水中コンクリート打設方法及び装置
【課題】人手を要することなく、トレミー管の埋設長さ及び水中コンクリートの打設高さを正確に把握及び管理できる水中コンクリートの打設装置を提供する。
【解決手段】トレミー管１２をダム１０の水中に鉛直に配置し、この時のトレミー管の有効長ＴＬを有効長計測器１６で計測し、トレミー管１３に設けられた測定基点３０と打設された水中コンクリート２８の天端との間の距離Ｓｈを天端距離計測器１８で計測する。この距離Ｓｈを基にコンクリートの打設に伴い水中コンクリート２８の天端が上方に変位する新たな水中コンクリート２８Ａの打設高さΔＳｈを求める。さらに、水面１０ａから測定基点３０までの距離Ｓｄを計測し、有効長ＴＬから打設高さΔＳｈと距離Ｓｄを減算することでトレミー管１２の埋設長さＴａを求める。そして、トレミー管１２の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、このトレミー管を通してコンクリートを再度打設する。
【解決手段】トレミー管１２をダム１０の水中に鉛直に配置し、この時のトレミー管の有効長ＴＬを有効長計測器１６で計測し、トレミー管１３に設けられた測定基点３０と打設された水中コンクリート２８の天端との間の距離Ｓｈを天端距離計測器１８で計測する。この距離Ｓｈを基にコンクリートの打設に伴い水中コンクリート２８の天端が上方に変位する新たな水中コンクリート２８Ａの打設高さΔＳｈを求める。さらに、水面１０ａから測定基点３０までの距離Ｓｄを計測し、有効長ＴＬから打設高さΔＳｈと距離Ｓｄを減算することでトレミー管１２の埋設長さＴａを求める。そして、トレミー管１２の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、このトレミー管を通してコンクリートを再度打設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中でトレミー管を用いて水中コンクリートを打設し、ゲート用台座などを水中に構築する水中コンクリートの打設方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、既設ダムの水中にゲート用台座などの水中構造物を構築する場合は、トレミー管を用いてコンクリートを打設する水中コンクリート工法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。
この種の水中コンクリート工法において、トレミー管を用いて水中にコンクリートを打設するに際しては、水上に浮かべた作業台船からトレミー管を鉛直に吊り下げ、このトレミー管の下端を先行打設されたコンクリートに差し込み、かかる状態でトレミー管の上端に設けたホッパーからコンクリートを投入する。
このようにすることにより、打設されたコンクリートは、水を巻き込むことなく、先行打設されたコンクリートの下方から廻り込むように打ち込まれことになり、コンクリートの水中分離を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２２７６４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２０８２７号公報
【特許文献３】特開平１−１５６２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水中不分離にコンクリートを打設する場合の重要なポイントは、鉛直に吊り下げられたトレミー管の下端を常に先行打設された水中コンクリートの中に一定の長さ（２〜３ｍ程度）挿入しておくことである。したがって、トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリートから抜け出るような状態になると、トレミー管の下端から押し出されるコンクリートが水を巻き込み、コンクリートの水中分離が増大してコンクリートの品質を低下させるほか、水の濁りを発生させる問題がある。そのため、水中コンクリートの打設時には、先行打設された水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さが一定値以上に維持されるように、コンクリートの打設高さ及びトレミー管の位置に細心の注意を払う必要がある。
【０００５】
一方、トレミー管を用いた水中コンクリートの打設に際しては、トレミー管が先行打設コンクリート中に一定の長さ挿入されているように、コンクリートの打設高さ及びトレミー管の位置管理を行いながらコンクリートの打設がなされるが、この場合、コンクリートの打設高さを確認し、トレミー管の埋設長さを調整する必要がある。これは、コンクリート打設時におけるトレミー管の埋設長さが小さすぎるとトレミー管の下端から押し出されるコンクリートが水を巻き込んでしまい、また、トレミー管の埋設長さが大きすぎると、トレミー管が水中コンクリートから抜けなかったり、コンクリートの打設効率が低下するという不具合がある。
【０００６】
コンクリート打設高さの確認方法としては、トレミー管に超音波センサー等の各種センサーを取り付け、このセンサーによりトレミー管から水中コンクリートの天端までの距離を検出することにより、コンクリートの打設高さを確認できるようにしている（例えば特許文献３参照）。
しかしながら、上記のようなコンクリートの高さ確認方式は、概略的な打設コンクリート天端の高さのみに留まり、打設コンクリート天端の面的な高さ分布を確認することができない。
【０００７】
そこで、従来においては、特別に訓練された潜水夫が水中コンクリートの打設箇所まで潜水し、潜水夫が水中コンクリートの打設状況を目視により監視し、この監視結果に基づいて潜水夫から作業台船上の作業者に通信回線を通してコンクリートの打設タイミングや打設コンクリートの天端の上昇に伴いトレミー管の上下移動操作などを指示することにより、水中にコンクリート構造物を構築するようにしている。
しかしながら、コンクリート打設箇所の水深が３０ｍ以上になると、水中での視距離が５０ｃｍ以下と極端に悪化し、潜水夫だけによる目視管理には限界があり、トレミー管の下端が常に先行打設コンクリート中に挿入されていることを目視確認することは極めて困難である。
また、潜水夫の作業時間は、一般的に水深に応じて短くなり、作業時間に制約がある。そして、大水深になると、一定期間を圧力チャンバー内で生活する特殊潜水作業となり、危険が伴うと同時にコストが大幅に上昇するという問題がある。
【０００８】
また、打設コンクリート天端の上昇に伴う水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さの調節は、台船上でトレミー管を上下方向に移動操作して行う作業となるため、潜水夫によりトレミー管の埋設長さを目視により確認できても、これに関する潜水夫からの指示と台船上でのトレミー管の上下移動操作との間にタイムラグが生じ、その結果、トレミー管の埋設長さを適正値に維持できなくなり、または打設されたコンクリートに水が浸入したりして、コンクリートの品質を確保できなくなるなどの問題が生じることになる。
【０００９】
本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、トレミー管を用いて水中コンクリートを打設するに際し、潜水夫等の人手を要することなく、打設される水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さ及び水中コンクリートの打設高さを正確に把握及び管理でき、水中コンクリートの打設を効率良く実施できる水中コンクリートの打設方法及び装置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】
【００１０】
上述の目的を達成するために本発明は、トレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設方法であって、前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直に配置し、前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測し、前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた位置に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測し、前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求め、前記水面から前記測定基点までの距離Ｓｄを計測し、さらに前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求め、前記トレミー管の有効長ＴＬを計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、複数のトレミー短管を分離可能に連結してなるトレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設装置であって、前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直方向に移動可能に保持する作業台船と、前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測する有効長計測器と、前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた箇所に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測する天端距離計測器と、前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求める打設高さ算出手段と、前記水面から前記測定基点までの距離Ｓｄを計測する水深計測器と、前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求める埋設長さ算出手段とを備え、前記トレミー管の有効長ＴＬを有効長計測器で計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設するように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明の水中コンクリート打設方法及び装置によれば、トレミー管を用いて水中コンクリートを打設するに際し、潜水夫等の人手を要することなく、打設される水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さ及び水中コンクリートの打設高さを正確に把握及び管理でき、かつ水中コンクリートの打設を効率良く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の水中コンクリート打設方法を適用した水中コンクリート打設装置を示す全体の構成図である。
【図２】本発明の水中コンクリート打設装置における各種計測値の取り扱い状態を示す構成図である。
【図３】本発明の水中コンクリート打設装置における演算表示装置（パソコン）の機能ブロック図である。
【図４】本発明の水中コンクリート打設方法による水中コンクリートの打設手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下、本発明方法を適用した水中コンクリート打設装置をダムのゲート用台座などの構造物を構築するための水中コンクリートを打設する場合の実施の形態について図１乃至図４を参照して説明する。
【００１５】
本実施の形態における水中コンクリート打設装置は、図１及び図２に示すように、トレミー管１２、作業台船１４、有効長計測器１６、天端距離計測器１８、水深計測器２０、超音波水位計２２、パーソナルコンピュータからなる演算表示装置２４、水中カメラ２６などを備える。
【００１６】
トレミー管１２は、コンクリートを水中に打設するためのもので、水中コンクリートが打設される箇所の水深に応じて決定される長さを有する。例えば、水中コンクリート打設箇所の水深が３０〜５０ｍの場合は、この長さに相当するトレミー管１２が用いられる。
また、このような長さのトレミー管１２は、図１及び図２に示すように、例えば長さが１〜６ｍで、内径が２５ｃｍ程度のトレミー短管１２０２を水深に合わせて１０本乃至それ以上、トレミー短管に設けられたフランジ同士をボルト結合する方式等で分離可能に直線状に連結したものから構成される。
【００１７】
このようなトレミー管１２は、ダム底の基盤面３２に設けられた水中コンクリート打設箇所１００２の真上に位置してダム１０の水面１０ａ上に繋留された作業台船１４の開口１４０２から水中コンクリート打設箇所１００２に向けてダム１０の水中に上下方向に移動可能に、かつ鉛直に配置される。そして、かかるトレミー管１２は、作業台船１４上またはダム堤体上などに設置される図示省略のクレーンにより昇降可能に吊下される構成になっている。
また、トレミー管１２の最上端に位置するトレミー短管１２０２の上端には、図示省略のコンクリートミキサ車からトレミー管１２に直接コンクリートを投入するためのホッパー１２０４が分離可能に取り付けられている。さらに、トレミー管１２の下端には、その開口を閉塞する図示省略の蓋部材が離脱可能に設けられている。かかる蓋部材には、例えば特開平９−２１７３５２号等で示される周知の技術が利用される。
【００１８】
有効長計測器１６は、トレミー管１２の下端から水面１０ａまでの長さを該トレミー管１２の有効長ＴＬとして計測するものである。
この有効長計測器１６は、水面１０ａ寄りの複数のトレミー短管１２０２において、これら各トレミー短管１２０２の外周壁面にトレミー短管１２０２の長さ方向に沿って１乃至数十センチの間隔で配設され、トレミー短管１２０２の長さ方向の位置情報を記録した複数の位置検知用ＩＤタグ１６０２と、水面１０ａと一致する箇所に位置検知用ＩＤタグ１６０２に対応して配置され、位置検知用ＩＤタグ１６０２に記録された位置情報を読み取る読取ユニット１６０４とから構成されている。そして、読取ユニット１６０４で読み取られた位置情報を演算表示装置２４に取り込み、この位置情報とトレミー管１２の全体の長さデータを基にトレミー管１２の有効長ＴＬが求められるようになっている。このために、演算表示装置２４は、図３に示すように、トレミー管１２の有効長ＴＬを算出する有効長算出手段２４０２を備える。
【００１９】
天端距離計測器１８は、トレミー管１２の下端が先行打設された水中コンクリート２８中に一定長さ差し込まれた状態で、トレミー管１２の下端から上方へ一定の距離（例えば３〜５ｍ程度）離れた箇所に設けられた測定基点３０と、トレミー管１２を通してコンクリートが打設された水中コンクリート２８の天端２８ａとの間の距離Ｓｈを計測するものである。天端距離計測器１８で計測された距離Ｓｈは演算表示装置２４に取り込まれる。そして、演算表示装置２４では、距離Ｓｈを基にコンクリートの打設に伴い水中コンクリート２８の天端２８ａが上方に変位する新たな水中コンクリート２８Ａの打設高さΔＳｈが求められる。このために、演算表示装置２４は、図３に示すように、新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求める打設高さ算出手段２４０４を備える。
また、このような天端距離計測器１８は、測定基点３０を中心にして水平方向に一定の間隔をおいて配置された単独または複数の超音波測深機１８０４から構成され、これら超音波測深機１８０４は支持部材１８０２によりトレミー管１２に支持されている。この場合、各超音波測深機１８０４で計測された距離の平均値が距離Ｓｈとなるように構成されている。
【００２０】
水深計測器２０は、測定基点３０に位置してトレミー管１２に設けられ、測定基点３０にかかる水圧を基に水面１０ａから測定基点３０までの距離Ｓｄを計測するものである。この水深計測器２０は半導体圧力センサーなどの圧力計からなり、水深計測器２０で計測された距離Ｓｄは演算表示装置２４に取り込まれるように構成されている。
また、演算表示装置２４は、図３に示すように、有効長ＴＬから打設高さΔＳｈと距離Ｓｄを減算することにより、トレミー管１２の水中コンクリート２８，２８Ａ中への埋設長さＴａを求める埋設長さ算出手段２４０６を備える。
【００２１】
超音波水位計２２は、ダム１０の水位の変動を求めるためのものである。
このために、超音波水位計２２は、図２に示すように、水面１０ａより上方に位置してダム堤体に設けられた不動点２３に設置され、この不動点２３をコンクリート打設時の基準点とし、この基準点から水面１０ａまでの距離Ｄｗを計測する。この超音波水位計２２で計測された距離Ｄｗは演算表示装置２４に取り込まれるように構成されている。
演算表示装置２４は、図３に示すように、距離Ｄｗと距離Ｓｄと距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を前記基準点から水中コンクリート２８Ａの天端までの距離を打設面管理深さとして求める打設面管理深さ算出手段２４０８を備える。
【００２２】
超音波水位計２２は超音波センサーから構成されるもので、超音波水位計２２の前面には超音波水位計２２からダム１０の水中に達する長さと多数の孔２２０４が穿設された塩ビ製の有孔管２２０２が配設されている。この有孔管２２０２は風波による計測誤差を排除するためのもので、有孔管２２０２内部の水位変動を計測するようになっている。
【００２３】
水中カメラ２６は、図１に示すように、打設された水中コンクリート２８Ａを上方から作業範囲の全てを撮像することが可能な全方位カメラ２６０２を有する。また、全方位カメラ２６０２に周囲には、暗い大水深の作業空間を照らすのに十分な照度を持った複数の照明器具２６０４が配設されている。
このような水中カメラ２６は、給電及び通信兼用のケーブル２６０６と、このケーブル２６０６を巻き取り、巻き戻す巻上機（図示省略）により作業台船１４から水中に昇降可能に吊り下げられている。また、全方位カメラ２６０２で撮像された水中コンクリート２８、２８ａの画像情報はケーブル２６０６を通して演算表示装置２４に伝送され、演算表示装置２４で表示画像データ変換された後、その表示部２４Ａに表示することで、打設された水中コンクリート２８、２８ａを上方から見た面的な広がりを監視できるようになっている。
【００２４】
図１において、符号３４は、超音波を水位中で広範囲に照射し、水中地形および水中コンクリートの打設形状を面的に計測するＤＧＰＳ（Differential GPS）またはＧＰＳ魚群短探知機である。このＤＧＰＳ魚群短探知機３４で計測された水中コンクリートの打設形状データは演算表示装置２４に伝送され、演算表示装置２４で表示画像データ変換された後、その表示部２４Ａに表示することにより、打設コンクリートの面的な広がりを確認することができる。
【００２５】
なお、演算表示装置２４を構成するパーソナルコンピュータは、ＣＰＵと、バスラインを介して接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェースなどを含んで構成される。ＲＯＭはＣＰＵが実行する処理または制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供する。ＣＰＵが演算処理または制御プログラムを実行することにより、有効長算出手段２４０２、打設増分高さ算出手段２４０４、埋設長さ算出手段２４０６、打設面管理深さ算出手段２４０８が実現される。
【００２６】
次に、本実施の形態における水中コンクリートの打設方法について、図４を参照して説明する。
まず、作業台船１４上に搬入されたトレミー管１２を、図示省略した周知のクレーンにより、ホッパー１２０４を上にして鉛直に吊り上げ、トレミー管１２の下端を作業台船１４の開口１４０２に位置決めする。かかる状態で、図２に示すように、トレミー管１２を開口１４０２からダム１０の水中に下げ降ろし、鉛直にセットする（ステップＳ１１）。その後、トレミー管１２を作業台船１４に固定する。この場合、トレミー管１２の上端は開口１４０２を通して作業台船１４より上方へ一定の長さ突出されている。これにより、ホッパー１２０４の高さを、図示省略したコンクリートミキサ車のコンクリートの投入口高さに合わせるようになっている。
【００２７】
なお、トレミー管１２をダム１０の水中コンクリート打設箇所１００２に最初にセットする場合は、トレミー管１２の下端開口を図示省略した周知の蓋部材を用いて接着テープなどで取り付ける。この状態で、トレミー管１２を水中に鉛直に配置する。また、蓋部材は、トレミー管１２にコンクリートを打設することにより、コンクリートの自沈作用で自動的に外される。これにより、水中コンクリート打設箇所１００２へのコンクリートの打設を可能にする。
また、台船１４上などから開閉制御可能な弁をトレミー管１２の下端に設け、この弁により、水中コンクリート打設後にレミー管１２を引き上げる際に、トミー管１２の内部に残ったコンクリートによって、水が汚濁されるのを防止できるようになっている。
【００２８】
次に、有効長計測器１６により、トレミー管１２の下端から水面１０ａまでの長さをトレミー管１２の有効長ＴＬとして計測し、演算表示装置２４の有効長算出手段２４０２でトレミー管１２の有効長ＴＬを算出する（ステップＳ１２）。そして、算出した有効長ＴＬは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
次いで、図示省略のコンクリートミキサ車からホッパー１２０４を通してコンクリートをトレミー管１２に投入し、水中コンクリート２８をコンクリート打設箇所１００２に打設する（ステップＳ１３）。
次に、天端距離計測器１８により、トレミー管１２の下端から上方へ一定の間隔離れた箇所に設けられた測定基点３０と、トレミー管１２を通してコンクリートが打設された水中コンクリート２８の天端２８ａとの間の距離Ｓｈを計測する（ステップＳ１４）。さらに、計測された距離Ｓｈは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
【００２９】
次いで、演算表示装置２４の打設高さ算出手段２４０４により、距離Ｓｈを基にコンクリートの打設に伴い水中コンクリート２８の天端２８ａが上方に変位する新たな水中コンクリート２８Ａの打設高さΔＳｈが求める（ステップＳ１５）。また、求められた打設高さΔＳｈは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
なお、打設高さΔＳｈは、トレミー管１２の一部を分離撤去できる長さに相当する。
次に、水深計測器２０により、測定基点３０にかかる水圧を基に水面１０ａから測定基点３０までの距離Ｓｄを計測する（ステップＳ１６）。また、計測された距離Ｓｄは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
【００３０】
次のステップＳ１７では、演算表示装置２４の埋設長さ算出手段２４０６により、有効長ＴＬから打設高さΔＳｈと距離Ｓｄを減算する（ＴＬ−Ｓｄ−ΔＳｈ）または（ＴＬ−Ｓｄ−Ｓｈ´）の演算処理が実行され、水中コンクリート２８，２８Ａ中へのトレミー管１２の埋設長さＴａが算出される。算出された埋設長さＴａは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
また、水中コンクリートの打設に伴い、図２に示すように、トレミー管１２が有効長ＴＬの状態から距離ΔＳｄ上方に引き上げられた場合の水面１０ａから測定基点３０までの距離をＳｄ´とすると、演算表示装置２４の埋設長さ算出手段２４０６では、（ＴＬ−Ｓｄ−Ｓｈ´）の演算処理が実行される。
【００３１】
その後、ステップＳ１８において、トレミー管１２の有効長ＴＬを有効長計測器１６で計測しながらトレミー管１２を図示省略のクレーンにより、打設高さΔＳｈの範囲内、例えばトレミー短管１２０２の１本分の長さ（例えば１〜６ｍ）に相当する分、上方に移動させる。しかる後、作業台船１４の開口１４０２から上方へ突出されたトレミー管１２のうち、最上端のトレミー短管１２０２をトレミー管１２から分離して取り除き、さらに、取り除いたトレミー短管１２０２からホッパー１２０４を取り外し、このホッパー１２０４をトレミー管１２の最上端に再度結合する。この状態で、図示省略のコンクリートミキサー車またはポンプ車からホッパー１２０４を通してコンクリートをトレミー管１２に投入し、水中コンクリートを、先行打設された水中コンクリートの下方から廻り込むように打ち込む。これにより、図２に示すように、水中コンクリートを符号２８で示す水中コンクリート上に符号２８Ａで示す水中コンクリートが積層されるように打設する。
以下、ステップＳ１２からステップＳ１８の処理を繰り返し実行することにより、ゲート用台座等の構造物の構築に必要な高さの水中コンクリートを打設することができる。
【００３２】
また、超音波水位計２２では、コンクリート打設時の基準点（不動点２３）から水面１０ａまでの距離Ｄｗを計測し、演算表示装置２４の打設面管理深さ算出手段２４０８により、距離Ｄｗと距離Ｓｄと距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を基に基準点から水中コンクリート２８Ａの天端までの距離を打設面管理深さとして求める。そして、打設面管理深さを基に水中コンクリート２８上に打設された水中コンクリート２８Ａを含む全体の打設高さを水中コンクリートの打設管理高さとして求める。また、この打設管理高さは、ダム底部に打設された水中コンクリートの標高を表すことになる。これに伴い、打設された水中コンクリート上に構築されるゲート等の構造物の構築を正確に実施することができる。
【００３３】
一方、全方位カメラからなる水中カメラ２６により、打設された水中コンクリートを上方から３６０度の全方位に亘り撮像し、この撮影画像を表示部２４Ａに表示することにより、水中コンクリート打ち上がり高さやコンクリートの流動範囲を目視確認できる。しかも撮影画像を記録媒体に記録することも可能にとともに、水中に打設したコンクリートの面的な高さ分布を監視記録することで、打設履歴のトレーサビリティも可能となり、構造物構築用の台座コンクリートとしての品質確保、不分離性の確保が可能になる。
また、ＤＧＰＳ魚群短探知機３４で計測された水中コンクリートの打設形状データを演算表示装置２４に伝送し、演算表示装置２４で表示画像データ変換された後、表示部２４Ａに表示することにより、水中地形や打設コンクリートの面的な広がりを確認することができる。
【００３４】
上記のような本実施の形態によれば、トレミー管１２に対して有効長計測器１６、天端距離計測器１８、水深計測器２０等を配設する構成にしたので、トレミー管１２を用いて水中コンクリートを打設するに際し、潜水夫等の人手を要することなく、打設される水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さ及び水中コンクリートの打設高さを正確に把握及び管理でき、水中コンクリートの打設を効率良く実施することができる。しかも、水中コンクリートの打設状態や打ち上がり高さを作業台船１４上の演算表示装置２４の表示部２４Ａにリアルタイムに表示させることができ、これにより、トレミー管の高さや水中コンクリートの打ち上がり高さを一元的に管理することができる。さらに、トレミー管の打設コンクリートへの埋設長さを計測管理することができる。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、超音波水位計２２により計測した、コンクリート打設時の基準点から水面１０ａまでの距離Ｄｗを基に基準点から水中コンクリート２８Ａの天端までの距離を打設面管理深さとして求める構成にしたので、ダムの水位が変動しても、これを補正して水中コンクリートの天端までの打設高さを高精度に計測することができる。これに加えて、打設された水中コンクリートの打設高さ、すなわち水中コンクリートの標高を知ることができ、これにより、打設された水中コンクリートによる構造物構築を正確に行うことが可能になる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、水深計測器２０に半導体圧力センサーを用いることにより、水中コンクリート打設中に水位が変動した場合においても、トレミー管に設置した計測器の設置深度を常時確認できる。しかも、上記の不動点に設置した非接触型 の超音波水位計による計測値により、水中打設コンクリートの天端の高さを正確に把握することができる。
【００３７】
なお、本発明にかかる超音波水位計は、超音波パルスを発射し反射時間を計測することにより、水面に接触することなく水位を測定する水位計であり、従来のフロート式・触針式・水圧式などでは測定が困難とされていた、土砂などが流れる河川や、河床変動が頻繁な河川、高水・高流流速水、また腐食性の水などでも使用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ダム、１２…トレミー管、１４…作業台船、１６…有効長計測器、１８…天端距離計測器、２０…水深計測器、２２…超音波水位計、２４…演算表示装置、２４Ａ…表示部、２６…水中カメラ、２８…水中コンクリート、２８Ａ…水中コンクリート、２４０２…有効長算出手段、２４０４…打設高さ算出手段、２４０６…埋設長さ算出手段、２４０８…打設面管理深さ算出手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中でトレミー管を用いて水中コンクリートを打設し、ゲート用台座などを水中に構築する水中コンクリートの打設方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、既設ダムの水中にゲート用台座などの水中構造物を構築する場合は、トレミー管を用いてコンクリートを打設する水中コンクリート工法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。
この種の水中コンクリート工法において、トレミー管を用いて水中にコンクリートを打設するに際しては、水上に浮かべた作業台船からトレミー管を鉛直に吊り下げ、このトレミー管の下端を先行打設されたコンクリートに差し込み、かかる状態でトレミー管の上端に設けたホッパーからコンクリートを投入する。
このようにすることにより、打設されたコンクリートは、水を巻き込むことなく、先行打設されたコンクリートの下方から廻り込むように打ち込まれことになり、コンクリートの水中分離を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２２７６４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２０８２７号公報
【特許文献３】特開平１−１５６２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水中不分離にコンクリートを打設する場合の重要なポイントは、鉛直に吊り下げられたトレミー管の下端を常に先行打設された水中コンクリートの中に一定の長さ（２〜３ｍ程度）挿入しておくことである。したがって、トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリートから抜け出るような状態になると、トレミー管の下端から押し出されるコンクリートが水を巻き込み、コンクリートの水中分離が増大してコンクリートの品質を低下させるほか、水の濁りを発生させる問題がある。そのため、水中コンクリートの打設時には、先行打設された水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さが一定値以上に維持されるように、コンクリートの打設高さ及びトレミー管の位置に細心の注意を払う必要がある。
【０００５】
一方、トレミー管を用いた水中コンクリートの打設に際しては、トレミー管が先行打設コンクリート中に一定の長さ挿入されているように、コンクリートの打設高さ及びトレミー管の位置管理を行いながらコンクリートの打設がなされるが、この場合、コンクリートの打設高さを確認し、トレミー管の埋設長さを調整する必要がある。これは、コンクリート打設時におけるトレミー管の埋設長さが小さすぎるとトレミー管の下端から押し出されるコンクリートが水を巻き込んでしまい、また、トレミー管の埋設長さが大きすぎると、トレミー管が水中コンクリートから抜けなかったり、コンクリートの打設効率が低下するという不具合がある。
【０００６】
コンクリート打設高さの確認方法としては、トレミー管に超音波センサー等の各種センサーを取り付け、このセンサーによりトレミー管から水中コンクリートの天端までの距離を検出することにより、コンクリートの打設高さを確認できるようにしている（例えば特許文献３参照）。
しかしながら、上記のようなコンクリートの高さ確認方式は、概略的な打設コンクリート天端の高さのみに留まり、打設コンクリート天端の面的な高さ分布を確認することができない。
【０００７】
そこで、従来においては、特別に訓練された潜水夫が水中コンクリートの打設箇所まで潜水し、潜水夫が水中コンクリートの打設状況を目視により監視し、この監視結果に基づいて潜水夫から作業台船上の作業者に通信回線を通してコンクリートの打設タイミングや打設コンクリートの天端の上昇に伴いトレミー管の上下移動操作などを指示することにより、水中にコンクリート構造物を構築するようにしている。
しかしながら、コンクリート打設箇所の水深が３０ｍ以上になると、水中での視距離が５０ｃｍ以下と極端に悪化し、潜水夫だけによる目視管理には限界があり、トレミー管の下端が常に先行打設コンクリート中に挿入されていることを目視確認することは極めて困難である。
また、潜水夫の作業時間は、一般的に水深に応じて短くなり、作業時間に制約がある。そして、大水深になると、一定期間を圧力チャンバー内で生活する特殊潜水作業となり、危険が伴うと同時にコストが大幅に上昇するという問題がある。
【０００８】
また、打設コンクリート天端の上昇に伴う水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さの調節は、台船上でトレミー管を上下方向に移動操作して行う作業となるため、潜水夫によりトレミー管の埋設長さを目視により確認できても、これに関する潜水夫からの指示と台船上でのトレミー管の上下移動操作との間にタイムラグが生じ、その結果、トレミー管の埋設長さを適正値に維持できなくなり、または打設されたコンクリートに水が浸入したりして、コンクリートの品質を確保できなくなるなどの問題が生じることになる。
【０００９】
本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、トレミー管を用いて水中コンクリートを打設するに際し、潜水夫等の人手を要することなく、打設される水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さ及び水中コンクリートの打設高さを正確に把握及び管理でき、水中コンクリートの打設を効率良く実施できる水中コンクリートの打設方法及び装置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】
【００１０】
上述の目的を達成するために本発明は、トレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設方法であって、前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直に配置し、前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測し、前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた位置に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測し、前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求め、前記水面から前記測定基点までの距離Ｓｄを計測し、さらに前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求め、前記トレミー管の有効長ＴＬを計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、複数のトレミー短管を分離可能に連結してなるトレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設装置であって、前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直方向に移動可能に保持する作業台船と、前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測する有効長計測器と、前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた箇所に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測する天端距離計測器と、前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求める打設高さ算出手段と、前記水面から前記測定基点までの距離Ｓｄを計測する水深計測器と、前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求める埋設長さ算出手段とを備え、前記トレミー管の有効長ＴＬを有効長計測器で計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設するように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明の水中コンクリート打設方法及び装置によれば、トレミー管を用いて水中コンクリートを打設するに際し、潜水夫等の人手を要することなく、打設される水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さ及び水中コンクリートの打設高さを正確に把握及び管理でき、かつ水中コンクリートの打設を効率良く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の水中コンクリート打設方法を適用した水中コンクリート打設装置を示す全体の構成図である。
【図２】本発明の水中コンクリート打設装置における各種計測値の取り扱い状態を示す構成図である。
【図３】本発明の水中コンクリート打設装置における演算表示装置（パソコン）の機能ブロック図である。
【図４】本発明の水中コンクリート打設方法による水中コンクリートの打設手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下、本発明方法を適用した水中コンクリート打設装置をダムのゲート用台座などの構造物を構築するための水中コンクリートを打設する場合の実施の形態について図１乃至図４を参照して説明する。
【００１５】
本実施の形態における水中コンクリート打設装置は、図１及び図２に示すように、トレミー管１２、作業台船１４、有効長計測器１６、天端距離計測器１８、水深計測器２０、超音波水位計２２、パーソナルコンピュータからなる演算表示装置２４、水中カメラ２６などを備える。
【００１６】
トレミー管１２は、コンクリートを水中に打設するためのもので、水中コンクリートが打設される箇所の水深に応じて決定される長さを有する。例えば、水中コンクリート打設箇所の水深が３０〜５０ｍの場合は、この長さに相当するトレミー管１２が用いられる。
また、このような長さのトレミー管１２は、図１及び図２に示すように、例えば長さが１〜６ｍで、内径が２５ｃｍ程度のトレミー短管１２０２を水深に合わせて１０本乃至それ以上、トレミー短管に設けられたフランジ同士をボルト結合する方式等で分離可能に直線状に連結したものから構成される。
【００１７】
このようなトレミー管１２は、ダム底の基盤面３２に設けられた水中コンクリート打設箇所１００２の真上に位置してダム１０の水面１０ａ上に繋留された作業台船１４の開口１４０２から水中コンクリート打設箇所１００２に向けてダム１０の水中に上下方向に移動可能に、かつ鉛直に配置される。そして、かかるトレミー管１２は、作業台船１４上またはダム堤体上などに設置される図示省略のクレーンにより昇降可能に吊下される構成になっている。
また、トレミー管１２の最上端に位置するトレミー短管１２０２の上端には、図示省略のコンクリートミキサ車からトレミー管１２に直接コンクリートを投入するためのホッパー１２０４が分離可能に取り付けられている。さらに、トレミー管１２の下端には、その開口を閉塞する図示省略の蓋部材が離脱可能に設けられている。かかる蓋部材には、例えば特開平９−２１７３５２号等で示される周知の技術が利用される。
【００１８】
有効長計測器１６は、トレミー管１２の下端から水面１０ａまでの長さを該トレミー管１２の有効長ＴＬとして計測するものである。
この有効長計測器１６は、水面１０ａ寄りの複数のトレミー短管１２０２において、これら各トレミー短管１２０２の外周壁面にトレミー短管１２０２の長さ方向に沿って１乃至数十センチの間隔で配設され、トレミー短管１２０２の長さ方向の位置情報を記録した複数の位置検知用ＩＤタグ１６０２と、水面１０ａと一致する箇所に位置検知用ＩＤタグ１６０２に対応して配置され、位置検知用ＩＤタグ１６０２に記録された位置情報を読み取る読取ユニット１６０４とから構成されている。そして、読取ユニット１６０４で読み取られた位置情報を演算表示装置２４に取り込み、この位置情報とトレミー管１２の全体の長さデータを基にトレミー管１２の有効長ＴＬが求められるようになっている。このために、演算表示装置２４は、図３に示すように、トレミー管１２の有効長ＴＬを算出する有効長算出手段２４０２を備える。
【００１９】
天端距離計測器１８は、トレミー管１２の下端が先行打設された水中コンクリート２８中に一定長さ差し込まれた状態で、トレミー管１２の下端から上方へ一定の距離（例えば３〜５ｍ程度）離れた箇所に設けられた測定基点３０と、トレミー管１２を通してコンクリートが打設された水中コンクリート２８の天端２８ａとの間の距離Ｓｈを計測するものである。天端距離計測器１８で計測された距離Ｓｈは演算表示装置２４に取り込まれる。そして、演算表示装置２４では、距離Ｓｈを基にコンクリートの打設に伴い水中コンクリート２８の天端２８ａが上方に変位する新たな水中コンクリート２８Ａの打設高さΔＳｈが求められる。このために、演算表示装置２４は、図３に示すように、新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求める打設高さ算出手段２４０４を備える。
また、このような天端距離計測器１８は、測定基点３０を中心にして水平方向に一定の間隔をおいて配置された単独または複数の超音波測深機１８０４から構成され、これら超音波測深機１８０４は支持部材１８０２によりトレミー管１２に支持されている。この場合、各超音波測深機１８０４で計測された距離の平均値が距離Ｓｈとなるように構成されている。
【００２０】
水深計測器２０は、測定基点３０に位置してトレミー管１２に設けられ、測定基点３０にかかる水圧を基に水面１０ａから測定基点３０までの距離Ｓｄを計測するものである。この水深計測器２０は半導体圧力センサーなどの圧力計からなり、水深計測器２０で計測された距離Ｓｄは演算表示装置２４に取り込まれるように構成されている。
また、演算表示装置２４は、図３に示すように、有効長ＴＬから打設高さΔＳｈと距離Ｓｄを減算することにより、トレミー管１２の水中コンクリート２８，２８Ａ中への埋設長さＴａを求める埋設長さ算出手段２４０６を備える。
【００２１】
超音波水位計２２は、ダム１０の水位の変動を求めるためのものである。
このために、超音波水位計２２は、図２に示すように、水面１０ａより上方に位置してダム堤体に設けられた不動点２３に設置され、この不動点２３をコンクリート打設時の基準点とし、この基準点から水面１０ａまでの距離Ｄｗを計測する。この超音波水位計２２で計測された距離Ｄｗは演算表示装置２４に取り込まれるように構成されている。
演算表示装置２４は、図３に示すように、距離Ｄｗと距離Ｓｄと距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を前記基準点から水中コンクリート２８Ａの天端までの距離を打設面管理深さとして求める打設面管理深さ算出手段２４０８を備える。
【００２２】
超音波水位計２２は超音波センサーから構成されるもので、超音波水位計２２の前面には超音波水位計２２からダム１０の水中に達する長さと多数の孔２２０４が穿設された塩ビ製の有孔管２２０２が配設されている。この有孔管２２０２は風波による計測誤差を排除するためのもので、有孔管２２０２内部の水位変動を計測するようになっている。
【００２３】
水中カメラ２６は、図１に示すように、打設された水中コンクリート２８Ａを上方から作業範囲の全てを撮像することが可能な全方位カメラ２６０２を有する。また、全方位カメラ２６０２に周囲には、暗い大水深の作業空間を照らすのに十分な照度を持った複数の照明器具２６０４が配設されている。
このような水中カメラ２６は、給電及び通信兼用のケーブル２６０６と、このケーブル２６０６を巻き取り、巻き戻す巻上機（図示省略）により作業台船１４から水中に昇降可能に吊り下げられている。また、全方位カメラ２６０２で撮像された水中コンクリート２８、２８ａの画像情報はケーブル２６０６を通して演算表示装置２４に伝送され、演算表示装置２４で表示画像データ変換された後、その表示部２４Ａに表示することで、打設された水中コンクリート２８、２８ａを上方から見た面的な広がりを監視できるようになっている。
【００２４】
図１において、符号３４は、超音波を水位中で広範囲に照射し、水中地形および水中コンクリートの打設形状を面的に計測するＤＧＰＳ（Differential GPS）またはＧＰＳ魚群短探知機である。このＤＧＰＳ魚群短探知機３４で計測された水中コンクリートの打設形状データは演算表示装置２４に伝送され、演算表示装置２４で表示画像データ変換された後、その表示部２４Ａに表示することにより、打設コンクリートの面的な広がりを確認することができる。
【００２５】
なお、演算表示装置２４を構成するパーソナルコンピュータは、ＣＰＵと、バスラインを介して接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェースなどを含んで構成される。ＲＯＭはＣＰＵが実行する処理または制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供する。ＣＰＵが演算処理または制御プログラムを実行することにより、有効長算出手段２４０２、打設増分高さ算出手段２４０４、埋設長さ算出手段２４０６、打設面管理深さ算出手段２４０８が実現される。
【００２６】
次に、本実施の形態における水中コンクリートの打設方法について、図４を参照して説明する。
まず、作業台船１４上に搬入されたトレミー管１２を、図示省略した周知のクレーンにより、ホッパー１２０４を上にして鉛直に吊り上げ、トレミー管１２の下端を作業台船１４の開口１４０２に位置決めする。かかる状態で、図２に示すように、トレミー管１２を開口１４０２からダム１０の水中に下げ降ろし、鉛直にセットする（ステップＳ１１）。その後、トレミー管１２を作業台船１４に固定する。この場合、トレミー管１２の上端は開口１４０２を通して作業台船１４より上方へ一定の長さ突出されている。これにより、ホッパー１２０４の高さを、図示省略したコンクリートミキサ車のコンクリートの投入口高さに合わせるようになっている。
【００２７】
なお、トレミー管１２をダム１０の水中コンクリート打設箇所１００２に最初にセットする場合は、トレミー管１２の下端開口を図示省略した周知の蓋部材を用いて接着テープなどで取り付ける。この状態で、トレミー管１２を水中に鉛直に配置する。また、蓋部材は、トレミー管１２にコンクリートを打設することにより、コンクリートの自沈作用で自動的に外される。これにより、水中コンクリート打設箇所１００２へのコンクリートの打設を可能にする。
また、台船１４上などから開閉制御可能な弁をトレミー管１２の下端に設け、この弁により、水中コンクリート打設後にレミー管１２を引き上げる際に、トミー管１２の内部に残ったコンクリートによって、水が汚濁されるのを防止できるようになっている。
【００２８】
次に、有効長計測器１６により、トレミー管１２の下端から水面１０ａまでの長さをトレミー管１２の有効長ＴＬとして計測し、演算表示装置２４の有効長算出手段２４０２でトレミー管１２の有効長ＴＬを算出する（ステップＳ１２）。そして、算出した有効長ＴＬは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
次いで、図示省略のコンクリートミキサ車からホッパー１２０４を通してコンクリートをトレミー管１２に投入し、水中コンクリート２８をコンクリート打設箇所１００２に打設する（ステップＳ１３）。
次に、天端距離計測器１８により、トレミー管１２の下端から上方へ一定の間隔離れた箇所に設けられた測定基点３０と、トレミー管１２を通してコンクリートが打設された水中コンクリート２８の天端２８ａとの間の距離Ｓｈを計測する（ステップＳ１４）。さらに、計測された距離Ｓｈは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
【００２９】
次いで、演算表示装置２４の打設高さ算出手段２４０４により、距離Ｓｈを基にコンクリートの打設に伴い水中コンクリート２８の天端２８ａが上方に変位する新たな水中コンクリート２８Ａの打設高さΔＳｈが求める（ステップＳ１５）。また、求められた打設高さΔＳｈは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
なお、打設高さΔＳｈは、トレミー管１２の一部を分離撤去できる長さに相当する。
次に、水深計測器２０により、測定基点３０にかかる水圧を基に水面１０ａから測定基点３０までの距離Ｓｄを計測する（ステップＳ１６）。また、計測された距離Ｓｄは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
【００３０】
次のステップＳ１７では、演算表示装置２４の埋設長さ算出手段２４０６により、有効長ＴＬから打設高さΔＳｈと距離Ｓｄを減算する（ＴＬ−Ｓｄ−ΔＳｈ）または（ＴＬ−Ｓｄ−Ｓｈ´）の演算処理が実行され、水中コンクリート２８，２８Ａ中へのトレミー管１２の埋設長さＴａが算出される。算出された埋設長さＴａは演算表示装置２４の表示部２４０２にリアルタイムに表示される。
また、水中コンクリートの打設に伴い、図２に示すように、トレミー管１２が有効長ＴＬの状態から距離ΔＳｄ上方に引き上げられた場合の水面１０ａから測定基点３０までの距離をＳｄ´とすると、演算表示装置２４の埋設長さ算出手段２４０６では、（ＴＬ−Ｓｄ−Ｓｈ´）の演算処理が実行される。
【００３１】
その後、ステップＳ１８において、トレミー管１２の有効長ＴＬを有効長計測器１６で計測しながらトレミー管１２を図示省略のクレーンにより、打設高さΔＳｈの範囲内、例えばトレミー短管１２０２の１本分の長さ（例えば１〜６ｍ）に相当する分、上方に移動させる。しかる後、作業台船１４の開口１４０２から上方へ突出されたトレミー管１２のうち、最上端のトレミー短管１２０２をトレミー管１２から分離して取り除き、さらに、取り除いたトレミー短管１２０２からホッパー１２０４を取り外し、このホッパー１２０４をトレミー管１２の最上端に再度結合する。この状態で、図示省略のコンクリートミキサー車またはポンプ車からホッパー１２０４を通してコンクリートをトレミー管１２に投入し、水中コンクリートを、先行打設された水中コンクリートの下方から廻り込むように打ち込む。これにより、図２に示すように、水中コンクリートを符号２８で示す水中コンクリート上に符号２８Ａで示す水中コンクリートが積層されるように打設する。
以下、ステップＳ１２からステップＳ１８の処理を繰り返し実行することにより、ゲート用台座等の構造物の構築に必要な高さの水中コンクリートを打設することができる。
【００３２】
また、超音波水位計２２では、コンクリート打設時の基準点（不動点２３）から水面１０ａまでの距離Ｄｗを計測し、演算表示装置２４の打設面管理深さ算出手段２４０８により、距離Ｄｗと距離Ｓｄと距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を基に基準点から水中コンクリート２８Ａの天端までの距離を打設面管理深さとして求める。そして、打設面管理深さを基に水中コンクリート２８上に打設された水中コンクリート２８Ａを含む全体の打設高さを水中コンクリートの打設管理高さとして求める。また、この打設管理高さは、ダム底部に打設された水中コンクリートの標高を表すことになる。これに伴い、打設された水中コンクリート上に構築されるゲート等の構造物の構築を正確に実施することができる。
【００３３】
一方、全方位カメラからなる水中カメラ２６により、打設された水中コンクリートを上方から３６０度の全方位に亘り撮像し、この撮影画像を表示部２４Ａに表示することにより、水中コンクリート打ち上がり高さやコンクリートの流動範囲を目視確認できる。しかも撮影画像を記録媒体に記録することも可能にとともに、水中に打設したコンクリートの面的な高さ分布を監視記録することで、打設履歴のトレーサビリティも可能となり、構造物構築用の台座コンクリートとしての品質確保、不分離性の確保が可能になる。
また、ＤＧＰＳ魚群短探知機３４で計測された水中コンクリートの打設形状データを演算表示装置２４に伝送し、演算表示装置２４で表示画像データ変換された後、表示部２４Ａに表示することにより、水中地形や打設コンクリートの面的な広がりを確認することができる。
【００３４】
上記のような本実施の形態によれば、トレミー管１２に対して有効長計測器１６、天端距離計測器１８、水深計測器２０等を配設する構成にしたので、トレミー管１２を用いて水中コンクリートを打設するに際し、潜水夫等の人手を要することなく、打設される水中コンクリートへのトレミー管の埋設長さ及び水中コンクリートの打設高さを正確に把握及び管理でき、水中コンクリートの打設を効率良く実施することができる。しかも、水中コンクリートの打設状態や打ち上がり高さを作業台船１４上の演算表示装置２４の表示部２４Ａにリアルタイムに表示させることができ、これにより、トレミー管の高さや水中コンクリートの打ち上がり高さを一元的に管理することができる。さらに、トレミー管の打設コンクリートへの埋設長さを計測管理することができる。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、超音波水位計２２により計測した、コンクリート打設時の基準点から水面１０ａまでの距離Ｄｗを基に基準点から水中コンクリート２８Ａの天端までの距離を打設面管理深さとして求める構成にしたので、ダムの水位が変動しても、これを補正して水中コンクリートの天端までの打設高さを高精度に計測することができる。これに加えて、打設された水中コンクリートの打設高さ、すなわち水中コンクリートの標高を知ることができ、これにより、打設された水中コンクリートによる構造物構築を正確に行うことが可能になる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、水深計測器２０に半導体圧力センサーを用いることにより、水中コンクリート打設中に水位が変動した場合においても、トレミー管に設置した計測器の設置深度を常時確認できる。しかも、上記の不動点に設置した非接触型 の超音波水位計による計測値により、水中打設コンクリートの天端の高さを正確に把握することができる。
【００３７】
なお、本発明にかかる超音波水位計は、超音波パルスを発射し反射時間を計測することにより、水面に接触することなく水位を測定する水位計であり、従来のフロート式・触針式・水圧式などでは測定が困難とされていた、土砂などが流れる河川や、河床変動が頻繁な河川、高水・高流流速水、また腐食性の水などでも使用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ダム、１２…トレミー管、１４…作業台船、１６…有効長計測器、１８…天端距離計測器、２０…水深計測器、２２…超音波水位計、２４…演算表示装置、２４Ａ…表示部、２６…水中カメラ、２８…水中コンクリート、２８Ａ…水中コンクリート、２４０２…有効長算出手段、２４０４…打設高さ算出手段、２４０６…埋設長さ算出手段、２４０８…打設面管理深さ算出手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設方法であって、
前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直に配置し、
前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測し、
前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた位置に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測し、
前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求め、
前記水面から前記測定基点までの距離ＳｄまたはＳｄ´を計測し、
さらに前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求め、
前記トレミー管の有効長ＴＬを計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設する、
ことを特徴とする水中コンクリート打設方法。
【請求項２】
前記水面より上方に設けられた不動点をコンクリート打設時の基準点とし、該基準点から前記水面までの距離Ｄｗを計測し、前記距離Ｄｗと前記距離Ｓｄと前記距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を前記基準点から前記打設された水中コンクリートの天端までの距離を打設面管理深さとして求め、さらに前記打設面管理深さを基に前記水中コンクリートの打設高さを水中コンクリートの打設管理高さとして求めることを特徴とする請求項1記載の水中コンクリート打設方法。
【請求項３】
前記打設された水中コンクリートを水中カメラで上方から作業範囲の全てを撮像し、当該撮影画像を表示部に表示することにより前記打設された水中コンクリートを上方から見た面的高さ分布を監視することを特徴とする請求項1記載の水中コンクリート打設方法。
【請求項４】
複数のトレミー短管を分離可能に連結してなるトレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設装置であって、
前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直方向に移動可能に保持する作業台船と、
前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測する有効長計測器と、
前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた箇所に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測する天端距離計測器と、
前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求める打設高さ算出手段と、
前記水面から前記測定基点までの距離ＳｄまたはＳｄ´を計測する水深計測器と、
前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求める埋設長さ算出手段とを備え、
前記トレミー管の有効長ＴＬを有効長計測器で計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設するように構成されている、
ことを特徴とする水中コンクリート打設装置。
【請求項５】
前記水面より上方に位置する不動点をコンクリート打設時の基準点とし、該基準点から前記水面までの距離Ｄｗを計測し該計測値から水位の変動を求める水位計と、
前記距離Ｄｗと前記距離Ｓｄと前記距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を基に前記基準点から前記水中コンクリートの天端までの距離を打設面管理深さとして求める打設面管理深さ算出手段する演算手段とを備えることを特徴とする請求項５記載の水中コンクリート打設装置。
【請求項６】
前記打設された水中コンクリートを上方から作業範囲の全てを撮像する水中カメラと、前記水中カメラで撮像された画像を表示する表示部を更に備えることを特徴とする請求項４または５記載の水中コンクリート打設装置。
【請求項７】
有効長計測器は、前記水面寄りの複数のトレミー短管において、これら各トレミー短管の外周壁面に該トレミー短管の長さ方向に沿って数センチ乃至数十センチの間隔でトレミー短管ごとに配設され前記トレミー短管の長さ方向の位置情報を記録した複数の位置検知用ＩＤタグと、前記水面と一致する箇所に前記位置検知用ＩＤタグに対向して配置され前記位置検知用ＩＤタグに記録された位置情報を読み取る読取ユニットとから構成されていることを特徴とする請求項４記載の水中コンクリート打設装置。
【請求項１】
トレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設方法であって、
前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直に配置し、
前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測し、
前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた位置に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測し、
前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求め、
前記水面から前記測定基点までの距離ＳｄまたはＳｄ´を計測し、
さらに前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求め、
前記トレミー管の有効長ＴＬを計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設する、
ことを特徴とする水中コンクリート打設方法。
【請求項２】
前記水面より上方に設けられた不動点をコンクリート打設時の基準点とし、該基準点から前記水面までの距離Ｄｗを計測し、前記距離Ｄｗと前記距離Ｓｄと前記距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を前記基準点から前記打設された水中コンクリートの天端までの距離を打設面管理深さとして求め、さらに前記打設面管理深さを基に前記水中コンクリートの打設高さを水中コンクリートの打設管理高さとして求めることを特徴とする請求項1記載の水中コンクリート打設方法。
【請求項３】
前記打設された水中コンクリートを水中カメラで上方から作業範囲の全てを撮像し、当該撮影画像を表示部に表示することにより前記打設された水中コンクリートを上方から見た面的高さ分布を監視することを特徴とする請求項1記載の水中コンクリート打設方法。
【請求項４】
複数のトレミー短管を分離可能に連結してなるトレミー管を通してコンクリートを打設することにより水中に構造物を構築する水中コンクリートの打設装置であって、
前記トレミー管を該トレミー管の下端が先行打設された水中コンクリート中に一定長さ差し込まれ、かつ該トレミー管の上端が水面から突出する状態で水中に鉛直方向に移動可能に保持する作業台船と、
前記トレミー管の下端から前記水面までの長さを該トレミー管の有効長ＴＬとして計測する有効長計測器と、
前記トレミー管の下端から上方へ一定の間隔離れた箇所に設けられた測定基点と、前記トレミー管を通してコンクリートが打設された水中コンクリートの天端との間の距離Ｓｈを計測する天端距離計測器と、
前記計測された距離Ｓｈを基に前記コンクリートの打設に伴い水中コンクリートの天端が上方に変位する新たな水中コンクリートの打設高さΔＳｈを求める打設高さ算出手段と、
前記水面から前記測定基点までの距離ＳｄまたはＳｄ´を計測する水深計測器と、
前記有効長ＴＬから前記打設高さΔＳｈと前記距離Ｓｄを減算することにより前記トレミー管の前記水中コンクリート中への埋設長さＴａを求める埋設長さ算出手段とを備え、
前記トレミー管の有効長ＴＬを有効長計測器で計測しながら前記トレミー管の一部を分離撤去可能な打設高さΔＳｈとなるまで、当該トレミー管を通してコンクリートを再度打設するように構成されている、
ことを特徴とする水中コンクリート打設装置。
【請求項５】
前記水面より上方に位置する不動点をコンクリート打設時の基準点とし、該基準点から前記水面までの距離Ｄｗを計測し該計測値から水位の変動を求める水位計と、
前記距離Ｄｗと前記距離Ｓｄと前記距離Ｓｈとを加算した値（Ｄｗ＋Ｓｄ＋Ｓｈ）を基に前記基準点から前記水中コンクリートの天端までの距離を打設面管理深さとして求める打設面管理深さ算出手段する演算手段とを備えることを特徴とする請求項５記載の水中コンクリート打設装置。
【請求項６】
前記打設された水中コンクリートを上方から作業範囲の全てを撮像する水中カメラと、前記水中カメラで撮像された画像を表示する表示部を更に備えることを特徴とする請求項４または５記載の水中コンクリート打設装置。
【請求項７】
有効長計測器は、前記水面寄りの複数のトレミー短管において、これら各トレミー短管の外周壁面に該トレミー短管の長さ方向に沿って数センチ乃至数十センチの間隔でトレミー短管ごとに配設され前記トレミー短管の長さ方向の位置情報を記録した複数の位置検知用ＩＤタグと、前記水面と一致する箇所に前記位置検知用ＩＤタグに対向して配置され前記位置検知用ＩＤタグに記録された位置情報を読み取る読取ユニットとから構成されていることを特徴とする請求項４記載の水中コンクリート打設装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０４２１６（Ｐ２０１３−１０４２１６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８４１５（Ｐ２０１１−２４８４１５）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【Ｆターム（参考）】
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