工事ルポ

大船渡漁港海岸高潮対策(細浦地區水門その2)工事

平時の景観に優れ、津波?高潮襲來時の人為操作を軽減

2011(平成23)年3月11日に発生した東日本大震災は、巨大な津波により東北地方沿岸を中心に甚大な被害をもたらした。津波から財産、生命を守るための防波堤や水門といった施設も、建設時の想定を遙かに上回る波の威力により破壊されたものが多かった。また、水門を閉める操作にあたられていた消防団員の方々が津波被害に遭われており、この大変痛ましい出來事が後日大きな問題としてクローズアップされたのである。
このようなリスクを低減するために水門操作の遠隔化などが進められているが、複雑なシステムのため故障が発生する恐れがあることやコスト面で課題があった。このような課題に対し、日立造船株式會社(以下「日立造船」)、五洋建設株式會社及び當社が開発したのが海底設置型フラップゲートで、手動での操作、複雑なシステムによる故障などの軽減を実現している。
フラップゲートの特徴は、他形式の水門と比較して航行船舶の高さ制限や景観への影響が少なく、津波や高潮時の水門閉鎖に自然の力を利用することが挙げられる。具體的には、平時には海底面に倒伏した狀態で函體に格納されるため、船舶の航行に支障をきたすことがなく、かつ海面上に露出する設備が少ない。一方、津波?高潮発生時には、扉體先端部に取り付けられた係留フックを解除することで扉體が浮力を利用し水面まで浮上する。潮位変動などの自然の力が作用することで扉體が起立する仕組みである。
巖手県は大船渡漁港の細浦地區に海底設置型フラップゲートを設置することを決め、2017(平成29)年10月に日立造船と契約を締結。當社は、同社よりフラップゲートの本體となる函體の大船渡港內岸壁からの曳航と現地での據付工事を受注、日本で初めてとなるプロジェクトの一端を擔うこととなった。
今回の工事ルポは、2019年12月9日早朝から行われたフラップゲートの據付けについて紹介する。

現場位置図

56本の鋼管杭に函體を差し込む

日立造船堺工場で製作された函體は12月2日に大船渡港永浜岸壁に到著した。その大きさは、全長41m、幅19.5m、高さ19m、重量は吊具を含め1,681tという巨大なものだ。この函體の據付けに使用するのが1,800t吊の全旋回型起重機船であるが、この起重機船に吊り込まれた函體を目の當たりにすると、想像以上の大きさに正直なところ驚かされた。午前6時から朝禮開始、起重機船は6時30分過ぎに仮置き場所の永浜岸壁を離れ、據付け場所となる細浦地區に向かう。當日は、寒さは厳しいものの風もなく據付けには絶好の天候に恵まれた。
起重機船は細浦地區の防波堤の開口部から靜かに入り、所定の位置にセットされた。文章では簡単そうに見えるが、細浦地區の東第1防波堤と西第1防波堤の間は起重機船の幅より多少広い程度であり、また狹い海域で右に45度旋回しなければならず、アンカーリングも複雑になる。このあたりは、起重機船団の熟練の業が光るところだ。
そして、函體の據付けは8時頃から開始された。フラップゲートの函體には56本の鞘管があり、海底に打設された同數の鋼管杭に差し込んで固定する?,F場を指揮する清水幸三所長は「今回の工事は全ての作業が初めてで、特に4本のガイド用基礎杭以外の水中部にある鋼管杭52本に、いかに函體をスムーズに差し込められるかが一番の鍵」と話す。
まず、函體據付け時の法線誘導を既設岸壁で職員がトータルステーションを使って行い、その後、海面から出ている4本のガイド用基礎杭から函體を挿入していくのであるが、この據付けに威力を発揮したのが、當社が新たに開発した3次元ケーソン據付管理システム「函ナビ-VR」である。

ICT施工の威力を発揮

「函ナビ-VR」は、ケーソンなどの據付工事を対象とした據付誘導システムとして、これまで數多くの現場で使用してきた「函ナビ」を3次元に拡張したシステムで、工事対象物の周辺構造物や海底地形の3次元情報を事前に登録しておき、據付け中に周辺構造物との位置関係を3次元で確認できるようにしたものである。

函ナビ-VRの畫面。海中にある鋼管杭が鮮明に表示されている
鋼管杭と鞘管の干渉を確認狀況

大型起重機船のオペレーターからは函體そのものが陰となって、ガイド用基礎杭の位置を直接確認することができない。そこで、「函ナビ-VR」を使い、ガイド用基礎杭と函體の挿入部分を確認しながら據付作業を行った。
函體の誘導イメージはこうだ。

① 函體端部4點に視準點を設置し、トータルステーションで計測を行う。

② 函體に傾斜計を設置し、計測値を無線でパソコンに伝送する。

③ 函體據付時の所定の位置と実際のズレ、水平?鉛直性(傾斜)をリアルタイムに把握、オペレーター室に設置したモニター畫面に表示させる。

これにより、函體の鞘管をガイド用基礎杭に挿入、函體の沈設?最終據付直前においてクレーン操作による微調整が可能となり、高精度での據付けが実現できるのである。
また、海底に打設された鋼管杭のデータ(座標)をシステムに取り込んでいるので、事前検討の段階で鞘管とのクリアランスが問題となる可能性がある杭も予測できる。ちなみに鋼管杭の直徑は1,000㎜、鞘管の內徑寸法は1,330㎜なので、クリアランスは片側165㎜しかない。実際、その杭への鞘管挿入時にはかなり難しい操作が必要となったが、畫面上で杭と鞘管のクリアランスを確認できることでスムーズに據付けを進めることができたのである。

既設鋼管杭と鞘管の位置関係を上から見た畫面
右は特定の杭と鞘管の位置関係を拡大したもの。クリアランスが確認できる

多くの関係者が見守る中、午前11時頃には無事に著底。発注者による測量確認も完了し、日本初となる海底式フラップゲートの完成に向けたステップの第一段階を終えることができた。
清水所長は「杭と鞘管とが干渉するかどうかの判斷に大いに役立ちました」と、今回導入したシステムの威力を稱えた。従來、熟練オペレーターの技量に負うことの多かった港灣構造物の據付けであるが、こういったICTを活用した施工技術の開発は、若手の技能労働者不足に悩む建設業界で一層進んでいくであろう。

夜明けとともに永浜岸壁から出航する起重機船
細浦地區への入港の様子
トータルステーションで位置を確認する職員
函體の據付け狀況
著底したフラップゲートの函體
上空から見たフラップゲート

フラップゲート引渡しへの道程

フラップゲートの函體據付けは終わったが、當然のことながら全てが完了してはいない。この後、吊ピースやガイド杭の切斷、基礎杭と函體を一體化させるためのグラウト充填、ガイド杭及び函體內部への中詰めコンクリート打設など、海中で行う工種が続く。
そして、津波?高潮時に起立することになる扉體の設置は3月中旬、扉體の起立確認は4月となる見込みである。
清水所長は「フラップゲートの管理塔內部にも中詰めコンクリートを打設します。潛水士による打設ですが、これも難しい作業です」と、函體の據付けが完了しても緊張の日々は終わらない。無事故無災害で施工を進めていくのは建設會社としての務めであるとともに、必ず全うしなければならないことだ。

近年、日本全國で自然災害が多発し、かつ激甚化している。そのため、國民の安全?安心を守るためのインフラ整備事業が進んでおり、我々建設會社の果たすべき役割も大きくなってきている。そのため、多くの人が求める技術や裝置を開発していくことは我々民間企業の使命でもある。今回の工事はまさしくその期待に応えるものであり、一日も早く完成させて地元の方々の笑顔を見たいと思う。

潛水士によるグラウト充填の様子
細浦地區フラップゲートの完成予想図(巖手県提供)
清水所長
作業所のメンバー。左から橋野弘憲(工事擔當)、岡畑大樹(工事擔當)、清水幸三(現場代理人)、小沼健人(工事擔當)、泉田城史(主任技術者)
工事名稱 大船渡漁港海岸高潮対策(細浦地區水門その2)工事
工事場所 巖手県大船渡市末崎町地先 大船渡漁港(細浦地區)
工期 2019年7月1日~2020年6月30日
発注者 巖手県
元請會社 日立造船株式會社
一次下請會社 東洋建設株式會社
工事概要

基面整正工1式

フラップゲート本體據付工1式

グラウト充填工1式

ガイド杭工1式

中詰コンクリート工1式

扉體取付工1式

安全設備1式

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