特開 2024-12054 水中グラウト材検出システム、水中グラウト材検出方法及びプログラム

(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】P2024012054

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】水中グラウト材検出システム、水中グラウト材検出方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   E02D 15/06 20060101AFI20240118BHJP

   G01N 23/06 20180101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

E02D15/06

G01N23/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023019456

(22)【出願日】2023-02-10

(31)【優先権主張番号】P 2022112579

(32)【優先日】2022-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】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】黒坂 明善

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 哲也

(72)【発明者】

【氏名】前田 一成

(72)【発明者】

【氏名】西村 行雄

(72)【発明者】

【氏名】小島 大祐

(72)【発明者】

【氏名】山本 淳史

【テーマコード（参考）】

2D045

2G001

【Ｆターム（参考）】

2D045AA04

2D045BA04

2D045CA11

2G001AA02

2G001BA11

2G001CA02

2G001DA02

2G001JA06

2G001KA01

2G001LA03

2G001MA02

2G001PA18

2G001QA04

(57)【要約】

【課題】海洋構造物の間隙に注入されたグラウト材の密度を簡便な方法で精度よく検出する。
【解決手段】杭１ｂは、水底Ｇから水面上に向かって設置された第１の海洋構造物に相当し、レグ１ａは、杭１ｂに嵌着する第２の海洋構造物に相当する。間隙ｇは、杭１ｂの外周面とレグ１ａの内周面との間に形成されている。間隙ｇに対しては、この間隙ｇの下端部から上端部まで延びる中空空間を有し、上方が開口したガイドパイプ２（中空部材）が、所定の間隔を空けて２本挿入されている。これらガイドパイプ２の中空空間には、間隙ｇに注入されたグラウト材の密度を、放射線を用いて検出する検出装置３が挿入される。検出装置３に接続された吊索材４は、ウインチ５によって繰り出し／巻き取りが行われる。作業員はウインチ５を操作して、検出装置３の位置を任意の位置に移動させ、その位置におけるグラウト材の密度を検出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の海洋構造物と第２の海洋構造物との間に形成された間隙において、下端部から上端部まで延びる中空空間を有し、上方が開口した中空部材と、
前記中空部材の中空空間に挿入され、前記間隙に注入されたグラウト材の密度を、放射線を用いて検出する検出装置と、
前記中空部材の中空空間において前記検出装置を上下方向に移動させるための移動用機械と
を備えることを特徴とする水中グラウト材検出システム。

【請求項2】

前記移動用機械は、
前記検出装置に接続された吊索材と、
水面上にて前記吊索材の繰り出し／巻き取りを行うウインチと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項3】

前記移動用機械は、
前記検出装置に接続された吊索材と、
前記吊索材の繰り出し／巻き取りを行うウインチを有し、遠隔操作によって水中で制御される潜水装置と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項4】

前記間隙は、
前記第２の海洋構造物が前記第１の海洋構造物の外径より大きい内径を有する場合は、前記第１の海洋構造物の外周面と前記第２の海洋構造物の内周面との間に形成され、
前記第２の海洋構造物が前記第１の海洋構造物の内径より小さい外径を有する場合は、前記第１の海洋構造物の内周面と前記第２の海洋構造物の外周面との間に形成されている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項5】

前記グラウト材の注入口が前記間隙の下端部に対応する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項6】

前記中空部材及び当該中空部材の中空空間に挿入された前記検出装置のセットが、前記間隙の周方向に所定の間隔をあけて複数の位置に設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項7】

前記検出装置によって検出されたグラウト材の密度が決められた範囲に収まらない場合には、所定の情報を出力する出力部 を備えることを特徴とする請求項４に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項8】

前記検出装置によって検出されたグラウト材の密度が決められた範囲に収まらない場合には、所定の情報を出力する出力部
を備えることを特徴とする請求項４に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項9】

前記検出装置は放射線源と放射線検出器とを備え、
前記放射線源と前記放射線検出器との距離が３０ｃｍ以上４０ｃｍ以下であり、
前記放射線源と前記放射線検出器との鉛直方向の変位が２ｃｍ以内であり、
水中の前記グラウト材に対する前記放射線検出器の挿入長が１５ｃｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の水中グラウト材検出システム。

【請求項10】

第１の海洋構造物と第２の海洋構造物との間に形成された間隙にグラウト材を注入する過程において、
前記間隙において下端部から上端部まで延びる中空空間を有し、上方が開口した中空部材を設置する工程と、
前記間隙に注入されたグラウト材の密度を放射線を用いて検出する検出装置を移動させるための移動用機械を設置する工程と、
前記検出装置を前記中空空間に挿入する工程と、
挿入されている前記検出装置を前記移動用機械で上下方向に移動させながら、前記検出装置によって、前記間隙に注入されたグラウト材の密度を検出する
ことを特徴とする水中グラウト材検出方法。

【請求項11】

コンピュータに、請求項１～９のいずれか１項に記載のグラウト材検出システムを稼働させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、海洋構造物間の間隙に水中で注入されるグラウト材を検出するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

モルタル等の各種グラウト材を構造物間の間隙に水中で注入する場合、その注入量及び密度の管理が重要となる。例えば特許文献１には、圧送ポンプとケーブルシースのグラウト注入口との間に、グラウト注入圧測定用の圧力センサ、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算量を測定する積算流量計を設け、これら圧力センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データの時間的推移をディスプレイに表示することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１３３３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

海洋構造物の間隙に対するグラウト材の質量の管理について、従来は、例えば潜水士による目視確認・試料採取や、ＲＯＶ（Remotely operated vehicle）による映像確認・試料採取等の手法が一般的であった。

【0005】

しかしながら、洋上風力発電基礎のように外洋で且つ大水深のような施工環境下におけるグラウト材の質量の管理においては、潜水作業時における危険度の増大や、高性能ＲＯＶ及び技量の高いオペレータの必要性などが課題となっていた。

【0006】

そこで、本発明は、海洋構造物の間隙に水中で注入されたグラウト材の密度を簡便な方法で精度よく検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明に係る水中グラウト材検出システムは、第１の海洋構造物と第２の海洋構造物との間に形成された間隙において、下端部から上端部まで延びる中空空間を有し、上方が開口した中空部材と、前記中空部材の中空空間に挿入され、前記間隙に注入されたグラウト材の密度を、放射線を用いて検出する検出装置と、前記中空部材の中空空間において前記検出装置を上下方向に移動させるための移動用機械とを備えることを特徴とする。

【0008】

前記移動用機械は、前記検出装置に接続された吊索材と、水面上にて前記吊索材の繰り出し／巻き取りを行うウインチとを含むようにしてもよい。

【0009】

前記移動用機械は、前記検出装置に接続された吊索材と、前記吊索材の繰り出し／巻き取りを行うウインチを有し、遠隔操作によって水中で制御される潜水装置とを含むようにしてもよい。

【0010】

前記間隙は、前記第２の海洋構造物が前記第１の海洋構造物の外径より大きい内径を有する場合は、前記第１の海洋構造物の外周面と前記第２の海洋構造物の内周面との間に形成され、前記第２の海洋構造物が前記第１の海洋構造物の内径より小さい外径を有する場合は、前記第１の海洋構造物の内周面と前記第２の海洋構造物の外周面との間に形成されていてもよい。

【0011】

前記グラウト材の注入口が前記間隙の下端部に対応する位置に設けられていてもよい。

【0012】

前記中空部材及び当該中空部材の中空空間に挿入された前記検出装置のセットが、前記間隙の周方向に所定の間隔をあけて複数の位置に設けられていてもよい。

【0013】

前記検出装置によって検出されたグラウト材の密度が決められた範囲に収まらない場合には、所定の情報を出力する出力部を備えるようにしてもよい。

【0014】

前記検出装置は放射線源と放射線検出器とを備え、前記放射線源と前記放射線検出器との距離が３０ｃｍ以上４０ｃｍ以下であり、前記放射線源と前記放射線検出器との鉛直方向の変位が２ｃｍ以内であり、水中の前記グラウト材に対する前記放射線検出器の挿入長が１５ｃｍ以上であってもよい。

【0015】

また、本発明に係る水中グラウト材検出方法は、第１の海洋構造物と第２の海洋構造物との間に形成された間隙にグラウト材を注入する過程において、前記間隙に下端部から上端部まで延びる中空空間を有し、上方が開口した中空部材を設置する工程と、前記間隙に注入されたグラウト材の密度を放射線を用いて検出する検出装置を移動させるための移動用機械を設置する工程と、前記検出装置を前記中空空間に挿入する工程と、挿入されている前記検出装置を前記移動用機械で上下方向に移動させながら、前記検出装置によって、前記間隙に注入されたグラウト材の密度を検出することを特徴とする。

【0016】

また、本発明は、コンピュータに、上記水中グラウト材検出システムを稼働させるためのプログラムであってもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、海洋構造物の間隙に注入されたグラウト材の密度を簡便な方法で精度よく検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る海洋構造物及び水中グラウト材検出システムの構造を示す図である。

【図2】杭及びレグの接続部分の鉛直断面図である。

【図3】杭及びレグの接続部分の水平断面図である。

【図4】検出装置の構造を示す図である。

【図5】グラウト材の注入及び検出工程を説明するフローチャートである。

【図6】グラウト材（MF9500）の圧縮強度と密度との関係を例示する表である。

【図7】ガイドパイプの間隔とガンマ線源の挿入長を説明する図である。

【図8】ガンマ線源とガンマ線検出器との鉛直方向の変位を説明する図である。

【図9】ガイドパイプ間の距離ごとの計数率比及び密度の実験結果を示したグラフである。

【図10】正規分布を説明するグラフである。

【図11】ガイドパイプ間の距離ごとの懐変揺動誤差及び密度の計算結果を示すグラフである。

【図12】ガイドパイプ間の距離ごとの計数率比及び密度の実験結果を示したグラフである。

【図13】水とグラウト材でガイドパイプ間の距離ごとに、ガンマ線源とガンマ線検出器との鉛直方向の変位を変えて密度を測定した結果を示す表である。

【図14】水中のグラウト材に対するガンマ線検出器の挿入長を変えてガンマ線を検出した実験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［実施形態］
本発明を実施するための形態の一例について説明する。図１において、ジャケット１は、鋼管で組み立てられた立体トラスの海洋構造体である。ジャケット１の下端部の複数の箇所には、筒状部材であるレグ（第２の海洋構造物）１ａが設けられている。これらの各レグ１ａは、水底Ｇに打設され、杭頭部の所定の長さが水面Ｓ方向に向かって突出するように設置された複数の杭（第１の海洋構造物）１ｂに嵌着される。レグ１ａの内径は杭１ｂの外径より大きく、レグ１ａの内周面と杭１ｂの外周面との間には間隙が形成される。間隙の下端は例えばゴム等からなるシール部材（図示せず）によって封止されている。図示せぬグラウト製造装置で混練されたグラウト材は輸送配管７を経由し、間隙の下端部に対応する位置に設けられた注入口８へと圧送される。これにより、レグ１ａの内周面と杭１ｂの外周面との間に形成された間隙にグラウト材が下方より上方に向けて充填される。間隙に充填されたグラウト材が本来の機能を発揮するためには、その間隙内において所定の密度である必要がある。

【0020】

図２は、レグ１ａと杭１ｂの接続部分を示す鉛直断面図であり、図３は、その接続部分を図２に示すＡ－Ａ‘線における水平断面図である。前述したように、杭１ｂは、水底Ｇから水面Ｓ上に向かって所定の長さが突出するように設置された第１の海洋構造物に相当し、レグ１ａは、杭１ｂに嵌着する第２の海洋構造物に相当する。間隙ｇは、杭１ｂの外周面とレグ１ａの内周面との間に形成される。

【0021】

間隙ｇに対して、この間隙ｇの下端部から上端部まで延びる中空空間を有し、上方が開口したガイドパイプ２（中空部材）が、所定の間隔を空けて２本／セット挿入される。このように２本で１セットのガイドパイプ２，２が、間隙ｇの周方向において１８０度対向した２か所に設けられている。これらガイドパイプ２，２の中空空間には、間隙ｇに注入されたグラウト材の密度を、放射線を用いて検出する検出装置３が挿入される。ガイドパイプ２，２の上端部は、レグ１ａの上端部より水面Ｓ方向に長くなっている。なお、本発明においては水で満たされている状態であっても、水以外の物体で満たされていなければ、間隙又は空間というものとする。

【0022】

図４は、２本で１セットのガイドパイプ２，２に挿入される検出装置３の構造を示す図である。検出装置３は例えば２孔式ＲＩ密度計であり、放射線源としてのガンマ線源３ａ及び放射線検出器としてのガンマ線検出器３ｂからなる。一方のガイドパイプ２の中空空間にはガンマ線源３ａが挿入され、他方のガイドパイプ２の中空空間にはガンマ線検出器３ｂが挿入される。検出装置３はガンマ線源３ａから放出されたガンマ線をガンマ線検出器３ｂで検出することで、このガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの間に存在するグラウト材の密度を計測し、検出する。なお、２本のガイドパイプ間は固定具６によって固定されている

【0023】

ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂは、例えば鋼製ワイヤ、チェーン、ゴムベルト等の吊索材４に接続される。この吊索材４は、図１に示すように、水面上の所定の位置（例えばジャケット１の上部）に設けられた移動用機械であるウインチ５によって繰り出し／巻き取りが行われ検出装置３（ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂ）を上下方向Ａに移動させるための移動用機械として機能する。作業員はこのウインチ５を操作して、検出装置３の位置を間隙ｇ内の任意の鉛直方向位置に移動させ、その位置におけるグラウト材の密度を検出する。なお、検出装置３の鉛直方向位置は、ウインチ５の繰り出し、巻取量によって確認することができる。この検出結果は、検出装置３に接続された図示せぬ表示装置や記録装置に出力される。具体的には、検出装置３が検出した検出値は吊索材４と共に配線された通信線（図示せず）によって陸上部に設けられた通信設備（図示せず）に送信され、当該通信設備においてアナログデータからデジタルデータに変換されて、クラウド上に保存、または事務所などの所定の場所に設けられた表示装置や記録装置に送信される。作業員は、上記表示装置に表示された検出値を参照することにより、間隙ｇの全域にわたって適切な密度でグラウト材が充填されているか否かを判断することができる。なお、このようにして出力された結果は、グラウト材注入施工における管理データとしての役割を果たし、グラウト材の注入作業を確実に実施した証拠として発注者を始めとする関係機関に提出することも可能となる。

【0024】

次に、図５は、グラウト材の注入及び検出工程を説明するフローチャートである。グラウト材の検出は、間隙ｇにグラウト材を注入する過程において行われる。

【0025】

図５において、間隙ｇに対し２本／セットのガイドパイプ２が所定セット数設置される（ステップＳ１）。ガイドパイプ２，２の設置が完了すると、検出装置３のガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂを移動させるための移動用機械であるウインチ５が設置され、ウインチ５と検出装置３のガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂとを吊索材４で連結する（ステップＳ２）。そして、吊索材４に連結された検出装置３のガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂがそれぞれガイドパイプ２に挿入される（ステップＳ３）。そして、間隙ｇにグラウト材を注入する作業が開始されると、注入されたグラウト材の間隙ｇ内の充填量から鉛直方向位置を勘案し、検出装置３の位置をガイドパイプ２を通して間隙ｇ内の任意の位置に移動し、その位置におけるグラウト材の密度を検出する（ステップＳ４）。検出が終了したときには、必要に応じて検出装置３のガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂを上下方向に移動し、再度の検出を行う。なお、検出装置３のガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂのガイドパイプ２内での上下方向Ａへの移動は、検出装置３のガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂ間のグラウト材を検出するので、鉛直方向で略同一の位置となるように移動させる。ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂを結ぶ線分が水平方向に対して斜めとなると測定距離が変わり、誤検出する可能性があるため、極力、これらガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの鉛直方向における位置が略同一となるようにウインチ５を操作することが望ましい。また、検出装置３が検出した検出値は吊索材４と共に配線された通信線（図示せず）によって陸上部に設けられた通信設備（図示せず）に送信され、当該通信設備においてアナログデータからデジタルデータに変換されて、クラウド上に保存、または事務所などの所定の場所に送信される。

【0026】

以上の本実施形態によれば、海洋構造物の間隙に注入されたグラウト材の密度を簡便な方法で精度よく検出することが可能となる。

【0027】

［実施例］
海洋構造体としての洋上風力発電基礎を構築するためのグラウト材に対しては、高い品質が求められる。そこで、検出装置３として上記実施形態に例示した２孔式ＲＩ密度計を用いた場合に、グラウト材の密度を0.01t/m³単位という高精度で計測するための条件について考察する。ここで、グラウト材の密度の計測レベルを0.01t/m³とした理由は、グラウト材MF9500の品質確認試験結果（図６）を見ると、密度0.01t/m³の差では、圧縮強度がほとんど変化しないからである。なお、グラウト材MF9500は、洋上風力発電基礎の構築において最も広く用いられるグラウト材として知られている。

【0028】

グラウト材の密度を0.01t/m³単位で計測するための具体的条件として、次の３つの条件を設定する。

【0029】

（１）ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂが挿入される２本のガイドパイプ２の間隔
図７に示すように、２本のガイドパイプ２の間隔Ｍは、ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの各測定中心ｐ間の距離に相当する。図７におけるＹはガンマ線を例示している。

【0030】

（２）ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの鉛直方向の変位の許容値
図８における距離ｄが、ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの鉛直方向の変位に相当する。

【0031】

（３）水中のグラウト材に対するガンマ線検出器３ｂの挿入長の最低値
図７における距離Ｄ、つまりグラウト材の上端ｍからガンマ線検出器３ｂの測定中心ｐまでの距離Ｄが、水中のグラウト材に対するガンマ線検出器３ｂの挿入長に相当する。

【0032】

上記（１）について検証する。２孔式ＲＩ密度計を用いたガンマ線の検出においては、壊変揺動誤差と数え落としの影響を考慮してガイドパイプ２の間隔を設定する必要がある。壊変揺動誤差とは、ガンマ線源３ａから放出されるガンマ線数が一定ではなく揺れ動くことで発生する誤差のことである。また、ガイドパイプ２の間隔（つまりガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの測定中心ｐ間の距離）が近く、検出されるガンマ線強度が高すぎると、数え落としという現象が発生し、現実に放出されるガンマ線数と比べ、検出されるガンマ線数が少なくなることが知られている。

【0033】

そこで、ガイドパイプ２の間隔（ガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの各測定中心ｐ間）を変えて次のような実験を行った。
（１－１）ガイドパイプ２の間隔を３０ｃｍ～５０ｃｍとした場合
図７において、左のガイドパイプ２に挿入したガンマ線源３ａをそのガイドパイプ２ごと右にスライドさせて、右のガイドパイプ２に挿入したガンマ線検出器３ｂに近付ける。このとき、ガンマ線の計数率比とグラウト材の密度との関係を調べた。

【0034】

図９に示す実験結果によれば、グラウト材の密度が増加するほど、又は、ガイドパイプ２の間隔が大きくなるほど、計数率比Ｒが減少することが分かる。ガイドパイプ間隔５０cmでは、ガンマ線の計数率比とグラウト材の密度との関係を示す二次曲線の傾きが小さく、目標の精度で評価することが難しいことが想定される。

【0035】

次に、壊変揺動誤差の影響について考察する。ガンマ線源３ａから放出されるガンマ線量は一定ではなく或る程度の幅をもって揺れ動くが、その変動具合は正規分布に従うことが知られている。測定時間が長く、単位時間あたりのガンマ線検出数が多い（つまりガイドパイプ２の間隔が小さい）ほど、壊変揺動誤差σは小さくなる。図１０に例示した正規分布において－3σ～＋3σ内に99.7%のデータが該当する。そこで、今回は3σ＜0.01 t/m³を目標として計算する。

【0036】

図１１はその計算結果を示すグラフである。図１１からは、ガイドパイプ２の間隔が５０ｃｍでは測定時間を５分以上に設定した場合でも、3σ＞0.01t/m³となる。よって、ガイドパイプ２の間隔は４０ｃｍ以下が望ましい。その場合の測定時間は３分以上あれば充分である。

【0037】

（１－２）ガイドパイプ２の間隔を２０ｃｍとした場合
ガンマ線を測定する際、そのガンマ線の強度は計数法（単位時間あたりのガンマ線検出数）によって評価される。ガンマ線源３ａから放出されたガンマ線の光子がガンマ線検出器３ｂに当たったときに、ガンマ線検出器３ｂの信号線には電気パルスが発生し、一定の時間の間に検出されるその電気パルスをカウントすることで、高感度にガンマ線の強度を見積もることができる。このような計数法による強度測定は、仮にガンマ線が強く、頻繁に電気パルスが発生するような場合には、数え落としという現象が現れ、実際に検出できる電気パルスが減少することで、ガンマ線の強度が少なめに見積もられてしまうことがある。

【0038】

この数え落としの影響を確認するため、上述したガイドパイプ２の間隔３０ｃｍ～５０ｃｍの実験データをもとに、数え落としの発生を考慮した予測式を作成した。図１２は、この予測式とガイドパイプ２の間隔２０ｃｍの実験結果を比較したグラフを示している。図１２から分かるように、ガイドパイプ２の間隔２０ｃｍの予測式と実験結果の間には大きな差がみられた。よって、数え落としの発生度合いを予測することは難しいため、ガイドパイプ２の間隔は３０ｃｍ以上とすることが望ましい。

【0039】

以上のように、ガイドパイプ２の間隔が５０ｃｍでは、測定時間を５分以上確保しても、壊変揺動誤差による測定精度への影響が0.01t/m³以上発生する。このため、ガイドパイプ２の間隔は４０ｃｍ以下とすることが望ましい。なお、測定時間を長くすることで測定精度は向上するが、施工性が悪化する。一方、ガイドパイプ２の間隔が２０ｃｍでは、数え落としによる測定誤差が0.01t/m³以上発生する。そこで、ガイドパイプ２の間隔は３０ｃｍ以上４０ｃｍ以下とすることが望ましい。

【0040】

次に、上記（２）について検証する。水中のグラウト材に対して２孔式ＲＩ密度計を挿入した場合、図７に示したように、ガンマ線源３ａとガンマ線検出器３ｂとの鉛直方向の位置が例えば数ｃｍ程度ずれることが予測される。そこで、ガンマ線検出器３ｂの位置を基準として鉛直方向に変位を与えた状態でガンマ線源３ａを設置して密度測定を行うことで、鉛直方向の変位の許容値を調べた。

【0041】

具体的には図８に例示した２本のガイドパイプ２のうち、右側のガイドパイプ２に挿入されているガンマ線源３ａをそのガイドパイプ２の下端の位置からモータによって上方に引き上げつつ、ガンマ線の測定を行った。測定対象とした試料は、水（密度1.0t/m³）と、グラウト材（密度2.5 t/m³）である。ガンマ線源３ａに与えた鉛直上向きの変位は、ガンマ線検出器３ｂの位置を基準として鉛直方向に０ｃｍ、２ｃｍ、４ｃｍである。

【0042】

図１３がその実験結果を示す表である。この表からは、ガイドパイプ２の間隔が小さいほど、又は、測定対象の試料の密度が大きくなるほど、ガンマ線源３ａの鉛直方向の変位による測定への影響が大きくなることが分かる。そして、ガンマ線検出器３ｂに対してガンマ線源３ａの鉛直方向の変位が４ｃｍの場合は測定誤差が0.03t/m³以上となる一方、鉛直方向の変位が２ｃｍ以内かつガイドパイプ間隔が４０ｃｍ以上であれば測定誤差は0.01t/m³未満となっている。このことから、２孔式ＲＩ密度計によるグラウト材の密度測定において、ガンマ線源３ａとガンマ線検出器３ｂとの鉛直方向の変位を２ｃｍ以内とすることが望ましい。

【0043】

次に、上記（３）について検証する。水中のグラウト材に対して２孔式ＲＩ密度計を挿入した場合、グラウト材と水の境界面による影響を受けることが想定される。そこで、水中におけるグラウト材の注入箇所の下端から鉛直方向上方にガンマ線検出器３ｂを引上げながらガンマ線を測定することで、水中グラウト材の密度を測定する際に必要となるガンマ線検出器３ｂの挿入長の最低値を調べた。

【0044】

具体的には、水槽に設置した型枠底部からしたガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂを同時に鉛直方向上方に引上げながら、ガンマ線の測定を行った。図１４がその実験結果を示すグラフである。このグラフからは、底面から測定中心ｐの距離が８５０ｍｍ付近を境にガンマ線の検出数が増加傾向に移る、つまり、境界面の影響を受けることが分かる。ここで、実験に用いた水槽内の水位及び２孔式ＲＩ密度計の寸法等を考慮すると、密度２．４～２．５t/m³のグラウト材を測定する場合には、２孔式ＲＩ密度計を最低でも１５０ｍｍ（１５ｃｍ）以上挿入する必要があると考えられる。

【0045】

以上の（１）～（３）について説明した各条件、つまり、ガンマ線源３ａとガンマ線検出器３ｂとの距離が３０ｃｍ以上４０ｃｍ以下、ガンマ線源３ａとガンマ線検出器３ｂとの鉛直方向の変位が２ｃｍ以内、水中のグラウト材に対するガンマ線検出器３ｂの挿入長が１５ｃｍ以上、という条件を全て満たすことにより、グラウト材の密度測定を0.01t/m³の精度で測定することが可能となる。

【0046】

［変形例］
上記実施形態を次のように変形してもよい。例えば上記実施形態では、第１の海洋構造物を水底から水面上に向かって設置された杭とし、第２の海洋構造物をその杭に嵌着するレグとしていたが、これらの例に限定されない。第１の海洋構造物と第２の海洋構造物は、洋上風力発電のモノパイルとトランジションピースのようにこれらの間に形成された間隙がグラウト材の注入対象となるようなものであればどのようなものであってもよい。

【0047】

また、上記実施形態では、レグ（第２の海洋構造物）が杭（第１の海洋構造物）の外径より大きい内径を有しており、間隙は杭の外周面とレグの内周面との間に形成されていたが、これに限らない。第２の海洋構造物が第１の海洋構造物の内径より小さい外径を有しており、間隙は、第１の海洋構造物の内周面と第２の海洋構造物の外周面との間に形成されていてもよい。

【0048】

上記実施形態においては、作業者がウインチ５を操作することで検出装置３を上下方向に移動させていたが、移動用機械として、ＲＯＶのような潜水装置を用いて実現してもよい。具体的には、作業者の遠隔操作によって水中で制御される潜水装置が、検出装置３又は、個別にガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂに接続された吊索材の繰り出し／巻き取りを行うウインチを有しており、作業者の遠隔操作に応じてガンマ線源３ａ及びガンマ線検出器３ｂの位置がガイドパイプ２内を間隙ｇ内の任意の位置に移動させられ、その位置におけるグラウト材の密度が検出される。この検出結果である検出値は、検出装置３からの通信線を経由して潜水装置に送信され、潜水装置から送信されて表示装置や記録装置に出力される。また、検出値の送信方法は検出装置３からの通信線により吊索材と潜水装置操作用ケーブルを経由して陸上部へ送信するようにしても良い。

【0049】

上記実施形態では、間隙ｇ内に検出装置３が２つ設けられている場合を例示したが、間隙ｇ内に検出装置３が１又は３以上設けられていてもよい。具体的には、図３のように２本／セットのガイドパイプ２，２及びこれらガイドパイプ２，２に挿入される検出装置３のセットが、間隙ｇの周方向に所定の間隔をあけて複数の位置に設けられていてもよい。これにより、間隙ｇの周方向にわたってグラウト材の密度を検出することが可能となる。なお、所定の間隔としては、仮にレグ１aの内径が２～３ｍであれば、実施形態で開示したように１８０度対向した２か所に設ければよく、設置数は計測対象の間隙の周方向の長さに応じて設定する。

【0050】

検出装置３による検出値が、注入するグラウト材の設計比重と比較して軽い場合、適正と考えられる範囲外の値となった場合には、作業者等に対してアラーム・警告等の情報を出力するようにしてもよい。なお、検出値が設計比重より重い場合にはそのままとしてよい。作業者は当該アラーム・警報が出力され次第、グラウトの注入を停止し、当該グラウトの品質を確認し、不適切なグラウトを充填することを防ぐことができる。この場合、グラウト材検出システムは、検出装置によって検出されたグラウト材の密度が軽く、決められた範囲に収まらない場合には、所定の情報を出力する出力部を備える。

【0051】

なお、グラウト材の注入口が間隙の下端部に対応する位置に設けられているときには、検出値で検出された適正外のグラウト材が間隙ｇの上端開口部から排出されるまで下端部の注入口から適正な密度のグラウト材を注入し、検出装置３により当該適正外のグラウト材が排出されるまでを確認することができる。

【0052】

なお、本発明は、コンピュータに、グラウト材検出システムを稼働させるためのプログラムであってもよい。

【符号の説明】

【0053】

１：ジャケット、１ａ：レグ、１ｂ：杭、２：ガイドパイプ、３：検出装置、３ａ：ガンマ線源、３ｂ：ガンマ線検出器、４：吊索材、５：ウインチ、６：固定具、７：輸送配管、８：注入口、ｇ：間隙、Ｓ：水面、Ｇ：水底、ｍ：グラウト材上端、ｐ：測定中心、Ｄ：挿入長、Ｍ：間隔、Ｙ：ガンマ線、ｄ：変位。

【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】

【図14】