(57)【要約】【課題】  通過を許容できるスランプや粗骨材状況の範囲が広く、簡易な構成でその取り扱いが容易な配管構造を提案する。【解決手段】  上管２の下部である上管下部２ｂと下管３の上部である下管上部３ａとを、互いの軸心をずらした状態で重ね合わせて連結してなる配管構造１であって、上管下部２ｂと下管上部３ａとを重ね合わせた部分に、上管２および下管３の内空断面積よりも大きな開口面積の開口部４が形成されており、かつ、上管２の開口部４よりも下側には、滞留部２４が形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上管の下部と下管の上部とを、互いの軸心をずらした状態で重ね合わせて連結してなる配管構造であって、
前記上管の下部と前記下管の上部とを重ね合わせた部分に、前記上管および前記下管の内空断面積よりも大きな開口面積の開口部が形成されていることを特徴とする、配管構造。
【請求項２】
前記上管の前記下管の上端よりも上方および前記下管の前記上管の下端よりも下方の断面形状が、円形であることを特徴とする、請求項１に記載の配管構造。
【請求項３】
前記上管の前記開口部よりも下側に、滞留部が形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートを搬送する配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地表から立坑の底部にコンクリートを搬送する場合のように、高所から低所へのコンクリートの搬送は、落下時の衝撃を吸収し、材料の分離が生じないように行う必要がある。
【０００３】
従来、材料が分離しないように高所から低所へコンクリートを搬送する配管構造として、特許文献１には、図７に示すように、円筒状のケーシング１０２内に、螺旋状の抵抗羽１０３を備えた筒状シュート１０１が開示されている。この筒状シュート１０１を使用することにより、筒状シュート１０１の上端から投入されたコンクリートは、抵抗羽１０３により螺旋状に旋回させられながら流下するため、落下エネルギーを損失させて、材料分離が防止される。
【特許文献１】特開２００１−３４８８４３号公報（［００１４］−［００２６］、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記の筒状シュート１０１は、限られたケーシング１０２の断面積を、抵抗羽１０３によって分断する構成のため、通過を許容できるスランプや粗骨材の粒径、配合等の範囲が限られてしまい、想定したものよりも固めのコンクリートが投入された場合や、粗骨材の粒径や量が変化した場合に、閉塞し易いという問題があった。そのため、その復旧作業に手間を要する場合があるという問題点を有していた。
【０００５】
また、内部に抵抗羽１０３を配置するため、ケーシング１０２の形状が大きくなることにより、その取り扱いが煩雑となり、準備作業等に手間を要するという問題点も有していた。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、通過を許容できるスランプや粗骨材の粒径、配合等の範囲が広く、簡易な構成でその取り扱いが容易な配管構造を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、上管の下部と下管の上部とを、互いの軸芯をずらした状態で重ね合わせて連結してなる配管構造であって、前記上管の下部と前記下管の上部とを重ね合わせた部分に、前記上管および前記下管の内空断面積よりも大きな開口面積の開口部が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
かかる配管構造は、配管の軸芯を偏心させるのみの簡易な構成により、穏やかな乱流状況を発生させて、落下エネルギーを損失させることで、コンクリートの材料分離を防止している。また、上下の管（上管および下管）の軸芯を偏心させて重ね合わせた構成のため、配管自体が大規模になることがなく、その取り扱いが容易で、作業性に優れている。また、通過を許容できるスランプや粗骨材の粒径、配合等の品質範囲に関しても、管の断面形状よりも大きな開口部により上管と下管とが連通されているため、閉塞することがない。
【０００９】
また、前記配管構造の前記上管の前記下管の上端よりも上方および前記下管の前記上管の下端よりも下方の断面形状が、円形であれば、コンクリートが閉塞することなく搬送されるため、好適である。
【００１０】
また、前記配管構造の前記上管の前記開口部よりも下側に、滞留部が形成されていれば、コンクリートがこの滞留部に硬化滞留して、衝撃に対する配管破損を防止することができるため、好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の配管構造によると、通過を許容できるスランプや粗骨材の粒径、配合等の範囲が広いため、材料分離が生じることがなく、かつ、管路が閉塞することがない、高所から低所へのコンクリートの搬送が可能となる。また、この配管構造は、簡易な構成でその取り扱いが容易なため、その設置、交換、撤去等を簡易迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図１は、本実施形態に係る配管構造を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態の配管構造の使用状況を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。また、図３は、本実施形態の配管構造を示す側方断面図であって、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ矢視図、（ｃ）は同Ｃ−Ｃ矢視図である。さらに、図５は、本実施形態に係る配管構造を示す分解斜視図である。
【００１３】
本実施形態に係る配管構造１は、図１に示すように、円筒状の鋼管２０からなる上管２の下部（以下、単に「上管下部２ｂ」という場合がある）の側面と同じく円筒状の鋼管３０からなる下管３の上部（以下、単に「下管上部３ａ」という場合がある）の側面とを、互いの軸芯が平行となるように横方向にずらした状態で重ね合わせて連結したものである。なお、本実施形態では、上管２と下管３との軸心を、平行にした状態でずらすものとしたが、上管２と下管３の軸心は必ずしも平行である必要はない。
【００１４】
そして、上管下部２ｂと下管上部３ｂとの連結部１ａには、上管２および下管３の断面形状よりも大きな形状の開口部４が形成されている。さらに、上管２の開口部４よりも下側（上管２の下端）には、滞留部２４が形成されている。
【００１５】
本実施形態では、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、地盤Ｇを縦方向に所定の深度掘削することにより構築された立坑Ｓを基点として、横方向に構築されるトンネルＴの施工に伴い、立坑Ｓの上部から底部まで配管された立配管１０について、本発明の配管構造１を配置する場合について説明する。
【００１６】
本実施形態に係る立配管１０は、地上部から投入されたコンクリートを、立坑Ｓの底部から横方向に掘削されたトンネルＴの坑口へと輸送するための管路である。立配管１０は、立坑Ｓの上部に配置されたコンクリート投入口１１と、コンクリート投入口１１から立坑Ｓの略中央付近まで配管された上側配管１２と、上側配管１２の下端に接続された配管構造１と、配管構造１の下管３に上端が接続されて、下端がトンネルＴの坑口まで配管された下側配管１３とから構成されている。なお、本実施形態では、配管構造１を鉛直方向に配置する構成としたが、配管構造１の向きは限定されるものではない。
【００１７】
つまり、立配管１０は、上側配管１２と下側配管１３との軸芯を、配管構造１により変化させることで、搬送されるコンクリートの落下速度を低下させるものである。
なお、坑口へと搬送されたコンクリートは、トンネル坑内を走行する台車１４等を介して所定箇所まで搬送される。
【００１８】
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、上側配管１２および下側配管１３について、それぞれ２箇所の折れ点を形成し、立坑Ｓの壁面に沿った斜部分を設けることで、コンクリートの落下速度を低下させるものとしたが、斜部分は必ずしも設ける必要はないことはいうまでもない。また、コンクリート投入口１１へのコンクリートの投入方法は限定されるものではなく、コンクリートポンプ圧送により行ってもよいが、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、コンクリートミキサー車Ｍから直接投入するものとする。
【００１９】
配管構造１は、図３に示すように、上管２の上管下部２ｂの側面と下管３の下管上部３ａの側面とを、連結させる（重ね合わせる）ことにより構成された部材である。ここで、本実施形態では、上管上部２ａと上管下部２ｂは、鋼管２０の中間よりも上方を上管上部２ａ、下方を上管下部２ｂとする。また、下管上部３ａと下管下部３ｂは、鋼管３０の中間よりも上方を下管上部３ａ、下方を下管下部３ｂとする。なお、連結部１ａに対応する上管２および下管３の範囲は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００２０】
上管２と下管３との接合は、連結部１ａにおいて溶接により行うものとし、さらに補強部材５により、コンクリートの落下の衝撃により分離することがないように、その接合を補強するものとする。なお、上管２と下管３との連結方法は限定されるものではなく、適宜公知の方法から選定して行えばよい。
【００２１】
図４（ａ）に示すように、上管２および下管３を構成する鋼管２０および鋼管３０は、その内径が同一の円形断面であって、連結部１ａにおいては、図４（ｂ）に示すように、円が二つ重ねあわされた略８の字状に形成されている。また、上管２および下管３を構成する鋼管２０および鋼管３０は、同一の長さを有している。
【００２２】
図３に示すように、上管２を構成する鋼管２０は、その上端の外周に上側配管１２との接合のためのカラー２２が形成されており、下端は上管蓋２３により閉塞されている。また、上管下部２ｂの下管３と当接する側の側面および上管蓋２３は、図５に示すように、下管３との接合面に対応して切断することで開口２５が形成されている。つまり、本実施形態では、上管２の中央から下端までの下管３側の面を切断して、開口２５を形成している。
【００２３】
図３および図５に示すように、下管３を構成する鋼管３０は、その下端の外周に下側配管１３との接合のためのカラー３２が形成されており、上端は下管蓋３３により閉塞されている。また、下管上部３ａの上管２と当接する側の側面および下管蓋３３には、鋼管３０の断面積よりも大きな開口面積を有した開口３４が形成されている。なお、本実施形態では、下管３の上管２側の側面について、上端から所定の長さを切断し、開口３４の下端から鋼管３０の中央（下管上部３ａの下端）までは残した状態で開口３４を形成している。つまり、上管２の開口２５よりも下管３の開口３４のほうが短く、開口３４の面積は、上管２の開口２５の面積よりも小さく形成されている。そして、本実施形態では、下管３の開口３４が、開口部４の形状となる（図４（ｃ）参照）。
【００２４】
ここで、本実施形態では、下管３の開口３４の長さを調整することにより、スランプや粗骨材径に応じた開口部４を形成するものとする。なお、上管２と下管３との連結部１ａのラップ長を調整することにより開口部４の形状（大きさ）を調整してもよい。つまり、連結部１ａのラップ長を長くする（下管３の開口３４の上端を上管２の開口２５の上端よりも上方に位置させる）ことで、下管３の開口３４の上部に、上管２の開口２５よりも上方の側面により壁面を形成し、開口部４の形状を開口３４よりも小さくしてもよい。
【００２５】
上管２と下管３とは、互いの開口２５，３４が形成された側の面を重ね合わせることにより連結されている。このとき、上管２の上管蓋２３には、下管３の外面に合わせて切断されているため、上管２と下管３とが隙間なく連結される。
【００２６】
また、下管３の開口３４は、上管２の開口２５よりも小さく形成されているため、図３および図４（ｃ）に示すように、連結部１ａにおいて、下管３の開口部４よりも下側が、壁面となって、上管２の下端に滞留部２４が形成されている。
【００２７】
トンネルＴの施工の段階に応じて、スランプや骨材等が変化する場合には、異なる大きさの開口部４を有した複数の配管構造１を予め用意するものとし、施工の段階に応じて、適宜配管構造１を交換して、立配管１０が閉塞されることを防止する。
【００２８】
本実施形態の配管構造１によれば、上管２と下管３とを、軸芯をずらした状態で連結しているため、局部的に乱流を生じさせて、落下エネルギー損失を図ることが可能となり、落差のある立配管１０において衝撃を吸収して、材料分離を防止することを可能としている。
【００２９】
また、開口部４は、上管２および下管３の断面形状に比べて大きな開口に形成されているため、乱流は比較的穏やかに発生する。したがって、通過を許容できるスランプや粗骨材の粒径、配合等の範囲が広く、コンクリートの品質が変化しても閉塞することがない。
【００３０】
また、開口部４の上方の上管２および開口部４の下方の下管３は、円形断面に形成されているため、コンクリートが閉塞することなく、通過する。
【００３１】
また、上管２の下端に滞留部２４が形成されていることにより、流下したコンクリートの一部がこの滞留部２４に一旦滞留して、後から流下するコンクリートの衝撃を吸収するため、上管２の下端が破損することがない。なお、滞留部２４に一旦滞留したコンクリートは、後から流下するコンクリートの衝撃により徐々に押出されることにより流下して置き換えられる。
【００３２】
当該配管構造１は、２本の鋼管２０，３０の軸芯をずらした状態で連結された構成なため、コンパクトで場所をとらない。そのため、配管のためのスペースが限られている場合でも、材料分離が生じることを抑えた立配管を行うことを可能としている。
【００３３】
施工段階に応じて、コンクリートのスランプは骨材の変化に対応して用意された複数本の配管構造を変化させれば、コンクリートが閉塞することなく、スムーズに搬送されるため、好適である。また、コンクリートのスランプや骨材等の変化への対応は、コンパクトな配管構造を交換するのみで行われるため、作業が容易で、施工性に優れている。また、当該配管構造１は、コンパクトな構成なため、取り扱いが容易で、その交換作業が容易である。
【００３４】
また、配管構造１は、鋼管の一部を切り欠いて連結したのみの簡易な構成なため、製造が容易で材料費も安い。
【００３５】
本発明の配管構造により、落差のある立配管について、コンクリートの落下速度を低減させて、骨材の分離を防止することが可能となる。
【００３６】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態では、トンネル坑内におけるコンクリートの搬送を、トンネル坑内を走行する台車を介して行うものとしたが、コンクリートの搬送方法は限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、コンクリートポンプ車Ｐ等によりコンクリートを圧送することで、トンネルＴ坑内に配管された管路を介して、所定箇所まで搬送する構成としてもよい。
【００３７】
また、配管構造と上下の配管との連結方法は限定されるものではなく、例えばビクトリックジョイントでもフランジジョイントでもよい。
また、前記実施形態では、滞留部を形成することにより、コンクリートの落下の衝撃を吸収するものとしたが、上管の下端が、コンクリートの落下の衝撃に対して十分な強度を有するものであれば、必ずしも滞留部を設けなくてもよい。
また、上管および下管の断面形状は、コンクリートが閉塞することなく流下が可能な形状であれば、円形に限定されるものではない。
【００３８】
また、上管および下管を構成する材料は鋼管に限定されるものではなく、適宜公知の管材を使用すればよいことはいうまでもない。
また、前記実施形態では、補強部材により上管と下管との接合を補強するものとしたが、補強部材は必要に応じて設置すればよいことはいうまでもない。さらに補強部材の形状、材質等は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係る配管構造を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の配管構造の使用状況を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本実施形態の配管構造を示す側方断面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ矢視図、（ｃ）は同Ｃ−Ｃ矢視図である。
【図５】本実施形態に係る配管構造を示す分解斜視図である。
【図６】配管構造の使用状況の他の実施例を示す側面図である。
【図７】従来の配管構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      配管構造
１ａ    連結部
２      上管
２ａ    上管上部
２ｂ    上管下部
２４    滞留部
３      下管
３ａ    下管上部
３ｂ    下管下部
４      開口部
【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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