(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造躯体とスリット板とパッキン材とシャッター板と堰とを備えており、前記構造躯体の内側から外側に向かってスライド板を挿入する際、前記構造躯体の内側と外側とが止水される止水構造であって、
前記構造躯体が開口部を有しており、前記開口部の内側に前記スリット板が配置されており、前記スリット板の内側に前記パッキン材が配置されており、前記パッキン材の周囲に前記堰が配置されており、前記パッキン材の内側に前記シャッター板が配置されており、前記シャッター板の内側から前記スライド板が挿入されるとき、前記シャッター板が開き、前記スライド板が前記パッキン材を穿孔し、前記スリット板が前記スライド板の圧力によって開口し、前記スライド板が前記構造躯体の外側に突出し、地盤に打ち込まれ得ることを特徴とする、止水構造。
【請求項２】
前記スリット板が溝を有しており、前記スライド板の圧力によって、前記スリット板が、前記溝の部分で座屈し、開口し得ることを特徴とする、請求項１記載の止水構造。
【請求項３】
前記シャッター板と前記パッキン材との間に板状体が設けられており、前記シャッター板と前記板状体と前記スリット板とが、ボルトを介して前記構造躯体に締結されており、前記シャッター板が前記板状体上で摺動し得るように固定されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の止水構造。
【請求項４】
前記パッキン材が常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とを反応させて得られる架橋粘弾性体からなり、前記架橋粘弾性体が瀝青物、可塑剤、粘着付与樹脂及び充填剤よりなる群から選択した少なくとも一種の添加物を含有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項記載の止水構造。
【請求項５】
前記反応型ポリマーが分子末端に水酸基を有しており、前記硬化剤が分子末端にイソシアネート基を有しており、前記架橋粘弾性体が、１００重量部の前記反応型ポリマーと、前記水酸基に対する前記イソシアネート基のモル比が０．５〜１．５となる量の前記硬化剤とから得られており、前記架橋粘弾性体が５０〜１０００重量部の前記瀝青物を含有していることを特徴とする、請求項４記載の止水構造。
【請求項６】
構造躯体とスリット板とパッキン材とシャッター板と堰とを備えており、前記構造躯体の内側から外側に向かってスライド板を挿入する際、前記構造躯体の内側と外側とが止水される止水構造を得るにあたり、
前記構造躯体に開口部を設け、前記開口部の内側に前記スリット板を設け、前記スリット板の内側に前記パッキン材を設け、前記パッキン材の周囲に前記堰を設け、前記パッキン材の内側に前記シャッター板を設け、前記シャッター板の内側から前記スライド板が挿入されるとき、前記シャッター板が開き、前記スライド板が前記パッキン材を穿孔し、前記スリット板が前記スライド板の圧力によって開口し、前記スライド板が前記構造躯体の外側に突出し、地盤に打ち込まれ得ることを特徴とする、止水構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造躯体とスリット板とパッキン材とシャッター板と堰とを備えており、前記構造躯体の内側から外側に向かってスライド板を挿入したとき、前記構造躯体の内側と外側とが止水される止水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下や海底の構造躯体を構築する場合、構造躯体を地中や海中に固定するために、構造躯体の内部空間から、土中に向けて間仕切り板を出したり、海底に向けて固定用の杭を打ち込む必要がある。
【０００３】
かかる場合、間仕切り板や杭を打ち込もうとした時には、既に構造躯体の外側に水圧がかかっており、水位を低くして、水圧を回避し、間仕切り板や杭が差し込まれる。
【０００４】
また、間仕切り板や杭を差し込もうとする箇所にグラウト材を注入して、土壌を改良し、構造躯体の開口部から間仕切り板や杭を差し込んだ後、隙間をコーキングのようなもので充填密封するか、開口部をＯリングのようなもので機械的に締め込むことで密栓されている。
【０００５】
更に、海中での作業では、構造躯体の外側の水位を下げ、止水するのは困難である。このため、予め構造躯体を二重壁にしておき、そこへ杭等を打ち込み、止水している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、間仕切り板や杭を差し込むために、回りの水位を下げるのは容易ではなく、多大なコストがかかる。また、土壌にグラウト材を注入したり、間仕切り板等を差し込んだ後、コーキングを充填したり、Ｏリングを取り付けるのは、多大な手間と工期を要する。
【０００７】
また、かかる処理は、手間と工期がかかるにもかかわらず、構造躯体の止水が十分に行われ難く、構造躯体への水等の侵入を完全に防ぐことができない。
【０００８】
本発明は、構造躯体の内側から外側に向かってスライド板を挿入することで、構造躯体の内側と外側とが止水される止水構造を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、構造躯体とスリット板とパッキン材とシャッター板と堰とを備えており、前記構造躯体の内側から外側に向かってスライド板を挿入する際、前記構造躯体の内側と外側とが止水される止水構造であって、前記構造躯体が開口部を有しており、前記開口部の内側に前記スリット板が配置されており、前記スリット板の内側に前記パッキン材が配置されており、前記パッキン材の周囲に前記堰が配置されており、前記パッキン材の内側に前記シャッター板が配置されており、前記シャッター板の内側から前記スライド板が挿入されるとき、前記シャッター板が開き、前記スライド板が前記パッキン材を穿孔し、前記スリット板が前記スライド板の圧力によって開口し、前記スライド板が前記構造躯体の外側に突出し、地盤に打ち込まれ得る、止水構造及びかかる止水構造の施工方法に係るものである。
【００１０】
本発明者は、構造躯体の内側から、間仕切り板や杭等のスライド板を打ち込む際、架橋粘弾性体からなるパッキン材を穿孔するようにスライド板を突き刺すことで、構造躯体の開口部を止水しながら、スライド板を構造躯体の外側に押し出せることを見出し、本発明の止水構造を完成させた。
【００１１】
本発明では、スライド板を構造躯体の内部空間から外部空間に向けて差し込めるように、スライド板が通過するための開口部が構造躯体に設けられている。また、この開口部には、構造躯体の内側から差し込まれてくるスライド板によって容易に引き裂かれ、構造躯体の外側からの水圧や土圧に耐えるパッキン材が充填されている。
【００１２】
かかるパッキン材は、スライド板が構造躯体の内側から外側に向かって移動する間に、スライド板と密着し、止水性が損なわれないようにされている。かかるパッキン材の周囲には、堰が配置されており、かかるパッキン材にスライド板が挿入されると、パッキン材の内部応力が高められる。
【００１３】
しかし、このパッキン材だけでは、スライド板が差し込まれるにつれて、構造躯体の開口部からパッキン材が引き出されてしまう。本発明では、スライド板の刃先が構造躯体の開口部に到達するまで、パッキン材が構造躯体の外側に飛び出さないようにするため、スリット板を開口部の内側に配置する。これによって、パッキン材にかかる内部応力が更に高められ、パッキン材とスライド板とがより一層密着する。かかるスリット板は、スライド板が挿入されることによって開口する。
【００１４】
また、本発明では、パッキン材が、スライド板の挿入によって、構造躯体の内側に飛び出さないように、スライド板が通る前のパッキン材の表面を、シャッター板によって封鎖する。このシャッター板は、スライド板が挿入される際に開口する。
【００１５】
本発明によれば、構造躯体の内側からスライド板を打ち込むだけで、スライド板を構造躯体の外側に押し出し、構造躯体の開口部を止水しながら、構造躯体を地盤に固定することができる。
【００１６】
地下構造物等を構築する過程において、構造物の外側の土壌を改質するために土壌改質材を注入する場合、注入材が必要な個所以外に流入しないように仕切り板を構造体の内側から打ち込まなければならない。しかし、既存の工法では、スライド板が通過する個所に適宜なパッキン材がなかったために、構造体周辺の水位を下げてからでないとこの作業は不可能であった。
【００１７】
本発明は、構造体の外部に水があろうとも関係なく、内側から所望の位置に間仕切り板を差し込むことが可能となり、工期並びに経費の面を大幅に削減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の一例の止水構造の縦断面図である。図２は、本発明にかかる一例のスライド板の断面図である。図３は、本発明にかかる一例のスリット板の平面図である。図４（ａ）は、本発明にかかる一例のシャッター板の平面図である。図４（ｂ）は、かかるシャッター板の側面図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の一例の止水構造１は、構造躯体２とスリット板３とパッキン材４とシャッター板５ａ，５ｂと堰６とを備えており、構造躯体２の内側から外側に向かってスライド板を挿入する際、構造躯体１の内側と外側とが止水される。
【００２０】
かかる止水構造１では、構造躯体２が開口部２ａを有しており、開口部２ａの内側にスリット板３が配置されており、スリット板３の内側に、パッキン材４が配置されており、パッキン材４の周囲には、堰６が配置されており、パッキン材４の内側には、シャッター板５ａ，５ｂが配置されている。
【００２１】
かかる止水構造では、シャッター板５ａとシャッター板５ｂの境目５ｃからスライド板が挿入されるとき、シャッター板５ａ，５ｂが左右に開き、スライド板がシャッター板５ａとシャッター板５ｂの間に侵入する。
【００２２】
侵入したスライド板は、パッキン材４を穿孔し、パッキン材４を押し拡げながら、構造躯体２の開口部２ａへと向かう。挿入されたスライド板の圧力により、スリット板３は開口し、スライド板を通す。スライド板は、構造躯体２の外側に突出し、地盤に打ち込まれる。
【００２３】
本発明では、仕切り板や杭板等の種々のスライド板を用いることができる。例えば、図２に示すようなスライド板を用いることができる。スライド板９は、差込側９ａが細くなっており、地盤に打ち込み易い構造を有している。差込側９ａの先端には、作業上の危険防止のため、面取り９ｂが施されている。かかるスライド板の差込側は、なるべく鋭利な先端形状を有するのが好ましい。
【００２４】
本発明にかかるスリット板は、種々の形状に形成することができる。かかるスリット板は、スライド板の刃先が構造躯体の開口部に到達するまで、パッキン材が構造躯体の外側に飛び出さないような構造を有し、スライド板が挿入されることによって開口すればよい。
【００２５】
スリット板は、スライド板が通過する位置に溝が設けてあり、スライド板が通過しても、構造躯体を損傷させることなく、外側へ折り曲げられる強度に設定されたものが好ましい。
【００２６】
かかる溝は、連続溝でなくてもよいが、好ましくは、連続した溝でスライド板と同じ長さである方が良い。溝は、幅が０．５〜５ｍｍで、深さが０．５〜３ｍｍの形状がよく、好ましくは、１．０〜２．５ｍｍ幅で、０．８〜１．６ｍｍ深さが良い。かかる溝をスライド板の通過する中心に配すれば、スリット板の折り曲がりを誘導することができる。
【００２７】
図１及び図３には、かかるスリット板の一例を示す。スリット板３は、長さ方向に沿った中央部分に溝３ａを有し、構造躯体の内側から挿入されるスライド板の圧力によって、溝３ａの部分で座屈し、開口する。
【００２８】
本発明にかかるスリット板は、スライド板が通る位置に貫通孔を有していてもよい。しかし、かかる貫通孔は、スライド板の挿入に伴い、パッキン材が構造躯体の外側に漏れないように形成する必要がある。
【００２９】
また、水圧等が構造躯体の外側から掛かる状態では、パッキン材が、スリット板の隙間を通る水等により、全体を押し上げられることがある。本発明にかかるパッキン材は、スライド板が差し込まれていない時には、水圧等に耐えることができない。このため、本発明では、水圧等により押し上げられるパッキン材の表面を、シャッター板によって封鎖することができる。このシャッター板は、スライド板が挿入される際に開口する。
【００３０】
本発明の止水構造では、耐水圧の大きさによって、構造躯体の強度も異なってくるが、スリット板は、スライド板が通過する際に折れる等の欠損が発生しない素材から形成されていなければならない。かかる素材としては、例えば、鉄、非鉄類等が適しており、プラスチック類等は不適切である。好ましくは、鉄板が良い。
【００３１】
また、かかるスリット板は、図１及び図３に示すように、位置ずれが起こらないように、シャッター板５ａ，５ｂの取り付け用ボルト７ａ，７ｂが貫通するような孔３ｂを有しているのが好ましい。
【００３２】
本発明にかかるシャッター板は、スライド板が通る前のパッキン材の表面を封鎖し、スライド板が挿入されると開口するように設計する。水圧等が構造躯体の外側からかかっている状態だと、パッキン材は、スリット板の隙間を通じて、全体を押し上げられる。パッキン材だけでは、スライド板が差し込まれていない時に、構造躯体の外部からの水圧等に耐えることができない。
【００３３】
シャッター板は、パッキン材が、スライド板の挿入によって、構造躯体の内側に飛び出さないように、スライド板が通る前のパッキン材の表面を封鎖し、スライド板が挿入されると開口するような形状に選定することができる。
【００３４】
図１、図４（ａ）及び（ｂ）には、かかるシャッター板の一例を示す。図１に示すように、シャッター板５ａ，５ｂは、左右対称に配置されており、スライド板が通過する境目５ｃから両方向にスライドして、開口部２ａの幅と同程度まで摺動できる。図４（ａ）に示すシャッター板５ａは、図１に示す固定用ボルト７ａが貫通する切れ目１０ａ，１０ｂを有しており、この切れ目１０ａ，１０ｂは、シャッター板５ａが摺動するように長穴にしてある。また、シャッター板５ａには、鋭利な先端５ｄを設け、スライド板が当たる部分を開先状態にし、スライド板をシャッター板５ａとシャッター板５ｂの境目５ｃに呼び込むことが可能となる。
【００３５】
シャッター板とパッキン材との間には、シャッター板が摺動し易くなるような板状体が設けられているのが好ましい。かかる構造では、シャッター板は、スライド板が差し込まれるにつれて開くように摺動する。
【００３６】
図１には、かかる板状体の一例を示す。板状体８ａ，８ｂは、シャッター板５ａ，５ｂとパッキン材４との間に、それぞれ設けられており、スライド板が通る開口部８ｃが構造躯体２の開口部２ａの鉛直線上に設けてあり、シャッター板５ａ，５ｂと板状体８ａ，８ｂとスリット板３とが、ボルト７ａを介して構造躯体２に締結されており、シャッター板５ａ，５ｂが板状体８ａ，８ｂ上で摺動し易くなっている。
【００３７】
かかるシャッター板や板状体の厚さや材質は、シャッター板や板状体の長さ及び幅に対して適切に選定し得る。シャッター板は、スライド板が通過する際に摺動し易ければよい。シャッター板の材質は特に限定されないが、作業状況に応じて溶接等火炎を使用することがあり得るので、金属類が好ましく、中でも、鉄がよい。
【００３８】
本発明にかかるパッキン材は、スライド板を差し込むだけで容易に切れ、スライド板に密着し易く、経時的にクリープしないように設けられる。かかるパッキン材の材質は、種々のものを用いることができる。また、かかるパッキン材は、構造躯体の内側に直接流し込み、成形されるのが好ましい。直接流し込まれていないパッキン材は、シャッター板を取り付けるためのボルトや、パッキン材と堰等との形状が微妙に異なるため、躯体との間に隙間が発生し、漏水することがある。
【００３９】
この箇所からの漏水は、シャッター板をナットによって押さえつけることで防げるが、スライド板を差し込む際、パッキン材が引っ張られ、微妙な隙間が再度発生することがある。このため、構造躯体や堰やボルトとパッキン材が密着し、且つ、パッキン材がスライド板を差し込んだ時の引張力に負けない接着力を発揮するのが好ましい。また、構造躯体の状態によっては、プライマーを塗布し接着力を高める処置を施すこともできる。
【００４０】
また、かかるパッキン材は、構造躯体の開口部の幅の２倍、好ましくは、４倍以上の幅を有するのがよい。パッキン材の厚みは、３ｍｍ以上であれば止水効果はあるが、水圧とのかねあいで、１０〜８０ｍｍが有効である。
【００４１】
かかるパッキン材は、常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とを反応させて得られる架橋粘弾性体からなるのが好ましい。かかる架橋粘弾性体は、成形材料を注入、硬化させた後にも、スライド板や堰等に密着し易い。中でも、分子末端に水酸基を有する常温で液状の反応型ポリマーと、分子末端にイソシアネート基を有する硬化剤とを含有している材料を用いるのが好ましい。
【００４２】
また、この場合、常温で液状の反応型ポリマー１００重量部と、反応型ポリマーの水酸基のモル数に対する硬化剤のイソシアネート基のモル数の比、即ちＮＣＯ／ＯＨが０．５〜１．５である量の硬化剤と、反応型ポリマー１００重量部に対し５０〜１０００重量部の歴青物とを反応させて得るのが好ましい。このようにして得られた一次弾性止水材は、低モジュラスで高い復元性を有しており、曲げ加工が一層容易である。
【００４３】
常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とのＮＣＯ／ＯＨのモル比が０．５未満であると、硬化反応が十分でなく、未反応基が多く残存したままとなり、経時安定性等に問題が生じる。逆に、ＮＣＯ／ＯＨのモル比が１．５よりも大きいと、架橋粘弾性体が硬くなり過ぎ、可塑剤での硬度調整も十分に行なえない。
【００４４】
また、かかるパッキン材には、止水性能を発揮させることができる。パッキン材の低コスト化のために、歴青物を添加することができる。歴青物には、ストレートアスファルト、ブロンアスファルト、タール等があり、所望の物性値を得るには、可塑剤や粘着付与樹脂で予め改質したものを用いることができる。
【００４５】
液状ゴムを始めとするゴム状物を歴青物と併用して用いるのが好ましい。添加量の目安としては、１００重量部の液状ポリマーに対して５０〜１０００重量部の歴青物が適量である。
【００４６】
常温で液状の反応型ポリマーには、例えば、液状ポリブタジエン、液状クロロプレン、液状スチレンブタジエン共重合体、液状アクリロニトリルブタジエン共重合体、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アニリン誘導体ポリオール、シリコーン、ポリサルファイド、変性シリコーン等が含まれる。これらのポリマーは、常温で硬化反応を起こさせて、架橋粘弾性体を得ることができる。
【００４７】
本発明で用いることができる架橋粘弾性体は、常温で液状の反応型ポリマーを常温で反応させた後の硬化物が、８０℃に加温されても形状を保持し、２０℃での硬度が、日本ゴム協会規格ＳＲＩＳ−０１０１に示すＣ型硬度計で５０以下であるという条件を満足するものである。この条件を満足し得る架橋粘弾性体は、表１に例示する液状ゴムと硬化剤との組合せから得ることができる。
【００４８】
【表１】
0003762110.tif 000002
【００４９】
表１に示す組合せのうち、常温における硬化速度のコントロールの容易さ、コスト、人手の容易さ等を含めて考慮すると、特に水酸基を末端に有し主鎖にクロロプレン、ブタジエン、水素添加ブタジエン、スチレンブタジエン、ニトリルブタジエン、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルウレタンポリオール、アニリン誘導体ポリオール等を単独又は併用して用いるのか望ましい。中でも難燃度を考慮すると、クロロプレン骨格を有し、分子両末端に水酸基又はザンセート基を有するものが好適である。
【００５０】
硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤が好適であり、１分子当り２個以上のイソシアネート基を有することが必要である。具体例には、イルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、末端イソシアネート基を有するプレポリマー等を挙げることができ、これ等を単独で又は併用して用いることができる。
【００５１】
イソシアネート系硬化剤を可塑剤と混合して用いることもできるが、可塑剤が脱水処理されていることと、イソシアネート化合物と反応しないこととが必要である。常温硬化反応を行なうための必須成分のみ、又は触媒との組合せで、本発明で満足して用いられる架橋粘弾性体を得ることができる。また、本発明では、コスト面、作業面、物性向上面で、更に各種の添加剤を加えることにより、幅広い安定した架橋粘弾性体を得ることもできる。
【００５２】
粘弾性体又は架橋粘弾性体の硬さの調整、液状ポリマー組成物の粘度の調整及び硬化反応後の硬さの調整に、可塑剤を用いることができる。可塑剤には、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、芳香族系オイル、ひまし油、綿実油、やし油、トール油、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、マレイン酸誘導体、液状ゴムの官能基を含まないもの等を挙げることができ、これらを単独か又は併用して用いることができる。
【００５３】
難燃性を要する場合には、ハロゲン化合物系可塑剤やリン化合物系可塑剤を、単独か又は併用して用いることができる。
【００５４】
粘着付与樹脂には、天然樹脂、ロジン、変性ロジン、ロジン及び変性ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、キシレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン共重合体等を単独か又は併用して用いることができる。
【００５５】
【実施例】
実施例及び図面を参照して、本発明を説明する。
実施例
【００５６】
図１に示した止水構造１を製造した。構造躯体２の開口部２ａには、万が一にも、パッキン材が漏れることがないように、ガムテープにて塞ぎ、その上に、亜鉛めっき鋼板からなるスリット板３を載置した。表２に示した組成の材料を計量し、エアー式モーターにて攪拌混合して、アングルで形成された堰６の中へ、厚みが３５ｍｍになるように流し込んで、１週間硬化養生させ、パッキン材４を形成した。更に、押さえ板８ａ，８ｂとシャッター板５ａ，５ｂをボルト７ａ，７ｂにて締め込んだ。
【００５７】
【表２】
0003762110.tif 000003
【００５８】
図１の止水構造の下部に、水圧を負荷できるような圧力タンクを取り付け、水圧を０．２ＭＰａかけた。２４時間放置後、パッキン材の飛び出し及び漏水の有無を確認した。飛び出し及び漏水はなかった。更に、止水構造の内部から、図２に示すようなスライド板９を、スライド板の刃先が１５０ｍｍ突き出るまで差し込んで、漏水の有無を確認したところ、漏水はなかった。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、構造躯体の内側からスライド板を打ち込むだけで、スライド板を構造躯体の外側に押し出し、構造躯体の開口部を止水しながら、構造躯体を地盤に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例の止水構造の縦断面図である。
【図２】本発明にかかる一例のスライド板の断面図である。
【図３】本発明にかかる一例のスリット板の平面図である。
【図４】（ａ）は、本発明にかかる一例のシャッター板の平面図である。
（ｂ）は、（ａ）のシャッター板の側面図である。
【符号の説明】
１  止水構造
２  構造躯体
２ａ  開口部
３  スリット板
３ａ  溝
４  パッキン材
５ａ，５ｂ  スライド板
５ｃ  境目
５ｄ  先端部
６  堰
７ａ，７ｂ  ボルト
８ａ，８ｂ  板状体
９      スライド板
９ａ    差込側
９ｂ    面取り
１０ａ，１０ｂ  切れ目
【図１】
0003762110.tif 000004
【図２】
0003762110.tif 000005
【図３】
0003762110.tif 000006
【図４】
0003762110.tif 000007