JP2010255274A - マンホール管埋設工法及びそのマンホール管埋設工法で使用するマンホール管 - Google Patents

Abstract

【課題】マンホール管埋設工法においてマンホール管に推進管を接続する作業に要する労力や時間や費用を低減すること。
【解決手段】本発明では、底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法において、マンホール管を円筒状の胴管とその下端に形成した円板状の底体と胴管及び底体の外周部に密着させて形成した円筒状のライナープレートとで構成し、マンホール管を地中に埋設した後に胴管に貫通孔を形成するとともに、その貫通孔の内側でライナープレートに連通孔を形成して、マンホール管に推進管を接続するための横穴を形成することにした。
【選択図】図１２

Description

本発明は、底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法に関するものである。

従来より、マンホール管を地中に埋設するには、地面に埋設用縦穴を掘削し、その後、埋設用縦穴にマンホール管とライナープレートとを間隙をあけた状態で載置し、マンホール管とライナープレートに横穴を形成し、その横穴に水平方向に延びる推進管を接続し、最後に、マンホール管とライナープレートとの間を埋め戻す作業を行っていた（たとえば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上記のマンホール管埋設工法では、埋設用縦穴の掘削作業とマンホール管の埋設作業とが別工程となるために、作業時間が長時間になるなどの欠点があったため、本発明者は、埋設するマンホール管の底部に掘削ビットを形成しておき、このマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動し、マンホール管自体で埋設用縦穴を掘削するとともに、埋設用縦穴の掘削と同時にマンホール管を地中に埋設する工法を開発した（たとえば、特許文献２参照。）。

特開平９−１５８２２８号公報 特開２００９−３５８７２号公報

ところが、特許文献１に開示された従来のマンホール管埋設工法では、マンホール管に水平方向に延びる推進管を接続する場合に、マンホール管とライナープレートとの間に形成された間隙を埋め戻す作業が必要であり、作業に多大な労力や時間や費用を要していた。

そこで、本発明者は、本発明者が開発した新たなマンホール管埋設工法において、マンホール管に水平方向に延びる推進管を接続する作業に要する労力や時間や費用を低減することを目的として本発明を成すに至った。

すなわち、請求項１に係る本発明では、底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法において、マンホール管を円筒状の胴管とその下端に形成した円板状の底体と胴管及び底体の外周部に密着させて形成した円筒状のライナープレートとで構成し、マンホール管を地中に埋設した後に胴管に貫通孔を形成するとともに、その貫通孔の内側でライナープレートに連通孔を形成して、マンホール管に推進管を接続するための横穴を形成することにした。

また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記ライナープレートの内側に補強体をマンホール管の底体の表面に露出させた状態で設け、補強体に推進管を推進させるための推進機を設置して、推進機でマンホール管の横穴から推進管を推進させることにした。

また、請求項３に係る本発明では、底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法で使用するマンホール管において、マンホール管を円筒状の胴管とその下端に形成した円板状の底体と胴管及び底体の外周部に密着させて形成した円筒状のライナープレートとで構成することにした。

また、請求項４に係る本発明では、前記請求項３に係る本発明において、前記ライナープレートの内側に補強体をマンホール管の底体の表面に露出させた状態で設けることにした。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、本発明では、底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法において、マンホール管を円筒状の胴管とその下端に形成した円板状の底体と胴管及び底体の外周部に密着させて形成した円筒状のライナープレートとで構成し、マンホール管を地中に埋設した後に胴管に貫通孔を形成するとともに、その貫通孔の内側でライナープレートに連通孔を形成して、マンホール管に推進管を接続するための横穴を形成することにしているために、マンホール管に推進管を接続する作業に要する労力や時間や費用を低減することができる。

特に、ライナープレートの内側に補強体をマンホール管の底体の表面に露出させた状態で設け、補強体に推進管を推進させるための推進機を設置して、推進機でマンホール管の横穴から推進管を推進させることにした場合には、補強体でマンホール管の強度を増大させながら推進機を強固に固定することができ、マンホール管と推進管との接続作業を円滑かつ安全に行うことができる。

マンホール管埋設装置を示す全体側面図。 同全体正面図。 同側面図（(a)短縮時、(b)伸張時）。 同正面図（(a)短縮時、(b)伸張時）。 同平面図。 マンホール管を示す側面断面図(a)、平面図(b)、底面図(c)。 固液分離装置を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図（側面断面図(a)、側面拡大断面図(b)、内周面拡大図(c)）。

以下に、本発明に係るマンホール管埋設工法の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、まずマンホール管埋設工法で用いるマンホール管埋設装置の構成について説明し、その後、マンホール管埋設装置を用いたマンホール管埋設工法の構成について説明する。

図１及び図２に示すように、マンホール管埋設装置１は、重機２の先端部に形成した左右一対の支持ブラケット3,3に前後傾動可能に取付けられ、重機２との間に介設した伸縮シリンダ４の進退動作によって前後に傾動するようになっている。

そして、マンホール管埋設装置１は、地中に埋設するマンホール管５の直上方位置に昇降可能に配設した回転駆動装置６によってマンホール管５を回転駆動し、マンホール管５の底部に一体的に形成した掘削ビット７で埋設用縦穴８を掘削すると同時に地中にマンホール管５を埋設するように構成している。

このマンホール管埋設装置１は、図３〜図５に示すように、地上に固定する固定フレーム９に昇降フレーム10を左右一対の昇降用伸縮シリンダ11,11を介して昇降可能に配設するとともに、昇降フレーム10に回転駆動装置６を左右一対の前後２本の昇降用チェーン12,12を介して昇降可能に配設し、この回転駆動装置６の駆動軸13をマンホール管５に形成した回転軸14に接続している（図１及び図２参照。）。

以下に、マンホール管埋設装置１を構成する固定フレーム９、昇降フレーム10、回転駆動装置６の具体的な構造について説明する。

まず、固定フレーム９の構造について説明すると、固定フレーム９は、図３〜図５に示すように、上下に伸延させた左右一対の支持体15,15の前側下端部に前側ブラケット16,16を形成し、各前側ブラケット16の下部にアウトリガー17を昇降可能に螺着するとともに、各前側ブラケット16の上部に昇降用伸縮シリンダ11の基端部を前後回動自在に取付けている。

また、固定フレーム９は、左右の支持体15,15の後側下端部に後側ブラケット18,18を形成し、左右の後側ブラケット18,18を重機２の前端部に形成した支持ブラケット3,3に上下回動自在に取付けている（図１参照。）。

さらに、固定フレーム９は、左右の支持体15,15の後側上部間と後側中途部間に後方に向けて張り出した水平状の上下一対のガードパイプ19,20を跨設するとともに、上下のガードパイプ19,20の間に左右一対の連結パイプ21,21を介設し、下側のガードパイプ20と後側ブラケット18との間に左右一対の連結パイプ22,22を介設し、下側のガードパイプ20の下部中央に連結ブラケット23を取付け、この連結ブラケット23に重機２に上下回動自在に取付けた伸縮シリンダ４の先端部を上下回動自在に取付けている（図１参照。）。

次に、昇降フレーム10の構造について説明すると、昇降フレーム10は、図３〜図５に示すように、上下に伸延させた左右一対の昇降体24,24の前側上端部間に水平状の連結体25を跨設するとともに、連結体25の左右端部に左右一対の連結ブラケット26,26を取付け、各連結ブラケット26に昇降用伸縮シリンダ11の先端部を左右回動自在に取付けている。

また、昇降フレーム10は、左右の昇降体24,24の後側中途部間に後方に向けて張り出した水平状の上下一対のガードパイプ27,28を跨設するとともに、上下のガードパイプ27,28の間に左右一対の連結パイプ29,29を介設している。

さらに、昇降フレーム10は、左右の昇降体24,24の上端部と下端部にそれぞれ軸受30,31を取付け、上下の軸受30,31の間に前後一対の昇降用チェーン12,12を懸架しており、各昇降用チェーン12の始端部と終端部を固定フレーム９の支持体15の上端部にそれぞれ別々に固定している。

次に、回転駆動装置６の構造について説明すると、回転駆動装置６は、図３〜図５に示すように、本体32の左右端部に昇降用チェーン12,12を連結するとともに、本体32の上部に左右一対の駆動モータ33,33を配設し、本体32の下部中央に断面矩形中空状の駆動軸13を下方に向けて突出させている。

また、回転駆動装置６は、本体32の上部に接続パイプ34を形成しており、この接続パイプ34を駆動軸13の中空部に連通連結させている。この接続パイプ34には、後述するように、埋設用縦穴８の掘削時やマンホール管５の固定時に掘削補助剤や固化剤などの液体を供給するための供給装置35が接続されるようになっている。

そして、マンホール管埋設装置１は、地上に固定フレーム９をアウトリガー17を用いて固定し、左右の昇降用伸縮シリンダ11,11を進退駆動することによって昇降フレーム10を昇降させ、この昇降フレーム10の昇降動作に連動して昇降用チェーン12,12によって回転駆動装置６を昇降フレーム10に対して昇降させ、さらに、回転駆動装置６の駆動モータ33,33の駆動軸13を回転駆動することによってマンホール管５に形成した回転軸14を回転させ、マンホール管５の底部の掘削ビット７で埋設用縦穴８を掘削するようになっている。

次に、マンホール管５の具体的な構造について説明すると、マンホール管５は、図６に示すように、コンクリート製の円筒状の胴管36の下端部に円板状の底体37を接続するとともに、胴管36及び底体37の外周部に金属製の円筒状のライナープレート50を密着させて取付け、さらに、ライナープレート50の内側に井形状に組んだ補強体51を底体37の内側（上部）表面に露出させた状態で取付けている。

このマンホール管５は、底体37の内側（上部）中央に逆止弁38を内蔵した連結用のフランジ39を取付け、フランジ39に中空状の回転軸14を接続しており、回転軸14を回転駆動装置６の駆動軸13に連通連結している。

また、マンホール管５は、底体37の外側（下部）に掘削ビット７を形成するとともに、底体37の中央に内側と外側とを連通する貫通状の吐出孔40を形成しており、これにより、吐出孔40をフランジ39（逆止弁38）や回転軸14や回転駆動装置６の駆動軸13を介して接続パイプ34に連通連結している。

そして、マンホール管５は、埋設用縦穴８の掘削時やマンホール管５の固定時に回転駆動装置６の接続パイプ34に接続した供給装置35から掘削補助剤や固化剤などの液体を供給することによって、底体37の吐出孔40から掘削補助剤や固化剤などを地中に供給することができるようになっている。

ここで、供給装置35は、図７及び図９に示すように、掘削補助剤や固化剤などを貯留する貯留タンク43にポンプ44を接続するとともに、ポンプ44をマンホール管埋設装置１の回転駆動装置６の接続パイプ34に連結パイプ45を介して接続し、これにより、マンホール管５の底部に形成した吐出孔40に貯留タンク43を連通連結して貯留タンク43に貯留した掘削補助剤又は固化剤を吐出孔40から地中に供給する供給流路52を形成している。

また、供給装置35は、マンホール管５の側部に配設した吸引パイプ46に吸引ポンプ47を接続するとともに、吸引ポンプ47を貯留タンク43に固液分離装置53を介して接続し、これにより、マンホール管５の側部に配設した吸引パイプ46に貯留タンク43を連通連結して地中からマンホール管５に沿って排出される泥水を貯留タンク43に吸引する吸引流路54を形成している。

そして、供給装置35は、掘削時に掘削補助剤を供給流路52から供給するとともに吸引流路54から掘削土とともに吸引し、固液分離装置53で分離した液体のみを貯留タンク43に吸引し、これにより、掘削補助剤を循環利用することができるようになっている。

固液分離装置53は、吸引ポンプ47に連結パイプ55を介してサイホン56を接続し、サイホン56に連結パイプ57を介して貯留タンク43を接続する一方、サイホン56の下方に貯蔵タンク58を配置しており、これにより、サイホン56の上部から内部に進入した泥水がサイホン56の内部で遠心力により固体（泥）と液体（水）とに分離され、重量の重い固体がサイホン56の下端開口から貯蔵タンク58に落下し、重量の軽い液体がサイホン56の内部から貯留タンク43へと送られることになる。

この固液分離装置53は、連結パイプ55と貯蔵タンク58とをバイパスパイプ59とバルブ60とを介して接続するとともに、貯蔵タンク58と貯留タンク43とをポンプ61を介して接続しており、泥水中の固形分が多い場合には、バルブ60を開いて吸引した泥水全てを貯蔵タンク58に貯蔵し、一方、泥水中の水分が多い場合には、バルブ60を開くとともにポンプ61を駆動して吸引した泥水全てを貯蔵タンク58を介して貯留タンク43に供給することができるようにしている。

以上に説明したように、マンホール管埋設装置１は、底部に掘削ビット７を形成したマンホール管５を回転駆動することにより埋設用縦穴８を掘削しながらマンホール管５を地中に埋設するように構成している。

次に、上記構成のマンホール管埋設装置１を用いて地中にマンホール管５を埋設するマンホール管埋設工法について説明する。

マンホール管埋設工法では、まず、図８に示すように、地面から所定深さで埋設するマンホール管５よりも所定長さだけ大きな直径の縦穴状の掘削穴41を形成し、この掘削穴41の内側表面に円筒状のコンダクターパイプ42を嵌入して埋設する。

次に、図９に示すように、掘削穴41のコンダクターパイプ42の内側中央にマンホール管５を載置するとともに、マンホール管埋設装置１を所定位置に設置し、マンホール管埋設装置１の回転駆動装置６の駆動軸13にマンホール管５の回転軸14を接続する。さらに、マンホール管埋設装置１の回転駆動装置６の接続パイプ34に掘削補助剤としての水を貯留した貯留タンク43とポンプ44を連結パイプ45を介して接続するとともに、掘削穴41のコンダクターパイプ42の内側に設置した吸引パイプ46を吸引ポンプ47に接続する。

そして、マンホール管埋設装置１の昇降用伸縮シリンダ11,11を後退駆動することによって昇降フレーム10を降下させ、この昇降フレーム10の降下動作に連動して昇降用チェーン12,12によって回転駆動装置６を昇降フレーム10に対して降下させ、さらに、回転駆動装置６の駆動モータ33,33の駆動軸13を回転駆動することによってマンホール管５に形成した回転軸14を回転させ、マンホール管５の底部の掘削ビット７で埋設用縦穴８を掘削するとともにマンホール管５を地中に徐々に埋設していく。

このときに、図10に示すように、供給装置35から掘削補助剤を供給することによってマンホール管５の吐出孔40から地中に向けて掘削補助剤を吐出し、掘削部の掘削土48を泥水化させて掘削ビット７による掘削が円滑に行えるようにするとともに、吸引ポンプ47を駆動することによって掘削で排除した掘削土48が泥水となってマンホール管５の外周に沿って掘削穴41のコンダクターパイプ42の内側に排出されるのを吸引パイプ46で吸引排除する。なお、掘削時には、掘削補助剤を供給流路52から供給するとともに吸引流路54から掘削土48とともに吸引し、固液分離装置53で分離した液体のみを貯留タンク43に吸引して、掘削補助剤を循環利用するようにしている。

また、所定深さまで掘削した場合には、マンホール管埋設装置１の昇降用伸縮シリンダ11,11を進出駆動することによって昇降フレーム10を上昇させ、この昇降フレーム10の上昇動作に連動して昇降用チェーン12,12によって回転駆動装置６を昇降フレーム10に対して上昇させ、マンホール管５の胴管36の上部に別の胴管36を連結するとともに、マンホール管５の回転軸14の上部に別の回転軸14を連結し、その後再びマンホール管５で埋設用縦穴８を掘削することで、設定した深さまで埋設用縦穴８を掘削しながらマンホール管５を埋設していく。

その後、図11に示すように、マンホール管埋設装置１の回転駆動装置６の接続パイプ34に固化剤を貯留した貯留タンク43とポンプ44とからなる供給装置35を連結パイプ45を介して接続し、回転駆動装置６によってマンホール管５を掘削時とは逆方向に回転させるとともに、供給装置35から固化剤を供給することによってマンホール管５の吐出孔40から地中に向けて固化剤を吐出し、マンホール管５の底部や外周部の掘削土49に固化剤を分散させながら供給する。

その後、マンホール管埋設装置１の回転駆動装置６の駆動や供給装置35の駆動を停止し、マンホール管埋設装置１の回転駆動装置６の駆動軸13とマンホール管５の回転軸14とを切離すとともに、マンホール管５のフランジ39と回転軸14とを切離し、回転軸14を除去し、所定時間放置することで固化剤を硬化させ、地中にマンホール管５を固定する。

そして、マンホール管５を地中に埋設した後に、図12に示すように、埋設したマンホール管５の胴管36に円形の貫通孔62を形成するとともに、その貫通孔62の内側でライナープレート50に円形の連通孔63を形成して、マンホール管５に水平方向に伸延する推進管を接続するための横穴を形成し、連通孔63にゴム製の円板状のパッキン64を鋼製の円環状のリング65を用いて取付ける。

その後、マンホール管５の内側表面（底面）に露出した補強体51の上面に台座66を溶接し、台座66を介して補強体51に推進管を推進させるための推進機67を設置し、推進機67でマンホール管５の横穴から推進管を推進させて、マンホール管５に推進管を接続する。

以上に説明したように、上記マンホール管埋設工法では、底部に掘削ビット７を形成したマンホール管５をマンホール管埋設装置１で回転駆動することにより埋設用縦穴８を掘削しながらマンホール管５を地中に埋設するようにしている。

しかも、上記マンホール管埋設工法では、マンホール管５の底部に形成した吐出孔40に貯留タンク43を連通連結して貯留タンク43に貯留した掘削補助剤を吐出孔40から地中に供給する供給流路52を形成するとともに、マンホール管５の側部に配設した吸引パイプ46に貯留タンク43を連通連結して地中からマンホール管５に沿って排出される泥水を貯留タンク43に吸引する吸引流路54を形成し、掘削時に掘削補助剤を供給流路52から供給するとともに吸引流路54から掘削土48とともに吸引して掘削補助剤を循環利用することにしているために、埋設用縦穴８の掘削作業時における掘削補助剤の使用量を少なくすることができる。

また、上記マンホール管埋設工法では、地中に供給した掘削補助剤をマンホール管５で掘削した掘削土48とともに吸引流路54で吸引するようにしているために、吸引流路54が掘削補助剤を吸引するための流路としての機能と掘削土48を吸引するための流路としての機能とを兼ね備えることになり、掘削補助剤と掘削土48を吸引するための流路の構成を簡素化することができるとともに、掘削補助剤と掘削土48とを同時に吸引することができて吸引作業を円滑に行うことができる。

また、上記マンホール管埋設工法では、吸引流路54に固液分離装置53を介設し、固液分離装置53で分離した液体のみを貯留タンク43に吸引するようにしているために、固液分離装置53で掘削補助剤と掘削土48とを良好に分離することができ、分離後の掘削補助剤を循環利用することができるとともに、供給流路52に掘削土48が混入することがなくなり、供給流路52における掘削補助剤の供給に要する負荷（たとえば、ポンプ44の負荷）を抑制することができる。

また、上記マンホール管埋設工法では、マンホール管５を円筒状の胴管36とその下端に形成した円板状の底体37と胴管36及び底体37の外周部に密着させて形成した円筒状のライナープレート50とで構成し、マンホール管５を地中に埋設した後に胴管36に貫通孔62を形成するとともに、その貫通孔62の内側でライナープレート50に連通孔63を形成して、マンホール管５に推進管を接続するための横穴を形成することにしているために、マンホール管５に推進管を接続する作業に要する労力や時間や費用を低減することができる。

さらに、上記マンホール管埋設工法では、ライナープレート50の内側に補強体51をマンホール管５の底体37の表面に露出させた状態で設け、補強体51に推進管を推進させるための推進機67を設置して、推進機67でマンホール管５の横穴から推進管を推進させるようにしているために、補強体51でマンホール管５の強度を増大させながら推進機67を強固に固定することができ、マンホール管５と推進管との接続作業を円滑かつ安全に行うことができる。

１ マンホール管埋設装置 ２ 重機
３ 支持ブラケット ４ 伸縮シリンダ
５ マンホール管 ６ 回転駆動装置
７ 掘削ビット ８ 埋設用縦穴
９ 固定フレーム 10 昇降フレーム
11 昇降用伸縮シリンダ 12 昇降用チェーン
13 駆動軸 14 回転軸
15 支持体 16 前側ブラケット
17 アウトリガー 18 後側ブラケット
19,20 ガードパイプ 21,22 連結パイプ
23 連結ブラケット 24 昇降体
25 連結体 26 連結ブラケット
27,28 ガードパイプ 29 連結パイプ
30,31 軸受 32 本体
33 駆動モータ 34 接続パイプ
35 供給装置 36 胴管
37 底体 38 逆止弁
39 フランジ 40 吐出孔
41 掘削穴 42 コンダクターパイプ
43 貯留タンク 44 ポンプ
45 連結パイプ 46 吸引パイプ
47 吸引ポンプ 48,49 掘削土
50 ライナープレート 51 補強体
52 供給流路 53 固液分離装置
54 吸引流路 55 連結パイプ
56 サイホン 57 連結パイプ
58 貯蔵タンク 59 バイパスパイプ
60 バルブ 61 ポンプ
62 貫通孔 63 連通孔
64 パッキン 65 リング
66 台座 67 推進機

Claims (4)

1. 底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法において、
   マンホール管を円筒状の胴管とその下端に形成した円板状の底体と胴管及び底体の外周部に密着させて形成した円筒状のライナープレートとで構成し、マンホール管を地中に埋設した後に胴管に貫通孔を形成するとともに、その貫通孔の内側でライナープレートに連通孔を形成して、マンホール管に推進管を接続するための横穴を形成することを特徴とするマンホール管埋設工法。
2. 前記ライナープレートの内側に補強体をマンホール管の底体の表面に露出させた状態で設け、補強体に推進管を推進させるための推進機を設置して、推進機でマンホール管の横穴から推進管を推進させることを特徴とする請求項１に記載のマンホール管埋設工法。
3. 底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法で使用するマンホール管において、
   マンホール管を円筒状の胴管とその下端に形成した円板状の底体と胴管及び底体の外周部に密着させて形成した円筒状のライナープレートとで構成したことを特徴とするマンホール管埋設工法で使用するマンホール管。
4. 前記ライナープレートの内側に補強体をマンホール管の底体の表面に露出させた状態で設けたことを特徴とする請求項３に記載のマンホール管埋設工法で使用するマンホール管。

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