JP6609609B2

JP6609609B2 - 円形水路の改修工法及び改修された円形水路

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Publication number: JP6609609B2
Application number: JP2017227564A
Authority: JP
Inventors: 佳顕山本
Original assignee: ケイコン株式会社
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-11-20
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: JP2019094741A

Description

本発明は、欠損が生じた円形水路の改修において、該円形水路の全体を取り替えることなく、既存の円形水路を設置したままの状態で改修することを目的とした円形水路の改修工法及びその改修工法によって改修された円形水路に関する。

円形水路は、昭和４５年以降、高速道路等の雨水を集水して排水する目的で設置されているが、施工後３０年以上となっているものも多く老朽化が顕著となっている。

車両による走行荷重の繰り返しやコンクリートの劣化等を主たる要因とし、特に円形水路の表面側の排水路として開口している弱い部分となっている水飲み口周辺を中心としてひび割れや陥没等の欠損が生じている。その他、地盤の沈下等を原因とする等様々な欠損が生じている。

その対策として、新しい円形水路に取り替えることや欠損の生じた円形水路部分を除去し、当該部分のみを新設の円形水路に取り替えたり、取り替えることなく欠損の生じた表面側のみを補強補修する等を行っている。

上記のように、円形水路を取り替えるには、既設の円形水路を破壊して除去し、当該箇所にプレキャスト製となる新しい円形水路を設置する作業を行う必要がある。

また、円形水路を取り替えることなく表面側の補強のみの補修にあっては、水飲み口となる排水口を設けた厚手の鉄板よりなる鋼製蓋を欠損の生じた表面側に取り付ける施工が主たるものであった。この鋼製蓋の取り付けは、該鋼製蓋をアンカーにより円形水路のコンクリート層に打ち込み固定している。

他方、下記する特許文献のように、円形水路の水飲み口とその下方の水路を固定手段として利用して鋼製板を表面側に取り付けることが知られている。

上記円形水路全体を取り替える場合は、該円形水路の破壊やクレーンによる吊り上げ撤去を行い、整地後、新しい円形水路を設置する等の多くの工程を必要とし、その間、当該領域の車両交通をストップさせて行わなければならず、交通量の少ない夜間等での施工が強いられ、過酷な条件の下での施工方法となっていた。

また、鋼製蓋等の補強材を使用しての補修は、既存の円形水路にアンカーを打ち込んで取り付ける等の仮設的なものであり、恒久的な対策にはなっていなかった。更に、円形水路全体が不等沈下している等の場合には、水路の円滑な傾斜を確保することができず、抜本的な補修対策にはならなかった。

特開２０１２−２４１５０９号公報

本発明は、円形水路に生じた様々な欠損の改修において、該円形水路全体を取り替えることなく、既存の円形水路を改修することによって当該欠損を補修することを目的とするものである。

本発明は、欠損の生じた既存の円形水路の上方部を少なくとも水路部の幅と水路部の略中心位置までの深さを有して長手方向にわたって除去して空洞部を設け、該空洞部より水路部の底部上に該水路部の湾曲面に沿った大きさの断面円形状の長尺の合成樹脂管を入れ込み、該合成樹脂管を長手方向の所定間隔毎に設けた集水桝間にわたって設置固定し、該合成樹脂管の上方部となる空洞部にコンクリート層を設けてなる円形水路の改修工法を特徴とする。

また、空洞部は、既存の円形水路の上方部を、該水路部の最大寸法幅より大きな寸法となるように左右両側壁の外側面側にずらした幅とし、深さは、該水路部の略中心位置までとし、当該部分を除去した部分としてなる円形水路の改修工法を特徴とする。

更に、水路部と合成樹脂管との間に砂又はモルタルを詰めて両者を固定してなる円形水路の改修工法を特徴とする。

また、コンクリート層は、鉄筋、メッシュ筋又は鉄筋篭により補強した現場打ち打設コンクリートとした円形水路の改修工法を特徴とする。

更に、コンクリート層は、空洞部に嵌入することのできる大きさのプレキャスト版とした円形水路の改修工法を特徴とする。

また、コンクリート層の上面部上に、左右側壁部の上端部に跨ってプレキャスト製鍔部付仮設蓋又は縞鋼板製仮設蓋を設置してなる円形水路の改修工法を特徴とする。

更に、コンクリート層の上面部に溝を設け、道路からの雨水の排水路としてなる円形水路の改修工法を特徴とする。

また、排水路に、合成樹脂管と連通する縦方向の排水口を設けてなる円形水路の改修工法を特徴とする。

更に、既存の円形水路の上方部が除去された水路部の底部上に該水路部の湾曲面に沿った大きさの断面形状を有する長尺の合成樹脂管を集水桝間にわたって設け、該合成樹脂管の上方部を道路からの雨水の排水路及び該排水路に所定間隔毎に設けた該合成樹脂管の切欠部と連通する排水口を設けたコンクリート層により被覆してなる円形水路を特徴とする。

欠損が生じた円形水路の改修において、該円形水路を取り替えることなく、欠損が生じた既存の円形水路の上方部のみを切断除去し、当該部分及び水路部等を補修することで改修することができ、これにより施工期間を短縮することができ、車両交通の開放を早期に行うことが可能となった。

欠損の生じた円形水路の区間の上方部のみを、カッターにより上方側から縦方向にコンクリートを切断することで欠損部分を除去することができ、除去後に当該部分の工事を上方側から行うことができるので改修施工が容易となった。

また、既存の円形水路を残したままで欠損部分が生じた区間の上方部のみを撤去することになるので廃棄物が少なく、環境にやさしい施工を行うことが可能となった。

（ａ）欠損が生じた既存部分の切断位置を示す円形水路の断面図、（ｂ）同既存部分の一部を切断除去し、水路部に合成樹脂管を間挿材により固定した断面図。（ａ）合成樹脂管の連結部となる集水桝部の斜視図、（ｂ）同連結部の正面図。（ａ）空洞部のコンクリート層を示す斜視図、（ｂ）コンクリート層の補強部材の斜視図、（ｃ）プレキャスト部材よりなるコンクリート層の斜視図。既存の円形水路が沈下している場合の施工方法を示す断面図。（ａ）コンクリート層に設けた排水口位置を示す斜視図、（ｂ）同位置の円形水路の断面図。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）排水路のいくつかの態様を示す断面図。（ａ）円形水路の既存部分の切断位置を示す他の実施例の断面図、（ｂ）同既存部分の一部を切断除去し、除去された空洞部及び水路部に合成樹脂管及びコンクリート層を設けた断面図。（ａ）改修された円形水路のコンクリート層の上方部に仮設蓋を設けた他の実施例の断面図、（ｂ）仮設蓋の斜視図。コンクリート層の上方部にプレキャスト製新設排水路版を載置した断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

道路の雨水を集めて排水する手段として設置された円形水路１は、長年の車両による走行荷重の繰り返し或いはコンクリートの劣化等に伴って欠損部Ａが、特に該円形水路１の弱い部分となっている水飲み口２周辺等、表面側に集中して生じている。

該水飲み口２は、水路部３の上方に位置しており、水路部３への雨水排水のための開口部を形成しているため及び該水路部３の上方部が左右側壁からの片持ち梁として突出した形状で、その内側が空洞となっているため、欠損し易い箇所となっている。

従来、当該部分の補修にあっては、前記したように、当該部分のみの補修や補強で対応していたが、その改修方法は恒久的なものではなく暫定的なものにすぎず、短期間で当該箇所の欠損が再発する可能性があった。

図１（ａ）は、欠損部Ａが生じた円形水路１の短手方向の断面図を示しているが、欠損部が生じた水飲み口２の周辺を含み、図１（ａ）の点線で示すように、水路部３の直径に相当する幅をもって長手方向に上方から該水路部３の中心位置に至る深さまでカッターによりコンクリートを切断する。

上記切断により、図１（ｂ）に示すように、円形水路１の上方部には断面Ｕ字形状の長手方向に延設した空洞部４が形成されることになる。該空洞部４の底部に、水路部３の直径よりやや小さめの直径を有するＦＲＰ製等の強化した合成樹脂管５を配設する。該合成樹脂管５は、例えば、水路部３の直径が３００ｍｍφの場合、２５０ｍｍφ程のものを使用する。その厚みは６〜９ｍｍ程のものが良好である。

該合成樹脂管５は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、集水桝部６間にわたって長手方向に延長した管とする。該集水桝部６は、所定間隔毎に設置することになるので、円形水路１の改修にあたっては、欠損の生じた箇所を含めて集水桝部６間の水路部３の上方部を該水路部３の最大径となる幅で長手方向にわたって切断除去し、当該箇所を該合成樹脂管５の連結箇所とする。その前方側に欠損がない場合は、当該箇所を改修の終端部とする。

集水桝部６は、図２（ｂ）に示すように、ＦＲＰ製等の材料で製造した上方と下方に開口部を設けた桝で、雨水を集水し合成樹脂管５に導入できるようにしている。該集水桝部６は、円形水路１の改修領域において、例えば、高圧洗浄が可能な長さとなる１０ｍ毎に設けるようにする。該集水桝部６の長手方向の長さは適宜長さとすることができるが、例えば、３００〜４００ｍｍとする。該集水桝部６において、該合成樹脂管５相互を連結するためのソケット管７を使用し、該合成樹脂管５を嵌合させて当該部分において連結している。該合成樹脂管５とソケット管７、集水桝部６とソケット管７とは接着剤等により一体となるように固定している。

集水桝部６の上方部６となる開口部にはグレーティング等の雨水の通過機能の有る蓋部８を円形水路１の天端部と面一となるように設置し、道路の雨水が合成樹脂管５内へと導入できるようにしている。

他方、既存の桝部分は、水路部となる内側を上記合成樹脂管５が通過するようにし、上方側を埋設等して処理することができる。

該合成樹脂管５は、既存の水路部３との間に生じた空間部に砂を水じめした材料やモルタル等の間挿材９を詰め込み固定する。

水路部３に合成樹脂管５を設置し間挿材９を詰めた後の上方の空洞部４には、図３（ａ）に示すように、コンクリート層１０を形成する。コンクリート層１０としてコンクリートを打設する場合は、空洞となった上方部の強度を維持するために、図３（ｂ）に示すように、鉄筋、メッシュ筋、鉄筋篭等のような補強部材１１を埋設して打設し、該合成樹脂管５に上方からの車両の走行荷重等の圧力がかからないように構築物の梁に相当する役割を達成できるような図３（ｃ）に示すコンクリート層１０とする。

また、予め工場等においてプレキャスト部材として形成し、それをコンクリート層１０とする場合は、空洞部４の上方に嵌入し、モルタル等により円形水路１と一体化となるように付着強度を持たせるようにする。

上記円形水路１の空洞部４と新設することになるコンクリート層１０との間には相互の付着力を強化するために接着力を有する付着層１２を設けることで両者間の一体化を良好なものとさせることができる。

また、図４に示すように、円形水路１の全体が沈下している場合、水路部３となる底側に沈下寸法Ｈに相当する厚さで間挿材９を厚く敷設し、その上に合成樹脂管５を設置することで該水路部３の高さ調整をすることができる。また、コンクリート層１０は、その上部の両縁部側が円形水路１の左右両側壁の天端部１３上に乗る高さＨを有する嵩上げ部１４とする。従って、嵩上げ高さＨは沈下に相当する厚さ寸法分となる。これにより沈下に相当する寸法分を上昇させた水路を形成することができる。不等沈下により上下に波形となっている天端部１３であっても当該箇所の沈下寸法Ｈに対応する高さ調整をすることができる。更に、左右両側壁の天端部１３側に跨るようにしてメッシュ筋等の補強筋１５を介して嵩上げ部１４の補強をすることができる。

上記コンクリート層１０により、従来存在していた長手方向に連続する水飲み口が閉塞されることになるので、道路からの雨水を排出するために、図２（ａ）に示す集水桝部６の他に、図５（ａ）に示すように、コンクリート層１０の長手方向の所定間隔毎に水飲み口の役割をする排水口１６を形成する。該排水口１６の形成は、合成樹脂管５に該排水口１６の形状に合ったパイプを予め取り付けておきコンクリートを打設する工法や、コンクリートの硬化後にコアカッター等で穴を開ける工法等を採用することができる。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、コンクリート層１０の表面側の長手方向に連続して形成した溝状の排水路１７を設けることで該排水口１６へ雨水を誘導する通路とし、更に、該排水口１６と合成樹脂管５の切欠部１８とを連通することで道路からの雨水は該排水口１６から該合成樹脂管５へと流下することになる。

上記排水路１７は、図６（ａ）に示す断面湾曲状１７ａのもの、（ｂ）に示す断面溝型形状１７ｂのもの、（ｃ）に示す断面小溝型形状１７ｃのもの等様々な断面形状のものを採用することができる。

また、コンクリート層１０の表面側を円形水路１の左右側壁部の上端部の高さより低く抑えて予め段差部を形成しておき、該段差部の段差に相当する厚さの排水口１６を形成したプレキャストコンクリート版を該段差部に嵌め込む工法を採用することができる。

上記実施例１のように、空洞部４に載置した合成樹脂管５上にコンクリート層１０を形成するとなると、該合成樹脂管５に上方側から負荷が生じるおそれがある。そこで、図７（ａ）に示すように、水路部３の直径より大きくなる寸法幅Ｗをもって空洞部４を形成する。該空洞部４は、切断部（点線で示す）を左右側壁の外側面側にずらした位置とし、縦方向に水路部３の中心位置まで切断し、切断した内側となる左右両側壁を、矢印のように各々水飲み口２となる内側に倒すことで広幅寸法のものとして形成することができる。

例えば、図７（ｂ）に示すように、左右側壁を３０ｍｍ程厚く切断することで、当該厚く切断した部分が左右側壁側の切断上面部１９となりコンクリート層１０を載置させる部分とすることができる。それによりコンクリート層１０に作用する車両の走行荷重等の圧力Ｐを該切断上面部１９を通じて円形水路１に分担させることが可能となる。

上記実施例１、２で示すように、空洞部４に合成樹脂管５を設置後、コンクリート層１０を形成するためにコンクリートを打設する工法の場合、該コンクリートが硬化するまでの間、当該箇所は車両の走行が不可能となる。工事の施工現場は、一刻も早く交通開放することが求められており、本実施例は、そのための工法である。

図８（ａ）に示すように、空洞部４へのコンクリート層１０の打設の上面部の位置を左右側壁部の高さより低く押えて段差部２０を形成しておく。該段差部２０には図８（ｂ）に示すＴ形状の仮設蓋２１を設置する。該仮設蓋２１の裏面側の凸部２２をコンクリート層１０の段差部２０となる凹部に嵌入させ、左右の縁部側の鍔部２３を円形水路１の左右側壁部の上端部２４に載置して設置することになる。

該仮設蓋２１は、鉄筋等により補強し、左右の端部にアングル材等の補強部材２５を設けて補強したプレキャストコンクリート版とし、側壁部の上端部２４で支持させることで硬化前のコンクリート層１０に上方側からの圧力をかけることなく車両開放に対応できる強度を得ることができる。また、プレキャストコンクリート版の場合は鉄筋等の補強材を埋設する必要が生じるため部材が厚くなるので、下面をアングル材等で補強した縞鋼板製の仮設蓋２１とすることもできる。

上記実施例同様、該仮設蓋２１の長手方向の所定間隔毎に予め排水口２６を設けておくことで道路からの雨水の排出が可能となる。

コンクリート層１０の硬化後、該仮設蓋２１を取り除き、図９に示すように、当該箇所に排水口２７を設けたプレキャスト製の新設排水路版２８をその上面部が左右の側壁部の上端部２４と面一となるように設置する。該新設排水路版２８は、図７で示した様々な形状の排水路及び排水口を採用することで道路の雨水を合成樹脂管５へ導入することができる。

１円形水路
２水飲み口
３水路部
４空洞部
５合成樹脂管
６集水桝部
７ソケット管
８蓋部
９間挿材
１０コンクリート層
１１補強部材
１２付着層
１３天端部
１４嵩上げ部
１５補強筋
１６、２６、２７排水口
１７排水路
１８切欠部
１９切断上面部
２０段差部
２１仮設蓋
２２凸部
２３鍔部
２４左右側壁部の上端部
２５補強部材
２８新設排水路版

Claims

欠損の生じた既存の円形水路の上方部を少なくとも水路部の幅と水路部の略中心位置までの深さを有して長手方向にわたって除去して空洞部を設け、該空洞部より水路部の底部上に該水路部の湾曲面に沿った大きさの断面円形状の長尺の合成樹脂管を入れ込み、該合成樹脂管を長手方向の所定間隔毎に設けた集水桝間にわたって設置固定し、該合成樹脂管の上方部となる空洞部にコンクリート層を設けてなることを特徴とする円形水路の改修工法。
空洞部は、既存の円形水路の上方部を、該水路部の最大寸法幅より大きな寸法となるように左右両側壁の外側面側にずらした幅とし、深さは、該水路部の略中心位置までとし、当該部分を除去した部分としてなることを特徴とする請求項１記載の円形水路の改修工法。
水路部と合成樹脂管との間に砂又はモルタルを詰めて両者を固定してなることを特徴とする請求項１又は２記載の円形水路の改修工法。
コンクリート層は、鉄筋、メッシュ筋又は鉄筋篭により補強した現場打ち打設コンクリートとしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の円形水路の改修工法。
コンクリート層は、空洞部に嵌入することのできる大きさのプレキャスト版としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の円形水路の改修工法。
コンクリート層の上面部上に、左右側壁部の上端部に跨ってプレキャスト製鍔部付仮設蓋又は縞鋼板製仮設蓋を設置してなることを特徴とする請求項４又は５記載の円形水路の改修工法。
コンクリート層の上面部に溝を設け、道路からの雨水の排水路としてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の円形水路の改修工法。
排水路に、合成樹脂管と連通する縦方向の排水口を設けてなることを特徴とする請求項７記載の円形水路の改修工法。
既存の円形水路の上方部が除去された水路部の底部上に該水路部の湾曲面に沿った大きさの断面形状を有する長尺の合成樹脂管を集水桝間にわたって設け、該合成樹脂管の上方部を道路からの雨水の排水路及び該排水路に所定間隔毎に設けた該合成樹脂管の切欠部と連通する排水口を設けたコンクリート層により被覆してなることを特徴とする改修された円形水路。