JPH0820958A - ケーソンの据付方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型起重機船や、アンカー設置などの海上で
の事前準備作業を要せずに、ケーソン上の作業及び作業
員を削減して、ケーソンを安全かつ確実に据付できるケ
ーソンの据付方法および装置を提供する。 【構成】 沈設するケーソン１とその押船２との間に台
船３を挟み込んだ状態で、ケーソン１内に徐々に注水
し、ケーソン１の位置保持用のウインチ操作と押船２の
推力および方向の調整により、ケーソン１を位置決めし
ながら沈設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防波堤や護岸などに利
用されるケーソンを、あらかじめ造成された捨石マウン
ドあるいは海底に、波浪の高い海域においても容易に、
かつ確実に沈設するためのケーソンの据付方法および装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、防波堤や、護岸などに利用される
ケーソンの据付け方法には下記の３つの方法が一般に知
られている。まず、起重機船によりケーソンを吊り上げ
ておき、起重機船の操船によってケーソンの位置決めを
行なって、起重機の巻下げによりケーソンを着底させ据
付ける起重機方式による据付方法がある。

【０００３】この場合は、ケーソンの沈設作業をケーソ
ン内への注水ではなく、起重機の巻下げ操作によって行
うため、静穏な海域では、着底後の位置が所定の位置か
らずれた場合、起重機の巻上げ、巻下げにより簡単にや
り直しができる利点がある。しかしながら、波浪条件の
厳しい場所では起重機船が大きく動揺するため、それに
吊られたケーソンの動揺は非常に大きなものとなり、そ
の結果、ケーソンの位置を起重機船で制御することがで
きなくなる。

【０００４】従って、一般に、ケーソンが単独で浮いて
いる状態よりも大きな動揺となる一方、起重機船の位置
決めのためには投錨作業が不可欠であるが、その作業に
支障をきたす可能性があるという問題がある。次に、複
数の曳船とケーソン上あるいは別の台船上に搭載したウ
インチを併用してケーソンを位置決めし、ケーソン内に
注水して沈設する曳船方式による方法がある。

【０００５】この場合、複数の曳船と既設ケーソンとを
ワイヤーを介してウインチによってケーソン位置を制御
するものであるが、曳船間の連携や、曳船の操船とウイ
ンチによるワイヤー操作との連携が難しく、さらに高波
浪のなかでは曳船も大きく動揺するため、ケーソンの位
置決め操作は極めて困難なものとなる。また、この方法
では、一般にワイヤー長さはあまり長くとれないため、
ワイヤー切断の危険性が高く、これらのことから、この
方法ではワイヤー径や曳船馬力の増大などの手段では、
高波浪時の据付作業には対応できないという問題があっ
た。

【０００６】さらに、海底にアンカー又はシンカーを設
置し、そこからワイヤー等の係留索をとって、ケーソン
上あるいは別の台船上に搭載したウインチを操作して位
置決めを行い、ケーソン内に注水して沈設するアンカー
ワイヤー方式による据付方法も知られている。このアン
カーワイヤー方式では、４本以上の係留索によってケー
ソンを係留し、位置決めを行うため、適切な係留索の設
計を行えば係留索の切断の心配はなく、またウインチの
集中制御も可能であるため、位置決め作業の合理化がは
かれる可能性がある。

【０００７】しかしながら、この方法では、ケーソン据
付に先立ってアンカーまたはシンカーを設置しておく必
要性があり、その設置作業もある程度その海域が静穏で
あることが必要なことから、作業が遅れると据付チャン
スを逃がす危険性があるという問題点がある。以上、三
つの従来の方法について、波浪条件の厳しい海域に適用
する場合のそれぞれの方法における問題点を説明した
が、いずれの方法にも共通して、ケーソン上の作業員へ
の動揺の影響という問題も指摘される。

【０００８】さらに、これら従来の据付方法では、ワイ
ヤーの繋ぎ込み作業や注排水ポンプおよびウインチの操
作などのために、ケーソン上に多くの作業員を配置する
ことが必要であり、また、高波浪下では、ケーソンが大
きく動揺するため、ワイヤーの繋ぎ込み作業ができなく
なったり、船酔いや長時間にわたる緊張のために作業に
支障がでてくる可能性がある。

【０００９】

【発明の解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を解決するためになされたものであり、大がかり
な作業船や設備を必要とせず、ケーソン据付の安全性と
作業限界波高の向上をはかりうるケーソンの据付方法お
よび装置を提供することを目的としている。すなわち、
本発明は、大型起重機船や、アンカー設置など海上にお
ける事前準備作業を要せずに、ケーソン上の作業および
作業員を削減し、少ない作業船で精度よい据付作業を可
能とすることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のケーソンの据付方法は、沈設するケーソンと
その押船との間に台船を挟み込んだ状態で、ケーソン内
に徐々に注水し、ケーソンの位置保持用のウインチ操作
と押船の推力および方向の調整により、ケーソンを位置
決めしながら沈設することを特徴としており、また、ケ
ーソンの沈設場所でリアルタイムに得られた波浪の情報
から、波高の低い波の連なりが現れる時にケーソンに最
終注水して沈設することを特徴としている。

【００１１】また、上記の据付方法に適用される据付装
置は、ケーソンとその押船との間に挟み込まれる台船上
に、ケーソン保持用のウインチ、ケーソン沈設用の注排
水ポンプ、ケーソンと台船との合体用のウインチと拘束
装置およびこれらを駆動する手段を搭載することにより
構成される。さらに、上記ケーソンに設けられた喫水
計、傾斜計および内部水位計から得られるケーソンの姿
勢情報によりケーソンを常に水平に制御する注排水ポン
プを設けることは、ケーソン自身や捨石マウンドの損傷
を防ぐ上で望ましく、さらにケーソンの沈設場所の波高
および水位の変化をリアルタイムで取得してケーソンへ
の最終注水を指示するモニタリング装置を設けること
は、モニタリング装置が小さな波高の連なりをとらえて
ケーソンの着底タイミングを指示し、安全で精度の高い
据付作業を行ないうるので好ましい構成である。また、
ケーソンの姿勢制御用ワイヤーにワイヤー繰出量検出器
とワイヤー角度検出器を配置することは、１台のジョイ
スティックで集中制御する上で好ましい構成である。

【００１２】

【実施例】以下図面を参照して本発明の据付方法により
ケーソンを据付ける装置について説明するが、図１はそ
の据付装置の一実施例に係る平面図であり、図２は図１
の側面図である。この装置は、沈設するケーソン１と、
その押船２との間に挟む込まれる台船３の上に、ケーソ
ン１を既に沈設ずみの既設ケーソン１１に対するケーソ
ン１の位置保持用のウインチと、ケーソン１沈設用の注
排水ポンプと、ケーソン１と台船３との合体用ウインチ
４およびケーソン側部の拘束装置７、および上記のそれ
ぞれを駆動する手段としての油圧ポンプや発電機などが
搭載されている。

【００１３】ここで、台船３と押船２とは耐波性に優れ
た例えばアーティカップル方式によって結合し、台船３
とケーソン１とはワイヤーを介して合体用ウインチ４
と、ケーソン側部の拘束装置７により合体され、ケーソ
ン１の据付位置保持用のウインチと、注排水ポンプなど
の操作は全て押船２側で行なえるようになっている。次
に、ケーソンの姿勢制御用の各ワイヤー１３には、図３
に示すように、ワイヤー繰出量検出器８を３本のワイヤ
ーそれぞれに配置し、さらにワイヤー角度検出器９を中
央のワイヤーに配置しており、このワイヤー繰出量検出
器８は、図４の平面図、図５の側面図、そして図６の正
面図に示すごとく、２個のガイドシーブ１０間に配設し
た検出シーブ１６にロータリエンコーダ１２を配設して
ワイヤー１３の繰出量をロータリエンコーダ１２で検出
するが、一方、ワイヤー角度検出器９は、図７に示すご
とくワイヤー１３のフエアリーダ１５からの振り角度θ
を検出ローラ１４で検出するようになっており、これら
の情報を基にして、図８、図９、図１０に示すごとく、
既設ケーソン１１に対する沈設するケーソン１の移動方
向を、図８の矢印Ｘ、図９の矢印Ｙ、図１０の矢印Ｚの
ごとく、１台のジョイスティック２０のそれぞれの操作
により指示すれれは、自動的にウインチが制御されるよ
うになっている。

【００１４】なお、この実施例においては、各ワイヤー
１３に図１１に示すような定反力型防舷材２１を用いた
索張力緩衝装置２２を組み入れて、ウインチ２３とケー
ソン１との間に張設されるワイヤー１３に異常張力が発
生するのを、図１２に示す反力特性の定反力型防舷材２
１により防いでいる。次に、注排水ポンプは、ケーソン
１に設置された喫水計、傾斜計および内部水位計から得
られる据付時のケーソンの姿勢情報により、ケーソン１
が常に水平になるように制御されるようになっている。

【００１５】そこで、ケーソン１の据付時には、オペレ
ータは沈設するケーソン１内に注水しながら徐々に沈下
させると同時に、ケーソン１の位置保持用のウインチ操
作と、押船２の推進器の推力および方向の調整によりケ
ーソン１を位置決めしながら沈設することになるが、上
記ケーソン１の姿勢情報によりケーソン１は常に水平に
なるように注排水ポンプの注排水が制御されている。

【００１６】一方、ケーソン１の据付の精度は、着底寸
前におけるケーソン１の動揺の大きさが影響し、特に波
浪中におけるケーソン１の据付では、着底寸前に波下側
に大きくドリフトする現象が表れ、それが据付精度の悪
化につながることが知られている。この現象は、マウン
ド天端とケーソン１の底面のクリアランスが小さくなる
と急激に波漂流力（波高の自乗に比例する）が大きくな
ることに起因する。

【００１７】従って、このようなドリフト現象が生じな
いようなタイミングで着底作業および注水による重量増
加操作を行なえば、据付精度を向上させることができ
る。そこで、本発明では、上記の点に着目し、着底およ
び最終注水のタイミングを、ケーソン１の沈設場所でリ
アルタイムに得られた波浪の情報から、波高の低いタイ
ミングとする機能を持たせている。

【００１８】一般に、海上の波は不規則に波高が変化し
ているように見えるが、実際には、図１３の観測波形の
例における水位と波高の変化を示す線図のように、高波
は１波ずつばらばらに現れるのではなく、数波連なって
現れることが多い。こうした高波の連なりは、外洋に面
した場所等のうねりが卓越する海域では顕著である。高
波が連なって現れるということは、逆に波高の低い波も
連なって現れるということであり、波高の低い波の連な
りが現れる時にケーソン１に最終注水して沈設し着底作
業を行なえば、波下側へのドリフトも最小限とすること
ができる。

【００１９】そこで本実施例の装置では、ケーソンの沈
設場所の波浪の波高の変化や水位変化をリアルタイムに
取得してケーソンの最終注水を指示するモニタリング装
置を図１４に示すごとく設けている。この実施例のモニ
タリング装置は、波高波向計３０と、アンカー３１から
係留索３２、中間ブイ３３を介してデータ伝送ブイ３４
を経由したケーブル３５で伝達された情報を無線テレメ
ータ３６で発信する発信側と、データ受信装置３７とパ
ソコン３８からなる受信側とから構成されており、小さ
な波高の連をとらえて最適な着底のタイミングを指示す
るようにしており、ケーソンの据付施工をより合理的に
行なうことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の方法お
よび装置によれば、大がかりな設備や、海上における事
前の準備作業を必要とせずに、沈設するケーソンの位置
決めと注排水の操作を押船側で集中的にコントロールで
き、さらに波高のモニタリング装置を設けることによ
り、リアルタイムで沈設地点の波浪情報が得られるので
合理的な据付作業が可能となり、また、ケーソン上の作
業がほとんどないため、作業員の安全性が確保でき、高
波浪時においても安全で精度の高い据付作業が可能とな
る。さらに、ケーソン上には排水ポンプ、注水ポンプ用
の配管および喫水計などのセンサーを設置するだけでよ
く、艤装時間、据付後の撤去時間の短縮がはかれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のケーソンの据付装置の一実施例に係る
平面図である

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１の自動ウインチ制御用各検出器の配置平面
図である。

【図４】図３のワイヤー繰出量検出器の拡大平面図であ
る。

【図５】図４の側面図である。

【図６】図５の正面図である。

【図７】図３のワイヤー角度検出器の説明図である。

【図８】図１のケーソンを左前方に移動する操作図であ
る。

【図９】図１のケーソンを右前方に移動する操作図であ
る。

【図１０】図１のケーソンを前方に移動する操作図であ
る。

【図１１】図３の索張力緩衝装置の説明図である。

【図１２】図１１の防舷材の反力特性線図である。

【図１３】観測される水位および波高の変化を示す線図
である。

【図１４】本発明の装置に設けられ、波浪モニタリング
を行うこの実施例のモニタリング装置の説明図である。

【符号の説明】

１ ケーソン ２ 押船 ３ 台船 ４ 合体用ウイ
ンチ ７ 拘束装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 一紀 東京都千代田区四番町５ 東亜建設工業株 式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 沈設するケーソンとその押船との間に台
   船を挟み込んだ状態で、ケーソン内に徐々に注水し、ケ
   ーソンの位置保持用のウインチ操作と押船の推力および
   方向の調整により、ケーソンを位置決めしながら沈設す
   るケーソンの沈設方法。
2. 【請求項２】 ケーソンの沈設場所でリアルタイムに得
   られた波浪の情報から、波高の低い波の連なりが現れる
   時にケーソンに最終注水して沈設するケーソンの沈設方
   法。
3. 【請求項３】 ケーソンとその押船との間に挟み込まれ
   る台船上に、ケーソンの位置保持用のウインチ、ケーソ
   ン沈設用の注排水ポンプ、ケーソンと台船との合体用の
   ウインチと拘束装置およびこれらを駆動する手段を搭載
   しているケーソンの据付装置。
4. 【請求項４】 ケーソンに設けられた喫水計、傾斜計お
   よび内部水位計から得られるケーソンの姿勢情報により
   ケーソンを常に制御する注排水ポンプを設けた請求項３
   記載のケーソンの据付装置。
5. 【請求項５】 ケーソンの沈設場所の波高および水位の
   変化をリアルタイムで取得してケーソンへの最終注水を
   指示するモニタリング装置を設けた請求項３記載のケー
   ソンの据付装置。
6. 【請求項６】 ケーソンの姿勢制御用ワイヤーに、ワイ
   ヤー繰出量検出器とワイヤーの角度検出器を配置した請
   求項３記載のケーソン据付装置。