JP2009264026A - 埋設管内部充填工法及びそれに用いるトラップ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本埋設管内部充填工法は、埋設管10の両端部を露出させる露出工程と、一端部を充填土砂供給パイプ26に接続し、他端部を吸引パイプ30に接続し、吸引パイプの他端を埋設管内異物用トラップ40を介して吸引手段80に接続する接続工程と、吸引手段80により、充填土砂60を埋設管の内部に充填させる充填工程と、を備える。埋設管内異物用トラップ40は、天井面に設けられている排気口45、及び取込口41を具備する貯水槽46と、貯水槽内に設けられ且つ浮上することにより排気口を塞ぐフロート弁体47と、を備え、埋設管内の残留水が吸引手段80に到達しないように除去することができる。
【選択図】図1
Description
埋設管を撤去による処理は、埋設管を覆う路盤を堀削しなければならず、大きな費用と労力を掛けることになる。
埋設管内の充填による処理は、管内を充填材で充填することが考えられる。管内を充填材で充填することによって、埋設管の圧壊に対する強度が高くなり、道路の陥没等の危険性が減少する。
この充填材としては、モルタル及び土砂等が用いられている。モルタルは埋設管内に流し込みやすいため、人手で比較的容易に充填することができる。しかし、モルタルは硬く硬化してしまうため、その後、埋設管の撤去の必要が生じた場合、撤去作業が著しく困難になるという問題がある。
一方、土砂は、埋設管内に充填されていても逐次除去することができるため、埋設管を撤去する際に有利である。しかし、モルタルに比べて流動性が著しく低く、埋設管内に充填する作業が困難である。
更に、埋設管が特に水道管の場合は図5に例示するように、埋設管15内の凹部15a、15bに残留水や残留土砂等の異物18a、18b等が滞在している場合があり、吸引時に異物18a、18bが吸引手段内に吸い込まれてしまい、吸引手段を故障させたり、吸引能力を低下させたりする問題があった。
本発明は、上記の従来の問題を解決するものであり、吸引手段に残留水等を吸引させることなく効率的且つ安全に埋設管に土砂を充填する埋設管内部充填工法及びそれに用いるトラップを提供することを目的とする。
1.埋設管の両端部を大気中に露出させる露出工程と、上記両端部のうちの一端部に充填土砂を供給する充填土砂供給パイプを接続し、上記両端部のうちの他端部に吸引パイプの一端を接続し、且つ該吸引パイプの他端に埋設管内異物用トラップを介して吸引手段を接続する接続工程と、上記吸引手段により、上記充填土砂を上記埋設管の内部に充填させる充填工程と、をこの順に行うことを特徴とする埋設管内部充填工法。
2.上記充填土砂は、水分を含む土砂及び/又は砕石である上記1.記載の埋設管内部充填工法。
3.上記充填土砂の粒径は2〜6mmである上記2.記載の埋設管内部充填工法。
4.上記埋設管内異物用トラップは、天井面に設けられている排気口、及び取込口を具備する貯水槽と、該貯水槽内に設けられ且つ浮上することにより該排気口を塞ぐフロート弁体と、を備える上記2.又は上記3.記載の埋設管内部充填工法。
5.上記貯水槽は、槽内に取込口を覆う保護部材を備える上記4.記載の埋設管内部充填工法。
6.上記1.乃至3のいずれか1項に記載の埋設管内部充填工法に用いる埋設管内異物用トラップであって、天井面に設けられている排気口、及び取込口を具備する貯水槽と、該貯水槽内に設けられ且つ浮上することにより該排気口を塞ぐフロート弁体と、を備えることを特徴とする埋設管内異物用トラップ。
7.上記貯水槽は、槽内に取込口を覆う保護部材を備える上記6.記載の埋設管内異物用トラップ。
充填土砂の粒径が2〜6mmの場合は、流動土砂の流動性が高いため埋設管内部全体を十分に充填することができる。
埋設管内異物用トラップが、貯水槽とフロート弁体を用いた弁体とを備える場合は、残留水等の異物が貯水槽に留まって、排気口に接続されている吸引手段に残留水等が流入するのを防ぐことができる。また、貯水槽が残留水で一杯になると槽内に溜まった残留水の水面に浮かぶフロート弁体が排気口を塞いで吸引を停止させるので、貯水槽に残留水が容量以上に溜まるのを抑制することができる。このように、埋設管内異物用トラップは簡便で故障を起こしにくい構造であり、故障を起こしても簡単に直すことができるため、現場での利用に好適である。
貯水槽が、槽内に取込口を覆う保護部材を備える場合は、取込口から噴出する残留水等の異物がそのままフロート弁体に吹き付けられてフロート弁体が正しく排気口を塞ぐことができなくなることを防止することができる。
本発明の埋設管内部充填工法は、埋設管の両端部を大気中に露出させる露出工程と、上記両端部のうちの一端部に充填土砂を供給する充填土砂供給パイプを接続し、上記両端部のうちの他端部に吸引パイプの一端を接続し、且つ該吸引パイプの他端に埋設管内異物用トラップを介して吸引手段を接続する接続工程と、上記吸引手段により、上記充填土砂を上記埋設管の内部に充填させる充填工程と、をこの順に行うことを特徴とする。
上記「露出工程」は、埋設管の両端部を大気中に露出させる工程である。
上記「埋設管」は、例えば図1に示すように地中70に埋設されている埋設管10のように、地中に埋設されている管である。埋設管であれば、管の種類は特に限定されることがなく、例えば水道管及びガス管等を挙げることができる。
埋設管の材質も特に限定はなく、塩化ビニル管、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、塩化ビニルライニング鋼管、鋼管、ステンレス鋼管及びポリエチレン被覆ステンレス鋼管等を例示することができる。
上記「埋設管の両端部」は、埋設管の一端部と他端部とからなり、一端部が充填土砂の入口であり、他端部が吸引口である。例えば、図1に示すように、埋設管10であれば、一端部10aが充填土砂の入口であり、他端部10bが吸引口となる。
立抗72の深さは、図1に示すように、埋設管10より少し下方に底面があり、埋設管10に接続する例えば単管25等を取付け作業が可能な深さが好ましい。このような深さは、埋設管が埋設されている深さに依存するが通常1.5〜2.5mである。立抗72の径も、単管25等の取付け作業が可能であるように1.5〜2.5mであることが好ましく、更に好ましくは1.8〜2.2mである。1.5m未満では、作業がしづらく、2mを超えると立抗の堀削作業の負担が大きくなりすぎるからである。
また、埋設管の両端部を大気中に露出させるためには、立坑を設けるに限られず、壁面から掘削して埋設管の両端部を露出する等、任意に選択することができる。
上記「接続工程」は、上記両端部のうちの一端部に充填土砂を供給する充填土砂供給パイプを接続し、上記両端部のうちの他端部に吸引パイプの一端を接続し、且つ該吸引パイプの他端に後述する埋設管内異物用トラップを介して吸引手段を接続する工程である。
更に、充填土砂は、水分を含む土砂及び/又は砕石を用いることができる。また、水分の含有量は土砂等の0.4質量%以上(特に好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上)が好ましい。このような含水量とすることによって、充填土砂の流動性が高まり、より容易に埋設管内に充填することができるからである。更に、充填土砂の移動に伴う静電気の発生を抑制することができ、特にガス管の埋設管の充填作業時に埋設管内の残留ガスや粉塵等による爆発を抑制することができる。このような水分を含んだ土砂等としては、例えば、建設現場で発生する土、汚泥等を再資源化して得られる流動化処理土を利用することができる。
この流動化処理土は固化剤を混合することにより、強度を増すことができる。固化剤の配合量は、再掘削に支障を与えない程度の強度(一軸圧縮強度0.2〜1.0N/mm2)であることが好ましい。更に、分級により粒径を2〜6mm程度に略一定としたものであれば更に好ましい。ここで、「一軸圧縮強度」とは、一軸圧縮試験方法(JIS A1216−1998)により測定された値であり、側圧を受けない供試体の圧縮応力の最大値で、一軸圧縮試験機において荷重を掛けたときの最大応力を断面積で除したものである。
埋設管の一端側に充填土砂供給パイプを接続する形態は任意に選択することができ、一端側に充填土砂供給パイプを直接接続してもよいし、ジョイントとして用いられる単管やL字管等を経由して間接的に接続してもよい(以下、吸引パイプ及び吸引手段における「接続」も同様とする。)。
例えば図1に示すように、埋設管10の一端部10aは、単管23及びL字管21を順次介して、充填土砂供給パイプ27に間接的に接続することができる。また、埋設管10と単管23の接続、及び、単管23とL字管21の接続は、接続具22によって固定される。このように充填土砂60の中に充填土砂供給パイプ27の先端部27aを挿入し、吸引手段80によって充填土砂を吸引することにより、埋設管10へ充填土砂を供給することができる。
例えば、図1に例示するように、吸引パイプ30の一端30aを埋設管10の他端部10bに接続し、他端30bを埋設管内異物用トラップ40を介して吸引手段80に接続することができる。更に、吸引パイプ30の他端30bは、埋設管内異物用トラップ40に接続することができる。
吸引パイプの径は特に限定はないが80〜180mmであることが好ましく、100〜150mmであることが更に好ましい。80mm未満では、十分な空気の吸引が得られないため、土砂の充填作業の効率低下し、180mmを超えると真空度の低下を招き、土砂の充填作業の効率が低下するからである。
吸引手段は、埋設管内の空気を吸引することにより充填土砂を埋設管に供給することのできる手段であれば特に限定はないが、吸引圧力が−80kPa以上である性能を有していることが好ましく、更に好ましくは、−85kPa以上、特に好ましくは−90kPa以上が好ましい。
具体的な吸引手段としては、例えば、吸引ポンプを積載した吸引作業車が挙げられる。吸引作業車によれば、埋設管が埋設されている箇所への移動が容易であるため効率的である。
上記「充填工程」は、吸引手段によって埋設管内の空気を吸引することにより充填土砂が充填土砂供給パイプを介して埋設管に供給され、埋設管内を充填させる工程である。充填工程は埋設管内に充填土砂が充填されるまで行われる。この充填する量は任意に選択することができ、例えば、埋設管の内部の容積全体を100%とした場合、内部に充填される充填土砂の容積が98%以上を好適とすることができる。このような割合まで充填する場合は、埋設管を十分な強度に保つことができるからである。
また、埋設管内異物用トラップ内が埋設管内の異物が満たされて、埋設管内の異物を除去することができなくなった場合、吸引手段による吸引を中断して、埋設管内異物用トラップから異物を除去することができる。
上記「埋設管内異物用トラップ」は、埋設管内の残留水等の異物をより下流側の吸引手段に流れることがないように取り除く器具である。上記「異物」は、吸引手段内に吸引されると支障が生じるものであり、主に埋設管内に残留する水の他、土砂及びゴミ等を挙げることができる。
図5に例示するように、特に水道管の場合であって、上下に屈曲した埋設管15の場合は、凹部15a、15bに水等の異物18a、18bが残留している場合が多い。かかる場合、吸引手段により埋設管内を吸引させると、充填土砂が埋設管内に充填されるとともに、充填土砂によって、残留水等の異物が埋設管外に押し出されて、吸引手段内に吸い込まれて、除去に多くの時間を費やす必要が起きる等の問題が生じる。このため本埋設管内異物用トラップを用いて異物を除去することが必要である。
この重力式の例の埋設管内異物用トラップは、図2に例示するように、天井面に設けられている排気口45、及び取込口41を具備する貯水槽46と、貯水槽46内に設けられ且つ浮上することにより排気口45を塞ぐフロート弁体47と、を備える器具とすることができる。また、貯水槽46は、取込口41を覆うように槽内に設けられる保護部材43を備えることができる。
上記「貯水槽」は、槽内に異物を蓄積することができればよく、その形状、材質及び大きさを特に問わない。また、上記「排気口」は、貯水槽に設けられ、浮上したフロート弁体により塞がることできればよく、通常円形の開口部である。
上記「フロート弁体」は、水等により浮上し、排気口を塞ぐことができればよく、球体、円板、半球体及び円錐体等を挙げることができる。このようなフロート弁体の具体例として樹脂製又は金属製であり且つ中空の球体を挙げることができる。
上記「保護部材」は、取込口から噴出する異物がそのままフロート弁体に吹き付けられることがないように設けられる部材であれば任意に選択することができ、例えば異物の噴出方向を変える仕切板、及び噴出する勢いを緩和させる網状物等を挙げることができる。
[実施例1]
実施例1として、内径600mm、長さ100mの直線状の水道管である埋設管10について、充填土砂60として流動化処理土を用いた埋設管内部充填工法を実施した。
(1)埋設管内異物用トラップの構成
本埋設管内部充填工法に用いた埋設管内異物用トラップ40は、図2に示すように、円筒形の貯水槽46と貯水槽46内に設けられるフロート弁体47とを備える。
貯水槽46の天井面は、弁として機能する排気口45が設けられ、天井面の上部には吸引手段80と接続するための排出口42及び点検蓋51を具備する部屋が設けられている。
貯水槽46の周面には、吸引パイプ30と接続される取込口41、異物量を確認する点検窓54、異物を除去するために用いる掃除口52、及び槽内を清掃するときに用いる給水口53が設けられている。
貯水槽46内には、取込口41の周囲に設けられ、取込口41から取り込まれた異物の噴出方向を下方に向かわせ、且つ噴出の勢いを緩和させる仕切板及び金網からなる保護部材43が設けられている。
フロート弁体47は、貯水槽46内を自由に移動することができ、水面に浮く中空の球状体である。
充填工程中に、図3に示すように、埋設管内の残留水等の異物62が取込口41から流入した場合、保護部材43によって、異物62が貯水槽46の底面方向に吹き付けられるため、埋設管内の空気と異物62が分離し、空気は排気口45から排出し、且つ異物62は貯水槽46内に貯留される。また、貯留される異物63の量が増えるとフロート弁体47が浮上する。更に、貯留される異物63が増加して、図4に示すように、異物63の水面63aが貯水槽46の天井付近まで上昇すると、フロート弁体47が排気口45を塞ぐため、吸引が止まり、これ以上の異物62等の流入が停止する。このとき、掃除口52を開き、給水口53から水を供給して、貯水槽46の内部を清掃することができる。
始めに図1に示すように、路面71から埋設管10の埋設している箇所まで、掘削して立抗72を設け、充填土砂60を充填する範囲の埋設管10の両端を切断することによって、両端部10a、10bを大気中に露出させた。
埋設管10の一端部10aは、単管23及びL字管21を順次介して、内径が100mmの充填土砂供給パイプ27の一端側に接続した。また、埋設管10と単管23の接続、及び単管23とL字管21の接続は、接続具22によって固定した。更に、充填土砂供給パイプ27の他端側27aは、含有水分が約0.6質量%となるように水分を加えて流動性を高めた粒径2〜6mmの土砂である流動化処理土で満たされた槽に接続した。
また、埋設管10の他端部10bは、単管25及びL字管26を介して吸引パイプ30の一端30aに接続した。更に、埋設管10と単管25、単管25とL字管26は接続具24によって固定した。また、吸引パイプ30の他端30bは、埋設管内異物用トラップ40の取込口41に接続した。更に、埋設管内異物用トラップ40の排出口42と、吸引手段80である吸引作業車(製品名;パワープロベスター13BWP、兼松エンジニアリング(株)社製)との間を吸引パイプ30である吸引ホース81で接続した。
吸引手段80である吸引作業車を稼働させ、吸引ホース81内の吸引圧力を−67kPaに保ち、充填工程を行った。充填の完了は、点検窓54で流動化処理土が流入し始めるのを確認したときとした。
充填工程中は、何度か埋設管10内の残留水が埋設管内異物用トラップ40に流入している様子が点検窓54から確認できたが、吸引手段80まで残留水が到達することはなかった。
充填工程の完了後、使用した流動化処理土の減少量から埋設管10内に充填された流動化処理土の割合を求めた。埋設管10の内部の容積全体を100%とした場合、内部に充填された流動化処理土の容積は99%であった。
実施例2として埋設管10を、図5に示す内径600mm、長さ100mの屈曲した水道管とし、また、充填土砂として水を含まない砕石7号(粒径2.5〜5mm)を用いて充填を行った。
その他の条件は、実施例1と同様とした。
充填工程中は、埋設管10内の残留水が埋設管内異物用トラップ40に流入している様子が点検窓54から確認できたが、吸引手段80まで残留水が到達することはなかった。また、1度、フロート弁体47が排気口45を塞ぐことにより充填ができなくなったため、貯水槽46の清掃を行った後、充填工程を再開した。
充填工程の完了後、使用した流動化処理土の減少量から埋設管10内に充填された流動化処理土の割合を求めた。埋設管10の内部の容積全体を100%とした場合、内部に充填された流動化処理土の容積は99%であった。
比較例として埋設管と充填土砂は実施例2と同様として充填を行った。本比較例は埋設管内異物用トラップ40を取り外し、吸引パイプ30を直接吸引ホース81に接続して吸引作業を実施した。
その結果、吸引作業により、埋設管10内に残留していた水が、吸引作業車のタンク内まで流入し、吸引作業車のタンク内まで清掃する必要性が生じた。
40;埋設管内異物用トラップ、41;取込口、42;排出口、43;保護部材、45;排気口、46;貯水槽、47;フロート弁体、
60;充填土砂、62、63;異物、72;立抗、80;吸引手段、81;吸引ホース。
Claims (7)
- 埋設管の両端部を大気中に露出させる露出工程と、
上記両端部のうちの一端部に充填土砂を供給する充填土砂供給パイプを接続し、上記両端部のうちの他端部に吸引パイプの一端を接続し、且つ該吸引パイプの他端に埋設管内異物用トラップを介して吸引手段を接続する接続工程と、
上記吸引手段により、上記充填土砂を上記埋設管の内部に充填させる充填工程と、をこの順に行うことを特徴とする埋設管内部充填工法。 - 上記充填土砂は、水分を含む土砂及び/又は砕石である請求項1記載の埋設管内部充填工法。
- 上記充填土砂の粒径は2〜6mmである請求項2記載の埋設管内部充填工法。
- 上記埋設管内異物用トラップは、天井面に設けられている排気口、及び取込口を具備する貯水槽と、該貯水槽内に設けられ且つ浮上することにより該排気口を塞ぐフロート弁体と、を備える請求項2又は3記載の埋設管内部充填工法。
- 上記貯水槽は、槽内に取込口を覆う保護部材を備える請求項4記載の埋設管内部充填工法。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の埋設管内部充填工法に用いる埋設管内異物用トラップであって、
天井面に設けられている排気口、及び取込口を具備する貯水槽と、該貯水槽内に設けられ且つ浮上することにより該排気口を塞ぐフロート弁体と、を備えることを特徴とする埋設管内異物用トラップ。 - 上記貯水槽は、槽内に取込口を覆う保護部材を備える請求項6記載の埋設管内異物用トラップ。
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