(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底に敷設された長尺体を跨いで走行する水底走行装置に、袋体Ａを巻付けたローラーＡを回転軸が長尺体の長手方向に対して直交するように設け、前記水底走行装置の走行に伴ってローラーＡから繰出される袋体Ａを長尺体の上部に被せ、長尺体を被せた該袋体Ａ内に充填材を充填することを特徴とする水底長尺体を保護する保護体の設置方法。
【請求項２】
水底に敷設された長尺体を跨いで走行する水底走行装置に、長尺体の下部と水底面との隙間に挿入する袋体Ｂを巻付けたローラーＢを回転軸が長尺体の長手方向と同じ方向になるように設け、長尺体の左右に間隔を隔てて袋体Ｂを誘導するガイドローラーと袋体Ｂを長尺体の下部を通して引き込む引き込み装置を設け、ローラーＢから繰出される袋体Ｂを長尺体の側方から長尺体と水底面との隙間に引込み、該袋体Ｂ内に充填材を充填して膨張させ水底面の凹部を埋めることを特徴とする水底長尺体を保護する保護体の設置方法。
【請求項３】
水底に敷設された長尺体を跨いで走行する水底走行装置に、袋体Ａを巻付けたローラーＡを回転軸が長尺体の長手方向に対して直交するように設け、かつ長尺体と水底面との隙間に挿入する袋体Ｂを巻付けたローラーＢを回転軸が長尺体の長手方向と同じ方向になるように設け、長尺体の左右に間隔を隔てて袋体Ｂを誘導するガイドローラーと袋体Ｂを長尺体の下部を通して引き込む引き込み装置を設け、ローラーＡから繰出される袋体Ａを長尺体の上部に被せ、ローラーＢから繰出される袋体Ｂを長尺体の側方から長尺体と水底面との隙間に引込み、長尺体の上部に被せた袋体Ａと水底面の間隙に引込んだ袋体Ｂに充填材を充填し、長尺体の上部を保護するとともに水底面の凹部を埋めることを特徴とする水底長尺体を保護する保護体の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は海または湖沼・河川の水底に設置する電力・通信ケーブルや石油・ガス、給水配管等の長尺体を保護する保護体の設置に関し、更に詳しくは岩盤等の硬質地盤からなる水底地盤や環境保全面から浚渫、掘削が適さない場合に埋設しない状態で水底に設置された長尺体を保護する保護体の設置方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
水底に設置される水底ケーブルや水底配管等の長尺体は船舶の投錨による損傷防止や、潮流や波浪による移動防止等の保護対策が必要となる。従来この対策はあらかじめ定められた計画ルートに沿って浚渫やトレンチャーによって溝を掘削し、この溝内に設置船から長尺体を繰り出しながら設置した後、溝を埋め戻して埋設固定して保護するのが一般的であった。また、水底面に凹凸の不陸があると長尺体の下部に局部荷重が作用するため長尺体を損傷させない対策が必要となる。
【０００３】
他方、図７に示す先行技術は特開平８―２６９９２９に開示されているもので、設置船４から長尺体１を繰り出しながら掘削溝２に埋設保護したうえに、更に掘削溝２の上部に保護マット３を敷き詰めて埋め戻し土が波浪等によって洗堀されるのを防止したものである。
【０００４】
通常の水底地盤の場合は、前記のような埋設による水底設置の長尺体１の保護手段が採用できるが、水底地盤が岩盤等の硬質地盤の場合は、水底に溝２を掘削するのが困難となる。
このような硬質地盤の水底に長尺体を設置して保護する手段の従来例には、溝の掘削を行わず、水底面に設置された長尺体の上をグラウトマットの保護体で覆うものがある。
この保護体の設置手段の作業は水底に長尺体を設置した後、ダイバーが空の袋体を水底まで持ち込み長尺体の上に並べて被せた後に海上からホースで送られるモルタルやセメントミルク等のグラウト材（充填材）を袋体内に注入して固化させるか、または水上でグラウト材を充填したグラウトマットを未硬化状態でクレーン船を使用して水底に設置した長尺体の上を覆うように吊り下げて設置する方法がある。そして、固化したグラウトマットは長尺体の上部を覆い、かつ重しとして作用し長尺体を保護する。
【０００５】
この設置作業にあたり水底面の凹部の不陸部には、図に示すように長尺体の下側の水底面との隙間に前記と同様な多数のグラウトマットを配置して、隙間を埋めて長尺体に局部荷重が生じないような対策を施している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような硬質地盤からなる水底面に長尺体を固定設置する従来技術では、空の袋体を水底まで持ち込み長尺体の上に並べて被せ、充填材を袋体内に注入する作業や、水底面の凹部の不陸部に袋体を差込み充填材を注入する作業等の全てをダイバー作業に委ねて行うため極めて能率が悪かった。特に、深い水深や潮流の速い海域では作業時に袋体が流されやすく取付作業が困難になるとともに危険が伴う課題もあった。
【０００７】
また、水底面の地盤に凹凸がある箇所では長尺体と水底面との隙間を埋める袋体のセッテイングは困難であり、更に能率を悪化させる要因となっていた。
【０００８】
また近年、環境保全面から工事に伴う環境への悪影響を排除する要請が強くなってきている。従って、硬質地盤以外の通常地盤においても、前述のような長尺体を埋設して保護する従来技術において溝を浚渫・埋め戻す際に周辺水域を汚濁させる恐れがある場合は何らかの対策が必要となる課題があった。
【０００９】
本発明者は前述の従来技術の課題を解消し、掘削が困難な硬質地盤からなる海底地盤や通常地盤においても、環境保全面から水底面に設置された長尺体を掘削溝に埋設しないで保護する保護体（グラウトマット）を能率よく、かつ確実に設置することを目的とした保護体（グラウトマット）の設置方法を特願平10-257706 で出願している。
【００１０】
本発明はこの先願のものと異なった手段で、かつ機械化して同様の目的を達成する保護体の設置方法とその設置装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決する手段】
前記目的を達成するため、本発明の保護体設置方法は以下の構成を要旨とする。
第１発明は、硬質地盤等の掘削困難な水底面に埋設されないで敷設された長尺体の上部を保護体で覆う保護方法において適用される請求項１に係るもので、水底に敷設された長尺体を跨いで走行する水底走行装置に、袋体Ａを巻付けたローラーＡを回転軸が長尺体の長手方向に対して直交するように設け、前記水底走行装置の走行に伴ってローラーＡから繰出される袋体Ａを長尺体の上部に被せ、長尺体被せた該袋体Ａ内に充填材を充填することを特徴とする水底長尺体を保護する保護体の設置方法である。
第２発明は、同上の条件において水底面に凹凸の不陸がある場合に長尺体の下側凹部の隙間を保護体で埋める場合に適用されるもので、水底に敷設された長尺体を跨いで走行する水底走行装置に、長尺体と水底面との隙間に挿入する袋体Ｂを巻付けたローラーＢを回転軸が長尺体の長手方向と同じ方向になるように設け、長尺体の左右に間隔を隔てて袋体Ｂを誘導するガイドローラーと袋体Ｂを長尺体の下部を通して引き込む引き込み装置を設け、ローラーＢから繰出される袋体Ｂを長尺体の側方から長尺体と水底面との間隙に引込み、該袋体Ｂ内に充填材を充填して膨張させ水底面の凹部を埋めることを特徴とする水底長尺体を保護する保護体の設置方法である。
第３発明は、前記第１と第２発明の条件を包含する場合に適用されるもので、すなわち、凹凸のある硬質地盤等において水底面に埋設しないで敷設された長尺体の下側凹部の隙間を保護体で埋め、更に長尺体上部を保護体で覆うものであって、水底に敷設された長尺体を跨いで走行する水底走行装置に、袋体Ａを巻付けたローラーＡを回転軸が長尺体の長手方向に対して直交するように設け、かつ長尺体の下部の隙間に挿入する袋体Ｂを巻付けたローラーＢを回転軸が長尺体の長手方向と同じ方向になるように設け、長尺体の左右に間隔を隔てて袋体Ｂを誘導するガイドローラーと袋体Ｂを長尺体の下部を通して引き込む引き込み装置を設け、ローラーＡから繰出される袋体Ａを長尺体の上部に被せ、ローラーＢから繰出される袋体Ｂを長尺体の側方から長尺体と水底面との間隙に引込み、長尺体の上部に被せた袋体Ａと水底面の間隙に引込んだ袋体Ｂに充填材を充填し、長尺体の上部を保護するとともに水底面の凹部を埋めることを特徴とする水底長尺体を保護する保護体の設置方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
本発明が適用される長尺体１は、水底（電力・通信）ケーブルや石油・ガスまたは送水用の水底配管等で、掘削が困難な岩盤等の硬質地盤上に、または環境汚染を避けるため浚渫・掘削をしないで水底面６にそのまま敷設されている。長尺体１の敷設は作業船（敷設船）７や浮遊曳航工法または水底曳航工法によって敷設される。
【００１３】
本発明に使用する袋体Ａ８、Ｂ９は布や合成樹脂製の（テント生地の如き）柔軟性のあるシートの端部を縫い合わせたものとし、充填材注入用の注入口１１（図１に示す）を設けておく。長尺体１を覆う上側袋体Ａ８の形状・サイズは充填材１０を充填した状態で船舶の投錨時の衝撃等による損傷が生じないように十分な厚さ（充填材を充填後の厚さ３０ｃｍ〜５０ｃｍ程度）に膨らむことができるものとし、潮流や波浪の外力に対して安定するような広さと重量を確保する。
【００１４】
下側袋体Ｂ９は充填材１０を充填した際、長尺体１と水底面６の隙間を埋めるに十分な厚さとする。各袋体Ａ８，袋体Ｂ９は図４に示すように所定サイズ（２〜５ｍ程度）の長方形のものを多数枚ロープ１２で連結し、ローラＡ１３，ローラＢ１４に巻き取り可能とする。このロープ１２は切断切離し可能なものを用いる。なお、所定長さ毎に縫目の仕切りを設けた長尺物としてもよい。
【００１５】
また、袋体Ａ８，袋体Ｂ９は充填材１０を充填する前に潮流等で流されないように重り１５を取付けておくのが望ましい。この重り１５は、袋体Ａ８，Ｂ９と一緒にローラーＡ１３，Ｂ１４に巻き取ることが可能なようにチエーン等の屈曲、曲げ可能な重り１５を使用し袋体の長手方向の端部、または端部と中間部に取付けておく。
【００１６】
本発明に使用する水底走行装置１７は、図２，図３に示すような水中作業用として用いられている水中ブルドーザー等の公知のものを使用できる。この場合、本体フレーム１８の下方が長尺体１を跨いで走行可能なように空間を有しているものとする。水底走行装置１７の前方には長尺体１を検知するセンサーや水中カメラを装備し、水上の作業船７から遠隔操作される。この水底走行装置１７は水底６に敷設された長尺体１に添わせて走行するように前方にガイドローラー１９を設けたほうが望ましい。
【００１７】
袋体Ａ８を巻き取るローラーＡ１３は図２，図３に示すように水底走行装置１７の本体フレーム１８後部に、ブレーキ２２付きの回転軸２０が長尺体１の長手方向と直交方向になるように支持されている。ローラーＡ１３は空転防止のブレーキまたは水底走行装置１７の走行に同期する駆動機構を備え、回転が制御可能とされている。そして、水底走行装置１７の走行に伴ってローラーＡ１３に巻き取った袋体Ａ８を繰出し、長尺体１の上部に被せていく。
【００１８】
袋体Ｂ９を巻き取るローラーＢ１４は、図２に示すように本体フレーム１８に固定された支持フレーム２１によって、ブレーキ２２付きの回転軸２３が長尺体１と同方向に配置されている。ローラーＢ１４も前記ローラーＡ１３と同様に回転が制御可能とされている。ローラーＢ１４の下方で長尺体１の左右には間隔を隔てて本体フレーム１８に支持されたガイドローラー１９が配置され、その延長方向上部には図５に示すように、袋体Ｂ９を把持して長尺体１下側と水底面６の隙間を通して引込むための引込み装置２４が設けられている。この引込み装置２４は、袋体Ｂ９の端部を把持するロープ２５をガイドローラー１９を介してウィンチ２６で巻き取る方式としてもよい。また、袋体Ｂ９の把持機構とロッド引寄せ機構を自動化した方式にしてもよい。
【００１９】
なお、水底走行装置１７が大型でクローラー内側間隔が十分広い場合はローラーＢ１４の配置は制限されないが、クローラー内側間隔が狭く袋体Ｂの配設長さより短い場合は、ローラーＢ１４は水底走行装置１７の後部から突き出して配設する必要がある。
【００２０】
なお、ローラーＡ１３、ローラーＢ１４のいずれも巻き付けた袋体Ａ８または袋体Ｂ９が無くなったら、空のローラーを水中走行装置１７から取り外して水上に回収し、袋体を巻き付けたローラーに交換可能な構造とする。
【００２１】
以下、本発明による保護体の設置手順について説明する。
図１は本発明によって、水底６に敷設された長尺体１に保護体を設置している様子を表した全体図である。図２は袋体Ａ８、袋体Ｂ９を巻き取ったローラーＡ１３、ローラーＢ１４を搭載した水底走行装置１７の側面図、図３は平面図である。
【００２２】
先ず、水底６に敷設された長尺体１の上に跨るように、袋体Ａ８，Ｂ９を巻き取ったローラーＡ１３，Ｂ１４を搭載した水底走行装置１７を配置する。長尺体１の上部のみを保護すればよい場合はローラーＡ１３のみでよいが、途中の水底面６に凹凸がある場合はローラーＢ１４も搭載しておく。
【００２３】
水底走行装置１７の上方の水面３１には作業船７が配置され、水底走行装置１７を遠隔操作するための電源ケーブル２７、油圧ホース、計測ケーブル等が接続されている。また、作業船７には袋体Ａ８，Ｂ９に充填材１０を充填する充填材ポンプ２９が搭載されホース２８が水底まで延長されている。長尺体１の上部に保護体を設置するにはスタート時に、ダイバー作業にてローラーＡ１３から袋体Ａ８の端部を引出し、長尺体１に被せて袋体Ａ８の端部を錘やアンカー杭等でずれないように固定しておく。
【００２４】
次に、作業船７から遠隔操作で水底走行装置１７を長尺体１に添わせて移動させるとローラーＡ１３から袋体Ａ８が自動的にほどかれ長尺体１の上に被せられる。長尺体１の上に被せられた袋体Ａ８はあらかじめ取付けてある重り１５で潮流等で流されることはない。
【００２５】
適当な距離分、袋体Ａ８を被せたらダイバー作業にて袋体Ａ８の注入口１１にホース２８を接続し、海上から送られるモルタルまたはセメントミルク等の充填材１０を各袋体Ａ８，袋体Ｂ９に充填する。充填材１０の充填に伴って膨張する袋体Ａ８が適切な形状に達したら充填作業を終了し注入口１１に栓をして、次の袋体Ａ８に注入を切替える。ここで、適切な形状とは、上部袋体Ａ８は全体的に所定の厚さ（約３０〜５０cm）が確保できた状態である。水底走行装置１７の移動による袋体Ａ８の被せ作業と充填材１０の充填作業は並行して行うことができる。
【００２６】
なお、途中に長尺体１を埋設している部分があり保護体を設置する必要がない場合は、袋体Ａ８の連結ロープ１２を切断して水底走行装置１７を移動させる。そして、再度袋体Ａを設置する場合は、前記のスタート時の端部処理と同様に、袋体Ａ８の端部を錘やアンカー杭等でずれないように固定して前記と同様に長尺体１の上に袋体Ａ８を被せ充填材１０を充填する。
【００２７】
また、袋体Ａ８を巻き付けたローラーＡ１３が空になったら水上に回収し、袋体Ａを巻き付けた別のローラーＡ１３に交換する。
【００２８】
次に、水底面６に凹部３０があり長尺体１の底面との間に隙間が生じている場合に、この隙間を埋める保護体の設置方法について説明する。
水底走行装置１７が長尺体１と水底面６に隙間がある場所にきたら移動を停止して、長尺体１の側面から前記隙間に袋体Ｂ９を引込む。この作業は図１に示すように、ダイバーがローラーＢ１４から袋体Ｂ９の端部を引出し、ガイドローラー１９を経由して取り込んだ引込み装置２４の引込み具（つまり、ウインチ２６のドラム）に連結した後、引込み装置２４を駆動して行う。所定位置に袋体Ｂの引き込みが完了したら袋体Ａ８，袋体Ｂ９の連結ロープ１２を切断し、水底走行装置１７を移動して隣の袋体Ｂ９を同様な手順で引き込む。引込みが完了した袋体Ｂ９には、ダイバー作業にて注入口１１にホース２８を接続して水底面６の凹部３０と長尺体１との隙間が満たされた状態まで充填材１０を充填する。
【００２９】
袋体Ａ８に注入された充填材１０は、所定の養生期間過ぎれば固化して水底面６に長尺体１を固定し、投錨等に対する保護と潮流等の外力による移動を阻止することとなる。
また、袋体Ｂ９に注入された充填材１０は固化後、水底面６の凹部３０と長尺体１との隙間を埋め長尺体１を均等に支持して、局部応力から保護する。
【００３０】
図６（Ａ）は図１のＡ−Ａ断面を示す、つまり長尺体１の上部のみを保護体で保護した完成断面図である。図６（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面を示す、つまり長尺体１の上部と水底面６の凹部３０の隙間を埋めて保護した完成断面図である。なお、長尺体１がウエイトコンクリートで被覆され防護されている場合は長尺体１の上部保護体を設置せず、水底面６の凹部３０の隙間を埋めて保護するのみとすることもある。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明を適用する場合の具体的な実施例について説明する。
例えば水深約７０ｍの硬質地盤（岩盤）からなる水底面に、直径約２０ｃｍ、水中重量４０kg/ ｍの水底ケーブルを設置し、本発明の方法によって保護する場合、上側の袋体Ａ８は１枚のサイズが幅2.5 ｍ、長さ５ｍ、充填材１０を充填後の厚さ４０ｃｍで、１０〜２０枚をロープ２５で連結したものとし、下側の袋体Ｂ９を幅2.5 ｍ、長さ２ｍ、厚さは５〜５０ｃｍの凹部３０にを埋めることができるようにした。また、袋体内Ａ，Ｂに注入する充填材１０はセメントモルタルを使用することとした。
その結果、水底走行装置１７を走行させてながら、前記袋体Ａ，Ｂ内に充填材１０を充填し、当該袋体Ａ，Ｂを水底面６に円滑に設置することができた。
【００３２】
【発明の効果】
以上延べたように、本発明は掘削が困難な硬質地盤からなる海底地盤や通常地盤においても、環境保全面から水底面に設置された長尺体を掘削溝に埋設しないで船舶の投錨、潮流や波浪などの外力に対して保護する保護体の設置作業において、ダイバー作業を軽減して能率よく、かつ確実に行うことができる。
また、水底面に凹凸がある場合は、水底面の凹部と長尺体との隙間を埋め長尺体を均等に支持して、局部応力から保護する保護体を同様に能率よく、かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって、水底に敷設された長尺体に保護体を設置している様子を表した全体図。
【図２】袋体Ａ、袋体Ｂを巻き取ったローラーＡ、ローラーＢを搭載した水底走行装置の側面図。
【図３】図２の平面図。
【図４】（Ａ），（Ｃ）はローラーから引き出された袋体Ａ、袋体Ｂの平面図、（Ｂ），（Ｄ）はそれぞれ（Ａ），（Ｃ）の側面図。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は水底走行装置による袋体Ｂの引込み状況の側面説明図。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は図１のＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図。
【図７】従来例の斜視説明図。
【符号の説明】
１  長尺体
２  掘削溝
３  保護マット
４  設置船
５  保護体
６  水底面
７  作業船
８  袋体Ａ
９  袋体Ｂ
１０  充填材
１１  注入口
１２  ロープ
１３  ローラＡ
１４  ローラＢ
１５  重り
１６  水中
１７  水底走行装置
１８  本体フレーム
１９  ガイドローラ
２０  回転軸
２１  支持フレーム
２２  ブレーキ
２３  回転軸
２４  引き込み装置
２５  ロープ
２６  ウインチ
２７  電源ケーブル
２８  ホース
２９  充填材ポンプ
３０  凹部
３１  水面
【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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