(57)【要約】【課題】大水深や潮流の激しい場所においても安全性の高い作業で実施できる沈埋函の基礎の構築方法を提供すること。【解決手段】沈埋函１の上面１１又は側面１２から底面１３まで貫通する孔であって、躯体内部を貫通する貫通孔２を設けた沈埋函の外周面に、沈埋函の延伸方向に沿ってガイドレール４１を設け、前記ガイドレールに走行手段３１を有する走行架台３５と、充填材５を供給する充填管３３と、前記充填管の先端に設けた管軸方向に移動可能なスライド管３２と、前記充填材の充填量を検知する検知手段３４と、からなる充填材の充填装置３を設置し、所定の位置まで沈設された前記沈埋函の底面と水底の間に、前記貫通孔に接続したスライド管から充填材を注入し、前記検知手段によって充填が確認された後に、前記スライド管を前記貫通孔から引き離し、前記走行架台を次の貫通孔に向けて走行させる方法である。【選択図】        図１
2004339846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈埋函の上面又は側面から底面まで貫通する孔であって、躯体内部を貫通する貫通孔を設け、前記沈埋函の底面と水底の間に充填材を充填可能にしたことを特徴とする、沈埋函。
【請求項２】
走行手段を有する走行架台と、
充填材を供給する充填管と、
前記充填管の先端に設けた管軸方向に移動可能なスライド管と、
前記充填材の充填量を検知する検知手段と、からなる、
充填材の充填装置。
【請求項３】
請求項１記載の沈埋函の外周面に、沈埋函の延伸方向に沿ってガイドレールを設け、
前記ガイドレールに請求項２記載の充填材の充填装置を設置し、
所定の位置まで沈設された前記沈埋函の底面と水底の間に、前記貫通孔に接続したスライド管から充填材を注入し、
前記検知手段によって充填が確認された後に、前記スライド管を前記貫通孔から引き離し、
前記走行架台を次の貫通孔に向けて走行させる、
沈埋函の基礎の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は沈埋函の基礎工事に関するもので、基礎工事を行うための装備を有する沈埋函、及び沈埋函の底面と水底の間に注入する充填材の充填装置、及び沈埋函の基礎の構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から水底に函体を沈めてトンネルを構築する沈埋工法が実施されている。沈埋函を設置するためには基礎工事を行う必要があり、代表的な従来技術について以下に説明する。
スクリード工法は、掘削したトレンチ底に粒径５０〜８０ｍｍ以下の砂利、砕石等を正確に敷き均し、その上に沈埋函を直接、設置する方法である。
また、モルタル注入工法は、沈埋函ａの底板に４〜９ｍ間隔で設けた注入孔ｄから、沈埋函ａの底面と水底の間に函内からモルタルを注入する方法である（図５参照）。沈埋函ａが仮支承台ｃ２に設置したジャッキｃ１などで仮支承された状態で、モルタルは注入される。
さらに、沈埋函ａの上面を走行する移動架台ｆを使用した砂吹き込み工法が実施されている（図６参照）。この工法は、仮支承された沈埋函ａと水底の間に、水を混合した砂を吹き込む工法であり、砂の吹込みには圧入管ｇが使用される。圧入管ｇは、移動架台ｆによって沈埋函ａの底面まで導かれ、圧入管ｇの先端を沈埋函ａの側方から底面に挿入して砂の吹き込みをおこなう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の沈埋函の基礎の構築方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞スクリード工法で構築された基礎面は、３〜５ｃｍ程度の誤差が発生するのを避けることができない。また、水深が深い場合や潮流の激しい場所での実施には適していない。
＜ロ＞モルタル注入工法では、沈埋函ａの底板にモルタル注入用の注入孔ｄを多数、設けることになる。注入孔ｄはモルタルｂを打設した後に閉塞処理を行うが、埋め込み配管やバルブの腐食、閉塞に使用した材料の劣化によって、将来、漏水する可能性がある。また、施工中にバルブなどが破損したり、誤作動をしたりした場合に、沈埋函ａ内が水没するおそれがあり危険である。
＜ハ＞砂吹き込み工法では、潜水士による水中作業によって圧入管ｇの先端を誘導する。また、移動架台ｆは、沈埋函ａの上面から水上に露出する高さとなるため、水深が深くなるほど大規模な設備となる。このため、天候、潮流及び潜水作業時間などの制限を受け易く、危険作業も多くなる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、安全性の高い作業で実施できる沈埋函の基礎の構築方法を提供することを目的とする。特に、潜水士による潜水作業が不要で、大水深や潮流の激しい場所に沈設する場合でも安全かつ容易に実施できる沈埋函の基礎の構築方法を提供することを目的とする。
また、防水性が維持できる沈埋函を提供することを目的とする。
さらに、基礎工事の作業中に出水するおそれのない沈埋函及び沈埋函の基礎の構築方法を提供することを目的とする。
そして、天候や潮流の変化による影響を受け難い充填材の充填装置及び沈埋函の基礎の構築方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の沈埋函は、沈埋函の上面又は側面から底面まで貫通する孔であって、躯体内部を貫通する貫通孔を設け、前記沈埋函の底面と水底の間に充填材を充填可能にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
また本発明の充填材の充填装置は、走行手段を有する走行架台と、充填材を供給する充填管と、前記充填管の先端に設けた管軸方向に移動可能なスライド管と、前記充填材の充填量を検知する検知手段と、からなるものである。
【０００７】
さらに本発明の沈埋函の基礎の構築方法は、上記沈埋函の外周面に、沈埋函の延伸方向に沿ってガイドレールを設け、前記ガイドレールに請求項２記載の充填材の充填装置を設置し、所定の位置まで沈設された前記沈埋函の底面と水底の間に、前記貫通孔に接続したスライド管から充填材を注入し、前記検知手段によって充填が確認された後に、前記スライド管を前記貫通孔から引き離し、前記走行架台を次の貫通孔に向けて走行させる方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
＜イ＞沈埋函
沈埋函１は、水底に沈めて隣接する沈埋函１と連結し、水底トンネルを構築するための函体である。このため、延伸方向に貫通する空洞と外殻から構成される。外形は、例えば断面視矩形の沈埋函１では、上面１１、側面１２及び底面１３で構成される。沈埋函１の断面視形状は、矩形に限定されるものではなく、四角形、図５，６に示すような長円形など任意の形状が採用できる。図１，２に示した沈埋函１は、矩形の内空を中壁１４で仕切った構造である。
【００１０】
沈埋函１には上面１１又は側面１２から底面１３まで貫通する貫通孔２を設ける。貫通孔２は沈埋函１を構築する際に中空管を埋め込んで形成するのが好ましい。図１においては、上面１１から底面１３まで貫通する貫通孔２を示した。
また、図１のように沈埋函１が中壁１４を有する場合は、貫通孔２は中壁１４の内部に設ければよい。また、側面１２を形成する側壁の内部に設けることもできる。この場合は、貫通孔２の上部開口は、沈埋函１の上面１１に限定されるものではなく、側面１２に設けることもできる。このように貫通孔２を躯体内部に配置することで、沈埋函１の内部と貫通孔２を分離することができる。このため、貫通孔２を通過する充填材５や水が、沈埋函１の内部に流出することがない。
【００１１】
＜ロ＞充填装置
充填装置３は、充填材５を充填するための装置である。充填材５には、砂と水の混合物、モルタル、流動化処理土など流動性を有する材料が使用できる。
充填装置３には、充填に使用する各部材を設置するための架台となる走行架台３５を使用する。走行架台３５には車輪などの走行手段３１を設ける。走行手段３１は、走行架台３５に備え付けた駆動装置（図示せず）によって駆動する。また、充填装置３にはリミットスイッチなどを付けて、貫通孔２の位置で自動的に停止するように構成するのが好ましい。
また、走行架台３５には、充填材５を充填するための充填管３３を取り付ける。充填管３３は、水上から供給される充填材５を貫通孔２まで搬送するための部材である。充填管３３の先端には、遠隔操作によって移動可能なスライド管３２を設ける。スライド管３２は、充填材５を充填する前に貫通孔２に向けてスライド移動して、貫通孔２に接続される。そして、充填後に上方に向けてスライド移動して、貫通孔２から引抜かれる（図３参照）。すなわち、スライド管３２の管軸方向の移動によって、貫通孔２への着脱が可能になる。スライド管３２を貫通孔２から引き離した状態であれば、充填装置３を移動させることができる。スライド管３２の移動は、作業船７などの遠隔から行えるようにする。また、後述する検知手段３４と連動させて、充填確認後に自動的に引き抜けるようにすることもできる。
【００１２】
検知手段３４は、充填材５が充填されたかどうかを検知する手段である。充填装置３は遠隔操作によって移動するため、充填材５が確実に充填されているかどうかも遠隔で知ることができるようにする必要がある。検知手段３４には、充填材５の接近又は接触によって充填材５の存在を確認できる検知センサーや、充填状況を視覚的に確認するためのカメラなどが使用できる。例えば、沈埋函１の側方の水底付近に検知手段３４を走行架台３５から垂下し、側方から充填状態を検知させることができる。すなわち、検知手段３４に超音波式の検知センサーを使用する場合は、沈埋函１の中央付近から充填した充填材５が沈埋函１の側方にまで流れ出して検知センサー３４に接近すれば、充填材５が沈埋函１の底面１３と水底の間を埋め尽くしたと判断できる。
【００１３】
＜ハ＞ガイドレール及び走行レール
ガイドレール４１及び走行レール４２は、充填装置３を走行させるための軌条である。ガイドレール４１は、充填装置３の走行方向を決め、脱落を防止するために設けるレールであり、沈埋函１の側面や上面に設けることができる。走行レール４２は、駆動する走行手段３１を走らせるレールであり、例えば沈埋函１の上面に設けることができる。また、ガイドレール４１と走行レール４２の両方の機能を有するレールを設けることもでき、両者を明確に区別する必要はない。
ガイドレール４１及び走行レール４２は、沈埋函１の表面から突出するように設けることもでき、溝状に刻設することもできる。例えば、図１に示すように断面視Ｔ字型のガイドレール４１を側面１２に設置して、走行架台３５と走行手段３１の間にガイドレール４１が配置されるようにすれば、脱輪の心配が無く、潮流や振動によって充填装置３が脱落することを防止できる。
【００１４】
以下、図面を参照しながら沈埋函の基礎の構築方法について説明する。
【００１５】
＜イ＞充填装置及び沈埋函の設置
最初に沈設する沈埋函１ａに充填装置３を設置する。充填装置３の設置は、沈埋函１ａが水上に浮上している状態で行うのが好ましい。
まず、沈設地点まで曳航されてきた沈埋函１ａのガイドレール４１に走行架台３５を嵌める。そして、貫通孔２にスライド管３２の先端を挿入する。
充填装置３の装着後に、沈埋函１ａを水底に沈める。沈埋函１ａの底面１３と水底の間には、所定の隙間が形成されるように仮支承６を使用する。仮支承６に油圧ジャッキを使用すれば、微妙な高さ調整も容易におこなうことができる。また、沈設に際しては、沈埋函１ａの上面１１に必要に応じてバラスト７を設置して錘にする。
【００１６】
＜ロ＞充填材の注入
水上の作業船７と充填装置３を繋ぐ充填管３３により充填材５を充填する。例えば、作業船７に積載した砂と水を混合した充填材５を、充填管３３を通して貫通孔２まで送り込む。貫通孔２の底面１３側から充填材５が水底に流れ出し、底面１３と水底の隙間を埋めていく。
充填材５の注入作業を暫く続けると、沈埋函１の側方から流れ出した余剰充填材５が検知手段３４によって検知される。この検知手段３４による確認後に注入作業を停止し、スライド管３２を貫通孔２から引き上げる。スライド管３２のスライド移動は、作業船７からの遠隔操作によっておこなうことができる。
【００１７】
＜ハ＞充填装置の移動
ひとつの貫通孔２からの充填が完了した後に、次の貫通孔２に向けて充填装置３を移動させる。貫通孔２は、沈埋函１に一つずつ設けてもよいし、１体の沈埋函１に複数の貫通孔２を設ける。充填材５の充填性によりその個数は決定される。
走行リミット装置によって走行中の充填装置３が次の貫通孔２の位置で停止する。そして、スライド管３２をスライド移動させて貫通孔２にスライド管３２を装着する。
図４には、最初に沈設した沈埋函１ａに隣接する沈埋函１ｂに充填装置３を移動させる状況を示した。沈埋函１の沈設・連結作業と、充填材５の充填作業の順序は本発明では任意に設定できる。例えば、複数の沈埋函１ａ，１ｂ，・・・１ｃを予め沈設・連結して仮支承６で支持をさせておいて、後から充填作業を一度におこなうことができる。また、沈埋函１ａの沈設、充填材５の充填、沈埋函１ｂの沈設・連結、充填装置３の移動、充填材５の充填、・・・、と交互に繰り返すこともできる。
充填装置３が最終的に到達する最後の沈埋函１ｃには、ガイドレール４１を設置しない部分を設け、水上のクレーンなどによって充填装置３を上方に引き上げて撤去する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の沈埋函及び充填材の充填装置及び沈埋函の基礎の構築方法は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞充填材の注入に使用する貫通孔と沈埋函の内部とは連結していない。このため、外水と接触する危険性がなく、安全性の高い作業が実施できる。また、遠隔操作が可能な充填装置を使用するため、潜水士による潜水作業が不要である。
＜ロ＞充填に使用する充填装置は、ガイドレールに装着することで安定して走行させることができる。このため、天候や潮流の変化による影響を受け難く、作業性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の沈埋函及び充填材の充填装置の実施例の斜視図。
【図２】沈埋函の基礎の構築方法の実施例の横断面図。
【図３】スライド管の実施例の説明図。
【図４】沈埋函の基礎の構築方法の実施例の説明図。
【図５】従来のモルタル注入工法の実施例の説明図。
【図６】従来の砂吹き込み工法の実施例の説明図。
【符号の説明】
１・・・沈埋函
１１・・上面
１２・・側面
１３・・底面
２・・・貫通孔
３・・・充填装置
３１・・走行手段
３２・・スライド管
３３・・充填管
３４・・検知手段
３５・・走行架台
４１・・ガイドレール
５・・・充填材
【図１】
2004339846.tif 000003
【図２】
2004339846.tif 000004
【図３】
2004339846.tif 000005
【図４】
2004339846.tif 000006
【図５】
2004339846.tif 000007
【図６】
2004339846.tif 000008