーシング32内圧力制御装置を利用する。この圧力制御装置は、水中のケーシング32内に圧縮空気を送るポンプと、ケーシング32内の空気圧力を外部にガイドする水中排気管56と、この排気管を上げ下げする昇降手段を具備する。海底地盤にケーシング32を圧入する際には、ケーシング32内を圧縮空気で加圧することによってケーシング32内を完全排水するとともに、ケーシング下端を海底に突き当てる。続いて、完全排水されたケーシング32下端が海底に密着した状態で、排気管56を引上げる。これにより、ケーシング圧入方向に作用する水圧が支配的となり、この水圧を利用してケーシング32を海底地盤に圧入することができる。
【選択図】図13A method for press-fitting a casing into a seabed without relying on a counterweight is provided.
In a casing press-fitting method to seabed ground, a pressure control device in a casing 32 is used. The pressure control device includes a pump that sends compressed air into the underwater casing 32, an underwater exhaust pipe 56 that guides the air pressure in the casing 32 to the outside, and an elevating unit that raises and lowers the exhaust pipe. When the casing 32 is press-fitted into the seabed ground, the inside of the casing 32 is completely drained by pressurizing the inside of the casing 32 with compressed air, and the lower end of the casing is abutted against the seabed. Subsequently, the exhaust pipe 56 is pulled up with the bottom end of the completely drained casing 32 being in close contact with the seabed. Thereby, the water pressure acting in the casing press-fitting direction becomes dominant, and the casing 32 can be press-fitted into the seabed ground using this water pressure.
[Selection] Figure 13
Description
本発明は、海底、湖底、川底などの水底地盤の改良や水底環境の改善などの各種工事で利用可能な圧入装置、圧入方法、材料排出装置、材料排出方法、土砂取込方法に関するものであり、具体的には、海底地盤などの水底地盤にケーシングを圧入するための装置および方法、ケーシング内の材料を水中で排出する方法、水底地盤の土砂をケーシング内に取り込む方法に関するものである。 The present invention relates to a press-fitting device, a press-fitting method, a material discharge device, a material discharge method, and a sediment take-in method that can be used in various constructions such as improvement of the bottom of the seabed, lake bottom, river bottom, etc. Specifically, the present invention relates to an apparatus and a method for press-fitting a casing into a submarine ground such as a seabed ground, a method for discharging material in the casing in water, and a method for taking soil and sand from the submarine ground into the casing.
従来より、海底地盤の改良や海底環境の改善を目的として各種工事が実施されており、特許文献1には、そのような海底地盤の改良や海底環境の改善などに利用可能な技術が開示されている。図15は、特許文献1に開示された「海底地盤の掘削」、「掘削土砂の移動」、「掘削土砂の排出」の各工程を示している。 Conventionally, various constructions have been carried out for the purpose of improving the submarine ground and the seabed environment. Patent Document 1 discloses a technique that can be used for improving the seabed ground and the seabed environment. ing. FIG. 15 shows the steps of “seabed ground excavation”, “movement of excavated earth and sand”, and “discharge of excavated earth and sand” disclosed in Patent Document 1.
図15に示すとおり、特許文献1には、
(a) ケーシングを海底地盤に対して圧入するとともに、油圧駆動式のバケットで海底地盤を掘削し、
(b) 掘削した土砂をケーシング内に取り込んで、海中で別の場所まで移動させ、
(c) ケーシング内に取り込んだ掘削土砂を、任意の場所・任意のタイミングで、該ケーシングから海底地盤へ向けて排出する、
といった工程が開示されている。
As shown in FIG.
(a) While pressing the casing into the seabed ground, excavating the seabed ground with a hydraulically driven bucket,
(b) Take the excavated earth and sand into the casing and move it to another place in the sea.
(c) The excavated earth and sand taken in the casing is discharged from the casing toward the seabed ground at an arbitrary location and timing.
Such a process is disclosed.
特許文献1に開示の技術は、本願出願人によって提案されたものであり、これらの技術を、海底、湖底、川底などの水底地盤を対象とする各種工事に利用することが検討されている。具体的には、水底地盤へのケーシングの圧入、水底地盤の土砂のケーシング内への取り込み、ケーシング内の材料の水中での排出などを伴う工事において、特許文献1に開示された装置や方法を利用することが検討されている。 The techniques disclosed in Patent Document 1 have been proposed by the applicant of the present application, and it has been studied to use these techniques for various constructions for the bottom of the sea such as the seabed, lake bottom, and riverbed. Specifically, the apparatus and method disclosed in Patent Document 1 are used in construction involving press-fitting of a casing into the submarine ground, taking in earth and sand of the submarine ground into the casing, and discharging the material in the casing in water. Use is under consideration.
しかしながら、特許文献1をはじめとする従来技術には、次のような問題点があった。 However, the conventional techniques including Patent Document 1 have the following problems.
(ケーシングの圧入、ケーシング内への土砂取込に関する問題)
ケーシング内に水底の土砂を取り込むにあたっては、図15(a)に示すようにケーシングを水底地盤に圧入する必要があるが、従来技術では、ケーシングの圧入力を得るために、カウンターウエイト(重り)による押し込み荷重を利用する必要があった。
しかしながら、大荷重のカウンターウエイトに頼ってケーシングを圧入する場合には、施工機材が大掛かりになるほか、施工機材の製造コストが高くなり、また、その組立てが煩雑になるなどの問題があった。
(Problems related to press-fitting of casing and earth and sand intake into casing)
In order to take the sediment at the bottom of the water into the casing, it is necessary to press-fit the casing into the bottom of the ground as shown in FIG. 15 (a). In the prior art, in order to obtain the pressure input of the casing, a counterweight (weight) is used. It was necessary to use the indentation load due to.
However, when the casing is press-fit by relying on a heavy-weight counterweight, there are problems that the construction equipment becomes large, the manufacturing cost of the construction equipment becomes high, and the assembly becomes complicated.
(ケーシング内の材料排出に関する問題)
ケーシング内の材料を水中で排出する際、従来技術の場合では、当該材料を自重に任せて自然落下的に排出させていた。
しかしながら、ケーシング内の材料に粘性がある場合には、材料の排出に時間がかかるため、施工に時間がかかり、予定どおりに施工を進めることが難しいといった問題があった。
また上記のように粘性材料を排出する場合には、ケーシング内の材料がいつ落下するか予測できない状況下で、自然落下による材料の排出をひたすら待つほかなかった。そのため、材料排出に要する時間を予測することが難しく、予定どおりに施工を進めることができないという問題があった。
(Problems related to material discharge in the casing)
When the material in the casing is discharged in water, in the case of the prior art, the material is discharged in a natural fall while leaving the weight to its own weight.
However, when the material in the casing is viscous, it takes time to discharge the material, so that the construction takes time and it is difficult to proceed with the construction as scheduled.
Further, when the viscous material is discharged as described above, there is no choice but to wait for the material to be discharged due to natural fall in a situation where it cannot be predicted when the material in the casing will fall. Therefore, it was difficult to predict the time required for material discharge, and there was a problem that construction could not proceed as scheduled.
そこで、上述した課題に鑑み、本発明の目的は、カウンターウエイトに頼ることなくケーシングを水底地盤に圧入することを可能にする、圧入方法および圧入装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、カウンターウエイトに頼ることなく水底地盤の土砂をケーシング内に取り込むことを可能にする、土砂取込方法を提供することにある。
また本発明の他の目的は、ケーシング内の材料を水中で速やかに且つ確実に排出することを可能にする、材料排出方法を提供することにある。
Then, in view of the subject mentioned above, an object of the present invention is to provide a press-fitting method and a press-fitting device that make it possible to press-fit a casing into a water bottom ground without relying on a counterweight.
Another object of the present invention is to provide a method for taking in earth and sand that makes it possible to take in earth and sand from the bottom of the ground into the casing without relying on a counterweight.
Another object of the present invention is to provide a material discharge method that enables a material in a casing to be discharged quickly and reliably in water.
上記目的は、水底地盤にケーシングを圧入するための装置であって、
水中のケーシング内に圧縮空気を送るためのポンプと、
水中のケーシング内の空気圧力をケーシング外部にガイドするための排気路と、
前記排気路の排気口を上げ下げするための昇降手段と、を具備しており、
水中のケーシングに対する排気口の相対高さに応じて、ケーシング内の気圧が変動し、
水中で前記排気路の排気口を上昇させることで、水中のケーシング内で気圧が低下し、水圧によってケーシングが水底地盤に圧入される、ことを特徴とする水底地盤への圧入装置によって達成される。
The above object is a device for press-fitting a casing into a submerged ground,
A pump for sending compressed air into the underwater casing;
An exhaust passage for guiding the air pressure in the underwater casing to the outside of the casing;
Elevating means for raising and lowering the exhaust port of the exhaust path,
Depending on the relative height of the exhaust port with respect to the underwater casing, the air pressure in the casing varies,
It is achieved by a press-fitting device to the bottom ground, wherein the pressure in the casing underwater is lowered by raising the exhaust port of the exhaust passage in water, and the casing is pressed into the bottom ground by water pressure. .
また上記目的は、
水中のケーシング内に圧縮空気を送るためのポンプと、水中のケーシング内の空気圧力を外部にガイドするように設けられた排気路と、前記排気路の排気口を上げ下げするための昇降手段と、を具備するケーシング内圧力制御装置を使用して、水底地盤にケーシングを圧入する方法であって、
ケーシング内を圧縮空気で加圧することによってケーシング内への水の流入を妨げた状態で、ケーシングの下端を水底に当接させる工程と、
圧縮空気によりケーシング内への水の流入を妨げた状態で、且つ、ケーシングの下端が水底に当接した状態で、前記排気路の排気口を上昇させる工程と、
を含む水底地盤へのケーシング圧入方法によって達成される。
The above purpose is
A pump for sending compressed air into the underwater casing, an exhaust passage provided to guide the air pressure in the underwater casing to the outside, and an elevating means for raising and lowering the exhaust port of the exhaust passage; A method of press-fitting a casing into a water bottom ground using a pressure control device in the casing comprising:
A step of bringing the lower end of the casing into contact with the bottom of the water in a state in which the inflow of water into the casing is prevented by pressurizing the inside of the casing with compressed air;
A step of raising the exhaust port of the exhaust passage in a state where the inflow of water into the casing is prevented by compressed air and the lower end of the casing is in contact with the water bottom;
This is achieved by a method of press-fitting the casing into the submerged ground.
また上記目的は、
水中のケーシング内に圧縮空気を送るためのポンプと、水中のケーシング内の空気圧力を外部にガイドするように設けられた排気路と、前記排気路の排気口を上げ下げするための昇降手段と、を具備するケーシング内圧力制御装置を使用して、水底地盤の土砂をケーシング内に取り込む方法であって、
ケーシング内を圧縮空気で加圧することによってケーシング内への水の流入を妨げた状態で、ケーシングの下端を水底に当接させる工程と、
圧縮空気によりケーシング内への水の流入を妨げた状態で、且つ、ケーシングの下端が水底に当接した状態で、前記排気路の排気口を上昇させる工程と、
を含む水底地盤の土砂取込方法によって達成される。
The above purpose is
A pump for sending compressed air into the underwater casing, an exhaust passage provided to guide the air pressure in the underwater casing to the outside, and an elevating means for raising and lowering the exhaust port of the exhaust passage; Using a pressure control device in a casing comprising the following:
A step of bringing the lower end of the casing into contact with the bottom of the water in a state in which the inflow of water into the casing is prevented by pressurizing the inside of the casing with compressed air;
A step of raising the exhaust port of the exhaust passage in a state where the inflow of water into the casing is prevented by compressed air and the lower end of the casing is in contact with the water bottom;
It is achieved by the soil uptake method of submarine ground including.
また上記目的は、
水中のケーシング内に圧縮空気を送るポンプと、前記ケーシング内で上げ下げ可能に設けられた材料押出手段を用いてケーシング内の材料を水中で排出する方法であって、
材料を収容するケーシングを、水中の材料排出位置に位置決めする工程と、
圧縮空気によりケーシング内への水の流入を妨げた状態で、ケーシング内の材料を、ケーシング内の圧縮空気と材料押出手段により排出方向に押圧する工程と、
を含む水中での材料排出方法によって達成される。
The above purpose is
A method of discharging the material in the casing in water using a pump for sending compressed air into the casing in water, and a material pushing means provided so as to be able to be raised and lowered in the casing,
Positioning the casing containing the material at a material discharge position in water;
A step of pressing the material in the casing in the discharge direction by the compressed air in the casing and the material extruding means in a state in which the inflow of water into the casing is prevented by the compressed air;
This is achieved by a method for discharging material in water containing water.
上記材料排出方法で用いるケーシングは、該ケーシングの下端開口部を開閉可能なバケットを有している。そして、バケットが閉じた状態でケーシングにより、水底地盤に排出された材料を押し潰すようにしてもよい。 The casing used in the material discharging method has a bucket capable of opening and closing the lower end opening of the casing. And you may make it crush the material discharged | emitted by the casing in the state which the bucket closed.
本発明に係る装置および方法は、水底地盤の改良や水底環境の改善などの水上土木工事に応用することで優れた効果が達成される。 The apparatus and method according to the present invention can achieve excellent effects when applied to water engineering works such as improvement of water bottom ground and water bottom environment.
なお、本発明における「水底」の具体例としては、例えば、海底、川底、湖底が挙げられる。また、「水底地盤」の具体例としては、例えば、海底地盤、川底の地盤、湖底の地盤が挙げられる。また、「水」の具体例としては、例えば、海水、川の水、湖の水が挙げられる。 In addition, as a specific example of the “water bottom” in the present invention, for example, a sea bottom, a river bottom, and a lake bottom are exemplified. Further, specific examples of the “water bottom ground” include, for example, a sea bottom ground, a river bottom ground, and a lake bottom ground. Specific examples of “water” include seawater, river water, and lake water.
以下、水底の一例として海底を挙げ、また、水底地盤の一例として海底地盤を挙げる。 Hereinafter, the seabed is given as an example of the water bottom, and the seabed ground is given as an example of the water bottom ground.
本発明に係る圧入装置は、海底地盤にケーシングを圧入するための装置であって、
・水中のケーシング内に圧縮空気を送るためのポンプと、
・水中のケーシング内の空気圧力をケーシング外部にガイドするための排気路と、
・前記排気路の排気口を上げ下げするための昇降手段を具備している。
このような構成によれば、水中において、排気口をケーシングに対して相対的に上下させることで、排気口の相対高さに応じて、ケーシング内の気圧(圧縮空気の圧力)が変動するとともに、ケーシングに作用する水圧が変動する。
したがって、水中のケーシングに対して排気口を相対的に引き上げることで、ケーシング内の圧縮空気が外部に逃げる結果、水中のケーシング内で気圧が低下して負圧が発生する。その結果、ケーシングに作用する水圧が支配的となって、当該水圧によってケーシングが海底地盤に圧入される。すなわち、水中で排気路を上げ下げすることで、ケーシングに作用する水圧による圧入力を自在にコントロールすることができ、また、この水圧を利用してケーシングを海底地盤に対して確実に圧入することができる。
よって本発明によれば、海底地盤の土質にかかわらず、ケーシングを対象の海底地盤に対して簡単かつ確実に圧入することが可能になる。
The press-fitting device according to the present invention is a device for press-fitting a casing into the seabed ground,
A pump for sending compressed air into the underwater casing;
An exhaust path for guiding the air pressure in the underwater casing to the outside of the casing;
-Elevating means for raising and lowering the exhaust port of the exhaust path is provided.
According to such a configuration, the atmospheric pressure (compressed air pressure) in the casing varies in accordance with the relative height of the exhaust port by moving the exhaust port up and down relative to the casing in water. The water pressure acting on the casing varies.
Therefore, by pulling up the exhaust port relative to the underwater casing, the compressed air in the casing escapes to the outside. As a result, the atmospheric pressure is reduced and negative pressure is generated in the underwater casing. As a result, the water pressure acting on the casing becomes dominant, and the casing is pressed into the seabed ground by the water pressure. That is, by raising and lowering the exhaust passage in water, it is possible to freely control the pressure input due to the water pressure acting on the casing, and it is possible to reliably press the casing into the seabed ground using this water pressure. it can.
Therefore, according to the present invention, the casing can be easily and surely press-fitted into the target seabed ground regardless of the soil quality of the seabed ground.
また本発明に係る圧入方法では、はじめに、ケーシング内を圧縮空気で加圧することによってケーシング内への海水流入を妨げた状態を確保する。そしてこの状態で、ケーシングの下端(下端開口部)を海底に当接させる。続いて、圧縮空気によりケーシング内への海水流入を妨げた状態で、且つ、ケーシングの下端が海底に当接した状態で、(この状態から)排気路の排気口を上昇させる。
このような方法によれば、水中のケーシングに対する排気口の相対高さを、所定のタイミングで上げることで、ケーシングに作用する水圧(ケーシング圧入方向に作用する水圧)が支配的となり、この水圧を利用してケーシングを海底地盤に圧入することが可能になる。よって本発明によれば、海底地盤の土質にかかわらず(例えばカウンターウエイトだけでは圧入困難な粘性土であっても)、ケーシングを対象の海底地盤に対して簡単かつ確実に圧入することが可能になる。
また、本発明では、水圧を利用してケーシングを圧入するので、従来技術では不可欠であったカウンターウエイト(ケーシングを圧入するための大荷重の重り)が不要となる。したがって、施工機材が低コストで製造可能となり、また、施工機材の組み立てを簡略化できる。
In the press-fitting method according to the present invention, first, a state in which the inflow of seawater into the casing is prevented by pressurizing the inside of the casing with compressed air. In this state, the lower end (lower end opening) of the casing is brought into contact with the seabed. Subsequently, the exhaust port of the exhaust passage is raised (from this state) in a state in which seawater inflow into the casing is prevented by the compressed air and the lower end of the casing is in contact with the seabed.
According to such a method, by raising the relative height of the exhaust port with respect to the underwater casing at a predetermined timing, the water pressure acting on the casing (water pressure acting in the casing press-fitting direction) becomes dominant, and this water pressure is reduced. It becomes possible to press-fit the casing into the seabed ground. Therefore, according to the present invention, it is possible to easily and surely press the casing into the target submarine ground regardless of the soil quality of the submarine ground (for example, even viscous soil that is difficult to press with the counterweight alone). Become.
Further, in the present invention, since the casing is press-fitted using water pressure, a counterweight (a heavy load weight for press-fitting the casing) that is indispensable in the prior art becomes unnecessary. Therefore, construction equipment can be manufactured at low cost, and assembly of construction equipment can be simplified.
また、本発明に係る土砂取込方法によれば、水中のケーシングに対する排気路の相対高さを、所定のタイミングで上げることで、ケーシング内の圧縮空気が外部に排出されてケーシング内の気圧が低下するので、これに起因する負圧をケーシング内に発生させることができる。さらに、この負圧を利用してケーシング内に海底地盤の土砂を(吸い込むように)取り込むことが可能になる。よって本発明によれば、ケーシング内に負圧を発生させて、対象の海底地盤の土砂をケーシング内に簡単かつ確実に取り込むことが可能になる。 Further, according to the earth and sand taking-in method according to the present invention, the relative height of the exhaust passage with respect to the underwater casing is increased at a predetermined timing, whereby the compressed air in the casing is discharged to the outside, and the atmospheric pressure in the casing is increased. Since it falls, the negative pressure resulting from this can be generated in the casing. Furthermore, it becomes possible to take in the sediment of the seabed ground (as if it is sucked) into the casing by using this negative pressure. Therefore, according to the present invention, it is possible to generate a negative pressure in the casing and easily and reliably take in the earth and sand of the target seabed ground into the casing.
また、本発明に係る材料排出方法では、上げ下げ可能にケーシング内に設けられた材料押出手段とケーシング内の圧縮空気による二重の押し出し作用によって、ケーシング内の材料を確実に押し出すことが可能になる。すなわち、水中で排出する材料が、例えば粘性を有しているような場合でも、ケーシング内壁に対する粘着力に抗して、当該材料を二重の押し出し作用によって強制的に外部に排出することが可能となる。
また、このように材料を強制排出することで、ケーシング内の材料を速やかに排出することができる。その結果、(従来のようにケーシング内の材料を自重に任せて自然落下するのをひたすら待つ場合に比べて)1回の材料排出に要する時間を想定することが可能となり、施工スケジュールの組立が容易になり、また、スケジュールどおりに施工を進めることができる。
また、本発明に係る材料排出方法では、圧縮空気によりケーシング内への海水流入を妨げた状態で、ケーシング内の材料を水中で排出する。これにより、ケーシング内の材料に海水が混じるのを防止することができ、その結果、海水混入による材料の品質低下や変質を防止することができる。つまり、ケーシングから材料を排出するときに材料の品質低下や変質を防止できる。
また、材料排出時に、ケーシング内への海水流入を阻止することで、(流入する海水によって材料が洗われるような事態が生じないため)水質汚濁を防止することができ、漁場などの環境に配慮した施工を行うことが可能となる。
また例えば、「ケーシングの圧入 → ケーシング内の材料排出」、という一連のサイクルを繰り返す場合に、ケーシング内の排水の手間が省けて、効率的に当該サイクルを繰り返すことができる。したがって、これらの工程を要する施工を効率的に進めることができる。
また、次のサイクルを開始する際に、ケーシング内の海水を一気に排水することがないので、このような排水に起因する水質汚濁が発生することもない。したがって、環境に配慮した施工を行うことが可能となる。
Moreover, in the material discharge | emission method which concerns on this invention, it becomes possible to extrude the material in a casing reliably by the double extrusion action by the material extrusion means provided in the casing so that raising / lowering is possible and the compressed air in a casing. . That is, even when a material discharged in water has a viscosity, for example, the material can be forcibly discharged to the outside by a double pushing action against the adhesive force against the inner wall of the casing. It becomes.
Further, by forcibly discharging the material in this way, the material in the casing can be quickly discharged. As a result, it is possible to assume the time required to discharge the material once (compared to the case where the material in the casing is left under its own weight and waits for the natural fall as before), and the assembly of the construction schedule is possible. It becomes easy and construction can proceed according to the schedule.
Moreover, in the material discharge | emission method which concerns on this invention, the material in a casing is discharged | emitted in water in the state which prevented the seawater inflow into the casing with compressed air. Thereby, it can prevent that seawater mixes with the material in a casing, As a result, the quality fall and quality change of material by seawater mixing can be prevented. That is, it is possible to prevent the material from being deteriorated or altered when the material is discharged from the casing.
In addition, by preventing the inflow of seawater into the casing at the time of material discharge, it is possible to prevent water pollution (because there is no situation where the material is washed by the inflowing seawater), and consider the environment such as fishing grounds. It is possible to perform the construction.
Further, for example, when a series of cycles of “casing press-fitting → material discharge in the casing” is repeated, the cycle can be efficiently repeated without the trouble of drainage in the casing. Therefore, construction requiring these processes can be efficiently advanced.
Moreover, since the seawater in a casing is not drained at a time when starting the next cycle, the water pollution resulting from such drainage does not generate | occur | produce. Therefore, it becomes possible to perform construction in consideration of the environment.
また、本発明に係る材料排出方法では、ケーシング下端のバケットを閉じた状態で、該ケーシングにより、海底地盤に排出された材料を押し潰すようになっている。これにより、例えば浅場造成などの施工において、海底に排出された材料の天端高さを調整することが可能になる。 Moreover, in the material discharge | emission method which concerns on this invention, in the state which closed the bucket of the casing lower end, the material discharged | emitted by the casing is crushed by this casing. This makes it possible to adjust the top height of the material discharged to the seabed, for example, in construction such as shallow field construction.
また、本発明に係る材料排出方法では、圧縮空気によりケーシング内への海水流入を妨げた状態で、海底地盤に排出された材料をケーシングで押し潰す。
例えば、「ケーシングの圧入 → ケーシング内の材料排出 → 排出材料の押し潰し」、という一連のサイクルを繰り返す時に、ケーシング内の排水の手間が省けて、効率的に当該サイクルを繰り返すことができる。したがって、これらの工程を要する施工を効率的に進めることができる。
また、次のサイクルを開始する際に、ケーシング内の海水を一気に排水することがないので、このような排水に起因する水質汚濁が発生することもない。したがって、環境に配慮した施工を行うことが可能となる。
Moreover, in the material discharge | emission method which concerns on this invention, the material discharged | emitted by the seabed ground is crushed with a casing in the state which prevented the inflow of the seawater into the casing with compressed air.
For example, when repeating a series of cycles of “press fitting of casing → material discharge in casing → crushing discharged material”, the cycle can be efficiently repeated without the trouble of drainage in the casing. Therefore, construction requiring these processes can be efficiently advanced.
Moreover, since the seawater in a casing is not drained at a time when starting the next cycle, the water pollution resulting from such drainage does not generate | occur | produce. Therefore, it becomes possible to perform construction in consideration of the environment.
(作業船)
はじめに、図1〜図8に基づいて、本実施形態で一例として利用する作業船(地盤改良船)の構成について説明する。なお、本実施形態で例示する作業船は、本発明の実施に利用可能な作業機材の一例であり、本発明はこのような船体に代えて、陸上に用意した重機などを利用して実施することも可能である。
(Work ship)
First, based on FIGS. 1-8, the structure of the work ship (ground improvement ship) utilized as an example by this embodiment is demonstrated. Note that the work boat illustrated in this embodiment is an example of work equipment that can be used in the implementation of the present invention, and the present invention is implemented using heavy equipment prepared on land instead of such a hull. It is also possible.
本実施形態で利用する作業船1は、図1および図2に示すような外観を有しており、
また、図3〜図8の詳細図に示すとおり、主として、
・ アンカーワイヤー2を利用した作業船位置決めシステムと(図2参照)、
・ 作業船1の船首側に立設されたリーダ3と、
・ リーダ3に沿って昇降自在に設けられた掘削兼攪拌混合装置5と、
・ リーダ3に沿って昇降自在に設けられた埋め戻し材投入装置7と、
・ リーダ3の側面に設けられたガイドレールと、
・ このガイドレールに沿って昇降自在に設けられた材料投入用の昇降式バケット9と、
・ 改良材などを計量して昇降式バケット9に充填するための計量用ホッパー11と、
・ 施工に用いる改良材や埋め戻し材を収容する砂箱13(材料収容箱)と、
・ 砂箱内の改良材/埋め戻し材を計量用ホッパー11へ向けて搬送するベルトコンベアー15を有している。
The work boat 1 used in the present embodiment has an appearance as shown in FIG. 1 and FIG.
Moreover, as shown in the detailed views of FIGS.
・ Work ship positioning system using anchor wire 2 (see Fig. 2),
A leader 3 standing on the bow side of the work boat 1,
An excavating and stirring and mixing device 5 provided so as to be movable up and down along the leader 3;
A backfilling material input device 7 provided so as to be movable up and down along the reader 3;
A guide rail provided on the side of the reader 3;
A lifting and lowering bucket 9 for material charging provided so as to be movable up and down along the guide rail;
A weighing hopper 11 for weighing improvement materials and filling the lifting bucket 9;
A sand box 13 (material storage box) for storing improvement materials and backfill materials used for construction;
It has a belt conveyor 15 that conveys the improvement / backfill material in the sand box toward the weighing hopper 11.
なお、「改良材」の具体例としては、例えば、改質材、浄化材、不溶化材などが挙げられる。本実施形態では、改質材、浄化材、不溶化材などの総称として「改良材」の用語を用いる。埋め戻し材と改良材は同一材料で構成してもよい。 Specific examples of the “improving material” include a modifying material, a purifying material, an insolubilizing material, and the like. In the present embodiment, the term “improving material” is used as a general term for a modifying material, a purification material, an insolubilizing material, and the like. The backfill material and the improvement material may be composed of the same material.
また、作業船1は、前述した構成に加えて、掘削兼攪拌混合装置5が具備するケーシング内の圧力を制御するための装置である「ケーシング内圧力制御装置」を有している。ケーシング内圧力制御装置の詳細については後述する。このケーシング内圧力制御装置は、図12に示すように海底地盤にケーシングを圧入する際には「圧入装置」として機能し、また、図14に示すようにケーシング内の材料を水中で排出する際には「材料排出装置」として機能する。 In addition to the above-described configuration, the work boat 1 has a “casing pressure control device” that is a device for controlling the pressure in the casing included in the excavation and stirring and mixing device 5. Details of the casing internal pressure control device will be described later. This casing pressure control device functions as a “press fitting device” when the casing is pressed into the seabed ground as shown in FIG. 12, and when the material in the casing is discharged in water as shown in FIG. Functions as a “material discharger”.
以下、作業船の主要部の構成について詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the main part of the work boat will be described in detail.
(作業船位置決めシステム)
作業船位置決めシステムはGPSを用いた位置誘導画面と、図2に示すように、作業船1に固定されたウインチと、該ウインチに巻き取り・繰り出し可能に連結されたアンカーワイヤー2と、の組合せを複数セット含んで構成されている。アンカーワイヤー2が連結されたウインチは、例えば作業船の四隅近傍等に設けられている。
(Work ship positioning system)
The work ship positioning system is a combination of a position guidance screen using GPS, a winch fixed to the work ship 1 and an anchor wire 2 connected to the winch so as to be able to wind and unwind as shown in FIG. It is configured to include multiple sets. The winch to which the anchor wire 2 is connected is provided, for example, near the four corners of the work boat.
複数のアンカーワイヤー2の一又は二以上を選択的に操作することで、図2に示すように作業船1を海面上で任意の方向に移動させることができ、その結果、作業船1を施工現場の所望の位置に位置決めすることができる。 By selectively operating one or more of the plurality of anchor wires 2, the work ship 1 can be moved in any direction on the sea surface as shown in FIG. It can be positioned at a desired location in the field.
(掘削兼攪拌混合装置)
掘削兼攪拌混合装置5は、主として、所定位置の海底地盤を掘削する「掘削装置」としての機能と、掘削土砂と改良材とを攪拌混合する「攪拌混合装置」としての機能を兼ね備えた装置である。
(Drilling and stirring mixing device)
The excavation and stirring and mixing device 5 is a device that mainly has a function as an “excavating device” for excavating the seabed ground at a predetermined position and a function as an “agitation and mixing device” for stirring and mixing the excavated soil and the improved material. is there.
掘削兼攪拌混合装置5は、リーダ3に沿って昇降自在に設けられており、
図3、図4、図6、図7等に示すとおり、
・改良材をケーシング32内に導くための送給路である一対の材料供給管21と、
・材料供給管21に改良材を投入するための材料投入口23と、
・回転駆動装置であるオーガーモーター25と、
・材料供給管21およびロッド27の下端に設けられた掘削兼攪拌混合部29と、
・オーガーモーター25の動力を掘削兼攪拌混合部29内の掘削兼攪拌混合翼35に伝達するためのロッド27と、
を有している。
The excavating and stirring and mixing device 5 is provided so as to be movable up and down along the leader 3.
As shown in FIG. 3, FIG. 4, FIG. 6, FIG.
A pair of material supply pipes 21 that are feed paths for guiding the improved material into the casing 32;
A material inlet 23 for introducing an improved material into the material supply pipe 21;
An auger motor 25 which is a rotary drive device;
A drilling and stirring and mixing unit 29 provided at the lower ends of the material supply pipe 21 and the rod 27;
A rod 27 for transmitting the power of the auger motor 25 to the excavating and stirring mixing blade 35 in the excavating and stirring and mixing unit 29;
have.
材料供給管21および材料投入口23の組合せは、図7の正面図に示すとおり、掘削兼攪拌混合装置一台につき2セット設けられており、材料供給管21,21の間にロッド27が位置するように、一対の材料供給管21,21が間隔をあけて設けられている。各材料供給管21の上端側は材料投入口23に連通しており、また、その下端側は掘削兼攪拌混合部29のケーシング32内に連通している。 As shown in the front view of FIG. 7, two sets of the material supply pipe 21 and the material input port 23 are provided for one excavating and stirring and mixing apparatus, and the rod 27 is positioned between the material supply pipes 21 and 21. As shown, a pair of material supply pipes 21 and 21 are provided at an interval. The upper end side of each material supply pipe 21 communicates with the material input port 23, and the lower end side communicates with the inside of the casing 32 of the excavating and stirring and mixing unit 29.
また、材料供給管21は、ケーシング32内に圧縮空気を送るエアー流路(圧気用パイプ)としての役割も担っている。エアーポンプから、材料供給管21を介して、ケーシング32内に圧縮空気を送り込むことで、その空気圧によって、海中に水没した状態のケーシング32内から海水を排出することが可能であり、また、ケーシング32内から海水を排出した状態を維持することが可能である。 The material supply pipe 21 also serves as an air flow path (pressure pipe) for sending compressed air into the casing 32. By sending compressed air from the air pump into the casing 32 through the material supply pipe 21, seawater can be discharged from the casing 32 in a state of being submerged in the sea by the air pressure. It is possible to maintain a state in which seawater is discharged from the inside of the air.
オーガーモーター25から出力される回転動力は、一対の材料供給管21,21の間に位置するロッド27を介して(図7参照)、掘削兼攪拌混合部29のケーシング32内に設けられた掘削兼攪拌混合翼35に伝達される。 The rotational power output from the auger motor 25 is excavated in a casing 32 of the excavating and stirring and mixing unit 29 via a rod 27 located between the pair of material supply pipes 21 and 21 (see FIG. 7). It is transmitted to the cum stirring and mixing blade 35.
このオーガーモーター25は、図3(a)に示すとおりリーダ3に昇降自在に連結されており、また、その上端はワイヤーロープ26に連結されている。当該ワイヤーロープ26を上下方向で操作することでオーガーモーター25を含む掘削兼攪拌混合装置5の全体がリーダ3に沿って昇降する。 The auger motor 25 is connected to the reader 3 so as to be movable up and down as shown in FIG. 3 (a), and its upper end is connected to a wire rope 26. By operating the wire rope 26 in the vertical direction, the entire excavating and stirring and mixing apparatus 5 including the auger motor 25 moves up and down along the leader 3.
材料供給管21の下端に設けられた掘削兼攪拌混合部29は、
図6、図7、図8等に示すとおり、主として、
・開閉式のバケット31(掘削手段)を具備する密閉可能なケーシング32と、
・ケーシング32内で昇降可能に設けられた掘削兼攪拌混合翼35と、
を有している。
The excavation and stirring and mixing unit 29 provided at the lower end of the material supply pipe 21 is
As shown in FIG. 6, FIG. 7, FIG.
A sealable casing 32 with an openable bucket 31 (excavation means);
An excavating and stirring mixing blade 35 provided so as to be movable up and down in the casing 32;
have.
ケーシング32は、平面視略矩形の箱型容器状の構成部材(矩形ケーシング)であり、底部の開口部を開閉可能に構成されている。また、ケーシング32の天端は、該ケーシングの上から内部に海水が入り込まないように塞いである。また、ケーシング32の天端の上面側は、ケーシングより上に位置する海水による水圧を受ける水圧受け面として機能する。ケーシング32がその天端の水圧受け面で受ける水圧は、該ケーシングを海底の地盤に圧入する際の圧入力に利用される。 The casing 32 is a box-shaped container-shaped component (rectangular casing) having a substantially rectangular shape in plan view, and is configured to be able to open and close the opening at the bottom. The top end of the casing 32 is closed so that seawater does not enter the casing from above. Moreover, the upper surface side of the top end of the casing 32 functions as a water pressure receiving surface that receives water pressure from seawater located above the casing. The water pressure that the casing 32 receives at the top water pressure receiving surface is used for pressure input when the casing 32 is press-fitted into the seabed ground.
また、ケーシング32の上部には、一対の材料供給管21の下端が連結されており、材料投入口23から投入された改良材は該材料供給管21を介してケーシング32内にガイドされる。また、エアーポンプから圧送された圧縮エアーは材料供給管21を介してケーシング32内に送り込まれる。掘削兼攪拌混合部29が海水中に没している場合には、該圧縮エアーの圧力によって、ケーシング32内から海水を排出することができる。すなわち、空気圧によって海水が排出された空間をケーシング32内に確保することができる。 Further, the lower ends of the pair of material supply pipes 21 are connected to the upper part of the casing 32, and the improved material introduced from the material introduction port 23 is guided into the casing 32 through the material supply pipe 21. The compressed air sent from the air pump is sent into the casing 32 through the material supply pipe 21. When the excavating and stirring and mixing unit 29 is submerged in seawater, the seawater can be discharged from the casing 32 by the pressure of the compressed air. That is, a space in which seawater is discharged by air pressure can be secured in the casing 32.
オーガーモーター25に連結されたロッド27の下端は、ケーシング32内に設けられた掘削兼攪拌混合翼35に連結されている。掘削兼攪拌混合翼35は、ロッド27を介して伝達された動力によって回転駆動し、また図6及び図7に示すように、ケーシング32内で昇降可能に設けられている。 The lower end of the rod 27 connected to the auger motor 25 is connected to an excavating and stirring mixing blade 35 provided in the casing 32. The excavating / stirring mixing blade 35 is rotationally driven by the power transmitted through the rod 27 and is provided so as to be movable up and down in the casing 32 as shown in FIGS.
また、ケーシング32の先端(下端)には、開閉式のバケット31(掘削手段)が設けられている。ケーシング32とバケット31の組合せは、全体としてひとつのケーシングを構成しているともいえる。バケット31が開くことでケーシング32の底部が開口し、また、該バケット31が閉じることでケーシング32の底部が閉じて密閉される。つまり、バケット31は、海底地盤を掘削したり掘削土砂を取り込む掘削手段としての役割のほか、ケーシング32底部を開閉する蓋(ケーシング32の底部を密閉する蓋)としての役割を担っている。 An openable bucket 31 (excavating means) is provided at the tip (lower end) of the casing 32. It can be said that the combination of the casing 32 and the bucket 31 constitutes one casing as a whole. When the bucket 31 is opened, the bottom portion of the casing 32 is opened, and when the bucket 31 is closed, the bottom portion of the casing 32 is closed and sealed. That is, the bucket 31 plays a role as a lid that opens and closes the bottom of the casing 32 (a lid that seals the bottom of the casing 32) in addition to a role as a drilling means for excavating the seabed ground and taking in excavated earth and sand.
このようなバケット31(掘削手段)は、開閉動作の手段として例えば油圧シリンダを有している。
バケット31が開いた状態を図6(a)に示す。この状態では、ケーシング32の底部は開口している。
バケット31が開いた状態から閉じるときの動作を図6(b)および図8に示す。このときの一連の動作(開いた状態から閉じる動作)を通じて、その先端の掘削爪によって海底地盤が掘削されるとともに、バケット31の内側およびケーシング32内に掘削土砂を取り込むことができる。
バケット31と掘削兼攪拌混合翼35を併用して海底地盤を掘削している状態を図6(c)に示す。この掘削兼攪拌混合翼35を併用した掘削では、ケーシング32内の掘削兼攪拌混合翼35が一時的に下降し、ケーシング32底部の開口部から突き出た状態で海底地盤を回転掘削している。
バケット31が閉じた状態を図6(d)に示す。この状態では、ケーシング32底部は閉じて、該ケーシング32は密閉されている。ケーシング32内に掘削土砂を取り込んでからバケット31を閉じた場合には、該ケーシング32は密閉されて、該掘削土砂はケーシング32内に閉じ込められることになる。
Such a bucket 31 (excavation means) has, for example, a hydraulic cylinder as means for opening and closing operations.
A state where the bucket 31 is opened is shown in FIG. In this state, the bottom of the casing 32 is open.
The operation when the bucket 31 is closed from the opened state is shown in FIG. 6B and FIG. Through the series of operations at this time (the operation of closing from the open state), the seabed ground is excavated by the excavation claw at the tip, and excavated soil can be taken into the bucket 31 and the casing 32.
FIG. 6C shows a state where the bucket 31 and the excavating / stirring mixing blade 35 are used together to excavate the seabed ground. In the excavation using the excavating and mixing blades 35, the excavating and mixing blades 35 in the casing 32 are temporarily lowered, and the seabed ground is rotated and excavated in a state of protruding from the opening at the bottom of the casing 32.
A state in which the bucket 31 is closed is shown in FIG. In this state, the bottom of the casing 32 is closed and the casing 32 is sealed. When the excavated earth and sand is taken into the casing 32 and then the bucket 31 is closed, the casing 32 is sealed and the excavated earth and sand is confined in the casing 32.
掘削兼攪拌混合翼35(攪拌混合手段)は、図7に示すようにケーシング32内で昇降可能に設けられている。 The excavating and stirring mixing blade 35 (stirring and mixing means) is provided so as to be movable up and down in the casing 32 as shown in FIG.
上記構成の掘削兼攪拌混合翼35は、主として、
・バケット31(掘削手段)によってケーシング32内に取り込んだ掘削土砂、
・一対の材料供給管21,21を介してケーシング32内に投入された改良材、
を攪拌混合する役割を担っている。すなわち、掘削兼攪拌混合翼35は、掘削土砂や改良材を攪拌混合する際には、「攪拌混合手段」として機能する。
また図6(c)に示すように、必要に応じて、ケーシング32底部の開口部から突き出して、海底地盤を掘削するといった役割を担っている。すなわち、掘削兼攪拌混合翼35は、海底地盤を掘削する際には、「掘削手段」として機能する。
また図14に示すように、必要に応じて、ケーシング32内に収容されている材料(例えば掘削土砂と改良材を攪拌混合してなる改質土)を該ケーシングから強制的に押し出す役割を担っている。すなわち、掘削兼攪拌混合翼35は、ケーシング32内に収容されている材料を排出する際には、「材料押出手段」として機能する。
The excavating and stirring mixing blade 35 having the above-described configuration is mainly composed of
-Excavated earth and sand taken into the casing 32 by the bucket 31 (excavating means),
An improved material introduced into the casing 32 via a pair of material supply pipes 21 and 21;
Is responsible for stirring and mixing. In other words, the excavating and stirring mixing blade 35 functions as “stirring and mixing means” when stirring and mixing excavated earth and sand or improvement material.
Moreover, as shown in FIG.6 (c), it protrudes from the opening part of the casing 32 bottom part as needed, and bears the role of excavating a seabed ground. That is, the excavating and stirring mixing blade 35 functions as “excavating means” when excavating the seabed ground.
Further, as shown in FIG. 14, if necessary, it plays a role of forcibly extruding a material (for example, modified soil obtained by stirring and mixing excavated earth and improving material) contained in the casing 32 from the casing. ing. That is, the excavating and stirring mixing blade 35 functions as a “material extruding means” when discharging the material accommodated in the casing 32.
(ケーシング内圧力制御装置)
次に、図9に基づいて、前述した作業船が具備する「ケーシング内圧力制御装置」について説明する。このケーシング内圧力制御装置は、海底地盤にケーシングを圧入する際には「圧入装置」として機能し、また、ケーシング内の材料を水中で排出する際には「材料排出装置」として機能する。
(Inside casing pressure control device)
Next, based on FIG. 9, the “inside casing pressure control device” included in the above-described work boat will be described. This pressure control device in the casing functions as a “press-fitting device” when the casing is pressed into the seabed ground, and functions as a “material discharge device” when the material in the casing is discharged in water.
図9は、作業船が具備するケーシング内圧力制御装置を示す、概略構成図、側面図、正面図である。なお、システム構成の特徴を容易に理解できるように、図9(a)には、システム構成の要部のみを概略的に図示する。 FIG. 9 is a schematic configuration diagram, a side view, and a front view showing a pressure control device in a casing included in the work boat. In order to easily understand the characteristics of the system configuration, FIG. 9A schematically shows only the main part of the system configuration.
後述するとおり、本実施形態では、材料供給管21(圧気用パイプ)を介してケーシング32内に圧縮空気を送り込むことを特徴の一つとしている(図11Aの工程(a)を参照)。そして、本実施形態のケーシング内圧力制御装置は、ケーシング内の空気圧(ケーシング32内に送り込まれた圧縮空気の圧力)を制御する役割を担っている。 As will be described later, in this embodiment, one of the features is that compressed air is fed into the casing 32 through the material supply pipe 21 (pressure air pipe) (see step (a) in FIG. 11A). And the casing internal pressure control apparatus of this embodiment plays the role which controls the air pressure (pressure of the compressed air sent in in the casing 32) in a casing.
本実施形態のケーシング内圧力制御装置は、図9に示すとおり、主として、
・ケーシング32内に圧縮空気を送るためのエアーポンプ51と、
・ケーシング32内の空気圧を制御するための排気路53と、
・排気路53の先端排気口を水中で上げ下げするための昇降モーター55(昇降手段)を
具備している。
As shown in FIG. 9, the casing internal pressure control apparatus of the present embodiment mainly includes
An air pump 51 for sending compressed air into the casing 32;
An exhaust passage 53 for controlling the air pressure in the casing 32;
Elevator motor 55 (elevating means) for raising and lowering the exhaust outlet 53 of the exhaust path 53 in water is provided.
排気路53は、全体として、ケーシング32内の空気圧をケーシングの外部(海水中)にガイドするように設けられている。この排気路53は、水中排気管56と、排気バイパス管57と、排気ホース58と、水中排気管バルブ59を含んで構成されている。 As a whole, the exhaust path 53 is provided so as to guide the air pressure in the casing 32 to the outside of the casing (in seawater). The exhaust passage 53 includes an underwater exhaust pipe 56, an exhaust bypass pipe 57, an exhaust hose 58, and an underwater exhaust pipe valve 59.
水中排気管56の先端にある水中排気口60は、作業船を用いた施工時に海水中に水没した状態にあり、当該水中排気管56は、この状態で昇降モーター55によって上げ下げ可能に設けられている。水中排気管56の上下動の距離は特に限定されないが、例えば、ケーシング32の上端と下端の深度範囲内の距離で水中排気口60を上下動(縦方向の移動が)できるように、水中排気管56の長さやと昇降モーター55などを設定する。 The underwater exhaust port 60 at the tip of the underwater exhaust pipe 56 is in a state of being submerged in seawater during construction using a work boat, and the underwater exhaust pipe 56 is provided so as to be raised and lowered by the lifting motor 55 in this state. Yes. The vertical movement distance of the submerged exhaust pipe 56 is not particularly limited. For example, the submerged exhaust port 60 can be moved vertically (moved in the vertical direction) at a distance within the depth range of the upper end and the lower end of the casing 32. The length of the pipe 56 and the lifting motor 55 are set.
排気バイパス管57は、ケーシング32内の空気圧(圧縮空気)をケーシング外部の水中排気管56にガイドする役割を担っている。排気バイパス管57の一端はケーシング32内(天端)に接続され、他端は、水中排気管バルブ59と排気ホース58を介して水中排気管56に接続されている。 The exhaust bypass pipe 57 plays a role of guiding the air pressure (compressed air) in the casing 32 to the underwater exhaust pipe 56 outside the casing. One end of the exhaust bypass pipe 57 is connected to the inside of the casing 32 (top end), and the other end is connected to the underwater exhaust pipe 56 via the underwater exhaust pipe valve 59 and the exhaust hose 58.
排気ホース58は、可撓性の耐圧耐水ホースで構成されており、その一端は水中排気管バルブ59に接続され、他端は水中排気管56に接続されている。なお、水中排気管56が上下動する際には、排気ホース58はその動きに追従するので、水中排気管56の動作によって両者の接続が外れることはない。 The exhaust hose 58 is composed of a flexible pressure-resistant water-resistant hose, one end of which is connected to the underwater exhaust pipe valve 59 and the other end is connected to the underwater exhaust pipe 56. When the underwater exhaust pipe 56 moves up and down, the exhaust hose 58 follows the movement, so that the connection between the two is not disconnected by the operation of the underwater exhaust pipe 56.
上記構成において、エアーポンプ51からケーシング32内に送り込まれた圧縮空気は、ケーシング内に収容されて、その空気圧によって海水をケーシング外に押し出す。 In the above configuration, the compressed air sent from the air pump 51 into the casing 32 is accommodated in the casing and pushes seawater out of the casing by the air pressure.
また、ケーシング32内に収容された圧縮空気は、排気バイパス管57によってガイドされ、更に、水中排気管バルブ59と排気ホース58を介して、水中排気管56にガイドされる。したがって、水中排気管バルブ59が開いている状況下で、エアーポンプ51から圧縮空気が圧送されている間は、ケーシング32内の圧縮空気は排気路53によってガイドされて、水中排気口60から水中へ排気され続ける。 The compressed air accommodated in the casing 32 is guided by the exhaust bypass pipe 57 and further guided by the underwater exhaust pipe 56 via the underwater exhaust pipe valve 59 and the exhaust hose 58. Therefore, while the underwater exhaust pipe valve 59 is open and the compressed air is being pumped from the air pump 51, the compressed air in the casing 32 is guided by the exhaust passage 53 and is submerged from the underwater exhaust port 60. Continue to be exhausted.
(ケーシング内圧力制御装置の機能作用)
次に、図10に基づいて、ケーシング内圧力制御装置の機能作用の概要について説明する。
図10は、ケーシング内圧力制御装置の機能作用を示す図である。
(Functional action of pressure control device in casing)
Next, based on FIG. 10, the outline of the functional action of the casing internal pressure control device will be described.
FIG. 10 is a diagram illustrating the functional operation of the casing internal pressure control device.
図10に示すように、ケーシング32下端位置の深度に水中排気口60を位置決めした水中排気管56を、昇降モーター55によって上昇させると、これに連動して(上昇する水中排気口60に追従するように)、ケーシング内水位も上昇する。逆に、ケーシング上端位置の深度に水中排気口60を位置決めした水中排気管56を、昇降モーター55によって下降させると、これに連動して(下降する水中排気口60に追従するように)、ケーシング内水位も下降する。すなわち、水中排気口60(水中排気管56)の上下動に連動して、ケーシング内水位が上下動する。 As shown in FIG. 10, when the underwater exhaust pipe 56 in which the underwater exhaust port 60 is positioned at the depth of the lower end position of the casing 32 is raised by the elevating motor 55, it interlocks with this (follows the rising underwater exhaust port 60. The water level in the casing also rises. Conversely, when the underwater exhaust pipe 56 having the underwater exhaust port 60 positioned at the depth of the upper end position of the casing is lowered by the lifting motor 55, the casing is interlocked with this (so as to follow the descending underwater exhaust port 60). The internal water level also falls. That is, the water level in the casing moves up and down in conjunction with the vertical movement of the underwater exhaust port 60 (underwater exhaust pipe 56).
このように、(ケーシング内に通ずる)排気路の排気口60を水中で上げ下げすることで、水中のケーシング32に対する排気口60の相対高さに応じて、ケーシング内の空気圧が変動するので、ケーシング内圧力の制御が簡単である。また、このような機能を簡単な装置構成で実現することができる。 Thus, by raising and lowering the exhaust port 60 of the exhaust passage (which communicates with the casing) in water, the air pressure in the casing varies depending on the relative height of the exhaust port 60 with respect to the underwater casing 32. Control of internal pressure is easy. Further, such a function can be realized with a simple device configuration.
また、ケーシング内に送り込んだ圧縮空気の圧力によって、ケーシング内への海水流入を簡単に妨げることができる。また、ケーシング内にすでに海水が進入している場合には、その空気圧によって、ケーシング内の海水をケーシング外に排出する(空気圧によって押し出す)ことができる。したがって、水中排気口60(水中排気管56)を上げ下げするだけで、ケーシング内水位を精度よくコントロールすることができ、また、必要なときに簡単にケーシング内を排水することができる。ケーシング内水位をコントロールする際、水中排気口60を上下動させる幅は、ケーシング32の上端と下端の深度範囲内である。 Moreover, seawater inflow into the casing can be easily prevented by the pressure of the compressed air sent into the casing. Further, when seawater has already entered the casing, the seawater in the casing can be discharged out of the casing (extruded by the air pressure) by the air pressure. Therefore, the water level in the casing can be accurately controlled only by raising and lowering the underwater exhaust port 60 (underwater exhaust pipe 56), and the inside of the casing can be easily drained when necessary. When controlling the water level in the casing, the width by which the submerged exhaust port 60 is moved up and down is within the depth range of the upper end and the lower end of the casing 32.
なお、後述する各方法において、ケーシング内の排水には、エアーポンプ51からの圧気を利用する。また、後述するケーシングの圧入およびケーシングへの土砂取込には、ケーシングを圧入する力が必要であるところ、この圧入力には、水中排気管56を引上げた際に発生する水頭差(水底地盤から水中排気管先端までの距離)による負圧を利用する。この場合、最大水深分の圧力差が利用できる。 In each method to be described later, the pressure air from the air pump 51 is used for drainage in the casing. Further, in order to press-fit the casing and take in earth and sand to the casing described later, a force for press-fitting the casing is required. For this pressure input, a water head difference (water bottom ground) generated when the underwater exhaust pipe 56 is pulled up is used. To the underwater exhaust pipe tip). In this case, the pressure difference for the maximum water depth can be used.
(埋め戻し材投入装置)
埋め戻し材投入装置7は、図3に示すようにリーダ3に沿って昇降自在に設けられており、掘削兼攪拌混合装置5(掘削手段)による掘削で生じた掘削孔に、埋め戻し材を投入する役割を担っている。
(Backfill material input device)
As shown in FIG. 3, the backfilling material charging device 7 is provided so as to be movable up and down along the leader 3, and the backfilling material is placed in the excavation hole generated by the excavation and stirring and mixing device 5 (excavation means). It plays the role of input.
この埋め戻し材投入装置7は、図3(c)、図5に示すように、
・埋め戻し材をガイドする略パイプ状のシュート41と、
・シュート41内に改良材を投入するための埋め戻し材投入口43と、
・リーダ3に対してスライド可能に設けられたシュート振れ止め金物45と(図3(c))、
を有している。
As shown in FIGS. 3 (c) and 5, this backfilling material charging device 7 is
A substantially pipe-like chute 41 for guiding the backfill material;
A backfill material inlet 43 for introducing the improved material into the chute 41;
A chute steadying hardware 45 slidably provided with respect to the reader 3 (FIG. 3 (c)),
have.
シュート41の上端側はワイヤーロープ46に連結されている。当該ワイヤーロープ46を上下方向で操作することでシュート41を含む埋め戻し材投入装置7の全体がリーダ3に沿って昇降する。そのときシュート41が振れないように、シュート振れ止め金物45がリーダ3によってガイドされる。 The upper end side of the chute 41 is connected to the wire rope 46. By operating the wire rope 46 in the vertical direction, the entire backfilling material charging device 7 including the chute 41 moves up and down along the leader 3. At that time, the chute steadying hardware 45 is guided by the reader 3 so that the chute 41 does not shake.
シュート41の下端側は、図5に示すように正面視で拡径しており、また、その上端側は略Y字状に分岐している。略Y字状に分岐したシュート41上端のそれぞれに、埋め戻し材投入口43が設けられている。 As shown in FIG. 5, the lower end side of the chute 41 is enlarged in diameter when viewed from the front, and the upper end side is branched in a substantially Y shape. A backfill material inlet 43 is provided at each of the upper ends of the chutes 41 branched in a substantially Y shape.
上記構成の埋め戻し材投入装置7は、掘削兼攪拌混合装置5による掘削で生じた海底の掘削孔に、シュート41を介して埋め戻し材を投入し、該埋め戻し材で掘削孔を埋め戻す、といった機能・作用を発揮する。 The backfilling material charging device 7 having the above-described configuration inputs the backfilling material through the chute 41 into the seabed excavation hole generated by the excavation and mixing device 5 and backfills the excavation hole with the backfilling material. Exhibit the function and action.
(昇降式バケット)
図3に示すように、作業船1の船首側にリーダ3が立設されており、このリーダ3の側面に設けられたガイドレールに沿って、改良材や埋め戻し材などの材料投入用の昇降式バケット9が昇降する。この昇降式バケット9は、掘削兼攪拌混合装置5の材料投入口23に改良材を投入する役割を担うとともに、埋め戻し材投入装置7の埋め戻し材投入口43に埋め戻し材(改良材)を投入する役割を担う。
(Lifting bucket)
As shown in FIG. 3, a leader 3 is erected on the bow side of the work boat 1, and is used for charging materials such as an improved material and a backfill material along a guide rail provided on the side surface of the leader 3. The elevating bucket 9 moves up and down. The elevating bucket 9 plays a role of supplying an improved material to the material input port 23 of the excavating and stirring and mixing device 5 and a backfill material (improved material) to the backfill material input port 43 of the backfill material input device 7. To play a role.
昇降式バケット9への改良材/埋め戻し材の充填は、計量ホッパー11を介して行われる。作業船1に設けられた砂箱13には改良材/埋め戻し材が収容されており、ベルトコンベアー15を介して計量ホッパー11へ搬送される。 The raising / lowering bucket 9 is filled with the improvement material / backfill material via the weighing hopper 11. The sand box 13 provided in the work boat 1 contains the improvement / backfill material and is conveyed to the weighing hopper 11 via the belt conveyor 15.
(海底地盤を対象とする工事の一例)
次に、前述した特徴を具備する作業船を用いた、海底地盤の改良や海底環境の改善の施工方法の具体例として、潜堤築造および浅場造成について説明する。なお、本実施形態では、施工に用いる改良材および埋め戻し材の具体例として、改質材を挙げる。
(Example of construction for seabed ground)
Next, as a specific example of the construction method for improving the seabed ground and the seabed environment using the work boat having the above-described features, a submerged dike construction and a shallow place construction will be described. In addition, in this embodiment, a modifier is mentioned as a specific example of the improvement material and backfill material used for construction.
図11A、図11Bに基づいて、施工手順を具体的に説明する。
なお、次に述べる工程a〜mは、図11Aおよび図11Bに示す工程(a)〜(m)に対応している。
The construction procedure will be specifically described based on FIGS. 11A and 11B.
Steps a to m described below correspond to steps (a) to (m) shown in FIGS. 11A and 11B.
工程a
材料供給管21を介してケーシング32内に圧縮空気を送り込んで、該ケーシング内の海水を完全に排水し、ケーシング内を空洞にする。すなわち、空気圧によりケーシング32内に海水の無い空間を確保する。以後、空気圧の押し出し作用によってケーシング32内に海水が流れ込まない完全排水状態が保持される。
Step a
Compressed air is sent into the casing 32 through the material supply pipe 21, and the seawater in the casing is completely drained to make the inside of the casing hollow. That is, a space without seawater is secured in the casing 32 by air pressure. Thereafter, a completely drained state in which seawater does not flow into the casing 32 by the push-out action of the air pressure is maintained.
工程b
材料供給管21の下端に固設されたケーシング32を、バケット31を開いた状態で、所定位置の海底地盤に突き当てる。
Step b
A casing 32 fixed to the lower end of the material supply pipe 21 is abutted against the seabed ground at a predetermined position with the bucket 31 opened.
工程c
ケーシング32を海底地盤に突き当た状態で、該ケーシングを地盤に圧入する。ケーシングの圧入原理については、図12、図13との関係で後述する。
なお、ケーシング圧入の際には、必要に応じて掘削兼攪拌混合翼35を下げて掘削補助として使用する。すなわち、掘削兼攪拌混合翼35をケーシング32底部の開口部から突き出し、回転駆動させる。
Process c
With the casing 32 abutting against the seabed ground, the casing is pressed into the ground. The principle of press-fitting the casing will be described later in relation to FIGS.
When the casing is press-fitted, the excavating and stirring mixing blade 35 is lowered as necessary to use as excavation assistance. That is, the excavating and stirring mixing blade 35 is protruded from the opening at the bottom of the casing 32 and is driven to rotate.
工程d
ケーシング32の先端にあるバケット31(掘削手段)の開閉を繰り返し、掘削土砂をケーシング32内に取り込む。なお、工程a以降、ケーシング32内は圧縮空気によって加圧され続けて完全排水状態が維持されているので、該ケーシング32内に海水が水圧で流れ込むことはない。以後も同様である。
Step d
Opening and closing of the bucket 31 (excavating means) at the tip of the casing 32 is repeated, and the excavated earth and sand are taken into the casing 32. In addition, since the inside of the casing 32 is continuously pressurized by compressed air and the completely drained state is maintained after the step a, seawater does not flow into the casing 32 due to water pressure. The same applies thereafter.
工程e
必要量の掘削土砂をケーシング32内に取り込んだら、該ケーシング先端のバケット31(掘削手段)を閉じる。これによりケーシング32が密閉され、ケーシング32内に取り込んだ掘削土砂がケーシング周囲の海水から隔離される。
Process e
When a necessary amount of excavated earth and sand is taken into the casing 32, the bucket 31 (excavating means) at the tip of the casing is closed. As a result, the casing 32 is sealed, and the excavated earth and sand taken into the casing 32 is isolated from the seawater around the casing.
工程f
ケーシング32底部(バケット31)を閉じたまま掘削兼攪拌混合部29の全体を引き抜き、所定量の改質材を材料供給管21を介してケーシング32内に投入する。そして、ケーシング32内の掘削兼攪拌混合翼35を回転させつつ、ケーシング32内で上下動させて、「ケーシング32内に取り込んだ掘削土砂」と「ケーシング32内に投入した改質材」とを攪拌混合する。これらをケーシング32内で攪拌混合することで、揚土することなくその場で、すなわち水中のケーシング32内で「改質土」が製造される。
Process f
With the bottom of the casing 32 (bucket 31) closed, the entire excavation and stirring and mixing unit 29 is pulled out, and a predetermined amount of modifier is introduced into the casing 32 through the material supply pipe 21. Then, while rotating the excavating and stirring and mixing blade 35 in the casing 32, the excavating and mixing blades 35 are moved up and down in the casing 32, so that “the excavated earth and sand taken into the casing 32” and “the reforming material introduced into the casing 32”. Stir and mix. By stirring and mixing them in the casing 32, “reformed soil” is produced in situ, that is, in the casing 32 in water, without being pumped up.
工程g
掘削兼攪拌混合部29(ケーシング32)を引き抜いた後にできた掘削孔を埋め戻すため、アンカーワイヤー2を利用して操船し、埋め戻し材投入装置7のシュート41下端を、掘削孔の真上に位置決めする。
Process g
In order to backfill the excavation hole formed after the excavation and stirring and mixing unit 29 (casing 32) is pulled out, the anchor wire 2 is used to operate the ship, and the lower end of the chute 41 of the backfilling material charging device 7 is directly above the excavation hole. Position to.
工程h
埋め戻し材投入装置7のシュート41を所定位置まで下げ、該シュートを介して改質材を掘削孔に投入する。
Process h
The chute 41 of the backfilling material charging device 7 is lowered to a predetermined position, and the modifying material is charged into the excavation hole through the chute.
工程i
アンカーワイヤーを利用して操船し、掘削孔に投入された改質材位置に、再びケーシング32下端を合わせる。ケーシング32下端のバケット31は閉じた状態とする。
Step i
The ship is maneuvered using the anchor wire, and the lower end of the casing 32 is again aligned with the position of the reformer introduced into the excavation hole. The bucket 31 at the lower end of the casing 32 is in a closed state.
工程j
ケーシング32を下げ、その下端のバケット31で、掘削孔に投入された改質材を圧縮して締め固め、支持力の増強を図る。
Step j
The casing 32 is lowered, and the reforming material thrown into the excavation hole is compressed and compacted by the bucket 31 at the lower end of the casing 32 to increase the supporting force.
工程k
掘削孔に投入された改質材高さが、所定深度(在来地盤高さ)になるまで、上記工程g〜jを繰り返す。
Process k
The above-described steps g to j are repeated until the height of the modified material introduced into the excavation hole reaches a predetermined depth (conventional ground height).
工程l
上記工程fで攪拌混合して得た改質土(取り込んだ掘削土砂と投入した改質材とを攪拌混合して得た材料)を、掘削孔を埋めている改質材の真上で排出する。
なお、ケーシング32から改質土を排出する原理については、図14との関係で後述する。
Process l
The modified soil obtained by stirring and mixing in the above step f (the material obtained by stirring and mixing the taken excavated earth and the introduced modifying material) is discharged directly above the modifying material filling the drilling hole. To do.
The principle of discharging the modified soil from the casing 32 will be described later in relation to FIG.
工程m
以上の工程を経て、改質土による潜堤築造または浅場造成が完了する。
築造された潜堤、造成された浅場は、図11Bの工程(m)に示すとおり、掘削孔を埋める改質材(締め固められた改質材)と、その上に覆い被さるように設けられた改質土と、で構成される。改質土は、原位置の掘削土砂を有効活用して海水中(海水が排出されたケーシング32内)で製造された材料である。
Process m
Through the above steps, the construction of submerged dike or shallow ground using the modified soil is completed.
The constructed submerged dike and the constructed shallow ground are provided so as to cover the top of the reforming material (consolidated reforming material) that fills the excavation hole, as shown in step (m) of FIG. 11B. And modified soil. The modified soil is a material produced in seawater (inside the casing 32 from which the seawater has been discharged) by effectively utilizing the original excavated soil.
(海底地盤へのケーシング圧入方法/海底地盤の土砂取込方法)
次に、図11Aの工程(b)(c)におけるケーシング圧入方法について、図12および図13に基づいて更に具体的に説明する。
なお、図12(b)(c)は、図11Aの工程(b)(c)に対応する工程図であって、ケーシング圧入原理を示す図である。
また、図13(b)(c1)(c2)は、図11Aの工程(b)(c)に対応する工程図であって、ケーシング圧入原理を更に詳細に示す図である。
(Method of press-fitting casing into submarine ground / Method of taking up sediment from submarine ground)
Next, the casing press-fitting method in steps (b) and (c) of FIG. 11A will be described more specifically based on FIGS.
12 (b) and 12 (c) are process diagrams corresponding to the processes (b) and (c) of FIG. 11A and showing the principle of casing press-fitting.
FIGS. 13 (b), (c1), and (c2) are process diagrams corresponding to the processes (b) and (c) of FIG. 11A, and show the casing press-fitting principle in more detail.
本実施形態では、前述したケーシング内圧力制御装置(圧入装置)を使用して、海底地盤の所定位置にケーシングを圧入する。海底地盤の土質は特に限定されないが、例えば粘性土の地盤にケーシングを圧入することが可能である。
具体的な圧入方法は次のとおりである。
In the present embodiment, the casing is press-fitted into a predetermined position of the seabed ground using the above-described casing pressure control device (press-fitting device). The soil quality of the seabed ground is not particularly limited. For example, it is possible to press-fit the casing into the clay soil ground.
The specific press-fitting method is as follows.
ケーシング32の圧入にあたっては、予め、ケーシング下端位置の深度に、ケーシング内圧力制御装置の水中排気口60を位置決めする。これにより、ケーシング内水位が、水中排気口60の深度に追従し、ケーシング下端位置まで下がる。その結果、ケーシング内が圧縮空気で満たされ、その圧縮空気の加圧力によって、ケーシング内への海水流入が妨げられる。つまり、ケーシング下端と水中排気口60の深度を水中で揃えることで、ケーシング32内が完全排水された状態となる。なお、ケーシング32内の容量を超える過剰な圧縮空気は、図12に示すように、水中排気管を56を介して水中排気口60から水中に排気される。 In press-fitting the casing 32, the submerged exhaust port 60 of the pressure control device in the casing is positioned in advance at the depth of the lower end position of the casing. Thereby, the water level in a casing follows the depth of the underwater exhaust port 60, and falls to a casing lower end position. As a result, the inside of the casing is filled with compressed air, and the pressure of the compressed air prevents seawater from flowing into the casing. That is, the casing 32 is completely drained by aligning the depth of the lower end of the casing and the underwater exhaust port 60 underwater. Excess compressed air exceeding the capacity in the casing 32 is exhausted into the water from the underwater exhaust port 60 through the underwater exhaust pipe 56 as shown in FIG.
このようにケーシング32内への海水流入が妨げられた状態が確保されたら、続いて、図12(b)に示すようにケーシング下端を海底に突き当てて密着させる。これにより、ケーシング32の下開口部が、海底地盤(粘性土)によって隙間なく塞がれた様な状態に至る。
図12(b)は、圧縮空気で満たされたケーシング32の下端を、バケット31を開けた状態で海底地盤に対し隙間なくぴったりと突き当てた状態を示している。この状態では、図13(b)に示すように、ケーシング32に作用する水圧および土圧とケーシング内気圧が均衡している。
When the state in which the inflow of seawater into the casing 32 is thus prevented is secured, the lower end of the casing is then brought into contact with the seabed as shown in FIG. Thereby, the lower opening part of the casing 32 will be in the state where it was block | closed by the seabed ground (cohesive soil) without gap.
FIG. 12 (b) shows a state where the lower end of the casing 32 filled with compressed air is exactly abutted against the seabed ground with the bucket 31 opened with no gap. In this state, as shown in FIG. 13 (b), the water pressure and earth pressure acting on the casing 32 and the casing internal pressure are balanced.
次に、圧縮空気によりケーシング32内への海水流入を妨げた状態で、且つ、ケーシング32の下端が海底に当接した状態(ケーシング32の下開口部が海底地盤によって塞がれたような状態)で、水中排気管56を引き上げて水中排気口60を上昇させる。つまり、ケーシング32に対して水中排気口60を相対的に上昇させる。すると、図13(c1)に示すように、ケーシング32内の圧縮空気が水中排気管56を介してケーシング外に排出され、その結果、ケーシング32内の気圧が低下して、ケーシング内に負圧が発生する。その結果、ケーシング32に作用する水圧および土圧とケーシング内気圧の均衡が崩れて、ケーシング32に作用する水圧が支配的となる。すなわち、図13(c1)に示すように水中排気管56を引き上げることでケーシング内の気圧が急激に低下し、その結果、ケーシング32に作用する水圧が圧入力となってケーシング32が圧入方向に押し進められる。 Next, in a state in which the seawater is prevented from flowing into the casing 32 by the compressed air, and the lower end of the casing 32 is in contact with the seabed (a state in which the lower opening of the casing 32 is blocked by the seabed ground). ), The underwater exhaust pipe 56 is pulled up to raise the underwater exhaust port 60. That is, the underwater exhaust port 60 is raised relative to the casing 32. Then, as shown in FIG. 13 (c1), the compressed air in the casing 32 is discharged to the outside of the casing through the underwater exhaust pipe 56. As a result, the air pressure in the casing 32 is reduced, and a negative pressure is generated in the casing. Will occur. As a result, the balance between the water pressure and earth pressure acting on the casing 32 and the air pressure inside the casing is lost, and the water pressure acting on the casing 32 becomes dominant. That is, as shown in FIG. 13 (c1), by pulling up the underwater exhaust pipe 56, the air pressure in the casing rapidly decreases, and as a result, the water pressure acting on the casing 32 becomes a pressure input and the casing 32 moves in the press-fitting direction. Pushed forward.
したがって、ケーシング内圧力制御装置を利用し、図12(c)に示すように水中排気管56を引き上げることで、水圧を利用してケーシングを対象地盤に圧入することが可能となる。このケーシング圧入方法において、ケーシング内に発生する負圧およびケーシングに作用する水圧(圧入力)は、図13(c2)に示すように、最大で水深分の圧力を与えることが可能である。 Therefore, by using the casing internal pressure control device and pulling up the underwater exhaust pipe 56 as shown in FIG. 12 (c), the casing can be press-fitted into the target ground using the water pressure. In this casing press-fitting method, the negative pressure generated in the casing and the water pressure (pressure input) acting on the casing can provide a maximum water depth as shown in FIG. 13 (c2).
このようにしてケーシング32を地盤に圧入することができれば、ケーシング内に相対的に海底地盤が入り込むため、当該ケーシング内に海底地盤の土砂を取り込むことが可能となる。したがって、ケーシング内圧力制御装置は、海底地盤にケーシングを圧入する方法で利用することが可能であり、また、海底地盤の土砂をケーシング内に取り込む方法で利用することも可能である。 If the casing 32 can be press-fitted into the ground in this way, the seabed ground relatively enters the casing, so that the sediment of the seabed ground can be taken into the casing. Therefore, the casing internal pressure control device can be used by a method of press-fitting the casing into the seabed ground, and can also be used by a method of taking the earth and sand of the seabed ground into the casing.
(水中での材料排出方法)
次に、図11Bの工程(l)(m)における材料排出方法について、図14に基づいて具体的に説明する。
なお、図14(l)(m)は、図11Bの工程(l)(m)に対応する工程図であって、材料排出原理を示す図である。
(Material discharge method in water)
Next, the material discharging method in the steps (l) and (m) of FIG. 11B will be specifically described based on FIG.
14 (l) (m) is a process diagram corresponding to the process (l) (m) in FIG. 11B and shows the principle of material discharge.
本実施形態では、前述したケーシング内圧力制御装置(材料排出装置)を使用して、材料である改質土をケーシングから排出する。
具体的な材料排出方法は次のとおりである。
In the present embodiment, the above-described casing pressure control device (material discharge device) is used to discharge the modified soil as the material from the casing.
The specific material discharge method is as follows.
はじめに、材料である改質土を収容しているケーシング32を、水中の改質土排出位置(例えば掘削孔を埋めている改質材の真上)に位置決めする。ケーシングが収容している改質土は、前記工程fで攪拌混合して得た改質土(掘削土砂と改質材とを攪拌混合したもの)である。 First, the casing 32 containing the modified soil as a material is positioned at a modified soil discharge position in water (for example, directly above the modified material filling the excavation hole). The modified soil contained in the casing is the modified soil obtained by stirring and mixing in the step f (the mixed soil of excavated soil and modifying material).
このとき、ケーシング内圧力制御装置の水中排気口60は、ケーシング32下端位置の深度に位置決めされている。したがって、ケーシング32内が圧縮空気で満たされ、その圧縮空気の加圧力によって、ケーシング32内への海水流入が妨げられている。つまり、ケーシング32の下端と水中排気口60の深度が揃うことで、ケーシング内が完全排水された状態となっている。以後も、この排水状態が継続する。 At this time, the underwater exhaust port 60 of the casing internal pressure control device is positioned at the depth of the lower end position of the casing 32. Therefore, the inside of the casing 32 is filled with compressed air, and the inflow of seawater into the casing 32 is hindered by the pressure of the compressed air. In other words, the depth of the lower end of the casing 32 and the depth of the underwater exhaust port 60 are aligned, so that the casing is completely drained. Thereafter, this drainage state continues.
続いて図14(l)に示すように、圧縮空気によりケーシング32内への海水流入を妨げた状態で、ケーシング下端のバケット31を開放する。なお、本実施形態でケーシング32内に収容している改質土は、粘性のある掘削土砂と改質材を攪拌混合したものである。したがって、ケーシング32内の改質土は粘性を有しており、ケーシング32の内壁に粘着していることが想定される。 Subsequently, as shown in FIG. 14 (l), the bucket 31 at the lower end of the casing is opened in a state where the inflow of seawater into the casing 32 is blocked by the compressed air. In addition, the modified soil accommodated in the casing 32 in this embodiment is a mixture obtained by stirring and mixing viscous excavated soil and modifying material. Therefore, it is assumed that the modified soil in the casing 32 is viscous and sticks to the inner wall of the casing 32.
そこで本実施形態では、ケーシング32内の改質土を、ケーシング内の圧縮空気で排出方向に押圧するとともに、図14(m)に示すように、掘削兼攪拌混合翼35(材料押出手段)をケーシング32内で下降させて改質土を排出方向に機械的に押圧する。これにより、ケーシング32内の改質土は、圧縮空気と掘削兼攪拌混合翼の二重の押し出し作用を受けて、ケーシング下端から強制的に排出される。 Therefore, in the present embodiment, the modified soil in the casing 32 is pressed in the discharge direction with the compressed air in the casing, and as shown in FIG. 14 (m), the excavating and stirring mixing blade 35 (material pushing means) is provided. The modified soil is lowered in the casing 32 and mechanically pressed in the discharge direction. As a result, the modified soil in the casing 32 is subjected to a double pushing action of the compressed air and the excavating / stirring mixing blade, and is forcibly discharged from the lower end of the casing.
そして、ケーシング32内の改質土がすべて排出されたら、ケーシング下端のバケット31を再び閉じて、その状態で図14(n)に示すようにケーシングにより地盤上に排出された改質土を押し潰す。 When all the reformed soil in the casing 32 is discharged, the bucket 31 at the lower end of the casing is closed again, and the reformed soil discharged onto the ground by the casing is pushed in this state as shown in FIG. Crush.
(むすび)
最後に、上述した実施形態は、特許請求の範囲に記載した本発明の例示であって、本発明の形態は必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、上述した実施形態では、海底地盤の改良や海底環境の改善の施工方法の具体例として、「潜堤築造」や「浅場造成」を具体例として挙げたが、これらは、海底地盤の改良や海底環境の改善の施工方法の例示であって、本発明の技術的範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。
(Musubi)
Finally, the above-described embodiment is an exemplification of the present invention described in the claims, and the form of the present invention is not necessarily limited thereto. That is, in the above-described embodiment, “submarine dike” and “shallow ground” are given as specific examples of construction methods for improving the seabed ground and the seafloor environment, but these are improvements in the seabed ground. It is an illustration of a construction method for improving the seafloor environment, and the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments.
また、上述した実施形態で例示した作業船は、本発明の実施に利用可能な作業機材の一例であり、本発明はこのような船体なしでも実施することが可能である。すなわち、上述した実施形態では船体を利用していたが、これに代えて、例えば陸上に用意した移動式重機に、圧入装置やケーシング内圧力制御装置などの必要機材を取り付けて、陸上から海底地盤の改良や海底環境の改善などの各種工事を実施することも可能である。また、このような陸上に用意した重機を利用して施工を行う場合には、当該重機を護岸や桟橋などに設置して海底に向けてケーシングの圧入などの作業を行うことも可能である。 The work boat illustrated in the above-described embodiment is an example of work equipment that can be used for carrying out the present invention, and the present invention can be carried out without such a hull. That is, in the above-described embodiment, the hull is used, but instead of this, for example, necessary equipment such as a press-fitting device and a pressure control device in the casing is attached to a mobile heavy machine prepared on land, and the submarine ground from the land. It is also possible to carry out various constructions such as improving the seabed and the seabed environment. In addition, when construction is performed using such heavy equipment prepared on land, it is possible to install the heavy equipment on a revetment or a pier and perform operations such as press-fitting casings toward the seabed.
また、本発明の用途は、海底地盤の改良に限定されるものではなく、川底の地盤改良や、湖底の地盤改良にも利用可能である。 In addition, the application of the present invention is not limited to the improvement of the seabed ground, but can also be used to improve the ground of the riverbed and the ground of the lakebed.
1 作業船(地盤改良船)
2 アンカーワイヤー
3 リーダ
5 掘削兼攪拌混合装置
7 埋め戻し材投入装置
9 昇降式バケット
11 計量用ホッパー
13 砂箱(材料収容箱)
15 ベルトコンベアー
21 材料供給管(材料送給路/流路/圧気用パイプ)
23 材料投入口(材料投入口)
25 オーガーモーター(回転駆動装置)
26 ワイヤーロープ
27 ロッド
29 掘削兼攪拌混合部(攪拌混合手段)
31 バケット(掘削手段)
32 ケーシング
35 掘削兼攪拌混合翼(掘削手段/攪拌混合手段/材料押出手段)
41 シュート
43 埋め戻し材投入口(材料投入口)
45 シュート振れ止め金物
46 ワイヤーロープ
51 エアーポンプ
53 排気路
55 昇降モーター(昇降手段)
56 水中排気管
57 排気バイパス管
58 排気ホース
59 水中排気管バルブ
60 水中排気口
1 Work ship (ground improvement ship)
2 Anchor wire 3 Leader 5 Excavation and stirring mixing device 7 Backfill material input device 9 Lifting bucket 11 Weighing hopper 13 Sand box (material storage box)
15 Belt conveyor 21 Material supply pipe (material feed path / flow path / pipe for pressurized air)
23 Material input (material input)
25 Auger motor (rotary drive)
26 Wire rope 27 Rod 29 Excavation and stirring mixing section (stirring mixing means)
31 bucket (drilling means)
32 Casing 35 Excavation / Agitation Mixing Blade (Excavation Means / Agitation Mixing Means / Material Extrusion Means)
41 Chute 43 Backfill material input (material input)
45 Chute steady rest metal 46 Wire rope 51 Air pump 53 Exhaust passage 55 Lifting motor (lifting means)
56 Underwater exhaust pipe 57 Exhaust bypass pipe 58 Exhaust hose 59 Underwater exhaust pipe valve 60 Underwater exhaust port
Claims (5)
水中のケーシング内の空気圧力を外部にガイドするように設けられた排気路と、
前記排気路の排気口を上げ下げするための昇降手段と、
を具備するケーシング内圧力制御装置を使用して、水底地盤にケーシングを圧入する方法であって、
ケーシング内を圧縮空気で加圧することによってケーシング内への水の流入を妨げた状態で、ケーシングの下端開口部が水底地盤によって塞がれた様な状態に至るように該ケーシングの下端を水底に当接させる工程と、
圧縮空気によりケーシング内への水の流入を妨げた状態で、且つ、ケーシングの下端が水底に当接した状態で、前記排気路の排気口を上昇させる工程と、を含んでおり、
前記排気路の排気口を上昇させることでケーシング内に負圧が発生し、その結果、該ケーシングが水底地盤に圧入される、ことを特徴とする水底地盤への圧入方法。 A pump for sending compressed air into the underwater casing;
An exhaust path provided to guide the air pressure in the underwater casing to the outside;
Elevating means for raising and lowering the exhaust port of the exhaust path;
A method of press-fitting a casing into a water bottom ground using a pressure control device in the casing comprising:
Pressurize the inside of the casing with compressed air to prevent the inflow of water into the casing, and make sure that the bottom end of the casing is closed to the bottom so that the bottom end opening of the casing is blocked by the bottom of the ground. A contact process;
A step of raising the exhaust port of the exhaust passage in a state where the inflow of water into the casing is prevented by compressed air and the lower end of the casing is in contact with the bottom of the water .
A method of press- fitting into a water-bottomed ground, wherein a negative pressure is generated in the casing by raising an exhaust port of the exhaust passage, and as a result, the casing is press-fitted into the water-floored ground.
水中のケーシング内の空気圧力を外部にガイドするように設けられた排気路と、
前記排気路の排気口を上げ下げするための昇降手段と、
を具備するケーシング内圧力制御装置を使用して、水底地盤の土砂をケーシング内に取り込む方法であって、
ケーシング内を圧縮空気で加圧することによってケーシング内への水の流入を妨げた状態で、ケーシングの下端開口部が水底地盤によって塞がれた様な状態に至るように該ケーシングの下端を水底に当接させる工程と、
圧縮空気によりケーシング内への水の流入を妨げた状態で、且つ、ケーシングの下端が水底に当接した状態で、前記排気路の排気口を上昇させる工程と、を含んでおり、
前記排気路の排気口を上昇させることでケーシング内に負圧が発生し、その結果、該ケーシング内に水底の土砂が取り込まれる、ことを特徴とする水底地盤の土砂取込方法。 A pump for sending compressed air into the underwater casing;
An exhaust path provided to guide the air pressure in the underwater casing to the outside;
Elevating means for raising and lowering the exhaust port of the exhaust path;
Using a pressure control device in a casing comprising the following:
Pressurize the inside of the casing with compressed air to prevent the inflow of water into the casing, and make sure that the bottom end of the casing is closed to the bottom so that the bottom end opening of the casing is blocked by the bottom of the ground. A contact process;
A step of raising the exhaust port of the exhaust passage in a state where the inflow of water into the casing is prevented by compressed air and the lower end of the casing is in contact with the bottom of the water .
Raising the exhaust port of the exhaust passage generates a negative pressure in the casing, and as a result, the bottom sediment is taken into the casing .
水中のケーシング内に圧縮空気を送るポンプと、
前記ケーシング内で上げ下げ可能に設けられた材料押出手段と、
を用いて、ケーシング内の材料を水中で排出する方法であって、
材料を収容するケーシングを、水中の材料排出位置に位置決めする工程と、
圧縮空気によりケーシング内への水の流入を妨げた状態で、ケーシング内の材料を、ケーシング内の圧縮空気と材料押出手段により排出方向に押圧する工程と、
を含むことを特徴とする水中での材料排出方法。 A method for discharging a material comprising earth and sand taken into a casing by the method according to claim 2 from the casing in water,
A pump that sends compressed air into the underwater casing;
A material extruding means provided so as to be raised and lowered in the casing;
A method for discharging the material in the casing in water using
Positioning the casing containing the material at a material discharge position in water;
A step of pressing the material in the casing in the discharge direction by the compressed air in the casing and the material extruding means in a state in which the inflow of water into the casing is prevented by the compressed air;
A method for discharging material in water, comprising:
前記バケットが閉じた状態で前記ケーシングにより、水底地盤に排出された前記材料を押し潰す工程を
さらに含むことを特徴とする請求項3に記載の水中での材料排出方法。 The casing has a bucket capable of opening and closing the lower end opening of the casing,
The method for discharging a material in water according to claim 3 , further comprising a step of crushing the material discharged to the bottom ground by the casing in a state where the bucket is closed.
水中のケーシング内に圧縮空気を送るためのポンプと、
水中のケーシング内の空気圧力をケーシング外部にガイドするための排気路と、
前記排気路の排気口を上げ下げするための昇降手段と、を具備することを特徴とする水底地盤への圧入装置。 An apparatus for press-fitting a casing into a submarine ground used in the method according to any one of claims 1 to 4 ,
A pump for sending compressed air into the underwater casing;
An exhaust passage for guiding the air pressure in the underwater casing to the outside of the casing;
Press-fitting apparatus for underwater ground, characterized by comprising, an elevating means for raising and lowering the exhaust port of the exhaust passage.
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