JP7459351B1 - 水密試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、水圧を高くした場合においても、管状構造物の継手部における水密性を評価することが可能な水密試験方法を提供する。【解決手段】本発明に係る水密試験方法は、一方の管状構造物の端部を、他方の管状構造物の端部に挿入することにより接合された継手部における水密試験方法であって、前記一方の管状構造物の端部には、一対のシール材が外周に沿って装着され、かつ、該一対のシール材の間に、厚さ方向に貫通する少なくとも二つの孔が設けられ、前記少なくとも二つの孔は、少なくとも一つの水を注入する注入孔と、少なくとも一つの空気を排出する排出孔と、から構成され、前記注入孔から水を注入すると共に、前記排出孔から空気を排出して、前記一対のシール材の間に水を充満させる充満工程と、前記排出孔を封止すると共に、前記注入孔からさらに水を注入して所定の水圧を加え、漏水の有無を判定する加圧工程と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、水密試験方法に関する。

プレキャストコンクリート製の管状構造物は、連結した状態で地中に埋設されることによって、電線、ガス管、上下水道管、通信配線等の管路を構成するものである。管状構造物としては、断面円形状のヒューム管、断面矩形状のボックスカルバート等が知られている。

従来、地中に埋設された管状構造物においては、例えば、外部からの地下水等の侵入を防ぐため、管状構造物の継手部における水密性が重要な課題となっている。非特許文献１では、ヒューム管における継手部の水密試験方法が開示されていて、ヒューム管の外周に、継手部を覆うように器具を接合した後、該継手部の外部より封水し、所定の水圧を加えて漏水の有無を調べている。

山口敬義著 「下水道推進工法用鉄筋コンクリート管」日本下水道協会発行 平成３０年７月１７日

近年、特にボックスカルバートについては、比較的深い地中に埋設して使用したいとの要望があり、より高い水圧に耐え得ることが求められている。しかしながら、非特許文献１の水密試験方法をボックスカルバートに適用すると、水圧を高くした際（例えば、０．１ＭＰａ）、継手部において漏水するよりも先に、外周に接合した器具から漏水してしまい、継手部における水密性を正確に評価することができない。そのため、ボックスカルバートに適用した際、水圧を高くした場合においても継手部の水密性を評価可能な試験方法の開発が望まれている。

本発明は、このような現状に鑑み、水圧を高くした場合においても、管状構造物の継手部における水密性を評価することが可能な水密試験方法を提供することを課題とする。

本発明に係る水密試験方法は、一方の管状構造物の端部を、他方の管状構造物の端部に挿入することにより接合された継手部における水密試験方法であって、前記一方の管状構造物の端部には、一対のシール材が外周に沿って装着され、かつ、該一対のシール材の間に、厚さ方向に貫通する少なくとも二つの孔が設けられ、前記少なくとも二つの孔は、少なくとも一つの水を注入する注入孔と、少なくとも一つの空気を排出する排出孔と、から構成され、前記注入孔から水を注入すると共に、前記排出孔から空気を排出して、前記一対のシール材の間に水を充満させる充満工程と、前記排出孔を封止すると共に、前記注入孔からさらに水を注入して所定の水圧を加え、漏水の有無を判定する加圧工程と、を有する。

前記水密試験方法は、一対のシール材の間に設けられた注入孔から水を注入して、一対のシール材の間に水を充満させ、さらに水を注入して所定の水圧を加えることにより、水圧を高くした場合においても、管状構造物の継手部における水密性を評価することができる。

以上より、本発明によれば、水圧を高くした場合においても、管状構造物の継手部における水密性を評価することが可能な水密試験方法を提供し得る。

図１は、本実施形態に係る水密試験方法に用いられる一方の管状構造物１の端部の軸線に沿う部分断面図である。 図２は、本実施形態に係る水密試験方法を実施する継手部２の軸線に沿う部分断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る水密試験方法について説明する。なお、以下の図面において同一又は相当する部分には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施形態に係る水密試験方法は、一方の管状構造物１の端部を、他方の管状構造物１’の端部に挿入することにより接合された継手部２における水密試験方法である。

管状構造物１，１’は、一方向に延びる軸線回りに形成されたコンクリート製の管状本体部１１と、該管状本体部１１の外周面を覆うように形成される外殻鋼板１２と、から構成される。管状構造物１，１’は、軸線に交差する断面の外周形状及び内周形状が円形状のヒューム管であってもよいし、矩形状のボックスカルバートであってもよい。

まず、一方の管状構造物１について説明する。図１は、本実施形態に係る水密試験方法に用いられる一方の管状構造物１の端部の軸線に沿う部分断面図である。図１に示すように、管状構造物１の端部において、外殻鋼板１２は、該外殻鋼板１２が縮径してなる縮径部１２１を備え、この縮径部１２１が他方の管状構造物１’の端部に挿入可能に構成される。

管状構造物１の端部において、外殻鋼板１２の縮径部１２１の外周面には、外周に沿って一対の突条部１３が二つ形成される。一対の突条部１３間には、後述するシール材３が装着され、これにより、シール材３の軸線方向の位置ズレを抑制する。

一方の管状構造物１の端部には、一対のシール材３が外周に沿って装着される。より詳しくは、管状構造物１の端部において、外殻鋼板１２の縮径部１２１の外周面に、一対のシール材３が装着される。一対のシール材３は、いずれも継手用ゴム輪３１，３２である。継手用ゴム輪３１，３２は、対向するように配置される。より詳しくは、管状構造物１の端縁側に配置される継手用ゴム輪３１は、実際に地中に埋設する際に取り付けられる向きに装着され、もう一方の継手用ゴム輪３２は、継手用ゴム輪３１とは反対向きに装着される。継手用ゴム輪３１，３２をこのように装着することにより、地中に埋設して使用する際に外部から加えられる水圧（外水圧）に対する水密性を評価することができる。

なお、継手用ゴム輪としては、「推進工法用Ｗジョイント管（Ｎ形）」全国Ｗジョイント管協会発行（２０２０年１０月１日）の付属書１で規定される継手用ゴム輪を用いることができる。

一対のシール材３の間には、管状構造物１を厚さ方向に貫通する二つの孔４，４が設けられる。二つの孔４，４は、一つが水を注入する注入孔４１であり、もう一つが空気を排出する排出孔４２（図示せず）であり、周方向の対向する位置に設けられる。すなわち、二つの孔４，４は、軸線に交差する断面において、軸線を中心として対称（略１８０°）である位置に設けられる。注入孔４１には、管状構造物１の内周側から水圧ポンプ（図示せず）が接続され、所定の水圧で水を注入可能に構成されている。また、排出孔４２には、バルブ（図示せず）が設けられ、封止可能に構成されている。二つの孔４，４は、止水剤注入孔である。すなわち、管状構造物１に止水剤注入孔として設けられている孔を、注入孔４１又は排出孔４２として使用する。

次に、継手部２について説明する。図２は、本実施形態に係る水密試験方法を実施する継手部２の軸線に沿う部分断面図である。図２に示すように、継手部２では、一方の管状構造物１の端部を、他方の管状構造物１’の端部に挿入することにより接合される。より詳しくは、他方の管状構造物１’の端部において、外殻鋼板１２は、管状本体部１１の外周面を全周に亘って覆う外周被覆部１２２と、該外周被覆部１２２の端部から軸線の延びる方向へ突出する管状突出部１２３と、を備え、管状構造物１の端部における縮径部１２１を他方の管状構造物１’の端部における管状突出部１２３に挿入することにより接合される。なお、管状構造物１、１’は、それぞれ、一方の端部に縮径部１２１、他方の端部に管状突出部１２３を備えるため、順次連結させることができる。

本実施形態に係る水密試験方法は、注入孔４１から水を注入すると共に、排出孔４２から空気を排出して、一対のシール材３の間に水を充満させる充満工程と、排出孔４２を封止すると共に、注入孔４１からさらに水を注入して所定の水圧を加え、漏水の有無を判定する加圧工程と、を有する。本実施形態に係る水密試験方法では、管状構造物１，１’の軸線方向が載置面と平行になるように、管状構造物１，１’を設置する。

継手部２が上述のように構成されることにより、前記充満工程において、注入孔４１から水を注入して、一対のシール材３の間に水を充満させることができる。そして、前記加圧工程において、注入孔４１からさらに水を注入して所定の水圧を加えることができる。

前記充満工程では、排出孔４２から空気を排出しやすくする観点から、好ましくは、排出孔４２を上方に配置し、注入孔４１を下方に配置する。その際、例えば、排出孔４２から水及び空気が共に排出され、空気溜まりが無くなった時点で、一対のシール材３の間に水が充満したと判断する。

前記加圧工程において、漏水の有無は、例えば、一対のシール材３（継手用ゴム輪３１，３２）からの漏水を管状構造物１の外周面側又は内周面側を目視で観察することにより判定することができる。本実施形態に係る水密試験方法では、ヒューム管及びボックスカルバートに適用して、漏水が観察されるまで水圧を上げることが可能であり、例えば、０．４ＭＰａの水圧を加えた場合においても試験することができる。なお、本実施形態に係る水密試験方法は、当然に、水圧が低い場合においても、管状構造物の継手部における水密性を評価することができるものである。

本実施形態に係る水密試験方法に用いられる管状構造物１，１’を構成するコンクリートは、セメントと粗骨材と細骨材とを含むセメント組成物が水と混練されてなるものである。セメント、粗骨材及び細骨材としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。また、セメント組成物には、繊維材、混和材、混和剤等の他の材料が含まれていてもよい。

本実施形態に係る水密試験方法に用いられる管状構造物１，１’の大きさは、特に限定されるものではない。管状構造物１，１’の軸線に沿う長さは、例えば、３００ｍｍ以上２４３０ｍｍ以下とすることができる。管状構造物１，１’がヒューム管である場合、軸線に交差する断面の外周の直径は、例えば、９６０ｍｍ以上３５００ｍｍ以下とすることができ、軸線に交差する断面の内周の直径は、例えば、８００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下とすることができる。管状構造物１，１’がボックスカルバートである場合、軸線に交差する断面の対向する外面同士の間隔は、例えば、９００ｍｍ以上３６００ｍｍ以下とすることができ、軸線に交差する断面の対向する内面同士の間隔は、例えば、６００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下とすることができる。

本実施形態に係る水密試験方法は、一対のシール材３の間に設けられた注入孔から水を注入して、継手用ゴム輪である一対のシール材３の間に水を充満させ、さらに水を注入して所定の水圧を加えることにより、水圧を高くした場合においても、管状構造物１，１の継手部２における水密性を評価することができる。また、前記水密試験方法は、継手部２の外周に器具を取り付ける必要がないため、簡便に水密性を評価することができる。

本実施形態に係る水密試験方法は、一対のシール材３が、いずれも継手用ゴム輪３１，３２である。そして、継手用ゴム輪３１を実際に地中に埋設する際に取り付けられる向きに装着し、もう一方の継手用ゴム輪３２を継手用ゴム輪３１とは反対向きに装着することにより、継手部２の継手用ゴム輪３１，３２における外圧に対する水密性を評価することができる。

本実施形態に係る水密試験方法は、二つの孔４，４が、止水剤注入孔である。斯かる構成により、管状構造物１に別途、孔を設ける必要がなく、簡便に水密性を評価することができる。

本実施形態に係る水密試験方法は、一対のシール材３の間に、厚さ方向に貫通する二つの孔４，４が、周方向の対向する位置に設けられる。斯かる構成により、排出孔４２から空気を排出しやすくし、一対のシール材３の間に容易に水を充満させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係る水密試験方法は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。また、上記及び下記の複数の実施形態の構成等を任意に採用して組み合わせてもよい（１つの実施形態に係る構成等を他の実施形態に係る構成等に適用してもよい）ことは勿論である。また、本発明に係る水密試験方法は、上記した作用効果によっても限定されるものでもない。

本発明に係る水密試験方法において、一方の管状構造物１の端部に装着される継手用ゴム輪３１，３２は、いずれも、実際に地中に埋設する際に取り付けられる向きに装着されていてもよい。継手用ゴム輪３１，３２をこのように装着することにより、継手用ゴム輪３１においては、地中に埋設して使用する際に外部から加えられる水圧（外水圧）に対する水密性を評価することができ、継手用ゴム輪３２においては、地中に埋設して使用する際に内部から加えられる水圧（内水圧）に対する水密性を評価することができる。

また、継手用ゴム輪３１，３２は、いずれも、実際に地中に埋設する際に取り付けられる向きとは反対向きに装着されていてもよい。継手用ゴム輪３１，３２をこのように装着することにより、継手用ゴム輪３１においては、地中に埋設して使用する際に内部から加えられる水圧（内水圧）に対する水密性を評価することができ、継手用ゴム輪３２においては、地中に埋設して使用する際に外部から加えられる水圧（外水圧）に対する水密性を評価することができる。

本発明に係る水密試験方法において、一対のシール材３は、少なくとも一方が継手用ゴム輪であってもよい。その際、例えば、継手用ゴム輪は、管状構造物１の端縁側に、実際に地中に埋設する際に取り付けられる向きに装着される。そして、もう一方のシール材としては、水密試験の水圧に耐え得る止水性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、接合用ゴム輪等を用いることができる。なお、接合用ゴム輪としては、「推進工法用Ｗジョイント管（Ｎ形）」全国Ｗジョイント管協会発行（２０２０年１０月１日）の付属書１で規定される接合用ゴム輪を用いることができる。

一態様として、一対のシール材３は、一方が継手用ゴム輪で、他方が接合用ゴム輪であってもよい。斯かる構成の場合、実際に地中に埋設する際よりも不利な条件での試験となるため、より安全性を考慮した水密性の評価が可能となる。

また、一対のシール材３は、継手用ゴム輪、接合用ゴム輪等のゴムシールであってもよいし、シリコーンシール、フッ素シール、メタンシール等であってもよい。

本発明に係る水密試験方法において、二つの孔４，４は、止水剤注入孔でなくてもよい。すなわち、管状構造物１に別途、孔を形成してもよい。

本発明に係る水密試験方法において、二つの孔４，４（注入孔４１、排出孔４２）は、周方向の対向する位置に設けられていなくてもよい。具体的には、断面円形状のヒューム管の場合、排出孔４２の方向を１２時の位置として、注入孔４１を１時から１１時までのいずれかの方向に設けてもよい。また、断面矩形状のボックスカルバートの場合、排出孔４２が設けられた面を上面として、注入孔４１を他の３面のうちいずれか１面に設けてもよい。一対のシール材３の間には、厚さ方向に貫通する３つ以上の孔が設けられていてもよい。３つ以上の孔は、少なくとも一つの孔が注入孔であり、少なくとも一つの孔が排出孔である。

本発明に係る水密試験方法では、管状構造物１，１’の軸線方向が載置面と垂直になるように、管状構造物１，１’を設置してもよい。

本発明に係る水密試験方法では、管状構造物１，１’が外殻鋼板１２を備えていなくてもよい。具体的には、一方の管状構造物１の端部において、管状本体部１１が縮径して、他方の管状構造物１’の端部に挿入可能に構成されていてもよい。その際、一対のシール材３は、管状本体部１１の外周面に装着される。また、他方の管状構造物１’は、該管状構造物１’の端部において、管状本体部１１の外周面に埋め込まれると共に、軸線の延びる方向へ突出した埋込みカラーを備えていてもよい。一方の管状構造物１の縮径した端部は、管状構造物１’の端部における埋込みカラーに挿入されることにより接合される。

本開示は、以下の態様を含む。
［１］一方の管状構造物の端部を、他方の管状構造物の端部に挿入することにより接合された継手部における水密試験方法であって、
前記一方の管状構造物の端部には、一対のシール材が外周に沿って装着され、かつ、該一対のシール材の間に、厚さ方向に貫通する少なくとも二つの孔が設けられ、
前記少なくとも二つの孔は、少なくとも一つの水を注入する注入孔と、少なくとも一つの空気を排出する排出孔と、から構成され、
前記注入孔から水を注入すると共に、前記排出孔から空気を排出して、前記一対のシール材の間に水を充満させる充満工程と、
前記排出孔を封止すると共に、前記注入孔からさらに水を注入して所定の水圧を加え、漏水の有無を判定する加圧工程と、
を有する、水密試験方法。
［２］前記一対のシール材は、少なくとも一方が継手用ゴム輪である、［１］に記載の水密試験方法。
［３］前記一対のシール材は、いずれも継手用ゴム輪である、［１］又は［２］に記載の水密試験方法。
［４］前記少なくとも二つの孔が、止水剤注入孔である、［１］～［３］のいずれか一つに記載の水密試験方法。
［５］前記一対のシール材の間に、厚さ方向に貫通する二つの孔が、周方向の対向する位置に設けられる、［１］～［４］のいずれか一つに記載の水密試験方法。

１，１’ 管状構造物
２ 継手部
３ シール材
４ 孔
３１，３２ 継手用ゴム輪
４１ 注入孔

Claims (7)

1. 一方の管状構造物の端部を、他方の管状構造物の端部に挿入することにより接合された継手部における水密試験方法であって、
   前記一方の管状構造物の端部には、一対のシール材が外周に沿って装着され、かつ、該一対のシール材の間に、厚さ方向に貫通する少なくとも二つの孔が設けられ、
   前記少なくとも二つの孔は、少なくとも一つの水を注入する注入孔と、少なくとも一つの空気を排出する排出孔と、から構成され、
   前記注入孔から水を注入すると共に、前記排出孔から空気を排出して、前記一対のシール材の間に水を充満させる充満工程と、
   前記排出孔を封止すると共に、前記注入孔からさらに水を注入して所定の水圧を加え、漏水の有無を判定する加圧工程と、
   を有し、
   前記管状構造物は、一方向に延びる軸線回りに形成されたコンクリート製の管状本体部と、該管状本体部の外周面を覆うように形成される外殻鋼板と、から構成され、
   前記外殻鋼板は、該外殻鋼板が縮径してなる縮径部を備え、該縮径部が前記他方の管状構造物の端部に挿入可能に構成され、
   前記外殻鋼板の前記縮径部の外周面には、外周に沿って一対の突条部が二つ形成され、
   前記一対の突条部間には、それぞれ、前記シール材が装着される、水密試験方法。
2. 前記一対のシール材は、少なくとも一方が継手用ゴム輪である、請求項１に記載の水密試験方法。
3. 前記一対のシール材は、いずれも継手用ゴム輪である、請求項１又は２に記載の水密試験方法。
4. 前記少なくとも二つの孔が、止水剤注入孔である、請求項１又は２に記載の水密試験方法。
5. 前記一対のシール材の間に、厚さ方向に貫通する二つの孔が、周方向の対向する位置に設けられる、請求項１又は２に記載の水密試験方法。
6. 前記一対のシール材が、いずれも継手用ゴム輪であり、一方の継手用ゴム輪を実際に地中に埋設する際に取り付けられる向きに装着し、他方の継手用ゴム輪を一方の継手用ゴム輪とは反対向きに装着する、請求項１又は２に記載の水密試験方法。
7. 一対のシール材は、一方が継手用ゴム輪で、他方が接合用ゴム輪である、請求項１又は２に記載の水密試験方法。