JP2008120299A - 管体の運搬装置及び管体の運搬方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水路の水位が低い場合でも管体の運搬が可能な管体の運搬装置を提供する。
【解決手段】既設管１０内に浮かべて管体１を運搬するための管体の運搬装置２である。
そして、この運搬装置２は、管体の内空より小さな断面の長尺状の浮体２１と、その浮体２１に立設される伸縮機能を備えた複数のジャッキ２２，２２と、そのジャッキの上端間に架け渡される梁部２３とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水が溜まった管路などの水路における管体の運搬に適した管体の運搬装置及び管体の運搬方法に関するものである。

従来、経年や地盤変動等により劣化した例えば円筒状の下水管を更生する方法として、下水管内に円筒状の更生管をその軸線が下水管の軸線に沿うように挿入し、更生管により下水管の劣化した部分を覆うパイプインパイプ工法と称される方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

このパイプインパイプ工法によれば、下水管内に挿入された更生管と下水管との間に例えばモルタルを注入し、このモルタルにより更生管を下水管に一体的に固定する。これにより、下水管の劣化した部分を更生管により補修することができるので、下水管内を流れる下水が劣化部分を経て地中に流出することを防止することができる。

一方、下水管には下水が常に流れており、この流れを止めることができないので、通常、別経路に切り回し配管をおこなって改修する下水管の流水を止めて施工をおこなうが、特許文献３では水路を堰き止めて満水にしたうえで管体を浮かべて運搬するという、切り回し配管を必要としない方法によって新設管を敷設している。
特開２００３−１３８８８７号公報 特開２００５−５４５５７号公報 特許第２９００９６１号公報

しかしながら、特許文献３の方法では、管路に堰を構築して満水状態にするという特殊な状態にするものであって、通常の下水管の供用状態といえるものではない。また、この方法では浮体によって直接、管体を支持させるため、このように水位を上昇させて浮体を所定の高さまで上昇させなければならないが、そのための事前の準備が大掛かりになる。さらに、水位の変化に対応できないため、搬送中は一定の水位を維持しなければならない。

そこで、本発明は、水路の水位が低い場合でも管体の運搬が可能な管体の運搬装置及び管体の運搬方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の管体の運搬装置は、水路に浮かべて管体を運搬するための管体の運搬装置であって、前記管体の内空より小さな断面の長尺状の浮体と、その浮体に立設される伸縮機能を備えた複数の支持部と、その支持部の上端間に架け渡される梁部とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記浮体は、両側面に沿って長尺状のバランス浮体部を備えていることが好ましい。

また、前記浮体の少なくとも一方の端部付近には、下方に向けて開閉可能な板状の調整翼も取り付けることができる。

さらに、前記浮体の上方において展開自在の帆具が備えられているものであってもよい。

また、本発明の管体の運搬方法は、上記管体の運搬装置を前記管体の内部に挿入し、前記支持部の長さを調整して前記梁部の上面を前記管体の内面に当接させ、水路に浮かべて管体を運搬する方法である。

さらに、帆具を備えた上記管体の運搬装置を前記管体の内部に挿入し、前記支持部の長さを調整して前記梁部の上面を前記管体の内面に当接させ、水路に浮かべて管体を運搬し、前記管体から前記運搬装置を抜き出した後に前記帆具を展開し、水路に一定方向の送風をすることによって前記運搬装置を移動させることを特徴とする管体の運搬方法である。

このように構成された本発明は、浮体に伸縮機能を備えた複数の支持部が立設されており、その支持部の上端間に架け渡された梁部に管体の内側面を当接させて支持させる。

このため、水路の水位が低くて浮体と管体の内側面との距離が離れていても、支持部の長さを調整することで管体を支持することができ、水路に浮かべて管体を運搬することが可能になる。

また、浮体の両側面に沿って長尺状のバランス浮体部を設けることで、浮体の回転を抑え、運搬装置の浮遊時の姿勢を保持させることができる。

このようにバランスよく管体を保持できると、運搬効率が向上するうえに、管体が水路の壁面に接触して損傷することを防ぐことができる。

さらに、浮体の端部付近に下方に向けて開閉可能な調整翼を取り付けておき、水路の水位が管体の前後で異なるときに下流側の調整翼を開くことで、調整翼で水流を堰き止めて浮体周辺の水位を上昇させることができ、その結果浮力が増大して姿勢を安定させることができる。

また、浮体の上方において帆具を展開させることで、風力によって運搬装置を推進させることができる。

そして、このような運搬装置を使用することで、水が溜まった狭い既設管内であっても容易に管体を運搬することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の管体１の運搬装置２を説明する概略構成を示した斜視図である。

まず、構成から説明すると、この運搬装置２は、後述する管体１の内空より小さな断面の長尺状の浮体２１と、その浮体２１に立設される伸縮機能を備えた複数の支持部としてのジャッキ２２，２２と、そのジャッキ２２，２２の上端間に架け渡される梁部２３と、浮体２１の両側面に沿って取り付けられるバランス浮体部としてのバランサー２４，２４とから主に構成される。

この浮体２１は、前後の端部が先細りするような長尺のラグビーボール状に成形された中空の部材で、全体の密度が水の比重より小さくなるように設定されている。

また、この浮体２１の前端付近及び後端付近の曲面状の上面には、水平面を形成するための架台２２ａ，２２ａが固定されていて、その架台２２ａ，２２ａの上面にジャッキ２２，２２がそれぞれ取り付けられる。

このジャッキ２２，２２は、例えば油圧によって長さの調整が可能なシリンダ型のジャッキで、位置が上下する上端間には、図１に示すように断面視円弧状の梁部２３が架け渡されている。

また、この浮体２１に取り付けられるバランサー２４は、中空の円筒状の浮体で、図２に示すように浮体２１の略中央の高さの両側面にそれぞれ固定される。

また、このバランサー２４の一方の端部には、図１，２に示すように、下方に向けて開閉可能な板状の調整翼２５が回動部２５ａを介して取り付けられている。

この回動部２５ａは、例えばヒンジなどで構成し、調整翼２５が所定の角度以上開かないようにストッパ（図示せず）を設けたりすることができる。また、図示していないが、調整翼２５を閉じておくための係留具や、所定の開放角度で固定させるための支持棒などを配備することもできる。

一方、このような運搬装置２によって運搬させる管体１は、下水道管等として使用される断面が管軸方向に一定形状の筒状物である。

この管体１には、例えば繊維強化プラスチックモルタル（ＦＲＰＭ）管などが使用できる。

このＦＲＰＭ管から構成される管体１は、２層の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層である内面ＦＲＰ層と外面ＦＲＰ層との間に樹脂モルタル層を介在させて一体化したものである。

この内面ＦＲＰ層と外面ＦＲＰ層は、繊維方向を円周方向や管軸方向に向けた複数のガラス繊維層を積層させるとともに、不飽和ポリエステルを含浸させて形成したものである。

また、樹脂モルタル層は、硅砂などの無機質と不飽和ポリエステル樹脂とによって構成されて、内面ＦＲＰ層及び外面ＦＲＰ層と一体化されている。

次に、本実施の形態の管体１の運搬装置２による管体１の運搬方法について説明する。

この管体１を管内で運搬させる既設管１０は、例えば敷設後年月を経て劣化し始めたコンクリート製の管路で、図１，２に示すように内部には供用中の下水が流れて管内の半分程度の高さに水位１０ａがある。

このように水が滞留又は流下している水路としての既設管１０内へ、管体１を設置したい場所より上流側に位置するマンホールなどから管体１を運び込んで所定の位置まで運搬する。

この管体１を運搬する運搬装置２は、マンホールなどから予め既設管１０内に搬入しておき、ジャッキ２２，２２を縮めた状態の運搬装置２を運びたい管体１の内部に挿入する。

そして、この運搬装置２を浮かべると、図２に示すように管体１の内側面が梁部２３の上面に当接して、管体１が運搬装置２に支持されることになる。この際に水位１０ａが低いと、管体１の内側面が梁部２３に当接する前に下面が既設管１０の底面に着地し、運搬装置２によって支持できなくなる。

このような場合は、ジャッキ２２，２２を伸長して、図２に示すように既設管１０の略中央に管体１が位置するように調整する。

また、水位１０ａが高くて管体１の上面が既設管１０の上部内側面に接触してしまう場合は、ジャッキ２２，２２を縮めて管体１の位置を下げる。

このように水に浮かんだ状態になると、流れによって移動可能となるうえに、作業員が軽く押し出すだけで容易に管体１を運搬することができる。

そして、所定の位置まで管体１を運搬した後に、先に運搬した管体の受口部に新たに運搬してきた管体１の挿口部を挿入して接合をおこなう。また、ジャッキ２２，２２を縮めて管体１の内部から運搬装置２を抜き出して、管体１が外部から搬入されるマンホールの位置まで運搬装置２を戻す。

マンホールまで戻した運搬装置２には、新たな管体１をセットし、再び管体１の運搬に使用する。

このようにして既設管１０内で繰り返し管体１，・・・を運搬し接合するとともに、所定の位置に設置された管体１，・・・の上面に既設管１０との間隔を保持するための浮上り防止具（図示せず）を設置し、管体１が所定の高さ以上に浮き上がって既設管１０の上面側に近づくことがないようにしておく。

このようにして既設管１０内に管体１，・・・による管路を形成した後に、下水を既設管１０内から排出し、注入パイプ（図示せず）によってエアモルタルなどの充填材を既設管１０と管体１との間に注入する。

この注入パイプからエアモルタルを注入すると、エアモルタルは既設管１０の上面側から底面側に落ちて下から打ち上がるように充填され、充填に伴って既設管１０内に残留していた水は水抜きパイプ（図示せず）から排出される。

また、エアモルタルの充填による浮力によって管体１が浮き上がることになるが、浮上り防止具によって移動が制限されるので、管体１の外周面と既設管１０の内周面との間隔を所望する値にすることができる。

そして、エアモルタルが既設管１０の上面まで打ち上がると、確認パイプ（図示せず）にエアモルタルが逆流して既設管１０の内周面と管体１の外周面との間にエアモルタルが充分に充填されたことが確認できる。

次に、本実施の形態の管体１の運搬装置２の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の運搬装置２は、浮体２１に伸縮機能を備えた複数のジャッキ２２，２２が立設されており、そのジャッキ２２，２２の上端間に架け渡された梁部２３に管体１の内側面を当接させて支持させる。

このため、既設管１０内の水位が低くて浮体２１と管体１の内側面との距離が離れてしまうような状態であっても、ジャッキ２２，２２の長さを調整することで管体１を支持することができ、水路に浮かべて管体１を運搬することができるようになる。

また、浮体２１を先端が先細りするような形状にすることで、推進時の水の抵抗を減らすことができる。

さらに、浮体２１の両側面に浮遊時の姿勢を保持させるためのバランサー２４，２４を設けることで、バランサー２４，２４が浮体２１の軸周りの回転に対する抵抗となって回転を抑えることができる。

そして、浮体２１が回転し難くなると、運搬装置２のバランスを容易に保つことができるようになって、管体１が安定して保持されるようになるので運搬効率が向上する。

また、運搬中の管体１の横方向の揺れが少なくなると、既設管１０の壁面に管体１が接触して損傷する可能性が非常に低くなる。

一方、流れが速い既設管１０内で運搬装置２によって管体１を運搬すると、図３（ａ）に示すように運搬装置２Ａによって流れが堰き止められて、上流側の水位１０ａが高くなることがある。

このように管体１の前後で水位１０ａ差ができると、管体１が傾いて運搬時の抵抗が大きくなって運搬効率が低下したり、管体１が既設管１０の内面に接触して損傷したりする原因になる。

そこで、図３（ｂ）に示すように、下流側の調整翼２５を下方に開いておくと、下流側の流れを阻害する抵抗が上流側よりも大きくなって、管体１の下流側付近の水位１０ａを上昇させることができる。

この結果、管体１の前後の水位１０ａが略等しくなって、管体１が水平に近い姿勢で保たれるようになる。

そして、このような運搬装置２を使用することで、水が溜まった狭い既設管１０内であっても容易に管体１を運搬することができる。

以下、この実施例では、前記実施の形態で説明した運搬装置２に展開自在の帆具３を取り付けた運搬装置２Ｂについて、図４を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この帆具３は、浮体２１の上部に展開できるように構成されるもので、既設管１０内に送り込んだ風Ｗを受けて浮遊状態の運搬装置２Ｂを推進させる。

この帆具３は、例えば図４（ａ），（ｂ）に示すように扇状の受風部３１と、その受風部３１を所定の角度で支持させる支柱３２と、その受風部３１の下縁と架台２２ａとを連結する係留部３３とによって主に構成される。

この受風部３１には、円弧状に伸縮可能な並行する枠部にビニールシートなどを張ったものや、複数の扇状の板材を折り畳み可能に連結させたものが使用できる。

また、支柱３２は、例えば受風部３１の内側縁を支持させる棒状部材である。さらに、係留部３３には、ワイヤなどが使用できる。

この帆具３は、管体１を運搬した後に運搬装置２Ｂを管体１から抜き出してから展開する。また、移動時の抵抗となる調整翼２５は閉じた状態にしておく。

そして、運搬装置２Ｂを運びたい方向とは反対側（下流側）に設置した送風機（図示せず）から風Ｗを送ると、浮遊状態の運搬装置２Ｂが風力によって推し動かされ、人力を使わなくても所定の位置に運搬装置２Ｂを戻すことができる。すなわち、下水の流れによって上流から下流に運搬装置２Ｂを使って管体１を運び、風Ｗの力によって運搬装置２Ｂだけ元の位置に戻すようにすれば、無人で管体１の運搬を繰り返すことができる。

また、このような帆具３は、図４に示したような大きさや形態に限定されるものではなく、大きな風力を受けたい場合は、梁部２３の上方まで突出するような大きさの受風部３１とすることもできる。

さらに、梁部２３の上方まで受風部３１を広げることによって、梁部２３が既設管１０の内側面に接触して梁部２３や既設管１０の内側面を損傷させることを防ぐことができる。

また、帆具３を展開した大きさが運搬する管体１の内径に収まるものであれば、帆具３を展開した状態で管体１をセットし、風Ｗの力によって管体１を運搬することもできる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態または実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、円筒状のＦＲＰＭ管を管体１として使用したが、これに限定されるものではなく、ＦＲＰ管、鋼管などいずれの材質及びいずれの形状の管体であっても適用することができる。

また、前記実施の形態では円筒形に成形されたコンクリート製の既設管１０内で管体１を運搬する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上面が開放された断面Ｕ字型の水路や湖などで搬送する場合にも本発明の運搬装置２を使用することができる。

さらに、前記実施の形態では、浮体２１を中空のラグビーボール状としたが、これに限定されるものではなく、端部が閉塞された円柱状や角柱状の部材であってもよい。また、中空でなくとも発泡スチロール材、ウレタンフォームなど水よりも密度の小さな軽量材料であって、管体１やジャッキ２２，２２などの重量が加わっても浮くことができるものであればよい。

また、前記実施の形態では、調整翼２５を進行方向にのみ設けたが、これに限定されるものではなく、両端に設けていずれの方向に進行した場合にも使用できるようにしてもよい。さらに、調整翼２５は、浮体２１の下面に取り付けられるものであってもよい。

また、前記実施の形態では、支持部として油圧式のジャッキ２２について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば上下方向に複数の穴を備えた二重管にピンを挿して所定の高さに調整するような構成であってもよい。

本発明の最良の実施の形態の管体の運搬装置の構成を説明する斜視図である。 既設管内に運搬装置で支持させた管体を浮かべた状態の構成を説明する横断面図である。 （ａ）は流速が速い場合の管体の姿勢を説明する説明図、（ｂ）は調整翼によって流速が速い場合でも管体の姿勢が安定する状態を説明する説明図である。 （ａ）は実施例の帆具を備えた運搬装置の構成を説明する横断面図、（ｂ）は風を受けた運搬装置が推進する状態を説明する説明図である。

符号の説明

１ 管体
１０ 既設管（水路）
２，２Ａ，２Ｂ 運搬装置
２１ 浮体
２２ ジャッキ（支持部）
２３ 梁部
２４ バランサー（バランス浮体部）
２５ 調整翼
３ 帆具
Ｗ 風

Claims (6)

1. 水路に浮かべて管体を運搬するための管体の運搬装置であって、前記管体の内空より小さな断面の長尺状の浮体と、その浮体に立設される伸縮機能を備えた複数の支持部と、その支持部の上端間に架け渡される梁部とを備えたことを特徴とする管体の運搬装置。
2. 前記浮体は、両側面に沿って長尺状のバランス浮体部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の管体の運搬装置。
3. 前記浮体の少なくとも一方の端部付近には、下方に向けて開閉可能な板状の調整翼が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管体の運搬装置。
4. 前記浮体の上方において展開自在の帆具が備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の管体の運搬装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の管体の運搬装置を前記管体の内部に挿入し、前記支持部の長さを調整して前記梁部の上面を前記管体の内面に当接させ、水路に浮かべて管体を運搬する管体の運搬方法。
6. 請求項４に記載の管体の運搬装置を前記管体の内部に挿入し、前記支持部の長さを調整して前記梁部の上面を前記管体の内面に当接させ、水路に浮かべて管体を運搬し、前記管体から前記運搬装置を抜き出した後に前記帆具を展開し、水路に一定方向の送風をすることによって前記運搬装置を移動させることを特徴とする管体の運搬方法。
   

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