(57)【要約】【課題】水中でのコンクリートの打設を好適に行えるコンクリート打設システムを提供する。【解決手段】コンクリート打設システム１は、コンクリート圧送用ポンプ７、コンクリート打設用配管９、シャッターバルブ２１、２３、圧力計測部２７、コンピュータ３２、表示装置３３、３５、揚重装置３７、ＧＰＳアンテナ３７ｂ等からなる。コンクリート打設用配管９は、一端がコンクリート圧送用ポンプ７に連結され、他端が水中に延びる配管である。コンクリート打設用配管９は、水上配管部９ａ、可とう性配管部９ｂ、水中配管部９ｃから構成される。可とう性配管部９ｂは水面５上を浮遊し、揚重装置３７の操作により自在に移動可能である。圧力計測部２７は、可とう性配管部９ｂの直前で、配管内の圧力を計測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中におけるコンクリートの打設を行うためのコンクリート打設システムであって、
コンクリート圧送用ポンプと、
一端が前記コンクリート圧送用ポンプに連結され、他端が水中に延び、途中部分に、水面に浮遊し可とう性を有する可とう性配管部を備えたコンクリート打設用配管と、
前記コンクリート打設用配管の内部の圧力を計測する圧力計測部と、
を具備することを特徴とするコンクリート打設システム。
【請求項２】
前記可とう性配管部を吊り下げた状態で水面上を移動させるための揚重装置を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート打設システム。
【請求項３】
前記揚重装置は、腕部の先端から前記可とう性配管部の端部を吊り下げるクレーンであり、
前記コンクリート打設システムは、前記腕部の先端の平面位置を測定する平面位置計測装置を更に具備することを特徴とする請求項２に記載のコンクリート打設システム。
【請求項４】
前記圧力計測部による計測値が規定値を超えたか否かを表示する第１の表示装置を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のコンクリート打設システム。
【請求項５】
前記コンクリート打設用配管に設けられたバルブと、
前記バルブの開閉状態を表示する第２の表示装置と、
を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のコンクリート打設システム。
【請求項６】
前記バルブは、前記コンクリート打設用配管のコンクリート圧送方向において、前記可とう性配管部の前段にある水上部分と、前記可とう性配管部の後段にある水中部分とに設けられることを特徴とする請求項５記載のコンクリート打設システム。
【請求項７】
前記圧力計測部は、前記コンクリート打設用配管において、前記可とう性配管部の直前に設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のコンクリート打設システム。
【請求項８】
水中におけるコンクリートの打設を行うコンクリート打設方法であって、
コンクリート打設用配管の内部の圧力を圧力計測部で計測しながら、コンクリート圧送用ポンプにより前記コンクリート打設用配管の内部でコンクリートを圧送して打設を行い、
前記コンクリート打設用配管は、一端がコンクリート圧送用ポンプに連結され、他端が水中に延び、途中部分に、水面に浮遊し可とう性を有する可とう性配管部を備えることを特徴とするコンクリート打設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中におけるコンクリートの打設を行うためのコンクリート打設システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模な（マス）コンクリート構造物を水中で構築する際には、例えば、水面上の台船に設けたホッパーに収容したコンクリートをトレミー管を介して水中に打設する。
【０００３】
また、特許文献１には、水中不分離性コンクリートを収容したホッパーを水中で移動させ、ホッパーから水中不分離性コンクリートを型枠内に打設する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
台船に設けたホッパーからトレミー管を介してコンクリートを打設する場合、打設位置を変えるには台船上でホッパーの移設を行うか、台船ごと移動させる必要があり、広範囲にコンクリートを打設して大規模なコンクリート構造物を構築するには手間がかかる。
【０００６】
また特許文献１の方法では、１度に打設できるコンクリートの量がホッパーの容量に限られるので、同じく大規模なコンクリート構造物を構築するには手間がかかる。
【０００７】
さらに、水中へとコンクリートを打設する際は、コンクリートの自由落下に伴う材料分離により管内閉塞が起こりやすくなる点にも注意が必要である。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、水中でのコンクリートの打設を好適に行えるコンクリート打設システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するための第１の発明は、水中におけるコンクリートの打設を行うためのコンクリート打設システムであって、コンクリート圧送用ポンプと、一端が前記コンクリート圧送用ポンプに連結され、他端が水中に延び、途中部分に、水面に浮遊し可とう性を有する可とう性配管部を備えたコンクリート打設用配管と、前記コンクリート打設用配管の内部の圧力を計測する圧力計測部と、を具備することを特徴とするコンクリート打設システムである。
【００１０】
第１の発明では、コンクリート打設用配管の途中部分に水面に浮遊する可とう性配管部を有するため、水中でのコンクリートの打設位置を簡易かつ自在に移動させることができる。また、圧力計測部によりコンクリート打設用配管の内部の圧力値を計測することで、当該圧力値に応じてコンクリート圧送用ポンプの元圧を制御するなどして管内閉塞による過剰圧力を未然に防止することができる。これらにより、水中でのコンクリートの打設が好適に行える。
【００１１】
第１の発明のコンクリート打設システムは、前記可とう性配管部を吊り下げた状態で水面上を移動させるための揚重装置を更に具備することが望ましい。
可とう性配管部を揚重装置により移動させることで、コンクリートの打設位置の移動を簡単に行うことができ、面的な打設が容易になる。
【００１２】
前記揚重装置は、腕部の先端から前記可とう性配管部の端部を吊り下げるクレーンであり、第１の発明のコンクリート打設システムは、前記腕部の先端の平面位置を測定する平面位置計測装置を更に具備することが望ましい。
これにより、腕部先端の位置を把握しながら揚重装置を操作し、可とう性配管部が正確に移動できる。また、腕部先端の位置は風や波等に影響されることがなく、揚重装置の操作が容易になる。
【００１３】
第１の発明のコンクリート打設システムは、前記圧力計測部による計測値が規定値を超えたか否かを表示する第１の表示装置を更に具備することが望ましい。
これにより、配管内の過剰圧力を作業者に通知し、適切な対処を迅速に施すことができる。
【００１４】
また、第１の発明のコンクリート打設システムは、前記コンクリート打設用配管に設けられたバルブと、前記バルブの開閉状態を表示する第２の表示装置と、を更に具備することが望ましい。さらに、前記バルブは、前記コンクリート打設用配管のコンクリート圧送方向において、前記可とう性配管部の前段にある水上部分と、前記可とう性配管部の後段にある水中部分とに設けられることが望ましい。
これにより、配管内の過剰圧力やコンクリートの打設工程の進捗等に応じてバルブの開閉ができる。また、第２の表示装置によりバルブの開閉状態を作業者に通知することで、バルブの開閉を含む一連の作業を確実かつスムーズに行い、ヒューマンエラーを防ぐことができる。
【００１５】
前記圧力計測部は、前記コンクリート打設用配管において、前記可とう性配管部の直前に設けられることが望ましい。
可とう性配管部は若干強度が劣ることから、圧力計測部を可とう性配管部の直前に設けて圧力値の計測を行い重点的に管理することで、過剰圧力等による可とう性配管部の損傷を防止できる。
【００１６】
第２の発明は、水中におけるコンクリートの打設を行うコンクリート打設方法であって、コンクリート打設用配管の内部の圧力を圧力計測部で計測しながら、コンクリート圧送用ポンプにより前記コンクリート打設用配管の内部でコンクリートを圧送して打設を行い、前記コンクリート打設用配管は、一端がコンクリート圧送用ポンプに連結され、他端が水中に延び、途中部分に、水面に浮遊し可とう性を有する可とう性配管部を備えることを特徴とするコンクリート打設方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、水中でのコンクリートの打設を好適に行えるコンクリート打設システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】コンクリート打設システム１を示す図
【図２】水上配管部９ａを示す図
【図３】可とう性配管部９ｂを示す図
【図４】圧力計測部２７を示す図
【図５】表示装置３３、３５を示す図
【図６】コンクリートの打設について説明する図
【図７】コンクリートの打設について説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
（１．コンクリート打設システム１）
図１は、本発明の実施形態に係るコンクリート打設システム１を示す図である。このコンクリート打設システム１は、ダムの堤体３の工事を行う際に、堤体３近傍の水底５３に大規模なコンクリート構造物である台座を構築するためのものである。この台座は、堤体３の工事箇所を周囲の水域から締め切る仮締切用の構造体を設置するために用いられる。
【００２１】
コンクリート打設システム１は、コンクリート圧送用ポンプ７、コンクリート打設用配管９、シャッターバルブ２１、２３、圧力計測部２７、コンピュータ３２、表示装置３３、３５、揚重装置３７、ＧＰＳアンテナ３７ｂ等を有する。
【００２２】
コンクリート圧送用ポンプ７は、生コン車（不図示）から供給されるコンクリートをコンクリート打設用配管９内で圧送し、コンクリートの打設を行うためのものである。コンクリート圧送用ポンプ７は堤体３の天端に配置される。本実施形態では、コンクリートとして水中不分離性コンクリートを用いるが、これに限ることはない。
【００２３】
コンクリート打設用配管９は、一端がコンクリート圧送用ポンプ７に連結され、他端が水中まで延びる配管である。コンクリート打設用配管９は、水上配管部９ａ、可とう性配管部９ｂ、水中配管部９ｃから構成される。
【００２４】
水上配管部９ａは、コンクリート圧送方向において、可とう性配管部９ｂの前段に設けられる水上部分である。
【００２５】
図２は水上配管部９ａを示す図である。水上配管部９ａは、コンクリート圧送用ポンプ７から堤体３の表面に沿って下方に延びるようにして設けられる。水上配管部９ａの途中には屈曲部９１が設けられる。屈曲部９１は、コンクリートの自由落下を防いで材料分離による管内閉塞を防止するためのものである。水上配管部９ａの下端部は、堤体３に固定されたブラケット２９に配置される。
【００２６】
水上配管部９ａの下端部には、可とう性配管部９ｂの一端９５が取り付けられる。可とう性配管部９ｂは全体として可とう性を有し、変形可能な配管部分である。可とう性配管部９ｂとしては、例えばゴムホースを外装管（不図示）で保護したものを用いることができる。可とう性配管部９ｂには俵ブイなどの浮体９４が取り付けられる。これにより、可とう性配管部９ｂは水面５上に浮遊し、コンクリートの圧送中にも水中に沈むことがない。
【００２７】
可とう性配管部９ｂの他端９６は、揚重装置３７によって吊り下げられる。図３の矢印に示すように、可とう性配管部９ｂは、揚重装置３７の操作によって他端９６が移動可能である。可とう性配管部９ｂは、他端３６の移動に伴って自由に変形する。
【００２８】
水中配管部９ｃは、コンクリート圧送方向において、可とう性配管部９ｂの後段に設けられる水中部分である。水中配管部９ｃは、可とう性配管部９ｂの他端９６に接続され、他端９６から水中に垂下するように設けられる。
【００２９】
水中配管部９ｃの下端部にはトレミー管９７が設けられる。トレミー管９７の筒先は、水底５３に設置した型枠５５内の所定箇所まで達する。トレミー管９７としては、例えばＫＤＴ工法などで使用されるＫＤＴトレミー管を用いることができる。このトレミー管は、スリットを設けた外管の内部に、コンクリートが流通する柔軟な材質による内管を設け、コンクリートの圧送停止時には内管が水圧により閉じるようにしたものである。
【００３０】
シャッターバルブ２１と圧力計測部２７は、水上配管部９ａの下端部で、可とう性配管部９ｂの直前に設けられる。
【００３１】
シャッターバルブ２１は水上配管部９ａの内部を開閉するものである。例えばシャッターバルブ２１を油圧式のバルブとし、堤体３もしくは台船３０上のバルブ操作者によって遠隔で開閉操作ができるようにしておく。また、シャッターバルブ２１にはバルブの開閉を検知するためのセンサ（不図示）が取付けられる。当該センサは、表示装置３５とケーブルにて接続される。
【００３２】
圧力計測部２７は水上配管部９ａの内部の圧力を計測するものである。図４に示すように、圧力計測部２７では、水上配管部９ａの内部にセンサ４３が設置される。センサ４３は、配管内を通るコンクリート６１による側圧を計測する。圧力計測部２７は表示装置３３とケーブルにて接続され、センサ４３により計測した圧力値を表示装置３３に送信する。
【００３３】
シャッターバルブ２３は水中配管部９ｃに設けられる。シャッターバルブ２３は水中配管部９ｃの内部を開閉するものである。例えば、前記と同様、シャッターバルブ２３を油圧式のバルブとし、堤体３もしくは台船３０上のバルブ操作者によって遠隔で開閉操作ができるようにしておく。また、バルブの開閉を検知するためのセンサ（不図示）も同様に取付けておく。当該センサは、表示装置３５とケーブルにて接続される。
【００３４】
表示装置３３（第１の表示装置）、および表示装置３５（第２の表示装置）は堤体３の天端に配置される。
【００３５】
図５（ａ）に表示装置３３の例を示す。表示装置３３は、表示装置３３の処理全体を制御する制御部（不図示）の他、表示部４５、警報灯４７を有する。
【００３６】
表示部４５は圧力計測部２７で計測した圧力値を表示するものである。警報灯４７は、上記の圧力値に応じて青色、赤色など異なる色のランプを点灯することにより、圧力値が規定値を超えたか否かを表示するものである。例えば圧力値が規定値を超えた場合には赤色のランプを点灯し、そうでない場合には青色のランプを点灯する。
【００３７】
図５（ｂ）に表示装置３５の例を示す。表示装置３５は、表示装置３５の処理全体を制御する制御部（不図示）の他、表示灯４９、５１を備える。
【００３８】
表示灯４９、５１は、それぞれシャッターバルブ２１、２３の開閉状態に応じて青色、赤色など異なる色のランプを点灯するものである。例えばバルブが開いている場合は青色のランプを点灯し、閉じている場合には赤色のランプを点灯する。
【００３９】
揚重装置３７は、水面５上の台船３０に設置されたクレーンである。揚重装置３７は、ブーム（腕部）３７ａの先端から吊材３８により可とう性配管部９ｂの端部９６を吊り下げ、ブーム３７ａ等の操作によりこの端部９６を前記したように移動させる。
【００４０】
ブーム３７ａの先端にはＧＰＳアンテナ３７ｂが取り付けられる。ＧＰＳアンテナ３７ｂは、例えば複数の衛星との間で信号を送受信し、各衛星に対する信号の送信時刻と受信時刻の時間差をコンピュータ３２に送信する。
【００４１】
コンピュータ（平面位置計測装置）３２は台船３０上のハウス３１内に設けられており、各衛星に対する上記の時間差からブーム３７ａの先端の平面位置を計測する。ブーム３７ａの先端の平面位置は可とう性配管部９ｂの端部９６の平面位置に対応し、ひいてはこの端部９６から垂下する水中配管部９ｃのトレミー管９７の筒先の平面位置に対応する。
【００４２】
（２．コンクリート打設方法）
次に、コンクリート打設システム１によるコンクリート打設方法について説明する。図６はコンクリートの打設について示す図であり、水底５３の型枠５５の位置を示す。図６では説明のため、水面５上の可とう性配管部９ｂの端部９６の位置を合わせて示した。
【００４３】
水中にコンクリートを打設する際は、まず前記したように可とう性配管部９ｂの端部９６を水面５上で移動させ、トレミー管９７の筒先がコンクリートの打設位置に来るように配置し、コンクリートの圧送作業を開始する。
【００４４】
可とう性配管部９ｂの移動は、ＧＰＳアンテナ３７ｂ等によってブーム３７ａの先端の平面位置を計測して把握しつつ、揚重装置３７のブーム３７ａ等を操作することで行う。ここでは、可とう性配管部９ｂの端部９６を、図６（ａ）の実線に示すように型枠５５内の一方の端部に対応する平面位置まで移動させる。また、水中のダイバーによりトレミー管９７の位置確認を行い、必要に応じて詳細な移動指示を無線通信等で行う。
【００４５】
コンクリートの圧送開始時には、ダイバーによるトレミー管９７の筒先位置の確認後、バルブ操作者がシャッターバルブ２３を開く。堤体３上のポンプ操作者は、シャッターバルブ２３（及びシャッターバルブ２１）が開状態であることを表示装置３５により確認した後、コンクリート圧送用ポンプ７を駆動する。これによりコンクリートの圧送が開始され、型枠５５内にコンクリートが打設される。
【００４６】
コンクリートの圧送中は、圧力計測部２７によりコンクリート打設用配管９の水上配管部９ａの内部の圧力を計測する。計測結果は表示装置３３の表示部４５に表示する。表示装置３３の警報灯４７は、圧力値に応じてランプの点灯を行う。例えば前記したように、圧力値が規定値以下の場合に青色のランプを点灯し、規定値を超える場合に赤色のランプを点灯する。これにより、配管内の圧力を管理、把握しつつコンクリートの圧送を行う。
【００４７】
コンクリートを所定量打設し、これをダイバー等が確認すると、揚重装置３７の操作者は、可とう性配管部９ｂの端部９６を図６（ａ）の矢印に示すように点線で示す位置に移動させ、トレミー管９７の筒先の位置を型枠５５内で移動させる。この際コンクリートの圧送は継続して行う。
【００４８】
このようにして、可とう性配管部９ｂの端部９６を、図６（ｂ）に示すように型枠５５内の他方の端部に対応する平面位置に来るまで所定間隔で順次移動させつつ、各位置でトレミー管９７からコンクリートを打設する。
【００４９】
本実施形態では、こうして図７（ａ）に示すように１層目のコンクリート６１を打設した後、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、２層目以降のコンクリート６１についても上記の手順を繰り返して打設を行う。なお、２層目以降のコンクリート６１の打設時には、トレミー管９７の筒先は下層のコンクリート６１に接触させる。
【００５０】
図７（ｃ）に示すように所定高さまでコンクリートを打設し、これをダイバー等が確認すると、堤体３上のポンプ作業者がコンクリートの圧送を停止し、バルブ操作者はシャッターバルブ２３を閉じる。こうしてコンクリートの打設作業を完了する。
【００５１】
なお、コンクリートの圧送中、圧力計測部２７で計測した圧力値が規定値を超えて表示装置３３の警報灯４７の赤色のランプが点灯するなどした場合には、例えば、堤体３上のポンプ操作者が、圧力値が規定値以下となるようにコンクリート圧送用ポンプ７の元圧を制御する。あるいは、必要に応じてポンプ操作者がコンクリートの圧送を停止するとともに、バルブ操作者がシャッターバルブ２１を閉じ、コンクリートの自由落下を防いだうえでメンテナンスを行う。圧送の再開は、シャッターバルブ２１を開いた後、コンクリート圧送開始時と同様に行うことができる。
【００５２】
また、コンクリートの打設作業中、生コン車の入れ替え等のためにコンクリートの圧送の一旦停止が必要な場合には、ポンプ作業者がコンクリートの圧送を停止し、バルブ操作者がシャッターバルブ２３を閉じ、コンクリートの自由落下を防ぐ。圧送の再開は、シャッターバルブ２３を開いた後、コンクリート圧送開始時と同様に行うことができる。
【００５３】
以上の作業において必要な連絡や指示は、水中のダイバーやバルブ操作者、ポンプ操作者などの間で無線通信等により行うことができる。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、コンクリート打設用配管９の途中部分に水面５に浮遊する可とう性配管部９ｂを有するため、コンクリートの打設位置を簡易かつ自在に移動させることができる。また、圧力計測部２７によりコンクリート打設用配管９の内部の圧力値を計測することで、当該圧力値に応じてコンクリート圧送用ポンプ７の元圧を制御するなどして管内閉塞による過剰圧力を未然に防止することができ、コンクリートの連続圧送ができる。これらにより、水中でのコンクリートの打設を好適に行うことができる。
【００５５】
また、本実施形態では可とう性配管部９ｂを揚重装置３７で吊り下げて移動させることで、コンクリートの打設位置の移動を簡単に行うことができ、面的な打設が容易になる。さらに、本実施形態ではブーム３７ａの先端の平面位置を計測し、これを把握しながら揚重装置３７を操作することで、可とう性配管部９ｂの移動が正確にできる。また、ブーム先端の平面位置は風や波等に影響されないから、揚重装置３７の操作が容易になる。
【００５６】
また、表示装置３３により、圧力計測部２７で計測した圧力値が規定値を超えたか否かを表示できるので、配管内の過剰圧力を作業者に通知し、適切な対処を迅速に施すことができる。
【００５７】
さらに、コンクリート打設用配管９にはシャッターバルブ２１、２３が設けられ、さらに表示装置３５で各バルブの開閉状態を表示するので、配管内の過剰圧力やコンクリートの打設工程の進捗等に応じて各バルブの開閉を行うことができる。また表示装置３５により各バルブの開閉状態を作業者に通知することで、バルブの開閉を含む一連の作業を確実かつスムーズに行い、ヒューマンエラーを防ぐことができる。
【００５８】
なお、可とう性配管部９ｂは若干強度が劣るので、本実施形態では、圧力計測部２７を可とう性配管部９ｂの直前に設けて圧力値の計測を行い重点的に管理する。これにより、過剰圧力等による可とう性配管部９ｂの損傷を防止できる。
【００５９】
しかしながら、本発明は上記の実施形態に限ることはない。例えば、本実施形態はコンクリート打設システム１を水底５３の台座の構築に適用する例を示したが、本発明は、水中におけるコンクリートの打設時であれば特に限定することなく適用可能である。その例として、水底の橋脚基部や、海岸から離れて設置する離岸堤の基部等の構築時にコンクリートを打設するようなケースにも適用できる。
【００６０】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６１】
１………コンクリート打設システム
３………堤体
５………水面
７………コンクリート圧送用ポンプ
９………コンクリート打設用配管
９ａ………水上配管部
９ｂ………可とう性配管部
９ｃ………水中配管部
２１、２３………シャッターバルブ
２７………圧力計測部
３２………コンピュータ
３３、３５………表示装置
３７………揚重装置
３７ｂ………ＧＰＳアンテナ
【図１】
2015166529.tif 000003
【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】
2015166529.tif 000008
【図７】
2015166529.tif 000009