JP4468660B2

JP4468660B2 - 海洋構造物の構築方法

Info

Publication number: JP4468660B2
Application number: JP2003184911A
Authority: JP
Inventors: 肇佐々木; 哲泱古賀
Original assignee: 株式会社間組
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005014500A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は海洋構造物の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭火力発電所や製鉄所で発生する石炭灰は、その一部がセメント原料またはコンクリート用混和材等の用途で利用されているものの、ほとんどは埋立て処分されており、環境保護や資源活用の観点から更なる利用拡大が求められている。このような要望を満たすため、多量の石炭灰を用いて、これにセメント、硬化促進剤および水を加えて混練物を生成し、この混練物を型枠に打設してブロックが製造されている。このようなブロックの製造方法は、例えば、特許第３２０１９３４号公報（特許文献１）や特開２０００−２５６０５２号公報（特許文献２）に記載されている。
また石炭灰以外にも、例えば、ごみ焼却場などで発生した焼却灰、工事現場で発生した土砂、製鉄所で発生した溶融スラグや高炉スラグなども、セメントと混合して建設資材として活用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２０１９３４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２５６０５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、石炭灰などの材料にセメントを混合してブロックを製造する場合、セメント混練物が硬化したら型枠から脱型し、所定強度になるまで養生した後に、工事現場までブロックを搬送して構造物を構築している。
しかしながら、上記ブロックを用いて構造物を構築する場合には、型枠内にセメント混練物を打設した後に脱型するまでの時間が比較的長く掛かるため、多数の型枠が必要になり、また脱型後はブロックを養生するために比較的広い養生ヤードを要するという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記従来技術の問題点に着目し、これを解決せんとしたものであり、その課題は、石炭灰などの材料を用いたブロックで構造物を構築する場合に、ブロックの生産に要する型枠や養生ヤードなどの場所を不要とし、ブロック製造時間の短縮により施工性の向上が図られた海洋構造物の構築方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、石炭灰単独、石炭灰にフライアッシュ又は火山灰を加えたもの、および、廃棄物の焼却灰のうちから選ばれた成分と、セメントと水を混合してセメント混練物を生成し、該セメント混練物を容器に打設した後に振動を加えて締め固めを行ない、未だ硬化していないセメント混練物を容器に入れた状態で海上の所定位置から海中に投下するまでの工程を繰り返し行うことにより、前記容器入りセメント混練物の複数を海底に積み上げて、各容器入りセメント混練物が海中で硬化することで、セメント硬化体による構造物を海底に形成することを特徴とする海洋構造物の構築方法が提供される。
【０００７】
また本発明では、前記セメント混練物の生成工程から、前記容器入りセメント混練物の海中への投下工程までの全ての工程を、海上における船舶または台船上にて行うことを特徴とする請求項１記載の海洋構造物の構築方法が提供される。
本発明の海洋構造物の構築方法では、セメント混練物を生成して容器に打設し、未硬化のセメント混練物を容器に入れた状態で海中に投下するので、従来のプレキャスト部材製造時のような型枠が不要になり、型枠転用のための作業工程を省くことができる。またセメント混練物は海中において容器内で硬化が進むため、従来のような養生工程は不要になり、これに拠っても施工性の向上が図られる。
【０００８】
本発明の海洋構造物の構築方法では、セメント混練物の生成から、容器入りセメント混練物の海中への投下までの全ての工程を、海上の所定位置における船舶または台船上で行うことが好ましい。このように全ての工程を洋上で行なえば、セメント混練物を容器に打設した後、直ちに容器入りセメント混練物を海中に投下することができるため、施工性をさらに向上させることができる。
【０００９】
本発明において、セメント混練物は、水と下記（１）〜（３）の材料の組み合わせで構成することができる。なお、下記（１）〜（３）には、溶融スラグ、高炉スラグなどを骨材として加えることが可能であり、さらに、補強材としての繊維性材料や、セメント混和剤としての遅延剤、減水剤、流動化剤を添加することが可能である。
（１）セメント、石炭灰
（２）セメント、石炭灰、フライアッシュまたは火山灰
（３）セメント、廃棄物の焼却灰
【００１０】
セメント硬化体の強度は、設計条件に応じて配合設計や試験練りを行なって確認するものであるが、本発明では、セメント硬化体が概ね２〜２０Ｎ／ｍｍ²の強度になるように配合が定められる。
【００１１】
本発明において、容器入りセメント混練物を海底の所定位置に設置するためには、上下移動や水平移動が伴うものであるが、その際に、可能な限り容器に外力が作用しないように取り扱うことが好ましい。そのために、必要に応じて、中抜き台船などの水中で容器入りセメント混練物を成型し、そのまま水中を移動して所定位置で水中に投下するか、あるいは台船上で成型した容器入りセメント混練物をモッコで移動したりすることが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、消波堤、護岸構造物、人工海底山脈、漁礁などの海洋構造物を構築する方法に関するものであり、図１では、人工海底山脈１０を例示している。人工海底山脈１０は、複数のコンクリート硬化体３５が海底１１に積上げられて構築され、海底付近を流れる海水を人工海底山脈１０の斜面に沿って上昇させ、湧昇流１２を発生させるための魚類蝟集用海底構造物である。
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態として、海底山脈１０を構築する方法について説明する。
【００１３】
図２は人工海底山脈１０を構築する際に使用する台船２０であって、台船２０は、船体２１の上にセメント、石炭灰などの材料を収容するサイロ２２と、これらの材料を混合してセメント混練物を生成するためのバッチャープラント２４と、セメント混練物を容器に打設した後に締め固めるための振動台２６と、建設資材などの積み降ろし作業のためのクレーン２７とを備え、サイロ２２からバッチャープラント２４までの区間に材料搬送用のベルトコンベア２３が設けられ、またバッチャープラント２４から振動台２６までの区間にセメント搬送するためのベルトコンベア２５が設けられている。
【００１４】
本発明の海洋構造物の構築方法では、所要の材料を台船２０に積載し、海洋構造物の建設予定地点付近の海上まで運搬し、セメント混練物の生成から、容器入りセメント混練物の海中への投下までの全ての工程を海上の台船２０上で実施する。
【００１５】
すなわち、海上の台船２０上では最初に材料の計量が行なわれる。所定容量のセメントが計量されてベルトコンベア２３でサイロ２２からバッチャープラント２４のミキサーに供給され、所定容量の石炭灰も同様に計量されてミキサーに供給され、これらの粉体材料が練混ぜられて均質にされ、さらに、所定容量の海水が計量されてバッチャープラント２４のミキサーに供給され、ここで均質化された粉体材料と海水とが練り混ぜられてセメント混練物が生成される。なお、セメント量を節約するために、水材料比は３０〜４０重量％程度にするのが好ましい。ここで、水材料比とは、（水の重量／（セメント重量＋その他の材料の重量））×１００の式から得られる値である。
【００１６】
次に、セメント混練物をベルトコンベア２５でバッチャープラント２４のミキサーから振動台２６まで搬送し、あらかじめ振動台２６に設置した容器内に充填し、セメント混練物に振動を加えて締め固める。
さらに詳細に説明すれば、図３（ａ）に示したように、内側袋３１ａと外側袋３１ｂとで二重に構成された袋状の容器３１を振動台２６の凹部に設置し、ホッパー２５ａなどにより図３（ｂ）のようにセメント混練物３３を容器３１内に打設する。所定量のセメント混練物３３の上に、図３（ｃ）のように振動板２８を載置し、振動板２８によりセメント混練物３３に振動を加えて締め固めを行なう。
なお、上述のように水材料比が３０〜４０重量％程度のときには、振動締め固めは、振動台２６の外側に起振機を設置し、これにより締め固める方法が好ましい。振動締め固めの方法は、セメント混練物３３の流動性を考慮したうえで定められるものであり、スランプが大きく流動的なものは、容器に流し込むだけで打設が可能であり、コンクリートポンプやモルタルポンプが使用できる。一方、スランプがほとんど０であるような固練りのセメント混練物は、振動台２６の凹部自体から直接振動が伝達されるような型枠設置用バイブレータを用いて締め固めることが可能である。
以上のように振動締め固めが終了したら、図３（ｄ）のように、直ちに容器３１の内側袋３１ａを密封し、外側袋３１ｂも閉じて、容器３１に入った状態のセメント混練物３０を海中に投下する。容器入りセメント混練物３０を海中へ投下するに際しては、容器入りセメント混練物３０の複数が海底に積み上げられたときに、図１に示した如く、横断面が三角の山形になるように実施する。
【００１７】
ここで、上記振動台２６は、側板２６ａと底板２６ｂとを備え、図示はしないが底板２６ｂは開閉自在に形成され、底板２６ｂを開放することにより、内部の容器入りセメント混練物を海中に投下し得る構成となっている。
また上記容器３１は、内側袋３１ａと外側袋３１ｂとで二重に構成され、内側袋３１ａはセメント混練物の成分が外部に漏れ出ることを防止可能なように略密閉可能な塩化ビニール等からなるシート材で形成され、外側袋３１ｂはセメント混練物充填後の海中投下工程等において作用する外力に耐え得る強度を備えた、ポリプロピレン等からなるシート材で形成されている。図４は容器入りセメント混練物３０の外観であり、図４に示したように、容器３１は、外側袋３１ｂの開口が閉じ紐３２ａにより閉鎖可能に形成されており、また外側袋３１ｂの中間部には補強用ベルト３２ｂが設けられている。
なお、容器は、これ以外にもポリエチレン、塩化ビニール、ゴム等の樹脂材料から成形された、図５のような形状のものを使用可能であり、この容器は、内部にセメント混練物が充填されたときにも変形可能なように薄く形成され、補強部４０ａが部分的に設けられている。
【００１８】
海中に投下された容器入りセメント混練物３０は未硬化状態であるため、海底に達すると、海底の凹凸形状に応じて変形し、その場所で水中養生が為されて硬化が進み、セメント硬化体３５が形成される。このような硬化過程において、セメント硬化体３５に亀裂などが入らないようにするために、容器入りセメント混練物３０は下方から上方に順序良く積み上げられるのが好ましく、これを可能にするように、海上における投下位置が適宜設定される。また容器入りセメント混練物３０は、先行投下されて硬化が進んだセメント硬化体３５の上に積み上げられると、このセメント硬化体表面の凹凸形状に応じて変形し、その後に硬化するので、セメント硬化体間に隙間はでき難く、したがって、海底の水流が隙間を通って透過する水量も少なく、人工海底山脈１０に求められる湧昇流を効果的に発生させることが可能である。
なお、セメント硬化体へ亀裂などが入らないようにするため、鉄筋やネット状のシートは任意に入れることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の海洋構造物の構築方法では、セメント混練物を容器に打設した後に振動を加えて締め固めを行なうものであるため、従来のような型枠は不要であり、型枠転用のための作業も省けるため、生産性や施工性の向上が図れる。
またセメント硬化体は陸上の施設でも製造可能なものであるが、本発明では、海洋構造物を構築する予定の海上位置に船舶または台船を係留し、この船舶または台船の上でセメント混練物を生成し、ここから直ちに海中投下を行なうので、セメント混練物を養生して硬化体を製造するための養生ヤードが不要になり、構築物の施工期間も短くすることが可能になった。
さらに、セメント混練物は容器に入れられて未硬化状態で海中に投下され、その後に海中で硬化が進むものであるため、海底や、先行投下されたセメント硬化体の凹凸に緩やかに係合するような形状に、セメント硬化体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】海洋構造物としての人工海底山脈を示した断面図である。
【図２】人工海底山脈を構築する際に使用する台船を示した簡略図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）はセメント混練物を容器に打設する工程から締固める工程までを示した断面図である。
【図４】容器入りセメント混練物の外観を示した図である。
【図５】容器の一実施形態を示した側面図である。
【符号の説明】
１０人工海底山脈
２０台船
２６振動台
３０容器入りセメント混練物
３１容器（ほぼ密閉可能に形成された袋状の容器）
３３セメント混練物
３５セメント硬化体
４０容器

Claims

石炭灰単独、石炭灰にフライアッシュ又は火山灰を加えたもの、および、廃棄物の焼却灰のうちから選ばれた成分と、セメントと水を混合してセメント混練物を生成し、該セメント混練物を容器に打設した後に振動を加えて締め固めを行ない、未だ硬化していないセメント混練物を容器に入れた状態で海上の所定位置から海中に投下するまでの工程を繰り返し行うことにより、前記容器入りセメント混練物の複数を海底に積み上げて、各容器入りセメント混練物が海中で硬化することで、セメント硬化体による構造物を海底に形成することを特徴とする海洋構造物の構築方法。
前記セメント混練物の生成工程から、前記容器入りセメント混練物の海中への投下工程までの全ての工程を、海上における船舶または台船上にて行うことを特徴とする請求項１記載の海洋構造物の構築方法。