JP2003055950A

JP2003055950A - 管下土締め固め装置

Info

Publication number: JP2003055950A
Application number: JP2001242496A
Authority: JP
Inventors: Teruo Nakahara; 照雄中原; Kenzo Kimoto; 健蔵木元; Mitsunori Matsuda; 光範松田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】パイプラインの補修に際して、既設管の周囲
への土の埋め戻しの後に、埋め戻された土を締め固める
作業を、管肌を傷付けることなく効率的に行って省力化
を図る。【解決手段】油圧ショベル５Ｃのアーム５ａ先端部に
回転機構４０を介して、既設管１を跨ぐように門型フレ
ーム４１を配し、この門型フレーム４１の下部に振動コ
ンパクタ４２，４３を装着する。また、門型フレーム４
１の内側にガイドプロテクタ４４を配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地表近くの地中に
埋設された既設管の周囲の土の掘削、既設管の補修およ
び既設管の周囲への土の埋め戻しの後に、埋め戻された
土を締め固める管下土締め固め装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、天然ガスや石油等を輸送するの
に、地表近く（例えば１ｍ程度の深さ）の地中にパイプ
ラインを埋設することが行われている。このパイプライ
ンは、管肌の損傷・腐食防止や、寒冷地での輸送流体の
凍結防止のために、管の外周面に合成テープが巻き付け
られた状態で埋設されている。

【０００３】ところで、この種パイプラインは、長年使
用していると、外周面に巻き付けられたテープが損傷す
ることにより管肌に損傷・腐食が生じる場合がある。こ
のように管肌が損傷すると、流体輸送そのものに支障を
来たすだけでなく、その輸送流体の漏れによって思わぬ
事故が発生する危険性がある。このため、埋設後所定期
間が経過したパイプラインは、その周囲の土を掘り返し
て地表面に露出させ、外周面に巻き付けられているテー
プを交換したり、あるいは腐食した管を新品の管と交換
したりする補修作業が必要となってくる。

【０００４】このパイプラインの補修に際しては、既設
管の周囲の土を掘削する掘削工程と、この掘削工程の後
に、既設管の周囲に巻かれたテープを除去して管肌を洗
浄した後、新しいテープを巻きつける既設管補修工程
と、この既設管補修工程の後に、既設管の周囲に土を埋
め戻す埋め戻し工程を順次行うことが必要である。この
うち、とりわけ埋め戻し工程においては、既設管の側方
および下方に土を埋め戻した後に、その埋め戻された土
を締め固める作業が必要となる。従来、このような土の
締め固め作業は、手動操作式の振動コンパクタを用いて
人的作業により行われているのが実情である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような手動操作式の振動コンパクタによる締め固め作業
では、作業者の負担が大きいだけでなく、作業効率も悪
く、これが埋設管補修工事全体の機械化を進める上での
ネックになってしまうという問題点がある。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、パイプラインの補修に際して、既設管の周
囲への土の埋め戻しの後に、埋め戻された土を締め固め
る作業を、管肌を傷付けることなく効率的に行って省力
化を図ることのできる管下土締め固め装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、第１発明による管下土締め固め装
置は、地表近くの地中に埋設された既設管の周囲の土の
掘削、既設管の補修および既設管の周囲への土の埋め戻
しの後に、埋め戻された土を締め固める管下土締め固め
装置であって、油圧ショベルのアーム先端部に回転機構
を介して取り付けられ、前記既設管を跨ぐように配され
る門型フレームと、この門型フレームの下部に取り付け
られる振動コンパクタとを備えることを特徴とするもの
である。

【０００８】本発明による管下土締め固め装置は、地表
近くの地中に埋設された既設管の周囲の土を掘削し、既
設管の補修および既設管の周囲への土を埋め戻した後に
おいて、この埋め戻された土を締め固める際に用いられ
る。本発明においては、油圧ショベルを操作して、その
アーム先端部の回転機構を適宜回転させて位置合わせを
行いつつ、門型フレームが既設管を跨ぐ位置まで降ろさ
れ、この門型フレームの下端に取り付けられている振動
コンパクタによって既設管下方の土が締め固められる。
本発明によれば、従来人的作業により行われていた締め
固め作業を機械化することができるとともに、この締め
固め作業が油圧ショベルを用いて行われオペレータから
の視界性が良いので、この締め固め作業を正確に行うこ
とができる。また、埋め戻された土を確実に締め固めて
掘削前の元の状態に戻すことができる。

【０００９】本発明において、さらに、前記既設管の上
部を覆うように前記門型フレームの内側にガイドプロテ
クタが設けられるのが好ましい（第２発明）。こうする
ことで、当該締め固め装置を既設管に向けて降ろす際、
あるいは締め固め作業中のオペレータのミス等により、
門型フレーム等が既設管に接当して、交換済みのテープ
に傷を付けたり、既設管そのものを損傷させるといった
不具合を確実に防ぐことができる。

【００１０】前記各発明において、前記油圧ショベルは
前記既設管の側方をその既設管に沿って走行されるのが
好ましい（第３発明）。こうすることで、通常の履帯幅
を有する油圧ショベルを用いて締め固め作業を効率的に
行うことができる。

【００１１】また、前記油圧ショベルは前記既設管を跨
いでその既設管に沿って走行されるものとしても良い
（第４発明）。このようにすれば、油圧ショベルの中央
部に締め固め装置を配置することができるので、締め固
め作業をより安定的に行うことができる。

【００１２】次に、第５発明による締め固め装置は、地
表近くの地中に埋設された既設管の周囲の土の掘削、既
設管の補修および既設管の周囲への土の埋め戻しの後
に、埋め戻された土を締め固める管下土締め固め装置で
あって、油圧ショベルのアーム先端部に回転機構を介し
て取り付けられ、前記既設管を跨ぐように回転自在に配
される一対の転圧ローラを備えることを特徴とするもの
である。

【００１３】本発明においては、油圧ショベルのアーム
先端部に取り付けられている一対の転圧ローラによって
既設管下方の土が締め固められる。本発明によれば、油
圧ショベルを用いて締め固め作業が行えるので、オペレ
ータからの視界性が良く、締め固め作業を正確に行うこ
とができる。また、油圧ショベルの走行に伴い、転圧ロ
ーラを回転させつつ締め固め作業が行えるので、下層土
の締め固め作業が連続的に行えるという利点がある。

【００１４】本発明において、さらに、前記既設管の上
部を覆うように前記門型フレームの内側にガイドプロテ
クタが設けられるのが好ましい（第６発明）。こうする
ことで、当該締め固め装置を既設管に向けて降ろす際、
あるいは締め固め作業中のオペレータのミス等により、
交換済みのテープに傷を付けたり、既設管そのものを損
傷させるといった不具合を確実に防ぐことができる。

【００１５】ここで、前記ガイドプロテクタは牽引策に
よって牽引されるのが好ましい（第７発明）。こうする
ことで、油圧ショベルの走行に合わせて既設管を確実に
保護することができる。

【００１６】前記第５発明乃至第７発明において、前記
油圧ショベルは前記既設管を跨いでその既設管に沿って
走行されるのが好ましい（第８発明）。こうすること
で、油圧ショベルの中央部に締め固め装置を配置するこ
とができるので、締め固め作業をより安定的に行うこと
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明による管下土締め固
め装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつ
つ説明する。

【００１８】図１には、本発明の一実施形態に係る埋設
管補修工法の全体概要を説明する平面図が示されてい
る。

【００１９】この実施形態において、図中左右方向に延
設された既設管（埋設管）１は、その外周面にテープが
巻き付けられた状態で、地表２（図２参照）から１ｍ程
度の深さの位置に埋設されている。この既設管１の補修
作業は、図中右側から左側へ向けて順次行われるように
されており、その補修工程は主として次の９工程からな
っている。（１）第１工程：表土剥ぎ（２）第２工程：右側側溝掘削（３）第３工程：左側側溝掘削（４）第４工程：管下掘削（５）第５工程：テープ除去、管肌洗浄（６）第６工程：再テーピング（７）第７工程：下層土埋め戻し（８）第８工程：管下土締め固め（９）第９工程：表土埋め戻し

【００２０】これらの補修工程を実行するに際して、主
要機械として油圧ショベルが用いられ、この油圧ショベ
ルを含む各重機等は図中矢印Ａ方向へ向かって進行して
いくようにされている。また、基本的にその進行方向に
向かって既設管１の右方（図中下方）は重機および資材
運搬車両等の進行スペース３とされ、左方（図中上方）
は掘削された土の盛土スペース４とされている。ここ
で、掘削土（盛土）は、既設管１の上方の土（表土）と
その下層土とに分離するために、前記盛土スペース４の
うち進行方向に向かって左側が表土スペース４ａ、右側
が下層土スペース４ｂとされている。

【００２１】次に、前記各補修工程を各工程毎に順を追
って説明する。

【００２２】（１）第１工程：表土剥ぎ図２に、表土剥ぎ工程が示されている。なお、この図２
において、（ｂ）は平面図（図１の部分拡大図）、
（ａ）はそのＢ−Ｂ断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ断面図であ
る（以下の図３，４，５，６，７，８においても同
様）。

【００２３】この表土剥ぎは、通常タイプの油圧ショベ
ル５を、既設管１の略直上部にその履帯が既設管１と略
平行になるように設置するとともにバケット幅の大きな
バケットを装着し、この油圧ショベル５を進行方向（矢
印Ａ方向）に向けて後進させながら、既設管１の上方に
ある表土を所定幅だけ掘削することにより行われる。そ
して、掘削された土（表土）は、油圧ショベル５のブー
ムおよびアームを略最大限に伸張させて、この掘削によ
り生じた浅溝６に対して離隔した位置にある表土スペー
ス４ａに盛土される。なお、通常、この表土は農耕用に
土壌改良された肥沃な土であるので、後述するように下
層土とは分離して盛土される。

【００２４】（２）第２工程：右側側溝掘削（図３）この右側側溝掘削は、第１工程における表土剥ぎが完了
した後方部位において、既設管１の右側方に側溝７を掘
削するものである。この側溝掘削は、前記第１工程にて
形成された浅溝６の底面を足場にして既設管１を跨ぐよ
うに履帯を配して、オフセットブーム式の油圧ショベル
８を用いて行われる。なお、このオフセットブーム式の
油圧ショベル８は、ブーム８ａの先端部にオフセットブ
ーム８ｂが左右回動自在に連結され、このオフセットブ
ーム８ｂの先端部に前後回動自在にアーム８ｃが連結さ
れてなり、アーム８ｃおよびバケット８ｄが左右方向に
オフセット（平行移動）できるような構造のものであ
る。なお、この側溝掘削により掘削された土（下層土）
は、表土スペース４ａと分離して、浅溝６に近接した下
層土スペース４ｂに盛土される。

【００２５】（３）第３工程：左側側溝掘削（図４）この左側側溝掘削は、第２工程における右側側溝掘削が
完了した後方部位において、既設管１の左側方に側溝９
を掘削するものである。この側溝掘削は、前記第１工程
にて形成された浅溝６の底面を足場にして、前記右側側
溝掘削と同様のオフセットブーム式の油圧ショベル８Ａ
を用いて行われる。この側溝掘削により掘削された土
（下層土）は、前記第２工程と同様、下層土スペース４
ｂに盛土される。

【００２６】（４）第４工程：管下掘削（図５）この管下掘削は、前記第３工程における左側側溝掘削が
完了した後方部位において、左右の側溝７，９の下部を
既設管１の下方で相互に連結するように掘削するもので
ある。この管下掘削は、第１工程にて用いられたのと同
様の通常タイプの油圧ショベル５Ａを、既設管１の右方
に設けられた重機等の進行スペース３にその履帯が既設
管１と略平行になるように設置し、上部旋回体を進行方
向に対して左旋回方向に略９０°旋回させた状態で走行
させ、アーム５ａの先端に取り付けられたワイヤロープ
１０にて管下掘削装置（カッタビット式の掘削装置）１
１を牽引しつつ連続的に行われる。

【００２７】（５）第５工程：テープ除去、管肌洗浄お
よび（６）第６工程：再テーピングこのテープ除去、管肌洗浄および再テーピングは、第４
工程において管下掘削が完了した後方部位において、そ
の作業部位の前後位置にて既設管１をクローラ式クレー
ン３６，３６（図６参照）により吊持した状態で、専用
の洗浄装置３７およびテーピング装置３８を用いて行わ
れる。なお、これら洗浄装置３７およびテーピング装置
３８の詳細構造についてはその説明を省略する。

【００２８】（７）第７工程：下層土埋め戻し（図７）この下層土埋め戻しは、前記第６工程における再テーピ
ングが完了した後方部位において、補修後の既設管１に
対して下層土スペース４ｂにある盛土を埋め戻すもので
ある。この埋め戻しは、第１工程にて用いられたのと同
様の通常タイプの油圧ショベル５Ｂを、既設管１の右方
に設けられた重機等の進行スペース３にその履帯が既設
管１と略平行になるように設置し、上部旋回体を進行方
向に対して左旋回方向に略９０°旋回させた状態で走行
させつつ、前記盛土を手前側に引き寄せるようにして行
われる。

【００２９】（８）第８工程：管下土締め固め（図８）この管下土締め固めは、前記第７工程における下層土埋
め戻しが完了した後方部位において、埋め戻された下層
土を油圧ショベル５Ｃのアーム５ａ先端に取り付けられ
た締め固め装置３９により締め固めるものである。ここ
で、前記油圧ショベル５Ｃは、既設管１の右方に設けら
れた重機等の進行スペース３にその履帯が既設管１と略
平行になるように設置され、上部旋回体を進行方向に対
して左旋回方向に略９０°旋回させた状態で走行され
る。

【００３０】図９にその詳細構造が示されているよう
に、前記締め固め装置３９は、油圧ショベル５Ｃのアー
ム５ａ先端部に装着されているバケット（図示せず）を
取り外してアタッチメントとしてそのアーム５ａ先端部
に装着される。すなわち、前記アーム５ａの先端部に
は、回転機構４０が枢着されるとともに、この回転機構
４０がアームシリンダ３０のロッド先端部に配されるリ
ンク３１，３２によって前記アーム５ａに対して揺動自
在に設けられ、この回転機構４０の下部に既設管１を跨
ぐように門型フレーム４１が設けられ、この門型フレー
ム４１の下部に一対の振動コンパクタ４２，４３が取り
付けられる。また、前記門型フレーム４１の内側には半
円筒状のガイドプロテクタ４４がゴム等の緩衝材４５を
介して取り付けられており、これによって当該締め固め
装置３９を既設管１に向けて降ろす際、あるいは締め固
め作業中に門型フレーム４１等が既設管１に接当してそ
の既設管１が損傷するのを防ぐようにされている。な
お、前記締め固め装置３９に対する油圧動力は、油圧シ
ョベル５Ｃの本体側から油圧ホース４６を介して供給さ
れる。

【００３１】本実施形態の締め固め装置３９によれば、
油圧ショベルの先端部に装着されているので、オペレー
タからの視界性が良く、正確な作業を行うことができ
る。また、締め固め機構として振動式が採用されている
ので、埋め戻された下層土を確実に締め固めて元の状態
に戻すことができる。しかもガイドプロテクタ４４が設
けられているので、万一オペレータにミスが生じても交
換後のテープに傷がつくのを確実に防止することができ
る。

【００３２】（９）第９工程：表土埋め戻しこの表土埋め戻しは、前記第８工程における管下土締め
固めが完了した後方部位において、締め固められた下層
土の上方にブルドーザ４７を用いて表土スペース４ａに
ある盛土を埋め戻すものである。こうして、土質の異な
る表土と下層土とを掘削前の元の状態に確実に戻すこと
ができる。なお、本実施形態では、表土の埋め戻し作業
を行うのに、ブルドーザ４７を用いるものとしたが、勿
論、この埋め戻し作業にも油圧ショベルを用いることが
できる。

【００３３】本実施形態の埋設管補修工法によれば、既
設管１の周囲の土の掘削作業および既設管補修後の埋め
戻し作業が主として油圧ショベルを用いて行われるの
で、仮に１台の油圧ショベルが故障したとしても、他の
油圧ショベルを用いてカバーすることができ、またオペ
レータも共有することができ、さらに補給部品も共通に
使用することができる。したがって、補修システム全体
としての信頼性および確実性を高めることができるとい
う優れた効果を奏するものである。

【００３４】また、本実施形態によれば、油圧ショベル
や資材運搬車両等の重機が走行するために既設管１の右
側の進行スペース３が空けられているので、それら重機
等による作業が盛土によって邪魔されることがない。ま
た、掘削された土が表土（肥沃土）と下層土とに分離さ
れて掘削、盛土され、また埋め戻しされるので、既設管
１の補修作業後において地表面を確実に元の状態に復元
させることができる。しかも、掘削するのが困難な既設
管１の下方の土も、既設管１を損傷させることなく確実
に掘削することができ、また確実に埋め戻すことができ
る。

【００３５】前記実施形態においては、締め固め装置３
９として、既設管１右側の進行スペース３に設置するタ
イプの油圧ショベルに装着するものを説明したが、図１
０に示されるように左右の履帯間隔の広い広ゲージタイ
プの油圧ショベル５Ｅに装着するようにしても良い。こ
のようにすれば、油圧ショベル５Ｅの中央部に締め固め
装置３９を配することができるので、締め固め作業をよ
り安定して行うことができる。

【００３６】また、この締め固め装置としては、本実施
形態のような振動式のものに限らず、他のいろいろなタ
イプのものを用いることができる。図１１に示されるの
は、締め固め装置の更に他の実施形態の正面図（ａ）、
側面図（ｂ）および平面図（ｃ）である。この例に示さ
れる締め固め装置４８は、油圧ショベル５Ｆのアーム５
ａ先端部に回転機構４９を介して一対の転圧ローラ５
０，５１を回転可能に枢支するように構成されるととも
に、半円筒状のガイドプロテクタ５２をワイヤロープ
（牽引索）５３によって牽引するように構成されたもの
である。このように構成したものでは、前記実施形態と
同様、油圧ショベルを用いて締め固め作業が行えるとと
もに、この油圧ショベルの走行に伴い、転圧ローラ５
０，５１を回転させつつ締め固め作業が行えるので、下
層土の締め固め作業が連続的に行えるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る埋設管補修
工法の全体概要を説明する平面図である。

【図２】図２は、第１工程（表土剥ぎ工程）を説明する
背面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）であ
る。

【図３】図３は、第２工程（右側側溝掘削工程）を説明
する背面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）で
ある。

【図４】図４は、第３工程（左側側溝掘削工程）を説明
する背面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）で
ある。

【図５】図５は、第４工程（管下掘削工程）を説明する
背面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）であ
る。

【図６】図６は、クローラ式クレーンによる既設管の吊
持状態を説明する背面図（ａ）、平面図（ｂ）および側
面図（ｃ）である。

【図７】図７は、第７工程（下層土埋め戻し工程）を説
明する背面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）
である。

【図８】図８は、第８工程（管下土締め固め工程）を説
明する背面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）
である。

【図９】図９は、締め固め装置の詳細構造図である。

【図１０】図１０は、締め固め装置の他の実施形態を示
す背面図である。

【図１１】図１１は、締め固め装置の更に他の実施形態
を示す背面図（ａ）、側面図（ｂ）および平面図（ｃ）
である。

【符号の説明】

１既設管２地表３進行スペース４盛土スペース４ａ表土スペース４ｂ下層土スペース５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｅ，５Ｆ，８，８Ａ油圧シ
ョベル６浅溝７，９側溝１０，５３ワイヤロープ１１管下掘削装置４６油圧ホース３６クローラ式クレーン３７洗浄装置３８テーピング装置３９，４８締め固め装置４０，４９回転機構４２，４３振動コンパクタ４４，５２ガイドプロテクタ４７ブルドーザ５０，５１転圧ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田光範大阪府枚方市上野３丁目１−１株式会社小松製作所大阪工場内Ｆターム(参考） 2D012 DA04 2D043 CA15 CB03 2D052 AA06 AC07 AD17 BC06 BC14 DA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地表近くの地中に埋設された既設管の周
囲の土の掘削、既設管の補修および既設管の周囲への土
の埋め戻しの後に、埋め戻された土を締め固める管下土
締め固め装置であって、油圧ショベルのアーム先端部に回転機構を介して取り付
けられ、前記既設管を跨ぐように配される門型フレーム
と、この門型フレームの下部に取り付けられる振動コン
パクタとを備えることを特徴とする管下土締め固め装
置。
【請求項２】さらに、前記既設管の上部を覆うように
前記門型フレームの内側にガイドプロテクタが設けられ
る請求項１に記載の管下土締め固め装置。
【請求項３】前記油圧ショベルは前記既設管の側方を
その既設管に沿って走行される請求項１または２に記載
の管下土締め固め装置。
【請求項４】前記油圧ショベルは前記既設管を跨いで
その既設管に沿って走行される請求項１または２に記載
の管下土締め固め装置。
【請求項５】地表近くの地中に埋設された既設管の周
囲の土の掘削、既設管の補修および既設管の周囲への土
の埋め戻しの後に、埋め戻された土を締め固める管下土
締め固め装置であって、油圧ショベルのアーム先端部に回転機構を介して取り付
けられ、前記既設管を跨ぐように回転自在に配される一
対の転圧ローラを備えることを特徴とする管下土締め固
め装置。
【請求項６】さらに、前記既設管の上部を覆うように
前記門型フレームの内側にガイドプロテクタが設けられ
る請求項５に記載の管下土締め固め装置。
【請求項７】前記ガイドプロテクタは牽引策によって
牽引される請求項６に記載の管下土締め固め装置。
【請求項８】前記油圧ショベルは前記既設管を跨いで
その既設管に沿って走行される請求項５〜７のいずれか
に記載の管下土締め固め装置。