(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河床に埋設される固定構造物に沿わせて、河床中に設けるセンサ支持パイプ；
このセンサ支持パイプに固定されたセンサ台；
このセンサ台上に、弱点部分を介して固定された水流受圧体、この水流受圧体と弱点部分とは、水流受圧体が水流に曝されたときに該水流受圧体が受ける水流により弱点部分が折損する態様で設けられていること；
上記弱点部分内に、該弱点部分が折損したとき同時に切断され開路されるように埋設した導体；及び
上記センサ支持パイプを通して、上記導体と地上の監視装置とを接続する信号線；
を備えたことを特徴とする弱点部折損式洗掘監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の弱点部折損式洗掘監視装置において、センサ支持パイプには、複数のセンサ台と水流受圧体とが河床の深さ方向に間隔をおいて設置されている弱点部折損式洗掘監視装置。
【請求項３】
センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること；
河床にケーシングチューブを埋設するステップ；
上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを一緒に上記ケーシングチューブ内に挿入するステップ；及び
上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、ケーシングチューブを河床から引き抜くステップ；
を有することを特徴とする弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
【請求項４】
請求項３記載の埋設方法において、さらに、上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、ケーシングチューブ内に挿入する前に、土砂様物で包み、該チューブ内径に対応する外径の脆弱柱体とするステップを有する弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
【請求項５】
請求項３記載の埋設方法において、センサ支持パイプには、複数の上記センサ台と水流受圧体が深さ方向に間隔をおいて設置されている弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
【請求項６】
センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること；
このセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、一緒にアプリケーションパイプ内に挿入するステップ；
上記アプリケーションパイプを河床に形成された穴内に略垂直にして固定するステップ；
上記穴を埋め戻すステップ；及び
上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、アプリケーションパイプを河床から引き抜くステップ；
を有することを特徴とする弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
【請求項７】
請求項６記載の埋設方法において、さらに、上記センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、アプリケーションパイプ内に挿入する前に、土砂様物で包み、該パイプ内径に対応する外径の脆弱柱体とするステップを有する弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の埋設方法において、センサ支持パイプには、複数の上記センサ台と水流受圧体が深さ方向に間隔をおいて設置される弱点部折損式洗掘監視装置の埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、構造物の水面下の基礎部分周囲の洗掘を検知する装置及びその埋設施工方法に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
例えば、河川に掛かる橋脚の基礎部分の周囲の河床は、常時流れる水流によって洗掘され、基礎部分が水中に露出する可能性がある。洗掘は特に台風、洪水等の異常事態において生じ廉く、基礎部分の水中への露出の程度が甚だしくなれば、崩壊の危険が生ずる。
【０００３】
洗掘検知センサは、このような危険を予知するためのセンサであるが、従来品あるいは従来装置は、長期に渡って確実な洗掘検知を行なうことが難しく、信頼性に乏しいものであった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、簡単な構造であって高い信頼性で長期に渡り洗掘を検知できる洗掘監視装置及びその埋設施工方法を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の洗掘監視装置は、河床に埋設される固定構造物に沿わせて、河床中に設けるセンサ支持パイプ；このセンサ支持パイプに固定されたセンサ台；このセンサ台上に、弱点部分を介して固定された水流受圧体、この水流受圧体と弱点部分とは、水流受圧体が水流に曝されたときに該水流受圧体が受ける水流により弱点部分が折損する態様で設けられていること；弱点部分内に、該弱点部分が折損したとき同時に切断され開路されるように埋設した導体；及びセンサ支持パイプを通して、上記導体と地上の監視装置とを接続する信号線；を備えたことを特徴としている。
センサ支持パイプには、複数のセンサ台と水流受圧体とを河床の深さ方向に間隔をおいて設置することが好ましい。
この装置によると、洗掘が進んで水流受圧体と弱点部分が水中に露出すると、水流受圧体が受ける水流の力により、弱点部分が切断し、導体が切断される。この導体の切断は、センサ支持パイプ内の信号線を介して、地上の監視装置に伝達されるので、洗掘を検知することができる。
【０００６】
本発明の埋設方法は、洗掘が生じる前の埋設方法と、生じた後（つまり河床に穴が生じている状態）の埋設方法とでは異なる。
洗掘が生じる前の埋設方法は、センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること；河床にケーシングチューブを埋設するステップ；センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを一緒に上記ケーシングチューブ内に挿入するステップ；及びセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、ケーシングチューブを河床から引き抜くステップ；を有することを特徴としている。
【０００７】
また洗掘が生じた後の埋設方法は、センサ支持パイプに設けたセンサ台上に、水流により折損可能な弱点部分を介して水流受圧体を固定するステップ、上記弱点部分内には、該弱点部分が折損したとき同時に切断されるように導体が埋設されていること；このセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とを、一緒にアプリケーションパイプ内に挿入するステップ；アプリケーションパイプを河床に形成された穴内に略垂直にして固定するステップ；穴を埋め戻すステップ；及びセンサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体を河床中に残して、アプリケーションパイプを河床から引き抜くステップ；を有することを特徴としている。
【０００８】
センサ支持パイプと該支持パイプに固定した水流受圧体とは、ケーシングチューブ（またはアプリケーションパイプ）内に挿入する前に、土砂様物で包み、該パイプ内径に対応する外径の脆弱柱体とすることが好ましい。センサ支持パイプには、複数の上記センサ台と水流受圧体を深さ方向に間隔をおいて設置するのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施形態】
図１、図２は、センサ支持パイプ（電線管）１０と、これに固定される一つのセンサ台２０の周辺の構造を示している。センサ支持パイプ１０は、河床中に略垂直に埋設固定されるもので、その長さ方向に間隔をおいて、軸線と直交する方向に向けて、センサ支持プレート１１が溶接固定されている。また、各センサ支持プレート１１の少し下方にそれぞれ穿設した連絡孔１２の周囲に、エルボ１３の一端部が同様に溶接固定され、このエルボ１３の上端部は、センサ支持プレート１１の下面に溶接されている。センサ支持プレート１１には、エルボ１３と連通する連絡孔１４が穿けられている。
【００１０】
センサ支持プレート１１上に固定されるセンサ台２０は、センサ支持プレート１１上に固定ねじ２８で固定される基台２１と、この基台２１上に、弱点部材２２の弱点部分２２ｗを介して直立固定された水流受圧体２３とを有している。基台２１には、その下方から順に、大径のパッキン収納孔２４と弱点部材２２の挿入孔２６とが穿設されている。弱点部材２２は、挿入孔２６に挿入固定される大径部２２ａと、この大径部２２ａ上に連続する小径の上記弱点部分２２ｗとを有している。この弱点部材２２には、その下部に一対の信号線３０が埋め込まれ、上部にこの一対の信号線３０にそれぞれ下端部が接続されたＵ字状をなす導体（ヒューズ体）３１が埋め込まれている。弱点部材２２は、脆性のある材料、例えばアクリル樹脂等の樹脂材料から構成するのがよい。導体３１は、弱点部分２２ｗが折損されたとき同時に切断される材料であれば、軟質なヒューズ体や、細線等を用いることができる。
【００１１】
弱点部材２２の下端部から出た信号線３０は、パッキン収納孔２４内に嵌め込んだパッキン材３２、センサ支持プレート１１の挿通孔１４、エルボ１３、及び連絡孔１２を介してセンサ支持パイプ１０内に導かれている。エルボ１３及びセンサ支持パイプ１０内は、パッキン材３２及びＯリング２９等により液密が保持され、防水構造とされている。
【００１２】
水流受圧体２３は、扁平な平面矩形のプレート状をしていて、埋設状態では、垂直方向を向き、かつその面積の広い受流面２３ａが水流に対して正対するように（直交するように）設けられている。これは、周囲が洗掘されて水流受圧体２３が水流を受けたとき、弱点部分２２ｗが確実に切断されるようにするための好ましい一態様であるが、水流受圧体２３が水流を受けたとき弱点部分２２ｗが切断される限り、どのような形態としてもよい。
【００１３】
図３ないし図５は、以上の洗掘監視装置の埋設施工方法の一例を示している。この施工方法は、新規に洗掘監視装置を埋設する場合に好適なものである。
予め、弱点部材２２（弱点部分２２ｗ）と水流受圧体２３を有するセンサ台２０を複数用意する。これらのセンサ台２０を対応するセンサ支持プレート１１上に直立させ、固定ねじ２８を介して固定する。同時に、弱点部材２２から出ている信号線３０をエルボ１３からセンサ支持パイプ１０内に導く。
【００１４】
以上のようにして複数のセンサ台２０を接続したセンサ支持パイプ１０の外囲及びセンサ台２０の間等をベントナイト等の土砂様物３６で包み、脆弱な棒状体（センシング柱体）３７を作る。『脆弱』とは、センサ支持パイプ１０に対するセンサ台２０の姿勢を保持するには十分であるが、埋設後、周囲が洗掘されたときには、これらを露出させるとの意味である。具体的には、棒状に成形した土砂様物３６の外周をクラフト紙３６ｐで包み、さらに紙テープで止めることで、このような脆弱柱体３７を作ることができる。
【００１５】
一方、河床４０には、橋脚の基礎のような埋設構造物４１に沿わせて、ロータリパーカッションドリル等により垂直方向のボーリング孔４２を穿けると同時に、このボーリング孔４２にケーシングチューブ３５を残す。このケーシングチューブ３５内に、脆弱柱体３７を挿入し、挿入が完了したら、棒状体３７を残し、ケーシングチューブ３５のみを引き抜く。センサ支持パイプ１０内の信号線３０は、センサ支持パイプ１０の上端部から地上の監視装置４３（図３）に接続する。
【００１６】
洗掘が生じ、埋設構造物４１の周囲の河床４０が掘られると、土砂均等物３６も流され、上方の水流受圧体２３から順に水流に曝される。すると、水流に曝された水流受圧体２３の受流面２３ａに水流が作用する結果、弱点部分２２ｗに切断モーメントが加わり、弱点部分２２ｗが切断される。弱点部分２２ｗが切断されると、内部の導体３１も切断されて開路し、信号線３０を介して流れていた信号電流が流れなくなる。よって、地上の監視装置４３により、洗掘が生じたことを検知することができる。
【００１７】
図６、図７は、別の埋設施工方法を示している。この工法は、洗掘が生じた部分を埋め戻す際に同時に弱点部折損式洗掘監視装置を埋設する場合に好ましい施工法である。この施工法は、予め河床にケーシングチューブ３５を埋設することなく、その代わりに、洗掘によって生じている穴３８内に位置させて、埋設構造物４１に沿わせて埋め殺しパイプ５２を固定し、この埋め殺しパイプ５２に、アプリケーションパイプ３９内に挿入した脆弱柱体２９を固定する点に特徴がある。センサ支持パイプ１０には、該パイプと埋め殺しパイプ５２を接続するための固定アーム５１が固定されており、アプリケーションパイプ３９には、この固定アーム５１を通過させるスリット３９ａが形成されている。このアプリケーションパイプ３９は、その周囲を埋め戻した後、引き抜かれる。アプリケーションパイプ３９には、強度を高めるため、そのスリット３９ａの上端部を接続する固定板３９ｂを設けることが好ましい。さらに、施工時にスリット３９ａが開くのを防止するための適宜の固定具を設けることができる。
埋設終了後の洗掘の検知態様は、全く同様である。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、長期に渡り洗掘を確実に検知することができる装置及び埋設施工方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による弱点部折損式洗掘監視装置のセンサ支持パイプと一つのセンサ収納匡体回りの正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】アプリケーションパイプ内に、センサ支持パイプに支持したセンサ収納匡体をを入れ土砂均等物を充填した状態を示す断面図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】本発明による埋設方法の工程例を示す図である。
【図６】本発明による埋設方法の別の例を示す図である。
【図７】図６のIIV 矢視図である。
【符号の説明】
１０  センサ支持パイプ
１１  センサ支持プレート
１２  連絡孔
２０  センサ台
２１  基台
２１  弱点部材
２２ｗ  弱点部分
２３  水流受圧体
３０  信号線
３１  導体
３５  ケーシングチューブ
３９  アプリケーションパイプ
３６  土砂様物
３７  脆弱柱体
４０  河床
４１  埋設構造物
４２  ボーリング孔
４３  監視装置
【図１】
0003759669.tif 000002
【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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