JP7330031B2

JP7330031B2 - 柱状構造物の解体方法

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Publication number: JP7330031B2
Application number: JP2019169030A
Authority: JP
Inventors: 利宗宮地
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2023-08-21
Anticipated expiration: 2039-09-18
Also published as: JP2021046697A

Description

特許法第３０条第２項適用発行日平成３１年４月２４日刊行物荒瀬ダム撤去工事記録誌、頁３－１５４～３－１７０，３－２１２～３－２１３，熊本県企業局公開者宮地利宗公開された発明の内容宮地利宗が、上記刊行物にて、宮地利宗が発明した柱状構造物の解体方法について公開した。発行日令和１年６月２８日刊行物建設機械化施工、Ｖｏｌ．７１Ｎｏ．６Ｊｕｎｅ２０１９（通巻８３２号）、頁３０～３６，一般社団法人日本建設機械施工協会公開者宮地利宗公開された発明の内容宮地利宗が、上記刊行物にて、宮地利宗が発明した柱状構造物の解体方法について公開した。ウェブサイトの掲載日令和１年８月２８日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｒａｓｅｄａｍｔｅｋｋｙｏ．ｈｉｎｏｋｕｎｉ－ｎｅｔ．ｊｐ／０２＿ｐａｇｅ／１０＿ｋｏｊｉｋｉｒｏｋｕｓｈｉ／１０＿ｋｏｊｉｋｉｒｏｋｕｓｈｉ．ｈｔｍ公開者宮地利宗公開された発明の内容宮地利宗が、上記アドレスのウェブサイトにて、宮地利宗が発明した柱状構造物の解体方法について公開した。

本発明は、コンクリート製の柱状構造物の解体方法に関し、例えば、ダムの門柱構造物を小割発破により解体する方法に関する。

本出願人は、コンクリート製の柱状構造物であるダムの門柱構造物を解体する方法として以下の技術を提案している（特許文献１参照）。
１）門柱構造物を転倒させようとする側の地盤上に門柱構造物を受け止めるクッション材を門柱構造物との間に所要の距離を隔てて敷設する。
２）門柱構造物のうちクッション材の高さ近傍に位置するとともに、門柱構造物を転倒させようとする側へ向けて開口する溝を発破によって形成する。
３）溝を境として門柱構造物の基部より上側に位置する門柱部をクッション材上へ倒壊（転倒）させる。
上記技術によれば、クッション材を門柱構造物との間に所要の距離を隔てて敷設するため、門柱構造物を発破した際に生じた破片等が基部の周辺を覆うことがなくなり、したがって、門柱構造物の破片等を撤去することなく、基部を小割発破することができるという効果が奏される。

特開２０１８－１６９４０号公報

しかしながら、上記従来技術では、倒壊後の柱状構造物（門柱構造物）、すなわち門柱部および基部の小割発破をどのように行なうかついては特に考慮されておらず、柱状構造物の小割発破を効率よく行なう上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、倒壊後の柱状構造物の小割発破を効率的に行なう上で有利な柱状構造物の解体方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、発破により倒壊されたコンクリート製の柱状構造物の解体方法であって、前記柱状構造物に、その表面に対する削孔角度が８３度以上８７度以下の角度となるように複数の装薬孔を削孔し、前記装薬孔に装填された前記雷管を起爆させることで前記柱状構造物を小割発破することを特徴とする。
また、本発明は、前記柱状構造物の前記表面を見たときに、前記複数の装薬孔は千鳥状に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記複数の装薬孔に対する前記雷管の装填は、前記装薬孔の底部と、前記装薬孔の深さ方向の中間部との２段で行われることを特徴とする。
また、本発明は、前記２段に配置された前記雷管はＭＳ雷管であり、前記２段配置された前記ＭＳ雷管の起爆秒時差を２５ｍｓ以上１００ｍｓ以下とし、前記複数の装薬孔の前記底部に配置された前記ＭＳ雷管の起爆を同時に行ない、かつ、前記複数の装薬孔の前記中間部に配置された前記ＭＳ雷管の起爆を同時に行なうことを特徴とする。
また、本発明は、前記柱状構造物は鉄筋が配され、前記雷管を起爆する前に前記鉄筋の切断を行わないことを特徴とする。
また、本発明は、前記柱状構造物は、河川の幅方向に沿って複数打設される鉄筋コンクリート製の門柱構造物であり、隣接する前記門柱構造物の間に上下方向へ開閉するゲートが設けられることでダムが構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、柱状構造部に、その表面に対する削孔角度が８３度以上８７度以下の角度となるように複数の装薬孔を削孔し、装薬孔に装填された雷管を起爆させることで柱状構造部を小割発破するようにしたので、鉄砲現象を抑制しつつ柱状構造部の内部まで確実に破砕でき、小割発破を確実に行なう上で有利となる。
また、複数の装薬孔を千鳥状に配置すると、装薬孔を密に配置でき、雷管を起爆させたときに、より大きな破砕力を得る上で有利となり、小割発破を確実に行なう上でより有利となる。
また、雷管の装填を、装薬孔の底部と、装薬孔の深さ方向の中間部との２段で行なうようにすると、雷管が起爆した際により大きな破砕力を得る上で有利となり、小割発破を確実に行なう上でより有利となる。
また、２段で配置された雷管をＭＳ雷管とし、２段で配置されたＭＳ雷管の起爆秒時差を２５ｍｓ以上１００ｍｓ以下とし、複数の装薬孔の底部に配置されたＭＳ雷管の起爆を同時に行ない、複数の装薬孔の中間部に配置されたＭＳ雷管の起爆を同時に行なうようにすると、雷管の起爆により発生するガスが、亀裂などを通じて逃げる前に次の起爆がなされるので、破砕力を確保する上で有利となり、小割発破を確実に行なう上でより有利となる。
また、雷管を起爆する前に柱状構造物の鉄筋の切断を行わないようにすると、鉄筋による拘束力により発破効果の向上を図る上で有利となる。
また、小割発破により解体する柱状構造物を、ダムを構成する鉄筋コンクリート製の門柱構造物とすると、門柱構造物の小割発破を確実に行なう上で有利となる。

本実施の形態に係る柱状構造物の解体方法の解体対象であるダムの門柱構造物を示す側面図である。門柱構造物の平面図である。門柱構造物を河川の流れの上流側から見た図である。門柱構造物の小割発破を行なう際の装薬孔と装薬孔に装填される雷管の説明図である。装薬孔の削孔角度の説明図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明に係る柱状構造物の解体方法による解体対象は、河川などを横切って築かれたダム１０の水量を調節するために開閉するゲートを支える門柱構造物１２である。
以下では、まず本発明の前提となる門柱構造物１２を発破により倒壊（転倒）させる方法について説明し、次いで、本発明に係る倒壊後の門柱構造物１２を小割発破する解体方法について説明する。

ダム１０は、河川の幅方向に沿って複数打設される鉄筋コンクリート製の門柱構造物１２と、隣接する門柱構造物１２の間に配置されるとともに、上下方向へ開閉する不図示のゲートとを備えるものである。
門柱構造物１２は、その下部が地盤１４に埋設される基部１６となっており、基部１６から鉛直上方に起立する部分が門柱部１８となっている。
門柱部１８には、不図示のゲートの開閉を誘導する鋼材製のレール１８０２が設けられている。
なお、本実施の形態において、ゲートは既に撤去されている。また、図１における左側が河川の上流側Ｓｕであり、図１における右側が河川の下流側Ｓｄである。

門柱構造物１２を発破による倒壊させる解体方法は、大きく分けて、門柱構造物１２を爆薬３４によって発破する前の準備工程と、門柱部１８を発破し、転倒させる発破工程とを含む。

門柱構造物１２を上流側Ｓｕから見た図３に示すように、準備工程では、門柱部１８を転倒させようとする方向の地盤１４上に門柱部１８を受け止めるクッション材２０を敷設し、門柱構造物１２に装薬孔を削孔し、この装薬孔に雷管を装填する。

クッション材２０は、コンクリート破砕物などといったコンクリートがらからなり、門柱構造物１２との間に所要の距離を隔てて敷設され、門柱部１８を転倒させるべき方向の地盤１４上に均等に敷設されるものである。
また、このクッション材２０上には、隆起部２２が形成されている。なお、このコンクリートがらは、現場で発生したコンクリート破砕物などを用いることができる。

隆起部２２は、クッション材２０上に盛り立てられたものであり、上流側Ｓｕから下流側Ｓｄに向けて延び、かつ、門柱部１８が転倒させるべき方向へ向けて、所要の間隔をもって複数形成されている。

図１、図２に示すように、不図示の装薬孔は、門柱構造物１２の基部１６と門柱部１８の境目の箇所に設定された発破領域１９において、所要の間隔をもって複数箇所に形成され、これら装薬孔の挿入口から底部に向けて不図示の雷管が装填される。
発破領域１９は、上下方向の高さＨと、上流側Ｓｕと下流側Ｓｄを結ぶ方向と上下方向の双方と直交する方向の深さＤとを有し、門柱構造物１２の上流側Ｓｕから下流側Ｓｄにわたる全域にわたって水平方向に沿って延在するように設定される。

発破工程では、雷管で門柱構造物１２の発破領域１９を発破することで、図３に示す門柱部１８の転倒方向Ｄに向けて開口する断面略横Ｖ字状をなす溝２１が門柱構造物１２に形成される。
溝２１より上側に位置する門柱部１８は、片持ち状態となり、転倒方向Ｄの支えを失うことで転倒し、クッション材２０上に転倒する。
転倒した門柱部１８がクッション材２０に受け止められたときに、転倒した門柱部１８の一部が隆起部２２に接触し、この接触部分には、応力が集中し、これにより、門柱部１８にひび割れが生じる。
このようにして門柱構造物１２が倒壊されることで、地盤１４に埋設された基部１６と、転倒した門柱部１８とが残ることになる。

次に、倒壊した門柱構造物１２の小割発破、すなわち、地盤１４に埋設されている基部１６と転倒した門柱部１８の小割発破について説明する。
図４は、転倒した門柱部１８に削孔された装薬孔と装薬孔に装着された雷管の配置を示す説明図、図５は、装薬孔の削孔角度θの説明図である。

なお、基部１６および門柱部１８に配された鉄筋の発破前の事前切断は行わない。これは、鉄筋による拘束力により発破効果の向上を図るためである。
図５に示すように、基部１６および門柱部１８に、削孔角度θが８３度以上８７度以下の角度となるように複数の装薬孔２６を削孔する。
なお、削孔角度θは、装薬孔２６の軸線と基部１６および門柱部１８の表面２４とがなす角度である。
削孔角度θが８３度を下回ると、装薬孔２６に装填された雷管２８の起爆による破砕力が基部１６および門柱部１８の内部に届きにくく、小割発破を確実に行なう上で不利がある。
削孔角度θが８７度を上回ると、雷管２８の起爆によって発生する逃げ場のない爆発ガスが口元から噴出する鉄砲現象が発生して破砕力が低下し、小割発破を確実に行なう上で不利がある。
削孔角度θが８３度以上８７度以下の範囲内であると、鉄砲現象を抑制しつつ基部１６および門柱部１８の内部まで確実に破砕でき、小割発破を確実に行なう上で有利となる。

また、図４に示すように、基部１６および門柱部１８の表面２４を見たときに、複数の装薬孔２６が千鳥状に配置されるように装薬孔２６を削孔する。
千鳥状に装薬孔２６を配置することで装薬孔２６を密に配置でき、したがって、装薬孔２６に配置された雷管２８を起爆させたときに、より大きな破砕力を得る上で有利となる。

さらに、複数の装薬孔２６に対する雷管２８の装填は、装薬孔２６の底部と、装薬孔２６の深さ方向の中間部との２段で行われている。
雷管２８を２段で配置することで、それら雷管２８が起爆した際により大きな破砕力を得る上で有利となる。
また、２段で配置された雷管２８はＭＳ雷管２８Ａであり、２段で配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆秒時差を２５ｍｓ以上１００ｍｓ以下とした。
そして、複数の装薬孔２６の底部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆を同時に行ない、かつ、複数の装薬孔２６の中間部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆を同時に行なうようにした。
２段で配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆秒時差を１００ｍｓより大きな値とすると、先行して起爆するＭＳ雷管２８Ａにより発生するガスが、亀裂などを通じて逃げた後に、残りのＭＳ雷管２８Ａが起爆するため、破砕力を確保する上で不利がある。
ＭＳ雷管２８Ａの起爆秒時差を２５ｍｓ以上１００ｍｓ以下とすると、先行して起爆するＭＳ雷管２８Ａの起爆により発生するガスが、亀裂などを通じて逃げる前に残りのＭＳ雷管２８Ａが起爆するため、より大きな破砕力を得る上で有利となる。
なお、市販されているＭＳ雷管２８Ａの基準秒時は、０ｍｓ、２５ｍｓ，５０ｍｓ、７５ｍｓ、１００ｍｓ、１３０ｍｓ、……９８０ｍｓと定められている。
また、複数の装薬孔２６の底部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆を、複数の装薬孔２６の中間部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆に先行して行なってもよく、これとは逆に、複数の装薬孔２６の中間部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆を、複数の装薬孔２６の底部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆に先行して行なってもよい。

このように各装薬孔２６に２段で配置された雷管２８を起爆させることで基部１６および門柱部１８の小割発破を行ないそれらを細かく破砕する。

以上説明したように本実施の形態によれば、門柱構造物１２に、その表面２４に対する削孔角度θが８３度以上８７度以下の角度となるように複数の装薬孔２６を削孔し、装薬孔２６に装填された雷管２８を起爆させることで門柱構造物１２を小割発破するようにしたので、鉄砲現象を抑制しつつ門柱構造物１２の内部まで確実に破砕でき、小割発破を確実に行なう上で有利となる。

また、本実施の形態では、門柱構造物１２の表面２４を見たときに、複数の装薬孔２６を千鳥状に配置することで装薬孔２６を密に配置でき、雷管２８を起爆させたときに、より大きな破砕力を得る上で有利となり、小割発破を確実に行なう上でより有利となる。

また、本実施の形態では、複数の装薬孔２６に対する雷管２８の装填を、装薬孔２６の底部と、装薬孔２６の深さ方向の中間部との２段で配置したので、雷管２８が起爆した際により大きな破砕力を得る上で有利となり、小割発破を確実に行なう上でより有利となる。

また、本実施の形態では、２段で配置された雷管２８をＭＳ雷管２８Ａとし、２段で配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆秒時差を２５ｍｓ以上１００ｍｓ以下とし、複数の装薬孔２６の底部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆を同時に行ない、複数の装薬孔２６の中間部に配置されたＭＳ雷管２８Ａの起爆を同時に行なうようにしたので、雷管２８の起爆により発生するガスが、亀裂などを通じて逃げる前に次の起爆がなされるので、破砕力を確保する上で有利となり、小割発破を確実に行なう上でより有利となる。

また、本実施の形態では、ダム１０を構成する鉄筋コンクリート製の門柱構造物１２の小割発破を確実に行なう上で有利となる。

なお、本実施の形態では、小割発破により解体する柱状構造物がダム１０を構成する鉄筋コンクリート製の門柱構造物１２である場合について説明したが、小割発破により解体する柱状構造物はこのような門柱構造物１２に限定されず、本発明方法は従来公知の様々な柱状構造物の解体に適用可能である。

１０ダム
１２門柱構造物（柱状構造物）
１４地盤
１６根元部
１８門柱部
２４表面
２６装薬孔
２８雷管
２８ＡＭＳ雷管

Claims

河川において発破により倒壊された鉄筋コンクリート製の構造物の解体方法であって、
前記構造物の表面に、複数の装薬孔を前記表面に対する削孔角度が８３度以上８７度以下の角度で全て削孔し、
前記構造物に配された全ての鉄筋の切断を行わずに前記複数の装薬孔に装填された雷管を起爆させることで前記構造物を小割発破する、
ことを特徴とする構造物の解体方法。
前記構造物の前記表面を見たときに、前記複数の装薬孔は千鳥状に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の構造物の解体方法。
前記複数の装薬孔に対する前記雷管の装填は、前記装薬孔の底部と、前記装薬孔の深さ方向の中間部との２段で行われる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の構造物の解体方法。
前記２段に配置された前記雷管はＭＳ雷管であり、前記２段配置された前記ＭＳ雷管の起爆秒時差を２５ｍｓ以上１００ｍｓ以下とし、
前記複数の装薬孔の前記底部に配置された前記ＭＳ雷管の起爆を同時に行ない、かつ、前記複数の装薬孔の前記中間部に配置された前記ＭＳ雷管の起爆を同時に行なう、
ことを特徴とする請求項３記載の構造物の解体方法。
前記構造物は、河川の幅方向に沿って複数打設される鉄筋コンクリート製の門柱構造物であり、
隣接する前記門柱構造物の間に上下方向へ開閉するゲートが設けられることでダムが構成されている、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の構造物の解体方法。
前記河川において発破により倒壊された鉄筋コンクリート製の構造物は、地盤に埋設されている基部構造物と、前記基部構造物の上端から転倒した上部構造物とを含み、
前記基部構造物と前記上部構造物の表面に前記装薬孔が削孔され、
前記基部構造物と前記上部構造物に配される全ての鉄筋の切断を行わずに前記装薬孔に装填された前記雷管を起爆させることで前記基部構造物と前記上部構造物とが小割発破される、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の構造物の解体方法。