JP6400424B2

JP6400424B2 - 作業函及び作業函の止水方法

Info

Publication number: JP6400424B2
Application number: JP2014209311A
Authority: JP
Inventors: 三浦　成久; 成久三浦; 山下　徹; 徹山下
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: JP2016079591A

Description

本発明は、作業函及び作業函の止水方法に関する。

水中で既設の構造物に対して補修や補強などを実施するための技術の一例として、特許文献１には、構造物の全周を作業函で仮締切することによって、構造物の周囲に乾燥した作業空間を形成することが記載されている。

特開２００８−１７５０５９号公報

ところが、構造物の全周を仮締切することができない場合がある。このような構造物の一例として、水門の堰柱の場合について説明する。図１は、水門９の平面図であり、図２は、図１の矢視Iにおける側面図である。水底には、フーチングコンクリート１が設けられており、その上に堰柱２が定められた間隔で形成されている。堰柱２には、隣り合う堰柱２と堰柱２の間に設けられた門扉３を上下方向に滑動させて開閉させる開閉機構４が設けられている。この構造の場合、水門９の供用中は、堰柱２の全周を取り囲む作業函（図１の破線参照）は設置することができない。そこで、図３に示すように、側面に開口部５を有する作業函６を作製し、開口部５に堰柱２が収容されるように台船７で作業函６を移動させ、堰柱２の周囲を部分的に仮締切することが考えられる。この場合、開口部５の端部が堰柱２に接触して堰柱２が損傷することを防ぐために、開口部５の幅を堰柱２の幅よりも広くすることが必要であるが、開口部５の端部と堰柱２との隙間の止水が困難になるという問題がある。
そこで、本発明は、構造物の一部を作業函で取り囲んで作業空間を形成する場合に容易に止水することのできる技術を提供する。

本発明は、構造物の一部を取り囲んで作業空間を形成する作業函において、前記構造物に取り付く上下方向に延びる端部において前記作業空間に近くなるほど前記構造物に近づくように傾斜した第１傾斜面と、楔形の第１止水パッキンとを備えることを特徴とする作業函を提供する。
上記の構成において、前記第１止水パッキンにおいて前記構造物に接する側に発泡ゴムが設けられていてもよい。
上記の構成において、前記第１止水パッキンには、前記作業空間に近くなるほど水底に近づくように傾斜した第２傾斜面が設けられており、前記第２傾斜面に接する上面と水底に接する底面とを有する楔形の第２止水パッキンを備えていてもよい。
上記の構成において、前記第１止水パッキンと前記第２止水パッキンの少なくとも一方は略凹字状の断面形状であってもよい。
上記の構成において、前記構造物に取り付く上下方向に延びる端部において水底に近づくほど前記作業空間から遠ざかるように傾斜した第３傾斜面を有していてもよい。
また、本発明は、上記のいずれの作業函の止水方法であって、前記第１止水パッキンを前記第１傾斜面に沿って前記作業空間に近づく方向に移動させ、前記作業空間からの排水を行って前記第１止水パッキンに水平方向に加わる水圧を作用させて止水を行うことを特徴とする作業函の止水方法を提供する。

本発明によれば、構造物の一部を作業函で取り囲んで作業空間を形成する場合に容易に止水することができる。

水門の平面図。図１の矢視Iにおける側面図。側面に開口部５を有する作業函６を示す図。作業函３０による仮締切が完了した状態を示す平面図。作業函３０を示す図。第１止水パッキン１０を示す図。第２止水パッキン２０を示す図。第１止水パッキン１０が設置される様子を示す図。第２止水パッキン２０が設置される様子を示す図。作業函４０の堰柱２に取り付く上下方向に延びる端部を示す図。第２止水パッキン５０を示す図。第２止水パッキン５０が設置される様子を示す図。

＜第１実施形態＞
本発明を実施するための形態の一例について説明する。本実施形態において補修や補強の対象として想定する構造物は、前述した水門９の堰柱２である（図１、図２参照）。
図４は、作業函３０による仮締切が完了した状態を示す平面図である。以下の説明では、同図に示した矢印IIの方向を正面とする。図５は、作業函３０を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が右側面図、（ｄ）が背面図である。

作業函３０は、堰柱２の一部を取り囲んで作業空間を形成するための構造体である。以下の説明では、作業函３０の外側の空間を外部空間という。作業函３０は、平面視において、矩形の一辺の中央部を切り欠いた形状となっており、この切り欠かれた部分（以下、開口部３１という。）に堰柱２が収容される。作業函３０は、堰柱２に取り付く上下方向に延びる端部において作業空間に近くなるほど堰柱２に近づくように傾斜した第１傾斜面３２を備える。つまり、第１傾斜面３２の作業空間側の端部と堰柱２との距離は、第１傾斜面３２の外部空間側の端部と堰柱２との距離よりも小さい。また、第１傾斜面３２と堰柱２との接触が避けられるように、開口部３１の幅は堰柱２の幅よりも広くなっている。

作業函３０は、中空構造であり、その内部空間の注水・排水を行うための注排水口が設けられている（図示省略）。中空構造の内部空間が排水されると作業函３０は水に浮き、内部空間に注水されると作業函３０は水中に沈む。第１傾斜面３２と堰柱２との隙間は、第１止水パッキン１０及び第２止水パッキン２０により止水される。

図６は、第１止水パッキン１０を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｃ）が正面図、（ｂ）が左側面図、（ｄ）が右側面図、（ｅ）が背面図、（ｆ）が底面図である。同図は、図４に示す右側の第１止水パッキン１０を示す。左側の第１止水パッキン１０は、開口部３１の中央を対称軸として右側の第１止水パッキン１０を左右反転した構成となっている。図６（ａ）、（ｆ）に示すとおり、第１止水パッキン１０は、概ね楔形に形成されている。この楔の角度は、堰柱２と作業函３０の第１傾斜面３２とのなす角度にほぼ等しい。図６において、第１止水パッキン１０の左側面１１が堰柱２に接し、右側面１６が第１傾斜面３２に接する。第１止水パッキン１０の堰柱２に接する側（左側面１１）には発泡ゴム１１ａが設けられている。

第１止水パッキン１０の下端には、作業空間に近くなるほど水底に近づくように傾斜した第２傾斜面１２が設けられている。つまり、第２傾斜面１２の作業空間側の端部と水底との距離は、第２傾斜面１２の外部空間側の端部と水底との距離よりも小さい。図６（ａ）、（ｅ）、（ｆ）に示すとおり、第１止水パッキン１０の背面１３には上下方向に延びる凹部１４が形成されており、平面視において略凹字状の断面形状となっている。

図７は、第２止水パッキン２０を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｃ）が正面図、（ｂ）が左側面図、（ｄ）が右側面図、（ｅ）が背面図、（ｆ）が底面図である。同図は、図４に示す右側の第２止水パッキン２０を示す。左側の第２止水パッキン２０は、開口部３１の中央を対称軸として右側の第２止水パッキン２０を左右反転した構成となっている。図７（ａ）、（ｆ）に示すとおり、第２止水パッキン２０は、平面視において概ね楔形に形成されている。この楔の角度は、堰柱２と作業函３０の第１傾斜面３２とのなす角度にほぼ等しい。図７において、第２止水パッキン２０の左側面２１が堰柱２に接し、右側面２６が第１傾斜面３２に接する。

図７（ｂ）、（ｄ）に示すとおり、第２止水パッキン２０は、側面視においても概ね楔形に形成されている。この楔の角度は、水底と第１止水パッキン１０の第２傾斜面１２とのなす角度にほぼ等しい。図７において、第２止水パッキン２０の底面２２が水底に接し、上面２７が第２傾斜面１２に接する。図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すとおり、第２止水パッキン２０の背面２３には左右方向に延びる凹部２４が形成されており、側面視において略凹字状の断面形状となっている。

図８は、第１止水パッキン１０が設置される様子を示す図であり、（ａ）は第１止水パッキン１０の設置前の状態を示し、（ｂ）は設置後の状態を示す。第１止水パッキン１０の正面１５には、例えばアイボルトなどの金具（図示省略）が設けられ、この金具にロープの一端がつながれ、水底に固定されたチェーンブロックによって潜水士がロープを引っ張ることによって第１止水パッキン１０を第１傾斜面３２に沿って作業空間に近づく方向に移動させる。こうして、図８（ｂ）に示すように堰柱２と第１傾斜面３２との間に第１止水パッキン１０が引き込まれる。

図９は、第２止水パッキン２０が設置される様子を示す図であり、（ａ）は第２止水パッキン２０の設置前の状態を示し、（ｂ）は設置後の状態を示す。図９（ａ）に示すように、第１止水パッキン１０は、第２傾斜面１２と水底との間に第２止水パッキン２０を嵌め込むための空間が確保されるように、第２傾斜面１２を水底から離した状態で設置される。

第２止水パッキン２０の正面２５には、例えばアイボルトなどの金具（図示省略）が設けられ、この金具にロープの一端がつながれ、水底に固定されたチェーンブロックによって潜水士がロープを引っ張ることによって第２止水パッキン２０を水底に沿って作業空間に近づく方向に移動させる。こうして、図９（ｂ）に示すように水底と第２傾斜面１２との間に第２止水パッキン２０が引き込まれる。

第１止水パッキン１０及び第２止水パッキン２０が設置されたならば、作業空間側の水をポンプで排水する。排水が完了すると、図８（ｂ）、図９（ｂ）の矢印で示すように、第１止水パッキン１０の背面１３及び第２止水パッキン２０の背面２３に水圧が作用する。第１止水パッキン１０の背面１３に水平方向に水圧が作用することにより、堰柱２と第１傾斜面３２との隙間に第１止水パッキン１０が押し込まれる。また、第１止水パッキン１０の背面１３には上下方向に延びる凹部１４が形成されているから、第１止水パッキン１０を堰柱２と第１傾斜面３２に押し付ける方向にも水圧が作用する。また、第１止水パッキン１０の堰柱２に接する側では、堰柱２の表面の凹凸に応じて発泡ゴム１１ａが変形するから、堰柱２の表面に不陸がある場合でも第１止水パッキン１０が堰柱２に密着する。一方、第２止水パッキン２０の背面２３においては、水平方向に水圧が作用することにより、水底と第２傾斜面１２との間に第２止水パッキン２０が押し込まれる。また、凹部２４においては、第２止水パッキン２０を水底と第２傾斜面１２に押し付ける方向に水圧が作用する。このようにして、堰柱２と作業函３０との隙間が確実に止水される。

なお、第１止水パッキン１０の堰柱２に接する側が水底に接するように向きを変えて用いることで、第１止水パッキン１０を第２止水パッキン２０として流用することが可能である。

＜第２実施形態＞
図１０は、作業函４０の堰柱２に取り付く上下方向に延びる端部を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｄ）が正面図、（ｃ）が左側面図、（ｂ）が背面図、（ｅ）が底面図である。同図は、作業函４０の右側の端部を示す。左側の端部は、開口部３１の中央を対称軸として右側の端部を左右反転した構成となっている。作業函４０は、第１実施形態と同様の第１傾斜面４２に加えて、堰柱２に取り付く上下方向に延びる端部において水底に近づくほど作業空間から遠ざかるように傾斜した第３傾斜面４３を有する。換言すると、第３傾斜面４３は、水底に近づくほど堰柱２に近づくように傾斜している。そのため、堰柱２と第３傾斜面４３との隙間は、水底に近づくほど狭くなっている。

図１１は、第２止水パッキン５０を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｃ）が正面図、（ｂ）が左側面図、（ｄ）が右側面図、（ｅ）が背面図、（ｆ）が底面図である。同図は、右側の第２止水パッキン５０を示す。左側の第２止水パッキン５０は、開口部３１の中央を対称軸として右側の第２止水パッキン５０を左右反転した構成となっている。第２止水パッキン５０は、概ね、第１止水パッキン１０と同様の断面形状を有する部材を作業空間側に傾けた形状となっている。そのため、第２止水パッキン５０は、水底に近づくほど作業空間から遠ざかるように傾斜している。図１１において、第２止水パッキン５０の左側面５１が堰柱２に接し、右側面５６が作業函４０の第３傾斜面４３に接する。第２止水パッキン５０の底面５２が水底に接し、上面５７が第１止水パッキン１０の第２傾斜面１２に接する。第２止水パッキン５０の堰柱２に接する側（左側面５１）には発泡ゴム５１ａが設けられている。

図１２は、第２止水パッキン５０が設置される様子を示す図であり、（ａ）は第２止水パッキン５０の設置前の状態を示し、（ｂ）は設置後の状態を示す。図９（ａ）に示すように、第１止水パッキン１０は、第２傾斜面１２と水底との間に第２止水パッキン５０を嵌め込むための空間が確保されるように、第２傾斜面１２を水底から離した状態で設置される。

第２止水パッキン５０の正面５５には、例えばアイボルトなどの金具（図示省略）が設けられ、この金具にロープの一端がつながれ、水底に固定されたチェーンブロックによって潜水士がロープを引っ張ることによって第２止水パッキン５０を水底に沿って作業空間に近づく方向に移動させる。こうして、図１２（ｂ）に示すように水底と第２傾斜面１２との間に第２止水パッキン５０が引き込まれる。

第１止水パッキン１０及び第２止水パッキン５０が設置されたならば、作業空間側の水をポンプで排水する。排水が完了すると、図１２（ｂ）の矢印で示すように、第１止水パッキン１０の背面１３及び第２止水パッキン５０の背面５３に水圧が作用する。第１止水パッキン１０の背面１３に水平方向に水圧が作用することにより、堰柱２と第１傾斜面４２との隙間に第１止水パッキン１０が押し込まれる。また、第１止水パッキン１０の背面１３には上下方向に延びる凹部１４が形成されているから、第１止水パッキン１０を堰柱２と第１傾斜面４２に押し付ける方向にも水圧が作用する。また、第１止水パッキン１０の堰柱２に接する側では、堰柱２の表面の凹凸に応じて発泡ゴム１１ａが変形するから、堰柱２の表面に不陸がある場合でも第１止水パッキン１０が堰柱２に密着する。一方、第２止水パッキン５０の背面５３は、水底に近づくほど作業空間から遠ざかるように傾斜しているため、背面５３に斜め下向きに作用する水圧によって、堰柱２と第３傾斜面４３との隙間に第２止水パッキン５０が押し込まれるとともに、第２止水パッキン５０が水底と第２傾斜面１２に押し付けられる。また、第２止水パッキン５０の背面５３には上下方向に延びる凹部５４が形成されているから、第２止水パッキン５０を堰柱２と第３傾斜面４３に押し付ける方向にも水圧が作用する。このようにして、堰柱２と作業函４０との隙間が確実に止水される。

＜変形例＞
上記の実施形態を以下のように変形してもよい。また、複数の変形例を組み合わせてもよい。
第１止水パッキン１０に発泡ゴム１１ａが設けられていなくてもよい。
第２止水パッキン５０に発泡ゴム５１ａが設けられていなくてもよい。
第１止水パッキン１０に凹部１４が設けられていなくてもよい。
第２止水パッキン２０に凹部２４が設けられていなくてもよい。
第２止水パッキン５０に凹部５４が設けられていなくてもよい。
第１止水パッキン１０と第２止水パッキン５０が一体に構成されていてもよい。例えば、第１止水パッキン１０の第２傾斜面１２と第２止水パッキン５０の上面５７が接着や溶着などにより接続されていてもよい。

１フーチングコンクリート、２堰柱、３門扉、４開閉機構、５開口部、６作業函、７台船、１０第１止水パッキン、２０第２止水パッキン、３０作業函、４０作業函、５０第２止水パッキン

Claims

側面に開口部を有する作業函であって、
平面視において、前記開口部を通って構造物の一部が収容され、
前記作業函と前記構造物とで取り囲まれた作業空間が形成された状態で、
前記構造物に取り付く上下方向に延びる前記作業函の端部が、前記作業空間の内側が狭く、外側が広くなるように傾斜した第１傾斜面と、
前記構造物と前記第１傾斜面との隙間に設けられた楔形の第１止水パッキンと
を備えることを特徴とする作業函。
前記作業函が水底に設置された状態において、前記第１止水パッキンは前記水底に接さず、
側面視において、前記第１止水パッキンの下端には、前記作業空間に近くなるほど前記水底に近づくように傾斜した第２傾斜面が設けられており、
前記第２傾斜面に接する上面と前記水底に接する底面とを有し、前記第１止水パッキンと前記水底との間に嵌め込まれる楔形の第２止水パッキンを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の作業函。
前記構造物に取り付く上下方向に延びる前記作業函の端部が、
前記第１傾斜面の前記水底側において前記作業空間から遠ざかるほど前記水底に近づくように傾斜した第３傾斜面を有し、
前記第２止水パッキンの側面は、前記第３傾斜面に接する
ことを特徴とする請求項２に記載の作業函。
前記第２止水パッキンは略凹字状の断面形状である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の作業函。
前記第１止水パッキンは略凹字状の断面形状である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業函。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業函の止水方法であって、
前記第１止水パッキンを前記第１傾斜面に沿って前記作業空間に近づく方向に移動させ、
前記作業空間からの排水を行って前記第１止水パッキンに水平方向に加わる水圧を作用させて止水を行う
ことを特徴とする作業函の止水方法。