JP4047199B2

JP4047199B2 - 止水材注入方法

Info

Publication number: JP4047199B2
Application number: JP2003058269A
Authority: JP
Inventors: 久人田中; 敏亮佐藤; 文昭金谷
Original assignee: Kajima Corp; Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP2004270155A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、止水材注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既設ダムに新たな部材を設ける場合、既設部と新設部との間の止水性及び水密性を高める必要がある（例えば、特許文献１参照）。既設ダムに新たに水圧鉄管等を増設する場合、既設ダムと詰込コンクリートの間の止水対策として、詰込コンクリートの周囲にセメントミルクを注入する。セメントミルクを注入する際には、ダムのジョイントグラウチングと同じように、サプライ管、リターン管、ウォッシング管等の配管を埋設し、詰込コンクリートが硬化した後にセメントミルクを注入する。この場合、空隙に合わせて計画的に注入配管を設置することができるため、セメントミルクを確実に充填することが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１７２６５
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ジョイントグラウチングのようなセメントミルク注入では、複雑な注入配管を設置することにより、詰込コンクリートを打設する際、コンクリートが充填されにくい状況が生じる。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、水密性が要求されるようなセメントミルク注入において、簡単な配管方法で、効率的かつ経済的に止水注入できる止水材注入方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、既存コンクリートを掘削して、複数の孔を有する管を設置する工程（ａ）と、前記複数の孔の一部を介して、前記管の周囲に詰込コンクリートを設置する工程（ｂ）と、前記管の複数の孔の一部から、前記詰込コンクリートを貫通する通路を形成する工程（ｃ）と、前記管の内側から、前記通路に二股管を接続する工程（ｄ）と、前記二股管および前記通路にエア抜き管を挿入する工程（ｅ）と、前記エア抜き管から排出を行いつつ、前記既存コンクリートと前記詰込コンクリートとの間に、前記二股管の一方の口から止水材を注入する工程（ｆ）とを具備することを特徴とする止水材注入方法である。
【０００７】
止水材とは、モルタル、セメントミルク等である。工程（ｆ）の後、エア抜き管の一部および二股管を撤去し、管に設けられた孔に蓋をする工程（ｇ）を更に設けてもよい。
【０００８】
通路は、例えば、工程（ｂ）で詰込コンクリートを設置する前に管の複数の孔の一部に止水材注入管を取付けておき、工程（ｃ）で止水材注入管の内部を削孔することにより形成される。または、工程（ｃ）で、管に設けられた複数の孔の一部を介して詰込コンクリートを削孔することにより形成される。
【０００９】
二股管は、例えば、通路に接続される口元管、口元管に接続される二股の注入管等からなる。通路と二股管は、例えば、ネジ切り加工を用いて接続される。既存コンクリートとは、例えば、ダムの堤体である。エア抜き管は、水圧鉄管の面位置付近で切断され、撤去される。孔を塞ぐ蓋は、例えばネジ切り加工される。
【００１０】
第１の発明では、既存コンクリートを掘削して、複数の孔を有する管を設置し、複数の孔の一部を介して、管の周囲に詰込コンクリートを設置する。そして、管の複数の孔の一部から、詰込コンクリートを貫通する通路を形成した後、管の内側から、通路に二股管を接続し、二股管および通路にエア抜き管を挿入する。次に、エア抜き管から排出を行いつつ、既存コンクリートと詰込コンクリートとの間に、二股管の一方の口から止水材を注入する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、水圧鉄管３の周囲に詰込コンクリート１７を設置した堤体コンクリート１の断面図、図２は、詰込コンクリート１７充填時の水圧鉄管３付近の断面図である。図２は、図１のＡに示す部分を拡大した図である。
【００１３】
図１に示すように、ダムの堤体コンクリート１に水圧鉄管３を設置するには、まず、堤体コンクリート１の堤内１９側に仮締切２１を設置する。そして、堤体コンクリート１に水平方向の孔５を掘削する。そして、孔５内に水圧鉄管３を設置する。
【００１４】
水圧鉄管３は、複数の鉄管で構成される。水圧鉄管３は、図１、図２に示すように、コンクリート打設孔７、コンクリート打設孔１１、グラウト孔９、本発明の止水材注入用の孔であるグラウト孔１３、エア抜き孔１５を有する。これらの孔の周囲には、水圧鉄管３の外側に補強用の鉄板（図３の鉄板３４等）が溶接される。
【００１５】
図２に示すように、コンクリート打設孔７は、例えば、水圧鉄管３の底部と側部に設けられる。コンクリート打設孔１１は、例えば、水圧鉄管３の天端部に設けられる。コンクリート打設孔７、コンクリート打設孔１１は、詰込コンクリート１７を打設するのに適した間隔で設けられる。
【００１６】
コンクリート打設孔７には、コンクリート打設用プラグ２７が設置される。コンクリート打設孔１１には、コンクリート打設用パイプ３１が設置される。コンクリート打設用プラグ２７、コンクリート打設用パイプ３１の材質は、鋼製等とする。コンクリート打設用プラグ２７、コンクリート打設用パイプ３１の径は、詰込コンクリート１７を容易に打設できる大きさとする。
【００１７】
グラウト孔９は、例えば、水圧鉄管３の底部に設けられる。グラウト孔１３は、例えば、水圧鉄管３の天端部や両肩部に設けられる。これは、天端部や両肩部には詰込コンクリート１７が充填されにくいためである。グラウト孔９、グラウト孔１３は、止水材６３（図９）を充填するのに適した間隔で設置される。
【００１８】
グラウト孔９には、グラウト用プラグ２９が設置される。グラウト孔１３には、止水材注入管であるグラウト用パイプ３３が設置される。グラウト用プラグ２９、グラウト用パイプ３３の材質は、鋼製等とする。グラウト用プラグ２９、グラウト用パイプ３３の径は、止水材を容易に注入できる大きさとする。
【００１９】
エア抜き孔１５は、水圧鉄管３の天端部に設けられる。エア抜き孔１５には、エア抜き管３５が設置される。エア抜き管３５は、鋼製等とする。エア抜き管３５は、詰込コンクリート１７の打設時に水圧鉄管３と孔５の内周面との間から空気を抜くのに適した間隔で設置される。
【００２０】
水圧鉄管３、コンクリート打設用プラグ２７、コンクリート打設用パイプ３１１、グラウト用プラグ２９、グラウト用パイプ３３、エア抜き管３５を設置した後、水圧鉄管３と孔５の内周面との間に詰込コンクリート１７を充填する。詰込コンクリート１７を充填する際には、コンクリート打設用プラグ２７、コンクリート打設用パイプ３１にシャッターバルブ（図示せず）を取り付け、図２の矢印Ｂに示すように、水圧鉄管３の管内２３側からコンクリートを注入する。
【００２１】
詰込コンクリート１７と置き換えられた空気は、図２の矢印Ｃに示すように、エア抜き管３５を介して、水圧鉄管３と孔５の内周面との間から管内２３内へ排出される。シャッターバルブ（図示せず）は、詰込コンクリート１７の硬化後に取りはずされる。
【００２２】
図２に示すように、グラウト用パイプ３３は、堤体コンクリート１側の端部が詰込コンクリート１７と堤体コンクリート１の間に生じる空間２５内に位置するように設置される。グラウト用パイプ３３内の詰込コンクリート１７は、所定の強度に達した後にジャックハンマードリル等を用いて除去される。これにより、グラウト用パイプ３３内の通路が確保される。なお、水圧鉄管３の下部では、水圧鉄管３の下面と詰込コンクリート１７との間に空間２５ａが生じることがある。
【００２３】
図３は、二股管３９、グラウト用パイプ３３の拡大断面図を示す。前述したように、グラウト用パイプ３３の堤体コンクリート１側の端部は、詰込コンクリート１７と堤体コンクリート１の間に生じた空間２５内に位置する。また、水圧鉄管３の外側には、グラウト孔１３の周囲を補強するための鉄板３４が溶接される。グラウト用パイプ３３の水圧鉄管３側の端部の内周面には、ネジ切り加工４９が施される。
【００２４】
また、二股管３９は、口元管３５、二股の注入管３７等で構成される。口元管３５は、グラウト用パイプ３３を延長するための管である。口元管３５のグラウト用パイプ３３と接続される側の端部の外周面には、ネジ切り加工５１が施される。口元管３５の他端には、注入管３７を口元管３５に固定するための締込みナット４５とゴムパッキン４１が設けられる。口元管３５の材質は、鋼製等とする。
【００２５】
注入管３７は、口元管３５とグラウト用パイプ３３にグラウトを注入するための管であり、止水材注入バルブ６１（図６）を設置するための枝管３８を有する。注入管３７の端部には、エア抜き管５９（図６）を注入管３７に固定するための締込みナット４７とゴムパッキン４３が設けられる。注入管３７は、口元管３５の内部にゴムパッキン４１を介して挿入され、締込みナット４５により口元管３５に固定される。注入管３７の材質は、鋼製等とする。
【００２６】
詰込コンクリート１７を打設し、グラウト用パイプ３３の中を削孔した後、口元管３５と注入管３７とを一体化した二股管３９を、図３の矢印Ｄに示すように、グラウト用パイプ３３に接続する。グラウト用パイプ３３と二股管３９を接続するには、グラウト用パイプ３３に施されたネジ切り加工４９と口元管３５に施されたネジ切り加工５１とを螺合させる。
【００２７】
図４は、グラウト充填前の水圧鉄管３付近の断面図である。コンクリート打設用パイプ３１の下端部の内周面、エア抜き用パイプ３５の下端部の内周面、コンクリート打設用プラグ２７の内周面、蓋５３の外周面、蓋５５の外周面には、あらかじめネジ切り加工が施されている。詰込コンクリート１７の硬化後の適切な時期に、図４に示すように、シャッターバルブ（図示せず）を取り外したコンクリート打設用パイプ３１、コンクリート打設用プラグ２７に蓋５３を螺合して、コンクリート打設孔１１、コンクリート打設孔７を塞ぐ。また、エア抜き管３５に蓋５５を螺合して、エア抜き孔１５を塞ぐ。
【００２８】
図３の矢印Ｄに示すようにグラウト用パイプ３３と二股管３９を接続した後、図４に示すように、エア抜き管５９を設置する。エア抜き管５９は、図６に示すように、注入管３７の内部にゴムパッキン４３を介して挿入され、締込みナット４７によって注入管３７に固定される。エア抜き管５９の先端部、すなわち孔５側の端部は、斜めに切断され、孔５の内周面に接するまで挿入される。エア抜き管５９は、ポリホース製等とする。
【００２９】
エア抜き管５９の設置と前後して、二股管３９の枝管３８に、止水材注入バルブ６１を設置する。そして、止水材注入バルブ６１から、二股管３９、グラウト用パイプ３３を介して空間２５（図３）に水５７を注入する。水５７と置き換えられた空間２５内の空気は、エア抜き管５９から管内２３に排出される。
【００３０】
図５は、グラウト注入時の水圧鉄管３付近の断面図、図６は、止水材６３注入時のグラウト用パイプ３３付近の拡大断面図を示す。図６は、図５のＧに示す部分の拡大図である。水圧鉄管３の上部では、空間２５に水５７を充填した後、図５、図６の矢印Ｅに示すように、止水材注入バルブ６１から止水材６３を注入する。また、水圧鉄管３の下部では、図５の矢印Ｅに示すように、グラウト用プラグ２９から空間２５ａ（図４）に止水材６３を注入する。止水材６３は、例えばセメントミルク等である。
【００３１】
図６に示すように、グラウト用パイプ３３、二股管３９では、止水材注入バルブ６１から矢印Ｅに示す方向に送られた止水材６３が、枝管３８、注入管３７、口元管３５、グラウト用パイプ３３を介して、水５７が充填された空間２５に送られる。止水材６３と置き換えられた水５７は、矢印Ｆに示すように、エア抜き管５９から排出される。
【００３２】
図７は、止水材６３注入終了後のグラウト用パイプ３３付近の拡大断面図である。図６に示すように止水材６３の注入を続けると、水５７が全て止水材６３と置換された後、エア抜き管５９から矢印Ｆに示す方向に止水材６３が排出される。エア抜き管５９から止水材６３が出てきたことを確認した後、図７に示すように、カシメ６５を用いてエア抜き管５９の端部を塞ぐ。そして、止水材６３が所定の強度に達した後、二股管３９を取り外す。さらに、エア抜き管５９を水圧鉄管３の面位置付近で切断する。
【００３３】
図８は、詰込コンクリート１７の周囲に止水材６３を充填した堤体コンクリート１の断面図、図９は、止水材６３充填後の水圧鉄管３付近の断面図を示す。図９は、図８のＨに示す部分の拡大図である。グラウト用パイプ３３には、ネジ切り加工４９（図３）が施されている。グラウト用プラグ２９内周面、蓋６７の外周面、蓋６６の外周面にもネジ切り加工（図示せず）が施されている。
【００３４】
二股管３９とエア抜き管５９の一部を撤去した後、図９に示すように、グラウト用パイプ３３に蓋６７を螺合し、グラウト孔１３を塞ぐ。また、グラウト用プラグ２９に蓋６６を螺合し、グラウト孔９を塞ぐ。そして、図８に示すように、水圧鉄管３と堤体コンクリート１との間の止水処理を完成する。
【００３５】
このように、第１の実施の形態では、水圧鉄管３に設けられた止水材注入用の孔であるグラウト孔１３に、止水材注入管であるグラウト用パイプ３３を設置して詰込コンクリート１７を打設した後、グラウト用パイプ３３に二股管３９とエア抜き管５９等を接続する。これにより、効率的で経済的なグラウト配管を設置でき、ジョイントグラウトのような複雑な注入用配管の設置が不要となる。第１の実施の形態では、詰込コンクリート１７の打設時の障害を減らし、充填性を確保しながら、詰込コンクリート１７と堤体コンクリート１の間を確実に止水することができる。
【００３６】
また、水圧鉄管３にあらかじめ設置したグラウト孔１３等を、グラウト注入完了後にネジ切り加工した蓋６７等で塞ぐことにより、作業効率と仕上がり精度を向上させることができる。
【００３７】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、堤体コンクリート１に設けられた孔５内に設置した水圧鉄管３の周囲に詰込コンクリート１７を打設する。但し、詰込コンクリート１７を打設する際、グラウト孔１３に、図２に示すグラウト用パイプ３３は設置されない。
【００３８】
図１０は、通路６９に二股管３９ａを設置した図を示す。第２の実施の形態では、詰込コンクリート１７が所定の強度に達した後、水圧鉄管３のグラウト孔１３の位置に、ボーリングによって通路６９を削孔する。そして、図１０に示すように、早強セメント７１等でコーキングすることにより、通路６９に二股管３９ａを接続する。
【００３９】
二股管３９ａは、第１の実施の形態で用いた二股管３９（図６）とほぼ同様の構成であり、口元管３５ａ、枝管３８を有する注入管３７等からなる。二股管３９ａは、口元管３５ａの端部にネジ切り加工が施されない点のみが、二股管３９とは異なる。
【００４０】
通路６９に二股管３９ａを接続した後、二股管３９ａと通路６９を貫通するエア抜き管５９を設置する。エア抜き管５９は、注入管３７の内部にゴムパッキン４３を介して挿入され、締込みナット４７によって注入管３７に固定される。エア抜き管５９の先端部、すなわち孔５側の端部は、斜めに切断され、孔５の内周面に接するまで挿入される。エア抜き管５９は、ポリホース製等とする。
【００４１】
さらに、二股管３９ａの枝管３８に、止水材注入バルブ６１を設置する。そして、第１の実施の形態と同様にして、止水材注入バルブ６１から、二股管３９ａ、通路６９を介して、矢印Ｅに示す方向に水５７、止水材６３を順次注入する。止水材６３は、例えばセメントミルク等である。止水材６３の注入に伴い、エア抜き管５９からは、矢印Ｆに示す方向に、空気や水が排出される。
【００４２】
図１０に示すように止水材６３の注入を続け、エア抜き管５９から矢印Ｆに示す方向に止水材６３が出てきたことを確認した後、カシメ（図示せず）を用いてエア抜き管５９の端部を塞ぐ。そして、止水材６３が所定の強度に達した後、二股管３９ａを取り外し、エア抜き管５９を水圧鉄管３の面位置付近で切断する。さらに、ネジ切り加工によってグラウト孔１３に蓋（図示せず）を設置して、水圧鉄管３と堤体コンクリート１との間の止水処理を完成する。
【００４３】
このように、第２の実施の形態では、水圧鉄管３に設けられた止水材注入用の孔であるグラウト孔１３を利用して詰込コンクリート１７に通路６９を削孔した後、通路６９に二股管３９ａとエア抜き管５９等を接続する。これにより、効率的で経済的なグラウト配管を設置でき、ジョイントグラウトのような複雑な注入用配管の設置が不要となる。第２の実施の形態では、詰込コンクリート１７の打設時の障害を減らし、充填性を確保しながら、詰込コンクリート１７と堤体コンクリート１の間を確実に止水することができる。
【００４４】
また、水圧鉄管３にあらかじめ設置したグラウト孔１３を、グラウト注入完了後にネジ切り加工した蓋（図示せず）で塞ぐことにより、作業効率と仕上がり精度を向上させることができる。
【００４５】
なお、第１、第２の実施の形態では、止水材６３としてセメントミルクを用いたが、モルタル等の他の材料を用いてもよい。グラウト用パイプ３３と二股管３９、通路６９と二股管３９ａ等の管の口径は、止水材の種類によって適宜決定される。
【００４６】
また、グラウト孔１３の設置位置は図１に示したものに限らない。空隙１ヶ所に対して、グラウト用パイプ３３と二股管３９とエア抜き管５９、または、通路６９と二股管３９ａとエア抜き管５９が少なくとも１ヶ所設置されていればよい。
【００４７】
さらに、各種の孔を塞ぐ際に、ネジ切り加工されたプラグやパイプに蓋を螺合したが、孔を塞ぐ方法はこれに限らない。例えば、第２の実施の形態では、早強セメント７１を除去した後、水圧鉄管３に鉄板を溶接してグラウト孔９を塞いでもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、水密性が要求されるようなセメントミルク注入において、簡単な配管方法で、効率的かつ経済的に止水注入できる止水材注入方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水圧鉄管３の周囲に詰込コンクリート１７を設置した堤体コンクリート１の断面図
【図２】詰込コンクリート１７充填時の水圧鉄管３付近の断面図
【図３】二股管３９、グラウト用パイプ３３の拡大断面図
【図４】詰込コンクリート１７充填後の水圧鉄管３付近の断面図
【図５】グラウト注入時の水圧鉄管３付近の断面図
【図６】止水材６３注入時のグラウト用パイプ３３付近の拡大断面図
【図７】止水材６３注入終了後のグラウト用パイプ３３付近の拡大断面図
【図８】詰込コンクリート１７の周囲に止水材６３を充填した堤体コンクリート１の断面図
【図９】止水材６３充填後の水圧鉄管３付近の断面図
【図１０】通路６９に二股管３９を設置した図
【符号の説明】
１………堤体コンクリート
３………水圧鉄管
５………孔
７、１１………コンクリート打設孔
９、１３………グラウト孔
１５………エア抜き孔
１７………詰込コンクリート
２５………空間
３３………グラウト用パイプ
３５………口元管
３７………注入管
３８………枝管
３９、３９ａ………二股管
４９、５１………ネジ切り加工
５３、５５、６６、６７………蓋
５９………エア抜き管
６１………止水材注入バルブ
６３………止水材
６５………カシメ
６９………通路

Claims

既存コンクリートを掘削して、複数の孔を有する管を設置する工程（ａ）と、
前記複数の孔の一部を介して、前記管の周囲に詰込コンクリートを設置する工程（ｂ）と、
前記管の複数の孔の一部から、前記詰込コンクリートを貫通する通路を形成する工程（ｃ）と、
前記管の内側から、前記通路に二股管を接続する工程（ｄ）と、
前記二股管および前記通路にエア抜き管を挿入する工程（ｅ）と、
前記エア抜き管から排出を行いつつ、前記既存コンクリートと前記詰込コンクリートとの間に、前記二股管の一方の口から止水材を注入する工程（ｆ）と、
を具備することを特徴とする止水材注入方法。
前記エア抜き管の一部および前記二股管を撤去し、前記管の孔に蓋をする工程（ｇ）を更に具備することを特徴とする請求項１記載の止水材注入方法。
前記通路は、前記詰込コンクリートの設置前に前記管の複数の孔の一部に止水材注入管を取付け、前記詰込コンクリートの設置後に前記止水材注入管の内部を削孔して形成されることを特徴とする請求項１記載の止水材注入方法。
前記通路は、前記詰込コンクリートの設置後に、前記管の孔の一部を介して前記詰込コンクリートを削孔して形成されることを特徴とする請求項１記載の止水材注入方法。
前記二股管は
前記通路に接続される口元管と、
前記口元管に接続される二股の注入管と、
からなることを特徴とする請求項１記載の止水材注入方法。
前記蓋は、ネジ切り加工されることを特徴とする請求項２記載の止水材注入方法。
前記既存コンクリートは、ダムの堤体であることを特徴とする請求項１記載の止水材注入方法。