JP7257263B2 - 遮水装置及び遮水方法 - Google Patents

Description

本発明は、遮水装置及び遮水方法に関する。

水力発電所では、ケーシング内に配置された水車を回転させることで発電しており、ケーシングに流入させた水は放水路を通じて河川に排出される。水車等の各設備を点検する際には、放水路を遮水し、内部を水抜きしてから行われる。

このような放水路などの水路を遮水する場合、一般的に、水路の両壁に刻まれたガイド溝に遮水材をはめて遮水する角落とし方法がなされる（例えば、特許文献１～６）。

また、水路に水が存在している状況での遮水材の設置作業時に、遮水材が水による浮力で浮き上がらないよう、遮水材の比重を１より大きくすべく、遮水材に錘等の重量物を内蔵する手法（例えば、特許文献１、３）、遮水材の内部に水を流入させる手法（例えば、特許文献２）など、種々の手法がとられる。

特開平９－２５６３４８号公報 特開２００１－２４１０２９号公報 特開２００２－２０１６２８号公報 特開２００６－２９９６６６号公報 特開２０１４－０３７７２６号公報 実開平５－３０２２６号公報

特許文献１～６の方法は、ガイド溝を必要とするので、ガイド溝が土砂で埋もれた場合やガイド溝がない箇所では使用することができない。また、遮水材が浮力を受けて浮き上がることを抑えるべく、遮水材への錘の内蔵など、遮水材の重量が増すと作業性の悪化をきたす。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水路の両壁にガイド溝がない箇所においても水路の遮水を可能にすることができるとともに、遮水材が水中で浮力を受けても作業性のよい遮水装置及び遮水方法を提供することにある。

本発明の第1の観点に係る遮水装置は、
水路に設置される支持ポールと、
水路に積層される複数の遮水材と、
前記遮水材を積層する際に用いられる組立用治具と、を備え、
前記組立用治具は、前記支持ポールが挿入される穴が形成され、前記穴を介して前記支持ポールに回転可能且つ前記支持ポールの長手方向に移動可能に取り付けられる取付部と、前記取付部から直接又は間接的に突出し、前記遮水材を押さえる押さえ板部と、を有し、
前記組立用治具は、前記押さえ板部が前記取付部から直接又は間接的に屈曲して突出しているとともに、前記押さえ板部と前記取付部との角度を調整する角度調整機構と、前記押さえ板部と前記取付部との角度を固定する固定機構と、を有する、
ことを特徴とする。

また、前記遮水材に貫通穴が形成されており、前記貫通穴に挿入される補助ポールを備えることが好ましい。

本発明の第２の観点に係る遮水方法は、
本発明の第１の観点に係る遮水装置を水路に設置して遮水する遮水方法であって、
水路を横切るように複数の前記支持ポールを設置する支持ポール設置工程と、
前記支持ポールの前に複数の前記遮水材を積層する遮水材積層工程と、を備え、
前記支持ポールにはそれぞれ前記組立用治具が取り付けられており、
前記遮水材積層工程では、前記組立用治具で積層された前記遮水材を押さえて固定し、前記遮水材の浮き上がりを抑制する、
ことを特徴とする。

また、前記遮水材積層工程では、積層されている前記遮水材の上に他の前記遮水材を積層し、他の前記組立用治具で他の前記遮水材を押さえて固定することが好ましい。

本発明によれば、水路の両壁にガイド溝がない箇所においても水路の遮水を可能にすることができるとともに、遮水材が水中で浮力を受けても作業性のよい遮水装置及び遮水方法を提供できる。

組み立てられた遮水装置の外観を示す斜視図である。 組立用治具の平面図（図２（Ａ））及び断面図（図２（Ｂ））である。 図３（Ａ）は、遮水装置を組み立てる様子を示す正面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ－Ａ’方向を見た図である。 遮水装置を組み立てる様子を示す図である。 図５（Ａ）は、遮水装置を組み立てる様子を示す正面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ－Ａ’方向を見た図である。 組立用治具が遮水材を押さえている状態を示す図である。 図７（Ａ）は、遮水装置を組み立てる様子を示す正面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ－Ａ’方向を見た図である。 図８（Ａ）は、遮水装置を組み立てる様子を示す正面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ－Ａ’方向を見た図である。 図９（Ａ）は、遮水装置を組み立てる様子を示す正面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡ－Ａ’方向を見た図である。 図１０（Ａ）は、遮水装置を組み立てた状態を示す正面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＡ－Ａ’方向を見た図である。 他の形態に係る遮水装置を組み立てた状態を示す正面図である。 他の形態に係る遮水装置を組み立てた状態を示す上面図である。 他の形態に係る遮水装置を組み立てた状態を示す上面図である。 他の形態に係る組立用治具の断面図である。 他の形態に係る組立用治具の斜視図（図１５（Ａ））、及び、断面図（図１５（Ｂ））である。 他の形態に係る組立用治具の断面図である。

以下、図を参照しつつ、本実施の形態に係る遮水装置、及び、遮水方法について説明する。図１に示すように、遮水装置１は、支持ポール１０ａ～１０ｃ、遮水材２０ａ～２０ｆ、組立用治具３０ａ～３０ｃ、補助ポール４０ａ、４０ｂを備える。

支持ポール１０ａ～１０ｃは、それぞれ組立用治具３０ａ～３０ｃが取り付けられ、組立用治具３０ａ～３０ｃを介して積層された遮水材２０ａ～２０ｆを支持する。支持ポール１０ａ～１０ｃは、断面形状が円形状である。支持ポール１０ａ～１０ｃは、複数本（ここでは３本）要し、それぞれの支持ポール１０ａ～１０ｃに組立用治具３０ａ～３０ｃが取り付けられる。支持ポール１０ａ～１０ｃとして、水路の天井高に応じて高さ調節可能なパイプジャッキなどが好適に用いられる。

遮水材２０ａ～２０ｆは、垂直方向に積層されて水路内の水を堰き止める機能を果たす。遮水材２０ａ～２０ｆの長さは、水路の幅に応じて適宜設定される。遮水材２０ａ～２０ｆは、水路内への運搬を容易にすべく、水よりも比重の小さい材質から構成される。遮水材２０ａ～２０ｆは、積層状態において遮水材同士２０ａ～２０ｆが密着しやすいよう、断面形状が略矩形状であることが好ましい。遮水材２０として、例えば、木製の角材が用いられる。それぞれの遮水材２０ａ～２０ｆには、補助ポール４０ａ、４０ｂが挿入可能なように、貫通穴が同じ位置に形成されていることが好ましい。また、それぞれの遮水材２０ａ～２０ｆの両側面部、及び、水路に設置する際に最下層に配置される遮水材２０ａの底面部には、スポンジパッキンやゴムパッキンなど、遮水材２０ａ～２０ｆと水路との間を埋める止水パッキンが設置されていてもよい。

組立用治具３０ａ～３０ｃは、遮水材２０ａ～２０ｆを積層して組み立てる際、及び、組み立て後において、積層された遮水材２０ａ～２０ｆが浮力で浮き上がらないよう、遮水材２０ａ～２０ｆを鉛直方向に押さえる治具である。組立用治具３０ａ～３０ｃは、板状であり、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、取付部３１及び押さえ板部３２を有している。

取付部３１には穴が形成されており、この穴に支持ポール１０ａ～１０ｃが挿入されることで、組立用治具３０ａ～３０ｃが支持ポール１０ａ～１０ｃに取り付けられる。この穴は支持ポール１０ａ～１０ｃの径よりも大きく設定されており、支持ポール１０ａ～１０ｃに対して回転可能、且つ、支持ポール１０ａ～１０ｃの長手方向へ移動可能である。

押さえ板部３２は、取付部３１から突出しており、遮水材２０ａ～２０ｆに接触して遮水材２０ａ～２０ｆを押さえる部分である。押さえ板部３２は、取付部３１から屈曲して突出している。

組立用治具３０ａ～３０ｃは、遮水材２０ａ～２０ｆが浮力により浮上する力で曲がったり破断したりしないよう、十分な機械的強度を有することが要求され、ステンレスなどの金属素材から構成されることが好ましい。

図２（Ｂ）に示す押さえ板部３２の突出角度（θ）は、遮水材２０ａ～２０ｆを押さえている状態で略水平になるように設定される。突出角度は、支持ポール１０ａ～１０ｃの径と取付部３１の穴の径の関係、組立用治具３０ａ～３０ｃの厚みによって適宜設定される。例えば、支持ポール１０ａ～１０ｃの径が４８ｍｍ、取付部３１の穴が５０ｍｍ、組立用治具３０ａ～３０ｃの厚みが５ｍｍである場合、突出角度は１７～２０°程度であると、押さえ板部３２が略水平になる。

補助ポール４０ａ、４０ｂは、遮水材２０ａ～２０ｆを垂直方向に真っ直ぐ並べて積層することを容易にする。それぞれの遮水材２０ａ～２０ｆには、同位置に補助ポール４０ａ、４０ｂが挿入可能な貫通穴を有しているので、遮水材２０ａ～２０ｆを補助ポール４０ａ、４０ｂに挿入し積層することで、遮水材２０ａ～２０ｆを一定位置に位置決めし、垂直方向に真っ直ぐ積層することができる。また、補助ポール４０ａ、４０ｂは、水圧によって遮水材２０ａ～２０ｆがばらけることを抑制する機能を果たす。また、下層に配置する遮水材２０ａ～２０ｆの積層を容易にすべく、補助ポール４０ａ、４０ｂは長手方向に分割可能であることが好ましい。

続いて、上述の遮水装置１を水路に設置する遮水方法について説明する。まず、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、水路に支持ポール１０ａ～１０ｃを設置する。水路を横切るように支持ポール１０ａ～１０ｃを配置し、支持ポール１０ａ～１０ｃを水路の底面及び天井に突っ張らせることにより固定する。なお、水路には水が存在しており、図３（Ａ）、（Ｂ）に水位を示しているが、以降の図においては、水位を省略している。

続いて、下層に配置する遮水材２０ａ～２０ｃを組み立てる。水路には一定の高さまで水がある状態であるため、まず、図４に示すように、水面にて、遮水材２０ａ～２０ｃの穴に補助ポール４０ａ、４０ｂを挿入する。そして、図４中、矢印にて示すように、遮水材２０ａ～２０ｃを起こした後、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、支持ポール１０ａ～１０ｃの前に配置する。遮水材２０ａ～２０ｃを起こす際、補助ポール４０ａ、４０ｂが突出している箇所を持って行うことにより、遮水材２０ａ～２０ｃを容易に起こして配置することができる。

遮水材２０ａ～２０ｃを支持ポール１０ａ～１０ｃの前に配置した後、組立用治具３０ａ、３０ｃを移動、回転させ、それぞれの押さえ板部３２が遮水材２０ｃの上面を垂直方向に押さえるようにして、遮水材２０ａ～２０ｃを固定する。

図６に、支持ポール１０ｃに取り付けられている組立用治具３０ｃが遮水材２０ｃを押さえている状態を示している。遮水材２０ｃは浮力によって浮き上がろうとするため、組立用治具３０ｃには、浮力による上向きの回転力がかかる。すると、破線で囲った２箇所が支持ポール１０ｃに当接し、それ以上の組立用治具３０ｃの回転が抑えられる。これにより、遮水材２０ｃの浮き上がりが抑えられることになる。

続いて、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遮水材２０ｄの貫通穴に補助ポール４０ａ、４０ｂに通すようにして、遮水材２０ｃの上に遮水材２０ｄを積層する。そして、組立用治具３０ｂを移動、回転させて、遮水材２０ｄの上面を押さえられる位置に固定する。

補助ポール４０ａ、４０ｂを継ぎ足して延長させた後、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遮水材２０ｅの貫通穴に補助ポール４０ａ、４０ｂに通すようにして、遮水材２０ｄの上に遮水材２０ｅを積層する。ここで、遮水材２０ｃを押さえていた組立用治具３０ａ、３０ｃを回転させ、遮水材２０ｃと遮水材２０ｄの間から外す。そして、組立用治具３０ａ、３０ｃを上方に移動、回転させて、遮水材２０ｅの上面を押さえられる位置に固定する。

更に、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遮水材２０ｆの貫通穴に補助ポール４０ａ、４０ｂに通すようにして、遮水材２０ｅの上に遮水材２０ｆを積層する。ここで、遮水材２０ｄを押さえていた組立用治具３０ｂを回転させ、遮水材２０ｄと遮水材２０ｅの間から外す。そして、組立用治具３０ｂを上方に移動、回転させて、遮水材２０ｆの上面を押さえられる位置に配置する。

以上のようにして、水路に遮水材２０ａ～２０ｆを積層して配置することで、遮水装置１が組み立てられ、水路の遮水を行うことができる。なお、遮水装置１を組み立てた後、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遮水材２０ｅ、２０ｆとの間の組み立て用治具３０ａ、３０ｃを上方に移動させて、遮水材２０ｅ、２０ｆ間に隙間が生じないようにするとよい。また、ジャッキ７０を設置し、水路の天井と最上層の遮水材２０ｆとを押圧することで、遮水材２０ａ～２０ｆを密着させるとともに、遮水材２０ａ～２０ｆを強固に固定することができる。また、遮水装置１を組み立てた後、遮水材２０ａ～２０ｆの側面と水路との間に楔を打ち込んでもよい。遮水して下流側の水が無くなった後に遮水材２０ａ～２０ｆが受ける水圧によって、遮水材２０ａ～２０ｆが位置ずれしたり倒壊したりすることが抑えられる。このように、ガイド溝がない水路であっても、且つ、水路に水が存在する状況であっても、遮水装置１を水路内に設置して遮水することが可能である。また、遮水材２０ａ～２０ｆの比重は１より小さい軽量なものを使用することができるので、水路への遮水材２０ａ～２０ｆの運搬のほか、積層も容易であるため、作業性にも優れる。

なお、天井がない水路では、図１１に示すように、固定ボルト５１等の固定手法により、コの字状の支持梁５０を設置し、これを利用して支持ポール１０ａ～１０ｃを設置して上記と同様に行えばよい。

また、遮水材２０ａ～２０ｆの両端部がテーパー状であってもよい。図１２に、両端部がテーパー状の遮水材２０ａ～２０ｆを積層した状態を示しているが、水路の両壁と遮水材２０ａ～２０ｆとの間に楔６０を打ち込むことで、組み立てられた遮水材２０ａ～２０ｆの水圧による位置ずれや倒壊を抑えることができる。また、図１３に示すように、水路の両壁がテーパー状となっている構造においては、楔がなくとも同様の効果が得られる。

また、上記では、３本の支持ポール１０ａ～１０ｃ、６本の遮水材２０ａ～２０ｆ、３個の組立用治具３０ａ～３０ｃ、２本の補助ポール４０ａ、４０ｂを用いた例について説明したが、これらの数量は水路の大きさや水深などに応じて適宜設定され得る。

また、押さえ板部３２が取付部３１から直接突出した組立用治具３０ａ～３０ｃについて説明したが、間接的に押さえ板部３２が突出していてもよい。例えば、組立用治具３０ａ～３０ｃは、図１４に示すように、取付部３１と押さえ板部３２とが接続部３３を介して繋がっており、押さえ板部３２が取付部３１から間接的に突出した形態であってもよい。

また、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、組立用治具３０ａ～３０ｃは、押さえ板部３２と取付部３１との間に折れ曲がり構造を有する形態であってもよい。そして、折れ曲がり構造の箇所に、補強部３４を有していてもよい。このような構造により、遮水材２０ａ～２０ｆの押さえ付けをより強固に行うことができる。

なお、押さえ板部３２が取付部３１から間接的に突出している場合、図１４、図１５（Ｂ）に示しているように、取付部３１と押さえ板部３２とのなす角度θが上述した突出角度として適宜設定される。

また、組立用治具３０ａ～３０ｃは、押さえ板部３２と取付部３１との角度が調節可能な角度調整機構、及び、任意の角度で固定可能な固定機構を備えた形態であってもよい。例えば、図１６に示すように、取付部３１と押さえ板部３２とは、角度調整機構として、ヒンジ３５を介して繋がっており、取付部３１に対して押さえ板部３２が回転することで、取付部３１と押さえ板部３２との角度θが調節可能な構造が挙げられる。そして、紙面上、取付部３１に対する押さえ板部３２の時計回りの回転を規制する固定機構として、ナット３６、スクリュー３７を有している。取付部３１にスクリュー３７が貫通可能な孔を有し、その箇所にナット３６が固定されており、スクリュー３７が螺合している。スクリュー３７を回転させることで、スクリュー３７が前進、後退する。押さえ板部３２は、スクリュー３７の先端部が当接する位置にて、紙面上、時計回りの回転が規制される。このような、組立用治具３０ａ～３０ｃを用いると、取付部３１の穴の径、取付部３１の厚み、支持ポール１０ａ～１０ｃの径に応じて、押さえ板部３２の突出角度（取付部３１と押さえ板部３２との角度θ）を適宜調節して使用することができる。

１ 遮水装置
１０ａ～１０ｃ 支持ポール
２０ａ～２０ｆ 遮水材
３０ａ～３０ｃ 組立用治具
３１ 取付部
３２ 押さえ板部
３３ 接続部
３４ 補強部
３５ ヒンジ
３６ ナット
３７ スクリュー
４０ａ、４０ｂ 補助ポール
５０ 支持梁
５１ 固定ボルト
６０ 楔
７０ ジャッキ

Claims (4)

1. 水路に設置される支持ポールと、
   水路に積層される複数の遮水材と、
   前記遮水材を積層する際に用いられる組立用治具と、を備え、
   前記組立用治具は、前記支持ポールが挿入される穴が形成され、前記穴を介して前記支持ポールに回転可能且つ前記支持ポールの長手方向に移動可能に取り付けられる取付部と、前記取付部から直接又は間接的に突出し、前記遮水材を押さえる押さえ板部と、を有し、
   前記組立用治具は、前記押さえ板部が前記取付部から直接又は間接的に屈曲して突出しているとともに、前記押さえ板部と前記取付部との角度を調整する角度調整機構と、前記押さえ板部と前記取付部との角度を固定する固定機構と、を有する、
   ことを特徴とする遮水装置。
2. 前記遮水材に貫通穴が形成されており、前記貫通穴に挿入される補助ポールを備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の遮水装置。
3. 請求項１又は２に記載の遮水装置を水路に設置して遮水する遮水方法であって、
   水路を横切るように複数の前記支持ポールを設置する支持ポール設置工程と、
   前記支持ポールの前に複数の前記遮水材を積層する遮水材積層工程と、を備え、
   前記支持ポールにはそれぞれ前記組立用治具が取り付けられており、
   前記遮水材積層工程では、前記組立用治具で積層された前記遮水材を押さえて固定し、前記遮水材の浮き上がりを抑制する、
   ことを特徴とする遮水方法。
4. 前記遮水材積層工程では、積層されている前記遮水材の上に他の前記遮水材を積層し、他の前記組立用治具で他の前記遮水材を押さえて固定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の遮水方法。

Images