JP2011128134A - 水中にあるコンクリート構造物の内部を調査する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
非破壊の調査機器を使い水中にあるコンクリート構造物の内部調査及び鉄筋の配筋などを容易に調査する機器と方法がなかった。水中にあるコンクリート構造物の空洞部及び鉄筋配筋などの内部調査を容易に安価で行う方法が求められている。
【解決手段】
市販されているコンクリート構造物の内部が調査できる機器を加圧調整ができる耐圧保護容器に入れて水中に持ち込み、計測機器と計測面の間の水を排除して調査する方法と、耐圧保護容器にコンクリート内部調査機器を入れて、水中の調査位置に気中部を作り、その気中部内で調査機器を取り出して使用することにより、水中にあるコンクリート構造物の内部調査及び鉄筋の配筋状況などの調査を容易にできるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンクリート構造物の内部の健全度・空洞・クラック診断及び埋設されている配筋の鉄筋状況等の調査を水中で行う装置に関する。

既設の構造物や、設計資料の残っていないコンクリート構造物の鉄筋状況及び健全度などの診断を行うのに、陸上部では計測機器を移動させながら超音波及び電磁波を照射して検出できる空洞調査機器及び鉄筋探査機器などを使用してコンクリート構造物の内部の空洞及び鉄筋の状況を調査している。

コンクリート構造物の内部調査機械は進歩しており、小さくて手に持って操作できる高性能の機器が多数開発され、コンクリート構造物の内部の調査が容易に行えるようになり、耐震強度計算・健全度調査・耐震補強の資料にそのデーターが利用されている。

近年コンクリート構造物の耐震見直しや劣化度診断を行うため、各地でコンクリート構造物の調査が行われているが、ダム湖等の堤体及び付帯構造物・河川橋脚・港湾設備・発電所施設の水中にあるコンクリート構造物の内部調査が行われておらず、劣化度の診断及び耐震補強を行うに当たり、判断する資料として内部状況及び配筋状況等のデーターをとる必要に迫られている。

しかし水中部のコンクリート構造物の内部調査を容易に、又安価に行う装置が開発されていない。

気中で使用されているコンクリート構造物内部調査の機器類はほとんどが電子機器類で構成されており、防滴構造型のものもあるがそのままでは直接水の中に入れて使用することができない機器がほとんどである。

又、機器を防水して水中に持ち込んでも距離の測定ができない、耐圧箱を作ってその中に入れても耐圧を維持する部分の厚みによる計測障害が出て正常に作動しない、移動時位置情報の測定が難しい、測定部と防水部の間に水が入っているのでデーターが正確に取れない等で使用することができなかった。そのため未だ市販されている計測機器を使って、水中にあるコンクリート構造物の内部調査が出来ていない。

今までは、水中でコンクリート構造物の配筋状況を調査するには、鉄筋を確認できるところまでコンクリートを水中で破砕して取り除き、鉄筋を現して調査する方法が主にとられてきた。

他の方法に、調査部分を水上から囲い込み、水を抜水して調査を行う方法があるが、調査範囲を水のない状態にするには、調査面を水面から計測位置まで大きく囲んで空間を作り調査するのだが、大掛かり工事となり費用が高価である、このような工法は、特別な場合を除き行われなかった。

又、コンクリート内部調査が出来る調査機器を耐圧保護容器入れて計測する方法がある。この場合は耐圧保護容器と測定のコンクリート構造物の間に水が入り込み測定精度が悪くなり要求するデーターが得られない場合が殆どであった。

電磁波などを照射して計測する鉄筋探査機は、移動速度と移動距離を計測するのに車輪を使っている構造のものがほとんどである。このような機器を耐圧保護箱に入れて手で移動させて正確に移動距離のデーターを取って計測することは難しい。水中で調査する利用頻度が少ないので、水中で使える専用のコンクリート内部調査機器の開発が行われていない。

汎用品であるコンクリート構造物の内部調査機器の鉄筋探査機の、電磁波レーダーの受発信部保護部は、極力薄く作成し保護部の材質での影響を受けにくい構造としている。精度のよい信頼性のあるデーターを取るためには、調査面と受発信部が近いほうがよく、液体及び固体物等の障害物がないほうが良いため、耐圧保護容器を作成するときは厚みがあると計測の障害となる。

現在市販されている鉄筋探査機は、受発信部の保護部の強度が小さいのでそのままでは耐圧機能が果たせない構造のものが多く、防水機能が付いていても極めて浅い水深でしか利用できない。市販品の調査機器では、水中でコンクリート構造物の内部調査を行う調査機器類が開発されていないのが現状である。

水中で容易に計測できる機械が開発されていないため、健全度調査及び補修・補強を行うための基礎資料となるコンクリート構造物の鉄筋の配筋状況のデーター等の収集できず、ほとんどの、水中にあるコンクリート構造物の殆どの内部調査がおこなわれていない。

近年、コンクリート構造物の内部状況が確認できる携行式の独立した調査機器が開発された。従来品と比べ、軽量・低価格で高性能の機器である。

これらの機器の中には、気中であれば高い圧力がかかった状態でも正常に作動するものも出来ており、加圧下においても正常にコンクリート構造物の内部調査が行え、鉄筋の配置や空洞などの調査が出来るものが販売されている。

あるメーカの市販品のハンディタイプの鉄筋探査機を使い０．３ＭＰａの加圧室内で加圧テストを行った。鉄筋を配置したコンクリート試料を作りテストを行った。その結果０．３ＭＰａの加圧下で、正常に動作してデーターが取れ、加圧下でもコンクリート構造物の内部調査ができる機器があることが確認できた。

水中のコンクリート構造物の内部調査方法として今までは、目視調査、コンクリート表面の破砕による配筋調査、コア抜きによるサンプル採集調査などしかできておらず、構造物の健全度の確認が容易に行える、水中でコンクリート構造物の内部調査ができる調査方法およびの装置の開発が望まれている。

特開２００５−２６４５００に記載されている水中既設構造物の仮締切り構造及び仮締切り工法では、水中部にあるコンクリート表面を陸上部と同じように気中部とする方法で、水面上からつり下ろした遮蔽物で調査位置水面より上の位置から地中まで遮蔽物を下し調査面をすべて囲み込み気中とする方法である、当方の水中部の調査範囲を気中とする方法は調査する位置を限定して、任意の水中部の、調査する位置だけの水を排除して調査する方法である点が多いに違う。又水を排除するのも容易で簡単な装置の為、非常に安価で、調査位置も天井部など多岐にわたって行え、工期も早い点に大きな違いがある。

特開２００５−２６４５００

水中コンクリート構造物の鉄筋の配筋調査及びコンクリート構造物の内部調査を、陸上で使用されている調査機器を使い水中で容易に安価で行える装置。

コンクリート構造物の調査面と鉄筋探査機の計測波受発信部の間に水が入ると調査機器の測定精度が落ち正確な情報が得られなくなる。コンクリート構造物の調査面の天井部・壁面部・床部の調査位置に水が入らないようにする方法。

コンクリート構造物の内部調査機器類を収納し、圧力変化に対して壊れることなく、加圧下でも収納した調査機器類を出し入れすることができる耐圧保護容器。

汎用品のコンクリート構造物の内部調査機器の小さなものは底部が２０ｃｍ×２０ｃｍ程度の大きさである、又電磁波の受発信部は構造物の表面より１ｃｍ〜２ｃｍまでしか離すことができない構造のものが多い、これらの機器はこれ以上距離をとると精度が悪くなり、正確な調査ができなくなるといわれている。水中に持ち込むコンクリート構造物の内部調査機器を入れる耐圧保護容器は、電磁波の減衰の影響を防ぎ正確なデーターを取るうえに於いて、耐圧構造であるができるだけ電磁波受発信部の耐圧保護部を薄くする必要がある。電磁波受発信部の耐圧保護部を薄くできる耐圧保護容器の開発。

水中にあるコンクリート構造物の調査位置は水深５０ｍの場合も想定しなければいけない、耐圧保護容器の耐圧は、０．５ＭＰａは必要となる。この水深でも使用できる耐圧保護容器の開発。

タイヤなどの回転による距離測定データーを取る方式でなく、耐圧保護容器に収納した状態で、水中で測定距離データーを取ることができるコンクリート内部調査機器の開発。

本発明は上記の課題を鑑みてなされた水中コンクリート構造物の内部及び鉄筋の状況を水中で調査できる装置である。

陸上部で使われている、コンクリート構造物の内部調査機器を、水中に持ち込める耐圧保護容器。この耐圧保護容器は使用水深の圧力以上に耐える能力と、水中の気中部となった場所で、圧力変化後でも容易に容器内を外圧と同じ圧力にさせることができる圧力均圧装置を備えているので、耐圧保護容器の蓋の開閉が容易にできる装置となる。又その水深より圧力が低くなった場合は、保護容器の膨張を防ぎ圧力を減じる圧力逃がし装置をそなえさせることにより容器の膨張による破壊を防ぎ、安全に陸上部と水中部の気中部を、移動することができるようになる。

調査位置の水を排除して水中で気中にする方法で調査範囲が天井部であれば、調査部の周りを囲い、底に当たる部分を開放状態にし、その開放状態の部分から空気を送り込んで水を抜き、耐圧保護容器に入れられた計測機器、例えば鉄筋探査機を持ち込み、底に当たる水面部分から中にいれ、その中で耐圧保護容器に装備されている均圧装置を操作して鉄筋探査機をとりだし、気中部となった調査範囲で気中部に入り込んだ潜水士が鉄筋の配置状況等の調査が行える。

調査位置の水を排除して水中で気中にする方法で調査範囲が壁面部であれば、調査部を真横から囲み、底に当たる部分は開放状態にし、その開放状態の部分から空気を送り込んで水を抜き、耐圧保護容器に入れられた計測機器、例えば鉄筋探査機を持ち込み、底に当たる水面部分から中にいれ、その中で耐圧保護容器に装備されている均圧装置を操作して鉄筋探査機をとりだし、気中部となった調査範囲で気中部に入り込んだ潜水士が鉄筋の配置状況等の調査が行える。

調査位置の水を排除して水中で気中にする方法で調査位置が天井部及び側面部の場合は容易に気中部にできる囲い箱を設置できるが、調査位置が底部となる底部分については、調査部位置に気中部を作ってもその中に入り込もうとすると水が一緒に侵入するようになる。そのため囲い箱に扉をつけ潜水士が調査機器を持ち込んで底部に設置された囲い箱の中に入り、扉を閉めてから水を排水する。コンクリート構造物の内部調査機器の耐圧保護容器の均圧装置を操作して例えば鉄筋探査機をとりだし、気中部となった調査室で潜水士がコンクリート構造物の内部調査、及び鉄筋状況などの調査が行える。

調査位置の水を排除して水中で気中にする方法で調査範囲が底面部で、内部の水抜きに時間がかかりすぎる場合は、潜水時間が長くなるので、副室と調査室がある囲い箱を設置する。調査室の囲い箱の中の水を事前に排水し、潜水士が副室に入り耐圧保護容器に入れられた計測機器、例えば鉄筋探査機等を持ち込み、副室の水を排除したのち調査室に移り、均圧装置を操作して鉄筋探査機をとりだし、調査室で潜水士がコンクリート構造物の内部調査、及び鉄筋状況などの調査を行える。

加圧調整耐圧保護容器は、コンクリート構造物の調査機器を内部に入れた状態で水中に持ち込み、加圧調整耐圧保護容器内に外から加わる圧力より少し高めの圧力、例えば０．００３ＭＰａの圧力の気体を自動的に送り込み、常にこの圧力差を維持させる。この状態を維持すれば加圧調整耐圧保護容器は０．００３ＭＰａ程度の圧力に耐える耐圧容器でよくなり、深い水深例えば水深５０ｍとなっても壊れることがなくなる。この方法を採用することにより加圧調整耐圧保護容器の電磁波受発信部を薄い材質にすることができる。電磁波受発信部の耐圧防水保護部を例えば電磁波レーダー受発信に影響の出にくい材質である厚みの薄い例えばアクリル材などで容易に作成することができようになり、正確なデーターが得られる加圧調整耐圧保護容器を作ることができる。

更にこの加圧調整耐圧保護容器の受発信部の前面の周囲に覆いを作り計測面と電磁波受発信部の間にある水を、外部より気体を送って水を排除できる装置を取り付ける。覆いは伸縮性のある防水シールを使う。止水する方法は内部に気体を送り込み防水シールを抑える方法をとる。又抑え込まれた防水シールは圧力で外部にまくれ出ない程度の強度の材質を有するものを使用する。加圧調整耐圧保護容器の使用時に下端となる部分以深に水を排水出来る排水口を設ける。排水口は加圧気体供給部の圧力を外圧より少し高い状態で維持するのにも利用するので排水位置は常に加圧調整耐圧保護容器の最下部以深に設置する。複数の排水口をまとめて最下部より以深に設置すれば加圧状態となり、電磁波受発信部と調査面の間の空間は常に外部圧より内圧が高くなる。又排水口を周囲に設けて排水口をバネなどで押さえて周囲より高い圧でなければ排水出来ないようにすることで同様の効果を得ることができる。高くなった圧力で防水シール部を抑え込むようになるので浸水が防げて水を排除でき、電磁波受発信部と調査面の間に気中部を作ることができる。この方法により加圧調整耐圧保護容器の中にコンクリート構造物の内部調査機器を入れても水を排除しているので正確な調査が行える。

コンクリート構造物の調査機器は通常距離データーを出すのに機械にタイヤが着いているものが殆どであるが、計測時の位置又は距離の計測を光波又はレーザーなどを使って出せる機能を持っているものを利用することにより移動計測時の距離を出せるようになる。又水中の計測面に柔らかい材質の計測補助シートを設置して密着するように抑えることにより水を排除でき、その計測補助シートの上を、調査機器が入っている加圧調整耐圧保護容器の調査機器の受発信部を計測補助シートに押し付けて水を排除するよう密着させながら移動することにより、受発信部の前面の水を排除することができるので水中にあるコンクリート構造物の内部調査をすることができる。

この装置を用いることにより、水中にあるコンクリート構造物を壊すことなく、コンクリー構造物の鉄筋の配筋及び空洞などの内部調査ができるので、耐震補強工事及び強度計算資料の有用な基礎データーが正確に得られるようになる。

コンクリート内部調査機器の電磁波レーダー機器類を使い、ダム湖堤体及び付帯構造物・河川橋脚・港湾設備・発電所施設などの水中部にあるコンクリート構造物内部の調査例えば鉄筋の配筋調査および空洞などの調査が、短時間で容易に行うことができるようになる。

従来から行われていた、調査範囲の水を水面より上の位置から囲い、すべての水を排除して行う方法と比較して費用が非常に安価となり、工期も短縮されるようになる。

従来から行われていた調査方法で、コンクリート表面をハツリ、鉄筋を調査する場合と比べ、コンクリート構造物を損傷させることなく、容易に正確で広範囲の調査が短時間に出来るようになる。

コンクリート構造物の診断となる基礎データーが電子データーで出てくるので、水中での補強工事、例えば耐震補強の施工計画及び施工時の位置確定なども容易に行えるようになる。

水中の壁面で潜水士が鉄筋探査を行っている概念図 壁面に取り付けられた囲い箱の断面の概念図 壁面に取り付けられた囲い箱の側面の概念図 天井面取り付けられた囲い箱の断面の概念図 底部に取り付けられた副室を備えた囲い箱の断面の概念図 底部に取り付けられた副室を備えた囲い箱の平面の概念図 調査機器を耐圧保護容器に入れた状態の例の概念図 調査部が斜面の場合の調査状況の例の概念図 加圧調整耐圧保護容器の断面の概念図 加圧調整耐圧保護容器の側面の概念図 加圧調整耐圧保護容器の平面の概念図 加圧調整耐圧保護容器から出ているタイヤの間に計測補助シートを挟んで調査する断面の概念図 加圧調整耐圧保護容器から出ているタイヤが計測補助シート溝を走って調査する断面の概念図

図1は水中の壁面で潜水士が鉄筋探査を行っている概念図で、図２は壁面に取り付けられた囲い箱の断面の概念図で、図３は壁面に取り付けられた囲い箱の側面の概念図で、図４は天井面取り付けられた囲い箱の断面の概念図である。水中にあるコンクリート構造物の調査位置が壁面及び天井で、調査位置に囲い箱を使って気中部作ることを現している図である。
これよりコンクリート構造物の代表的な内部調査機器である電磁波式の鉄筋探査機を例にして説明する。

図１は水中の壁面で鉄筋探査を行っている概念図である。コンクリート構造物の内部調査機器である例えば電磁波方式の鉄筋探査機であれば、ハンディ形式のものを耐圧保護容器に入れて使う方が使いやすいが耐圧保護容器又は加圧調整耐圧保護容器にケーブルの貫通部を設け防水することで有線式構造のものでも使用することができる例を示している。又陸上部より水中ビデオカメラを設置することで計測状況も陸上にいる人が確認できる調査方法と装置とを現している概念図である。

図１は調査範囲が水中の壁面の場合で、壁面の調査範囲を気中にできる囲い箱を設置して中に気体をため、囲い箱の中を外圧と同じ圧力にして、囲い箱の中の気中部で鉄筋探査機を使ってコンクリート構造物の調査を行っている概念図である。潜水士が鉄筋探査機を、防水機能を持った耐圧保護容器に入れて囲い箱の中の気中となっている部分に持ち込み、その中で鉄筋探査機を取り出して、コンクリート構造物の内部の鉄筋の配筋等の状況を調査している概念図である。

図中にある符号１は耐圧保護容器である。この中に鉄筋探査機を水上で入れ蓋をして水中に持ち込み、囲い箱の中の気中部で出し入れができる構造となっている防水機能を持った耐圧保護容器である。この耐圧保護容器は、調査水深の圧力に耐える強度を持ち、又囲い箱の中で容易に取り出せる構造となっている。更に圧力のある囲い箱の気中で耐圧保護容器に入れるので、水面方向に上昇すれば外部圧が減少するので内部圧が高くなり内部膨張が起こるが、膨張による破壊を防ぐため、気体を外部に放出する圧力逃し装置を備えている耐圧保護容器である。

図中にある符号２はコンクリート構造物内部調査機器である。加圧下の気中部で正常に作動することができる性能を備えたコンクリート内部の調査機器類で、コンクリート構造物内部を非破壊で空洞、塩ビ類及び鉄筋状況などを調査できる電磁波による調査機器（通称鉄筋探査機）である。

図中にある符号３は囲い箱である。コンクリート構造物にアンカーで固定された囲い箱で、囲い箱の中に気体を溜め、外部と同じ圧力の気中部を水中に作ることができる構造となっている。囲い箱の大きさは調査範囲及び施工状況によりその都度決定することができる。
又図１のように壁面であれば、潜水士が囲い箱の下部より調査を行う調査機器類を囲い箱の気中部に持ち込み、符号１の耐圧保護容器から取り出して操作して調査できる構造となっている。

図中にある符号４は囲い箱を固定するアンカーである。囲い箱は中に気体を溜めるので、気体を送り込むと水が排除され浮力が発生する、その浮力で囲い箱が動かないように保持するためのアンカーである。
例えば、囲い箱の調査面が１ｍ×５ｍで、潜水士が作業するのに必要な厚みが０．５ｍとすると、浮力は約２．５トンとなる、この浮力であれば小さなアンカー数個で囲い箱の固定を行うことができるので取り付けは、容易である。

図中にある符号５は囲い箱内に作られた水中にある気中部である。壁面及び天井部が調査対象であれば、潜水士の手と頭がはいるくらいの空間があれば、調査するのに十分な広さである。又、調査するのにもっと大きい空間が必要であればその大きさに合わせた気中部を作成することも容易に行える。

図中にある符号６は潜水士である。調査範囲を気中部とする囲い箱の取り付けや、気中部にするための気体の送り込み、調査機械の持ち込みなど水中での作業を行う、又気中部となった水中の調査位置で調査機械を操作して調査も行う。尚ビデオカメラなどを使い陸上にケーブルを通じて映像やデーターを送ることや、水中電話を使って指示を仰ぎ調査することも行える。

図中にある符号７は水中ビデオカメラである。調査状況を陸上から確認することができる。

図中にある符号８はモニターテレビである。水中の状況が陸上にいても確認できる装置で、符号７の水中ビデオカメラが捉えた映像を映しているものである。

図中にある符号９は有線式調査機器の場合のケーブルである。ハンディタイプの符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機に限らず、水中の加圧下の気中部でも使用できる有線式の符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機の場合、水中コネクターを備えた耐圧保護容器に収納して水中に持ち込みケーブルを通じて調査データーを陸上に送ることができる。

図中にある符号１０は有線式調査機器のモニターコントローラーである。符号９のケーブルで符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機の操作及び調査を行い、調査後のデーターを受け取り記録する機械である。

図中にある符号１１はコンクリート構造物である。符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機で内部調査を行う部分となる水中にあるコンクリート構造物である。

図中にある符号１２は囲い箱の中で作られた水中にある気中部の底部である。調査位置が壁面及び天井部であればこの部分より、符号１の耐圧保護容器にいれこんだ符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機を符号３の囲い箱内に作られた水中にある気中部に潜水士が持ち込み、持ち出しする部分である。またこの底部は符号３の囲い箱の中に気体を送り込み、囲い箱の中の水を排除する排水口ともなる。

図５・図６は底部が調査位置となる時の囲い箱の概念図である。この囲い箱は調査室と副室を備えているもので、底部の調査範囲を気中部として調査が行える囲い箱の設置状況図である。副室がない場合は、潜水士が直接囲い箱の中に入った状態で水抜きを行い、調査を行うが調査室は大きくなりがちとなる、この為排水・注水に時間がかかる。

図５・図６の水中コンクリート構造物の調査位置が底部の場合の作業手順を、潜水時間が短縮できる副室を備えた囲い箱装置で説明する。調査位置に調査室と副室が一体なった囲い箱をアンカーで設置する。符号１４の調査室と符号１５の副室との間の扉を閉め、符号１８の調査室の給水・排水設備を使い外部より気体を送り込み符号１４の調査室の水を排水する。その時は符号１７の副室と外部の間の扉は開放しておく。符号１４の調査室の水の排水が終了すると、符号６の潜水士が符号１５の副室に符号１の耐圧保護容器に入っている符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機をもって入る。符号６の潜水士が符号１５の副室に入ると符号１７の副室と外部の間の扉を閉め符号１９の副室の給水・排水設備を使い、符号１５の副室に外部より気体を送り込んで水を排水する。符号１５の副室の水の排水後、符号６の潜水士が符号１６の副室と調査室の間の扉をあけ符号１４の調査室の中に入る。調査位置の排水が不十分であれば、潜水士が調査前に水を符号２０の漏水対策囲いの外に排除し調査できるようにする。清掃終了後調査室内で符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機を符号１の耐圧保護容器から取り出し、陸上での調査と同じ要領で調査を開始する。

調査が終了したら、符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機を符号１の耐圧保護容器に収め、符号１の耐圧保護容器を持って符号６の潜水士は符号１５の副室に移動し符号１６の副室と調査室の間の扉を閉め、符号１９の給水・排水設備を操作して副室に水を張る。水を張り終え外部と同じ圧力にしたら符号１７の副室と外部の間の扉を開けて潜水士は符号１の耐圧保護容器を持って符号１３の調査室と副室を備えた囲い箱の外へ出て調査作業を終了する。

図５、図６中にある符号１３は調査室と副室を備えた囲い箱である。調査位置が底部となる場合、壁面及び天井部が調査位置となるときと違い、機材を持ち込む符号３の囲い箱内にある気中部の符号１２囲い箱内で作られた水中にある気中部の底面部がない、そのため壁面及び天上部と基本的構造が違う囲い箱が必要となる。囲い箱外側より内部に手を入れて操作しようとしても外部が水、内部が気中という違いがあるため外から水が浸入して調査することが難しい。この符号１の耐圧保護容器に入れた符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機による調査の場合は囲い箱の中に潜水士が完全に入り込んで調査を行うようになるので、中にある水を完全に排除して調査を行う必要がある。調査室への出入りを容易にするため調査室と副室を擁する囲い箱を設置した。又、調査面が壁面及び天井面と比べて、底部となる場合は人が入る大きさが必要なため比較的大きな囲い箱が必要となる。

比較的大きな囲い箱といっても、図に５・図６にある概念図に表わしたものの大きさでも２．５ｍ×６ｍ×１．５ｍで浮力は約２２．５トン程度であり、囲い箱にかかる圧力は外と同じ圧力となるのでそれほど強固なものはいらない。コンクリート構造物の調査位置の上に置いてアンカーで設置できるので、設置固定は容易に行え、又排水に関してもコンプレッサーより気体を送りこむだけで水が外部に押し出されるので容易に排水できる。

図５、図６中にある符号１４は調査室である。底部調査時の囲い室は潜水士が中に入るので比較的大きく、潜水士が中に入った状態で、水の排水及び調査を一度に行うには時間がかかる、調査前に事前に調査室の排水を行って、出入りは小さな副室で行う。小さな副室であれば注水・排水に調査室ほど時間をかけることがないので、施工時間の短縮が行なえる。又、調査機器の持ち込み持ち出しも容易に行うことができる。

図５、図６中にある符号１５は副室である。調査室に出入りするための部屋である。

図５・図６中にある符号１６は副室と調査室の間の扉である。調査室に、調査員である潜水士が入るとき、外部の水が入り込まないようにするためと事前に調査室の排水を行うための副室との仕切り扉である。

図５・図６中の符号１７は副室と外部の間の扉である。符号１３の調査室と符号１４の副室を備えた囲い箱に調査員が出入りする際に、水を侵入させないための外部との間の扉である。

図５・図６中の符号１８は調査室の給水・排水設備である。排水を速くする場合は数か所設けることもできる。又この設備を利用して気体の送り込み及び符号１４の調査室の換気も行わせることができる。

図５・図６中の符号１９は副室の給水・排水設備である。調査員である潜水士がこの副室の中にいるときにも排水及び注水を行うことができる。又この設備を利用して気体の送り込み及び符号１５の副室の換気も行わせることができる。

図５・図６中の符合２０は漏水対策囲いである、符号１４の調査室の中に設置されている。調査室の内部が低い場合や少し斜面である場合や計側面に凹凸がある場合では符号１８の給水・排水設備だけでは調査に必要とするわずかな侵入水でも計測不能となる状態までの排水が難しく、この対策として、例えば５ｃｍ程度の高さの水止め堰板を配置することにより水の排除を容易に行えるようにしたものである。

図７は調査機器を耐圧保護容器に入れた状態の例の概念図である。符号１の耐圧保護容器は防水と圧力変化に耐えられる性能を有している。この保護容器は調査位置に合わせて、例えば水深５０ｍの調査位置まで持ち込むので、その圧力に耐える強度が必要である。又水中にある調査位置の気中部はその水深の加圧された状態となっている、その中で耐圧保護容器から取り出すためには耐圧保護容器内の圧力と囲い箱内の気中部との圧力を均圧させる必要がある、そのため均圧できる装置が設置されている。更に調査終了後陸上に戻る場合耐圧保護容器の中は、囲い箱の中の圧力で収納されるので陸上部と比べ高い圧力の状態となる。通常耐圧容器は外からの加圧力には耐える構造であるが、内側からかかる圧力、膨張圧に対しての対策はあまり行われていない。この状態で水面に持ち上がれば破損しやすい、又内圧・膨張圧に耐えるには相当強固な構造の耐圧保護容器が必要となる。破損防止を行うため常に内圧が外圧と同じような状態を作れる構造の圧力逃し機能を備えた耐圧保護容器を現した。

図中の符号２１は圧力逃がし装置である。逆止弁機能が付いており、外からの圧力及び水は耐圧保護容器に入ってくることはなく、内圧が外部より設定値以上に高くなるとその圧力を放出する機能を備えている装置である。

図中の符号２２は圧力均圧装置である。符号１の耐圧保護容器から符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機を取り出す時、蓋が圧力で押されてしまい、符号１の耐圧保護容器の蓋を開けることができなくなる。これを防止するため外部と内部の圧力を同じにするための均圧装置である。

図８は調査部が斜面の場合の探査状況の概念図である。自重又は、遠隔操作で調査機器が移動しながら連続して測定することができる場合の図で、人が入ることなく調査が行えることを現した図である。又、機器のデーターと動作開始位置など任意の位置を特定して印をつけておくことにより、符号３の囲い箱を撤去した後でも鉄筋位置の配置状況や損傷場所の特定ができるようになる。

ここからもう一度特に丁寧に確認すること
図９・図１０・図１１・図１２・図１３はコンクリート構造物の内部調査を符号２３の加圧調整耐圧保護容器に入れて移動させながら調査することができる調査機器の概念図である。この装置を使うことによりコンクリート構造物の調査を前記の囲い箱を設けることなく行うことができるようなる。例えば符号２のコンクリート構造物の内部調査の電磁波による鉄筋探査機であればタイヤが４個付いておりこのタイヤの回転により走行距離が測れるようになっている。通常の電磁波レーダーである鉄筋探査機の計測方法は移動しながら位置を変えて電磁波を照射することで鉄筋の位置や大きさを計測できる仕様となっているので、移動の距離、電磁波の受発信の位置を確定することが重要となる。符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機を符号１の耐圧保護容器に入れた場合タイヤが符号１の耐圧保護容器の中に入ってしまうので移動してもタイヤが回転しない、そのため移動の距離を正確に出すことは難しい。符号１の耐圧保護容器の中にある符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機についている距離を計測するタイヤの軸を、符号１の耐圧保護容器の外部に伸ばし、伸ばした軸部分と保護容器との触れる部分を回転しても支障ない状況で耐圧防水して符号１の耐圧保護容器を改良した、符号２３の加圧調整耐圧保護容器の概念図である。
現在開発はされていないが、起点又は反射板などを設けて距離を確認するためのレーザー波・超音波・光波などを発射して距離を計測する機械であれば、距離を測るためのタイヤがない、このため軸及びタイヤを外部に出すことなく符号１の耐圧保護容器に入れて計測が行える。図は現在市販されている普及品でタイヤを使った調査機器である電磁波を使う符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機を例にして説明する。図では説明していないがハンディタイプの鉄筋探査機に限らず、加圧下の気中部でも使用できる有線式の鉄筋探査機の場合では、水中コネクター等を備えた符号２３の加圧調整耐圧保護容器に収納して水中に持ち込み同様にして使うことができる。

図９は加圧調整耐圧保護容器の断面の概念図、図１０は加圧調整耐圧保護容器の側面の概念図、・図１１は加圧調整耐圧保護容器の平面の概念図である。コンクリート構造物の内部調査を、符号２３の加圧調整耐圧保護容器の中に入れて移動させながら調査することができる調査機器の符号２３の加圧調整耐圧保護容器と符号１１のコンクリート構造物の調査面の水を気体で排除している方式を現している。

符号２３の加圧調整耐圧保護容器は、内部の圧力と外部の圧力の差を小さくする方法をとることで耐圧保護容器全体だけでなく、特に符号２５の計測波受発信部の保護部の厚みを著しく薄くすることができる。例えば符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機では電磁波の照射部の保護板の厚みは１０ｍｍ以内であれば計測に支障をきたさないといわれている。計測波受発信部以外であれば補強などの対策がとれるが、この厚み以内の材質を使って例えば水深５０ｍの圧力に耐えられる強度のある符号１の耐圧保護容器を作ることは難しい。この対策として内部と外部との圧力差があまり出ないように内部を加圧して常にその状態を保つようになる気体供給装置を設けること、内部と外部との圧力差を任意で調整できる圧力逃がし装置を設けること、により保護容器の内部を水中で常に加圧及び減圧することができ、これにより耐圧保護容器の耐圧能力が小さくて良くなり、薄い厚みの材質で作成しても深い水深に耐えられる符号２３の加圧調整耐圧保護容器ができる。

符号２３の加圧調整耐圧保護容器は、符号２５の計測波受発信部の前面の水を排除することができる。符号２５の計測波受発信部の周囲を符号３３の加圧防水シートで囲みその中に外部より少し高めの圧力、例えば０．０３ＭＰａの圧力（鉄筋探査機の上側と下側までの距離で発生する圧力差より少しだけ大きい圧力）をかけることにより符号３３の加圧防水シールが符号１１の水中にあるコンクリート構造物の面に押し付けられて止水するようなる。又、この止水部は外部より高い圧力で加圧されているので外部より水が浸入することは殆どない。符号３４の加圧防水止水シール部の材質によるが例えば１ｍｍ程度の柔らかいもゴム状の物であれば符号３４の加圧防水止シール部の符号１１のコンクリート構造物の調査面に当たる部分は幅３ｃｍ程度があれば面として止水するので、計測時に動かしても水の侵入がほとんど出ない。又符号１１のコンクリート構造物の調査面に符号２４の計測補助シートとして例えば薄いゴムシートなどを張ることにより符号３４の加圧防水シールが滑らかに滑るようになり、符号２３の加圧調整耐圧保護容器を容易に移動させて計測がスムーズに行える。

図中の符号２３は加圧調整耐圧保護容器である。符号２のコンクリート構造物の調査機器である鉄筋探査機を内蔵することができ、その状態で符号１１のコンクリート構造物の内部の調査ができる機能を持っている。又この容器には加圧及び減圧装置と符号１１のコンクリート構造物の調査面と符号２５の計測波受発信部のとの間の水を排除できる装置を、水の排除方法により備えることができる。

図中の符号２４は計測補助シートである。厚みは計測機器の精度により変わるが計測に支障のない材質と厚みであればよい。コンクリート構造物内部調査機器の鉄筋探査機の計測波には電磁波が多く使用されておりこの電磁波は障害物があると計測に支障をきたすようになる。例えば計側面と計測波受発信部の間に液体がある場合計測不良となる計測装置が殆どである。これらの障害物をできるだけ排除して影響を少なくするほど正確な調査が行えるのでこの液体を排除するため、計測に影響を及ぼさない厚みで、柔軟性のある材質のシート例えばゴム状の柔らかい数ミリのシートを設置することにより、符号２３の加圧調整耐圧保護箱で押しつけるだけでシートの間にある水を計測に影響のない程度まで計測位置から押し出せ（例えとして、コンクリート面に置いた柔らかいゴムシートの上をローラで押して回転させながら移動させると、ローラ部が接している面は水が排除される、計測は受発信部及び設置面がぬれている程度であれば現在市販されている鉄筋探査機は計測誤差を殆ど起こさない、耐圧保護容器の面とシートの面をより滑りやすい材質を使えば水の排除はより簡単に行える）、符号２３の加圧調整耐圧保護容器が符号２４の計測補助シートの上を簡単に移動させられるので計測が容易にできるようになる。

図１２は加圧調整耐圧保護容器から出ているタイヤの間に計測補助シートを挟んで調査する断面の概念図である。計測補助シート外側を符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機の符号２６の車輪が走行して距離を計測しながら調査している例の図を示している、

図１３は加圧調整耐圧保護容器から出ているタイヤが計測補助シート溝を走って調査する断面の概念図である。計測補助シートに符号２６の車輪部が走行できる溝を設置することでより施工性を高める方法の例の図を示している。このように符号２４の計測補助シートの形状を変えることで、符号２３の加圧調整耐圧保護容器と符号１１のコンクリート構造物の調査面と符号２４の計測補助シートの間の水を符号２３の加圧調整耐圧保護容器である符号２５の計測波受発信部を押しつけて水を排除しながら調査がより容易に行えるようになる。

前記の計測器と違いタイヤの回転により距離データーを計測する必要がない計測機器の場合（たとえば光波などで移動距離が測れる機械の場合）この計測補助シートを設置して、前記のように押し当てて水を排除することにより、水中にある符号１１のコンクリート構造物の内部調査を、符号２のコンクリート構造物内部の調査機器を入れた耐圧保護容器を押し当てて水を排除することで、囲い箱若しくは受発信部と計側面の間に気体を置くことなく調査を行うことができるようになる計測補助シートである。

図中の符号２５は計測波受発信部である。水中にあるコンクリート構造物の内部調査ができる鉄筋探査機の電磁波等を発信又は受信するところの符号２３の加圧調整耐圧保護容器の保護部である。

図中の符号２６は車輪である。符号２のコンクリート構造物の内部調査機器である鉄筋探査機や符号２３の加圧調整耐圧保護容器を移動させるだけでなく、回転することにより軸を通じて走行距離データーを計測機器が読み取れるようになっている伝達軸を取り付けられた車輪である。

図中の符号２７は加圧用気体供給部である。符号２３の加圧調整耐圧保護容器に送り込む気体の貯蔵設備である。加圧する気体には水中に持ち込んだ容器、潜水士の持っている空気容器、陸上部より気体を送り込むホース類等があるが水中持ち込んだ空気ボンベの例で図示している。

図中の符号２８は圧力調整器である。符号２７の加圧用気体供給部から送られてきた気体の圧力を調整する圧力調整機械である。

図中の符号２９計測器内気体流入弁である。符号２８の圧力調整器より圧力が調整されて送られて来た気体を更に調整して、符号２３の加圧調整耐圧保護容器へ必要な圧力で送り込む機能を備えた弁である。

図中の符号３０は計側面気体流入弁である。符号２８の圧力調整器より送られてきた気体を更に調整して符号３１の計側面加圧部に必要な圧力で送り込む機能を備えた弁である。

図中の符号３１は計側面加圧部である。符号２３の加圧調整耐圧保護容器の受発信部とコンクリート構造物の計側面にある水を排除して作られた、外部より少し高い加圧された空間部である。

図中の符号３２は圧力逃がし弁である。符号２３の加圧調整耐圧保護容器は符号２７の加圧気体供給部から加圧される。加圧された状態で、水面方向に符号２３の加圧調整耐圧保護容器を移動させると、外圧が減じるので内部の圧が外部の圧より高くなる。強度設定より高くなった圧力を外部に逃がして符号２３の加圧調整耐圧保護容器の圧力差を一定に保つ機能を備えている弁である。

図中の符号３３は安全弁である。符号２３の加圧調整耐圧保護容器の破壊防止を防ぐ符号３２の圧力逃がし弁が故障した場合の予備となる弁である。

図中の符号３４は加圧防水シールである。符号２３の加圧調整耐圧保護容器の符号２５の計測受発信部の周囲に取り付けられ、符号２５の計測波受発信部と符号１１のコンクリート構造物の調査面との間の水を排除して水の浸入を防ぐシール部で伸縮性と柔軟性を備えた気体を通さない材質でできており、例えばゴム状のもの等で、柔らかい材質で幅広で伸縮性があり符号３１の計側面加圧部の内部から外部より高い圧力を受けることにより止水することができる構造となっている。内部圧が外部より少し高いので水を計測器具の下部より排除することができ、又外部より高い圧力の空間を作るので水の浸入を防ぐことができる。更にこの加圧防水シールのコンクリート表面と接触している部分は幅広となっており面での止水となっている。この為移動する場合でも浸水はほとんど発生せず、符号２４の計測補助シートと併用することでより止水効果と、移動時のすべりがよくなり計測が容易となる機能を備えている。

図中の符号３５は加圧部排水弁である。符号３１の計測面加圧部の中の水及び送り込まれた気体を外部に排除する弁である。図では符号２３の加圧調整耐圧保護容器の使用形態により水を排除する場所が変わるので２か所設けてある。この数は使用状況によりかえることができる。この加圧排水弁は計測中に外部より水が入り込まないように、内部圧を高く出来るように排水圧を調整できる機能を持たせてある。例えばバネ・スプリングなどを用いて弁を抑え、排水口に圧力をかけて内部の圧を高める方法。又排水口をホースなどで長くして符号２３の加圧調整耐圧保護容器より下部にまとめて設置するようにすることで符号３１の計側面加圧部の内圧を高めることができる。この弁の配置する位置により符号３１の計測面加圧部は多少の圧力変化が発生しても一定の圧力差を維持することができる。又内圧が高くなることにより発生する反発力は、例えば大きさが２０ｃｍ×２０ｃｍの符号２５の受発信部を持つ符号２３の加圧調整耐圧保護容器の場合、空隙の距離が２ｃｍ、外部より高い圧力１．０３ＭＰａとすると、体積が８００ｃｃとなり体積の１．０３倍の１ｋｇ程度の浮力と、１ｋｇ程度反発力であり、この程度であれば人が手に持って符号２３の加圧調整耐圧保護容器を操作するのは容易である。図中では排水弁を抑える構造のもので示した。

図中の符号３６は車軸防水シール部である。符号２３の加圧調整耐圧保護容器の中にある、符号２のコンクリート構造物内部調査機器である汎用品の鉄筋探査機の車軸部分を改良したもので、符号２３の加圧調整耐圧保護容器の外部に伸ばした車軸部分の防水シール部である。このような防水シールは通常Ｏリングシール構造となっており、加圧下でも防水しながら容易に回転することができ信頼性が高く一般に普及している。

図１２と図１３は計測面加圧部装置が付いていない符号２３の加圧調整耐圧保護容器で、符号２４の計測補助シートを使い、水を排除してコンクリート構造物の内部調査を行っている概念図である。この場合の符号２４の計測補助シートは計測に支障がきたさない材質で、厚みと、押さえるだけで水をほとんど排除できる柔軟さと強度がある材質で作られており、符号２３の加圧調整耐圧保護容器と調査位置のコンクリート面の間の水を計測部に影響を与えない程度に排水して調査する方法を現した図である。

図１２は加圧調整耐圧保護容器から出ているタイヤの間に符号２４の計測補助シートを挟んで調査している概念図である。水中にある符号１１のコンクリート構造物の内部調査が行える符号２のコンクリート構造物内部調査機器である鉄筋探査器を、計測面加圧排水装置類が付いていない符号２３の加圧調整耐圧保護容器の中に入れて、符号２４の計測補助シートが設置されている部分に押し当て、符号２３の加圧調整耐圧保護容器と符号２４の計測補助シートとの間にほとんど水が入らないように水を排除しながら移動させ、調査することができる符号２３の加圧調整耐圧保護容器で、このとき符号２４の計測補助シートの横の符号１１のコンクリート構造物の上を符号２６の車輪が、計測時の距離を算出できるように回転しながら移動して、コンクリートの内部調査を行う方式の概念図である。

図１３は加圧調整耐圧保護容器から出ているタイヤが計測補助シート溝を走って調査する概念図である。水中にある符号１１のコンクリート構造物の内部調査が行える符号２のコンクリート構造物内部調査機器である鉄筋探査機を、計測面加圧排水装置類が付いていない符号２３の加圧調整耐圧保護容器の中に入れて、符号２４の計測補助シートが設置されている部分に押し当て、符号２３の加圧調整耐圧保護容器と符号２４の計測補助シートとの間にほとんど水が入らないように水を排除しながら移動させ、調査することができる符号２３の加圧調整耐圧保護容器で、このとき符号２４の計測補助シートにある、符号３７の計測補助シート走行用溝の上を符号２６の車輪が、距離を算出できるように回転しながら移動して、コンクリートの内部調査を行う方式の概念図である

図１３中の符号３７は計測補助シート走行用溝である。符号１１のコンクリート構造物の内部調査を行うのに使用する符号２３の加圧調整耐圧保護容器が符号２４の計測補助シートに密着して、符号２６の車輪が走行し易いように符号２４の計測補助シートに加工した走行用の溝の部分である。これにより符号２４の計測補助シートの上を容易に又正確な位置で走行して調査することができる。

今までほとんどできなかった水中にあるコンクリート構造物の内部調査が容易にできるので、水中構造物の維持補修に大いに貢献することができるようなる。

１ 耐圧保護容器
２ コンクリート構造物内部調査機器
３ 囲い箱
４ 固定アンカー
５ 囲い箱内にある気中部
６ 潜水士
７ 水中ビデオカメラ
８ モニターテレビ
９ 有線式調査機器のケーブル
１０ 有線式調査機器のモニターコントローラー
１１ コンクリート構造物
１２ 囲い箱内で作られた水中にある気中部の底面部
１３ 調査室と副室を備えた囲い箱
１４ 調査室
１５ 副室
１６ 副室と調査室の間の扉
１７ 副室と外部の間の扉
１８ 調査室の給水・排水設備
１９ 副室の給水・排水設備
２０ 漏水対策囲い
２１ 圧力逃がし装置
２２ 圧力均圧装置
２３ 加圧調整耐圧保護容器
２４ 計測補助シート
２５ 計測波受発信部
２６ 車輪
２７ 加圧用気体供給部
２８ 圧力調整器
２９ 計測器内気体流入弁
３０ 計側面気体流入弁
３１ 計側面加圧部
３２ 圧力逃がし弁
３３ 安全弁
３４ 加圧防水シール
３５ 加圧部排水弁
３６ 車軸防水シール部
３７ 計測補助シート走行用溝

Claims (7)

1. 加圧下の気中部で使用できるコンクリート構造物内部の調査機器、コンクリート構造物の内部調査ができる機器を収納して水中に持ち込める耐圧保護容器、水中の調査位置の耐圧保護容器とコンクリート調査面までの間の水を排除できる装置からなる、水中にあるコンクリート構造物の内部調査装置。
2. 請求項１記載のコンクリート構造物の内部調査ができる機器を収納して水中に持ち込み耐圧保護容器は、外部の圧力変化に対応できる耐圧機能と、膨張による圧力増加でも破壊を防ぐ機能と、耐圧保護容器内部に加圧することができる装置を備えることができる特徴を持つ、
   水中にあるコンクリート構造物の内部調査装置。
3. 水中の耐圧保護容器と調査位置の間の水を排除できる装置は、水中部の調査位置にある水を排除できる囲い箱装置を設置する方式、水中部の調査位置と耐圧保護容器の計測波受発信部前面の保護面との間の水を排除して外部より高い圧力の気中部を作れる装置を設置する方式、調査位置にシートを張り、耐圧保護容器計測波受発信部前面との間の水を排除する方式のいずれかでの方式で、調査面と耐圧保護容器の計測波受発信部前面の水を排除できることを特徴とする
   請求項１及び請求項２に何れかに記載の水中にあるコンクリート構造物の内部調査装置。
4. 水中の調査位置の水を排除できる装置で底面に設置する囲い箱は、水中で内部を空間に出来る調査室と副室を備え、調査室と副室に給水設備と排水設備を備え、又調査室には漏水対策囲いを備え、更に副室から外部に出入り出来る扉を持つことを特徴とする、
   請求項１から４項に何れかに記載の水中にあるコンクリート構造物の内部調査装置。
5. 水中にあるコンクリート構造物の、水中の調査位置の水を排除できる装置で、側面部及び天井部に設置する囲い箱は、水中の側壁及び天井となる調査位置に気中部を作れること、コンクリート構造物の内部調査ができる機器を耐圧保護容器にいれ、囲い箱内に作られた水中にある気中部の底面部から出し入れできること、水中の気中部となっている部分でコンクリート構造物の内部調査が行えることを特徴とする、
   請求項１から４項に何れかに記載の水中にあるコンクリート構造物の内部調査装置。
6. コンクリート構造物の内部調査ができる機器を収納して水中に持ち込める耐圧保護容器は、計測波受発信部の前面とコンクリート構造物の調査位置の間にある水を排除して、外部より高い圧力の空間を作り、その圧力を保持しながら調査が行える特徴をもつ、
   請求項１から５項に何れかに記載の水中にあるコンクリート構造物の内部調査装置。
7. 水中の調査位置の耐圧保護容器とコンクリート調査面までの間の水を排除できる装置の計測補助シートは、計測に影響を及ぼさず、耐圧保護容器で押しつけられることにより、コンクリート構造物の計測面とコンクリート内部調査機器を収納した耐圧保護容器の間の水を排除できることを特徴とする
   請求項１から６項に何れかに記載の水中にあるコンクリート構造物の内部調査装置。
   

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