JP4391549B2 - CUTTING METHOD AND CUTTING DEVICE FOR UNDERWATER STRUCTURE - Google Patents

CUTTING METHOD AND CUTTING DEVICE FOR UNDERWATER STRUCTURE Download PDF

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  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)

Description

本発明は、河川や海上における橋梁やその他大型建築物の基礎として水中に存在する場所打ち杭やコンクリート杭等に対し、特に、大型口径杭やコンクリート構造物を効率よく安全に切断可能な水中構造物の切断方法及び切断装置に関するものである。   The present invention provides an underwater structure capable of efficiently and safely cutting large-diameter piles and concrete structures, especially for cast-in-place piles and concrete piles that exist in water as the foundation of rivers and sea bridges and other large buildings. The present invention relates to an object cutting method and a cutting apparatus.

鉄道線路等の基礎として使用してきた基礎杭等は、新規に築造した基礎に受け変えた後に切断撤去する必要がある。この際、特に河川や海上にある杭は、川床よりも低い位置で切断することが要求される。このような場合には、杭周辺の土留後に掘削し、潜水夫がワイヤーソー等によって水中にて当該杭の切断作業を行う必要がある。しかし、このような作業は危険を伴い、また作業に多くの工数を要する。また、杭頭制限があり、杭打ち機が杭周辺に近づくことが出来ない場合や、杭周辺が地盤改良されており、又は障害物が埋設されており、必要深さまで土留めが設置できない場合もある。 Foundation piles that have been used as foundations for railway tracks, etc. need to be cut and removed after being replaced with newly constructed foundations. At this time, it is required to cut a pile at a river or the sea especially at a position lower than the river bed. In such a case, it is necessary to excavate after retaining the soil around the pile, and the diver needs to cut the pile underwater with a wire saw or the like. However, such work is dangerous and requires a lot of man-hours. In addition, when there is a pile head restriction, the pile driving machine cannot approach the pile periphery, the ground around the pile is improved, or obstacles are buried, and earth retaining cannot be installed to the required depth There is also.

このような問題に鑑み、最近では、既設の杭を切断する方法として、対象となる杭をコア抜きし、切断装置自体を杭内の切断位置に設置して、杭の内側から切断する方法が採用されている。 In view of such a problem, recently, as a method of cutting an existing pile, there is a method in which the target pile is cored, the cutting device itself is installed at a cutting position in the pile, and cut from the inside of the pile. It has been adopted.

既設の杭を切断する方法としては、例えば(1)コア抜きした内部にカッターディスクを設置して内部より切断する方法がある。また、(2)既設の鋼管杭を切断する装置として、プラズマトーチによる切断機をコア抜きした杭内で回転させて切断する切断装置がある(特許文献1)。 As a method of cutting an existing pile, for example, (1) there is a method of installing a cutter disk inside the core and cutting it from the inside. Moreover, (2) As an apparatus which cuts an existing steel pipe pile, there exists a cutting apparatus which rotates and cuts the cutting machine by a plasma torch within the core which piled up (patent document 1).

一方、水中以外の大型構造物の切断としては、例えば(3)アブレイシブジェットを用いた切断方法がある(特許文献2)。
特開平7−100654号公報 特開2000−2089号公報
On the other hand, as a method for cutting large structures other than underwater, for example, there is (3) a cutting method using an abrasive jet (Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-100654 JP 2000-2089 A

しかし、(1)の切断方法では、カッターディスクの径とコア抜き径により、切断厚さに制限があるため、大口径の杭の切断は困難であり、また、切断が確実に終了したかどうかを確認するのが困難であるという問題がある。また、(2)による切断装置では、鋼管杭には適用可能であるが、コンクリート杭等については適用できず、また、切断が確実に終了したか確認するのが困難であるという問題がある。更に(3)の切断方法は、水中又は水流中では切断能力が著しく悪化し、厚肉の構造物の切断には適用できないという問題がある。よって、いずれの方法でも、水中の大型口径杭やコンクリート構造物を確実に切断することは困難である。 However, in the cutting method of (1), since the cutting thickness is limited by the diameter of the cutter disk and the core extraction diameter, it is difficult to cut a large diameter pile. There is a problem that it is difficult to confirm. In addition, the cutting device according to (2) can be applied to steel pipe piles, but cannot be applied to concrete piles or the like, and there is a problem that it is difficult to confirm whether or not cutting has been reliably completed. Further, the cutting method (3) has a problem that the cutting ability is remarkably deteriorated in water or in a water stream and cannot be applied to cutting a thick structure. Therefore, in any method, it is difficult to reliably cut a large-diameter pile or a concrete structure in water.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、河川や海上における橋梁やその他大型建築物の基礎として水中に存在する場所打ち杭やコンクリート杭等に対し、特に、大型口径杭やコンクリート構造物を効率よく、かつ安全に切断可能な水中構造物の切断方法及び切断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and particularly for cast-in-place piles and concrete piles existing underwater as the foundation of bridges and other large buildings on rivers and seas, particularly large-diameter piles and concrete. It is an object of the present invention to provide an underwater structure cutting method and a cutting apparatus capable of efficiently and safely cutting a structure.

前述した目的を達成するために第1の発明は、水中の構造物を切断する方法であって、構造物の内部をコア抜きする工程(a)と、アブレイシブジェットを用いる切断機を前記構造物へ設置する工程(b)と、前記構造物の内部の圧力を前記構造物の切断部位が外部から受ける水圧以上に保つ工程(c)と、前記切断機で前記構造物を切断する工程(d)と、を具備し、工程(c)は、前記構造物の内部への送気手段を有する圧力調整手段を用い、前記圧力調整手段は、前記構造物の内部の圧力をフィードバックして、前記構造物の内部への送気量を調整することを特徴とする水中構造物の切断方法である。   In order to achieve the above-mentioned object, a first invention is a method of cutting a structure in water, the step (a) of coring the inside of the structure, and a cutting machine using an abrasive jet. A step (b) of installing on the structure, a step (c) of maintaining the internal pressure of the structure at or above the water pressure received by the cutting site of the structure from the outside, and a step of cutting the structure with the cutting machine (D), and step (c) uses pressure adjusting means having air supply means to the inside of the structure, and the pressure adjusting means feeds back the pressure inside the structure. The method for cutting an underwater structure is characterized by adjusting an air supply amount to the inside of the structure.

前記工程(a)におけるコア抜きの深さは、前記構造物内部の切断部位下部に、前記アブレイシブジェットにより噴射された研磨材の溜り部が形成される深さであってもよい。 The depth of core removal in the step (a) may be a depth at which a pool portion of the abrasive material injected by the abrasive jet is formed below the cut portion inside the structure.

前記工程(d)の後に、前記構造物の切断が終了したことを確認する工程(e)を更に具備してもよい。前記工程(e)において、前記構造物の切断終了の確認を、前記構造物の高さ変化の確認により行ってもよく、水中カメラにより行ってもよい。 You may further comprise the process (e) which confirms that the cutting | disconnection of the said structure was complete | finished after the said process (d). In the step (e), confirmation of completion of the cutting of the structure may be performed by confirming a change in the height of the structure, or may be performed by an underwater camera.

第1の発明によれば、河川や海上における橋梁やその他大型建築物の基礎として水中に存在する場所打ち杭やコンクリート杭等の構造物に対し、コア抜きを終えた構造物内部の圧力を、切断位置における周囲の水圧以上の圧力に保つことで、切断位置から構造物内部への水の流入を防ぎ、このためアブレイシブジェットによる切断を高効率に行うことが出来、また構造物内下部に、アブレイシブジェットにより噴射された研磨材を溜めることができ、研磨材による排水ポンプの磨耗等が発生することがなく、更に、切断終了を、構造物の高さ変化又は水中カメラにより知ることが出来、効率よく安全に切断可能な水中構造物の切断方法を提供することができる。   According to the first invention, with respect to structures such as cast-in-place piles and concrete piles existing in water as the foundation of rivers and sea bridges and other large buildings, By maintaining the pressure above the surrounding water pressure at the cutting position, water can be prevented from flowing into the structure from the cutting position, so that cutting with an abrasive jet can be performed with high efficiency and the lower part of the structure. In addition, the abrasives sprayed by the abrasive jet can be stored, and the drainage pump is not worn by the abrasives. Further, the end of the cutting can be detected by the height change of the structure or the underwater camera. Therefore, it is possible to provide a method for cutting an underwater structure that can be efficiently and safely cut.

第2の発明は水中の構造物を切断する装置であって、前記構造物の内部の圧力を前記構造物の切断部位が外部から受ける水圧以上に保持する圧力調整手段と、前記構造物を切断するアブレイシブジェットを用いる切断機と、前記構造物内部の水及び/又は土砂を排出可能な排出手段と、を具備し、前記圧力調整手段は、前記構造物の内部への送気手段と前記構造物の内部の圧力をフィードバックする手段とを有し、前記構造物内部の圧力に応じて前記構造物の内部への送気量を調整することを特徴とする水中構造物切断装置である。   A second invention is an apparatus for cutting an underwater structure, the pressure adjusting means for holding the internal pressure of the structure higher than the water pressure received by the cutting site of the structure from the outside, and cutting the structure A cutting machine using an abrasive jet, and discharge means capable of discharging water and / or earth and sand inside the structure, wherein the pressure adjusting means is an air supply means to the inside of the structure; An underwater structure cutting apparatus comprising: means for feeding back pressure inside the structure; and adjusting an air supply amount into the structure according to the pressure inside the structure. .

また、水中カメラを更に具備し、切断部位の観察が可能であってもよい。   Further, an underwater camera may be further provided so that the cutting site can be observed.

第2の発明によれば、河川や海上における橋梁やその他大型建築物の基礎として水中に存在する場所打ち杭やコンクリート杭等の構造物に対し、コア抜きを終えた構造物内部の圧力を、切断位置における周囲の水圧以上の圧力に保つことで、切断位置から構造物内部への水の流入を防ぎ、このためアブレイシブジェットによる切断を高効率に行うことが出来、又、構造物内部へ流入した土砂や水を排水ポンプで排出することができ、更に、切断終了を、水中カメラにより知ることが出来、効率よく安全に切断可能な水中構造物の切断装置を提供することができる。   According to the second aspect of the invention, the pressure inside the structure after finishing the core removal for structures such as cast-in-place piles and concrete piles existing underwater as the foundation of bridges and other large buildings on rivers and seas, By maintaining the pressure above the surrounding water pressure at the cutting position, the inflow of water from the cutting position to the inside of the structure can be prevented, so that cutting with an abrasive jet can be performed with high efficiency. It is possible to discharge the earth and sand flowing into the water with a drain pump, and further, it is possible to know the end of cutting with an underwater camera, and it is possible to provide a cutting device for underwater structures that can be cut efficiently and safely.

本発明によれば、河川や海上における橋梁やその他大型建築物の基礎として水中に存在する場所打ち杭やコンクリート杭等に対し、特に、大型口径杭やコンクリート構造物を効率よく安全に切断可能な水中構造物の切断方法及び切断装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to efficiently and safely cut large-diameter piles and concrete structures, especially for cast-in-place piles and concrete piles that exist in the water as the foundation of rivers and sea bridges and other large buildings. An underwater structure cutting method and a cutting apparatus can be provided.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる切断機1の外観を示す概略図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a schematic diagram showing an appearance of a cutting machine 1 according to the present embodiment.

切断機1は、主に切断部7、排水ポンプ9、回転軸21、フランジ27、気密蓋25、回転装置23等から構成される。フランジ27は水中杭3と気密蓋25とを接続し、予めコア抜きされた杭内部5を気密に保つことが出来る。回転軸21は、杭内部5を気密状態に保ちつつ気密蓋25を貫通する。回転軸21の端部は気密蓋25上の架台26に設けられた回転装置23と接続される。杭内部5内に伸びる回転軸21のもう一方の端部には切断部7が接続される。また、回転軸21内には排水管13が設けられ、端部は排水ポンプとしてのサンドポンプ9に接続される。 The cutting machine 1 is mainly composed of a cutting part 7, a drainage pump 9, a rotating shaft 21, a flange 27, an airtight lid 25, a rotating device 23, and the like. The flange 27 connects the underwater pile 3 and the hermetic lid 25 and can keep the pile interior 5 cored in advance airtight. The rotating shaft 21 penetrates the airtight lid 25 while keeping the pile interior 5 in an airtight state. The end of the rotating shaft 21 is connected to a rotating device 23 provided on a mount 26 on the hermetic lid 25. The cutting part 7 is connected to the other end of the rotating shaft 21 extending into the pile interior 5. Further, a drain pipe 13 is provided in the rotary shaft 21 and an end thereof is connected to a sand pump 9 as a drain pump.

フランジ27には、送気配管15と排気管17が設けられ、杭内部5と接続される。排気管17には排気弁19が設けられる。送気配管15は、後述する圧力調整装置40と接続されており、フランジ27、気密蓋25により気密に保たれた杭内部5の圧力を調整することが出来る。なお、フランジ27及び気密蓋25には、パッキンやロータリーシール等によって、各種のシールが施されており、配管類や回転軸が貫通し又は接続された部位からの漏気を防いでいる。 The flange 27 is provided with an air supply pipe 15 and an exhaust pipe 17 and is connected to the pile interior 5. An exhaust valve 19 is provided in the exhaust pipe 17. The air supply pipe 15 is connected to a pressure adjusting device 40 which will be described later, and can adjust the pressure inside the pile 5 kept airtight by the flange 27 and the airtight cover 25. Various seals are applied to the flange 27 and the airtight lid 25 by packing, rotary seals, and the like to prevent air leakage from the site where the piping and the rotating shaft penetrate or are connected.

高圧水ホース9、研磨材供給ホース11は、気密蓋25を貫通し、切断部7に接続され、それぞれ、高圧水および研磨材を切断部7に供給する。なお、高圧水ホース9、研磨材供給ホース11は特定しないが、例えば通常の耐圧ホースが使用できる。切断部7は回転装置23によって、回転軸21を介して杭内部5で回転可能である。切断部7については、詳細を後述する。 The high-pressure water hose 9 and the abrasive supply hose 11 pass through the hermetic lid 25 and are connected to the cutting unit 7, and supply high-pressure water and abrasive to the cutting unit 7, respectively. Although the high-pressure water hose 9 and the abrasive supply hose 11 are not specified, for example, a normal pressure-resistant hose can be used. The cutting part 7 can be rotated inside the pile 5 by the rotating device 23 via the rotating shaft 21. Details of the cutting unit 7 will be described later.

切断機1は、上部を予め切断され、コア抜きされた水中杭3に設置される。切断機1による水中杭3の切断は、地面31よりも深い位置で行われる。よって、切断機1の切断部7は、地面31よりも深い切断位置に設置される。切断部7下にはサンドポンプ9が設けられる。切断位置には、水面29からの深さに応じた水圧がかかるため、後述する圧力調整装置40を用いて、杭内部5の圧力を水圧以上に保ったとしても、切断時に外部からわずかに土砂や水が流入する恐れがある。よって、サンドポンプ9は杭内部5に流入した土砂や水を排水管13を介して杭外部に排出することができる。   The cutting machine 1 is installed in the underwater pile 3 whose upper part has been cut in advance and cored. The cutting of the underwater pile 3 by the cutting machine 1 is performed at a position deeper than the ground 31. Therefore, the cutting unit 7 of the cutting machine 1 is installed at a cutting position deeper than the ground 31. A sand pump 9 is provided below the cutting part 7. Since the water pressure corresponding to the depth from the water surface 29 is applied to the cutting position, even if the pressure inside the pile 5 is kept higher than the water pressure by using the pressure adjusting device 40 described later, the earth and sand slightly slightly from the outside at the time of cutting. There is a risk of inflow of water. Therefore, the sand pump 9 can discharge the earth and sand flowing into the pile interior 5 to the outside of the pile via the drain pipe 13.

切断部7の構造を図2に示す。図2(a)は側方から見た図であり、図2(b)は下部より見た図である。切断部7は、ノズルガイド33、切断ノズル35、水中カメラ37、ガイドロール39から構成される。 The structure of the cutting part 7 is shown in FIG. FIG. 2A is a side view, and FIG. 2B is a bottom view. The cutting unit 7 includes a nozzle guide 33, a cutting nozzle 35, an underwater camera 37, and a guide roll 39.

ノズルガイド33は略直方体であり、上面中央には回転軸21が接続される。回転軸21内には、排水管13が貫通しており、図示を省略したサンドポンプ9と接続される。ノズルガイド33の両側面には、一対の切断ノズル35がそれぞれノズルを反対側の外方に向けて設置される。切断ノズル35には、それぞれ高圧水ホース9と研磨材供給ホース11が接続される。 The nozzle guide 33 is a substantially rectangular parallelepiped, and the rotating shaft 21 is connected to the center of the upper surface. A drain pipe 13 passes through the rotary shaft 21 and is connected to a sand pump 9 (not shown). On both side surfaces of the nozzle guide 33, a pair of cutting nozzles 35 are respectively installed with the nozzles facing outward on the opposite side. A high pressure water hose 9 and an abrasive supply hose 11 are connected to the cutting nozzle 35, respectively.

ノズルガイド33の上面には、切断ノズル35と同方向に外方に向けて一対のガイドロール39が設置される。また、ノズルガイド33の底面には、切断ノズル35と同方向にむけて一対の水中カメラ37が設置される。 On the upper surface of the nozzle guide 33, a pair of guide rolls 39 are installed facing outward in the same direction as the cutting nozzle 35. A pair of underwater cameras 37 are installed on the bottom surface of the nozzle guide 33 in the same direction as the cutting nozzle 35.

ノズルガイド33は、回転軸21により回転する。切断ノズル35に高圧水ホース9及び研磨材供給ホース11により、高圧水および研磨材を供給することで、ノズル先端より研磨材及び水を高圧で噴射することができる。これら研磨材及び高圧水により対象部の切断を行う。研磨材は特定しないが、例えばガーネットが使用できる。 The nozzle guide 33 is rotated by the rotation shaft 21. By supplying high-pressure water and the abrasive to the cutting nozzle 35 by the high-pressure water hose 9 and the abrasive supply hose 11, the abrasive and water can be sprayed from the nozzle tip at high pressure. The target part is cut with these abrasives and high-pressure water. Although the abrasive is not specified, for example, garnet can be used.

また、ガイドロール39は杭内部5の内面と接触し、切断ノズル35先端と杭内部5内面との距離を一定に保ち、切断距離を適正に保つ役割を果たす。よって、ノズルガイド33のサイズは、コア抜き径よりもやや小さく、また、ガイドロール39により切断距離を保つことが出来るようなサイズであることが望ましい。また、ノズルガイド33の材質は特定しないが、例えば鋼材、アルミニウム合金等が使用できる。 The guide roll 39 is in contact with the inner surface of the pile interior 5 and plays a role of keeping the distance between the tip of the cutting nozzle 35 and the inner surface of the pile 5 constant and keeping the cutting distance properly. Therefore, it is desirable that the size of the nozzle guide 33 is slightly smaller than the core extraction diameter and that the cutting distance can be maintained by the guide roll 39. Moreover, although the material of the nozzle guide 33 is not specified, steel materials, an aluminum alloy, etc. can be used, for example.

水中カメラ37は、図示しないケーブルにて外部に設けられたモニターに接続され、切断部をリアルタイムで監視することが出来る。よって、切断状態を、外部にて把握することが出来る。 The underwater camera 37 is connected to a monitor provided outside by a cable (not shown), and can monitor the cut portion in real time. Therefore, the cutting state can be grasped externally.

図3は、切断機1に接続された圧力調整装置40を示す概略図である。圧力調整装置40は、主にコンプレッサ41、リザーバタンク42、圧力調整器43から構成され、切断機1とは、送気配管15、杭内圧接続ホース49により接続される。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the pressure adjusting device 40 connected to the cutting machine 1. The pressure adjusting device 40 mainly includes a compressor 41, a reservoir tank 42, and a pressure regulator 43, and is connected to the cutting machine 1 by an air supply pipe 15 and a pile internal pressure connection hose 49.

圧力調整器43は送気弁45を具備し、送気配管15、杭内圧接続ホース49、元圧接続ホース47、リザーバタンク42と接続される。杭内圧接続ホース49は、杭内部5の圧力を送気弁45へフィードバックし、杭内部5の圧力が所定の圧力(例えば、切断位置における水圧)以下となると、送気弁45が開き、送気配管15を介して杭内部5に送気を行う。なお、切断が進行すると、水中杭3の切断位置からの漏気量が増すため、杭内部5の圧力を一定に保つためには、漏気量に応じた送気を行う必要がある。よって、コンプレッサ41、リザーバタンク42の容量は、予め漏気量の最大量を想定し、これよりも大きな送気量を得ることが出来るだけの容量が必要である。また、杭内部5の圧力が所定値以上となると、排気弁19が開き、杭内部5の圧力が高くなりすぎることを防ぐことが出来る。 The pressure regulator 43 includes an air supply valve 45 and is connected to the air supply pipe 15, the pile internal pressure connection hose 49, the original pressure connection hose 47, and the reservoir tank 42. The pile internal pressure connection hose 49 feeds back the pressure inside the pile 5 to the air supply valve 45, and when the pressure inside the pile 5 becomes equal to or lower than a predetermined pressure (for example, water pressure at the cutting position), the air supply valve 45 opens, Air is supplied to the inside 5 of the pile through the air pipe 15. As the cutting progresses, the amount of air leakage from the cutting position of the underwater pile 3 increases. Therefore, in order to keep the pressure inside the pile 5 constant, it is necessary to supply air according to the amount of air leakage. Therefore, the capacity of the compressor 41 and the reservoir tank 42 is assumed to be a capacity that can obtain an air supply amount larger than this, assuming a maximum amount of air leakage in advance. Moreover, when the pressure inside the pile 5 becomes a predetermined value or more, the exhaust valve 19 is opened, and it is possible to prevent the pressure inside the pile 5 from becoming too high.

次に、水中構造物の切断工程について説明する。図4は、切断工程を示すフローチャートである。なお、本実施の形態においては、水中構造物として水中杭3の切断を行うものとする。 Next, the underwater structure cutting step will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the cutting process. In the present embodiment, the underwater pile 3 is cut as an underwater structure.

まず、水中杭3の水上部を切断する(ステップ101)。図5(a)は、水中杭3の水面29上部を切断した状態を示す。なお、水上部における切断であるので、切断方法は、通常のワイヤーソーやカッターディスク、その他ウォータージェット等による方法が使用できる。 First, the upper part of the underwater pile 3 is cut (step 101). FIG. 5A shows a state where the upper surface of the water surface 29 of the underwater pile 3 is cut. In addition, since it is the cutting | disconnection in the water upper part, the method by a normal wire saw, a cutter disk, other water jets, etc. can be used for the cutting method.

次に、水中杭3のコア抜きを行う(ステップ102)。図5(b)に示すように水中杭3にコア抜きを行い、杭内部5が形成される。ここで、コア抜き深さは、地面31下の切断位置よりも更に深くし、後述する研磨材溜り部が形成される深さとする。また、コア抜きの径は、アブレイシブジェットによる構造物の切断可能厚さを考慮して決定される。 Next, the core of the underwater pile 3 is removed (step 102). As shown in FIG. 5 (b), the underwater pile 3 is cored to form a pile interior 5. Here, the core extraction depth is set to be deeper than the cutting position under the ground surface 31 and a depth at which an abrasive pool portion described later is formed. Further, the diameter of the core is determined in consideration of the thickness of the structure that can be cut by the abrasive jet.

次に、水中杭3に切断機1を設置する(ステップ103)。図5(c)は、切断機1を設置した状態を示す図である。切断機1の設置に伴い、切断機1と接続される圧力調整装置40も設置される。なお、切断部7が切断深さに設置されるように、予め回転軸21や架台26等の長さが調整される。 Next, the cutting machine 1 is installed in the underwater pile 3 (step 103). FIG. 5C is a diagram showing a state in which the cutting machine 1 is installed. Along with the installation of the cutting machine 1, a pressure adjusting device 40 connected to the cutting machine 1 is also installed. Note that the lengths of the rotary shaft 21 and the gantry 26 are adjusted in advance so that the cutting portion 7 is installed at the cutting depth.

次に、杭内部5の圧力を圧力調整装置40にて調整し、所定の圧力とする。圧力は、切断位置に作用する外部からの水圧以上である必要がある。また、切断部から漏気するため、漏気量に応じた送気を行い、杭内部5の圧力を一定範囲内に調整する。杭内部の圧力範囲としては、例えば切断深さに応じた切断位置における静水圧以上であり、また、当該静水圧の1.2倍程度までの範囲とすればよい。杭内部5の圧力が規定値内に入ったことが確認できたら切断機1の動作を開始する(ステップ104〜106)。   Next, the pressure inside the pile 5 is adjusted by the pressure adjusting device 40 to obtain a predetermined pressure. The pressure needs to be higher than the external water pressure acting on the cutting position. Moreover, in order to leak from a cutting part, the air supply according to the amount of air leakage is performed, and the pressure of the pile inside 5 is adjusted in a fixed range. The pressure range inside the pile is, for example, not less than the hydrostatic pressure at the cutting position according to the cutting depth, and may be a range up to about 1.2 times the hydrostatic pressure. When it is confirmed that the pressure inside the pile 5 is within the specified value, the operation of the cutting machine 1 is started (steps 104 to 106).

図6は、切断機1が動作を開始した状態を示す図であり、図7は、切断部7近傍の詳細を示す図である。回転装置23が回転すると、回転軸21を介して切断部7が杭内部5で回転する。切断部7に設けられた切断ノズル35からは、研磨材と高圧水が噴射され、杭内部5から水中杭3を切断する。杭内部5は、切断位置の水圧よりも高圧に保たれているが、切断位置からは杭内部5の空気が漏気すると共に、切断位置の周囲の土砂や水からなる浸入土砂水55がわずかに杭内部5に流入する。また、切断ノズル35から噴射された研磨材と水の混合物である噴射研磨材混合水57も杭内部5に溜まる。 FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the cutting machine 1 has started to operate, and FIG. 7 is a diagram illustrating details in the vicinity of the cutting unit 7. When the rotating device 23 rotates, the cutting part 7 rotates in the pile interior 5 via the rotating shaft 21. From the cutting nozzle 35 provided in the cutting part 7, the abrasive and the high-pressure water are jetted to cut the underwater pile 3 from the pile interior 5. The inside of the pile 5 is maintained at a pressure higher than the water pressure at the cutting position, but air from the inside of the pile 5 leaks from the cutting position, and there is little infiltration soil water 55 composed of earth and sand around the cutting position. Flows into the inside 5 of the pile. Further, the spray abrasive mixed water 57 which is a mixture of the abrasive and water sprayed from the cutting nozzle 35 is also accumulated in the pile interior 5.

前述の通り、コア抜きは、研磨材溜まり53が形成される深さまで行われる。よって、噴射研磨材混合水57に含まれる比重の大きな研磨材は研磨材溜まり部53に沈殿し堆積する。一方、浸入土砂水55や噴射研磨材混合水57に含まれる水の混合水である土砂混合水61は、サンドポンプ9により排出される。 As described above, the core is removed to the depth where the abrasive pool 53 is formed. Therefore, the abrasive having a large specific gravity contained in the jet abrasive mixture water 57 is deposited and accumulated in the abrasive reservoir 53. On the other hand, earth / sand mixed water 61 which is a mixed water of water contained in the infiltrated earth / sand water 55 and the jet abrasive mixed water 57 is discharged by the sand pump 9.

なお、切断の際に、アブレイシブジェット切断によって熱が発生し、杭内部5の温度が上昇する恐れがある。この場合に、サンドポンプ9がサーマルトリップにより停止し、又は、杭内部5の水の蒸発によって、後述する水中カメラ37による内部確認の妨げとなる恐れがある。このため、必要に応じて、杭内部5に冷却用に別途水を補給することもできる。 In addition, when cutting, heat is generated by the abrasive jet cutting, and the temperature inside the pile 5 may be increased. In this case, the sand pump 9 may stop due to a thermal trip, or evaporation of water inside the pile 5 may hinder internal confirmation by the underwater camera 37 described later. For this reason, if necessary, the pile interior 5 can be additionally supplied with water for cooling.

切断部7は、回転しながら杭内部5より水中杭3の切断を行い、切断ノズル35が反対方向に一対設置されている場合は、切断部7が180度回転した状態で、水中杭3全周の切断が終了する。この際、切断が確実に終了し、切断残りなどがないかを知るためには、水中カメラ37による切断位置の確認が行われる。水中カメラ37による映像は、切断時においても確認することができ、切断残りがないかを確実に知ることが出来る。   The cutting part 7 cuts the underwater pile 3 from the inside 5 of the pile while rotating. When a pair of cutting nozzles 35 are installed in the opposite direction, the entire underwater pile 3 is rotated with the cutting part 7 rotated 180 degrees. Circumferential cutting ends. At this time, the cutting position is confirmed by the underwater camera 37 in order to know whether the cutting has been completed and there is no remaining cutting. The video by the underwater camera 37 can be confirmed even at the time of cutting, and it can be surely known whether there is any remaining cutting.

また、水中カメラ37による確認に代えて、又は併用可能な切断確認方法としては、水中杭の高さ変化による方法がある。図8は、切断終了時の水中杭3の高さ変化を示す図であり、図8(a)は、切断が終了した状態を示す図、図8(b)は、図8(a)のA部拡大図である。 In addition, as a cutting confirmation method that can be used instead of or in combination with the underwater camera 37, there is a method by changing the height of the underwater pile. FIG. 8 is a diagram showing a change in the height of the underwater pile 3 at the end of cutting, FIG. 8 (a) is a diagram showing a state where cutting is completed, and FIG. 8 (b) is a diagram of FIG. 8 (a). It is an A section enlarged view.

水中杭3の全周が切断されると、切断厚63に応じた高さだけ、水中杭3の切断上部の高さが下がる。よって、水上において、水中杭3の高さ変化を確認することで、水中杭3の切断が終了したことを確実に知ることができる。 When the entire circumference of the underwater pile 3 is cut, the height of the cut upper portion of the underwater pile 3 is lowered by a height corresponding to the cutting thickness 63. Therefore, by confirming the change in the height of the underwater pile 3 on the water, it is possible to reliably know that the cutting of the underwater pile 3 has been completed.

水中杭3の切断が完了すると、切断機1を撤去する。図9(a)は切断機1が撤去された状態を示す図である。切断機1の撤去の際に、杭内部5に残圧がある場合は、排気弁19をゆっくりと開き、残圧を抜くことで安全に切断機1を撤去することが出来る。 When the cutting of the underwater pile 3 is completed, the cutting machine 1 is removed. Fig.9 (a) is a figure which shows the state from which the cutting machine 1 was removed. When the cutting machine 1 is removed, if there is residual pressure in the pile interior 5, the cutting machine 1 can be safely removed by slowly opening the exhaust valve 19 and releasing the residual pressure.

最後に、切断杭を撤去し、地面31を埋め戻すことで、水中杭3の切断が終了する。 Finally, the cutting of the underwater pile 3 is completed by removing the cut pile and refilling the ground 31.

以上説明したように、本実施の形態にかかる切断方法によれば、水中の構造物を安全かつ確実に切断することができる。 As described above, according to the cutting method according to the present embodiment, it is possible to safely and reliably cut an underwater structure.

特に、切断ノズル35としてアブレイシブジェットを用いれば、大口径の杭や大型コンクリート構造物などの切断厚さのある構造物を簡易に切断することができる。また、このため、事前に行うコア抜き径を必要以上に大きくする必要がない。 In particular, when an abrasive jet is used as the cutting nozzle 35, a structure having a cutting thickness such as a large-diameter pile or a large concrete structure can be easily cut. For this reason, it is not necessary to unnecessarily increase the core extraction diameter performed in advance.

また、圧力調整装置40を用い、杭内部5の圧力を切断深さに応じた水圧以上に保つため、切断位置からの浸入土砂水55の流入を抑えることができ、アブレイシブジェットの切断能力が妨げられることがなく、高い切断能力を維持することができる。また、杭内にわずかに流入した浸入土砂水55やノズルから噴射された水は、ポンプによって排出することができるため、切断に悪影響を及ぼすことがない。 Moreover, since the pressure inside the pile 5 is maintained at a pressure equal to or higher than the water pressure according to the cutting depth by using the pressure adjusting device 40, the inflow of the infiltrated soil sand water 55 from the cutting position can be suppressed, and the cutting ability of the abrasive jet can be suppressed. The high cutting ability can be maintained without being hindered. Moreover, since the infiltrated earth and sand water 55 slightly flowing into the pile and the water jetted from the nozzle can be discharged by the pump, the cutting is not adversely affected.

更にアブレイシブジェットにより噴射された研磨材は、そのまま排水ポンプ等で排出すると、ポンプ内のインペラ等の磨耗を引き起こし、ポンプ能力の低下やポンプ破損のおそれがあるが、研磨材溜まり部53を形成することで、研磨材がポンプによって排出されることがなく、ポンプ能力を維持することができる。 Further, if the abrasive material injected by the abrasive jet is discharged as it is with a drainage pump or the like, it may cause wear of impellers in the pump, etc. By forming, the abrasive is not discharged by the pump, and the pumping capacity can be maintained.

また、水中カメラ37によって水中杭3の切断終了の確認を行うことができる。更に、切断後の水中杭3の高さ変化によっても、切断終了を確認することができる。よって、切断残りなどがなく切断が終了したことを確実に知ることができ、切断残りなどにより手戻り工程などが生じず、効率よく切断作業を行うことができる。 In addition, the underwater camera 37 can confirm the end of cutting of the underwater pile 3. Furthermore, the end of cutting can also be confirmed by a change in the height of the underwater pile 3 after cutting. Therefore, it is possible to know that the cutting has been completed without any remaining cutting, and the cutting operation can be performed efficiently without causing a reworking step due to the remaining cutting.

次に、第2の実施の形態に係る切断部70について説明する。なお、以下の切断部70の説明において、切断部7と同一の機能を果たす構成要素には、図2と同一の番号を付し、重複した説明を避ける。 Next, the cutting unit 70 according to the second embodiment will be described. In the following description of the cutting unit 70, constituent elements that perform the same function as the cutting unit 7 are given the same numbers as in FIG.

切断部70は、切断部7と同様に切断機1において使用される。図10は切断部70を示した図であり、図10(a)は、切断部70を下方より見た図、図10(b)は、図10(a)の矢視A方向よりみた切断部70の側面図である。切断部70は、ノズルガイド71、切断ノズル35、水中カメラ37等から構成される。ノズルガイド71は、三つの略直方体の部材が、互いに略120度間隔で三ツ又状に中心で合わさった形状である。ノズルガイド71の上面中央には回転軸21が接続される。回転軸21内には、排水管13が貫通しており、図示を省略したサンドポンプ9と接続される。 The cutting unit 70 is used in the cutting machine 1 similarly to the cutting unit 7. FIG. 10 is a view showing the cutting unit 70, FIG. 10 (a) is a view of the cutting unit 70 as viewed from below, and FIG. 10 (b) is a view of the cutting unit 70 viewed from the direction of arrow A in FIG. 10 (a). 4 is a side view of a unit 70. FIG. The cutting unit 70 includes a nozzle guide 71, a cutting nozzle 35, an underwater camera 37, and the like. The nozzle guide 71 has a shape in which three substantially rectangular parallelepiped members are joined together at a center in a trifurcated shape at intervals of approximately 120 degrees. The rotating shaft 21 is connected to the center of the upper surface of the nozzle guide 71. A drain pipe 13 passes through the rotary shaft 21 and is connected to a sand pump 9 (not shown).

ノズルガイド71の3方向に伸びた部分のそれぞれの側面部には、切断ノズル35がノズルをそれぞれ3方向外方へ向けて3個設けられる。ノズルガイド71の底面には、水中カメラ37が、それぞれノズル方向と同一の方向に向けて設置される。ノズルガイド71上面には、切断部7と同一の方向にガイドロール39が設けられ、また、切断ノズル35には、高圧水ホース9と研磨材供給ホース11が接続される。 Three cutting nozzles 35 are provided on each side surface portion of the nozzle guide 71 extending in the three directions with the nozzles facing outward in the three directions. Underwater cameras 37 are installed on the bottom surface of the nozzle guide 71 in the same direction as the nozzle direction. A guide roll 39 is provided on the upper surface of the nozzle guide 71 in the same direction as the cutting portion 7, and the high pressure water hose 9 and the abrasive supply hose 11 are connected to the cutting nozzle 35.

ノズルガイド71は、回転軸21により回転する。切断ノズル35に高圧水ホース9及び研磨材供給ホース11により、高圧水および研磨材を供給することで、ノズル先端より研磨材及び水を高圧で噴射することができる。これら研磨材及び高圧水により対象部の切断を行う。研磨材は特定しないが、例えばガーネットが使用できる。 The nozzle guide 71 is rotated by the rotation shaft 21. By supplying high-pressure water and the abrasive to the cutting nozzle 35 by the high-pressure water hose 9 and the abrasive supply hose 11, the abrasive and water can be sprayed from the nozzle tip at high pressure. The target part is cut with these abrasives and high-pressure water. Although the abrasive is not specified, for example, garnet can be used.

また、ガイドロール39は杭内部5の内面と接触し、切断ノズル35先端と杭内部5内面との距離を一定に保ち、切断距離を適正に保つ役割を果たす。よって、ノズルガイド33のサイズは、コア抜き径よりもやや小さく、また、ガイドロール39により切断距離を保つことが出来るようなサイズであることが望ましい。また、ノズルガイド33の材質は特定しないが、例えば鋼材、アルミニウム合金が使用できる。 The guide roll 39 is in contact with the inner surface of the pile interior 5 and plays a role of keeping the distance between the tip of the cutting nozzle 35 and the inner surface of the pile 5 constant and keeping the cutting distance properly. Therefore, it is desirable that the size of the nozzle guide 33 is slightly smaller than the core extraction diameter and that the cutting distance can be maintained by the guide roll 39. Moreover, although the material of the nozzle guide 33 is not specified, steel materials and aluminum alloy can be used, for example.

水中カメラ37は、図示しないケーブルにて外部に設けられたモニターに接続され、切断部をリアルタイムで監視することが出来る。よって、切断不良や切断が完了した状態を、外部にて把握することが出来る。 The underwater camera 37 is connected to a monitor provided outside by a cable (not shown), and can monitor the cut portion in real time. Therefore, it is possible to grasp the cutting failure and the state where the cutting is completed outside.

第2の発明に係る切断部70を用いた切断機1によれば、切断部7を用いた切断機1と同様の効果を得ることができる。 According to the cutting machine 1 using the cutting unit 70 according to the second invention, the same effect as the cutting machine 1 using the cutting unit 7 can be obtained.

また、切断ノズル35が略120度間隔で設置されるため、切断時において回転軸21が略120度回転すれば、杭全周にわたり切断することができ、このため、短時間で切断を終了することができる。 In addition, since the cutting nozzles 35 are installed at intervals of approximately 120 degrees, if the rotary shaft 21 rotates approximately 120 degrees at the time of cutting, the entire circumference of the pile can be cut, and therefore the cutting is completed in a short time. Can do.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

例えば、本発明における切断ノズル35は、ノズルガイドの形状によって、1個であっても良く、また、4個以上設置してもよい。また、切断においては、アブレイシブジェット切断ではなく、研磨材を使用しないウォータージェット切断を使用することもできる。また、実施例においてはサンドポンプ9を用いたが、通常の排水ポンプでも良く、また、浸入土砂水55や噴射研磨材混合水57の量によっては、ポンプによる排出がなくても構わない。 For example, the number of cutting nozzles 35 in the present invention may be one or four or more depending on the shape of the nozzle guide. In the cutting, water jet cutting that does not use an abrasive can be used instead of abrasive jet cutting. In the embodiment, the sand pump 9 is used. However, a normal drainage pump may be used, and depending on the amount of the infiltrating soil sand water 55 and the jet abrasive mixed water 57, there is no need to discharge the pump.

本実施の形態にかかる切断機1を示す概略図。Schematic which shows the cutting machine 1 concerning this Embodiment. 切断部7を示す図であり、(a)はノズルガイド33を側方より見た図、(b)はノズルガイド33を下方より見た図。It is the figure which shows the cutting | disconnection part 7, (a) is the figure which looked at the nozzle guide 33 from the side, (b) is the figure which looked at the nozzle guide 33 from the downward direction. 切断機1及び圧力調整装置40を示す概略図。Schematic which shows the cutting machine 1 and the pressure adjustment apparatus 40. FIG. 切断機1を使用した、水中杭の切断工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the cutting process of an underwater pile using the cutting machine 1. FIG. 水中杭3の切断工程を示した図で、(a)は水中杭3の上部を切断した図、(b)は水中杭3をコア抜きした図、(c)は水中杭3に切断機1を設置した状態を示す図。It is the figure which showed the cutting process of the underwater pile 3, (a) is the figure which cut | disconnected the upper part of the underwater pile 3, (b) is the figure which cored the underwater pile 3, (c) is the cutting machine 1 to the underwater pile 3 The figure which shows the state which installed. 切断部7を回転させて、水中杭3を切断する状態を示す図。The figure which shows the state which rotates the cutting part 7 and cuts the underwater pile 3. FIG. 切断時における、切断部7近傍の詳細を示す図。The figure which shows the detail of the cutting part 7 vicinity at the time of a cutting | disconnection. 切断終了時の水中杭3の高さ変化を示す図。The figure which shows the height change of the underwater pile 3 at the time of completion | finish of a cutting | disconnection. 水中杭3の切断工程を示した図で、(a)は切断機1を撤去した状態を示す図、(b)は切断部を撤去した状態を示す図。It is the figure which showed the cutting process of the underwater pile 3, (a) is a figure which shows the state which removed the cutting machine 1, (b) is a figure which shows the state which removed the cutting part. 第2の実施の形態にかかる切断部70を示す図であり、(a)はノズルガイド71を下方より見た図、(b)は(a)の矢視Aより見たノズルガイド71の側面図。It is a figure which shows the cutting part 70 concerning 2nd Embodiment, (a) is the figure which looked at the nozzle guide 71 from the downward direction, (b) is the side surface of the nozzle guide 71 seen from the arrow A of (a). Figure.

符号の説明Explanation of symbols

1………切断装置
3………水中杭
5………杭内部
7、70………切断部
9………サンドポンプ
11………高圧水ホース
13………研磨材供給ホース
15………送気配管
17………排気管
19………排気バルブ
21………回転軸
23………回転装置
25………気密蓋
26………架台
27………フランジ
29………水面
31………地面
33………ノズルガイド
35………切断ノズル
37………水中カメラ
39………ガイドロール
40………圧力調整装置
41………コンプレッサ
42………リザーバタンク
43………圧力調整器
45………送気バルブ
47………元圧接続ホース
49………杭内圧接続ホース
51………排気バルブ接続ホース
53………研磨材溜り部
55………浸入土砂水
57………噴射研磨材混合水
59………研磨材
61………土砂混合水
63………切断厚
71………ノズルガイド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ......... Cutting device 3 ...... Underwater pile 5 ......... Pile inside 7, 70 ......... Cutting part 9 ......... Sand pump 11 ......... High pressure water hose 13 ......... Abrasive supply hose 15 ... ... Air supply pipe 17 ... Exhaust pipe 19 ... Exhaust valve 21 ... Rotary shaft 23 ... Rotating device 25 ... Airtight cover 26 ... Fixture 27 ......... Flange 29 ......... Water surface 31 ......... Ground 33 ......... Nozzle Guide 35 ......... Cut Nozzle 37 ......... Underwater Camera 39 ......... Guide Roll 40 ......... Pressure Adjustment Device 41 ......... Compressor 42 ......... Reservoir Tank 43 ......... Pressure regulator 45 ... Air supply valve 47 ... Original pressure connection hose 49 ... Pile internal pressure connection hose 51 ... Exhaust valve connection hose 53 ... Abrasive material reservoir 55 ... Infiltration soil sand water 57 ......... Abrasive mixed with water 59 ......... Abrasive 61 ......... Sand Gosui 63 ......... cutting thickness 71 ......... nozzle guide

Claims (7)

水中の構造物を切断する方法であって、
構造物の内部をコア抜きする工程(a)と、
アブレイシブジェットを用いる切断機を前記構造物へ設置する工程(b)と、
前記構造物の内部の圧力を前記構造物の切断部位が外部から受ける水圧以上に保つ工程(c)と、
前記切断機で前記構造物を切断する工程(d)と、
を具備し、工程(c)は、前記構造物の内部への送気手段を有する圧力調整手段を用い、前記圧力調整手段は、前記構造物の内部の圧力をフィードバックして、前記構造物の内部への送気量を調整することを特徴とする水中構造物の切断方法。
A method for cutting an underwater structure,
A step (a) of coring the inside of the structure;
Installing a cutting machine using an abrasive jet in the structure (b);
Maintaining the internal pressure of the structure at or above the water pressure received by the cutting site of the structure from the outside (c);
A step (d) of cutting the structure with the cutting machine;
And the step (c) uses pressure adjusting means having air supply means to the inside of the structure, and the pressure adjusting means feeds back the pressure inside the structure, A method for cutting an underwater structure, characterized by adjusting an air supply amount to the inside .
前記工程(a)におけるコア抜きの深さは、前記構造物内部の切断部位下部に、前記アブレイシブジェットにより噴射された研磨材の溜り部が形成される深さであることを特徴とする請求項1記載の水中構造物の切断方法。 The depth of core removal in the step (a) is a depth at which a pool portion of the abrasive material injected by the abrasive jet is formed below the cut portion inside the structure. The method for cutting an underwater structure according to claim 1. 前記工程(d)の後に、
前記構造物の切断が終了したことを確認する工程(e)を更に具備することを特徴とする請求項1記載の水中構造物の切断方法。
After step (d)
The method for cutting an underwater structure according to claim 1, further comprising a step (e) of confirming that the cutting of the structure has been completed.
前記工程(e)において、前記構造物の切断終了の確認を、前記構造物の高さ変化の確認により行うことを特徴とする請求項3記載の水中構造物の切断方法。 4. The method for cutting an underwater structure according to claim 3, wherein in the step (e), the completion of the cutting of the structure is confirmed by confirming a change in the height of the structure. 前記工程(e)において、前記構造物の切断終了の確認を、水中カメラにより行うことを特徴とする請求項3記載の水中構造物の切断方法。 The method for cutting an underwater structure according to claim 3, wherein in the step (e), confirmation of completion of cutting of the structure is performed by an underwater camera. 水中の構造物を切断する装置であって、
前記構造物の内部の圧力を前記構造物の切断部位が外部から受ける水圧以上に保持する圧力調整手段と、
前記構造物を切断するアブレイシブジェットを用いる切断機と、
前記構造物内部の水及び/又は土砂を排出可能な排出手段と、
を具備し、
前記圧力調整手段は、前記構造物の内部への送気手段と前記構造物の内部の圧力をフィードバックする手段とを有し、前記構造物内部の圧力に応じて前記構造物の内部への送気量を調整することを特徴とする水中構造物切断装置。
An apparatus for cutting an underwater structure,
Pressure adjusting means for holding the internal pressure of the structure at or above the water pressure received by the cutting site of the structure from the outside ;
A cutting machine using an abrasive jet for cutting the structure;
Discharging means capable of discharging water and / or earth and sand inside the structure;
Comprising
The pressure adjusting means includes an air supply means to the inside of the structure and a means for feeding back the pressure inside the structure. An underwater structure cutting device characterized by adjusting a volume .
水中カメラを更に具備し、切断部位の観察が可能であることを特徴とする請求項6記載の水中構造物切断装置。 The underwater structure cutting apparatus according to claim 6, further comprising an underwater camera and capable of observing a cutting site.
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