JP2005036862A - 不断水穿孔工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の不断水穿孔工法は、穿孔作業中に生成される切粉が落下する切粉溜り28が、密閉ケース2の内側の空間Sに設けられ、切粉溜り28は、既設管1の下方で、かつ、既設管1の管軸方向Lの中央部に位置し、密閉ケース2における切粉溜り28に対応する位置ないし切粉溜り28よりも後方の位置に切粉を排出する排出口25が密閉ケース2に設けられ、既設管1内から穿孔作業中に流れ出る水が切粉溜り28の空間から排出口25に向って流れることで、切粉を水と共に排出口25から排出する排出工程を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管等の既設管に枝管を付設する場合に行われる不断水穿孔工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ホールソーを備えた穿孔機を用いて不断水下で既設管の一部を穿孔する工法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。かかる穿孔工法では、穿孔作業中に発生する切粉が前記既設管内にできるだけ入らないように、密閉ケースの内から外へ排出することが重要となる。一般的には、前記穿孔機を取り付けるための穿孔用合フランジに設けられた排出口から前記切粉を外部に排出する。しかし、合フランジの寸法上、前記排出口の径は小さくならざるを得ず、また、切粉が前記仕切弁側に流れるため、仕切弁内に切粉が溜まって錆や漏水の原因となるおそれがある。
【0003】
一方、特許文献1の排出構造では、仕切弁内の弁座近傍に排出口が設けられている。そのため、前記排出口の径をさほど大きくできない上、排出される水の流れが分岐の接線方向に設定されているので、排出口近傍での水の流れが乱流となり易いので、切粉が十分に排出されず弁座に滞留するおそれがある。しかも、閉じた弁体を収容する空間に排出口を設けているので、ソフトシール式の仕切弁を用いることができない。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−321109号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、不断水下において既設管を穿孔する際に発生する切粉を、密閉ケースの内から外へ十分に排出し得ると共に、切粉が仕切弁の下方に溜まるおそれのない切粉の排出方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、既設管の周方向に複数個に分割されていると共に前記既設管の径方向に分岐する分岐管部を有する密閉ケースと、前記分岐への水の流れを止めるための仕切弁と、前記既設管の管壁の一部を穿孔するためのホールソーを備えた穿孔機とを用意し、前記既設管に前記密閉ケースを装着して前記既設管の一部を気密状態で囲繞する取付工程と、前記分岐管部内を通して前記既設管の径方向に向って前記ホールソーを送り込むことで、前記既設管の管壁の一部を穿孔する穿孔工程とを備えた不断水穿孔工法において、穿孔作業中に生成される切粉が落下する切粉溜りが、前記密閉ケースの内側の空間に設けられ、前記切粉溜りは、前記既設管の下方で、かつ、前記既設管の管軸方向の中央部に位置し、前記密閉ケースにおける前記切粉溜りに対応する位置ないし前記切粉溜りよりも後方の位置に前記切粉を排出する排出口が前記密閉ケースに設けられ、前記既設管内から穿孔作業中に流れ出る水が前記切粉溜りの空間から前記排出口に向って流れることで、前記切粉を水と共に前記排出口から排出する排出工程を備えたことを特徴とする。
なお、「後方」とは、分岐管側とは反対側の方向をいう。
【0007】
本発明において、「密閉」とは、完全に密閉するという意味ではなく、不断水で工事ができる程度の水密性を保つという意味である。
また、「気密状態で囲撓する」とは、穿孔作業に支障を来さない程度に密閉するという意味である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、密閉ケース2は既設管1を気密状態で囲繞している。前記密閉ケース2は、前記既設管1の周方向Rに分割された第1および第2分割ケース21,22を備えている。両分割ケース21,22は、既設管1に対して既設管1の管径方向Cの両側方から外嵌装着されるケースであり、フランジ部20を組立ボルト61により締結されて、組み立てられている。
【0009】
各分割ケース21、22は、既設管1の外周面13に概ね沿って湾曲した内周面29を備えている。各分割ケース21、22のフランジ部20および内周面29における前記既設管1の管軸方向Lの両端部には、図2(a),(b)に示すように、それぞれ、溝状のパッキン装着部50が形成されている。該パッキン装着部50には、ゴムパッキン26が装着され、既設管1と密閉ケース2との間や、第1分割ケース21と第2分割ケース22との間がシールされている。
【0010】
前記第1分割ケース21には、分岐管部27および切粉溜り28が一体に設けられている。前記分岐管部27は、図3に示すように、既設管1の管径方向Cの外方に向って分岐状に突出して形成されている。図1に示すように、前記分岐管部27には作業用仕切弁70が設けられている。前記分岐管部27のフランジ部71には穿孔機3が取り付けられ、ホールソー4が前記分岐管部27内を通って、既設管1の径方向Cに向って送り込まれることで、既設管1に開孔11が穿孔される。
【0011】
前記切粉溜り28は、前記第1分割ケース21における分岐管部27の下部、すなわち、前記既設管1の下方で、かつ、図2(a)に示す第1分割ケース21における管軸方向Lの中央部の位置に設けられている。図3に示すように、前記切粉溜り28は、第1分割ケース21の内周面29よりも下方に向って突出するように形成されている。そのため、図1に示すように、前記切粉溜り28は、前記既設管1の外周面13との間で横断面が略鉤型状の第1空間S1を形成している。後述するように、既設管1を穿孔する際、特に穿孔作業の初期段階において生成される切粉が前記切粉溜り28に落下する。
【0012】
前記第2分割ケース22には排出口25が設けられている。該排出口25は、既設管1を穿孔する際に生成される切粉を水と共に排出するためのものである。前記排出口25は、前記密閉ケース2を組み立てた状態において、前記切粉溜り28に対し背後となる位置に概ね水平な軸線100に沿って設けられている。そのため、前記排出口25の径を従来(合フランジに設ける場合)よりも大きく設定することができる。ここで云う「背後」の位置とは、前記既設管1に対して穿孔作業が行われる側(図1の右側)から正面視した場合に、既設管1の中心L1よりも向こう側(図1の左側)に離れた位置を意味する。
【0013】
図1に示すように、前記排出口25には、前記密閉ケース2と既設管1の外周面13との間に形成された横断面が略鉤型状の第2空間S2が臨んでいる。図3に示すように、前記鉤型状の両空間S1,S2は前記既設管1の下方において互いに連通し、前記外周面13と前記密閉ケース2との間で横断面が略凹字状の空間Sを形成している。すなわち、前記凹字状の空間Sは、前記切粉溜り28と前記排出口25とを連通する運搬経路200を形成している。該凹字状の空間Sは、前記密閉ケース2と前記既設管1の外周面13との間に形成されている他の空間S4よりも大きく形成されている。
【0014】
図3に示すように、前記密閉ケース2における排出口25の管軸方向Lの両側の部分は、前記排出口25よりも既設管1に向って接近する一対の傾斜面24を形成している。該傾斜面24は、後述の排出工程において、前記排出口25近傍で前記排出口25に向って流れる水の流れを集束させるために設けられている。なお、前記排出口25の内周面には雌ネジ部25aが設けられており、該雌ネジ部25aに図1に示すエルボ50が螺合されている。エルボ50にはニップル51を介して排水用開閉弁52が取り付けられている。
【0015】
つぎに、本穿孔工法の各工程について説明する。
取付工程
まず、図1の既設管1内に流体(水)が流れている状態で、密閉ケース2を取り付ける。この取り付け後、作業者は、組立ボルト61により両分割ケース21,22を組み立てる。この際、図2(a),(b)に示す各分割ケース21,22に形成されている雌ネジ65に、止ネジをねじ込む。その後、作業者は密閉ケース2の分岐管部27のフランジ部71に穿孔機3を取り付ける。こうして、密閉ケース2は既設管1の一部を気密状態で囲繞する。
【0016】
ここで排水用開閉弁52は、図1に示すように、前記密閉ケース2(既設管1)の背後の側方に突出して設けられ、前記密閉ケース2の上下に設けられたフランジ部20から離れた位置に設けられている。そのため、フランジ部20同士を締結する組立ボルト61を締めつける際に、前記開閉弁52が邪魔にならないので、前記取付工程の作業性が低下するおそれはない。
【0017】
穿孔工程
前記取付工程の後、作業者は穿孔機3を操作して、図1に示すように、ホールソー4を前記分岐管部27を通して既設管1の側方に接近する位置まで送り込む。この後、作業者が図示しない原動機を駆動させると、ホールソー4が回転し、既設管1を切削する切削運動を開始する。該切削運動を行っている状態で、作業者が穿孔機3を操作して、ホールソー4を略水平方向から既設管1に向って送り込んでいくと、図4ないし図6に示す過程を経て、既設管1の管壁1aの一部が切り取られ、図6に示す開孔11が穿孔される。
なお、この穿孔作業中は、前記排水用開閉弁52を開弁し、穿孔により生成される切粉を既設管1内から流れ出す水と共に、前記排出口25から外部に排出可能な状態としておく。
【0018】
排出工程
つぎに、前記穿孔工程中に行われる切粉の排出工程について説明する。
図4に示すように、前記穿孔工程では、まず、ホールソー4よりも前方に突出したセンタードリル41が既設管1に接触する。該ドリル41が管壁1aを切削する際に発生した切粉の大部分は、破線矢印Bで示すように、既設管1の下方に設けられた切粉溜り28に落下する。
【0019】
ホールソー4を更に送り込んで、ドリル41の先端が既設管1内まで貫通すると、矢印Aで示すように、既設管1内を流れる水が、水圧により既設管1の外側に流れ出す。この流れ出した水は分岐管部27を通って仕切弁70に向かう方向C1にも流れるが、前記切粉溜り28が前記分岐管部27よりも下方に設けられているため、前記切粉溜り28に溜まった切粉が前記方向C1に向って流れるおそれはない。
【0020】
図5に示すように、ホールソー4を更に送り込むと、ドリル41が既設管1の管壁1aを完全に貫通し、ホールソー4が管壁1aを切削し始める。図5の矢印Aで示すように、既設管1内の水は、前記ドリル41により穿孔された貫通孔10を通り、更にホールソー4の中空部43を通って排出口25に向って流れる。この際、切粉は、図5の破線矢印Bで示すように、排出口25に向って流れる水の勢いにより、既設管1の下方の空間S(運搬経路)を通って、前記排出口25に向って後方に導かれ、排出口25から前記既設管1の背後から排出される。
【0021】
この排出の際、前記排出口25の両側には前述の傾斜面24が設けられているので、前記排出口25に向って流れる水の流れは、図3に矢印Aで示すように、前記排出口25近傍で集束される。そのため、排出口25近傍の水の勢い(流速)が大きくなるから、排出口25から切粉を確実に外部に排出することができる。
【0022】
このように、前記切粉溜り28の背後の位置に排出口25が設けられているので、後方C2に向かう水の流れが大きくなる。そのため、生成した切粉および切粉溜り28に溜まっている切粉が仕切弁70の弁体の下方に溜まることなく、水と共に排出口25から十分に排出される。
【0023】
図6に示すように、ホールソー4が管壁1aを貫通して開孔11が形成される際には、既設管1内にごく僅かの切粉が入り込む場合がある。しかし、この状態においても、既設管1の下方の空間Sを通って排出口25に向かう水の流れは大きいので、多くの切粉が水と共に前記排出口25から排出される。
【0024】
なお、密閉ケース2内における水は、前記凹字状の空間Sを流れるだけでなく、既設管1の外周面13と密閉ケース2との間に形成されている円弧状の他の空間S4も流れる。しかし、円弧状の空間S4の大きさは前記凹字状の空間Sよりも小さく、また、排出口25に到るまでの距離も長いので、既設管1内から流れだす水の大部分は、前記円弧状の空間S4を流れず、前記凹字状の空間Sを通って排出口25に直線的に導かれる。そのため、仕切弁体の下方において接線方向に排水する場合と異なり、排出口25に向かって流れる水流が乱流となり難いので、切粉をスムースに排出することができる。
【0025】
前記穿孔工程を終了し、前記排出工程において十分に切粉を排出する。この排出後、穿孔機を操作してホールソー4を管径方向Cの外方に後退させた後、図7に示すように、作業用仕切弁70を閉弁する。その後、穿孔機を取り外す。
【0026】
なお、穿孔作業の終了後は、前記密閉ケース2の排出口25に取り付けられている前記排水用開閉弁52を残したままであってもよいし、また、開閉弁52の代わりに密閉用のキャップをニップル51に装着して止水するようにしてもよい。
【0027】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、密閉ケースは周方向に3つないし4つに分割してもよい。
また、作業用仕切弁はソフトシール弁に限定されず、公知の仕切弁を採用することができる。また、密閉ケースと作業用仕切弁とが各々別体であってもよい。また、フランジ部71に代えて水道用のメカニカル継手を採用してもよい。
また、水道以外に石油などの液体の穿孔工事にも適用することができる。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、不断水下において既設管を穿孔する際に発生する切粉が仕切弁に流れることなく密閉ケースの内から外へ排出されるので、仕切弁の下方に切粉が溜まるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる工法の取付工程を示す一部断面側面図である。
【図2】(a)および(b)は、それぞれ、内側から見た第1および第2分割ケースの平面図である。
【図3】密閉ケースの内面の下半分を当該密閉ケースを断面して示す概略斜視図である。
【図4】穿孔工程および排出工程を示す概略横断面図である。
【図5】図4の状態から穿孔工程および排出工程を更に進めた状態を示す概略横断面図である。
【図6】図5の状態から穿孔工程および排出工程を更に進めた状態を示す概略横断面図である。
【図7】穿孔工程終了後の状態を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
1:既設管
1a:管壁
13:外周面
2:密閉ケース
25:排出口
27:分岐管部
28:切粉溜り
3:穿孔機
4:ホールソー
70:作業用仕切弁
200:運搬経路
C:径方向
C2:後方
L:管軸方向
R:周方向
S:凹字状の空間
Claims (4)
- 既設管の周方向に複数個に分割されていると共に前記既設管の径方向に分岐する分岐管部を有する密閉ケースと、前記分岐への水の流れを止めるための仕切弁と、前記既設管の管壁の一部を穿孔するためのホールソーを備えた穿孔機とを用意し、
前記既設管に前記密閉ケースを装着して前記既設管の一部を気密状態で囲繞する取付工程と、
前記分岐管部内を通して前記既設管の径方向に向って前記ホールソーを送り込むことで、前記既設管の管壁の一部を穿孔する穿孔工程とを備えた不断水穿孔工法において、
穿孔作業中に生成される切粉が落下する切粉溜りが、前記密閉ケースの内側の空間に設けられ、前記切粉溜りは、前記既設管の下方で、かつ、前記既設管の管軸方向の中央部に位置し、
前記密閉ケースにおける前記切粉溜りに対応する位置ないし前記切粉溜りよりも後方の位置に前記切粉を排出する排出口が前記密閉ケースに設けられ、
前記既設管内から穿孔作業中に流れ出る水が前記切粉溜りの空間から前記排出口に向って流れることで、前記切粉を水と共に前記排出口から排出する排出工程を備えたことを特徴とする不断水穿孔工法。 - 請求項1において、
前記既設管の下方における前記密閉ケースと前記既設管の外周面との間には、前記切粉溜りの空間に連通する運搬経路が設けられ、
前記排出口は前記切粉溜りの背後の位置に設けられると共に前記運搬経路に連通し、
前記排出工程において、前記切粉溜りの空間から前記運搬経路を通って更に前記排出口を通って前記切粉および水を排出させることを特徴とする不断水穿孔工法。 - 請求項1において、
前記既設管の下方には、横断面が略凹字状で、前記既設管の外周面と前記密閉ケースとの間に形成される他の空間よりも大きな空間が形成され、
前記凹字状の空間は前期切粉溜りと前記排出口とを連通し、
前記排出工程において、前記凹字状の空間を通って前記切粉および水が前記切粉溜りの空間から前記排出口に向って後方に流れることを特徴とする不断水穿孔工法。 - 請求項3において、
前記密閉ケースにおける排出口の前記管軸方向の両側の部分が前記排出口よりも前記既設管に向って接近していることにより、
前記排出工程における水の流れが前記排出口近傍で前記排出口に向って集束されることを特徴とする不断水穿孔工法。
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