特開 2024-104360 洗掘防止部材、これを設置する設置方法および洗掘防止方法

(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】P2024104360

(43)【公開日】2024-08-05

(54)【発明の名称】洗掘防止部材、これを設置する設置方法および洗掘防止方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/52 20060101AFI20240729BHJP

   E02D 27/42 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

E02D27/52 Z

E02D27/42 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008517

(22)【出願日】2023-01-24

(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】100107272

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 敬二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100109140

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 研一

(72)【発明者】

【氏名】道前 武尊

【テーマコード（参考）】

2D046

【Ｆターム（参考）】

2D046DA31

2D046DA61

(57)【要約】

【課題】水底に構築される基礎構造物の周囲に隙間なく設置可能な洗掘防止部材、これを設置する設置方法および洗掘防止方法を提供する。
【解決手段】
この洗掘防止部材１０は、洗掘防止のため基礎構造物５の周囲の水底に設置されるもので、多数の石材を収容する矩方体状の石材収容部１１と、圧縮により閉じられる空洞状の複数の被圧縮部１２ａ～１２ｅと、複数の被圧縮部を圧縮し閉じて石材収容部を基礎構造物の外周に追従して変形するように絞り込むための絞り込み機構２５と、を備え、石材収容部は隔壁１３，１３ａにより区切られた複数の区画部１１ａ～１１ｆから構成され、複数の被圧縮部のそれぞれは、隣接する区画部間に位置し、石材収容部が基礎構造物の周囲の水底近傍に配置された状態で絞り込み機構により隣接する区画部間の各被圧縮部が閉じられることで石材収容部が絞り込まれて基礎構造物の外周５ａに隙間なく接する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

洗掘防止のため基礎構造物の周囲の水底に設置される洗掘防止部材であって、
多数の石材を収容する矩方体状の石材収容部と、
圧縮により閉じられる空洞状の複数の被圧縮部と、
前記複数の被圧縮部を圧縮し閉じて前記石材収容部を基礎構造物の外周に追従して変形するように絞り込むための絞り込み機構と、を備え、
前記石材収容部は隔壁により区切られた複数の区画部から構成され、
前記複数の被圧縮部のそれぞれは、隣接する前記区画部間に位置し、
前記石材収容部が前記基礎構造物の周囲の水底近傍に配置された状態で前記絞り込み機構により前記隣接する区画部間の前記各被圧縮部が閉じられることで前記石材収容部が絞り込まれて前記基礎構造物の外周に隙間なく接するように構成された洗掘防止部材。

【請求項2】

前記被圧縮部は、前記隣接する区画部間において平面形状が前記基礎構造物側に一辺を有しかつ前記基礎構造物の反対側に頂点を有する略三角形状に構成され、前記圧縮により前記一辺が閉じられる請求項１に記載の洗掘防止部材。

【請求項3】

前記絞り込み機構は、前記石材収容部の一端および他端の前記基礎構造物側にそれぞれ固定された第１および第２の一対のロープ保持部材と、前記第１および第２の一対のロープ保持部材に保持されてそれぞれ互いに反対方向に引っ張り可能な少なくとも２本の絞り込み用ロープと、を備え、前記絞り込み用ロープをそれぞれ一方向とその反対方向とに引っ張ることで前記石材収容部を絞り込む請求項１に記載の洗掘防止部材。

【請求項4】

前記絞り込み機構は、前記絞り込み用ロープが引っ張られて前記石材収容部が絞り込まれた後に緩む方向に移動することを規制するロープ移動規制機構を備える請求項３に記載の洗掘防止部材。

【請求項5】

前記石材収容部は、繊維製、樹脂製または鋼製の網状部材から構成され、矩方体状に保たれるように構成される請求項１に記載の洗掘防止部材。

【請求項6】

前記複数の被圧縮部は、前記隔壁に設けられた拘束部材により前記閉じられる方向と反対方向に開かないように拘束されかつ上下方向に開かないように拘束されている請求項１に記載の洗掘防止部材。

【請求項7】

前記拘束部材は、前記被圧縮部内に横方向および縦方向に配置された繊維材料または樹脂材料から構成される請求項５に記載の洗掘防止部材。

【請求項8】

前記被圧縮部は圧縮変形容易部材から構成される請求項１に記載の洗掘防止部材。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれかに記載の洗掘防止部材を設置する設置方法であって、
前記洗掘防止部材の吊り上げおよび吊り下げを行う吊り装置と、前記絞り込み機構の絞り込み用ロープを引っ張る引張装置と、前記吊り装置と前記引張装置とを配置した吊具本体と、を有する洗掘防止部材設置装置を準備し、
前記吊具本体を前記基礎構造物の上部に載置して前記洗掘防止部材設置装置を設置するステップと、
前記吊り装置により前記洗掘防止部材を水底近傍まで吊り下げるステップと、
前記引張装置により前記絞り込み用ロープを引っ張ることで前記洗掘防止部材を絞り込むステップと、を含み、
前記絞り込みにより前記洗掘防止部材を前記基礎構造物の外周に隙間なく接するようにして水底に設置する洗掘防止部材の設置方法。

【請求項10】

前記吊り装置により前記洗掘防止部材を水底までいったん吊り下げてから所定高さまで浮かせた状態にした後に、前記絞り込み用ロープの引っ張りを行う請求項９に記載の洗掘防止部材の設置方法。

【請求項11】

前記洗掘防止部材を水底近傍まで吊り下げた時に前記洗掘防止部材の自重により前記絞り込み用ロープに引っ張り力が作用するように前記絞り込み用ロープの長さを予め調整しておき、
前記洗掘防止部材が前記水底近傍まで吊り下げられた時に前記絞り込み用ロープの引っ張り力により自動的に絞り込まれる請求項９に記載の洗掘防止部材の設置方法。

【請求項12】

前記絞り込み用ロープによる絞り込みの終了後に前記吊り装置の吊り部材と前記絞り込み用ロープとを自動切離装置により前記洗掘防止部材から切り離す請求項９に記載の洗掘防止部材の設置方法。

【請求項13】

複数一組の前記洗掘防止部材について前記吊り下げステップを同時に行い、次に、前記絞り込みステップを同時に行い、
前記複数一組の洗掘防止部材を前記基礎構造物の外周を包囲しその外周に接するようにして水底に設置する請求項９に記載の洗掘防止部材の設置方法。

【請求項14】

請求項９に記載の洗掘防止部材の設置方法により前記洗掘防止部材を前記基礎構造物の周囲に設置する洗掘防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基礎構造物の周囲に設置される洗掘防止部材、この洗掘防止部材を設置する設置方法および洗掘防止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

洋上風力発電設備の施工において、図１のように、モノパイル５などの基礎構造物が海底Ｓに打設等により構築されると、基礎構造物の周りの流れが変化し、流速の増加や渦の発生によって、基礎構造物の周囲の地盤が洗掘される洗掘現象が発生することがある。特に、洋上風力発電設備のモノパイル５は直径が10m程度と大きく、流れの変化が大きいため洗掘が発生する可能性が高くなるので、洗掘防止対策が重要となる。欧州では、洗掘現象の防止のため海底に石材を直接投入し、フィルター層やアーマー層と呼ばれる層を構築している。

【0003】

特許文献１は、水中基礎から離した状態で吊り降ろした洗掘防止部材を、水底で水中基礎に密着させて設置できる洗掘防止部材設置用装置の提供を目的とし、洗掘防止部材設置用装置を、塔状の水中基礎を囲うように所定の離隔を持たせた枠材と、枠材を吊り下げる設置用天秤と、移動手段である回動支持部とで構成する。枠材は上段枠材と下段枠材からなる２段構造であり、回動支持部は下段枠材とヒンジ部を介して連結されて枠材の外側方向に張出す。回動支持部の外側の先端部付近と設置用天秤とは、上段枠材の外側に設けた滑車を介して線材で接続される。洗掘防止部材は回動支持部の外側の先端部付近に吊り下げられ、線材によって回動支持部を回動させることで、洗掘防止部材を枠材の外側から内側方向に向けて移動させることを開示する（要約）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2021-21204号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

国内においては石材を直接投入することによって発生する濁りによる環境問題や欧州のように石材投入用の専用船が無いことなどの理由から欧州と同様の構造や施工方法を採用することが困難である。そこで、国内の防波堤などで利用されているキョーワ株式会社から販売のフィルターユニットや前田工繊株式会社から販売のパワフルユニット（登録商標）などの洗掘防止部材（ロックバッグ）をモノパイルの周りに設置する方法がある。しかし、洗掘防止部材の平面形状は円形のものが大半であるため、かかる洗掘防止部材を円形のモノパイルの外周に接するように配置しても以下の問題点が発生する。

【0006】

図２（ａ）（ｂ）のモノパイルおよびその周囲を示す上面図およびb-b線方向の断面図に示すように、円形のモノパイル５に対し円形状の複数の洗掘防止部材１ａ～１ｄ，１，・・・をモノパイル５の外周５ａに接するように配置すると、モノパイル５の外周５ａと洗掘防止部材１ａ，１ｂおよび１ｃ，１ｄとの間にそれぞれ隙間２が生じてしまう。また、洗掘防止部材１ａ，１ｂおよび１ｃ，１ｄ同士が重なり合うことによって隙間３が生じる。隙間２，３は、隣接する２つの洗掘防止部材１ａ～１ｄ，１，・・・においてそれぞれ生じる。かかる隙間は、洗掘防止のためには限りなく少ない方が有効であり、洗掘防止部材をモノパイル５の外周に隙間ができるだけ低減するように配置することが必要である。また、特許文献１は、円形の複数の洗掘防止部材を水中基礎の周囲に設置するが、その図４（ａ）に示される設置形態は、上記図２（ａ）と同様である。

【0007】

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、水底に構築されるモノパイルのような基礎構造物の周囲に隙間なく設置可能な洗掘防止部材、これを設置する設置方法および洗掘防止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】

【0008】

上記目的を達成するための洗掘防止部材は、洗掘防止のため基礎構造物の周囲の水底に設置される洗掘防止部材であって、
多数の石材を収容する矩方体状の石材収容部と、圧縮により閉じられる複数の被圧縮部と、前記複数の被圧縮部を圧縮し閉じて前記石材収容部を基礎構造物の外周に追従して変形するように絞り込むための絞り込み機構と、を備え、
前記石材収容部は隔壁により区切られた複数の区画部から構成され、前記複数の被圧縮部のそれぞれは、隣接する前記区画部に接合され、
前記石材収容部が前記基礎構造物の周囲の水底近傍に配置された状態で前記絞り込み機構により前記隣接する区画部間の前記各被圧縮部が閉じられることで前記石材収容部が絞り込まれて前記基礎構造物の外周に隙間なく接するように構成されたものである。

【0009】

この洗掘防止部材によれば、洗掘防止部材の石材収容部が基礎構造物の周囲の水底近傍に配置された状態で、絞り込み機構により隣接する区画部間に位置する各被圧縮部が圧縮されて閉じられることで石材収容部が基礎構造物の外周に追従して変形するように絞り込まれて基礎構造物の外周に限りなく隙間が無い状態で密着する。これにより、洗掘防止部材を基礎構造物の周囲に隙間なく設置することができる。

【0010】

上記洗掘防止部材において、前記被圧縮部は、前記隣接する区画部間において平面形状が前記基礎構造物側に一辺を有しかつ前記基礎構造物の反対側に頂点を有する略三角形状に構成され、前記圧縮により前記一辺が閉じられるようにすることが好ましい。

【0011】

また、前記絞り込み機構は、前記石材収容部の一端および他端の前記基礎構造物側にそれぞれ固定された第１および第２の一対のロープ保持部材と、前記第１および第２の一対のロープ保持部材に保持されてそれぞれ互いに反対方向に引っ張り可能な少なくとも２本の絞り込み用ロープと、を備え、前記絞り込み用ロープをそれぞれ一方向とその反対方向とに引っ張ることで前記石材収容部を絞り込むように構成できる。

【0012】

また、前記絞り込み用ロープは、引っ張られて前記石材収容部が絞り込まれた後に緩む方向に移動することを規制するロープ移動規制機構を備えることにより、絞り込み用ロープの引っ張りで石材収容部が絞り込まれた状態を保つことができる。

【0013】

また、前記石材収容部は、繊維製、樹脂製または鋼製の網状部材から構成され、矩方体状に保たれるように構成されることが好ましい。

【0014】

また、前記複数の被圧縮部は、前記隔壁に設けられた拘束部材により前記閉じられる方向と反対方向に開かないように拘束されかつ上下方向に開かないように拘束されていることが好ましい。なお、前記拘束部材は、前記被圧縮部内に横方向および縦方向に配置された繊維材料または樹脂材料から構成されることが好ましい。

【0015】

また、前記被圧縮部は、空洞状であってよいが、圧縮変形容易部材から構成されてもよい。これにより、被圧縮部が圧縮されたとき圧縮変形容易部材が容易に圧縮されることで、仮に被圧縮部が完全に閉じないときでも被圧縮部に空洞部分が残らない。

【0016】

上記目的を達成するための洗掘防止部材の設置方法は、上述の洗掘防止部材を設置する設置方法であって、
前記洗掘防止部材の吊り上げおよび吊り下げを行う吊り装置と、前記絞り込み機構の絞り込み用ロープを引っ張る引張装置と、前記吊り装置と前記引張装置とを配置した吊具本体と、を有する洗掘防止部材設置装置を準備し、
前記吊具本体を前記基礎構造物の上部に載置して前記洗掘防止部材設置装置を設置するステップと、前記吊り装置により前記洗掘防止部材を水底近傍まで吊り下げるステップと、前記引張装置により前記絞り込み用ロープを引っ張ることで前記洗掘防止部材を絞り込むステップと、を含み、
前記絞り込みにより前記洗掘防止部材を前記基礎構造物の外周に隙間なく接するようにして水底に設置するものである。

【0017】

この洗掘防止部材の設置方法によれば、吊り装置により洗掘防止部材を水底近傍まで吊り下げ、次に、引張装置により絞り込み用ロープを引っ張って洗掘防止部材の石材収容部を絞り込むことで、洗掘防止部材が水底に達する前に石材収容部の絞り込みを行うことができる。これにより、洗掘防止部材を基礎構造物の外周に限りなく隙間が無い状態で密着するようにして水底に設置できるとともに、基礎構造物の外周に隙間なく設置することができる。

【0018】

上記洗掘防止部材の設置方法において、前記吊り装置により前記洗掘防止部材を水底までいったん吊り下げてから所定高さまで浮かせた状態にした後に、前記絞り込み用ロープの引っ張りを行うことが好ましい。

【0019】

また、前記洗掘防止部材を水底近傍まで吊り下げた時に前記洗掘防止部材の自重により前記絞り込み用ロープに引っ張り力が作用するように前記絞り込み用ロープの長さを予め調整しておき、前記洗掘防止部材が前記水底近傍まで吊り下げられた時に前記絞り込み用ロープの引っ張り力により自動的に絞り込まれるようにしてもよい。

【0020】

また、前記絞り込み用ロープによる絞り込みの終了後に前記吊り装置の吊り部材と前記絞り込み用ロープとを自動切離装置により前記洗掘防止部材から切り離すことが好ましい。

【0021】

また、複数一組の前記洗掘防止部材について前記吊り下げステップを同時に行い、次に、前記絞り込みステップを同時に行い、前記複数一組の洗掘防止部材を前記基礎構造物の外周を包囲しその外周に接するようにして水底に設置することが好ましい。複数一組の洗掘防止部材を、基礎構造物の外周を包囲しその外周に限りなく隙間が無い状態で密着するように設置することができる。

【0022】

上記目的を達成するための洗掘防止方法は、上述の洗掘防止部材の設置方法により前記洗掘防止部材を前記基礎構造物の周囲に設置するものである。

【0023】

この洗掘防止方法によれば、洗掘防止部材を、基礎構造物の外周を包囲しその外周に隙間なく設置できるので、基礎構造物の周囲において洗掘現象の発生を効率的に防止することができる。

【0024】

なお、本明細書において基礎構造物とは、水底に構築される構造物を意味する。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、水底に構築されるモノパイルのような基礎構造物の周囲に隙間なく設置可能な洗掘防止部材、これを設置する設置方法および洗掘防止方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】海底に設置されたモノパイルなどの基礎構造物の周囲における洗掘現象を説明するための概略図である。

【図2】図１のモノパイルの周囲に従来の円形状の洗掘防止部材を複数配置した状態を示す上面図（ａ）およびb-b線方向の断面図（ｂ）である。

【図3】本実施形態による洗掘防止部材を示す上面図（ａ）、洗掘防止部材を基礎構造物であるモノパイルの周囲に設置した状態を示す上面図（ｂ）、洗掘防止部材をC-C線の矢印方向に見た図（ｃ）、洗掘防止部材をD-D線の矢印方向に見た図（ｄ）、および、洗掘防止部材の隣接する区画部間の被圧縮部を示す拡大図（ｅ）である。

【図4】図３（ａ）の洗掘防止部材に設けられた絞り込み機構を説明するための要部上面図である。

【図5】図４の石材収容部の一端に固定された第１の輪状の一対のロープ保持部材および絞り込み用ロープに設けられた一対の固定部材を絞り込み前の状態で示す要部上面図（ａ）、同じく絞り込み後の状態で示す要部断面図（ｂ）、輪状のロープ保持部材を図５（ａ）の横方向から見た図（ｃ）および固定部材を図５（ａ）の横方向から見た図（ｄ）である。

【図6】図３，図４の複数一組の洗掘防止部材を、基礎構造物であるモノパイルを包囲するように配置した状態を示す上面図（ａ）および各洗掘防止部材を絞り込んでモノパイルの全周に隙間なく接するように設置した状態を示す上面図（ｂ）である。

【図7】本実施形態においてモノパイルの上端に設置される洗掘防止部材設置装置の吊具本体および吊具本体から吊り下げられた洗掘防止部材を示す側断面図（ａ）および海底に設置された洗掘防止部材を示す側断面図（ｂ）である。

【図8】図７（ａ）の洗掘防止部材設置装置の吊具本体の上面図である。

【図9】図７（ａ）（ｂ），図８の洗掘防止部材設置装置を用いて図３の洗掘防止部材を海底に設置する各工程を説明するためのフローチャートである。

【図10】図９の洗掘防止部材の設置方法のさらに別の例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図３は本実施形態による洗掘防止部材を示す上面図（ａ）、洗掘防止部材を絞り込んで基礎構造物であるモノパイルの周囲に設置した状態を示す上面図（ｂ）、洗掘防止部材をC-C線の矢印方向に見た図（ｃ）、洗掘防止部材をD-D線の矢印方向に見た図（ｄ）、および、洗掘防止部材の隣接する区画部間の被圧縮部を示す拡大図（ｅ）である。

【0028】

［洗掘防止部材］
本実施形態による洗掘防止部材１０は、図３（ａ）～（ｅ）のように、多数の石材９を収容する矩方体状の石材収容部１１と、圧縮により閉じられる空洞状の複数の被圧縮部１２ａ～１２ｅと、を備える。石材収容部１１は、設置対象のモノパイル５の反対側に図３（ａ）の縦方向に延びる共通の壁１４を有し、壁１４と隔壁１３，１３ａにより区切られた複数の区画部１１ａ～１１ｆから構成される。石材収容部１１は、繊維製、樹脂製または鋼製の網状部材から構成され、この網状部材から各区画部１１ａ～１１ｆが構成されることで、石材収容部１１が全体として矩方体状に保たれるようになっている。なお、隔壁１３ａは、被圧縮部１２ａ～１２ｅの両側面側に位置する。各区画部１１ａ～１１ｆの上面の隔壁が開閉可能となっており、石材投入後に上面の隔壁が閉じられる。

【0029】

図３（ａ）（ｂ）（ｅ）のように、被圧縮部１２ａは、隣接する区画部１１ａ，１１ｂの間に位置し、同様に、被圧縮部１２ｂは区画部１１ｂ，１１ｃの間、被圧縮部１２ｃは区画部１１ｃ，１１ｄの間、被圧縮部１２ｄは区画部１１ｄ，１１ｅの間、被圧縮部１２ｅは区画部１１ｅ，１１ｆの間にそれぞれ位置する。各被圧縮部１２ａ～１２ｅは、上面から見て、略二等辺三角形状に形成され、モノパイル５側に二等辺以外の一辺ａが位置し、二等辺の頂点ｂがモノパイル５の反対側に位置し、一辺ａによりモノパイル５側に開口している。空洞状の各被圧縮部１２ａ～１２ｅは、それぞれ両側の区画部側から圧縮され、各一辺ａによる開口か閉塞されるようにして閉じられるとともに各区画部１１ａ～１１ｆから構成される石材収容部１１が湾曲するように変形する。

【0030】

図３（ｄ）（ｅ）のように、被圧縮部１２ａ側の隔壁１３ａには横方向の複数の拘束部材１５ａと同じく縦方向の複数の拘束部材１５ｂとが格子状に設けられることで、被圧縮部１２ａが補強され上下方向に開かないように拘束されている。また、被圧縮部１２ａ内には両隔壁１３ａ，１３ａを横方向に結ぶように複数の拘束部材１６が設けられ、各拘束部材１６を連結するように拘束部材１６ａが設けられ、被圧縮部１２ａは、一辺ａが閉じられる方向と反対方向に開かないように拘束されている。他の被圧縮部１２ｂ～１２ｅも同様に構成される。

【0031】

なお、各拘束部材１５ａ，１６，１６ａ，１６ｂは、被圧縮部１２ａ～１２ｅが圧縮されて閉じたとき内部に残るので、繊維材や樹脂材等の撓み易い材料からなることが好ましい。また、被圧縮部１２ａ～１２ｅはスポンジ状部材や多孔質部材のような圧縮変形容易部材から構成されてもよい。これにより、被圧縮部１２ａ～１２ｅが圧縮されたとき圧縮変形容易部材が容易に圧縮されることで、仮に被圧縮部１２ａ～１２ｅが完全に閉じないときでも被圧縮部１２ａ～１２ｅに空洞部分が残らない。

【0032】

次に、洗掘防止部材１０に設けられた絞り込み機構２５による洗掘防止部材１０の絞り込みについて図４を参照して説明する。図４は、図３（ａ）の洗掘防止部材に設けられた絞り込み機構を説明するための要部上面図である。絞り込み機構２５は、図３（ａ）（ｃ），図４のように、石材収容部１１の一端および他端のモノパイル５側にそれぞれ固定された第１の輪状の一対のロープ保持部材１７，１７と第２の輪状の一対のロープ保持部材１８，１８と、を有する。図４の実線で示す１本の絞り込み用ロープ１９が輪状の一対のロープ保持部材１７，１７に通され、絞り込み用ロープ１９の一端と他端とが輪状の一対のロープ保持部材１８，１８に通されて区画部１１ｆから外部へと延びている。図４の破線で示す別の１本の絞り込み用ロープ２０が輪状の一対のロープ保持部材１８，１８に通され、絞り込み用ロープ２０の一端と他端とが輪状の一対のロープ保持部材１７，１７に通されて区画部１１ａから外部へと延びている。なお、絞り込み用ロープ１９，２０は繊維ロープからなることが好ましい。

【0033】

図４のように、絞り込み機構２５の絞り込み用ロープ１９の両端を方向Ｔに、絞り込み用ロープ２０の両端を方向Ｔの反対方向Ｔ’に、それぞれ引っ張ることにより、各区画部１１ａ～１１ｆが移動し各被圧縮部１２ａ～１２ｅをそれぞれ圧縮して閉じる。このようにして、石材収容部１１がモノパイル５の外周５ａに追従して湾曲するように変形して絞り込まれることで、洗掘防止部材１０は、図３（ｂ）のように、各区画部１１ａ～１１ｆの側面が基礎構造物である円形のモノパイル５の外周５ａに限りなく隙間が無い状態で密接するようになる。

【0034】

次に、図４の絞り込み機構２５に設けたロープ移動規制機構について図５を参照して説明する。図５は、図４の石材収容部の一端に固定された第１の輪状の一対のロープ保持部材および絞り込み用ロープに設けられた一対の固定部材を絞り込み前の状態で示す要部上面図（ａ）、同じく絞り込み後の状態で示す要部断面図（ｂ）、輪状のロープ保持部材を図５（ａ）の横方向から見た図（ｃ）および固定部材を図５（ａ）の横方向から見た図（ｄ）である。

【0035】

図５（ａ）のように、ロープ移動規制機構は、絞り込み用ロープ１９に設けられ固定された図５（ｄ）の球状の一対の固定部材２１，２１を有する。固定部材２１，２１は、石材収容部１１の一端の区画部１１ａよりも内側に位置している。球状の固定部材２１の直径ｒは、図５（ｃ）の輪状のロープ保持部材１７の内径Ｒよりも大きくなっている。球状の一対の固定部材２１，２１は、たとえば、ゴムのような弾性体からなり、絞り込み用ロープ１９を方向Ｔ’に引っ張ると輪状のロープ保持部材１７，１７の内径部１７ｂに当接し一定の荷重が加えられると弾性変形し、輪状のロープ保持部材１７の内径部１７ｂを通過し、区画部１１ａの端部の隔壁１３側に移動する。固定部材２１，２１は、ロープ保持部材１７，１７の内径部１７ｂを通過した後は、引張荷重を逆方向に加えない限り元の位置に戻ることはない。図４の石材収容部１１の他端の区画部１１ｆ側においても同様の固定部材を絞り込み用ロープ２０に固定して設ける。図５（ａ）～（ｄ）のロープ移動規制機構によれば、石材収容部１１が絞り込まれた後に絞り込み用ロープ１９，２０が元に戻り緩んで洗掘防止部材１０が開くことを防止することができる。

【0036】

なお、図５（ｂ）の絞り込み後の固定部材２１，２１の位置で洗掘防止部材１０が図３（ｂ）のようにモノパイル５の外周５ａに接して絞り込みが完了するように図５（ａ）の絞り込み前の固定部材２１，２１の初期位置を設定することが好ましい。この場合、図５（ａ）（ｂ）のように、区画部１１ａの内側にもう一対の輪状のロープ保持部材１７ａ，１７ａを固定し設けてもよい。絞り込み完了位置が、ロープ保持部材１７ａ，１７ａの位置またはロープ保持部材１７，１７の位置であってよいので、固定部材２１，２１の初期位置が若干ばらついても、ロープ移動規制を確実に実現できる。

【0037】

次に、図３，図４の洗掘防止部材１０を用いてモノパイル５の全周に設置する例について図６を参照して説明する。図６は、図３，図４の各掘防止部材を、基礎構造物であるモノパイルを包囲するように配置した状態を示す上面図（ａ）および各洗掘防止部材を絞り込んでモノパイルの全周に隙間なく接するように設置した状態を示す上面図（ｂ）である。

【0038】

図６（ａ）のように、複数一組の洗掘防止部材１０を、上面から見て、モノパイル５の外周５ａを包囲するように略正四角形状に配置する。次に、各洗掘防止部材１０の両端の各隔壁１３から延びた絞り込み用ロープ１９，２０を図の矢印の４方向に同時にそれぞれ引っ張ることで、各洗掘防止部材１０を絞り込んで、図６（ｂ）のように、各洗掘防止部材１０を円形のモノパイル５の外周５ａに接するようにして全周に隙間なく設置することができる。このように複数一組の洗掘防止部材１０をモノパイル５のような基礎構造物の全周に限りなく隙間が無い状態で密着するように設置することで、基礎構造物の全周において洗掘現象の発生を効率的に防止することができる。

【0039】

なお、図６（ａ）（ｂ）のように洗掘防止部材１０を円形のモノパイル５の周囲に設置する場合、絞り込まれた各洗掘防止部材１０がモノパイル５の外周５ａに接しかつ隣接する洗掘防止部材１０，１０の端部の隔壁１３，１３が周方向に互いに接するように洗掘防止部材１０の全長や被圧縮部１２ａ～１２ｅの形状などを設定することが好ましい。また、洗掘防止部材１０の設置個数を変更する場合（たとえば、２つ、３つ、５つ、６つ）、同様に、洗掘防止部材１０の全長や被圧縮部１２ａ～１２ｅの形状などを設定する。また、区画部１１ａ～１１ｆは、モノパイル５の外径などに応じてその個数を増減可能であるが、現場の作業性を考慮した上で可能な限り個数を増やすことが望ましい。

【0040】

［洗掘防止部材の設置方法］
次に、洗掘防止部材の設置方法について図３～図９を参照して説明する。図７は、および吊具本体から吊り下げられた洗掘防止部材を示す正面図（ａ）および海底に設置された洗掘防止部材を示す正面図（ｂ）である。図８は、図７（ａ）の洗掘防止部材設置装置の吊具本体の上面図である。図９は、図７（ａ）（ｂ），図８の洗掘防止部材設置装置を用いて図３の洗掘防止部材を海底に設置する各工程を説明するためのフローチャートである。

【0041】

図７（ａ）（ｂ），図８のように、洗掘防止部材設置装置３０は、各洗掘防止部材１０の吊り上げ、吊り下げを行うため吊りワイヤ３４を巻き上げ、巻き下げる複数のドラムウィンチ３１を有する吊り装置と、絞り込み機構２５の各絞り込み用ロープ１９，２０を複数箇所で引っ張るため巻き上げる複数のドラムウィンチ３２を有する引張装置と、とドラムウィンチ３２等を固定配置しモノパイル５の上部に載る円板状の吊具本体３３と、を備える。また、各洗掘防止部材１０には複数の水深計を設け、吊り装置のドラムウィンチ３１には吊りワイヤ３４の張力計を設け、かかる張力計による張力変化と水深計の数値とに基づいて洗掘防止部材１０の水中位置や海底Ｓへの着底を確認し、吊り下げを停止する。

【0042】

また、図８のように、吊具本体３３は、各洗掘防止部材１０を吊り下げるために各ドラムウィンチ３１に対応して吊りワイヤ３４のための滑車３５を有し外側に突き出た吊り部３３ａと、各洗掘防止部材１０の絞り込み用ロープ１９，２０を巻き上げるために各ドラムウィンチ３２に対応して絞り込み用ロープ１９，２０のための滑車３６を有し外側に突き出た吊り部３３ｂと、を備える。また、吊り部３３ａと、吊り部３３ｂとは、各洗掘防止部材１０の絞り込みによる平面位置の移動に応じて滑車３５，３６を吊具本体３３の半径方向に移動させるためにたとえば油圧シリンダー等による移動機構（図示省略）を有することが好ましい。

【0043】

なお、ドラムウィンチ３１，３２は油圧式または電動式であってよい。また、洗掘防止部材設置装置３０の制御操作室を、吊具本体３３上または船舶上に配置し、制御操作室にて、洗掘防止部材１０の吊り下げや絞り込みやロープ・ワイヤの切り離し操作などを一括管理することで設置に伴う作業工程を大幅に縮減でき、設置作業が容易となる。また、吊具本体３３をモノパイル５上に設置することによって、海上クレーンに対し気海象の影響を小さくすることができる。

【0044】

また、吊具本体３３をモノパイル５上に設置する際には、モノパイル５が許容誤差範囲内で微小に傾斜し、モノパイル５上の設置高さにおけるモノパイル５の中心位置が見かけの中心位置からずれている場合があるので、吊具本体に設けた傾斜計によりモノパイル５の傾きを計測し、吊具本体３３のモノパイル５上の設置高さにおけるモノパイル５の中心位置を求め、その中心位置に吊具本体３３を吊具本体３３の中心位置と一致するように設置することが好ましい。これにより、複数一組の洗掘防止部材１０をモノパイル５の外周５ａの複数位置で外周５ａに対する間隔ｗ（図７（ａ））を均等にして吊り下げることができる。この場合、各吊り部３３ａ，３３ｂの滑車３５，３６の位置を各洗掘防止部材１０の絞り込みによる平面位置の移動に合わせて移動機構により移動させることで間隔ｗを調整することが好ましい。

【0045】

本実施形態による洗掘防止部材の設置方法について説明すると、図７（ａ）（ｂ）、図８、図９のように、洗掘防止部材設置装置３０を準備し（Ｓ０１）、施工海域まで運搬してから、まず、海上クレーンを用いて、吊具本体３３を吊り上げモノパイル５の上部に載置するようにして設置する（Ｓ０２）。なお、吊具本体３３は、モノパイル５への載置後に、吊具本体３３をモノパイル５の側面方向から油圧ジャッキ等によりモノパイル５に把持させるようにして安定して設置できる。

【0046】

次に、ドラムウィンチ３１を操作制御して吊りワイヤ３４を巻き下げ、各洗掘防止部材１０を吊り下げることで、海中を海底に向けて降下させ（Ｓ０３）、海底Ｓの近傍まで吊り下げる（Ｓ０４）。

【0047】

なお、各洗掘防止部材１０には、水平に吊り下げるため複数点に吊り部が設けられている。また、事前に敷設対象の海底Ｓまでの水深を計測し、水深計により洗掘防止部材１０の水中位置を確認して海底Ｓまでの距離を把握し、ドラムウィンチ３１による吊りワイヤ３４の吊り下げ速度を調整しながら、洗掘防止部材１０を海底Ｓの近傍まで吊り下げることが好ましい。また、各洗掘防止部材１０が同じ吊り下げ速度で水深位置をほぼ同じに保ちながら降下するようにドラムウィンチ３１を操作制御することが好ましい。

【0048】

また、洗掘防止部材１０に作用する波や流れを考慮して、洗掘防止部材１０をモノパイル５の外周５ａから十分に離隔させて吊り下げることが好ましい。また、洗掘防止部材１０を吊り下げている途中は、洗掘防止部材１０の絞り込み用ロープ１９，２０と接続した引っ張り用のウィンチ３２に引っ張り力がかからないようにする。

【0049】

次に、ドラムウィンチ３２を操作制御して各洗掘防止部材１０の絞り込み用ロープ１９，２０を巻き上げて引っ張る（Ｓ０５）。かかる引っ張りにより、図３（ｂ）、図６（ｂ）のように、洗掘防止部材１０を絞り込むことで、洗掘防止部材１０がモノパイル５の外周５ａに追従して変形し外周５ａに隙間なく接する（Ｓ０６）。なお、各絞り込み用ロープ１９，２０の引っ張りは一定速度でかつ一定の巻き上げ量となるようにドラムウィンチ３２が操作制御されることが好ましい。また、各絞り込み用ロープ１９，２０の巻き上げ量は、たとえば、各ロープに付けた目盛りにより確認可能である。

【0050】

次に、全体がモノパイル５の外周５ａに接した状態の各洗掘防止部材１０を、吊りワイヤ３４による吊り上げと自重による降下とのバランスをとりながら自重により若干降下させて海底Ｓに到達させる（Ｓ０７）。次に、吊りワイヤ３４と、絞り込み用ロープ１９，２０とをそれぞれ、自動切離装置により切り離す（Ｓ０８）。なお、ワイヤ・ロープの自動切離装置は公知のものを使用でき、たとえば、ワイヤ等のトリガーにテンションを加えることで切り離しを行うタイプ、超音波の電気信号により自動切り離し装置内の開閉機構を動作させるタイプを使用できる。

【0051】

以上のようにして、図６（ｂ）、図７（ｂ）のように、各洗掘防止部材１０を周囲の海底Ｓに、モノパイル５の外周５ａに対し限りなく隙間が無い状態で密着して設置することができる。

【0052】

次に、洗掘防止部材の設置方法の別の例について説明する。本例は、図９の破線で示すように、各洗掘防止部材１０を吊りワイヤ３４により海底Ｓまでいったん吊り下げて着底させ（Ｓ０９）、次に、吊りワイヤ３４の巻き上げ張力管理を行いながら、吊りワイヤ３４により海底Ｓから少し浮かせた状態にする（Ｓ１０）。次に、図９の工程Ｓ０５～Ｓ０８と同様にして、各洗掘防止部材１０を周囲の海底Ｓにモノパイル５の外周５ａに対し隙間なく設置することができる。本例によれば、各洗掘防止部材１０を海底Ｓから若干浮かせた状態に確実にしてから、洗掘防止部材１０の絞り込みを行うことができる。

【0053】

この場合、上述と同様に水深計による水中位置を確認して海底Ｓまでの水深方向の距離を把握し、ドラムウィンチ３１による吊りワイヤ３４の吊り下げ速度を調整しながら、洗掘防止部材１０を海底Ｓに到達するまで吊り下げることが好ましい。また、ドラムウィンチ３１の張力計により吊りワイヤ３４の張力を計測し、計測した張力の変化により海底Ｓに到達したことを確認し、このタイミングで吊り下げを停止することが好ましい。

【0054】

次に、洗掘防止部材の設置方法のさらに別の例について図１０のフローチャートを参照して説明する。本例が図９の各工程と異なる点を主に説明すると、モノパイル５の天端の高さと海底Ｓとの高低差を考慮して、各洗掘防止部材１０を海底Ｓの近傍まで吊り下げた時に各洗掘防止部材１０の自重により絞り込み用ロープ１９，２０に引っ張り荷重が作用するように絞り込み用ロープ１９，２０の長さを予め調整しておく（Ｓ１２）。各洗掘防止部材１０は、図９の工程Ｓ０４と同様に海底Ｓの近傍まで吊り下げられた時に（Ｓ１４，Ｓ１５）、自重により絞り込み用ロープ１９，２０の引っ張り力により自動的に絞り込まれ（Ｓ１６）、海底Ｓに近づくにつれてモノパイル５の外周５ａに追従し変形する。このようにして、各洗掘防止部材１０を周囲の海底Ｓにモノパイル５の外周５ａに対し限りなく隙間が無い状態で密着して設置することができる。本例によれば、各洗掘防止部材１０を海底Ｓの近傍でその自重により自動的に絞り込むことができる。

【0055】

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、本実施形態では、洗掘防止部材を適用した基礎構造物は上面から見て円形であったが、本発明はこれに限定されず、たとえば、長円状であってもよく、また、部分的に曲率半径を有する形状であってもよく、曲率半径部分に本発明を適用して好ましい。

【0056】

また、本実施形態の基礎構造物は、洋上風力発電設備の基礎構造物であるモノパイルであったが、本発明はこれに限定されず、他用途の基礎構造物であってもよいことはもちろんである。

【0057】

また、図４の絞り込み機構の絞り込み用ロープ１９，２０の引っ張り長さは、各洗掘防止部材１０が図３（ａ）、図６（ａ）の絞り込み前の矩方体形状の状態でモノパイル５の外周５ａに点接触した状態から絞り込まれて全体が外周５ａに隙間なく接するようになるまでの長さに洗掘防止部材１０とモノパイル５の外周５ａとの間隔ｗを勘案して決定することが好ましい。

【0058】

また、洗掘防止部材１０は、石材収容部１１内に、たとえば、最大寸法100～150mm程度の多数の石材を収容し、石材の総重量が1～2トン程度であるので、不陸があっても海底Ｓに追従して設置され、海底Ｓとの間に隙間は生じない。

【0059】

また、図９のＳ０４，図１０のＳ１５における海底Ｓの近傍の状態と、図９の破線で示すＳ１０の海底Ｓから浮かせる状態とは、ともに洗掘防止部材１０を海底Ｓの近くで海底Ｓに接触させずにスムーズに絞り込みを行うためのものであるので、相違するものではなく同じ状態を意味する。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明によれば、たとえば洋上風力発電設備のためのモノパイルのような基礎構造物の周囲に洗掘防止部材を隙間なく設置でき、基礎構造物の周囲において洗掘現象の発生を防止できるので、基礎構造物および洋上風力発電設備等を継続的に安定して使用することができる。

【符号の説明】

【0061】

５ モノパイル（基礎構造物）
５ａ 外周
９ 石材
１０ 洗掘防止部材
１１ 石材収容部
１１ａ～１１ｆ 区画部
１２ａ～１２ｅ 被圧縮部
１３，１３ａ 隔壁
１４ 壁
１５ａ，１６，１６ａ，１６ｂ 拘束部材
１７，１８ 一対のロープ保持部材
１９，２０ 絞り込み用ロープ
２１ 固定部材
２５ 絞り込み機構
３０ 洗掘防止部材設置装置
３１，３２ ドラムウィンチ
３３ 吊具本体
３３ａ，３３ｂ 吊部
３４ 吊りワイヤ
３５，３６ 滑車
Ｓ 海底
ａ 被圧縮部の三角形の一辺
ｂ 被圧縮部の三角形の頂点
ｗ 洗掘防止部材とモノパイルの外周との間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】