水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法
【課題】 砕岩棒を自由落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることを防止するとともに、砕岩棒の落下速度を不要に落とすことがなく、特別な熟練作業を有しなくても作業が容易な水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法を提供する。
【解決手段】 主巻ワイヤ１１を用いて水底４１に砕岩棒支持枠７を接地させる。次に、固定装置１０による固定部材１２の固定を解除して、固定部材１２および砕岩棒９を落下させ、水底４１の岩盤を破砕する。次に、副巻きワイヤ１３によって砕岩棒支持枠７内において固定装置１０を降下させる。固定装置１０が砕岩棒９近傍まで降下したら、固定装置１０の下降を停止し、固定装置１０によって固定部材１２を固定する。この状態で、副巻きワイヤ１３により固定装置１０を上昇させ、所定の高さまで来たところで停止することで最初の状態に戻る。以上を繰り返し、水底４１の破砕を行うことができる。
【解決手段】 主巻ワイヤ１１を用いて水底４１に砕岩棒支持枠７を接地させる。次に、固定装置１０による固定部材１２の固定を解除して、固定部材１２および砕岩棒９を落下させ、水底４１の岩盤を破砕する。次に、副巻きワイヤ１３によって砕岩棒支持枠７内において固定装置１０を降下させる。固定装置１０が砕岩棒９近傍まで降下したら、固定装置１０の下降を停止し、固定装置１０によって固定部材１２を固定する。この状態で、副巻きワイヤ１３により固定装置１０を上昇させ、所定の高さまで来たところで停止することで最初の状態に戻る。以上を繰り返し、水底４１の破砕を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、視界が確保できる浅い水中での小規模の掘削工事は、潜水士が搭乗する水中バックホウに水中ブレーカを取り付けるなどして行われている。
また、大水深での工事や大規模工事の場合、水の濁りにより視界が確保できない場合、ブレーカで破砕できない硬岩の場合などでは、発破に代わる岩盤・コンクリート破砕工法として砕岩棒工法が多用されている。
【０００３】
砕岩棒工法では、質量１０ｔ〜５０ｔの砕岩棒を、砕岩棒質量の６倍〜数十倍の吊り能力を有するクレーンを用いて排水量２００ｔ〜３，０００ｔ級の砕岩船に吊り下げる。そして、水底の岩盤を目がけて砕岩棒を自由落下させた際に発生する衝撃的打撃力で岩盤を破砕する。発破工法や割岩工法では、事前に潜水士による水底での潜水補助作業が必要であるが、砕岩棒工法では、潜水補助作業が不要である。そのため、水の深さや濁りに影響されることなく、能率的で安全な砕岩工事が可能である。
【０００４】
なお、砕岩棒は自由落下方式であるため、クレーンでワイヤを介して砕岩棒を吊下げた状態から、ワイヤを巻きつけるウィンチのブレーキ（クラッチ）を解除し、ワイヤと砕岩棒とが接合された状態で砕岩棒を自由落下させる。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】実用新案３０１３５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の砕岩棒工法では、砕岩棒はクレーンの補巻ウィンチに巻きつけられたワイヤによって吊下げられるため、ウィンチのクラッチを切断して砕岩棒を自由落下させると、砕岩棒が地面に激突した際に、ウィンチの回転慣性によって、ウィンチのドラムが回転をし続ける。したがって、ウィンチから過剰にワイヤが巻き出される恐れがあり、この状態で再度ワイヤを巻き上げればワイヤのキンクなどが生じる恐れがある。
【０００７】
このため、砕岩棒が海底につく直前にウィンチのクラッチを接続して過剰に巻き出しが行われないようにする必要があるが、クレーン作業に熟練を要し、作業性が極めて悪いという問題がある。また、クラッチ接続のタイミングが早すぎれば、砕岩棒の運動エネルギーが減少して、砕岩能力が落ちるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、砕岩棒を自由落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることを防止するとともに、砕岩棒の落下速度を不要に落とすことがなく、特別な熟練作業を有しなくても作業が容易な水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するための第１の発明は、第１のワイヤで吊り下げられる固定装置と、前記固定装置を貫通する固定部材と、前記固定部材の下方に接合された砕岩棒と、を具備し、前記固定装置は前記固定部材を固定可能であり、前記固定部材の固定を解除することで前記砕岩棒を落下させることが可能であることを特徴とする水中岩盤の破砕装置である。
【００１０】
前記固定部材の所定の位置には係合部が設けられ、前記固定装置は前記係合部と係合可能な動作部を有し、前記固定装置は、前記動作部の動作によって、前記動作部と前記係合部とを係合して前記固定部材を固定可能であってもよく、または、前記固定装置はブレーキパッドを有し、前記固定部材は板状部材であり、前記ブレーキパッドにより前記板状部材を挟み込み、前記固定部材を固定可能であってもよい。
【００１１】
第２のワイヤで吊り下げられる鞘状の砕岩棒支持枠と、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構と、を更に具備し、前記固定装置は前記砕岩棒支持枠内を上下に移動可能であり、前記砕岩棒支持枠の所定の位置には略鉛直方向に、少なくとも１条の隙間が設けられ、前記伝達機構は、前記砕岩棒支持枠の下端付近に前記隙間を塞ぐように設けられた架台部ストッパと、前記砕岩棒の上端付近に設けられた突起部である砕岩棒部ストッパと、からなり、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げて前記架台部ストッパを前記砕岩棒部ストッパに押当てることにより、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝達し、前記砕岩棒を水底から引き抜くようにしてもよい。
【００１２】
前記砕岩棒の下端から前記固定部材の上端までの長さは、前記砕岩棒支持枠の長さよりも長く、前記固定部材の下端近傍を前記固定装置で固定した際に、前記固定部材は略鉛直方向に自立可能な強度を有することが望ましい。
【００１３】
第１の発明の水中岩盤の破砕装置によれば、砕岩棒に固定部材が接合されており、固定部材が固定装置によって固定および解除が可能であり、また、ワイヤは直接砕岩棒とは接合されないため、砕岩棒を落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることがない。
【００１４】
また、固定装置がブレーキパッドを有し、板状部材の固定部材をブレーキパッドで挟み込めば、簡易な構造で固定部材を固定することが可能である。また、ピン孔や溝などの係合部を固定部材の上下端近傍に設け、係合部に嵌合するようなピンなどの動作部を設ければ、ピン等をピン孔などに挿入することで容易に固定部材を固定することができる。
【００１５】
また、固定部材と砕岩棒を足した長さが砕岩棒支持枠の長さよりも長ければ、固定部材が固定装置から抜け落ちることがなく、繰り返しの作業性に優れる。また、砕岩棒は砕岩棒支持枠内を落下するため、確実に所望の位置に砕岩棒を落下させることができる。また、砕岩棒が岩盤に食い込んだ場合には、架台部ストッパを砕岩棒部ストッパへ押し当てることで、容易に砕岩棒を引き抜くことができる。
【００１６】
第２の発明は、台船上のクレーンを用い、第２のワイヤで所定の位置に空所を有する鞘状の砕岩棒支持枠を支持し、第１のワイヤで前記砕岩棒支持枠内を上下方向に移動する固定装置を支持し、前記固定装置を貫通し、下端に砕岩棒が接合された固定部材を固定する工程（ａ）と、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り下ろし、下端部を水底に接地させる工程（ｂ）と、前記固定装置の固定を解除し、前記固定部材及び前記砕岩棒を落下させて水底を破砕する工程（ｃ）と、前記第１のワイヤで前記固定装置を下降させて、前記砕岩棒近傍における前記固定部材を前記固定装置で固定する工程（ｄ）と、前記固定部材を固定した状態で前記固定装置を上昇させて、前記砕岩棒および前記固定部材を上昇させる工程（ｅ）と、を具備することを特徴とする水中岩盤の破砕方法である。
【００１７】
前記工程（ｄ）の後、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げ、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構を用いて前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝えることにより、前記砕岩棒を前記水底から引き抜く工程（ｆ）をさらに具備してもよい。
【００１８】
第２の発明の水中岩盤の破砕方法によれば、砕岩棒に固定部材が接合され、接合部材を固定装置で固定可能であり、ワイヤは直接砕岩棒とは接合されないため、砕岩棒を落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることがない。
【００１９】
また、固定部材と砕岩棒を足した長さが砕岩棒支持枠の長さよりも長ければ、固定部材が固定装置から抜け落ちることがなく、繰り返しの作業性に優れる。また、砕岩棒は砕岩棒支持枠内を落下するため、確実に所望の位置に砕岩棒を落下させることができる。また、砕岩棒が岩盤に食い込んだ場合には、砕岩棒支持枠を砕岩棒に押し当てることで、容易に砕岩棒を引き抜くことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、砕岩棒を自由落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることを防止できるとともに、砕岩棒の落下速度を不要に落とすことがなく、特別な熟練作業を有しなくても作業が容易な水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、水中岩盤の破砕装置Ａの装置構成を示す図である。図１に示すように、水中岩盤の破砕装置Ａは、台船上に設けられた、クレーン３、砕岩装置５、測位用反射器１５等からなる。
【００２２】
台船は、例えば、複数のユニフロートを用いて組み立てられるクローラクレーン搭載用ユニフロート台船である。クレーン３は、例えば、１００ｔ吊りクローラクレーンとする。クレーン３は、主巻ワイヤ１１および副巻ワイヤ１３を有する。
【００２３】
砕岩装置５は、鞘状の砕岩棒支持枠７の内部に砕岩棒９を配置したものである。砕岩棒９には固定部材１２が設けられる。また、砕岩棒支持枠７内には、固定部材１２が貫通する固定装置１０が設けられる。固定装置１０は、副巻きワイヤ１３で吊下げられる。固定装置１０は、図示を省略した油圧配管等で動作可能であり、固定部材１２を固定および解除することができる。固体部材１２は例えば鋼製の板状部材である。なお、砕岩装置５の詳細は後述する。測位用反射器１５は、例えば、追尾式トータルステーションのリフレクタである。
【００２４】
台船を構成するユニフロートは、陸上トラックで輸送可能である。また、１００ｔ吊りクローラクレーンの主巻ワイヤ１１の吊り荷重は１００ｔ、副巻ワイヤ１３の吊り荷重は１３ｔであり、砕岩棒９の質量は８ｔ〜１０ｔ程度とする。そのため、水中岩盤の破砕装置Ａでは、全ての使用機材を陸上トラックで輸送できる。
【００２５】
図２は、砕岩装置５の斜視図、図３は、砕岩装置５の下半部の拡大図である。なお、図３は、砕岩棒支持枠７の一部を切断して図示してある。また、図４は砕岩装置５の底面図、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図を示す。
【００２６】
図２および図３に示すように、砕岩装置５は、砕岩棒支持枠７、砕岩棒９、固定装置１０、固定部材１２、円錐状設置金具１７、架台部ストッパ金具２５、砕岩棒部ストッパ金具２７等からなる。
【００２７】
図５に示すように、２本のＨ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂを所定の間隔をおいて並置することにより、鉛直方向の２条の隙間２９を有する鞘状の砕岩棒支持枠７が形成される。Ｈ型鋼７ａは、フランジ３１とリブ３２との入り隅部３４に沿って山型鋼７ｃが固定される。また、Ｈ型鋼７ｂは、フランジ３１とリブ３２との入り隅部３４に沿って山型鋼７ｄが固定される。山型鋼７ｃおよび山型鋼７ｄは、補強部材として機能する。
【００２８】
２本のＨ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂは、フランジ３１の外側面３０同士が連結部材２３で連結される。連結部材２３は、例えば、鋼管を複数に分割した弧状の部材であり、鉛直方向に所定の間隔をおいて設けられる。
【００２９】
図２に示すように、砕岩棒支持枠７の上端付近には、２ヶ所に吊り治具１９が設けられる。吊り治具１９は、例えば、Ｈ型鋼７ａのリブ３２の外側面３６、Ｈ型鋼７ｂのリブ３２の外側面３６に固定される。吊り治具１９には、クレーン３の主巻ワイヤ１１が連結される。砕岩棒支持枠７は、主巻ワイヤ１１で吊り下げて支持される。
【００３０】
図４に示すように、砕岩棒９は、砕岩棒支持枠７の内部４３に配置される。砕岩棒９は、上端部に吊り治具２１が設けられる。吊り治具２１には、固定部材１２が連結される。砕岩棒９の下端部３９は、例えば一文字形状である。砕岩棒９の下端部３９は、焼入れ処理したものとする。
【００３１】
図２から図４に示すように、円錐状接地金具１７は、砕岩棒支持枠７の下端部に設けられる。円錐状接地金具１７は、板状部材３３、円錐状部材３５、補強部材３７からなる。板状部材３３は、砕岩棒支持枠７のＨ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂの下端面に固定される。補強部材３７は、Ｈ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂのリブ３２の外側面３６と板状部材３３の上面３８とに固定される。円錐状部材３５は、板状部材３３の下面４０に固定される。円錐状部材３５は、例えば、各板状部材３３に４つずつ設けられる。
【００３２】
架台部ストッパ金具２５は、図２から図４に示すように、砕岩棒支持枠７の下端付近に隙間２９を塞ぐように設けられる。架台部ストッパ金具２５は、Ｈ型鋼７ａおよびＨ型鋼７ｂのフランジ３１の外側面３０に固定される。架台部ストッパ金具２５は、上端に切欠き部２６を有する。
【００３３】
砕岩棒部ストッパ金具２７は、図２から図５に示すように、砕岩棒９の上端付近に固定された突起である。砕岩棒部ストッパ金具２７は、砕岩棒支持枠７の隙間２９から突出するように設けられる。
【００３４】
架台部ストッパ金具２５および砕岩棒部ストッパ金具２７は、砕岩棒支持枠７から砕岩棒９へ力を伝えるための伝達機構である。
【００３５】
次に、固定装置１０について説明する。図６は固定装置１０および固定装置１０を貫通する固定部材１２を示す斜視図であり、図７は砕岩棒支持枠７内に収められた状態の固定装置１０を上方から見た図である。
【００３６】
固定装置１０は、複数のブレーキ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄおよびブレーキを作動させるための油圧配管５１、ガイド５３、吊り治具５５等から構成される。
【００３７】
ブレーキ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ（４５）はそれぞれ、油圧シリンダ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ（４７）とブレーキパッド４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ（４９）とから構成される。油圧シリンダ４７には油圧配管５１が接合されており、図示を省略した油圧ポンプ等に接続されている。
【００３８】
各ブレーキ４５のブレーキパッド４９間には、固定部材１２が貫通する。固定装置１０の上部に設けられるガイド５３は、固定部材１２が固定装置１０に沿って円滑に動作可能とする機能を有する。固定装置１０の上部に設けられる吊り治具５５は副巻きワイヤ１３と接合される。すなわち、固定装置１０は副巻きワイヤ１３によって吊下げられる。なお、図７に示すように、固定装置１０は砕岩棒支持枠７の内部４３よりも小さい。したがって、固定装置１０は、砕岩棒支持枠７に沿って上下に移動可能である。
【００３９】
図８はブレーキ４５の動作を示す図である。ブレーキ４５を作動させた状態（図８（ａ））では、ブレーキパッド４９のそれぞれが固定部材１２を両側より挟み込む。したがって、この状態では、固定部材１２は固定装置１０に固定され、相対的に移動することがない。一方、ブレーキ４５を解除させた状態（図８（ｂ））では、ブレーキパッド４９と固定部材１２との間には隙間が生じる。したがって、固定部材１２は固定装置１０に沿って移動可能である。すなわち、固定部材１２および固定部材１２に接合された砕岩棒９は固定装置１０に対して下方へ落下する。
【００４０】
次に、水中岩盤の破砕装置Ａを用いて岩盤を破砕する方法について説明する。上述した水中岩盤の破砕装置Ａを図１に示すように工事水域に設置するには、まず、陸上トラックで使用機材を輸送し、ユニフロート台船である台船を組み立て、台船上にクレーン３を設置する。そして、クレーン３の第２のワイヤである主巻ワイヤ１１で砕岩棒支持枠７を吊り下げて支持する。砕岩棒支持枠７内部には下方に砕岩棒９が接合された固定部材１２を設置し、さらに、第１のワイヤである副巻ワイヤ１３で固定装置１０を吊り下げ、固定部材１２が固定装置１０を貫通するように固定装置１０を砕岩棒支持枠７内に設置する。
【００４１】
図９は、砕岩装置５による砕岩工程を示す図である。なお、以下の図では、砕岩棒支持枠７に設けられる連結部材２３のうち、上端付近に設けられるもの以外の図示を省略する。
【００４２】
まず、図９（ａ）に示すように、主巻ワイヤ１１を用いて水底４１に砕岩棒支持枠７を接地させる。砕岩棒支持枠７の円錐状接地金具１７の円錐状部材３５が水底４１に接地すると、主巻ワイヤ１１の吊り荷重が小さくなり、着地が検知される。この状態で主巻ワイヤ１１を止め、砕岩棒支持枠７を鉛直に保つと同時に倒れを防止する。また、砕岩棒９が所定の高さに位置するように、固定装置１０によって固定部材１２を固定した状態で、副巻ワイヤ１３を用いて固定装置１０を砕岩棒支持枠７の上方に配置する。
【００４３】
なお、この状態で、固定装置１０より上方に突出した固定部材１２は、自重によって折れ曲がることなく、自立する。したがって、固定部材１２としては、少なくとも、砕岩棒９近傍を固定装置１０で固定した状態で、自立する程度の強度が必要である。
【００４４】
次に、図９（ｂ）に示すように、固定装置１０による固定部材１２の固定を解除して、固定部材１２および砕岩棒９を落下させ、水底４１の岩盤を破砕する。この際、固定部材１２は固定装置１０のブレーキ４５間を自由に落下し、これにより砕岩棒９は砕岩棒支持枠７の内部４３を自由落下する。ここで、固定装置１０を砕岩棒支持枠７内の上方に配置させ、砕岩棒９が水底４１に達している状態において、固定装置１０よりも上方に固定部材１２の上端が突出している。すなわち、固定部材１２および砕岩棒９の長さの和は、砕岩棒支持枠７の長さよりも長い。したがって、固定部材１２が固定装置１０より抜け落ちることがない。
【００４５】
なお、本工程では、砕岩棒支持枠７の隙間２９から水が抜けることにより、砕岩棒９が落下する際に水の抵抗が低減される。また、水底４１が超硬岩の場合には、砕岩棒９が岩盤に食い込まずに跳ね返される場合がある。このような場合、砕岩棒支持枠７は、砕岩棒９が飛び跳ねたり倒れたりしないように動線を拘束する。また、固定装置１０全体が固定部材１２のガイドとしても機能する。このため、砕岩棒９が水底４１に衝突した際に、固定部材１２に水平方向の大きな力加わらず、固定部材１２が折れ曲がることがない。なお、固定部材１２の強度としては、前述の通り、自立する程度の強度を有するとともに、砕岩棒９からの衝撃による座屈についても考慮すべきである。
【００４６】
なお、図２等に示す連結部材２３は、砕岩棒９が砕岩棒支持枠７内を上下移動する際に砕岩棒部ストッパ金具２７に接触しないように配置される。
【００４７】
次に、図９（ｃ）に示すように、副巻きワイヤ１３によって砕岩棒支持枠７内において固定装置１０を降下させる。この際、固定装置１０のブレーキ４５は解除されているため、固定部材１２に対して固定装置１０は相対的に移動可能である。固定装置１０が砕岩棒９近傍まで降下したら、固定装置１０の下降を停止し、ブレーキ４５を作動させる。これにより砕岩棒９近傍における固定部材１２が固定装置１０によって固定される。なお、固定装置１０が固定位置へ達したことの検知は、固定装置１０が砕岩棒９近傍まで降下すると、副巻ワイヤ１３の吊り荷重が小さくなることで検知できる。
【００４８】
その後、固定装置１０によって固定部材１２を固定した状態で、副巻きワイヤ１３により固定装置１０を上昇させ、所定の高さまで来たところで停止することで最初の状態（図９（ａ））に戻る。以上を繰り返し、水底４１の破砕を行うことができる。破砕位置を移動させる場合には、主巻きワイヤ１１によって砕岩棒支持枠７の位置を変えればよい。
【００４９】
図１０は、砕岩棒支持枠７を引き上げる工程を示す図である。図９（ｃ）に示す工程において、砕岩棒９の下端部３９の刃先が水底４１の岩盤に食い込んで副巻ワイヤ１３では引き抜けない場合、図１０に示すように、主巻ワイヤ１１で砕岩棒支持枠７を吊り上げる。そして、砕岩棒支持枠７に固定された架台部ストッパ金具２５の切欠き部２６に、砕岩棒９の砕岩棒部ストッパ金具２７を接触させる。
【００５０】
その後、主巻ワイヤ１１で砕岩棒支持枠７をさらに吊り上げ、架台部ストッパ金具２５に砕岩棒部ストッパ金具２７を押し当て、砕岩棒支持枠７から砕岩棒９に上向きの力を伝達して、砕岩棒９の下端部３９を水底４１の岩盤から引き抜き、砕岩装置５全体を吊り上げる。
【００５１】
上述したように、架台部ストッパ金具２５および砕岩棒部ストッパ金具２７は、砕岩棒支持枠７から砕岩棒９へ力を伝えるための伝達機構である。クレーン３が１００ｔ吊りで、砕岩棒９の質量が８ｔ〜１０ｔの場合、この伝達機構を用いて主巻き力を伝達することにより、砕岩棒９の自重の約１０倍の力で下端部３９を引き抜くことができる。
【００５２】
このように、本実施の形態によれば、固定装置１０を用いるため、砕岩棒９を落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出しされることがない。また、砕岩棒９が水底４１に衝突する瞬間にブレーキ等をかける必要がないため、特殊な技能が必要なく、容易に作業を行うことができる。また、ブレーキ４５を複数設けることで、水中における摩擦抵抗の低下に対しても十分に固定部材１２を保持することができる。さらに、複数のブレーキが１系統の油圧配管により作動するため、ブレーキの解除時に、わずかな解除タイミングのずれが生じ、このため、ワイヤへの急激な荷重変化が抑制される。
【００５３】
また、砕岩棒支持枠７を用いることにより、砕岩位置に確実に砕岩棒９を落下させることができるので、近傍の重要構造物を破損させる恐れがない。さらに、砕岩棒支持枠７を吊り上げる際に、架台部ストッパ金具２５を砕岩棒部ストッパ金具２７に押し当てて主巻きワイヤ１１の強力な吊り荷重を砕岩棒９に伝達することにより、岩盤に食い込んだ砕岩棒９を容易に引き抜くことができる。
【００５４】
なお、本実施の形態の水中岩盤の破砕装置Ａでは、台船としてユニフロート台船を用いたが、台船の種類はこれに限らない。また、クレーン３は、クローラクレーンに限らず、固定式のクレーンや他の移動式のクレーンを用いてもよい。さらに、測位用反射器１５の代わりに、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）のアンテナを設置してもよい。
【００５５】
砕岩棒支持枠７の構成は、図２から図５に示すものに限らない。例えば、断面がコの字型の部材を開口部が対向するように並置して、鉛直方向の２条の隙間を有する鞘状の砕岩棒支持枠を形成してもよい。また、筒状の部材の所定の位置に空所を設けて砕岩棒支持枠を形成してもよい。
【００５６】
本実施の形態では、図２から図５に示すように、側面が略矩形で下端部３９が一文字形状の砕岩棒９を用いたが、砕岩棒９の形状はこれに限らない。砕岩棒は、例えば円柱状としてもよい。砕岩棒の下端部を角錐等の点形状とする場合もある。
【００５７】
また、本実施形態においては、固定装置１０には４つのブレーキ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを設置したが、固定装置の構成はこれに限られない。たとえば、ブレーキを一つとしてもよく、これ以上としてもよい。また、固定部材１２の固定方法はブレーキでなくても良い。たとえば、固定部材１２の固定位置に、あらかじめ凹溝や孔などの係合部を設けておき、固定装置には油圧で動作する係合ピンや係合片などの動作部を設けておけば、固定する際には、動作部を係合部に係合させることで固定部材と固定装置とが固定され、動作部を係合部より抜き去れば、固定を解除することができる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
たとえば、水底の岩盤が硬くない場合など、砕岩棒９が岩盤に食い込む恐れがない場合や、比較的低い位置から砕岩棒を落下させる場合には、本実施の形態のような砕岩棒支持枠７は必ずしも必要がない。固定装置１０によって固定部材１２および砕岩棒９を落下させ、または固定することができれば、本発明の目的であるワイヤの過剰な巻き出しの防止や、作業性の向上等の目的は達せられる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】水中岩盤の破砕装置Ａの装置構成を示す図
【図２】砕岩装置５の斜視図
【図３】砕岩装置５の下半部の拡大図
【図４】砕岩装置５を下方から見た図
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図
【図６】固定装置１０を示す斜視図
【図７】砕岩棒支持枠７に収められた固定装置１０を上方から見た図
【図８】固定装置１０の動作を示す図で、（ａ）は固定部材１２を固定した状態を示す図、（ｂ）は固定部材１２の固定を解除した状態を示す図
【図９】破砕工程を示す図で、（ａ）は水底４１に砕岩棒支持枠７を接地させや状態、（ｂ）は砕岩棒９を落下させた状態、（ｃ）は固定装置１０を降下させて、固定部材１２を固定した状態を示す図
【図１０】砕岩棒９を水底４１から引き抜く工程を示す図
【符号の説明】
【００６１】
Ａ………水中岩盤の破砕装置
３………クレーン
５………砕岩装置
７………砕岩棒支持枠
９………砕岩棒
１０………固定装置
１１………主巻ワイヤ
１２………固定部材
１３………副巻ワイヤ
１７………円錐状接地金具
２５………架台部ストッパ金具
２７………砕岩棒部ストッパ金具
２９………隙間
３９………下端部
４３………内部
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ………ブレーキ
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ………油圧シリンダ
４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ………ブレーキパッド
５１………油圧配管
５３………ガイド
５５………吊り治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、視界が確保できる浅い水中での小規模の掘削工事は、潜水士が搭乗する水中バックホウに水中ブレーカを取り付けるなどして行われている。
また、大水深での工事や大規模工事の場合、水の濁りにより視界が確保できない場合、ブレーカで破砕できない硬岩の場合などでは、発破に代わる岩盤・コンクリート破砕工法として砕岩棒工法が多用されている。
【０００３】
砕岩棒工法では、質量１０ｔ〜５０ｔの砕岩棒を、砕岩棒質量の６倍〜数十倍の吊り能力を有するクレーンを用いて排水量２００ｔ〜３，０００ｔ級の砕岩船に吊り下げる。そして、水底の岩盤を目がけて砕岩棒を自由落下させた際に発生する衝撃的打撃力で岩盤を破砕する。発破工法や割岩工法では、事前に潜水士による水底での潜水補助作業が必要であるが、砕岩棒工法では、潜水補助作業が不要である。そのため、水の深さや濁りに影響されることなく、能率的で安全な砕岩工事が可能である。
【０００４】
なお、砕岩棒は自由落下方式であるため、クレーンでワイヤを介して砕岩棒を吊下げた状態から、ワイヤを巻きつけるウィンチのブレーキ（クラッチ）を解除し、ワイヤと砕岩棒とが接合された状態で砕岩棒を自由落下させる。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】実用新案３０１３５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の砕岩棒工法では、砕岩棒はクレーンの補巻ウィンチに巻きつけられたワイヤによって吊下げられるため、ウィンチのクラッチを切断して砕岩棒を自由落下させると、砕岩棒が地面に激突した際に、ウィンチの回転慣性によって、ウィンチのドラムが回転をし続ける。したがって、ウィンチから過剰にワイヤが巻き出される恐れがあり、この状態で再度ワイヤを巻き上げればワイヤのキンクなどが生じる恐れがある。
【０００７】
このため、砕岩棒が海底につく直前にウィンチのクラッチを接続して過剰に巻き出しが行われないようにする必要があるが、クレーン作業に熟練を要し、作業性が極めて悪いという問題がある。また、クラッチ接続のタイミングが早すぎれば、砕岩棒の運動エネルギーが減少して、砕岩能力が落ちるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、砕岩棒を自由落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることを防止するとともに、砕岩棒の落下速度を不要に落とすことがなく、特別な熟練作業を有しなくても作業が容易な水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するための第１の発明は、第１のワイヤで吊り下げられる固定装置と、前記固定装置を貫通する固定部材と、前記固定部材の下方に接合された砕岩棒と、を具備し、前記固定装置は前記固定部材を固定可能であり、前記固定部材の固定を解除することで前記砕岩棒を落下させることが可能であることを特徴とする水中岩盤の破砕装置である。
【００１０】
前記固定部材の所定の位置には係合部が設けられ、前記固定装置は前記係合部と係合可能な動作部を有し、前記固定装置は、前記動作部の動作によって、前記動作部と前記係合部とを係合して前記固定部材を固定可能であってもよく、または、前記固定装置はブレーキパッドを有し、前記固定部材は板状部材であり、前記ブレーキパッドにより前記板状部材を挟み込み、前記固定部材を固定可能であってもよい。
【００１１】
第２のワイヤで吊り下げられる鞘状の砕岩棒支持枠と、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構と、を更に具備し、前記固定装置は前記砕岩棒支持枠内を上下に移動可能であり、前記砕岩棒支持枠の所定の位置には略鉛直方向に、少なくとも１条の隙間が設けられ、前記伝達機構は、前記砕岩棒支持枠の下端付近に前記隙間を塞ぐように設けられた架台部ストッパと、前記砕岩棒の上端付近に設けられた突起部である砕岩棒部ストッパと、からなり、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げて前記架台部ストッパを前記砕岩棒部ストッパに押当てることにより、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝達し、前記砕岩棒を水底から引き抜くようにしてもよい。
【００１２】
前記砕岩棒の下端から前記固定部材の上端までの長さは、前記砕岩棒支持枠の長さよりも長く、前記固定部材の下端近傍を前記固定装置で固定した際に、前記固定部材は略鉛直方向に自立可能な強度を有することが望ましい。
【００１３】
第１の発明の水中岩盤の破砕装置によれば、砕岩棒に固定部材が接合されており、固定部材が固定装置によって固定および解除が可能であり、また、ワイヤは直接砕岩棒とは接合されないため、砕岩棒を落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることがない。
【００１４】
また、固定装置がブレーキパッドを有し、板状部材の固定部材をブレーキパッドで挟み込めば、簡易な構造で固定部材を固定することが可能である。また、ピン孔や溝などの係合部を固定部材の上下端近傍に設け、係合部に嵌合するようなピンなどの動作部を設ければ、ピン等をピン孔などに挿入することで容易に固定部材を固定することができる。
【００１５】
また、固定部材と砕岩棒を足した長さが砕岩棒支持枠の長さよりも長ければ、固定部材が固定装置から抜け落ちることがなく、繰り返しの作業性に優れる。また、砕岩棒は砕岩棒支持枠内を落下するため、確実に所望の位置に砕岩棒を落下させることができる。また、砕岩棒が岩盤に食い込んだ場合には、架台部ストッパを砕岩棒部ストッパへ押し当てることで、容易に砕岩棒を引き抜くことができる。
【００１６】
第２の発明は、台船上のクレーンを用い、第２のワイヤで所定の位置に空所を有する鞘状の砕岩棒支持枠を支持し、第１のワイヤで前記砕岩棒支持枠内を上下方向に移動する固定装置を支持し、前記固定装置を貫通し、下端に砕岩棒が接合された固定部材を固定する工程（ａ）と、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り下ろし、下端部を水底に接地させる工程（ｂ）と、前記固定装置の固定を解除し、前記固定部材及び前記砕岩棒を落下させて水底を破砕する工程（ｃ）と、前記第１のワイヤで前記固定装置を下降させて、前記砕岩棒近傍における前記固定部材を前記固定装置で固定する工程（ｄ）と、前記固定部材を固定した状態で前記固定装置を上昇させて、前記砕岩棒および前記固定部材を上昇させる工程（ｅ）と、を具備することを特徴とする水中岩盤の破砕方法である。
【００１７】
前記工程（ｄ）の後、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げ、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構を用いて前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝えることにより、前記砕岩棒を前記水底から引き抜く工程（ｆ）をさらに具備してもよい。
【００１８】
第２の発明の水中岩盤の破砕方法によれば、砕岩棒に固定部材が接合され、接合部材を固定装置で固定可能であり、ワイヤは直接砕岩棒とは接合されないため、砕岩棒を落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることがない。
【００１９】
また、固定部材と砕岩棒を足した長さが砕岩棒支持枠の長さよりも長ければ、固定部材が固定装置から抜け落ちることがなく、繰り返しの作業性に優れる。また、砕岩棒は砕岩棒支持枠内を落下するため、確実に所望の位置に砕岩棒を落下させることができる。また、砕岩棒が岩盤に食い込んだ場合には、砕岩棒支持枠を砕岩棒に押し当てることで、容易に砕岩棒を引き抜くことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、砕岩棒を自由落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出されることを防止できるとともに、砕岩棒の落下速度を不要に落とすことがなく、特別な熟練作業を有しなくても作業が容易な水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、水中岩盤の破砕装置Ａの装置構成を示す図である。図１に示すように、水中岩盤の破砕装置Ａは、台船上に設けられた、クレーン３、砕岩装置５、測位用反射器１５等からなる。
【００２２】
台船は、例えば、複数のユニフロートを用いて組み立てられるクローラクレーン搭載用ユニフロート台船である。クレーン３は、例えば、１００ｔ吊りクローラクレーンとする。クレーン３は、主巻ワイヤ１１および副巻ワイヤ１３を有する。
【００２３】
砕岩装置５は、鞘状の砕岩棒支持枠７の内部に砕岩棒９を配置したものである。砕岩棒９には固定部材１２が設けられる。また、砕岩棒支持枠７内には、固定部材１２が貫通する固定装置１０が設けられる。固定装置１０は、副巻きワイヤ１３で吊下げられる。固定装置１０は、図示を省略した油圧配管等で動作可能であり、固定部材１２を固定および解除することができる。固体部材１２は例えば鋼製の板状部材である。なお、砕岩装置５の詳細は後述する。測位用反射器１５は、例えば、追尾式トータルステーションのリフレクタである。
【００２４】
台船を構成するユニフロートは、陸上トラックで輸送可能である。また、１００ｔ吊りクローラクレーンの主巻ワイヤ１１の吊り荷重は１００ｔ、副巻ワイヤ１３の吊り荷重は１３ｔであり、砕岩棒９の質量は８ｔ〜１０ｔ程度とする。そのため、水中岩盤の破砕装置Ａでは、全ての使用機材を陸上トラックで輸送できる。
【００２５】
図２は、砕岩装置５の斜視図、図３は、砕岩装置５の下半部の拡大図である。なお、図３は、砕岩棒支持枠７の一部を切断して図示してある。また、図４は砕岩装置５の底面図、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図を示す。
【００２６】
図２および図３に示すように、砕岩装置５は、砕岩棒支持枠７、砕岩棒９、固定装置１０、固定部材１２、円錐状設置金具１７、架台部ストッパ金具２５、砕岩棒部ストッパ金具２７等からなる。
【００２７】
図５に示すように、２本のＨ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂを所定の間隔をおいて並置することにより、鉛直方向の２条の隙間２９を有する鞘状の砕岩棒支持枠７が形成される。Ｈ型鋼７ａは、フランジ３１とリブ３２との入り隅部３４に沿って山型鋼７ｃが固定される。また、Ｈ型鋼７ｂは、フランジ３１とリブ３２との入り隅部３４に沿って山型鋼７ｄが固定される。山型鋼７ｃおよび山型鋼７ｄは、補強部材として機能する。
【００２８】
２本のＨ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂは、フランジ３１の外側面３０同士が連結部材２３で連結される。連結部材２３は、例えば、鋼管を複数に分割した弧状の部材であり、鉛直方向に所定の間隔をおいて設けられる。
【００２９】
図２に示すように、砕岩棒支持枠７の上端付近には、２ヶ所に吊り治具１９が設けられる。吊り治具１９は、例えば、Ｈ型鋼７ａのリブ３２の外側面３６、Ｈ型鋼７ｂのリブ３２の外側面３６に固定される。吊り治具１９には、クレーン３の主巻ワイヤ１１が連結される。砕岩棒支持枠７は、主巻ワイヤ１１で吊り下げて支持される。
【００３０】
図４に示すように、砕岩棒９は、砕岩棒支持枠７の内部４３に配置される。砕岩棒９は、上端部に吊り治具２１が設けられる。吊り治具２１には、固定部材１２が連結される。砕岩棒９の下端部３９は、例えば一文字形状である。砕岩棒９の下端部３９は、焼入れ処理したものとする。
【００３１】
図２から図４に示すように、円錐状接地金具１７は、砕岩棒支持枠７の下端部に設けられる。円錐状接地金具１７は、板状部材３３、円錐状部材３５、補強部材３７からなる。板状部材３３は、砕岩棒支持枠７のＨ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂの下端面に固定される。補強部材３７は、Ｈ型鋼７ａ、Ｈ型鋼７ｂのリブ３２の外側面３６と板状部材３３の上面３８とに固定される。円錐状部材３５は、板状部材３３の下面４０に固定される。円錐状部材３５は、例えば、各板状部材３３に４つずつ設けられる。
【００３２】
架台部ストッパ金具２５は、図２から図４に示すように、砕岩棒支持枠７の下端付近に隙間２９を塞ぐように設けられる。架台部ストッパ金具２５は、Ｈ型鋼７ａおよびＨ型鋼７ｂのフランジ３１の外側面３０に固定される。架台部ストッパ金具２５は、上端に切欠き部２６を有する。
【００３３】
砕岩棒部ストッパ金具２７は、図２から図５に示すように、砕岩棒９の上端付近に固定された突起である。砕岩棒部ストッパ金具２７は、砕岩棒支持枠７の隙間２９から突出するように設けられる。
【００３４】
架台部ストッパ金具２５および砕岩棒部ストッパ金具２７は、砕岩棒支持枠７から砕岩棒９へ力を伝えるための伝達機構である。
【００３５】
次に、固定装置１０について説明する。図６は固定装置１０および固定装置１０を貫通する固定部材１２を示す斜視図であり、図７は砕岩棒支持枠７内に収められた状態の固定装置１０を上方から見た図である。
【００３６】
固定装置１０は、複数のブレーキ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄおよびブレーキを作動させるための油圧配管５１、ガイド５３、吊り治具５５等から構成される。
【００３７】
ブレーキ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ（４５）はそれぞれ、油圧シリンダ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ（４７）とブレーキパッド４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ（４９）とから構成される。油圧シリンダ４７には油圧配管５１が接合されており、図示を省略した油圧ポンプ等に接続されている。
【００３８】
各ブレーキ４５のブレーキパッド４９間には、固定部材１２が貫通する。固定装置１０の上部に設けられるガイド５３は、固定部材１２が固定装置１０に沿って円滑に動作可能とする機能を有する。固定装置１０の上部に設けられる吊り治具５５は副巻きワイヤ１３と接合される。すなわち、固定装置１０は副巻きワイヤ１３によって吊下げられる。なお、図７に示すように、固定装置１０は砕岩棒支持枠７の内部４３よりも小さい。したがって、固定装置１０は、砕岩棒支持枠７に沿って上下に移動可能である。
【００３９】
図８はブレーキ４５の動作を示す図である。ブレーキ４５を作動させた状態（図８（ａ））では、ブレーキパッド４９のそれぞれが固定部材１２を両側より挟み込む。したがって、この状態では、固定部材１２は固定装置１０に固定され、相対的に移動することがない。一方、ブレーキ４５を解除させた状態（図８（ｂ））では、ブレーキパッド４９と固定部材１２との間には隙間が生じる。したがって、固定部材１２は固定装置１０に沿って移動可能である。すなわち、固定部材１２および固定部材１２に接合された砕岩棒９は固定装置１０に対して下方へ落下する。
【００４０】
次に、水中岩盤の破砕装置Ａを用いて岩盤を破砕する方法について説明する。上述した水中岩盤の破砕装置Ａを図１に示すように工事水域に設置するには、まず、陸上トラックで使用機材を輸送し、ユニフロート台船である台船を組み立て、台船上にクレーン３を設置する。そして、クレーン３の第２のワイヤである主巻ワイヤ１１で砕岩棒支持枠７を吊り下げて支持する。砕岩棒支持枠７内部には下方に砕岩棒９が接合された固定部材１２を設置し、さらに、第１のワイヤである副巻ワイヤ１３で固定装置１０を吊り下げ、固定部材１２が固定装置１０を貫通するように固定装置１０を砕岩棒支持枠７内に設置する。
【００４１】
図９は、砕岩装置５による砕岩工程を示す図である。なお、以下の図では、砕岩棒支持枠７に設けられる連結部材２３のうち、上端付近に設けられるもの以外の図示を省略する。
【００４２】
まず、図９（ａ）に示すように、主巻ワイヤ１１を用いて水底４１に砕岩棒支持枠７を接地させる。砕岩棒支持枠７の円錐状接地金具１７の円錐状部材３５が水底４１に接地すると、主巻ワイヤ１１の吊り荷重が小さくなり、着地が検知される。この状態で主巻ワイヤ１１を止め、砕岩棒支持枠７を鉛直に保つと同時に倒れを防止する。また、砕岩棒９が所定の高さに位置するように、固定装置１０によって固定部材１２を固定した状態で、副巻ワイヤ１３を用いて固定装置１０を砕岩棒支持枠７の上方に配置する。
【００４３】
なお、この状態で、固定装置１０より上方に突出した固定部材１２は、自重によって折れ曲がることなく、自立する。したがって、固定部材１２としては、少なくとも、砕岩棒９近傍を固定装置１０で固定した状態で、自立する程度の強度が必要である。
【００４４】
次に、図９（ｂ）に示すように、固定装置１０による固定部材１２の固定を解除して、固定部材１２および砕岩棒９を落下させ、水底４１の岩盤を破砕する。この際、固定部材１２は固定装置１０のブレーキ４５間を自由に落下し、これにより砕岩棒９は砕岩棒支持枠７の内部４３を自由落下する。ここで、固定装置１０を砕岩棒支持枠７内の上方に配置させ、砕岩棒９が水底４１に達している状態において、固定装置１０よりも上方に固定部材１２の上端が突出している。すなわち、固定部材１２および砕岩棒９の長さの和は、砕岩棒支持枠７の長さよりも長い。したがって、固定部材１２が固定装置１０より抜け落ちることがない。
【００４５】
なお、本工程では、砕岩棒支持枠７の隙間２９から水が抜けることにより、砕岩棒９が落下する際に水の抵抗が低減される。また、水底４１が超硬岩の場合には、砕岩棒９が岩盤に食い込まずに跳ね返される場合がある。このような場合、砕岩棒支持枠７は、砕岩棒９が飛び跳ねたり倒れたりしないように動線を拘束する。また、固定装置１０全体が固定部材１２のガイドとしても機能する。このため、砕岩棒９が水底４１に衝突した際に、固定部材１２に水平方向の大きな力加わらず、固定部材１２が折れ曲がることがない。なお、固定部材１２の強度としては、前述の通り、自立する程度の強度を有するとともに、砕岩棒９からの衝撃による座屈についても考慮すべきである。
【００４６】
なお、図２等に示す連結部材２３は、砕岩棒９が砕岩棒支持枠７内を上下移動する際に砕岩棒部ストッパ金具２７に接触しないように配置される。
【００４７】
次に、図９（ｃ）に示すように、副巻きワイヤ１３によって砕岩棒支持枠７内において固定装置１０を降下させる。この際、固定装置１０のブレーキ４５は解除されているため、固定部材１２に対して固定装置１０は相対的に移動可能である。固定装置１０が砕岩棒９近傍まで降下したら、固定装置１０の下降を停止し、ブレーキ４５を作動させる。これにより砕岩棒９近傍における固定部材１２が固定装置１０によって固定される。なお、固定装置１０が固定位置へ達したことの検知は、固定装置１０が砕岩棒９近傍まで降下すると、副巻ワイヤ１３の吊り荷重が小さくなることで検知できる。
【００４８】
その後、固定装置１０によって固定部材１２を固定した状態で、副巻きワイヤ１３により固定装置１０を上昇させ、所定の高さまで来たところで停止することで最初の状態（図９（ａ））に戻る。以上を繰り返し、水底４１の破砕を行うことができる。破砕位置を移動させる場合には、主巻きワイヤ１１によって砕岩棒支持枠７の位置を変えればよい。
【００４９】
図１０は、砕岩棒支持枠７を引き上げる工程を示す図である。図９（ｃ）に示す工程において、砕岩棒９の下端部３９の刃先が水底４１の岩盤に食い込んで副巻ワイヤ１３では引き抜けない場合、図１０に示すように、主巻ワイヤ１１で砕岩棒支持枠７を吊り上げる。そして、砕岩棒支持枠７に固定された架台部ストッパ金具２５の切欠き部２６に、砕岩棒９の砕岩棒部ストッパ金具２７を接触させる。
【００５０】
その後、主巻ワイヤ１１で砕岩棒支持枠７をさらに吊り上げ、架台部ストッパ金具２５に砕岩棒部ストッパ金具２７を押し当て、砕岩棒支持枠７から砕岩棒９に上向きの力を伝達して、砕岩棒９の下端部３９を水底４１の岩盤から引き抜き、砕岩装置５全体を吊り上げる。
【００５１】
上述したように、架台部ストッパ金具２５および砕岩棒部ストッパ金具２７は、砕岩棒支持枠７から砕岩棒９へ力を伝えるための伝達機構である。クレーン３が１００ｔ吊りで、砕岩棒９の質量が８ｔ〜１０ｔの場合、この伝達機構を用いて主巻き力を伝達することにより、砕岩棒９の自重の約１０倍の力で下端部３９を引き抜くことができる。
【００５２】
このように、本実施の形態によれば、固定装置１０を用いるため、砕岩棒９を落下させる際に、ワイヤが過剰に巻き出しされることがない。また、砕岩棒９が水底４１に衝突する瞬間にブレーキ等をかける必要がないため、特殊な技能が必要なく、容易に作業を行うことができる。また、ブレーキ４５を複数設けることで、水中における摩擦抵抗の低下に対しても十分に固定部材１２を保持することができる。さらに、複数のブレーキが１系統の油圧配管により作動するため、ブレーキの解除時に、わずかな解除タイミングのずれが生じ、このため、ワイヤへの急激な荷重変化が抑制される。
【００５３】
また、砕岩棒支持枠７を用いることにより、砕岩位置に確実に砕岩棒９を落下させることができるので、近傍の重要構造物を破損させる恐れがない。さらに、砕岩棒支持枠７を吊り上げる際に、架台部ストッパ金具２５を砕岩棒部ストッパ金具２７に押し当てて主巻きワイヤ１１の強力な吊り荷重を砕岩棒９に伝達することにより、岩盤に食い込んだ砕岩棒９を容易に引き抜くことができる。
【００５４】
なお、本実施の形態の水中岩盤の破砕装置Ａでは、台船としてユニフロート台船を用いたが、台船の種類はこれに限らない。また、クレーン３は、クローラクレーンに限らず、固定式のクレーンや他の移動式のクレーンを用いてもよい。さらに、測位用反射器１５の代わりに、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）のアンテナを設置してもよい。
【００５５】
砕岩棒支持枠７の構成は、図２から図５に示すものに限らない。例えば、断面がコの字型の部材を開口部が対向するように並置して、鉛直方向の２条の隙間を有する鞘状の砕岩棒支持枠を形成してもよい。また、筒状の部材の所定の位置に空所を設けて砕岩棒支持枠を形成してもよい。
【００５６】
本実施の形態では、図２から図５に示すように、側面が略矩形で下端部３９が一文字形状の砕岩棒９を用いたが、砕岩棒９の形状はこれに限らない。砕岩棒は、例えば円柱状としてもよい。砕岩棒の下端部を角錐等の点形状とする場合もある。
【００５７】
また、本実施形態においては、固定装置１０には４つのブレーキ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを設置したが、固定装置の構成はこれに限られない。たとえば、ブレーキを一つとしてもよく、これ以上としてもよい。また、固定部材１２の固定方法はブレーキでなくても良い。たとえば、固定部材１２の固定位置に、あらかじめ凹溝や孔などの係合部を設けておき、固定装置には油圧で動作する係合ピンや係合片などの動作部を設けておけば、固定する際には、動作部を係合部に係合させることで固定部材と固定装置とが固定され、動作部を係合部より抜き去れば、固定を解除することができる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる水中岩盤の破砕装置および水中岩盤の破砕方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
たとえば、水底の岩盤が硬くない場合など、砕岩棒９が岩盤に食い込む恐れがない場合や、比較的低い位置から砕岩棒を落下させる場合には、本実施の形態のような砕岩棒支持枠７は必ずしも必要がない。固定装置１０によって固定部材１２および砕岩棒９を落下させ、または固定することができれば、本発明の目的であるワイヤの過剰な巻き出しの防止や、作業性の向上等の目的は達せられる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】水中岩盤の破砕装置Ａの装置構成を示す図
【図２】砕岩装置５の斜視図
【図３】砕岩装置５の下半部の拡大図
【図４】砕岩装置５を下方から見た図
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図
【図６】固定装置１０を示す斜視図
【図７】砕岩棒支持枠７に収められた固定装置１０を上方から見た図
【図８】固定装置１０の動作を示す図で、（ａ）は固定部材１２を固定した状態を示す図、（ｂ）は固定部材１２の固定を解除した状態を示す図
【図９】破砕工程を示す図で、（ａ）は水底４１に砕岩棒支持枠７を接地させや状態、（ｂ）は砕岩棒９を落下させた状態、（ｃ）は固定装置１０を降下させて、固定部材１２を固定した状態を示す図
【図１０】砕岩棒９を水底４１から引き抜く工程を示す図
【符号の説明】
【００６１】
Ａ………水中岩盤の破砕装置
３………クレーン
５………砕岩装置
７………砕岩棒支持枠
９………砕岩棒
１０………固定装置
１１………主巻ワイヤ
１２………固定部材
１３………副巻ワイヤ
１７………円錐状接地金具
２５………架台部ストッパ金具
２７………砕岩棒部ストッパ金具
２９………隙間
３９………下端部
４３………内部
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ………ブレーキ
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ………油圧シリンダ
４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ………ブレーキパッド
５１………油圧配管
５３………ガイド
５５………吊り治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のワイヤで吊り下げられる固定装置と、
前記固定装置を貫通する固定部材と、
前記固定部材の下方に接合された砕岩棒と、
を具備し、
前記固定装置は前記固定部材を固定可能であり、前記固定部材の固定を解除することで前記砕岩棒を落下させることが可能であることを特徴とする水中岩盤の破砕装置。
【請求項２】
前記固定部材の所定の位置には係合部が設けられ、
前記固定装置は前記係合部と係合可能な動作部を有し、
前記固定装置は、前記動作部の動作によって、前記動作部と前記係合部とを係合して前記固定部材を固定可能であることを特徴とする請求項１記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項３】
前記固定装置はブレーキパッドを有し、
前記固定部材は板状部材であり、
前記ブレーキパッドにより前記板状部材を挟み込み、前記固定部材を固定可能であることを特徴とする請求項１記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項４】
第２のワイヤで吊り下げられる鞘状の砕岩棒支持枠と、
前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構と、
を更に具備し、
前記固定装置は前記砕岩棒支持枠内を上下に移動可能であり、
前記砕岩棒支持枠の所定の位置には略鉛直方向に、少なくとも１条の隙間が設けられ、
前記伝達機構は、前記砕岩棒支持枠の下端付近に前記隙間を塞ぐように設けられた架台部ストッパと、
前記砕岩棒の上端付近に設けられた突起部である砕岩棒部ストッパと、
からなり、
前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げて前記架台部ストッパを前記砕岩棒部ストッパに押当てることにより、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝達し、前記砕岩棒を水底から引き抜くことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項５】
前記砕岩棒の下端から前記固定部材の上端までの長さは、前記砕岩棒支持枠の長さよりも長く、前記固定部材の下端近傍を前記固定装置で固定した際に、前記固定部材は略鉛直方向に自立可能な強度を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項６】
台船上のクレーンを用い、第２のワイヤで所定の位置に空所を有する鞘状の砕岩棒支持枠を支持し、第１のワイヤで前記砕岩棒支持枠内を上下方向に移動する固定装置を支持し、前記固定装置を貫通し、下端に砕岩棒が接合された固定部材を固定する工程（ａ）と、
前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り下ろし、下端部を水底に接地させる工程（ｂ）と、
前記固定装置の固定を解除し、前記固定部材及び前記砕岩棒を落下させて水底を破砕する工程（ｃ）と、
前記第１のワイヤで前記固定装置を下降させて、前記砕岩棒近傍における前記固定部材を前記固定装置で固定する工程（ｄ）と、
前記固定部材を固定した状態で前記固定装置を上昇させて、前記砕岩棒および前記固定部材を上昇させる工程（ｅ）と、
を具備することを特徴とする水中岩盤の破砕方法。
【請求項７】
前記工程（ｄ）の後、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げ、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構を用いて前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝えることにより、前記砕岩棒を前記水底から引き抜く工程（ｆ）をさらに具備することを特徴とする請求項６記載の水中岩盤の破砕方法。
【請求項１】
第１のワイヤで吊り下げられる固定装置と、
前記固定装置を貫通する固定部材と、
前記固定部材の下方に接合された砕岩棒と、
を具備し、
前記固定装置は前記固定部材を固定可能であり、前記固定部材の固定を解除することで前記砕岩棒を落下させることが可能であることを特徴とする水中岩盤の破砕装置。
【請求項２】
前記固定部材の所定の位置には係合部が設けられ、
前記固定装置は前記係合部と係合可能な動作部を有し、
前記固定装置は、前記動作部の動作によって、前記動作部と前記係合部とを係合して前記固定部材を固定可能であることを特徴とする請求項１記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項３】
前記固定装置はブレーキパッドを有し、
前記固定部材は板状部材であり、
前記ブレーキパッドにより前記板状部材を挟み込み、前記固定部材を固定可能であることを特徴とする請求項１記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項４】
第２のワイヤで吊り下げられる鞘状の砕岩棒支持枠と、
前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構と、
を更に具備し、
前記固定装置は前記砕岩棒支持枠内を上下に移動可能であり、
前記砕岩棒支持枠の所定の位置には略鉛直方向に、少なくとも１条の隙間が設けられ、
前記伝達機構は、前記砕岩棒支持枠の下端付近に前記隙間を塞ぐように設けられた架台部ストッパと、
前記砕岩棒の上端付近に設けられた突起部である砕岩棒部ストッパと、
からなり、
前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げて前記架台部ストッパを前記砕岩棒部ストッパに押当てることにより、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝達し、前記砕岩棒を水底から引き抜くことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項５】
前記砕岩棒の下端から前記固定部材の上端までの長さは、前記砕岩棒支持枠の長さよりも長く、前記固定部材の下端近傍を前記固定装置で固定した際に、前記固定部材は略鉛直方向に自立可能な強度を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の水中岩盤の破砕装置。
【請求項６】
台船上のクレーンを用い、第２のワイヤで所定の位置に空所を有する鞘状の砕岩棒支持枠を支持し、第１のワイヤで前記砕岩棒支持枠内を上下方向に移動する固定装置を支持し、前記固定装置を貫通し、下端に砕岩棒が接合された固定部材を固定する工程（ａ）と、
前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り下ろし、下端部を水底に接地させる工程（ｂ）と、
前記固定装置の固定を解除し、前記固定部材及び前記砕岩棒を落下させて水底を破砕する工程（ｃ）と、
前記第１のワイヤで前記固定装置を下降させて、前記砕岩棒近傍における前記固定部材を前記固定装置で固定する工程（ｄ）と、
前記固定部材を固定した状態で前記固定装置を上昇させて、前記砕岩棒および前記固定部材を上昇させる工程（ｅ）と、
を具備することを特徴とする水中岩盤の破砕方法。
【請求項７】
前記工程（ｄ）の後、前記第２のワイヤで前記砕岩棒支持枠を吊り上げ、前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に力を伝えるための伝達機構を用いて前記砕岩棒支持枠から前記砕岩棒に上向きの力を伝えることにより、前記砕岩棒を前記水底から引き抜く工程（ｆ）をさらに具備することを特徴とする請求項６記載の水中岩盤の破砕方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１３８５９０（Ｐ２０１０−１３８５９０Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１５２４５（Ｐ２００８−３１５２４５）
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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