JP7097559B2 - 洗掘防止ユニットおよび洗掘防止方法 - Google Patents

Description

この発明は洗掘防止ユニットに関し、特に、洋上風力発電の風車基礎の洗掘防止に使用される洗掘防止ユニットに関する。

従来から、河川及び堤防の洗掘防止のために、吸出し防止シートを用いて構造体を構成する方法が提供されており、それが例えば、特開２００１－２６２５７７号公報（特許文献１）や、特開２００２－１２１７２０号公報（特許文献２）や、特開２０１５－３１１４８号公報（特許文献３）に開示されている。

特許文献１によれば、支保枠に吸出し防止シートを正確、堅固に据え付け、基礎地盤に敷設した吸出し防止シート上に、巨大積み工（２立方メートル程度以上の容積を持つ長方形型又は長円形型をした土嚢積み工、籠積み工等をさす）を設置して機械化施工し、さらに支保枠と吸出し防止シートで完全分離された積み工部と盛土部とを同時施工して工期の短縮をはかる、構成を開示している。

特許文献２によれば、堤体の川裏側に、粗粒フィルター材が鋼製組立網に充填されてなる充填篭によって堤体の浸透水を流入させる篭製ドレーン部を形成し、この篭製ドレーン部と裏法尻の堤脚水路との間の基礎地盤に粗粒フィルター材を敷き詰めてドレーン層を形成し、この篭製ドレーン部及びドレーン層の上を堤体土で覆い、篭製ドレーン部に流入した浸透水を、ドレーン層を通して堤脚水路に導く構成を開示している。

特許文献３によれば、堤体の天端被覆コンクリート内に設置される外筒体と、通常は、外筒体の上端開口を密閉する蓋体と、外筒体内に堤体土の沈下に伴い沈下する沈下板と逆止弁とを備え、蓋体が、水位の上昇によって堤防が受ける揚圧力により、外筒体内部に生じる圧縮空気により吹き飛ばされて離脱可能とする構成を開示している。

一方で、吸出し防止シートを用いない従来の砕石を投入した袋体のみを用いた場合もある。この場合について具体的に説明する。図７は吸出し防止シートを用いることなく、砕石のみを投入した袋体１０１を、河川１１０における橋脚の根本に設置した場合を示している。また図８は河川１１０の護岸の為に砕石のみを投入した袋体１０２を川底に設置した場合の、それぞれ断面図を示している。

特開２００１－２６２５７７号公報（要約等） 特開２００２－１７１７２０号公報（要約等） 特開２０１５－０３１１４８号公報（要約等）

従来の洗掘防止用の砕石のみを投入した袋体は、上記のように構成されて、川底１１２に載置されていた。川底１１２の場合、平素からの川の水流により微細な粒子の土砂は流されており、一定以上の大きさの粒子の土砂のみが残っている為、砕石のみを投入した従来型の袋体を設置するだけで洗掘防護の機能が果たされている。

図９（Ａ）～図９（Ｃ）は、従来の砕石のみを投入した袋体１０１を海底で使用した場合の問題点を説明するための図である。図９（Ａ）は海底１２０の粘土層１２１の表面１２１ａの上に砂層１２２がある場合の，砂層１２２の表面１２２ａ上に砕石のみを投入した袋体１０１が載置された最初の状態を示し、図９（Ｂ）は所定期間経過後を示し、図９（Ｃ）は最終的な載置状態を示す図である。海底に設置された構造物の周囲を図９（Ａ）の様に洗掘防護を目的として従来型の砕石のみを投入した袋体１０１を設置する場合、海底には微細な粒子の砂が堆積して砂層１２２を形成している為、時間の経過とともに、図９（Ｂ）の様に袋体１０１の上を流れる潮流１２４によって袋体１０１下部から砂層１２２の砂がその上に吸い上げられ（図中矢印中の曲線で示す）、更に時間が経過すると図９（Ｃ）の様に、砂が無くなった結果、砕石のみを投入した袋体１０１が粘土層１２１まで下がってしまい、海底構造物１２３を鉛直に支持できずに、海底構造物１２３が傾斜してしまうという問題があった（なお、図９（Ｃ）において、元の砂層の表面１２２ａを点線で、また、海面を１２５で示す）。

また、単に個別に砕石を撒く方法であれば、小規模な工事の場合に余計な時間と費用がかかり、また潮流が速く波が高い環境下においては砕石が流されてしまい洗掘防止ができなくなるという問題があった。

この発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、砕石等の塊状物を収容した袋体のような洗掘防止ユニットの載置面の下部からの砂の浸透が生じない洗掘防止ユニットを提供することを目的とする。

この発明に係る、洗掘防止ユニットは、塊状物を袋材に収容した袋体と、袋体と一体化された布とを含む。布は、袋体に収容された塊状物の下部に敷かれるか、または、袋体の外部において、袋体の下部に固定手段を介して固定される。

好ましくは、布は織物、編み物（メリヤス生地）、レース、フェルト、不織布の繊維を薄く広い板状に加工したものである。

この発明の他の局面においては、洗掘防止ユニットは、塊状物を袋材に収容した袋体と、袋体と一体化された布とを含み、布は、袋材に収容された塊状物の下部に敷かれるとともに、袋体の外部において、袋体の下部に固定手段で固定される。

この発明の他の局面においては、洗掘防止方法は、塊状物を袋材に収容した袋体を準備するステップと、袋体と布とを一体化するステップを含む。袋体と布とを一体化するステップは、布を袋材に収容して塊状物の下部に敷くか、または、袋体の外部において、袋体の下部に固定手段で固定するステップを含む。

この発明においては、布を袋材に収容して塊状物の下部に敷くか、または、袋体の外部において、袋体の下部に固定手段で固定するため、袋体を砂地の上に載置しても、砂が袋体を介して上部に浸透することはない。

その結果、砕石のような塊状物を含む袋体の載置面の下部からの砂の吸出しが生じない洗掘防止ユニットを提供できる。

この発明の一実施の形態に係る洗掘防止ユニットの第１の実施の形態を示す模式図である。 第１の実施の形態の洗掘防止ユニットの設置状態を示す平面図である。 この発明の一実施の形態に係る洗掘防止ユニットの第２の実施の形態を示す模式図である。 第２の実施の形態の洗掘防止ユニットの設置状態を示す平面図である。 第２の実施の形態の洗掘防止ユニットの設置状態を示す側面図である。 第２の実施の形態の洗掘防止ユニットの具体的な設置状態を示す図である。 従来の砕石のみが投入された袋体の設置例を示す図である。 従来の砕石のみが投入された袋体の設置例を示す図である。 従来の砕石のみが投入された袋体の設置例を示す図である。

以下、この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。この発明の実施の形態においては、洗掘防止ユニット１０は、複数の砕石のような塊状物１２を袋材１３に収容した袋体１１と、袋体１１と一体化された布１６とを含む。ここで、布とは多数の繊維を薄く広い板状に加工したものを指す。作り方によって、織物、編み物（メリヤス生地）、レース、フェルト、不織布に分けられる。

塊状物は、砕石、コンクリート塊、玉石、割り栗石、鉄鉱石、ゴムタイヤ等で、比重１を超えるものであって、好ましくは、１．５以上、より好ましくは、２．０以上のものをいう。また、袋材は網で構成されるものをいう。

図１は、第１の実施の形態に係る洗掘防止ユニット１０ａを示す模式図である。図１（Ａ）は断面図であり、図１（Ｂ）は斜視図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、洗掘防止ユニット１０ａは、布１６が、塊状物１２を袋材１３に収容した袋体１１に収容されて、塊状物１２の下部に敷かれた状態で、海底に載置される。なお、図１（Ｂ）においては、布１６は袋体１１の載置平面より大きくして、その一部が、上方から見えている状態を表示する。なお、図１（Ｂ）においては、布１６の一部１６ａが内部の塊状物を覆っている部分は白で示しており、中央部に塊状物１２を示し、全体をメッシュ状の袋材１３で覆った状態を示している。

これは、布１６が、塊状物１２の下部に確実に収容されるように、また、布１６が袋体１１の内部で移動しないように、布１６を袋体１１に対して固定するためにも好ましい。なお、袋体１１に布を固定するために、例えば、布１６の四隅の端部、または、その近傍にフック付の紐を設け、このフックを袋体１１の所定の箇所に固定するようにしてもよい。また、布１６は袋体１１の載置平面（後に説明する、図２（Ｂ）において洗掘防止ユニット１０ａの円形の投影面）より大きくするのが好ましい。

このように構成することによって、袋体１１の内部で塊状物１２が布１６の上に載置されて保持されるため、袋体を砂地の上に載置しても、砂が袋体を介して上部に浸透することはない。

その結果、砕石を含む袋体の載置面の下部からの砂の吸出しが生じない洗掘防止ユニットを提供できる。

次に、第１の実施の形態に係る洗掘防止ユニット１０ａを複数設置する場合の設置方法について説明する。図２（Ａ）は従来の袋体１０１の設置方法を示す平面図であり、図２（Ｂ）はこの実施の形態における洗掘防止ユニット１０ａの設置方法を示す平面図である。従来の袋体１０１を複数設置する場合は、図２（Ａ）に示すようにその外周部が接触するように、相互に重複部分が無いように海底に配置された。これに対して、第１の実施の形態に係る洗掘防止ユニット１０ａを複数設置する場合は、図２（Ｂ）に示すように複数の洗掘防止ユニット１０ａが相互に重なるように海底１２０に配置される。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）において、ＩＩＣ－ＩＩＣで示した断面図である。

このように配置することにより、海底からの砂の吸い出しをより効果的に防止できる。

次に、第２の実施の形態に係る洗掘防止ユニット１０ｂについて説明する。図３は、第２の実施の形態に係る洗掘防止ユニット１０ｂを示す模式図である。図３（Ａ）は断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）において、塊状物１２を含む袋体１１と布１６との固定部分の詳細を示す図である。

図３（Ａ）および（Ｂ）を参照して、この実施の形態においては、塊状物１２を含む袋体１１の下部に布１６が固定手段１８で一体化されて固定される。ここで、固定手段１８は、袋体１１の外周に取り付けるフック１９を先端に有する取付紐２０を含み、取付紐２０のフック１９を取り付けていない端部に布１６の一部と固定する固定部２１を有する。ここで、固定手段１８は、１個の袋体１１について１個設けているが、この数は必要に応じて増やしてもよい。

この実施の形態においては、洗掘防止ユニット１０ｂは、布１６が、固定手段１８で袋体１１の下部に一体的に設けられるため、塊状物１２の下部に敷かれた状態で海底に載置される。袋体１１を砂地の上に載置しても、布１６がその下部にあるため、砂が袋体１１を介して上部に浸透することはない。その結果、塊状物１２を含む袋体１１の載置面の下部からの砂の吸出しが生じない洗掘防止ユニットを提供できる。

なお、布１６は透水性であるほうが好ましいため、不織布やメッシュ状のシートのものが好ましい。メッシュ状の場合は、メッシュの目の大きさは５ｍｍが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下である。

次に、第２の実施の形態に係る洗掘防止ユニット１０ｂを設置する場合の設置方法について説明する。図４（Ａ）は洗掘防止ユニット１０の下部に配置される矩形の布１６を示す平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示した矩形の布１６の上に饅頭状の袋体１１を配置した状態を示す平面図であり、図４（Ｃ）は矩形の布１６の上に３つの袋体１１を隣接して配置した場合の平面図である。また、図４（Ｃ）の配置の断面図を図５に示す。

図４および図５を参照して、この実施の形態においては、複数の袋体１１ａが１枚の布１６ａの上に載置されているため、複数の袋体１１を一度に載置可能である。なお、この場合、複数の袋体１１の各々が、図３（Ｂ）で示したような固定手段を用いて個別に矩形の布１６の上に固定されるのが好ましい。なお、３つの袋体をあらかじめ横方向に連結しておき、それを、布に固定してもよい。

また、ここでは、１枚の矩形の布に３つの袋体を隣接して配置する場合について説明したが、これに限らず、２つでもよいし、４つ以上を並べてもよい。さらに、一方向に連続して並べる場合について説明したが、これに限らず、縦横方向にアレイ状に配列してもよい。

次に、第３の実施の形態に係る洗掘防止ユニット１０ｂを設置する場合の設置方法について説明する。図６（Ａ）は洗掘防止ユニット１０の下部に配置される三角形状の布１６ｂを示す平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示した三角形状の布１６ｂの上に饅頭状の袋体１１を配置した状態を示す断面図である。図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、三角形状の布１６ｂ上にそれぞれ、３つの袋体１１ｂを隣接して配置している。ここでも、複数の袋体１１ａが１枚の布１６ｂの上に載置されているため、複数の袋体１１ｂを一度に載置可能である。なお、この場合、複数の袋体１１の各々が、図３（Ｂ）で示したような固定手段を用いて個別に三角形状の布１６ｂの上に固定されるのが好ましい。なお、３つの袋体をあらかじめ隣接側面で連結しておき、それを、布１６ｂに固定してもよい。

また、ここでは、１枚の三角形状の布に３つの袋体を上に１つ、下に２つ隣接して配置する場合について説明したが、これに限らず、任意の多角形状を用いてもよいし、円形状の布を用いてその上に、任意の数の袋体を並べてもよい。

このように袋体１１を布１６の上に配置することにより、先の実施の形態と同様に、海底からの砂の吸い出しを効果的に防止できる。

また、この実施の形態においては、所望の任意の形状の布を準備し、その上に、任意の数の袋体を固定することができる。

なお、上記実施の形態においては、洗掘防止ユニットにおいては、布は、袋材に収容され塊状物の下部に敷かれるか、または、袋体の外部において、袋体の下部に固定手段で固定される場合について説明したが、これに限らず、布を、袋材に収容され塊状物の下部に敷くとともに、袋体の外部において、袋体の下部に固定手段で固定してもよい。このような構成にすれば、より、海底からの砂の吸い出しを効果的に防止できる。

図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

この発明によると、載置面の下部からの砂の吸い出しが生じない洗掘防止ユニットを提供できるため、洗掘防止用の設備として有利に利用される。

１０ 洗掘防止ユニット、１１ 袋体、１２ 塊状物、１３ 袋材、１６ 布、１８ 固定手段、１２０ 海底。

Claims (4)

1. 塊状物を袋材に収容した袋体と、
   前記袋体と一体化された布とを含み、
   前記布は、前記袋体の外部において、前記袋体の下部に着脱自在な固定手段で固定され、
   前記布はメッシュ状のシートであり、前記メッシュ状のシートの大きさは２ｍｍ以下である、洗掘防止ユニット。
2. 前記布は織物、編み物（メリヤス生地）、レース、フェルト、不織布の繊維を薄く広い板状に加工したものである、請求項１に記載の洗掘防止ユニット。
3. 塊状物を袋材に収容した袋体と、
   前記袋体と一体化された布とを含み、
   前記布は、前記袋材に収容され前記塊状物の下部に敷かれるとともに、前記袋体の外部において、前記袋体の下部に固定手段で固定される、洗掘防止ユニット。
4. 塊状物を袋材に収容した袋体を準備するステップと、
   袋体と布とを一体化するステップを含む、洗掘防止方法であって、
   袋体と布とを一体化するステップは、
   布を袋材に収容して、袋体の外部において、袋体の下部に着脱自在な固定手段で固定するステップを含み、
   布はメッシュ状のシートであり、メッシュの大きさは２ｍｍ以下である、洗掘防止方法。

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