JP2001027092A - 推進工法用管の管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で
敷設できるようにする。 【解決手段】 一方の管１１の端部に形成された受口１
２の内部に、他方の管１３の端部に形成された挿口１４
が挿入される。挿口１４の先端面２４が受口１２の奥端
面１８に当たる位置と、挿口１４の外周に形成された突
部２３が受口１２の内部に装着されたロックリング２０
に受口奥側から係り合う位置との間で、受口挿口間の伸
縮が許容される。挿口１４の先端面２４が受口１２の奥
端面１８に当たっておらず、しかも挿口１４の突部２３
が受口１２のロックリング２０に係り合っていない状態
で、受口１２の外側における挿口１４の部分の外面に摩
擦力により接合される推進力伝達手段２７、３６、６１
を有する。この推進力伝達手段２７、３６、６１によっ
て、挿口１４と受口１２との間で推進力を伝達させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は推進工法用管の管継
手に関する。

【０００２】

【従来の技術】一方の管の端部に形成された受口の内部
に他方の管の端部に形成された挿口が挿入される管継手
の一種として、いわゆる耐震構造の管継手がある。これ
は、受口からの挿口の離脱を防止するとともに、一定範
囲内の受口挿口間の伸縮を許容したものである。このよ
うな耐震構造の管継手として、たとえば受口の内周にロ
ックリングを装着するとともに、挿口の外周に突部を形
成して、この突部が受口の奥側からロックリングに係り
合うように構成され、また、ロックリングから距離をお
いた位置に受口の奥端部が形成されたものがある。この
ような構成であると、挿口の先端部が受口の奥端部に当
たる位置まで受口内への挿口の入り込みが可能であると
ともに、挿口の突部が受口のロックリングに係り合うま
で受口からの挿口の抜け出しが可能である。すなわち一
定範囲の伸縮しろを有する。

【０００３】また、管路の敷設工法の一種として、推進
工法がある。これは、たとえば地中での管路の敷設路に
おける第１の位置と、この第１の位置から距離をおいた
第２の位置とに対応して、それぞれ地表から発進坑と到
達坑とを開削し、発進坑から到達坑に向けて管体を地中
に推進させることによって管路を敷設するものである。
この推進工法用の管では、その管継手における受口挿口
間で管軸方向の推進力が伝達される。このために、推進
工法用管に用いられる管継手として、たとえば挿口を受
口の内部に奥深く挿入して、その先端面を受口の奥端面
に当てることで、これら挿口の先端面と受口の奥端面と
の間で推進力を伝達できるようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような耐震構造
の管継手では、その性質上すなわち伸縮を行う必要上、
敷設完了状態においては、挿口の先端が受口の奥端に当
たっておらず、しかも挿口の突部が受口のロックリング
に係り合っていない状態、すなわち両者の中間位置にお
ける中立の状態になければならない。

【０００５】ところが、上述の推進工法によって管路を
敷設すると、敷設完了状態においては、それまでの推進
工事において推進力の伝達が行われていたために、推進
坑から到達坑まで敷設された管路における複数の管継手
のすべてについて、挿口が受口内にいっぱいに入り込ん
だ状態とならざるを得ない。したがって、耐震構造の管
継手を有する管路を推進工法で敷設することは実際上不
可能であるという問題点がある。

【０００６】そこで本発明は、このような問題点を解決
して、耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で敷設
できるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、一方の管の端部に形成された受口の内部に他
方の管の端部に形成された挿口が挿入され、挿口の先端
が受口の奥端に当たる位置と、挿口の外周に形成された
突部が受口の内部に装着されたロックリングに受口奥側
から係り合う位置との間で受口挿口間の伸縮が許容され
るように構成され、かつ、挿口の先端が受口の奥端に当
たっておらず、しかも挿口の突部が受口のロックリング
に係り合っていない状態で、受口の外側における挿口の
部分の外面に摩擦力により接合されて、この挿口の部分
と受口との間で、管を推進工法にて推進するときの推力
を伝達させる手段を有するようにしたものである。

【０００８】このような構成によれば、挿口の先端が受
口の奥端に当たっておらず、しかも挿口の突部が受口の
ロックリングに係り合っていない状態、すなわち両者の
中間位置における中立の状態で、推力伝達手段を作用さ
せれば、この中立の状態のままで推進工法により管路が
敷設される。敷設完了後において、地震の発生などによ
って大きな地盤変状が起こったときには、受口挿口間
に、推力伝達手段による挿口への摩擦力を超えた大きな
軸心方向の力が作用することがある。その場合には、そ
れに対応して、継手において挿口が受口に入り込む縮み
が発生する。その場合には、挿口の先端が受口の奥端に
当たると、それ以上の入り込みは生じない。反対に挿口
が受口から抜け出す伸びが発生したときは、挿口の突部
がロックリングに係り合うことで、それ以上の抜け出し
すなわち受口と挿口との離脱が防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１において、管継手を構成して
互いに接合される一方の鋳鉄管１１の端部には受口１２
が形成され、他方の鋳鉄管１３の端部には、受口１２の
内部に挿入される挿口１４が形成されている。受口１２
の内周には、その開口端側から順に、奥すぼまり状のシ
ール材圧接面１５と、環状のロックリング収容溝１６
と、管軸方向に一定長さを有する内周面１７と、管径方
向の奥端面１８とが形成されている。また受口１２の端
部の外周にはフランジ１９が形成されている。ロックリ
ング収容溝１６には、環状の周方向一つ割りの金属製の
ロックリング２０が収容されている。シール材圧接面１
５と挿口１４の外周面との間には環状のゴム製のシール
材２１が設けられ、このシール材２１とロックリング２
０との間には環状のバックアップリング２２が介装され
ている。

【００１０】ロックリング２０よりも受口１２の奥側の
内周面１７に対応した位置における挿口１４の外周に
は、突部２３が形成されている。この突部２３は、受口
１２の奥側からロックリング２０に係り合い可能とされ
ている。２４は挿口１４の先端面で、受口１２の奥端面
１８に向かい合うように構成されている。受口１２の外
側における挿口１４の部分には、金属製の押輪２７が外
ばめされている。この押輪２７は、たとえば図２に示す
ような周方向二つ割りの構成とされている。２８はその
周方向に二か所の分割部、２９は分割部２８における合
わせ面である。この押輪２７には、各分割部２８を含む
周方向に複数の位置に管軸方向の貫通孔３０が形成され
ている。そして押輪２７は、この貫通孔３０と、この貫
通孔３０に対応して受口１２のフランジ１９に形成され
た管軸方向の貫通孔３１とに通されるＴ頭ボルト３２と
ナット３３とによって、このフランジ１９に締結される
ことで、受口挿口間でシール材２１を圧縮させて所要の
シール機能を発揮させることができるように構成されて
いる。

【００１１】押輪２７の内周には環状溝３５が形成され
ており、この環状溝３５には、周方向の複数の位置にお
いて、それぞれ周方向に一定長さを有する爪３６が収容
されている。環状溝３５において、爪３６が存在しない
部分にはゴム片などの弾性体４３を収容することで、こ
の弾性体４３の弾性によって各爪３６を所定位置に保持
することができる。この爪３６は、図１に示すように、
その内周部に、軸心方向に距離をおいた２条の刃部３
７、３８がそれぞれ周方向にわたって形成されている。

【００１２】押輪２７には、貫通孔３０を避けた周方向
の複数の位置において、径方向の内ねじ３９が、この押
輪２７の外周面から環状溝３５に向かう貫通状態で形成
されている。各内ねじ３９には押しボルト４０がねじ込
まれており、この押しボルト４０は、その先端部で爪３
６の外面を押圧することで、この爪３６の特に刃部３
７、３８を挿口１４の外面に押圧させることができるよ
うに構成されている。

【００１３】このような構成において、受口１２と挿口
１４とを互いに接合する際には、まず、突部２３を越え
た挿口１４の部分にロックリング２０とシール材２１と
バックアップリング２２とを外ばめし、その状態の挿口
１４を受口１２の内部に挿入する。このとき、図１に示
すように、挿口１４の先端面２４が受口１２の奥端面１
８から管軸方向に距離をおき、かつ挿口１４の突部２３
がロックリング収容溝１６から管軸方向に距離をおい
た、中立の状態となるようにする。

【００１４】次に、受口１２の内面と挿口１４の外面と
の隙間を利用して受口１２の内部にロックリング２０を
縮径状態で挿入し、これを収容溝１６にはめ込む。ま
た、同様にバックアップリング２２とシール材２１とを
受口１２の内面と挿口１４の外面との隙間に挿入する。
さらに、環状溝３５に爪３６を装着した押輪２７を受口
１２よりも外側における挿口１４の部分に外ばめし、Ｔ
頭ボルト３２とナット３３とによって受口１２のフラン
ジ１９に締結する。これによってシール材２１を所要の
力で圧縮する。

【００１５】続いて、押輪２７における押しボルト４０
を操作して、爪３６を特にその刃部３７、３８において
挿口１４の外面に押圧させる。これによって、挿口１４
と受口１２とは、上述の中立状態で軸心方向に位置決め
された状態で、相互に固定される。このような構成の管
継手を有する管１１、１３を推進工法によって敷設する
場合には、次のようにする。すなわち、図３において、
４５は発進坑、４６は到達坑であり、両者は、互いに水
平方向に距離をおいた位置で、それぞれ地表４７より開
削されている。発進坑４５と到達坑４６との間には、老
朽した既設の管路などによるさや管４８があらかじめ敷
設されている。発進坑４５の底部には推進台４９が設け
られ、この推進台４９には、地表４７から坑内に搬入さ
れた鋳鉄管１３が支持されている。そして、この推進台
４９上の鋳鉄管１３を先行管１１に接合するとともに、
この鋳鉄管１３にワイヤ５０を掛け、このワイヤ５０を
滑車５１を介して地上のクレーン５２によって引っ張る
ことで、新たな管１３を１本ずつ継ぎ足しながら、これ
らの管をさや管４８の内部に沿って推進させることがで
きる。

【００１６】このとき、上述のように押輪２７の爪３６
が挿口１４に押圧されて、受口挿口間で推進力が伝達さ
れることで、管１１、１３どうしは、受口挿口間の伸縮
を伴わずに、すなわち図１に示された中立の状態を保っ
たままで、推進されることになる。図１において、矢印
Ａは推進方向を示す。なお、図３に示すように、挿口１
４側を先頭として推進させて、最先の管１１の挿口１４
の底部にはさや管４８の内面を摺動するそり５３を設
け、また受口１２のフランジ１９などの部分にキャスタ
５４を設けることで、推進抵抗を低減させることができ
る。

【００１７】上記の構成では、上述のように押輪２７の
爪３６が押しボルト４０により挿口１４に押圧されるこ
とにもとづいて推進力が伝達されるため、あまり大きな
推進力を伝達させることはできない。このため、上述の
ようにさや管４８の内部に新たな管路を敷設する場合な
どの、推進抵抗があまり大きくない場合に限って、良好
な推進工事を行うことができる。なお、新たな管路を土
中に直接推進させる場合であっても、そのときの推進抵
抗があまり大きくなければ、同様に良好に推進工事を行
うことができる。

【００１８】管路の敷設工事が完了し、この管路が上水
道などの実際の用途に供されている場合において、地震
の発生などによって大きな地盤変状が起こったときに
は、以下の挙動を行う。すなわち、地震などの発生時に
継手に作用する伸縮力が爪３６の押圧力によって耐え得
る範囲内である場合には、継手は図１に示される状態を
維持する。このとき、図１に示すように押しボルト４０
の中心線４１と爪３６の中心線４２との位置が一致せ
ず、押しボルト４０の中心線４１の方が爪３６の中心線
４２よりも受口１２から離れて位置する場合には、継手
に抜け出し力が作用したときに、爪３６は、この爪３６
と押しボルト４０との接触点と、受口１２に近い方の刃
部３７とを結ぶ斜め方向の線分が起き上がる方向に倒れ
ようとする。その結果、刃部３７がいっそう挿口１４の
外面に食い込むように作用し、挿口１４への押圧力が増
大して、継手に作用する伸縮力に耐えるための機能が向
上することになる。

【００１９】これに対し、爪３６の押圧力によって耐え
得る範囲を超えた大きな抜け出し力が継手に作用した場
合には、爪３６と挿口１４の外面との間に管軸方向のす
べりが発生し、それに対応して、挿口１４が受口１２か
ら抜け出す伸びが発生する。しかし、図４に示すように
挿口１４の突部２３がロックリング２０に係り合うこと
で、それ以上の抜け出しすなわち受口１２と挿口１４と
の離脱が防止される。反対に、爪３６の押圧力によって
耐え得る範囲を超えた大きな入り込み力が継手に作用し
た場合には、図５に示すように挿口１４が受口１２に入
り込む縮みが発生する。しかし、挿口１４の先端面２４
が受口１２の奥端面１８に当たると、それ以上の入り込
みは生じない。

【００２０】以上より、本発明によれば、伸縮機能を有
した耐震構造の管継手を備えた管路を推進工法によって
敷設することができる。図６および図７は、押輪２７お
よびこの押輪２７に設けられた爪３６など（以下、「押
輪等」と称する）の変形例を示す。図２に示された押輪
等は、たとえば呼び径が７５ｍｍ〜１００ｍｍ程度の小
口径の管に適用されるものであり、周方向に沿って９０
度程度の長さを有する一対の爪３６を有し、押しボルト
４０はＴ頭ボルトのための貫通孔３０に対応して周方向
の４か所に設けられ、各爪３６ごとに一対の押しボルト
４０を作用させるように構成されたものである。

【００２１】これに対し図６の押輪等は、たとえば呼び
径が１５０ｍｍ、２００ｍｍなどの中口径の管に適用さ
れるものであり、押しボルト４０は貫通孔３０に対応し
て周方向の６か所に設けられ、各爪３６は各押しボルト
４０に対応した周方向の６か所の位置に設けられてい
る。すなわち、各爪３６をそれぞれ１本の押しボルト４
０によって押圧するように構成されている。

【００２２】図７の押輪等は、たとえば呼び径が２５０
ｍｍ以上の大口径の管に適用されるものであり、押しボ
ルト４０は貫通孔３０に対応して周方向の８か所に設け
られている。また爪３６は周方向の４か所の位置に設け
られており、各爪３６ごとに一対の押しボルト４０を作
用させるように構成されている。このほかにも、押輪等
の構成は任意に変更することができる。また、上記にお
いては押輪２７によってシール材２１を圧縮するように
した公知のメカニカル管継手に本発明を適用した例を示
したが、本発明は、いわゆるスリップオンタイプの管継
手やその他の管継手においても当然に適用することがで
きる。スリップオンタイプの管継手の場合は、爪３６を
収容する環状体を、受口１２の外側における挿口１４の
外周に設ければよい。この環状体は、上述の例のように
受口１２に締結されるものであってもよいし、溶接など
の他の手段によって受口に固定されたものであってもよ
いし、挿口１４に外ばめされた状態で受口１２の端面に
接するように構成されたものであってもよいし、その他
の構成であってもよい。

【００２３】図３には推進抵抗を軽減させるためのそり
５３およびキャスタ５４の適用例が示されているが、図
８および図９は、これらのそり５３およびキャスタ５４
の他の適用例を示す。図８において、６１は推力伝達リ
ングで、受口１２の外側における挿口１４の外周に取り
付けられている。詳細に説明すると、この推力伝達リン
グ６１は周方向二つ割りの構成とされており、６２、６
２はその分割部である。各分割部６２、６２において、
推力伝達リング６１には径方向の突出部６３、６３が形
成されており、これら突出部６３、６３どうしがボルト
・ナット６４によって締め付けられることで、推力伝達
リング６１が摩擦力によって挿口１４の外周に固定され
ている。

【００２４】図１０に示すように、受口１２と挿口１４
とはスリップオンタイプの管継手を構成しており、シー
ル材２１は挿口１４の外周面と受口１２の内周面との間
で圧縮される。そして、図８（ａ）および図１０（ａ）
に示すように、挿口１４の外周に固定された推力伝達リ
ング６１の端面６５が受口１２の端面６６に接すること
で、この推力伝達リング６１によって受口挿口間で推進
力を伝達可能とされている。

【００２５】地震の発生時などにおいて継手部に管軸方
向の力が作用したときの挙動は、次の通りである。挿口
１４が受口１２に入り込む方向に力が作用した場合にお
いて、その力があまり大きくない場合には、この力は上
述の推進力の場合と同様に受口１２と挿口１４との間で
伝達され、図１０（ａ）に示すように両者の間で伸縮は
起こらない。これに対し、大きな力が作用した場合に
は、図１０（ｂ）に示すように受口１２の端面６６に当
たった状態の推力伝達リング６１と挿口１４との間にす
べりが生じ、挿口１４が奥端面１８に当たるまで受口１
２の内部に入り込むことができる。

【００２６】挿口１４が受口１２から抜け出す方向に力
が作用した場合には、管１１、１３の動きは推力伝達リ
ング６１によっては拘束されず、図１０（ｂ）に示すよ
うに挿口１４の外周に締結された推力伝達リング６１が
この挿口１４と一体に受口１２から遠ざかる。そして、
ついには挿口１４の突部２３がロックリング２０に係り
合って、受口１２からの挿口１４の抜け出しが確実に阻
止される。

【００２７】図８に示すものでは、推力伝達リング６１
における下側の部分に、互いに周方向に距離をおいた一
対の脚部６７、６７の上端部が接続されており、これら
の脚部６７、６７の下端部にそれぞれそり５３が取り付
けられている。このような構成であると、一対のそり５
３、５３が管１１、１３を支持しながらさや管４８の内
面を摺動することで、推進抵抗を軽減させることができ
る。

【００２８】図９は、図８の管継手においてそり５３に
代えてキャスタ５４を利用した例を示す。すなわち推力
伝達リング６１における下側の部分には、周方向に距離
をおいた一対のキャスタ５４、５４が設けられており、
これらのキャスタ５４、５４によって管１１、１３を支
持しながら、これらのキャスタ５４、５４がさや管４８
の内面を転動することで、推進抵抗を低減させることが
できる。

【００２９】なお、この図９のものでは、推力伝達リン
グ６１における上側の部分にもキャスタ５４が設けられ
ており、結局、図示のように互いに周方向に１２０度ず
つの間隔をおいた３個のキャスタ５４、５４、５４が、
管１１、１３を支持しながらさや管４８の内部を転動す
ることになる。このような構成であると、推進中に管１
１、１３に軸心まわりのローリングが生じることなどが
あっても、常に安定してこの管１１、１３を支持するこ
とができる。

【００３０】そり５３やキャスタ５５は、図８や図９に
示すように推力伝達リング６１に取り付けるほかに、図
３に示すように最先の管１１の挿口１４の底部にも設け
ることができる。また、推力伝達リング６１と最先の管
１１の挿口１４の底部とのいずれかのみに設けることも
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によると、一方の管
の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成
された挿口が挿入され、挿口の先端が受口の奥端に当た
る位置と、挿口の外周に形成された突部が受口の内部に
装着されたロックリングに受口奥側から係り合う位置と
の間で受口挿口間の伸縮が許容されるように構成され、
かつ、挿口の先端が受口の奥端に当たっておらず、しか
も挿口の突部が受口のロックリングに係り合っていない
状態で、受口の外側における挿口の部分の外面に摩擦力
により接合されて、この挿口の部分と受口との間で、管
を推進工法にて推進するときの推力を伝達させる手段を
有して、管を推進工法によって敷設するときに前記推力
伝達部材によって受口挿口間の推進力を伝達可能とされ
ているようにしたため、伸縮機能を有した耐震構造の管
継手を備えた管路を推進工法によって敷設することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の推進工法用管の管継手の
断面図である。

【図２】図１における押輪等の側面図である。

【図３】図１の管継手を有する推進工法用管の敷設作業
を説明する図である。

【図４】図１の管継手に伸びが生じたときの状態を示す
断面図である。

【図５】図１の管継手に縮みが生じたときの状態を示す
断面図である。

【図６】押輪等の変形例を示す側面図である。

【図７】押輪等の他の変形例を示す側面図である。

【図８】推進抵抗を軽減させるためのそりを利用した本
発明の実施の形態の推進工法用管の管継手を示す図であ
る。

【図９】推進抵抗を軽減させるためのキャスタを利用し
た本発明の実施の形態の推進工法用管の管継手を示す図
である。

【図１０】図８および図９に示される管継手の縦断面図
である。

【符号の説明】

１２ 受口 １４ 挿口 １８ 奥端面 ２０ ロックリング ２３ 突部 ２４ 先端面 ２７ 押輪 ３６ 爪 ４０ 押しボルト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の管の端部に形成された受口の内部
   に他方の管の端部に形成された挿口が挿入され、挿口の
   先端が受口の奥端に当たる位置と、挿口の外周に形成さ
   れた突部が受口の内部に装着されたロックリングに受口
   奥側から係り合う位置との間で受口挿口間の伸縮が許容
   されるように構成され、かつ、挿口の先端が受口の奥端
   に当たっておらず、しかも挿口の突部が受口のロックリ
   ングに係り合っていない状態で、受口の外側における挿
   口の部分の外面に摩擦力により接合されて、この挿口の
   部分と受口との間で、管を推進工法にて推進するときの
   推力を伝達させる手段を有することを特徴とする推進工
   法用管の管継手。
2. 【請求項２】 受口に接続される押輪と、この押輪の内
   周部に設けられる爪と、押輪にねじ込まれることで爪を
   挿口の外面に押圧させる押しボルトとを有して、管を推
   進工法にて敷設するときに前記爪によって受口挿口間の
   推進力を伝達可能とされていることを特徴とする請求項
   １記載の推進工法用管の管継手。
3. 【請求項３】 推進される管はさや管の内部を推進する
   ように構成され、この推進される管と推力伝達手段との
   少なくともいずれか一方に、前記さや管の内面に沿って
   摺動または転動する案内部材が設けられていることを特
   徴とする請求項１または２記載の推進工法用管の管継
   手。