JP6814581B2 - 管埋設方法 - Google Patents

Description

本発明は、海底に設けたトレンチに管状体を埋設する管埋設方法に関するものである。

一般に、海底には、例えば、発電所や製油所等にて冷却水等の目的で使用する海水が流通するパイプラインが埋設されている。該パイプラインは、所定長さを有する、複数の管状体を互いに連結して構成される。

そこで、海底に管状体を埋設する従来の方法を説明する。従来の埋設方法では、まず、海底にトレンチ（溝）を設けて、該トレンチの底面に管状体を敷設する。続いて、管状体上に砕石を多数積層して、多数の砕石を上方から被覆石にて被覆する。続いて、被覆石上に埋戻し砂を積層してトレンチを埋戻して、トレンチ内に管状体を埋設する。

上述した従来の管埋設方法では、管状体をトレンチの底面に敷設した後、波浪により管状体が移動することが懸念されるために、管状体の敷設からトレンチの埋戻しまでの一連の作業を、海の静穏時に速やかに行わなければならない。すなわち、海が静穏状態となっている時間内に埋設作業を速やかに行わなければならず、施工するタイミング（施工するチャンス）が限られてしまう。このために、海の静穏状態が作業時間相当継続しない場合には、埋設作業に遅れが生じ、工程遅延に繋がるようになる。

そこで、管状体を地中に埋設する従来技術として特許文献１には、両側壁に矢板が打ち込まれた掘削溝を形成する第１の工程と、該第１の工程後、掘削溝底面に地盤材料を投入して支持地盤を形成し、この支持地盤上に地中構造物を配置する第２の工程と、該第２の工程後、矢板に沿って所定の高さの支持壁を形成するとともに、前記地中構造物と前記支持地盤上面と前記支持壁面とに沿ってジオテキスタイルを敷設する第３の工程と、該第３の工程後、埋戻し材を投入して掘削溝を埋戻し、矢板を引き抜く第４の工程とからなる、ジオテキスタイルによる地中構造物の浅埋設工法が開示されている。

特開平１１−１０１３６９号公報

しかしながら、特許文献１の発明は、陸上工事において、地中にパイプラインを埋設するものであって、波浪の影響を受ける海底のトレンチに管状体を埋設するものではない。このため、特許文献１の発明では、海底のトレンチに管状体を埋設する際の、上述した問題を解決することは困難である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、管状体を海底に埋設する際、波浪による影響を最小限に留めて、その作業効率を向上させることのできる管埋設方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１の管埋設方法に係る発明は、海底に設けたトレンチに管状体を埋設する管埋設方法であって、ジオテキスタイルを前記管状体の上方から覆い、該ジオテキスタイルが前記トレンチの底面に接触するようにして、前記管状体を前記トレンチの底面に敷設する敷設ステップと、該敷設ステップの後、前記ジオテキスタイルの上面に、網状の袋体に多数の中詰材を充填してなる袋状ユニットを多数積層して、前記管状体を拘束する拘束ステップと、を含み、前記敷設ステップは、陸上にて、前記ジオテキスタイルを前記管状体の上方から外周面全域に沿って巻回して、前記ジオテキスタイルの対向する部位を管状体の下端で接続する巻回ステップと、該巻回ステップ後、陸上にて、前記ジオテキスタイルを前記管状体の下端の接続位置から径方向外方にそれぞれ延ばした各延長部を前記接続位置から折り返すようにして前記管状体の外周に沿って配置して、前記各延長部の先端部を前記管状体の上端で接続して、前記ジオテキスタイルを前記管状体に仮固定する仮固定ステップと、該仮固定ステップの後、前記ジオテキスタイルが仮固定された管状体を前記トレンチの底面に設置する設置ステップと、該設置ステップの後、前記管状体の上端における前記ジオテキスタイルの前記各延長部の接続を解除して、前記ジオテキスタイルの前記各延長部を前記トレンチの底面に接触するようにそれぞれ拡げる拡張ステップと、を含むことを特徴とするものである。
請求項１の発明では、管状体をトレンチの底面に敷設する施工中、多数の袋状ユニットが、ジオテキスタイルの、トレンチの底面に接触した部位の上面に積層された段階で、当該部位上の多数の袋状ユニットの荷重が管状体への上載荷重として付与される。これにより、波浪による管状体の挙動を早期に抑えることができ、従来に比べて早期に管状体の安定性を確保することができる。しかも、袋状ユニットは重量物であり、袋状ユニット自体の波浪による移動が抑制されるので、施工中、安定的に管状体に上載荷重を付与することができる。
また、請求項１の発明では、特に、陸上にて、巻回ステップ及び仮固定ステップを実施することで、管状体をトレンチの底面に敷設する際の海上での作業を最小限にすることができ、作業効率を向上させることができる。

請求項２の管埋設方法に係る発明は、請求項１の発明において、前記設置ステップの後、押さえブロックを、前記ジオテキスタイルが仮固定された管状体を上方から覆うように設置するブロック設置ステップを備えることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、ジオテキスタイルが仮固定された管状体をトレンチの底面に設置する設置ステップの後、例えば、管状体の軸方向端部に押さえブロックを上方から覆うように配置して、当該管状体の端部を押さえブロックにより仮に拘束することができる。

本発明によれば、管状体を海底に埋設する際、袋状ユニット及びジオテキスタイルを使用することで、管状体を海底のトレンチの底面に敷設する際、早期に管状体の安定性を確保することができ、波浪を受ける環境下においても、波浪による影響を最小限に留めて、作業効率を向上させることができる。

図１は、本実施形態に係る管埋設構造を示す断面図である。 図２は、本実施形態に係る管埋設構造に採用されるジオテキスタイルの平面図である。 図３は、本実施形態に係る管埋設構造に採用される袋状ユニットの斜視図である。 図４は、陸上にて、管状体にジオテキスタイルを仮固定する作業を段階的に示した断面図である。 図５は、ジオテキスタイルが仮固定された管状体を海底のトレンチ内に埋設する作業を段階的に示す断面図である。 図６は、管状体の端部に押さえブロックを配置した状態の断面図である。 図７は、管状体を海底のトレンチ内に埋設する作業フロー図である。 図８は、図７の敷設ステップの具体的な作業フロー図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
海底には、海水等が流通するパイプラインが埋設されている。該パイプラインは、所定長さを有する、複数の管状体２、２を互いに連結して構成される。図１に示すように、管状体２を海底に埋設する際には、海底に設けたトレンチ３内に管状体２を埋設しており、その際、本実施形態に係る管埋設構造１が採用される。なお、海底のトレンチ３は、例えば、その断面形状が、対向する壁面４、４間の距離が底面５に向かって次第に小さくなる台形状を呈するように形成される。

本実施形態に係る管埋設構造１には、図１に示すように、大略、袋状ユニット１０及びジオテキスタイル１５が採用される。袋状ユニット１０は、図２に示すように、網状の袋体１１内に多数の中詰材１２を充填して構成される。中詰材１２は、砕石やコンクリート塊等で構成される。袋状ユニット１０は、例えば、１トン〜４トンの重量物で構成される。袋状ユニット１０は、網状の袋体１１内に多数の中詰材１２を充填して構成されるために可撓性を有するものである。袋状ユニット１０は、例えば、２５ｍｍ程度の網目を有する袋体１１、１１を２重構造にすることで、袋体１１が数か所破断しても内部の中詰材１２が外部に抜けにくい構成にしている。

図３に示すように、ジオテキスタイル１５は、いわゆる土木用途の補強繊維材であり、網状のシート材にて構成される。具体的に本実施形態では、ジオテキスタイル１５は、アラミド繊維とポリエステル繊維とを交錯させたグリッド状織物を塩化ビニル系樹脂にてコーティングしたものが採用される。ジオテキスタイル１５は、海底で使用するために、水に沈む特性を有するものが採用される。また、管状体２を海底のトレンチ３に埋設する際には、図６に示す押さえブロック２０が使用される（後述するブロック設置ステップＳ１４）。該押さえブロック２０は、コンクリート製で構成される。押さえブロック２０は、所定厚を有する正面視略Ｕ字状に形成される。該押さえブロック２０は、その上壁部２１の内周面の内径が、ジオテキスタイル１５を含む管状体２の外径に略一致して、対向する壁部２２、２２間の最小距離が、ジオテキスタイル１５を含む管状体２の外径に略一致するように形成される。

次に、本実施形態に係る管埋設構造１を構築すべく管状体２の埋設方法を、図７及び図８に基づいて、図４〜図６も参照しながら説明する。
まず、所定長さを有する帯状のジオテキスタイル１５を用意する。１本の管状体２に対して複数枚のジオテキスタイル１５を用意する。なお、ジオテキスタイル１５の短手方向の幅長は、管状体２の外周長に、後述する各延長部１６、１６の長さ相当を加えた寸法に設定される。

そして、まず、図７に示すように、敷設ステップＳ１を実施する。該敷設ステップＳ１では、ジオテキスタイル１５を管状体２の上方から覆い、該ジオテキスタイル１５の下面がトレンチ３の底面５に接触するようにして、管状体２をトレンチ３の底面５に敷設する。該敷設ステップＳ１は、具体的に、図８に示すように、巻回ステップＳ１１、仮固定ステップＳ１２、設置ステップＳ１３、ブロック設置ステップＳ１４及び拡張ステップＳ１５を実施する。

敷設ステップＳ１として、まず、図８に示すように、陸上にて、巻回ステップＳ１１を実施する。該巻回ステップＳ１１では、図４（ａ）に示すように、管状体２の軸方向とジオテキスタイル１５の長手方向とを一致させた後、ジオテキスタイル１５を管状体２の上方から覆うように被せて、該ジオテキスタイル１５を管状体２の外周面全域に亘って巻回する。続いて、管状体２の下端にて、ジオテキスタイル１５の対向する部位をロープ等の締結部材１７ａで接続する。

同じく敷設ステップＳ１として、次に、図８に示すように、陸上にて、仮固定ステップＳ１２を実施する。該仮固定ステップＳ１２では、図４（ａ）に示すように、ジオテキスタイル１５を、巻回ステップＳ１１にてジオテキスタイル１５の対向する部位を接続した接続位置から、管状体２の径方向外方に向かって延ばすように延長する（延長部１６、１６）。続いて、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、このジオテキスタイル１５の、管状体２の径方向外方に向かって延長した延長部１６、１６を前記接続位置から管状体２の外周に沿って配置して、各延長部１６、１６の先端部を管状体２の上端の位置でロープ等の締結部材１７ｂで接続する。このように、巻回ステップＳ１１及び仮固定ステップＳ１２により、陸上にて、ジオテキスタイル１５を管状体２に仮固定する。

同じく敷設ステップＳ１として、次に、図８に示すように、設置ステップＳ１３を実施する。該設置ステップＳ１３では、ジオテキスタイル１５が仮固定された管状体２を海底のトレンチ３の底面５に設置する。この時、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６の先端部を締結部材１７ｂで接続した位置が上方に臨むように、管状体２をトレンチ３の底面５に設置する。なお、ジオテキスタイル１５は水に沈む特性を有しているので、ジオテキスタイル１５により管状体２に対して浮力は働かない。
同じく敷設ステップＳ１として、次に、図８に示すように、ブロック設置ステップＳ１４を実施する。該ブロック設置ステップＳ１４では、図６に示すように、管状体２の軸方向に沿う適宜位置に、管状体２に巻回されたジオテキスタイル１５を覆うようにして押さえブロック２０を配置する。なお、本実施形態では、管状体２の、少なくとも、次の管状体２が連結される側の端部にジオテキスタイル１５を覆うようにして押さえブロック２０を配置して、その端部を拘束するようにしている。

同じく敷設ステップＳ１として、次に、図８に示すように、拡張ステップＳ１５を実施する。該拡張ステップＳ１５では、図５（ａ）に示すように、押さえブロック２０が配置される部位を除く範囲において、管状体２の上端に位置する、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６の先端部の締結部材１７ｂによる接続を解除する。続いて、接続を解除した各延長部１６、１６を管状体２の径方向外方にそれぞれ延ばすようにして拡げて、各延長部１６、１６の下面をトレンチ３の底面５にそれぞれ接触させる。

次に、敷設ステップＳ１（拡張ステップＳ１５）が完了した後、図７に示すように、拘束ステップＳ２を実施する。該拘束ステップＳ２では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６の上面に順次多数の袋状ユニット１０を積層して、管状体２周辺から上方（管状体２の直上を含む）に至る範囲にジオテキスタイル１５を介して多数の袋状ユニット１０を積層する。袋状ユニット１０は、その積層断面が、上辺が下辺よりも短い略台形状になるように多数積層される。なお、個々の袋状ユニット１０は重量物であるので、袋状ユニット１０自体の波浪による移動が抑制される。この結果、管状体２には、直接管状体２の上方にジオテキスタイル１５を介して積層される多数の袋状ユニット１０からの上載荷重と、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６の上面に積層される多数の袋状ユニット１０からの上載荷重とが付与される。これにより、管状体２への上載荷重を最大限大きくすることができる。また、拘束ステップＳ２において、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６上に多数の袋状ユニット１０を積層した段階（図５（ｂ）の状態）で、管状体２への上載荷重として、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６上の多数の袋状ユニット１０の荷重が付与されるので、この時点から管状体２を安定させることができる。

次に、図７に示すように、埋設ステップＳ３を実施する。該埋設ステップＳ３では、図５（ｄ）に示すように、トレンチ３内で、押さえブロック２０が配置される位置以外の範囲に多量の埋戻し砂２５を積層する。これにより、管状体２の、押さえブロック２０が配置される端部以外の部位は、トレンチ３内に埋設される。
次に、図７に示すように、ブロック撤去ステップＳ４を実施する。該ブロック撤去ステップＳ４では、管状体２の、次の管状体２が連結される側の端部に配置された押さえブロック２０を撤去する。

次に、図７に示すように、端部処理ステップＳ５を実施する。該端部処理ステップＳ５では、埋設ステップＳ３にて埋設していない、当該管状体２の、次の管状体２が連結される端部を埋設する。具体的には、当該管状体２の端部に、次の管状体２、すなわちジオテキスタイル１５が仮固定された次の管状体２の端部を連結する。続いて、当該管状体２の端部で、押さえブロック２０が配置されていた部位における、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６の先端部の締結部材１７ｂによる接続を解除する。続いて、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６を管状体２の径方向外方に延ばすようにして拡げ、各延長部１６、１６を含むジオテキスタイル１５の上面に多数の袋状ユニット１０を積層し、さらに埋戻し砂２５を積層して、当該管状体２の端部処理が完了する。この結果、当該管状体２のトレンチ３内への埋設が完了する。

以上説明したように、本実施形態に係る管埋設方法は、ジオテキスタイル１５を管状体２の上方から覆い、該ジオテキスタイル１５の下面がトレンチ３の底面５に接触するようにして、管状体２をトレンチ３の底面５に敷設する敷設ステップＳ１と、該敷設ステップＳ１の後、ジオテキスタイル１５の上面に、網状の袋体１１に多数の中詰材１２を充填してなる袋状ユニット１０を多数積層して、管状体２を拘束する拘束ステップＳ２と、を備えている。この結果、管状体２をトレンチ３の底面５に敷設する施工中、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６上に多数の袋状ユニット１０を積層した段階で、管状体２への上載荷重として、ジオテキスタイル１５の各延長部１６、１６上の多数の袋状ユニット１０の荷重が付与される。これにより、波浪による管状体２の挙動を早期に抑えることができ、従来に比べて早期に管状体２の安定性を確保することができる。しかも、個々の袋状ユニット１０はそれぞれ重量物であり、袋状ユニット１０自体の波浪による移動が抑制されるので、施工中、安定的に管状体２に上載荷重を付与することができる。

また、本実施形態に係る管埋設方法では、敷設ステップＳ１として、陸上にて実施する巻回ステップＳ１１及び仮固定ステップＳ１２を備えているので、管状体２をトレンチ３の底面５に敷設する際の海上での作業を最小限にすることができ、作業効率を向上させることができる。
さらに、本実施形態に係る管埋設方法では、敷設ステップＳ１として、設置ステップＳ１３の後、ブロック設置ステップＳ１４を備えているので、埋設時の管状体２の端部処理（端部処理ステップＳ５）を容易に実施することができ、作業効率を向上させることができる。

なお、上述した実施形態が最良であるが他の実施形態として、ジオテキスタイル１５を採用することなく、管状体２をトレンチ３の底面５に敷設した後、押さえブロック２０を、管状体２を覆うように、管状体２の軸方向に沿って間隔を置いて複数配置して、管状体２を早期に拘束する形態を採用することもできる。この実施形態を採用した場合、各押さえブロック２０の上壁部２１に、内部と外部とを連通する連通孔を複数形成することが好ましい。これは、押さえブロック２０の内壁面と、管状体２の外周面との間に隙間が生じた場合でも、各押さえブロック２０を配置して管状体２を拘束した後、管状体２周辺から上方に至る範囲に多数の砕石を積層する際、該砕石が押さえブロック２０の各連通孔から押さえブロック２０の内壁面と管状体２の外周面との間に充填されてその隙間を閉鎖することができる。

１ 管埋設構造，２ 管状体，３ トレンチ，５ 底面，１０ 袋状ユニット，１１ 袋体，１２ 中詰材，１５ ジオテキスタイル，１６ 延長部，２０ 押さえブロック

Claims (2)

1. 海底に設けたトレンチに管状体を埋設する管埋設方法であって、
   ジオテキスタイルを前記管状体の上方から覆い、該ジオテキスタイルが前記トレンチの底面に接触するようにして、前記管状体を前記トレンチの底面に敷設する敷設ステップと、
   該敷設ステップの後、前記ジオテキスタイルの上面に、網状の袋体に多数の中詰材を充填してなる袋状ユニットを多数積層して、前記管状体を拘束する拘束ステップと、
   を含み、
   前記敷設ステップは、
   陸上にて、前記ジオテキスタイルを前記管状体の上方から外周面全域に沿って巻回して、前記ジオテキスタイルの対向する部位を管状体の下端で接続する巻回ステップと、
   該巻回ステップ後、陸上にて、前記ジオテキスタイルを前記管状体の下端の接続位置から径方向外方にそれぞれ延ばした各延長部を前記接続位置から折り返すようにして前記管状体の外周に沿って配置して、前記各延長部の先端部を前記管状体の上端で接続して、前記ジオテキスタイルを前記管状体に仮固定する仮固定ステップと、
   該仮固定ステップの後、前記ジオテキスタイルが仮固定された管状体を前記トレンチの底面に設置する設置ステップと、
   該設置ステップの後、前記管状体の上端における前記ジオテキスタイルの前記各延長部の接続を解除して、前記ジオテキスタイルの前記各延長部を前記トレンチの底面に接触するようにそれぞれ拡げる拡張ステップと、
   を含むことを特徴とする管埋設方法。
2. 前記設置ステップの後、押さえブロックを、前記ジオテキスタイルが仮固定された管状体を上方から覆うように設置するブロック設置ステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の管埋設方法。