(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂を搬送するコンベア部を有するスプレッダーコンベアが水平面内を左右方向に旋回自在とされて船体に配設され、砂を海底に散布するトレミー管がスプレッダーコンベアのコンベア部の先端部下方に配設され、トレミー管は、互いに外径の異なる複数の管が内側から外側に向かって順次配置されて形成され、外側に位置する管が直近内側の管に対して摺動可能である伸縮自在な管であり、最も内側に位置する最内管および最も外側に位置する最外管が鋼管で、最内管および最外管を除く中間に位置する管が高密度ポリエチレン樹脂から形成された管であり、該中間管の上端内周面には、上段管の下端外周面の外リングないし外嵌め鋼材に係止する突設リブが付設されており、中間管の脱落を防止しており、かつ、該中間管の下端外周面には、下段管の下端内周面の内リングないし突設リブを係止する外嵌め鋼材が嵌め付けられており、下段管の脱落を防止していることを特徴とする砂撒船。
【請求項２】
トレミー管において中間に位置する高密度ポリエチレン樹脂から形成された管は、管壁内部に螺旋状に形成された断面略円形形状の中空部を有していることを特徴とする請求項１に記載の砂撒船。
【請求項３】
最外管には、直近内側の管に係止可能な一端部と反対側に位置する他端部に位置ずれ調整部が設けられており、管相互に、軸心ずれ、横揺れ、摺動を許容する径の寸法差が設けられており、自由懸垂状態でもたらされる自らの復元力により、位置ずれが解消される構成となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の砂撒船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底の地盤改良工事に使用される砂撒船に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底に砂杭を打つ前に海底に砂を撒き、地盤改良を行う工法に使用される砂撒船として、船首部に設けられた吊り下げ台を介してトレミー管が船首前方に吊り下げられ、船倉から砂をコンベアによりトレミー管の上方に搬送する方式のものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
トレミー管は、互いに摺動可能として内外に配置された多重管からなる伸縮管であり、砂撒き作業時には海中に伸長し、最下端の管の下端が海底付近に配置される。トレミー管に連続して砂を供給しながらトレミー管を水平に移動させることにより砂撒き作業の効率化が図られるが、この場合、広幅の撒砂層を海底に効率よく形成するためには、船尾部を中心に船首を所定の範囲内で左右にスイングさせることと、船体を所定量前進させることとを交互に繰り返すことが好ましく、特許文献１に記載された砂撒船では船尾部に左右１対のスパッドを昇降可能に支持させ、船体のスイングとスパッドの差し替えとを交互に繰り返すことにより船体のスイングと前進とが交互に繰り返されるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１８１６８１号公報
【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、特許文献１に記載された砂撒船では、トレミー管は吊り下げ台を介して船首前方に吊り下げられているため、砂撒船におけるトレミー管の吊り下げ位置は固定されている。
【０００５】
したがって、船体をスイングさせるにしても砂撒き範囲は船体のスイング範囲内に限られ、また、船体のスイングは潮流の速さなどにより制約を受けるため、砂撒き範囲を十分に拡大するためには改善が望まれる。この問題は、ある地点で所定量の砂を撒いた後、船体を移動させ、隣接する他の地点で所定の砂を撒くという手順を繰り返す断続的な砂撒き作業に共通する問題でもある。
【０００６】
また、特許文献１に記載された砂撒船には、吊り下げ台に、搬送する砂およびトレミー管の総重量に加え、船体のスイングによるトレミー管の水平移動に伴い、海水から受ける抵抗が同時に作用するため、吊り下げ台にはそれらの荷重に耐えうる機械的特性が要求され、設計上の制約という問題もある。
【０００７】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、砂撒き作業の効率化を確実に実現するとともに、設計上の制約が軽減された砂撒船を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の砂撒船は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【０００９】
第１に、砂を搬送するコンベア部を有するスプレッダーコンベアが水平面内を左右方向に旋回自在とされて船体に配設され、砂を海底に散布するトレミー管がスプレッダーコンベアのコンベア部の先端部下方に配設され、トレミー管は、互いに外径の異なる複数の管が内側から外側に向かって順次配置されて形成され、外側に位置する管が直近内側の管に対して摺動可能である伸縮自在な管であり、最も内側に位置する最内管および最も外側に位置する最外管が鋼管で、最内管および最外管を除く中間に位置する管が高密度ポリエチレン樹脂から形成された管であり、該中間管の上端内周面には、上段管の下端外周面の外リングないし外嵌め鋼材に係止する突設リブが付設されており、中間管の脱落を防止しており、かつ、該中間管の下端外周面には、下段管の下端内周面の内リングないし突設リブを係止する外嵌め鋼材が嵌め付けられており、下段管の脱落を防止している。  
【００１０】
第２に、上記第１の特徴において、トレミー管において中間に位置する高密度ポリエチレン樹脂から形成された管は、管壁内部に螺旋状に形成された断面略円形形状の中空部を有している。
【００１２】
第３に、最外管には、直近内側の管に係止可能な一端部と反対側に位置する他端部に位置ずれ調整部が設けられており、管相互に、軸心ずれ、横揺れ、摺動を許容する径の寸法差が設けられており、自由懸垂状態でもたらされる自らの復元力により、位置ずれが解消される構成となっている。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の発明によれば、スプレッダーコンベアが水平面内を左右方向に旋回自在とされて船体に配設されているため、トレミー管を介して海底に撒く砂の範囲を潮流の速さなどの制約を受けずに十分拡大することができ、船体を移動させなくとも連続的に砂を撒くことができ、砂撒き作業の効率化を確実に実現することができる。
【００１４】
また、上記第１の発明によれば、伸縮自在なトレミー管において、鋼管である最内管および最外管を除く中間に位置する管が高密度ポリエチレン樹脂から形成された管であるため、耐圧性などに優れ、高い剛性を有し、海中での砂の安定した供給を可能とするとともに、海水からの浮力によってスプレッダーコンベアに作用する荷重を軽減することができ、スプレッダーコンベアの旋回機能が安定に保持される。したがって、スプレッダーコンベアに課せられる設計上の制約が軽減される。
【００１５】
上記第２の発明によれば、トレミー管において中間に位置する高密度ポリエチレン樹脂から形成された管は、管壁内部に螺旋状に形成された断面略円形形状の中空部を有しているので軽量化され、スプレッダーコンベアに作用する荷重をより軽減することができ、スプレッダーコンベアの旋回機能がより安定に保持される。したがって、スプレッダーコンベアに課せられる設計上の制約がより軽減される。
【００１６】
上記第３の発明によれば、トレミー管において外側に位置する管は、一端部において懸垂状態で直近内側の管に係止可能とされているため、伸長時に自らが傾くことによって得られる復元力により水平方向から加わる力に対抗することができ、スプレッダーコンベアの旋回および潮流によるトレミー管の最下端の砂撒き予定位置からの位置ずれを許容範囲内に収めることができる。
【００１７】
上記第４の発明によれば、最外管には、直近内側の管に係止可能な一端部と反対側に位置する他端部に位置ずれ調整部が設けられているので、トレミー管の最下端の位置ずれをより効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の砂撒船の一実施形態を示した側面図である。図２は、図１に示した砂撒船のトレミー管周辺を部分的に示した正面図である。図３＜ａ＞＜ｂ＞は、それぞれ、図１に示した砂撒船におけるトレミー管を示した側面図、トレミー管の格納状態を示した側面図である。
【００１９】
図１および図２に示した砂撒船１では、砂を搬送するコンベア部２を有するスプレッダーコンベア３が船体４に水平面内を左右方向に旋回自在とされて配設されている。スプレッダーコンベア３では、ブーム５の伸長および起伏によってコンベア部２が支点を中心として上下に回動自在とされ、起伏するようになっている。
【００２０】
また、図１および図２に示した砂撒船１では、砂６を海底７に散布するトレミー管８がスプレッダーコンベア３のコンベア部２の先端部下方に配設されている。スプレッダーコンベア３のコンベア部２の先端部には、コンベア部２に備えたベルトコンベア９の先端から落下する砂６を案内するホッパー１０が配設され、ホッパー１０の下端部にトレミー管８が上端において連結されている。トレミー管８は伸縮自在な管であり、海中において伸長し、海底７の深さに応じて長さを可変としている。
【００２１】
図１および図２に示した砂撒船１では、トレミー管８は、図３＜ａ＞＜ｂ＞にも示したように、上段管８ａ、中段管８ｂおよび下段管８ｃの３つの管から形成されている。上段管８ａ、中段管８ｂおよび下段管８ｃは互いに外径が異なり、上段管８ａの外径が最も小さく、中段管８ｂが中程度であり、下段管８ｃの外径が最も大きい。そして、上段管８ａは最も内側に配置され、中段管８ｂは上段管８ａの外側に、下段管８ｃは中段管８ｂの外側に配置され、上段管８ａ、中段管８ｂ、下段管８ｃは、内側から外側に向かって順次配置されている。また、中段管８ｂは、直近内側の上段管８ａに対して長さ方向に摺動可能であり、下段管８ｃは、直近内側の中段管８ｂに対して長さ方向に摺動可能である。
【００２２】
このようなトレミー管８は、上段管８ａの一端部において図１および図２に示したホッパー１０の下端部に連結され、自重により垂下し、中段管８ｂおよび下段管８ｃの摺動によって鉛直方向に伸縮する。すなわち、トレミー管８は、図３＜ａ＞に示したように、中段管８ｂの上端部が上段管８ａの下端部に配置され、下段管８ｃの上端部が中段管８ｂの下端部に配置された状態が最長長さであり、図３＜ｂ＞に示したように、中段管８ｂの上端部が上段管８ａの上端部に配置され、下段管８ｃの上端部が中段管８ｂの上端部に配置された格納状態が最短長さであり、これらの最長長さおよび最短長さの範囲内でトレミー管８は伸縮自在であり、鉛直方向に上下に伸縮し、海中において海底７の深さに応じて長さを可変としてホッパー１０に案内されて送り込まれる砂６を下段管８ｃの下端開口から海底７に散布する。
【００２３】
図２に示したように、トレミー管８において、下段管８ｃの上端部寄りの位置に外側に２つのリブ１１が対向して突設され、リブ１１にワイヤー１２の一端が接続されている。ワイヤー１２の他端はスプレッダーコンベア３に配設されたウィンチに接続されている。したがって、トレミー管８は、ウィンチによるワイヤー１２の送り出しおよび巻き取りによって下段管８ｃが中段管８ｂに対して上下に摺動し、この摺動につれて中段管８ｂが上段管８ａに対して上下に摺動し、伸縮が可能となっている。
【００２４】
このようなトレミー管８が配設されたスプレッダーコンベア３は、上記の通り、船体４に対し水平面内を左右方向に旋回自在とされているため、スプレッダーコンベア３を左右いずれか一方向に旋回させると、図２に示したように、スプレッダーコンベア３の旋回方向にトレミー管８を移動させることができ、砂６を海底７に一点ではなく、スプレッダーコンベア３の旋回範囲内で連続的に撒くことができ、スプレッダーコンベア３を一定速度で旋回させると、海底７に一定の厚みで砂６を撒くことができる。したがって、砂撒き時に船体４を移動させなくともスプレッダーコンベア３の旋回にともなって砂６をトレミー管８を通じて連続的に所要の範囲内で撒くことができ、砂撒き作業の効率化を図ることができる。潮流の速い海域においても潮流の制約を受けずに砂撒き作業の効率化を実現することができる。また、船体４は、上記特許文献１に記載されているように、スパッドの昇降と組み合わせ、旋回させることもでき、この場合は、砂撒き範囲をより広範囲に十分拡大することができる。このように、図１および図２に示した砂撒船１は、砂撒き作業の効率化を確実に実現する。
【００２５】
また、図１および図２に示した砂撒船１では、トレミー管８において最も内側に位置する最内管としての上段管８ａおよび最も外側に位置する最外管としての下段管８ｃは鋼管であり、中間に位置する中段管８ｂは高密度ポリエチレン樹脂から形成された管である。各管の断面形状は円形、四角形などとすることができるが、上段管８ａはトレミー管８を鉛直方向に向けるために重量および強度が必要であり、鋼管としている。下段管８ｃは、潮流や旋回によってトレミー管８の軸心がずれ、砂撒き予定位置からずれるのを抑制するために、重量および強度を有する鋼管としている。
【００２６】
一方、中段管８ｂは、トレミー管８の重量を軽減するとともに、海中において浮力によってスプレッダーコンベア３に作用する荷重を軽減するために、高密度ポリエチレン樹脂から形成された管としている。砂撒き時、スプレッダーコンベア３には、砂６などの積載重量に加え、トレミー管８の移動にともなう旋回抵抗とが同時に作用し、負荷荷重はかなり大きくなる。そこで、トレミー管８の中段管８ｂを高密度ポリエチレン樹脂から形成された管とし、重量減を図るとともに、海水からの浮力を利用してスプレッダーコンベア３に作用する荷重を軽減している。このため、スプレッダーコンベア３の旋回はスムーズとなり、連続的な広範囲の砂撒き作業を安定して行うことができる。また、スプレッダーコンベア３の機械的特性についての要求が軽減され、設計上の制約も軽減される。
【００２７】
中段管８ｂに用いられる高密度ポリエチレン樹脂から形成された管は、たとえばハウエル管などとして提供されている。高密度ポリエチレン樹脂は、ＪＩＳ  Ｋ  ６８９９−１：２０００にＰＥ−ＨＤとして定義され、旧ＪＩＳ  Ｋ  ６７４８：１９９５では密度９４２ｋｇ／ｍ３以上に分類されるポリエチレン樹脂である。高密度ポリエチレン樹脂は、たとえば、比重が０．９２〜０．９６で荷重たわみ温度が１３０℃以下のものとして例示される。したがって、トレミー管８に要求される機械的特性を良好に満たし、耐圧性などに優れ、高い剛性を有し、海中での砂６の安定な供給を確保しながら、鋼管に比べ軽量であり、海水から受ける浮力によってトレミー管８の重量をさらに軽減し、トレミー管８の移動時の旋回抵抗を軽減させることができる。
【００２８】
また、中段管８ｂに用いられる高密度ポリエチレン樹脂から形成された管は、図４に示したように、管壁８ｂ１の内部に螺旋状に形成された断面略円形形状の中空部８ｂ２を有してもいる。管壁８ｂ１の内部の螺旋状に形成された中空部８ｂ２によって中段管８ｂが軽量化されており、図１および図２に示したスプレッダーコンベア３に作用する荷重がより一層軽減され、スプレッダーコンベア３の旋回機能がより安定に保持される。したがって、スプレッダーコンベアに課せられる設計上の制約がより軽減される。
【００２９】
さらに、トレミー管８では、図４に示したように、伸長時には、上段管８ａの外側に位置する中段管８ｂは、上端部において懸垂状態で直近内側の上段管８ａに係止され、中段管８ｂの外側に位置する下段管８ｃは、上端部において懸垂状態で直近内側の中段管８ｂに係止されるようになっている。係止状態では、中段管８ｂは上段管８ａに固定されず、また、下段管８ｃは中段管８ｂに固定されず、左右に傾動可能である。このような固定されない懸垂状態、すなわち、自由懸垂状態では、中段管８ｂおよび下段管８ｃには自らが傾くことにより復元力が作用し、この復元力によって、トレミー管８の移動時に海水から受ける旋回抵抗および潮流から加わる水平力に対抗し、スプレッダーコンベア３の旋回および潮流による下段管８ｃの最下端の砂撒き予定位置からの位置ずれを許容範囲内に収めるようにしている。
【００３０】
中段管８ｂの上端部内側にリブ１３が突設され、リブ１３は、中段管８ｂにボルト１４およびナット１５によって固定されている。上段管８ａの下端部外側には、強度の向上などのために外リング１６が上下に３段所定間隔で配設されている。したがって、中段管８ｂが伸長した際には、リブ１３が最上段の外リング１６に接触すると、中段管８ｂが上段管８ａに係止される。
【００３１】
中段管８ｂの下端部外側に断面略コ字型形状を有する溝形鋼材１７が嵌め付けられている。下段管８ｃの上端部内側には、強度向上などのために内リング１８が上下に所定間隔で配設されている。したがって、下段管８ｃが伸長した際には、最下段の内リング１８が溝形鋼材１７の上片部１７ａに接触すると、下段管８ｃが中段管８ｂに係止される。
【００３２】
中段管８ｂおよび下段管８ｃが上記の通りの自由懸垂状態にある伸長したトレミー管８は、図５に示したように、スプレッダーコンベア３の旋回にともなう移動時に海水から受ける旋回抵抗および潮流から水平力が加わり、中段管８ｂの軸心が上段管８ａの軸心からずれ、また、下段管８ｃが中段管８ｂの軸心からずれ、下段管８ｃの最下端の中心は、上段管８ａの軸心上の砂撒き予定位置から位置ずれする。しかしながら、自由懸垂状態では、中段管８ｂおよび下段管８ｃには自らが傾くことにより復元力が作用するため、この復元力によって水平力に対抗することができ、位置ずれｘは、たとえば１ｍ以内の許容範囲内に収まる。砂撒き予定位置からさほど離れずに海底７に砂６を撒くことができ、砂撒き位置の精度を良好に保持することができる。
【００３３】
水平力に対向する復元力は大きいほど位置ずれｘを小さくすることができる。したがって、下段管８ｃはある程度の重量を有するものが好ましく、この場合、下段管８ｃにおいて係止には関与しない下端部に重量負荷のための位置ずれ調整部を設けることができる。位置ずれ調整部は、錘などとして実現することができ、たとえば図４に示したような内リング１８を下段管８ｃの下端部内側などに配設し、位置ずれ調整部とすることができる。このような位置ずれ調整部の配設によってトレミー管８の砂撒き予定位置からの位置ずれｘを最小限に収めることができる。
【００３４】
なお、本発明の砂撒船においてトレミー管は、上記上段管８ａ、中段管８ｂおよび下段管８ｃの３段構成の他、４段以上の多段構成とすることができる。この場合、高密度ポリエチレン樹脂から形成された管は、上段管および下段管、すなわち、トレミー管において最も内側に位置する最内管および最も外側に位置する最外管を除く中間に位置する管に適用する。最内管および最外管は鋼管とするが、最内管および最外管を除く中間に位置する管が高密度ポリエチレン樹脂から形成された管であるため、トレミー管に要求される機械的特性を良好に保持しつつ、重量減を図るとともに、海水からの浮力を利用してスプレッダーコンベアに作用する荷重を軽減することができる。伸縮機構については、上記のワイヤー利用のものを含め、適宜なものとすることができる。また、外側に位置する管が内側の管の一端部への懸垂状態で係止可能とするための構成および構造についても適宜なものを採用することができる。
【００３５】
スプレッダーコンベアについては、従来公知のもの含め、船体に対し水平面内を左右方向に旋回自在とされるものを任意に採用することができる。細部の構成および構造については特に制限はない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の砂撒船の一実施形態を示した側面図である。
【図２】図１に示した砂撒船のトレミー管周辺を部分的に示した正面図である。
【図３】＜ａ＞＜ｂ＞は、それぞれ、図１に示した砂撒船におけるトレミー管を示した側面図、トレミー管の格納状態を示した側面図である。
【図４】図１に示した砂撒船におけるトレミー管のより具体的な構造を示した要部断面図である。
【図５】図１に示した砂撒船におけるトレミー管の海中伸長時の状態を示した側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  砂撒船
２  コンベア部
３  スプレッダーコンベア
４  船体
６  砂
７  海底
８  トレミー管
８ｂ１  管壁
８ｂ２  中空部
【図１】
0004960154.tif 000002
【図２】
0004960154.tif 000003
【図３】
0004960154.tif 000004
【図４】
0004960154.tif 000005
【図５】
0004960154.tif 000006