JP7215784B1 - 捨石マウンド均しシステム、および捨石マウンド均し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】捨石マウンドのあら均し工程を、潜水士に頼らずに行える技術を提供する。【解決手段】起重機船のクレーンのワイヤに吊るされた均し部材と、クレーンのワイヤに取り付けられ、高度をセンシングする高度センサと、高度センサによってセンシングされた高度に基づき、クレーンのワイヤの繰出量を制御し、均し部材の下端の高さを、構築する捨石基礎の設計高さに応じて調整するクレーン制御部とを備える。高度センサは、均し部材の下端の高さを、捨石基礎の設計高さに合わせたときに、海面よりも上方に位置する場所に取り付けられ、クレーン制御部が、均し部材を捨石基礎の天端面に対して平行に移動させ、捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している場所の捨石を、別の場所に移動させる。【選択図】図１１

Description

この発明は、洋上風車、防波堤等の港湾構造物の捨石基礎の基になる捨石マウンドを海底に構築する技術に関する。

従来、洋上風車、防波堤等の港湾構造物の捨石基礎は、
（１）海上側から投入した捨石を海底に堆積させた捨石マウンドを形成し、
（２）捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している部分の捨石を取り除き、捨石基礎の設計高さまで堆積していない部分に捨石を追加する捨石マウンドのあら均しを行い、
（３）捨石マウンドの天端面、および法面を突き固める、
ことによって、構築している。

例えば、特許文献１には、捨石マウンドを形成する工程（上記（１）にかかる工程）を行うシステムが記載されている。

また、特許文献２には、捨石マウンドの天端面、および法面を突き固める工程（上記（３）にかかる工程）を行うシステムが記載されている。

特開２０２１－１６１６７３号公報 特開２０２１－１６１６７４号公報

しかしながら、上記（２）にかかる捨石マウンドのあら均し工程は、潜水士による人力で行われていた。具体的には、潜水士が、海底で、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している部分と、捨石基礎の設計高さまで堆積していない部分とを目視によって確認し、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している部分の捨石を、捨石基礎の設計高さまで堆積していない部分に手作業で移動させていた。

また、最近では、捨石基礎を水深の深い場所に構築するケースが増加している。

潜水士の安全を確保する観点から、上記した（２）にかかる捨石マウンドのあら均し工程を、潜水士に頼らずに行える技術が望まれている。特に、水深が深い場所での捨石マウンドのあら均し工程が、潜水士に頼らずに行える技術が望まれている。

この発明の目的は、捨石マウンドのあら均し工程を、潜水士に頼らずに行える技術を提供することにある。

この発明の捨石マウンド均しシステムは、上記課題を解決し、その目的を達するために、以下のように構成している。

捨石マウンドは、海上側から投入した捨石を、海底に堆積させることによって形成される。

均し部材は、起重機船のクレーンのワイヤに吊るされている。また、高度センサは、クレーンのワイヤに取り付けられ、高度をセンシングする。すなわち、高度センサによってセンシングされた高度を基に、クレーンのワイヤに吊るされている均し部材の高さを得ることができる。また、高度センサは、均し部材の下端の高さを、捨石基礎の設計高さに合わせたときに、海面よりも上方に位置する場所に取り付けられている。したがって、高度センサは、水中使用を目的にした特殊な構成のものでなくてよい。

クレーン制御部は、高度センサによってセンシングされた高度に基づき、クレーンのワイヤの繰出量を制御し、均し部材の下端の高さを、構築する捨石基礎の設計高さに応じて調整する。また、クレーン制御部は、均し部材を捨石基礎の天端面に対して平行に移動させ、捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している場所の捨石を、別の場所に移動させる。すなわち、海底に形成された捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している場所の捨石は、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積していない場所に移動させられる。

このように、捨石マウンドのあら均し工程が、均し部材の下端の高さを、捨石基礎の設計高さに合わせ、この状態で、均し部材を捨石基礎の天端面に対して平行に移動させることによって行える。すなわち、捨石マウンドのあら均し工程を、潜水士に頼らずに行える。

例えば、均し部材が、グラブバケットである場合、クレーン制御部は、均し部材の下端の高さを、捨石基礎の設計高さに応じた高さに調整した状態で、グラブバケットを開状態から閉状態に移行させ、閉状態を維持して、グラブバケットを捨石基礎の天端面に対して平行な方向に移動させた後、グラブバケットを閉状態から開状態に移行させればよい。

このように構成すれば、捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している箇所の捨石がグラブバケットに掴み取られる。また、グラブバケットが掴み取った捨石は、捨石マウンドの別の場所に堆積される。

また、例えば、均し部材が、鋼板である場合、クレーン制御部は、均し部材の下端の高さを、捨石基礎の設計高さに応じた高さに調整した状態で、鋼板を捨石基礎の天端面に対して平行に移動させてもよい。

この構成によれば、捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している箇所の捨石が、鋼板によって押し動かされる。

また、均し部材を鋼板で構成した場合、鋼板の厚さ方向の貫通している溝、または孔を形成し、捨石基礎の天端面に対して平行に移動させるときに生じる、抵抗を抑制してもよい。

この発明によれば、捨石マウンドの均し工程を、潜水士に頼らずに行える。

この例にかかる捨石基礎構築システムを示す概略図である。 この例にかかる捨石基礎構築システムを示す概略図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）は、捨石投下台船を示す図である。 捨石投下台船に搭載されている台船側制御システムを示すブロック図である。 起重機船に搭載されている起重機船側制御システムを示すブロック図である。 図６（Ａ）は、捨石基礎を構築する工事区域を示す水平方向の平面図であり、図６（Ｂ）は、捨石基礎を構築する工事区域を示す鉛直方向の平面図である。 捨石マウンドを形成する工程を示すフローチャートである。 捨石マウンド形成工程で形成された捨石マウンドを示す図である。 捨石マウンドのあら均し工程を示すフローチャートである。 捨石マウンドのあら均し工程における天端面の領域の分割例を示す図である。 捨石マウンドのあら均し工程を説明する図である。 捨石マウンドのあら均し工程を説明する図である。 捨石マウンドのあら均し工程においてバケットを移動させる経路を説明する図である。 捨石マウンドの天端面を突き固める工程を説明する図である。 捨石マウンドの法面を突き固める工程を説明する図である。 変形例の捨石マウンドのあら均し工程を説明する図である。 図１７（Ａ）、（Ｂ）は、捨石マウンドのあら均し工程で用いる鋼板を示す図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。

図１、および図２は、この例にかかる捨石基礎構築システムを示す概略図である。図１は、水平方向の平面図であり、図２は、鉛直方向の平面図である。この例の捨石基礎構築システムは、捨石投下台船１と、起重機船５とを備えている。捨石投下台船１には、開口部２が設けられている。起重機船５には、クレーン５１が搭載されているとともに、捨石６が積載されている。

捨石基礎は、
（１）海上側から投入した捨石６を海底に堆積させ、捨石マウンドを形成する工程、
（２）捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している部分の捨石を取り除き、捨石基礎の設計高さまで堆積していない部分に捨石を追加する捨石マウンドのあら均し工程、
（３）捨石マウンドの天端面、および法面を突き固める工程、
をこの順に行って構築される。

捨石投下台船１は、上記（１）にかかる工程で使用され、（２）、および（３）にかかる工程で使用されない。起重機船５は、上記（１）、（２）、および（３）にかかる工程で使用される。

捨石投下台船１の開口部２は、海上側の開口面と、海底側の開口面との大きさが略同じである角柱型や円筒型の形状であってもよいし、海底側の開口面を海上側の開口面に比べて小さくしたホッパ型の形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。開口部２は、海上側から投入された捨石６が海底に投下される形状であればどのような形状であってもよい。

また、捨石投下台船１には、汚濁水拡散防止フェンス１１が取り付けられている。この汚濁水拡散防止フェンス１１は、海底に向かって垂れ下がるように、捨石投下台船１に吊り下げて取り付けている。汚濁水拡散防止フェンス１１は、開口部２の周囲を囲んでいる。海上側から開口部２に投入された捨石６は、海底に投下されるときに、汚濁水拡散防止フェンス１１の内側（汚濁水拡散防止フェンス１１によって囲まれている空間）を通る。汚濁水拡散防止フェンス１１は、開口部２に投入された捨石６が潮流によって流されるのを防止し、周辺海域の水質汚濁を抑制する。

図１では、グラブバケット５２を、クレーン５１のワイヤ５３に吊り下げた状態を示している。クレーン５１は、起重機船５に積載されている捨石６をグラブバケット５２で掴み取る。クレーン５１は、このグラブバケット５２で掴んでいる捨石６を、海上側から捨石投下台船１の開口部２に投入する。

なお、ワイヤ５３に吊り下げられる部材は、グラブバケット５２に限らない。

この例の捨石マウンド構築システムでは、捨石投下台船１を、捨石マウンドを構築する位置（捨石６を投下する位置）の略真上に係船する。この例では、捨石投下台船１は、４本のワイヤ２１（２１ａ～２１ｄ）によって海上に係船される。ワイヤ２１毎に、そのワイヤ２１の一端を連結するウインチ（不図示）が搭載されている。起重機船５は、クレーン５１で捨石６を捨石投下台船１の開口部２に投入する。このとき、起重機船５は、捨石投下台船１に接舷していない状態で、捨石６の投入を行う。例えば、起重機船５は、捨石投下台船１から１０ｍ～３０ｍ程度離れた場所に係船され、クレーン５１で捨石６を捨石投下台船１の開口部２に投入する。

図３（Ａ）、（Ｂ）は、捨石投下台船を示す図である。図３（Ａ）は、水平方向の平面図であり、図３（Ｂ）は、鉛直方向の平面図である。図４は、捨石投下台船に搭載されている台船側制御システムを示すブロック図である。

捨石投下台船１に搭載されている台船側制御システムは、台船情報処理装置３０と、測位ユニット３１と、形状検知ユニット３２と、ウインチ制御ユニット３３と、無線通信ユニット３４とを備えている。

台船情報処理装置３０は、測位ユニット３１、形状検知ユニット３２、ウインチ制御ユニット３３、および無線通信ユニット３４を制御する。台船情報処理装置３０は、例えば、パーソナルコンピュータを用いればよい。

測位ユニット３１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して、捨石投下台船１の位置を測位する。測位ユニット３１は、ＧＰＳを利用して現在位置を測位するセンサ（ＧＰＳセンサ）を用いればよい。測位ユニット３１は、自船（捨石投下台船１）に取り付けられたＧＰＳセンサ（不図示）を用いて捨石投下台船１の位置を測位する。測位ユニット３１は、定期的に捨石投下台船１の位置を測位し、測位した位置を台船情報処理装置３０に出力する。

形状検知ユニット３２は、探査波として音波を利用し、その反射波を検出することにより、海底に形成されている捨石マウンドの形状を検知する。形状検知ユニット３２は、音波の照射、および反射波の検知を行うセンサ部３２ａを有している。形状検知ユニット３２は、例えば、ソナー装置を用いればよい。形状検知ユニット３２は、定期的に海底に形成されている捨石マウンドの形状を検知し、検知した捨石マウンドの形状を台船情報処理装置３０に出力する。

捨石投下台船１は、上記したように、４本のワイヤ２１（２１ａ～２１ｄ）によって海上に係船される。捨石投下台船１には、ワイヤ２１毎に、そのワイヤ２１の一端を連結するウインチ２２（２２ａ～２２ｄ）が搭載されている。図３に示す例では、ワイヤ２１ａがウインチ２２ａに連結され、ワイヤ２１ｂがウインチ２２ｂに連結され、ワイヤ２１ｃがウインチ２２ｃに連結され、ワイヤ２１ｄがウインチ２２ｄに連結されている。

各ワイヤ２１は、ウインチ２２に連結されていない側の端部を海底に沈めたアンカ（不図示）に連結している。各ワイヤ２１が連結されているアンカは異なる。この例では、図３に示すように、船首側に設けたウインチ２２ａ、２２ｂに連結されているワイヤ２１ａ、２１ｂは、交差（クロス）させている。また、船尾側に設けたウインチ２２ｃ、２２ｄに連結されているワイヤ２１ｃ、２１ｄも、交差させている。言い換えれば、ワイヤ２１ａ、２１ｂが交差するように、ワイヤ２１ａ、２１ｂを連結するアンカを海底に沈めている。同様に、ワイヤ２１ｃ、２１ｄが交差するように、ワイヤ２１ｃ、２１ｄを連結するアンカを海底に沈めている。このように、この例では、ワイヤ２１ａ、２１ｂを交差させ、ワイヤ２１ｃ、２１ｄを交差させているので、各ウインチ２２ａ～２２ｄで連結されているワイヤ２１ａ～２１ｄの巻取量、または繰出量を調整することで、捨石投下台船１を係船する位置を、この捨石投下台船１の長さ方向、および幅方向の２軸で調整できる。

なお、この例では、４つのウインチ２２ａ～２２ｄを、捨石投下台船１の４角に１つずつ設けているが、捨石投下台船１の長さ方向の任意の位置に、幅方向の両側に２つずつ並べて設けてもよい。

ウインチ制御ユニット３３は、ウインチ２２毎に、そのウインチ２２に連結されているワイヤ２１の巻き取り、または繰り出しを制御する。

無線通信ユニット３４は、無線通信を行う。

図５は、起重機船に搭載されている起重機船側制御システムを示すブロック図である。起重機船５に搭載されている起重機船側制御システムは、演算装置６０と、測位ユニット６１と、クレーン制御ユニット６２と、無線通信ユニット６３と、高さ計測ユニット６４とを備えている。

演算装置６０は、測位ユニット６１、クレーン制御ユニット６２、無線通信ユニット６３、および高さ計測ユニット６４を制御する。また、演算装置６０は、クレーン５１による捨石６の投入量を算出する演算、捨石投下台船１に設けられているウインチ２２ａ～２２ｄ毎に、そのウインチ２２ａ～２２ｄに連結されているワイヤ２１ａ～２１ｄの巻取量、または繰出量を算出する。演算装置６０は、例えば、パーソナルコンピュータを用いればよい。

測位ユニット６１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して、起重機船５の位置、およびクレーン５１のジブポイントの位置を測位する。測位ユニット６１は、上記した測位ユニット３１と同様に、ＧＰＳを利用して現在位置を測位するセンサ（ＧＰＳセンサ）を用いればよい。測位ユニット６１は、自船（起重機船５）に取り付けられたＧＰＳセンサ（不図示）を用いて起重機船５の位置を測位する。また、測位ユニット６１は、ジブのジブポイント近傍に取り付けられたＧＰＳセンサ６１ａ（図１参照）を用いてジブポイントの位置を測位する。測位ユニット６１は、定期的に起重機船５の位置を測位し、測位した位置を演算装置６０に出力する。また、測位ユニット６１は、必要に応じてジブポイントの位置を測位し、測位した位置を演算装置６０に出力する。

クレーン制御ユニット６２は、クレーン５１を運転操作するハンドル、レバー、ペダル等の操作量を検出する操作量検出部（不図示）を有し、検出したハンドル、レバー、ペダル等の操作量に応じてクレーン５１の動きを制御する。操作者（運転者）は、ハンドル、レバー、ペダル等を操作してクレーン５１を操縦する。また、クレーン制御ユニット６２は、台船情報処理装置３０からの指示にしたがって、クレーン５１を自動運転する自動運転機能も備えていてもよい。

無線通信ユニット６３は、無線通信を行う。捨石投下台船１と起重機船５との間における各種データの送受信は、無線通信ユニット３４と無線通信ユニット６３との間における無線通信で行われる。

高さ計測ユニット６４は、ワイヤ５３に取り付けた高度センサ６４ａ（図１参照）により、ワイヤ５３に吊り下げられている、グラブバケット５２、あら均し部材、重錘等の下端の高さを計測する。

以下、この例にかかる捨石基礎構築システムで、捨て石基礎を海底に構築する工程について説明する。上記した通り、捨石基礎は、
（１）海上側から投入した捨石を海底に堆積させた捨石マウンドを形成する工程、
（２）捨石マウンドにおいて、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している部分の捨石を取り除き、捨石基礎の設計高さまで堆積していない部分に捨石を追加する捨石マウンドのあら均し工程、
（３）捨石マウンドの天端面、および法面を突き固める工程、
をこの順に行って構築される。

まず、捨石マウンドを形成する工程（上記（１）にかかる工程）について説明する。

図６（Ａ）は、捨石基礎を構築する工事区域を示す水平方向の平面図であり、図６（Ｂ）は、捨石基礎を構築する工事区域を示す鉛直方向の平面図である。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）では、起重機船５の図示を省略している。

図７は、捨石マウンドを形成する工程（捨石マウンド形成工程）の概略を示すフローチャートである。演算装置６０が、捨石６を投下する位置に基づき、捨石投下台船１を係船する係船位置を決定する（ｓ１）。捨石６を投下する位置は、工事区域内におけるその時点の捨石マウンド１００の形状（捨石６の堆積状態）に基づいて判断される。

形状検知ユニット３２が、定期的に、工事区域内における捨石マウンド１００の形状を検知している。また、測位ユニット３１が、定期的に捨石投下台船１の位置を測位している。台船情報処理装置３０は、形状検知ユニット３２において検知された捨石マウンド１００の形状、および測位ユニット３１において測位された捨石投下台船１の位置を、無線通信ユニット３４を使用して、起重機船５に送信する。起重機船５は、無線通信ユニット６３で、形状検知ユニット３２において検知された捨石マウンド１００の形状、および測位ユニット３１において測位された捨石投下台船１の位置を受信する。

演算装置６０は、ｓ１では、工事区域内に形成されているその時点の捨石マウンド１００の形状から、捨石６を投下する必要がある位置を判断することにより、捨石投下台船１を係船する係船位置を決定する。演算装置６０は、捨石投下台船１の位置を受信しているので、この位置を用いることで、捨石マウンド１００の絶対位置（緯度、経度）を特定できる。ここで決定される捨石投下台船１を係船する係船位置は、捨石６を投下する必要がある位置である。

演算装置６０は、無線通信ユニット６３において、ｓ１で決定した捨石投下台船１の係船位置を捨石投下台船１に送信する。捨石投下台船１は、無線通信ユニット３４で、自船の係船位置を受信する。

台船情報処理装置３０は、捨石投下台船１を、ｓ１で決定された自船の係船位置に移動する（ｓ２）。ｓ２では、台船情報処理装置３０が、捨石投下台船１の現在位置（測位ユニット３１で測位されている位置）と、ｓ１で受信した自船の係船位置とに基づき、ワイヤ２１ａ～２１ｄ毎に、巻取量、または繰出量を算出する。台船情報処理装置３０は、ウインチ制御ユニット３３に対して、各ワイヤ２１ａ～２１ｄの巻取量、または繰出量を指示する。ウインチ制御ユニット３３は、この指示にしたがって、各ウインチ２２ａ～２２ｄの駆動を制御し、ワイヤ２１ａ～２１ｄ毎に、指示された巻取量の巻き取り、または指示された繰出量の繰り出しを行う。

演算装置６０は、この後、捨石投下台船１の現在位置（測位ユニット３１で測位されている位置）と、ｓ１で受信した自船の係船位置とのずれを調整する調整処理を行う。この調整処理は、測位ユニット３１で測位されている捨石投下台船１の位置が、ｓ１で受信した自船の係船位置になるように調整する処理である。台船情報処理装置３０は、この調整処理においても、ワイヤ２１ａ～２１ｄ毎に、巻取量、または繰出量を算出し、これをウインチ制御ユニット３３に指示する。

捨石投下台船１が、ｓ１で決定した係船位置に係船されると、捨石６の投入を開始する（ｓ３）。ｓ３では、クレーン５１のグラブバケット５２で、起重機船５に積載されている捨石６を掴み取り、海上側から捨石投下台船１の開口部２に投入する工程を開始する。このとき、起重機船５は、捨石投下台船１からある程度（１０ｍ～３０ｍ程度）離れた場所に係船している。

演算装置６０は、捨石投下台船１の形状検知ユニット３２において検知された捨石マウンド１００の形状を定期的に受信し、その時点における捨石投下台船１の係船位置における捨石マウンド１００の高さが設計高さに達したと判定すると、ｓ３で開始した捨石６の投入を停止する（ｓ４、ｓ５）。

演算装置６０は、捨石投下台船１の形状検知ユニット３２において検知された捨石マウンド１００の形状に基づき、捨石マウンド１００が形成できたかどうかを判定する（ｓ６）。演算装置６０は、捨石マウンド１００が形成できていないと判定すると、ｓ１に戻って、上記処理を繰り返す。

また、演算装置６０は、捨石マウンド１００が形成できたと判定すると、本処理を終了する。

上記した工程で形成された捨石マウンド１００は、多くの場合、図８に示すように、設計高さＨよりも捨石６が高く積み重なった部分Ａ１、Ａ２や、設計高さＨに達する高さまで捨石６が積み重なっていない部分Ｂ１、Ｂ２が生じている。

なお、捨石マウンドは、上記した工程ではなく、他の工程で形成してもよい。すなわち、上記した工程は、捨石マウンド１００を形成する一例である。

この例にかかる捨石基礎構築システムは、上記した捨石マウンド形成工程で形成した捨石マウンド１００に対して、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している部分の捨石６を取り除き、捨石基礎の設計高さまで堆積していない部分に捨石６を追加する捨石マウンド１００のあら均し工程を行う。この捨石マウンドのあら均し工程では、捨石投下台船１を使用しない。また、このあら均し工程では、基本的に、捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している部分の捨石６を、捨石基礎の設計高さまで堆積していない部分に追加する（移動させる）。

この例のあら均し工程では、グラブバケット５２を、クレーン５１のワイヤ５３に吊り下げている。図９は、このあら均し工程を示すフローチャートである。

このあら均し工程では、例えば、捨石基礎の天面領域を、図１０に示すように、ｎ×ｍ個の矩形領域に区切っている。矩形領域の大きさは、グラブバケット５２の大きさに応じて定めている。

クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２の位置を初期位置に合わせる（ｓ１１）。初期位置は、例えば図１０に示す矩形領域1-1である。ｓ１１では、測位ユニット６１がＧＰＳセンサ６１ａによって測位しているジブポイントの位置を基にしてグラブバケット５２の位置合わせを行う。また、クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２を開する（ｓ１２）。

クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２の高さを調整する（ｓ１３）。ｓ１３では、高さ計測ユニット６４が高度センサ６４ａで計測している高度を基に、グラブバケット５２の下端を捨石基礎の天端面の設計高さに合わせる。図１１、および図１２に示すように、高度センサ６４ａは、グラブバケット５２を吊り下げているワイヤに取り付けており、海面よりも上方に位置させている。

クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２を閉する（ｓ１４）。図１１に示すように、グラブバケット５２を合わせている位置が、設計高さよりも捨石６が高く積み重なった部分であれば、余分に積み重なっている捨石６がグラブバケット５２に掴み取られる。また、図１２に示すように、グラブバケット５２を合わせている位置が、設計高さまで捨石６が高く積み重なっていない部分であれば、捨石６がグラブバケット５２によって掴み取られることはない。

クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２の位置を移動する（ｓ１５）。例えば、ｓ１５では、その時点において、グラブバケット５２を合わせている矩形領域に、隣接する矩形領域に移動する。例えば、図１３に矢示する方向に、グラブバケット５２を移動させる。すなわち、捨石基礎の天端面を走査するように、グラブバケット５２を移動させる。また、ｓ１５では、グラブバケット５２の高さを数十ｃｍ～数ｍ程度上げて、グラブバケット５２の位置を移動する。

ｓ１５にかかるグラブバケット５２の移動が完了すると、クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２を開する（ｓ１６）。これにより、ｓ１４でグラブバケット５２が掴み取った捨石６が、ｓ１５でグラブバケット５２を移動させた位置に投入される。ｓ１５でグラブバケット５２を移動させた位置が、捨石６が設計高さまで積み重なっていない部分であれば、ｓ１４でグラブバケット５２が掴み取った捨石６を追加投入される。

クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２の高さを調整する（ｓ１７）。ｓ１７は、上記したｓ１３と同じであり、高さ計測ユニット６４が高度センサ６４ａで計測している高度を基に、グラブバケット５２の下端を捨石基礎の天端面の設計高さに合わせる。クレーン制御ユニット６２によって、グラブバケット５２を閉する（ｓ１８）。ｓ１８は、上記したｓ１４と同じである。このｓ１８を行うことによって、ｓ１６でグラブバケット５２を開したときに、グラブバケット５２が掴み取っていた捨石６が追加投入されたことによって、設計高さよりも高く積み重なった捨石６をグラブバケット５２で掴み取ることができる。

その時点におけるグラブバケット５２の位置が走査の終了位置であるかどうかを判定する（ｓ１９）。終了位置は、例えば図１３に示す例では、矩形領域n-mである。グラブバケット５２の位置が走査の終了位置でなければ、ｓ１５に戻って上記処理を繰り返す。また、グラブバケット５２の位置が走査の終了位置であれば、ｓ１１～ｓ１９にかかる処理を設定回数繰り返したかどうかを判定する（ｓ２０）。具体的には、グラブバケット５２の移動による、捨石基礎の天端面の走査を設定回数行ったかどうかを判定する。

ｓ２０で設定回数繰り返していないと判定すると、ｓ１１に戻って、上記処理を繰り返す。ｓ２０で設定回数繰り返したと判定すると、このあら均し工程を終了する。

このあら均し工程では、上記した捨石マウンドの形成工程で、捨石６が設計高さよりも高く積み重なった部分については、余分な捨石６をグラブバケット５２で掴み取り、グラブバケット５２で掴み取った捨石６を、上記した捨石マウンドの形成工程で、捨石６が設計高さに達していない部分に追加投入される。

また、このあら均し工程では、ｓ１１～ｓ１９にかかる処理を設定回数繰り返しているので、捨石マウンドの天端面の高さを略均一に均すことができる。

なお、このあら均し工程では、クレーン５１は、作業者によって運転されてもよいし、自動運転機能で運転されてもよい。

この例にかかる捨石基礎構築システムは、上記した捨石マウンドのあら均し工程で天端面のあら均しを行った捨石マウンドの天端面、および法面を突き固める突き固め工程を行う。まず、捨石マウンドの天端面を突き固めて均す天端面均し工程について説明する。この天端面均し工程では、図１４に示すように、クレーン５１のワイヤ５３にグラブバケット５２ではなく、下端面が平面である重錘５５を吊り下げる。

捨石マウンドの天端面を突き固める工程は、クレーン５１で、重錘５５を吊り上げ、捨石マウンドの天端面に落下させる手順を繰り返す工程である。

作業者は、捨石マウンドの天端面を突き固める範囲を決定する。ここで決定する天端面を突き固める範囲は、落下させた重錘５５の下端面を当接させて転圧する範囲である。すなわち、ここで決定する天端面を突き固める範囲は、重錘５５の下端面の底面の大きさである。捨石マウンドの天端面を突き固める工程では、天端面の均し範囲を変更しながら、捨石マウンドの天端面全体を突き固める。

具体的には、作業者は、クレーン５１を操作して、重錘５５の下端面を、決定した天端面を突き固める範囲に合わせる。このとき、作業者は、重錘５５の下端面の中心が、決定した天端面を突き固める範囲の中心位置の真上に位置するようにクレーン５１を運転する。作業者は、測位ユニット６１がＧＰＳセンサ６１ａによって測位しているジブポイントの位置を基にして重錘５５の位置合わせを行う。そして、作業者は、重錘５５の下端面が捨石マウンドの天端面に当接し、載置された状態になるまで、クレーン５１のワイヤ５３に吊り下げている重錘５５を下げる。

高さ計測ユニット６４がクレーンの５１のワイヤ５３に取り付けた高度センサ６４ａで計測している高度、高度センサ６４ａの取付位置から重錘５５の吊り下げ位置までのワイヤ５３の長さ、重錘５５の高さから、現時点での捨石マウンドの天端面の高さ（現在高さ）、天端面の現在高さと設計高さとの差（残調整高さ）、および重錘５５の吊り上げ高さをコンピュータ（不図示）で演算し、クレーン５１の運転操作を行っている作業者に通知する。

作業者は、通知された現在高さ、残調整高さ、吊り上げ高さを確認し、重錘５５を吊り上げ、天端面に落下させる。捨石マウンドの天端面は、落下させた重錘５５の底面によって転圧された箇所が突き固められる。

なお、クレーン５１の運転操作を行っている作業者は、コンピュータによって演算された残調整高さや、吊り上げ高さを目安にして、重錘５５を吊り上げている。クレーン５１が、重錘５５を吊り上げた実際の高さは、クレーン５１から、コンピュータに入力される。また、クレーン５１は、吊り上げた重錘５５を落下させると、その旨をコンピュータに入力している。したがって、コンピュータは、クレーン５１が吊り上げた重錘５５を落下させたタイミングを判断できる。

クレーン５１の運転操作を行っている作業者は、重錘５５の吊り上げ、落下を繰り返し、捨石マウンドの天端面の現在高さが、設計高さになったと判断すると、この範囲に対する天端面の突き固めを完了する。また、クレーン５１の運転操作を行っている作業者は、捨石マウンドの天端面において、まだ突き固めていない領域（未処理領域）が存在すれば、その未処理領域内に、突き固める範囲を決定し、上記した手順の処理を行う。クレーン５１の運転操作を行っている作業者は、未処理領域が無いと判断した時点で、捨石マウンドの天端面を突き固める工程が完了したと判断する。

この捨石マウンドの天端面を突き固める工程においても、高度センサ６４ａは、常に、海面よりも上方に位置するようにクレーンの５１のワイヤ５３に取り付けている。

ここで、コンピュータにおける、重錘５５の吊り上げ高さの演算方法について簡単に説明しておく。

コンピュータは、重錘５５を落下させると、今回重錘５５を落下させた前後における、天端面の高さの差（以下、今回調整高さと言う。）を算出する。また、コンピュータは、上述したように、クレーン５１側から、今回重錘５５を実際に吊り上げた高さが入力されている。

また、コンピュータは、重錘５５を落下させた後における、捨石マウンドの天端面の現在高さと、施工高さとの差である残調整高さを算出する。

コンピュータは、重錘５５を吊り上げ高さを、今回調整高さＡ、前回の吊り上げ高さＢ、残調整高さＣを用い、
重錘５５の吊り上げ高さ＝（Ａ×Ｃ）／Ｂ
により算出する。前回の吊り上げ高さＢは、重錘５５の落下により捨石マウンドに与えた（捨石マウンドの天端面を転圧した）エネルギ量に比例する。また、今回調整高さＡは、重錘５５の落下により与えられたエネルギ量に対して、転圧された捨石マウンドの天端面が低下した高さである。すなわち、Ａ／Ｂは、重錘５５の単位吊り上げ高さに対して、転圧された捨石マウンドの天端面が低下した高さである。

また、重錘５５の落下による転圧を繰り返す毎に、捨石マウンドの天端面が突き固められていくので、天端面に加えられた単位エネルギあたりの、天端面の押し下げ量（低下量）が小さくなる。そこで、重錘５５の吊り上げ高さの算出に、比例定数α（α＞１）を用いる構成としてもよい。具体的には、
重錘５５の吊り上げ高さ＝α×（Ａ×Ｃ）／Ｂ
による演算で算出してもよい。上述したように、Ａは今回調整高さ、Ｂは前回の吊り上げ高さ、Ｃは残調整高さである。

また、αは、捨石マウンドの形成に用いた石材の硬度や、捨石マウンドを形成した海底の土壌の状態等によって異なるので、この比例定数αについては、固定値とせず、初期値（例えば、α＝1.1程度）を定めておき、今回調整高さＡと、前回の吊り上げ高さＢと、を用いて変化させてもよい。

また、算出する吊り上げ高さについては、その上限値を定めておけばよい。例えば、上限値は、５０ｃｍと定めておけばよい。また、決定した天端面の均し範囲に対して、最初に重錘５５を落下させるときの吊り上げ高さも、この上限値にすればよい。

なお、上記の説明から明らかなように、コンピュータで演算される重錘５５の吊り上げ高さは、あくまでも、クレーン５１の運転操作を行っている作業者に対して、その目安を認識させるものであり、クレーン５１による重錘５５の吊り上げ高さを制限するものではない。

このように、この例では、天端面均し工程において、作業者が重錘５５を天端面に落下させる毎に、天端面の現在高さと残調整高さとを、クレーン５１の運転操作を行っている作業者に確認させるまでに要する時間を効率的に低減できる。

上記した天端面均し工程により、捨石マウンドの天端面は、突き固められる。一方で、捨石マウンドの法面については、この時点では、突き固められていないので、引き続き、この法面を突き固める工程を行う。

この法面均し工程では、図１５に示すように、クレーン５１のワイヤ５３に、下端面が傾斜面である重錘５６を吊り下げる。この重錘５６の下端面の傾斜は、捨石マウンドの法面の傾斜と同じである。捨石マウンドの法面を突き固める工程は、クレーン５１で、重錘５６を吊り上げ、捨石マウンドの法面に落下させる手順を繰り返す工程である。

この捨石マウンドの法面を突き固める工程は、上記した捨石マウンドの天端面を突き固める工程とほぼ同じであり、異なる点は、下端面が傾斜面である重錘５６を用いる点、および重錘５６を落下させる位置が捨石マウンドの法面である点である。

このように、この例の捨石基礎構築システムによれば、捨石マウンドのあら均し工程を、潜水士に頼らずに行える。また、捨石マウンドの法面を突き固めた後に、捨石マウンドの天端面を突き固めてもよい。

・変形例
上記の例では、捨石マウンドのあら均し工程を、クレーン５１のワイヤ５３に吊り下げたグラブバケット５２を用いて行うとしたが、クレーン５１のワイヤ５３に鋼板５８を吊り下げて行ってもよい。例えば、図１６に示すように、鋼板５８の下端部を捨石マウンドの設計高さに合わせた後、クレーン５１で鋼板５８を捨石マウンドの天端面に対して水平方向に移動させてもよい。

この場合には、クレーン５１で鋼板５８を捨石マウンドの天端面に対して水平方向に移動させるという簡単な工法で、捨石マウンドのあら均しが行える。

また、鋼板５８は、ある程度の厚み（数ｃｍ～数十ｃｍ）が板状のものであってもよいし、図１７（Ａ）に示すように、厚さ方向に貫通している溝５８ａを鋼板５８の外周辺に形成したものであってもよいし、厚さ方向に貫通している複数の孔５８ｂを鋼板５８の内側に形成したものであってもよい。図１７（Ａ）、（Ｂ）に示した鋼板５８を用いる場合、クレーン５１で鋼板５８を捨石マウンドの天端面に対して水平方向に移動させるときに生じる水の抵抗を抑えることができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１…捨石投下台船
５…起重機船
５１…クレーン
５２…グラブバケット
５３…ワイヤ
５８…鋼板
５８ａ…溝
５８ｂ…孔
６０…演算装置
６１…測位ユニット
６１ａ…ＧＰＳセンサ
６２…クレーン制御ユニット
６３…無線通信ユニット
６４…高さ計測ユニット
６４ａ…高度センサ
１００…捨石マウンド

Claims (5)

1. 海上側から捨石を投入し、海底に堆積させた捨石マウンドの高さを均す捨石マウンド均しシステムであって、
   起重機船のクレーンのワイヤに吊るされた均し部材と、
   前記クレーンのワイヤに取り付けられ、高度をセンシングする高度センサと、
   前記高度センサによってセンシングされた高度に基づき、前記クレーンのワイヤの繰出量を制御し、前記均し部材の下端の高さを、構築する捨石基礎の設計高さに応じて調整するクレーン制御部と、を備え、
   前記高度センサは、前記均し部材の下端の高さを、前記捨石基礎の設計高さに合わせたときに、海面よりも上方に位置する場所に取り付けられ、
   前記クレーン制御部は、前記均し部材を前記捨石基礎の天端面に対して平行に移動させ、前記捨石マウンドにおいて、前記捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している場所の前記捨石を、別の場所に移動させる、
   捨石マウンド均しシステム。
2. 前記均し部材は、グラブバケットであり、
   前記クレーン制御部は、
   前記均し部材の下端の高さを、前記捨石基礎の設計高さに応じた高さに調整した状態で、前記グラブバケットを開状態から閉状態に移行させ、
   閉状態を維持して、前記グラブバケットを前記捨石基礎の天端面に対して平行な方向に移動させた後、前記グラブバケットを閉状態から開状態に移行させる、
   請求項１に記載の捨石マウンド均しシステム。
3. 前記均し部材は、鋼板であり、
   前記クレーン制御部は、
   前記均し部材の下端の高さを、前記捨石基礎の設計高さに応じた高さに調整した状態で、前記鋼板を前記捨石基礎の天端面に対して平行に移動させる、
   請求項１に記載の捨石マウンド均しシステム。
4. 前記鋼板は、厚さ方向の貫通している溝、または孔が形成されている、請求項３に記載の捨石マウンド均しシステム。
5. 海上側から捨石を投入し、海底に堆積させた捨石マウンドの高さを均す捨石マウンド均し方法であって、
   起重機船のクレーンのワイヤに取り付けられ、高度をセンシングする高度センサによってセンシングされた高度に基づき、前記クレーンのワイヤの繰出量を制御し、このワイヤに吊るされた均し部材の下端の高さを、捨石基礎の設計高さに応じて調整する高さ調整処理と、
   前記均し部材を前記捨石基礎の天端面に対して平行な方向に移動させ、前記捨石マウンドにおいて、前記捨石基礎の設計高さよりも高く堆積している場所の前記捨石を、別の場所に移動させる均し処理と、を行う捨石マウンド均し方法。

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