(57)【要約】  【課題】  長尺状の袋体に砂を容易且つ短時間で充填可能な砂袋形成技術を提供すること。  【解決手段】  袋体１は、長さ方向に連続して形成された複数の大径部２ａ及び小径部２ｂを有する筒状布帛２で構成されており、この筒状布帛２の一端に形成された注入口２ｃから水と砂５の混合流体を注入するとともに、筒状布帛２の他端に形成された排出口２ｄから水から排出することにより、袋体１内に効率よく砂５を充填することができる。【選択図】  図１
2005325530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に連続して形成された複数の大径部及び小径部を有する筒状布帛からなる砂袋形成用袋体であって、
この筒状布帛の一端に形成され、筒状布帛内に水と砂の混合流体を注入する為の注入口と、前記筒状布帛の閉塞された他端に形成され、筒状布帛から水を排出する為の排出口とを有することを特徴とする砂袋形成用袋体。
【請求項２】
連続して形成された複数の幅広部及び幅狭部を有する２枚のシート状布帛の側端部同士が接合されて、前記筒状布帛が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の砂袋形成用袋体。
【請求項３】
連続して形成された複数の幅広部及び幅狭部を有する３枚以上のシート状布帛の側縁部同士が接合されて、前記筒状布帛が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の砂袋形成用袋体。
【請求項４】
前記筒状布帛は、経糸とこの経糸にスパイラル状に連続して織り込まれた低伸縮性の緯糸とで構成された筒状織物であることを特徴とする請求項１に記載の砂袋形成用袋体。
【請求項５】
長さ方向に連続して形成された複数の大径部及び小径部を有する筒状布帛からなり、この筒状布帛の一端に形成された注入口と前記筒状布帛の閉塞された他端に形成された排出口とを有する袋体に、前記注入口から水と砂の混合流体を注入し、
前記排出口から水を排出しつつ前記袋体内に砂を充填することを特徴とする砂袋形成方法。
【請求項６】
請求項５の砂袋形成方法により形成されたことを特徴とする砂袋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的な土嚢や潜り囲繞提、あるいは、洗掘防止、海底構造物・藻場の抑止等に使用される長尺の砂袋を形成する為の袋体、砂袋形成方法及び砂袋に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、土嚢や潜り囲繞提、あるいは、洗掘防止、海底構造物・藻場の抑止等の種々の用途に、繊維素材からなる長尺且つストレート形状の袋体に土砂を充填して形成された砂袋が使用されている。そして、このような砂袋内に土砂を充填する方法としては、例えば、土嚢を製作する際に広く用いられているような、人力あるいは専用の土砂充填機械により注入口から土砂を袋体内に充填する方法がある。また、水と砂の混合流体を長尺の袋体の一端に形成された注入口から注入し、袋体の他端に形成された排出口から水を排出しつつ砂を袋体内に沈降させて、袋体内に砂を充填する方法もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５８３８１号公報（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、人力で長尺の袋体内に土砂を充填する場合には、当然のことながら充填作業に時間がかかるため、多くの砂袋を短時間で製作することは困難である。また、専用機械を用いて袋体に土砂を充填する方法は、大量の砂袋を製作するには適しているが、施工場所における土砂を用いて適量の砂袋を製作する場合に、専用機械を施工場所に運搬し、あるいは、新たに設置する必要があるなど、作業を行うまでの準備が煩雑であり、コストの面でも不利である。
【０００５】
一方、水と砂との混合流体をストレート形状の袋体内に注入して袋体内に砂を充填する場合には、注入中に長尺の袋体の特定の部位に砂が堆積して袋体内が閉塞されることがないように、水に対する砂の混入比率を低く（例えば、１０：１程度）する必要があり、砂の充填にかなりの時間を要することになる。さらには、袋体内に均等に砂が堆積するように複数の作業者により常時監視し、場合によっては、足踏み等を行うことにより閉塞を防止して水流を持続させることも必要となるため、コスト面で不利となる。
【０００６】
本発明の目的は、長尺状の袋体に砂を容易且つ短時間で充填可能な砂袋形成技術を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
第１の発明の砂袋形成用袋体は、長さ方向に連続して形成された複数の大径部及び小径部を有する筒状布帛からなる砂袋形成用袋体であって、この筒状布帛の一端に形成され、筒状布帛内に水と砂の混合流体を注入する為の注入口と、前記筒状布帛の閉塞された他端に形成され、筒状布帛から水を排出する為の排出口とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
筒状布帛の一端に形成された注入口から水と砂の混合流体を注入しながら、筒状布帛の他端に形成された排出口から水を排出していくと、袋体内において砂の一部が比重の違いにより水から分離して堆積する。この砂の分離度合は、水流の流速に大きく影響する。即ち、流速が速い場合には砂は水流とともに下流に流れるが、流速が遅い場合には砂が水から分離しやすくなる。ところで、径の変化しないストレート状の袋体においては、袋体内の水流の流速がほとんど変化しないため、注入口から注入された混合流体中の砂のほとんどは、袋体内で堆積することなく水とともに排出口から排出されてしまう。しかし、この第１の発明の袋体においては、袋体を構成する筒状布帛は、長さ方向に連続して形成された複数の大径部及び小径部を有する。そのため、注入された混合流体の流速が大径部において低下するため、砂が水とともに下流に流されにくくなり、大径部で砂が水から分離して沈降しやすくなる。また、この沈降した砂は、大径部の側部から下部にかけて堆積するため、一旦堆積した後は、筒状布帛内を通過する水流によって下流に流されにくくなる。そのため、袋体への砂の充填を効率よく行うことができ、充填時間を短縮できる。
【０００９】
さらに、大径部で低下した混合流体の流速は流路の狭い小径部において再び速くなるため、大径部で沈降しなかった水流中の砂は小径部を通って次の大径部まで確実に運ばれる。さらに、大径部の下半部に砂が堆積すると、大径部の径が実質的に小さくなるために混合流体の流速が大径部でもやや速くなり、この大径部よりも先の大径部へ砂が運ばれやすくなる。従って、砂の堆積が特定の部位に集中して袋体が閉塞されることがなく、袋体の長さ方向に砂が略均等に充填される。さらに、袋体内の特定の部位に砂が堆積して閉塞することがないように、複数の作業者により袋体を常時監視する必要もない。
【００１０】
また、この袋体を用いて形成された砂袋においては、砂が大径部の中で拘束されるため海岸における海水の流れ等の外力が袋体に作用する場合でも、袋体内部の砂が移動しにくい。さらに、複数の袋体を上下に多段状に積み重ねるような場合に、一方の小径部に他方の大径部を食い込ませることができ、また、平面視で縦横の格子状に組むような場合に、両方の小径部同士を積み重ねることができるため、積み重ねた（あるいは、組み合わせた）複数の砂袋が崩れにくくなる。
【００１１】
第２の発明の砂袋形成用袋体は、前記第１の発明において、連続して形成された複数の幅広部及び幅狭部を有する２枚のシート状布帛の側端部同士が接合されて、前記筒状布帛が形成されていることを特徴とするものである。このように、２枚のシート状布帛を重ねて側端部同士を接合することにより袋体を形成した場合には、袋体内に砂を充填したときに、砂袋の大径部の断面が扁平な形状となるため、砂袋を多段に積み重ねることが容易になる。また、砂袋を小径部の部分で折り畳んで大径部の部分で積み重ね、砂袋をコンパクトにすることができるため、砂袋を運搬することが容易になる。
【００１２】
第３の発明の砂袋形成用袋体は、前記第１の発明において、連続して形成された複数の幅広部及び幅狭部を有する３枚以上のシート状布帛の側縁部同士が接合されて、前記筒状布帛が形成されていることを特徴とするものである。このように、３枚以上のシート状布帛の側端部同士を接合することにより袋体を形成した場合には、袋体内に砂を充填したときには袋体が立体的に膨らみ、前記第２の発明の袋体に比べて砂が多く充填されるため、砂袋の高さが高くなる。従って、この袋体は、海底の洗掘防止に使用される砂袋など、ある程度高さが必要な砂袋を形成する場合に適している。
【００１３】
第４の発明の砂袋形成用袋体は、前記第１の発明において、前記筒状布帛は、経糸とこの経糸にスパイラル状に連続して織り込まれた低伸縮性の緯糸とで構成された筒状織物であることを特徴とするものである。この袋体には接合部がないために混合流体の注入中に漏水が少なくなり、水の注入量を少なくしても砂の充填が可能となる。また、接合部がないために袋体の強度が高くなり、高い圧力で混合流体を注入することができる。さらに、低伸縮性の緯糸を使用することにより、混合流体の注入時に袋体が過度に膨張することを防ぐこともできる。
【００１４】
第５の発明の砂袋形成方法は、長さ方向に連続して形成された複数の大径部及び小径部を有する筒状布帛からなり、この筒状布帛の一端に形成された注入口と前記筒状布帛の閉塞された他端に形成された排出口とを有する袋体に、前記注入口より水と砂の混合流体を注入し、前記排出口より水を排出しつつ前記袋体内に砂を充填することを特徴とするものである。
【００１５】
袋体を構成する筒状布帛は、長さ方向に連続して形成された複数の大径部及び小径部を有するため、注入された混合流体の流速が大径部において低下し、砂が水から分離して沈降しやすくなる。また、大径部で低下した混合流体の流速は小径部において回復するため、大径部で沈降しなかった水流中の砂は小径部を通って次の大径部まで確実に運ばれる。従って、砂の堆積が特定の部位に集中して袋体が閉塞されることがなく、袋体の長さ方向に砂が略均等に充填される。さらに、袋体内の特定の部位に砂が堆積して閉塞することがないように、複数の作業者により袋体を常時監視する必要もなくなり、充填作業が容易なものとなる。
【００１６】
第６の発明の砂袋は、前記第５の発明の砂袋形成方法により形成されたことを特徴とするものである。この袋体においては、海岸における海水の流れ等の外力が袋体に作用する場合でも、袋体内部の砂が移動しにくい。さらに、複数の袋体を上下に多段状に積み重ねたり、あるいは、縦横の格子状に組んだりする際に、一方の小径部に他方の大径部を食い込ませたり、あるいは、両方の小径部同士を積み重ねることができるため、重ねた袋体が崩れにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の袋体１は、長さ方向に交互に連続して形成された複数の大径部２ａ及び小径部２ｂを有する長尺の筒状布帛２からなる。複数の大径部２ａは、平面視で略円形に形成されており、隣接する２つの大径部２ａが小径部２ｂにより連結されている。大径部２ａの内径は、小径部２ｂの内径の数倍（例えば、約４倍）の大きさである。この筒状布帛２の一端（図１の右端）は開放されて、水と砂の混合流体を筒状布帛２内に注入する為の注入口２ｃが形成されている。一方、筒状布帛２の他端（図１の左端）は閉塞されており、この他端には、水を排出する為の排出口２ｄが形成されている。
【００１８】
図１、図２に示すように、筒状布帛２は、交互に連続して形成された複数の幅広部３ａと幅狭部３ｂとを有する２枚のシート状布帛３が上下に重ねられ、これら２枚のシート状布帛３の側縁部３ｃ同士が縫製等により接合されて形成されている。シート状布帛３は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系繊維の経糸及び緯糸により織成されている。そして、２枚のシート状布帛３の幅広部３ａにより１つの大径部２ａが形成され、一方、２枚のシート状布帛３の幅狭部３ｂにより１つの小径部２ｂが形成されている。
【００１９】
次に、この袋体１内に砂を注入して砂袋を形成する方法について説明する。
本実施形態においては、袋体１を地面に載置した状態で、この袋体１に注入口２ｃから水と砂の混合流体をサンドポンプ等により注入するとともに、筒状布帛２の末端に形成された排出口２ｄから水を排出して、袋体１内に砂５を充填していき、砂袋１０を形成する。ところで、前述したように、袋体１を構成する筒状布帛２は、交互に連続して形成された大径部２ａ及び小径部２ｂを有する。そのため、図３に示すように、混合流体の流速は大径部２ａで遅くなり、この大径部２ａにおいて砂５の粒子５ａが水から分離して沈降しやすくなる。また、沈降した砂５は大径部２ａの側部から下部にかけて堆積していくため、大径部２ａの下部に一旦堆積した砂は、筒状布帛２内を通過する水流ｆの影響を受けにくく、水流ｆによって砂５が下流に流されにくくなる。
【００２０】
一方、大径部２ａで低下した水流は流路の狭い小径部２ｂで再び速くなる。さらに、大径部２ａの下半部に砂５が堆積すると、大径部２ａの径が実質的に小さくなるために流速が大径部２ａでもやや速くなり、この大径部２ａよりも先の大径部２ａへ砂５が運ばれやすくなる。そのため、大径部２ａで沈降しなかった水流中の砂５は小径部２ｂを通って次の大径部２ａまで確実に運ばれる。従って、砂５の堆積が特定の部位に集中して袋体１が閉塞されることがなく、袋体１の長さ方向に砂５が略均等に充填される。また、袋体１内の特定の部位に砂５が堆積して閉塞することがないように、充填状況を複数の作業者により常時監視する必要もなくなる。そして、注入口２ｃから水とともに注入された砂５は、複数の大径部２ａを通過する際にほとんど沈降するため、内径が一定のストレート状の袋体と比較して、排出口２ｄから排出される水に含まれる砂５の量はかなり少なくなる。そのため、袋体１への砂５の充填を効率よく行うことができ、充填時間を短縮できる。尚、本実施形態の袋体１では、排出口２ｄから水が排出されると同時に、筒状布帛２（特に、２枚のシート状布帛３の接合部）からも、水が筒状布帛２の長さ方向に沿って略均等に漏れだすため、大径部２ａにおいて沈降した砂５の粒子５ａは順次堆積していき、水流とともに下流に流される量は少ない。
【００２１】
以上の方法で形成された砂袋１０においては、大径部２ａにおいて砂５が拘束されるため、海岸における海水の流れ等の外力が袋体１に作用する場合でも、内径が一定のストレート状の袋体よりも袋体１内部の砂５が移動しにくい。さらに、例えば、複数の砂袋１０を上下に多段状に積み重ねるような場合には、一方の小径部２ｂに他方の大径部２ａを食い込ませることができ、あるいは、２本の長尺の砂袋１０を平面視で縦横に直交するように重ねて、砂袋１０を格子状に組むような場合には、両方の小径部２ｂ同士を積み重ねることができるため、積み重ねられた複数の砂袋１０が崩れにくくなる。
【００２２】
また、図２に示すように、この砂袋１０の大径部２ａの断面は扁平な形状となるため、砂袋１０を多段に積み重ねることが容易になる。また、長尺な砂袋１０を小径部２ｂの部分で折り畳んで大径部２ａの部分で積み重ね、砂袋１０をコンパクトにすることができるため、砂袋１０を運搬することが容易になる。
【００２３】
尚、図４に示すように、前述のシート状布帛３を３枚用いて、これら３枚のシート状布帛３の、隣接する側縁部同士３ｃが互いに縫製等により接合されて形成された筒状布帛１２からなる袋体１Ａを用いて砂袋１０Ａを形成してもよい。この場合、３枚のシート状布帛３の幅広部３ａにより大径部１２ａが形成され、一方、３枚のシート状布帛３の幅狭部３ｂにより小径部（図示省略）が形成される。このような３枚のシート状布帛３により形成された袋体１Ａは、内部に砂５を充填したときに袋体１Ａが立体的に膨らむため、前述の２枚のシート状布帛３により形成された袋体１と比較してより多くの砂５が充填され、砂袋１０Ａの高さが高くなる。そのため、この袋体１Ａは、海底の洗掘防止に使用される砂袋など、ある程度高さが必要な砂袋を形成する場合に特に適している。尚、４枚以上のシート状布帛３を用いて袋体を形成することもできる。
【００２４】
また、筒状布帛を、経糸とこの経糸にスパイラル状に連続して織り込まれた低伸縮性の緯糸とで構成された筒状織物としてもよい。この袋体には接合部がないために水と砂の混合流体の注入中に漏水が少なくなり、水の注入量を少なくしても流速が確保されるため、砂の充填が可能となる。また、接合部がないために袋体の強度が高くなり、高い圧力で混合流体を注入することができる。尚、経糸、緯糸としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル繊維製のものを使用できる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明の袋体における砂の充填性を確認する試験を行った。
この充填性確認試験においては、比較例としての内径が一定のストレート状の袋体（Ｎｏ．１）、本発明の２枚のシート状布帛３で形成された異径の袋体（Ｎｏ．２：図１、図２の袋体１）、３枚のシート状布帛３で形成された異径の袋体（Ｎｏ．３：図４の袋体１Ａ）、及び、異径の筒状織物で形成された袋体（Ｎｏ．４）の、４種類の袋体を使用した。これらの袋体の仕様を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2005325530.tif 000003
【００２７】
そして、これら４種類の袋体に夫々水と砂の混合流体を注入した。砂としては、粒径が７５μｍ〜２ｍｍの珪砂５号を用いた。
【００２８】
次に、図５に示すように、大型水槽２０から小型水槽２２にポンプ２１で水を圧送しながら、小型水槽２２に砂袋２３から砂を投入した。そして、小型水槽２２内の水と砂との混合流体をサンドポンプ２４により袋体に供給し、注入した混合流体がそのまま排出口から排出されるようになるまで注入を行った。注入終了後における各袋体の砂の充填状況を表２に示す。尚、表２において、充填量の測定は、長さ５ｍの袋体の先端側（排出口側）から基端側（注入口側）を１ｍ間隔で区切ったときの６つの測定点Ａ〜Ｆ（図６参照）において行った。また、サンドポンプ２４からの混合流体の流速は０．５ｍ3／ｍｉｎであり、砂は１０ｋｇ／ｍｉｎの充填速度で袋体に供給されていた。
【００２９】
【表２】
2005325530.tif 000004
【００３０】
また、各袋体における砂の充填量及び充填時間を表３に示す。
【００３１】
【表３】
2005325530.tif 000005
【００３２】
さらに、大径部及び小径部を有する異径の袋体（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）については、各大径部（３ａ，１２ａ）における充填高さを測定した。その結果を表４に示す。尚、袋体は、１１個の大径部を有するものであり、各大径部に対応する１１個の測定点（図７参照）において充填量を測定した。
【００３３】
【表４】
2005325530.tif 000006
【００３４】
表２〜表４からわかるように、ストレート形状の袋体（Ｎｏ．１）は、全体的に砂の充填量が少ない。つまり、先端の排出口から水とともにかなりの量の砂が流出している。また、表３より、ストレート形状の袋体では、充填量の最大値に達するまでにかかる時間が最も長く、注入効率も悪いことがわかる。一方、交互に形成された大径部及び小径部を有する異径の袋体（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）においては、長さ方向に略均等に砂が充填されていることがわかる。また、３枚のシート状布帛３により形成された袋体１Ａ（Ｎｏ．３）及び異径の筒状織物により形成された袋体（Ｎｏ．４）は、２枚のシート状布帛３により形成された袋体１（Ｎｏ．２）と比較して高さ方向に膨らむために、砂の充填量が多くなっており、充填高さも高くなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る袋体の平面図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】大径部における砂の沈降作用の説明図である。
【図４】変更形態の図２相当図である。
【図５】充填性確認試験で使用した実験装置の概略構成図である。
【図６】充填性確認試験における測定点Ａ〜Ｆの位置を示す概略図である。
【図７】充填性確認試験における測定点（１）〜（１１）の位置を示す袋体の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
２ａ  大径部
２ｂ  小径部
２ｄ  排出口
２ｃ  注入口
２    筒状布帛
３    シート状布帛
３ａ  幅広部
３ｂ  幅狭部
３ｃ  側縁部
５    砂
１０  砂袋
１Ａ  袋体
１２  筒状布帛
１２ａ        大径部
１０Ａ        砂袋
【図１】
2005325530.tif 000007
【図２】
2005325530.tif 000008
【図３】
2005325530.tif 000009
【図４】
2005325530.tif 000010
【図５】
2005325530.tif 000011
【図６】
2005325530.tif 000012
【図７】
2005325530.tif 000013