JP2004338059A

JP2004338059A - 穿孔装置及び供給管設置工法

Info

Publication number: JP2004338059A
Application number: JP2003139857A
Authority: JP
Inventors: Michitsugu Komiya; 道継小宮; Fumikazu Ishibe; 文和石部; Masayoshi Sato; 昌好佐藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】コンパクトでかつ穿孔後の気密試験が可能な穿孔装置を提供する。また非開削でしかも省スペースかつ短工期で供給管を所定位置に敷設することができる供給管設置工法を提供する。
【解決手段】穿孔装置１３は、先端が楔状に形成された切刃部１５ａとそれより大径の連結部１５ｂからなる円筒状本体１５と、切刃部１５ａの外周面に保持されるＯリング１６を有する穿孔カッター１４と、カッター１４の後部に接続された可撓性ロッド部材１７とを有する。地中に埋設されている本支管２より分岐されて需要家にガスを供給する供給管８を非開削にて埋設する供給管設置工法において、地表から本支管２に向かって立孔３を掘削し、需要家側から立孔まで可撓性鞘管６を到達させ、支持部材５ｃで把持された供給管８の先端に固着された継手９を本支管２に接合し、穿孔装置１３により本支管２を穿孔して本支管２と供給管８を連通させ、気密試験を行った後に可撓性鞘管６を引抜いて立孔３と供給管８の周囲を埋め戻す。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製本支管に接合された樹脂製継手に穿孔する穿孔装置及び道路の開削をせずに地中に埋設されているガス供給管を更新する供給管設置工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路下の地中に埋設されている本支管から民地内の需要家にガスを供給するための供給管が老朽化した場合あるいは供給管を新設する場合には、道路の開削をせずに民地側から地中を推進掘削し、そこに供給管を敷設する非開削工法の実用化が検討されている。例えば特許文献１には、供給管挿入側に立坑を形成しておき、そこに複数の推進体同士を屈曲自在に連結し先端に推進ヘッドを有する推進装置を設置し、立坑から土中に直管を押し込み、直管内に推進体を挿通させながら、直管先端部から推進下手側の屈曲予定経路を屈曲推進させることが記載されている。また非開削工法については、これ以外にも種々の提案がなされており、例えば特許文献２には、埋設された樹脂製本管に対して地上から樹脂製分岐管を装入し、回転融着の手法により樹脂製分岐継手を本支管に接合し、融着した分岐管の内部に穿孔具を装入して本支管に分岐孔を穿孔し、本支管から分岐管を取り出した後に地上から供給管にエアーを供給して気密試験が行われることが記載されている（例えば特許文献２参照）。この供給管設置工法においては、本支管の穿孔は、先端に先細り状の切刃を有する円筒状の穿孔カッター（例えば特許文献３参照）が使用される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−３３６１９７号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−３５５７５９号（第２−３頁、図３、図６）
【特許文献３】
特開平１０−１９６８７０号（第３−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の穿孔装置によれば、本支管から分岐管を取り出すために、本支管と分岐継手との融着接合部に分岐孔を形成することはできるが、穿孔後カッターを引き戻す際に穿孔切片を速やかに回収することが困難で、しかもその後の気密試験を行うための準備に手間が掛かるという難点がある。そのため供給管を設置するための工数が大になるという問題がある。
【０００５】
従って本発明の目的は、穿孔切片を保持することが可能でしかも分岐孔を穿孔した後に速やかに気密試験が行なえる穿孔装置を提供することである。
本発明の他の目的は、非開削でガス供給管を設置する工数を短縮することが可能な供給管設置工法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係わる穿孔装置は、先端が楔状に形成されかつ外周面にシール機能が付与された切刃部とそれより大径の基体部を含む円筒状本体からなり、その外周面と内周面が連通する通路を有する穿孔カッターと、前記基体部に接続された可撓性ロッド部材を有することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において、前記切刃部の外周面にシール部材（例えばＯリング）を設けることができる。
【０００８】
本発明に係わる穿孔装置は、先端が楔状に形成された切刃部と前記切刃部の切込み深さを規制する部分及び前記切刃部と連通する通路を有する基体部とを有する円筒状本体と、前記通路を開閉する可動栓とを有する穿孔カッターと、前記基体部に接続された可撓性ロッド部材を有する構造であってもよい。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係わる供給管設置工法は、地中に埋設されている本支管より分岐されて需要家にガスを供給する供給管を非開削にて埋設する供給管設置工法において、地表から本支管に向かって立孔を掘削し、需要家側から立孔まで可撓性鞘管を到達させ、樹脂製供給管の先端に固着された樹脂製継手を本支管に融着接合し、上記のように構成された穿孔カッターと、前記穿孔カッターの後部に接続された可撓性ロッド部材を有する穿孔装置により、本支管を穿孔して本支管と供給管を連通し、次いで融着接合部の気密試験を行った後に穿孔装置と可撓性鞘管を引抜いて立孔と樹脂製供給管の周囲を埋め戻すことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を添付図面により説明する。
図１は本発明の実施の形態に係わる穿孔装置の断面図、図２は図１の穿孔装置に組み込まれる穿孔カッターの断面図、図３は図２の穿孔カッターによる穿孔部の断面図、図４は図１の穿孔装置に検査治具を装着した状態を示す断面図、図５は本発明の他の実施の形態に係わる穿孔カッターの断面図、図６は本発明の供給管設置工法における弧状推進工程を模式的に示す断面図、図７は本発明の供給管設置工法における鞘管挿入工程を模式的に示す断面図、図８は本発明の供給管設置工法における芯合せ及び継手融着工程を模式的に示す断面図、図９は本発明の供給管設置工法における穿孔工程を模式的に示す断面図である。
【００１１】
図１において、１３は、本支管２とそれに接合された継手９に穿孔を行うための穿孔装置であり、継手９の内部に装入される円筒状本体１５を有する穿孔カッター１４を備えており、その後端部には空気供給用パイプ２２が接続されている。また円筒状本体１５は、例えばマルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４０３など）のような耐食性と剛性が大なる材料で形成され、彎曲可能な構造を有する可撓性ロッド（不図示）の先端に取着されている。２０は可撓性ロッドを回転させる時にそれを保持するための保持ブロックであり、２１は可撓性ロッドを回転自在に支持するための軸受ホルダーである。供給管８とその先端に取着された継手９はいずれも本支管２と同一又は同系統の熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン）で形成されている。
【００１２】
穿孔装置１３の主要部である穿孔カッター１４は、図２に示すように継手９の内部に装入される大きさをもつ円筒状本体１５と、その途中に設けられたＯリング１６からなる。円筒状本体１５は、先端が楔状に形成された切刃部１５ａとそれより大径の連結部１５ｂを含む。切刃部１５ａの外周面に形成された円周溝１５ｄにはＯリング１６が圧入され、さらに切刃部１５ａの外周面には円周溝１５ｄよりも上方に、円周方向に沿って複数の連通孔１５ｃが形成されている。気密検査のために供給管８の内部に流入した圧縮空気が円筒状本体１５を通過できるようにするために、基体部１５ｂには円周方向に沿って複数状のスリット１５ｅが形成されている。基体部１５ｂの後部には、可撓性ロッド１８の先端に装着されたプランジャー１９が嵌装・固定されており、これにより可撓性ロッド１８と穿孔カッター１４との接続が容易となり、又気密試験後に穿孔カッターを地上に引き上げるために可撓性ロッドの端部に加えられる引き戻し力は確実に穿孔カッター１４に伝達される。可撓性ロッド１８は、図示しないが、彎曲した供給管内を円滑に走行できるようにするために、例えば、供給管８に内接する自己潤滑性を有する材料で形成されたリング状スペーサが装着された複数の連結部材をユニバーサルジョイントで連結して構成される。
【００１３】
上記穿孔カッター１４によれば、供給管８の内部に配設された可撓性ロッド１８を回転させながら押し下げることにより、図３に示すように継手９の底面と本支管２が穿孔される。この時穿孔カッター１４により切り取られた切片２ａは、切刃部１５ａの外周面に保持されるので、本支管２の内部に脱落することはなく、気密検査後穿孔カッター１４を引き抜く時に回収される。次いで図４に示すように、供給管８の後部に装着されたアダプター２６から延出するパイプ２２の先端に検査治具２３が装着されると共に、この検査治具２３はバルブ２４を介して圧縮空気源２５に接続される。従って、バルブ２４を開閉して穿孔カッター１４の内部に圧縮空気を所定時間供給することにより、継手９と供給管８及び本支管２との融着接合部の気密性能の良否を判定することができる。例えば、０．３ＭＰａの圧縮空気を３分以上、供給管８の内部に封入した時に、圧力計２３ａの目盛が振れない場合は、融着接合部からの空気漏れがなく、気密試験に合格していると判断される。上記の穿孔カッター１４を押し下げる過程で、切刃部１５ａの外周面は半径方向に（中心部に向かって）押し付けられるため、その反力により切刃部１５ａの外周面と分岐孔の内周面とが密着し、これらの間に隙間が生じないことがあると推定される。従って図２に示す穿孔カッター１４において、Ｏリング１６を省略しても、穿孔後の気密試験を行うことが可能である。
【００１４】
本発明の他の実施の形態に係わる穿孔カッターを図５により説明する。図５において、図１及び図２と同一機能部分は同一の参照符号で示す。この穿孔カッター１４は、切刃部１５ａと後端部に断面Ｔ字形の拡径部１５ｇを有する円筒状本体１５を有すると共に、切刃部１５ａの後部に設けられたリング体１５ｆに、両端部にフランジ部１７ａ及び１７ｂを有する断面Ｉ字形の可動栓１７が組み込まれた構造を有する。この穿孔カッター１４により分岐孔を穿孔するために、円筒状本体１５を押し下げると、本支管２を含む被穿孔部と切刃部１５ａとの間の空間に存在する空気は矢印Ｘ方向に流動し、リング体１５ｆと可動栓１７との隙間から空気の一部が流出して空気抜きが行われ、可動栓１７のフランジ部１７ｂはリング体１５ｆに当接する。またカッター１４が所定長さだけ押し下げられると、規制部１５ｇの端面が継手９（不図示）の内周面に形成された係止部１５ｈに当接するので、カッター１４の切り込み深さが規制される。次に気密検査を行う場合には、穿孔カッター１４の内部には圧縮空気（Ｐ）が図示矢印Ｙ方向から流入することにより、可動栓１７のフランジ部１７ａはリング体１５ｆに当接するので、円筒状本体１５の後部と先端部との連通が遮断され、圧縮空気は融着接合部に供給される。
【００１５】
上記の穿孔装置１３は、ガス配管及び水道配管を含む各種配管作業に使用することができる。上記の穿孔装置１３は、軽量かつコンパクトに構成されているので、特に地中でガス供給管を本支管に接続する非開削工法に有用であり、その一例を図６〜図９により説明する。本発明の供給管設置工法は、まず図６に示すように最初に地中１に埋設され、例えばポリエチレンで形成された本支管２に通ずる小径の立孔（以下小孔という）３を形成し、小孔３に吊り下げられた監視カメラ４ａで本支管２の位置を確認しながら先端に推進ヘッド５ａを有するガイドロッド５を弧状に推進する。弧状推進工程は、推進ヘッド５ａを高精度で本支管２の近傍に誘導する必要があるので、推進ヘッド５ａと本支管２との位置関係を確認しながら、後端に接続された推進機５ｂを駆動することにより可撓性を有するガイドロッド５を地中に推進させるものである。上記小孔２は、本支管及びその周囲に後述の作業を行なうための作業空間であり、図示しないが、例えばオーガで地中の道路側に埋設された本支管に向かって垂直に地面を掘削して立孔を形成し、次いで地表に設置されたタンク及び高圧ポンプとそこに連結された放水ノズルから加圧水を噴射して例えば直径２００ｍｍ程度に拡径して形成される。加圧水を噴射する際に発生する泥水は、真空ポンプにより吸引され泥水タンクに回収される。
【００１６】
次に図７に示すように先端に拡径ヘッド７を備えた可撓性を有する鞘管６を挿入する拡径及び鞘管挿入工程が行なわれる。先端に拡径ヘッド７を装着した可撓性を有する鞘管６を推進機５ｂにセットすると共に、鞘管６とガイドロッド５との間にサポート部材５ｃを介装し、推進機５ｂを駆動することにより拡径ヘッド７で拡径しながら鞘管６を小孔３に向かって前進させる。図８に示すように、鞘管６が小孔３に到達した後に、ガイドロッド５を引抜いてから次の手順で供給管の挿入と継手融着が行なわれる。まず先端に継手９を有する供給管８を準備し、その周囲に遠隔操作により駆動される回転融着装置１０を装着する。供給管８と継手９は、熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン）で形成されている。サポート部材５ｃを介して供給管８を鞘管６内に支持しながら供給管８を鞘管６内に送り込むと共に、芯合せ装置１１を小孔３内に降下させる。監視カメラ４により継手９と芯合せ装置１１が本支管２に近接したことを確認した後、駆動手段１１ａを操作することにより、芯合せ装置１１で回転融着装置１０の先端を保持して継手９を本支管２の所定位置に当接させ、次いで回転融着装置１０を駆動することにより継手９を本支管２に接続する。
【００１７】
必要に応じ気密漏れ検査を行なった後、図９に示すように、監視カメラ４で本枝管２と継手９との接続部を監視しながら、供給管８の内部に穿孔装置１３の先端に取着された穿孔カッター１４を送り込むあるいは、予めカッターを継手内に設置しておき接続体（不図示）を送り込み、穿孔カッター１４もしくは接続体が本支管２に当接したことを確認した後、例えばレンチあるいは電気ドリルなどの工具２７を操作して穿孔カッター１３を回転させることにより本支管２及び継手９に穿孔して本支管２と供給管８とを連通させる。穿孔後上述した気密試験を行いガス漏れが無いことを確認した後、鞘管６と穿孔カッター（不図示）を引き抜き、最後に小孔及び本支管と供給管の周囲の埋戻しを行なう。
【００１８】
【発明の効果】
以上に記述の如く、本発明の穿孔装置によれば、軽量かつコンパクトな構造を有するので、作業スペースの広狭に係わらず、樹脂製継手の内部に穿孔することができるとともに速やかに気密試験を行うことが可能となる。また、本発明の供給管設置工法によれば、地中の狭いスペースで供給管を本支管の所定位置に接続しかつそのままの状態で気密試験を行えるので、非開削でしかも省スペースかつ短工期で供給管を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に係わる穿孔装置を示す断面図である。
【図２】図１の穿孔装置に組み込まれる穿孔カッターの断面図である。
【図３】図２の穿孔カッターによる穿孔部の断面図である。
【図４】図１の穿孔装置に気密試験用治具を装着した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係わる穿孔装置に組み込まれる穿孔カッターの断面図である。
【図６】本発明の供給管設置工法における弧状推進工程を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の供給管設置工法における鞘管挿入工程を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の供給管設置工法における芯合せ及び継手融着工程を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の供給管設置工法における穿孔工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１：地中、２：本支管、２ａ：切片、３：小孔、４：監視カメラ、４ａ：無線機４ｂ：モニター、５：ガイドロッド、５ａ：推進ヘッド、５ｂ：推進機、５ｃ：サポート部材、６：鞘管、７：拡径ヘッド、８：供給管、９：樹脂製継手、９ａ：溝、１０：回転融着装置、１１：芯合せ装置、１２：推進機、１３：穿孔装置１４：穿孔カッター、１５：円筒状本体、１５ａ：切刃部、１５ｂ：連結部、１５ｃ：連通孔、１５ｄ：円周溝、１５ｅ：スリット、１５ｆ：リング体、１５ｇ：係止部、１５ｈ：ガイドリング、１６：Ｏリング、１７：可動栓、１７ａ、１７ｂ：フランジ部、１８：可撓性ロッド、１９：プランジャー、２０：保持ブロック、２１：軸受ホルダー、２２：パイプ、２３：検査治具、２３ａ：圧力メーター、２４：バルブ、２５：圧縮空気源、２６：アダプター、２７：工具

Claims

先端が楔状に形成されかつ外周面にシール機能が付与された切刃部とそれより大径の基体部を含む円筒状本体からなり、その外周面と内周面が連通する通路を有する穿孔カッターと、前記基体部に接続された可撓性ロッド部材を有することを特徴とする穿孔装置。
前記切刃部の外周面にＯリングが装着されていることを特徴とする請求項１記載の穿孔装置。
先端が楔状に形成された切刃部と前記切刃部の切込み深さを規制する部分及び前記切刃部と連通する通路を有する基体部とを有する円筒状本体と、前記通路を開閉する可動栓とを有する穿孔カッターと、前記基体部に接続された可撓性ロッド部材を有することを特徴とする穿孔装置。
地中に埋設されている本支管より分岐されて需要家にガスを供給する供給管を非開削にて埋設する供給管設置工法において、地表から前記本支管に向かって立孔を掘削し、需要家側から前記立孔まで可撓性鞘管を到達させ、樹脂製供給管の先端に固着された樹脂製継手を前記本支管に融着接合し、請求項１乃至３のいずれかに記載の穿孔装置により前記本支管を穿孔して前記本支管と前記樹脂製供給管を連通し、次いで融着接合部の気密試験を行った後に前記穿孔装置と前記可撓性鞘管を引抜いて前記立孔と前記樹脂製供給管の周囲を埋め戻すことを特徴とする供給管設置工法。