JP4043399B2 - Hydraulic iron pipe deformation prevention device and hydraulic iron pipe burying method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリート埋設型の水圧鉄管に関し、さらに詳しくは、薄肉の水圧鉄管に高いコンクリート打設圧が作用した場合に、この水圧鉄管の変形・座屈を防止できる水圧鉄管の変形防止装置及び水圧鉄管の埋設方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
水力発電所建設に際しては、ダム等に貯えた水を発電機まで導くための導水管を地山中へ埋設する。また、近年では、電力需要の多い時間帯に発電した後、その水を貯えておき、電力需要の少ない時間帯には余剰の電力を利用して上部の発電用貯水池へ発電後の水を戻す、いわゆる揚水発電も多く建設されてきている。いずれの水力発電所でも、地山中に斜坑や垂直坑を掘削して、これらの内部に導水管である水圧鉄管を配置して、水圧鉄管と斜坑等の間にコンクリートを打設して、水圧鉄管を埋設する工事を必要とする。
【0003】
コンクリートを打設する際には、高い打設圧が水圧鉄管に作用するため、水圧鉄管の変形や座屈を防止するため、コンクリート打設時には水圧鉄管に対して何らかの補強手段が必要となる。このような補強手段としては、特許文献1に、H型鋼のリング状のスティフナーを水圧鉄管の軸方向に所定間隔で取り付けて、水圧鉄管を補強する技術が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−199547号公報 P1、2 図1
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては、水圧鉄管の大型化にともない、水圧鉄管の施工コストを低減するため、鋼張力鋼管を採用して水圧鉄管を薄肉化して水圧鉄管自体の製造コストを低減したり、薄肉化にともなう軽量化によって据付コストを低減させたりしている。また、水圧鉄管の据付ブロックを大規模にして、1回のコンクリート打設で埋設できる水圧鉄管の長さを大きくしてコンクリート打設の回数を少なくすることにより、水圧鉄管の埋設工程を短縮している。
【0006】
図7は、従来用いられてきた水圧鉄管の補強手段を示す説明図である。上記水圧鉄管の薄肉化及び据付ブロックの大規模化にともなって、薄肉の水圧鉄管に対して高い打設圧が作用する状況が発生する。このような状況下において、図7(a)に示す従来のスティフナー構造では、スティフナー510の配置間隔を水圧鉄管501の軸方向に対して密にして、さらにスティフナー510の高さlを大きくしなければならない。しかしながら、施工コスト低減及び工期短縮といった観点から、水圧鉄管501を埋設する斜坑等の断面はできるだけ小さくしなければならないので、スティフナー510の寸法を大きくすることは困難である。
【0007】
また、図7(b)は、水圧鉄管501の補強手段として、スパイダー(突っ張り材)520を水圧鉄管501内に複数配置することにより、水圧鉄管501に作用する打設圧Pをスパイダー520によって支持する構成を示している。この構成では、水圧鉄管501を埋設する斜坑等の断面を小さくすることに対して何ら問題はない。しかし、水圧鉄管501が大型化すると必然的にスパイダー520も大型化しなければならず、これによってスパイダー520の面外剛性が不足して、打設圧Pを支えきれないおそれがある。したがって、大径の水圧鉄管501に対しては、スパイダー520の数を増やし、面外剛性を高くする必要があるが、これによってコスト増加や施工性の低下を招く。
【0008】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型・薄肉の水圧鉄管に高いコンクリート打設圧が作用した場合に、この水圧鉄管の変形・座屈を防止することができる水圧鉄管の変形防止装置及び水圧鉄管の施工方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による水圧鉄管の変形防止装置は、内周が曲面で構成され、且つ外周は平面を組み合わせた構成の環状支持部材と、当該環状支持部材の外周における平面部分と鋼管の内壁とへ当接するように配置されて、前記水圧鉄管に作用するコンクリート打設圧を前記環状支持部材へ伝達する打設圧伝達手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
このように、水圧鉄管に作用するコンクリート打設圧を、打設圧伝達部材を介して環状支持部材に伝えることによって支持するので、水圧鉄管の変形防止装置の面外剛性を十分に確保することができる。これにより、高張力鋼で製造した大型・薄肉の水圧鉄管を埋設してコンクリートを打設する場合でも、水圧鉄管の変形・座屈を防止できる。
【0011】
また、次の発明による水圧鉄管の変形防止装置は、上記水圧鉄管の変形防止装置において、上記環状支持部材は、軸方向に垂直な平面に平行な板材を対向配置し、さらに前記板材と垂直に対向配置された板材とを接合して構成したボックス構造であることを特徴とする。このように、環状支持部材をボックス構造とすることにより、環状支持部材を軽量化しつつ、環状支持部材の面外剛性を向上させることができる。
【0012】
また、次の発明による水圧鉄管の変形防止装置は、上記水圧鉄管の変形防止装置において、上記打設圧伝達手段は伸縮可能であり、上記打設圧伝達手段を伸ばすことにより上記環状支持部材を上記水圧鉄管内に固定することを特徴とする。このように、伸縮可能な打設圧伝達手段を使用するので、水圧鉄管の変形防止装置を水圧鉄管内に配置する際の調整が容易になり、施工性が向上する。
【0013】
また、次の発明による水圧鉄管の埋設方法は、上記水圧鉄管の埋設方法において、トンネル内壁に対して一定の間隔を設けて配置された水圧鉄管内に、環状支持部材とこの外周に取り付けられた伸縮可能な打設圧伝達部材とを有する水圧鉄管の変形防止装置を、前記水圧鉄管の長手方向に対して所定の間隔で配置する工程と、前記打設圧伝達部材を伸ばして前記環状支持部材を前記水圧鉄管内に固定する工程と、前記トンネルと前記水圧鉄管との間にコンクリートを打設する工程と、を含むことを特徴とする。
【0014】
このように、コンクリート打設時に水圧鉄管へ作用するコンクリート打設圧を、打設圧伝達部材を介して環状支持部材に伝えることによって支持するので、水圧鉄管の変形防止装置の面外剛性を十分に確保することができる。これにより、高張力鋼で製造した大型・薄肉の水圧鉄管を埋設してコンクリートを打設する場合でも、水圧鉄管の変形・座屈を防止して、確実に水圧鉄管をトンネル内に埋設できる。
【0015】
また、次の発明による水圧鉄管の埋設方法は、上記水圧鉄管の埋設方法において、上記水圧鉄管の変形防止装置が配置される所定の間隔は、上記水圧鉄管の下部から上部に従って大きくなることを特徴とする。このように、コンクリート打設圧が小さくなるにしたがって水圧鉄管の変形防止装置の配置間隔を大きくするので、必要十分な個数の水圧鉄管の変形防止装置を配置できる。その結果、余分な水圧鉄管の変形防止装置を用意する必要がなくなるので、施工コストを低減でき、また、施工時間も短縮できる。
【0016】
また、次の発明による水圧鉄管の埋設方法は、上記水圧鉄管の埋設方法において、さらに、上記環状支持部材の中央部を上記水圧鉄管内における移動空間としたことを特徴とする。このように、水圧鉄管の変形防止装置を構成する環状支持部材中央部の空間を利用することにより、水圧鉄管内を作業者が自由に往来でき、また、機器の搬入・搬出も容易になるので、施工性が向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【0018】
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に係る水圧鉄管の変形防止装置を示す正面図である。この水圧鉄管の変形防止装置10は、環状支持部材20の外側に打設圧伝達手段を配置した構成であり、これらを水圧鉄管1内に配置して環状支持部材20が打設圧伝達手段を介して水圧鉄管1をその内壁1iw側から支持する点に特徴がある。
【0019】
図1に示すように、水圧鉄管の変形防止装置10は、環状支持部材20の外周に打設圧伝達手段であるジャッキ30、30'を所定の間隔をもって配置してある。ジャッキ30の第1支持部30aは、水圧鉄管1の内壁1iwに接しており、またジャッキ30の第2支持部30bは、環状支持部材20の外周平面部20opと接している。そして、ジャッキ30等のシリンダ30sを伸ばすことにより、コンクリートを打設する際に、環状支持部材20がジャッキ30を介して水圧鉄管1をその内壁1iwから支持して、コンクリート打設圧による水圧鉄管1の変形や座屈を防止する。なお、この水圧鉄管1は高張力鋼(HT100)で製造されており、その径は4〜5m程度である。また、水圧鉄管1の肉厚は20〜30mm程度である。
【0020】
次に、本発明の実施の形態1に係る水圧鉄管の変形防止装置10を構成する環状支持部材20の構造を詳述する。図2は、この発明の実施の形態1に係る環状支持部材の全体構成を示す正面図である。また、図3は、この発明の実施の形態1に係る環状支持部材の詳細な構成を示す部分説明図である。この環状支持部材20は、軸Z(図面に垂直な軸)に垂直な断面内形状が円形であり、軸Zに垂直な断面外形状は多角形である。すなわち、この環状支持部材20の内周は曲面で構成され、外周は複数の平面を組み合わせた構成である。なお、環状支持部材20の外周を構成する平面の数は、環状板状部材20の外周に取り付けられるジャッキ30等の個数と等しくすることが好ましい。
【0021】
軸Zに垂直な断面外形状を多角形としたのは、打設圧伝達手段であるジャッキ30の第2支持部30bの取り付けを容易にし、さらに、コンクリート打設時の打設圧を効率よく環状支持部材20へ伝達させるためである。本実施の形態1において、軸Zに垂直な断面外形状は16角形であるが、当該断面外形状はジャッキ30、30'の個数により適宜変更することができる。ジャッキ30等の個数は、水圧鉄管1に作用する打設圧によって変更されるが、6〜32個である。したがって、環状支持部材20の軸Zに垂直な断面外形状は、6〜32角形となる。
【0022】
環状支持部材20は、軸Zに垂直な断面内形状と断面外形状とが異なるので、環状支持部材20の径方向高さH(図3(a))は、その位置によって異なる。したがって、打設圧に耐え得る大きさに前記径方向高さHを定める。図3(b)に示すように、本実施の形態に係る環状支持部材20は、複数の板材を溶接によって接合して製造されるボックス構造である。そして、図3(c)に示すように、このボックス構造においては、軸Zに垂直な平面と平行な第1側板24の端面24tが、当該側板24と垂直に組み合わされる第2側板25の端部側面25tsと当接するようにして溶接されている。このような構造によって、第1側板24に作用する曲げモーメントを抑えることができるので、第2側板25から伝達する打設圧を確実に支持することができる。また、ボックス構造とすることにより、環状支持部材20の軽量化を達成しつつ、環状支持部材20の面外剛性を向上させることができる。
【0023】
また、図2及び図3(a)、(b)に示すように、環状支持部材20の内部には、その周方向に向かって複数のリブ22が取り付けられている。このリブ22は、ジャッキ30の第2支持部30bが取り付けられる位置に配置されている。これにより、ジャッキ30の取り付け位置における環状支持部材20の強度を向上させて、ジャッキ30から伝達される打設圧によって環状支持部材20が変形することを防止する。
【0024】
環状支持部材20は一体として製造してもよいが、寸法が大きくなる場合には図2に示すように、環状支持部材20を分割して製造することが好ましい。図1に示すように、半円状の第1環状部材201と第2環状部材202とを、それぞれの端部に取り付けたフランジ26を締結手段であるボルトによって締結して、環状支持部材20を製造する。このような分割構造とすれば、寸法の大きい環状支持部材20であっても、容易に製造できる。また、分割構造とすれば、分割して輸送し、水圧鉄管1の施工現場で環状支持部材20を組み立てることもできるので、輸送の自由度も向上する。特に、水圧鉄管1の施工現場は山中が多く、交通網も十分に整備されていない場合があるため、分割構造は水圧鉄管1の施工に対して有効である。
【0025】
次に、図1を用いて、打設圧伝達手段について説明する。本実施の形態1においては、打設圧伝達手段として複数のジャッキ30、30'を使用する。ジャッキ30等は、図1(b)に示すように、第2支持部30bを環状支持部材20の外周平面部20opに固定することで取り付けられる。ジャッキ30等の第1支持部30aは水圧鉄管1の内壁1iwと当接するが、第2支持部30bの当接部形状は、図1(c)に示すように、水圧鉄管1の内壁形状の曲率半径Rに合わせた形状とすることが好ましい。このようにすれば、打設圧を効率よくジャッキ30等へ伝達することができる。打設圧伝達手段であるジャッキ30の数は、水圧鉄管1の座屈や変形に対する安全を考慮して、その数を決定する。また、ジャッキ30等は伸縮可能であるので、水圧鉄管の変形防止装置10を水圧鉄管1内に配置する際の調整が容易になる。その結果、施工性が向上し、工期の短縮に寄与する。
【0026】
本実施の形態1において、ジャッキ30には手動駆動型のジャッキ30及び電動の自動駆動型のジャッキ30'を混合して使用している。このようにすれば、水圧鉄管の変形防止装置10の製造コストを抑えつつ、水圧鉄管の変形防止装置10を比較的容易に据え付けることができる。一方、すべて電動駆動型のジャッキ30を使用すれば、水圧鉄管の変形防止装置10を水圧鉄管1内に据え付ける作業が容易になる。なお、自動駆動型のジャッキ30'は電動駆動型に限らず油圧や空気圧ジャッキでもよい。
【0027】
図4は、斜坑内に配置した水圧鉄管にコンクリートを打設した場合に水圧鉄管へ作用するコンクリート打設圧を説明する概念図である。図4に示すように、斜坑3内に配置された水圧鉄管1を斜坑3内へ埋設する際には、水圧鉄管1と斜坑3との間にコンクリート5を打設する。このときには、水深が深くなると水圧が大きくなるのと同じ理由で、高さhが0に近くなるにしたがって水圧鉄管1に作用する打設圧Pは大きくなる。
【0028】
一般にコンクリートは流動性が低いため、水圧鉄管1には当該コンクリートの単位容積質量よりも小さい液圧の打設圧Pが作用する。しかし、コンクリートのように流動性の極めて高いコンクリートにおいては、コンクリートの単位容積質量による液圧の打設圧Pが水圧鉄管1に作用するものとして取り扱う。このように、コンクリートを打設する場合には、通常のコンクリートを打設する場合よりも大きい打設圧Pが水圧鉄管1に作用するので、水圧鉄管1の変形・座屈を防止するためには、通常のコンクリートを打設する場合よりも強固な補強が必要となる。
【0029】
ここで、コンクリートとは、フレッシュ時の材料分離抵抗性を損なうことなく流動性を著しく高めたコンクリートであり、その流動性は、荷卸し時におけるスランブフロー値が50cm以上70cm以下のものである。なお、スランブフローは、JIS A 1101(コンクリートのスランブ試験方法)により求めたものである。コンクリートを使用すると、充填不良箇所が生じ難くなる、均質で精度の高い構体が得られる、打設作業を合理化できる等の利点がある。
【0030】
この水圧鉄管の変形防止装置10は、環状支持部材20の外側に打設圧伝達手段であるジャッキ30、30'を配置し、環状支持部材20がジャッキ30等を介して水圧鉄管1をその内壁側から支持する。このように、環状支持部材20によって水圧鉄管1を支持するので、肉厚の薄い水圧鉄管1を埋設してコンクリートを打設する場合でも、水圧鉄管の変形防止装置10の面外剛性を十分に確保して、水圧鉄管1の変形・座屈を防止できる。
【0031】
また、従来のスパイダー方式(図7(b))で、径の大きい水圧鉄管を支持する場合には、スパイダー520の寸法が大きくなり、相対的に面外剛性が低下する。これを解消するためには、スパイダー520の肉厚を厚くしたり、スパイダー520の数を増やしたりする必要があり、施工性を低下させることになる。この水圧鉄管の変形防止装置10によれば、面外剛性が十分に大きい環状支持部材20により水圧鉄管1を支持するので、水圧鉄管1の変形・座屈を防止できる。
【0032】
さらに、コンクリートを打設する場合には、打設高100%の液圧が水圧鉄管1に作用するので、通常のコンクリートよりも高い打設圧が水圧鉄管1に作用するが、この構造によれば、水圧鉄管の変形防止装置10の面外剛性を十分に確保できるので、水圧鉄管1の変形・座屈を防止できる。これにより、1回あたりのコンクリートを打設するブロックを大きくできるので、大型・薄肉の水圧鉄管を埋設する際の工期を短縮することができる。
【0033】
また、水圧鉄管の変形防止装置10は水圧鉄管1の内部に配置されるので、水圧鉄管1の直径よりも大きくなることはない。これにより、水圧鉄管1を埋設するトンネルの断面が小さい場合でも施工が可能となる。また、環状支持部材20を使用するので、中空部分20iの中央部を作業員や機材等の通路やジャッキ30等を操作する作業スペースとして利用することができ、作業効率が向上する。
【0034】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2においては、本発明の実施の形態1に係る水圧鉄管の変形防止装置10を用いて水圧鉄管1をトンネル内に埋設する方法を説明する。なお、この例ではトンネルである斜坑3内部に水圧鉄管1を埋設するが、垂直坑に水圧鉄管1を埋設する場合も同様に上記水圧鉄管の変形防止装置10を適用できる。
【0035】
図5は、本発明に係る水圧鉄管の変形防止装置を斜坑内の水圧鉄管内に配置した状態を示す断面図である。揚水式発電に用いる水圧鉄管1は、一般に地山中に掘られた斜坑3内に設置され、斜坑3と水圧鉄管1との間にコンクリート5を打設して斜坑3中に埋設される。斜坑3内に設置した水圧鉄管1の外側にコンクリート5を打設する際には、作業性を考慮して、コンクリート5の打設領域全体を複数のブロックに分割し、その1ブロック毎にコンクリート5を打設する。このため、1ブロック内に所定間隔D1〜D5で複数の水圧鉄管の変形防止装置10を配置する。なお、D1+D2+・・・+D5=「1ブロックの長さ」となる。
【0036】
上述したように、水圧鉄管1に作用する打設圧は、水圧鉄管1の下部よりも上部の方が小さくなるので、図5に示すように、水圧鉄管1の下部においては水圧鉄管の変形防止装置10を密に配置し、上部に進むにしたがって水圧鉄管の変形防止装置10を疎に配置する。この間隔D1〜D5は、有限要素法等の構造解析を利用して、水圧鉄管1の変形・座屈が発生しないように決定される。
【0037】
水圧鉄管1内に配置された複数の水圧鉄管の変形防止装置10は、上記所定の間隔D1〜D5で、それぞれ上部ワイヤ50及び下部ワイヤ52により連結される。これにより、1ブロックに対してコンクリートの打設が完了したら、この間隔D1〜D5を保ったまま次のブロックへ複数の水圧鉄管の変形防止装置10を引き上げて、これらを打設領域へ固定することができるので、作業効率が向上する。
【0038】
図6は、本発明に係る水圧鉄管の変形防止装置を斜坑内の水圧鉄管内に配置するための一形態を示す説明図である。このように、斜材44と基材46とによって水圧鉄管の変形防止装置10を支持し、さらに、斜材44及び基材46にはステージ40が取り付けられる。このステージ40は、作業者が手動のジャッキ30(図1参照)を操作したり、水圧鉄管の変形防止装置10の配置位置を調整したりするために使用される。
【0039】
また、ステージ40には通路用孔42が開口しており、この通路用孔42を通って作業者が斜坑3内(図5参照)を移動する。通路用孔42及び環状支持部材20内には梯子階段56が通っており、作業者の移動を容易にしてある。このように、本発明に係る水圧鉄管の変形防止装置10は環状支持部材20を用いるので、その中空部分20i(図1、2参照)を利用して作業者や機材が斜坑3内を移動できるので、施工の効率を極めて高くできる。
【0040】
水圧鉄管の変形防止装置10を水圧鉄管1内の所定位置に配置したら、ジャッキ30のシリンダ30sを伸ばして(図1(b)参照)、環状支持部材20を水圧鉄管1内にジャッキ30を介して固定する。その後、斜坑3と水圧鉄管1との間にコンクリート5を1ブロック分打設して、このブロックにおける水圧鉄管1の埋設が終了する。コンクリート5が実用上十分な強度に達するまで固化したら、次のブロックに水圧鉄管の変形防止装置10をまとめて引き上げ、同様に水圧鉄管の変形防止装置10を固定して、コンクリート5を打設する。この作業を順次繰り返して、斜坑3全体にわたって水圧鉄管1を埋設する。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る水圧鉄管の変形防止装置では、水圧鉄管に作用するコンクリート打設圧を、打設圧伝達部材を介して環状支持部材に伝えることによって支持するようにした。これにより、高張力鋼で製造した大型・薄肉の水圧鉄管を埋設してコンクリートを打設する場合でも、水圧鉄管の変形・座屈を防止できる。
【0042】
また、次の発明に係る水圧鉄管の変形防止装置では、環状支持部材をボックス構造としたので、環状支持部材の軽量化を達成しつつ、環状支持部材の面外剛性を向上させることができる。
【0043】
また、次の発明に係る水圧鉄管の変形防止装置では、打設圧伝達手段を伸縮可能としたので、水圧鉄管の変形防止装置を水圧鉄管内に配置する際の調整が容易になり、施工性が向上する。
【0044】
また、次の発明による水圧鉄管の埋設方法では、水圧鉄管へ作用するコンクリート打設圧を、打設圧伝達部材を介して環状支持部材に伝えることによって支持するようにした。これにより、高張力鋼で製造した大型・薄肉の水圧鉄管を埋設してコンクリートを打設する場合でも、水圧鉄管の変形・座屈を防止して、確実に水圧鉄管をトンネル内に埋設できる。
【0045】
また、次の発明による水圧鉄管の埋設方法では、コンクリート打設圧が小さくなるにしたがって水圧鉄管の変形防止装置の配置間隔を大きくするようにした。これにより、余分な水圧鉄管の変形防止装置を用意する必要がなくなるので、施工コストを低減でき、また、施工時間も短縮できる。
【0046】
また、次の発明による水圧鉄管の埋設方法では、水圧鉄管の変形防止装置を構成する環状支持部材中央部の空間を移動空間として利用するようにした。これにより、水圧鉄管の埋設時には、水圧鉄管内を作業者が自由に往来でき、また、機器の搬入・搬出も容易になるので、施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る水圧鉄管の変形防止装置を示す正面図である。
【図2】この発明の実施の形態1に係る環状支持部材の全体構成を示す正面図である。
【図3】この発明の実施の形態1に係る環状支持部材の詳細な構成を示す部分説明図である。
【図4】斜坑内に配置した水圧鉄管にコンクリートを打設した場合に水圧鉄管へ作用するコンクリート打設圧を説明する概念図である。
【図5】本発明に係る水圧鉄管の変形防止装置を斜坑内の水圧鉄管内に配置した状態を示す断面図である。
【図6】本発明に係る水圧鉄管の変形防止装置を斜坑内の水圧鉄管内に配置するための一形態を示す説明図である。
【図7】従来用いられてきた水圧鉄管の補強手段を示す説明図である。
【符号の説明】
1、501 水圧鉄管
10 水圧鉄管の変形防止装置
20 環状支持部材
20i 中空部分
20op 外周平面部
24、25 側板
24t 端面
25ts 端部側面
30、30' ジャッキ
30a 第1支持部
30b 第2支持部
510 スティフナー
520 スパイダー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a concrete buried type hydraulic iron pipe, and more specifically, when a high concrete placing pressure is applied to a thin-walled hydraulic iron pipe, the hydraulic iron pipe deformation preventing device capable of preventing deformation and buckling of the hydraulic iron pipe, and The present invention relates to a method of burying a hydraulic iron pipe.
[0002]
[Prior art]
When constructing a hydroelectric power plant, a conduit for guiding the water stored in the dam to the generator will be buried in the ground. Also, in recent years, after generating electricity during times when power demand is high, the water is stored, and in times when electricity demand is low, surplus power is used to return the generated water to the upper power generation reservoir. Many so-called pumped-storage power generation systems have been built. In any hydroelectric power plant, excavation of a vertical shaft or vertical shaft in the natural ground, a hydraulic iron pipe as a conduit pipe is placed inside these, and concrete is placed between the hydraulic iron pipe and the inclined shaft, etc. Construction to bury iron pipes is required.
[0003]
When casting concrete, a high casting pressure acts on the hydraulic iron pipe. Therefore, in order to prevent deformation and buckling of the hydraulic iron pipe, some means of reinforcement is required for the hydraulic iron pipe when placing concrete. As such a reinforcing means,
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-199547 P1, 2
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, in order to reduce the construction cost of the hydraulic iron pipe with the increase in the size of the hydraulic iron pipe, the steel iron pipe is thinned to reduce the manufacturing cost of the hydraulic iron pipe itself or reduce the thickness. As a result, the installation cost can be reduced by reducing the weight. In addition, the hydraulic iron pipe embedding process is shortened by increasing the length of the hydraulic iron pipe that can be embedded in one concrete placement and reducing the number of times of concrete placement by increasing the size of the hydraulic iron pipe installation block. ing.
[0006]
FIG. 7 is an explanatory view showing a conventionally used reinforcing means for a hydraulic iron pipe. With the thinning of the hydraulic iron pipe and the increase in the size of the installation block, a situation occurs in which a high casting pressure acts on the thin hydraulic iron pipe. Under such circumstances, in the conventional stiffener structure shown in FIG. 7A, the
[0007]
Further, FIG. 7B shows that, as a means for reinforcing the
[0008]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and a hydraulic pressure that can prevent deformation and buckling of the hydraulic iron pipe when a high concrete pouring pressure is applied to a large and thin hydraulic iron pipe. An object of the present invention is to provide an iron pipe deformation prevention device and a method of constructing a hydraulic iron pipe.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a deformation prevention device for a hydraulic iron pipe according to the present invention includes an annular support member having a configuration in which an inner periphery is configured by a curved surface and an outer periphery is combined with a plane, and a plane at the outer periphery of the annular support member And a placement pressure transmitting means disposed so as to contact the portion and the inner wall of the steel pipe and transmitting the concrete placement pressure acting on the hydraulic iron pipe to the annular support member.
[0010]
In this way, the concrete placement pressure acting on the hydraulic iron pipe is supported by transmitting it to the annular support member via the placement pressure transmission member, so that the out-of-plane rigidity of the deformation prevention device for the hydraulic iron pipe is sufficiently ensured. Can do. Accordingly, even when a large-sized, thin-walled hydraulic iron pipe made of high-strength steel is buried and concrete is placed, deformation and buckling of the hydraulic iron pipe can be prevented.
[0011]
Further, in the hydraulic iron pipe deformation preventing apparatus according to the next invention, in the hydraulic iron pipe deformation preventing apparatus, the annular support member is disposed so as to face a plate material parallel to a plane perpendicular to the axial direction, and further perpendicular to the plate material. It is a box structure formed by joining plate members arranged opposite to each other. Thus, by making the annular support member a box structure, the out-of-plane rigidity of the annular support member can be improved while reducing the weight of the annular support member.
[0012]
Further, in the hydraulic iron pipe deformation preventing device according to the next invention, in the hydraulic iron pipe deformation preventing device, the driving pressure transmitting means can be expanded and contracted, and the annular supporting member is extended by extending the driving pressure transmitting means. It fixes in the said hydraulic iron pipe, It is characterized by the above-mentioned. As described above, since the telescopic casting pressure transmission means is used, adjustment when the hydraulic iron pipe deformation preventing device is arranged in the hydraulic iron pipe becomes easy, and workability is improved.
[0013]
Further, the hydraulic iron pipe embedding method according to the next invention is the above-described hydraulic iron pipe embedding method, in which the annular support member and the outer periphery are attached to the hydraulic iron pipe arranged at a predetermined interval with respect to the tunnel inner wall. A step of disposing a deformation prevention device for a hydraulic iron pipe having a telescopic placing pressure transmission member at a predetermined interval with respect to a longitudinal direction of the hydraulic iron pipe; and extending the placement pressure transmission member to form the annular support member. And a step of placing concrete between the tunnel and the hydraulic iron pipe.
[0014]
In this way, the concrete placement pressure acting on the hydraulic iron pipe during concrete placement is supported by transmitting it to the annular support member via the placement pressure transmission member, so that the out-of-plane rigidity of the deformation prevention device for the hydraulic iron pipe is sufficient. Can be secured. Thereby, even when a large-sized, thin-walled hydraulic iron pipe made of high-strength steel is buried and concrete is placed, deformation and buckling of the hydraulic iron pipe can be prevented and the hydraulic iron pipe can be reliably buried in the tunnel.
[0015]
Further, the hydraulic iron pipe burying method according to the next invention is characterized in that, in the hydraulic iron pipe burying method, the predetermined interval in which the deformation prevention device for the hydraulic iron pipe is arranged increases from the lower part to the upper part of the hydraulic iron pipe. And Thus, since the arrangement interval of the deformation prevention devices for the hydraulic iron pipes is increased as the concrete pouring pressure decreases, a necessary and sufficient number of deformation prevention devices for the hydraulic iron pipes can be arranged. As a result, there is no need to prepare an extra deformation prevention device for the hydraulic iron pipe, so that the construction cost can be reduced and the construction time can be shortened.
[0016]
The hydraulic iron pipe burying method according to the next invention is characterized in that, in the hydraulic iron pipe burying method, the central portion of the annular support member is a moving space in the hydraulic iron pipe. In this way, by utilizing the space in the center of the annular support member that constitutes the deformation prevention device for the hydraulic iron pipe, the operator can freely travel within the hydraulic iron pipe, and the equipment can be easily carried in and out. The workability is improved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same.
[0018]
(Embodiment 1)
1 is a front view showing a deformation prevention device for a hydraulic iron pipe according to
[0019]
As shown in FIG. 1, the hydraulic iron pipe
[0020]
Next, the structure of the
[0021]
The fact that the outer shape of the cross section perpendicular to the axis Z is a polygon makes it easy to attach the
[0022]
Since the
[0023]
As shown in FIGS. 2 and 3A, 3B, a plurality of
[0024]
The
[0025]
Next, the placement pressure transmission means will be described with reference to FIG. In the first embodiment, a plurality of
[0026]
In the first embodiment, the
[0027]
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the concrete placing pressure acting on the hydraulic iron pipe when concrete is placed on the hydraulic iron pipe arranged in the inclined shaft. As shown in FIG. 4, when the
[0028]
In general, since concrete has low fluidity, a hydraulic pouring pressure P smaller than the unit volume mass of the concrete acts on the
[0029]
Here, the concrete is a concrete having a significantly improved fluidity without impairing the material separation resistance during freshness, and the fluidity has a slab flow value at the time of unloading of 50 cm or more and 70 cm or less. The slam flow is determined by JIS A 1101 (concrete slab test method). When concrete is used, there are advantages that poorly filled portions are less likely to be produced, a homogeneous and highly accurate structure can be obtained, and the placing work can be rationalized.
[0030]
This hydraulic iron pipe
[0031]
Further, when a hydraulic iron pipe having a large diameter is supported by the conventional spider method (FIG. 7B), the dimensions of the
[0032]
Furthermore, when placing concrete, a hydraulic pressure with a casting height of 100% acts on the
[0033]
Further, since the
[0034]
(Embodiment 2)
In the second embodiment of the present invention, a method of embedding the
[0035]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the deformation prevention device for a hydraulic iron pipe according to the present invention is arranged in a hydraulic iron pipe in a tilt shaft. The
[0036]
As described above, the placement pressure acting on the
[0037]
[0038]
FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment for disposing the deformation prevention device for a hydraulic iron pipe according to the present invention in the hydraulic iron pipe in the inclined shaft. As described above, the
[0039]
Further, a
[0040]
When the
[0041]
【The invention's effect】
As described above, in the hydraulic iron pipe deformation preventing device according to the present invention, the concrete placing pressure acting on the hydraulic iron pipe is supported by being transmitted to the annular support member via the placing pressure transmitting member. Accordingly, even when a large-sized, thin-walled hydraulic iron pipe made of high-strength steel is buried and concrete is placed, deformation and buckling of the hydraulic iron pipe can be prevented.
[0042]
Further, in the hydraulic iron pipe deformation preventing device according to the next invention, since the annular support member has a box structure, it is possible to improve the out-of-plane rigidity of the annular support member while achieving weight reduction of the annular support member.
[0043]
Further, in the hydraulic iron pipe deformation preventing device according to the next invention, since the casting pressure transmission means can be expanded and contracted, adjustment when placing the hydraulic iron pipe deformation preventing device in the hydraulic iron pipe becomes easy, and workability is improved. Will improve.
[0044]
Further, in the method for burying a hydraulic iron pipe according to the next invention, the concrete placement pressure acting on the hydraulic iron pipe is supported by transmitting it to the annular support member via the placement pressure transmission member. Thereby, even when a large-sized, thin-walled hydraulic iron pipe made of high-strength steel is buried and concrete is placed, deformation and buckling of the hydraulic iron pipe can be prevented and the hydraulic iron pipe can be reliably buried in the tunnel.
[0045]
Further, in the method of burying a hydraulic iron pipe according to the next invention, the arrangement interval of the deformation prevention device for the hydraulic iron pipe is increased as the concrete pouring pressure decreases. This eliminates the need to prepare an extra hydraulic iron pipe deformation prevention device, thus reducing construction costs and shortening construction time.
[0046]
Further, in the method for burying a hydraulic iron pipe according to the next invention, the space in the central portion of the annular support member constituting the deformation prevention device for the hydraulic iron pipe is used as a moving space. Thereby, when the hydraulic iron pipe is buried, the operator can freely come and go in the hydraulic iron pipe, and the equipment can be easily carried in and out, so that the workability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a deformation prevention apparatus for a hydraulic iron pipe according to
FIG. 2 is a front view showing an overall configuration of an annular support member according to
FIG. 3 is a partial explanatory view showing a detailed configuration of the annular support member according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining concrete placing pressure acting on a hydraulic iron pipe when concrete is placed on a hydraulic iron pipe arranged in a tilt shaft.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the apparatus for preventing deformation of a hydraulic iron pipe according to the present invention is arranged in a hydraulic iron pipe in a tilt shaft.
FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment for arranging the deformation preventing device for a hydraulic iron pipe according to the present invention in a hydraulic iron pipe in a tilt shaft.
FIG. 7 is an explanatory view showing a reinforcing means for a hydraulic iron pipe that has been conventionally used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,501
Claims (6)
当該環状支持部材の外周における平面部分と鋼管の内壁とへ当接するように配置されて、前記水圧鉄管に作用するコンクリート打設圧を前記環状支持部材へ伝達する打設圧伝達手段と、
を備えたことを特徴とする水圧鉄管の変形防止装置。An annular support member having a configuration in which the inner periphery is configured by a curved surface and the outer periphery is configured by combining planes;
A placement pressure transmitting means that is disposed so as to be in contact with the flat portion of the outer periphery of the annular support member and the inner wall of the steel pipe, and transmits a concrete placement pressure acting on the hydraulic iron pipe to the annular support member;
An apparatus for preventing deformation of a hydraulic iron pipe, comprising:
前記打設圧伝達部材を伸ばして前記環状支持部材を前記水圧鉄管内に固定する工程と、
前記トンネルと前記水圧鉄管との間にコンクリートを打設する工程と、
を含むことを特徴とする水圧鉄管の埋設方法。An apparatus for preventing deformation of a hydraulic iron pipe having an annular support member and an extendable driving pressure transmission member attached to the outer periphery thereof in a hydraulic iron pipe arranged at a certain interval with respect to the inner wall of the tunnel, A step of arranging at a predetermined interval with respect to the longitudinal direction of the iron pipe;
Extending the driving pressure transmission member and fixing the annular support member in the hydraulic iron pipe;
Placing concrete between the tunnel and the hydraulic iron pipe;
A method for burying a hydraulic iron pipe characterized by comprising:
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