特開 2024-9712 水中切断装置及びコンクリート部材の切断撤去方法

(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】P2024009712

(43)【公開日】2024-01-23

(54)【発明の名称】水中切断装置及びコンクリート部材の切断撤去方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 9/04 20060101AFI20240116BHJP

   E04G 23/08 20060101ALI20240116BHJP

   B28D 1/08 20060101ALI20240116BHJP

   E02B 3/10 20060101ALI20240116BHJP

   E02D 27/12 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

E02D9/04

E04G23/08 D

B28D1/08

E02B3/10

E02D27/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022111444

(22)【出願日】2022-07-11

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(71)【出願人】

【識別番号】596105208

【氏名又は名称】第一カッター興業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 多成

(72)【発明者】

【氏名】山口 匡

(72)【発明者】

【氏名】藤村 博

(72)【発明者】

【氏名】森野 弘之

(72)【発明者】

【氏名】岡 重洋

(72)【発明者】

【氏名】丈達 康太

(72)【発明者】

【氏名】出口 大輔

(72)【発明者】

【氏名】長塚 渉

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 由貴路

(72)【発明者】

【氏名】眞野 敬英

【テーマコード（参考）】

2D046

2D050

2D118

2E176

3C069

【Ｆターム（参考）】

2D046CA01

2D046CA13

2D050AA00

2D050EE01

2D118BA03

2D118CA01

2D118CA06

2D118CA07

2D118GA01

2D118GA05

2D118GA07

2D118GA09

2E176AA04

2E176DD22

3C069AA01

3C069BA06

3C069BB01

3C069BC02

3C069BC05

3C069CA07

3C069DA01

3C069EA01

(57)【要約】

【課題】水中でコンクリート部材を切断し撤去する工事において、作業工程の簡略化を図るとともに、潜水士による水中作業を省略して水中作業の安全性を向上することである。
【解決手段】水中でコンクリート部材を切断する水中切断装置であって、前記コンクリート部材をワイヤーソー切断する切断機構と、該切断機構が装着されるととともに、前記コンクリート部材を囲う取付架構と、を備え、前記切断機構は、ワイヤーソーを周回走行させる駆動機構と、前記ワイヤーソーを前記コンクリート部材に接触させる台車と、を有し、前記台車は、前記ワイヤーソーが掛け回される従動プーリを備え、前記コンクリート部材を挟んで対をなして配置される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中でコンクリート部材を切断する水中切断装置であって、
前記コンクリート部材をワイヤーソー切断する切断機構と、
該切断機構が装着されるととともに、前記コンクリート部材を囲う取付架構と、を備え、
前記切断機構は、
ワイヤーソーを周回走行させる駆動機構と、
前記ワイヤーソーを前記コンクリート部材に接触させる台車と、を有し、
前記台車は、
前記ワイヤーソーが掛け回される従動プーリを備え、前記コンクリート部材を挟んで対をなして配置されることを特徴とする水中切断装置。

【請求項2】

請求項１に記載の水中切断装置において、
前記駆動機構が、プーリガイドに沿って直線移動する駆動プーリを有し、
前記取付架構に、対をなす前記台車各々が移動する移動レールが設けられるとともに、
前記駆動機構と前記台車との間に、前記駆動プーリの直線運動を前記台車に伝達して、該台車各々を前記移動レールに沿って移動させる運動伝達機構が設けられることを特徴とする水中切断装置。

【請求項3】

請求項２に記載の水中切断装置において、
前記移動レールが、前記取付架構に横臥姿勢で設けられ、上面を凸形状に形成されることを特徴とする水中切断装置。

【請求項4】

請求項２に記載の水中切断装置において、
前記移動レールが、前記取付架構に横臥姿勢で設けられ、
前記取付架構に、前記移動レールの上方を覆う保護カバーが設けられることを特徴とする水中切断装置。

【請求項5】

請求項２に記載の水中切断装置において、
前記移動レールが、前記台車を貫通して設けられ、
該台車に、前記移動レールを清掃する清掃治具が設けられることを特徴とする水中切断装置。

【請求項6】

請求項１に記載の水中切断装置において、
前記取付架構の側面に、前記コンクリート部材が通過可能な解放部が設けられることを特徴とする水中切断装置。

【請求項7】

請求項１に記載の水中切断装置において、
前記取付架構に、下向きに高圧水を噴射するノズルが設けられていることを特徴とする水中切断装置。

【請求項8】

請求項１に記載の水中切断装置を用いて水中でコンクリート部材を切断するコンクリート部材の切断撤去方法であって、
前記コンクリート部材を囲うようにして前記取付架構を水底に据付ける事前準備工程と、
前記切断機構で、前記コンクリート部材に切断部を形成する水中切断工程と、
を備えることを特徴とするコンクリート部材の切断撤去方法。

【請求項9】

請求項８に記載のコンクリート部材の切断撤去方法において、
前記事前準備工程で、吊り具を利用して前記水中切断装置を水底に吊下ろし据付けたのち、前記吊り具を前記コンクリート部材に盛替えて装着し、
前記水中切断工程は、前記コンクリート部材に前記吊り具を装着した状態で実施することを特徴とするコンクリート部材の切断撤去方法。

【請求項10】

請求項８に記載のコンクリート部材の切断撤去方法において、
前記事前準備工程で、建設機械を利用して前記水中切断装置を側部から把持して水底に据え付け、
前記水中切断工程は、前記水中切断装置を前記建設機械で把持した状態で実施することを特徴とするコンクリート部材の切断撤去方法。

【請求項11】

請求項８に記載のコンクリート部材の切断撤去方法において、
前記コンクリート部材が、既存杭であることを特徴とするコンクリート部材の切断撤去方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中でコンクリート部材を切断撤去する工事に用いる水中切断装置、及び水中切断装置を用いてコンクリート部材を切断し撤去する、コンクリート部材の切断撤去方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水中で既存のコンクリート構造物を切断し撤去する工事では、切断位置の水深によらず潜水士による水中作業が発生する。潜水士による水中作業は、天候や付近を通過する船舶の影響を受けやすく、作業性や安全管理など多くの課題を有している。また、近年では人員確保も容易ではないため、潜水士による水中作業をできる限り削減するべく、様々な装置や工法が検討されている。

【0003】

このような中、例えば特許文献１には、潜水作業を低減しつつ水中にあるコンクリート構造物を水平切断する、水平切断解体方法が開示されている。具体的には、一部または全体が水中に浸漬されているコンクリート構造物に、切削用ケーブル（ワイヤーソー）を巻き掛ける。

【0004】

また、コンクリート構築物の切断を予定する高さ位置に、切削用ケーブルの走行方向をガイドする縦横ガイドプーリ台を設置する。こののち、地上に設置したケーブル駆動装置により切削用ケーブルを循環走行させ、同時に張力を加えながらコンクリート構築物に切り込ませ、これを切断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６－２７２４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１によれば、切削用ケーブルによるコンクリート構造物の切断作業中は、潜水士の水中作業を省略できる。ところが、事前準備作業であるコンクリート構築物に切削用ケーブルを巻き掛ける作業や、ガイドプーリ台をコンクリート構造物に取付ける作業などは複雑かつ手間を要する作業であり、自動化することが困難である。このため、少なくとも事前準備には潜水士による水中作業を実施せざるを得ない。

【0007】

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、水中でコンクリート部材を切断し撤去する工事において、作業工程の簡略化を図るとともに、潜水士による水中作業を省略して水中作業の安全性を向上することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

かかる目的を達成するため本発明の水中切断装置は、水中でコンクリート部材を切断する水中切断装置であって、前記コンクリート部材をワイヤーソー切断する切断機構と、該切断機構が装着されるととともに、前記コンクリート部材を囲う取付架構と、を備え、前記切断機構は、ワイヤーソーを周回走行させる駆動機構と、前記ワイヤーソーを前記コンクリート部材に接触させる台車と、を有し、前記台車は、前記ワイヤーソーが掛け回される従動プーリを備え、前記コンクリート部材を挟んで対をなして配置されることを特徴とする。

【0009】

本発明の水中切断装置は、前記駆動機構が、プーリガイドに沿って直線移動する駆動プーリを有し、前記取付架構に、対をなす前記台車各々が移動する移動レールが設けられるとともに、前記駆動機構と前記台車との間に、前記駆動プーリの直線運動を前記台車に伝達して、該台車各々を前記移動レールに沿って移動させる運動伝達機構が設けられることを特徴とする。

【0010】

本発明の水中切断装置は、前記移動レールが、前記取付架構に横臥姿勢で設けられ、上面を凸形状に形成されることを特徴とする。

【0011】

本発明の水中切断装置は、前記移動レールが、前記取付架構に横臥姿勢で設けられ、前記取付架構に、前記移動レールの上方を覆う保護カバーが設けられることを特徴とする。

【0012】

本発明の水中切断装置は、前記移動レールが、前記台車を貫通して設けられ、該台車に、前記移動レールを清掃する清掃治具が設けられることを特徴とする。

【0013】

本発明の水中切断装置は、前記取付架構の側面に、前記コンクリート部材が通過可能な解放部が設けられることを特徴とする。

【0014】

本発明の水中切断装置は、前記取付架構に、下向きに高圧水を噴射するノズルが設けられていることを特徴とする。

【0015】

本発明のコンクリート部材の切断撤去方法は、本発明の水中切断装置を用いて水中でコンクリート部材を切断するコンクリート部材の切断撤去方法であって、前記コンクリート部材を囲うようにして前記取付架構を水底に据付ける事前準備工程と、前記切断機構で、前記コンクリート部材に切断部を形成する水中切断工程と、を備えることを特徴とする。

【0016】

本発明のコンクリート部材の切断撤去方法は、前記事前準備工程で、吊り具を利用して前記水中切断装置を水底に吊下ろし据付けたのち、前記吊り具を前記コンクリート部材に盛替えて装着し、前記水中切断工程は、前記コンクリート部材に前記吊り具を装着した状態で実施することを特徴とする。

【0017】

本発明のコンクリート部材の切断撤去方法は、前記事前準備工程で、建設機械を利用して前記水中切断装置を側部から把持して水底に据え付け、前記水中切断工程は、前記水中切断装置を前記建設機械で把持した状態で実施することを特徴とする。

【0018】

本発明のコンクリート部材の切断撤去方法は、前記コンクリート部材が、既存杭であることを特徴とする。

【0019】

本発明の水中切断装置及びコンクリート部材の切断撤去方法によれば、水中切断装置が、コンクリート部材をワイヤーソー切断する切断機構と、切断機構が装着される取付架構を備える。これにより、事前準備工程で、水上から吊り下すもしくは建設機械で把持するなどの手段により、コンクリート部材を囲うようにして、取付架構を水底に据え付る。こののち、水中切断工程では、切断機構を構成するワイヤーソーを周回走行させつつ、台車を利用してワイヤーソーをコンクリート部材に接触させる。

【0020】

このような簡略な作業工程で、水中のコンクリート部材を容易にワイヤーソー切断することが可能となる。さらに、事前準備工程及び切断作業工程の両工程において、潜水士による水中作業を省略することができ、作業安全性の向上を図ることも可能となる。

【0021】

また、運動伝達機構を介して駆動プーリの直線運動を台車に伝達することで、別途モーターなどの動力源を設けることなく、ワイヤーソーをコンクリート部材に接触させる方向に台車を移動させることができる。これにより、水中切断装置全体の軽量化と構造の簡略化を図ることが可能となる。

【0022】

さらに、移動レールを横臥姿勢に配置し、上面を凸形状にするもしくは上方を覆う保護カバーを設ける。これにより、水底が砂地であったりヘドロが堆積する環境下にあっても、これらが移動レールの上面に堆積することを抑制し、台車をスムーズに移動させることが可能となる。加えて、台車に移動レールを清掃する清掃治具を設ければ、より確実に移動レールに沿って台車を移動させることが可能となる。

【0023】

また、取付架構の側面にコンクリート部材が通過可能な解放部を設けることで、この解放部を利用して、コンクリート部材を囲うように取付架構を据え付けできる。これにより、工事現場が低空頭な環境にある場合にも、水中切断装置を利用して効率よくコンクリート部材の水中切断工事を実施することが可能となる。

【0024】

さらに、取付架構に対して下向きに高圧水を噴射するノズルを設ければ、ヘドロなどが水底に堆積している場合に、これらを効率よく取り除いて安定した状態で取付架構を据え付けることができる。これにより、コンクリート部材の所望の高さ位置に精度よく、切断部を形成することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、コンクリート部材を囲うようにして、切断機構を装着した取付架構を水底に据え付けたのち、切断機構を稼働させることでコンクリート構造物を水中でワイヤーソー切断できるため、作業工程の簡略化を図り、潜水士による水中作業を省略して水中作業の安全性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施の形態における水中切断工事の事例を示す図である。

【図2】本実施の形態における水中切断装置（切断後）を示す図である。

【図3】本実施の形態における水中切断装置の詳細を示す図である。

【図4】本実施の形態における水中切断装置（切断前）を示す図である（その１）。

【図5】本実施の形態における水中切断装置（切断前）を示す図である（その２）。

【図6】本実施の形態における台車の詳細を示す図である。

【図7】本実施の形態における運動伝達機構の詳細を示す図である（その１）。

【図8】本実施の形態における運動伝達機構の詳細を示す図である（その２）。

【図9】本実施の形態における運動伝達機構の詳細を示す図である（その３）。

【図10】本実施の形態における既存杭の切断撤去方法を示す図である（その１）。

【図11】本実施の形態における既存杭の切断撤去方法を示す図である（その２）。

【図12】本実施の形態における既存杭の切断撤去方法を示す図である（その３）。

【図13】本実施の形態における下部架構の他の事例を示す図である。

【図14】本実施の形態における既存杭の切断撤去方法の他の事例を示す図である（その１）。

【図15】本実施の形態における既存杭の切断撤去方法の他の事例を示す図である（その２）。

【図16】本実施の形態における台車の他の事例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明は、水中に設けられたコンクリート部材をワイヤーソー切断し撤去するための装置及び方法である。切断対象となるコンクリート部材は、全体が水中にあるものや一部が水中に位置するものなどいずれでもよく、その形状や構造も何ら制約を受けるものではない。

【0028】

本実施の形態では、海上に構築した水上構造物を支持している既存杭を水平切断して撤去する場合を事例に挙げ、図１～図１６を参照しつつ、その詳細を説明する。なお、本実施の形態では、水底に略平行な方向を水平方向と称し、水底に略直交する方向を鉛直方向と称する。

【0029】

≪≪≪既存杭の水中切断工事の概略≫≫≫
図１（ａ）で示すように、道路やデッキ、人工地盤などの水上構造物３００を支持する複数の既存杭Ｐを切断し撤去する手順としては、まず水上構造物３００を撤去する。

【0030】

次に、図１（ｂ）で示すように、隣り合う既存杭Ｐに跨って設けられている梁などの連結部材３１０を切断する。こののち、既存杭Ｐ各々の所定の高さ位置（例えば、堆積するヘドロＳｌの上端より深さ数十ｃｍ程度）に、水平切断部Ｃｆを形成する。こうして、既存杭Ｐを海底Ｓｇ近傍で上下に切断分離し、上方側を吊り上げ撤去する。

【0031】

≪≪≪水中切断装置≫≫≫
このような既存杭Ｐの切断分離作業は、図２（ａ）で示すような略角筒形状の水中切断装置１００を用いて実施する。水中切断装置１００は、ワイヤーソー切断により既存杭Ｐに水平切断部Ｃｆを形成する装置であり、ワイヤーソー４１を備える切断機構４０と、切断機構４０を支持する取付架構１０とを備える。

【0032】

以下に、押切り方式で既存杭Ｐをワイヤーソー切断する場合を事例に挙げ、図２～図９を参照しつつ水中切断装置１００の詳細を説明する。なお、図２には、既存杭Ｐを切断したのちの状態にある水中切断装置１００を示している。また、図４～図９には、既存杭Ｐを切断する前の状態にある水中切断装置１００を示している。

【0033】

≪≪取付架構≫≫
取付架構１０は、図２（ａ）及び（ｂ）で示すように、切断対象である既存杭Ｐを囲うように配置される平面視矩形の下部架構２０と、その上方に取り付けられる上部架構３０とにより構成されている。

【0034】

≪≪下部架構≫≫
下部架構２０は、複数の柱２１とこれらを連結する上部梁２２１、中間梁２２２、及び下部梁２２３とにより構成されて、平面視矩形状の角筒状に形成されている。そして、図３（ａ）で示すように、角筒状をなす４つの側面のうちの１つの側面には下部梁２２３が省略されて、下方側に解放部２５が形成されている。なお、解放部２５は必ずしも設けなくてもよい。

【0035】

また、図２（ａ）で示すように、柱２１の下面と下部梁２２３の下面は、ほぼ同じ高さに配置されて着底面が形成され、この着底面に、複数のアンカー部材２３が設けられている。さらに、柱２１の外側面にはノズル２４が下方に向けて設けられており、ノズル２４から高圧水が噴射可能となっている。

【0036】

このような構造の下部架構２０は、切断対象の既存杭Ｐが構築されている地点の水深に応じて、その全長が調整されている。例えば、図１１（ｂ）で示すように、海底Ｓｇに着底した状態において、少なくとも上端が水面より上方に位置する状態となるように、下部架構２０の全長が調整されている。

【0037】

下部架構２０の高さを調整する手段はいずれでもよく、例えば柱２１を伸縮可能な構造とするなどしてもよい。そして、下部架構２０の上部に、図４（ａ）で示すような、上部架構３０が設けられている。

【0038】

≪≪上部架構≫≫
上部架構３０は、後述する駆動機構５０を取付けることが可能に形成されていればいずれの構造でもよい。本実施の形態では、縦材３１と横材３２とを組み合わせたフレームにより構成し、縦材３１を下部架構２０を構成する柱２１の上端に接続させている。その接続方法は、下部架構２０の柱２１に対して一体に設けてもよいし、着脱自在に設けてもよい。このような構成の上部架構３０と下部架構２０とにより構成された取付架構１０に、切断機構４０が装着されている。

【0039】

≪≪≪切断機構≫≫≫
切断機構４０は、図２（ａ）で示すように、ダイヤモンドソーワイヤーをエンドレス状に加工したワイヤーソー４１、駆動機構５０、張力調整機構４２、ガイドプーリ群６０、及び台車７０を備える。また、台車７０が走行する移動レールＲと、台車７０の動力として機能する運動伝達機構８０を備えている。

【0040】

駆動機構５０は、ワイヤーソー４１に一定の緊張力と高速回転力を付与するものであり、図４（ａ）で示すように、取付架構１０の外側面Ｂにおける上部架構３０に装着されている。取付架構１０の外側面Ｂは、図４（ｂ）及び（ｃ）で示すように、下部架構２０の解放部２５を設けた外側面Ｅと交差する面である。

【0041】

駆動機構５０の構成は、図４（ａ）で示すように、下部架構２０の柱２１に直交する横臥姿勢のプーリガイド５２と、プーリガイド５２に沿って移動する移動装置５３とを備える。また、移動装置５３には、ワイヤーソー４１を周回走行させる駆動プーリ５１と、駆動プーリ５１を駆動する駆動部（図示せず）が設置されている。

【0042】

駆動プーリ５１は鉛直回転することで、掛回されたワイヤーソー４１に高速回転力を付与する。また、移動装置５３を介してプーリガイド５２に沿って直線移動することで、ワイヤーソー４１に張力を付与することができる。

【0043】

張力調整機構４２は、ワイヤーソー４１に既存杭Ｐを切断可能な程度の張力を調整付与する装置であり、駆動機構５０と同様に、外側面Ｂの上部架構３０に装着されている。その構造は、駆動機構５０だけでは不足する分の張力をワイヤーソー４１に付与できればいずれでもよく、図４（ａ）では、ワイヤーソー４１が掛け回されるプーリと、プーリの位置を可変させるバネ部材とを組み合わせて構成している。

【0044】

ガイドプーリ群６０は、エンドレス状に加工されたワイヤーソー４１を取付架構１０に這わせて周回走行させるよう、下部架構２０及び上部架構３０の適所に、鉛直回転自在に設置されている。その数量はいずれでもよく、本実施の形態では、取付架構１０の図４（ａ）で示した外側面Ｂ、図５（ａ）で示した外側面Ｃ、図５（ｂ）で示した外側面Ｄを利用して、第１～第８ガイドプーリ６１～６８の合計８個を設けている。

【0045】

図４（ｂ）及び（ｃ）で示すように、取付架構１０の外側面Ｃは解放部２５が設けられた外側面Ｅと対向する面であり、外側面Ｄは外側面Ｅと交差する面である。このように、ガイドプーリ群６０を外側面Ｂ～Ｄに集約して設けることで、ワイヤーソー４１はガイドプーリ群６０に掛け回されても、外側面Ｅに設けた解放部２５を横断することはない。

【0046】

これらガイドプーリ群６０、前述の駆動機構５０、及び張力調整機構４２に掛け回されるワイヤーソー４１は、駆動機構５０の駆動プーリ５１を鉛直回転することにより、周回走行する。具体的には、図３（ｂ）と図４（ａ）で示すように、第１ガイドプーリ６１から駆動プーリ５１、第２ガイドプーリ６２及び張力調整機構４２を経由して、第３～第５ガイドプーリ６３～６５に掛け回される。

【0047】

次に、図３（ｂ）と図５（ａ）及び（ｂ）で示すように、第６ガイドプーリ６６及び第７ガイドプーリ６７を経由したのち、図４（ｂ）で示すように、後述する対をなす台車７０に掛け回されて、既存杭Ｐを取り込んだ取付架構１０の内部空間を横断する。こののち、図４（ａ）で示すように、第８ガイドプーリ６８を経由して第１ガイドプーリ６１に戻る。これによりワイヤーソー４１は周回走行しつつ、図４（ｂ）で示すように、対をなす台車７０間で切断対象である既存杭Ｐに接触可能な態様となる。

【0048】

≪≪台車及び移動レール≫≫
対をなす台車７０は、図４（ｃ）で示すように、既存杭Ｐを挟んで配置された一対の移動レールＲ上各々を走行する。移動レールＲの詳細は後述するが、その配置位置は、前述の駆動機構５０及び張力調整機構４２を設けた外側面Ｂと、これに対向する外側面Ｄとに設けられている。

【0049】

一対の移動レールＲのうちの一方に沿って移動する第１の台車７０ａと、他方に沿って移動する第２の台車７０ｂはともに、同一の構造を有する。したがって、外側面Ｂ側に設けた移動レールＲ上を移動する第２の台車７０ｂを事例に挙げて、その詳細を説明する。

【0050】

第２の台車７０ｂは、図６（ａ）及び（ｂ）で示すように、ワイヤーソー４１が掛け回されて水平回転する従動プーリ７１と、従動プーリ７１を支持する支持フレーム７２とを備える。支持フレーム７２は、移動レールＲが貫通する箱型に形成され、その下面に従動プーリ７１が設置され、上面には、後述する運動伝達機構８０が接続される連結板７５が設けられている。

【0051】

また、台車７０の内空部には、移動レールＲに当接する走行体７３が水平回転自在に設けられ、側面には、移動レールＲの上面に当接するブラシなどの清掃治具７４が設けられている。これにより、第２の台車７０ｂは、清掃治具７４で移動レールＲの上面を清掃しながら移動する。

【0052】

したがって、水中切断装置１００を海中に吊り下した際、海底Ｓｇに堆積したヘドロＳｌや海砂などが舞い上って移動レールＲの上面に堆積しても、これらを清掃治具７４で掃き出すことができる。したがって、走行体７３を移動レールＲに沿って確実に転動させ、台車７０をスムーズに移動させることができる。

【0053】

移動レールＲは、図６（ａ）で示すような角材により構成され、出隅部を上部に向けた下部架構２０の柱２１に直交する横臥姿勢で、下部架構２０に設置されている。こうして出隅部を上部に向けることで、移動レールＲにヘドロＳｌや海砂が堆積することを回避している。

【0054】

しかし、移動レールＲは必ずしも角材に限定されるものではなく、堆積物を生じさせないよう上面に凸形状を形成できれば、いずれの長尺部材を採用してもよい。また、図６（ａ）（ｂ）では、移動レールＲに角材を使用する場合を例示しているため、走行体７３にＶ字プーリを採用している。しかし、走行体７３の形状も、移動レールＲに対応する形状を有していれば、いずれを採用することもできる。

【0055】

上記の対をなす台車７０は、移動レールＲに沿って移動させることができれば、自走式や牽引式などいずれの動力源を採用してもよい。本実施の形態では、図３（ｃ）及び図７～図９で示すような運動伝達機構８０を利用し、対をなす台車７０を移動させている。

【0056】

≪≪運動伝達機構≫≫
運動伝達機構８０は、既存杭Ｐに水平切断にＣｆを形成する期間中に、プーリガイド５２に沿って移動する駆動プーリ５１の直線運動を、台車７０に伝達する機構である。その構成は、図７で示すように、駆動プーリ５１の背面側に設けられている移動装置５３に一端が接続された４本のケーブル８１ａ～８１ｄと、これらが掛け回されるケーブル用プーリ群８２とにより構成される。

【0057】

ケーブル用プーリ群８２は、４本のケーブル８１ａ～８１ｄを取付架構１０の内側面に這わせるよう、下部架構２０及び上部架構３０の適所に、鉛直回転自在に設置されている。その数量はいずれでもよく、本実施の形態では、取付架構１０の図７で示した内側面Ｂ’、図８で示した内側面Ｄ’、図９（ａ）及び（ｂ）で示した内側面Ｅ’及び内側面Ｃ’を利用して、第１～第１０ケーブル用プーリ８２１～８２１０の合計１０個を設けている。内側面Ｂ’～Ｅ’は各々、図４（ｂ）で示すように、取付架構１０の外側面Ｂ～Ｅの背面に該当する。

【0058】

４本のケーブル８１ａ～８１ｄは、これらケーブル用プーリ群８２に掛け回されて、一端が駆動機構５０の移動装置５３に接続され、他端が第１の台車７０ａもしくは第２の台車７０ｂの連結板７５に接続される。具体的には、図３（ｃ）で示すように、移動装置５３の下方側に一端が接続された第１ケーブル８１ａは、第１及び第２のケーブル用プーリ８２１、８２２に掛け回されて、他端が第２の台車７０ｂに連結される。

【0059】

また、第２ケーブル８１ｂは、第４及び第３のケーブル用プーリ８２４、８２３に掛け回されて、他端が第２の台車７０ｂに連結される。一方、移動装置５３の上方側に一端が接続された第３ケーブル８１ｃは、に、第５～第７のケーブル用プーリ８２５～８２７に掛け回されて、他端が第１の台車７０ａに連結される。また、第４ケーブル８１ｄは、第１０～第８のケーブル用プーリ８２１０～８２８に掛け回されて、他端が第１の台車７０ａに連結される。

【0060】

上記の構成を有する運動伝達機構８０は、例えば図４（ａ）で示すように、紙面上で右側に位置する駆動プーリ５１が、移動装置５３を介してプーリガイド５２に沿って紙面上で左側に移動すると、この直線運動を第２の台車７０ｂに伝達する。すると、第２の台車７０ｂは、図２（ｂ）で示すように、移動レールＲに沿って紙面上で右側に移動する。また、第１の台車７０ａも、第２の台車７０ｂと並走するようにして、移動レールＲに沿って移動する。

【0061】

これにより、図４（ｃ）で示すように、対をなす台車７０に掛け回されて取付架構１０の内部空間を横断するワイヤーソー４１を、既存杭Ｐに接触させることができる。このように、運動伝達機構８０を採用すると、別途動力を設けることなく、台車７０を駆動プーリ５１と同一速度で並走させることができる。したがって、水中切断装置１００は、水中に位置する台車７０の動力を省略し、水上に位置する駆動機構５０を稼働させるための動力を設けるのみの簡略な構成とすることができる。

【0062】

≪≪≪既存杭の切断撤去方法≫≫≫
上記の水中切断装置１００を用いて、切断対象である既存杭Ｐを押切り方式でワイヤーソー切断し撤去する手順を、以下に説明する。

【0063】

≪事前準備工程≫
まず、図１０（ａ）で示すように、切断対象である既存杭Ｐの頭部近傍に、シャックルＳｈを設置する。シャックルＳｈは、図１２（ｂ）で示すように、切断後の既存杭Ｐを撤去する際に使用する玉掛ワイヤＳｗを連結する部材である。その接合方法はいずれでもよく、例えばあと施工アンカーなどを採用できる。

【0064】

次に、図１０（ｂ）で示すように、地上であらかじめ組立てた水中切断装置１００を吊り天秤Ｓｂなどを利用して揚重する。そして、図３（ａ）を参照して説明した取付架構１０の側面に設けた解放部２５を利用して、図１０（ｃ）で示すように、既存杭Ｐを取付架構１０の内部空間に取り込む。

【0065】

こののち、図１１（ａ）で示すように、水中切断装置１００をさらに吊下ろす。海底ＳｇにヘドロＳｌが堆積しており、安定した状態で着底できない恐れがある場合には、下部架構２０に設けたノズル２４から高圧水Ｗを噴射し、ヘドロＳｌの一部を除去する。すると、図１１（ｂ）で示すように、海底Ｓｇにアンカー部材２３を確実に貫入させて、水中切断装置１００を安定して着底させることができる。

【0066】

こうして、既存杭Ｐを囲うようにして水中切断装置１００を据え付けたのち、吊り天秤Ｓｂの玉掛ワイヤＳｗを水中切断装置１００から取り外し、図１１（ｃ）で示すように、既存杭Ｐに設置したシャックルＳｈに付け替える。これにより、切断作業中の既存杭Ｐを安全に支持できるとともに、ワイヤーソー切断したのちの既存杭Ｐを容易に撤去できる。なお、玉掛ワイヤＳｗは、必ずしも水中切断装置１００を吊り下す際に使用したものを兼用させなくてもよく、別途準備してもよい。

【0067】

≪水中切断工程≫
上記の事前準備工程を終えたところで、既存杭Ｐをワイヤーソー切断する。つまり、駆動機構５０に設けた駆動部（図示せず）を稼働させて駆動プーリ５１を高速回転し、ワイヤーソー４１を周回走行させる。併せて、駆動プーリ５１をプーリガイド５２上で移動させる。

【0068】

すると、図３（ｃ）を参照して説明したように、運動伝達機構８０を介して駆動プーリ５１の直線運動が台車７０に伝達され、図１２（ａ）で示すように、対をなす台車７０が移動レールＲに沿って移動する。これにより、図４（ｃ）で示すように、対をなす台車７０の間に位置するワイヤーソー４１は、周回走行しながら既存杭Ｐに接触し、この接触した部分から徐々に既存杭Ｐを切断し、水平切断部Ｃｆを形成していく。

【0069】

このとき、ワイヤーソー４１により既存杭Ｐに形成される水平切断部Ｃｆの高さ位置は、図２（ａ）で示すように、従動プーリ７１の高さ位置により決定される。したがって、台車７０における従動プーリ７１の高さ位置や、台車７０が移動する移動レールＲの設置高さを適宜調整しておくことにより、水平切断部Ｃｆを所望の高さ位置に設定できる。

【0070】

≪撤去工程≫
水平切断部Ｃｆが形成されて水平切断された既存杭Ｐは、図１２（ａ）で示すように、シャックルＳｈに取り付けた玉掛ワイヤＳｗ及び吊り天秤Ｓｂを介して、クレーンなどの揚重装置に吊支持されている。したがって、図１２（ｂ）で示すように、切断後の既存杭Ｐをそのままで吊り上げることで、容易に撤去することができる。

【0071】

こののち、図１２（ｃ）で示すように、水中切断装置１００をクレーンなどで揚重して撤去し、水中切断工事を終了する。もしくは、水中切断装置１００を次の作業地点に移動して据え付け、水中切断工事を継続する。

【0072】

上記の水中切断装置及び切断方法によれば、水中切断装置１００を切断対象である既存杭Ｐを囲うようして海底に着底させたのち、切断機構４０に備えた駆動機構５０を稼働させることで、既存杭Ｐをワイヤーソー切断できる。このように、水中で実施する既存杭Ｐの切断作業に係る工程を簡略化でき、また、潜水士による水中作業をほぼ省略できる。したがって、施工性及び作業性を向上できるだけでなく、安全管理の困難な水中切断工事において、作業安全性の向上を図ることが可能となる。

【0073】

ところで、水深が一様でない海底Ｓｇに構築された複数の既存杭Ｐを撤去する場合に、水中切断装置１００の取付架構１０を構成する下部架構２０は、複数の既存杭Ｐごとに、少なくとも上端が海面より上方に位置するよう、その全長を調整する必要が生じる。したがって、例えば図３（ａ）や図１３（ａ）で示すように、高さを替えた下部架構２０を複数製作しておき、既存杭Ｐが構築されている地点の水深に応じて取り替える構成としてもよい。こうすると、水深に対応する水中切断装置１００を工事現場で容易に組立て、迅速に切断作業を実施できる。

【0074】

また、下部架構２０は、必ずしも角筒形状に限定するものではなく、多角柱や円柱など、切断対象を包囲して水底に安定して着底できる構成を有していれば、いずれを採用してもよい。さらに、下部架構２０に設ける解放部２５は、図１３（ｂ）で示すように、高さ方向に連続させてもよい。

【0075】

つまり、下部架構２０は、水中でその形状を維持可能であれば、平面視でコの字形状やＣの字形状に形成してもよい。このように解放部２５を高さ方向に連続させる場合には、図１３（ｃ）で示すように、ハンチ２２４を設けて下部架構２０を補強するなどしてもよい。

【0076】

このとき、図３（ａ）及び（ｃ）を見るとわかるように、解放部２５の上方を運動伝達機構８０の第３ケーブル８１ｃが横断する態様となる。このまま第３ケーブル８１ｃの位置を変更しない場合は、解放部２５を、事前準備工程で取付架構１０を海底Ｓｇに据え付ける際に、既存杭Ｐを取り込む取り込み口専用として使用できる。一方で、第３ケーブル８１ｃの位置を変更して解放部２５の上方も開放すれば、解放部２５を、撤去工程で切断後の既存杭Ｐを取り去る取去り口としても、使用可能な構成とすることができる。

【0077】

これにより、工事現場が低空頭な環境にある場合にも、水中切断装置１００を利用して既存杭Ｐを切断し撤去する工事を実施することができる。以下に、低空頭な環境にある工事現場で、下部架構２０の解放部２５を、切断前の既存杭Ｐの取込み口および切断後の既存杭Ｐの取出し口として利用する場合を事例に挙げ、既存杭Ｐの水中切断工法の他の事例を説明する。

【0078】

≪≪既存杭の水中切断工法：工事現場が低空頭な環境にある場合≫≫
≪事前準備工程≫
工事現場が低空頭な環境にある場合には、水中切断装置１００の搬出入や切断したのちの既存杭Ｐの撤去作業にクレーンなどの揚重装置を使用できない。そこで、図１４～図１５では、バックホウ２００を使用する場合を事例に挙げて、その手順を説明する。

【0079】

まず、バックホウ２００のアーム２０１とバケットリンク２０２の先端に、バケットに替えて、水中切断装置１００を把持可能なアタッチメントを取り付け、地上で組み立てた水中切断装置１００を搬入する。次に、取付架構１０の側面に設けた解放部２５を利用して、図１４（ａ）で示すように、既存杭Ｐを取付架構１０の内部空間に取り込む。

【0080】

こうすると、水中切断装置１００の全長を既存杭Ｐの上方まで上昇させる必要がなく、低空頭な工事現場に好適である。こののち、図１４（ｂ）で示すように、既存杭Ｐを取り囲むようにして、水中切断装置１００を据え付ける。据え付け作業時は、図１１（ａ）を参照して説明したように、必要に応じてノズル２４から高圧水を噴射するとよい。これらの作業と前後して、切断撤去予定の既存杭Ｐには、シャックルＳｈを頭部近傍に接合しておく。

【0081】

≪水中切断工程≫
図１２（ａ）を参照しつつ説明した手順で、切断機構４０を既存杭Ｐによりワイヤーソー切断する。このとき、バックホウ２００は、水中切断装置１００を支持した状態を維持する。そして、水中切断装置１００の取付架構１０で、切断したのちの既存杭Ｐを受け止め支持する。こうして、既存杭Ｐの上方空間は常時、撤去時の作業空間として確保しておく。

【0082】

≪撤去工程≫
切断機構４０により水平切断され、水中切断装置１００にもたれた姿勢の既存杭Ｐは、施工現場に別途建設機械を搬入し、図１５（ａ）で示すように、下部架構２０の解放部２５を利用して、既存杭Ｐを側方から取り出し撤去する。また、水中切断装置１００はバックホウ２００で搬出する。

【0083】

これにより、低空頭な工事現場であっても、水中切断装置１００を用いて既存杭Ｐを容易に切断撤去することができる。上記の水中切断装置１００の搬入、据付け及び搬出の各作業にバックホウ２００を採用する構成は、工事現場が低空頭な場合に限定するものではなく、いずれの環境の施工現場にも採用可能である。

【0084】

バックホウ２００を採用すると、バックホウ２００の作業範囲に応じて水中切断装置１００を、図１４（ａ）で示すような構台Ｓｔに近接した位置から図１５（ｂ）で示すような構台Ｓｔから離間した位置まで、地上からの操作で容易に据付け可能である。

【0085】

本発明の水中切断装置１００及び切断撤去方法は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【0086】

本実施の形態では、押切り方式で既存杭Ｐをワイヤーソー切断する場合を事例に挙げたが、引切り方式を採用することも可能である。この場合には、必要に応じて、ガイドプーリ群６０の数量を適宜増減させるなどして、ワイヤーソー４１の掛け回す位置や方向を変更するとよい。

【0087】

また、一対の移動レールＲは必ずしも下部架構２０の柱２１に直交して設けなくてもよい。例えば、柱２１に傾斜して設置すれば、既存杭Ｐに斜め方向の水平切断部Ｃｆを形成することも可能である。

【0088】

さらに、図１６（ａ）及び（ｂ）で示すように、移動レールＲの上方に屋根状の保護カバー７６を設けてもよい。こうすると、移動レールＲの上面に堆積するヘドロＳｌや海砂の量を、大幅に低減することができる。

【符号の説明】

【0089】

１００ 水中切断装置
１０ 取付架構
２０ 下部架構
２１ 柱
２２ 梁
２２１ 上部梁
２２２ 中間梁
２２３ 下部梁
２２４ ハンチ
２５ 解放部
２３ アンカー部材
２４ ノズル
２５ 解放部
２７ ハンチ
３０ 上部架構
４０ 切断機構
４１ ワイヤーソー
４２ 張力調整機構
５０ 駆動機構
５１ 駆動プーリ
５２ プーリガイド
５３ 移動装置
６０ ガイドプーリ群
６１～６８ 第１～第８ガイドプーリ
７０ 台車
７０ａ 第１の台車
７０ｂ 第２の台車
７１ 従動プーリ
７２ 支持フレーム
７３ 走行体
７４ 清掃治具
７５ 連結板
７６ 保護カバー
８０ 運動伝達機構
８１ ケーブル
８１ａ～８１ｄ 第１～第４ケーブル
８２ ケーブル用プーリ群
８２１～８２１０ 第１～第１０ケーブル用プーリ
２００ バックホウ
２０１ アーム
２０２ バケットリンク
２０３ フック
３００ 水上構造物
３１０ 連結部材
Ｐ 既存杭
Ｃｆ 水平切断部
Ｓｌ ヘドロ
Ｓｇ 海底
Ｓｂ 吊り天秤
Ｓｈ シャックル
Ｓｗ 玉掛ワイヤ
Ｓｔ 構台
Ｗ 高圧水

【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】

【図15】

【図16】