JP4047199B2 - 止水材注入方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、止水材注入方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、既設ダムに新たな部材を設ける場合、既設部と新設部との間の止水性及び水密性を高める必要がある(例えば、特許文献1参照)。既設ダムに新たに水圧鉄管等を増設する場合、既設ダムと詰込コンクリートの間の止水対策として、詰込コンクリートの周囲にセメントミルクを注入する。セメントミルクを注入する際には、ダムのジョイントグラウチングと同じように、サプライ管、リターン管、ウォッシング管等の配管を埋設し、詰込コンクリートが硬化した後にセメントミルクを注入する。この場合、空隙に合わせて計画的に注入配管を設置することができるため、セメントミルクを確実に充填することが可能である。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−117265
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ジョイントグラウチングのようなセメントミルク注入では、複雑な注入配管を設置することにより、詰込コンクリートを打設する際、コンクリートが充填されにくい状況が生じる。
【0005】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、水密性が要求されるようなセメントミルク注入において、簡単な配管方法で、効率的かつ経済的に止水注入できる止水材注入方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第1の発明は、既存コンクリートを掘削して、複数の孔を有する管を設置する工程(a)と、前記複数の孔の一部を介して、前記管の周囲に詰込コンクリートを設置する工程(b)と、前記管の複数の孔の一部から、前記詰込コンクリートを貫通する通路を形成する工程(c)と、前記管の内側から、前記通路に二股管を接続する工程(d)と、前記二股管および前記通路にエア抜き管を挿入する工程(e)と、前記エア抜き管から排出を行いつつ、前記既存コンクリートと前記詰込コンクリートとの間に、前記二股管の一方の口から止水材を注入する工程(f)とを具備することを特徴とする止水材注入方法である。
【0007】
止水材とは、モルタル、セメントミルク等である。工程(f)の後、エア抜き管の一部および二股管を撤去し、管に設けられた孔に蓋をする工程(g)を更に設けてもよい。
【0008】
通路は、例えば、工程(b)で詰込コンクリートを設置する前に管の複数の孔の一部に止水材注入管を取付けておき、工程(c)で止水材注入管の内部を削孔することにより形成される。または、工程(c)で、管に設けられた複数の孔の一部を介して詰込コンクリートを削孔することにより形成される。
【0009】
二股管は、例えば、通路に接続される口元管、口元管に接続される二股の注入管等からなる。通路と二股管は、例えば、ネジ切り加工を用いて接続される。既存コンクリートとは、例えば、ダムの堤体である。エア抜き管は、水圧鉄管の面位置付近で切断され、撤去される。孔を塞ぐ蓋は、例えばネジ切り加工される。
【0010】
第1の発明では、既存コンクリートを掘削して、複数の孔を有する管を設置し、複数の孔の一部を介して、管の周囲に詰込コンクリートを設置する。そして、管の複数の孔の一部から、詰込コンクリートを貫通する通路を形成した後、管の内側から、通路に二股管を接続し、二股管および通路にエア抜き管を挿入する。次に、エア抜き管から排出を行いつつ、既存コンクリートと詰込コンクリートとの間に、二股管の一方の口から止水材を注入する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。図1は、水圧鉄管3の周囲に詰込コンクリート17を設置した堤体コンクリート1の断面図、図2は、詰込コンクリート17充填時の水圧鉄管3付近の断面図である。図2は、図1のAに示す部分を拡大した図である。
【0013】
図1に示すように、ダムの堤体コンクリート1に水圧鉄管3を設置するには、まず、堤体コンクリート1の堤内19側に仮締切21を設置する。そして、堤体コンクリート1に水平方向の孔5を掘削する。そして、孔5内に水圧鉄管3を設置する。
【0014】
水圧鉄管3は、複数の鉄管で構成される。水圧鉄管3は、図1、図2に示すように、コンクリート打設孔7、コンクリート打設孔11、グラウト孔9、本発明の止水材注入用の孔であるグラウト孔13、エア抜き孔15を有する。これらの孔の周囲には、水圧鉄管3の外側に補強用の鉄板(図3の鉄板34等)が溶接される。
【0015】
図2に示すように、コンクリート打設孔7は、例えば、水圧鉄管3の底部と側部に設けられる。コンクリート打設孔11は、例えば、水圧鉄管3の天端部に設けられる。コンクリート打設孔7、コンクリート打設孔11は、詰込コンクリート17を打設するのに適した間隔で設けられる。
【0016】
コンクリート打設孔7には、コンクリート打設用プラグ27が設置される。コンクリート打設孔11には、コンクリート打設用パイプ31が設置される。コンクリート打設用プラグ27、コンクリート打設用パイプ31の材質は、鋼製等とする。コンクリート打設用プラグ27、コンクリート打設用パイプ31の径は、詰込コンクリート17を容易に打設できる大きさとする。
【0017】
グラウト孔9は、例えば、水圧鉄管3の底部に設けられる。グラウト孔13は、例えば、水圧鉄管3の天端部や両肩部に設けられる。これは、天端部や両肩部には詰込コンクリート17が充填されにくいためである。グラウト孔9、グラウト孔13は、止水材63(図9)を充填するのに適した間隔で設置される。
【0018】
グラウト孔9には、グラウト用プラグ29が設置される。グラウト孔13には、止水材注入管であるグラウト用パイプ33が設置される。グラウト用プラグ29、グラウト用パイプ33の材質は、鋼製等とする。グラウト用プラグ29、グラウト用パイプ33の径は、止水材を容易に注入できる大きさとする。
【0019】
エア抜き孔15は、水圧鉄管3の天端部に設けられる。エア抜き孔15には、エア抜き管35が設置される。エア抜き管35は、鋼製等とする。エア抜き管35は、詰込コンクリート17の打設時に水圧鉄管3と孔5の内周面との間から空気を抜くのに適した間隔で設置される。
【0020】
水圧鉄管3、コンクリート打設用プラグ27、コンクリート打設用パイプ311、グラウト用プラグ29、グラウト用パイプ33、エア抜き管35を設置した後、水圧鉄管3と孔5の内周面との間に詰込コンクリート17を充填する。詰込コンクリート17を充填する際には、コンクリート打設用プラグ27、コンクリート打設用パイプ31にシャッターバルブ(図示せず)を取り付け、図2の矢印Bに示すように、水圧鉄管3の管内23側からコンクリートを注入する。
【0021】
詰込コンクリート17と置き換えられた空気は、図2の矢印Cに示すように、エア抜き管35を介して、水圧鉄管3と孔5の内周面との間から管内23内へ排出される。シャッターバルブ(図示せず)は、詰込コンクリート17の硬化後に取りはずされる。
【0022】
図2に示すように、グラウト用パイプ33は、堤体コンクリート1側の端部が詰込コンクリート17と堤体コンクリート1の間に生じる空間25内に位置するように設置される。グラウト用パイプ33内の詰込コンクリート17は、所定の強度に達した後にジャックハンマードリル等を用いて除去される。これにより、グラウト用パイプ33内の通路が確保される。なお、水圧鉄管3の下部では、水圧鉄管3の下面と詰込コンクリート17との間に空間25aが生じることがある。
【0023】
図3は、二股管39、グラウト用パイプ33の拡大断面図を示す。前述したように、グラウト用パイプ33の堤体コンクリート1側の端部は、詰込コンクリート17と堤体コンクリート1の間に生じた空間25内に位置する。また、水圧鉄管3の外側には、グラウト孔13の周囲を補強するための鉄板34が溶接される。グラウト用パイプ33の水圧鉄管3側の端部の内周面には、ネジ切り加工49が施される。
【0024】
また、二股管39は、口元管35、二股の注入管37等で構成される。口元管35は、グラウト用パイプ33を延長するための管である。口元管35のグラウト用パイプ33と接続される側の端部の外周面には、ネジ切り加工51が施される。口元管35の他端には、注入管37を口元管35に固定するための締込みナット45とゴムパッキン41が設けられる。口元管35の材質は、鋼製等とする。
【0025】
注入管37は、口元管35とグラウト用パイプ33にグラウトを注入するための管であり、止水材注入バルブ61(図6)を設置するための枝管38を有する。注入管37の端部には、エア抜き管59(図6)を注入管37に固定するための締込みナット47とゴムパッキン43が設けられる。注入管37は、口元管35の内部にゴムパッキン41を介して挿入され、締込みナット45により口元管35に固定される。注入管37の材質は、鋼製等とする。
【0026】
詰込コンクリート17を打設し、グラウト用パイプ33の中を削孔した後、口元管35と注入管37とを一体化した二股管39を、図3の矢印Dに示すように、グラウト用パイプ33に接続する。グラウト用パイプ33と二股管39を接続するには、グラウト用パイプ33に施されたネジ切り加工49と口元管35に施されたネジ切り加工51とを螺合させる。
【0027】
図4は、グラウト充填前の水圧鉄管3付近の断面図である。コンクリート打設用パイプ31の下端部の内周面、エア抜き用パイプ35の下端部の内周面、コンクリート打設用プラグ27の内周面、蓋53の外周面、蓋55の外周面には、あらかじめネジ切り加工が施されている。詰込コンクリート17の硬化後の適切な時期に、図4に示すように、シャッターバルブ(図示せず)を取り外したコンクリート打設用パイプ31、コンクリート打設用プラグ27に蓋53を螺合して、コンクリート打設孔11、コンクリート打設孔7を塞ぐ。また、エア抜き管35に蓋55を螺合して、エア抜き孔15を塞ぐ。
【0028】
図3の矢印Dに示すようにグラウト用パイプ33と二股管39を接続した後、図4に示すように、エア抜き管59を設置する。エア抜き管59は、図6に示すように、注入管37の内部にゴムパッキン43を介して挿入され、締込みナット47によって注入管37に固定される。エア抜き管59の先端部、すなわち孔5側の端部は、斜めに切断され、孔5の内周面に接するまで挿入される。エア抜き管59は、ポリホース製等とする。
【0029】
エア抜き管59の設置と前後して、二股管39の枝管38に、止水材注入バルブ61を設置する。そして、止水材注入バルブ61から、二股管39、グラウト用パイプ33を介して空間25(図3)に水57を注入する。水57と置き換えられた空間25内の空気は、エア抜き管59から管内23に排出される。
【0030】
図5は、グラウト注入時の水圧鉄管3付近の断面図、図6は、止水材63注入時のグラウト用パイプ33付近の拡大断面図を示す。図6は、図5のGに示す部分の拡大図である。水圧鉄管3の上部では、空間25に水57を充填した後、図5、図6の矢印Eに示すように、止水材注入バルブ61から止水材63を注入する。また、水圧鉄管3の下部では、図5の矢印Eに示すように、グラウト用プラグ29から空間25a(図4)に止水材63を注入する。止水材63は、例えばセメントミルク等である。
【0031】
図6に示すように、グラウト用パイプ33、二股管39では、止水材注入バルブ61から矢印Eに示す方向に送られた止水材63が、枝管38、注入管37、口元管35、グラウト用パイプ33を介して、水57が充填された空間25に送られる。止水材63と置き換えられた水57は、矢印Fに示すように、エア抜き管59から排出される。
【0032】
図7は、止水材63注入終了後のグラウト用パイプ33付近の拡大断面図である。図6に示すように止水材63の注入を続けると、水57が全て止水材63と置換された後、エア抜き管59から矢印Fに示す方向に止水材63が排出される。エア抜き管59から止水材63が出てきたことを確認した後、図7に示すように、カシメ65を用いてエア抜き管59の端部を塞ぐ。そして、止水材63が所定の強度に達した後、二股管39を取り外す。さらに、エア抜き管59を水圧鉄管3の面位置付近で切断する。
【0033】
図8は、詰込コンクリート17の周囲に止水材63を充填した堤体コンクリート1の断面図、図9は、止水材63充填後の水圧鉄管3付近の断面図を示す。図9は、図8のHに示す部分の拡大図である。グラウト用パイプ33には、ネジ切り加工49(図3)が施されている。グラウト用プラグ29内周面、蓋67の外周面、蓋66の外周面にもネジ切り加工(図示せず)が施されている。
【0034】
二股管39とエア抜き管59の一部を撤去した後、図9に示すように、グラウト用パイプ33に蓋67を螺合し、グラウト孔13を塞ぐ。また、グラウト用プラグ29に蓋66を螺合し、グラウト孔9を塞ぐ。そして、図8に示すように、水圧鉄管3と堤体コンクリート1との間の止水処理を完成する。
【0035】
このように、第1の実施の形態では、水圧鉄管3に設けられた止水材注入用の孔であるグラウト孔13に、止水材注入管であるグラウト用パイプ33を設置して詰込コンクリート17を打設した後、グラウト用パイプ33に二股管39とエア抜き管59等を接続する。これにより、効率的で経済的なグラウト配管を設置でき、ジョイントグラウトのような複雑な注入用配管の設置が不要となる。第1の実施の形態では、詰込コンクリート17の打設時の障害を減らし、充填性を確保しながら、詰込コンクリート17と堤体コンクリート1の間を確実に止水することができる。
【0036】
また、水圧鉄管3にあらかじめ設置したグラウト孔13等を、グラウト注入完了後にネジ切り加工した蓋67等で塞ぐことにより、作業効率と仕上がり精度を向上させることができる。
【0037】
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、堤体コンクリート1に設けられた孔5内に設置した水圧鉄管3の周囲に詰込コンクリート17を打設する。但し、詰込コンクリート17を打設する際、グラウト孔13に、図2に示すグラウト用パイプ33は設置されない。
【0038】
図10は、通路69に二股管39aを設置した図を示す。第2の実施の形態では、詰込コンクリート17が所定の強度に達した後、水圧鉄管3のグラウト孔13の位置に、ボーリングによって通路69を削孔する。そして、図10に示すように、早強セメント71等でコーキングすることにより、通路69に二股管39aを接続する。
【0039】
二股管39aは、第1の実施の形態で用いた二股管39(図6)とほぼ同様の構成であり、口元管35a、枝管38を有する注入管37等からなる。二股管39aは、口元管35aの端部にネジ切り加工が施されない点のみが、二股管39とは異なる。
【0040】
通路69に二股管39aを接続した後、二股管39aと通路69を貫通するエア抜き管59を設置する。エア抜き管59は、注入管37の内部にゴムパッキン43を介して挿入され、締込みナット47によって注入管37に固定される。エア抜き管59の先端部、すなわち孔5側の端部は、斜めに切断され、孔5の内周面に接するまで挿入される。エア抜き管59は、ポリホース製等とする。
【0041】
さらに、二股管39aの枝管38に、止水材注入バルブ61を設置する。そして、第1の実施の形態と同様にして、止水材注入バルブ61から、二股管39a、通路69を介して、矢印Eに示す方向に水57、止水材63を順次注入する。止水材63は、例えばセメントミルク等である。止水材63の注入に伴い、エア抜き管59からは、矢印Fに示す方向に、空気や水が排出される。
【0042】
図10に示すように止水材63の注入を続け、エア抜き管59から矢印Fに示す方向に止水材63が出てきたことを確認した後、カシメ(図示せず)を用いてエア抜き管59の端部を塞ぐ。そして、止水材63が所定の強度に達した後、二股管39aを取り外し、エア抜き管59を水圧鉄管3の面位置付近で切断する。さらに、ネジ切り加工によってグラウト孔13に蓋(図示せず)を設置して、水圧鉄管3と堤体コンクリート1との間の止水処理を完成する。
【0043】
このように、第2の実施の形態では、水圧鉄管3に設けられた止水材注入用の孔であるグラウト孔13を利用して詰込コンクリート17に通路69を削孔した後、通路69に二股管39aとエア抜き管59等を接続する。これにより、効率的で経済的なグラウト配管を設置でき、ジョイントグラウトのような複雑な注入用配管の設置が不要となる。第2の実施の形態では、詰込コンクリート17の打設時の障害を減らし、充填性を確保しながら、詰込コンクリート17と堤体コンクリート1の間を確実に止水することができる。
【0044】
また、水圧鉄管3にあらかじめ設置したグラウト孔13を、グラウト注入完了後にネジ切り加工した蓋(図示せず)で塞ぐことにより、作業効率と仕上がり精度を向上させることができる。
【0045】
なお、第1、第2の実施の形態では、止水材63としてセメントミルクを用いたが、モルタル等の他の材料を用いてもよい。グラウト用パイプ33と二股管39、通路69と二股管39a等の管の口径は、止水材の種類によって適宜決定される。
【0046】
また、グラウト孔13の設置位置は図1に示したものに限らない。空隙1ヶ所に対して、グラウト用パイプ33と二股管39とエア抜き管59、または、通路69と二股管39aとエア抜き管59が少なくとも1ヶ所設置されていればよい。
【0047】
さらに、各種の孔を塞ぐ際に、ネジ切り加工されたプラグやパイプに蓋を螺合したが、孔を塞ぐ方法はこれに限らない。例えば、第2の実施の形態では、早強セメント71を除去した後、水圧鉄管3に鉄板を溶接してグラウト孔9を塞いでもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、水密性が要求されるようなセメントミルク注入において、簡単な配管方法で、効率的かつ経済的に止水注入できる止水材注入方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水圧鉄管3の周囲に詰込コンクリート17を設置した堤体コンクリート1の断面図
【図2】詰込コンクリート17充填時の水圧鉄管3付近の断面図
【図3】二股管39、グラウト用パイプ33の拡大断面図
【図4】詰込コンクリート17充填後の水圧鉄管3付近の断面図
【図5】グラウト注入時の水圧鉄管3付近の断面図
【図6】止水材63注入時のグラウト用パイプ33付近の拡大断面図
【図7】止水材63注入終了後のグラウト用パイプ33付近の拡大断面図
【図8】詰込コンクリート17の周囲に止水材63を充填した堤体コンクリート1の断面図
【図9】止水材63充填後の水圧鉄管3付近の断面図
【図10】通路69に二股管39を設置した図
【符号の説明】
1………堤体コンクリート
3………水圧鉄管
5………孔
7、11………コンクリート打設孔
9、13………グラウト孔
15………エア抜き孔
17………詰込コンクリート
25………空間
33………グラウト用パイプ
35………口元管
37………注入管
38………枝管
39、39a………二股管
49、51………ネジ切り加工
53、55、66、67………蓋
59………エア抜き管
61………止水材注入バルブ
63………止水材
65………カシメ
69………通路
Claims (7)
- 既存コンクリートを掘削して、複数の孔を有する管を設置する工程(a)と、
前記複数の孔の一部を介して、前記管の周囲に詰込コンクリートを設置する工程(b)と、
前記管の複数の孔の一部から、前記詰込コンクリートを貫通する通路を形成する工程(c)と、
前記管の内側から、前記通路に二股管を接続する工程(d)と、
前記二股管および前記通路にエア抜き管を挿入する工程(e)と、
前記エア抜き管から排出を行いつつ、前記既存コンクリートと前記詰込コンクリートとの間に、前記二股管の一方の口から止水材を注入する工程(f)と、
を具備することを特徴とする止水材注入方法。 - 前記エア抜き管の一部および前記二股管を撤去し、前記管の孔に蓋をする工程(g)を更に具備することを特徴とする請求項1記載の止水材注入方法。
- 前記通路は、前記詰込コンクリートの設置前に前記管の複数の孔の一部に止水材注入管を取付け、前記詰込コンクリートの設置後に前記止水材注入管の内部を削孔して形成されることを特徴とする請求項1記載の止水材注入方法。
- 前記通路は、前記詰込コンクリートの設置後に、前記管の孔の一部を介して前記詰込コンクリートを削孔して形成されることを特徴とする請求項1記載の止水材注入方法。
- 前記二股管は
前記通路に接続される口元管と、
前記口元管に接続される二股の注入管と、
からなることを特徴とする請求項1記載の止水材注入方法。 - 前記蓋は、ネジ切り加工されることを特徴とする請求項2記載の止水材注入方法。
- 前記既存コンクリートは、ダムの堤体であることを特徴とする請求項1記載の止水材注入方法。
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