特開 2022-125881 トレミー管、および当該トレミー管を用いた土砂の投入方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022125881

(43)【公開日】2022-08-29

(54)【発明の名称】トレミー管、および当該トレミー管を用いた土砂の投入方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 15/10 20060101AFI20220822BHJP

【ＦＩ】

E02D15/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021023707

(22)【出願日】2021-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000166627

【氏名又は名称】五洋建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕一

【テーマコード（参考）】

2D045

【Ｆターム（参考）】

2D045AA04

2D045BA01

2D045CA12

(57)【要約】

【課題】投入材料の速やかな流下を実現したトレミー管と、当該トレミー管を用いた土砂の投入方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様のトレミー管（１００）は、管（１）内を材料が流下するトレミー管であって、管（１）の上部に、当該管（１）よりも内径が小さい排出管（２）が配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管内を材料が流下するトレミー管であって、
前記トレミー管は、
管と、
前記管の上部に配置された当該管の内径未満の外径を有する排出管と、
を備える、
トレミー管。

【請求項2】

前記排出管は、投入された材料を、前記管の内径よりも小さい外径を有する塊にして、当該塊を前記管に降下させる、
請求項１に記載のトレミー管。

【請求項3】

前記排出管は、横断面が円形あるいは矩形の筒構造である、
請求項１または２に記載のトレミー管。

【請求項4】

前記管と前記排出管との接続部には、当該管の内径と当該排出管の外径との差から生じる上方に開口した開口部を有し、
前記開口部を通じて空気または水の少なくともいずれか一方が当該管の内側と外側とを流出入する、
請求項１から３の何れか１項に記載のトレミー管。

【請求項5】

前記接続部の位置が、前記排出管の下端以上である、
請求項４に記載のトレミー管。

【請求項6】

前記排出管または前記管に、前記排出管または前記管の周方向に沿って外部に開口した流入口を有し、前記流入口は水面をまたぐ位置にある、
請求項１から５のいずれか１項に記載のトレミー管。

【請求項7】

前記管には、管軸方向に細長いスリットが前記管の周方向に沿って複数設けられている、
請求項１から６の何れか１項に記載のトレミー管。

【請求項8】

前記管には、管軸方向に細長いスリットが前記管の周方向に沿って複数設けられており、
前記流入口は、前記排出管の周方向に沿って、前記スリットの前記管の周方向に沿って設けられた各前記スリットの開口幅より、広い開口幅を有する、
請求項６に記載のトレミー管。

【請求項9】

請求項１から８の何れか１項に記載のトレミー管を用いて材料投入を行う、土砂の投入方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トレミー管、および当該トレミー管を用いた土砂の投入方法に関する。

【背景技術】

【0002】

海底地盤の深堀跡の埋め戻し、および港湾における埋め立て、潜堤築堤、浅場造成等をおこなう工事において、海中への土砂投入に際してトレミー管を用いることがある。トレミー管を、上端を水面上に出す一方で下端を海底に向けて海中に配置し、上端から土砂を投入する。このようにトレミー管を用いることにより、海中での汚濁発生を抑え、環境に配慮した施工をすることができる。

【0003】

そのようなトレミー管として、静水面付近に開口部を有する内管の周囲に、管径および管長ともに内管よりも大きな外管を配置した二重管からなるトレミー管がある（特許文献１～３）。内管に設けられた開口部は、外管と内管との間の水循環による土砂投入時の汚濁拡散抑制の目的で設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－１２９５６８号公報

【特許文献2】特開２００２－１２９５６９号公報

【特許文献3】特開２０１１－６９０７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

カルシア改質土や浚渫土等の粘性材料をトレミー管によって海中投入（打設）する場合、粘性材料によるトレミー管の閉塞が懸念される。トレミー管の閉塞を防止するためには、管径を大きくする必要があるが、管径を大きくすると投入材料と接触する海水量が増加し、汚濁発生の要因となる。また、特にカルシア改質土の場合には、材料分離や海水の巻き込みにより、材料分離や打設後の発現強度低下といった問題が生じる。

【0006】

また、投入した材料の塊がトレミー管を閉塞させずに流下した場合であっても、管内で水位の上昇と降下を繰り返す脈動が生じ、材料分離や濁りが発生し易くなる。

【0007】

また、大型のグラブバケット（数ｍ^３～２０ｍ^３）やバックホウのバケット（数ｍ^３～１０ｍ^３程度）を使用して、大量のカルシア改質土やセメント固化処理土をホッパーに投入してトレミー打設する場合、投入材料を速やかに降下させる必要がある。ベルトコンベアによる投入が連続的な供給であるのに対し、バケットによる投入では材料を掴んで旋回する工程ではホッパーへの供給が無く、ホッパーへの投入段階でまとめて材料が投入されるためホッパーからトレミー管上部に材料が滞留し、トレミー管の閉塞の可能性が高まる。また、材料が速やかに降下しないと、材料の塊が分離することになり、塊の表面積が増加し、濁りの発生量が増大する。

【0008】

そこで、本発明の一態様は、投入材料の速やかな流下を実現したトレミー管と、当該トレミー管を用いた土砂の投入方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るトレミー管は、管内を材料が流下するトレミー管であって、前記トレミー管は、管と、前記管の上部に配置された当該管の内径未満の外径を有する排出管と、を備える。

【0010】

前記の構成によれば、投入材料の速やかな流下を実現したトレミー管を提供することができる。

【0011】

また、前記の構成によれば、速やかな流下を実現できる。これにより、材料の塊が分離することを防ぐことができる。また、分離に伴った塊の表面積の増加を抑制することができ、水中の濁りの発生を抑制することができる。

【0012】

また、前記トレミー管は、前記排出管が、投入された材料を、前記管の内径よりも小さい外径を有する塊にして、当該塊を前記管に降下させる。

【0013】

前記の構成によれば、排出管は、外径が前記管の内径よりも小さいことから、当該排出管を流下した投入材料は、最大で排出管の内径未満の外径を有する塊となって、前記管に投入される。このため、当該塊は、前記管内壁との摩擦抵抗が減少し、前記管を閉塞させることがなく、速やかに流下する。また、トレミー管内壁と投入材料の塊の接触が少なくなり濁りの発生が抑制される。

【0014】

また、前記トレミー管は、前記排出管が、横断面が円形あるいは矩形の筒構造であってもよい。

【0015】

前記の構成によれば、排出管の横断面が円形であれば、横断面が円形で、その最大径が排出管の内径と略等しい塊となり、当該円形の塊が、前記管に投入されることで、材料分離の発生を抑制しながら、当該管を流下させることができる。また、排出管の横断面が矩形であれば、その最大径が排出管の前記内径と等しい塊となる。これにより、塊の周面と、前記管の内周面との間には、横断面の形状の違いに起因する間隙が生じる。この間隙から塊の下方にある水を塊の上部に効率的に移動させることができ、塊の流下を促進させる。

【0016】

また、前記トレミー管は、前記管と前記排出管との接続部には、当該管の内径と当該排出管の外径との差から生じる上方に開口した開口部を有し、前記開口部を通じて空気または水の少なくともいずれか一方が当該管の内側と外側とを流出入する構造であってもよい。

【0017】

前記の構成によれば、管の内径と排出管の外径との差により生ずる開口部から空気および水の少なくともいずれかが通過するため、排出管に材料が投入された当初には、空気を管外に排出することができて閉塞を防ぐことができる。更に、材料が排出管から管に投入される段階では、開口部から材料（材料の塊）の上部に水を流入させて、管の閉塞を防ぎ、材料の流下を促進することに寄与することができる。

【0018】

また、前記トレミー管は、前記接続部の位置が、前記排出管の下端以上であってよい。

【0019】

前記の構成によれば、排出管の下端にある材料排出口が、前記管の上端にある材料投入口より管内に挿入されている。このため、排出管によって整えられた材料の塊の大きさが変わることなく、管に投入され、管内の閉塞が防止される。

【0020】

また、前記トレミー管は、前記排出管または前記管に、前記排出管または前記管の周方向に沿って外部に開口した流入口を設け、前記流入口は水面をまたぐ位置にある構造であってもよい。

【0021】

前記の構成によれば、投入した材料が排出管内を流下する際に、材料の下側の空気が流出口より速やかに排出されることで投入され、流出口より水が排出管または管内に流入し材料をスムーズに流下させることが可能であり、排出管を閉塞させない。

【0022】

また、前記トレミー管は、前記管には、管軸方向に細長いスリットが前記管の周方向に沿って複数設けられていてもよい。

【0023】

前記の構成によれば、管内を流下する投入材料の上部および下部において、スリットを介して水の流出入が生じる。これにより、当該材料の速やかな流下を促進することができる。また、このように材料が速やかに流下することによって、材料による汚濁発生を抑えることができる。

【0024】

また、前記トレミー管は、前記管には、管軸方向に細長いスリットが前記管の周方向に沿って複数設けられており、前記流入口は、前記排出管の周方向に沿って、前記スリットの前記管の周方向に沿って設けられた各前記スリットの開口幅より、広い開口幅を有しいてもよい。

【0025】

前記の構成によれば、投入した材料が排出管内を流下する際に、材料の下側の空気が流入口より速やかに排出されることで投入された材料をスムーズに流下させることが可能であり、排出管を閉塞させない。

【0026】

また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る土砂の投入方法は、前記トレミー管を用いて材料投入を行う。

【0027】

前記の構成によれば、大型のグラブバケット（数ｍ^３～２０ｍ^３）やバックホウのバケット（数ｍ^３～１０ｍ^３程度）を使用して、大量の土砂（例えば、カルシア改質土やセメント固化処理土）をホッパーに投入してトレミー打設する場合であっても、管を閉塞させることなく、スムーズに打設することができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明の一態様によれば、投入材料の速やかな流下を実現したトレミー管と、当該トレミー管を用いた土砂の投入方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施形態１に係るトレミー管１００の正面図である。

【図2】本発明のトレミー管１００の変形例に係るトレミー管の正面図である。

【図3】本発明の実施形態１に係るトレミー管１００ａを用いた際の、材料の降下を示す図である。

【図4】本発明の実施形態１に係るトレミー管１００ｂを用いた際の、材料の降下を示す図である。

【図5】本発明の実施形態１の変形例に係るトレミー管１００ａ´およびトレミー管１００ｂ´の正面図である。

【図6】本発明の実施形態１の変形例に係るトレミー管１００ａ´を用いた際の、材料の降下を示す図である。

【図7】本発明の実施形態１の変形例に係るトレミー管１００ｂ´を用いた際の、材料の降下を示す図である。

【図8】本発明の実施形態１の変形例に係るトレミー管１００ｂ´´の正面図である。

【図9】本発明の実施形態１の変形例に係るトレミー管１００ｂ´´を用いた際の、材料の降下を示す図である。

【図10】本発明の実施形態２に係るトレミー管１００ｄの正面図である。

【図11】本発明の実施形態２に係るトレミー管１００ｄの変形例に係るトレミー管１００ｅ～１００ｇの正面図である。

【図12】本発明の実施形態２に係るトレミー管１００ｅを用いた際の、材料の降下を示す図である。

【図13】本発明の実施形態２に係るトレミー管１００ｆを用いた際の、材料の降下を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

〔実施形態１〕
（１）トレミー管１００
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態のトレミー管１００の概略構成を示す正面図である。

【0031】

図１に示すトレミー管１００は、管１と、管１の上部に配置された管１の内径より外径が小さい排出管２と、を備えている。トレミー管１００に投入される材料は、排出管２を降下した後に、排出管２より落下し、管１に入って、管１の内部を流下する。

【0032】

管１の内径は材料の供給速度によって適宜調整すればよいが、一例として、管１の内径は、８００ｍｍ以上であればよく、１５００ｍｍ以上であることが好ましい。また、当該内径は、３０００ｍｍ以下であればよく、２５００ｍｍ以下であることが好ましい。

【0033】

管１の長さは、特に制限はないが、１００００ｍｍ以上の比較的長い管長であってもよい。

【0034】

排出管２は、内部を材料が流下する筒構造を有し、管１の垂直方向内に配置されており、図示しない連結部材（例えば鋼製の板状部材や丸鋼を用いた溶接による連結や、ボルトを用いた連結）によって、管１と連結している。なお、排出管２は、下端の管口が、管１の上端の管口の範囲内にあればよく、管１と同軸上に配置されている構成に限らない。

【0035】

排出管２の外径は、管１の内径未満であればよい。管１の内径と排出管２の外径との差は、５ｃｍ以上であることが好ましく、１０ｃｍ以上であることがより好ましい。当該差が上記の範囲内であることで、投入された材料の塊が管１を流下する際に、材料の塊と管１の間に適切な隙間が生じるため、材料は管１を閉塞させることなく速やかに流下する。

【0036】

トレミー管１００の構成によれば、排出管２において、投入された材料を、管１の内径よりも小さい外径を有する塊にして、当該塊を管１に降下させる。そのため、投入材料がトレミー管１００内で滞らず、投入材料の速やかな流下を実現することができる。

【0037】

また、トレミー管１００の構成によれば、速やかな流下を実現できるため、材料の塊が分離することを防ぐことができる。これにより、分離に伴った塊の表面積の増加を抑制することができ、水中の濁りの発生を抑制することができる。

【0038】

図示しないが、材料は、排出管２の上部に配置したホッパーにより、排出管２の上端部に投入される。ホッパーへの材料の投下はバケットを用いて行なうことができる。なお、投入材料の計量に、バケットを用いてもよい。バケットを用いた投入に限らず、ベルトコンベアを用いた投入によってホッパーへの材料投入を行っても良い。

【0039】

排出管２は、内径が管１の内径よりも小さいことから、排出管２を流下した投入材料は、最大で排出管２の内径と略等しい外径を有する塊となって、管１に投入される。このため、塊は、管１を閉塞させることがなく、速やかに流下する。なお、流下した塊状の材料は、管１の下端部より排出される。

【0040】

排出管２は、横断面が円形あるいは矩形の筒構造であることが好ましい。横断面が円形であれば、塊は、横断面が円形で、その径が排出管の内径と略等しい塊となり、当該円形の塊が、管１に投入されることで、材料分離の発生を抑制しながら流下させることができる。また、横断面が矩形であれば、投入された材料は、その最大径が排出管２の内径と等しい塊となる。これにより、塊の周面と、管１の内周面との間には、横断面の形状の違いに起因する間隙が生じる。この間隙から塊の下方にある水を塊の上部に効率的に移動させることができ、塊の流下を促進させる。

【0041】

排出管２はその全体が気中に配置されているようにしてもよい。この構成により、材料の流下時の水の抵抗がなく浮力が作用せず、空気の抵抗しかないことから材料が排出管２内での閉塞が起こりにくい。ただし、排出管２の配置はこれに限定されるものではなく、管１側の一部分が水中に配置されていてもよい。

【0042】

トレミー管１００は、管１と排出管２との接続部において、管１の内径と排出管２の外径との差から生じる上方に開口した開口部１１を備える。開口部１１において空気または水の少なくともいずれか一方が通過する。このように、開口部１１から空気または水の少なくともいずれかが管１の内側と外側との間で流出入できるため、管１及び排出管２の閉塞を防ぎ、材料流下の促進に寄与することができる。具体的には、図１にように開口部１１が気中となるようにトレミー管１００を設置した際には、排出管２に投入された材料下側の空気を排出することができて閉塞を防ぐことができる。また、別態様として、後述する図２の中央に示すトレミー管１００ｂのように開口部１１が水中となるようにトレミー管１００を設置した際には、材料が排出管２から管１に投入され沈下する段階で、開口部１１から材料（材料の塊）の上部に水を流入させて、材料の流下を促進し、管１の閉塞を防ぐことに寄与することができる。また、排出管２に対して管１が十分大きい場合には、脈動を抑止した材料の流下が可能となる。このように開口部１１は、水中にあるか気中にあるかによってそれぞれに応じた機能を果たし、管１の閉塞を防ぐことに寄与する。

【0043】

管１と排出管２との接続部の位置は、排出管２の下端以上である。これにより、排出管２の下端にある材料排出口２２が、前記管の上端にある材料投入口１４よりも管内に入っており、排出管２が管１に挿入されている。このため、排出管２によって整えられた材料の塊の大きさが変わることなく、管１に投入され、閉塞が防止される。また、投入された土砂が排出管２より管１に移動した際に汚濁が生じたとしても排出管２の下端が管１の上端以下に位置することから、管１の内壁により外部への汚濁の排出は抑制される。

【0044】

本実施形態１のトレミー管１００の構成とすることで、大型のグラブバケット（数ｍ^３～２０ｍ^３）やバックホウのバケット（数ｍ^３～１０ｍ^３程度）を使用して、大量の土砂（例えば、浚渫土、コンクリート、カルシア改質土やセメント固化処理土などの粘性材料）をホッパーに投入してトレミー打設する場合であっても、管１を閉塞させることなく、スムーズに打設することができる。また、投入材料は大きな塊状で水中を流下するため、濁りの発生を抑制することが可能である。さらに、材料分離の抑制および水の巻き込み量が減少するため、発現強度を大きくすることが可能である。

【0045】

（トレミー管１００の変形例１）
トレミー管１００は図１に示した態様に限定されず、トレミー管１００の管１、排出管２、または接続部のいずれかに、水面Ａを跨いで、水中および気中の両方に開口する流入口を設けてもよい。以下、図２を用いて、流入口を設けたトレミー管１００の変形例を説明する。

【0046】

（トレミー管１００ａ）
図２の左端に示すトレミー管１００ａは、トレミー管１００の変形例の１つであり、管１に、水面Ａを跨いで、水中および気中の両方に開口する流入口１３を設けている。流入口１３は、管１の周方向に沿って複数設けている。なお、流入口１３の位置は、水面Ａをまたぐ位置から流入口１３の上端が水面または水面直下となる位置までの範囲であればよい。また、開口部１１は水面Ａよりも上側である。

【0047】

なお、流入口１３は、材料の流下方向下流側の縁部に、管１の内部の当該流下方向上流外方向に向いて傾斜している傾斜面が設けられていてもよい。傾斜面が設けられていることにより、管１０の内側に向いた角が鈍角になっているため、当該角が鋭角になっている場合に比べて、縁部の角に材料の塊が接触したときの塊の分散を抑制することができる。

【0048】

（トレミー管１００ｂ）
図２の中央に示すトレミー管１００ｂは、変形例の１つであり、排出管２において、水面Ａを跨いで、水中および気中の両方に開口する流入口２１を設けている。なお、流入口２１の位置は、水面をまたぐ位置から流入口２１の下端が水面Ａの直上となる位置までの範囲であればよい。開口部１１は水面Ａよりも下側であり、排出管２の一部は水面Ａの下側に到達している。

【0049】

なお、流入口２１は、材料の流下方向下流側の縁部に、管１の内部の当該流下方向上流外方向に向いて傾斜している傾斜面が設けられていてもよい。傾斜面が設けられていることにより、管１０の内側に向いた角が鈍角になっているため、当該角が鋭角になっている場合に比べて、縁部の角に材料の塊が接触したときの塊の分散を抑制することができる。

【0050】

（トレミー管１００ｃ）
図２の右端に示すトレミー管１００ｃは、変形例の１つであり、管１と排出管２との間に所定の間隙を設けて管１と排出管２とを垂直方向に重なり合わせて連結させない構成とし、当該間隙を、先述の流入口１３，２１として機能させる（当該間隙を図２に流入口４として示す）。管１と排出管２との間隙の幅（流入口４の管軸方向に沿った長さ）は、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下とすることが望ましい。トレミー管１００ｃの場合、管１と排出管２とは、鋼製のＬ型の板状部材（不図示）によって連結することができるが、連結方法はこれに限らない。なお、トレミー管１００ｃを用いる際には、流下した材料が水面に衝突した際に管１と排出管２との間隙の幅よりトレミー管外に流出した際に備えて、トレミー管１００ｃの外周に汚濁防止枠を設置し、濁りの拡散を抑制させることが望ましい。

【0051】

以上の各変形例のように流入口を設けることで、投入した材料の速やかな流下と、汚濁発生の抑制を実現することができる。具体的には、材料投入後に流入口から空気を排出管２外に排出させ、次に材料が管１に移動後に水（例えば海水）を管１内に流入させることができるため、材料をスムーズに流下させることが可能であり、管１を閉塞させない。

【0052】

（各構成部材の材質）
管１および排出管２は、周知のトレミー管に用いられる材料から構成することができる。例えば、鋼管等を採用することができる。

【0053】

（粘性材料と投入形態）
本実施形態１のトレミー管１００投入する材料は粘性材料であってもよい。粘性材料は、浚渫土、ＰＳ灰系改質土、カルシア改質土、石灰系改質土およびセメント改質土からなる群から選択されてもよい。また、粘性材料以外の材料を投入する場合であっても、トレミー管１００を用いてもよく、例えば、土砂、岩ズリ、およびコンクリート等の流下に使用してもよい。なお、上記で挙げた材料は、投入する材料を含んでいればよく、適宜材料を混合して用いてもよい。

【0054】

バケットは材料に応じて、使用するバケットを適宜変更してもよい。たとえば、大型のグラブバケット（数ｍ^３～２０ｍ^３）やバックホウのバケット（数ｍ^３～１０ｍ^３程度）を用いてもよい。ホッパーでの閉塞を防止する観点から、流動性のある材料または固化後解砕した材料を投入してもよい。なお、ここで、流動性のある材料とは、シリンダーフロー８．５ｃｍ以上（NEXCO試験方法 試験法313 エアモルタル及びエアミルクの試験方法）の材料が挙げられる。

【0055】

投入する材料に応じて、流動性のある状態、固化した状態等の、材料の状態は適宜決めてもよい。たとえば、カルシア改質土を材料として用いる場合、ホッパーへの投入は、混合直後～４８時間の流動性があり固化が進んでいない状態か、固化後の解砕した状態で投入することが好ましい。

【0056】

材料の投入は、何度行ってもよく、バケットでｎ度目（ｎは１以上の自然数）に材料を投入してから一定時間経過後にｎ＋１度目に材料を投入すればよい。一定時間とは、ｎ度目に投入した材料とｎ＋１度目に投入した材料とで管１が詰まらない程度まで、ｎ度目に投入した材料が降下するまでの時間であってもよい。たとえば、ｎ度目に投入した材料が完全に降下してから投入してもよい。

【0057】

投入条件および配合は、所定の強度が得られることの他に、濁りの発生を防止することおよび強度と濁りの両方を指標として決定してもよい。投入する材料によっては、混合後に時間の経過とともに材料の性質が変わり、濁りの発生状況が変化することがある。このため、投入条件を変更する場合、材料の固化の進行および流動性の変化に応じて濁りの発生が少ない配合に適宜変更して材料を投入してもよい。

【0058】

例えば、カルシア改質土の場合、時間の経過とともに流動性が変化すること、そして流動性によって濁りの発生状況が変化すること、が知られている。当日混合および当日投入の場合はカルシア改質材の混合率が３０ｖｏｌ％で濁りの発生が少なくても、当日混合および翌日投入の場合に同じ混合比の材料を用いると、固化が進み濁りの発生量が多くなることがある。この場合、カルシア改質材の混合比を２０ｖｏｌ％に調製することにより、当日配合および翌日投入の場合であっても濁りの発生を抑えることができる。

【0059】

材料の投入量（体積）は、トレミー管を構成する排出管２の管径や材料の流動性によって適した条件を適宜設定すればよい。排出管２が材料によって詰まることを防ぎ、かつ効率的に材料を投入するために、投入する材料の体積は、排出管２の内径を直径とした球状の材料塊の体積の０．５倍～１．５倍の範囲であることが好ましい。

【0060】

例えば、排出管２の内径が２．５ｍである場合、この内径を直径とした球状の材料の塊を想定すると、材料塊の好ましい最大体積は８．２ｍ^３となる。このとき、材料は８ｍ^３程度のバケットまたは１０ｍ^３のバケットで量を調整して投入してもよい。

【0061】

（２）材料の投入方法
本実施形態の材料の（海底への）投入方法は、以上で説明したトレミー管１００を用いて行う。以下、図３および図４を用いて材料の投入方法について説明する。図３では、先述の図２の左端に図示したトレミー管１００ａを用いた材料の降下を示す。

【0062】

図３中（Ｉ）は、トレミー管１００ａを、排出管２側を気中に、管１側を海中にして、水中に設置した状態で、排出管２の上部にあるホッパー（不図示）を介して排出管２に材料３が投入された当初の状態を示す。投入された材料３は排出管２を流下する。その過程において、材料３は管１の内径よりも小さい外径を有する塊として形成される。材料３の流下に伴って排出管２内から下側に押される空気は、開口部１１および流入口１３を通じてトレミー管１００ａの外側に排出される。このため、材料３は排出管２内で詰まることなく、降下する。

【0063】

ここで、トレミー管１００ａにおいて、排出管２は気中に配置されている。この構成において、排出管２内では水中での浮力が発生しないため、材料３の降下がより容易になる。

【0064】

続いて図３中（ＩＩ）は、材料３が排出管２から管１に投入された直後の状態を示す。排出管２より降下した材料３の塊が管１の上端部から水中に入ると、直後に、流入口１３から材料３の塊の上部に水が流入する。これにより、材料３の塊の流下が促進される。

【0065】

続いて図３中（ＩＩＩ）は、材料３の塊が管１を流下している段階の状態を示す。材料３の塊は、排出管２の作用により、管１の内径よりも小さい外径を有するため、途中で詰まることなく流下する。さらに、管１と材料３との間の間隙により、塊の下方にある水を塊の上部に効率的に移動させることで、材料３の塊の流下が促進される。

【0066】

また、図４を用いて、図２の中央に示したトレミー管１００ｂを用いた材料の投下方法についても説明する。

【0067】

図４中（Ｉ）は、トレミー管１００ｂを、排出管２側を気中に、管１側を海中にして、接続部および開口部１１が水中に位置し、流入口２１が水面Ａをまたぐように設置した状態で、ホッパー（不図示）を介して排出管２に材料３が投入された当初の状態を示す。投入された材料３は排出管２を流下し、その過程において、材料３は管１の内径よりも小さい外径を有する塊として形成される。材料３の流下に伴って排出管２内から下側に押される空気は、排出管２に設けられた流入口２１を通じて、トレミー管１００ｂの外側に排出される。このため、材料３は排出管２内で詰まることなく、降下する。

【0068】

続いて図４中（ＩＩ）は、材料３が排出管２から管１に移動した直後の状態を示す。排出管２より降下した材料３の塊が管１の上端部から水中に入ると、直後に、流入口２１および開口部１１から材料３の塊の上部に水が流入する。これにより、材料３の塊の流下が促進される。

【0069】

続いて図４中（ＩＩＩ）は、材料３が管１を流下している段階の状態を示す。材料３の塊は、排出管２の作用により、管１の内径よりも小さい外径を有するため、途中で詰まることなく流下する。さらに、管１と材料３との間の間隙により、塊の下方にある水を塊の上部に効率的に移動させることで、材料３の塊の流下が促進される。

【0070】

（トレミー管１００の変形例２）
図５にトレミー管１００の別の変形例を示す。また、図６および図７は、図５の変形例のトレミー管を用いた材料の流下過程を説明する図である。図５～図７を用いて変形例を説明する。

【0071】

（トレミー管１００ａ´）
図５の左側に示すトレミー管１００ａ´は、流入口１３の位置が、図２のトレミー管１００ａと異なる。具体的には、トレミー管１００ａ´は、流入口１３の上端が水面または水面直下となる位置にある。また、開口部１１は、気中にある。

【0072】

このトレミー管１００ａ´を用いた材料投入の過程を、図６に示す。図６中（Ｉ）は、トレミー管１００ａ´を、排出管２側を気中に、管１側を海中にして、水中に設置した状態で、ホッパー（不図示）を介して排出管２に材料３が投入された当初の状態を示す。投入された材料３は排出管２を流下する。その過程において、材料３は管１の内径よりも小さい外径を有する塊として形成される。材料３の流下に伴って排出管２内から下側に押される空気は、開口部１１を通じてトレミー管１００ａ´の外側に排出される。このため、材料３は排出管２内で詰まることなく、降下する。

【0073】

続いて図６中（ＩＩ）は、材料３が排出管２から管１に投入された直後の状態を示す。排出管２より降下した材料３の塊が管１の上端部から水中に入ると、直後に、流入口１３から材料３の塊の上部に水が流入する。これにより、材料３の塊の流下が促進される。図６中（ＩＩＩ）は、図３中（ＩＩＩ）と同じ過程であるため、説明を省略する。

【0074】

（トレミー管１００ｂ´）
図５の右側に示すトレミー管１００ｂ´は、流入口２１の位置が、図２のトレミー管１００ｂと異なる。具体的には、トレミー管１００ｂ´は、流入口２１の下端が水面Ａまたは水面Ａの直上となる位置にある。また、開口部１１は、水中にある。

【0075】

このトレミー管１００ｂ´を用いた材料投入の過程を、図７に示す。図７中（Ｉ）は、トレミー管１００ｂ´を、排出管２側を気中に、管１側を海中にして、水中に設置した状態で、ホッパー（不図示）を介して排出管２に材料３が投入された当初の状態を示す。投入された材料３は排出管２を流下する。その過程において、材料３は管１の内径よりも小さい外径を有する塊として形成される。材料３の流下に伴って排出管２内から下側に押される空気は、流入口２１を通じてトレミー管１００ｂ´の外側に排出される。このため、材料３は排出管２内で詰まることなく、降下する。

【0076】

続いて図７中（ＩＩ）は、材料３が排出管２から管１に投入された直後の状態を示す。排出管２より降下した材料３の塊が管２の下端部から水中に入ると、直後に、開口部１１から材料３の塊の上部に水が流入する。これにより、材料３の塊の流下が促進される。図７中（ＩＩＩ）は、図３中（ＩＩＩ）と同じ過程であるため、説明を省略する。

【0077】

（トレミー管１００の変形例３）
更に別の変形例として、図８に示す形態がある。

【0078】

（トレミー管１００ｂ´´）
図８のトレミー管１００ｂ´´は、図２のトレミー管１００ｂと、管１の管径が大きい点と管１への管２の貫入長が異なる。トレミー管１００ｂ´´の管１のように管径が大きい場合、排出管２の外径と管１の内径との差が大きい。そのため、材料３と管１の間隔が十分広く、材料３下側の水が材料３上部に移動しやすいため、材料のスムーズな流下を実現できる。また、管２の貫入長が長いことから、仮に流入口２１から汚濁が流出したとしても管１から汚濁が流出することを防ぐことができる。

【0079】

図８のトレミー管１００ｂ´´は、図５の右側に示すトレミー管１００ｂ´に比べ、管１の管径が大きい点と管１への管２の貫入長において相違する。排出管２の流入口２１が水面Ａをまたぐ位置にあり、図９（Ｉ）に示すように、ホッパー（不図示）を介して材料が排出管２に投入された当初の状態では、投入された材料３が排出管２を流下する過程において、排出管２内から下側に押される空気は、流入口２１を通じてトレミー管１００ｂ´´の外に排出される。続いて図９中（ＩＩ）は、材料３が排出管２から管１に投入された直後の状態を示す。排出管２より降下した材料３の塊が管１の上端部から水中に入ると、直後に、流入口２１から材料３の塊の上部に水が流入する。これにより、材料３の塊の流下が促進される。その後は、図９中（ＩＩＩ）に示すように、管１を材料３が流下する。このとき、管１と材料３との間には、十分な隙間が設けられていることから、塊の下方にある水を塊の上部に効率的に移動させることで、材料３の塊の流下が促進される。また、管２の貫入長が長いことから、仮に流入口２１から汚濁が流出したとしても管１から汚濁が流出することを防ぐことができる。

【0080】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0081】

図１０に示すトレミー管１００ｄは、管１に、管軸方向に沿って細長いスリット１２が複数設けられている点で、図１に示すトレミー管１００と相違する。

【0082】

スリット１２は管１の管壁に設けられた開口であり、スリット１２同士は管１の周方向に沿って異なる位置に設けられている。スリット１２のスリット幅は流入水量および落下速度などを勘案して設定すればよいが、材料が管１の内側から漏れることを抑制する観点より、幅２０ｍｍ以下であることが好ましい。

【0083】

スリット長は、特に限定されないが本実施形態では、図１０に示すように、一例として１スリット長は管１の全長の約８５％としている。これにより、管１に比較的長くスリット状の開口部が形成されており、より一層スムーズな材料の流下に寄与する。ただし、これらの数値に限定されるものではない。例えば、スリット１２のそれぞれのスリット長が、管１の全長の少なくとも２０％の長さを有しているようにしてもよい。

【0084】

スリット１２を設けると、管１内を流下する材料の上部および下部において、スリットを介して水の流出入が生じる。これにより、当該材料の速やかな流下をより促進することができる。また、このように材料が速やかに流下することによって、材料による汚濁発生を抑えることができる。

【0085】

トレミー管１００ｄは図１０に示した態様に限定されず、例えば、トレミー管１００ｄの管１、排出管２、または管１と排出管２との接続部において、水面Ａを跨いで、水中および気中の両方に開口する図２に示したような流入口を設けてもよい。この場合、管１（または排出管２）の周方向に沿った流入口の開口幅は、スリット１２のスリット幅より広く構成されていてもよい。

【0086】

この構成により、投入した材料の速やかな流下と、汚濁発生の抑制を実現することができる。具体的には、管１、排出管２、または管１と排出管２との接続部に設けられた流入口から水（例えば海水）を管１内に流入させることができるため、材料をスムーズに流下させることが可能であり、管１を閉塞させない。また、投下直後に材料と共に管１内に入った空気を流入口から管１外に排出することができる。

【0087】

（トレミー管１００ｄの変形例）
以下、流入口を設けたトレミー管１００ｄの変形例を、図１１を用いて説明する。

【0088】

（トレミー管１００ｅ）
図１１の左端に示すトレミー管１００ｅは、管１に流入口１３が設けられており、流入口１３の上端端部が水面Ａと同じ位置または水面Ａの直下に位置している。ここで、排出管２の外径と管１の内径との差の部分に構成される開口部１１は、気中にある。

【0089】

（トレミー管１００ｆ）
図１１の中央に示すトレミー管１００ｆは、変形例の１つであり、排出管２に設けられた流入口２１は、気中にある。また、開口部１１は水面Ａよりも上側であり、排出管２の一部は水面Ａの下に到達している。

【0090】

図１１の右端に示すトレミー管１００ｇは、変形例の１つであり、管１と排出管２との間に所定の間隙を設けて管１と排出管２と垂直方向に連続させない構成として、当該間隙（流入口４）を、先述の流入口２１として機能させる。トレミー管１００ｇの場合、管１と排出管２とは、鋼製のＬ型の板状部材（不図示）によって連結することができるが、連結方法はこれに限らない。

【0091】

トレミー管１００ｇにおいて、管１と排出管２との間隙の幅（流入口４の管軸方向に沿った長さ）は、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下であることが好ましい。なお、トレミー管１００ｇを用いる際には、流下した材料が水面に衝突した際に管１と排出管２との間隙の幅よりトレミー管外に流出した際に備えて、トレミー管１００ｇの外周に汚濁防止枠を設置し、濁りの拡散を抑制させることが望ましい。

【0092】

（各構成部材の材質）
各構成部材の材質は、実施形態１と同様であってよい。なお、本実施形態２で用いる管１は、スリット１２が設けられているため、構造的強度を保つことができるよう、鋼管を採用することが好ましい。

【0093】

（粘性材料と投入形態）
本実施形態２において投入する粘性材料および投入形態は、実施形態１と同様であってもよい。粘性材料は、粘性が比較的高いために塊になりやすく、海中で分散し難いものの、トレミー管内に付着して管を閉塞しやすい。管１に実施形態２のスリット１２を設けることで、管１の内周面の面積が小さくなるため、材料との接触面積を抑えることができる。これにより、本実施形態２のトレミー管１００ｄは粘性材料を好適に流下させることができる。

【0094】

（２）材料の投入方法
本実施形態の材料の（海底への）投入は、以上で説明した本実施形態に係るトレミー管を用いて行う。以下、図１２および図１３を用いて材料の投入方法について説明する。図１２では、先述の図１１の左端に図示したトレミー管１００ｅを用いた材料の降下を示す。

【0095】

図１２中（Ｉ）は、トレミー管１００ｅを、排出管２側を気中に、管１側を海中にして、水中に設置した状態で、ホッパー（不図示）を介して排出管２に材料３が投入された当初の状態を示す。なお、流入口１３の上端部は水面Ａ直下に位置する。投入された材料３は排出管２を流下する。その過程において、材料３は管１の内径よりも小さい外径を有する塊として形成される。材料３の流下に伴って排出管２内から下側に押される空気は、開口部１１により、トレミー管１００ｅの外側に排出される。このため、材料３は排出管２内で詰まることなく、降下する。

【0096】

ここで、トレミー管１００ｅにおいて、排出管２は気中に配置されているため、材料３の降下はスムーズである。

【0097】

続いて図１２中（ＩＩ）は、材料３が排出管２から管１に投入された直後の状態を示す。排出管２より降下した材料３の塊が管１の上端部から水中に入ると、直後に、流入口１３から材料３の塊の上部に水が流入する。これにより、材料３の塊の流下が促進される。また、このとき、スリット１２から材料３の下側の水が流出することにより、材料３の塊の流下が促進される。

【0098】

続いて図１２中（ＩＩＩ）は、材料３の塊が管１を流下している段階の状態を示す。材料３の塊は、排出管２の作用により、管１の内径よりも小さい外径を有するため、途中で詰まることなく流下する。さらに、管１と材料３との間の間隙により、材料３の塊の下方にある水が塊の上部に効率的に移動することで、塊の流下が促進される。また、スリット１２により、材料３の塊の上部と下部とで水の循環が生じて、材料３の塊をスムーズに流下させる。

【0099】

また、図１３を用いて、図１１の中央に示したトレミー管１００ｆを用いた材料の投下方法についても説明する。

【0100】

図１３中（Ｉ）は、トレミー管１００ｆを、排出管２側を気中に、管１側を海中にして、接続部および開口部１１を水中に、流入口２１の下端端部が水面Ａ直上となる位置に設置した状態で、ホッパー（不図示）を介して排出管２に材料３が投入された当初の状態を示す。投入された材料３は排出管２を流下し、その過程において、材料３は管１の内径よりも小さい外径を有する塊として形成される。材料３の流下に伴って排出管２内から下側に押される空気は、排出管２に設けられた流入口２１により、トレミー管１００ｆの外側に排出される。このため、材料３は排出管２内で詰まることなく、降下する。

【0101】

続いて図１３中（ＩＩ）は、材料３が排出管２から水中に投入された直後の状態を示す。排出管２より降下した材料３の塊が管１の上端部から水中に入ると、直後に、開口部１１から材料３の塊の上部に水が流入する。これにより、材料３の塊の流下が促進される。また、このとき、スリット１２から材料３の下側の水が流出することにより、材料３の塊の流下が促進される。

【0102】

続いて図１３中（ＩＩＩ）は、材料３が管１を流下している段階の状態を示す。材料３の塊は、排出管２の作用により、管１の内径よりも小さい外径を有するため、途中で詰まることなく流下する。さらに、管１と材料３との間の間隙により、塊の下方にある水は塊の上部に効率的に移動するため、材料３の塊の流下が促進される。また、スリット１２により、材料３の塊の上部と下部とで水の循環が生じて、材料３の塊をスムーズに流下させる。

【0103】

なお、以上のように管１にスリットを設ける場合、スリットの本数は特に限定されない。スリットの長さが管の内径以上の長さである場合、少なくとも１か所以上にスリットを設ければよい。スリットが２ヶ所以上設ける場合、設けられたスリットの内、少なくとも２つのスリットは、管の周方向に沿って異なる位置に設けられていることが望ましい。スリットの本数は管径および材料の大きさなどに応じて適宜変更してもよい。例えば、管径が大きい場合または材料が大きい場合は、スリットの本数を増やしてもよい。

【0104】

〔その他の実施形態〕
なお、管１は、排出管２に接続する管１以外に複数の管が継がれた態様のものであってもよい。この場合に、継がれた複数の管は互いに略同一の内径を有していることが好ましい。ただし、これに限定されない。

【0105】

また、管１の下端には、公知の汚濁防止膜を取り付けてもよい。

【0106】

また、本実施形態のトレミー管は、管１の外周側に、外管を配置している二重管であってもよい。管１の外側、水面から水深１０ｍ程度の範囲まで汚濁防止枠や汚濁防止膜を配置しても良い。

【0107】

また、空気および水の流れを妨げず、投入された材料が水面に接触した際に生ずる汚濁を管外に排出しない範囲であれば、管１の上端と、排出管２の下端とは、水平位置にあってもよい。

【0108】

また、トレミー管上部での材料の塊の降下を促進するために、加振機を設置して振動を与えても良い。

【0109】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【0110】

〔実施例〕
図１のトレミー管１００の態様に基づいて、水中部の長さ５０ｃｍ、内径１００ｍｍのアクリル管を管１として、当該管１の上側に、内径８０ｍｍのアクリル管を排出管２として設けたトレミー管を作製し、実施例１とした。このトレミー管は、排出管２の下端と管１の上端とが同じ位置（高さ）にあるようにした。

【0111】

また、水中部の長さ５０ｃｍ、内径６５ｍｍのアクリル管を管１として、当該管１の上部に流入口１３を設け、さらに管１の上側、内径５０ｍｍの塩ビ管である排出管２を設けたトレミー管を作製し、実施例２とした。

【0112】

排出管を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、トレミー管を作製し、比較例１とした。また、排出管を設けなかった以外は、実施例２と同様にして、トレミー管を作製し、比較例２とした。

【0113】

浚渫土９０ｖｏｌ％およびカルシア改質材１０ｖｏｌ％を混合してカルシア改質土を調製し、実施例１，２、および比較例１，２のトレミー管に投入し、水面から５０ｃｍ下までの落下速度を確認した。

【0114】

その結果、排出管が無い比較例１，２では空気の逃げ道が無いため材料がトレミー管に詰まり落下しなかった。一方、実施例１，２では排出管２の効果により、投入した材料が管１の内径よりも小さいために、管１を閉塞させずに降下することが示された。

【0115】

また、実施例２のように流入口を管１の上部に設置することにより、落下速度が実施例１よりも大きくなることが示された。これは、流入口から材料の塊の上部に水が流入して脈動の無い塊の流下が促進されたことによるものである。また、実施例１のトレミー管よりも管内での材料の脈動が抑制されたことも確認できた。これも、高い落下速度を示す要因である。

【符号の説明】

【0116】

１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、
１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ トレミー管
１ 管
２ 排出管
３ 材料
１１ 開口部
１２ スリット
４、１３、２１ 流入口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】