(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の捨石マウンドの水平面または傾斜面を重錘の自由落下により均す工法であり、下端に重錘を設けたシャフトと、台船上に水平軸を中心として傾転可能に設置され、前記シャフトを昇降可能に支持すると共にシャフトを把持して上昇させる昇降装置を用い、この昇降装置により、シャフトを鉛直状態または傾斜状態に保持すると共に所定高さだけ上昇させた後、シャフトの把持を解除することにより重錘およびシャフトを自由落下させて捨石マウンドの水平面または傾斜面を均すことを特徴とする捨石均し工法。
【請求項２】
水中の捨石マウンドの水平面または傾斜面を重錘の自由落下により均す装置であり、下端に重錘を設けたシャフトと、台船上に水平軸を中心として傾転可能に設置され、前記シャフトを昇降可能に支持すると共に、シャフトを把持して上昇させ、シャフトの把持を解除することにより重錘およびシャフトを自由落下させる昇降装置を備えていることを特徴とする捨石均し装置。
【請求項３】
請求項２に記載の捨石均し装置において、昇降装置は、シャフトをガイド手段により案内支持する支持装置と、シャフトに沿って移動可能な可動部材と、この可動部材を前記支持装置に対して昇降させる駆動手段と、前記可動部材に設けられ、シャフトに対して進退してシャフトを把持する把持手段を備えていることを特徴とする捨石均し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、港湾施設の防波堤や護岸などにおけるケーソンやブロック等のマウンドの捨石を水中で均す場合に用いられる重錘落下方式による捨石均し工法および捨石均し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、防波堤や護岸の基礎捨石マウンド築造工事においては、沖合化（大型化・大水深化）や施工の急速化のニーズが高まっている。一方、潜水作業従業者の不足や高年齢化により、質の高い熟練潜水士の確保が困難となってきている。
【０００３】
このようなことから、捨石マウンド築造（捨石均し）の機械化施工の開発が進められ、既に多くの実績を積んでいる。実績を積んでいる主な工法としては十数の工法（種類）があり、締め固め（均し）方法により、大きく４種類に分類され、重錘落下方式、バイブロ方式、レーキ（ブレード）方式、水中バックホウ方式がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような機械化施工法は、日当たり施工能力が 100ｍ2/日〜 200ｍ2/日であり、従来の人力（潜水士）施工能力 20 ｍ2/日の10倍に及ぶものもあり、大水深化・急速化に対応している。しかし、水中バックホウ方式を除く他の方式は、水平面の均ししかできず、傾斜面の均しには対応していない。例えば重錘落下方式では、下面に板状のタンパーを固定した重錘を台船上のクレーンにより所定の高さまで吊り上げた後、自由落下させており（例えば特開平１１−０６１８２０号公報）、傾斜面の均し作業を行うことは困難である。
【０００５】
一方、水中バックホウ方式は、傾斜面均しの施工は可能であるが、潜水士が搭乗運転するという特性上、潜水作業時間に制約を受けたり、作業に伴う濁りの発生などで潜水士の視界の確保が困難であるなど施工上の欠点や人為作業ゆえの安全上の問題もある。
【０００６】
なお、特開平１１−０６１８１９号公報には、水底地盤の傾斜面を均すことのできる工法および作業船が提案されている。この公報において、重錘落下方式に関しては、台船上のジブクレーン等に起伏可能なリーダを設け、先端に板状のタンパーが取付けられ、重錘とホイストを内蔵した中空軸体を前記リーダに沿って移動可能に設け、リーダを設計傾斜面と直交するように配置すると共に、タンパーを傾斜面に着底させた後、中空軸体内の重錘をホイストで所定高さまで吊り上げ、その後、重錘を自重落下させることでタンパーに衝撃を与えて傾斜面を突き固め、水流の影響を受けることなく、傾斜面を正確に均すことが開示されている。しかし、この工法では、ジブクレーン、リーダ、中空軸体、ホイスト等を必要とし、装置が大型化し、機構が複雑となり、装置が高価なものとなる。
【０００７】
また、重錘落下方式として、台船から水底に向けて垂設した一対のテレスコープ式の伸縮ガイド部材の先端に重錘を取付け、この一対の伸縮ガイド部材間に縦に設置した長ストロークの油圧シリンダのピストンロッドの下端を重錘に接続し、この油圧シリンダで重錘を上昇させた後、油圧シリンダの上昇加圧側の圧油を一気に解放させることで、重錘を油圧シリンダのピストンロッドに接続したまま落下させる油圧シリンダ方式も提案されている。しかし、この油圧シリンダ方式も、装置が大型化し、機構も複雑となり、装置が高価となり、さらに、耐久性等に懸念が残る。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、重錘落下方式による捨石均しにおいて、比較的機構が簡単で、傾斜面でも確実に均すことができる捨石均し工法および捨石均し装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、水中の捨石マウンドの水平面または傾斜面を重錘の自由落下により均す工法であり、下端に重錘を設けたシャフトと、台船上に水平軸を中心として傾転可能に設置され、前記シャフトを昇降可能に支持すると共にシャフトを把持して上昇させる昇降装置を用い、この昇降装置により、シャフトを鉛直状態または傾斜状態に保持すると共に所定高さだけ上昇させた後、シャフトの把持を解除することにより重錘およびシャフトを自由落下させて捨石マウンドの水平面または傾斜面を均すことを特徴とする捨石均し工法である。
【００１０】
この請求項１では、ホルダーと油圧ジャッキによる昇降装置やラックとピニオンによる昇降装置等を用い、この昇降装置をトラニオンと傾転用シリンダ等により傾転可能とする。水平面の均しの場合には、昇降装置すなわちシャフトを鉛直に保持し、重錘およびシャフトを鉛直に自由落下させ、傾斜面の均しの場合には、昇降装置すなわちシャフトを設計傾斜面に合わせて傾斜させ、重錘およびシャフトを斜めに自由落下させる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、水中の捨石マウンドの水平面または傾斜面を重錘の自由落下により均す装置であり、下端に重錘を設けたシャフトと、台船上に水平軸を中心として傾転可能に設置され、前記シャフトを昇降可能に支持すると共に、シャフトを把持して上昇させ、シャフトの把持を解除することにより重錘およびシャフトを自由落下させる昇降装置を備えていることを特徴とする捨石均し装置である。
【００１２】
この請求項２は、請求項１の工法を実施する装置であり、昇降装置にはホルダーと油圧ジャッキによる昇降装置やラックとピニオンによる昇降装置等を用い、この昇降装置をトラニオンと傾転用シリンダ等により傾転可能とする。ホルダーと油圧ジャッキによる方式では、ホルダーにシャフトの把持手段を設け、この把持手段によりシャフトを把持して上昇させた後、把持を解除することで重錘およびシャフトを自由落下させる。ラックとピニオンによる方式では、ピニオンの回転駆動によりシャフトを上昇させた後、支持架台に設置したシャフトの把持手段でシャフトを把持し、次いでピニオンを退避させ、把持手段の把持を解除して重錘およびシャフトを自由落下させる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２の昇降装置をホルダーと油圧ジャッキによる方式に限定したものであり、請求項２に記載の捨石均し装置において、昇降装置は、シャフトをガイド手段（ガイドローラ等）により案内支持する支持装置と、シャフトに沿って移動可能な可動部材（ホルダー）と、この可動部材を前記支持架台に対して昇降させる駆動手段（油圧ジャッキ等）と、前記可動部材に設けられ、シャフトに対して進退してシャフトを把持する把持手段（短ストローク高力の把持用油圧ジャッキ等）を備えていることを特徴とする捨石均し装置である。支持装置は、トラニオンと傾転用シリンダ等により傾転可能に台船に取付けられる（請求項３）。
【００１４】
以上のような構成において、台船に設置した昇降装置によりシャフトを上昇させた後、重錘およびシャフトを自由落下させる構造のため、比較的機構が簡単で小型・安価な均し装置により、また信頼性の高い均し装置により、捨石均しを行うことができる。また、シャフトを支持する支持装置を傾転可能に台船に設置し、あるいは、シャフトの下端に重錘を傾転可能に取付けることにより、比較的簡単で小型の均し装置で、傾斜面の捨石均しも可能となる。また、重錘の自由落下で捨石の締め固めを行うので、密で堅牢な捨石マウンドを形成することができる。さらに、重錘とシャフトの自由落下方式であるため、大水深・大量急速施工を容易に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１〜図８は、本発明のホルダー・油圧ジャッキ方式による捨石均し装置の１例を示したものである。
【００１６】
図１〜図８に示すように、本発明に係る捨石均し船１は、台船２の中央や船首等に捨石均し装置３を搭載して構成され、捨石均し装置３の重錘１１の自由落下（任意の揚程・回数）により、基礎マウンドＭの水平面Ｍ1 と傾斜面（緩傾斜）Ｍ2 を連続的に締め固めて、所定の高さに均すことができるようにされている。
【００１７】
台船２上には、操船室（ブリッジ）４が設けられ、４台の操船ウインチ５が装備されている。各操船ウインチ５から繰り出されたワイヤロープ６の先端がアンカーに接続されている。均し面の高さ、不陸、位置管理は、台船２に搭載してある船位計測システム（ＧＰＳ（全地球測位システム：ＸＹＺ計測）やジャイロコンパス等）、測深システム（重錘リアルタイム深度計やオートレッド等）、任意方位直進型操船システム（操船ウインチとワイヤロープ等）により円滑に行えるようにされている。
【００１８】
本発明の捨石均し装置３は、図２〜図４に示すように、主として、台船２から水底に向かって垂設されるシャフト１０と、このシャフト１０の下端に取付けられる重錘１１と、シャフト１０を昇降可能に案内支持する支持装置１２と、この支持装置１２の上でシャフト１０を抱持してシャフト１０を上昇させるホルダー１３と、このホルダー１３を支持装置１２に対して所定ストロークだけ上昇させる上昇用油圧ジャッキ（シリンダ）１４と、ホルダー１３に設置されてシャフト１０を両側からクランプする短ストローク高力の把持用油圧ジャッキ１５と、支持装置１２に設けられたガイドローラ１６から構成されている。
【００１９】
図１〜図８のホルダー傾転式の場合、台船２の中央に平面視で船体幅方向に長い長方形状の貫通孔２ａを設け、この貫通孔２ａに捨石均し装置３を挿入し、その支持装置１２の外側面に設けた一対のトラニオン軸２０と、台船２側に設けた軸受け２１により、捨石均し装置３を船体幅方向に傾転可能に支持している。さらに、支持装置１２と台船２を傾転方向に平行な左右一対の傾転用油圧シリンダ２２で連結し、この油圧シリンダ２２を伸縮制御することで、シャフト１０を水平面Ｍ1 または傾斜面Ｍ2 に対して垂直に保持できるようにしている（図２，図３参照）。
【００２０】
支持装置１２は、図４(b),図５，図６に示すように、断面正方形のシャフト１０を隙間をおいて取り囲む平面視で四角枠状の筒状体であり、シャフト１０の４側面に当接して転動するガイドローラ１６（１側面に２個、計８個）が上部と下部に配設され、シャフト１０が昇降自在に案内支持される。
【００２１】
ホルダー１３は、図４(a),図５，図６に示すように、シャフト１０を隙間をおいて取り囲む平面視で四角枠状の可動枠体であり、その対向２辺にそれぞれ例えば３個の把持用油圧ジャッキ１５を配設している。把持用油圧ジャッキ１５は、そのピストン先端に特殊ゴム等からなる摩擦板３０を設けて構成され、この摩擦板３０をシャフト１０の外側面に押し付けることで、シャフト１０を左右両側からクランプすることができる。
【００２２】
ホルダー１３の外周部と支持装置１２の外側面とが左右一対の上昇用油圧ジャッキ１４により連結され、把持用油圧ジャッキ１５でシャフト１０を左右両側からクランプし、上昇用油圧ジャッキ１４を伸長させることにより、シャフト１０を所定ストロークだけ上昇させることができる。
【００２３】
また、重錘１１を台船２内のデッキ下に収納できるように、また、重錘１１を水平面や傾斜面の上にセットできるように、シャフト１１を昇降させる機構が必要となる。この昇降機構は、例えば、図７に示すように、支持装置１２にホルダー１３と同様の把持用油圧ジャッキ３１を設けて構成し、ホルダー１３の把持用油圧ジャッキ１５と支持装置１２の把持用油圧ジャッキ３１でシャフト１１を交互に固定しながら上昇用油圧ジャッキ１４を伸縮させる所謂尺取り虫式でシャフト１１を昇降させる。
【００２４】
あるいは、図７に示すように、シャフト１０の把持用油圧ジャッキ１５が配置されていない一対の外側面の中央にラチェット部材３２を上から下まで連続して配設し、支持装置１２の上面とホルダー１３の上面に一対の落下防止用の油圧ジャッキ３３，３４を設置することで、上昇用油圧ジャッキ１４を利用してシャフト１０を昇降させる機構を用いることもできる。
【００２５】
即ち、ホルダー１３の油圧ジャッキ３４のピストン先端をラチェット部材３２のラチェット歯の下に嵌め込み、上昇用油圧ジャッキ１４を伸長させることで、シャフト１０が所定ストロークだけ上昇し、次いで、支持装置１２の油圧ジャッキ３３のピストン先端をラチェット部材３２のラチェット歯の下に嵌め込み、シャフト１０を固定した状態から、ホルダー１３の油圧ジャッキ３４のピストンを退避させて上昇用油圧ジャッキ１４を収縮させ、以上の工程を順次繰り返すことで、シャフト１０を尺取り虫式に上昇させることができる。重錘１１を下降させる場合には、前記と逆の操作を行えばよい。なお、以上のような昇降機構に限らず、その他の昇降機構を用いることもできる。
【００２６】
図８は、捨石均し装置３を台船２の船首に搭載した例である。台船２および捨石均し装置３の構成は、図１〜図７の場合と同様であるが、シャフト１０の傾転方向を船体長手方向としている。
【００２７】
以上のような構成の捨石均し船１により、以下に示すように捨石マウンドＭの水平面Ｍ1 と傾斜面Ｍ2 の捨石均しを行う。
【００２８】
(1) ホルダー傾転式の場合、捨石均し装置３のシャフト１０を鉛直に保持し、あるいは、設計傾斜面に合わせてシャフト１０を傾斜させた状態から、シャフト１０を昇降機構により下降させ、水平面Ｍ1 あるいは傾斜面Ｍ2 上に着底させる。
【００２９】
(2) シャフト１０をホルダー１３の把持用油圧ジャッキ１５でクランプし、上昇用油圧ジャッキ１４を伸長させてシャフト１０を所定ストロークだけ上昇させる。
【００３０】
(3) ホルダー１３の把持用油圧ジャッキ１５のクランプを解除し、シャフト１０および重錘１１を自由落下させ、水平面Ｍ1 あるいは傾斜面Ｍ2 の捨石を締め固める。シャフト１０は、支持装置１２のガイドローラ１６に案内支持されて落下する。
【００３１】
(4) 前述の(2) と(3) の工程を必要回数だけ繰り返し、所定の均し面が得られると、台船２を次の均し位置に移動させ、前述の均し工程を繰り返す。なお、傾斜面Ｍ2 の場合は、均し位置の高さが変化するため、昇降機構でシャフト１０を上昇あるいは下降させ、重錘１１が所定の高さから落下するようにする。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
【００３３】
(1) 台船に設置した昇降装置によりシャフトを上昇させた後、重錘およびシャフトを自由落下させる構造のため、比較的機構が簡単で小型・安価な均し装置により、また信頼性の高い均し装置により、捨石均しを行うことができる。
【００３４】
(2) シャフトを支持する支持装置を傾転可能に台船に設置することにより、比較的簡単で小型の均し装置で、傾斜面の捨石均しも可能となる。
【００３５】
(3) 重錘の自由落下で捨石の締め固めを行うので、密で堅牢な捨石マウンドを形成することができる。
【００３６】
(4) 重錘とシャフトの自由落下方式であるため、大水深・大量急速施工を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のホルダー・油圧ジャッキ方式による捨石均し装置を船体中央に備えた均し船の全体を示したものであり、(a) は平面図、(b) は側面図である。
【図２】  本発明のホルダー・油圧ジャッキ方式による捨石均し装置（ホルダー傾転式）の１例を示す部分断面正面図（水平面の均し状態）である。
【図３】  本発明のホルダー・油圧ジャッキ方式による捨石均し装置の１例を示す部分断面正面図（傾斜面の均し状態）である。
【図４】  図２の捨石均し装置の平面図であり、(a) は上部、(b) は中間部を示す。
【図５】  図２の捨石均し装置の部分拡大正面図である。
【図６】  図２の捨石均し装置の部分拡大側面図である。
【図７】  図２の捨石均し装置の昇降機構を示す部分拡大正面図である。
【図８】  本発明のホルダー・油圧ジャッキ方式による捨石均し装置を船体中央に備えた均し船の全体を示したものであり、(a) は平面図、(b) は側面図である。
【符号の説明】
Ｍ…捨石マウンド
Ｍ1 …水平面
Ｍ2 …傾斜面
１…捨石均し船
２…台船
２ａ…貫通孔
３…捨石均し装置
４…操船室
５…操船ウインチ
６…ワイヤロープ
１０…シャフト
１１…重錘
１２…支持装置
１３…ホルダー
１４…上昇用油圧ジャッキ
１５…把持用油圧ジャッキ
１６…ガイドローラ
２０…トラニオン軸
２１…軸受け
２２…傾転用油圧シリンダ
３０…摩擦板
３１…把持用油圧ジャッキ
３２…ラチェット部材
３３…落下防止用の油圧ジャッキ
３４…落下防止用の油圧ジャッキ
【図１】
0004721553.tif 000002
【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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