特開 2024-102714 夾雑物吸引方法、及び捨石マウンド内夾雑物吸引システム

(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】P2024102714

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】夾雑物吸引方法、及び捨石マウンド内夾雑物吸引システム

(51)【国際特許分類】

   E02D 23/02 20060101AFI20240724BHJP

   E02B 3/06 20060101ALI20240724BHJP

   E02B 3/12 20060101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

E02D23/02 Z

E02B3/06

E02B3/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006788

(22)【出願日】2023-01-19

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所「革新的社会資本整備研究開発推進事業」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000166627

【氏名又は名称】五洋建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000222668

【氏名又は名称】東洋建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000219406

【氏名又は名称】東亜建設工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000182030

【氏名又は名称】若築建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000172961

【氏名又は名称】あおみ建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000155034

【氏名又は名称】株式会社本間組

(71)【出願人】

【識別番号】390001993

【氏名又は名称】みらい建設工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】503275129

【氏名又は名称】りんかい日産建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000752

【氏名又は名称】弁理士法人朝日特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 哲也

(72)【発明者】

【氏名】合田 和哉

(72)【発明者】

【氏名】三枝 弘幸

(72)【発明者】

【氏名】壹岐 直之

(72)【発明者】

【氏名】橋本 健

(72)【発明者】

【氏名】山本 高士

(72)【発明者】

【氏名】田中 良典

(72)【発明者】

【氏名】合田 和弘

【テーマコード（参考）】

2D118

【Ｆターム（参考）】

2D118AA02

2D118BA01

2D118CA03

2D118FA06

2D118FB12

2D118GA01

(57)【要約】

【課題】捨石マウンドの空隙内の夾雑物を除去する。
【解決手段】ケーシング６０は、捨石マウンド３の天端面３０から挿入されて捨石マウンド３を削孔し、孔Ａを形成する。吸引管１は、ケーシング６０が削孔した孔Ａに挿入される。吸引ポンプＰ１は、吸引管１を経由して海水とともに捨石マウンド３の空隙内の夾雑物を吸引する。噴射管２は、吸引管１に隣接して、又は吸引管１の内側に設置される。噴射ポンプＰ２は、噴射管２を経由してノズル２０から高圧水を噴射させる。駆動装置５は、ノズル２０が噴射管２の中心軸を基準に周方向に回転するように、噴射管２を回転させる。また、駆動装置５は、噴射管２を長手方向に沿って昇降させる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設の捨石マウンドに吸引管を挿入し、前記吸引管の先端の開口部から水とともに前記捨石マウンドの空隙内の夾雑物を吸引する夾雑物吸引方法。

【請求項2】

前記捨石マウンドにおいて挿入された前記吸引管の前記開口部に隣接して又は前記吸引管の内側に高圧水を噴射するノズルを備えた噴射管を設置し、前記吸引管により前記夾雑物を吸引する際に、前記ノズルより高圧水を前記捨石マウンド内に噴射する
請求項１に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項3】

挿入される前記吸引管の吸引によって夾雑物が除去される空間を設定し、該吸引管の前記開口部が前記空間の底面よりも決められた距離だけ深い位置に配置されるように該吸引管を挿入し、前記夾雑物を吸引する
請求項１又は２に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項4】

前記捨石マウンドをケーシングにより削孔し、前記ケーシングで削孔した孔に前記噴射管を挿入して、前記孔の先端で該噴射管により前記高圧水を噴射する
請求項２に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項5】

直上に構造物が載置されている前記捨石マウンドを、該構造物を避けつつ、該捨石マウンドの内部において孔が該構造物の直下まで形成されるように、前記ケーシングで削孔する
請求項４に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項6】

前記ケーシングによって削孔された前記孔に該ケーシングを留置して前記吸引管として用いる
請求項４又は５に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項7】

前記ケーシングによって削孔された前記孔に前記噴射管とともに前記吸引管を挿入する
請求項４又は５に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項8】

前記ノズルが前記噴射管の中心軸を基準に周方向に回転するように、駆動装置によって該噴射管を回転させる
請求項２に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項9】

駆動装置により前記噴射管を該噴射管の長手方向に沿って昇降させる
請求項７に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項10】

前記高圧水の噴射範囲、噴射圧、噴射量の少なくとも一つを用いて前記夾雑物の除去範囲を調整する
請求項２に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項11】

前記吸引管を通って吸引される水に対して、該水とともに吸引される前記夾雑物の割合を測定し、測定された該割合に基づいて前記噴射管による高圧水の噴射量を調整する
請求項２に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項12】

測定された前記割合が閾値未満になったときに前記吸引管による吸引を停止する
請求項１１に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項13】

前記吸引管が吸引した前記夾雑物を貯留する貯留タンクを設け、
前記貯留タンク内に蓄積した前記夾雑物の重量に応じて前記吸引管による吸引を停止する
請求項２に記載の夾雑物吸引方法。

【請求項14】

既設の捨石マウンドに挿入される吸引管と、
前記吸引管に隣接して又は前記吸引管の内側に設置される噴射管と、
前記吸引管を経由して水とともに前記捨石マウンドの空隙内の夾雑物を吸引する吸引ポンプと、
前記噴射管を経由して該噴射管のノズルから高圧水を噴射させる噴射ポンプと、
前記捨石マウンドを削孔して前記吸引管を挿入する孔を形成するケーシングと、
前記吸引ポンプの吸引力と前記噴射ポンプの噴出力を調整する調整機と、
前記ノズルが前記噴射管の中心軸を基準に周方向に回転するように、該噴射管を回転させる駆動装置と、
を備えた、捨石マウンド内夾雑物吸引システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、夾雑物吸引方法、及び捨石マウンド内夾雑物吸引システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、新造されるコンテナ船等の船舶は、大型化する傾向にある。そして、船舶の大型化に伴って、既存の係船港の岸壁を増深する事例が増加している。重力式係船岸増深工法は、既設の捨石マウンドの一部に可塑状グラウト材等の固化材を注入・固化することで、法線位置を変更せずに重力式係船岸の増深を可能とする工法である。

【0003】

一方、既設の捨石マウンドは、築造後の年月の長短に関わらず捨石間の空隙に砂、粘土、貝殻等の夾雑物が多量に存在することがある。捨石マウンドの空隙内に夾雑物が多量に存在する場合、捨石マウンド内への固化材の注入は困難であると考えられている。また、例えば捨石マウンドの空隙内に固化材を注入して増深するためには、その空隙の８０％以上に固化材を注入することを想定しており、夾雑物が除去されていることが必要である、とも考えられている。

【0004】

そこで、固化材の注入に先立って、捨石マウンドの空隙内の夾雑物を除去する工法の開発が期待されている。この工法は、上述した増深工法の前処理として用いられるほか、岸壁・護岸の耐震補強にも有用である。また、この工法は、夾雑物を除去した空隙に固化材を注入しない場合にも有用である。例えば、この工法は、捨石マウンドの空隙内に夾雑物が詰まったために透水性が低下した防波堤、岸壁等の、その透水性の改善にも利用可能である。

【0005】

ところで、浚渫、ケーソンの中詰材除去、又は基礎杭内の堆積物除去等には、圧縮空気を利用した水中物吸引搬送装置が用いることが検討されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６－３４８６６６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的の一つは、捨石マウンドの空隙内の夾雑物を除去する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の請求項１に係る夾雑物吸引方法は、既設の捨石マウンドに吸引管を挿入し、前記吸引管の先端の開口部から水とともに前記捨石マウンドの空隙内の夾雑物を吸引する夾雑物吸引方法である。

【0009】

本発明の請求項２に係る夾雑物吸引方法は、請求項１に記載の態様において、前記捨石マウンドにおいて挿入された前記吸引管の前記開口部に隣接して又は前記吸引管の内側に高圧水を噴射するノズルを備えた噴射管を設置し、前記吸引管により前記夾雑物を吸引する際に、前記ノズルより高圧水を前記捨石マウンド内に噴射する夾雑物吸引方法である。

【0010】

本発明の請求項３に係る夾雑物吸引方法は、請求項１又は２に記載の態様において、挿入される前記吸引管の吸引によって夾雑物が除去される空間を設定し、該吸引管の前記開口部が前記空間の底面よりも決められた距離だけ深い位置に配置されるように該吸引管を挿入し、前記夾雑物を吸引する夾雑物吸引方法である。

【0011】

本発明の請求項４に係る夾雑物吸引方法は、請求項２に記載の態様において、前記捨石マウンドをケーシングにより削孔し、前記ケーシングで削孔した孔に前記噴射管を挿入して、前記孔の先端で該噴射管により前記高圧水を噴射する夾雑物吸引方法である。

【0012】

本発明の請求項５に係る夾雑物吸引方法は、請求項４に記載の態様において、直上に構造物が載置されている前記捨石マウンドを、該構造物を避けつつ、該捨石マウンドの内部において孔が該構造物の直下まで形成されるように、前記ケーシングで削孔する夾雑物吸引方法である。

【0013】

本発明の請求項６に係る夾雑物吸引方法は、請求項４又は５に記載の態様において、前記ケーシングによって削孔された前記孔に該ケーシングを留置して前記吸引管として用いる夾雑物吸引方法である。

【0014】

本発明の請求項７に係る夾雑物吸引方法は、請求項４又は５に記載の態様において、前記ケーシングによって削孔された前記孔に前記噴射管とともに前記吸引管を挿入する夾雑物吸引方法である。

【0015】

本発明の請求項８に係る夾雑物吸引方法は、請求項２に記載の態様において、前記ノズルが前記噴射管の中心軸を基準に周方向に回転するように、駆動装置によって該噴射管を回転させる夾雑物吸引方法である。

【0016】

本発明の請求項９に係る夾雑物吸引方法は、請求項７に記載の態様において、駆動装置により前記噴射管を該噴射管の長手方向に沿って昇降させる夾雑物吸引方法である。

【0017】

本発明の請求項１０に係る夾雑物吸引方法は、請求項２に記載の態様において、前記高圧水の噴射範囲、噴射圧、噴射量の少なくとも一つを用いて前記夾雑物の除去範囲を調整する夾雑物吸引方法である。

【0018】

本発明の請求項１１に係る夾雑物吸引方法は、請求項２に記載の態様において、前記吸引管を通って吸引される水に対して、該水とともに吸引される前記夾雑物の割合を測定し、測定された該割合に基づいて前記噴射管による高圧水の噴射量を調整する夾雑物吸引方法である。

【0019】

本発明の請求項１２に係る夾雑物吸引方法は、請求項１１に記載の態様において、測定された前記割合が閾値未満になったときに前記吸引管による吸引を停止する夾雑物吸引方法である。

【0020】

本発明の請求項１３に係る夾雑物吸引方法は、請求項２に記載の態様において、前記吸引管が吸引した前記夾雑物を貯留する貯留タンクを設け、前記貯留タンク内に蓄積した前記夾雑物の重量に応じて前記吸引管による吸引を停止する夾雑物吸引方法である。

【0021】

本発明の請求項１４に係る捨石マウンド内夾雑物吸引システムは、既設の捨石マウンドに挿入される吸引管と、前記吸引管に隣接して又は前記吸引管の内側に設置される噴射管と、前記吸引管を経由して水とともに前記捨石マウンドの空隙内の夾雑物を吸引する吸引ポンプと、前記噴射管を経由して該噴射管のノズルから高圧水を噴射させる噴射ポンプと、前記捨石マウンドを削孔して前記吸引管を挿入する孔を形成するケーシングと、前記吸引ポンプの吸引力と前記噴射ポンプの噴出力を調整する調整機と、前記ノズルが前記噴射管の中心軸を基準に周方向に回転するように、該噴射管を回転させる駆動装置と、を備えた、捨石マウンド内夾雑物吸引システムである。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、捨石マウンドの空隙内の夾雑物を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】捨石マウンド３の空隙内の夾雑物を吸引する吸引管１の例を示した図。

【図2】捨石マウンド３の空隙を説明するための図。

【図3】吸引管１により夾雑物が除去される範囲を説明するための図。

【図4】複数の除去範囲Ｒを組み合わせて形成される設計空間Ｓを示す図。

【図5】吸引管１に隣接して設置される噴射管２の例を示した図。

【図6】吸引管１の内側に設置される噴射管２ａの例を示した図。

【図7】横向きに高圧水を噴射するノズル２０ａの例を示す図。

【図8】捨石マウンド内夾雑物吸引システム９の例を示した図。

【図9】捨石マウンド内夾雑物吸引システム９における除去範囲Ｒの例を示す図。

【図10】捨石マウンド３を斜めに削孔するケーシング６０の例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

＜第１実施形態＞
以下に本発明の第１実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍを説明する。夾雑物吸引方法Ｍとは、捨石マウンドの空隙内に蓄積した夾雑物を吸引、除去する方法である。

【0025】

図１は、捨石マウンド３の空隙内の夾雑物を吸引する吸引管１の例を示した図である。以下の説明において、捨石マウンド３における方向は、図中の３つの矢印が示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて記載する。ここで－Ｚは、重力方向、すなわち下方向である。また、＋Ｘは例えば北方向であり、＋Ｙは例えば西方向である。

【0026】

捨石マウンド３は、海底等の原地盤Ｂに捨石を投入して築造される。原地盤Ｂに築造された捨石マウンド３は、その上に構築される港湾構造物の基礎部分となる。ケーソン４は、捨石マウンド３の天端面３０の上に構築される構造物の例である。

【0027】

吸引管１は、捨石マウンド３の天端面３０から下方に向けて挿入される。挿入された吸引管１の最下部に位置する先端には開口部１０が設けられている。この吸引管１は、最上部に位置する末端において吸引ポンプ（図１において図示せず）と接続している。

【0028】

この吸引ポンプは、水を吸引するポンプであり、例えば、真空ポンプ、サンドポンプ等である。水に砂、シルト、粘土、貝殻等が分散していると、吸引ポンプは、水とともに砂、シルト、粘土、貝殻等も吸引する。

【0029】

吸引ポンプは、吸引した夾雑物の処分方法等に応じて、海底面上、足場上、作業台船上、岸壁上等に設置される。吸引ポンプは、水中に設置されてもよい。例えば、吸引ポンプは、横型水中サンドポンプであってもよい。

【0030】

この吸引ポンプを駆動させることで、吸引管１は、開口部１０から水（この場合は海水）とともに捨石マウンド３の空隙内の夾雑物を吸引する。これにより、吸引管１は、夾雑物吸引方法Ｍを行う。

【0031】

図２は、捨石マウンド３の空隙を説明するための図である。捨石マウンド３は、原地盤Ｂに投入された様々な粒径の捨石３１が積み重なり、互いに支え合った状態となって築造される。捨石３１どうしの間には空隙がある。この空隙内には、図２の（ａ）に示す通り、夾雑物３２が蓄積する。この夾雑物３２は、例えば、砂、シルト、粘土、貝殻等である。夾雑物３２は、例えば、捨石マウンド３の築造時に捨石３１に付着あるいは捨石とともに投入され、あるいは捨石マウンド３が築造されてから海流等に晒されることで上述した捨石３１の空隙に蓄積する。

【0032】

図１に示す吸引管１が、開口部１０から水とともに、この図２の（ａ）に示す夾雑物３２を吸引すると、図２の（ｂ）に示す通り、夾雑物３２は除去される。その結果、捨石マウンド３の空隙は、水Ｗによって置換される。なお、夾雑物３２は捨石マウンド３が構築されたのちに間隙に堆積したものが主であるので、夾雑物３２が除去されたとしても捨石の沈み込みは発生しない。

【0033】

図３は、吸引管１により夾雑物が除去される範囲を説明するための図である。図３の（ａ）には、吸引管１を上から見た平面図が示される。図３の（ｂ）には、吸引管１を図３の（ａ）でＢ－Ｂ線により示す矢視に沿って横から見た吸引時の断面図が示される。

【0034】

図３に示す吸引管１が吸引を開始すると、まず、吸引管１の最深部に位置する開口部１０の近傍にある夾雑物が除去される。その結果、開口部１０の周囲であって開口部１０よりも上方に位置する他の夾雑物は、図３の（ｂ）に示す矢印に沿って開口部１０の近傍に転がり落ちる。

【0035】

夾雑物は、砂や貝殻等の粒子であるため、開口部１０から見た仰角がその安息角よりも小さい位置にある他の夾雑物は、夾雑物が除去された開口部１０に転がり落ちてこない。そのため、吸引管１の周囲に存在する夾雑物は、一定の半径内ではこの開口部１０を頂点とする円錐状に除去され、当該半径より以遠は除去されず鉛直方向に当該半径の略円筒形状に除去される。夾雑物が除去された、この円錐及び円筒状の範囲は、除去範囲Ｒと呼ばれる。除去範囲Ｒは、吸引管１による吸引が影響する範囲である。なお、この除去範囲Ｒの大きさは、吸引ポンプの性能、除去対象のシルト、粘土、貝殻等の付着状況によって異なるので実施ごとに除去範囲Ｒを把握することが望ましい。

【0036】

したがって、この吸引管１によって行われる夾雑物吸引方法Ｍは、既設の捨石マウンドに吸引管を挿入し、この吸引管の先端の開口部から水とともにこの捨石マウンドの空隙内の夾雑物を吸引する夾雑物吸引方法の例である。

【0037】

ところで、夾雑物の除去が望まれる空間（設計空間という）は、円錐形状に限らず、むしろ、例えば直方体であることが多い。仮に、一箇所に挿入した吸引管１のみで、この設計空間に含まれる夾雑物を除去すると、吸引管１は、直方体であるこの設計空間に外接する除去範囲Ｒの夾雑物を除去しなければならない。この除去範囲Ｒは、上述した設計空間に比べて大きく、大部分が夾雑物除去の必要がない範囲を含む。したがって、夾雑物の除去は、設計空間の形状に応じた複数の除去範囲Ｒを組み合わせて行われることが望ましい。

【0038】

図４は、複数の除去範囲Ｒを組み合わせて形成される設計空間Ｓを示す図である。図４の（ａ）には、設計空間Ｓを上から見た平面図が示される。図４の（ｂ）には、設計空間Ｓを図４の（ａ）でＢ－Ｂ線により示す矢視に沿って横から見た断面図が示される。

【0039】

図４に示す捨石マウンド３には、吸引管１ａ、及び吸引管１ｂが異なる位置に挿入されている。図４に示す例において、吸引管１ｂは、吸引管１ａの－Ｙ方向に挿入される。

【0040】

この捨石マウンド３において、夾雑物の除去が望まれる空間である設計空間Ｓは、これら２つの吸引管１ａ、及び吸引管１ｂによる除去範囲Ｒａ、及び除去範囲Ｒｂ（これらを区別しない場合、単に「除去範囲Ｒ」という）の少なくともいずれかに含まれる。したがって、例えば、設計空間Ｓが捨石マウンド３の天端面３０から深さｈの底面までを占めている場合、吸引管１ａ、及び吸引管１ｂのそれぞれの開口部１０ａ、及び開口部１０ｂは、その底面（深さｈ）よりも予め決められた距離Δｈだけ深い位置に配置されるように挿入される。

【0041】

また、吸引管１ａ、及び吸引管１ｂの水平方向の間隔（ピッチともいう）は、設計空間Ｓに対して、１つの吸引管１により吸引できる除去範囲Ｒを基に類推される。なお、吸引管１ａ、及び吸引管１ｂは、別体であって同時に捨石マウンド３に挿入されてもよいが、一本の吸引管１を、捨石マウンド３に対して異なる時間に挿入して夾雑物を除去するものであってもよい。

【0042】

つまり、この場合において、これらの吸引管１ａ、及び吸引管１ｂのそれぞれによって行われる夾雑物吸引方法Ｍは、挿入される吸引管の吸引によって夾雑物が除去される空間を設定し、この吸引管の開口部が、設定したその空間の底面よりも決められた距離だけ深い位置に配置されるようにこの吸引管を挿入し、夾雑物を吸引する夾雑物吸引方法の例である。

【0043】

この第１実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍによれば、圧縮空気等を使うことなく捨石マウンドの空隙内の夾雑物を除去することができる。また、この夾雑物吸引方法Ｍによれば、捨石マウンドの空隙内において夾雑物が除去されるべき設計空間を定めたときに、過不足なく吸引を行える位置に吸引管を設置することができる。

【0044】

＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍを説明する。第２実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍは、第１実施形態の夾雑物吸引方法Ｍの除去範囲Ｒを拡大する方法である。

【0045】

図５は、吸引管１に隣接して設置される噴射管２の例を示した図である。図５の（ａ）及び（ｂ）には、噴射管２を上から見た平面図が示される。図５の（ｃ）には、噴射管２を図５の（ｂ）でＢ－Ｂ線により示す矢視に沿って横から見た断面図が示される。

【0046】

図５の（ａ）に示す通り、噴射管２は、上から見て吸引管１の外側面に接触するように設けられている。吸引管１の吸引により夾雑物が除去される除去範囲Ｒは、上から見ると図５の（ｂ）に示す通り、吸引管１を中心とした円形である。なお、破線Ｒ１は第１実施形態における除去範囲の境界面である。つまり、図５に示す破線Ｒ１の内側は、噴射管２を使用せず、吸引管１のみの吸引によって夾雑物が除去される範囲の境界面を表している。また、この除去範囲Ｒは、図５の（ｂ）でＢ－Ｂ線により示す矢視に沿って横から見ると図５の（ｃ）に示す通り、吸引管１の開口部１０を頂点とする三角形と鉛直方向への略矩形が合わさった形状である。つまり、除去範囲Ｒは、捨石マウンド３の天端面３０に底面を有し、吸引管１の開口部１０の近傍に頂点を有する円錐形状を下端に有する略円筒形状である。ただし、噴射管２が設置されたことにより、除去範囲Ｒは、図５（ｂ）に記載しているように吸引対象の円筒形状の半径が第１実施形態に比べて拡大する。

【0047】

噴射管２は、図５の（ｃ）に示す通り、ノズル２０を備える。このノズル２０は、吸引管１の最深部に位置する開口部１０に隣接する位置に配置される。この噴射管２は、最上部に位置する末端において噴射ポンプ（図５において図示せず）と接続している。この噴射ポンプは、高圧水を噴射させるポンプであり、例えば、インテンシファイア式ウォータージェットポンプ、プランジャーポンプ等である。噴射ポンプは、足場上、作業台船上、岸壁上等に設置される。この噴射ポンプを駆動させることで、噴射管２は、ノズル２０から捨石マウンド３の空隙に向けて高圧水を噴射させる。

【0048】

ノズル２０から噴射した高圧水は、捨石マウンド３の空隙内の夾雑物に衝突する。高圧水が衝突したその夾雑物は、高圧水の衝撃圧力によって崩され、ほぐされる。そのため、ノズル２０の近傍に存在する夾雑物は、吸引管１に吸引され易くなり、除去範囲Ｒは、開口部１０から下方の夾雑物除去範囲が深くなり、それに伴い円錐及び円筒形形状部分も拡大する。

【0049】

すなわち、この第２実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍによれば、噴射管２を用いない場合に比べて除去範囲Ｒを拡大することができる。また、噴射管２よりの高圧水の噴射圧は一定でなく強弱をつけるように圧を変化させて噴射してもよい。

【0050】

なお、この第２実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍにおいて、噴射管２に高圧水を噴射させるタイミングは、吸引管１により夾雑物を吸引する際に、高圧水を捨石マウンド内に噴射して、その夾雑物の吸引を補助することができれば、その吸引のタイミングに合わせる必要がない。噴射管２に高圧水を噴射させるタイミングは、例えば、以下のケースＡ，Ｂが考えられる。
（ケースＡ）吸引管１が吸引を開始する前に噴射管２が高圧水の噴射を完了する。
（ケースＢ）吸引管１が吸引を開始してその継続中に噴射管２が高圧水の噴射を開始する。

【0051】

＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍを説明する。第３実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍは、第２実施形態の夾雑物吸引方法Ｍにおける噴射管の配置と噴射の向きを変更した方法である。

【0052】

第２実施形態において噴射管２は、高圧水を噴射するノズルが吸引管１の開口部１０に隣接するように、吸引管１の外側に配置されていた。しかし、噴射管２の配置はこれに限らない。

【0053】

図６は、吸引管１の内側に設置される噴射管２ａの例を示した図である。図６の（ａ）には、噴射管２ａを上から見た様子が示される。図６の（ｂ）には、噴射管２ａを図６（ａ）でＢ－Ｂ線により示す矢視に沿って横から見た断面図が示される。

【0054】

第３実施形態において、噴射管２ａは、図６に示す通り吸引管１の内側に設置される。噴射管２ａも、第２実施形態に示した噴射管２と同様に、噴射ポンプ（図６において図示せず）と接続している。また、この噴射管２ａも、最深部において下向きに高圧水を噴射するノズル２０を備える。噴射管２ａが噴射した高圧水により、ノズル２０の近傍に存在する夾雑物は、吸引管１に吸引され易くなり、除去範囲Ｒは、拡大する。

【0055】

つまり、第２実施形態、及び第３実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍは、捨石マウンドにおいて挿入された吸引管の開口部に隣接して又は吸引管の内側に高圧水を噴射するノズルを備えた噴射管を設置し、吸引管により夾雑物を吸引する際に、ノズルより高圧水を捨石マウンド内に噴射する夾雑物吸引方法の例である。

【0056】

なお、噴射管２及び２ａは、図６の（ｂ）に示す通り、自身の長手方向である矢印Ｄ６に沿って昇降してもよい。この場合、噴射管２及び２ａは、図６の（ｂ）に示す駆動装置５によって昇降されればよい。駆動装置５は、例えば、噴射管２ａの上端部に取り付けた昇降装置（例えば、ボーリングマシン等）である。この場合、駆動装置５は、噴射管２又は２ａを上昇させるときに噴射管２又は２ａのパイプを把持した状態で上方に引き上げ、下降させるときに引き下げる。すなわち、この場合の夾雑物吸引方法Ｍは、駆動装置により噴射管をこの噴射管の長手方向に沿って昇降させる夾雑物吸引方法の例である。駆動装置５によって長手方向に沿って昇降させられることにより、噴射管２又は２ａは、高圧水を噴射する位置、距離を変動させるので、高圧水により夾雑物が崩される範囲は拡大し易い。なお、噴射管２ａにおいては、管を昇降させる範囲は吸引管１の開口部１０より上方に上昇させると噴射する高圧水が吸引自体を阻害するため、例えば、図６の（ｂ）に示すΔｄ等、開口部１０よりも下方となる範囲で昇降させる。

【0057】

また、ノズル２０は、噴射管２及び２ａの最深部において下向きに高圧水を噴射するように設けられていたが、横向き等、下向き以外の方向に向けて高圧水を噴射するように設けられていてもよい。

【0058】

図７は、横向きに高圧水を噴射するノズル２０ａの例を示す図である。図７の（ａ）には、噴射管２ａに設けられたノズル２０ａを横から見た様子が示される。図７の（ｂ）には、ノズル２０ａを上から見た様子が示される。

【0059】

図７の（ａ）に示す通り、ノズル２０ａは、噴射管２及び２ａの側周面における最深部に設けられている。ノズル２０ａの開口は、例えば、＋Ｙ方向に向いているため、高圧水はこのノズル２０ａから＋Ｙ方向に噴射される。この場合、ノズル２０ａは横向きに高圧水を噴射するので、ノズル２０ａが向いた方向にある夾雑物は崩れ易くなり、その結果、吸引され易くなる。

【0060】

また、噴射管２及び２ａは、自身の中心軸を基準にノズル２０ａが周方向に回転するように回転させられてもよい。この場合、噴射管２及び２ａは、駆動装置５によって回転させられればよい。例えば、噴射管２ａは、図７の（ｂ）に示す矢印Ｄ７の方向に回転させられる。この噴射管２ａは、ノズル２０ａが周方向に回転するため、高圧水により夾雑物が崩される範囲を拡大させ易い。また、ノズル２０ａの開口が噴射管２ａの中心軸上にない、又はノズル２０ａによる噴射の方向（噴射方向という）がこの中心軸と平行でない場合、噴射管２ａが回転することでノズル２０ａの噴射方向は変化する。この噴射方向が変化すると、ノズル２０ａの開口から噴射された高圧水が吸引管１に吸引されるまでの経路も、時間とともに変化する。そのため、噴射方向を変化させない場合に比べて、ノズル２０ａから噴射された高圧水は通り道が固定化されず、より広範囲に噴射され易くなる。

【0061】

つまり、この例における噴射管２ａの回転は、噴射方向が一方向へ噴射とならない上に、定常的な噴射とならないので、吸引管周囲を攪乱させて捨石間に高圧水のみが通過するような固定化された通り道を生じさせ難く、夾雑物の吸引量を増大させる効果がある。この場合の夾雑物吸引方法Ｍは、ノズルが噴射管の中心軸を基準に周方向に回転するように、駆動装置によって噴射管を回転させる夾雑物吸引方法の例である。なお、噴射管２ａは、横向きに噴射する高圧水の反力によって回転させてもよい。また、ノズル２０ａの数は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。また、噴射管２ａよりの高圧水の噴射圧は一定でなく強弱をつけて噴射するように圧を変化させてもよい。なお、ノズル２０ａを用いる際には、噴射管２及び２ａの先端は、吸引管１の開口部１０より下方に位置していることが望ましい。

【0062】

すなわち、この第３実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍによれば、噴射管２を用いない場合に比べて除去範囲Ｒを拡大することができる。

【0063】

＜第４実施形態＞
次に本発明の第４実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍを説明する。第４実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍは、吸引管１の挿入に先立ってケーシングにより捨石マウンド３を削孔する工程を含む夾雑物吸引方法である。

【0064】

図８は、捨石マウンド内夾雑物吸引システム９の例を示した図である。この捨石マウンド内夾雑物吸引システム９は、吸引管１、噴射管２、吸引ポンプＰ１、貯留タンクＴ、噴射ポンプＰ２、ケーシング６０、調整機７、及び駆動装置５を備える。

【0065】

ケーシング６０は、掘削船６に備えられ、捨石マウンド３を削孔する部材であって、ケーシングパイプ、又はケーシングチューブ等と呼ばれる管状のものである。捨石マウンド３の所定位置の上方に停泊した掘削船６により降ろされたケーシング６０は、捨石マウンド３の天端面３０から挿入されて、図８に示す孔Ａを形成する。図８に示すケーシング６０は、－ｚ方向、つまり垂直に捨石マウンド３を削孔する。

【0066】

吸引管１は、既設の捨石マウンド３に挿入されて、この捨石マウンド３の空隙内の夾雑物を吸引する管である。図８に示す吸引管１は、上述したケーシング６０が削孔した孔Ａに挿入される。

【0067】

吸引ポンプＰ１は、吸引側が吸引管１の上端部と配管で接続されており、この吸引管１を経由して海水とともに捨石マウンド３の空隙内の夾雑物を吸引するポンプである。吸引ポンプＰ１は、例えば、真空ポンプ、サンドポンプ等である。

【0068】

吸引ポンプＰ１の吐出側は、貯留タンクＴに接続されている。貯留タンクＴは、吸引管１が吸引した夾雑物を貯留するタンクである。貯留タンクＴ内に蓄積した夾雑物は、例えば、図示しないロードセル等により重量が計測される。また、貯留タンクＴ内に蓄積した夾雑物は、貯留タンクＴの外壁等に記された目盛等により、見かけの体積が計測されてもよい。貯留タンクＴは、吸引した水と夾雑物とを分離して貯留してもよい。水と夾雑物とが分離される場合、これらはそれぞれ別々に重量、又は体積を計測されてもよい。

【0069】

図８に示す噴射管２は、吸引管１とともに上述したケーシング６０で削孔した孔Ａに挿入される。したがって、図８に示す捨石マウンド内夾雑物吸引システム９により行われる夾雑物吸引方法Ｍは、ケーシングによって削孔された孔に噴射管とともに吸引管を挿入する夾雑物吸引方法の例である。

【0070】

噴射管２は、吸引管１に隣接して、又は吸引管１の内側に設置される。噴射管２に設けられたノズル２０は、捨石マウンド３内部において、吸引管１の開口部１０の近傍に配置されている。

【0071】

噴射ポンプＰ２は、吐出側が噴射管２の上端部と配管で接続されている。噴射ポンプＰ２は、噴射管２を経由して、この噴射管２のノズル２０から高圧水を下向き、横向き等に噴射させるポンプである。噴射ポンプＰ２は、例えば、インテンシファイア式ウォータージェットポンプ、プランジャーポンプ等である。

【0072】

図９は、捨石マウンド内夾雑物吸引システム９における除去範囲Ｒの例を示す図である。捨石マウンド内夾雑物吸引システム９は、ケーシング６０によって削孔された孔Ａに吸引管１と噴射管２とを挿入する。そして、この噴射管２は、ノズル２０から高圧水を横方向に噴射することで吸引管１の開口部１０の近傍に存在する夾雑物を崩す。これにより、吸引管１は、崩されて吸引され易くなった夾雑物を吸引し、捨石マウンド３の空隙内を水で置換する。その結果、吸引管１は、図９に示す除去範囲Ｒにある夾雑物の、例えば約８割を除去する。

【0073】

図８に示す駆動装置５は、第３実施形態で説明したものである。この駆動装置５は、噴射管２の上端部を把持している。駆動装置５は、電気、内燃機関等により噴射管２を動かすための駆動力を得る装置であり、モータ、エンジン等である。

【0074】

駆動装置５は、ノズル２０が噴射管２の中心軸を基準に周方向に回転するように、噴射管２を回転させてもよい。また、駆動装置５は、噴射管２を吸引管１の長手方向に沿って昇降させてもよい。

【0075】

調整機７は、噴射管２による高圧水の噴射の条件を変化させて、捨石マウンド３の空隙内にある夾雑物の除去範囲Ｒを調整する装置である。調整機７は、例えば、インタフェースと、プロセッサと、メモリとを有する。なお、ポンプに備え付けられているインバータで制御できるのであれば手動での制御とすることもできる。

【0076】

インタフェースは、各種のセンサと接続する通信回路等である。プロセッサは、インタフェースを経由してセンサから情報を取得し、その情報に基づいて、上述した高圧水の噴射の条件を算出する演算装置である。メモリは、プロセッサが作業領域として利用するＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。また、メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ等を有し、これらにプロセッサが読み出して実行するコンピュータプログラム（以下、単にプログラムという）を記憶する。

【0077】

調整機７が有するプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用的なプロセッサである。また、このプロセッサは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のプログラマブル論理デバイスであってもよいし、これらを含んでもよい。

【0078】

高圧水の噴射の条件は、例えば、高圧水の噴射範囲、噴射圧、噴射量等である。調整機７は、高圧水の噴射の条件、高圧水の噴射範囲、噴射圧、噴射量のうち少なくとも一つを用いて調整することが望ましい。すなわち、この調整機７を用いて行われる夾雑物吸引方法Ｍは、高圧水の噴射範囲、噴射圧、噴射量の少なくとも一つを用いて夾雑物の除去範囲を調整する夾雑物吸引方法の例である。

【0079】

噴射範囲を調整する場合、調整機７は、例えば、ノズル２０に設けた電磁弁を開閉したり、駆動装置５による噴射管２の移動方向、移動パターン等を変更したりする。噴射圧、又は噴射量を調整する場合、調整機７は、例えば、噴射ポンプＰ２の回転数を変更したり、噴射ポンプＰ２の吐出弁の開度を変更したりする。

【0080】

調整機７は、例えば、貯留タンクＴの下方に設置されたロードセルから、吸引管１を通って吸引された水の重量のデータと、その水とともに吸引された夾雑物の重量のデータと、をそれぞれ取得する。そして、調整機７は、取得したデータに基づいて水に対する夾雑物の重量の割合を測定し、その割合に基づいて噴射管２による高圧水の噴射の条件（例えば、噴射量）を調整する。すなわち、この調整機７を用いて行われる夾雑物吸引方法Ｍは、吸引管を通って吸引される水に対して、その水とともに吸引される夾雑物の割合を測定し、測定されたその割合に基づいて噴射管による高圧水の噴射量を調整する夾雑物吸引方法の例である。

【0081】

なお、上述した水に対する夾雑物の重量の割合は、他の方法で測定されてもよい。この割合は、例えば、吸引管１と吸引ポンプＰ１とを接続する配管の一部を透明、又は半透明な管にして、吸引する夾雑物を含んだ水にレーザ光等を照射し、その透過率に基づいて推算されてもよい。また、この割合は、密度計、粒度計、又は流量計によって推定されてもよい。なお、本測定方法を用いるときには、貯留タンクＴとして土運搬船を用いるようにしてもよい。また、調整機７が有するプロセッサは、センサから取得した情報に基づいて高圧水の噴射の条件を算出するものに限らない。調整機７が有するプロセッサは、例えば、吸引管１を通って吸引された水に対する夾雑物の重量の割合の測定結果を目視等により確認したオペレーターから、その測定結果を示す情報の入力を受付けてもよい。この場合、このプロセッサは、オペレーターから入力された情報に基づいて、高圧水の噴射の条件を算出すればよい。

【0082】

また、調整機７は、取得した各種センサからのデータに応じて吸引ポンプＰ１による吸引を制御してもよい。例えば、調整機７は、吸引管１を通って吸引される水に対する夾雑物の割合が一定の期間閾値未満になったことを検知すると、吸引ポンプＰ１を制御して吸引管１による吸引を停止してもよい。この場合、この調整機７を用いて行われる夾雑物吸引方法Ｍは、吸引管を通って吸引される水に対して、この水とともに吸引される夾雑物の割合が閾値未満になったときにこの吸引管による吸引を停止する夾雑物吸引方法の例である。

【0083】

また、調整機７は、貯留タンクＴ内に蓄積した夾雑物の重量を示すデータを上述したロードセル等から取得し、このデータが決められた条件を満たした場合に、吸引ポンプＰ１を制御して吸引管１による吸引を停止してもよい。この場合、この調整機７を用いて行われる夾雑物吸引方法Ｍは、吸引管が吸引した夾雑物を貯留する貯留タンクを設け、この貯留タンク内に蓄積した夾雑物の重量に応じて吸引管による吸引を停止する夾雑物吸引方法の例である。

【0084】

また、捨石マウンド内夾雑物吸引システム９は、既設の捨石マウンドに挿入される吸引管と、吸引管に隣接して又は吸引管の内側に設置される噴射管と、吸引管を経由して水とともに捨石マウンドの間隙内の夾雑物を吸引する吸引ポンプと、噴射管を経由してこの噴射管のノズルから高圧水を噴射させる噴射ポンプと、捨石マウンドを削孔して吸引管を挿入する孔を形成するケーシングと、吸引ポンプの吸引力と噴射ポンプの噴出力を調整する調整機と、ノズルが噴射管の中心軸を基準に周方向に回転するように、この噴射管を回転させる駆動装置と、を備えた、捨石マウンド内夾雑物吸引システムの例である。

【0085】

この第４実施形態に係る夾雑物吸引方法Ｍによれば、ケーシング６０を用いて捨石マウンド３を削孔しない場合に比べて、吸引管１を捨石マウンド３に挿入し易くすることができる。

【0086】

＜変形例＞
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組合せてもよい。

【0087】

＜１＞
上述した第４実施形態において、吸引管１は、ケーシング６０によって削孔された孔Ａに挿入されたが、ケーシング６０が吸引管１を兼ねてもよい。この場合、捨石マウンド内夾雑物吸引システム９は、捨石マウンド３を削孔したケーシング６０を孔Ａにそのまま留置して、吸引管１として使えばよい。つまり、この変形例における夾雑物吸引方法Ｍは、ケーシングによって削孔された孔にこのケーシングを留置して吸引管１として用いる夾雑物吸引方法の例である。

【0088】

なお、この変形例において、噴射管２は、削孔の時点において、既にケーシング６０の外側に設けられていてもよい。また、削孔された孔Ａに留置されたケーシング６０の上端部を吸引ポンプＰ１と接続し、新たに吸引管１として利用する際に、噴射管２は、吸引管１の外側に沿って、又は内側に挿入されてもよい。これらのいずれであっても、噴射管２は、ケーシング６０で削孔した孔Ａに挿入され、吸引管１の先端近傍で高圧水を噴射する。すなわち、この変形例においても夾雑物吸引方法Ｍは、第４実施形態と同様に、捨石マウンドをケーシングにより削孔し、ケーシングで削孔した孔に噴射管を挿入して、孔の先端で該噴射管により高圧水を噴射する夾雑物吸引方法の例である。

【0089】

＜２＞
上述した第４実施形態において、ケーシング６０は、垂直に捨石マウンド３を削孔していたが、削孔の方向は垂直に限らない。ケーシング６０は、例えば、斜め下の方向に捨石マウンド３を削孔してもよい。特に、捨石マウンド３の上にケーソン４等の構造物が構築されている場合で、当該構造物の下方に可塑状グラウト材等の固化材を注入したいときには、ケーシング６０は、この構造物を避けながら斜め方向に捨石マウンド３を削孔してもよい。

【0090】

図１０は、捨石マウンド３を斜めに削孔するケーシング６０の例を示す図である。この場合、捨石マウンド３の上には構造物の一例であるケーソン４が載置されている。捨石マウンド３のうち、ケーソン４の直下の領域を、このケーソン４を支持する支持領域Ｕと呼ぶ。

【0091】

上述した第４実施形態に示すように、ケーシング６０が捨石マウンド３を削孔することができる方向が垂直方向のみであると、ケーシング６０は、ケーソン４が邪魔をして支持領域Ｕを削孔し、夾雑物の除去及び固化材の注入をすることができない。しかし、ケーソン４を支持する力を強化するために、支持領域Ｕに固化材等を注入して改良体を構築しなければならない場合、この支持領域Ｕに存在する夾雑物を吸引・除去する必要がある。

【0092】

そこで、このような場合に、図１０に示すケーシング６０は、斜め下方向に捨石マウンド３を削孔する。このケーシング６０は、捨石マウンド３の天端面３０のうち、直上にケーソン４が構築されていない領域からケーソン４を避けつつ挿入される。そして、このケーシング６０は、捨石マウンド３の内部において図１０に示す支持領域Ｕ、つまり、ケーソン４の直下まで孔Ａ１を形成する。

【0093】

すなわち、斜めに削孔するこのケーシング６０を用いた夾雑物吸引方法Ｍは、直上に構造物が載置されている捨石マウンドを、この構造物を避けつつ、捨石マウンドの内部において孔がこの構造物の直下まで形成されるように、ケーシングで削孔する夾雑物吸引方法の例である。この変形例における夾雑物吸引方法Ｍによれば、捨石マウンド３の上にケーソン４等の構造物が載置されていても、この構造物の直下に吸引管１を挿入する孔を形成することができる。
なお、図８及び図１０において捨石マウンド３をケーシング６０で削孔するには、掘削船６を用いるとしたが、船舶を用いて捨石マウンドへの削孔を安定して行うためにはＳＥＰ（Self-Elevating Platform）船を用いて昇降用脚（レグ）を水底に固定して行うことが望ましい。また、上述した支持領域Ｕは、その全てがケーシング６０による削孔の対象とならなくてもよい。例えば、削孔した領域に固化材を注入して改良体を構築する場合、ケーシング６０は、図１０に示す通り、支持領域Ｕのうち、上面から三分の二まで、かつ、左（＋ｙ側）から三分の一までを削孔の対象領域Ｕ１としてもよい。

【0094】

＜３＞
上述した第３実施形態、及び第４実施形態において、噴射管２は、駆動装置５により昇降させられていたが、昇降装置は吸引管１も昇降させてもよい。この場合、捨石マウンド内夾雑物吸引システム９は、吸引管１を上下に移動させる駆動装置を設ければよい。

【符号の説明】

【0095】

１、１ａ、１ｂ…吸引管、１０、１０ａ、１０ｂ…開口部、２、２ａ…噴射管、２０、２０ａ…ノズル、３…捨石マウンド、３０…天端面、３１…捨石、３２…夾雑物、４…ケーソン、５…駆動装置、６…掘削船、６０…ケーシング、７…調整機、９…捨石マウンド内夾雑物吸引システム、Ａ、Ａ１…孔、Ｄ６、Ｄ７…矢印、Ｐ１…吸引ポンプ、Ｐ２…噴射ポンプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】