(57)【要約】【課題】中詰め材に由来する物質が含まれるケーソンの内部空間の水を当該ケーソンの外部に流出させずに当該ケーソンの内部空間へ中詰め材を投入してケーソンを沈設する。【解決手段】水面８２に浮かぶ上方が開口したケーソン１０を水底８４に沈設するケーソンの沈設方法であって、ケーソン１０が水底８４に着底するようにケーソン１０の内部空間１２に水１４を投入して、ケーソン１０を水底８４に着底するまで沈降させる着底工程と、前記着底工程で水底８４に着底したケーソン１０の内部空間１２に中詰め材１６を投入する中詰め材投入工程と、を有し、前記着底工程で水底８４に着底したケーソン１０の上端部の高さ位置は水面８２の高さ位置よりも十分に高く、かつ、前記着底工程でケーソン１０の内部空間１２に投入された水１４は、前記中詰め材投入工程で中詰め材１６をケーソン１０の内部空間１２に投入した際、ケーソン１０の外部へ流出しない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面に浮かぶ上方が開口したケーソンを水底に沈設するケーソンの沈設方法であって、
前記ケーソンが水底に着底するように前記ケーソンの内部空間に水を投入して、前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させる着底工程と、
前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの内部空間に中詰め材を投入する中詰め材投入工程と、
を有し、
前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの上端部の高さ位置は水面の高さ位置よりも十分に高く、かつ、前記着底工程で前記ケーソンの内部空間に投入された水は、前記中詰め材投入工程で前記中詰め材を前記ケーソンの内部空間に投入した際、前記ケーソンの外部へ流出しないことを特徴とするケーソンの沈設方法。
【請求項２】
水面に浮かぶ上方が開口したケーソンを水底に沈設するケーソンの沈設方法であって、
前記ケーソンが水底に着底するように前記ケーソンの内部空間に水を投入して、前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させる着底工程と、
前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの内部空間に中詰め材を投入する中詰め材投入工程と、
を有し、
前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの上端部の高さ位置は水面の高さ位置よりも十分に高く、かつ、前記着底工程で前記ケーソンの内部空間に投入された水のうち、前記中詰め材投入工程で投入された前記中詰め材に由来する物質を含む水は前記ケーソンの外部へ排出されないことを特徴とするケーソンの沈設方法。
【請求項３】
前記ケーソンの内部空間は複数の水密性区画に分割されており、前記ケーソンの複数の水密性区画のうちの少なくとも２つの水密性区画に前記着底工程で水を投入して前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させた後、水を投入された前記水密性区画のうち、少なくとも１つの水密性区画を除く水密性区画Ａに、中詰め材を、前記水密性区画Ａに投入された水が前記水密性区画Ａの外部へとあふれ出ない範囲内で投入し、その後、水を投入された水密性区画であって、かつ中詰め材を投入されていない水密性区画Ｂから少なくとも一部の水を排出し、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｂに、中詰め材を、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｂに残った水が前記ケーソンの外部にあふれ出ない範囲内で投入することを特徴とする請求項１または２に記載のケーソンの沈設方法。
【請求項４】
前記ケーソンの内部空間は複数の水密性区画に分割されており、前記ケーソンの複数の水密性区画のうちの少なくとも２つの水密性区画に前記着底工程で水を投入し、かつ、水を投入する水密性区画のうち、少なくとも１つの水密性区画Ｃは他のいずれかの水密性区画Ｄよりも少ない割合で水を投入して前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させた後、他のいずれかの水密性区画Ｄよりも少ない割合で水を投入された前記水密性区画Ｃに、中詰め材を、前記水密性区画Ｃに投入された水が前記水密性区画Ｃの外部へとあふれ出ない範囲内で投入し、その後、水を投入された水密性区画であって、かつ中詰め材を投入されていない水密性区画Ｄから少なくとも一部の水を排出し、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｄに、中詰め材を、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｄに残った水が前記ケーソンの外部にあふれ出ない範囲内で投入することを特徴とする請求項１または２に記載のケーソンの沈設方法。
【請求項５】
前記着底工程で水底に着底するまで沈降した前記ケーソンの合計重量は、前記着底工程で水底に着底した以降減少しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のケーソンの沈設方法。
【請求項６】
前記ケーソンの内部空間に投入する前記中詰め材は水が入り込める空隙を有しており、前記ケーソンの内部空間に投入された前記中詰め材はその空隙に水を保持できることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のケーソンの沈設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーソンの沈設方法に関し、詳細には、中詰め材に由来する物質が含まれるケーソンの内部空間の水が当該ケーソンの外部に流出しないように、ケーソンの内部空間へ中詰め材を投入することができる、ケーソンの沈設方法に関する。ここで、中詰め材に由来する物質とは、中詰め材に直接的に由来する物質（当該中詰め材を構成する成分）だけでなく、当該中詰め材に付着している他の物質や生物等を含む概念である。
【背景技術】
【０００２】
波浪や潮流の条件が厳しい地点に、防波堤や橋梁の基礎を設ける場合、基礎構造物としてケーソンがよく用いられている。海域の基礎構造物としてケーソンを設置する場合、一般的には次のような工程で行われる。
【０００３】
１）鋼製や鉄筋コンクリート製のケーソンを工場で製作する。
２）製作したケーソンを海面に浮かべて設置場所まで移動する。
３）設置場所においてケーソンの内部空間に海水を投入してケーソンを沈設する。
４）ケーソンの内部空間に中詰め材を投入してケーソンの内部空間の海水を中詰め材に置き換える。
５）ケーソンの上部に蓋を設置する。
【０００４】
ここで、前記の工程４）において、ケーソンの内部空間に中詰め材を投入してケーソンの内部空間の海水（ケーソンを沈設するためにケーソンの内部空間に投入された重し用の海水）を中詰め材に置き換える際、ケーソンの内部空間の海水が海へ流出するが、その流出する海水には中詰め材に由来する物質が含まれており、細かな土砂により周辺海域に濁りが起こることがある。また、中詰め材に付着していた生物が、ケーソンの外部へ流出する海水とともにケーソンの外部へ流出して、その地域の生態系に悪影響を与える可能性もある。
【０００５】
一方、特許文献１においては、図７に示されるようなケーソン１００が提案されている。このケーソン１００は、鋼板によって形成された略矩形の底版１１１と、この底版１１１の各辺縁の近傍から立ち上がる外側壁１１２と、外側壁１１２よりも内側において、底版１１１から立ち上がる内側壁１１５とを基本構造として形成されており、ケーソン１００の内部空間１１４は、内側壁１１５の内側の空間である廃棄物収容室１１４ａと、外側壁１１２と内側壁１１５との間の空間である隔室１１４ｂとに区画されている。
【０００６】
そして、内側壁１１５の内側の空間である廃棄物収容室１１４ａに廃棄物を収容しても、収容された廃棄物は二重の隔壁となる内側壁１１５および外側壁１１２によって海から隔絶されるため、安全に廃棄物を収容することができるとされている。
【０００７】
しかしながら、ケーソン１００を所定の位置に沈設させる際には、隔室１１４ｂに海水を投入して重量を増加させて、マウンド上に沈設させ、その後、隔室１１４ｂに土砂等の重量物を投入する。
【０００８】
隔室１１４ｂに土砂を投入すると、隔室１１４ｂに投入していた海水はケーソン１００の外部の海へあふれ出てしまうと考えられる。特許文献１においては、隔室１１４ｂに土砂を投入しても、隔室１１４ｂに投入していた海水がケーソン１００の外部の海へあふれ出てしまうことを防止する工夫については何ら記載されていないからである。
【０００９】
隔室１１４ｂに土砂を投入して、隔室１１４ｂに投入していた海水がケーソン１００の外部の海へあふれ出てしまうと、前述したような海洋汚染（細かな土砂により周辺海域に濁りが起こることや、土砂に付着していた生物によるその地域の生態系への悪影響）が生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１６１５２３号公報（段落００５９、００６７、００７７、および図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであって、中詰め材に由来する物質が含まれるケーソンの内部空間の水を当該ケーソンの外部に流出させずに当該ケーソンの内部空間へ中詰め材を投入することができるケーソンの沈設方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下のケーソンの沈設方法により、前記課題を解決したものである。
【００１３】
即ち、本発明に係るケーソンの沈設方法の第１の態様は、水面に浮かぶ上方が開口したケーソンを水底に沈設するケーソンの沈設方法であって、前記ケーソンが水底に着底するように前記ケーソンの内部空間に水を投入して、前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させる着底工程と、前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの内部空間に中詰め材を投入する中詰め材投入工程と、を有し、前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの上端部の高さ位置は水面の高さ位置よりも十分に高く、かつ、前記着底工程で前記ケーソンの内部空間に投入された水は、前記中詰め材投入工程で前記中詰め材を前記ケーソンの内部空間に投入した際、前記ケーソンの外部へ流出しないことを特徴とするケーソンの沈設方法である。
【００１４】
ここで、「ケーソンが水底に着底」とは、ケーソンが水底に接して水底から十分な反力を受けて、その位置を安定的に保持している状態のことを意味する。
【００１５】
また、本願における「水底」とは、海洋、湖沼、および河川等の水域の底のことを広く意味し、自然の地形における水底だけでなく、捨石マウンド等のように人工的に設けられた地形も含む概念である。
【００１６】
また、「前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの上端部の高さ位置は水面の高さ位置よりも十分に高く」における「十分に」とは、本発明に係るケーソンの沈設方法を実施している最中に、設置地点の水底に着底した状態の当該ケーソンの上端部を、水域の水が越えることについては波浪を考慮しても想定する必要のないほどの高さを当該ケーソンが有していることを意味する。
【００１７】
本発明に係るケーソンの沈設方法の第２の態様は、水面に浮かぶ上方が開口したケーソンを水底に沈設するケーソンの沈設方法であって、前記ケーソンが水底に着底するように前記ケーソンの内部空間に水を投入して、前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させる着底工程と、前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの内部空間に中詰め材を投入する中詰め材投入工程と、を有し、前記着底工程で水底に着底した前記ケーソンの上端部の高さ位置は水面の高さ位置よりも十分に高く、かつ、前記着底工程で前記ケーソンの内部空間に投入された水のうち、前記中詰め材投入工程で投入された前記中詰め材に由来する物質を含む水は前記ケーソンの外部へ排出されないことを特徴とするケーソンの沈設方法である。
【００１８】
本発明に係るケーソンの沈設方法の第１の態様および第２の態様において、前記ケーソンの内部空間は複数の水密性区画に分割されていることが好ましく、このようなケーソンに対して本発明に係るケーソンの沈設方法の第１の態様または第２の態様を適用する場合、例えば、前記ケーソンの複数の水密性区画のうちの少なくとも２つの水密性区画に前記着底工程で水を投入して前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させた後、水を投入された前記水密性区画のうち、少なくとも１つの水密性区画を除く水密性区画Ａに、中詰め材を、前記水密性区画Ａに投入された水が前記水密性区画Ａの外部へとあふれ出ない範囲内で投入し、その後、水を投入された水密性区画であって、かつ中詰め材を投入されていない水密性区画Ｂから少なくとも一部の水を排出し、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｂに、中詰め材を、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｂに残った水が前記ケーソンの外部にあふれ出ない範囲内で投入するようにしてもよい。
【００１９】
ここで、水密性区画とは、当該区画の上端部を超えない限り、当該区画の外部に液体が流出することのない区画のことである。
【００２０】
また、水密性区画Ａは、１つの水密性区画で構成されている場合だけでなく複数の水密性区画で構成されている場合もあり得、水密性区画Ｂも、同様に、１つの水密性区画で構成されている場合だけでなく複数の水密性区画で構成されている場合もあり得る。
【００２１】
また、内部空間が複数の水密性区画に分割されているケーソンに対して本発明に係るケーソンの沈設方法の第１の態様または第２の態様を適用する場合、前記ケーソンの複数の水密性区画のうちの少なくとも２つの水密性区画に前記着底工程で水を投入し、かつ、水を投入する水密性区画のうち、少なくとも１つの水密性区画Ｃは他のいずれかの水密性区画Ｄよりも少ない割合で水を投入して前記ケーソンを水底に着底するまで沈降させた後、他のいずれかの水密性区画Ｄよりも少ない割合で水を投入された前記水密性区画Ｃに、中詰め材を、前記水密性区画Ｃに投入された水が前記水密性区画Ｃの外部へとあふれ出ない範囲内で投入し、その後、水を投入された水密性区画であって、かつ中詰め材を投入されていない水密性区画Ｄから少なくとも一部の水を排出し、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｄに、中詰め材を、少なくとも一部の水を排出した前記水密性区画Ｄに残った水が前記ケーソンの外部にあふれ出ない範囲内で投入するようにしてもよい。
【００２２】
ここで、水密性区画Ｃは、１つの水密性区画で構成されている場合だけでなく複数の水密性区画で構成されている場合もあり得、水密性区画Ｄも、同様に、１つの水密性区画で構成されている場合だけでなく複数の水密性区画で構成されている場合もあり得る。
【００２３】
また、前記ケーソンの任意の水密性区画に投入する水の「割合」とは、当該水密性区画に投入する水の体積の当該水密性区画の容積に対する比率のことである。
【００２４】
前記着底工程で水底に着底するまで沈降した前記ケーソンの合計重量は、前記着底工程で水底に着底した以降減少しないことが、着底したケーソンの安定性の観点から好ましい。
【００２５】
ここで、ケーソンの合計重量とは、ケーソン自体の重量に、ケーソンの内部空間の水の重量およびケーソンの内部空間に投入された中詰め材の重量を加算した重量のことである。
【００２６】
前記ケーソンの内部空間に投入する前記中詰め材は水が入り込める空隙を有していて、前記ケーソンの内部空間に投入された前記中詰め材はその空隙に水を保持できることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るケーソンの沈設方法によれば、中詰め材に由来する物質が含まれるケーソンの内部空間の水を当該ケーソンの外部に流出させずに当該ケーソンの内部空間へ中詰め材を投入することができる。そして、その結果、ケーソンの沈設に伴う環境汚染や生態系への悪影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法を適用するケーソンを模式的に示す斜視図
【図２】設置地点の海洋８０の海面８２に浮かんでいる状態のケーソン１０を模式的に示す鉛直断面図
【図３】本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法における着底工程でケーソン１０が着底した状態の一例を模式的に示す鉛直断面図
【図４】本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法における中詰め石投入工程の途中段階の一例を模式的に示す鉛直断面図
【図５】本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法における中詰め石投入工程の途中段階の一例を模式的に示す鉛直断面図
【図６】本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法における中詰め石投入工程の終了段階の一例を模式的に示す鉛直断面図
【図７】特許文献１で提案されているケーソンの概略構造を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法を詳細に説明する。ここでは、ケーソンを海洋に沈設する場合を例に取り上げて説明するが、ケーソンを沈設する水域は海洋に限られず、例えば淡水の湖沼や河川においても本実施形態に係るケーソンの沈設方法は適用可能である。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法を適用するケーソンを模式的に示す斜視図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態に係るケーソンの沈設方法を適用するケーソン１０は、下面１０Ａと四方の側面１０Ｂを有しているが、上面を覆う蓋はなく、上方は開放されている。また、ケーソン１０はその内部空間１２が３つの水密性区画に３分割されていて、水密性区画１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを備えている。
【００３２】
ケーソン１０は、沈設する地点から離れた海岸部のケーソンヤードで製作される。このため、ケーソンヤードで製作したケーソン１０は海に浮かべて、沈設する地点まで曳船で曳航または回航して、設置地点まで移動させる。図２は、設置地点の海洋８０の海面８２に浮かんでいる状態のケーソン１０を模式的に示す鉛直断面図である。
【００３３】
ケーソン１０を設置地点まで移動させたら、本実施形態に係るケーソンの沈設方法を用いてケーソン１０を沈設させるが、ケーソン１０の設置地点の海底８４は、ケーソン１０の沈設に備えて、地盤やマウンドの整備が完了しているものとする。
【００３４】
また、ケーソン１０は、設置地点の海底８４に着底した状態で、その上端部の高さ位置が海面８２の高さ位置よりも十分に高くなっており、本実施形態に係るケーソンの沈設方法を実施している最中に、設置地点の海底８４に着底した状態のケーソン１０の上端部を、海洋８０の海水が越えることについては波浪を考慮しても想定する必要のないほどの高さをケーソン１０は有しているものとする。
【００３５】
本実施形態に係るケーソンの沈設方法を用いてケーソン１０を沈設させる際の手順を、以下、工程を追って順に説明する。
【００３６】
（１）着底工程
ケーソン１０を設置地点まで移動させたら、設置地点の海洋８０の海面８２に浮かぶケーソン１０の内部空間１２に海水１４を投入してケーソン１０の沈降を開始させる。ケーソン１０が海底８４に着底した状態において、ケーソン１０とケーソン１０の内部空間１２内の海水１４との合計の重量がケーソン１０の浮力を十分に上回るように海水１４をケーソン１０の内部空間１２内に投入し、ケーソン１０が海底８４に着底した後、ケーソン１０が波浪等による外力を受けても浮き上がり等をせず位置を安定的に維持できるようにする。
【００３７】
ケーソン１０は、前述したように、設置地点の海底８４に着底した状態で、その上端部の高さ位置が海面８２の高さ位置よりも十分に高くなっており、本実施形態に係るケーソンの沈設方法を実施している最中に、設置地点の海底８４に着底した状態のケーソン１０の上端部を、波の影響によって海洋８０の海水が越えることについては想定する必要のないほどの高さをケーソン１０は有している。
【００３８】
ケーソン１０の内部空間１２内への海水１４の投入は、例えば図３に示すように、水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃにはその容積の１００％の割合となるように海水１４を投入し、水密性区画１２Ｂにはその容積の５０％の割合となるように海水１４を投入する。ケーソン１０の内部空間１２への海水１４の合計投入量は、ケーソン１０の重量とケーソン１０の浮力との関係等から適宜に定めればよいが、この着底工程で重要なことは、水密性区画１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのうちの少なくとも１つの水密性区画は、他のいずれかの水密性区画よりも少ない割合で海水１４が投入されていることである。本実施形態では、水密性区画１２Ｂ（投入された海水１４の割合は５０％）が、他のいずれかの水密性区画（水密性区画１２Ａまたは１２Ｃ（投入された海水１４の割合は１００％））よりも少ない割合で海水１４が投入されている。
【００３９】
（２）中詰め石投入工程
着底工程において他のいずれかの水密性区画よりも少ない割合で海水１４が投入された水密性区画１２Ｂ（図３参照）に、投入された海水１４が水密性区画１２Ｂの外部にあふれ出ない範囲内で中詰め石１６を投入する。本実施形態では、水密性区画１２Ｂにはその容積の５０％にあたる体積の海水１４が投入されているので、空隙率５０％の中詰め石１６を投入する場合、水密性区画１２Ｂの上端まで中詰め石１６を投入することができる。
【００４０】
ここで、本願でいう空隙率は、次式により算出される数値のことである。
空隙率（％）＝｛（真密度−嵩密度）／真密度｝×１００
【００４１】
また、本願でいう真密度とは、材料粒子（中詰め石１６）自身の体積（一定容積の容器に材料粒子（中詰め石１６）を充填したとき、容器の体積から材料粒子（中詰め石１６）同士の間の隙間部分および材料粒子（中詰め石１６）と容器の壁面との間の隙間部分を除いた体積）から算出した密度のことであり、本願でいう嵩密度とは、一定容積の容器に材料粒子（中詰め石１６）を充填したときの内容積（材料粒子（中詰め石１６）自身の体積だけでなく、材料粒子（中詰め石１６）同士の間の隙間部分および材料粒子（中詰め石１６）と容器の壁面との間の隙間部分を含む体積）を体積として算出した密度のことである。
【００４２】
水密性区画１２Ｂに投入する中詰め石１６が、水が入り込める空隙（以下、単に「空隙」と記すことがある。）を有している場合、水密性区画１２Ｂに投入された中詰め石１６の空隙に海水１４が入り込む。空隙に入り込んだ海水１４はケーソン１０が波浪により多少揺れても、外部に流出しにくくなる。水密性区画１２Ｂにはその容積の５０％となるように海水１４が投入されているので、水密性区画１２Ｂに投入する中詰め石１６の空隙率が５０％である場合、中詰め石１６を水密性区画１２Ｂの上端まで充填すると、中詰め石１６の空隙に水密性区画１２Ｂに投入されていた海水１４が全て入り込むので、図４に示すように、見かけ上は水密性区画１２Ｂの全体が中詰め石１６で埋め尽くされているようになる。
【００４３】
なお、中詰め石１６の空隙とは、ケーソン１０の内部空間１２に投入された中詰め石１６の内外の空隙（水が入り込める空隙）のことを意味し、中詰め石１６が内部に有する空隙（水が入り込める空隙）だけでなく、中詰め石１６同士の間の隙間も含む概念である。
【００４４】
水密性区画１２Ｂに中詰め石１６が投入されると、投入された中詰め石１６の重量の分だけ、ケーソン１０の合計重量が大きくなる。ここで、ケーソン１０の合計重量とは、ケーソン１０自体の重量に、ケーソン１０の内部空間１２の海水１４の重量およびケーソン１０の内部空間１２に投入された中詰め石１６の重量を加算した重量のことである。
【００４５】
このため、投入された中詰め石１６の重量の分だけ、水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃから海水１４を排出させて、図５に示すように水密性区画１２Ａ内の海水１４の量および水密性区画１２Ｃ内の海水１４の量を減じても、ケーソン１０の合計重量は減少しないため、ケーソン１０の浮力に対してケーソン１０の位置を安定的に保持するのに必要な重量を保持している。一般的な中詰め石１６の真密度は、海水１４の密度の２倍程度以上はあるので、水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃから排出させる海水１４の合計体積を、水密性区画１２Ｂに投入した中詰め石１６の体積（空隙を考慮しない体積）の２倍程度にしても、ケーソン１０の合計重量は減少しない。このため、水密性区画１２Ｂに投入した中詰め石１６の真密度が海水１４の密度の２倍以上であれば、水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃからそれぞれ容積の５０％の海水を排出しても、ケーソン１０の安定性は失われない。
【００４６】
水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃから海水１４を排出させた後、それぞれ排出させた海水１４の体積に相当する体積（水が入り込める空隙を含まない体積）の中詰め石１６を水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃにそれぞれ投入する。一般的な中詰め石１６の真密度は、海水１４の密度の２倍程度以上はあるので、水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃから排出させた海水１４の体積に相当する体積（水が入り込める空隙を含まない体積）の中詰め石１６を、一定量の海水１４を排出させた後の水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃに投入した後、つまり、水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃに投入された海水１４のうちの一定量を中詰め石１６に置き替えた後のケーソン１０の合計重量は、置き替える前のケーソン１０の合計重量よりも重くなっており、ケーソン１０の浮力に対する安定性はより増している。
【００４７】
排水後に水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃに残った海水１４の量が、それぞれ水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃの容積の５０％であるとすると、水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃにそれぞれ投入する中詰め石１６の空隙率が５０％である場合、中詰め石１６を水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃの上端まで充填すると、中詰め石１６の空隙に、排水後に水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃに残った海水１４が全て入り込むので、図６に示すように、見かけ上は水密性区画１２Ａおよび水密性区画１２Ｃの全体が中詰め石１６で埋め尽くされているようになり、ケーソン１０の内部空間１２の全体が中詰め石１６で埋め尽くされているようになる。
【００４８】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法は、内部空間１２が複数の水密性区画１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに分割されたケーソン１０に対して適用しており、具体的には、ケーソン１０の全区画である３つの水密性区画１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ（ケーソン１０の複数の水密性区画１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのうちの少なくとも２つの水密性区画の要件を満たす）に着底工程で海水１４を投入し、かつ、海水１４を投入する水密性区画１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのうち、少なくとも１つの水密性区画である水密性区画１２Ｂは他のいずれかの水密性区画１２Ａ、１２Ｃよりも少ない割合で海水１４を投入してケーソン１０を海底に着底するまで沈降（図３参照）させた後、他のいずれかの水密性区画１２Ａ、１２Ｃよりも少ない割合で海水１４を投入された水密性区画１２Ｂに、中詰め石１６を、水密性区画１２Ｂに投入された海水１４が水密性区画１２Ｂの外部へとあふれ出ない範囲内で投入（図４参照）し、その後、海水１４を投入された水密性区画であって、かつ中詰め石１６を投入されていない水密性区画１２Ａ、１２Ｃから少なくとも一部の海水１４を排出（図５参照）し、少なくとも一部の海水１４を排出した水密性区画１２Ａ、１２Ｃに、中詰め石１６を、少なくとも一部の海水１４を排出した水密性区画１２Ａ、１２Ｃに残った海水１４がケーソン１０の外部にあふれ出ない範囲内で投入（図６参照）している。
【００４９】
このため、本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法では、ケーソン１０の浮力に対してケーソン１０の位置を安定的に保持するのに必要なケーソン１０の合計重量（ケーソン１０自体の重量に、ケーソン１０の内部空間１２の海水１４の重量およびケーソン１０の内部空間１２に投入された中詰め石１６の重量を加算した重量）を保持しつつ、かつ、中詰め石１６と接触した可能性のある海水１４（中詰め石１６に由来する物質が含まれる可能性のある海水１４）をケーソン１０の外部である海洋８０に流出しないようにしつつ、中詰め石１６をケーソン１０の内部空間１２に投入して、ケーソン１０の内部空間１２の海水１４のうちの一定量を中詰め石１６に置き換えることができる。
【００５０】
したがって、本発明の実施形態に係るケーソンの沈設方法を用いることにより、ケーソン１０を海底８４に安定的に着底させた状態で、ケーソン１０の設置地点への設置を完了させることができ、かつ、ケーソン１０の沈設に伴う環境汚染や生態系への悪影響も抑制することができる。
【００５１】
また、前述したように、中詰め石１６の空隙に入り込んだ海水１４はケーソン１０が波浪により多少揺れても、外部に流出しにくくなる。したがって、図６に示すように、ケーソン１０の内部の全体が中詰め石１６で埋め尽くされ、中詰め石１６の空隙に海水が入り込んだ状態は、ケーソン１０に最終的に蓋が設置される前の施工中の段階でも、ケーソン１０の外部にケーソン１０の内部空間１２内の海水１４があふれ出にくくなっている。
【００５２】
この観点から、中詰め石１６の空隙率は４０％以上であることが好ましい。
【００５３】
ただし、中詰め石１６の空隙率があまり大きくなると、中詰め石１６の嵩密度が小さくなりすぎてしまい、ケーソン１０の安定性に悪影響を与えるおそれがあるので、中詰め石１６の空隙率は６０％以下であることが好ましい。
【００５４】
ケーソン１０の内部空間１２への中詰め石１６の投入が終了したら、開放されているケーソン１０の上部を覆うように、コンクリート製や鋼製の蓋を被せる。これにより、ケーソン１０の内部空間１２は外界と遮断され、ケーソン１０の内部空間１２に、中詰め石１６および中詰め石１６に由来の物質は完全に閉じ込められることになる。
【００５５】
なお、本実施形態に係るケーソンの沈設方法では、中詰め材として、石材である中詰め石１６を用いたが、中詰め材の材質は特には限定されず、石材以外の材質でも使用可能であり、廃棄物を中詰め材として用いることもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…ケーソン
１０Ａ…下面
１０Ｂ…側面
１２…内部空間
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…水密性区画
１４…海水
１６…中詰め石
８０…海洋
８２…海面
８４…海底
【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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