JP2002276299A - 管路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セグメント内周面において製管機を回転前進可
能にかつその回転前進を制動可能に構成し、トンネルの
二次覆工工程においても製管機による拡径ライニング方
法を実践する。 【解決手段】トンネルTの内周面に、円弧状のセグメン
トSを張り付けて、セグメント周方向側端のジョイント
片Saをトンネル長手方向にレール状に連続させるように
筒状体SSを形成する一次覆工工程と、ジョイント片に対
し回転規制された状態でトンネル長手方向に移動自在と
なるように前後のガイドフレームGa,Gbを係合させ、各
ガイドフレームに対し製管機をトンネル長手方向への回
転前進及び制動可能となるように装着し、製管機の制動
によりプロファイルPの送り力で螺旋管状体PPを拡径さ
せて筒状体の内周面に近接させていく二次覆工工程と、
セグメントの連通孔に挿通したホースHによって筒状体
と螺旋管状体との近接部間に瞬硬性モルタルを充填する
裏込め材充填工程とを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削機によって地
中を掘削することにより形成されるトンネルの内周面
に、セグメントによる一次覆工と、帯板状のプロファイ
ルを螺旋状に巻回して形成される螺旋管によってライニ
ングする二次覆工とによって、管路を製造する管路の製
造方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】掘削機によって地中を掘削してトンネル
を形成する場合には、通常、トンネルの内周面に、その
周方向に分割された円弧状に湾曲する平板状の覆工セグ
メントをリング状となるように沿わせて順次張り付ける
とともにトンネルの長手方向にも順に張り付けることに
よって筒状体を形成する一次覆工工程を行った後に、一
次覆工したトンネル内（セグメント内）を二次覆工する
ようにしている。この場合、合成樹脂製の管によってト
ンネル内周面（セグメント内周面）を二次覆工すること
が行われている。

【０００３】また、農業用水管、上下水道やガス管など
の既設管にあっては、ひび割れや腐食などによる老朽化
既設管を更生するために、既設管内をライニングするこ
とが行われている。

【０００４】図８〜図１１は、このような既設管内のラ
イニング施工装置及びその装置を使用したライニング施
工法の一例を示している（例えば、特開平８−２００５
４７号公報参照）。

【０００５】図８の（ａ）は螺旋管状体に形成される合
成樹脂製の帯状部材の一例を示すものであり、図８の
（ｂ）はその帯状部材の相接する縁端部の接合状態を示
すものである。

【０００６】図８の（ａ）において、Ｐ´は帯状部材で
あり、外面に一定の巾方向間隔を隔てて長手方向のＴ型
リブを成形し、帯状部材Ｐ´の一方の縁端側のＴ型リブ
の根元に雌型係止構Ｐ１´を成形し、帯状部材Ｐ´の他
方の縁端側に雄型係止凸条Ｐ２´を成形してあり、図８
の（ｂ）に示すように、螺旋状にされた帯状部材Ｐ´の
相接する縁端部間が雌型係止溝Ｐ１´と雄型係止凸条Ｐ
２´との嵌合により接合される。

【０００７】図９は製管機を示し、この製管機１´の前
後フレーム１１´，１２´間に所定の相互間隔で案内ロ
ーラ３´を軸支し、外面ローラ２１´と内面ローラ２２
´とギヤボックス２４´と油圧モータ２５´等からなる
接合機構部２´を前後のフレーム１１´，１２´に付設
した構成である。図９において、２３´は油圧モータ２
５´の固定配管と油圧ホース２３１´との間を連結する
ロータリジョイントである。

【０００８】この接合機構部２´による帯状部材Ｐ´の
相接する縁端部間の接合過程は、図１０に示す通りであ
り、外面ローラ２１´と内面ローラ２２´との間に油圧
モータ２５´の駆動力で帯状部材Ｐ´が螺旋状に送ら
れ、雌型係止溝Ｐ１´と雄型係止凸条Ｐ２´との嵌合に
より接合された螺旋管状体ＰＰ´（帯状部材Ｐ´）に、
最初の接合機構部２´に供給されてくる帯状部材Ｐ´が
嵌合接合されていく。

【０００９】図１１は上記のライニング施工装置を使用
したライニング施工法を示す説明図であり、Ａは既設管
を、Ｍ１は出発側マンホールを、Ｄ´は出発側マンホー
ル上に配設した帯状部材供給ドラムを、Ｍ２は到達側マ
ンホールを、ＰＭ´は到達側マンホールＭ２上に配設し
た油圧ポンプを、ＰＭ１´は油圧ホースをそれぞれ示し
ている。

【００１０】図１１中、製管機１´において、図９に示
す接合機構部２´の外面ローラ２１´及び内面ローラ２
２´が油圧モータ２５´の駆動で同調回転され、これら
のローラ２１´，２２´で帯状部材Ｐ´が製管機１´の
案内ローラ３´上に送り込まれて螺旋状に巻回されてい
くと共にドラムＤ´から製管機１´に供給されてくる帯
状部材Ｐ´の一方の縁端が、図９において説明した通
り、案内ローラ３´に螺旋状に巻回接合された先の帯状
部材Ｐ´の他方の縁端に上記嵌合接合構造で接合されて
いく。

【００１１】この場合、油圧モータ２５´による接合機
構部２´の帯状部材Ｐ´の送り速度とドラムＤ´からの
帯状部材Ｐ´の供給速度とが平衡され、その送り速度に
平衡した速度で螺旋管状体ＰＰ´が形成されていく。

【００１２】図１１において、螺旋管状体ＰＰ´の出発
側（トンネル方向他側）は既設管Ａに実質的に固定され
ており、油圧モータ２５´により上記接合機構部２´の
外面ローラ２１´および内面ローラ２２´に加えられる
駆動力が帯状部材Ｐ´に伝達され、ライニングされた螺
旋管状体ＰＰ´がこの伝達力に対して固定であるために
製管機１´が回転前進されていく。この場合、帯状部材
Ｐ´の送り速度をＶ、螺旋管状体ＰＰ´の径をｒとすれ
ば、製管機１´の回転速度が、ほぼＶ／２πｒで与えら
れ（帯状部材Ｐ´の巻回方向がほぼ管周方向にあるた
め、巻回角を管周方向に対し０としてある）、前進速度
が巻回角をθとしてＶｓｉｎθで与えられ、製管機１´
が到達側マンホールＭ２に達するとマンホールＭ１，Ｍ
２間の一経間のライニング施工が実質上終了される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したラ
イニング施工装置によるライニング施工法を、トンネル
の二次覆工工程にも適用したいという要求がある。

【００１４】しかしながら、上記ライニング施工装置に
よるライニング施工では、製管機１´の回転前進移動に
伴い製管機１´の後方に繰り出されていく螺旋管状体Ｐ
Ｐ´の外径が製管機１´内の螺旋管状体ＰＰ´の外径に
等しく、その螺旋管状体ＰＰ´外面と既設管Ａ内面との
間に、図９に示すように、接合機構部２´の外面ローラ
２１´が配設されているために、製管機１´内の螺旋管
状体ＰＰ´の外径が既設管Ａ内径に較べて小さくなって
ライニング外面と既設管Ａ内面との間にギャップ△Ｇ
（図９に表れる）が残存され、これによってギャップ△
Ｇが零のときの理想のライニングの内径に較べてライニ
ング内径がかなり小さくなり、管路（螺旋管状体ＰＰ
´）の流路断面積の相当の低下が避けられない。

【００１５】そこで、本発明者等において、既設管内に
おいて、製管機により両側縁端部に接合部を有する長尺
の帯状部材を連続的に送り込んで螺旋状に巻回し相接す
る接合部間を嵌合により接合させて螺旋管状体に形成
し、製管機を管状体の形成に伴い上記帯状部材の送り力
で回転前進させ、この回転前進に対して制動力を作用さ
せて上記形成された螺旋管状体を拡径させつつ既設管内
面に近接させていく拡径ライニング方法を提案した。

【００１６】その場合、拡径ライニング方法を実践する
上で、製管機の回転前進を制動させる必要がある。

【００１７】しかしながら、このような製管機をトンネ
ルの二次覆工に適用しようとしても、セグメント自体が
トンネルの周方向に分割されたものであるため、セグメ
ントの内周面には連結用などのリブによる凹凸が存在し
ており、セグメントの内周面に対し製管機を制動させる
以前に回転前進させることができない。

【００１８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、リブを有するセグメ
ント内周面において製管機を回転前進可能にかつ帯状部
材の送り力で螺旋管状体を拡径させてトンネルの内周面
に近接させるように構成し、トンネルの二次覆工工程に
おいても製管機による拡径ライニング方法を実践できる
ようにすることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、管路の製造方法として、堀削機を用いて
長手方向に地中を掘削することにより形成されたトンネ
ルの内周面に、その周方向に分割されたセグメントをリ
ング状に沿わせて張り付けるとともにトンネルの長手方
向にも順に張り付けることによって、セグメントの内周
面に設けられたリブをトンネルの長手方向にレール状に
連続させるように筒状体を形成する一次覆工工程と、上
記一次覆工工程においてレール状に連続させたリブに対
し回転規制された状態でトンネル長手方向一側に移動自
在となるようにリング状の回転規制部材を係合させ、こ
の回転規制部材に対し、連続的に送り込まれる長尺な帯
状部材を相接する縁端部間で接合しつつトンネルの長手
方向に螺旋状に巻回させて螺旋管状体を形成する製管機
を、トンネル長手方向一側への回転前進および制動可能
となるように装着し、この製管機のトンネル長手方向一
側への回転前進を制動させることによって帯状部材の送
り力で上記螺旋管状体を拡径させてトンネルの内周面に
近接させていく二次覆工工程とを包含している。

【００２０】また、その他の管路の製造方法として、堀
削機を用いて長手方向に地中を掘削することにより形成
されたトンネルの内周面に、その周方向に分割されたセ
グメントをリング状に沿わせて張り付けるとともにトン
ネルの長手方向にも順に張り付けることによって、セグ
メントの内周面に設けられたリブをトンネルの長手方向
にレール状に連続させるように筒状体を形成する一次覆
工工程と、上記一次覆工工程においてレール状に連続さ
せたリブに対し回転規制された状態でトンネル長手方向
一側に移動自在となるようにリング状の回転規制部材を
係合させ、この回転規制部材に対し、連続的に送り込ま
れる長尺な帯状部材を相接する縁端部間で接合しつつト
ンネルの長手方向に螺旋状に巻回させて螺旋管状体を形
成する製管機を、螺旋管状体の形成速度に平衡する速度
よりも遅い速度でトンネル長手方向一側へ回転前進駆動
させるように装着し、この製管機のトンネル長手方向一
側へ回転前進中に帯状部材の送り力で上記螺旋管状体を
拡径させてトンネルの内周面に近接させていく二次覆工
工程とを包含している。

【００２１】これらの特定事項により、製管機は、リブ
により凹凸が存在するセグメントの内周面において、ト
ンネル長手方向にレール状に連続するリブに対し係合に
より回転規制された回転規制部材がトンネル長手方向一
側に移動自在に支持されることによって、トンネル長手
方向一側への回転前進および制動可能となるように、ま
たは自身の駆動により回転前進するように装着されてい
るので、トンネル長手方向一側への製管機の回転前進を
回転規制部材の平坦な面に対して制動させたり、螺旋管
状体の形成速度に平衡する速度よりも遅い速度で製管機
をトンネル長手方向一側へ回転前進駆動させたりするこ
とが円滑に行えることになる。これによって、帯状部材
の送り力で螺旋管状体を拡径させてトンネルの内周面に
近接させていく拡径ライニング方法による二次覆工を製
管機を用いて行うことが可能となる。

【００２２】特に、製管機の回転前進を安定化させるも
のとして、以下の構成が掲げられる。

【００２３】つまり、回転規制部材に対しラック・アン
ド・ピニオン機構を介して製管機を回転前進させるよう
にしている。

【００２４】この特定事項により、回転規制部材に対し
ローラなどにより回転前進する製管機に比して、回転規
制部材に対してスリップが生じることはなく、製管機の
安定した回転前進を得ることが可能となる。特に、製管
機の回転前進を制動させるものにおいては、確実な制動
を得ることが可能となる。

【００２５】更に、管路の製造方法としてより実際的な
工程を付加するものとして、以下の構成が掲げられる。

【００２６】トンネル長手方向に亘ってホースを挿通可
能とするように各セグメントに連続的に設けた連通孔を
備えさせ、セグメントよりなる筒状体と帯状部材よりな
る螺旋管状体との近接部間に上記ホースを介して裏込め
材を充填する工程をさらに包含している。

【００２７】この特定事項により、筒状体（セグメン
ト）と螺旋管状体（帯状部材）との近接部間に裏込め材
がホースを介して円滑に供給され、セグメントの内周面
に対し螺旋筒状体を確実に固着することが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２９】（第１の実施の形態）図１は管路を製造す
る際に用いられる管路製造装置の一例を示す正面図、図
２は同じく側面図である。

【００３０】図１および図２において、Ｓ，…は、地中
を掘削して形成されたトンネルＴの内周面に取り付けら
れたセグメントであって、トンネルＴの周方向に３分割
されて円弧状に湾曲する平板状のものよりなる。各セグ
メントＳは、トンネルＴの内周面に対しリング状となる
ように沿わせて順次張り付けられるとともに、トンネル
Ｔの長手方向にも順に張り付けられることによって筒状
体ＳＳを形成するようになされている。この場合、セグ
メントＳは、筒状体ＳＳの周方向の下部と左右両側との
３分割構成となるが、この左右両側のセグメントＳは、
周方向に２分割されたものを接合して用いられる。

【００３１】上記トンネルＴ周方向所定位置（上端部と
左右両下部）に対応する各セグメントＳの両端縁には、
その周方向３箇所より半径方向内方に突出するリブ状の
ジョイント片Ｓａ（リブ）が設けられている。そして、
各セグメントＳは、その周方向３箇所で互いに相隣なる
ジョイント片Ｓａ，Ｓａ同士により接合され、更にトン
ネルＴ長手方向のジョイント片Ｓａ，Ｓａの端部同士も
順に接合され、これによって、周方向３箇所のジョイン
ト片Ｓａ，ＳａをトンネルＴの長手方向にレール状に連
続させるようになされている。また、各セグメントＳに
より形成された筒状体ＳＳの周方向所定間隔おきの８箇
所には、トンネルＴの長手方向略全長に相当する長さの
ホースＨをそれぞれ挿通するための挿通孔Ｓｂ，…が設
けられ、筒状体ＳＳと螺旋管状体ＰＰとの間に各ホース
Ｈを介して裏込め材を注入するようになされている。こ
の各ホースＨとしては、モルタルと硬化剤とを混合して
吹付る二重管タイプが適用されている。なお、各セグメ
ントＳは、トンネルＴの内周面に対しスタッドボルトな
どの固定手段を介して張り付けられ、この各セグメント
Ｓの内周面には高さの低い格子状のリブ（図示せず）が
設けられている。

【００３２】また、図３にも示すように、トンネルＴの
長手方向にレール状に連続する筒状体ＳＳの内側には回
転規制部材としての前後一対のガイドフレームＧａ，Ｇ
ｂが設けられている。この各ガイドフレームＧａ，Ｇｂ
は、リング状をなし、筒状体ＳＳの周方向３箇所の各ジ
ョイント片Ｓａに対しそれぞれ転動可能に係合する鍔付
きローラＧｄによって、周方向に回転規制された状態で
トンネルＴ長手方向に移動自在に支持されている。各ガ
イドフレームＧａ，Ｇｂは、後述する制動輪４１、従動
輪４２および従動ローラ４６を転動可能とする転動面Ｇ
ｃを半径方向内方に有するように断面略Ｔ字状に形成さ
れてなる。

【００３３】そして、上記筒状体ＳＳの内側には、トン
ネルＴの長手方向後側（図２では右側）から連続的に送
り込まれる長尺な帯状部材としてのプロファイルＰを相
接する縁端部間で接合しつつトンネルＴの長手方向前側
（図２では左側）に螺旋状に巻回させて螺旋管状体ＰＰ
を形成する製管機１が設けられている。この製管機１
は、前後一対のフレーム１１，１２を備え、各フレーム
間に跨るように接合機構部２が設けられている。接合機
構部２は、プロファイルＰ外面のＴ型リブを受容する溝
およびプロファイルＰ両側端縁の嵌合接合部を受容する
ための溝を備えた外面ローラ２１と、内面ローラ２２と
を備えている。接合機構部２は、これらの内外面ローラ
２１，２２をギャボックス２３を介して油圧モータ２５
に連結した構成（２４はロータリジョイント）であり、
周方向に２組設けられている。そして、上記内外面ロー
ラ２１，２２は前後のフレーム１１，１２に支持され、
ギャボックス２３、ロータリジョイント２４および油圧
モータ２５は前側のフレーム１１に支持されている。更
に、前後のフレーム１１，１２間には、螺旋管状体ＰＰ
を内径規制のもとで半径方向外方からガイドする案内ロ
ーラ３，…が回転自在に支持されている。

【００３４】また、前側のフレーム１１には、その周方
向所定間隔おきに制動輪４１，…および従動輪４２，…
が配され、この各制動輪４１および従動輪４２は、それ
ぞれアーム４３，…を介して支持されている。上記各ア
ーム４３は、コイルバネ４４によって各制動輪４１およ
び各従動輪４２を前側のガイドフレームＧａの転動面Ｇ
ｃに押え付けるようになされている。上記各制動輪４１
は、内部にディスクブレーキを有し、制動力を発現する
ように構成されている。そして、後側のフレーム１２に
は、その周方向所定間隔おきに従動ローラ４６，…が回
転自在に支持され、この各従動ローラ４６が後側のガイ
ドフレームＧｂの転動面Ｇｃ上において転動するように
なされている。上記前後のガイドフレームＧａ，Ｇｂ
は、各制動輪４１、各従動輪４２および各従動ローラ４
６の各ガイドフレームＧａ，Ｇｂの転動面Ｇｃ上での転
動により前後のフレーム１１，１２（製管機１）が回転
前進する際に、トンネルＴ長手方向に移動するようにな
っている。

【００３５】この場合、各セグメントＳにより形成され
る筒状体ＳＳ、前後一対のガイドフレームＧａ，Ｇｂお
よび製管機１によって管路製造装置Ｋが構成されてい
る。

【００３６】次に、管路製造装置Ｋを用いた管路の製造
方法の一例について説明する。

【００３７】まず、一次覆工工程において、堀削機を用
いて長手方向に地中を掘削することにより形成されたト
ンネルＴの内周面に、その周方向に分割されたセグメン
トＳ，…をスタッドボルトなどの固定手段によりリング
状に沿わせて張り付けるとともにトンネルＴの長手方向
にも固定手段により順に張り付ける。このとき、各セグ
メントＳの挿通孔Ｓｂ（筒状体ＳＳの周方向所定間隔お
き８箇所の挿通孔Ｓｂ）に、トンネルＴの長手方向略全
長に相当する長さのホースＨをそれぞれ挿通させてお
く。

【００３８】そして、各セグメントＳを、その周方向３
箇所（上端部および左右両下部）で互いに相隣なるジョ
イント片Ｓａ，Ｓａ同士により接合し、更にトンネルＴ
長手方向のジョイント片Ｓａ，Ｓａの端部同士も順に接
合する。これによって、周方向３箇所のジョイント片Ｓ
ａ，ＳａをトンネルＴの長手方向にレール状に連続させ
た筒状体ＳＳを形成する。

【００３９】次に、二次覆工工程において、上記一次覆
工工程でレール状に連続させた周方向３箇所の各ジョイ
ント片Ｓａ，Ｓａ同士の接合部に対し、周方向に回転規
制された状態でトンネルＴ長手方向に移動自在となるよ
うに前後一対のガイドフレームＧａ，Ｇｂを係合させ
る。具体的には、接合部（各ジョイント片Ｓａ，Ｓａ同
士の接合部）に対し前後のガイドフレームＧａ，Ｇｂの
鍔付きローラＧｄを転動自在に係合させ、これによっ
て、各ガイドフレームＧａ，Ｇｂを、周方向に回転規制
された状態でトンネルＴ長手方向に移動自在に支持す
る。

【００４０】それから、上記各ガイドフレームＧａ，Ｇ
ｂに対し、その転動面Ｇｃ上で車輪４１および従動ロー
ラ４６を転動させてトンネル長手方向へ回転前進するよ
うに製管機１を装着する。

【００４１】そして、接合機構部２の外面ローラ２１お
よび内面ローラ２２を油圧ポンプにより駆動させ、トン
ネル後側にあるドラムから供給されてくるプロファイル
Ｐを接合機構部２の外面ローラ２１および内面ローラ２
２で螺旋状に送ると共に最初の接合機構部２の外面ロー
ラ２１と内面ローラ２２とで既に形成された螺旋管状体
ＰＰ縁端の雌型係止溝に最初の接合機構部２に送り込ま
れてくるプロファイルＰの一方の縁端の雄型係止用凸条
を嵌合接合し、プロファイルＰの螺旋方向送り力で製管
機１を回転前進させ、この回転前進に対して各制動輪４
１て制動力を作用させて上記螺旋管状体ＰＰを拡径させ
つつ筒状体ＳＳの内周面に近接させていく。この場合、
筒状体ＳＳ内の製管機１からある程度離れた個所の螺旋
管状体ＰＰが筒状体ＳＳの内周面に実質的に固定されて
いるから、プロファイルＰの螺旋方向送り力で製管機１
が前進回転移動される。

【００４２】しかる後、螺旋管状体ＰＰを拡径させつつ
筒状体ＳＳの内周面に近接させる二次覆工工程により、
トンネルＴ全長に亘った筒状体ＳＳ内周面への螺旋管状
体ＰＰのライニングを完了すると、裏込め材充填工程に
進む。

【００４３】この裏込め材充填工程では、各セグメント
Ｓの挿通孔Ｓｂに挿通したホースＨより瞬硬性モルタル
（裏込め材）を充填する。

【００４４】具体的には、最下端位置の挿通孔Ｓｂに挿
通したホースＨをトンネルＴ長手方向一側にゆっくり引
き抜き操作しながら、瞬硬性モルタルを筒状体ＳＳと螺
旋管状体ＰＰとの近接部間に充填し、筒状体ＳＳと螺旋
管状体ＰＰとの近接部間での瞬硬性モルタルの硬化を待
って、順次上側の挿通孔Ｓｂに挿通したホースＨを同様
に操作しつつ瞬硬性モルタルを充填することを繰り返し
行う。

【００４５】上記において、瞬硬性モルタル（裏込め
材）には、セメント１００重量部に対しベントナイト３
〜１５重量部、起泡剤０．１〜１．０重量部、遅延剤
０．５〜２．５重量部、水８０〜３００重量部からなる
Ａ液１００重量部および珪酸ナトリウム水溶液からなる
Ｂ液１〜３０重量部からなるセメント系組成物を使用で
き、更に組成物中に体積で１０〜５０％気泡を含有させ
ること、ベントナイト及び水を混合したのちにセメン
ト、起泡剤、遅延剤及び珪酸ナトリウムを混合するこ
と、珪酸ナトリウム水溶液のモル比（ＳｉＯ₂／Ｎａ
₂Ｏ）を３〜４とすること、組成物の粘度を１０００〜
１００００ｃｐｓとすること、この粘度の維持時間を混
合から１時間以下とすることができる。

【００４６】上記において、製管機１が前進回転移動さ
れると、製管機１から繰り出されてくる螺旋管状体ＰＰ
に製管機１の制動力ｍが作用して剪断力が発生し、制動
力が大きくなり、この剪断力が螺旋管状体ＰＰを摺動拡
径させる大きさになると、製管機１から繰り出される螺
旋管状体ＰＰが拡径され、その拡径が筒状体ＳＳ（セグ
メントＳ）内周面に達すると、製管機１の前進回転に伴
い 筒状体ＳＳ内周面に拡径された螺旋管状体ＰＰがラ
イニングされていく。

【００４７】この状態を、図４により説明すると、製管
機１がプロファイルＰの送り速度Ｖで半径ｒの螺旋管状
体ＰＰを製管して繰り出すが、製管機１の回転速度がそ
の製管速度に平衡する回転速度Ｖ／２πｒよりも低速で
回転（回転速度ｎ）されるにもかかわらず、筒状体内径
Ｒの螺旋管状体ＰＰ（ライニング管）がプロファイル速
度Ｖのもとで形成される結果、そのライニング管ＰＰの
形成速度と上記製管機１の回転速度ｎの低速回転との間
でのプロファイルＰのやり取りの差が、螺旋管状体ＰＰ
の拡径摺動により吸収されていくことが確認されてい
る。

【００４８】図４において、ｍを製管機１に作用する制
動力、ｒを製管半径、ＦをプロファイルＰの送り力、Ｖ
をプロファイルＰの送り速度、Ｒを筒状体ＳＳの内径と
すると、ｍ＜Ｆｒでは、螺旋管状体ＰＰにＦｒの剪断力
が作用するだけである。ｍ＞Ｆｒになると、制動力ｍの
ために、制動力で規制される剪断力Ｚが螺旋管状体ＰＰ
に作用し、拡径部終端ＰＰｂには、ＺＲ＝ｍを満たす剪
断力が作用し、上記プロファイルＰを摺動拡径させるの
に要する周長単位長さ当たりの力（以下、プロファイル
嵌合力という）をｆとすると、Ｚ＞２πＲｆ、すなわち ｍ＞２πＲ²ｆ （１） を満たすときに筒状体ＳＳ内周面へのライニングが可能
となる。

【００４９】この場合、拡径終端部でプロファイルＰが
筒状体ＳＳ内周面に貼り付けられる回転速度と製管機１
との回転速度とが実質的に等しいから、製管機１の回転
速度ｎは、 ｎ＝Ｖ／２πＲ （２） で与えられる。

【００５０】図４において、テーパー拡径部の半径Ｘの
位置での剪断力Ｚは、 Ｚ＝ｍ／Ｘ （３） で与えられる。

【００５１】而して、上記制動力ｍを大にすると、剪断
力ｍ／２πＸが大になり管単位長さ当たりの拡径度が大
きくなるから、拡径勾配が急峻になり、また剪断力によ
り嵌合接合部が開劈され易くなる。

【００５２】従って、制動力ｍは、嵌合接合部の摺動拡
径を生じさせ得ることを条件として、嵌合接合部の開劈
破損を防止し、上記交叉個所を安定に保持させるために
可及的に小さく設定することが好ましい。

【００５３】この制動力ｍにより拡径部の勾配が左右さ
れる。また、式（２）からも明らかなように、プロファ
イルＰの送り速度Ｖにより製管機１の回転速度ｎが変化
し、この変化により拡径状態が変化する。従って、拡径
状態の変化や製管機１の回転速度Ｎの変化を検出信号と
して制動力ｍやプロファイルＰの送り速度Ｖを調節して
拡径状態を制御できる。例えば、制動力ｍを一定として
プロファイルＰの送り速度Ｖを調節したり、プロファイ
ルＰの送り速度Ｖを一定として制動力ｍを調節すること
ができる。この場合、拡径状態の変化は、製管機１の前
側フレーム１１に連係させた基準定規６（拡径勾配のテ
ーパー角度に合わせて曲げた棒材を回動支持し、その回
動角を検出信号とする）や基準勾配中の所定位置に配設
した接触センサー等により検出可能である。

【００５４】従って、本実施形態では、製管機１は、格
子状のリブやジョイント片Ｓａにより凹凸が存在するセ
グメントＳの内周面において、トンネルＴ長手方向にレ
ール状に連続する周方向３箇所のジョイント片Ｓａ，Ｓ
ａ同士の接合部に対し係合により周方向に回転規制され
た状態でトンネルＴ長手方向に移動自在となるように前
後一対のガイドフレームＧａ，Ｇｂの鍔付きローラＧｄ
を転動自在に係合させることによって、トンネルＴ長手
方向への回転前進および制動可能となるように装着され
ているので、トンネル長手方向一側への製管機の回転前
進を回転規制部材の平坦な面に対して制動させることが
円滑に行えることになる。これによって、プロファイル
Ｐの送り力で螺旋管状体ＰＰを拡径させてセグメントＳ
よりなる筒状体ＳＳの内周面に近接させていく拡径ライ
ニング方法による二次覆工を製管機１を用いて行うこと
ができる。

【００５５】また、筒状体ＳＳの周方向８箇所の連通孔
Ｓｂ，…にトンネルＴの略全長に亘って挿通したホース
Ｈを下側から順にトンネルＴ長手方向一側にゆっくり引
き抜き操作しながら、瞬硬性モルタルを筒状体ＳＳと螺
旋管状体ＰＰとの近接部間に充填し、筒状体ＳＳと螺旋
管状体ＰＰとの近接部間での瞬硬性モルタルの硬化を待
って、順次上側の挿通孔Ｓｂに挿通したホースＨを同様
に操作しつつ瞬硬性モルタルを充填することが繰り返し
行われるので、筒状体ＳＳ（セグメントＳ）と螺旋管状
体ＰＰ（プロファイルＰ）との近接部間に瞬硬性モルタ
ルがホースＨを介して下側から順に円滑に充填され、筒
状体ＳＳの内周面に対し螺旋筒状体ＰＰを確実に固着す
ることができる。

【００５６】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施形態を図５ないし図７に基づいて説明する。

【００５７】この実施形態では、所定の速度で回転前進
駆動する製管機を適用している。

【００５８】図５および図６において、４０は製管機６
の前側フレーム１１の周方向所定間隔おきに取り付けた
駆動輪であって、図７にも示すように、油圧モータ４０
１によって駆動されるるようになっている。図５および
図６に示す４２，…は、前側フレーム１１の周方向所定
間隔おきに取り付けた従動輪であって、前側フレーム１
１の周方向において駆動輪４０と交互に配されている。
なお、駆動輪４０を除くその他の構成は、上記第１の実
施形態の場合と同じであり、その詳細な説明は省略す
る。

【００５９】次に、管路製造装置Ｋを用いた管路の製造
方法の一例について説明する。

【００６０】まず、一次覆工工程でトンネルＴの内周面
に周方向３箇所のジョイント片Ｓａ，ＳａをトンネルＴ
の長手方向にレール状に連続させたセグメントＳ，…よ
りなる筒状体ＳＳを形成した後、二次覆工工程におい
て、各ジョイント片Ｓａ，Ｓａ同士の接合部に対し前後
一対のガイドフレームＧａ，Ｇｂを係合させる。

【００６１】それから、上記各ガイドフレームＧａ，Ｇ
ｂに対し回転前進可能となるように製管機１を装着す
る。

【００６２】そして、接合機構部２の外面ローラ２１お
よび内面ローラ２２を油圧ポンプにより駆動させ、トン
ネル後側にあるドラムから供給されてくるプロファイル
Ｐを接合機構部２の外面ローラ２１および内面ローラ２
２で螺旋状に送ると共に最初の接合機構部２の外面ロー
ラ２１と内面ローラ２２とで既に形成された螺旋管状体
ＰＰ縁端の雌型係止溝に最初の接合機構部２に送り込ま
れてくるプロファイルＰの一方の縁端の雄型係止用凸条
を嵌合接合して螺旋管状体に形成すると共に、製管機１
を各駆動輪４０の駆動で螺旋管状体ＰＰの形成速度に平
衡する速度よりも遅い速度で回転前進駆動させ、この回
転前進中に外面ローラ２１および内面ローラ２２のプロ
ファイルの送り力で螺旋管状体ＰＰを拡径させて筒状体
ＳＳ（セグメントＳ）の内周面に近接させ、トンネルＴ
全長に亘った筒状体ＳＳ内周面への螺旋管状体ＰＰのラ
イニングを完了すると、裏込め材充填工程において、各
セグメントＳの挿通孔Ｓｂに挿通したホースＨより瞬硬
性モルタル（裏込め材）を充填する。

【００６３】上記螺旋管状体ＰＰの製管速度に平衡する
製管機１の回転速度Ｎは、プロファイルＰの送り速度を
Ｖ、製管半径をｒとすると、Ｖ／２πｒであり、製管機
１をこの速度で回転させても螺旋管状体ＰＰは拡径され
ない。

【００６４】製管機１をこの回転速度Ｖ／２πｒ より
も遅い回転速度で回転駆動すると、螺旋管状体ＰＰの形
成速度よりも製管機１の移動速度が遅くなり、製管機１
から繰り出される螺旋管状体ＰＰにプロファイルＰの送
り力が作用するようになり、この送り力による涙じりモ
ーメント（螺旋をほどく方向の涙じりモーメント）によ
り螺旋管状体ＰＰの嵌合接合部に剪断力が作用し、この
剪断力が嵌合接合部の剪断力に打ち勝つと摺動拡径さ
れ、筒状体ＳＳ内周面に接触されるようになる。

【００６５】従って、筒状体ＳＳ内周面にまで拡径させ
るための条件は、上記第１の実施形態において説明した
制動により螺旋管状体ＰＰを拡径させる場合の式（１）
の制動力ｍを、プロファイルＰの送り力Ｆにより拡径前
の螺旋管状体ＰＰに作用する涙じりモーメントＦｒに置
き換えることにより、 Ｆｒ／２πＲ²＞ｆ （４） で与えられる。

【００６６】また、製管機１の駆動回転速度ｎは、上述
した式（２）で与えられ、半径ｒの製管を行なうときの
回転速度Ｎに対し、 ｎ＝ｒＮ／Ｒ （５） となる。

【００６７】上記において、プロファイルＰの送り力Ｆ
を大きくし過ぎると、剪断力が大になり管単位長さ当た
りの拡径度が大きくなるから、拡径勾配が急峻になると
共に剪断力により嵌合接合部が開劈され易くなる。従っ
て、プロファイルＰの送り力Ｆは、嵌合接合部の摺動拡
径を生じさせ得ることを条件として、嵌合接合部の開劈
破損を防止し、上記交叉個所を安定に保持させるために
可及的に小さく設定することが好ましい。

【００６８】このプロファイルＰの送り力Ｆや送り速度
Ｖや製管機１の回転速度、により拡径状態が変化するか
ら、拡径状態を検出し、送り力Ｆ、送り速度Ｖ、製管機
１の回転速度ｎを調節して拡径状態を制御できる。

【００６９】従って、本実施形態では、製管機１は、格
子状のリブやジョイント片Ｓａにより凹凸が存在するセ
グメントＳの内周面において、トンネルＴ長手方向にレ
ール状に連続する周方向３箇所のジョイント片Ｓａ，Ｓ
ａ同士の接合部に対し係合により周方向に回転規制され
た状態でトンネルＴ長手方向に移動自在となるように前
後一対のガイドフレームＧａ，Ｇｂの鍔付きローラＧｄ
を転動自在に係合させることによって、自身の駆動によ
り回転前進するように装着されているので、螺旋管状体
ＰＰの形成速度に平衡する速度よりも遅い速度で製管機
１をトンネル長手方向一側へ回転前進駆動させることが
円滑に行えることになる。これによって、プロファイル
Ｐの送り力で螺旋管状体ＰＰを拡径させてセグメントＳ
よりなる筒状体ＳＳの内周面に近接させていく拡径ライ
ニング方法による二次覆工を製管機１を用いて行うこと
ができる。

【００７０】（他の実施の形態）上記各実施形態では、
前後のフレーム１１，１２の各動輪４１，４２および従
動ローラ４６を前後のガイドフレームＧａ，Ｇｂの転動
面Ｇｃ上において転動させるようにしたが、前後のガイ
ドフレームの内周面にそれぞれラック歯を形成すると共
に、前後のフレームの周方向所定間隔おきに、ディスク
ブレーキを内装する制動ピニオンギヤまたは油圧モータ
によって駆動する駆動ピニオンギヤと、従動ピニオンギ
ヤとを交互に配置し、前後のガイドフレーム内周面のラ
ック歯に対し各ピニオンギヤが噛合するようにしてもよ
い。この場合、前後のガイドフレームに対し動輪やロー
ラなどにより回転前進する前後のフレーム（製管機）に
比して、各ガイドフレームに対してスリップが生じるこ
とはなく、製管機の安定した回転前進を得ることができ
る。特に、製管機の回転前進を制動させるものにおいて
は、確実な制動を得ることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１および
請求項２に係る管路の製造方法によれば、凹凸のあるセ
グメントの内周面において、トンネル長手方向にレール
状に連続するリブに対し係合により回転規制した状態で
回転規制部材をトンネル長手方向一側に移動自在に支持
し、この回転規制部材に対し製管機をトンネル長手方向
一側への回転前進および制動可能となるように、または
回転前進駆動するように装着することで、製管機の回転
前進の制動、または螺旋管状体の形成速度に平衡する速
度よりも遅い速度での製管機の回転前進駆動を円滑に行
え、帯状部材の送り力で螺旋管状体を拡径させてトンネ
ルの内周面に近接させていく拡径ライニング方法による
二次覆工を製管機を用いて行うことができる。

【００７２】また、請求項３に係る管路の製造方法によ
れば、回転規制部材に対しラック・アンド・ピニオン機
構を介して製管機を回転前進させることで、回転規制部
材に対するスリップをなくし、製管機の安定した回転前
進を得ることができる。特に、製管機の回転前進を制動
させる場合には、確実な制動を得ることができる。

【００７３】更に、請求項４に係る管路の製造方法によ
れば、トンネル長手方向に亘って連続するセグメントの
連通孔に挿通したホースによって筒状体と螺旋管状体と
の近接部間に裏込め材を充填することで、セグメントの
内周面に対し螺旋筒状体を確実に固着することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態において使用する管路
製造装置の正面図である。

【図２】同管路製造装置の側面図である。

【図３】同じくセグメントのジョイント片に対し鍔付き
ローラの転動自在な係合状態を示す拡大説明図である。

【図４】同じく管路製造装置による螺旋管状体のライニ
ング施工状態を説明する説明図である。

【図５】本発明の第２の実施形態において使用する管路
製造装置の正面図である。

【図６】同管路製造装置の側面図である。

【図７】同じく駆動輪の断面図である。

【図８】（ａ）はライニング施工方法に使用される公知
の帯状部材を示す図面である。（ｂ）は帯状部材の接合
状態を示す斜視図である。

【図９】従来の製管機の側面図である。

【図１０】同じく製管機による帯状部材の管状体形成過
程を示す説明図である

【図１１】同じく既設管に対するライニング施工方法を
説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 製管機 Ｇａ，Ｇｂ ガイドフレーム（回転規制部材） Ｈ ホース ＰＰ 螺旋管状体 Ｐ プロファイル（帯状部材） Ｓ セグメント Ｓａ ジョイント片（リブ） ＳＳ 筒状体 Ｔ トンネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 堀削機を用いて長手方向に地中を掘削す
   ることにより形成されたトンネルの内周面に、その周方
   向に分割されたセグメントをリング状に沿わせて張り付
   けるとともにトンネルの長手方向にも順に張り付けるこ
   とによって、セグメントの内周面に設けられたリブをト
   ンネルの長手方向にレール状に連続させるように筒状体
   を形成する一次覆工工程と、 上記一次覆工工程においてレール状に連続させたリブに
   対し回転規制された状態でトンネル長手方向一側に移動
   自在となるようにリング状の回転規制部材を係合させ、
   この回転規制部材に対し、連続的に送り込まれる長尺な
   帯状部材を相接する縁端部間で接合しつつトンネルの長
   手方向に螺旋状に巻回させて螺旋管状体を形成する製管
   機を、トンネル長手方向一側への回転前進および制動可
   能となるように装着し、この製管機のトンネル長手方向
   一側への回転前進を制動させることによって帯状部材の
   送り力で上記螺旋管状体を拡径させてトンネルの内周面
   に近接させていく二次覆工工程とを包含していることを
   特徴とする管路の製造方法。
2. 【請求項２】 堀削機を用いて長手方向に地中を掘削す
   ることにより形成されたトンネルの内周面に、その周方
   向に分割されたセグメントをリング状に沿わせて張り付
   けるとともにトンネルの長手方向にも順に張り付けるこ
   とによって、セグメントの内周面に設けられたリブをト
   ンネルの長手方向にレール状に連続させるように筒状体
   を形成する一次覆工工程と、 上記一次覆工工程においてレール状に連続させたリブに
   対し回転規制された状態でトンネル長手方向一側に移動
   自在となるようにリング状の回転規制部材を係合させ、
   この回転規制部材に対し、連続的に送り込まれる長尺な
   帯状部材を相接する縁端部間で接合しつつトンネルの長
   手方向に螺旋状に巻回させて螺旋管状体を形成する製管
   機を、螺旋管状体の形成速度に平衡する速度よりも遅い
   速度でトンネル長手方向一側へ回転前進駆動させるよう
   に装着し、この製管機のトンネル長手方向一側へ回転前
   進中に帯状部材の送り力で上記螺旋管状体を拡径させて
   トンネルの内周面に近接させていく二次覆工工程とを包
   含していることを特徴とする管路の製造方法。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２に記載の管
   路の製造方法において、 製管機は、回転規制部材に対しラック・アンド・ピニオ
   ン機構を介して回転前進するようになっていることを特
   徴とする管路の製造方法。
4. 【請求項４】 上記請求項１または請求項２に記載の管
   路の製造方法において、 各セグメントは、トンネル長手方向に亘ってホースを挿
   通可能とするように連続的に設けられた連通孔を備え、 セグメントよりなる筒状体と帯状部材よりなる螺旋管状
   体との近接部間に上記ホースを介して裏込め材を充填す
   る工程をさらに包含していることを特徴とする管路の製
   造方法。