JP2004286228A - 既設管の弁設置工法及びそれに用いられる弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁設置後における撤去作業の能率化、省力化を図りながら、既設管の切断除去管部の長さが管径より短い条件下でも確実、容易に施工することができるようにする。
【解決手段】 既設管１に分割構造の弁箱Ａを装着し、弁箱Ａの弁体挿入口８側に開閉操作自在な作業用開閉弁Ｂを取付け、弁箱Ａ内の切断除去予定管部に予め装着された切断装置Ｅにより、不断流状態のまま既設管１の切断除去予定箇所をそれの管径Ｄよりも小なる切断幅Ｗで切断除去し、切断除去された管部１Ａと共に切断装置Ｅを弁箱Ａの弁体挿入口８を通して外部に取り出したのち、弁箱Ａの弁体挿入口８を密閉する蓋部２Ａを備えた弁体２を切断残置管部の切断端面に触れない状態で挿入して固定し、弁体２と弁箱Ａの内壁面に形成された弁座２０との圧接により既設管１の流路を遮断する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、管内流体の流れを維持したままの不断流（不断水）状態で既設管の途中に新しい弁を設置するとき、又は、古い弁を新しい弁に取り替えるときに有用な弁設置工法及びそれに用いられる弁の改良に関する。

既設管の弁設置工法としては、従来から種々の工法が提案されているが、そのうちの代表的な工法は次の（１）、（２）の通りである。
（１）既設管に、それの切断予定箇所よりも少し広い領域を密封する作業用ハウジングを設け、既設管の切断除去予定管部に、管周壁を円周方向に沿って切断するための切削バイトを備えた一対の切断ユニットと、切断ユニットを管軸芯周りで回転自在に支持するガイドサポート部と、切断ユニットを駆動回転させる駆動部とを備えた切断装置を組み付けるとともに、作業用ハウジング内に残る既設管の両切断残置予定管部には、切断除去管部に対応する新設弁の両接続管部と両切断残置管部とを同芯状態で連通接続するための摺動操作自在な継手ユニットを組み付け、更に、作業用ハウジングには、切断除去管部を保持して持ち上げるとともに交換用の新設弁を保持して降下させるための昇降保持装置と、これの上昇位置と下降位置との間で作業用ハウジング内を上部空間と下部空間とに遮断する作業用開閉弁を組み付ける。

そして、切断装置の両切断ユニットを駆動回転させながら各切断ユニットの切削バイトを管径方向内方に送り込むことにより、管内流体の流れを維持したままの不断流状態で既設管の切断除去予定箇所を輪切り状に切断したのち、切断された切断除去管部を切断装置と共に昇降保持装置により作業用ハウジングの上部空間内に上昇させ、作業用開閉弁を閉じ操作して、昇降保持装置に保持されていた切断除去管部及び切断装置を外部に取り出すとともに、昇降保持装置に新設弁を取付ける。

次に、作業用開閉弁を開き操作し、昇降保持装置に保持されている新設弁を作業用ハウジングの下部空間内に下降させ、新設弁の両接続管部を既設管の両切断残置管部と相対向する同芯状態に維持し、この状態で両切断残置管部に保持されていた継手ユニットを新設弁側に摺動操作して、両切断残置管部と新設弁の両接続管部とを同芯状態で連通接続したのち、昇降保持装置及び作業用ハウジングを撤去する（例えば、特許文献１〜３参照）。

（２）既設管に、それの切断予定箇所よりも少し広い領域を密封する分割構造の弁箱を装着し、弁箱の上側部に形成された筒状の弁体挿入口部には、切断除去管部と弁体とを択一的に収納可能な上部空間を備えた作業用ハウジングと、この作業用ハウジング内を上部空間と弁箱側の下部空間とに遮断する作業用開閉弁とを取付けるとともに、作業用ハウジングの上部には、既設管の管径よりも大なる切断口径のホールソーと、このホールソーを作業用ハウジング内の上部空間から弁箱内の既設管切断完了位置にまで送り込む送り込み部と、ホールソーを駆動回転させる駆動部を備えた切断装置を組み付ける。

そして、作業用開閉弁を開き操作した状態で切断装置のホールソーを駆動回転させながら弁箱内に送り込むことにより、管内流体の流れを維持したままの不断流状態で既設管の切断除去予定箇所を分断する状態で上下方向から円筒状に切断したのち、切断された切断除去管部をホールソー内に保持したまま作業用ハウジングの上部空間内に上昇させ、作業用開閉弁を再び閉じ操作して、切断装置を切断除去管部と共に作業用ハウジングの上部から撤去する。

次に、作業用ハウジングの上部に取付けられる昇降保持装置に、弁箱の弁体挿入口を密閉する円板状の蓋部及び弁箱の内壁面に形成された弁座に押圧される弁体部とからなる弁体を保持させたのち、作業用開閉弁を開き操作し、昇降保持装置に保持された弁体の弁体部が切断残置管部の切断端面に触れない状態で下降操作して挿入し、弁体と弁箱の弁座との圧接により既設管の流路を遮断する。

その後、弁箱の弁体挿入口部の周方向複数箇所に設けたボルトにより、弁体を弁箱に押圧状態で抜止め固定したのち、弁箱の弁体挿入口部に弁蓋を密封状態で固定する（特許文献３参照）。

特開昭５５−４４１６７号公報 特開平９−７９４３０号公報 特開平５−２８０６８５号公報

従来の（１）による弁設置工法では、切断装置を構成する両切断ユニットの管軸芯方向での間隔を調節することによって、既設管の切断除去管部の長さ変更に容易に対応することができるものの、作業用ハウジング内に残る既設管の両切断残置予定管部には、切断除去管部に対応する新設弁の両接続管部と切断残置管部とを同芯状態で連通接続するための摺動操作自在な継手ユニットを組み付けるため、この両継手ユニットを組み付けるためのスペース分だけ作業用ハウジングが管軸芯方向で大きくなり、しかも、新設弁全体を覆う作業用ハウジングが必要であるため、弁設置後における撤去作業に手間を要していた。

また、従来の（２）による弁設置工法では、既設管にそれの切断予定箇所よりも少し広い領域を密封する分割構造の弁箱を装着して、この弁箱の弁体挿入口部に、作業用ハウジングと作業用開閉弁とを取付けるため、換言すれば、設置される弁の弁箱を作業用ハウジングの一部に兼用構成するため、弁設置後における撤去作業を少ない労力で行うことができる反面、既設管の切断除去予定箇所を分断する状態で上下方向から円筒状に切断するためには、既設管の管径よりも大なる切断口径のホールソーを用いる必要があるため、切断に伴うホールソーの管内への突入によって流動抵抗が増大するとともに、既設管の切断除去管部の長さが管径よりも短い場合には施工することができず、適用範囲が限定される問題がある。

本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その第１の主たる課題は、弁設置後における撤去作業の能率化、省力化を図りながら、既設管の切断除去管部の長さが管径より短い条件下でも確実、容易に施工することのできる有用な既設管の弁設置工法を提供する点にあり、第２の課題は、既設管の切断に伴って排出される切り屑等を外部に効率良く排出するとともに、弁座面に切り屑が付着することに起因するシール不良の発生を良好に抑制することのできる既設管設置用弁を提供する点にある

本発明による第１の特徴構成は、既設管にそれの切断除去予定箇所を密封状態で囲繞する分割構造の弁箱を装着し、この弁箱の弁体挿入口側に開閉操作自在な作業用開閉弁を取付けるとともに、弁箱内の切断除去予定管部に予め装着された又は弁箱の弁体挿入口を通して挿入された切断装置により、不断流状態のまま既設管の切断除去予定箇所をそれの管径よりも小なる切断幅で切断除去し、この切断除去された管部と共に切断装置を弁箱の弁体挿入口を通して外部に取り出したのち、弁箱の弁体挿入口を密閉する蓋部を備えた弁体を両切断残置管部の切断端面間に挿入して固定し、弁体と弁箱の内壁面に形成された弁座との圧接により既設管の流路を遮断する点にある。

上記特徴構成によれば、既設管の切断除去予定箇所を密封状態で囲繞する分割構造の弁箱内において、弁箱内の切断除去予定管部に予め装着された又は弁箱の弁体挿入口を通して挿入された切断装置により、不断流状態のまま既設管の切断除去予定箇所をそれの管径よりも小なる切断幅で切断したのち、この切断除去された管部を切断装置と共に弁箱の弁体挿入口及び作業用開閉弁を通して外部に取り出す。

次に、弁箱の弁体挿入口及び作業用開閉弁を通して挿入した弁体を、既設管の両切断残置管部の切断端面間に送り込み、弁箱の内壁面に形成された弁座に圧接された状態で弁体を弁箱に固定すると、弁体の蓋部で弁箱の弁体挿入口が密閉されると同時に、既設管の流路が遮断される。

従って、設置される弁の弁箱を作業用ハウジングの一部に兼用構成することができることと、既設管の切断除去予定箇所を管径よりも小なる切断幅で切断除去する切断装置を用いることとにより、弁設置後における撤去作業の能率化、省力化を図りながらも、既設管の切断除去管部の長さが管径よりも短く、かつ、弁箱の長さが管径よりも短い条件下でも確実、容易に施工することができる。

本発明による第２の特徴構成は、前記弁体が両切断残置管部の切断端面間を通して切断端面に触れない状態で挿入されるように構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、両切断残置管部の切断端面間を通して挿入される弁体が、両切断残置管部の切断端面に触れないから、弁体に施されるシール材の損傷を抑制することができる。

本発明による第３の特徴構成は、前記切断装置の両切断具を両切断残置管部の端面となる切断予定位置において管周方向に沿って移動させることにより、不断流状態のまま既設管の切断除去予定管部をそれの管径よりも小なる切断幅で輪状に切断除去するとともに、既設管の両切断予定位置の下部位置に設けた排出口から切り屑等を排出するように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、不断流状態のまま既設管の切断除去予定管部をそれの管径よりも小なる切断幅で切断除去するにあたって、切断装置の両切断具を両切断残置管部の端面となる切断予定位置において管周方向に沿って移動させながら輪状に切断するから、切断時における切断具の管路内への突出代が小さくなり、切断具の管路内への突入移動に起因する流動抵抗の増加を大幅に抑制することができ、しかも、切断具による切断作用に伴って発生する切り屑の発生量も減少することができるとともに、この発生した切り屑を、既設管の両切断予定位置の下部位置に設けた各排出口からそれぞれスムーズに排出することができるから、切り屑の下流側への流出や弁座への堆積を良好に抑制することができる。

本発明による第４の特徴構成は、前記弁座の下側弁座部が弁箱の内底壁面よりも隆起形成されている点にある。

上記特徴構成によれば、弁箱の内底壁面から隆起形成された下側弁座部の弁座面で発生する流体の渦流現象により、切断装置による切断作用に伴って発生する切り屑が弁座面に堆積することを効果的に抑制することができ、弁座面に切り屑が付着することに起因するシール不良の発生を防止することができる。

本発明による第５の特徴構成は、前記弁箱の底部のうち、既設管の両切断予定位置の下方に位置する部位の各々に、切断装置の切断作用に伴って発生する切り屑等を外部に排出する排出口を設けるとともに、この排出口と既設管の最下端位置との間の上下中間位置に、弁座の下側弁座部における最下端弁座面が配置されている点にある。

上記特徴構成によれば、切断装置の切断作用に伴って発生した切り屑を、既設管の両切断予定位置の下部位置に設けた各排出口からそれぞれスムーズに排出することができるとともに、この排出口と既設管の最下端位置との間の上下中間位置に、弁座の下側弁座部における最下端弁座面が配置されているので、その最下端弁座面で発生する流体の渦流現象により、切断装置による切断作用に伴って発生する切り屑が弁座面に堆積することを効果的に抑制することができ、切り屑の下流側への流出や弁座面に切り屑が付着することに起因するシール不良の発生を良好に抑制することができる。

〔第１実施形態〕
図１〜図１２は、既設管の一例である地中埋設の既設水道管１の途中に、弁の一例である流量調節機能（流量制御機能）を備えた仕切弁Ｖを不断水状態（不断流状態）で設置する弁設置設備及びそれを用いた弁設置工法を示し、弁設置設備には、既設水道管１の切断除去予定箇所よりも少し広い領域を密封状態で囲繞する分割構造の弁箱Ａと、この弁箱Ａとで密閉された作業空間を形成する開閉操作自在な作業用開閉弁Ｂを備えた作業用ハウジングＣと、両切断具の一例である切削バイト４を両切断残置管部（切断前は切断残置予定管部と記載する）１Ｂの端面１ｂとなる切断予定位置において管周方向に沿って径方向内方に送り込みながら移動させることにより、不断水状態のまま既設水道管１の切断除去予定管部（切断後は切断除去管部と記載する）１Ａをそれの管径Ｄよりも小なる切断幅Ｗで輪状に切断除去する切断装置Ｅと、切断除去された管部１Ａを保持して切断装置Ｅと共に弁箱Ａの弁体挿入口８及び作業用開閉弁Ｂを通して作業用ハウジングＣ内の上部空間Ｓ１に取り出す昇降可能な第１昇降保持装置Ｆと、弁箱Ａの弁体挿入口８を密閉する蓋部２Ａに対して、既設水道管１の切断除去箇所において流路を遮断する弁体部２ＢがＴ字状に一体形成され、かつ、両切断残置管部１Ｂの切断開口１ａに対して同芯状態で相対向する弁体部２Ｂに管軸芯Ｘを通る径方向に沿った縦軸芯Ｙ周りで開閉操作自在な補助弁体３が組み付けられている弁体２と、この弁体２を保持してこれを弁箱Ａの弁体挿入口８及び作業用開閉弁Ｂを通して両切断残置管部１Ｂの切断端面１ｂ間にそれに触れない状態で所定の弁体装着位置にまで挿入する昇降自在な第２昇降保持装置Ｇが主要構成として備えられている。

前記弁箱Ａは、図３、図４に示すように、既設水道管１の切断除去予定管部１Ａ及びそれの両側に連続する弁箱装着用の切断残置予定管部１Ｂに対して密封状態で下方から覆う上向き開口の下部ケース６と、切断除去予定管部１Ａ及び切断残置予定管部１Ｂに対して密封状態で上方から覆う下向き開口の上部ケース７とを主要構成として備えていて、両ケース６，７は、既設水道管１の管軸芯Ｘを通る仮想水平面上の分割合わせ面において既設水道管１への装着時に溶接で一体化されるように構成されているとともに、上部ケース７の上端側には、切断装置Ｅ及び弁体２を上下方向から出し入れ可能な弁体挿入口８及び連結フランジ部７Ａを備えた筒状の弁体挿入口部７Ｂが一体形成されている。

また、図５に示すように、一体化された両ケース６，７のうち、既設水道管１の外周面に外嵌保持される両筒状ケース部６Ａ，７Ｃの端部には、連結フランジ部９Ａ及び外方ほど内径が大きくなるテーパー面を備えた二分割構造の連結筒状ケース９が溶接で一体形成されているとともに、各連結筒状ケース９の連結フランジ部９Ａには、この連結筒状ケース９のテーパー面と既設水道管１の外周面との間に介装された弾性シール材１０を管軸芯Ｘ方向から圧縮する二分割構造の押輪１１が複数本のＴ字ボルト１２・ナット１３で締め付け固定され、更に、各押輪１１の周方向複数箇所には、既設水道管１の外周面に喰い込む離脱防止用ボルト１４が螺合されている。

図４〜図６に示すように、下部ケース６の内底壁面６ａで、既設水道管１の両切断予定位置の下方に位置する部位には、切断装置Ｅの両切削バイト４による切断作用に伴って発生する切り屑を一部の水道水と共に外部に排出する排出口（排水口）１６が開口形成され、各排出口１６に連通する排出管（排水管）１７には開閉操作自在な排出弁（排水弁）１８が設けられているとともに、下部ケース６の内底壁面６ａにおける各排出口１６の周方向両側脇には、切断装置Ｅのガイドサポート部Ｅ２の底部に設けた脚部材４２を上下方向から脱着自在に嵌合状態で載置支持する受け台１９が設けられている。

前記両排出口１６は、流路遮断状態にある弁体２の上流側と下流側に分散配置されることになるから、図１２の仮想線で示すように、切断装置Ｅによる切断後において、両排出弁１８同士を接続管５７で連通接続することにより、弁体２に組み付けられている補助弁体３を開き操作する際、両排出弁１８の開き操作によって弁体２の上流側と下流側の圧力差を減少することができるので、補助弁体３の開閉操作を少ない労力で楽に行うことができる。

図３〜図５に示すように、一体化された両ケース６，７の内壁面には、弁体２の弁体部２Ｂの外周面に設けた弾性シール材２Ｃが密封状態にまで圧接される弁座２０が形成され、この弁座２０の下側弁座部２０Ａが下部ケース６の内底壁面６ａよりも上方に隆起形成されていて、この下側弁座部２０Ａの最下端弁座面２０ａが、下部ケース６の内底壁面６ａに形成された排出口１６と既設水道管１の最下端位置との間の上下中間位置に配置されている。

図１０〜図１２に示すように、上部ケース７の弁体挿入口部７Ｂの内周面が、弁体２の蓋部２Ａの外周面に設けた弾性シール材２Ｄが密封状態にまで圧接されるシール面に形成されているとともに、弁体２の蓋部２Ａの上側角部が、上方ほど中心側に位置するテーパー面に形成され、上部ケース７の弁体挿入口部７Ｂの周方向複数箇所には、弁体２が流路を遮断する弁体装着位置にあるとき、弁体２を弁箱Ａの弁座２０に押圧した状態で抜止め固定すべく、弁体２の蓋部２Ａのテーパー面を下方に押圧するためのテーパー状の押圧面を先端側に形成してある押えボルト２１が水平方向から螺合されている。

弁体２が弁箱Ａの弁座２０に押圧した状態で抜止め固定されたとき、上部ケース７の弁体挿入口部７Ｂの連結フランジ部７Ａには、図１１、図１２に示すように、弁箱Ａの弁体挿入口８を密閉する弁蓋２２がボルト２７・ナット２８を介して密封状態で固定連結されるとともに、この弁蓋２２の中央部には、弁体２の上側弁軸部２Ｅを支承する軸受け部２２Ａが形成され、この軸受け部２２Ａの上端に形成された連結フランジ部２２Ｂには、補助弁体３を弁箱Ａの外部から開閉操作する操作手段５の操作軸５Ａに対して上下方向から脱着自在に連動する減速機１５が取付けられる。

前記操作手段５は、図１１に示すように、弁体２に対して補助弁体３を縦軸芯Ｙ周りで回動自在に支承すべく、該補助弁体３の上下両端部に形成される回動支点軸のうち、上側の回動支点軸に操作軸５Ａを一体形成して構成されているとともに、減速機１５の上面には、操作手段５の操作軸５Ａに減速ギヤ機構を介して連動する回転操作軸１５Ａが突設されている。

前記作業用ハウジングＣを構成するに、図６〜図９に示すように、弁箱Ａの連結フランジ部７Ａに、弁箱Ａの内部空間とで切断装置Ｅと弁体２とを択一的に収納可能な下部空間Ｓ２を形成する第１ハウジング部２３の下部連結フランジ部２３Ａがボルト２７・ナット２８を介して固定連結され、この第１ハウジング部２３の上部連結フランジ部２３Ｂには、作業用開閉弁Ｂを備えた第２ハウジング部２４の下部連結フランジ部２４Ａがボルト２７・ナット２８を介して密封状態で固定連結されているとともに、第２ハウジング部２４の上部連結フランジ部２４Ｂには、切断装置Ｅと弁体２とを択一的に収納可能な上部空間Ｓ１を形成する第３ハウジング部２５の下部連結フランジ部２５Ａがボルト２７・ナット２８を介して密封状態で固定連結され、更に、第３ハウジング部２５の上部連結フランジ部２５Ｂには、第１昇降保持装置Ｆの昇降筒軸２９又は第２昇降保持装置Ｇの昇降筒軸２９を上下方向に摺動自在に支持する蓋カバー２６の下部連結フランジ部２６Ａが、ボルト２７・ナット２８を介して密封状態で固定連結されている。

前記切断装置Ｅは、図３、図５〜図９に示すように、既設水道管１の両切断残置管部１Ｂの端面となる切断予定位置において管周方向に沿って切断する切削バイト４を備えた複数の切断ユニットＥ１と、切断ユニットＥ１を装備してある左右一対のスプロケットホイール３１と、これを既設水道管１の管軸芯Ｘ周りで回転自在に嵌合支持する左右一対のガイド円盤３０を備え、かつ、既設水道管１の切断除去予定管部１Ａに外嵌固定される二分割構造のガイドサポート部Ｅ２と、両スプロケットホイール３１を駆動回転させる駆動部Ｅ３とから構成されている。

各切断ユニットＥ１は、スプロケットホイール３１に設けた取付け部３２に、切削バイト４を脱着自在に保持するバイトホルダ３３を管径方向に摺動自在に案内する摺動ガイド部３４と、該摺動ガイド部３４に沿ってバイトホルダ３３を摺動させる送りネジ軸３５と、切断ユニットＥ１の回転経路脇のガイドサポート部Ｅ２に設けた係合部材３６との係合によって、送りネジ軸３５に単位送り量に相当する回転を付与する受動回転体３７を設けて構成されている。

前記駆動部Ｅ３は、ガイドサポート部Ｅ２の上部に、縦軸芯Ｙ周りで回転自在な入力軸３８とこれに連動して既設水道管１の管軸芯Ｘと平行な軸芯周りで駆動回転される左右一対の駆動スプロケット３９とを備えた伝動ケース４０を設けるとともに、各駆動スプロケット３９とそれと同一側に位置する各スプロケットホイール３１とに亘って伝動チェーン４１を巻回して構成されている。

前記第１昇降保持装置Ｆと第２昇降保持装置Ｇは同一構造に構成されていて、各昇降筒軸２９の下端部には、切断装置Ｅの伝動ケース４０又は弁体２の上側弁軸部２Ｅに対して選択的に吊下げ可能な状態で固定連結される連結部４４が設けられているとともに、各昇降筒軸２９内には、切断装置Ｅの入力軸３８に動力を伝達する伝動軸（図示せず）が設けられ、更に、各昇降筒軸２９の上端部には、伝動軸を駆動する電動モータ４５が脱着自在に設けられている。

前記弁体２に組み付けられている補助弁体３の表裏両面の各々は、既設水道管１の管軸芯Ｘ側が最も突出する部分球状面に構成されている。

前記作業用開閉弁Ｂは、図６〜図９に示すように、第２ハウジング部２４の内部通路を密封状態で遮断する水平方向に摺動自在な仕切弁体４６と、仕切弁体４６に螺合されたネジ軸４７を介して開閉操作する操作ハンドル４８から構成されている。

次に、上述の如く構成された弁設置設備を用いた弁設置工法について説明する。
図１に示すように、地中に埋設されている既設水道管１の弁設置箇所を含む作業領域を掘削して作業ピットＰを形成し、この作業ピットＰの底部に鉄筋入りのベースコンクリート５０を構築するとともに、既設水道管１の両切断残置管部１Ｂを切断後も同芯状態に維持するための鉄筋入りの支柱コンクリート５１を構築する。

図２に示すように、既設水道管１の切断除去予定管部１Ａに、切断装置Ｅを構成する二分割構造のガイドサポート部Ｅ２及び複数の切断ユニットＥ１を備えた両スプロケットホイール３１等を組み付ける。
このとき、両スプロケットホイール３１に装備される切断ユニットＥ１の切削バイト４の管軸芯方向での取付け間隔は、既設水道管１の管径Ｄよりも狭い所定の切断幅Ｗに設定されている。

図３、図４に示すように、既設水道管１の切断除去予定管部１Ａ及びそれの両側に連続する弁箱装着用の切断残置予定管部１Ｂに対して、切断装置Ｅを構成する二分割構造のガイドサポート部Ｅ２及び切断ユニットＥ１等を覆い包む状態で、弁箱Ａを構成する上向き開口の下部ケース６と下向き開口の上部ケース７とを装着して、両ケース６，７を、既設水道管１の管軸芯Ｘを通る仮想水平面上の分割合わせ面において既設水道管１への装着時に溶接で一体化するとともに、一体化された両ケース６，７のうち、既設水道管１の外周面に外嵌保持される両筒状ケース部６Ａ，７Ｃの端部に溶接で一体化された連結筒状ケース９には、この連結筒状ケース９のテーパー面と既設水道管１の外周面との間に介装された弾性シール材１０を管軸芯Ｘ方向から圧縮する二分割構造の押輪１１を締め付け固定するとともに、各押輪１１の周方向複数箇所に螺合された離脱防止用ボルト１４を既設水道管１の外周面に喰い込む状態で固定操作して、弁箱Ａを密封状態で既設水道管１の切断残置予定管部１Ｂに強固に抜止め固定する。

図５に示すように、上部ケース７の連結フランジ部７Ａに、水圧テスト用カバー５２の下部連結フランジ部５２Ａを、ボルト２７・ナット２８を介して密封状態で固定連結するとともに、水圧テスト用カバー５２に水圧計５３と水圧ポンプ５４を備えた圧水供給管５５とを接続して、弁箱Ａからの漏水をテストする。
漏水がないことを確認すると、下部ケース６の内底壁面６ａに形成された両排出口１６を通して弁箱Ａ及び水圧テスト用カバー５２内のテスト水を外部に排出したのち、上部ケース７の連結フランジ部７Ａから水圧テスト用カバー５２を取り外す。

図６、図７に示すように、上部ケース７の連結フランジ部７Ａに、作業用ハウジングＣを構成する第１ハウジング部２３、作業用開閉弁Ｂを備えた第２ハウジング部２４、切断装置Ｅと弁体２とを択一的に収納可能な上部空間Ｓ１を形成する第３ハウジング部２５、蓋カバー２６をそれぞれ密封状態で固定連結するとともに、第１昇降保持装置Ｆの昇降筒軸２９を蓋カバー２６に貫通支持させ、この昇降筒軸２９の連結部４４と切断装置Ｅの伝動ケース４０とを固定連結する。

更に、各昇降筒軸２９内に設けられている伝動軸（図示せず）と切断装置Ｅの入力軸３８を連動連結するとともに、第１昇降保持装置Ｆの昇降筒軸２９の上部に、伝動軸を駆動する電動モータ４５を取付ける。

次に、電動モータ４５を起動すると、昇降筒軸２９内の伝動軸、入力軸３、左右一対の駆動スプロケット３９、伝動チェーン４１を経て切断ユニットＥ１が装備されている両スプロケットホイール３１が駆動回転され、各スプロケットホイール３１の摺動ガイド部３４に対して管径方向に摺動可能なバイトホルダ３３に装着されている切削バイト４が、両切断残置管部１Ｂの端面１ｂとなる切断予定位置において管周方向に沿って移動し、バイトホルダ３３を摺動させる送りネジ軸３５の受動回転体３７が、切断ユニットＥ１の回転経路脇のガイドサポート部Ｅ２に設けた係合部材３６と係合すると、送りネジ軸３５に単位送り量に相当する回転が付与され、切削バイト４が管径方向内方に単位送り量だけ送り込まれる。

このように切削バイト４を両切断残置管部１Ｂの端面１ｂとなる切断予定位置において管周方向に沿って径方向内方に送り込みながら移動させることにより、不断水状態のまま既設水道管１の切断除去予定管部１Ａをそれの管径Ｄよりも小なる切断幅Ｗで輪状に切断除去することができる。

このとき、両排出弁１８を開き操作して、切断装置Ｅの切削バイト４による切断作用に伴って発生した切り屑等を、既設水道管１の両切断予定位置の下方位置に設けた各排出口１６からそれぞれスムーズに排出することができるから、切り屑等の下流側への流出や弁座２０の下側弁座部２０Ａへの堆積を良好に抑制することができる。

また、切断装置Ｅの切削バイト４を両切断残置管部１Ｂの端面１ｂとなる切断予定位置において管周方向に沿って移動させながら輪状に切断するから、その切断作用に伴って発生する切り屑の発生量を減少することができるとともに、切断時における両切削バイト４の管路内への突出代が小さく、水道水の流動抵抗の増加を抑制することができる。

図８、図９に示すように、作業用ハウジングＣの蓋カバー２６に対して第１昇降保持装置Ｆの昇降筒軸２９をクレーン等の吊り上げ手段で上昇させ、切断装置Ｅを切断除去管部１Ａと共に作業用ハウジングＣの上部空間Ｓ１内に取り出したのち、作業用開閉弁Ｂを閉じ操作し、第３ハウジング部２５の上部連結フランジ部２５Ｂと蓋カバー２６の下部連結フランジ部２６Ａとの連結を解除し、切断装置Ｅを切断除去管部１Ａ及び蓋カバー２６と共に外部に撤去する。

次に、第２昇降保持装置Ｇの昇降筒軸２９を蓋カバー２６に貫通させ、この昇降筒軸２９の連結部４４と弁体２とを固定連結したのち、弁体２及び蓋カバー２６をクレーン等の吊り上げ手段で吊り上げ、弁体２を作業用ハウジングＣの第３ハウジング部２５内に挿入し、第３ハウジング部２５の上部連結フランジ部２５Ｂと蓋カバー２６の下部連結フランジ部２６Ａとを密封状態で固定連結する。

図９、図１０に示すように、作業用開閉弁Ｂを開き操作し、作業用ハウジングＣの蓋カバー２６に対して第２昇降保持装置Ｇの昇降筒軸２９をクレーン等の吊り上げ手段で下降させ、弁体２を作業用開閉弁Ｂ及び弁箱Ａの弁体挿入口８を通して両切断残置管部１Ｂの切断端面１ｂに触れない状態で所定の弁体装着位置にまで挿入する。

この状態では、弁体２の蓋部２Ａの外周面に設けた弾性シール材２Ｄが、上部ケース７の弁体挿入口部７Ｂの内周面に密封状態で圧接されているとともに、弁体２の弁体部２Ｂの外周面に設けた弾性シール材２Ｃが、一体化された両ケース６，７の内壁面に形成された弁座２０に密封状態で圧接され、既設水道管１の切断除去箇所において流路が遮断されている。

次に、図１０に示すように、上部ケース７の弁体挿入口部７Ｂの周方向複数箇所に螺合装着されている押えボルト２１を径方向内方側に締め付け操作すると、各押えボルト２１の先端側に形成されているテーパー状押圧面が、弁体２の蓋部２Ａの上側角部に形成されたテーパー面に対して水平方向から当接し、弁体２が弁箱Ａの弁座２０に押圧された状態で抜止め固定される。

図１０〜図１２に示すように、上部ケース７の連結フランジ部７Ａと第１ハウジング部２３の下部連結フランジ部２３Ａとの固定連結を解除して、作業用ハウジングＣ及び第２昇降保持装置Ｇを撤去するとともに、上部ケース７の連結フランジ部７Ａに、弁箱Ａの弁体挿入口８を密閉する弁蓋２２をボルト２７・ナット２８を介して固定連結し、更に、弁蓋２２の軸受け部２２Ａの上端に形成された連結フランジ部２２Ｂに、補助弁体３を弁箱Ａの外部から開閉操作する操作手段５の操作軸５Ａに対して上下方向から脱着自在に連動する減速機１５を取付ける。

そして、弁体２を流路遮断姿勢に維持したまま補助弁体３の開閉操作によって流量を確実、簡単に調節することができるばかりでなく、補助弁体３を既設水道管１の内径と同径又は少し大径に構成しても、各切断残置管部１Ｂ内の切断開口１ａ側の内部空間を補助弁体３の回動開閉のための作動空間として充分に活用することができるので、両切断残置管部１Ｂの切断端面１ｂ間における最小間隔（切断幅Ｗ）が管径Ｄよりもかなり小さい条件下においても、流量を確実、簡単に調節できる状態で能率良くコンパクトに施工することができるとともに、補助弁体３が最大開き操作位置にあるときの流動抵抗を軽減することができる。

しかも、補助弁体３を開閉操作する操作手段５の操作軸５Ａを小さな操作力で容易に操作することができるばかりでなく、このための減速機１５を、弁体２の上側弁軸部２Ｅを支承する状態で弁箱Ａの弁体挿入口８を密封する弁蓋２２を利用して取付けることができ、取付け構造の簡素化を図ることができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上述の第１実施形態では、切断装置Ｅの切断具４として、切削バイトを用いたが、これの代わりに円盤状の切削具やエンドミールを用いて、両切断残置管部１Ｂの端面となる切断予定位置において管周方向に沿って径方向内方に送り込みながら移動させることにより、不断水状態のまま既設水道管１の切断除去予定管部１Ａをそれの管径Ｄよりも小なる切断幅Ｗで輪状に切断除去するように構成してもよい。

（２）上述の各実施形態では、弁箱Ａを周方向で２分割したが、周方向で３つ以上に分割してもよい。

（３）上述の第１実施形態では、弁体２のうち、両切断残置管部１Ｂの切断開口１ａに同芯状態で相対向する部位に、管軸芯Ｘを通る径方向に沿った縦軸芯Ｙ周りで回動開閉操作可能な補助弁体３を組み付けたが、この補助弁体３を上下方向に摺動開閉操作可能な状態で弁体２に組み付けてもよい。
また、上述の第１実施形態では、補助弁体３を、既設水道管１の内径と同一又は略同一の外径に構成したが、この補助弁体３を既設水道管１の内径よりも小に構成して実施してもよい。
更に、このような補助弁体３が設けられていない弁体２を用いて実施してもよい。

（４）上述の第１実施形態では、弁箱Ａを構成する両ケース６，７を、既設水道管１の管軸芯Ｘを通る仮想水平面上の分割合わせ面において既設水道管１への装着時に溶接で一体化するように構成したが、これら両ケース６，７をフランジ接合するように構成してもよい。

（５）上述の第１実施形態では、弁体２を、弁箱Ａの弁体挿入口８及び作業用開閉弁Ｂを通して両切断残置管部１Ｂの切断端面１ｂ間にそれに触れない状態で所定の弁体装着位置にまで挿入するように構成したが、両切断残置管部１Ｂの切断端面１ｂにカエリ等が発生しておらず、弁体２又は補助弁体３に施されているシール材に重大な損傷を与えない場合には、両切断残置管部１Ｂの切断端面１ｂの一部又は全体を弁体２の昇降ガイド部に利用してもよい。

本発明の弁設置工法の第１実施形態を示す作業ピット掘削時の断面側面図 切断装置を取付けたときの断面側面図 切断装置を覆う状態で弁箱の両ケースを組付けるときの分解断面正面図 切断装置を覆う状態で弁箱の両ケースを溶接したときの断面正面図 水圧テスト時の断面側面図 切断装置と第１昇降保持装置を連結する前の断面側面図 切断時の断面側面図 切断装置を切断除去管部と共に作業用ハウジングの上部空間に取り出したときの断面側面図 切断装置と弁体とを取り替えるときの断面側面図 弁体を固定して作業用ハウジングを撤去したときの断面側面図 弁体に減速機を取付ける直前の要部の断面側面図 弁体に減速機を取付けたときの断面側面図

符号の説明

Ａ 弁箱
Ｂ 作業用開閉弁
Ｅ 切断装置
Ｄ 管径（外径）
Ｗ 切断幅
１ 既設管（既設水道管）
１Ａ 切断除去管部（切断除去予定管部）
１Ｂ 切断残置管部（切断残置予定管部）
１ａ 切断開口
１ｂ 切断端面
２ 弁体
２Ａ 蓋部
２Ｂ 弁体部
２Ｅ 上側弁軸部
３ 補助弁体
４ 切断具（切削バイト）
５ 操作手段
５Ａ 操作軸
６ａ 内底壁面
８ 弁体挿入口
１５ 減速機
１６ 排出口
２０ 弁座
２０Ａ 下側弁座部
２０ａ 最下端弁座面

Claims (5)

1. 既設管にそれの切断除去予定箇所を密封状態で囲繞する分割構造の弁箱を装着し、この弁箱の弁体挿入口側に開閉操作自在な作業用開閉弁を取付けるとともに、弁箱内の切断除去予定管部に予め装着された又は弁箱の弁体挿入口を通して挿入された切断装置により、不断流状態のまま既設管の切断除去予定箇所をそれの管径よりも小なる切断幅で切断除去し、この切断除去された管部と共に切断装置を弁箱の弁体挿入口を通して外部に取り出したのち、弁箱の弁体挿入口を密閉する蓋部を備えた弁体を両切断残置管部の切断端面間に挿入して固定し、弁体と弁箱の内壁面に形成された弁座との圧接により既設管の流路を遮断することを特徴とする既設管の弁設置工法。
2. 前記弁体が両切断残置管部の切断端面間を通して切断端面に触れない状態で挿入されるように構成されている請求項１記載の既設管の弁設置工法。
3. 前記切断装置の両切断具を両切断残置管部の端面となる切断予定位置において管周方向に沿って移動させることにより、不断流状態のまま既設管の切断除去予定管部をそれの管径よりも小なる切断幅で輪状に切断除去するとともに、既設管の両切断予定位置の下部位置に設けた排出口から切り屑等を排出するように構成してある請求項１又は２記載の既設管の弁設置工法。
4. 前記弁座の下側弁座部が弁箱の内底壁面よりも隆起形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の既設管の弁設置工法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の既設管の弁設置工法に用いられる弁であって、前記弁箱の底部のうち、既設管の両切断予定位置の下方に位置する部位の各々に、切断装置の切断作用に伴って発生する切り屑等を外部に排出する排出口を設けるとともに、この排出口と既設管の最下端位置との間の上下中間位置に、弁座の下側弁座部における最下端弁座面が配置されている弁。
   
   

Images