(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有する内管の周囲に、管径が内管より大きな外管を配置した二重管トレミーを使用し、静水面と開口部の位置関係を［水面位置＝開口部下端深度］と［開口部中央深度＞水面位置＞開口部下端深度］の範囲とした状態で単発あるいは断続的に土砂を投入することにより、土砂の閉塞が生じない限界において土砂の落下速度を最小とし、水の循環をさせない二重管トレミーによる土砂の投下方法。
【請求項２】
上部に開口部を有する内管の周囲に、管径が内管より大きな外管を配置した二重管トレミーを使用し、静水面と開口部の位置関係を［水面位置＝開口部中央深度］と［開口部天端深度＞水面位置＞開口部中央深度］とした状態で土砂を断続投入することにより、水の循環を発生させる二重管トレミーによる土砂方法。
【請求項３】
上部に開口部を有する内管の周囲に管径が内管より大きな外管を配置した二重管トレミーを使用し、静水面と開口部の位置関係を［水面位置≧開口部天端］とした状態で土砂を単発投入、断続投入または連続投入することにより、堰型流入ともぐり型流入を行わせ、土砂の落下速度と水の循環効率を大きくした二重管トレミーによる土砂の投下方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋立て、浅場造成等、水域における土砂投入時の環境影響を低減するための二重管トレミーによる土砂の投下方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術である単式鉛直管、即ち単管トレミーは、比較的水深の大きい場所における汚濁対策、施工精度の向上、さらには投入土砂による衝撃緩和を目的として適用される。
【０００３】
しかしながら、投入土砂が多い場合には閉塞が生じる可能性がある。その対策としては、管周囲の水面付近にスリット式の開口部等を設置し、外部からの水の流入によって閉塞を防ぐ方法があるが、開口部から外部へ汚濁が流出するため汚濁防止膜を展開する必要がある。また、管内を落下した土砂塊のうち、堆積せずに運動方向を変えて周囲へ移流拡散していくものによる負荷量が少なくないという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記単式鉛直管、即ち単管トレミーによる問題点を解決するため、上記の管周囲に設けた開口部の位置と、その周囲の水位との間の関係につき種々実験、考察を行なった結果、開口部を有する単式鉛直管を内管とし、その周囲に、外管を配置した二重構造の二重式鉛直管、即ち二重管トレミーとすることにより、土砂の閉塞を防ぐとともに、汚濁防止膜を用いずに開口部からの汚濁流出を低減することができ、また、土砂投入時に生じる内管内の水位低下を補填するための水の供給源を外管内とし、この現象を利用あるいは増強することによって二重式の管内部における水の循環を誘起可能であることに着目して本発明に到達した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、開口部を有する内管の周囲に外管を配置した二重管トレミーを使用して、静水面に対する開口部の関係位置を、その土砂投下時の環境条件等に応じて選定し、固定することにより、管内部における水の循環流を発生し、土砂の落下時間を短くしたり、または、水の循環流を発生し、濁りの拡散を防止したり、さらには水の循環流は発生しないが土砂をゆっくり落下させるようにできる二重管トレミーによる土砂の投下方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部に開口部を有する内管の周囲に、管径が内管より大きな外管を配置した二重管トレミーを使用し、静水面と開口部の位置関係を［水面位置＝開口部下端深度］と［開口部中央深度＞水面位置＞開口部下端深度］の範囲とした状態で単発あるいは断続的に土砂を投入することにより、土砂の閉塞が生じない限界において土砂の落下速度を最小とし、水の循環をさせない二重管トレミーによる土砂の投下方法。並びに上部に開口部を有する内管の周囲に、管径が内管より大きな外管を配置した二重管トレミーを使用し、静水面と開口部の位置関係を［水面位置＝開口部中央深度］と［開口部天端深度＞水面位置＞開口部中央深度］とした状態で土砂を断続投入することにより、水の循環を発生させる二重管トレミーによる土砂方法からなる。
【０００７】
そしてまた、本発明は上部に開口部を有する内管の周囲に管径が内管より大きな外管を配置した二重管トレミーを使用し、静水面と開口部の位置関係を［水面位置≧開口部天端］とした状態で土砂を単発投入、断続投入または連続投入することにより、堰型流入ともぐり型流入を行わせ、土砂の落下速度と水の循環効率を大きくした二重管トレミーによる土砂の投下方法からなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の二重管トレミーによる土砂の投下方法の一実施形態につき説明する。
【０００９】
この装置は図１の概略構造側断面図のごとく、内管１の周囲にその管径及び管長ともに内管１より大きな外管２を配置した二重管トレミー構造になっており、その内管１の上部の静水面付近に上下に縦長のスリット状の開口部３を複数個設けており、その開口部３の外管２周囲の水面に対する深度を適切に選定し固定することにより、台船４上のホッパー５から土砂６を投入した時の内管１内での土砂６の落下速度の制御と、外管２と内管１との間の水循環の制御を行なうようにしている。
【００１０】
以上のごとく、本発明では外管２と内管１の二重構造からなる二重管トレミーを使用することにより、以下の２つの機能を持たせるようにしているが、まず第１の機能としては、外管に囲まれた内管に開口部３を設けることにより土砂の閉塞を防ぐとともに、汚濁防止膜を用いずに開口部３からの汚濁流出を低減させ、また第２の機能としては、土砂６の投入時に生ずる内管１内の水位低下を補填するための水の供給源を外管２内とし、この現象を利用あるいは増強することによって二重式の管内部における水の循環を誘起し、土砂６の落下速度の制御と汚濁の貯留をはかるようにしている。
【００１１】
なお、図１においては、二重管トレミーの下端にはキャンパスシート７が配置されており、この二重管トレミーの内管１と外管２との間には、土砂６の投入により水流Ｗが発生している。
【００１２】
そこで、開口部３の深度と外管２の周囲の水面位置について上記２つの機能のどちらの機能を強化するかによって、下記の設定を行なった。
【００１３】
即ち、図２において、開口部３の下端深度を設定Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦとした時のパラメータとして流入形態、循環、落下時間及び閉塞状態を示しており、特に上記のパラメータのうち土砂６を投入することによって内管１の水位が下がり、外管２から内管１に水が流入することで水の循環が起きることに注目した。
【００１４】
なお、土砂の投入形態としては、次の３形態がある。すなわち、土砂を投入後、外管２と内管１との水位差がなくなってから次の土砂を投入する単発投入、土砂を投入後、外管２と内管１との水位差がなくなる前に次の土砂を投入する断続投入、土砂を投入後、外管２の水位変動の１周期以内に次の土砂を投入する連続投入である。単発投入と断続投入は、バケツで土砂を投入する場合に、連続投入は、ベルトコンベヤで土砂を投入する場合に、それぞれ生じる形態である。
【００１５】
図２の設定Ａの〔水面位置＝開口部下端深度〕においては、図３に示す堰型流入となり、安全率を見込んだ場合、閉塞が生じない限界となり、管内を落下する土砂塊の落下速度は最小となる。
【００１６】
設定Ｂの〔開口部中央深度＞水面位置＞開口部下端深度〕においても、堰型流入となり、所定量の土砂をバケツ等による単発投入時および断続投入時のどちらの場合も管内の水の循環は期待できない。
【００１７】
設定Ｃの〔水面位置＝開口部中央深度〕においては、上記の断続投入時に水の循環が発生する限界となる。
【００１８】
また、設定Ｄの〔開口部天端深度＞水面位置＞開口部中央深度〕においては、堰型流入が卓越し、一部図４に示すもぐり型流入が見られ、投入する土砂塊の密度によって上記の単発投入時の水の循環の有無が見られる。
【００１９】
設定Ｅの〔水面位置＝開口部天端〕においては、図３の堰型流入と図４のもぐり型流入がほぼ同比率で混在し、土砂塊の密度に関わらず単発投入時に水の循環が発生する限界となる。
【００２０】
さらに設定Ｆの〔水面位置＞開口部天端〕においては、図４のもぐり型流入が卓越するか、またはもぐり型流入のみとなり、単発投入、断続投入ともに水の循環が顕著であり、特に外管２内水位が開口部天端よりも常に上にある場合には、図４のもぐり型流入となり、落下速度、水の循環効率ともに最大となる。
【００２１】
上記の開口部３の深度の各設定と、開口部３の位置に対する各パラメータにおける状況を図２に示している。
【００２２】
以上から、本発明では土砂６を投入する際の制御すべきパラメータによって次の３つの投入方式の設定が可能である。
【００２３】
第１に、土砂６を単発あるいは断続的どちらで投入した場合にも水の循環流は生じないが、閉塞しない範囲でゆっくりと落下させるためには、外管２の周囲の水面位置を開口部３のほぼ中央から開口部下端の範囲に位置させた状態、すなわち図２における設定Ａ，Ｂの範囲に固定した状態で土砂６を投下する。
【００２４】
第２に、上記投入方式の間の範囲として、外管２の周囲の水面位置を開口部３の天端からほぼ中央から開口部天端からの範囲に位置させた状態、すなわち図２における設定Ｃ，Ｄの範囲に固定した状態で土砂６を投下する場合には、断続投入で投入間隔を調整することによって水の循環流を発生させることと極力ゆっくりと落下させることを両立させることができる。ただし、単発投入では水の循環流は発生しない。
【００２５】
第３に、単発あるいは断続的どちらの投入方法でも水の循環流を発生させ、かつ落下時間も短くするためには、外管２の周囲の水面位置を開口部３の天端以上に位置させた状態、すなわち図２における設定Ｅ，Ｆの範囲に固定した状態で土砂６を投下する。循環効率、投入効率ともに大なる投入方法である。
【００２６】
なお、連続投入の場合には、断続投入と比較し、落下時間が短くなるものの、より定常的かつ強い循環が形成され、汚濁低減効果が高まる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の二重管トレミーによる土砂の投下方法によれば、土砂の連続投入か単発投入状態や、投下する土砂落下速度を、外管の周囲の水面位置に対する内管の開口部の深度を適切に設定し固定することにより、土砂の投入形態を変化させることができる。
【００２８】
したがって、軟弱な水底地盤上には土砂をゆっくり投入して衝撃を少なくしたり、水の循環流を確実に生じさせて、汚濁の拡散を防止するなど、土砂投入の際に要求される事項の優先度に応じて、内管の開口部の深度を、適切に設定し固定することにより容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二重管トレミーによる土砂の投入装置の一実施形態における概略構造側断面図である。
【図２】図１の装置の開口部の深度の各設定と、開口部の位置に対する各パラメータにおける状況を示す図である。
【符号の説明】
１    内管
２    外管
３    開口部
６    土砂
【図１】
0003834465.tif 000002
【図２】
0003834465.tif 000003