JP3759669B2 - 弱点部折損式洗掘監視装置及びその埋設方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、構造物の水面下の基礎部分周囲の洗掘を検知する装置及びその埋設施工方法に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】
例えば、河川に掛かる橋脚の基礎部分の周囲の河床は、常時流れる水流によって洗掘され、基礎部分が水中に露出する可能性がある。洗掘は特に台風、洪水等の異常事態において生じ廉く、基礎部分の水中への露出の程度が甚だしくなれば、崩壊の危険が生ずる。
【0003】
洗掘検知センサは、このような危険を予知するためのセンサであるが、従来品あるいは従来装置は、長期に渡って確実な洗掘検知を行なうことが難しく、信頼性に乏しいものであった。
【0004】
【発明の目的】
本発明は、簡単な構造であって高い信頼性で長期に渡り洗掘を検知できる洗掘監視装置及びその埋設施工方法を得ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】
本発明の洗掘監視装置は、河床に埋設される固定構造物に沿わせて、河床中に設けるセンサ支持パイプ;このセンサ支持パイプに固定されたセンサ台;このセンサ台上に、弱点部分を介して固定された水流受圧体、この水流受圧体と弱点部分とは、水流受圧体が水流に曝されたときに該水流受圧体が受ける水流により弱点部分が折損する態様で設けられていること;弱点部分内に、該弱点部分が折損したとき同時に切断され開路されるように埋設した導体;及びセンサ支持パイプを通して、上記導体と地上の監視装置とを接続する信号線;を備えたことを特徴としている。
センサ支持パイプには、複数のセンサ台と水流受圧体とを河床の深さ方向に間隔をおいて設置することが好ましい。
この装置によると、洗掘が進んで水流受圧体と弱点部分が水中に露出すると、水流受圧体が受ける水流の力により、弱点部分が切断し、導体が切断される。この導体の切断は、センサ支持パイプ内の信号線を介して、地上の監視装置に伝達されるので、洗掘を検知することができる。
【0006】
本発明の埋設方法は、洗掘が生じる前の埋設方法と、生じた後(つまり河床に穴が生じている状態)の埋設方法とでは異なる。
洗掘が生じる前の埋設方法は、センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること;河床にケーシングチューブを埋設するステップ;センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを一緒に上記ケーシングチューブ内に挿入するステップ;及びセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、ケーシングチューブを河床から引き抜くステップ;を有することを特徴としている。
【0007】
また洗掘が生じた後の埋設方法は、センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること;このセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、一緒にアプリケーションパイプ内に挿入するステップ;アプリケーションパイプを河床に形成された穴内に略垂直にして固定するステップ;穴を埋め戻すステップ;及びセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、アプリケーションパイプを河床から引き抜くステップ;を有することを特徴としている。
【0008】
センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とは、ケーシングチューブ(またはアプリケーションパイプ)内に挿入する前に、土砂様物で包み、該パイプ内径に対応する外径の脆弱柱体とすることが好ましい。センサ支持パイプには、複数の上記センサ台と水流受圧体を深さ方向に間隔をおいて設置するのが好ましい。
【0009】
【発明の実施形態】
図1、図2は、センサ支持パイプ(電線管)10と、これに固定される一つのセンサ台20の周辺の構造を示している。センサ支持パイプ10は、河床中に略垂直に埋設固定されるもので、その長さ方向に間隔をおいて、軸線と直交する方向に向けて、センサ支持プレート11が溶接固定されている。また、各センサ支持プレート11の少し下方にそれぞれ穿設した連絡孔12の周囲に、エルボ13の一端部が同様に溶接固定され、このエルボ13の上端部は、センサ支持プレート11の下面に溶接されている。センサ支持プレート11には、エルボ13と連通する連絡孔14が穿けられている。
【0010】
センサ支持プレート11上に固定されるセンサ台20は、センサ支持プレート11上に固定ねじ28で固定される基台21と、この基台21上に、弱点部材22の弱点部分22wを介して直立固定された水流受圧体23とを有している。基台21には、その下方から順に、大径のパッキン収納孔24と弱点部材22の挿入孔26とが穿設されている。弱点部材22は、挿入孔26に挿入固定される大径部22aと、この大径部22a上に連続する小径の上記弱点部分22wとを有している。この弱点部材22には、その下部に一対の信号線30が埋め込まれ、上部にこの一対の信号線30にそれぞれ下端部が接続されたU字状をなす導体(ヒューズ体)31が埋め込まれている。弱点部材22は、脆性のある材料、例えばアクリル樹脂等の樹脂材料から構成するのがよい。導体31は、弱点部分22wが折損されたとき同時に切断される材料であれば、軟質なヒューズ体や、細線等を用いることができる。
【0011】
弱点部材22の下端部から出た信号線30は、パッキン収納孔24内に嵌め込んだパッキン材32、センサ支持プレート11の挿通孔14、エルボ13、及び連絡孔12を介してセンサ支持パイプ10内に導かれている。エルボ13及びセンサ支持パイプ10内は、パッキン材32及びOリング29等により液密が保持され、防水構造とされている。
【0012】
水流受圧体23は、扁平な平面矩形のプレート状をしていて、埋設状態では、垂直方向を向き、かつその面積の広い受流面23aが水流に対して正対するように(直交するように)設けられている。これは、周囲が洗掘されて水流受圧体23が水流を受けたとき、弱点部分22wが確実に切断されるようにするための好ましい一態様であるが、水流受圧体23が水流を受けたとき弱点部分22wが切断される限り、どのような形態としてもよい。
【0013】
図3ないし図5は、以上の洗掘監視装置の埋設施工方法の一例を示している。この施工方法は、新規に洗掘監視装置を埋設する場合に好適なものである。
予め、弱点部材22(弱点部分22w)と水流受圧体23を有するセンサ台20を複数用意する。これらのセンサ台20を対応するセンサ支持プレート11上に直立させ、固定ねじ28を介して固定する。同時に、弱点部材22から出ている信号線30をエルボ13からセンサ支持パイプ10内に導く。
【0014】
以上のようにして複数のセンサ台20を接続したセンサ支持パイプ10の外囲及びセンサ台20の間等をベントナイト等の土砂様物36で包み、脆弱な棒状体(センシング柱体)37を作る。『脆弱』とは、センサ支持パイプ10に対するセンサ台20の姿勢を保持するには十分であるが、埋設後、周囲が洗掘されたときには、これらを露出させるとの意味である。具体的には、棒状に成形した土砂様物36の外周をクラフト紙36pで包み、さらに紙テープで止めることで、このような脆弱柱体37を作ることができる。
【0015】
一方、河床40には、橋脚の基礎のような埋設構造物41に沿わせて、ロータリパーカッションドリル等により垂直方向のボーリング孔42を穿けると同時に、このボーリング孔42にケーシングチューブ35を残す。このケーシングチューブ35内に、脆弱柱体37を挿入し、挿入が完了したら、棒状体37を残し、ケーシングチューブ35のみを引き抜く。センサ支持パイプ10内の信号線30は、センサ支持パイプ10の上端部から地上の監視装置43(図3)に接続する。
【0016】
洗掘が生じ、埋設構造物41の周囲の河床40が掘られると、土砂均等物36も流され、上方の水流受圧体23から順に水流に曝される。すると、水流に曝された水流受圧体23の受流面23aに水流が作用する結果、弱点部分22wに切断モーメントが加わり、弱点部分22wが切断される。弱点部分22wが切断されると、内部の導体31も切断されて開路し、信号線30を介して流れていた信号電流が流れなくなる。よって、地上の監視装置43により、洗掘が生じたことを検知することができる。
【0017】
図6、図7は、別の埋設施工方法を示している。この工法は、洗掘が生じた部分を埋め戻す際に同時に弱点部折損式洗掘監視装置を埋設する場合に好ましい施工法である。この施工法は、予め河床にケーシングチューブ35を埋設することなく、その代わりに、洗掘によって生じている穴38内に位置させて、埋設構造物41に沿わせて埋め殺しパイプ52を固定し、この埋め殺しパイプ52に、アプリケーションパイプ39内に挿入した脆弱柱体29を固定する点に特徴がある。センサ支持パイプ10には、該パイプと埋め殺しパイプ52を接続するための固定アーム51が固定されており、アプリケーションパイプ39には、この固定アーム51を通過させるスリット39aが形成されている。このアプリケーションパイプ39は、その周囲を埋め戻した後、引き抜かれる。アプリケーションパイプ39には、強度を高めるため、そのスリット39aの上端部を接続する固定板39bを設けることが好ましい。さらに、施工時にスリット39aが開くのを防止するための適宜の固定具を設けることができる。
埋設終了後の洗掘の検知態様は、全く同様である。
【0018】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、長期に渡り洗掘を確実に検知することができる装置及び埋設施工方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による弱点部折損式洗掘監視装置のセンサ支持パイプと一つのセンサ収納匡体回りの正面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】アプリケーションパイプ内に、センサ支持パイプに支持したセンサ収納匡体をを入れ土砂均等物を充填した状態を示す断面図である。
【図4】図3の右側面図である。
【図5】本発明による埋設方法の工程例を示す図である。
【図6】本発明による埋設方法の別の例を示す図である。
【図7】図6のIIV 矢視図である。
【符号の説明】
10 センサ支持パイプ
11 センサ支持プレート
12 連絡孔
20 センサ台
21 基台
21 弱点部材
22w 弱点部分
23 水流受圧体
30 信号線
31 導体
35 ケーシングチューブ
39 アプリケーションパイプ
36 土砂様物
37 脆弱柱体
40 河床
41 埋設構造物
42 ボーリング孔
43 監視装置

Claims (8)

  1. 河床に埋設される固定構造物に沿わせて、河床中に設けるセンサ支持パイプ;
    このセンサ支持パイプに固定されたセンサ台;
    このセンサ台上に、弱点部分を介して固定された水流受圧体、この水流受圧体と弱点部分とは、水流受圧体が水流に曝されたときに該水流受圧体が受ける水流により弱点部分が折損する態様で設けられていること;
    上記弱点部分内に、該弱点部分が折損したとき同時に切断され開路されるように埋設した導体;及び
    上記センサ支持パイプを通して、上記導体と地上の監視装置とを接続する信号線;
    を備えたことを特徴とする弱点部折損式洗掘監視装置。
  2. 請求項1記載の弱点部折損式洗掘監視装置において、センサ支持パイプには、複数のセンサ台と水流受圧体とが河床の深さ方向に間隔をおいて設置されている弱点部折損式洗掘監視装置。
  3. センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること;
    河床にケーシングチューブを埋設するステップ;
    上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを一緒に上記ケーシングチューブ内に挿入するステップ;及び
    上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、ケーシングチューブを河床から引き抜くステップ;
    を有することを特徴とする弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
  4. 請求項3記載の埋設方法において、さらに、上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、ケーシングチューブ内に挿入する前に、土砂様物で包み、該チューブ内径に対応する外径の脆弱柱体とするステップを有する弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
  5. 請求項3記載の埋設方法において、センサ支持パイプには、複数の上記センサ台と水流受圧体が深さ方向に間隔をおいて設置されている弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
  6. センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること;
    このセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、一緒にアプリケーションパイプ内に挿入するステップ;
    上記アプリケーションパイプを河床に形成された穴内に略垂直にして固定するステップ;
    上記穴を埋め戻すステップ;及び
    上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、アプリケーションパイプを河床から引き抜くステップ;
    を有することを特徴とする弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
  7. 請求項6記載の埋設方法において、さらに、上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、アプリケーションパイプ内に挿入する前に、土砂様物で包み、該パイプ内径に対応する外径の脆弱柱体とするステップを有する弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
  8. 請求項6または7記載の埋設方法において、センサ支持パイプには、複数の上記センサ台と水流受圧体が深さ方向に間隔をおいて設置される弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
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