【解決手段】台船11に、走行軌道12に沿って移動して軟弱地盤1または浚渫土中に鉛直ドレーン材を打設するドレーン材打設機と、自重で下降して軟弱地盤1に着地されるスパッド45と、を備えたドレーン材打込作業船10であって、スパッド45とドレーン材打設機の移動台車21とをスパッド昇降用ワイヤ44で着脱自在に連結し、ドレーン材打設機の移動台車21の移動によりスパッド45を台船11の作業台40に対して上昇するようにした。
台船に、走行軌道に沿って移動して軟弱地盤または浚渫土中に鉛直ドレーン材を打設するドレーン材打設機と、自重で下降して前記軟弱地盤に着地されるスパッドと、を備えたドレーン材打込作業船であって、
前記スパッドと前記ドレーン材打設機とをスパッド昇降用ワイヤで着脱自在に連結し、前記ドレーン材打設機の移動により前記スパッドを前記台船に対して上昇するようにしたことを特徴とするドレーン材打込作業船。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1は本発明の一実施形態のドレーン材打込作業船を示す側面図、
図2はドレーン材打込作業船の作業足場周辺を示す概略平面図、
図3(a)は同作業足場の部分を示す側面図、
図3(b)は同作業足場の部分を真空圧密工法で使用する場合の側面図、
図4(a)はドレーン材打込作業船のスパッドを有する小型フロート台船の側面図、
図4(b)は同小型フロート台船の背面図、
図5はスパッド周辺の小型フロート台船の部分拡大平面図、
図6はスパッドをドレーン材打設機の移動により上昇させる際の説明図、
図7はスパッドが下降した状態を示す小型フロート台船の側面図、
図8はドレーン材打込作業船による泥上施工の作業状態を示す側面図、
図9はドレーン材打込作業船による泥上施工の作業状態を示す平面図、
図10はドレーン材打設機のケーシングパイプを軟弱地盤に貫入した状態を示す説明図、
図11は同ケーシングパイプを介して鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に打設した状態を示す説明図である。
【0011】
図1、
図8、
図9に示すように、ドレーン材打込作業船10は、複数の小型フロート台船11Aを並列に一体的に連結することで作業船本体としての台船11を構成しており、その甲板上に一対のレール(走行軌道)12,12が長手方向に平行に設けられている。そして、この一対のレール12,12に沿って泥沼地、浚渫地、浅水地等の軟弱地盤1中に鉛直ドレーン材2を打設するドレーン材打設機20が走行移動するようになっている。
【0012】
図1に示すように、ドレーン材打設機20は、一対のレール12,12を走行する移動台車21と、この移動台車21の前側に起立し、ケーシングパイプ(打設管)27を軟弱地盤1中に貫入させる際にこれを保持するリーダ26と、移動台車21の後側に設けられた施工管理室28と、移動台車21の中央に設けられ、鉛直ドレーン材2を巻き付けた鉛直ドレーン材供給用リール29と、を備えている。
【0013】
図1、
図6に示すように、移動台車21の両側の前後には、移動機構部22がそれぞれ設けられている。この各移動機構部22は、各レール12を走行する車輪24を有し、モータ等の駆動源(図示省略)により駆動する車輪駆動軸23と、この車輪駆動軸23に固定されて各レール12に併設されたラック13に噛合するピニオン25と、を備えている。
【0014】
また、
図2、
図3(a)に示すように、台船11のドレーン材打設機20の前方には、軟弱地盤1中に複数打設された鉛直ドレーン材2の上端(地表面側突出端)2aと軟弱地盤1の地表面側に配置された水平ドレーン材6とを接続する作業等の各種作業を行う作業足場30が複数の支持腕35を介して取り付けられている。この台船11と作業足場30との間は、ドレーン材打設機20のケーシングパイプ27が入る打設空間Kとなっている。
【0015】
図2、
図3(a)に示すように、作業足場30は、台船11の船首の外側に複数の支持腕35を介して取り付けられ、複数の鉛直ドレーン材2の上端2aと水平ドレーン材6の接続作業等を行う主足場31と、この主足場31より外側へ突出するように取り付けられ、水平ドレーン材6の先端部の養生作業等を行う船首張出足場(張出足場)32、及び、主足場31の両端側より外側へ突出する一対の渡足場33,33と、を備えている。
【0016】
即ち、
図2、
図6、
図9に示すように、台船11の船首両側に渡足場33が台船11から外側へ突出するようにそれぞれ設置され、この両渡足場33,33間に主足場31が渡されており、主足場31は台船11より突出した支持腕35により補強されている。
【0017】
図2に示すように、台船11と主足場31との間には、打設空間(隙間)Kが設けられ、鉛直ドレーン材2の打設に支障をきたさないようになっていると共に、
図3(a)に示すように、主足場31の板の裏面の台船11側には、水平ドレーン材6を懸架するL字形のドレーン用フック36が複数並設されている。
【0018】
また、
図2に示すように、主足場31の外側の片側には、船首張出足場32が突出して設置されている。
図3(a)に示すように、主足場31と船首張出足場32は、台船11の甲板より低い位置に設けられており、船首張出足場32は、水平ドレーン材6の先端部を養生する等の作業を主足場31より突出した場所で行うようにした小型の足場である。主足場31の外側の側面には、全面に渡り転落防止用の手摺り34が設置されているが、必要に応じて取り外し、船首張出足場32への出入りができるようになっている。
【0019】
さらに、
図3(b)に示すように、主足場31の外側には、鉛直ドレーン材2の上端2aに取り付けられている気密キャップ付きの排水ホース4の先端に接続された集水管5を保持する集水管保持部材39が取り付けられている。この気密キャップ付きの排水ホース4は、真空圧密工法で使用される。この真空圧密工法は、軟弱地盤1内に打設された鉛直ドレーン材2の上端2aに取り付けられている排水ホース4を集水管5に接続し、この集水管5を図示しないヘッダーラインを介して図示しない真空吸引ポンプに接続し、該ポンプの稼働により、軟弱地盤1中の間隙水を吸引すると共に、負圧を作用させることで地盤の圧密を促進する工法であり、この工法においては、集水管5がサンドマットの代替材となり、さらに、浚渫土処分場等では、サンドマットが不要な分だけ受入土量を増大できる利点がある。
【0020】
さらに、
図2に示すように、一方の渡足場33には、水平ドレーン材6を巻き付けた水平ドレーン材供給用リール38が設けられている。
【0021】
また、
図4〜
図7、
図9に示すように、台船11の両側に位置する一対の小型フロート台船11A,11Aの船尾側には、自重で下降して軟弱地盤1に着地・貫入されるH形棒状の鋼材から成るスパッド45を備えている。即ち、この一対の小型フロート台船11A,11Aの船尾には、四角筒状(筒状)の支持体41を備えた作業台40が外側に張り出すように取り付けられている。
図5に示すように、作業台40には矩形の孔部40aが設けられており、この孔部40aの上にスパッド45を自立できるように支持する四角筒状の支持体41が取り付けられている。そして、
図4(a)、
図6に示すように、一端部44aがスパッド45の下端45bに結合されたスパッド昇降用ワイヤ44を、四角筒状の支持体41の上部に取り付けられた上方滑車42と、作業台40の下側に設けられた下方滑車43及び台船11の船尾の甲板の下に取り付けられた方向変換用の下方滑車14及び上方滑車15とにそれぞれ掛け渡して、その他端部44bがドレーン材打設機20の移動台車21のフック部21aに着脱自在に連結されるようになっている。これにより、
図6に示すように、ドレーン材打設機20が一対のレール12,12に沿って矢印Y方向に移動することで、スパッド45が小型フロート台船11Aの船尾に作業台40を介して取り付けられた四角筒状の支持体41に対して上昇するようになっている。尚、スパッド昇降用ワイヤ44の他端部44bには、図示しない接続機構が取り付けられており、この接続機構により移動台車21のフック部21aに着脱自在に連結されるようになっている。
【0022】
また、
図4(b)に示すように、H形棒状の鋼材から成るスパッド45の中央部には、等間隔毎に貫通孔45cが複数形成してあり、この各貫通孔45cに円柱状のスパッド固定用ピン46を貫通させて四角筒状の支持体41のピン受け部としての上端41aに係止させることで、四角筒状の支持体41に対するスパッド45の位置を上下の複数段の位置で固定できるようになっている。また、
図4(a),(b)及び
図7に示すように、スパッド45は、その上端に取り付けられたストッパ45aにより四角筒状の支持体41内から落下しないようになっている。
【0023】
さらに、
図8、
図9に示すように、ドレーン材打込作業船10は、小型フロート台船11Aを複数連結して台船11としているため、例えば、泥沼地の軟弱地盤1の泥上施工に用いて好適である。この場合、複数の小型フロート台船11Aや分解したドレーン材打設機20等を複数のトラックに分けて現場へ陸送し、現場にて、連結・組み立てしてドレーン材打設機20等を載置した台船11を軟弱地盤1の泥上に浮かべ、陸上の複数のウィンチ装置8でもって複数の操船用ワイヤ9で泥上の施工現場まで牽引する。
【0024】
次に、前記実施形態のドレーン材打込作業船10による泥上施工の手順を説明する。
【0025】
まず、図示しないGPS測定装置位置決めモニタを見ながら無線で陸上のウィンチ装置8を動かし、
図8、
図9に示すように、ドレーン材打込作業船10の台船11を地盤改良位置(打設位置)に移動させる。このとき、台船11上のドレーン材打設機20は所定位置にて待機状態となる。また、台船11の船尾の両側のスパッド45,45を上げた状態で台船11を打設位置まで移動する。
【0026】
そして、水平ドレーン材6を作業足場30の一方の渡足場33にある水平ドレーン材供給用リール38より引き出し、作業足場30の主足場31の裏側に並設された複数のドレーン用フック36上に主足場31の全長に亘り敷設する。
【0027】
また、水平ドレーン材6を一方の渡足場33の水平ドレーン材供給用リール38より反対側の他方の渡足場33まで更に引き出し、この他方の渡足場33上にて水平ドレーン材6の端部を、隣接する既打設域(施工済みエリア)の水平ドレーン材6の端部と係合連結して接続する。このとき、接続した水平ドレーン材6が操船用ワイヤ9の上を跨ぐように設置する。
【0028】
さらに、ドレーン材打設機20の移動台車21を、台船11の水平ドレーン材供給用リール38側及び作業台40側の近くまで移動させ、スパッド昇降用ワイヤ44の他端部44bを移動台車21のフック部21aに連結し、
図6に示すように、移動台車21をスパッド45が僅かに上昇するように、
図6中矢印Y方向に移動させ、スパッド固定用ピン46をスパッド45の貫通孔45cから引き抜く。
【0029】
そして、ドレーン材打設機20の移動台車21を上記Y方向と逆方向に移動させることにより、
図7に示すように、スパッド45が自重で下降して軟弱地盤1中に貫入される。他端側の小型フロート台船11Aの作業台40にある他方のスパッド45も、ドレーン材打設機20の移動台車21を他端側の小型フロート台船11Aに移動させて、同様の操作により軟弱地盤1中に貫入させる。この後で、ドレーン材打設機20を打設開始端である他端側(水平ドレーン材供給用リール38の反対側)の小型フロート台船11Aに移動させて打設を開始する。
【0030】
即ち、ドレーン材打設機20のケーシングパイプ27の上方からケーシングパイプ27内を通って下端に導かれた鉛直ドレーン材2に共上がり防止のためのアンカー3(
図11に示す)を取り付け、
図8、
図10、
図11に示すように、ケーシングパイプ27と共に、鉛直ドレーン材2を軟弱地盤1に所定の深度まで打ち込む。この後、ケーシングパイプ27を引き抜き、鉛直ドレーン材2の残置を確認して、
図3(a)に示すように、原地盤上に鉛直ドレーン材2を100cm以上露出させた位置で鉛直ドレーン材2を切断する。
【0031】
次に、作業足場30の主足場31上で、鉛直ドレーン材2の上端2aと水平ドレーン材6の所定位置の接続(接合)し、軟弱地盤1上に落とし込む。これら鉛直ドレーン材2の打設作業と接続作業を、打設終了端側までドレーン材打設機20を所定のピッチづつ移動させ、各打設位置にセットしながら打設終了端まで順次行う。そして、複数の鉛直ドレーン材2の接続作業が終了した水平ドレーン材6は、主足場31の下側に取り付けられたドレーン用フック36から順次外され、地表面に敷設される。
【0032】
また、鉛直ドレーン材2の打設が全て終了すると、水平ドレーン材供給用リール38より水平ドレーン材6を切断する。この時、隣り合う水平ドレーン材6との接続代を十分に取る。さらに、鉛直ドレーン材2の打設完了と同時に、作業足場30の船首張出足場32上では、先に施工したレーンの水平ドレーン材6の先端部がループ状となるように粘着テープで結束され養生される。
【0033】
また、
図3(b)に示すように、真空圧密工法を採用した場合には、水平ドレーン材6を用いず、各レーン間の各鉛直ドレーン材2に接続の気密キャップ付きの排水ホース4を集水管5で接続するが、この作業も作業足場30の主足場31上にて行う。
【0034】
次に、鉛直ドレーン材2の打設が全て終了した後で、スパッド昇降用ワイヤ44の他端部44bをドレーン材打設機20の移動台車21のフック部21aに連結し、移動台車21をスパッド45と反対側に移動させ、スパッド45を所定の高さまで持ち上げる。そして、スパッド45の貫通孔45cにスパッド固定用ピン46を貫通させ、スパッド45を四角筒状の支持体41に固定する。次に、台船11の船尾の他端側にセットされたスパッド45も同様の方法で持ち上げた状態で固定させ、台船11を次の打設位置まで移動させる。
【0035】
このように、ドレーン材打込作業船10によれば、作業足場30を、台船11に打設空間Kを介して取り付けられた主足場31と、この主足場31より外側へ突出するように取り付けられた船首張出足場32及び渡足場33と、で構成し、主足場31及び船首張出足場32を台船11の甲板より低い位置に設けたことにより、鉛直ドレーン材2と水平ドレーン材6の接続作業や、鉛直ドレーン材2の切断、アンカー3の取り付け作業、水平ドレーン材6の養生作業の各種作業を用途に応じた足場で効率良くスムーズに簡潔に行うことができる。これにより、作業性の向上をより一段と図ることができる。
【0036】
また、作業足場30の主足場31の下側の台船11側に水平ドレーン材6を懸架するドレーン用フック36を設けたことにより、水平ドレーン材6を鉛直ドレーン材2の打設に先立ち、主足場31の下に延伸した状態で懸架させることができ、水平ドレーン材6の捩れなどのトラブルが起こらず、効率的に水平ドレーン材6の敷設作業ができる。さらに、主足場31を支持する支持腕35の下に水平ドレーン材6を懸架するので、そのまま水平ドレーン材6を地表面に落とし込み敷設することが可能となる。
【0037】
さらに、台船11の反対側にさらに突出した船首張出足場32を有しているので、鉛直ドレーン材2の打設時に水平ドレーン材6の先端部の養生作業を平行して行うことができる。
【0038】
また、ドレーン材打込作業船10によれば、ドレーン材打設機20の移動台車21とスパッド45をスパッド昇降用ワイヤ44で着脱自在に連結し、ドレーン材打設機20の移動台車21の移動でスパッド45を台船11の作業台40の四角筒状の支持体41に対して上昇するようにしたことにより、スパッド45をドレーン材打設機20の横行移動装置という既存動力を利用することで昇降させることができ、従来のようなスパッド専用のウィンチが不要となるため、その分、軽量化及び低コスト化を図ることができる。これにより、ドレーン材打設機20による鉛直ドレーン材2の打設中に台船11をスパッド45で確実に固定することができる。特に、水深がある施工エリアで大きな効果が得られる。さらに、泥上の施工では、軟弱地盤1の表面が傾斜していて台船11の位置決めが難しく、施工中に位置がずれてしまうが、台船11をスパッド45で確実に固定できるため、軟弱地盤1の表面が傾斜していても施工中に台船11の位置がずれることはない。
【0039】
また、スパッド45を自重で下降させて軟弱地盤1に着地・貫入するようにしたことにより、余分な動力源を必要としない。さらに、スパッド昇降用ワイヤ44の一端部44aをスパッド45の下端で連結させたことにより、大掛かりな支持体を必要としない。これらにより、台船11の総重量を大幅に増やすことがないので、従来のウィンチ装置8を使用することができ、台船11の船体を補強することも不要となる。さらに、スパッド45をH形棒状の鋼材で形成したことにより、その分、スパッド45の軽量化を図ることができる。
【0040】
さらに、台船11の位置決め操作において、台船11を回転させたいときには、片側のスパッド45を軟弱地盤1中に打ち込み、反対側に張られた操船用ワイヤ9をウィンチ装置8で引くことにより、台船11を回転させることができ、打設位置への移動時の位置調整等を簡単かつ短時間で行うことができる。
【0041】
さらに、スパッド45に複数の貫通孔45cを形成し、この複数の貫通孔45cにスパッド固定用ピン46を貫通させて四角筒状の支持体41の上端41aに係止させるようにしたことにより、スパッド45を四角筒状の支持体41の所定位置に簡単かつ確実に固定させることができる。
【0042】
尚、前記実施形態によれば、ドレーン材打込作業船を泥沼地の軟弱地盤の泥上施工に用いた場合について説明したが、ドレーン材打込作業船を水深の比較的浅い軟弱地盤の超浅水面・浅水面施工や浚渫土の施工に適用しても良い。
【0043】
また、前記実施形態によれば、一端部がスパッドの下端に結合されたスパッド昇降用ワイヤを、筒状の支持体の上部に取り付けられた上方滑車を介して、スパッドをその下端側より持ち上げるようにしてコンパクトにしたが、スパッドの上方に上方滑車を配設して、スパッドの上端に結合されたスパッド昇降用ワイヤにより、スパッドをその上端側より持ち上げるようにしても良い。
本発明は、台船に、走行軌道に沿って移動して軟弱地盤または浚渫土中に鉛直ドレーン材を打設するドレーン材打設機と、自重で下降して前記軟弱地盤に着地されるスパッドと、を備えたドレーン材打込作業船であって、前記スパッドと前記ドレーン材打設機
台船に、走行軌道に沿って移動して軟弱地盤または浚渫土中に鉛直ドレーン材を打設するドレーン材打設機と、自重で下降して前記軟弱地盤に着地されるスパッドと、を備えたドレーン材打込作業船であって、
前記スパッドと前記ドレーン材打設機の前記走行軌道を走行移動する移動台車とにスパッド昇降用ワイヤの両端部を着脱自在にそれぞれ連結し、前記ドレーン材打設機の前記移動台車の走行移動により前記スパッドを前記台船に対して上昇するようにしたことを特徴とするドレーン材打込作業船。