特許 5930373 排水桝補強

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5930373

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月8日

(54)【発明の名称】排水桝補強

(51)【国際特許分類】

   E03F 5/02 20060101AFI20160526BHJP

   E03F 5/10 20060101ALI20160526BHJP

【ＦＩ】

   E03F5/02

   E03F5/10 A

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-19591(P2012-19591)

(22)【出願日】2012年2月1日

(65)【公開番号】特開2013-159892(P2013-159892A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2014年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100942

【氏名又は名称】アイレック技建株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003296

【氏名又は名称】デンカ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100084858

【弁理士】

【氏名又は名称】東尾 正博

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(74)【代理人】

【識別番号】100166796

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 雅至

(72)【発明者】

【氏名】梅田 弘幸

(72)【発明者】

【氏名】宮田 信二

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 昭雄

(72)【発明者】

【氏名】中島 健次郎

(72)【発明者】

【氏名】竹田 誠

(72)【発明者】

【氏名】福井 準

(72)【発明者】

【氏名】硲 昌也

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２９０８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２８００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４２３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８８７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０３Ｆ １／００−１１／００

Ｅ０２Ｄ ２９／１０−２９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信ケーブル、送電線、ガス管等を通す洞道の排水桝(1)を補強する構造において、排水桝(1)の底壁(3)の上面が繊維強化プラスチック製の底壁補強部材(11)で覆われ、排水桝(1)の側壁(5)の内面が筒状をなす繊維強化プラスチック製の側壁補強部材(12)で覆われ、側壁補強部材(12)は、周方向に分割された複数の分割部材(17)から構成され、側壁補強部材(12)の分割部材(17)の外周下部は、底壁補強部材(11)の外周部に載置されて嵌合し、隣り合う分割部材(17)同士が接合され、分割部材(17)は、アンカー(33)により排水桝(1)の側壁(5)に固定されていることを特徴とする排水桝補強構造。

【請求項2】

排水桝(1)の側壁(5)の内面を覆う側壁補強部材(12)は、上下方向及び周方向に分割されて、各段が複数の分割部材(17)から構成され、下段側の分割部材(17)の外周下部が底壁補強部材(11)の外周部に載置されて嵌合し、下段側の分割部材(17)に上段側の分割部材(17)が載置され、上段側の分割部材(17)のみがアンカー(33)により排水桝(1)の側壁(5)に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の排水桝補強構造。

【請求項3】

排水桝(1)の底壁(3)を覆う底壁補強部材(11)の材料として、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）層から成るものが使用されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水桝補強構造。

【請求項4】

排水桝(1)の底壁(3)にモルタル(25)を打設する工程と、そのモルタル(25)の上面に繊維強化プラスチック製の底壁補強部材(11)を設置する工程と、排水桝(1)の側壁(5)の内面に沿う側壁補強部材(12)の周方向の分割部材(17)を底壁補強部材(11)の外周部に載せて嵌合させ、隣り合う分割部材(17)同士を接合する工程と、側壁補強部材(12)の分割部材(17)をアンカー(33)により排水桝(1)の側壁(5)に定着させる工程と、排水桝(1)の側壁(5)と側壁補強部材(12)の間にモルタル(35)を打設する工程とから成る排水桝補強方法。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれかに記載の排水桝補強構造又は請求項４に記載の排水桝補強方法で使用するため、排水桝の壁面に対応する形状とされていることを特徴とする繊維強化プラスチック製補強部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、洞道内に設けられた排水桝を補強する構造、方法及びこれらに使用する部材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

現在、特に都市部においては、通信ケーブル、送電線、ガス管等のライフラインを地中の洞道に通すことがあり、この洞道内には、浸入した水を集めて外部へ排出するため、排水桝が設けられている。

【0003】

このような排水桝として、例えば、図１７に示すように、コンクリート製の底壁５１、側壁５２及び隔壁５３を構築し、内部に隔壁５３で区画された沈殿部５４及び貯蔵部５５を形成したものが知られている（下記特許文献１、段落［０００２］〜［０００５］及び図５参照）。

【0004】

この排水桝では、洞道内に浸入した水を導入口５６を通じて沈殿部５４に導入し、隔壁５３の上部のスクリーン５７により貯蔵部５５への固形物の浸入を阻止して、沈殿部５４に固形物を沈殿させ、貯蔵部５５に溜まった水をポンプ５８により外部へ排出する。

【0005】

また、この排水桝には、外部へ排出すると環境に悪影響を与えるおそれのある油を検出する油検知器５９が設けられている。

【0006】

ところで、洞道は地下５０ｍ程の高深度に建設されることが多く、このような洞道の底壁部分に設けられる排水桝の壁面には、高い地下水圧が作用し、特に排水桝の底壁に作用する水圧は非常に高く、この水圧により排水桝の底壁にクラックが入る等の損傷が生じる場合がある。その対策として、排水桝の底壁や側壁を、鉄筋コンクリートを使用して補強することが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−２２１１２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、排水桝を鉄筋コンクリート構造により補強しようとすると、長い工事期間を要し、しかも鉄筋等の重量物を高深度の現場まで運び込む必要があるため、作業性も非常に悪いものとなる。

【0009】

そこで、この発明は、洞道の排水桝を、短い工事期間で、人力による重い作業負荷を伴うことなく補強できるようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、この発明は、通信ケーブル、送電線、ガス管等を通す洞道の排水桝を補強する構造において、排水桝の少なくとも底部を、繊維強化プラスチック製補強部材で覆うこととしたのである。

【0011】

また、排水桝の側壁を、その内面に沿った筒状の繊維強化プラスチック製補強部材で覆うこととしたのである。

【0012】

さらに、繊維強化プラスチック製補強部材が複数の分割部材から構成されているものとしたのである。

【0013】

また、排水桝の底部を覆う繊維強化プラスチック製補強部材は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から成るものとしたのである。

【0014】

具体的な補強方法としては、排水桝の底壁にモルタルを打設する工程と、そのモルタルの上面に繊維強化プラスチック製の底壁補強部材を設置する工程と、底壁補強部材の外周部に載るように排水桝の側壁の内面に沿って側壁補強部材を設置する工程と、側壁補強部材をアンカーにより排水桝の側壁に定着させる工程と、排水桝の側壁と側壁補強部材の間にモルタルを打設する工程とから成るものとしたのである。

【0015】

そして、これらの排水桝補強構造又は排水桝補強方法で使用するため、繊維強化プラスチック製補強部材は、排水桝の壁面に対応する形状としたのである。

【発明の効果】

【0016】

この発明においては、軽量、高強度、高防食性を有する繊維強化プラスチック製補強部材を工場で製作して、現地組立により施工することにより、短い工事期間で、人力による重い資材の運搬等の作業を伴うことなく、所定の構造に施工することができる。

【0017】

また、繊維強化プラスチック製補強部材を、分割構造とすることにより、狭い通路を介して高深度の洞道まで人力で容易に搬入することができる。

【0018】

さらに、特に高い地下水圧が作用する底部の繊維強化プラスチック製補強部材の材料として、強度に優れたＣＦＲＰを使用することにより、軽量でありながら、高い耐水圧性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の実施形態に係る補強構造により補強した排水桝を示す斜視図

【図2】同上の繊維強化プラスチック製補強部材その他の分解斜視図

【図3】同上の底壁補強部材の分割部材を示す斜視図

【図4】同上の底壁補強部材の分解斜視図

【図5】ＦＲＰＭの構造を示す斜視図

【図6】ＣＦＲＰの構造を示す斜視図

【図7】同上の補強方法の準備工程を示す概略図

【図8】同上の補強方法の第１工程を示す概略図

【図9】同上の補強方法の第２工程を示す概略図

【図10】同上の補強方法の第３工程を示す概略図

【図11】同上の補強方法の第４工程を示す概略図

【図12】同上の補強方法の第５工程を示す概略図

【図13】同上の補強方法の第６工程を示す概略図

【図14】同上の補強方法の第７工程を示す概略図

【図15】同上の補強方法の最終工程を示す概略図

【図16】同上の側壁補強部材の接合部分を示す拡大横断平面図

【図17】従来の排水桝を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、この発明の実施形態として、排水桝を補強する構造、部材及び方法について、添付図面に基づいて説明する。

【0021】

図１に示すように、この排水桝１は、通信ケーブル、送電線、ガス管等を通す洞道の下床版２に設けられる円形断面のピットであり、コンクリート製の底壁３を設置し、底壁３の外周に沿って下枠４となるヒューム管を設け、下枠４の内側に側壁５となるヒューム管を設けて構築されている。

【0022】

このような排水桝１を補強する桝補強部材１０は、図１及び図２に示すように、繊維強化プラスチックを材料とする円盤状の底壁補強部材１１、その外周部に立設される円筒状の側壁補強部材１２、側壁補強部材１２の内側において底壁補強部材１１の直径部分から立ち上がる隔壁部材１３及び底壁補強部材１１の上に載置される底板１４から構成され、隔壁部材１３により排水桝１の内部空間が沈殿部と貯蔵部とに区画される。

【0023】

底壁補強部材１１、側壁補強部材１２及び底板１４は、いずれも複数の構成部材から成る分割構造とされている。すなわち、底壁補強部材１１及び底板１４は、それぞれ中心角が９０°の扇状の分割部材１５，１６から構成され、側壁補強部材１２は、上下２段に分割されて、各段が湾曲した４枚の分割部材１７から構成されている。

【0024】

これらの分割部材１５，１６，１７は、人力での運搬時に負担とならないように、１個当たり２５ｋｇ以下とされている。

【0025】

底壁補強部材１１の分割部材１５は、図３及び図４に示すように、扇形の外底板１８の上にリブ側板１９を２枚一組として井桁状に組んで固定し、各組のリブ側板１９の間に発泡ウレタン等の発泡材を詰め、リブ側板１９の上に格子状のリブ天板２０を固定し、外底板１８の半径部に径面板２１を、円弧部に周面板２２を固定した構成とされている。

【0026】

側壁補強部材１２及び隔壁部材１３の材料には、図５に示すように、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層４１の間に樹脂モルタル層４２を挟んだ管用の繊維強化プラスチック複合材（ＦＲＰＭ）が使用されている。ＦＲＰＭの曲げ強さは、コンクリートの約３０倍以上となっている。

【0027】

底壁補強部材１１の材料には、図６に示すように、繊維強化プラスチックの中でも特に強度に優れた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）層４３から成るものが使用されている。ＣＦＲＰの曲げ強さは、ＦＲＰＭの約２〜６倍となっている。底板１４の材料には、ＦＲＰが使用されている。

【0028】

上記各部材を使用して排水桝を補強するには、まず、図７に示すように、排水桝１の内部を清掃し、補強部材の設置準備を行う。

【0029】

次に、図８に示すように、排水桝１の底壁３に生じたクラック６及び下枠４と側壁５との間に、低粘度の合成樹脂薬液を高圧で注入する止水工法等により漏水防止処理を施し、底壁３にモルタル２５を打設する。

【0030】

続いて、図９に示すように、分割部材１５をボルト及びナットで接合し、円盤状に組み立てた底壁補強部材１１を排水桝１の底部に降ろして、モルタル２５の上に設置し、図１０に示すように、底壁補強部材１１の周囲と排水桝１の側壁５との間をエポキシ樹脂２６でシールする。

【0031】

次に、図１１に示すように、側壁補強部材１２の下段側の分割部材１７を底壁補強部材１１の外周部に嵌め、隣り合う分割部材１７の間にエポキシ樹脂２７を詰めて円筒状に配置し、その上方にエポキシ樹脂２７を介して上段側の分割部材１７を載せ、隣り合う分割部材１７の間にエポキシ樹脂２７を詰めて円筒状に配置する。

【0032】

そして、図１２及び図１６に示すように、側壁補強部材１２の隣り合う分割部材１７の接合部分を、上下段の分割部材１７に亘るステンレス製の接合金物２８，２９により、側壁補強部材１２の内面及び外面から挟持し、ステンレス製のボルト３０を、側壁補強部材１２の内面側から接合金物２８の貫穴を介して接合金物２９のねじ穴にねじ込む。

【0033】

また、この接合部分に、強度及びシール性向上のため、ハンドレイアップ法等によりＦＲＰ層３１を形成する。

【0034】

ここで、ＦＲＰ層３１は、接合金物２８の表面側を覆うように形成してもよく、分割部材１７と接合金物２８の間に形成してもよい。また、ＦＲＰ層に代えて、紫外線の照射等で硬化する光硬化性シート等を使用してもよい。

【0035】

そして、側壁補強部材１２の外面と排水桝１の側壁５の間には、スペーサー３２を介在させる。

【0036】

続いて、図１３に示すように、側壁補強部材１２に形成された貫穴を介して、樹脂アンカー３３を側壁５及び下床版２の削孔に挿入して定着させ、アンカー３３の頭部と側壁補強部材１２の貫穴との間をエポキシ樹脂３４でシールした後、図１４に示すように、側壁補強部材１２の外面と側壁５の間に無収縮モルタル３５を打設する。

【0037】

そして、図１５に示すように、底壁補強部材１１の直径部分の溝に隔壁部材１３の下部を嵌め込んで、隔壁部材１３を立設し、底壁補強部材１１の上に底板１４の分割部材１６を円板を構成するように載せ、隔壁部材１３と側壁補強部材１２とを接合金物２８で固定し、隔壁部材１３と底板１４とをステンレス製の接合金物３６で固定する。

【0038】

最後に、側壁補強部材１２と底板１４の間、隔壁部材１３と底板１４の間、底板１４の隣り合う分割部材１６の間をそれぞれエポキシ樹脂でシールし、側壁補強部材１２の上部と側壁５の間をエポキシ樹脂３７でシールする。このように施工すると、外水圧により底壁補強部材１１に作用する上揚力をアンカー３３で受ける補強構造が構成される。

【0039】

上記のような桝補強部材１０を使用して排水桝１を補強する方法では、軽量、高強度で高防食性を有する繊維強化プラスチック製の底壁補強部材１１、側壁補強部材１２、隔壁部材１３及び底板１４を工場で製作し、現地組立により施工するので、短い工事期間で、人力による重い資材の運搬等の作業を伴うことなく、所定の構造に施工することができ、現場コストを抑制しつつ、長期耐久性を有する補強が可能となる。

【0040】

また、底壁補強部材１１、底板１４及び側壁補強部材１２を、それぞれ分割部材１５，１６，１７から構成された分割構造としたので、狭い通路を介して高深度の洞道まで人力で容易に搬入することができる。

【0041】

さらに、特に高い地下水圧が作用する底壁補強部材１１の材料として、強度に優れたＣＦＲＰを使用し、その断面形状をリブ構造としたので、軽量でありながら、高い耐水圧性能を得ることができる。

【0042】

なお、上記実施形態では、既設の排水桝１の補修に適用する場合を例示したが、この桝補強部材１０を使用した補強方法は、新設の排水桝１の補強に適用することもできる。

【0043】

また、底壁補強部材１１の材料としてＣＦＲＰを、側壁補強部材１２及び隔壁部材の材料としてＦＲＰＭを、底板１４の材料としてＦＲＰをそれぞれ使用したが、排水桝１の条件に応じてこれらの材料を替えることにより、品質を確保しつつコストを抑制できる。

【0044】

また、接合部分のシール材としてエポキシ樹脂を使用したが、水質条件に応じて、ビニルエステル樹脂等、他のシール材を使用することもでき、これにより、止水性を確保し、耐用年数の長期化を図ることができる。

【符号の説明】

【0045】

１ 排水桝
２ 下床版
３ 底壁
４ 下枠
５ 側壁
６ クラック
１０ 桝補強部材
１１ 底壁補強部材
１２ 側壁補強部材
１３ 隔壁部材
１４ 底板
１５，１６，１７ 分割部材
１８ 外底板
１９ リブ側板
２０ リブ天板
２１ 径面板
２２ 周面板
２５ モルタル
２６，２７ エポキシ樹脂
２８，２９ 接合金物
３０ ボルト
３１ ＦＲＰ層
３２ スペーサー
３３ アンカー
３４ エポキシ樹脂
３５ モルタル
３６ 接合金物
３７ エポキシ樹脂
４１ ＦＲＰ層
４２ 樹脂モルタル層
４３ 炭素繊維強化プラスチック層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】