(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３組の出力端子が設けられ該各出力端子に接続された回路に互いに異なる時刻で点火用電気エネルギーを順次送出可能であって、前記各回路のうち、ある回路が非通電状態の場合、点火用電気エネルギーが未だ送出されていない回路への該点火用電気エネルギーの送出が中止されるようになっている発破器を備えた構造物の破砕システムにおいて、
前記３組の出力端子のうち、点火用電気エネルギーが最も早く送出される出力端子に接続され、破砕対象である構造物のうち、破砕が予定される破砕予定領域と残置が予定される領域との境界に配置された破砕剤を点火する破断面形成用点火手段が含まれた第１の回路と、前記３組の出力端子のうち、点火用電気エネルギーが二番目に早く送出される出力端子に接続された第２の回路と、前記３組の出力端子のうち、点火用電気エネルギーが最も遅く送出される出力端子に接続され、前記破砕予定領域に配置された破砕剤を点火する破砕用点火手段が含まれた第３の回路と、前記境界を跨ぐように前記構造物の表面に配置された破断検出用導線が含まれた破断検出回路と、該破断検出回路の通電状況と逆になるように前記第２の回路の通電状況を切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする構造物の破砕システム。
【請求項２】
前記破断面形成用点火手段を非火薬点火具、該破断面形成用点火手段で点火される破砕剤を非火薬破砕剤とした請求項１記載の構造物の破砕システム。
【請求項３】
前記切替手段を、コイル側に前記破断検出回路が接続され、接点側に前記第２の回路が接続されてなるリレーを用いて構成した請求項１又は請求項２記載の構造物の破砕システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてコンクリート構造物の一部を解体あるいは撤去する際に適用される構造物の破砕システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
土木構造物や建築構造物を解体するにあたっては、騒音や振動といった環境面への配慮から、我が国では、クラッシャーを用いて構造物の上部から順次圧砕していく方法が主流であるが、発破による解体方法も広く知られている。
【０００３】
特に制御発破は、一段あたりの装薬量を少なくした爆薬を、起爆時刻をずらしながら次々に爆発させるものであって、装薬量や起爆時刻を適宜調整することにより、予め想定された崩落形態で安全かつ短時間に構造物を解体することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５７８０７号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、コンクリート構造物をすべて解体するのではなく、不要な部分だけを撤去したい場合には、残置が予定される領域にクラック等の損傷が生じることがないよう、破砕が予定される領域との境界に予め破断面を形成する必要がある。
【０００６】
しかしながら、確実に破断面を形成しようとすると、ワイヤーソーなどの機械類を用いなければならず、工期が長引くという問題を生じていた。
【０００７】
一方、火薬や非火薬破砕剤を使用すれば、短時間に破断面を形成することが可能であるが、装薬量が少ない等の理由で破断面の形成が不十分になることがあるため、十分な破断面が形成されたかどうかを目視等で確認しなければならず、結局はその確認作業に多大な手間と時間を要するという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、短い工期でかつ残置される部分に亀裂等の損傷を発生させることなくコンクリート構造物の一部を破砕することが可能な構造物の破砕システムを提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る構造物の破砕システムは請求項１に記載したように、３組の出力端子が設けられ該各出力端子に接続された回路に互いに異なる時刻で点火用電気エネルギーを順次送出可能であって、前記各回路のうち、ある回路が非通電状態の場合、点火用電気エネルギーが未だ送出されていない回路への該点火用電気エネルギーの送出が中止されるようになっている発破器を備えた構造物の破砕システムにおいて、
前記３組の出力端子のうち、点火用電気エネルギーが最も早く送出される出力端子に接続され、破砕対象である構造物のうち、破砕が予定される破砕予定領域と残置が予定される領域との境界に配置された破砕剤を点火する破断面形成用点火手段が含まれた第１の回路と、前記３組の出力端子のうち、点火用電気エネルギーが二番目に早く送出される出力端子に接続された第２の回路と、前記３組の出力端子のうち、点火用電気エネルギーが最も遅く送出される出力端子に接続され、前記破砕予定領域に配置された破砕剤を点火する破砕用点火手段が含まれた第３の回路と、前記境界を跨ぐように前記構造物の表面に配置された破断検出用導線が含まれた破断検出回路と、該破断検出回路の通電状況と逆になるように前記第２の回路の通電状況を切り替える切替手段とを備えたものである。
【００１０】
また、本発明に係る構造物の破砕システムは、前記破断面形成用点火手段を非火薬点火具、該破断面形成用点火手段で点火される破砕剤を非火薬破砕剤としたものである。
【００１１】
また、本発明に係る構造物の破砕システムは、前記切替手段を、コイル側に前記破断検出回路が接続され、接点側に前記第２の回路が接続されてなるリレーを用いて構成したものである。
【００１２】
本発明に係る構造物の破砕システムにおいては、構造物のうち、破砕が予定される破砕予定領域に破砕剤及びそれを点火する破砕用点火手段を配置する一方、破砕予定領域と残置予定領域との境界に破砕剤及びそれを点火する破断面形成用点火手段を配置し、さらに上述の境界を跨ぐように構造物の表面に破断検出用導線を配置した上、発破器の出力端子のうち、点火用電気エネルギーが最も早く送出される出力端子に破断面形成用点火手段が含まれた第１の回路を、点火用電気エネルギーが最も遅く送出される出力端子に破砕用点火手段が含まれた第３の回路をそれぞれ接続するとともに、点火用電気エネルギーが二番目に早く送出される出力端子に第２の回路を接続し、破断検出回路は通電状態にしておく。
【００１３】
この状態で発破器を作動させると、点火用電気エネルギーが第１の回路に最初に送出され、破砕予定領域と残置予定領域との境界に配置された破砕剤の作用でその周囲が破砕されるが、該破砕剤によって上述の境界に破断面が形成されたときには、破断検出用導線が断線するので、破断検出回路は、通電状態から非通電状態へと変化するとともに、これに応答した切替手段の作用によって、第２の回路が通電状態となる。
【００１４】
そのため、点火用電気エネルギーは、第２の回路に送出された後、引き続いて第３の回路にも送出されるとともに、該点火用電気エネルギーで作動する破砕用点火手段によって破砕剤が点火され、破砕予定領域が破砕される。
【００１５】
一方、装薬量の不足等の原因によって上述の境界に破断面が形成されないときには、破断検出用導線が断線せず、破断検出回路は通電状態を維持する。
【００１６】
そのため、第２の回路は非通電状態のままとなって、点火用電気エネルギーは第２の回路及び第３の回路に送出されず、よって破砕用点火手段は作動しない。
【００１７】
すなわち、破砕予定領域と残置予定領域との境界に破断面が形成されない場合には、破砕予定領域の破砕が中止されることとなり、かくして破断面の形成状況を目視等で確認することなく、残置予定領域に損傷が生じるのを未然に防止することが可能となる。
【００１８】
破砕対象となる構造物には、破砕剤を用いた破砕が可能である場合がすべて包摂される。なお、破砕剤とは、主として火薬が該当するが、ガス膨張等で破砕させる非火薬破砕剤であってもかまわない。
【００１９】
破砕予定領域と残置予定領域は、破砕の目的に応じて任意に設定可能であり、例えば鉄筋コンクリート構造物において所望の平面区画だけを最下階から最上階まで破砕する場合には、その平面区画の最下階から最上階が破砕予定領域、それ以外の平面区画の最下階から最上階が残置予定領域となる。また、現場打ちコンクリート杭において杭頭部分だけを除去する場合には、該杭頭部分が破砕予定領域、その下方部分が残置予定領域となる。
【００２０】
出力端子は、３組で足りるという意味であって、３組でなければならないという意味ではなく、３組を超える複数組の出力端子が備えられている場合には、そのうちから、任意の３組を選択すればよい。
【００２１】
発破器は、３組の出力端子が設けられ該各出力端子に接続された回路に互いに異なる時刻で点火用電気エネルギーを順次送出可能であって、各回路のうち、ある回路が非通電状態の場合、点火用電気エネルギーが未だ送出されていない回路への該点火用電気エネルギーの送出が中止されるようになっている限り、その構成は任意であり、例えば段発発破器を採用することができる。
【００２２】
破砕予定領域と残置予定領域との境界に配置される破砕剤は、破砕予定領域に配置される破砕剤と同様、例えば一般的な火薬でもかまわないし、その場合、破断面形成用点火手段を雷管で構成してもかまわないが、破断面形成用点火手段を非火薬点火具、該破断面形成用点火手段で点火される破砕剤を非火薬破砕剤としたならば、ガス膨張によって破断面が形成されるため、残置予定領域に生じる亀裂を確実に抑制することが可能となる。
【００２３】
切替手段は、破断検出回路の通電状況と逆になるように第２の回路の通電状況を切り替えることが可能である限り、どのように構成するかは任意であって、例えばコイル側に破断検出回路が接続され接点側に第２の回路が接続されてなるリレーを用いて構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る構造物の破砕システム１の概略図。
【図２】切替器１８の詳細ブロック図。
【図３】本実施形態に係る構造物の破砕システム１の作用を示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る構造物の破砕システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る構造物の破砕システムを示した概略図である。同図に示すように、本実施形態に係る構造物の破砕システム１は、破砕対象である構造物としての杭２のうち、その頭部に拡がる破砕予定領域３だけを破砕し、該破砕予定領域下方に拡がる残置予定領域４については、これを破砕せずに残置することを目的とした解体撤去工事に適用されるものであり、該破砕システムは、段発発破器５及びそれに付随する分岐ボックス６を用いて構成してある。
【００２７】
分岐ボックス６には３組の出力端子７ａ，７ｂ，７ｃを設けてあり、段発発破器５からの点火用電気エネルギーを、各出力端子に接続された回路に互いに異なる時刻で順次送出可能であって、各回路のうち、ある回路が非通電状態の場合、点火用電気エネルギーが未だ送出されていない回路への該点火用電気エネルギーの送出が中止されるようになっている。
【００２８】
３組の出力端子７ａ，７ｂ，７ｃのうち、点火用電気エネルギーが最も早く送出される出力端子７ａには、破砕予定領域３と残置予定領域４との境界８に配置された破砕剤としての非火薬破砕剤９を点火する破断面形成用点火手段としての非火薬点火具１０が直列接続されてなる第１の回路１１を接続してある。
【００２９】
非火薬破砕剤９は、例えばテルミット反応による膨張圧で岩盤やコンクリート構造物を破壊するように構成された破砕剤を採用可能であり、特にカヤク・ジャパン株式会社からＮＲＣの名称で市販されているものを用いることができる。また、非火薬点火具１０は同じくカヤク・ジャパン株式会社から瞬発イニシエータあるいは段発イニシエータの名称で市販されているものを用いることができる。
【００３０】
なお、図１は、杭２の周面から該杭の材軸に向けて水平にかつ９０゜ごとに穿孔形成された破断面形成孔に非火薬破砕剤９をそれぞれ挿入配置した例として示してある。
【００３１】
点火用電気エネルギーが最も遅く送出される出力端子７ｃには、破砕予定領域３に配置された破砕剤としての火薬１２を点火する破砕用点火手段としての雷管１３が直列接続されてなる第３の回路１４を接続してある。
【００３２】
なお、図１は、杭２の頂部端面から鉛直下方に向けて９０゜ごとに穿孔形成された発破孔に火薬１２をそれぞれ挿入配置した例として示してある。
【００３３】
一方、杭２の表面である周面には、境界８に沿って該境界を跨ぐように、かつ隣り合う非火薬破砕剤９，９の間に位置するように、破断検出用導線１６をそれぞれ配置するとともに、これらを直列に電気接続して破断検出回路１７を構成してある。
【００３４】
本実施形態に係る構造物の破砕システム１は、点火用電気エネルギーが二番目に早く送出される出力端子７ｂに接続された第２の回路１５の通電状況を、破断検出回路１７の通電状況と逆になるように切り替える切替手段としての切替器１８を備える。
【００３５】
切替器１８は図２に示すように、コイル側に破断検出回路１７が接続され、接点側に第２の回路１５が接続されてなるリレー２１と、該リレーのコイルを励磁する電源２２と、該電源とリレー２１とを接続遮断する電源スイッチ２３と、該リレーの接点と第２の回路１５とを接続遮断するセットスイッチ２４とからなり、破断検出回路１７が通電状態のときには、電源２２の電力がリレー２１のコイルに供給されることで第２の回路１５が非通電状態となり、破断検出回路１７が非通電状態のときには、リレー２１のコイルへの電力供給が遮断されることで第２の回路１５が通電状態になるように構成してある。
【００３６】
本実施形態に係る構造物の破砕システム１を用いて杭２の破砕予定領域３だけを破砕し、残置予定領域４を残置するには、まず、破砕予定領域３と残置予定領域４との境界８に沿って杭２の周面から破断面形成孔を穿孔形成し、次いで、該破断面形成孔に非火薬破砕剤９とそれを点火する非火薬点火具１０をそれぞれ挿入配置するとともに、該非火薬点火具を直列に電気接続して第１の回路１１とし、これを出力端子７ａに接続する。
【００３７】
これらの作業と並行して又は相前後して、杭２の頂部端面や頂部近傍の周面から発破孔を穿孔形成し、該発破孔に火薬１２及びそれを点火する雷管１３をそれぞれ挿入配置するとともに、該雷管を直列に電気接続して第３の回路１４とし、これを出力端子７ｃに接続する。
【００３８】
一方、境界８に沿って該境界を跨ぐように、かつ隣り合う非火薬破砕剤９，９の間に位置するように、破断検出用導線１６を杭２の表面である周面に配置するとともに、これらを直列に電気接続して破断検出回路１７とし、これを切替器１８に接続する。
【００３９】
また、切替器１８の反対側には第２の回路１５を接続するとともに、該第２の回路の反対側を分岐ボックス６の出力端子７ｂに接続する。
【００４０】
破断検出回路１７は、１本の導線を、非火薬破砕剤９，９の中間位置近傍でＵ字状に曲折させることで該曲折部で境界８を跨ぐようにしながら、境界８に沿って周回させて構成することが可能であり、この場合、Ｕ字状の曲折部が破断検出用導線１６となる。
【００４１】
このように配線作業が完了したならば、切替器１８の電源スイッチ２３を入れてスタンバイ状態とし、破断検出回路１７が通電状態である、すなわち破断検出回路１７が断線していないことを確認後、セットスイッチ２４を入れる。
【００４２】
発破の準備が整ったら、段発発破器５の発破スイッチ（図示せず）を入れる。
【００４３】
すると、段発発破器５からの点火用電気エネルギーが第１の回路１１に最初に送出され、破砕予定領域３と残置予定領域４との境界８は非火薬破砕剤９によって破砕されるが、境界８に破断面が形成されたときには、破断検出用導線１６が断線する。
【００４４】
そのため、発破前においては、図３(a)に示すように、破断検出回路１７が通電状態であるので、切替器１８では、電源２２からリレー２１のコイルに電力が供給され、第２の回路１５は非通電状態を維持するが、破断検出用導線１６が断線すると、同図(b)に示すように、破断検出回路１７が通電状態から非通電状態へと変化し、切替器１８では、リレー２１のコイルへの電力供給が遮断されることで第２の回路１５が通電状態になる。
【００４５】
したがって、段発発破器５からの点火用電気エネルギーは、第２の回路１５に送出された後、引き続いて第３の回路１４にも送出され、雷管１３によって起爆された火薬１２は破砕予定領域３を破砕する。このとき、境界８には破断面が形成されているため、破砕予定領域３が破砕される際の影響が残置予定領域４に及ぶことはない。
【００４６】
一方、非火薬破砕剤９の装薬量不足等の原因によって境界８に破断面が形成されないときには、破断検出用導線１６が断線せず、破断検出回路１７は通電状態を維持する。
【００４７】
そのため、図３(a)に示すように、リレー２１のコイルへの電力供給が維持されて、第２の回路１５は非通電状態が保持され、よって段発発破器５からの点火用電気エネルギーは、第２の回路１５及び第３の回路１４に送出されず、火薬１２による破砕予定領域３の破砕は中止される。
【００４８】
破砕予定領域３の破砕が中止された場合においては、非火薬破砕剤９の装薬量を調整した上、該非火薬破砕剤を境界８に再装填するとともに、第１の回路１１及び破断検出回路１７を再配線した上、上述した発破操作をあらためて行えばよい。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係る構造物の破砕システム１によれば、破砕予定領域３と残置予定領域４との境界８に破断面が形成されない場合には、破砕予定領域３の破砕が中止されることとなり、かくして破断面の形成状況を目視等で確認することなく、残置予定領域４に損傷が生じるのを未然に防止することが可能となる。
【００５０】
本実施形態では、本発明の発破器を、段発発破器５及びそれに付随する分岐ボックス６で構成したが、これに代えて、出力端子が設けられた発破器であって分岐ボックスが付随していないものを用いるようにしてもかまわない。
【００５１】
また、本実施形態では、１本の導線を境界８に沿って周回させることで破断検出回路１７を構成するとともに、該導線を、境界８を跨ぐように非火薬破砕剤９，９の中間位置近傍でＵ字状に曲折させることで、該Ｕ字状の曲折部を破断検出用導線１６としたが、破断検出用導線をどのように構成するかは任意であって、例えば境界８を跨ぐ箇所を上述の実施形態のように４ヶ所ではなく１ヶ所としてもかまわない。
【符号の説明】
【００５２】
１                構造物の破砕システム
２                杭（構造物）
３                破砕予定領域
４                残置予定領域
５                段発発破器（発破器）
６                分岐ボックス（発破器）
７ａ，７ｂ，７ｃ  出力端子
８                境界
９                非火薬破砕剤（破砕剤）
１０                非火薬点火具（破断面形成用点火手段）
１１                第１の回路
１２                火薬（破砕剤）
１３                雷管（破砕用点火手段）
１４                第３の回路
１５                第２の回路
１６                破断検出用導線
１７                破断検出回路
１８                切替器（切替手段）
【図１】
0006338492.tif 000002
【図２】
0006338492.tif 000003
【図３】
0006338492.tif 000004