JPH03281827A

JPH03281827A - 海上ケーソンの施工制御装置

Info

Publication number: JPH03281827A
Application number: JP5120690A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Yano; 正和矢野; Shuji Hori; 堀　修二; Hideji Sawamura; 澤村　秀治
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JP2587024B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）、産業上の利用分野本発明は、ケーソンを海上で沈設する際の施工制御装置
に関する。

（ｂ）、従来の技術従来、ケーソンを水上で沈設する際には、ケーソン下部
の函内を所定の圧力に圧気して水圧に対抗させると共に
、ケーソン内部に所定量の水を注入して水荷重を掛けて
ケーソンの浮力に対抗させるようにしている。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、ケーソ
ンを海上で沈設する際には。

潮位の変化によって、水圧やケーソンの浮力が変化し、
特に、大型のケーソンはど浮力の変化が大きく、適正な
施工が困難であった１例えば、干潮時に、ケーソンの函
内圧力、水荷重などの調整が適正になされていても、満
潮時には、水圧が上昇して函内に海水が浸入したり、ケ
ーソンの浮力が増加してケーソン荷重が低下し、ケーソ
ン着底地盤が乱されたり、ケーソンが移動して傾いたり
、刃口ブローが生じるなどの問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解消すべく、潮位が変化して
も、適正な施工を行うことが出来る海上ケーソンの施工
制御装置を提供することを目的とする。

（ｄ）０問題点を解決するための手段即ち、本発明は、潮位（Ｄ）を計測する潮位計測手段（
１０）を設け、該潮位計測手段（１０）により計測され
た潮位（Ｄ）に基づいて、ケーソン（１）の浮力の変化
量を求める浮力変化量算出手段（１７）を設け、該浮力
変化量算出手段（１７）により求められた浮力の変化量
に基づいて、ケーソン内部（２ｄ）の水位（Ｌ）を加減
する水位制御手段（５，５ａ、５ｂ、６．６ａ、６ｂ、
１５、Ｉ６）を設けて構成される。

また１本発明は、潮位（Ｄ）を計測する潮位計測手段（
１０）を設け、該潮位計測手段（１０）により計測され
た潮位（Ｄ）に基づいて、水圧の変化量を求める水圧変
化量算出手段（１７）を設け、該水圧変化量算出手段（
１７）により求められた水圧の変化量に基づいて、函内
（３）の圧力を加減する函内圧力制御手段（７，７ａ、
７ｂ、７ｃ、９．９ａ、１９．２０）を設けて構成され
る。

また、本発明は、潮位（Ｄ）を計測する潮位計測手段（
１０）を設け、該潮位計測手段（１０）により計測され
た潮位（Ｄ）に基づいて、水圧の変化量、ケーソン（１
）の浮力の変化量を求める変化量算出手段（１７）を設
け、前記変化量算出手段（１７）により求められた水圧
の変化量に基づいて、函内（３）の圧力を加減する函内
圧力制御手段（７，７ａ、７ｂ、７ｃ、９，９ａ、１９
．２０）を設け、前記変化量算出手段（１７）により求
められた浮力の変化量に基づいて、ケーソン内部（２ｄ
）の水位（Ｌ）を加減する水位制御手段（５，５ａ、　
５ｂ、６．６ａ、　６ｂ、　１５．１６）を設けて構成
される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す便宜的なものであり、従って１本記述は図面上の記
載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　（ｅ）、
作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用上記した構成により、ケーソン（１）の函内圧力、水荷
重が、潮位（Ｄ）の変化に基づいて、調整されるように
作用する。

（ｆ）、実施例以下、図面に基づき、本発明の詳細な説明する。

第１図は１本発明が適用されるケーソンの一実施例を示
す図である。

海底地盤３０中に沈設されつつあるケーソン１は、第１
図に示すように、全体が箱形に形成されたコンクリート
製の函体２を有しており、函体２の図中下部には刃２ａ
が形成されている。そして、函体２にはフロア部２ｃが
函体２を上下に遮断する形で設けられており、フロア部
２Ｃの上方には注水空間２ｄが複数に分割された形で設
けられている。また、フロア部２ｃと該フロア部２ｃの
下方に存在する掘削中の海底地！１１３０　ａとの間に
は大気から遮断された掘削作業室、即ち函内３が形成さ
れている。また、函体２の上部の外周側には、超音波に
より海水面４０ａまでの距離りを測定し得る潮位計１０
が設けられている。

また、ケーソン１には、前記各注水空間２ｄに対して給
排水を行う送水管５、排水管６が設けられており、函内
３に対して給排気を行う送気管７、排気管９が設けられ
ている。即ち、送水管５には、所定の水汲上箇所に設置
されたポンプ５ｂが接続されており、複数の吐出口５ｃ
が前記各注水空間２ｄに対応した形で設けられている。

そして、前記各吐出口５ｃからの水の吐出量を調節する
複数のバルブ５ａが設けられている。排水管６には、各
注水空間２ｄに設置された複数のポンプ６ｂが接続され
ており、吐出口６Ｃが所定の吐出箇所に設けられている
。そして、前記各ポンプ６ｂからの水の吸込量を調節す
る複数のバルブ６ａが設けられている。送気管７には、
吐出ロアｄが函内３と連通する形で設けられており、コ
ンプレッサ７ｃに接続されたタンク７ｂが接続されてい
る。そして、タンク７ｂからの圧縮空気の供給量を調節
するバルブ７ａが設けられている。排気管９には、吸込
口９ｂが函内３と連通する形で設けられており、吐出口
９ｃが大気中に開放される形で設けられている。そして
、吸込口９ｂからの空気の吸込量を調節するバルブ９ａ
が設けられている。

また、ケーソン施工制御装置は、主制御部１１を有して
おり、主制御部１１には、パス線１２を介して、潮位計
測部１３、ポンプ制御部１５、水荷重制御部１６、荷重
変動量算出部１７、コンプレッサ制御部１９、函内圧力
制御部２０等が接続されている。そして、潮位計測部１
３には潮位計１０が接続されており、ポンプ制御部１５
には各ポンプ５ｂ、６ｂが接続されており、水荷重制御
部１６には送水管５の各バルブ５ａ、排水管６の各バル
ブ６ａが接続されている。また、コンプレッサ制御部１
９にはコンプレッサ７ｃが接続されており、函内圧力制
御部２０には送気管７のバルブ７ａ、ｌｌ気管９のバル
ブ９ａが接続されている。

ケーソン１は以上のような構成を有するので、ケーソン
１の海底地盤３０への沈設に際しては、函内３を水圧に
応じて圧気を掛けた状態で、函内３に露出した地盤３０
ａを掘削する。また、函体２に浮力に応じて水荷重を掛
け、所定のケーソン荷重を海底地盤３０に掛けてケーソ
ン１を沈設する。

即ち、主制御部１１は、図示しない水位計を介して各空
間２ｄの水位りを検出しつつ、ポンプ制御部１５、水荷
重制御部１６を介して、ポンプ′５ｂを駆動すると共に
バルブ５ａを操作して、送水管５を介して注水空間２ｄ
に水を注入し、また。

水を供給し過ぎた場合には、ポンプ６ｂを駆動すると共
にバルブ６ａを操作して、排水管６を介して各空間２ｄ
から水を汲み出し、各空間２ｄの水２１を所定の水位り
にして、函体２に水荷重を掛ける。また、主制御部１１
は、図示しない圧力計を介して函内３の圧力を検出しつ
つ、コンプレッサ制御部１９、函内圧力制御部２０を介
して、コンプレッサ７ｃを駆動してタンク７ｂ内の圧力
を高めると共に、バルブ７ａを操作して、送気管７を介
してタンク７ｂから函内３に圧縮空気を供給し、また、
バルブ９ａを操作して、排気管９を介して圧気された函
内３がら空気を大気中に放出して、函内３を換気すると
共に、函内３を所定の圧力値に圧気する。

また、ケーソンｌの沈設中、主制御部１１は。

常時、潮位計測部１３を介して、潮位を測定する。

即ち、潮位計測部１３は、潮位計１０を制御して、潮位
計１０から海水面４０ａへ向けて超音波を発信し、海水
面４０ａで反射した超音波を潮位計１０によって受信し
て、潮位計１０から海水面４０ａまでの距１ｉＤを測定
する。そして、主制御部１１は、潮位の変化、即ち、距
離りの測定値の変化に応じて、函内３の圧力を調節する
と共に、注水空間２ｄの水２１の水位りを加減して水荷
重を調節して、ケーソン荷重を安定させる。

即ち、主制御部１１は、潮位計１０による測定値が、測
定値ｐｚ（海水面４０ａ□のとき）から測定値り、（海
水面４０ａ、のとき）まで減少すると、海水面４０ａが
上昇したものと判断し、荷重変動量算出部１７を介して
、海水面４０ａの変位量、即ち、測定値Ｄ１と測定値Ｄ
２の差に基づいて。

海水面４０ａの上昇による函内３の水圧の増加量を演算
し、更に、求められた函内３の水圧の増加量から、函内
３の最適な圧力値を算出する。また、荷重変動量算出部
１７は、海水面４０ａの変位量に基づいて、海水面４０
ａの上昇による函体２の浮力の増加量を演算して求め、
更に、求められた函体２の浮力の増加量に加えて、水圧
変化に対応した函内３の圧力の変動も考慮して、注水空
間２ｄの水２１の最適な水位りを算出する。

そして、主制御部１１は、コンプレッサ制御部１９、函
内圧力制御部２０を介して、函内３に供給する圧縮空気
を増加して、荷重変動量算出部１７によって算出された
最適な圧力値まで、水圧の上昇に対抗して函内３の圧力
を上昇させる。即ち、函内圧力制御部２０は１図示しな
い圧力計を介して函内３の圧力を検出しつつ、送気管７
のバルブ７ａを操作して吐出ロアｄからの圧縮空気の吐
出量を増加させ、又は、排気管９のバルブ９ａを操作し
て吸込口９ｂからの空気の排出量を減少させて、最適な
圧力値まで、函内３の圧力を上昇させる。また、コンプ
レッサ制御部１９は、コンプレッサ７ｃを制御して、タ
ンク７ｂがら送気管７への圧縮空気の供給量が変動して
も、タンク７ｂ内の圧力を所定の圧力値に維持するよう
にする。

従って、海水面４０ａの上昇によって函内３の水圧が増
加しても、海水が函内３に浸入することが防止される。

また、主制御部１１は、ポンプ制御部１５、水荷重制御
部１６を介して、荷重変動量算出部１７によって算出さ
れた最適な水位りまで、注水空間２ｄの水２１を増加さ
せて、浮力の増加に対抗するように函体２の水荷重を上
昇させる。即ち、ポンプ制御部１５は、ポンプ５ｂを駆
動して送水管５に水を供給する。そして、水荷重制御部
１６は、図示しない水位計を介して注水空間２ｄの水位
りを検出しつつ、送水管５のバルブ５ａを操作して、吐
出口５ｃから注水空間２ｄへの水の吐出量を調整し、最
適な水位りまで、注水空間２ｄの水２１を増加させる。

この際、各バルブ５　ａＸ。

５ａ、、５ａ３毎に制御して各吐出口５ｃｉ、５ｃｌ、
５ｃ３毎に水の吐出量を調節し、各注水空間２ｄ工。

２ｄ、、２ｄ、毎に水位り０、Ｌ２、Ｌ、を調節して、
函体２の傾斜を制御する。従って、海水面４０ａの上昇
によって函体２の浮力が増加しても、所定のケーソン荷
重が維持されるので、函体２が移動して傾斜するような
ことが防止され、ケーソン１（函体２）の着底地盤が乱
されることが防止される。また、刃口ブロー、即ち刃２
ａの先端から圧気された函内３の空気が洩れることが防
止される。

また、主制御部１１は、潮位計１０による測定値が、測
定値Ｄ２（海水面４０ａ２のとき）から測定値Ｄ１（海
水面４０ａ□のとき）まで増加すると、海水面４０ａが
低下したものと判断し、荷重変動量算出部１７を介して
、海水面４０ａの変位量、即ち、測定値Ｄ１と測定値Ｄ
２の差に基づいて、海水面４０ａの低下による函内３の
水圧の減少量を演算し、更に、求められた函内３の水圧
の減少量から、函内３の最適な圧力値を算出する。また
、荷重変動量算出部１７は、海水面４０ａの変位量に基
づいて、海水面４０ａの低下による函体２の浮力の減少
量を演算して求め、更に、求められた函体２の浮力の減
少量に加えて、水圧変化に対応した函内３の圧力の変動
も考慮して、注水空間２ｄの水２１の最適な水位りを算
出する。

そして、主制御部１１は、函内圧力制御部２０を介して
、函内３から排出する空気を増加して。

荷重変動量算出部１７によって算出された最適な圧力値
まで、水圧の減少に応じて函内３の圧力を低下させる。

即ち、函内圧力制御部２ｏは１図示しない圧力計を介し
て函内３の圧力を検出しつつ、送気管７のバルブ７ａを
操作して吐出ロアｄからの圧縮空気の吐出量を減少させ
、又は、排気管９のバルブ９ａを操作して吸込口９ｂか
らの空気の排出量を増加させ、最適な圧力値まで、函内
３の圧力を低下させる。従って、海水面４０ａの低下に
よって函内３の水圧が減少しても、刃ロブロー即ち刃２
ａの先端から圧気された函内３の空気が洩れることが防
止される。

また、主制御部］１は、ポンプ制御部］５゜水荷重制御
部１６を介して、荷重変動量算出部１７によって算出さ
れた最適な水位りまで、注水空間２ｄの水２１を減少さ
せて、浮力の減少に応じて函体２の水荷重を低下させる
。即ち、ポンプ制御部１５は、ポンプ６ｂを駆動して排
水管６を介して注水空間２ｄの水を吸い出す。そして、
水荷重制御部１６は、図示しない水位計を介して注水空
間２ｄの水位りを検出しつつ、排水管６のバルブ６ａを
操作して、ポンプ６ｂによる注水空間２ｄからの水の吸
込量を調節し、最適な水位りまで、注水空間２ｄの水２
１を減少させる。この際、各バルブ６ａ、、６ａ、、６
ａ、毎に制御して各ポンプ６ｂ１．６ｂ２．６ｂ３毎に
吸込量を調節し、各注水空間２ｄ工、２ｄ、、２ｄ、毎
に水位Ｌ１、Ｌ２、Ｌ、を調節して、函体２の傾斜を制
御する。従って、海水面４０ａの低下によって函体２の
浮力が減少しても、所定のケーソン荷重を維持すること
が出来、ケーソン１（函体２）の着底地盤が乱されるこ
とが防止される。

（ｇ）０発明の効果以上、説明したように本発明は、海水面までの距離り等
の潮位を計測する潮位計１０等の潮位計測手段を設け、
該潮位計測手段により計測された潮位に基づいて、ケー
ソン１の浮力の変化量を求める荷重変動量算出部１７等
の浮力変化量算出手段を設け、該浮力変化量算出手段に
より求められた浮力の変化量に基づいて、注水空間２ｄ
等のケーソン内部の水位りを加減する送水管５、バルブ
５ａ、ポンプ５ｂ、排水管６、バルブ６ａ、ポンプ６ｂ
、ポンプ制御部１５、水荷重制御部１６等の水位制御手
段を設けて構成したので、ケーソン１の水荷重を浮力の
変化に追従させることが出来る。従って、ケーソン１の
浮力が変化しても、ケーソン荷重を安定させることが出
来るので、ケーソン着底地盤を乱すことがなく、函体２
が移動して傾斜することが防止ぎわ、また、刃口ブロー
が防止される。従って、潮位が変化しても適正な施工を
行うことが出来る。

また、本発明は、海水面までの距離り等の潮位を計測す
る潮位計１０等の潮位計測手段を設け、該潮位計測手段
により計測された潮位に基づいて、水圧の変化量を求め
る荷重変動量算出部１７等の水圧変化量算出手段を設け
、該水圧変化量算出手段により求められた水圧の変化量
に基づいて、函内３の圧力を加減する送気管７、バルブ
７ａ、タンク７ｂ、コンプレッサ７Ｃ１排気管９、バル
ブ９ａ、コンプレッサ制御部１９、函内圧力制御部２０
等の函内圧力制御手段を設けて構成したので。

函内３の圧力を水圧の変化に追従させることが出来る。

従って、潮位の上昇によって水圧が上昇しても、海水が
函内３に浸入することが防止され、潮位の低下によって
水圧が低下しても、刃口ブローが防止される。従って、
潮位が変化しても適正な施工を行うことが出来る。

また、本発明は、海水面までの距離り等の潮位を計測す
る潮位計１０等の潮位計測手段を設け。

該潮位計測手段により計測された潮位に基づいて、水圧
の変化量、ケーソン１の浮力の変化量を求める荷重変動
量算出部１７等の変化量算出手段を設け、前記変化量算
出手段により求められた水圧の変化量に基づいて、函内
３の圧力を加減する送気管７、バルブ７ａ、タンク７ｂ
、コンプレッサ７Ｃ５排気管９、バルブ９ａ、コンプレ
ッサ制御部１９、函内圧力制御部２０等の函内圧力制御
手段を設け、前記変化量算出手段により求められた浮力
の変化量に基づいて、注水空間２ｄ等のケーソン内部の
水位りを加減する送水管５、バルブ５ａ。

ポンプ５ｂ、排水管６、バルブ６ａ、ポンプ６ｂ、ポン
プ制御部１５、水荷重制御部１６等の水位制御手段を設
けて構成したので、函内３の圧力を水圧の変化に追従さ
せることが出来ると共に、ケーソン１の水荷重を浮力の
変化に追従させることが出来る。従って、潮位の変化に
よって水圧が変化しても、函内３への海水の浸入や、水
圧変化による刃口ブローが防止される。更に、潮位の変
化によってケーソン１の浮力が変化しても、ケーソン荷
重を安定させることが出来、ケーソン着底地盤を乱すこ
とがなく、函体２が移動して傾斜することが防止され、
また、刃口ブローが防止される。

従って、潮位が変化しても適正な施工を行うことが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されるケーソンの一実施例を示
す図である。１・・・・・・ケーソン２ｄ・・・・・・ケーソン内部（注水空間）３・・・・
・・函内５・・・・・・水位制御手段（送水管）５ａ・・・・・
・水位制御手段（バルブ）５ｂ・・・・・・水位制御手
段（タンク）６・・・・・・水位制御手段（排水管）６
ａ・・・・・・水位制御手段（バルブ）６ｂ・・・・・
・水位制御手段（タンク）７・・・・・・函内圧力制御
手段（送気管）７ａ・・・・・・函内圧力制御手段（バ
ルブ）７ｂ・・・・・・函内圧力制御手段（タンク）７
ｃ・・・・・・函内圧力制御手段（コンプレッサ）９・
・・・・・函内圧力制御手段（排気管）９ａ・・・・・
・函内圧力制御手段（バルブ）１０・・・・・・潮位計
測手段（潮位計）１５・・・・・・水位制御手段（ポン
プ制御部）１６・・・・・・水位制御手段（水荷重制御
部）１７・・・・・・浮力変化量算出手段水圧変化量算出手段変化量算出手段（荷重変動量算呂部）１９・・・・・・函内圧力制御手段（コンプレッサ制御部）２０・・・・・・函内圧力制御手段（函内圧力制御部）Ｄ・・・・・・潮位（海水面までの距離）Ｌ・・・・・
・水位

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、潮位を計測する潮位計測手段を設け、該潮位計
測手段により計測された潮位に基づいて、ケーソンの浮力の変化量を求める浮力変化量算
出手段を設け、該浮力変化量算出手段により求められた浮力の変化量に基づいて、ケーソン内部の水位を加減する
水位制御手段を設けて構成した海上ケーソンの施工制御
装置。
（２）、潮位を計測する潮位計測手段を設け、該潮位計
測手段により計測された潮位に基づいて、水圧の変化量を求める水圧変化量算出手段を設
け、該水圧変化量算出手段により求められた水圧の変化量に基づいて、函内の圧力を加減する函内圧力
制御手段を設けて構成した海上ケーソンの施工制御装置
。
（３）、潮位を計測する潮位計測手段を設け、該潮位計
測手段により計測された潮位に基づいて、水圧の変化量、ケーソンの浮力の変化量を求め
る変化量測定手段を設け、前記変化量測定手段により求められた水圧の変化量に基づいて、函内の圧力を加減する函内圧力制
御手段を設け、前記変化量測定手段により求められた浮力の変化量に基づいて、ケーソン内部の水位を加減する水
位制御手段を設けて構成した海上ケーソンの施工制御装
置。