特許 7362522 トレミー管を用いた水中打設の施工方法および当該施工方法に用いる水中投入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-06

(45)【発行日】2023-10-17

(54)【発明の名称】トレミー管を用いた水中打設の施工方法および当該施工方法に用いる水中投入装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 15/10 20060101AFI20231010BHJP

【ＦＩ】

E02D15/10

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020042010

(22)【出願日】2020-03-11

(65)【公開番号】P2021143501

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2022-10-04

(73)【特許権者】

【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】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕一

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－２３５７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１７８４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０２８４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００８４８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上端部に気密弁が設けられたトレミー管を備えた水中投入装置を用いて、水底に材料を堆積させる水中打設の施工方法であって、
トレミー管を水中に保持する保持工程と、
前記保持工程で保持され、前記気密弁が閉じられた状態の前記トレミー管の上端部から当該トレミー管の管内に向かって気体を圧送することによって、当該管内に充満している水を管外に排出して当該管内に空洞部を設ける気体圧送工程と、
前記気体圧送工程終了後、前記気体の圧送を停止している状態において、前記気密弁が閉じられており、且つ前記空洞部が設けられているトレミー管の下端部を海底に押し込み、トレミー管を海底に立設する設置工程と、
前記設置工程後、前記気体の圧送を停止している状態において、前記気密弁が開かれた状態の前記上端部から、前記空洞部に、前記材料を投入する材料投入工程と、を含むことを特徴とする施工方法。

【請求項2】

前記材料投入工程によって前記空洞部に投入された前記材料を、前記トレミー管の上端部から当該トレミー管の管内に向かって圧送した気体によって押圧する押圧工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の施工方法。

【請求項3】

トレミー管を備えた水中投入装置を用いて、水底に材料を堆積させる水中打設の施工方法であって、
トレミー管を水中に保持する保持工程と、
前記保持工程で保持された前記トレミー管の上端部から当該トレミー管の管内に向かって気体を圧送することによって、当該管内に充満している水を管外に排出して当該管内に空洞部を設ける気体圧送工程と、
前記気体圧送工程によって設けられた前記空洞部に、前記材料を投入する材料投入工程と、を含み、
前記気体圧送工程の前に、前記トレミー管の管内に水が充満している状態の当該管内に、前記トレミー管の管径と略等しい直径を有する塊を形成することができる分量以上の前記材料を投入して当該トレミー管の上端部にて当該塊を形成することによって当該トレミー管を閉塞する塊形成工程を含み、
前記気体圧送工程では、気体を圧送して前記塊形成工程によって形成された前記塊を押圧することによって当該塊を押し下げて前記トレミー管内の水を排出し、当該塊の上方に前記空洞部を設け、
前記材料投入工程は、前記気体圧送工程によって前記塊の上方に設けられた前記空洞部に、前記材料を更に投入することを特徴とする施工方法。

【請求項4】

前記水底に堆積させた前記材料の堆積物の上部の高さを計測する計測工程と、
前記計測工程によって計測した高さが、所定値であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記計測した高さが前記所定値であると判定されると前記トレミー管を引き上げる管引き上げ工程と、
を更に含む、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の施工方法。

【請求項5】

請求項１から４の何れか１項に記載の施工方法に用いる、上端部に気密弁が設けられたトレミー管を備えた水中投入装置であって、
水中に保持された前記気密弁が閉じられた状態の前記トレミー管の管内に、当該トレミー管の上端部から気体を圧送する気体圧送部と、
前記気体圧送部によって前記管内に気体が圧送されることによって当該管内に設けられた空洞部に、前記気密弁が開かれた状態の前記上端部から、前記材料を投入する材料投入部と、を備え、
前記気体圧送部は、前記材料投入部から前記空洞部に前記材料が投入されている間、前記気体の圧送を停止する、ことを特徴とする水中投入装置。

【請求項6】

前記気体圧送部は、前記材料投入部によって前記空洞部に投入された前記材料を、気体を圧送して押圧することを特徴とする請求項５に記載の水中投入装置。

【請求項7】

前記水底に堆積させた前記材料の堆積物の高さを計測する計測部を前記トレミー管の外側に更に備えていることを特徴とする請求項５または６に記載の水中投入装置。

【請求項8】

前記トレミー管の下端部の側における外周面には、水平方向に突出した均し部が設けられており、
前記均し部は、水平方向に広がる面を有していることを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載の水中投入装置。

【請求項9】

前記トレミー管の下端部の側に配設されている筒状の汚濁防止膜であって、当該トレミー管の下端部の側から管軸方向に沿って下方に延びる形状を有する汚濁防止膜を、更に備えており、
前記汚濁防止膜は、前記管軸方向に沿った長さが可変であることを特徴とする請求項５から８の何れか１項に記載の水中投入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トレミー管を用いた水中打設の施工方法および当該施工方法に用いる水中投入装置に関する。

【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）。

【0004】

また、カルシア改質土の海域投入方法として、直接投入（底開パージ）、グラブ投入、トレミー式ポンプ打設が知られている。このトレミー式ポンプ打設工法は、トレミー管を海域の所定位置に保持し、海上に出ている投入口側から、カルシア改質土をポンプ圧送して連続的にトレミー管内に送り込み、海底側から排出して打設する工法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－１２９５６８号公報

【文献】特開２００２－１２９５６９号公報

【文献】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】

【0006】

しかしながら、トレミー管を用いた水中打設工法の従前技術は、トレミー管内に水（海水）が充満した状態で材料を投入して海底に堆積させる。そのため、材料がトレミー管内において水と接触して分散してしまうという問題がある。カルシア改質土やセメント改良土等の固化処理土の場合には、水との混合により強度発現が小さくなるおそれがある。

【0007】

そこで、本発明の一態様は、トレミー管内において投入材料と水との接触を抑えることができる、トレミー管を備えた水中投入装置を用いておこなう構造物等の施工方法、および当該水中投入装置を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る施工方法は、トレミー管を備えた水中投入装置を用いて、水底に材料を堆積させる水中打設の施工方法であって、トレミー管を水中に保持する保持工程と、前記保持工程で保持された前記トレミー管の上端部から当該トレミー管の管内に向かって気体を圧送することによって、当該管内に充満している水を管外に排出して当該管内に空洞部を設ける気体圧送工程と、前記気体圧送工程によって設けられた前記空洞部に、前記材料を投入する材料投入工程と、を含む。

【0009】

前記の構成によれば、管内の水を排出することによって設けられた空洞部内に材料を投入するため、材料と水との接触を抑えることができる。これにより、固化処理土を投入する場合であっても、固化処理土と水（海水）とが混合する事態を回避することができる。そのため、前記の構成の施工方法によれば、濁りの発生抑制や固化処理土の強度低下を抑制することができる。

【0010】

また、前記施工方法は、前記材料投入工程によって前記空洞部に投入された前記材料を、前記トレミー管の上端部から当該トレミー管の管内に向かって圧送した気体によって押圧する押圧工程を更に含んでもよい。

【0011】

前記の構成によれば、管内に投入された材料を気体によって押圧するため、材料を管から速やかに排出することができる。

【0012】

また、前記施工方法は、前記気体圧送工程の前に、前記トレミー管の管内に水が充満している状態の当該管内に、前記トレミー管の管径と略等しい直径を有する塊を形成することができる分量以上の前記材料を投入して当該トレミー管の上端部にて当該塊を形成することによって当該トレミー管を閉塞する塊形成工程を含み、前記気体圧送工程では、気体を圧送して前記塊形成工程によって形成された前記塊を押圧することによって当該塊を押し下げて当該塊の上方に前記空洞部を設け、前記材料投入工程は、前記気体圧送工程によって前記塊の上方に設けられた前記空洞部に、前記材料を更に投入する構成としてもよい。

【0013】

前記の構成によれば、塊形成工程によって、トレミー管の上端部に、管に嵌る大きさの塊が形成される。この状態で気体圧送工程によって当該塊を押し下げることにより、水中に保持した直後の管内にあった水はトレミー管の下端部から排出され、管内の水の水位は、押し下げられた塊の下端に位置することになる。これにより、管内の塊の上方に空洞部が設けられることになり、その空洞部に材料を投入すれば、投入した材料には水が接触しない。この方法によれば、材料と水との接触を限定的なものとすることができる。

【0014】

また、前記施工方法は、前記水底に堆積させた前記材料の堆積物の上部の高さを計測する計測工程と、前記計測工程によって計測した高さが、所定値であるかを判定する判定工程と、前記判定工程により前記計測した高さが前記所定値であると判定されると前記トレミー管を引き上げる管引き上げ工程と、を更に含んでもよい。

【0015】

前記の構成によれば、計測工程により堆積物の高さを計測することにより、堆積状況を把握することができる。そのため、堆積が完了することが判れば、水底の別の箇所にトレミー管を移動する作業を効率的におこなうことができる、また、完了の有無ではなく、堆積の途中で管を少し引き上げることも可能である。

【0016】

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水中投入装置は、前記施工方法に用いる、トレミー管を備えた水中投入装置であって、水中に保持された前記トレミー管の管内に、当該トレミー管の上端部から気体を圧送する気体圧送部と、前記気体圧送部によって前記管内に気体が圧送されることによって当該管内に設けられた空洞部に前記材料を投入する材料投入部と、を備えている。

【0017】

前記の構成によれば、空洞部に材料を投入するため、材料と水との接触を抑えることができる。これにより、固化処理土を投入する場合であっても、固化処理土と水（海水）とが混合する事態を回避することができる。そのため、前記の構成によれば、濁りの発生抑制や固化処理土の強度低下を抑制することができる。

【0018】

また、前記水中投入装置は、前記気体供給部が、前記材料投入部によって前記空洞部に投入された前記材料を、気体を圧送して押圧してもよい。

【0019】

前記の構成によれば、管内に投入された材料を気体によって押圧するため、材料を管から速やかに排出することができる。

【0020】

また、前記水中投入装置は、前記水底に堆積させた前記材料の堆積物の高さを計測する計測部を前記トレミー管の外側に更に備えていてもよい。

【0021】

前記の構成によれば、前記堆積物の上部の上昇状況に応じてトレミー管を引き上げることができる。

【0022】

また、前記水中投入装置は、前記トレミー管の下端部の側における外周面には、水平方向に突出した均し部が設けられており、前記均し部は、水平方向に広がる面を有していてもよい。

【0023】

前記の構成によれば、均し部の水平の面によって、前記水底に堆積された前記材料の堆積物の上面を一定の高さで側方に流動させることができる。

【0024】

また、前記水中投入装置は、前記トレミー管の下端部の側に配設されている筒状の汚濁防止膜であって、当該トレミー管の下端部の側から管軸方向に沿って下方に延びる形状を有する汚濁防止膜を、更に備えており、前記汚濁防止膜は、前記管軸方向に沿った長さが可変である構成としてもよい。

【0025】

前記の構成によれば、汚濁防止膜が設けられていることにより、前記トレミー管の下端から落下した投下材料により汚濁が生じても汚濁範囲を限定的とすることができる。また、そのため、前記トレミー管の下端を、海底または先に投下されて堆積している堆積物から上方に向かって離間した位置に配置することができる。また、汚濁防止膜の分だけトレミー管の管長を短くすることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一態様によれば、トレミー管内において投入材料と水との接触を抑えた水中打設の施工方法および当該施工方法に用いる水中投入装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態１に係る施工方法に用いる水中投入装置の概略的構成を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る施工方法の処理フローを示すフローチャート図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る施工方法の処理フローを説明する図である。

【図4】図１に示す水中投入装置の一部分の断面を示す矢視断面図である。

【図5】図１に示す水中投入装置の一部分を示す部分正面図である。

【図6】図１に示す水中投入装置の変形例を示す断面図である。

【図7】本発明の実施形態２に係る施工方法の処理フローを示すフローチャート図である。

【図8】本発明の実施形態２に係る施工方法の処理フローを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態のトレミー管を用いた水中打設の施工方法と、その施工方法に用いるトレミー管を備えた水中投入装置について、図１から図６を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の水中投入装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態１に係る水中投入装置１は、水中への土砂投入に際して用いられ、当該土砂等による構造物の構築のほか、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、浅場造成等の施工において用いられる。

【0029】

（１）水中投入装置１の構成
水中投入装置１は、図１に示すように、トレミー管１０と、トレミー管１０に材料を投入するベルトコンベア１００（材料投入部）とを備えている。なお、トレミー管への材料投入はベルトコンベアだけではなく、バックホウやグラブ等による投入であっても良い。更に水中投入装置１は、トレミー管１０の上端部１２側からトレミー管１０内に気体を圧送する気体圧送部３０を備えている。更に、水中投入装置１は、海底に投入して堆積した材料の堆積物の高さを計測する計測部６０を備えている。

【0030】

トレミー管１０は、直管構造を有しており、上端部１２から材料が投入され、下端部１４から当該材料を排出する。これにより、鉛直方向にトレミー管１０を設置することにより、上端部１２を海上に位置させ、下端部１４を海底に向け、下端部１４から排出される材料を海底に押圧して堆積させることができる。

【0031】

ホッパー２０は、トレミー管１０の上端部１２に連結されており、ベルトコンベア１００からのトレミー管１０の内部への材料の投入を円滑にするために天頂に向かって開口し、下端に設けられた貫通穴が、トレミー管１０の上端部１２と連通している。

【0032】

ベルトコンベア１００は、ホッパー２０の天頂の開口部の上方まで、材料を運ぶとともに、運んできた材料を、ホッパー２０内に落下させる。ホッパー２０には、貫通穴に向かって下方に傾斜した傾斜路２４が設けられており、ベルトコンベア１００から落下した材料は、ホッパー２０内に落下してトレミー管１０の上端部１２に至る。ベルトコンベア１００は、後述する気体圧送部３０によってトレミー管１０の下端部１４近傍まで押し下げられた水面に向かって、空洞部１０ａとなったトレミー管１０内に材料を投入する。

【0033】

気体圧送部３０は、気体を圧送する供給源３１と、供給源３１から延びた送気パイプ３２とを有する。送気パイプ３２は、先端がホッパー２０の下端のトレミー管１０の貫通穴に挿入されて、上端部１２に設けた気密弁（図示せず）を閉じた後にトレミー管１０の上端部１２からトレミー管１０内に向けて圧縮した気体を送気する構成となっている。これにより、水中に保持されて管内に水が充満している状態のトレミー管１０内の水面を圧送した気体によって押し下げることができる。水面が押し下げられたことによってトレミー管１０内には、空洞部１０ａ（単に空洞と称する場合もある）が形成される。更に、気体圧送部３０は、当該空洞になったトレミー管１０内に投入された材料を、気体を圧送して押圧することができる。なお、気体圧送部３０は、トレミー管１０の上端部１２からトレミー管１０内に向けて圧縮した気体を送気する構成であれば、送気パイプ３２の先端の接続箇所は、上述のものに限定されない。また、ホッパー２０がトレミー管１０の上端部１２から取り外せる態様であってもよい。

【0034】

計測部６０は、トレミー管１０から海底に投入されて堆積した材料（以下、堆積物と称することがある）の堆積高を計測する。一例としては、図１に示すように、トレミー管１０の外側に取り付けられた計測器により実現できる。計測方法としては、超音波による計測のほか、外側に取り付けた接触センサーによる計測、錘を先端に付けた紐を海底に下ろして計測するなどの方法を採用することができる。

【0035】

なお、トレミー管１０には、他にも構成が具備されているが、それらについては後述し、以下では、以上で説明した水中投入装置１を用いた本実施形態の施工方法について説明する。

【0036】

（２）施工方法
本実施形態の施工方法は、以上で説明した水中投入装置１を用いておこなう。以下、図２および図３を用いて施工方法を説明する。なお、説明の便宜上、図３にはトレミー管１０の直管部分のみを図示し、ホッパー２０等の他の構成について図示および説明を省略する。

【0037】

図２は、本実施形態に係る施工方法の処理フローを示すフローチャート図である。また、図３は、当該処理フローを説明する図である。

【0038】

本実施形態に係る構造物の施工方法では、トレミー管１０を水中に保持する保持工程を含む。更に、保持工程で保持されたトレミー管１０の上端部１２からトレミー管１０内に向かって気体を圧送して、トレミー管１０内に充満している水を管外に排出する気体圧送工程を含む。なお、使用する気体としては、空気を使用するが、二酸化炭素あるいは窒素または酸素、あるいはこれらの混合物であっても良い。この気体圧送工程によって、トレミー管１０内を空洞にすることができる。換言すれば、トレミー管１０内に空洞部１０ａを設けることができる。更に、本実施形態に係る構造物の施工方法では、気体圧送工程によって設けられた空洞部１０ａを設けたトレミー管１０の下端部１４を海底に押し込み海底に立設する設置工程の後に、当該空洞部１０ａに、材料を投入する材料投入工程を含む。更に、本実施形態に係る構造物の施工方法では、前記材料投入工程によって前記空洞部１０ａに投入された前記材料を、前記トレミー管の上端部から当該トレミー管の管内に向かって圧送した気体によって押圧する押圧工程を含む。また、本実施形態では、海底に投入して堆積した堆積物の高さを計測する計測工程と、計測工程によって計測した高さが所定値であるかを判定する判定工程を含む。更に、判定工程によって、計測した高さが所定値であると判定されるとトレミー管１０を引き上げる管引き上げ工程を含む。以下に、各工程について説明する。

【0039】

＜保持工程＞
図２に示すステップＳ１では、或る海域内においてトレミー管１０の位置を決定して、当該位置にトレミー管１０を保持する保持工程をおこなう。位置とは、堆積物（構造体）を施工する箇所のことである。より具体的には、材料を投入する海域までトレミー管１０を運搬し、堆積物（構造体）を施工する箇所の海上付近にて、トレミー管１０を、トレミー管内の海水を排出させた際に海底部の土砂等が巻きあがらない程度にトレミー管１０の下端部１４を海底から離間させた位置で管軸を鉛直方向に立てた状態で保持する。図３の（ｉ）には、その様子を示す。なお、保持工程によって保持されたトレミー管１０は、管内が海水で充たされた状態である。

【0040】

＜気体圧送工程＞
図２に示すステップＳ２は、ステップＳ１の保持工程で保持されたトレミー管１０の上端部からトレミー管１０の管内に向かって気体を圧送する気体圧送工程をおこなう。具体的には、気体圧送工程では、保持工程によって水中に保持されたトレミー管１０内に水が充満している状態のトレミー管１０内の水面を、圧送する気体によって押し下げて管内に空洞部１０ａを設ける。圧送した気体が下端部１４から噴出し、濁りを発生することが無いように、図３の（ｉ）に示すように、下端部１４側において管内に僅かに海水が残留するようにすることが好ましい。気体の圧送は、気体圧送部３０（図１）によっておこなわれる。これにより、トレミー管１０内に充満している水を管外に排出することができ、管内に空洞部１０ａを設けることができる。図３の（ｉ）には、トレミー管１０内に気体を圧送して、管内に空洞部１０ａを設けた様子を示す。なお、トレミー管内の海水の残留量または残留位置を確認するためにトレミー管１０内に液面計、水位センサー、感知センサー等を設置しておくことが望ましい。

【0041】

＜設置工程＞
図２に示すステップＳ３は、ステップＳ２の気体圧送工程終了後、トレミー管の下端部１４を海底に押し込み海底に立設する設置工程をおこなう。本実施形態では、気体の圧送を停止しても、トレミー管１０の上端部１２に設けた気密弁を閉じた状態とするため、下端部１４から海水が管内に逆流することはない。気密弁を閉じた状態でホッパー２０経由でトレミー管１０内に材料を供給して、その後弁を開ける。また、これに加えて、気密弁を閉じた状態でトレミー管１０の下端部１４を海底に挿し込んでおき、トレミー管１０に材料を供給する時点で弁を開けることによって、逆流をより一層防ぐことができる。図３の（ｉｉ）に、空洞部１０ａが設けられたトレミー管の下端部１４を海底に押し込み海底に立設させた様子を示す。

【0042】

＜材料投入工程＞
図２に示すステップＳ４は、ステップＳ３の設置工程によって立設されたトレミー管１０の空洞部１０ａに、材料を投入する材料投入工程をおこなう。材料投入は、ベルトコンベア１００等によっておこなわれ、材料はホッパー２０（図１）を介してトレミー管１０の上端部１２から直管構造部分に投入される。図３の（ｉｉｉ）には、材料がトレミー管１０内の下端部１４から上端部１２近傍まで充填された状態を示す。

【0043】

ここで、本実施形態の施工方法は、トレミー管を用いて海底に投入、打設される周知の材料を投入材料として採用できる。具体例を挙げれば、浚渫土、ＰＳ灰系改質土、カルシア改質土、石灰系改質土、セメント改質土、粘性土、または土砂などを採用可能である。いずれの材料であっても、図１に示したトレミー管１０に或る程度の量を投入すると、トレミー管１０の内周面に対して、材料に含まれる粒状物（土、砂、小石の粒子）あるいは材料に含まれる液体（主には水）が接触する。そして、材料が摺動可能にトレミー管１０内を閉塞する状態となる。このように摺動可能に閉塞する状態となれば、後述するようにトレミー管１０の上端部１２側から気体を圧送すれば、閉塞した材料の上部を気体によって押圧して、当該材料を管軸方向下方に摺動させることができる。なお、砂等の材料で水分が不足する場合、材料供給前の材料に液体（主には水）を供給しても良く、材料供給時や気体圧送前の材料にホッパー２０やトレミー管１０の上部から液体（主には水）を供給しても良い。

【0044】

そのため、トレミー管１０に投入する材料の量としては、以上のように材料が摺動可能に閉塞する量であればよい。トレミー管１０内の管軸方向の堆積量で言えば、トレミー管１０の直管構造部分が全て材料によって充填される量を投入してもよいし、あるいは図３の（ｉｉｉ）に示すように直管構造部分の上端部１２側に空洞が残る程度の量を投入してもよい。

【0045】

＜押圧工程＞
図２に示すステップＳ５では、ステップＳ４の材料投入工程によってトレミー管１０内に投入された材料を、トレミー管１０の上端部１２側から下端部１４に向かって気体を送ることによって押圧する押圧工程をおこなう。図３の（ｉｖ）に、トレミー管１０に投入された材料が上端部１２側から送られている気体によって押圧されて、一部が下端部１４から海底に排出されている様子を示す。上端部１２側から送る気体は、先の気体圧送工程と同じく、気体圧送部３０（図１）によっておこなう。押圧工程は、材料投入工程による所定量の材料のトレミー管１０への投入が完了し次第、上端部１２に設けた気密弁を閉塞し開始することができる。当該完了は、投入に要する時間を予め求めておき投入開始からの時間を経過により判断することができる。あるいは、トレミー管１０内の所定の高さまで材料が排出されたことを検知するセンサーによる検知結果により判断することができる。しかしながら、これらの態様に限定されるものではない。

【0046】

ここで、気体圧送部３０（図１）は気体の圧送の強さを変更調整できる。例えばトレミー管１０内の材料の高さを先述したセンサーで計測し、高さの低下速度を勘案して、材料を全て吐出してさらに気体が下端部１４から噴出し、濁りを発生することが無いように、空気圧の調整や停止等の操作をおこなう。

【0047】

このように押圧工程において材料をトレミー管１０の下端部１４から排出した後、トレミー管１０を引き上げて、２層目の打設または下端部１４を海底から離すことをおこなう。図３の（ｖ）に、トレミー管１０を引き上げている様子を示す。なお、管の引き上げは、或る高さに至るまで段階的におこなってもよいし、或る高さまで一度で引き上げてもよい。トレミー管１０の引き上げは、図示しない引き上げ装置によりおこなう。なお、引き上げに関しては、打設面まで１回で打ち上げる場合と複数層に分けて打設する場合がある。そのため、前者の場合には、所定の高さは最終的な計画高さであり、後者の場合のように複数層に分けて施工する場合には、各層の計画高さを所定の高さとする。

【0048】

＜計測工程＞
図２に示すステップＳ６では、水底に堆積させた材料の堆積物の高さ（堆積高）を計測する計測工程をおこなう。計測工程は、計測部６０によっておこなわれる。なお、計測工程は、ステップＳ５の押圧工程の間に押圧と並行しておこなうことが可能である。

【0049】

＜判定工程＞
図２に示すステップＳ７では、ステップＳ６の計測工程によって計測した高さが、所定値であるかを判定する判定工程をおこなう。判定工程は、計測部６０においておこなうことができる。しかしながら、これに限定されず、図示しない判定部に設けて、計測部６０から取得した実測値を所定値と比較して判定することも可能である。

【0050】

また、判定工程では、ステップＳ６の計測工程によって計測した高さが所定値であると判定すると（図２のステップＳ７から延びるＹＥＳ）、その判定結果を、図示しない引き上げ装置に出力して、ステップＳ８に移行する。一方、ステップＳ６の計測工程によって計測した高さが所定値に満たないと判定すると（図２のステップＳ７から延びるＮＯ）、ステップＳ４の材料投入工程に戻って再び材料投入をおこなう（図３の（ｖｉ））。そして、ステップＳ５の押圧工程（図３の（ｖｉｉ））と、ステップＳ６の計測工程と、ステップＳ７の判定工程とを当該高さが所定値に達するまでおこなう。

【0051】

なお、判定工程では、計測した高さが所定値になったことを報知する態様であってもよい。この場合、報知は、計測部６０あるいは図示しない判定部においてランプが点灯するなどの態様で実現可能である。

【0052】

＜管引き上げ工程＞
図２に示すステップＳ８では、ステップＳ７の判定工程からの判定結果を受けて、トレミー管１０を引き上げる管引き上げ工程をおこなう。なお、引き上げ工程は、図示しない引き上げ装置によっておこなう。以上によって一連の施工方法が完了するが、引き上げたトレミー管１０を別の場所に移動して必要に応じて以上の施工方法を繰り返してもよい。

【0053】

（３）水中投入装置１に具備される他の構成要素
水中投入装置１のより具体的な構成を以下において説明する。図４は、トレミー管１０の拡大断面図である。なお、図３と同様に、説明の便宜上、図４ではホッパー等の図示を省略している。

【0054】

図４に示すように、トレミー管１０には、下端部１４の側における外周面に、トレミー管１０の管軸に対して垂直方向に突出した均し部７０が設けられている。均し部７０は鋼製もしくは硬度の高いゴム、プラスチック素材、が望ましく、溶接、嵌めこみ、接着等によりトレミー管１０に設置される。この均し部７０は、管軸方向を鉛直方向と平行にしてトレミー管１０を設置した場合に、水平方向に突出した状態となる形状を有しており、均し部７０の下面には水平方向に広がる平坦な均し面７０ａ（面）を有している。この均し部７０の均し面７０ａが、堆積物の上面を一定の高さで側方に流動させる。

【0055】

具体的には、均し部７０は、トレミー管１０を上端部１２側から見た上面視において、図４の紙面右側に示すように外縁が円形の形状を有している。この形状は、均し面７０ａの形状に相当する。なお、形状はこれに限定されるものではなく、図４に示す変形例の平坦部７０´のように、外縁が四角形の形状を有していてもよい。また、均し部７０の大きさや設置位置については、投入する材料の材質に応じて決めればよく、特に定めはない。

【0056】

水中投入装置１は、更に、トレミー管１０の下端部１４側に、汚濁防止膜４０が配設されている。

【0057】

汚濁防止膜４０は、下端部１４から離れるに従って管径方向に広がった形状を有する円錐型の管体である。なお、汚濁防止膜４０は、円錐型の管体に限らず、管軸方向に沿って下方に延びる円筒状の管体でも構わない。汚濁防止膜４０は、例えばポリエチレン、ポリプロピレンといった樹脂から構成することができる。

【0058】

また、汚濁防止膜４０における下端部１４と反対側の端部には、汚濁防止膜４０の端部に沿った環状の錘５０が取り付けられている。環状の錘５０は、ワイヤ等から構成することができる。

【0059】

ここで、本実施形態では、トレミー管１０を海底面や堆積させた堆積物に挿し込んだ状況で使用する。しかしながら、挿し込みができない状況が有り得る。あるいは、材料圧入工程や管引き上げ工程の際に、トレミー管１０内の残材料が落下する可能性がある。これらの状況において、残材料等がトレミー管１０の下端部１４から落下して、海底に到達するまでの間の、汚濁防止膜４０により、落下していく材料から発生する汚濁の拡散が防止される。また、その際に海底に着弾した衝撃で海中に巻き上がった砂等の拡散を、汚濁防止膜４０が防止する。環状の錘５０は、汚濁防止膜４０が海底に向かって広がった形状を維持するためにある。

【0060】

なお、汚濁防止膜４０は、管軸方向に沿った長さが可変であってもよい。長さが可変であれば、トレミー管１０の下端部１４と、海底または先に投下されて堆積している堆積物との間の距離を厳密に制御する必要がなく、トレミー管１０の設置作業の効率を向上させることができる。

【0061】

ここで、図５に示した汚濁防止膜４０を具備するトレミー管１０の管軸方向に沿った断面図を図６に示す。図６に示すように、汚濁防止膜４０の上端部には、先述の平坦部７０が設けられていてもよい。

【0062】

（４）本実施形態の作用効果
本実施形態の構成によれば、空洞となった管内に材料を投入するため、材料と海水との接触を抑えることができる。これにより、濁りの発生を抑制することができる。材料と海水とが混合する事態を回避することができるため、投入材料が固化処理土の場合には強度低下を抑制することができる。

【0063】

（５）変形例
本実施形態では、トレミー管内に空洞部１０ａを設けるにあたって、トレミー管の下端部１４から排水する構成となっている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、均し部７０の上部に水抜き孔を設置し、水抜き孔から排水してもよい。この場合には、施工方法において保持工程においてトレミー管を海底に立設させ、この状態で水抜き孔から排水して管内に空洞部１０ａを設ける気体圧送工程とをおこなう。すなわち、先述の態様では、トレミー管を海底に立設させる前にトレミー管を水中に保持した状態で下端部１４から排水をおこない、その後に海底に立設させる手順をとっている。しかしながら、本変形例では、先にトレミー管を海底に立設させた後に、水抜き孔から排水する。なお、本変形例の場合には、押圧工程中において水抜き孔を閉じておく必要がある。

【0064】

〔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。本実施形態２に係る構造物の施工方法の処理フローを、図７に示す。また、図８は、当該処理フローを説明する図である。

【0065】

本実施形態の施工方法は、実施形態１で説明した水中投入装置１を用いておこなうことができる。なお、説明の便宜上、図８にはトレミー管１０の直管部分のみを図示し、ホッパー２０等の他の構成について図示および説明を省略する。

【0066】

上述の実施形態１では、保持工程によって保持されて管内に水が充満している状態の水面を、圧送する気体によって押し下げてトレミー管１０内を空洞にする。これに対して、本実施形態２では、保持工程によって保持されて水で満たされている状態のトレミー管１０内に、トレミー管１０の管径と略等しい直径を有する塊を形成することができる分量以上の材料を投入する塊形成工程を含む。これにより、トレミー管１０の上端部１２にて材料の塊を形成することによってトレミー管１０を閉塞する。以下、本実施形態の施工方法について更に説明する。

【0067】

本実施形態では、図７に示すステップＳ１の保持工程によってトレミー管１０を海中に保持して、上端部１２近傍まで海水が上がっている状態（図８の（ｉ））において、トレミー管１０の管径と略等しい直径を有する塊を形成することができる分量以上の材料を投入する。ここで、投入する材料は、粘性材料とする。また、投入する分量は、管径から予め求めることができる。当該分量以上の材料を投入することによって、上端部１２近傍に当該材料の塊２００が形成される（図８の（ｉｉ））。これが、図７のステップＳ１´に示す塊形成工程である。トレミー管１０を閉塞させている塊２００は、その下部においてトレミー管１０内の海水と接触している。

【0068】

続くステップＳ２は、実施形態１のステップＳ２と同じ気体圧送工程である。しかしながら、本実施形態では、気体圧送工程によってトレミー管１０の上端部１２から圧送された気体によって、塊２００がトレミー管１０内を摺動しながら押し下げられる。この点において、水面を気体によって押し下げる実施形態１と異なる。塊２００がトレミー管１０内を押し下げられると、気密弁（図示せず）と塊２００の間には、トレミー管１０の内周面が露出した空洞（空洞部１０ａ）が形成される。空洞に関しては、実施形態１の気体圧送工程によって形成される空洞部１０ａと等しいが、実施形態１の場合は、空洞部１０ａの下端が海水面であるのに対して、本実施形態では、空洞部１０ａの下端は塊２００の上部である。なお、塊２００を形成する材料は粘性土とするが、後工程において空洞部１０ａに投入される材料は、同一材料を用いても良いが、互いに異なる材料であってもよく、砂質土であってもよい。

【0069】

なお、このステップ２の気体圧送工程においては、図８の（ｉｉｉ）に示すように塊２００を前記トレミー管の下端部まで押し下げてもよいが、トレミー管の中間部分まで押し下げた状態としてもよい。また、塊２００が中間部分まで押し下げられた状態で、トレミー管１０を移動してもよい。

【0070】

続くステップＳ３は、ステップＳ２の気体圧送工程によって空洞部１０ａが設けられた状態のトレミー管の下端部１４を海底に押し込み海底に立設する設置工程をおこなう（図８の（ｉｖ））。続くステップＳ４では、空洞部１０ａに材料を投下する（図８の（ｖ））。

【0071】

続くステップＳ５では、実施形態１のステップＳ５と同様に、トレミー管１０内に気体を送る。これにより、塊２００と塊２００の上部に投入された材料とが、下端部１４から海底に向けて投入（排出）される。

【0072】

以後の工程は、実施形態１のステップＳ５～ステップＳ８と同じである。要するに、本実施形態では、トレミー管１０の設置に伴ってトレミー管１０内に上がった海水を排出するにあたって、排出方法が実施形態１と異なる。すなわち、本実施形態では、トレミー管１０内に上がった海水の海水面に直接気体をあてて当該海水面を押し下げるのではなく、塊２００によって海水面近傍に栓を形成し、その栓を押し下げることによって当該海水面を押し下げる。本実施形態の施工方法によっても、実施形態１と同じく、トレミー管１０に投入する材料が海水と接触して混合する事態を避けることができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 水中投入装置
１０ トレミー管
１０ａ 空洞部
１２ 上端部
１４ 下端部
２０ ホッパー
２４ 傾斜路
３０ 気体圧送部
３１ 供給源
３２ 送気パイプ
４０ 汚濁防止膜
６０ 計測部
７０ 均し部
７０ａ 均し面（面）
１００ ベルトコンベア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】