(57)【要約】【課題】従来と比較し、施工性、経済性、安全性に優れた取放水口構造及び取放水口構造の施工方法を提供する。【解決手段】上下方向に軸線Ｏ１方向を向けて配設される縦管１２と、縦管１２を貫通するように且つ縦管１２と互いの軸線Ｏ１、Ｏ２が交差するようにして縦管１２に一体に配設され、取水路あるいは放水路の流水路５を連結する流水路連結管１３とを備えて構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に軸線方向を向けて配設される縦管と、
前記縦管を貫通するように且つ前記縦管と互いの軸線が交差するようにして前記縦管に一体に配設され、取水路あるいは放水路の流水路を連結する流水路連結管とを備えて構成されていることを特徴とする取放水口構造。
【請求項２】
水底から所定深度の地盤中に土留め壁を設置する土留め壁設置工程と、
前記土留め壁で囲まれた内部地盤を掘削する水底地盤掘削工程と、
上下方向に軸線方向を向けて配設される縦管、及び前記縦管を貫通するように且つ前記縦管と互いの軸線が交差するようにして前記縦管に一体に配設された流水路連結管からなる接続管を、前記水底地盤掘削工程で形成された前記土留め壁内の水底管路接続部の所定位置に設置する接続管設置工程とを備えることを特徴とする取放水口構造の施工方法。
【請求項３】
請求項２記載の取放水口構造の施工方法において、
前記水底管路接続部の所定位置に設置した前記接続管の前記流水路連結管の内側端部と外側端部にそれぞれ蓋体を取り付けて前記流水路連結管の内部を密閉する蓋体取付工程と、
前記蓋体で密閉した前記流水路連結管の内部の水を抜きつつ前記流水路連結管の内部に充填材を充填する流水路連結管内充填工程と、
前記流水路連結管の内部に前記充填材を充填した後、前記外側端部に取り付けた蓋体を撤去する蓋体撤去工程と、
前記流水路連結管の外側端部に取水路あるいは放水路となる流水路を接続するとともに、少なくとも一部の前記充填材を除去して前記流水路連結管の内部と前記流水路の内部を連通させる流水路構築工程と、
前記流水路及び前記流水路連結管の内部に注水するとともに前記流水路連結管の内側端部に取り付けた蓋体を撤去する流水路連通工程とを備えることを特徴とする取放水口構造の施工方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の取放水口構造の施工方法において、
前記流水路構築工程では、シールドマシンを用いて水底地盤に流水路を構築するとともに、前記シールドマシンで前記流水路連結管の外側端部の開口から前記流水路連結管内の充填材を掘削して前記流水路連結管の内部と前記流水路の内部を連通させ、前記流水路を通じ、前記シールドマシンをドライ環境で解体撤去するようにしたことを特徴とする取放水口構造の施工方法。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の取放水口構造の施工方法において、
前記水底地盤掘削工程で形成された前記土留め壁内の水底管路接続部にガイド部材を上下方向に立設するガイド部材設置工程を備え、
前記接続管設置工程では、前記ガイド部材に案内させつつ前記水底管路接続部の所定位置に前記接続管を設置することを特徴とする取放水口構造の施工方法。
【請求項６】
請求項５記載の取放水口構造の施工方法において、
前記ガイド部材と前記接続管の縦管を固定部で一体に固定し、前記固定部よりも上方の前記ガイド部材を切断撤去し、前記ガイド部の残部を支持杭とすることを特徴とする取放水口構造の施工方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の取放水口構造の施工方法において、
前記ガイド部材で案内させつつ架台を前記水底管路接続部の所定位置に設置する架台設置工程を備え、
前記接続管設置工程では、前記ガイド部材に案内させつつ前記架台上に前記接続管を設置することを特徴とする取放水口構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発電施設などで冷却用の水を取水／放水するための取放水口構造及び取放水口構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電施設などには、冷却用の水を取水あるいは放水するための取水設備や放水設備が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この種の取水設備や放水設備の取水口構造、放水口構造（取放水口構造）は、例えば、地上の取水ピットや放水ピットから海底や湖底などの水底まで取水路や放水路をシールドトンネルとして構築し、このシールドトンネルを到達／接続するようにして水底に構築される。
【０００４】
具体的に、水底（水中）に構築される取放水口構造は、図３１、図３２に示すように、水上から水底Ｇ１の地盤Ｇに鋼矢板１を打設し、水底管路接続部（水中立坑）Ｓの施工領域を区画するとともに鋼矢板１で囲まれた内部の水底地盤Ｇを所定深度まで掘削除去し、水中立坑を構築する。そして、水中立坑の内側にＪ型の接続管（放水用の鋼製管）２ａ（２）やＳ型の接続管（取水用の鋼製管）２ｂ（２）を架台３に支持させて位置決め設置し、この接続管２の後端部に取り付けた鞘管（流水路連結管）４にシールドトンネル５を到達させて接続する。
【０００５】
ここで、水底管路接続部Ｓにシールドマシンが到達し、接続管２の後端側にシールドトンネル５を接続した後、シールドマシンは解体して撤去することが必要になる。このとき、シールドマシンの解体撤去作業をダイバーによる水中作業にすると多大な時間と労力が生じるとともに、空中作業に比べ危険を伴う。
【０００６】
これに対し、例えば、Ｊ型（図３１）やＳ型（図３２）の接続管２を架台３で支持しながら位置決め設置した後、接続管２の先端部に蓋６を取り付けて接続管２の内部の水を抜き、接続管２内をドライ環境にする。そして、シールドマシンが水底管路接続部Ｓに到達するとともに接続管２に取り付けた鞘管４とシールドトンネル５を接続し、接続管２の内部のドライ環境下でシールドマシンを解体するとともにシールドトンネル５を通じてシーツ度マシンの解体部材、機器等を順次地上に撤去する手法が提案、実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８６７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、接続管２の端部に蓋６を取り付け、その後管内の水を排水してドライ作業とする手法においては、鋼製蓋６が接続管２の先端部に設置されている（シールドマシン側に鋼製蓋６を設置すると取外しが困難となる）ため、接続管２内の水を排水するとともに、必然的に接続管２に外部水圧が作用する。これにより、本来、取放水路として設計すべき接続管２を外部水圧に耐える構造にする必要が生じ、要求される強度やコストに対して過大になるという不都合があった。
【０００９】
また、横方向に大きく延出するＪ型やＳ型の接続管２を用いることで、且つこれらの接続管２を支持する架台３によって、土留め壁１で取り囲む水底管路接続部Ｓの領域が大きくなり、すなわち、大規模な水中立坑が必要になり、これが工期の長期化、施工コストの増大を招く一要因となっていた。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、従来と比較し、施工性、経済性に優れた取放水口構造及び取放水口構造の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１２】
本発明の取放水口構造は、上下方向に軸線方向を向けて配設される縦管と、前記縦管を貫通するように且つ前記縦管と互いの軸線が交差するようにして前記縦管に一体に配設され、取水路あるいは放水路の流水路を連結する流水路連結管とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の取放水口構造の施工方法は、水底から所定深度の地盤中に土留め壁を設置する土留め壁設置工程と、前記土留め壁で囲まれた内部地盤を掘削する水底地盤掘削工程と、上下方向に軸線方向を向けて配設される縦管、及び前記縦管を貫通するように且つ前記縦管と互いの軸線が交差するようにして前記縦管に一体に配設された流水路連結管からなる接続管を、前記水底地盤掘削工程で形成された前記土留め壁内の水底管路接続部の所定位置に設置する接続管設置工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の取放水口構造の施工方法においては、前記水底管路接続部の所定位置に設置した前記接続管の前記流水路連結管の内側端部と外側端部にそれぞれ蓋体を取り付けて前記流水路連結管の内部を密閉する蓋体取付工程と、前記蓋体で密閉した前記流水路連結管の内部の水を抜きつつ前記流水路連結管の内部に充填材を充填する流水路連結管内充填工程と、前記流水路連結管の内部に前記充填材を充填した後、前記外側端部に取り付けた蓋体を撤去する蓋体撤去工程と、前記流水路連結管の外側端部に取水路あるいは放水路となる流水路を接続するとともに、少なくとも一部の前記充填材を除去して前記流水路連結管の内部と前記流水路の内部を連通させる流水路構築工程と、前記流水路及び前記流水路連結管の内部に注水するとともに前記流水路連結管の内側端部に取り付けた蓋体を撤去する流水路連通工程とを備えることが望ましい。
【００１５】
さらに、本発明の取放水口構造の施工方法において、前記流水路構築工程では、シールドマシンを用いて水底地盤に流水路を構築するとともに、前記シールドマシンで前記流水路連結管の外側端部の開口から前記流水路連結管内の充填材を掘削して前記流水路連結管の内部と前記流水路の内部を連通させ、前記流水路を通じ、前記シールドマシンをドライ環境で解体撤去することがより望ましい。
【００１６】
また、本発明の取放水口構造の施工方法においては、前記水底地盤掘削工程で形成された前記土留め壁内の水底管路接続部にガイド部材を上下方向に立設するガイド部材設置工程を備え、前記接続管設置工程では、前記ガイド部材に案内させつつ前記水底管路接続部の所定位置に前記接続管を設置することが望ましい。
【００１７】
さらに、本発明の取放水口構造の施工方法においては、前記ガイド部材と前記接続管の縦管を固定部で一体に固定し、前記固定部よりも上方の前記ガイド部材を切断撤去し、前記ガイド部の残部を支持杭とすることがより望ましい。
【００１８】
また、本発明の取放水口構造の施工方法においては、前記ガイド部材で案内させつつ架台を前記水底管路接続部の所定位置に設置する架台設置工程を備え、前記接続管設置工程では、前記ガイド部材に案内させつつ前記架台上に前記接続管を設置することがさらに望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の取放水口構造及び取放水口構造の施工方法によれば、従来と比較し、施工性、経済性、安全性に優れた取放水口構造を実現、提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の接続管を示す正面図である。
【図３】図２のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図４】本発明の第１、第２実施形態に係る取放水口構造（取水口構造／放水口構造）の施工方法において、鋼矢板を水底地盤に打設した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１、第２実施形態に係る取放水口構造（取水口構造／放水口構造）の施工方法において、鋼矢板の内側の水底地盤を掘削した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第１、第２実施形態に係る取放水口構造（取水口構造／放水口構造）の施工方法において、ガイド杭を打ち込むとともにガイド杭にブラケットを水中溶接等で取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第１、第２実施形態に係る取放水口構造（取水口構造／放水口構造）の施工方法において、架台を設置した状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第１、第２実施形態に係る取放水口構造（取水口構造／放水口構造）の架台を示す平面図である。
【図９】本発明の第１、第２実施形態に係る取放水口構造（取水口構造／放水口構造）の施工方法において、１次コンクリートを打設するとともにガイド鋼管の中にグラウトを充填した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、接続管を設置した状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、２次コンクリートを打設するとともに接続管の流水路連結管に蓋体を取り付けた状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、流水路連結管の内部にモルタルを充填した状態を示す断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、流水路連結管の外側端部の蓋体を撤去するとともに３次コンクリートを打設した状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、砕石を敷設した状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、鋼矢板を撤去するとともに砕石を敷設した状態を示す断面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、流水路連結管の内部にシールドマシンが到達した状態を示す断面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、止水処理を施した状態を示す断面図である。
【図１８】本発明の第１実施形態に係る取放水口構造（取水口構造）の施工方法において、取水路に水を注水するとともに流水路連結管の内側端部の蓋体を撤去した状態を示す断面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）を示す断面図である。
【図２０】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の接続管を示す正面図である。
【図２１】図２０のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、接続管を設置した状態を示す断面図である。
【図２３】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、２次コンクリートを打設するとともに接続管の流水路連結管に蓋体を取り付けた状態を示す断面図である。
【図２４】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、流水路連結管の内部にモルタルを充填した状態を示す断面図である。
【図２５】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、流水路連結管の外側端部の蓋体を撤去するとともに３次コンクリートを打設した状態を示す断面図である。
【図２６】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、放水管を敷設する部分の水底地盤を開削した状態を示す断面図である。
【図２７】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、放水管敷設部周辺の鋼矢板を撤去するとともに放水管を敷設した状態を示す断面図である。
【図２８】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、砕石を敷設した状態を示す断面図である。
【図２９】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、鋼矢板を撤去するとともに流水路連結管の内部にシールドマシンが到達した状態を示す断面図である。
【図３０】本発明の第２実施形態に係る取放水口構造（放水口構造）の施工方法において、止水処理を施した状態を示す断面図である。
【図３１】従来の取放水口構造（取水口構造）を示す図である。
【図３２】従来の取放水口構造（放水口構造）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１から図１８を参照し、本発明の第１実施形態に係る取放水口構造及び取放水口構造の施工方法について説明する。ここで、本実施形態は、例えば発電施設などの冷却用の水を取水するための取水設備の取水口構造に関するものである。
【００２２】
本実施形態の取放水口構造／取水口構造Ａは、図１に示すように、水底Ｇ１の地盤Ｇ中に埋設される接続管１０と、シールドマシンで推進掘削し、接続管１０に接続させて構築されたシールドトンネル５からなる取水路／流水路と、水中に配された接続管１０の一端に取り付けられた取水口１１とを備えて構成されている。
【００２３】
接続管１０は、図１から図３に示すように、上下方向に軸線Ｏ１方向を向けて配設される縦管１２と、縦管１２を貫通するように水平方向に軸線Ｏ２方向を向けて配設される流水路連結管（シールド到達部鞘管）１３と、縦管１２の下端に一体に取り付けられた縦管補強材１４と、接続管１０の設置時に使用する縦管ガイド枠１５とを備えて形成されている。
【００２４】
本実施形態の取放水口構造／取水口構造Ａを施工する際には、図４に示すように、まず、水底Ｇ１から所定の深度まで鋼矢板を打ち込み、所定領域の地盤Ｇを囲繞する土留め壁１を設置する（土留め壁設置工程）。
【００２５】
次に、図５に示すように、土留め壁１で周囲の地盤Ｇを支持しつつ、土留め壁１で囲まれた内部地盤Ｇを所定深度まで水中で掘削除去する（水底地盤掘削工程）。
【００２６】
次に、図６に示すように、土留め壁１内の水底管路接続部Ｓにガイド杭１６を打ち込む（ガイド杭設置工程）。本実施形態では、ガイド杭１６としてＨ形鋼を用い、軸線方向を上下方向に向け、土留め壁１内の地盤Ｇに下端側を打ち込んで設置する。また、ガイド杭１６は、その上端側が水面Ｗ１よりも上方に配される長さで形成されるとともに、後工程で設置する架台１８を支持するためのブラケット１７を下端側の所定位置に水中溶接等で一体に取り付けて形成されている。さらに、本実施形態では３本のガイド杭１６を設置する。
【００２７】
次に、図７に示すように、３本のガイド部材１６にそれぞれ取り付けられた３つのブラケットに支持させつつ溶接などで固着して鋼製の架台１８を位置決め設置する（架台設置工程）。
【００２８】
ここで、本実施形態の架台１８は、図８に示すように、Ｈ形鋼などの鋼材１８ａを平面視略三角形状を呈するように組み付けるとともに、平面視略三角形状の３つの角部にそれぞれ、軸線方向を上下方向に向けてガイド鋼管１８ｂを溶接などで一体に固着して形成されている。そして、架台１８は、図７及び図８に示すように、各ガイド鋼管１８ｂにガイド部材１６を挿通し、３本のガイド部材１６と３つのガイド鋼管１８ｂで上下方向に案内しながらブラケット１７に支持される所定位置に設置される。
【００２９】
次に、図９に示すように、ブラケット１７を埋設し、架台１８の上面を露出させるようにして、土留め壁１内の底部側に根固め用の１次コンクリート１９を打設する（１次コンクリート打設工程）。これとともに、本実施形態では架台１８のガイド鋼管１８ｂの内部にモルタルを充填し、架台１８とガイド部材１６を一体化する（架台／ガイド部材固着工程）。
【００３０】
次に、図１０（図２、図３参照）に示すように、接続管１０を設置する（接続管設置工程）。このとき、３つの縦管ガイド枠１５にそれぞれガイド部材１６を挿通し、縦管１２の軸線Ｏ１方向が上下方向に沿うように、３本のガイド部材１６で案内させながら水上から下方の水中に接続管１０を沈設してゆき、架台１８上に載置するようにして所定位置に設置する（接続管設置工程）。
【００３１】
このようにガイド杭１６と縦管ガイド枠１５を用いて上下方向に案内しながら設置することにより、接続管１０を容易に位置決め設置することができる。また、本実施形態では、事前にガイド杭１６の出来形測量を実施しておき、その測量結果を基にして縦管ガイド枠１５の中に配備されている位置調整治具２０を微調整して、縦管１２を架台１８上の所定位置に配置する。縦管１２と架台１８、ガイド杭１６を溶接するなどして一体に固定する（接続管固定工程）。これにより、精度よく接続管１０を位置決め設置することができる。
【００３２】
次に、図１１に示すように、縦管１２とガイド部材１６を固定した固定部よりも上方（本実施形態では位置調整枠２０よりも上方）のガイド部材１６を切断して撤去する（ガイド部材切断撤去工程）。位置調整枠２０や架台１８を埋設するように、１次コンクリート１９上に２次コンクリート２１を打設する（２次コンクリート打設工程）。これにより、１次コンクリート１９、２次コンクリート２１、地盤Ｇにガイド部材１６の残部が埋設され、このガイド部材１６の残部が支持杭として機能することになる。
【００３３】
これとともに、接続管１０の流水路連結管１３の内側端部１３ａと外側端部１３ｂにそれぞれ鋼製の蓋体２２を取り付け、流水路連結管１３の内部を密閉する（蓋体取付工程）。本実施形態では、流水路連結管１３の両端部にフランジが設けられ、各蓋体２２を流水路連結管１３の外側からフランジにボルト接合して取り付ける。また、流水路連結管１３の内側端部１３ａには、外側端部１３ｂに取り付ける蓋体２２よりも高耐力の蓋体２２を取り付けるようにする。
【００３４】
次に、図１２に示すように、蓋体２２で密閉した流水路連結管１３の内部の水Ｗを抜きつつモルタル２３を注入し、流水路連結管１３の内部にモルタル（充填材）２３を充填する（流水路連結管内充填工程）。
【００３５】
流水路連結管１３の内部のモルタル２３が硬化し所定の強度を発現した段階で、図１３に示すように、外側端部１３ｂに取り付けた蓋体２２を撤去し（蓋体撤去工程）、流水路連結管１３が埋設されるように、縦管１２と土留め壁１の間に３次コンクリート２４を打設する（３次コンクリート打設工程）。
【００３６】
次に、図１４、図１５に示すように、３次コンクリート２４の上方の縦管１２と土留め壁１の間に捨石（砕石）２５を充填する（砕石充填／敷設工程）。さらに、土留め壁１を形成する鋼矢板を引き抜いて撤去するとともに（土留め壁撤去工程）、縦管１２の周囲及び水底Ｇ１上に捨石２５を投入して敷き均す（砕石充填／敷設工程）。
【００３７】
ここで、本実施形態では、図１６に示すように、シールドマシン３０を用い、セグメント３１を組み付けつつシールドマシン３０を推進させ、水底地盤Ｇに取水路（シールドトンネル）５を構築する（流水路構築工程）。そして、シールド到達部の流水路連結管１３にシールドマシン３０を到達させる。このとき、シールドマシン３０で縦管１２の周囲の地盤Ｇから３次コンクリート２４、さらに流水路連結管１３の外側端部１３ｂの開口を通じて流水路連結管１３内のモルタル２３を掘削し、内側端部１３ａの蓋体２２直近までシールドマシン３０を推進させる。本実施形態では、流水路連結管１３内をコンクリートではなくモルタル２３で充填することにより、シールドマシン３０の掘進時（充填材の除去時）のビットの消耗／損傷を抑えることができる。
【００３８】
流水路連結管１３の内側端部１３ａに取り付けた蓋体２２の直近までシールドマシン３０が到達した段階で、シールドマシン３０の外殻の周囲、外殻と流水路連結管１３の境界部分（接合部）に止水モルタル／止水グラウト３２を充填するなどし、この部分の止水処理を施す（止水処理工程）。なお、止水処理の手法は特に限定する必要はない。
【００３９】
次に、図１７に示すように、シールドマシン３０の外殻を残し、シールドマシン３０の他の装置、部材、機器等を解体するとともにシールドトンネル５を通じて外部に搬出して除去する（シールドマシン解体撤去工程）。これにより、シールドマシン３０の解体撤去をシールドトンネル５の取水路内のドライ環境で行うことができる。
【００４０】
次に、図１８に示すように、シールドトンネル５の内部に注水し、流水路連結管１３の内側端部１３ａに取り付けた蓋体２２を撤去する（流水路連通工程）。このとき、流水路連結管１３ひいては取水路（シールドトンネル）５の径よりも縦管１２の径が大きいことにより、取り外した蓋体２２を縦管１２の上部から引き抜いて撤去することができる。
【００４１】
次に、図１に示すように、縦管１２の上端部側に取水口１１を取り付ける（取水口取付工程）。また、必要に応じて障害物侵入防止網３３を、取水口１１を覆うように取り付ける。これにより、本実施形態の取水口構造Ａが完成する。
【００４２】
そして、上記構成からなる本実施形態の取放水口構造（取水口構造）Ａ及び取放水口構造Ａの施工方法においては、従来のＪ型やＳ型の接続管ではなく、軸線Ｏ１が上下方向に延びる縦管１２に、軸線Ｏ１、Ｏ２が交差するように一体に流水路連結管１３を取り付けて接続管１０を構成したことにより、接続管１０の幅（横方向の寸法）を従来よりも小さくすることができる。また、接続管１０を縦管１２と流水路連結管１３で構成し、その幅が小さくなることで、これを支持するための架台１８も小さく簡易な構造とすることができる。
【００４３】
これにより、従来と比較し、土留め壁１で囲まれた水底管路接続部Ｓの領域を小さくすることができ、すなわち、水中立坑の規模を小さくすることができ、工期の短期化、低コスト化、安全性の向上を図ることが可能になる。
【００４４】
また、本実施形態の取放水口構造Ａの施工方法においては、接続管１０の流水路連結管１３の両端部１３ａ、１３ｂに蓋体２２を取り付けて流水路連結管１３の内部を密閉するとともにモルタル２３を充填した後、流水路連結管１３の外側端部１３ｂの蓋体２２を取り外してシールドマシン３０を流水路連結管１３の内部まで掘進／到達させるようにした。これにより、シールドマシン３０で構築した流水路５と流水路連結管１３の内部を連通させることができ、シールドマシン３０をドライ環境で解体し、流水路５を通じて外部に搬出除去することが可能になる。
【００４５】
すなわち、縦管１２の内部に水が満たされ、縦管１２の内部に突出する流水路連結管１３の内側端部１３ａ側、及び内側端部１３ａに取り付けた蓋体２２で水圧を受けるようにすればよいため、従来のように取放水路として設計すべき接続管１０を大きな外部水圧に耐える構造にする必要がなく、要求される強度やコストに応じた接続管１０を用いて取放水口構造Ａを構築することが可能になる。
【００４６】
したがって、本実施形態の取放水口構造Ａ及び取放水口構造Ａの施工方法によれば、従来と比較し、施工性、経済性、安全性に優れた取放水口構造Ａを実現、提供することが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態の取放水口構造Ａの施工方法（及び取放水口構造Ａ）においては、よれば、土留め壁１内の水底管路接続部Ｓにガイド部材１６を建て込んで上下方向に立設し、このガイド部材１６に案内させて、架台１８や接続管１０（縦管１２）を設置することにより、容易に且つ精度よく架台１８、接続管１０を水中の所定位置に位置決め設置することが可能になる。
【００４８】
さらに、３本のガイド部材１６を設置し、架台１８や接続管１０を３点で支持しながらガイド部材１６で案内して所定位置に設置するようにしたことで、安定した状態を容易に且つ確実に維持しながら架台１８、接続管１０を沈設することができる。
【００４９】
また、このように３本のガイド部材１６（複数のガイド部材１６）で案内することにより、Ｈ形鋼などの鋼材１８ａを組み付けるとともにガイド鋼管１８ｂを一体に固着して架台１８を形成し、ガイド鋼管１８ｂにガイド部材１６を挿通し、ガイド部材１６とガイド鋼管１８ｂで上下方向に案内しながら架台１８を所定位置に設置することができる。
同じく、縦管１２に縦管ガイド枠１５を一体に固着して接続管１０を形成し、縦管ガイド枠１５にガイド部材１６を挿通し、ガイド部材１６と縦管ガイド枠１５で上下方向に案内しながら接続管１０を所定位置に設置することができる。
これにより、より容易に台１８、接続管１０を所定位置に沈設することが可能になる。
【００５０】
さらに、架台１８、接続管１０を位置決め設置した段階で、縦管１２とガイド部材１６を固定した固定部よりも上方のガイド部材１６を切断して撤去することにより、地盤Ｇ（１次コンクリート１９、２次コンクリート２１）にガイド部材１６の残部を埋設した状態で残すことができる。これにより、このガイド部材１６の残部を支持杭として活用することが可能になる。
【００５１】
また、本実施形態の取放水口構造Ａの施工方法（及び取放水口構造Ａ）においては、流水路連結管１３内をコンクリートではなくモルタル２３で充填することにより、流水路連結管１３内にシールドマシン３０を掘進させる際に、シールドマシン３０の掘進時のビットの消耗／損傷を抑えることができる。
【００５２】
以下、図４から図９、図１９から図３０を参照し、本発明の第２実施形態に係る取放水口構造及び取放水口構造の施工方法について説明する。ここで、本実施形態は、例えば発電施設などの冷却用の水を放水する放水設備の放水口構造に関するものである。
【００５３】
本実施形態の取放水口構造／放水口構造Ｂは、図１９に示すように、水底Ｇ１の地盤Ｇ中に埋設される接続管４０と、シールドマシンで推進掘削し、接続管４０に接続させて構築されたシールドトンネル５からなる放水路（放水導水路）／流水路と、水底地盤を開削し、接続管４０に接続して設置された放水管（放水口）４１とを備えて構成されている。
【００５４】
接続管４０は、図１９から図２１に示すように、上下方向に軸線Ｏ１方向を向けて配設される縦管１２と、縦管１２を貫通するように水平方向に軸線Ｏ２方向を向けて配設される流水路連結管（シールド到達部鞘管）１３と、流水路連結管１３よりも上方に配設されるとともに、縦管１２を貫通するように水平方向に軸線Ｏ３方向を向けて配設される放水管連結管４２と、縦管１２の下端に一体に取り付けられた縦管補強材１４と、接続管４０の設置時に使用する縦管ガイド枠１５とを備えて形成されている。
【００５５】
本実施形態の取放水口構造／放水口構造Ｂを施工する際には、第１実施形態の取水口構造Ａの施工方法と同様に（図４、図５、図６、図７、図８、図９に示したように）、土留め壁設置工程、水底地盤掘削工程、ガイド部材設置工程、架台設置工程、１次コンクリート打設工程、架台／ガイド部材固着工程を順次行ってゆく。
【００５６】
そして、図２２（図２０、図２１参照）に示すように、接続管４０を設置する（接続管設置工程）。第１実施形態と同様、３つの縦管ガイド枠１５にそれぞれガイド部材１６を挿通し、縦管１２の軸線Ｏ１方向が上下方向に沿うように、３本のガイド部材１６で案内させながら水上から下方の水中に接続管４０を沈設してゆき、架台１８上に載置するようにして所定位置に設置する。
【００５７】
このようにガイド杭１６と縦管ガイド枠１５を用いて上下方向に案内しながら設置することにより、接続管４０を容易に位置決め設置することができる。また、本実施形態では、事前にガイド杭１６の出来形測量を実施しておき、その測量結果を基にして縦管ガイド枠１５の中に配備されている位置調整治具２０を微調整して、縦管１２を架台１８上の所定位置に配置する。縦管１２と架台１８、ガイド杭１６を溶接するなどして一体に固定する（接続管固定工程）。これにより、精度よく接続管１０を位置決め設置することができる。
【００５８】
次に、図２３に示すように、縦管１２とガイド部材１６を固定した固定部よりも上方（本実施形態では位置調整枠２０よりも上方）のガイド部材１６を切断して撤去する（ガイド部材切断撤去工程）。そして、第１実施形態と同様、位置調整枠２０や架台１８を埋設するように、１次コンクリート１９上に２次コンクリート２１を打設する（２次コンクリート打設工程）。これにより、１次コンクリート１９、２次コンクリート２１、地盤Ｇにガイド部材１６の残部が埋設され、このガイド部材１６の残部が支持杭として機能することになる。
【００５９】
また、第１実施形態と同様、接続管４０の流水路連結管１３の内側端部１３ａと外側端部１３ｂにそれぞれ鋼製の蓋体２２を取り付け、流水路連結管１３の内部を密閉する（蓋体取付工程）。
【００６０】
次に、図２４に示すように、蓋体２２で密閉した流水路連結管１３の内部の水Ｗを抜きつつモルタル２３を注入し、流水路連結管１３の内部にモルタル（充填材）２３を充填する（流水路連結管内充填工程）。
【００６１】
流水路連結管１３の内部のモルタル２３が硬化し所定の強度を発現した段階で、図２５に示すように、外側端部１３ｂに取り付けた蓋体２２を撤去し（蓋体撤去工程）、流水路連結管１３が埋設されるように、縦管１２と土留め壁１の間に３次コンクリート２４を打設する（３次コンクリート打設工程）。
【００６２】
次に、図２６、図２７に示すように、放水管４１を敷設する位置の地盤Ｇを開削するとともに、この部位に対向する土留め壁１の鋼矢板を引き抜いて除去する。さらに、基礎砕石（及び／又は基礎コンクリート）４３を敷設するとともに放水管４１を設置し、放水管４１を接続管４０の放水管連結管４２に接続する。
【００６３】
次に、図２８に示すように、３次コンクリート２４の上方の縦管１２と土留め壁１の間に捨石（砕石）２５を充填する（砕石充填／敷設工程）。土留め壁１を形成する鋼矢板を引き抜いて撤去する（土留め壁撤去工程）。また、放水管４１、放水管連結管４２の上方に捨石２５を投入して敷き均す（砕石充填／敷設工程）。
【００６４】
次に、第１実施形態と同様、図２９、図３０に示すように、シールドマシン３０を用い、セグメント３１を組み付けつつシールドマシン３０を推進させ、水底地盤Ｇに放水路（シールドトンネル）５を構築する（流水路構築工程）。そして、シールド到達部の流水路連結管１３にシールドマシン３０を到達させる。このとき、シールドマシン３０で縦管１２の周囲の地盤Ｇから３次コンクリート２４、さらに流水路連結管１３の外側端部１３ｂの開口を通じて流水路連結管１３内のモルタル２３を掘削し、内側端部１３ａの蓋体２２直近までシールドマシン３０を推進させる。
【００６５】
流水路連結管１３の内側端部１３ａに取り付けた蓋体２２の直近までシールドマシン３０が到達した段階で、シールドマシン３０の外殻の周囲、外殻と流水路連結管１３の境界部分（接合部）に止水モルタル／止水グラウト３２を充填するなどし、この部分の止水処理を施す（止水処理工程）。
【００６６】
次に、シールドマシン３０の外殻を残し、シールドマシン３０の他の装置、部材、機器等を解体するとともにシールドトンネル５を通じて外部に搬出して除去する（シールドマシン解体撤去工程）。これにより、シールドマシン３０の解体撤去をシールドトンネル５の取水路内のドライ環境で行うことができる。
【００６７】
次に、図１９に示すように、シールドトンネル５の内部に注水し、流水路連結管１３の内側端部１３ａに取り付けた蓋体２２を撤去する（流水路連通工程）。このとき、流水路連結管１３ひいては取水路（シールドトンネル）５の径よりも縦管１２の径が大きいことにより、取り外した蓋体２２を縦管１２の上部から引き抜いて撤去することができる。
【００６８】
さらに、縦管１２の上端部に鋼製の蓋体４４を取り付けて封止する。
【００６９】
最後に、縦管１２の周囲、縦管１２に取り付けた蓋体４４上及び水底Ｇ１上に捨石２５を投入して敷き均し、本実施形態の放水口構造Ｂが完成する。
【００７０】
したがって、本実施形態の取放水口構造（放水口構造）Ｂ及び取放水口構造Ｂの施工方法においても、従来のＪ型やＳ型の接続管ではなく、軸線Ｏ１が上下方向に延びる縦管１２に、軸線Ｏ１、Ｏ２が交差するように一体に流水路連結管１３を取り付けて接続管４０を構成したことにより、接続管４０の幅（横方向の寸法）を従来よりも小さくすることができる。また、接続管４０を縦管１２と流水路連結管１３、放水管連結管４２で構成し、その幅が小さくなることで、これを支持するための架台１８も小さく簡易な構造とすることができる。
【００７１】
これにより、従来と比較し、土留め壁１で囲まれた水底管路接続部Ｓの領域を小さくすることができ、すなわち、水中立坑の規模を小さくすることができ、工期の短期化、低コスト化、安全性の向上を図ることが可能になる。
【００７２】
また、本実施形態の取放水口構造Ｂの施工方法においては、接続管１０の流水路連結管１３の両端部１３ａ、１３ｂに蓋体２２を取り付けて流水路連結管１３の内部を密閉するとともにモルタル２３を充填した後、流水路連結管１３の外側端部１３ｂの蓋体２２を取り外してシールドマシン３０を流水路連結管１３の内部まで掘進／到達させるようにした。これにより、シールドマシン３０で構築した流水路５と流水路連結管１３の内部を連通させることができ、シールドマシン３０をドライ環境で解体し、流水路５を通じて外部に搬出除去することが可能になる。
【００７３】
すなわち、縦管１２の内部に水が満たされ、縦管１２の内部に突出する流水路連結管１３の内側端部１３ａ側、及び内側端部１３ａに取り付けた蓋体２２で水圧を受けるようにすればよいため、従来のように取放水路として設計すべき接続管４０を大きな外部水圧に耐える構造にする必要がなく、要求される強度やコストに応じた接続管４０を用いて取放水口構造Ｂを構築することが可能になる。
【００７４】
したがって、本実施形態の取放水口構造Ｂ及び取放水口構造Ｂの施工方法によれば、従来と比較し、施工性、経済性、安全性に優れた取放水口構造Ｂを実現、提供することが可能になる。
【００７５】
なお、本実施形態は、上記の作用効果だけでなく、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７６】
以上、本発明に係る取水口構造及び取水口構造の施工方法の第１、第２実施形態について説明したが、本発明は上記の第１、第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７７】
例えば、本発明に係る取水口構造及び取水口構造の施工方法は、発電施設の取水設備、放水設備に限定して適用する必要はなく、取水、放水を必要とするあらゆる施設、設備に適用可能である。
【００７８】
また、流水路５は必ずしもシールドマシンを用いて構築しなくてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１      土留め壁（鋼矢板）
２      従来の接続管
２ａ    Ｊ型の接続管
２ｂ    Ｓ型の接続管
３      従来の架台
４      鞘管（流水路連結管）
５      シールドトンネル（流水路、取水路、放水路）
６      蓋
１０    接続管（取水口）
１１    取水口
１２    縦管
１３    流水路連結管（シールド到達部鞘管）
１３ａ  内側端部
１３ｂ  外側端部
１４    縦管補強材
１５    縦管ガイド枠
１６    ガイド杭（ガイド部材）
１７    ブラケット
１８    架台
１８ａ  鋼材
１８ｂ  ガイド鋼管
１９    １次コンクリート
２０    位置調整治具
２１    ２次コンクリート
２２    蓋体
２３    モルタル
２４    ３次コンクリート
２５    捨石（砕石）
３０    シールドマシン
３１    セグメント
３２    止水モルタル
３３    障害物侵入防止網
４０    接続管（放水口）
４１    放水管（放水口）
４２    放水管連結管
４３    基礎砕石
４４    蓋体
Ａ      取放水口構造（取水口構造）
Ｂ      取放水口構造（放水口構造）
Ｇ      水底地盤
Ｇ１    水底
Ｏ１    軸線
Ｏ２    軸線
Ｏ３    軸線
Ｓ      水底管路接続部（水中立坑）
Ｗ      水
Ｗ１    水面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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