(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧気潜凾１における作業室天井２を貫通して設けられ、上下部の開口３，４が蓋５，６で密閉されており、かつ函外連通バルブと函内連通バルブを介して函内外と連通可能な筒形貫通金具７の、前記下部の蓋６を取外したうえ、下部開口４にバルブ８を有する有底筒状の函内着脱金具１０の開口部を気密に結合し、函内着脱金具１０内を大気圧としたうえ、前記筒形貫通金具７の上部の蓋５を取外し、上部開口３にバルブ５０，６７を有し、ケーブル１１が気密に貫通している函外ケーブル取付け金具１２，１２Ａを気密に結合し、ケーブル１１の下部を函内着脱金具１０内に垂下し、この函内着脱金具１０のバルブ８を開いて、その密閉内部空間の気圧を函内気圧と略均しくした後、この函内着脱金具１０を筒形貫通金具７の下端から取外すことを特徴とする圧気潜凾作業室天井におけるケーブルの気密貫通方法。
【請求項２】
圧気潜凾１における作業室天井２を貫通して設けられた筒形貫通金具７の函外側に位置する上部開口３に、バルブ５０，６７を有し、かつケーブル１１が気密に貫通している函外ケーブル取付け金具１２，１２Ａを気密且つ着脱自在に結合し、前記筒形貫通金具７の函内側に位置する下部開口４に、バルブ８を有し、かつ前記ケーブル１１の下部をその密閉空間に収容できる有底筒状の函内着脱金具１０を、気密且つ着脱自在に結合した構成を特徴とする圧気潜凾作業室天井におけるケーブルの気密貫通装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧環境下にある圧気潜凾作業室内の各種機器に接続する油圧ホース，計測用ケーブル等を作業室天井を気密に貫通させる装置と方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧気潜凾工法にあっては、高圧の作業室内で地盤の掘削や載荷試験など各種の作業が行なわれ、作業室内には、その作業に使用される各種の機器が持ち込まれ、各機器には、それぞれケーブル，油圧パイプその他の配管等（以下ケーブルと略称する）が圧気潜凾の躯体を貫通して設けられている。
図２１には、圧気潜凾の作業室内が断面で示されており、作業室天井２に走行用レール１３が取付けられていて、掘削機１４はこの走行用レール１３に沿って走行しながら作業室１５内に地盤１６を掘削する。
【０００３】
作業室１５内には前述のように掘削機１４のほかにも各種の機器が配設されており、これら機器に電力，空気圧，油圧を供給するための各種ケーブル１１が函外から導入されるもので、従来は、このためのケーブル１１は、図示のように圧気潜凾の躯体１７に埋め殺して埋設されており、ケーブル先端１１ａが作業室１５内に導かれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、圧気潜凾の作業室内の各種機器に接続する各種ケーブルを、潜凾躯体に埋設するいわゆる埋め殺し方式により外部から作業室内に導いているので、このケーブルが断線した場合は回収取替えが不能であり、このため予備ケーブルが必要になり、さらに、作業室内に機器を増設しようとしても、その接続用ケーブルを増設することができないという不具合があった。
【０００５】
一方、作業室天井を貫通する筒状の金具を当該天井スラブに埋設し、その中にケーブルを挿通して、外部から作業室内にケーブルを導入することが考えられるが、作業室天井を境として作業室内は高圧のため、ケーブル貫通作業時、作業室内の高圧空気が噴出しないよう特殊の貫通部閉塞構造を工夫しないと円滑なケーブル貫通作業が行なえないという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記の課題を解決した圧気潜凾作業室天井におけるケーブルの気密貫通装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の圧気潜凾作業室天井におけるケーブルの気密貫通方法は、圧気潜凾１における作業室天井２を貫通して設けられ、上下部の開口３，４が蓋５，６で密閉されており、かつ函外連通バルブと函内連通バルブを介して函内外と連通可能な筒形貫通金具７の、前記下部の蓋６を取外したうえ、下部開口４にバルブ８を有する有底筒状の函内着脱金具１０の開口部を気密に結合し、函内着脱金具１０内を大気圧としたうえ、前記筒形貫通金具７の上部の蓋５を取外したうえ、上部開口３にバルブを有し、ケーブル１１が気密に貫通している函外ケーブル取付け金具１２を気密に結合し、ケーブル１１の下部を函内着脱金具１０内に垂下し、この函内着脱金具１０のバルブ８を開いて、その密閉内部空間の気圧を函内気圧と略均しくした後、この函内着脱金具１０を筒形貫通金具７の下端から取外すことを特徴とする。
また、本発明に係る圧気潜凾作業室天井におけるケーブルの気密貫通装置は、圧気潜凾１における作業室天井２を貫通して設けられた筒形貫通金具７の函外側に位置する上部開口３に、バルブ５０，６７を有し、かつケーブル１１が気密に貫通している函外ケーブル取付け金具１２，１２Ａを気密且つ着脱自在に結合し、前記筒形貫通金具７の函内側に位置する下部開口４に、バルブ８を有し、かつ前記ケーブル１１の下部を、その密閉空間に収容できる有底筒状の函内着脱金具１０を気密且つ着脱自在に結合した構成を特徴とする。
【０００８】
本発明によると、函内と函外とで気圧の圧力差が大きい圧気潜凾１の作業室天井２において、前記筒形貫通金具７の上下部に函外ケーブル取付け金具１２，１２Ａと函内着脱金具１０を所定の手順で着脱することにより、安全な作業で、しかも手際よく、作業室天井２に各種ケーブルを挿通させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図を参照して説明する。
図１は、本発明のケーブルの気密貫通装置が実施された圧気潜凾１の作業室１５の断面図を示し、この作業室１５内で地盤１６の載荷試験が行なわれている状態が示されている。
【００１０】
同図の概要を説明すると、支柱パイプ１８の上部は、一定の間隔をあけて平行に配設されたＨ形鋼からなる走行用レール１３，１３の間に配置されており、かつ支柱パイプ１８の上端は作業室天井２と当接しており、支柱パイプ１８と地盤１６との間には、下端に載荷用平板２０が一体に設けられた流体圧（油圧）ジャッキ２１が配設されている。
【００１１】
流体圧ジャッキ２１は、さらに変位計２２と圧力変換器２３とを備えており、これらに接続された油圧ホース２４と計測用ケーブル２５等のケーブル１１が作業室天井２に埋設された筒形貫通金具７を含むケーブルの気密貫通装置９を介して作業室１５から導出されて地上の計測室２６の導かれており、油圧ホース２４はこの計測室２６内に設置された遠隔油圧ユニット２７，遠隔油圧ユニットコントローラ２８に、計測用ケーブル２５は静歪測定器２９，パーソナルコンピュータ３０，プリンタ３１にそれぞれ接続されている。
【００１２】
図１の装置では、流体圧ジャッキ２１を伸長することにより、支柱パイプ１８の上端を介して作業室天井２に反力をとり、載荷用平板２０を地盤１６に押付けて載荷試験を行なうことができ。この場合、載荷試験の遠隔操作やデータ採取は、前述のとおりケーブル気密貫通装置９によって作業室天井２を貫通するケーブル１１を計測室２６の各種機器に接続することで円滑に行なわれる。
【００１３】
本発明では、前記作業室天井２に設けられるケーブルの気密貫通装置９に特徴があるので、次にそれを説明する。
【００１４】
図６には、発明の第１の実施の形態としてのケーブルの気密貫通装置９の最終組立状態が断面で示されている。同図において筒形貫通金具７が作業室天井２を貫通して固着されており、その上部開口３が圧気潜凾１の函外側に連通し、下部開口３が函内側に連通するように設けられている。筒形貫通金具７の上部には、内部に気体を導入するバルブ８を有する筒形中間調整金具３２が、各金具７，３２の接合周縁に設けられたフランジ３３，３４同士をボルト３５で締結することにより気密に結合されている。
【００１５】
筒形中間調整金具３２の上部には、その内部をケーブル１１が気密に貫通する外殻が筒形の函外ケーブル取付け金具１２が、各金具３２，１２の接合周縁に設けられたフランジ３６，３７同士をボルト３８で締結することにより気密に結合されている。また、端部にコネクタ４０を有するケーブル１１の上部は函外側に適当な長さ導出され、また、端部にコネクタ４１を有するケーブル１１の下部は筒形貫通金具７を挿通して函内に垂下している。函外ケーブル取付け金具１２にケーブル１１を気密に貫通させる手段が発明の第１実施の形態（図１〜図９参照）と第２の実施の形態（図１０〜図２０）で相違しており、これについては後述する。
【００１６】
次に、発明の第１の実施の形態におけるケーブル気密貫通装置９の組立工程を図２〜図９を参照して説明する。
【００１７】
図２は、筒形貫通金具７を作業室天井２の施工時一体に貫通埋設した第１工程を示す。このとき、筒形貫通金具７の上下部の各開口３，４は、上下の各蓋５，６で密閉されており、かつ函外と函内には、それぞれ筒形貫通金具７に連通する通路を開閉するそれぞれバルブ４４，４５が設けられている。
【００１８】
この第１工程時において、函外側が大気圧，函内側が高気圧であり、このときバルブ４５を開いて筒形貫通金具７内を函内気圧としたうえ、下部蓋６を取外して下部開口４を開く。
【００１９】
図３は第２工程を示し、バルブ８を有する有底筒状の函内着脱金具１０の上部開口４６を筒形貫通金具７の下部開口４に当てがい、各金具７，１０のフランジ４７，４８を当接してボルト４９によりこの当接部を気密に固着する。次に、上方のバルブ４４を開いて筒形貫通金具７と函内着脱金具１０内を大気圧としたうえ、筒形貫通金具７の上端から上部蓋５を取外す。
【００２０】
図４は第３工程を示し、バルブ５０を有する筒形中間調整金具３２の下端を筒形貫通金具７の上部に当てがい、両金具７，３２のフランジ３３，３４同士をボルト３５で気密に接続する。
【００２１】
図５、図８は第４工程を示し、中間調整金具３２の上端に函外ケーブル取付け金具１２の下端を当てがい、両金具３２，１２のフランジ３６，３７同士を当接し、ボルト３８でこの当接部を気密に結合する。
【００２２】
函外ケーブル取付け金具１２は、肩部５７を有する筒状外殻５８内にモルタルその他の気密充填材５９が充填され、下方からの圧力は肩部５７で有効に受けられ、かつ、上部開口は固定蓋６０で閉じられている。また、下部開口は底板６１で閉じられることで、筒状外殻５８から気密充填材５９がその硬化前に流出しないように設けられており、かつケーブル１１は気密充填材５９と固定蓋６０と底板６１とを気密に貫いて上下方向に長く導出して構成されている。また、函外ケーブル取付け金具１２を筒形中間調整金具３２の上端に結合したときケーブル１１の下部は筒形貫通金具７内を通って函内着脱金具１０の底部に届くまで垂下している。なおケーブル１１はスリーブ６２，６３を介して固定蓋６０と底板６１を挿通している。
【００２３】
また、バルブ５０を有する筒形中間調整金具３２を函外ケーブル取付け金具１２と別体に構成したのは設計上の都合からで、これらを一体に設けることは可能である。
【００２４】
図６、図９は最終工程を示し、図５の状態においてバルブ８を開き（このとき上部のバルブ５０は閉じている）、函内着脱金具１０内の部密閉空間を函内気圧と略等しくしたうえ、ボルト４９を緩めて筒形貫通金具７の下端から函内着脱金具１０を取外す。このとき、図６に示すように筒形貫通金具７の下端からは、それまで函内着脱金具１０内で垂下していたケーブル１１の下部がその取扱いに十分な長さだけ函内に露出するので、このケーブル下部のコネクタ４１を、函内の機器（図示せず）側に接続されたケーブル先端のコネクタと容易に接続することができる。
【００２５】
本発明において函内着脱金具１０の役割は大きい。つまり筒形貫通金具７内を大気圧にした状態で、その内部にケーブル１１を挿通するために、ケーブル挿通時にこの筒形貫通金具７の下端に有底筒形の函内着脱金具１０の上部を気密に結合して、この内部にケーブル１１の下部を十分長く垂下でき、かつケーブル挿通後、函内着脱金具１０を筒形貫通金具７から取外すことで、ケーブルの下部を函内に自然な状態で十分長く露出でき、その後コネクタを介しての接続作業が容易となるのであり、これらの作用効果は、有底筒形の函内着脱金具１０によってはじめて可能となったものである。
【００２６】
このことは、仮りに、筒形貫通金具７の下端を単なる平板状の蓋で密閉し（例えば図２参照）、上部を開口して内部を大気圧とし、ケーブル１１を筒形貫通金具７内で無理に折り曲げて一旦収納し、その後上部開口を閉じて次に下端の平板状の蓋を開き、筒形貫通金具７の下部からケーブル１１を引出す方法では、前記ケーブル１１の筒形貫通金具７内での取扱い作業が困難なことからスムーズにいかないことが明らかである。
【００２７】
また、作業室天井２の筒形貫通金具７を挿通するケーブル１１を断線等により新しいものと取替える場合、ケーブル１１を増設する場合には、そのようなケーブル１１が予め取付けられている函外ケーブル取付け金具１２を用意しておき、前記第６工程→第５工程→第４工程の手順で既設の函外ケーブル取付け金具１２を筒形貫通金具７の上部から取外し、再び第４工程→第５工程→第６工程の手順で新しい函外ケーブル取付け金具１２を筒形貫通金具７の上端に気密に結合することで、ケーブル１１の取替え又は増設を簡単に行うことができる。
【００２８】
次に、図１０〜図２０によって、発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の発明の実施の形態では、函外ケーブル取付け金具１２Ａのケーブル密閉構造が、第１の発明の実施の形態における函外ケーブル取付け金具１２よりも簡略化されている。
【００２９】
図１２〜図１６において、バルブ６７を有した筒状本体６５の上端開口が蓋板６６で閉じられ、両者間はボルト６８で気密かつ着脱可能に結合されている。蓋板６６には、その板を上下方向に貫通して内周に雌ねじ６９を有する複数のソケット７０が配設され、溶接７１により気密に取付けられている。このソケット７０を介して上下に連結されるケーブルは、液体，気体，空気の３種類のものがあり、それぞれ対応して、その挿通部の連結構造が若干異なるが、いずれも公知の手段を採用して構わない。
【００３０】
図１６では液体と気体と空気の３種の各ケーブルの場合について説明する。ケーブル１１が油圧ホース７２である場合は、ソケット７０の上下に、それぞれ函外側と函内側から各ニップル７３が螺合される。各ニップル７３には、それぞれ函外側の油圧ホース７２の先端と、函内側の油圧ホース７２ａの先端に取付けられた弁付設の油圧雄カプラ７４がねじ結合で連結される。
【００３１】
図１７と図１８に概要図で示すようにニップル７３と油圧雄カプラ７４のそれぞれの連結側の開口７５，７６は、それぞれ内部に収容されたばね７７，７８で押される弁体７９，８０で閉じられており、ニップル７３と油圧雄カプラ７４を結合することにより、各弁体７９，８０の前面中心から突出した突起８１，８２同士が衝突することで、開口７５，７６から相対的に弁体７９，８０が後退し、この開口７５，７６が自動的に開いて、ソケット７０を介して函外の油圧ホース７２と函内の油圧ホース７２ａが気密に連結される。一方、各油圧雄カプラ７４をニップル７３から離脱することで、この油圧雄カプラ７４の開口は自動的に弁体７９で閉じられ、また各ニップル７３の開口７６もその弁体８０で閉じられ、圧油が漏出しない構成とされている。
【００３２】
ケーブル１１が空気圧ホースの場合は、多くの場合気圧供給側である函外の空気圧ホース８３の先端に弁付き空気圧雄カプラ８４が取付けられ、かつソケット７０の函外側の開口部にニップル７３が連結される。
【００３３】
このニップル７３と空気圧雄カプラ８４のそれぞれの連結側の開口８５，８６は、油圧の場合と同様、それぞれ内部に収容されたバネ８７，８８で押される弁体８９，９０で閉じられており、このニップル７３と空気圧雄カプラ８４を結合することにより、各弁体８９，９０の前面中心から突出した突起９１，９２同士が衝突することで開口８５，８６から相対的に弁体８９，９０が後退し、この開口８５，８６を開く。
【００３４】
なお、気圧ホースの場合は、油圧と異なり、函内側においては、ソケット７０の下端にねじ結合されるニップル７３は、外周に雄ねじを有する単なる筒体であって弁体を有しない構造でよく、函内の空気圧ホース８３ａの端部に取付けるカプラ８４ａも弁体を有せず、単にニップル７３にねじ結合できる構造であればよい。したがって、函外の空気圧ホース８３の先端の空気圧雄カプラ８４をニップル７３から離脱すると、自動的にそれぞれの弁体８９，９０が閉じ、空気圧ホース８３の先端から圧力空気が噴出しない。
【００３５】
次に、ケーブル１１が電線９３の場合は、函外側において、ソケット７０ａの函外側の内周雌ねじ部９４に、電線９３がその内部を挿通している連結金具９５の固定金具９６の雄ねじ部９８をねじ込み固定している。連結金具９５は、内部を電線９３が挿通している筒状の締付け金具９７と前記固定金具９６とからなり、固定金具９６をソケット７０ａにねじ込み結合したうえ、締付け金具９７の雄ねじを固定金具９６の雌ねじにねじ込むことで、固定金具９６内に抱持された環状パッキン９９を座金１００を介して締付け金具９７の先端で押さえ、環状パッキン９９を内側に膨出させることで電線９３の外周を締付けて、この環状パッキン９９と電線９３との密着により、気密を保ってこの電線９３を函内側から函外側に導出することができる。
【００３６】
本発明の第２の実施の形態において、蓋板６６には予備的にソケット７０を配設しておき不使用のソケット（図示せず）は栓で密閉しておき、使用時に栓を開いてその内部にケーブル１１を気密に挿通するとよい。
【００３７】
また、発明の第２の実施形態においても、函内着脱金具１０のバルブ８と函外ケーブル取付け金具１２のバルブ６７を交互に操作し、図１０〜図１３の工程（発明の第１の実施形態と略同じ工程）を経て新しく必要とするケーブル１１を装着した蓋板６６を取替える作業を大気圧の下で行ない、又は、蓋板６６は取替えないで各ソケット７０を介してケーブル１１のみを新しいものと取替えるなどの作業を大気圧の下で円滑に行なうことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、函外と函内の気圧差が大きい潜凾作業室天井に円滑な作業で迅速にケーブルを貫通させることができ、ケーブルの取替えや増設もきわめて容易に行なうことができ、その構成も簡潔であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を実施した圧気潜凾の作業室を示す断面説明図である。
【図２】発明の第１の実施の形態に係る第１工程を示す断面図である。
【図３】同じく、第２工程を示す断面図である。
【図４】同じく、第３工程を示す断面図である。
【図５】同じく、第４工程を示す断面図である。
【図６】同じく、第５（最終）工程を示す断面図である。
【図７】図６における函外ケーブル取付け金具の拡大図である。
【図８】図５の拡大図である。
【図９】図６の拡大図である。
【図１０】発明の第２の実施の形態に係る第１工程を示す断面図である。
【図１１】同じく、第２工程を示す断面図である。
【図１２】同じく、第３工程を示す断面図である。
【図１３】同じく、第４工程を示す断面図である。
【図１４】図１３における固定蓋の平面図である。
【図１５】図１３における固定蓋のソケットを示す拡大断面図である。
【図１６】固定蓋におけるソケットとニップルとカプラとの結合関係を示す分離説明図である。
【図１７】油圧ホースの連結カプラの連結時の説明図である。
【図１８】油圧ホースの連結カプラの連結時の説明図である。
【図１９】空気圧ホースの連結カプラの説明図である。
【図２０】電線の挿通連結金具の断面図である。
【図２１】従来の圧気潜凾の作業室を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  圧気潜凾
２  作業室天井
３  上部開口
４  下部開口
５  上部蓋
６  下部蓋
７  筒形貫通金具
８  バルブ
９  ケーブル気密貫通装置
１０  函内着脱金具
１１  ケーブル
１１ａ  ケーブル先端
１２  函外ケーブル取付け金具
１２Ａ  函外ケーブル取付け金具
１３  走行用レール
１４  掘削機
１５  作業室
１６  地盤
１７  躯体
１８  支柱パイプ
２０  載荷用平板
２１  流体圧ジャッキ
２２  変位計
２３  圧力変換器
２４  油圧ホース
２５  計測用ケーブル
２６  計測室
２７  遠隔油圧ユニット
２８  遠隔油圧ユニットコントローラ
２９  潜凾測定器
３０  パーソナルコンピュータ
３１  プリンタ
３２  筒形中間調整金具
３３  フランジ
３４  フランジ
３５  ボルト
３６  フランジ
３７  フランジ
３８  ボルト
４０  コネクタ
４１  コネクタ
４４  バルブ
４５  バルブ
４６  上部開口
４７  フランジ
４８  フランジ
４９  ボルト
５０  バルブ
５７  肩部
５８  筒状外殻
５９  気密充填材
６０  固定蓋
６１  底板
６２  スリーブ
６３  スリーブ
６５  筒状本体
６６  蓋板
６７  バルブ
６８  ボルト
６９  雌ねじ
７０  ソケット
７１  溶接
７２  油圧ホース
７３  ニップル
７４  油圧雄カプラ
７５  開口
７６  開口
７７  ばね
７８  ばね
７９  弁体
８０  弁体
８１  突起
８２  突起
８３  空気圧ホース
８４  空気圧雄カプラ
８５  開口
８６  開口
８７  ばね
８８  ばね
８９  弁体
９０  弁体
９１  突起
９２  突起
９３  電線
９４  雌ねじ部
９５  連結金具
９６  固定金具
９７  締付け金具
９８  雄ねじ部
９９  環状パッキン
１００  座金
【図１】
0003756239.tif 000002
【図２】
0003756239.tif 000003
【図３】
0003756239.tif 000004
【図４】
0003756239.tif 000005
【図５】
0003756239.tif 000006
【図６】
0003756239.tif 000007
【図７】
0003756239.tif 000008
【図８】
0003756239.tif 000009
【図９】
0003756239.tif 000010
【図１０】
0003756239.tif 000011
【図１１】
0003756239.tif 000012
【図１２】
0003756239.tif 000013
【図１３】
0003756239.tif 000014
【図１４】
0003756239.tif 000015
【図１５】
0003756239.tif 000016
【図１６】
0003756239.tif 000017
【図１７】
0003756239.tif 000018
【図１８】
0003756239.tif 000019
【図１９】
0003756239.tif 000020
【図２０】
0003756239.tif 000021
【図２１】
0003756239.tif 000022