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止水装置と貫通孔の形成方法 - 清水建設株式会社
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発明の名称 止水装置と貫通孔の形成方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−231676(P2007−231676A)
公開日 平成19年9月13日(2007.9.13)
出願番号 特願2006−56876(P2006−56876)
出願日 平成18年3月2日(2006.3.2)
代理人 【識別番号】100062225
【弁理士】
【氏名又は名称】秋元 輝雄
発明者 嶋田 博之 / 太田 明彦 / 福留 幸治
要約 課題
内部に滞水がある地下コンクリート構造物に、当該構造物の外方から滞水高さ以下に貫通孔を形成する際の水密止水装置および形成方法を提供する。

解決手段
止水装置1を、コンクリート構造物の側壁の貫通孔開口予定部の外面に取り付けられ、小径の先行孔19を穿孔するコアボーリングのコアドリルが開時に挿入可能とされ、コアボーリングにより穿孔された先行孔19からの滞水を閉時に止水する栓体2と、取付面側が前記貫通孔開口予定部を覆う大きさの接続開口6とされ、接続開口6から側壁に向けて突出するガイド棒9を有して、先行孔19へのカイド棒9の挿入により側壁の貫通孔開口予定部の内面に位置決め配置され、貫通孔開口予定部を覆った接続開口6の周辺を側壁に水密的に取り付けた止水箱3とを備えるものとした。
特許請求の範囲
【請求項1】
内部に滞水があるコンクリート構造物の側壁に、前記コンクリート構造物の外方から前記滞水高さ以下にして貫通孔を形成する際に用いられる止水装置であって、
前記側壁の貫通孔開口予定部の外面に取り付けられ、小径の先行孔を穿孔するコアボーリングのコアドリルが開時に挿入可能とされ、前記コアボーリングにより穿孔された先行孔からの滞水を閉時に止水する栓体と、
取付面側が前記貫通孔開口予定部を覆う大きさの接続開口とされ、この接続開口から側壁に向けて突出するガイド棒を有して、前記先行孔へのカイド棒の挿入により前記側壁の貫通孔開口予定部の内面に位置決め配置され、貫通孔開口予定部を覆った接続開口の周辺を側壁に水密的に取り付けた止水箱と
を備えることを特徴とする止水装置。
【請求項2】
上記止水箱の外面には、空気排出用の開閉バルブと滞水流入用の開閉バルブとが設けられている請求項1に記載の止水装置。
【請求項3】
内部に滞水があるコンクリート構造物の側壁に、前記コンクリート構造物の外方から前記滞水高さ以下にして貫通孔を形成するに当たり、
前記側壁の貫通孔開口予定部の外面に請求項1の止水装置の栓体を取り付け、
開時の栓体を通して貫通孔開口予定部に小径の先行孔をコアボーリングにより穿設した後に、前記栓体を閉じてコンクリート構造物内から先行孔を通る滞水を止水し、
前記止水装置の止水箱をコンクリート構造物の滞水中に入れ、止水箱のガイド棒を前記先行孔に挿入して貫通孔開口予定部の内面を覆うように前記止水箱を位置決めし、
前記止水箱の貫通孔開口予定部を覆った接続開口の周辺を側壁に水密的に取り付けて、滞水の止水箱内への流れ込みを遮断し、
前記貫通孔開口予定部を前記コンクリート構造物の外方からコアボーリングして、止水箱内に臨む貫通孔を形成することを特徴とする貫通孔の形成方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、地下構造物であって内部に滞水があるコンクリート構造物の側壁に貫通孔を形成するときに用いる止水装置と貫通孔の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、地下に構築され、下水処理水などの外界に放流可能な処理済水などの滞水が内部にある既設のコンクリート構造物と、他の施設とを配管にて連絡する工事を行なって、処理済水の一部を他の施設側で有効利用することが図られている。このような場合、既存のコンクリート構造物の側壁に滞水の水位より下の位置で、配管を繋いだり通したりするための貫通孔を形成する必要がある。
そのため、従来では処理済水の放流を一時止めて、コンクリート構造物側での貫通孔が臨むことになる一つの空間を水の無い状態としたり、または、貫通孔が開く部分で作業空間が得られるようにその周りに隔壁で仕切り、隔壁で囲った部分から水を抜くことが行なわれている。
【0003】
しかしながら、稼働中の下水処理水放流渠において下水処理水の放流を中断することは不可能であり、ボックス型放流渠の内側に作業用の隔壁を設置することも作業に困難を伴なうものである。そのため、稼働中の下水処理水放流渠についてもその躯体の側壁に貫通孔を形成できるようにすることが望まれている。
このような状況から本発明者にあっては、稼働中の下水処理水放流渠において貫通孔が開くことになる内部側で水を遮断するために、潜水士により止水箱を水中作業にて取り付けるようにすることを検討した。
構築物における水や海水に浸っている立面部分で作業を行なうに際して、特許文献1に示されているように、上面と前面が開放されている箱体を上方から吊り込んでその立面部分に密着させ、この箱体を取り付けた作業空間の水を抜く手法がある。
【0004】
上述したように稼働中の下水処理水放流渠にあっても、貫通孔が開く部分に、上記特許文献1で示されている箱体と同様の止水箱が事前に取り付けられていれば、外部側よりボーリングにて所要位置に貫通孔を形成することができ、貫通孔が形成されるときの外部側への水の流れ出しはその止水箱の中にあった水だけとなる。そして、貫通孔にパイプなどが接続されて上述した他の施設へのパイプ連絡が完了した後に、コンクリート構造物内部側の滞水を前記止水箱内に流し込み、止水箱内とパイプ内が水で満たされた時点でこの止水箱を、潜水士が行なう水中作業で取り外すようにすればよいことになる。
しかしながら、上面が開放されているため止水箱の上端が水面上に突出している必要があり、水深が深い位置に止水箱を取り付ける場合、その止水箱は上下方向に長くならざるを得ない。また、止水箱の設置は潜水士が行なう水中作業となるために作業時間の制約があり、取付精度の確保(位置出し測量)及び止水状況の確認が困難になると考えられている。
【特許文献1】特開昭62−253811号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで、本発明は水中作業で止水箱が貫通孔に対応した必要最小限の大きさにでき、かつ、精度良く取り付けることができるようにするとともに、貫通孔を開口する際に、コンクリート構造物の内部側の滞水を遮断すべき止水箱が、適正に止水しているかどうかを確認し易くすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、内部に滞水があるコンクリート構造物の側壁に、前記コンクリート構造物の外方から前記滞水高さ以下にして貫通孔を形成する際に用いられる止水装置であって、前記側壁の貫通孔開口予定部の外面に取り付けられ、小径の先行孔を穿孔するコアボーリングのコアドリルが開時に挿入可能とされ、前記コアボーリングにより穿孔された先行孔からの滞水を閉時に止水する栓体と、取付面側が前記貫通孔開口予定部を覆う大きさの接続開口とされ、この接続開口から側壁に向けて突出するガイド棒を有して、前記先行孔へのカイド棒の挿入により前記側壁の貫通孔開口予定部の内面に位置決め配置され、貫通孔開口予定部を覆った接続開口の周辺を側壁に水密的に取り付けた止水箱とを備えることを特徴とする止水装置を提供して、上記課題を解消するものである。
そして、この発明において、止水箱の外面には、空気排出用の開閉バルブと滞水流入用の開閉バルブとが設けられていることが良好である。
【0007】
また、もう一つの発明は、内部に滞水があるコンクリート構造物の側壁に、前記コンクリート構造物の外方から前記滞水高さ以下にして貫通孔を形成するに当たり、前記側壁の貫通孔開口予定部の外面に請求項1の止水装置の栓体を取り付け、開時の栓体を通して貫通孔開口予定部に小径の先行孔をコアボーリングにより穿設した後に、前記栓体を閉じてコンクリート構造物内から先行孔を通る滞水を止水し、前記止水装置の止水箱をコンクリート構造物の滞水中に入れ、止水箱のガイド棒を前記先行孔に挿入して貫通孔開口予定部の内面を覆うように前記止水箱を位置決めし、前記止水箱の貫通孔開口予定部を覆った接続開口の周辺を側壁に水密的に取り付けて、滞水の止水箱内への流れ込みを遮断し、前記貫通孔開口予定部を前記コンクリート構造物の外方からコアボーリングして、止水箱内に臨む貫通孔を形成することを特徴とする貫通孔の形成方法であり、この貫通孔の形成方法を提供して上記課題を解消するものである。
【発明の効果】
【0008】
請求項1の発明によれば、栓体は、コンクリート構造物の側壁をコアボーリングするに適したサイズの内の最小径のコアドリルが通る内径のものであればよく、大型のものとする必要がない。そして、開閉が頻繁に繰り返されるものではなく、コアドリルを引き抜いてコア抜きされた先行孔から流れ始める滞水を止水し、その後の必要時に開くことができればよいものであることから、簡易な構造で安価なもの、そして薬液注入用のものなどの既存のものが採用できる。また、止水箱自体も滞水がある水深などに依存しない簡単な形状であって、安価なものとすることができる。例えば、滞水の水面下の貫通孔開口予定部に対して滞水を遮断する手段として特許文献1に示されている箱体を採用しようとすると、上述したように貫通孔開口予定部が深い位置でればある程、その箱体は縦長の大きなものとなってしまう。これに対して本発明での止水箱は貫通孔開口予定部を覆う大きさのものであればよく、コンパクトなものとなる。よって止水装置全体を低コストで製造できる。
さらに、止水箱内の水の唯一の出口側に前記栓体が開け閉め可能にして設けられているものであるため、先行孔の穿設の後に閉めた栓体を開き、止水箱内の先行孔高さまでの水抜きを行なってから、その栓体を開いた状態とすることで、止水箱外から止水箱内への水の流れ込みの有無(漏水状態、完全に水が遮断されているか否か)を簡単に確認できるようになる。
請求項2の発明によれば、開いた貫通孔にパイプなどが接続された後、潜水士が水中作業で空気排出用の開閉バルブを開き、また、滞水流入用の開閉バルブを開くという簡単な操作で止水箱内及び接続されたパイプ内に滞水を満たすことができ、止水箱を取り外す前に水を満たす作業が簡単になる。
【0009】
請求項3の発明によれば、コンクリート構造物の側壁に止水箱を潜水士の水中作業で取り付けて、その止水箱の内側と外側との関係を断つので、コンクリート構造物が例えば稼動中の下水処理水放流渠であっても、その放流を中断させる必要がない。なお、下水処理水放流渠に下水処理水が放流されてもその流れは潜水士の水中作業を損なうスピードではない。
また、先行孔に止水箱のガイド棒を差し込んで止水箱の位置決めができるため、コンクリート構造物での滞水中で、止水箱を設置するための墨出し測量を省くことができる。そして、位置決めが容易であるため、止水箱の取付も、潜水作業で時間制約の有る中、短時間で行なうことができる。
また、先行孔の穿設してから閉じた栓体を所要時に開いて水抜きを行なえば、コンクリート構造物の外方側から、即ち、貫通孔を開ける作業を行なう場所側から止水箱の設置状況(漏水状態、完全に水が遮断されているか否か)を、水抜きした後の栓体からの水の流れ出しの有無によって簡単に確認でき、安全に貫通孔の開口作業、そして開口した後のパイプ配管工事が行なえるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
つぎに本発明を図1から図11に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
(止水装置)
図中1は内部に下水処理水などの処理済水の滞水があるコンクリート構造物の側壁の貫通孔を形成する部分に設けられる止水装置で、図1に示すように該止水装置1は前記壁体における後述の貫通孔開口予定部15(図2参照)の外面15a側(コンクリート構造物の外面側)に配される栓体2と、貫通孔開口予定部15の内面15b側(コンクリート構造物の内面側で常時滞水がある面)に配される止水箱3とを備えているものである。
【0011】
図1に示すように栓体2は、貫通孔開口予定部15の中心(配管の中心)に先行孔19をコア抜きする部分に固定されるベース金具4とこのベース金物4に連結したボールコック5とからなるもので、ボールコック5での開閉操作で内通路が開閉できるものである。そしてこの栓体2は、開時に前記先行孔19をコアボーリングするダイヤモンドコアドリル18(図5参照)をボールコック5から通して躯体に達しさせることのできる内径を有している。
【0012】
止水箱3は、側壁14に配した際の取付面側が貫通孔開口予定部を覆う大きさに開かれている接続開口6とした鋼板製の箱体である。そして、図示されているように前記接続開口6の周辺に亘って外方に向けて張り出たフランジ7があり、そのフランジ7の取付面側に止水ゴム8は貼着され、止水ゴム8の貼着面とは反対面にある取付ボルト7aが、後述する止水箱3の取付に際してフランジ7と止水ゴム8とを通って躯体側のアンカーにボルト止めできるように設けられている。
さらに止水箱3にあっては、図2に示すようにこの止水箱3を貫通孔開口予定部15を覆うように配したときに上記先行孔19と対応する位置にその先行孔19に挿入できる太さとした鉄筋材などからなるガイド棒9を備えていて、この実施の形態にあっては接続開口6の中心位置にして、箱内方側の部分で十字に配されたアングル材10の交点部分から躯体側に突出する状態にして設けられている。
止水箱3の接続開口6と反対面となる背面板11には上辺に空気排出用の開閉バルブ12が取り付けられ、下辺には滞水流入用の開閉バルブ13が取り付けられており、後述するように側壁14に貫通孔20(図9参照)が形成されて配管工事が終了したときに、止水箱3の外側からの潜水士の水中作業で前記開閉バルブ12と開閉バルブ13とを開いて止水箱3内から空気を抜きながら止水箱3の外側にある水(下水処理水)を止水箱3内に引き入れて満たすことができるようにしている。なお、この水の引き入れ操作を行なうまでは、開閉バルブ12と開閉バルブ13は共に閉状態である。
【0013】
(貫通孔の形成方法)
つぎにに上記止水装置1を用いて貫通孔の形成方法を説明する。
・栓体の取付
図3に示すように、実施の形態では、既存の下水処理水放流渠をコンクリート構造物とし、下水処理水放流渠とは離れた位置にある施設にパイプ連結する配管工事において、貫通孔を形成する例を示しているものである。そのため配管工事の前段として、側壁14に沿って立坑16を掘削し、その立坑16を掘削する前に形成されている連壁17に対して、貫通孔開口予定部15に対応する位置で作業空間が得られるようにハツリを行ない、その作業空間の奥面の一部として貫通孔開口予定部15の外面15aが表れるようにしている。
図4に示すように、下水処理済水の滞水があるコンクリート構造物の側壁14の貫通孔を形成するに際して、その側壁14の貫通孔開口予定部15の外面15aに対して貫通孔開口予定部15の中心位置(配管の中心)を墨出しし、ここに止水装置1の栓体2におけるベース金物4を取付固定し、さらにボールコック5を連結して栓体2を形成する。栓体2の内通路の内径としては例えば40mmのものとする。
【0014】
・先行孔の穿設
栓体2を取り付けた後、図5に示すように、この栓体2を開いてダイヤモンドコアドリル18を挿入して側壁14の躯体に達しさせ、この側壁14を貫通するまでコアボーリングして、コア抜きされた先行孔19を得る。このようにしてコアボーリングによる穿設にて先行孔19が貫通すれば、ダイヤモンドコアドリル18を引き抜き、一旦、栓体2を閉じて止水する。前記先行孔19の内径は例えば28mmとする。
図6においては、コンクリート構造物としての下水処理水放流渠の天部において、止水箱吊り入れ用の開口とする部分をウォールソーで切断し、これをクレーンaにて吊り上げる作業を示している。
【0015】
・止水箱の取付
つぎに図7に示すように、クレーンaで止水箱3をコンクリート構造物の滞水中に吊り降ろし、これをコンクリート構造物内でアンカー打ちされた吊支手段bで支えながら、潜水士が水中作業にて前記止水箱3の上記ガイド棒9を、既に側壁14の貫通孔開口予定部15の内面15bの中心位置に貫通している先行孔19に挿入して、止水箱3の位置決めを行ない、この状態で止水箱3のフランジ7でのボルト通し位置に対応する側壁14側にアンカーを打ち込み、前記フランジ7を上記止水ゴム8を介在させてボルト止めすることで、止水箱3の接続開口6の周辺を水密的に側壁14に取り付ける。その際、止水ゴム8と接する側壁14の表面は事前にケレン清掃し平滑にしておく。なお、ボルト周りやフランジ7の周りに沿ってシーリング材を充填して水密度合いをより高めるようにすることも可能である。図中cは潜水士昇降用のステップである。
止水箱3の取付が終了した時点で、図8に示すように栓体2を開けて先行孔高さまで止水箱3から水抜きdを行なう。この水抜きされた後に栓体2からの水の流れ出しが続くかどうかを確認する。即ち、止水箱3外から止水箱3内への水の流れ込みの有無を確認する。なお、止水箱3内への流れ込みが確認された場合には、潜水士によりシーリング材をフランジ周りやボルト周りに充填すればよい。
【0016】
・側壁の貫通
上述のように止水箱3内へ水が流れ込む漏水状況無しを確認した後に、栓体2を撤去する。この後、図9と図10に示すように、貫通孔開口予定部15の周囲に連続コアボーリングを行ない、配管を通すことのできる貫通孔20を形成する。なお、例えば、径約700mmの貫通孔を得るに際し、連続コアボーリングとして、径160mmのコアボーリングを貫通孔開口予定部15の周囲に沿って順に位置をずらしながら連続させることができるが、特に限定されるものではない。
【0017】
このようにして貫通孔20が形成された後に、コンクリート構造物と他の施設との間で配管工事を行ない、貫通孔20とパイプとの間の隙間をコンクリートで充填して塞ぎ、パイプ連結が終了した時点で止水箱3を取り外すせばよい。止水箱3の取り外しに際しては、潜水士の水中作業で止水箱3の開閉バルブ12と開閉バルブ13とを開いて滞水を止水箱3からパイプ側に流し込み、満たされた時点で止水箱3を側壁14から取り外すことになる。
【0018】
上記栓体2をベース金物4にボールコック5を連結したものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、コンクリート壁の背部の土壌に薬液注入する際に利用されるプリベンダーとしてこの栓体2を構成してもよい。この場合には、図11に示すようにロッドを挿入するロッド孔部21とそのロッド孔部21の内周面回りに回り込む流体を排出する排出部22とを備えた構造のパッカー23を、前記ボールコック5に対してさらに連結すればよい。このようにすれば、先行孔貫通後にダイヤモンドコアドリルを引き抜くときに水の流れ出しを適切な排出路に案内できるようになる。
また、実施の形態として下水処理水放流渠の側壁に貫通孔を形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内部に滞水があるコンクリート構造物の側壁であれば本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る止水装置の一例を示す説明図である。
【図2】止水装置における止水箱を断面の状態で示す説明図である。
【図3】配管工事の前段における連壁のハツリ作業を示す説明図である。
【図4】本発明における貫通孔の形成方法の一例において止水装置の栓体を取り付けた状態を示す説明図である。
【図5】先行孔のコアボーリングを示す説明図である。
【図6】同じく先行孔のコアボーリングを示す説明図である。
【図7】水中作業による止水箱の取付を示す説明図である。
【図8】貫通孔開口予定部に取り付けられた止水箱からの水抜きを示す説明図である。
【図9】連続コアボーリングを示す説明図である。
【図10】同じく連続コアボーリングを示す説明図である。
【図11】先行孔のコアボーリングに際して栓体をプリベンダー型とした状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【0020】
1…止水装置
2…栓体
3…止水箱
5…ボールコック
6…接続開口
9…ガイド棒
14…側壁
15…貫通孔開口予定部
15a…貫通孔開口予定部の外面
19…先行孔
20…貫通孔
23…パッカー




 

 


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