JP2008304031A - 管推進案内構造及び管推進工法 - Google Patents

Abstract

【課題】さや管内に新管を挿入する場合において、さや管の内面のモルタルライニングの剥離が生じても、この剥離したモルタルライニングが、管推進案内具の進行方向側の、ローラとさや管との間に蓄積し、固着化されるのを防止し、さや管内への新管の挿入をスムーズに行うことを目的とする。
【解決手段】管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する管（Ｐ）の受口（２）に挿入して継合わせつつさや管（Ｐ’）内に管路を新設する推進工法において使用される、前記管（Ｐ）の外周面に設けられたローラ（１０）を有する管推進案内構造において、管（Ｐ）のうち、先頭の管（Ｐ１）に設けられる先頭部ローラ（１０ａ）の後方に剥離物除去部材（１６）を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、水道、ガス、下水道等に用いる流体輸送用配管を非開削で布設する管推進工法に用いられる管の管推進案内構造に関する。

ダクタイル鋳鉄管等の流体輸送用配管を埋設する工法としては、地面を開削して布設する開削工法が一般的である。しかし、近年、幹線道路だけではなく一般道路においても交通量が増加しており、開削工法のために交通を遮断することが困難となっている。このため、発進立坑と到達立坑だけを開削し、さや管（鞘管）としてヒューム管や鋼管等を推進埋設した後にダクタイル鋳鉄管を挿入するさや管推進工法や、既設管をさや管として、その中に口径の小さい新管を挿入して管路を更新するパイプインパイプ工法等の推進工法が広く採用されるようになった。

そのパイプインパイプ工法は、図９に示すように、発進坑Ｓと到達坑Ｒとの間に埋設されているさや管Ｐ’内に、これよりも径の小さな新しい管Ｐを挿入敷設するものである。具体的には、まず、発進坑Ｓに油圧ジャッキＪを設置する。この油圧ジャッキＪの後部は、反力受けＨに当接され、前部は押角Ｂを介して新管Ｐを押圧するように配される。これにより、新管Ｐは、その先端部の挿し口１を先行の新管Ｐの後端部の受口２に挿入することによって順次接合され、さや管Ｐ’内に押し込まれて行く。

ところで、近年、管路にも耐震性が要求され、その耐震性を有する管継手構造として、受口２に対し挿し口１を所要範囲において伸縮可能（抜き差し可能）としたものが知られている。

この耐震性管継手構造は、図１０に示すように、新管Ｐの挿し口１先端の突起３を、先行の管Ｐの受口２内面の所定長さ離れたロックリング５と奥端部９とに当接させるようにして、前記の突起３が、このロックリング５と奥端部９との間の伸縮（抜き差し）を可能とすると共に、この範囲から抜け出さないようにしたものである。

この種の耐震性の管継手構造を前記した推進工法に採用する際、前記所要範囲の伸縮代を確保しながら管Ｐを敷設する方法が問題となる。この伸縮代の確保は、挿し口１の突起３をロックリングと奥端部の中程に位置させて推進することにより行うことができる。その問題を解決した技術として、特許文献１で開示されたもの（図１０参照）が知られている。

これは、ＮＳ型継手構造に係り、挿し口１の先端に突起３、受口２の内面に芯出しゴム４を介してロックリング５をそれぞれ設け、受口２にシール用ゴム輪６を介在して挿し口１を挿入し、挿し口１の外周面に固定した管推進案内具７と受口２の端面との間に低発泡ポリスチレン等から成る推進力伝達材８を介在した構成を有する。

この技術は、推進時、推進力伝達材８により、図１０に示すように、挿し口１の先端（突起３）を伸縮代Ｌの中程に維持し、地震等の地盤変動時には、推進力伝達材８が収縮又は圧壊することにより、挿し口１がその縮み代Ｌ１分、又は抜け代Ｌ２分、軸方向に移動してその変動を吸収するとともに、それ以上の縮み及び抜けを阻止して継手の破損を防止する。

また、管推進案内具７には周方向等間隔にローラ１０を設け、管Ｐの推進時に、さや管Ｐ’の内面にそのローラ１０を転動させて、推進時の抵抗を極力なくして円滑に推進するようにする。

特開２０００−１７９８７号公報

ところで、既設のダクタイル管等のさや管Ｐ’の内面には、モルタルライニングが施されていることが多い。このモルタルライニングは、年月を経ることにより、中性化が進行し、その表面が脆くなっていく場合が多い。

このため、このさや管Ｐ’内に新しい管Ｐを挿入する場合、前記の管推進案内具７のローラ１０がモルタルライニングに食い込む現象が生じる。この食い込みが生じると、モルタルライニングの剥離が生じる。このモルタルライニングの剥離が生じると、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すような状況が生じる。

すなわち、図１１（ａ）に示すように、管Ｐの移動に伴い、さや管Ｐ’のモルタルライニングＱ’の一部が剥離し、この剥離したモルタルライニング（以下、「剥離物」と称する。）Ｍの一部が、ローラ１０の転がり面に付着する。次いで、図１１（ｂ）に示すように、剥離物Ｍがローラ１０の転がり面に付着したまま、ローラ１０が回転し、図１１（ｃ）に示すように、剥離物Ｍが、管Ｐの進行方向側の、ローラ１０とさや管Ｐ’との間に蓄積される。この蓄積された剥離物Ｍが、図１１（ｄ）に示すように、増加していくと、この剥離物Ｍがさや管Ｐ’に固着していくおそれがある。この剥離物Ｍのさや管Ｐ’への固着が生じると、管Ｐが移動するためには、ローラ１０が剥離物Ｍの蓄積物を乗り越える必要が生じ、この際、管Ｐの移動に対する抵抗力が生じることとなる。

そこで、この発明は、さや管内に新しい管を挿入する場合において、さや管の内面のモルタルライニングの剥離により生じる剥離物が、新管の進行方向側の、ローラとさや管との間に蓄積し、固着化されるのを防止し、さや管内への新管の挿入をスムーズに行うことを目的とする。

この発明は、さや管内に挿入される新しい管のうち、先頭の管に設けられる先頭部ローラの後方に剥離物除去部材を設けることにより、前記課題を解決したのである。

この発明によると、剥離物除去部材によって、さや管の内面のモルタルライニングの剥離により生じる剥離物をさや管の管底方向に送り出すことができるので、後続の管のローラにこの剥離物が引っかかり、この剥離物を乗り越えるための負荷が生じず、さや管内への新管の挿入をスムーズに行うことができる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この発明にかかる管推進案内構造は、図１（ａ）（ｂ）や図２（ａ）（ｂ）に示すように、管Ｐの挿し口１を先行する管Ｐの受口２に挿入して継合わせつつ、管Ｐをさや管Ｐ’内に押し込み、さや管Ｐ’内に管路を新設する推進工法において使用される構造である。

この管推進案内構造は、管Ｐの外周面に設けられたローラ１０を有する構造であり、具体例としては、挿し口１の外周面に固定した管推進案内具７とこの管推進案内具７の周方向に等間隔に配されたローラ１０からなる構造のものがあげられる。この管推進案内構造の例としては、図１（ａ）（ｂ）や図２（ａ）（ｂ）に示すような構造があげられる。これは、管推進案内具７を複数の分割片に分割し、各分割片の両端部を外方に折り曲げ、各分割片同士を管Ｐの外周に配し、それぞれの分割片の折り曲げ部と、隣の分割片の折り曲げ部との間をボルト等の固定部材で固定して、管Ｐに固定する。このとき、それぞれの分割片の折り曲げ部と、隣の分割片の折り曲げ部との間に、隙間を設け、ローラ１０を回転自在に取り付ける。

ところで、一般に、既設のさや管Ｐ’の内面には、モルタルライニングＱ’が施されていることが多い。このモルタルライニングＱ’は、年月を経ることにより、中性化が進行し、その表面が脆くなっていく場合が多い。このため、この既設のさや配管Ｐ’内に新しい管Ｐを挿入する場合、ローラ１０がモルタルライニングＱ’に食い込む現象が生じる。この食い込みが生じると、モルタルライニングＱ’が剥離し、剥離物Ｍが生じる。

これに対し、前記管Ｐのうち、先頭の管Ｐ１に設けられるローラ１０、すなわち、先頭部ローラ１０ａの後方に、剥離物除去部材１６を設ける。この剥離物除去部材１６は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、前記先頭部ローラ１０ａの支持軸１７に回動自在に取り付けられた腕部材１６ａによって回動自在に取り付けられる部材である。そして、この剥離物除去部材１６は、前記剥離物Ｍを、さや管Ｐ’の管底方向に送り出すため傾斜面を有する。具体例としては、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、さや管Ｐ’の内周面と接触する部分に、剥離物除去部材１６の進行方向前方に向いた傾斜面１６ｂを有すると共に、さや管Ｐ’の管底方向に向いた傾斜面１６ｃを有する剥離物除去部材１６があげられる。この剥離物除去部材１６を用いることにより、先頭部ローラ１０ａで剥がされた剥離物Ｍが、剥離物除去部材１６の移動と共に、傾斜面１６ｂの下方に集められ、次いで、傾斜面１６ｃによって、さや管Ｐ’の管底方向に送られる。これにより、剥離物をローラ１０の軌道から外すことができ、後続の管Ｐのローラ１０にこの剥離物が引っかかり、この剥離物を乗り越えるための負荷が生じるのを防止でき、さや管Ｐ’内への新しい管Ｐの挿入をスムーズに行うことができる。なお、さや管Ｐ’の管底とは、さや管Ｐ’を寝かせた際、このさや管Ｐ’の内周面の最も低い位置の部分をいう。

前記剥離物Ｍをより多く生じさせる方法として、前記先頭部ローラ１０ａとして、図１（ａ）（ｂ）に示す剥離用ローラ１０ｂを用いることができる。この剥離用ローラ１０ｂは、図４（ａ）（ｂ）に示すように、その転がり面の全面にわたって、多数の凸部１０ｂｃを設けたローラである。この凸部１０ｂｃの配置としては、図４（ｂ）に示すように、２列配列で、一方の列の凸部１０ｂｃが他方の列の隣接する２つの凸部１０ｂｃの間に配するように配してもよいが、特に限定されるものではない。

前記さや管Ｐ’のモルタルライニング上に前記剥離用ローラ１０ｂが載ると、凸部１０ｂｃのない場合に比べて、この凸部１０ｂｃにかかる荷重が増え、より多くのモルタルライニングが剥離される。そして、先頭の管Ｐ１以外の管Ｐに取り付けられる管案内推進構造のローラ１０によって、モルタルライニングの剥離はほとんど無くなるので、凸部１０ｂｃを有する剥離用ローラ１０ｂを用いる必要性はなくなる。このため、先頭の管Ｐ１以外の管Ｐに取り付けられる管案内推進構造のローラ１０は、凸部１０ｂｃを設けても、設けなくてもよい。

なお、前記の剥離用ローラ１０ｂのほかに、前記先頭部ローラ１０ａとして、図２（ａ）（ｂ）に示す凸部１０ｂｃを有さない第２剥離用ローラ１０ｃを用いてもよい。この場合であっても、剥離用ローラ１０ｂを用いた場合に比べて、ライニングの剥離量は減量するものの、モルタルライニングの剥離は生じる。

ところで、前記先頭部ローラ１０ａ（剥離用ローラ１０ｂ、第２剥離用ローラ１０ｃを含む。）によって剥がされた剥離物Ｍは、さや管Ｐ’内に落下するが、その一部が、先頭部ローラ１０ａの転がり面に付着する場合がある。特に、先頭部ローラ１０ａとして、第２剥離用ローラ１０ｃを用いた場合は、ライニングと第２剥離用ローラ１０ｃの転がり面とが密着した状態が続くので、剥離物Ｍのローラの転がり面への密着度が高まることがある。このような場合、前記の［発明が解決しようとする課題］の欄に記載したように、管Ｐの移動に対する抵抗力が生じるおそれがある。

これに対して、図２（ａ）（ｂ）に示すように、先頭部ローラ１０ａの転がり面に付着した剥離物Ｍを剥離させ、先頭の管Ｐ１の進行方向と反対側に脱落させるクリーニング部材１１を設けることが好ましい。なお、図１（ａ）（ｂ）には、このクリーニング部材１１を記載しなかったが、これは、図２（ａ）（ｂ）に、その例を示したものにすぎず、図１（ａ）（ｂ）の場合、すなわち、剥離用ローラ１０ｂを用いた場合に、クリーニング部材１１を使用してもよい。

このクリーニング部材１１は、このローラ１０の転がり面に付着した付着物を剥離させるためのものである。そして、このクリーニング部材１１は、管Ｐの進行方向と反対側に前記剥離物Ｍを脱落させる。これにより、管Ｐが進行する際に、ローラ１０が蓄積した剥離物Ｍの上を乗り越えることがなくなり、管Ｐのさや管Ｐ’内部への挿入をスムーズに行うことができる。

このクリーニング部材１１としては、スポンジ状物、ブラシ、刃物等があげられる。クリーニング部材１１としてスポンジ状物１１ａを用いる場合、このスポンジ状物１１ａは、前記したように、剥離物Ｍを管Ｐの進行方向と反対側に脱落させる位置に、具体的には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、管Ｐとローラ１０の間に、より詳細には、前記管推進案内構造を構成する管推進案内具７の分割片の折り曲げ部と隣の分割片の折り曲げ部との間であり、かつ、管Ｐとローラ１０の間に、ローラ１０の転がり面と接するように取り付けられる。

前記のこの管推進案内具７の分割片の折り曲げ部と隣の分割片の折り曲げ部との間であり、かつ、管Ｐとローラ１０の間には、前記したように、管推進案内具７の分割片同士を連結する固定部材が存在するが、スポンジ状物１１ａにボルト等の固定部材の貫通孔１２を設け、その貫通孔１２に固定部材を通すことにより、スポンジ状物１１ａを所定位置に固定することができる。

前記スポンジ状物１１ａの形状としては、直方体形状のものを例としてあげられる。この場合、図５（ｂ）に示すように、ローラ１０がスポンジ状物１１ａに食い込むように配し、これらの接触部分において、スポンジ状物１１ａを変形させてもよい。さらに、図示しないが、変形性の少ないスポンジ状物１１ａを用いる場合は、ローラ１０とスポンジ状物１１ａとが接触するように配してもよい。

また、前記クリーニング部材１１としてブラシ１１ｂを用いる場合、図６（ａ）に示すように、前記スポンジ状物１１ａと同様に、管Ｐとローラ１０の間に、ブラシ１１ｂの把持部を取り付け、ブラシ１１ｂの刷毛がローラ１０の転がり面と接するように取り付けられる。これにより、剥離物Ｍ（図６（ａ）に記載せず）を管Ｐの進行方向と反対側に脱落させることができる。

さらに、前記クリーニング部材１１として刃物１１ｃを用いる場合、図６（ｂ）に示すように、刃物１１ｃを管推進案内具７に固定し、管Ｐの進行方向と反対側のローラ１０の転がり面に、この刃物１１ｃの刃先を沿わせる。これにより、剥離物Ｍ（図６（ｂ）に記載せず）を管Ｐの進行方向と反対側に脱落させることができる。

次に、この発明にかかる管推進案内構造の作用について説明する。
まず、図１（ａ）（ｂ）に示す管推進案内構造を用いた場合について説明する。
凸部１０ｂｃを有する剥離用ローラ１０ｂを有する先頭の管Ｐ１を、さや管Ｐ’内に挿入すると、図７（ａ）に示すように、凸部１０ｂｃがモルタルライニングＱ’に食い込み、このモルタルライニングＱ’の剥離が生じる。そして、図７（ｂ）に示すように、剥がれたモルタルライニングを剥離物除去部材１６で除去する。この剥離物除去部材１６は、ある程度の重量を有するので、前記した作用により剥離物Ｍを除去すると共に、荒れたモルタルライニングＱ’の表面を整地する。

その結果、先頭の管Ｐ１が通過した後は、図８に示すように、ローラ１０ｂの軌道部分に凹部Ｑ１’が生じ、また、剥離物Ｍは、さや管Ｐ’の管底に近い場所に送られる。これにより、剥離物をローラ１０ｂの軌道から外すことができ、後続の管Ｐのローラ１０にこの剥離物が引っかかり、この剥離物を乗り越えるための負荷が生じるのを防止でき、さや管Ｐ’内への新しい管Ｐの挿入をスムーズに行うことができる。

次に、図２（ａ）（ｂ）に示す管推進案内構造を用いた場合について説明する。
クリーニング部材１１を設置した第２剥離用ローラ１０ｃを有する先頭の管Ｐ１をさや管Ｐ’に挿入すると、まず、モルタルライニングＱ’が剥がれる。そして、その一部は、ローラ１０の転がり面に付着する。この付着した剥離物Ｍは、ローラ１０の回転に従って上方に移動し、図５（ｂ）に示すように、クリーニング部材１１と接する。そして、このクリーニング部材１１によって、剥離物Ｍは、ローラ１０の転がり面から剥がれ、下方に落下する。そして、剥離物Ｍを剥離物除去部材１６で除去する。この剥離物除去部材１６は、ある程度の重量を有するので、前記した作用により剥離物Ｍを除去すると共に、荒れたモルタルライニングＱ’の表面を整地する。

この発明にかかる管推進案内構造を管Ｐに設けることにより、さや管Ｐ’内への管Ｐの挿入を、よりスムーズに行うことができ、管Ｐをさや管Ｐ’の内部に押し込むことがより容易となり、より効率的な管推進工法を行うことができる。

（ａ）この発明にかかる管推進工法の例を示す正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図 （ａ）この発明にかかる管推進工法の他の例を示す正面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図 （ａ）剥離物除去部材の例を示す正面図、（ｂ）（ａ）の平面図、（ｃ）（ａ）の側面図、（ｄ）（ａ）の一部拡大斜視図 （ａ）剥離用ローラの例を示す正面図、（ｂ）（ａ）の側面図 （ａ）クリーニング部材を用いた管推進案内構造の例を示す断面図、（ｂ）（ａ）のＣ−Ｃ断面図 （ａ）（ｂ）他のクリーニング部材を用いた場合を示す断面図 （ａ）図１に示す管推進構造をさや管内に通した場合の正面図、（ｂ）図１に示す管推進構造をさや管内に通した場合の作用図 この発明にかかる管推進案内構造が通過した後のさや管の状態を示す断面図 管推進工法の例を示す模式図 従来の管推進案内構造を有する管の接続部の例を示す一部断面図 （ａ）〜（ｄ）従来の管推進案内構造の作用を示す作用図

符号の説明

１ 挿し口
２ 受口
３ 突起
４ 芯出しゴム
５ ロックリング
６ シール用ゴム輪
７ 管推進案内具
８ 推進力伝達材
９ 奥端部
１０ ローラ
１０ａ 先頭部ローラ
１０ｂ 剥離用ローラ
１０ｂｃ 凸部
１０ｃ 第２剥離用ローラ
１１ クリーニング部材
１１ａ スポンジ状物
１１ｂ ブラシ
１１ｃ 刃物
１２ 貫通孔
１６ 剥離物除去部材
１６ａ 腕部材
１６ｂ 傾斜面
１６ｃ 傾斜面
１７ 支持軸

Ｂ 押角
Ｊ 油圧ジャッキ
Ｈ 反力受け
Ｌ 伸縮代
Ｌ１ 縮み代
Ｌ２ 抜け代
Ｍ 剥離物
Ｐ 管
Ｐ１ 先頭の管
Ｐ’ さや管
Ｑ’ モルタルライニング
Ｑ１’ 凹部
Ｒ 到達坑
Ｓ 発進坑

Claims (5)

1. 管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する管（Ｐ）の受口（２）に挿入して継合わせつつさや管（Ｐ’）内に管路を新設する推進工法において使用される、前記管（Ｐ）の外周面に設けられたローラ（１０）を有する管推進案内構造において、
   前記管（Ｐ）のうち、先頭の管（Ｐ１）に設けられる先頭部ローラ（１０ａ）の後方に剥離物除去部材（１６）を設けたことを特徴とする管推進案内構造。
2. 前記剥離物除去部材（１６）は、前記先頭部ローラ（１０ａ）の支持軸（１７）に回動自在に取り付けられた腕部材（１６ａ）によって回動自在に取り付けられ、前記先頭部ローラ（１０ａ）の通過により、さや管（Ｐ’）のライニングから剥がれた剥離物（Ｍ）を、さや管（Ｐ’）の管底方向に送り出すため傾斜面を有する部材であることを特徴とする請求項１に記載の管推進案内構造。
3. 前記先頭部ローラ（１０ａ）は、さや管（Ｐ’）のライニングの一部を剥がす凸部を、その転がり面の全面にわたって設けた剥離用ローラ（１０ｂ）である請求項１又は２に記載の管推進案内構造。
4. 前記先頭部ローラ（１０ａ）の転がり面に付着した付着物を剥離させ、前記先頭の管（Ｐ１）の進行方向と反対側に脱落させるクリーニング部材（１１）を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の管推進案内構造。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の管推進案内構造を有する先頭の管（Ｐ１）を用いた管推進工法。

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