(57)【要約】【課題】  例えば原子力発電の取水プールのような水中構造物の設置に際し、不陸な水底であっても、水底との隙間を形成せずに設置可能な水中構造物の施工方法を提供する。【解決手段】  取水プール１は、例えば、原子力発電所２に設けられた取水口３を囲むように設けられた潜堤７により形成される。潜堤７は、海面５よりも低い位置に設けられた水中構造物である。取水プール１は、海面５が潜堤７の上端よりも低くなった場合であっても、取水プール１内の海水が流出せず、取水プール１内の海水を取水口３へ供給する必要がある。したがって、潜堤７の下部には、海水が取水プール１外へ流出させないための遮水部１１が設けられる。すなわち、遮水部１１は、潜堤７と海底との隙間を埋めて、海水が取水プール１外へ流出することを防止するためのものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底地盤をケーシングを用いて掘削し、防波板保持部を有する杭を設置する工程（ａ）と、
所定の間隔をあけて設けられた前記杭の間に、下部に遮水手段を有する防波板を、前記防波板保持部を用いて設置する工程（ｂ）と、
前記防波板と水底との隙間を、前記遮水手段を用いて塞ぐ工程（ｃ）と、
を具備することを特徴とする水中構造物の施工方法。
【請求項２】
前記工程（ｃ）は、前記遮水手段へ通ずる管体を用い、水上より前記遮水手段へ充填材を充填して前記防波板と水底との隙間を塞ぐことを特徴とする請求項１記載の水中構造物の施工方法。
【請求項３】
前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられた袋状部材であり、前記管体は前記袋状部材に通じており、前記工程（ｃ）は、前記袋状部材へ水上より充填材を充填し、前記袋状部材が膨れることで、前記防波板と水底との隙間を塞ぐことを特徴とする請求項２に記載の水中構造物の施工方法。
【請求項４】
前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられた袋状のラス網であり、前記管体は前記ラス網内に通じており、前記工程（ｃ）は、前記ラス網が水底の形状に応じて変形し、前記ラス網で囲まれた部位に水上より充填材を充填し、前記防波板と水底との隙間を塞ぐことを特徴とする請求項２に記載の水中構造物の施工方法。
【請求項５】
前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられた型枠であり、前記管体は前記型枠内に通じており、前記工程（ｃ）は、水底の形状に応じて変形可能な隙間塞ぎ部材を前記防波板と水底との隙間を埋めるように配置し、前記型枠および前記隙間塞ぎ部材とで囲まれた部位に水上より充填材を充填し、前記防波板と水底との隙間を塞ぐことを特徴とする請求項２に記載の水中構造物の施工方法。
【請求項６】
前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられたゴム部材であり、前記工程（ｃ）は、前記ゴム部材が水底の形状に応じて変形することにより、前記防波板と水底との隙間を塞ぐことを特徴とする請求項１記載の水中構造物の施工方法。
【請求項７】
設置された前記杭の高さは水面よりも低く、杭頭が水中に没した状態であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の水中構造物の施工方法。
【請求項８】
前記水中構造物は発電所の取水プールを構成し、
前記杭および前記防波板を発電所の取水口を囲むように設けることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の水中構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば原子力発電所における取水口を囲む取水プールなどの水中構造物であって、不陸な場所に設置可能であり、下部からの水の流出を防ぐことが可能な水中構造物の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、原子力発電所に用いられる冷却水などは、海水等を取水口より取水して使用される。原子力発電においては、冷却水の供給が停止すると大きな損害を与える恐れがあるため、取水口は干潮時海面よりも十分に低い位置に設けられ、取水口が海面上に露出することがないように設置される。
【０００３】
しかし、地震等により津波が発生すると、津波による引き波時に海面が低下し、取水口が海面に露出する恐れがある。このため、通常は、取水口を取り囲むように取水プールが設けられ、津波による引き波時においても、必要な量の海水が確保される。
【０００４】
このような取水プールを形成するような原子力発電所の取水設備としては、たとえば開口部が設けられたカーテンウォールを海水取水口およびスクリーン設備を囲むように設置し、カーテンウォールとスクリーン設備の間に水中堰を設けた原子力発電所の取水設備がある（特許文献１）。
【０００５】
また、海中に設置される構造体として、海中に所定間隔をあけて杭を設置し、杭間に砂止め用部材を設置する海域制御方法がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−５４１９０
【特許文献２】特開平８−９２９３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の取水設備は、カーテンウォールおよび水中堰を海底に取水口を囲むように連続して埋設設置する必要があり、また、広い範囲を掘削する必要があることから、施工納期およびコストがかかり、また、取水プール内に工事に伴う汚濁水が多量に発生するという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２のように、水中構造物として複数の杭を所定間隔で設置し、杭間に上方から砂止め用部材を落とし込む方法では、杭のみを海底に埋設設置して、砂止め用部材を海底に埋設設置する必要はないため、施工期間およびコスト低減には寄与するが、海底が不陸である場合には、砂止め用部材と海底との隙間が生じてしまうという問題がある。したがって、例えば本方法によって取水プールを構築した場合、取水プール内の水が隙間から流出してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、例えば原子力発電の取水プールのような水中構造物の設置に際し、不陸な水底であっても、水底との隙間を形成せずに設置可能な水中構造物の施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するための第１の発明は、水底地盤をケーシングを用いて掘削し、防波板保持部を有する杭を設置する工程（ａ）と、所定の間隔をあけて設けられた前記杭の間に、下部に遮水手段を有する防波板を、前記防波板保持部を用いて設置する工程（ｂ）と、前記防波板と水底との隙間を、前記遮水手段を用いて塞ぐ工程（ｃ）と、を具備することを特徴とする水中構造物の施工方法である。
【００１１】
前記工程（ｃ）は、前記遮水手段へ通ずる管体を用い、水上より前記遮水手段へ充填材を充填して前記防波板と水底との隙間を塞ぐことが望ましい。
【００１２】
この場合、前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられた袋状部材であり、前記管体は前記袋状部材に通じており、前記工程（ｃ）は、前記袋状部材へ水上より充填材を充填し、前記袋状部材が膨れることで、前記防波板と水底との隙間を塞いでもよく、前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられた袋状のラス網であり、前記管体は前記ラス網内に通じており、前記工程（ｃ）は、前記ラス網が水底の形状に応じて変形し、前記ラス網で囲まれた部位に水上より充填材を充填し、前記防波板と水底との隙間を塞いでもよく、また、前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられた型枠であり、前記管体は前記型枠内に通じており、前記工程（ｃ）は、水底の形状に応じて変形可能な隙間塞ぎ部材を前記防波板と水底との隙間を埋めるように配置し、前記型枠および前記隙間塞ぎ部材とで囲まれた部位に水上より充填材を充填し、前記防波板と水底との隙間を塞いでもよい。
【００１３】
前記遮水手段は、前記防波板下部に設けられたゴム部材であり、前記工程（ｃ）は、前記ゴム部材が水底の形状に応じて変形することにより、前記防波板と水底との隙間を塞でもよい。
【００１４】
設置された前記杭の高さは水面よりも低く、杭頭が水中に没した状態であってもよく、前記水中構造物は発電所の取水プールを構成し、前記杭および前記防波板を発電所の取水口を囲むように設けてもよい。
【００１５】
本発明の水中構造物の施工方法によれば、杭間に設けられる防波板の下部には、遮水手段が設けられ、遮水手段によって海底と防波板との隙間が埋められるため、水中構造物で囲まれた範囲内の水が隙間から流出することがない。
【００１６】
特に、遮水手段に管体を接続し、管体から遮水手段へ充填材を充填すれば、防波板と水底との隙間を容易に埋めることができる。この場合、遮水手段が袋状部材または袋状ラス網であれば、容易に形状を変形するため、充填材充填時に確実に不陸な水底を埋めることができる。また、遮水手段が型枠であっても、型枠と水底との隙間をうめる土のうなどの隙間塞ぎ部材を設置することで、容易に隙間を埋めることができる。
【００１７】
また、遮水手段がゴム部材であれば、充填材を必要とせず、不陸な水底との隙間をゴムの変形によって埋めることができる。
【００１８】
また、杭および防波板が水面よりも低く、例えば干潮時における最低水面位置よりも低ければ、杭頭などが水上に露出することがない。このため、波などにより杭や防波板に大きな力がかかることを防止することができる。
【００１９】
また、ケーシングを用いて杭を設置するため、ケーシング内での杭の設置に際して、ケーシング外へ汚濁物が流出することがない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、例えば原子力発電の取水プールのような水中構造物の設置に際し、不陸な水底であっても、水底との隙間を形成せずに設置可能な水中構造物の施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】潜堤７による取水プール１を示す図
【図２】ケーシング１５を設置した状態を示す図
【図３】ケーシング１５内を掘削した状態を示す図
【図４】ケーシング１５内に杭１９を設けた状態を示す図
【図５】ケーシング施工領域１６内の汚濁水を排出する排水管２３を設置した状態を示す図
【図６】ケーシング１５を撤去した状態を示す図
【図７】杭１９間に袋体２７を有する防波板２５を設置する状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線矢視図
【図８】防波板２５が設置された状態を示す図
【図９】杭１９間にラス網３３を有する防波板２５を設置する状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線矢視図
【図１０】杭１９間に型枠３７を有する防波板２５を設置する状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線矢視図
【図１１】杭１９間にゴムプレート４１を有する防波板２５を設置する状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線矢視図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる水中構造物である潜堤７により形成される取水プール１を示す図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢視Ａによる立面図である。
【００２３】
取水プール１は、例えば、原子力発電所２に設けられた取水口３を囲むように設けられた潜堤７により形成される。潜堤７は、海面５よりも低い位置に（すなわち海面５上に露出しないように）設けられた水中構造物である。
【００２４】
潜堤７による取水プール１を設けることで、例えば津波等の発生時に、津波に伴う引き波の影響で海面レベルが取水口３よりも低くなり、取水が停止することを防止することができる。
【００２５】
取水プール１は、海面５が潜堤７の上端よりも低くなった場合であっても、取水プール１内の海水が流出せず、取水プール１内の海水を取水口３へ供給する必要がある。したがって、潜堤７の下部には、海水が取水プール１外へ流出させないための遮水部１１が設けられる。すなわち、遮水部１１は、潜堤７と海底との隙間から海水が取水プール１外へ流出することを防止するためのものであり、後述する遮水手段が設けられる。
【００２６】
なお、原子力発電所２の増設や設計変更により、より多くの取水が必要となった場合には、取水プールを増築または再構築する必要がある。この場合、できるだけ濁り成分が取水口３にいかないように、簡易に潜堤７を設置する必要がある。
【００２７】
次に、本発明にかかる水中構造物である潜堤７の構築方法を説明する。図２〜図８は潜堤７の施工方法を示す図である。
【００２８】
まず、図２に示すように、潜堤７を構築する部位の海底９にケーシング１５を設置する。ケーシング１５は例えば鋼管が用いられる。ケーシング１５は例えば図中矢印Ｂ方向に回転させながら海底９に建てこむ（図中矢印Ｃ方向）。ケーシング１５の下方先端の刃先が海底に突き刺されば、以後、汚濁成分はほとんど発生しない。
【００２９】
次に、図３に示すように、ケーシング１５内部（施工領域１６の海底９）を掘削し、掘削部１７を構築する。なお、掘削部１７を設ける際には、大量の汚濁成分が発生するが、汚濁成分はケーシング１５内にとどまり、施工領域１６から外へ流出することはない。したがって、施工領域近傍に取水口３がある場合であっても、取水口３へ汚濁水が流れることがなく、取水口３からの取水を止めて工事を行う必要がない。
【００３０】
次に、図４に示すように、掘削部１７に杭１９をクレーン等で挿入する。杭１９は、例えば鋼管杭、ＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）、ＰＨＣ杭（高強度プレストレストコンクリート杭）などが使用できる。杭１９が掘削部１７に挿入され、略鉛直方向に起立した状態で、杭１９とケーシング１５との隙間にモルタル２１を充填する。
【００３１】
なお、杭１９は、掘削部１７へ設置した状態で、干潮時における海面５よりも上方へは露出することがない。すなわち、杭１９は常に海面下に潜っている。また、杭１９の高さは、取水プール１の大きさと原子力発電所２による取水量によって決定される。すなわち、引き波によって杭１９が海面状に露出した状態で、津波の周期を考慮し、引き波の間に、取水プール１内の海水量が取水量に対して十分である必要がある。
【００３２】
次に、図５に示すように、必要に応じてケーシング１５内の汚濁水を排出する。汚濁水の排出には、例えば施工領域１６内に排水管２３を挿入し、外部に設けられたポンプによりケーシング１５内の汚濁水が吸い上げられる。汚濁水は、その後濾過して海上に放出される。施工領域１６内の汚濁水を排出した後または排出しながら、ケーシング１５を撤去する（図中矢印Ｄ方向）。なお、ケーシング１５の撤去は、モルタル２１が固まる前に行う必要がある。
【００３３】
以上で杭１９の設置が完了する。図６は杭１９が設置された状態を示す図である。なお、同様の手順で、所定の間隔をあけて杭１９が複数設置される。杭１９は取水口３を取り囲むように設けられる。
【００３４】
次に、図７に示すように、所定間隔で設けられた杭１９の間に、防波板２５を設置する。図７（ａ）は複数の杭１９が設置された正面図であり、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＦ−Ｆ線矢視方向から見た防波板２５の設置状態を示す図である。防波板２５としてはＰＣ製のプレキャスト板などが使用できる。
【００３５】
杭１９の両側には、図示を省略した防波板保持部が設けられている。防波板保持部は、例えば溝状であり、杭１９の長手方向に設けられる。防波板２５は隣り合う杭１９の防波板保持部に沿って挿入される。なお、杭１９と防波板２５との接合部は、ある程度止水が確保され、防波板２５が杭１９から外れることがなければどのような態様であってもよい。
【００３６】
防波板２５の下方縁部には、遮水手段である袋体２７が設けられる。袋体２７は樹脂製や布製等の部材であり、海面５上に通ずる管体であるホース２９が接続されている。
【００３７】
防波板２５を設置する際には、まず、図７（ｂ）に示すように、袋体２７が空の状態で袋体２７およびホース２９とともに防波板２５を下方（矢印Ｅ方向）へ降ろす。
【００３８】
防波板２５（袋体２７）が海底９上に降ろされた後、図７（ｃ）に示すように、ホース２９を用いて、袋体２７内へ充填材であるモルタル３１等を充填する。モルタル３１が充填されると、袋体２７はモルタル３１によって膨らむ。この際、袋体２７は防波板２５および海底９と密着するように膨らむ。したがって、海底９が不陸であっても、海底９の形状に応じて袋体２７が変形しながら膨らむため、袋体２７は海底９と防波板２５との隙間を確実に埋めることができる。
【００３９】
袋体２７に充填材を充填後、ホース２９をクリップ等の固定部材を用いて栓止めして、ホース２９から充填材が漏えいすることを防止する。充填材が固まった後、余分なホース２９を撤去する。以上により防波板２５の設置が完了する。
【００４０】
図８は、全ての杭１９間に防波板２５を設置した状態を示す図である。防波板２５は杭１９とほぼ同高さであり、常に海面５よりも低い。したがって、海面５上に防波板２５および杭１９が露出することはない。すなわち、杭１９および防波板２５等によって潜堤７が構築される。また、防波板２５と海底９との間には、モルタル３１が充填された袋体２７が設けられ、遮水部１１が形成される。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、発電所の取水口３を取り囲むように潜堤７を容易に構築することができる。特に、潜堤７を構成する防波板２５の下方に袋体２７が設けられ、袋体２７へモルタル３１を充填することで、防波板２５と海底９との隙間を容易に埋めることができる。このため、海底９が不陸な場所であっても、取水プール１内の海水が防波板２５の下方から取水プール１外へ流出することがない。
【００４２】
また、取水プール１を構築するのが潜堤７であり、海面５よりも低い位置であるため、海面近傍において波が生じた場合においても、潜堤７の前面および背面の水位変化がほぼ同時となり、このため、潜堤７に生じる波力の影響に対して有利である。
【００４３】
また、ケーシング１５を用いて杭１９を設置するため、潜堤７の施工時に汚濁成分が取水口３へ大量に流入することがない。
【００４４】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態において、図１から図８に示す潜堤７等と同一の機能を果たす構成要素には、図１から図８と同一番号を付し、重複した説明を避ける。
【００４５】
図９は第２の実施形態を示す図であり、図９（ａ）は複数の杭１９が設置された正面図であり、図９（ｂ）、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＦ−Ｆ線矢視方向から見た防波板２５の設置状態を示す図である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態における袋体２７に代えてラス網３３が用いられる。遮水手段であるラス網３３は袋状であり、海面５上に通ずるホース２９が接続されている。
【００４６】
図９（ｂ）に示すように、下部にラス網３３が設けられる防波板２５が、ラス網３３およびホース２９とともに下方へ降ろされる（図中矢印Ｅ方向）。
【００４７】
防波板２５（ラス網３３）が海底９上に降ろされた後（図中矢印Ｅ方向）、図９（ｃ）に示すように、ホース２９を用いて、ラス網３３内へ充填材である骨材入りのコンクリート３５を充填する。ラス網３３は、内部にコンクリート３５が充填されるため、防波板２５および海底９に応じて変形する。したがって、ラス網３３は防波板２５および海底９へ密着する。すなわち、海底９が不陸であっても、海底９の形状に応じてラス網３３が変形するため、ラス網３３は海底９と防波板２５との隙間を確実に埋めることができる。
【００４８】
次に、第３の実施の形態について説明する。図１０は第３の実施形態を示す図であり、図１０（ａ）は複数の杭１９が設置された正面図であり、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のＦ−Ｆ線矢視方向から見た防波板２５の設置状態を示す図であり、図１０（ｄ）は図１０（ｃ）の下方（点線部）の矢視Ｇ方向から見た図である。第３の実施の形態は、第１の実施の形態における袋体２７に代えて型枠３７が用いられる。遮水手段である型枠３７は板状であり、防波板２５下端縁部の両面に設けられている。一対の型枠３７で囲まれた部位には海面５上に通ずるホース２９が接続されている。
【００４９】
防波板２５（型枠３７）が海底９上に降ろされた後（図中矢印Ｅ方向）、図１０（ｃ）および図１０（ｄ）に示すように、型枠３７と海底９との隙間を埋めるように隙間塞ぎ部材である土のう３９が設置される。なお、図１０（ｄ）は、土のう３９を透視した状態を示す図である。次に、ホース２９を用いて、型枠３７内へ充填材である骨材入りのコンクリート３５を充填する。すなわち、防波板２５下方の、型枠３７および土のう３９で囲まれた内部にコンクリート３５が充填される。
【００５０】
コンクリート３５が固まった後、土のう３９および型枠３７が撤去される。なお、型枠３７はコンクリート３５とともに残してもよい。このように、海底９が不陸であっても、型枠３７および土のう３９内部に充填されたコンクリート３５によって、海底９と防波板２５との隙間を確実に埋めることができる。
【００５１】
次に、第４の実施の形態について説明する。図１１は第４の実施形態を示す図であり、図１１（ａ）は複数の杭１９が設置された正面図であり、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のＦ−Ｆ線矢視方向から見た防波板２５の設置状態を示す図である。第４の実施の形態は、第１の実施の形態における袋体２７に代えてゴムプレート４１が用いられる。遮水手段であるゴムプレート４１は、防波板２５下端縁部に設けられている。
【００５２】
防波板２５（ゴムプレート４１）が海底９上に降ろされると（図中矢印Ｅ方向）、図１１（ｃ）に示すように、ゴムプレート４１が海底９と接触する。ゴムプレート４１は、容易に変形可能であるため、海底９の形状に応じて変形して防波板２５と海底９との間の隙間を埋めることができる。したがって、海底９が不陸であっても、ゴムプレート４１の変形によって、海底９と防波板２５との隙間を確実に埋めることができる。
【００５３】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５４】
たとえば、遮水手段である袋体２７、ラス網３３、型枠３７、ゴムプレート４１の大きさや形態は、図示した例に限られない。防波板２５と海底９との隙間を確実に埋めることができれば、その形態は限られない。
【符号の説明】
【００５５】
１………取水プール
２………原子力発電所
３………取水口
５………海面
７………潜堤
９………海底
１１………遮水部
１５………ケーシング
１６………施工領域
１７………掘削部
１９………杭
２１………モルタル
２３………排水管
２５………防波板
２７………袋体
２９………ホース
３１………モルタル
３３………ラス網
３５………コンクリート
３７………型枠
３９………土のう
４１………ゴムプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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