JP5940490B2 - 地中埋設配管の電気防食施工法および電気防食用電極装置 - Google Patents

Description

本発明は弁室、共同溝あるいは水道橋等の鉄筋コンクリート構造物を貫通する地中埋設配管を電気防食するために設置する地中埋設配管の電気防食施工法および電気防食用電極装置に関する。

従来、弁室、共同溝あるいは水道橋等の鉄筋コンクリート構造物の地中埋設配管が貫通する貫通部において、地中埋設配管が鉄筋コンクリート構造物の鉄筋と接触することによって、コンクリート／土壌マクロセル腐食（Ｃ／Ｓマクロセル腐食）が 生じることが知られている。

これを防止するために、従来は鉄筋コンクリート構造物の内部より鉄筋コンクリート壁を貫通し、土中を掘削して、この掘削して形成した土中穴内に電気防食用電極装置を埋設し、電気防食用電極装置から埋設配管に防食電流を流入させて防食を図っていた。
しかしながら、この種の鉄筋コンクリートの内部は狭い空間であり、さらに、この鉄筋コンクリートの内部に配設された埋設配管には流量計の電動装置やハンドル等が装着されていることによって、土中を掘削する掘削機器を設置するのに、制約を受けることから小型、軽量にしなければならず、そのために掘削機器の掘削力が不足して、掘削に時間がかかり、コストが高くなるという欠点があった。

また、掘削した土砂を鉄筋コンクリート構造物内に掻き出し、その土砂を土嚢詰めして外部に搬出する作業が必要で、これらの作業に手数と時間がかかるという欠点があった。

特開２００８−２０２１１６号公報 特公平６−５３９４０号公報 特開平７−２６３８９号公報

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、鉄筋コンクリート壁の埋設配管貫通部付近に挿入穴を形成し、その挿入穴内に電気防食用電極装置の先端部を挿入し、後端部を押し圧して、先端部を土中へ押し込むことで設置できるようにして、掘削作業を小型、軽量な掘削機器を使用でき、かつ鉄筋コンクリート構造物内からは手数と時間がかからず楽にできる、鉄筋コンクリート壁に形成する挿入穴の掘削コンクリートだけを外部に搬出する作業でよい地中埋設配管の電気防食施工法および電気防食用電極装置を提供することを目的としている。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は鉄筋コンクリート構造物を貫通する地中埋設配管付近の鉄筋コンクリート壁に、該鉄筋コンクリート構造物の内部より電気防食用電極装置を挿入する挿入穴を形成する挿入穴形成工程と、この挿入穴形成工程で形成された挿入穴に先端部が円錐あるいは角錐形状の電気防食用電極装置を挿入し、該電気防食用電極装置の後端部を押し圧手段で押し圧して、先端部を土中へ所定量押し込む押し込み工程と、この押し込み工程で先端部が土中へ押し込まれた電気防食用電極装置と前記地中埋設配管とを接続して、該地中埋設配管に防食電流を流入させる接続回路を形成する接続回路形成工程とで構成され、前記押し圧手段は油圧シリンダ、エアシリンダまたはラックジャッキであり、土を掘削しないように施工する地中埋設配管の電気防食施工法を構成している。

また、本発明は保護管の先端部に円錐あるいは角錐形状の土中侵入部材を一体あるいは固定状態で設けた電気防食用電極装置において、該電気防食用電極装置は導電性を有し、かつ土圧に耐える保護管と、この保護管の先端部を覆うように一体あるいは固定状態で設けられた円錐あるいは角錐形状の土中侵入部材と、前記保護管内に充填されたバックフィルと、このバックフィル内に埋設された電極体と、前記保護管の後端部に設けられたフランジ部を覆う閉塞部材とで構成され、この閉塞部材は、該保護管の後端部に取り付けられ、前記電極体に接続されるリード線引き出し用の引き出し孔と、前記保護管の内部に充填される絶縁性樹脂充填用の注入孔とを有する電気防食用電極装置を構成している。
さらに、本発明は電気防食用電極装置において、繊維強化布袋の先端部と円錐あるいは角錐形状の土中侵入部材との間にフランジ部材を設け、このフランジ部材を介して前記繊維強化布袋先端に前記土中侵入部材を固定状態で設けた電気防食用電極装置を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１により、鉄筋コンクリート壁に挿入穴を形成し、該挿入穴に電気防食用電極装置を挿入して、後端部より押し圧手段で押し圧することにより、電気防食用電極装置の先端部を土中へ所定量押し込んで設置することができる。
したがって、従来のように鉄筋コンクリート壁および土中に掘削機器を用いて電気防食用電極装置を挿入する挿入穴を掘削するものに比べ、鉄筋コンクリート壁だけに挿入穴を形成するので、小型、軽量な掘削機器を用いて行なうことができるとともに、この掘削作業で生じた外部へ搬出するものはコンクリートだけでよく、時間と手数がかからず、楽に外部へ搬出することができる。
（２）前記（１） により、先端部が円錐あるいは角錐形状の電気防食用電極装置を用いるので、後端部を比較的小さな押し圧力の押し圧手段で押し圧するだけで容易に土中へ所定量押し込んで設置することができる。
したがって、押し圧手段として小型、軽量な油圧シリンダや手動ポンプを用いることができ、コンクリート構造物内への出し入れを容易に行なうことができるとともに、押し圧手段で電気防食用電極装置を土中の最適位置へ押し込み、設置することができる。
（３）前記（１） によって、地中埋設配管に防食電流を流入させることができるので、地中埋設配管の防食を図ることができるとともに、設置作業が簡単で、コストの低減を図ることができる。
（４）請求項２、３も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られる。
（５） 請求項４、５も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られる。
（６） 請求項６も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られるとともに、電気防食用電極装置は繊維強化布袋内にバックフィルと溶解性の電極体とを収容するとともに、この繊維強化布袋先端にフランジ部材を介して前記土中侵入部材を固定した構成にしたので、溶解性の電極体から地中埋設配管に対して効率よく電流を流すことができるとともに、設置時に機械的に損傷を受け、破損するのを阻止することができる。

本発明を実施するための第１の形態の工程図。 本発明を実施するための第１の形態の挿入穴形成工程の説明図。 本発明を実施するための第１の形態の押し込み工程の説明図。 本発明を実施するための第１の形態の接続回路形成工程、 本発明を実施するための第１の形態の電気防食用電極装置の斜視図。 本発明を実施するための第１の形態の電気防食用電極装置の断面図。 本発明を実施するための第１の形態の電気防食用電極装置の後端部の分解説明図。 本発明を実施するための第２の形態の工程図。 本発明を実施するための第２の形態の押し込み工程の説明図。 本発明を実施するための第２の形態の施工した状態の説明図。 本発明を実施するための第３の形態の工程図。 本発明を実施するための第３の形態の押し込み工程の説明図。 本発明を実施するための第３の形態の施工した状態の説明図。 本発明を実施するための第４の形態の工程図。 本発明を実施するための第４の形態の押し込み状態の説明図。 本発明を実施するための第４の形態の施工した状態の説明図。 本発明を実施するための第５の形態の工程図。 本発明を実施するための第５の形態の外蓋をさらに取り付けた状態の説明図。 本発明を実施するための第５の形態の施工した状態の説明図。 本発明を実施するための第６の形態の工程図。 本発明を実施するための第６の形態の押し込み状態の説明図。 本発明を実施するための第６の形態の繊維強化布袋の斜視図。 本発明を実施するための第６の形態の施工した状態の説明図。 本発明を実施するための第7の形態の工程図。 本発明を実施するための第７の形態の押し込み状態の説明図。 本発明を実施するための第７の形態の施工した状態の説明図。

以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図７に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は本発明の地中埋設配管の電気防食施工法で、この地中埋設配管の電気防食施工法１は弁室、共同溝あるいは水道橋等の鉄筋コンクリート構造物２を貫通する地中埋設配管３付近の鉄筋コンクリート壁４に、該鉄筋コンクリート構造物２の内部より電気防食用電極装置を挿入する挿入穴５を形成する挿入穴形成工程６と、この挿入穴形成工程６で形成された挿入穴５に先端部が円錐形状の電気防食用電極装置７を挿入し、該電気防食用電極装置７の後端部を押し圧手段８で押し圧して、先端部を土中９へ所定量押し込む押し込み工程１０と、この押し込み工程１０で先端部が土中９へ押し込まれた電気防食用電極装置７と前記地中埋設配管３とを接続して、該地中埋設配管３に防食電流を流入させる接続回路１１を形成する接続回路形成工程１２とで構成されている。

前記挿入穴形成工程６で形成する挿入穴５は、図２に示すように前記地中埋設配管３付近の鉄筋コンクリート壁４を、鉄筋探査機１３を使用して、鉄筋１４の配筋状態を測定し、鉄筋１４のない位置に小型、軽量なコアドリル１５等を使用して、鉄筋コンクリート構造物２の内部より鉄筋コンクリート壁４に挿入穴５を形成する。

なお、この挿入穴５は鉄筋１４、１４同志の間隔よりも小さく、前記電気防食用電極装置７が挿入できる大きさに設定されている。

前記電気防食用電極装置７は、図５ないし図７に示すように導電性を有し、かつ土圧に耐える、例えば鋼を用いた保護管１６と、この保護管１６の先端部を覆うように一体あるいは固定状態で取付けられた円錐形状の土中侵入部材１７と、前記保護管１６内に充填された、例えばコークス、黒鉛等のバックフィル１８と、このバックフィル１８内の中央部に埋設された、例えば、金属酸化物被覆チタン（ＭＭＯ）、白金めっきチタン、磁性酸化鉄、高珪素鋳鉄等の不溶解性の電極体１９と、前記保護管１６の後端部のフランジ部２０にパッキン２１を介して、複数本のボルト２２、２２、２２、２２で固定された、前記電極体１９に接続されたリード線２３の引き出し孔２４、この引き出し孔２４に取り付けられたシールコネクタおよびキャップ２５で閉じられる注入孔２６を有する閉塞部材２７と、この閉塞部材２７の注入孔２６より前記保護管１６の内部に充填され、電極体内部における電気的な接続部分を樹脂封止するための絶縁性樹脂２８と、前記保護管１６の前記挿入穴５と対応する部位である後端部の外周部に被覆されたゴムライニング、ポリウレタン樹脂ライニング等の電気絶縁材２９とで構成されている。

前記押し込み工程１０は図３に示すように、前記挿入穴５に前記電気防食用電極装置７の先端部を挿入し、該電気防食用電極装置７の後端部に土中９へ所定量突出させるための移動可能な押し圧用治具３０、該押し圧用治具３０を移動させる油圧シリンダ３１、この油圧シリンダ３１の駆動源となる作動油を供給する手動ポンプ３２とからなる押し圧手段８を用いて行なう。

挿入穴５に電気防食用電極装置７が押し込まれると、該挿入穴５に生じる隙間に止水材３３を充填して密封する。

前記接続回路形成工程１２は図４に示すように、前記鉄筋コンクリート構造物２内あるいは外部に設けた直流電源装置３４と、この直流電源装置３４のプラス極３５と前記電気防食用電極装置７のリード線２３、すなわちプラスリード線３６とで接続するプラスリード線接続と、前記直流電源装置３４のマイナス極３７と前記地中埋設配管３とをマイナスリード線３８で接続するマイナスリード線接続とで行なっている。

上記構成の地中埋設配管の電気防食施工法１は、狭い鉄筋コンクリート構造物２内で、小型、軽量のコアドリル１５等を使用して、鉄筋コンクリート壁４にだけ挿入穴５を形成し、掘削量を少なくして外部への搬出作業を楽にできるとともに、不溶解性の電極体１９を用いた電気防食用電極装置７を押し圧手段８で土中９へ容易に押し込み設置でき、その設置作業が容易にできる。

また、直流電源装置３４によって地中埋設配管３に防食電流を流入でき、地中埋設配管３の防食を図ることができる。

[発明を実施するための異なる形態]
次に、図８ないし図２６に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図８ないし図１０に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点はエアシリンダ３９と、このエアシリンダ３９にエアを供給する鉄筋コンクリート構造物２の外側に配置され、エア供給ホース４０で供給するエアコンプレッサ４１とを用いた押し圧手段８Ａを用いた点で、このような押し圧手段８Ａを用いて押し込み工程１０Ａを行なった地中埋設配管の電気防食施工法１Ａを行なっても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１１ないし図１３に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点はラックジャッキ４２と、このラックジャッキ４２を駆動させる鉄筋コンクリート構造物２の外側に配置された発電機４３よりの電気で駆動するモータ４４とを用いた押し圧手段８Ｂを用いた点で、このような押し圧手段８Ｂを用いて押し込み工程１０Ｂを行なった地中埋設配管の電気防食施工法１Ｂを行なっても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１４ないし図１６に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、先端部が角錐形状に形成された土中侵入部材１７Ａを保護管１６の先端部に一体あるいは固定状態で取付けた電気防食用電極装置７Ａを押し込み工程１０Ｃで用いた点で、このような電気防食用電極装置７Ａを用いた押し込み工程１０Ｃを用いた地中埋設配管の電気防食施工法１Ｃを行なっても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１７ないし図１９に示す本発明を実施するための第５の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、挿入穴５に生じる隙間に止水材３３を充填した後、この止水材３３および電気防食用電極装置７Ｂの後端部を覆うように外蓋を取付けた点で、このような外蓋をさらに取り付ける押し込み工程１０Ｄを行なった地中埋設配管の電気防食施工法１Ｄを行なっても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果の他に、遮水性をほぼ完全なものとすることができるという作用効果も得られる。なお、符号１７Ｂは土中侵入部材である。

図２０ないし図２３に示す本発明を実施するための第６の形態において、電気防食用電極装置７Ｃは地中埋設配管３と溶解性の電極体１９Ａとの電位差によって流れる微弱電流をこの溶解性の電極体１９Ａから地中に流れるようにした、土圧に耐える、繊維網を布でサンドイッチ状に挟んだ繊維強化布を縫合した繊維強化布袋と、この繊維強化布袋に収納されたベントナイト、石膏、硫酸ナトリウム等の各粉末を任意の割合で混合した混合物をバックフィル１８Ａと、このバックフィル１８Ａ内の中央部に心金４８と、この心金４８の両端部にそれぞれ設けて前記繊維強化布袋から突出するフランジ部材と、この一方のフランジ部材を介して固定状態で取付けられた、円錐形状の土中侵入部材１７と、前記心金４８の両端部を除く部位をマグネシウム陽極等で鋳包んだ溶解性の電極体１９Ａとで構成されている。そして、土中侵入部材１７は、鉄鋼、炭素繊維強化プラスチックまたはアラミド繊維強化プラスチックで製作されている。

なお、このような溶解性の電極体１９Ａを用いる場合、この溶解性の電極体１９Ａと地中埋設配管３の電位差を利用して微弱な電流を流すため、保護菅の代わりに繊維強化布袋を採用する必要がある。

押し込み工程１０Ｅでは、前記電気防食用電極装置７Ｃを挿入穴５に押し込んだ後、前記他方のフランジ部材にリード線を接続するとともに、挿入穴５に止水材を充填して密封し、さらに蓋を取り付ける。

接続回路形成工程１２Ａでは鉄筋コンクリート構造物２内あるいは外部に配置した接続箱４５で電気防食用電極装置７Ｃ、地中埋設配管３に接続されたリード線４６，４７を接続する接続回路１１Ａを形成している。

図２４ないし図２６に示す本発明を実施するための第７の形態において、前記本発明を実施するための第６の形態と主に異なる点は、バックフィル１８Ａと溶解性の電極体１９Ｂを繊維強化布袋に収容し、その繊維強化布袋の両端部にフランジ部材を設けて固定状態に２個連結した電気防食用電極装置７Ｄを用いて、押し込み工程１０Ｆを用いた地中埋設配管の電気防食施工法１Ｆを行なっても、前記本発明を実施するための第６の形態と同様な作用効果が得られる。なお、符号１７Ｂは土中侵入部材である。

本発明は鉄筋コンクリート構造物を貫通する地中埋設配管を電気防食したり、電気防食用電極装置を製造する産業で利用される。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ：地中埋設配線の電気防食施工法
２：鉄筋コンクリート構造物、 ３：地中埋設配管、
４：鉄筋コンクリート壁、 ５：挿入穴、
６：挿入穴形成工程、
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ：電気防食用電極装置、
８、８Ａ、８Ｂ：押し圧手段、 ９：土中、
１０、１０Ａ〜１０Ｆ：押し込み工程、
１１、１１Ａ：接続回路、
１２、１２Ａ：接続回路形成工程、
１３：鉄筋探査機、 １４：鉄筋、
１５：コアドリル、 １６：保護管、
１７、１７Ａ、１７Ｂ：土中侵入部材、
１８、１８Ａ：バックフィル、
１９、１９Ａ、１９Ｂ：電極体、 ２０：フランジ部、
２１：パッキン、 ２２：ボルト、
２３：リード線、 ２４：引き出し孔、
２５：キャップ、 ２６：注入孔、
２７：閉塞部材、 ２８：絶縁性樹脂、
２９：電気絶縁材、 ３０：押し圧治具、
３１：油圧シリンダ、 ３２：手動ポンプ、
３３：止水材、 ３４：直流電源装置、
３５：プラス極、 ３６：プラスリード線、
３７：マイナス極、 ３８：マイナスリード線、
３９：エアシリンダ、 ４０：エア供給ホース、
４１：コンプレッサ、 ４２：ラックジャッキ、
４３：発電機、 ４４：モータ、
４５：接続箱、 ４６、４７：リード線、
４８：心金。

Claims (6)

1. 鉄筋コンクリート構造物を貫通する地中埋設配管付近の鉄筋コンクリート壁に、該鉄筋コンクリート構造物の内部より電気防食用電極装置を挿入する挿入穴を形成する挿入穴形成工程と、この挿入穴形成工程で形成された挿入穴に先端部が円錐あるいは角錐形状の電気防食用電極装置を挿入し、該電気防食用電極装置の後端部を押し圧手段で押し圧して、先端部を土中へ所定量押し込む押し込み工程と、この押し込み工程で先端部が土中へ押し込まれた電気防食用電極装置と前記地中埋設配管とを接続して、該地中埋設配管に防食電流を流入させる接続回路を形成する接続回路形成工程とで構成され、前記押し圧手段は油圧シリンダ、エアシリンダまたはラックジャッキであり、土を掘削しないように施工することを特徴とする地中埋設配管の電気防食施工法。
2. 押し込み工程で使用される電気防食用電極装置は不溶解性の電極体を用いたものであり、接続回路形成工程の接続回路は直流電源装置と、この直流電源装置のプラス極と前記電気防食用電極装置とを接続するプラスリード線と、前記直流電源装置のマイナス極と地中埋設配管とを接続するマイナスリード線とで構成されたものが使用されていることを特徴とする請求項１記載の地中埋設配管の電気防食施工法。
3. 押し込み工程で使用される電気防食用電極装置は溶解性の電極体を用いたものであり、接続回路形成工程の接続回路は電気防食用電極装置に接続された電気防食用電極装置側のリード線と、地中埋設配管に接続された地中埋設配管側のリード線と、この地中埋設配管側のリード線と前記電気防食用電極装置側のリード線とを結線収納する接続箱とで構成されたものが使用されていることを特徴とする請求項１記載の地中埋設配管の電気防食施工法。
4. 保護管の先端部に円錐あるいは角錐形状の土中侵入部材を一体あるいは固定状態で設けた電気防食用電極装置において、該電気防食用電極装置は導電性を有し、かつ土圧に耐える保護管と、この保護管の先端部を覆うように一体あるいは固定状態で設けられた円錐あるいは角錐形状の土中侵入部材と、前記保護管内に充填されたバックフィルと、このバックフィル内に埋設された電極体と、前記保護管の後端部に設けられたフランジ部を覆う閉塞部材とで構成され、この閉塞部材は、該保護管の後端部に取り付けられ、前記電極体に接続されるリード線引き出し用の引き出し孔と、前記保護管の内部に充填される絶縁性樹脂充填用の注入孔とを有することを特徴とする電気防食用電極装置。
5. 前記保護管における土と接触しない部位は、電気絶縁材により被覆されていることを特徴とする請求項４に記載の電気防食用電極装置。
6. 電気防食用電極装置において、繊維強化布袋の先端部と円錐あるいは角錐形状の土中侵入部材との間にフランジ部材を設け、このフランジ部材を介して前記繊維強化布袋の先端部に前記土中侵入部材を固定状態で設けたことを特徴とする電気防食用電極装置。

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