JP2002295723A

JP2002295723A - さや管推進工法

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Publication number: JP2002295723A
Application number: JP2001097153A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Shimoyasu; 哲二下保; Kazuhito Hanano; 一仁花野; Yoshinori Yoshida; 義徳吉田; Naoki Tomita; 直岐冨田
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP3894742B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水道、ガス、下水道等に用いる流体輸送用配
管を地下に布設するための推進工法であって、地震発生
時等に十分な伸縮量を確保するとともに、継手部にグラ
ウト材が侵入することを防止できる推進工法を提供する
こと。【解決手段】管の挿し口を先行する管の後端部に設け
られた受口に挿入して継合わせつつさや管内に管路を新
設する推進工法であって、前記管の挿し口外周部に受口
端部との間に所定の間隔をおいて対向するフランジを固
定して設け、該フランジと受口端部との間隔部に推進力
伝達可能な推進力伝達部材を介装するとともに、該推進
力伝達部材と受口端部との間に継手部内部への異物の侵
入を防止する防護リングを設け、前記推進力伝達部材と
防護リングとを介して推進力を先行する管に伝達しつつ
軸線方向に推進する。推進終了後は前記推進力伝達部材
が収縮又は圧壊して挿し口と受口とを収縮可能な接続状
態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道、ガス、下水
道等に用いる流体輸送用配管を非開削で布設するさや管
推進工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダクタイル鋳鉄管等の流体輸送用配管を
埋設する工法としては、地面を開削して布設する開削工
法が一般的であったが、近来は幹線道路だけではなく一
般道路においても交通量が増加しているので、開削工法
のために交通を遮断することは困難となっている。そこ
で、発進立坑と到達立坑だけを開削し、さや管としてヒ
ューム管や鋼管等を推進埋設した後にダクタイル鋳鉄管
を挿入するさや管推進工法や、既設管をさや管として、
その中に口径の小さい新管を挿入して管路を更新するパ
イプインパイプ工法等の推進工法が広く採用されるよう
になった。

【０００３】図１２は従来のパイプインパイプ工法の概
要を表すもので、この工法は、発進坑Ｓと到達坑Ｒとの
間に埋設されている既設管（さや管）Ｐ’内にこれより
も径の小さな新管（本管）Ｐを挿入する工法である。発
進坑には油圧ジャッキＪが設置されており、該油圧ジャ
ッキの後部は反力受けＨに当接し、前部は押角Ｂを介し
て新管Ｐを押圧するようになっている。新管Ｐは、その
先端部の挿し口１０１を先行の新管の後端部の受口１０
２に挿入することによって順次接合され、既設管内に押
し込まれて行く。なお、先頭の新管の先端部には挿入抵
抗を小さくするための先導ソリＫが取り付けられてい
る。

【０００４】ところで近年、管路にも耐震性が要求さ
れ、その耐震性を有する管継手構造として、図１１に示
すようなＮＳ形管継手が使用されるようになった。この
耐震性管継手の構造は、挿し口１の先端に設けた挿し口
突起３を、引張力が作用したときは受口２内面の所定長
さ離れた位置に設けたロックリング５に係合させること
により抜け出しを防止するとともに、押し込み力が作用
したときは受口２の奥端部２ａに当接するまで移動させ
ることによって、所定範囲の伸縮及び管の抜け出し防止
を行うものである。

【０００５】上記ＮＳ形管継手を上述の推進工法に採用
する場合、推進が終了した状態では、挿し口１の先端部
が図の鎖線で示すように受口２の奥端面２ａに当接した
状態となっているため、地震が発生したときは、引き抜
き方向には移動可能で、伸び余裕量があるが、押し込み
方向には移動できない。したがって、最高の耐震性能を
持つＮＳ形管継手であっても、押し込み余裕量がないた
め、耐震管としての性能を十分に発揮できないという問
題点がある。このため、上記所定範囲の伸縮（押し込み
余裕量）を確保して新管Ｐを布設すること、つまり、い
かにして挿し口突起３をロックリング５と受口奥端部と
の中間位置に位置させて推進するかが課題となってい
る。

【０００６】本願出願人は、上記課題を解決すべく、押
し込み余裕量を確保した状態で推進を行うことのできる
技術を開発し、すでに特許出願している（特開２０００
−１７９８７号及び特願２０００−５９５５３号）。例
えば上記特願２０００−５９５５３号に記載の技術は、
挿し口外周部に受口端部と対向するフランジを固定して
設け、該フランジと受口端部との間に、推進力伝達可能
で、推進後は収縮する推進力伝達部材を介装して推進を
行うもので、推進終了後に地震等による過大な押し込み
力が作用したときは、推進力伝達部材が収縮して継手の
収縮、すなわち受口内への挿し口の押し込みを許容する
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記推進工
法において、布設された本管とさや管との間の隙間には
エアモルタルやエアミルク等のグラウト材が充填され
る。これは、さや管内に空隙を放置した状態にしておく
と、道路上や軌道上を重車両や電車等が通過した場合、
空隙によって道路が陥没する可能性があるからである。

【０００８】一方、耐震性に優れた上記ＮＳ形継手の場
合は、シール用のゴム輪４がスリップオン式に装着され
ているので、推進時に受口２と挿し口１との間に介装さ
れたゴム輪が挿し口外周面によって挿入方向に引きづら
れる状態で推進され、推進終了後に、ゴムの反力によっ
て挿し口が推進方向に対し後方へ若干戻ることによっ
て、図１３（ａ）に示すように、挿し口外周部に取り付
けられた推進力伝達部材Ｍと受口２の端面との間に若干
の隙間ｔが生じることがあった。また、推進距離が短い
場合は、推進力伝達部材が受口端面に当接していなくて
も、ゴムの面圧だけで推進できる場合があり、この場合
は推進力伝達部材と受口との間に隙間ｔがあっても推進
が行われることになる。

【０００９】上記のように、推進力伝達部材と受口との
間に隙間ｔが存在する状態でグラウト材Ｇを充填する
と、このグラウト材Ｇが上記隙間ｔを通って受口２内に
侵入し、継手が収縮したときに当該侵入したグラウト材
が図１３（ｂ）に示すように、シール用のゴム輪４の下
側に噛み込まれて水密性を阻害するという問題点があっ
た。そこで、本発明は、上記のような問題点を解決する
ために、耐震性の最大の要件である十分な伸縮量を確保
した状態で管及び継手を挿入することができ、しかもグ
ラウト材の侵入を防止することのできるさや管推進工法
を提供することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明にかかるさや管推進工法は、管の挿し口を先行する
管の後端部に設けられた受口に挿入して継合わせつつさ
や管内に管路を新設する推進工法であって、前記管の挿
し口外周部に受口端部との間に所定の間隔をおいて対向
するフランジを固定して設け、該フランジと受口端部と
の間隔部に推進力伝達可能な推進力伝達部材を介装する
とともに、該推進力伝達部材と受口端部との間に継手部
内部への異物の侵入を防止する防護リングを設け、前記
推進力伝達部材と防護リングとを介して推進力を先行す
る管に伝達しつつ軸線方向に推進するとともに、推進終
了後は前記推進力伝達部材が収縮又は圧壊して挿し口と
受口とを収縮可能な接続状態とすることを特徴としてい
る。

【００１１】本発明にかかるさや管推進工法によれば、
挿し口から受口へ推進力を伝達する推進力伝達部材を介
して推進力を挿し口外周部から受口端面へ伝達するの
で、挿し口の先端部を受口の奥端部に当接させなくても
推進が可能である。また、上記推進力伝達部材は、推進
終了後に収縮又は圧壊可能であるから、地震等による過
大な押し込み力が作用したときには継手が収縮又は圧壊
してその外力を吸収することができる。しかも、推進力
伝達部材と受口との間に、本管とさや管との間に充填さ
れるグラウト材が受口内へ侵入することを防止する防護
リングを介装して推進するので、グラウト材の侵入によ
る水密性の低下を防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に表された本発明の実
施の形態に基づいて、本発明をより具体的に説明する。

【００１３】図１は、本発明に使用される管継手の構造
を表す一部断面図であって、この管継手は、水道の耐震
継手として通常使用されているＮＳ形継手であり、挿し
口１と受口２からなる。挿し口１は、ダクタイル鋳鉄管
の先端部外周面にリング状の挿し口突起３が一体に設け
られている。

【００１４】受口２の内周面２ａには、シール用のゴム
輪４を納めるゴム輪溝４ａとロックリング溝５ａが設け
られている。このロックリング溝５ａには、一つ割りの
環状体として形成されたロックリング５がロックリング
芯出し用ゴム６を介して挿嵌されており、地震等による
過大な引き抜き力が作用したときには、このロックリン
グ５と前記挿し口突起３とが係合することによって挿し
口１の逸脱が防止されるようになっている。

【００１５】挿し口１の後方寄りの外周面上にはフラン
ジ２５が固定されており、このフランジ２５と受口２の
後端面２ｂとの間に推進力伝達部材Ｍが介装されるとと
もに、該推進力伝達部材Ｍの推進方向前面すなわち受口
２に対向する面と受口２の端面との間には防護リング７
０が介装されている。この防護リング７０については後
述する。

【００１６】以下にフランジの取り付け方法について説
明する。図１に示すフランジ２５は、全体を三つ以上の
リングピース（円弧状部材）２５ａ，…に分割してボル
ト・ナット２６，…で互いに締結（挿し口外周面に固
定）するようにしている。この場合、各リングピースを
固定するボルトに、搬送ローラ（キャスタ）２７を取り
付けていて、推進力が小さくてすむようにしているとと
もに、仮にローリングを生じてもいずれかのローラで管
を支持できるようになっている。このようにしておく
と、ローリングによって推進力が過大になることを防止
できるため、ローリングの懸念がある長距離推進には有
効である。上記複数のリングピースを同じ形状・寸法と
しておけば、成形用の金型が少なくてすみ、部品管理も
簡単であるので好ましい。

【００１７】図５は上記と異なる実施形態のフランジを
表すもので、このフランジ１０の背面部には、複数の補
強リブ１２，…が一体に形成され、これら補強リブが接
着剤によって挿し口１の外周面に固着されている。フラ
ンジの固定法としては、推進力によってフランジがスリ
ップしないような方法であればよく、例えば図示例の接
着剤による接着の他に、金属バンド等による締め付け、
分割構造のフランジをボルト等で互いに締め付け固定す
る方法等種々の方法を採用することができる。上記接着
剤としては、推進力によってスリップしないように固着
することができる強力な接着剤、例えばエポキシ系の樹
脂、具体例を挙げれば、大日本インキ化学工業（株）社
製の接着剤「ラッカマイドＥＡ−２０７０」（商品名）
等を使用することができる。

【００１８】図６は、上記接着剤による固定法と異なる
固定法を表すもので、この形態では、挿し口１の外周面
に溝１６を形成し、この溝１６に二つ以上（図では二
つ）の円弧状のフランジ部材１５ａ，…に分割したフラ
ンジ１５を嵌め込んで固定している。円弧状のフランジ
部材１５ａの両端部には張出片１５ｂが突設されてお
り、該張出片をボルト・ナット１８で互いに締着するこ
とにより、環状のフランジ１５を形成するとともに、挿
し口に固定している。このボルト・ナットにはキャスタ
ー１７を取り付けることが可能で、これにキャスターを
取り付けておけば、当該キャスターがさや管内面上を転
動するので、推進抵抗が小さくてすむ。

【００１９】さらに、図７は挿し口１の外周面にサドル
形状のフランジ２０をボルト・ナット２１によって固定
した例を表すもので、端部に張出片２０ｂ，２０ｂと中
央部にリブ２０ｃが一体に形成された二つ割り（二つ以
上の分割でもよい）のフランジ部材２０ａ，２０ａを突
き合わせて環状に固定している。この場合も、ボルト・
ナット２１にキャスター２３を取り付けることにより、
推進抵抗を小さくすることができる。

【００２０】フランジの固定法としては、推進力を伝達
できるものであればよいので、上記の固定法のほか、種
々の方法を採用することができ、さらに上述した方法に
加えて、フランジを直接又は間接的に挿し口外周面に溶
接することが可能である。また、例えば、図８は特殊押
輪３０を用いる例を示している。図示例の特殊押輪３０
は、金属製リング部材３１と爪３２と、断面楔状の中間
ピース３３と、ボルト３４とで構成される。この特殊押
輪３０を挿し口１の外周部に嵌め込んでボルト３４を締
め付けることにより特殊押輪３０が挿し口１に固定され
る。この特殊押輪３０に挿し口を介して押し込み方向の
力（矢印Ｘ）が作用すると、楔状の中間ピース３３の働
きにより爪３２が楔効果によって挿し口外周面に押し付
けられるので、挿し口と押輪が一層強力に固定される。
したがって、この特殊押輪３０をフランジとして推進力
伝達部材Ｍを保持することができる。

【００２１】上述したように、挿し口１の後方寄り外周
部に固定したフランジと受口２の後端面２ａとの間に、
推進力伝達部材Ｍと防護リング７０とが介装される。こ
の防護リング７０は、図２に示すような厚さ数ｍｍ程度
の薄い板状のリングで、外径は推進力伝達部材Ｍ及び受
口後端部の外径とほぼ等しく、内径は挿し口１の外径以
上である。挿し口１の先端にはリング状の挿し口突起３
が設けられているので、この挿し口突起を乗り越えて挿
し口に嵌合装着するためには、防護リング７０の内径は
挿し口突起３の外径以上とする必要がある。しかしなが
ら、そのようにすると、挿し口の外周面と当該防護リン
グとの間に隙間ができ、この隙間からグラウトが侵入す
るおそれがあるので、装着時には挿し口外面と密着する
ようなものが好ましい。

【００２２】このような防護リングとしては、例えば図
３（ａ）に示すように、弾性板（例えば金属板、ポリエ
チレン、ポリアセタール、ナイロン等の樹脂やゴム等）
７１で一つ割り構造のリング状に製作し、挿し口に装着
するときは割れ目７２を押し広げて挿し口突起３を乗り
越えさせ、装着時には弾性により完全なリング状に復帰
させて挿し口外周面に密着させる防護リング７０’や、
図３（ｂ）に示すように、挿し口１の外径とほぼ等しい
内径部分に複数のスリットｓ，…を入れて撓みやすく
し、装着時にこの部分を弾性変形させて挿し口突起３を
乗り越えさせる防護リング７０”が考えられる。

【００２３】一方、上記推進力伝達部材Ｍは、新管挿入
時には先行する管に推進力を伝達する役割を果し、推進
工終了後は継手の伸縮を可能とするものでなければなら
ない。この推進力伝達部材Ｍとしては、以下に示すよう
なものが適用可能である。なお、以下の説明では、図７
のフランジ２０を例にとって説明するが、他のフランジ
でも同様である。

【００２４】図１以下の図に示す推進力伝達部材Ｍは、
環状の一体物として形成されている。図９はさや管Ｐ’
内の状況を示すもので、Ｇはグラウト材としてのエアモ
ルタルである。この推進力伝達部材Ｍは、圧縮応力が１
〜３０ｋｇｆ／ｃｍ² （≒０．１〜３ＭＰａ）の樹脂発
泡体で、発泡倍率を変えることにより弾性限界応力が変
化するものである。これらの材質の例を示すと、ポリス
チレン、ポリウレタン等が代表的である。当然ではある
が、目的とする推進力の伝達と収縮性とを備えた他の樹
脂材またはダンボール等の硬質紙でも構わない。また、
液体や気体を封入した樹脂容器等も有効な手段となり得
る。形状としては、図示例の如く、適度の肉厚と幅を有
するリング状とするのが実用的であるが、前述した推進
力の伝達と収縮性を兼ね備えていれば、この形状にこだ
わる必要はなく、例えば互いに間隔をおいて挿し口外周
面上に配置した複数のブロック状のものとすることも可
能である。

【００２５】上記推進力伝達部材についてさらに詳細に
説明すると、この推進力伝達部材は、施工中における推
進力程度の圧縮力では、弾性変形するため、推進力は伝
達するが、歪み量は残留しない。また、弾性限界応力以
上の圧縮力が作用した場合は、塑性領域内においては歪
み量が増大する。その後、一定以上の圧縮力が作用した
場合には、所定の厚みを残した状態で歪みの進行は停止
する。これらの弾性限界応力、塑性領域の範囲、歪みが
進行した状態での最終的な厚みは、推進力伝達部材が発
泡材である場合は、その発泡倍率によって調節可能であ
る。発泡倍率の設定方法として、以下の条件が考えられ
る。

【００２６】作用する圧縮力が推進力程度では、弾性限
界応力以内の応力値であるため、弾性限界応力σ₁ が次
の関係となるように発泡倍率を設定する（推進力を正常
に伝達するためには、推進力伝達部材が塑性変形しない
ようにする）。 σ₁ ＞（Ｆ／Ａ）＝σ_max ここに、Ｆ：推進力、Ａ：推進力伝達部の面積、 σ
_max ：推進力伝達部材に発生する応力である。

【００２７】一方、地震等により継手部に大きな押し込
み力が作用した場合は、推進力伝達部材は塑性領域にあ
るため、推進力伝達部材の歪み量は増大する。この地震
発生時に生ずる押し込み力を、耐震継手の離脱阻止力で
ある０．３ｄ（ｔｆ）（ｄ：呼び径）と同じとすると、
図１０（ｂ）に示すように、地震等により押し込み力が
作用した場合は、押し込み余裕量Ｌ＋Ｌ₁ の推進力伝達
部材が圧縮されて長さＬ₁ となる。この時、Ｌを管長の
１％となるように設定すれば、押し込み余裕量を確保で
きたことになる。図１０における（ａ）は大きな引き抜
き力が作用した場合を、また（ｂ）は大きな押し込み力
が作用した場合をそれぞれ表している。なお、この推進
力伝達部材を介装していることにより、カーブ推進時に
おける応力集中が防げることは言うまでもない。

【００２８】図４は上記推進力伝達部材Ｍと防護リング
７０の装着方法を表すもので、まず、挿し口１の外周部
にフランジ（この図示例ではフランジ２５）を固定し、
図４（ａ）に示すように、その前側に推進力伝達部材Ｍ
を預け入れる。次に、防護リング７０を挿し口先端から
嵌め込む。この場合、防護リング７０の受口２側の面
（Ｈ）には接着剤を塗布しておくのが好ましい。図４
（ｂ）に示すように、防護リング７０を挿し口１に預け
入れたら、図４（ｃ）に示すように、受口２に挿し口１
を挿入する。すると、防護リング７０が推進力伝達部材
Ｍと受口の後端面２ｂとの間で挟圧され、予め塗布して
おいた接着剤により、受口２の後端面２ｂに接着固定さ
れる。また、予め、受口２の端面に接着固定する方法
や、ねじ止めにより固定する方法も考えられる。この状
態では、防護リング７０が受口開口部と挿し口外周面と
の間の隙間を塞ぐので、仮りに推進力伝達部材と受口と
の間に隙間ができても、グラウト材の受口内への侵入は
防止されるのである。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、挿し口外周部に受口端部と対向するフランジ
を固定して設け、該フランジと受口端部との間に推進力
伝達可能な推進力伝達部材を介装し、地震発生時にはこ
れを収縮又は圧壊させるもので、耐震性を有する管継手
を備えた管路を比較的簡単な構造と工法で実現すること
が可能となった。また、受口端面と推進力伝達部材との
間に防護リングを介装するので、受口と推進力伝達部材
との間に隙間が生じることがあっても、本管とさや管と
の間にグラウト材を充填したとき、前記防護リングによ
り該グラウト材が受口内に侵入することが効果的に防止
され、継手の水密性を阻害することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いられる管継手の一部断面図
（ａ）及びＸ−Ｘ矢視図（ｂ）である。

【図２】防護リングの断面図（ａ）及び正面図（ｂ）で
ある。

【図３】上記と異なる防護リング（ａ）及びさらに異な
る防護リング（ｂ）を表す正面図である。

【図４】管の接合方法の説明図である。

【図５】フランジの固定法を表す断面図（ａ）及びＡ矢
視図（ｂ）である。

【図６】上記と異なるフランジの固定方法を表す断面図
（ａ）及びＡ矢視図（ｂ）である。

【図７】さらに異なるフランジの実施形態を表す正面図
（ａ）及びＡ矢視図（ｂ）である。

【図８】さらに異なるフランジの実施形態を表す正面図
（ａ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ）である。

【図９】伸縮可能な推進力伝達部材を設けた継手の断面
図（ａ）及びＢ矢視図（ｂ）である。

【図１０】伸縮可能な推進力伝達部材を設けた継手の伸
縮量を表す断面図である。

【図１１】従来の耐震継手を例示する断面図である。

【図１２】従来のパイプインパイプ工法を表す説明図で
ある。

【図１３】グラウト材充填時の問題点を表す断面図であ
る。

【符号の説明】

１挿し口２受口３挿し口突起５ロックリング１０，１５，２０，２５，３０フランジ１２補強リブ７０，７０’，７０” 防護リングＭ推進力伝達部材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｌ 23/024 23/028 (72)発明者吉田義徳大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者冨田直岐大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内Ｆターム(参考） 2D054 AC18 AD28 3H016 AA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管の挿し口を先行する管の後端部に設け
られた受口に挿入して継合わせつつさや管内に管路を新
設する推進工法であって、前記管の挿し口外周部に受口
端部との間に所定の間隔をおいて対向するフランジを固
定して設け、該フランジと受口端部との間隔部に推進力
伝達可能な推進力伝達部材を介装するとともに、該推進
力伝達部材と受口端部との間に継手部内部への異物の侵
入を防止する防護リングを設け、前記推進力伝達部材と
防護リングとを介して推進力を先行する管に伝達しつつ
軸線方向に推進するとともに、推進終了後は前記推進力
伝達部材が収縮又は圧壊して挿し口と受口とを収縮可能
な接続状態とすることを特徴とするさや管推進工法。
【請求項２】防護リングを受口端面に接着剤、ねじ止
め等の固着手段で固定する請求項１に記載のさや管推進
工法。
【請求項３】フランジとして、受口端部に対向する端
面を有する環状体と、該環状体の背面部に一体に設けら
れた補強リブとを有するサドル状に形成されているもの
を使用する請求項１又は２に記載のさや管推進工法。
【請求項４】フランジとして、複数に分割された円弧
状部材の端部同士をボルトで互いに締め付けることによ
り環状体として挿し口に固定されるものを使用する請求
項１乃至３のいずれかに記載のさや管推進工法。
【請求項５】フランジを構成する円弧状部材の接合部
にさや管内を転動するキャスターを設けておく請求項４
に記載のさや管推進工法。