JP2017180000A

JP2017180000A - 構造物の区分解体方法

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Publication number: JP2017180000A
Application number: JP2016071890A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　立; Ritsu Sato; 立佐藤; 宏明上條; Hiroaki Kamijo; 晃成澤田; Mitsunari Sawada; 貞夫中嶋; Sadao Nakajima; 小山　正人; Masato Koyama; 正人小山; 簡五十嵐; Yasushi Igarashi; 雅一星野; Masakazu Hoshino; 明生溝下; Akio Mizoshita
Original assignee: DIAMOND KIKO KK; KACOH CO Ltd; Osaka Saiseki Eng Co Ltd; Osaka Saiseki Engineering Co Ltd; Obayashi Corp; Husqvarna Zenoah Co Ltd
Current assignee: DIAMOND KIKO KK; KACOH CO Ltd; Osaka Saiseki Eng Co Ltd; Osaka Saiseki Engineering Co Ltd; Obayashi Corp; Husqvarna Zenoah Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP6765836B2

Abstract

【課題】コンクリート構造物等において、効率的に所望の解体対象領域を破砕するための構造物の区分解体方法を提供する。【解決手段】コンクリート構造物１０において、爆破による破砕によって、残存対象領域１１を残しながら、解体対象領域１２ａの区分解体を行なう。この場合、解体対象領域１２ａ内部に装薬孔２１を穿設し、解体対象領域１２ａと残存対象領域１１との境界部に、装薬孔２２，２３を穿設する。そして、装薬孔２２，２３に装填した火薬類を、装薬孔２１に装填した火薬類に対して時間差をおいて遅れて爆発させる。【選択図】図２

Description

本発明は、発破を用いて、コンクリート等で構成される構造物において所定の領域を解体する構造物の区分解体方法に関する。

コンクリート等で構成される構造物を解体する場合、爆破解体方法を用いることがある。この方法は、構造物に火薬類を装填し、爆破することにより構造物を破砕し、この破砕した構造物を撤去するものである。
更に、爆破によって、構造物の解体を効率化するための技術も検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に開示された技術においては、鉄筋コンクリートの構造物の、爆破によって破砕しようとする領域と破砕せずに残す領域との境界部に、構造物の表面から境界溝を切削する。これらの溝は、構造物内に配置された鉄筋が露出する深さとし、この溝内で鉄筋を切断する。また、破砕する領域内に所定の間隔で鉛直方向の溝を切削し、この溝内で帯鉄筋を切断する。そして、構造物の破砕しようとする領域に装薬孔を穿設し、これらの装薬孔に火薬類を装填して爆破する。

特開２００４−２９３２６０号公報

コンクリート構造物の一部を解体する場合、ニブラーにより鉄筋を切断しながら、ブレーカを用いることもある。しかしながら、ブレーカ単独の斫りでは、コンクリートを平面で解体することができず、凹凸の表面が生じる。更に、太径で高密度に鉄筋が配筋されたコンクリートをブレーカで解体する場合には、ブレーカでは鉄筋を切れないため、鉄筋が斫り作業の邪魔となり、作業効率が悪かった。更に、大型のニブラーやブレーカを用いる場合、狭隘部での作業が困難であった。

一方、これまでの発破では、解体対象領域のみの破砕は困難であり、区分解体に手間がかかっていた。具体的には、発破により発生した衝撃波が広範囲に伝播し、解体対象領域以外にも損傷が生じていた。特許文献１に記載された技術においては、予め境界部の鉄筋を切断する必要があり、太径で高密度に鉄筋が配筋されたコンクリート構造物の解体においては、作業負担が大きかった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、この目的は、効率的に所望の解体対象領域を破砕することができる構造物の解体方法を提供することにある。

上記課題を解決するための構造物の区分解体方法は、構造物において、爆破による破砕によって、解体対象領域と残存対象領域とに分ける区分解体を行なう。前記解体対象領域内部に第１の装薬孔を穿設し、前記解体対象領域と残存対象領域との境界部に、第２の装薬孔を穿設し、前記第２の装薬孔に装填した火薬類を、前記第１の装薬孔に装填した火薬類に対して時間差をおいて遅れて爆発させて破砕する。これにより、残存対象領域を残しながら、解体対象領域の区分解体を行なうことができる。

・上記構造物の区分解体方法においては、前記境界部は、対向する第１の側面、第２の側面及び前記第１、第２の側面に連接する第３の側面を有し、前記第３の側面の装薬孔に装填した火薬類を、前記第１、第２の側面の装薬孔に装填した火薬類に対して時間差をおいて遅れて爆発させることが好ましい。これにより、側面に囲まれた領域において、両側からの爆発に対して破砕を抑制しながら区分解体することができる。

・上記構造物の区分解体方法においては、前記解体対象領域を、上段の解体対象領域と、下段の解体対象領域で構成し、前記上段の解体対象領域の破砕後に、前記下段の解体対象領域を破砕することが好ましい。これにより、高さ方向に分割して、広範囲の区分解体を行なうことができる。

・上記構造物の区分解体方法においては、第１、第２の装薬孔において、複数の深度で火薬類を装填することが好ましい。これにより、火薬類を分散させて、表面から遠い領域において区分解体を行なうことができる。

本発明によれば、コンクリート構造物等において、効率的に所望の解体対象領域を破砕することができる。

本実施形態の構造物の区分解体方法の処理手順の説明図。本実施形態の解体対象領域の上段における装薬孔の斜視図。本実施形態の解体対象領域の上段における装薬孔の上面図。本実施形態の装薬孔における火薬類の装填方法の説明図であって、（ａ）は側面境界部の装薬孔、（ｂ）は背面境界部の装薬孔の装填例の説明図。本実施形態の解体対象領域の下段における装薬孔の上面図。本実施形態の解体対象領域の説明図であって、（ａ）は区分解体前、（ｂ）は区分解体後の説明図。

以下、図１〜図６に従って、構造物の解体方法の一実施形態を説明する。本実施形態では、鉄筋コンクリートの構造体において、火薬類を用いて区分解体を行なう場合を想定する。この火薬類には、火薬、爆薬や火工品が含まれる。
具体的には、図６（ａ）に示すコンクリート構造物１０において、上面、前面を含む一部の領域を解体対象領域１２として、この領域以外の残存対象領域１１を残しながら区分解体を行なう。このコンクリート構造物１０の内部には、太径の鉄筋が高密度で配筋されている。そして、解体時には、上段の解体対象領域１２ａと下段の解体対象領域１２ｂとの二段階に分けて区分解体を行なう。この場合、制御爆破により、まず、解体対象領域１２ａに緩み領域を生成し、電動解体ロボットによる区分解体を行なう。次に、制御爆破により、解体対象領域１２ｂに緩み領域を生成し、電動解体ロボットによる区分解体を行なう。そして、図６（ｂ）に示すように、解体対象領域１２ｂを除いたコンクリート構造物１５を得る。

次に、図１を用いて、区分解体の処理手順を説明する。まず、上段の解体対象領域１２ａの区分解体について説明する。
まず、制御爆破に用いる火薬類を装填する装薬孔を穿設する（ステップＳ１）。装薬孔を穿設するためには、岩盤やコンクリート等に削孔するための削岩機を用いて、表面からの深さが所定の値となるように行なう。本実施形態では、瞬発と段発との制御爆破を行なう。この場合、解体対象領域の内部領域と、解体対象領域と残存対象領域との境界部とで、瞬発と段発とを使い分ける。更に、境界部においては、作業効率性を考慮して、装薬孔の配置を変更する。

図２は、上段の解体対象領域１２ａにおける装薬孔の配置及び形状を示している。穿孔径は、１３〜２０ｍｍである。ここで、装薬孔２１は、解体対象領域１２ａの内部領域において、垂直方向に穿設されている（垂直穿孔）。装薬孔２２は、開口部が解体対象領域１２ａの外側に配置され、底部が解体対象領域１２ａの側面境界部に到達するように、垂直方向に対して１５度傾けて穿設されている（傾斜穿孔）。装薬孔２３は、開口部が解体対象領域１２ａの背面境界部に配置され、垂直方向に対して１０度傾けて、底部が解体対象領域１２ａの外側になるように穿設されている（傾斜穿孔）。

図３は、コンクリート構造物１０の上面図において、上段の解体対象領域１２ａにおける装薬孔２１，２２，２３の開口部を示している。コンクリート構造物１０内に配筋された鉄筋Ｓ１，Ｓ２を避けて、各装薬孔を設ける。各装薬孔２１、２２、２３は、それぞれ隣接する装薬孔から所定の距離（本実施形態では、距離Ｌ１＝２００ｍｍ）を離して配置した。また、装薬孔２１、２２から、コンクリート構造物１０の正面までの距離Ｌ２は３００ｍｍである。

次に、制御爆破に用いる火薬類を、装薬孔に装填する（ステップＳ２）。本実施形態では、中国化薬株式会社製造・販売のミニブラスティング用火工品のＳＢファイターＫ（登録商標）のペレットタイプを用いる。この火工品には点火のための電気雷管が付加される。そして、雷管は通電によって着火され、瞬時に起爆するもの、所定の微小時間遅延して起爆するものが用いられる。本実施形態では、一つの装薬孔において上下２ヶ所に装填する２段デッキを用いる。本実施形態では、爆速6000〜8000ｍ／秒の火工品を用いる。この火工品の薬包径は、12〜15ｍｍである。装薬量は、解体対象容積に対して、0.7ｋｇ／ｍ³程度とした。また、区分解体面に対する装薬量は、0.12〜0.15ｋｇ／ｍ²を用いる。

図４（ａ）は、装薬孔２２における装填例を示している。ここでは、残存対象領域１１内の装薬孔２２の複数（２つ）の深度（底部及び中間位置）に、それぞれ１０ｇの火工品３１，３２を装填する。なお、火工品が装填されている領域以外には、砂等の込物を装填しておく。図４（ｂ）は、装薬孔２３における装填例を示している。ここでは、解体対象領域１２ａ内の装薬孔２３の底部及び中間部に、それぞれ１０ｇの火工品３１，３２を装填する。また、火工品が装填されている領域以外には、砂等の込物を装填しておく。

また、装薬孔２１には、瞬発の電気雷管に接続された火工品を装填する。一方、装薬孔２２，２３には、段発の電気雷管に接続された火工品を装填する。本実施形態では、ＭＳ３段の電気雷管を用いることにより、０．０５秒遅れで起爆させる。

そして、各装薬孔に装填された火工品を用いて発破を行なう（ステップＳ３）。この場合、上述したように、解体対象領域１２ａの内部領域では瞬発、境界領域では段発となる。

次に、コンクリート構造物の解体を行なう（ステップＳ４）。具体的には、ブレーカによる破砕、ニブラーによる鉄筋切断により、鉄筋コンクリートを取り除く。この場合、発破により、解体対象領域１２ａには緩み（鉄筋のはく離やひび割れ等）が生じているため、電動解体ロボットにより、遠隔操作により区分解体を行なうことができる。更に、ここでは、小型のブレーカ、ニブラーを利用することができる。

上段の解体対象領域１２ａの区分解体を終了した後、下段の解体対象領域１２ｂの区分解体を行なう。この場合も、上述した処理手順（ステップＳ１〜Ｓ４）で行なう。
図５は、解体対象領域１２ｂの穿設（ステップＳ１）における装薬孔の配置を示している。ここでは、コンクリート構造物１０の上面図において、下段の解体対象領域１２ｂにおける装薬孔２４〜２９の開口部を示している。ここで、装薬孔２４，２５は、解体対象領域１２ｂの内部領域において、垂直方向に穿設されている（垂直穿孔）。装薬孔２６，２７は、開口部が解体対象領域１２ｂの側面境界部（第１の側面、第２の側面）に配置され、垂直方向に対して１０度傾けて、底部が解体対象領域１２ｂの外側になるように穿設されている（傾斜穿孔）。装薬孔２８は、開口部が解体対象領域１２ｂの背面境界部（第３の側面）に配置され、垂直方向に対して１０度傾けて、底部が解体対象領域１２ｂの外側になるように穿設されている（傾斜穿孔）。装薬孔２９は、開口部が解体対象領域１２ｂの背面と側面の頂点に配置され、解体対象領域１２ｂの対角面において１５度傾けて、下部を外側に広げた方向に穿設されている（傾斜穿孔）。なお、本実施形態では、装薬孔２９を、解体対象領域１２ｂの上面の対角線を含む垂直面内に穿設する。

装填（ステップＳ２）においては、上段の破砕状況（緩み）に応じて、装薬量を調整する。具体的には、解体対象領域１２ｂの緩みが小さい領域は２段デッキ、緩みが大きい領域は装薬孔の底部のみの一段とする。具体的には、装薬孔２４には、一段で瞬発の電気雷管に接続された火工品１０ｇを装填した。装薬孔２５には、二段デッキで瞬発の電気雷管に接続された火工品（各デッキ１０ｇ＋１０ｇ）を装填した。装薬孔２６には、二段デッキでそれぞれ段発に接続された火工品（各デッキ１０ｇ＋１０ｇ）を装填した。装薬孔２７には、二段デッキでそれぞれ段発に接続された火工品（各デッキ１０ｇ＋１０ｇ）を装填した。ここで、装薬孔２６，２７において、ＭＳ３段の電気雷管を用いることにより、０．０５秒遅れで発破させる。装薬孔２８，２９には、二段デッキでそれぞれ段発の電気雷管に接続された火工品（各デッキ１０ｇ＋１０ｇ）を装填した。ここで、装薬孔２８，２９においては、ＭＳ５段の電気雷管を用いることにより、０．１秒遅れで発破させる。
そして、下段の解体対象領域１２ｂについても、発破（ステップＳ３）、コンクリート構造物の解体（ステップＳ４）を行なう。

本実施形態の構造物の区分解体方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、制御爆破に用いる火工品を、装薬孔に装填する（ステップＳ２）。この場合、解体対象領域１２の内部領域（装薬孔２１，２４，２５）においては瞬発の電気雷管の火工品、解体対象領域１２と残存対象領域１１との境界部（装薬孔２２、２３，２６，２７，２８，２９）においては段発の電気雷管に接続された火工品を装填する。これにより、残存対象領域１１の境界面を残しながら、コンクリート構造物１０の区分解体を行なうことができる。

（２）本実施形態では、解体対象領域１２の背面境界部の装薬孔２８，２９には、側面境界部の装薬孔２６，２７よりも、更に段発の火工品を装填する。これにより、コンクリート構造物１０の後方に延びるひび割れを抑制することができる。

（３）本実施形態では、各装薬孔（２１〜２４，２５〜２９）に装填された火工品を用いた発破（ステップＳ３）後に、コンクリート構造物の解体を行なう（ステップＳ４）。太径鉄筋が高密度で配筋されたコンクリート構造物１０の解体は作業負担が大きいが、発破により、鉄筋コンクリートを緩めて、ブレーカ、ニブラー等により、狭隘部等においても効率的に作業を行なうことができる。更に、電動解体ロボットにより、遠隔操作により区分解体を行なうことができるため、作業員が、より良い環境での作業を実施することができる。

（４）本実施形態では、解体対象領域１２ａの側面境界部においては、上方を外側に広げた方向に装薬孔を穿設する。これにより、垂直断面を台形状にすることができ、上方からの破砕材の取り出しが容易になる。また、上段の解体対象領域１２ａの背面境界部においては、下方を１０度傾けて、解体対象領域の外側に広げた方向に装薬孔を穿設する。これにより、下段の発破に用いる装薬孔を穿設するための領域を残存させることができる。そして、解体対象領域１２ａ，１２ｂの背面の面を一つ（段差を抑制し、フラットな状態）にすることができる。

また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各装薬孔（２１〜２３）は、それぞれ隣接する装薬孔（２１〜２３）から所定の距離Ｌ１を離して配置した。また、装薬孔２１、２２から、コンクリート構造物１０の正面までの距離Ｌ２を３００ｍｍとした。装薬孔の配置はこれらに限定されるものではなく、装薬量に応じて配置を変更してもよい。具体的には、解体対象容積に対して、約0.7ｋｇ／ｍ³、区分解体面に対する装薬量0.12〜0.15ｋｇ／ｍ²を満たすものであればよい。

・上記実施形態では、コンクリート構造物１０の上面、前面を含む解体対象領域１２の区分解体を行なったが、解体対象領域の形状は、これに限定されるものではない。例えば、コンクリート構造物１０の上面、前面、側面を含む解体対象領域や、上面のみを含む解体対象領域を設定することも可能である。
・上記実施形態では、２段デッキにおいて、底部と中間位置に同じ種類（瞬発、段発）の火工品を装填した。装填位置に応じて、瞬発と段発とを併用するようにしてもよい。例えば、装薬孔の底部を瞬発の火工品を装填し、中間位置に段発の火工品を装填する。

１０…コンクリート構造物、１１…残存対象領域、１２，１２ａ，１２ｂ…解体対象領域、２１〜２９…装薬孔、３１，３２…火薬類。

Claims

構造物において、爆破による破砕によって、残存対象領域を残しながら解体対象領域を解体する区分解体方法であって、
前記解体対象領域の内部に第１の装薬孔を穿設し、
前記解体対象領域と残存対象領域との境界部に、第２の装薬孔を穿設し
前記第２の装薬孔に装填した火薬類を、前記第１の装薬孔に装填した火薬類に対して遅れて爆発させて、前記解体対象領域を破砕することを特徴とする構造物の区分解体方法。
前記境界部は、対向する第１の側面、第２の側面及び前記第１、第２の側面に連接する第３の側面を有し、
前記第３の側面の装薬孔に装填した火薬類を、前記第１、第２の側面の装薬孔に装填した火薬類に対して、更に遅れて爆発させることを特徴とする請求項１に記載の構造物の区分解体方法。
前記解体対象領域を、上段の解体対象領域と、下段の解体対象領域で構成し、
前記上段の解体対象領域の破砕後に、前記下段の解体対象領域を破砕することを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物の区分解体方法。
前記第１及び第２の装薬孔において、複数の深度で火薬類を装填することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の構造物の区分解体方法。