JP2011001740A - 水取込装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水底推進工法において、水中到達した掘進機を安全に効率良く回収するための水取込装置を提供する。
【解決手段】掘進機の外殻を成す筒状のフレ−ム後方の内部または掘進機の後端側と埋設管列の前端側との間に軸方向に前筒と後筒とに分離される分離筒の内部を、軸方向に所定の間隔を隔てて前隔壁と後隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、これらの前隔壁と後隔壁との間の前記フレ−ムまたは前記分離筒を周方向に切断または分離し、その切断・分離ケ所よりも前方の掘進機を、前隔壁によって仕切った状態で水中から回収するときの水取込装置であって、埋設管列の前端側に仕切弁を設置し、前記仕切弁の一端は前記後隔壁を貫通して延長し前記フレ−ムまたは分離筒に貫設した取込用配管材と、前記仕切弁の他端は前記後隔壁に貫設した吐出用配管材とにより構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、川底や海底を掘削して水中の到達立坑等に到達した掘進機を安全に効率良く回収するための水取込装置に関するものである。

近年、川底や海底に取水管路や電力管路等を構築するために水底に埋設管を敷設する水底推進工法が開発されている。掘進機は、水底に設置された到達立坑や取水桝内に押し出すようにして水中より回収される。

回収技術しては、掘進機の後端側と埋設管列の前端側との間に軸方向に前筒と後筒を嵌脱自在に連結した分離筒を設置し、軸方向に所定の間隔を隔てて前筒部の前隔壁と後筒部の後隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、これらの前筒部と後筒部との間で分離筒を軸方向に離脱させることで、掘進機を回収するようにした技術が開発されている(特許文献１参照)。他の回収技術としては、掘進機の外殻を成す筒状のフレ−ム後方の内部に、軸方向に所定の間隔を隔てて前隔壁と後隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、その密閉空間の中間のフレ-ムを水中より切断する方法が開発されている（特許文献２参照）。

回収手順としては、掘進機が到達立坑内の所定の位置に到達すると、掘進機の後端側の分離筒の前後の隔壁に装備した水密扉を閉めた後、分離筒に設置したジャッキを伸長することにより、軸方向に前筒と後筒とを離脱させて掘進機と埋設管列を分離させる。掘進機の後端側は前筒部の前隔壁によって仕切られた状態となっており、埋設管列の前端側は後筒部の後隔壁によって仕切られた状態となって密閉されている。前記した筒状のフレ−ム後方の密閉空間の場合も同様の手順で前隔壁と後隔壁の水密扉が閉められ、フレーム中間を切断することによって、掘進機と埋設管列が分離させる。

特開２００７-１４６５４２号公報 特開２００５-１２６９９１号公報

前記した掘進機の回収方法では、分離筒の切り離しとともに川水や海水が一気に分離筒内に浸水することとなり、前隔壁と掘進機及び後隔壁と埋設管列の止水性が損なわれていた場合には、掘進機や埋設管列内に川水や海水が浸水しても対処できなく、その後の切離し作業が不可能となるような大きなトラブルとなる。また、切離し当初は、分離筒内には水圧が発生していないため、掘進機先端に加わる大きな水圧によって掘進機が後方に押されて不安定に移動したりすることによって、油圧機器や計測機器が破損するという問題も発生している。
また、掘進機の外殻を成す筒状のフレ−ム後方の内部に密閉空間を形成する方法では、フレーム内部に水を流入させるための穴がフレ−ムに形成され、フレーム切断前に潜水夫によって水中より密閉空間に水を充満させる方法が採用されているが、前記回収方法と同様に前隔壁と掘進機及び後隔壁と埋設管列の止水性が損なわれていた場合には対処できないという問題がある。このため本発明は、水中の到達立坑等に到達した掘進機を安全に効率良く回収するための水取込装置を提供することである。

本発明は、掘進機の外殻を成す筒状のフレ−ム後方の内部または掘進機の後端側と埋設管列の前端側との間に軸方向に前筒と後筒とに分離される分離筒の内部を、軸方向に所定の間隔を隔てて前隔壁と後隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、これらの前隔壁と後隔壁との間の前記フレ−ムまたは前記分離筒を周方向に切断または分離し、その切断・分離ケ所よりも前方の掘進機を、前隔壁によって仕切った状態で水中から回収するときの水取込装置であって、
埋設管列の前端側に仕切弁を設置し、前記仕切弁の一端は前記後隔壁を貫通して延長し前記フレ−ムまたは分離筒に貫設した取込用配管材と、前記仕切弁の他端は前記後隔壁に貫設した吐出用配管材とにより構成される水取込装置である。

掘進機は、切羽と作業空間が隔壁で仕切られた密閉型推進工法が採用され、地下水圧等に耐える水密構造や耐水構造を備えており、水中に推進させても特に問題はない。密閉型推進工法には泥水式、土圧式、泥濃式があるが、水底推進工法には掘削した土砂の排出がチャンバ内から泥水とともに送排泥設備によって坑外へと連続搬出できる泥水式推進工法が、最も適している。

掘進機と埋設管列、掘進機と分離筒の連結は、一般に端部同士を嵌合させて連結する方法が用いられる。そのため、両端部には嵌合用の段差や凹凸構造が設けられている。

フレーム後方の内部や分離筒の内部に所定の間隔を隔てて設けられる前隔壁と後隔壁は、フレーム内壁や分離筒内壁との水密性を確保するとともに、切断・分離後にも水圧によって変形しないように、溶接等によって強固に固設されている。前後の隔壁には、通行可能な開口を設けこの開口を開閉自在に閉鎖する水密扉を設けておくことにより、前後の空間が確実に水密隔離された状態と、互いに行き来が自由な状態とを、必要に応じて設定することが可能となる。

埋設管列の前端側に設置される仕切弁は、川水や海水等の流体を遮断するためのもであり、一般に用いられているゲートバルブやボールバルブ等を採用すればよい。

取込用配管材と吐出用配管材は、埋設管位置の水圧に耐えるものでよく、通常用いられている鋼製の管材を採用すればよい。仕切弁の設置は、後隔壁の支障とならない位置に設置すればよい。設置数は、効率の良い注水を行うために埋設管径が大きくなるにつれて、設置個所を増加させていく。

本発明の水取込装置は、掘進機が所定の到達位置に到着すると、前の隔壁と後の隔壁の水密扉を閉鎖し、埋設管列の前端側に設置した仕切弁を開くことによって、取込用配管材から川水または海水を取り込み、仕切弁を通して吐出用配管材へと移動させて、前後の隔壁に形成された密閉空間内に水を確実に充満させることができる。取込み作業は、埋設管列の前端側である作業環境の良い大気圧内で行えるとともに、前後の隔壁の止水性に異常がある場合は、仕切弁を閉めて水の取込みを中止し、前後の隔壁で形成された密閉空間内に注水された水を排水した後、水密扉を開放して漏水個所等の補修等が行える。

川底や海底を掘削して水中の到達立坑等に到達した掘進機を回収するための水取込装置であって、掘進機の回収前に前隔壁と後隔壁との間に設けた密閉空間内に、埋設管内から川水や海水である水Ｗを安全に取り込み、掘進機を効率良く確実に回収する水取込技術を実現した。

図１は、本発明の水取込装置を装備した後隔壁を説明する正面図である。掘進機の先端には、外殻の先端開口部内にカッタヘッドが装備されている。カッタヘッドは中央部で回転軸によって軸支され、後方に装備した駆動機構によって回転力がカッタヘッドに伝達される。
掘進機の外殻を成す筒状のフレ-ム後方の内部または掘進機の後端側と埋設管列の前端側との間に軸方向に前筒と後筒とに分離される分離筒１の内部を、軸方向に所定の間隔を隔てて前隔壁(図示省略)と後隔壁２とで仕切った密閉空間７を形成する。前隔壁と後隔壁２には、通行可能な開口を中央部分に設け、この開口を開閉自在に封鎖する水密扉８を設けることによって、前後の隔壁によって形成された密閉空間７が確実に水密隔離された状態と、互いに行き来が自由な状態とを、必要に応じて設定することができる。後隔壁２の埋設管列側には、上部と右側の２ケ所に水取込装置３が設置されている。また、上部の水取込装置３の支障とならない位置には、密閉空間７から後隔壁３を貫通して埋設管列側に延長した配管材に連結したエア-抜用仕切弁１０が設置されている。さらに、下部には、密閉空間７から後隔壁３を貫通して埋設管列側に延長した配管材に連結した排水用仕切弁９が設置されている。

本実施例では、水取込装置３の設置数を２ケ所と開示したが、埋設管径や密閉空間７の容積に応じて設置数を増減することで、効率の良い水Ｗの取り込みが行なわれる。

エアー抜用仕切弁１０は、前後の隔壁によって形成された密閉空間に水Ｗを充満させる際に、密閉空間内の空気が支障とならないように、埋設管列側に抜き出せるように後隔壁２の頂部に貫設した配管材に連結して設置されている。

排水用仕切弁９は、前後の隔壁の止水性に異常が発生した場合に、隔壁部の止水性の補修を行うために、密閉空間７内に入った水Ｗを埋設管列側に抜き出すためのものであり、通常用いられているゲートバルブやボールバルブ等が、後隔壁２の下部に貫設した配管材に連結して設置されている。

図２は、本発明の水取込装置を詳細に説明する正面図である。本実施例では、分離筒１を用いた場合について説明する。分離筒１の後筒部に内接するように固設された後隔壁２の埋設管列側に水取込装置３が設置されている。水取込装置３は、埋設管列の前端側に設置された仕切弁４と、仕切弁４の一端は後隔壁２を貫通して延長し、密閉空間７内の分離筒を貫通して固設した取込用配管材５と、他端は後隔壁２を貫通して固設した吐出用配管材６と、により構成されている。

図３は、本発明の水取込装置を詳細に説明する断面図である。本実施例も分離筒１を用いた場合について説明する。仕切弁４から出た取込用配管材５は、後隔壁２を貫通して密閉空間７に延長され、曲管を用いて外側に延長して分離筒１の後筒部を貫通して固設されている。また、仕切弁４から出た吐出用配管材６は、後隔壁２を貫通して固設されている。

推進施工時は、密閉空間７の自由な行き来が必要となるため、各隔壁の止水扉は開口され、仕切弁は閉鎖された状態となっている。

次に、本発明による水取込装置３を用いた掘進機の水中回収方法について説明する。予め川底や海底に構築された到達立坑や取水桝内の所定の位置に掘進機が到達すると、掘進機の後方の前隔壁と後隔壁２で形成された密閉空間７を通る配管材や配線類を撤去した後、前後の隔壁の水密扉８を閉めて密閉空間７を閉鎖する。水密扉８の閉鎖が終了すると、埋設管列の前端側に設置された仕切弁４が開口され、川水や海水である水Ｗが取込用配管材５から取込まれ、吐出用配管材６を経て密閉空間７へと注水される。この時、後隔壁２の頂部に設置したエア-抜用仕切弁１０は開口されており、密閉空間７内の空気を埋設管列側に抜き出す。

密閉空間７に水Ｗが満水になると、エア-抜用仕切弁１０を閉め、水取込装置３の仕切弁４も閉めて注水を完了する。その後、分離筒方式であれば、分離筒１内に設置したジャッキを伸長させて軸方向に前筒と後筒を離脱させて掘進機と埋設管列を分離させる。掘進機の後端側は前筒部の前隔壁によって仕切られた状態となっており、埋設管列の前端側は後筒部の後隔壁２によって仕切られた状態となって密閉されている。完全に掘進機と埋設管列の切り離しが完了すると、掘進機が水中より安全に回収される。掘進機の外殻を成す筒状のフレーム後方に密閉空間７を設置する方式では、水中より潜水夫によってフレ−ムを周方向に切断することによって、掘進機と埋設管列の切り離しが行われる。

密閉空間７内への水取込中に隔壁の止水性等に問題が発生した場合は、仕切弁４を閉めて注水作業を一時中断し、後隔壁２の下部に設けた排水用仕切弁９より密閉空間内に入った水Ｗを埋設管列内を通して排水する。そして、前後の隔壁の水密扉８を開けて解放して漏水個所等の修理、補修を実施する。

川底や海底を推進して水中の到達立坑等から掘進機を安全で、効率良く回収できる水底推進工法に適用できる。

本発明の水取込装置を装備した後隔壁を説明する正面図である。 本発明の水取込装置を詳細に説明する正面図である。 本発明の水取込装置を詳細に説明する断面図である。

１ 分離筒
２ 後隔壁
３ 水取込装置
４ 仕切弁
５ 取込用配管材
６ 吐出用配管材
７ 密閉空間
８ 水密扉
９ 排水用仕切弁
１０ エア-抜用仕切弁
Ｗ 水

Claims (1)

1. 掘進機の外殻を成す筒状のフレ−ム後方の内部または掘進機の後端側と埋設管列の前端側との間に軸方向に前筒と後筒とに分離される分離筒の内部を、軸方向に所定の間隔を隔てて前隔壁と後隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、これらの前隔壁と後隔壁との間の前記フレ−ムまたは前記分離筒を周方向に切断または分離し、その切断・分離ケ所よりも前方の掘進機を、前隔壁によって仕切った状態で水中から回収するときの水取込装置であって、
   埋設管列の前端側に仕切弁を設置し、前記仕切弁の一端は前記後隔壁を貫通して延長し前記フレ−ムまたは分離筒に貫設した取込用配管材と、前記仕切弁の他端は前記後隔壁に貫設した吐出用配管材とにより構成されることを特徴とする水取込装置。

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