JP4749987B2 - 仮締切用作業函 - Google Patents

Description

本願発明は仮締切用作業函に関するものである。

水中に没した構造物、例えばダムの水門の点検・補修・補強などは仮締切用作業函を使
用して行われている。この方法は仮締切用作業函を水中におけるダムの堤体壁面に取り付
けた後、仮締切用作業函の内側の水を外側に排水して地上と同じようなドライな空間を形
成し、このドライな空間において上記の作業を行うものである。この仮締切用作業函４０
は、図１２に示すように、縦方向に分割したユニット４１を基礎４２に据え付け、これに
他のユニット４３を積み重ねて組み立てるものや、Ｈ形矢板を連続的に打設してその内部
にコンクリートを充填して締切体を形成するもの（図示せず）が使用されていた。そして
上記の基礎４２は水中コンクリートの打設により形成し、構造物に取り付けた仮締切用作
業函４０の止水は現地においてコンクリートを打設して行われていた。また、その他の仮
締切用作業函としては、例えば特開平１４−６９９６５号公報の発明が開示されている。
特開平１４−６９９６５号公報

しかし、上記の仮締切用作業函は、大型の陸上クレーンまたは起重機船が必要となるため大掛かりになるという問題があった。また水中コンクリートの打設などは大水深下での長時間の潜水作業が必要になるといった問題があった。

本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は水中コンクリートの打設や大水深下での長時間の潜水作業を必要としない仮締切用作業函を提供することである。

以上の課題を解決するための仮締切用作業函は、構造物の壁面に取り付ける取付側と上側とが開口した函体が形成され、該函体の取付側における底部および両側部の取付面に止水機構が設けられ、該止水機構が止水本体と、該止水本体の外側部に設けられた外部シールと、中間部に設けられた中部シールと、内側部に設けられた内部シールとから構成され、前記外部シールが内部に中空部を有した拡縮自在な突出体であり、中部シールが一端部側を中心に回転する止水板とこの止水板と止水本体との間に設置された加圧チューブとからなり、内部シールがパッキンであることを特徴とする。また外部シールの突出体の中空部に膨張材を注入する外部シール用注入路と、中部シールの加圧チューブに膨張材を注入する中部シール用注入路とが止水本体に設けられたことを含む。また止水機構を構造物の壁面に押し付けたときに外部シールと中部シールとの間に形成される空隙部に止水材を注入する止水材用注入路が止水本体に形成されたことを含むものである。

水中コンクリートの打設や大水深下での長時間の潜水作業を必要としない。また仮締切用作業函を構造物に取り付けるときの押付力と水圧とにより、止水機構に所定の面圧が作用するため水深の異なる場所であっても確実に止水をすることができる。また止水機構が止水本体の外側に設けられた外部シールと、中間部に設けられた中部シールと、内側に設けられた内部シールとから構成されたことにより、一つの止水シールに不具合があったとしても、他の止水シールで十分な止水効果を期待できるため十分な止水性を確保することができる。また外部シールの突出体を膨張させることにより構造物の壁面への密着圧力が大きくとれる。また追随性の高い材料を使用しているので、不陸が大きい場合であっても止水性を十分に高めることができる。また中部シールにおける止水板の壁面への押し付けを、仮締切用作業函の内側から加圧チューブを膨張して行える。

以下、本願発明の仮締切用作業函の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。はじめに仮締切用作業函の実施の形態について説明し、次に、この仮締切用作業函の使用方法の実施の形態について説明するが、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成は異なった符号を付して説明する。

図１〜図５は第１の実施の形態の仮締切用作業函１であり、この仮締切用作業函１は、ダム２の大水深における水門３付近の堤体壁面４に取り付けて、その部分に地上と同じドライな仮締切空間５を形成して、このドライな仮締切空間５において水門３などの検査・補修・補強などを行うものである。

この仮締切用作業函１は、図４に示すように、ダム２の堤体壁面４に取り付ける側面と
上面とが開放された函体６であり、仮締切用作業函１は、底部７、背部８、両側部９および開放した側面、即ち取付面１０とを鋼板により形成した函体６と、前記底部７および両側部９の取付面１０に設置された止水機構１１とから構成されている。前記両側部９は堤体壁面４の傾斜面１２に応じて下側、即ち底部７側が幅狭で、上面に向かって漸次幅広に形成され、函体６を堤体壁面４に取り付けたときに背部８が略垂直に設置されるようになっている。なお、両側部９はこれに限らず、もちろん上下が同じ幅のものであってもよい。

この函体６は鋼板を溶接して形成されているので内部が中空になっており、この中空部へのバラスト水を注入することによって仮締切用作業函１を水中へ沈設させることができると共に、中空部からのバラスト水を排水することによって仮締切用作業函１を水面に浮き上がらせることができるものである。

止水機構１１は、図４に示すように、全体が略Ｕ字状を呈し、函体６の底部７および両側部９の取付面１０側全体に渡って、即ち、一方の側部９の取付面１０から底部７の取付面１０を通って他方の側部９の取付面１０にかけて、溶接等により一体的に取り付けられた鋼板製で且つ内部が中空の止水本体１３と、この止水本体１３に設けられた外部シール１４、中部シール１５および内部シール１６とから構成されている。なお、図７に示すように、他の実施例に係る止水機構１１ｂは、上記のような止水本体１３を使用せずに、函体６の取付面１０に直接加工を施して形成することもできる。要するに、函体６の取付面１０に外部シール１４、中部シール１５および内部シール１６とを直接形成すれば良いのである。また、理解を容易にするため、図５以下において、図示の函体６に関して、図示の上側が函体の外側６ａで下側が函体の内側６ｂとして説明する。

前記外部シール１４は内部に中空部１７ａを形成したゴム等の弾性体で形成された甲丸形状の突出体１７であり、止水本体１３における前面側の外側部位（図で上側）に設けられ、平板状の設置板１８の両端部が断面Ｌ字状の固定片１９で押さえ付けられ、該固定片１９が止水本体１３にボルト２０で固定されている。したがって、この外部シール１４は止水本体１３の全長にわたって設置されるとともに、同じように止水本体１３の全長にわたって設けられた固定片１９によって安定して押さえ付けられている。

また突出体１７の先端部側には斜め横方向（図で斜め上方向）に伸びたリップシール２１が形成されており、該リップシール２１の外側面が堤体壁面４に密着して止水するようになっている。また設置板１８に開口された注入口２２には、止水本体１３に設けられたパイプ等からなる外部シール用注入路２３が接続され、この外部シール用注入路２３の圧入口２４が止水本体１３の内側に開口している。この外部シール用注入路２３は適宜、すなわち突出体１７を均等に膨張できる間隔ごとに複数設けられている。したがって、この圧入口２４から空気、ガスおよび液体などの膨張材２５を圧入すると、これが外部シール用注入路２３を通って突出体１７の中空部１７ａに充填されるものであり、実質的に拡縮自在な構成である。

また中部シール１５は、止水本体１３の前面側における外部シール１４と内部シール１６との間に設けられたものであり、止水本体１３の前面側にほぼ水平に設置された鉄板等の芯材をゴム等の弾性体で被覆してなる止水板２６と、この止水板２６と止水本体１３との間に設置された加圧チューブ２７とから構成され、この加圧チューブ２７には、止水本体１３内に設けられたパイプ等の中部シール用注入路２８が接続され、その圧入口２４が止水本体１３の内側に開口されている。また止水板２６も前記突出体１７と同様に止水本体１３の全長にわたって設置され、一端部側（函体の内側）が押さえ片２９を介してボルト止めされ、この押さえ片２９を基点に他端部（自由端部）側が起き上がり又は回転できるようになっている。また中部シール用注入路２８も前記外部シール用注入路２３と同様に適宜間隔ごとに止水本体１３に設けられている。

そして、中部シール用注入路２８の圧入口２４から空気、ガスおよび液体などの膨張材２５を加圧チューブ２７に圧入して膨らませると、止水板２６が一端部側を基点に他端部側が前方に起き上がるか又は回転をする一方、前記圧入した膨張材２５を圧入口２４から抜いて加圧チューブ２７を縮ませると止水板２６が前記とは反対に伏倒し又は閉まる方向に回転して元の位置に戻るようになっている。

また内部シール１６は断面円形のパッキン３０であり、止水本体１３の内側と調整板３１との間の収納溝３２に収納されている。このパッキン３０も前記突出体１７と同様に止水本体１３の全長にわたって設置され、止水本体１３内側の全長にわたって取り付けられた調整板３１で固定され、該調整板３１をナット３３の締め付けによって止水本体１３側に押し付けると、先端のテーパ面３４でパッキン３０が収納溝３２から前方に押し出されるようになると共に、反対にナット３３を緩めて調整板３１を止水本体１３から離すようにすると、先端のテーパ面３４により収納溝３２が拡がってパッキン３０が後方に押し込める状態になる。

また止水本体１３には、外部シール用注入路２３と中部シール用注入路２８との間に、パイプ等からなる止水材用注入路３５が配設されている。これは仮締切用作業函１を堤体壁面４に取り付けたときに外部シール１４と中部シール１５との間に形成される空隙部３６に止水材３７を注入するためのものであり（図９参照）、圧入口３９が止水本体１３の内側に開口されると共に、吐出口３８は止水本体１３の前面側、即ち外部シール１４と中部シール１５との間に開口されている。

また図６は第２の実施の形態の仮締切用作業函である。この仮締切用作業函の止水機構１１ａは、堤体壁面４に取り付けたときに外部シール１４と中部シール１５との間に形成される空隙部３６に止水材３７を注入する止水材用注入路３５が止水本体１３に形成されていないものであり、それ以外は上記の第１の実施の形態の仮締切用作業函１と実質的に同じ構成であるので、その具体的な構成を図示し、その詳細な説明については前記第１の実施の形態に係る説明と重複するので省略する。

次に、第１の実施の形態の仮締切用作業函１を使用した仮締切工法について説明する。はじめに、図８に示すように、工場で製造した仮締切用作業函１を水面に浮かべて曳航船によって設置現場まで曳航する。この仮締切用作業函１の構成は内部が中空の函体６であるため、その内部にバラスト水を注水しなければ水面に浮かせることができる。

そして、ダム２における設置現場まで曳航された仮締切用作業函１は、取り付けようとする堤体壁面４の所定位置において、函体６の中空部にバラスト水を注入しつつ、上側を中心に回転させて仮締切用作業函１が略垂直になるように底部７側から沈降させ、さらに函体６の中空部にバラスト水を注入して、略垂直状態になった仮締切用作業函１を予定した位置、例えば、水門３付近における堤体壁面４に押し付けるようにして取り付ける。

次に、この仮締切用作業函１を堤体壁面４に更に押し付けながら、函体６の壁部で囲われた内側に存在する水を上部からポンプ等を用いて排水すると、仮締切用作業函１の外周面に水圧が作用するため、堤体壁面４への押し付け力が増強することになって、外部シール１４の突出体１７が押し潰されて変形し堤体壁面４に密着（圧着）されると共に、内部シール１６のパッキン３０も堤体壁面４に密着する。

このようにして堤体壁面４と函体６とによって囲われた内部の水が全て排水されると、その内部に作業員が入って作業することができるが、安定した取り付け及び止水状態を遂行するために、外部シール用注入路２３の圧入口２４から突出体の中空部１７ａに空気などの膨張材２５を圧入して膨張させると、リップシール２１が堤体壁面４に密着（圧着）してより安定した止水がなされる。なお突出体１７は変形可能なゴム製であるためどのような不陸にも対応することができる。

次に、図９に示すように、中部シール用注入路２８の圧入口２４から空気などの膨張材２５を加圧チューブ２７に圧入して膨らませると、止水板２６が一端部側を基点に他端部側（先端側）が前方に起き上がって堤体壁面４に密着（圧着）される。この止水板２６もその表面が変形可能なゴム等の弾性体で被覆されているためどのような不陸にも対応することができる。

さらに、内部シール１６において、ナット３３を締め付けることで調整板３１を止水本体１３側に押し付けることにより、先端のテーパ面３４で内部シール１６のパッキン３０が前方に押し出されて堤体壁面４に密着（圧着）される。このように外部シール１４、中部シール１５および内部シール１６の三重のシール手段で函体６と堤体壁面４との取付面を止水したことにより、例え一つのシールが不具合になったとしても十分な止水性を確保することができ、函体６の内側の水が全て外側に排水されているので、函体６の内側は地上と同じドライな空間に形成されるのである。

そして、最後の仕上げとして外部シール１４と中部シール１５との間に形成された空隙部３６に止水材用注入路３５から適宜の止水材３７を注入して、ここを塞ぐことによりほぼ完璧な止水をすることができる。このように外部シール１４、中部シール１５、内部シート１６の作用と、空隙部３６に充填された止水材３７とによって、仮締切用作業函１と堤体壁面４との取付面をほぼ完全に止水状態にすることができる。

また函体６は、上記のような中空のものに限らず、図１０および図１１に示すように、一枚の鋼板で形成したものであっても良い。この場合、止水機構１１は両側部９を補強する前面側の補強板９ａに取り付けられる。

なお、この仮締切用作業函１は上記のダムにおける仮締切工法だけでなく、護岸ケーソンの補修などにも当然使用または応用することができる。

第１の実施の形態の仮締切用作業函を堤体壁面に取り付けた正面図である。 図１の断面図である。 （１）は図２のＡ−Ａ線断面図、（２）は同Ｂ−Ｂ線断面図である。 第１の実施の形態の仮締切用作業函の斜視図である。 止水機構の断面図である。 第２の実施の形態の仮締切用作業函の止水機構の断面図である。 他の例を示す止水機構の断面図である。 第１の実施の形態の仮締切用作業函による仮締切工法の側面図である。 止水機構を構造物に取り付けた断面図である。 仮締切用作業函の斜視図である。 止水機構の断面図である。 従来の仮締切用作業函の組立を示す側面図である。

符号の説明

１、４０ 仮締切作業函
２ ダム
３ 水門
４ 堤体壁面
５ 仮締切空間
６ 函体
６ａ 函体の外側
６ｂ 函体の内側
７ 底部
８ 背部
９ 側部
９ａ 補強板
１０ 取付面
１１、１１ａ、１１ｂ 止水機構
１２ 傾斜面
１３ 止水本体
１４ 外部シール
１５ 中部シール
１６ 内部シール
１７ 突出体
１７ａ 中空部
１８ 設定板
１９ 固定片
２０ ボルト
２１ リップシール
２２ 注入口
２３ 外部シール用注入路
２４、３９ 圧入口
２５ 膨張材
２６ 止水板
２７ 加圧チューブ
２８ 中部シール用注入口
２９ 押さえ片
３０ パッキン
３１ 調整板
３２ 収納溝
３３ ナット
３４ テーパ面
３５ 止水材用注入路
３６ 空隙部
３７ 止水材
３８ 吐出口
４１、４３ ユニット
４２ 基礎

Claims (3)

1. 構造物の壁面に取り付けるもので取付側の側面と上側の側面とが開放され内部が中空の函体が形成され、該函体の取付側における底部および両側部の取付面に止水機構が設けられ、
   前記止水機構が、
   前記函体の底部と両側部との取付面の全体に渡って固定される止水本体と、
   該止水本体の前記構造物の壁面に押し付ける前面において外側部に設けられた外部シールと、
   同じく前記前面において中間部に設けられた中部シールと、
   同じく前記前面において内側部に設けられた内部シールとから構成され、
   前記外部シールがその内部に膨張材の充填により拡縮自在にされる中空部を有した突出体であり、
   前記中部シールが、前記止水本体の前面側に固定された一端部側を中心に前記構造物の壁面に向かって回転する止水板とこの止水板と前記止水本体の前面との間に設置された加圧チューブとからなること、
   を特徴とする仮締切用作業函。
2. 外部シールの突出体の中空部に膨張材を注入する外部シール用注入路と、中部シールの
   加圧チューブに膨張材を注入する中部シール用注入路とが、これらの注入路の圧入口を止水本体の内側に開口させるとともに当該止水本体の中空内部に適宜間隔で複数配設されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の仮締切用作業函。
3. 止水機構を構造物の壁面に押し付けたときに、外部シールと中部シールとの間に形成される空隙部に止水材を注入する止水材用注入路が、止水本体に形成されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の仮締切用作業函。

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