プロムナード 人と、海と、技術の出会い

波力の低減といった機能面での課題と、軟弱地盤に対応するための環境面での課題に対応するため、さまざまな形状のケーソンが開発されている。第3回は、秋田県の「船川港」を例に複雑な海底地形と反射波低減という課題を克服した、函型ケーソンと曲面スリットを組み合わせた「曲面スリットケーソン」だ。

図−1　船川南港防波堤G型ケーソン基本設計断面図

写真−1　FDで上製作されるスリットケーソン。手前がスリット部材

写真−2　据付けられた曲面スリットケーソン

図−2　スリット部材断面図

函型ケーソン＋曲面スリットを組み合わせた「混成」型

　すでにこのコーナーでは、新たな形状のケーソンを紹介している。しかし、新たな形状のケーソンだけが優れており、従来から使われている函型のケーソンが、機能や環境適応の面で劣っていることを意味するものではない。

　さまざまな条件の下で、それぞれ採用されたケーソンは長所と課題を持つ。つまり、長所を組み合わせることにより、より環境に適応したケーソンを開発することも可能になるのだ。

　写真1は、そうした混成タイプのケーソンのひとつである「曲面スリットケーソン」だ。断面図（図1）からもわかるように、このケーソンは、L字状の函型部分と、曲面を持つスリット部分を組み合わせた形状となっている。

ふたつの形状が持つそれぞれの利点を最大限に活用

　この組み合わせ構造は、それぞれのケーソンが持つメリットを互いに活かすようになっている。
●函型の安定性
函型ケーソンは、安定性の高い形状だ。さらに、コストの面でも有利になる。その反面、設置場所の水深が大きいほど巨大になり、重くなる。
●スリットの持つ消波機能
波を曲面で受け、スリット内部に波を取り入れる構造は、ケーソンが受ける波力を低減、さらに反射波を抑制することが可能。しかし、複雑な構造となるため、コストが高くなる。
そして、この2つを組み合わせることによって、
■安定性が高い
■軽量化が図れる
■反射波を抑制できる
■コストが低減される
といった互いの長所を活かし、複合的に課題を克服することができるのだ。

　さらに、一般的な消波ブロックケーソンよりもすっきりとした外見となるため、景観状の利点も生まれる。

国家石油備蓄基地として整備が進められた船川港

　秋田県の船川港は、「なまはげ」で知られる男鹿半島の南部に位置する。周囲を山地と岩礁に囲まれた地形は、日本海北部沿岸には数少なく、古くから風待港として利用されていた。

　昭和11年に製油施設ができてからは、入港船舶も増加。昭和23年に特定港、昭和26年には重要港湾に指定されている。

　昭和55年頃からの国のエネルギー政策の一環として始まった国家石油備蓄基地建設の6番目の基地として船川港の港湾計画が改定され、整備が進められることになった。

　港の南部にあった防波堤を延長するにあたって、課題となったのは
●軟弱地盤、岩盤露出、急勾配という複雑な海底地形
●漁場でもある防波堤前面への低反射構造の採用
であった。この課題を解決するため、曲面スリットケーソンの採用が決定されたという。

　運輸省港湾技術研究所によって開発された曲面スリットケーソンは、昭和54年に秋田港での現地実証試験が行なわれていた。この実験堤は、そのまま船川港に転用されている。

L字型ケーソンと、スリット部材を別個に製作して接合

　スリット部材の曲面は、R＝7mとR＝6.6mの複合曲線で構成されている。（図2）

強度と耐久性を高めるため、スリット部材にはプレストレストコンクリートが採用された。鉄筋を配し打設されたコンクリートを鋼材で予め圧縮する（プレストレスをかける）ことにより、引張強度を高めた高強度コンクリートだ。

　Ｌ字型ケーソン部分は、基本的には通常のケーソンと同様にコンクリートで製作されるが、スリット部材を支える接合部分には高強度が必要とされる。そのため、スリット部材と接する面にもプレストレストコンクリートが採用されている。

　完成したL字型ケーソンとスリット部材は、スリット部材をクレーン吊りしモルタルによって接合される。その後接合部分も養生後に鋼材によるプレストレスが加えられ、強度が確保される。

据付けは、5室構造のケーソンに
バランスよく注水

　ケーソンの製作は秋田港のフローティングドック（7,000t）で行なわれ、約12海里離れた船川港まで、ケーソン完成後に6時間から8時間かけて曳航。据付けが行なわれた。ケーソンの内部は5室に分れており、所定の位置にセットされた後、ケーソンをいったん傾けるように注水。その後に水平にしてから着底させる。少量の水位差でも大きく傾くため慎重な作業となる。

２つの構造のハイブリッド型である曲面スリットケーソンは、機能とコストの優位性で今後も活用が期待される。