JPH11166398A - 暗渠の改修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面がライニングされたボックスカルバート
形式鉄筋コンクリート造暗渠の改修を安価かつ短期間で
行え、改修後の暗渠の寿命を長く保つ暗渠の改修方法を
提供する。 【解決手段】 ボックスカルバート形式鉄筋コンクリー
ト造暗渠の内面のライニングを除去したのち、ボックス
カルバートの内空空間に波形に成形したチタン板を弧状
に加工した部材をチタン製ボルト・チタン製リベットを
用いて、ボックスカルバートの内空間より小さい円形も
しくは馬蹄形に組み上げ、次いで該円形もしくは馬蹄形
を暗渠延長方向にチタン製ボルト・チタン製リベットで
接合して連結させ、円筒形を形成し、該円筒とボックス
カルバートの隙間にスランプフロー６０ｃｍ以上のコン
クリートを充填することを特徴とする暗渠の改修方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、腐食性排ガス、高
温排ガスおよび酸性流体の流路として用いられる内面が
ライニングされたボックスカルバート形式の鉄筋コンク
リート造暗渠、及び周辺が腐食性土壌、１００ｐｐｍ以
上の塩素濃度及び酸性雰囲気に設置されるボックスカル
バート形式の鉄筋コンクリート造暗渠の改修方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】腐食性排ガス、高温排ガス及び酸性流体
の流路として用いられる暗渠は、通常図５に示すように
暗渠の内空部分を箱型あるいは矩形の鉄筋コンクリート
製のボックスカルバートとし、内部の流体による鉄筋コ
ンクリートの浸食防止のため、レンガ等で内面をライニ
ングする構造が採用されていた。しかし、該暗渠は腐食
性排気ガス、高温排ガスが通過し、また暗渠の内面の耐
火煉瓦の目地は気密性を有していないので、長期間を経
過すると暗渠を構成する鉄筋コンクリートが劣化して鉄
筋コンクリート部にひび割れが生じ、剥がれ落ちるとい
う問題を有する。また、鉄筋コンクリートに生じる曲げ
ひび割れ等は不可避であるため、地下に設置された暗渠
の場合、ひび割れ部に地下水が浸入し、特に臨海部の埋
め立て地等、地下水の塩素濃度が１００ｐｐｍ以上ある
地域では、排ガスとの相乗作用により、鉄筋の腐食が激
しく進行する。鉄筋の腐食は暗渠の天井部の引張強度を
低下させて天井部が落下する可能性を有し、暗渠の内空
部分に接するコンクリートの表面にひび割れが激しく進
行すれば表面部が剥がれ落ちる。

【０００３】地下煙道に代表される暗渠の劣化が上記の
ように進行した場合、従来は内部のライニングを除去
し、ボックスカルバートの腐食した鉄筋の修復、劣化し
たコンクリートの補修を行った後、再度ライニングをア
ーチ型に構築して復旧する方法が用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、暗渠を従来の
方法で改修する場合、内部空間が狭いために重機を用い
た改修は不可能であり、レンガの取り壊し、腐食した鉄
筋コンクリートの改修、レンガ積みに多くの手間をを必
要とするため、工期が長く、改修に要するコストも高く
なる。また、腐食した鉄筋を完全に修復することは困難
であり、被覆するコンクリートの接着性にも問題があ
る。そして、改修を行ったとしても、ライニングの目地
の気密性が悪く、背面の鉄筋コンクリートの浸食を防止
できないため寿命は有限であり、改修後も継続的に補修
を実施する必要がある。

【０００５】また、改修方法を改良するにしても、重機
が使用できない環境であるため、重量物のハンドリング
を必要とする改修方法では従来と同じような手間を要す
ることとなる。公知技術であるシールド工法を応用し、
暗渠の内部空間にこのシールド用のセグメントを組み上
げ、セグメントの背面にコンクリートを充填して改修す
る方法も考えられるが、組み上げるための空間が狭く、
揚重機も使用できないため、軽量化のためにはセグメン
トを小型化する必要があり、組み立てに多くの時間を要
し、工期が延長する原因となる。セグメントの材質に普
通鋼を用いた場合は、セグメントが全面的に腐食する問
題が生じる。また、材質をステンレス鋼にした場合にお
いても、セグメント間の隙間で隙間腐食が発生するとと
もに、素材費・加工費ともに高騰する等の問題がある。
チタンは高耐食性であり腐食の問題はなくなるが、厚板
を溶接加工したシールドセグメントの材質をチタンとす
る場合、素材費が著しく高騰するとともに、溶接部はＴ
ＩＧ溶接が必須となるため加工費も著しく高騰する。

【０００６】また、かかる暗渠を通過する排ガスは高温
なので、暗渠を冷却するための手段であって、かつ環境
に腐食されない冷却手段が望まれていた。

【０００７】本発明は、暗渠の改修を安価かつ短期間で
行え、改修後の寿命が長く、その他従来の暗渠の改修方
法が有していた問題を解決する暗渠の改修方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、その要旨とするとこ
ろは以下の通りである。

【０００９】その第１は、内面がライニングされたボッ
クスカルバート形式鉄筋コンクリート造暗渠の改修方法
において、内面のライニングを除去したのち、ボックス
カルバートの内空空間に波形に成形したチタン板を弧状
に加工した部材をチタン製ボルト・チタン製リベットを
用いて、ボックスカルバートの内空間より小さい円形、
楕円形もしくは馬蹄形に組み上げ、次いで該円形、楕円
形もしくは馬蹄形を暗渠延長方向にチタン製ボルト・チ
タン製リベットで接合して連結させ、円筒形を形成し、
該円筒とボックスカルバートの隙間にスランプフロー６
０ｃｍ以上のコンクリートを充填することを特徴とする
暗渠の改修方法である。弧状とは、円弧形状及び楕円の
一部を含む形状であり、アーチを形成して圧縮力のみで
形状を保持することを可能とする形状である。チタン
は、優れた耐食性を有するとともに、普通鋼・ステンレ
ス鋼に比較して比重が約１／２と軽量であり、更にチタ
ン薄板の表面に波形の形状を有した弧状の部材とするこ
とで剛性・形状保持性が向上して板厚を薄くできるの
で、一層の軽量化が図れる。そのため、狭い暗渠の空間
でもハンドリングに重機を用いることなく大きな弧状部
材を組み立てることが可能になり、簡便且つ急速に組み
立てを行うことができる。この部材をチタン製ボルト・
リベットを用いて円形もしくは馬蹄形に組み上げ、つい
で暗渠の延長方向につないで円筒形を形成することで、
異種金属接触腐食の問題もない円筒空間を形成すること
ができる。薄板を使用するのでチタンを用いるにもかか
わらず素材費を安価におさえることができる。また、波
形形状は、プレス法あるいはベンディング法で容易に形
成することが可能であり、高価なＴＩＧ溶接を必要とし
ないので、加工コストを著しく抑制できる。この円筒の
背面にスランプフロー６０ｃｍ以上のコンクリートを充
填することで、既設の鉄筋コンクリートとの確実な密着
が可能となり、これにより暗渠に作用する応力を圧縮応
力のみとすることができ、鉄筋を不要としたいわゆるコ
ンクリートのみで抵抗できる暗渠を製造することができ
る。波形を有する円筒形の形状は、チタンが薄板である
にもかかわらず剛性が高いので、チタン円筒とボックス
カルバートの隙間にコンクリートを充填する際、コンク
リートが未硬化の間も型枠を用いることなくチタン板の
形状を保持することができる。従って、従来法と比較し
て極めて短期間、かつ安価に改修を行うことができる。

【００１０】その第２は、円筒形に組み上げたチタン板
の内面に、耐火・断熱材を取り付けることを特徴とする
前記第１の発明の暗渠の改修方法である。その第３は、
円筒形に組み上げたチタン板の背面に、チタン薄板帯材
をスパイラル状に巻き回し、隣り合う帯材の接合部はハ
ゼ折りにより接合されてなる冷却配管を配することを特
徴とする前記第１又は第２の発明の暗渠の改修方法であ
る。その第４は、円筒形に組み上げたチタン板の内面
に、チタン薄板帯材をスパイラル状に巻き回し、隣り合
う帯材の接合部はハゼ折りにより接合されてなる冷却配
管を配し、さらにその周囲及び内面に耐火・断熱材を取
り付けることを特徴とする前記第１の発明の暗渠の改修
方法である。

【００１１】円筒形形状のチタン板の内面に耐火・断熱
材を取り付けることで、従来のように耐火・断熱材を単
独でアーチ型に組み上げる方法と比較して短期間、かつ
安価に耐火・断熱材を取り付けることができる。また、
チタン板の背面あるいは内面に冷却配管を配すること
で、暗渠の内部が高温の流体でも、暗渠の背面のコンク
リートの昇温を確実に防止でき、コンクリート強度の低
下を抑止することが可能となる。冷却配管はチタン薄板
帯材をスパイラル状に巻き回して製造することにより、
優れた耐食性を有するとともに、配管の剛性を著しく向
上でき、板厚の薄肉化ができるとともに、配管の製作が
ロール成形・ベンディング成形によって容易に行えるた
め、配管の製造費を著しく抑制できる。隣り合う帯材の
接合部をハゼ折りにより接合することにより、加工費が
かかるＴＩＧ溶接が不要となり、加工費を安価におさえ
ることができる。さらに、冷却配管の重量を軽量化でき
るため、空間の狭い円筒形に組み上げたチタン板の背面
あるいは内面においても、冷却配管の敷設を容易に行う
ことができ、施工費の抑制と施工の急速化を図ることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】改修前の暗渠は、図５に示すよう
にボックスカルバート１１の内空部分に耐火・断熱材１
０をアーチ型に積み上げて煙道としている。改修に当た
っては、まずこの耐火・断熱材を除去する。

【００１３】チタン板として図２に示すような断面が弧
状である波板を製作する。チタン薄板をプレス法あるい
はベンディング法によって容易に成形することが可能で
ある。波形の形状は、図２に示す三角波形のほか、サイ
ン形状、丸サイン形状などから選択することができる。
チタン板は軽量なので１枚のチタン板が大きな面積を有
しても狭い暗渠の空間において組み立てることが可能で
あり、大きな面積のチタン板を少ない枚数使用すること
により、組み立てに要する時間を短縮することができ
る。次に、前記チタン板をチタン製ボルト・リベット等
を用いて円形もしくは馬蹄形に組み上げ、ついで暗渠の
延長方向につなぎ円筒形を形成することで、異種金属接
触腐食の問題無く円筒を形成できる。図４（ａ）は断面
が円形のチタン板１を有する場合の断面図であり、図４
（ｂ）は断面が馬蹄形のチタン板１を有する場合の断面
図である。チタン板で形成した波形を有する断面円形又
は馬蹄形の円筒形の構造物が形状保持能力を有するの
で、チタン板の円筒を構成するだけで、形状保持のため
の型枠を構築する必要はない。

【００１４】次に、該チタン板１とボックスカルバート
１１の間にスランプフロー６０ｃｍ以上のコンクリート
を流し込んで充填する。充填したコンクリート２が固化
した後は、内空部分の断面形状が円筒形なので、コンク
リートの耐圧縮力のみで形状保持が可能であるため、コ
ンクリート中に鉄筋を入れる必要がない。

【００１５】背面に打設するコンクリート２は、既設の
ボックスカルバート１１のコンクリートと密着すること
が必要である。また、充填する空間は完全に閉ざされた
空間となるため、コンクリートを充填する場所も限定さ
れ、かつ締め固めもできない。スランプフロー６０ｃｍ
以上のコンクリートを使用すれば、流動性が十分であ
り、このような環境でも密着性の良好なコンクリートの
施工が可能である。

【００１６】暗渠のチタン板１の内側には更に図１に示
すように耐火・断熱材１０を配置する。断熱材料として
はブロック状の煉瓦、ロックウール、セラミックファイ
バー等を用いることができる。従来のように矩形の断面
のボックスカルバート内に断熱材料を組み上げる場合、
暗渠の煉瓦積み天井部はアーチ型として煉瓦を築造する
必要があった。本発明では、チタン板１が既に断面円形
又は馬蹄形となっているので、耐火・断熱材１０はその
チタン板１の表面形状に沿って築造すればいいので、築
造が極めて容易になるという利点を有する。

【００１７】図１に示すようにチタン板１の背面あるい
は内面に冷却配管３を設置して暗渠を冷却することによ
り、チタン板１及びその背後のコンクリート２を冷却す
ることが可能になり、暗渠の耐久性を増大させる上で有
効である。冷却配管の材料にチタンを採用することによ
り、軽量であり、狭い空間での施工を可能にする。ま
た、チタン以外では、円形・馬蹄形に組み上げたチタン
板との接点、はぜ折り部さらには配管と配管の継手での
隙間腐食が発生するが、チタンを採用すればこのような
問題は発生しない。冷却配管は、図３に示すように、チ
タン薄板帯材を事前にスパイラル状に巻き回して接合し
たスパイラル管を用いる。隣り合う帯材の接合に溶接法
を用いるとコストアップを招くので、接合には図３
（ｃ）に示すようなハゼ折り法を採用する。図３（ｂ）
に示すように、チタン薄板の帯材を波板とし、波の背の
方向と帯材の長手方向とを一致させると、スパイラル管
の剛性を向上することができ、チタン薄板の板厚をより
薄くすることが可能になる。

【００１８】

【実施例】鋼の連続熱間圧延装置の加熱炉の排ガスを加
熱炉から煙突まで誘導する地下煙道を改修する場合にお
いて本発明を実施した。改修前の地下煙道の断面形状を
図５に、改修後の断面形状を図１に示す。

【００１９】改修前の煙道は鉄筋ボックスカルバートの
高さ３．９ｍ、幅３．７ｍの内空部を有し、この中に耐
火・断熱レンガをアーチ型に組み上げて煙道としてい
た。長期間の使用の結果、ボックスカルバートの鉄筋が
腐食して天井部及び側壁のコンクリートが剥がれ落ちる
状況であった。

【００２０】まず、既設の耐火・断熱レンガを解体し、
ボックスカルバートの腐食した鉄筋コンクリート部分を
除去した。本発明の改修方法で使用する煙道のチタン板
部の直径は３ｍ、使用したチタン板は板厚は２．７ｍｍ
であり、ピッチ１５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの波形を有す
る。１．２ｍ×２．５ｍの大きさの該チタン板を煙道の
直径の円弧状に加工し、この板同士を現地でチタン製ボ
ルト・リベットで接合することによってパイプ状とし
た。チタン板は軽量であり狭い煙道の内空部分でも重機
を用いずに容易にハンドリングすることができた。ま
た、チタン板１枚の大きさが大きく、使用する枚数を低
減することができたので、組み立てに要する期間を短く
することができた。

【００２１】このチタン板１の外側には、冷却のための
冷却水を流す冷却配管３を配設した。パイプは図３
（ａ）に示す形状であり、直径は２００ｍｍ、板厚０．
４ｍｍのチタン帯材のスパイラル管を用いた。帯材の接
合部はハゼ折り加工を行っている。冷却配管も軽量であ
り、狭い煙道の内部において容易に配設することができ
た。

【００２２】チタン板１と冷却配管３を配設した後、既
存のボックスカルバート１１とチタン板１の円筒との間
にスランプフロー６０ｃｍ以上のコンクリートを流し込
み充填した。チタン板１は波形の弧状部材を組み合わせ
ているので剛性を有し、流し込んだコンクリートが硬化
するまでの間もチタン板１の形状を保持するための型枠
を使用する必要はなかった。

【００２３】煙道のチタン板の内面には、まずチタンス
タッドを設置し、さらにその内側に耐火・断熱材１０を
１列配置した。チタン板部が円形の形状を有しているた
め、その形状を利用することにより耐火・断熱材は極め
て容易に築造することができた。

【００２４】上記構造を採用して煙道の改修を行った結
果、改修に要する費用を安価にすることが可能になり、
更にチタン薄板で煙道の内空部分を包囲したので腐食雰
囲気からコンクリートを遮断してコンクリートの劣化と
剥がれ落ちがなくなり、チタン薄板自身も腐食すること
なく健全性が保たれ、無筋コンクリートの使用によって
鉄筋の腐食問題が無くなったこともあり、改修後の煙道
の寿命を半永久的に保つことが可能になった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の採用により、暗渠の改修を極め
て安価・かつ短期間に行うことが可能になり、腐食性を
有する環境においても、改修後の暗渠の耐久性が極めて
高い暗渠の改修方法を得ることができた。また、該暗渠
を有効に冷却して耐久性を更に向上することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の暗渠の断面図である。

【図２】本発明の波形を有するチタン板をボルトナット
で接合する状況を示す斜視図である。

【図３】本発明のチタン板帯材をスパイラル状に巻き回
したパイプを示す平面図（一部断面）であり、（ａ）は
波形を有しないチタン板を使用した場合の平面図、
（ｂ）は波形を有するチタン板を使用した場合の平面
図、（ｃ）はハゼ折り部を示す拡大断面図である。

【図４】本発明の暗渠の断面図であり、（ａ）は断面形
状が円形の場合、（ｂ）は断面形状が馬蹄形の場合であ
る。

【図５】従来の耐火煉瓦を設置した暗渠の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ チタン板 ２ コンクリート ３ 冷却配管 ４ 内空部分 ５ 波形を有するチタン板 ６ 締結ボルトナット ７ スパイラルパイプ ８ スパイラルパイプ ９ ハゼ折り接合部 １０ 耐火・断熱材 １１ ボックスカルバート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 速人 堺市築港八幡町１番地 新日本製鐵株式会 社堺製鐵所内 (72)発明者 高橋 康雄 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面がライニングされたボックスカルバ
   ート形式鉄筋コンクリート造暗渠の改修方法において、
   内面のライニングを除去したのち、ボックスカルバート
   の内空空間に波形に成形したチタン板を弧状に加工した
   部材をチタン製ボルト・チタン製リベットを用いて、ボ
   ックスカルバートの内空間より小さい円形、楕円形もし
   くは馬蹄形に組み上げ、次いで該円形、楕円形もしくは
   馬蹄形を暗渠延長方向にチタン製ボルト・チタン製リベ
   ットで接合して連結させ、円筒形を形成し、該円筒とボ
   ックスカルバートの隙間にスランプフロー６０ｃｍ以上
   のコンクリートを充填することを特徴とする暗渠の改修
   方法。
2. 【請求項２】 円筒形に組み上げたチタン板の内面に耐
   火・断熱材を取り付けることを特徴とする請求項１に記
   載の暗渠の改修方法。
3. 【請求項３】 円筒形に組み上げたチタン板の背面に、
   チタン薄板帯材をスパイラル状に巻き回し、隣り合う帯
   材の接合部はハゼ折りにより接合されてなる冷却配管を
   配することを特徴とする請求項１又は２に記載の暗渠の
   改修方法。
4. 【請求項４】 円筒形に組み上げたチタン板の内面に、
   チタン薄板帯材をスパイラル状に巻き回し、隣り合う帯
   材の接合部はハゼ折りにより接合されてなる冷却配管を
   配し、さらにその周囲及び内面に耐火・断熱材を取り付
   けることを特徴とする請求項１に記載の暗渠の改修方
   法。