JP2015143556A

JP2015143556A - 管継手構造

Info

Publication number: JP2015143556A
Application number: JP2014017361A
Authority: JP
Inventors: 光嘉鈴木; Mitsuyoshi Suzuki; 智実石丸; Tomomi Ishimaru; 兼央吉野; Kanehisa Yoshino; 誠関; Makoto Seki
Original assignee: Taisei Corp; Katecs Co Ltd
Current assignee: Taisei Corp; Katecs Co Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-06

Abstract

【課題】管部材同士を簡易に接続することができる管継手構造を提供する。
【解決手段】一方の管部材３ａに形成された雌ネジ部４と、他方の管部材３ｂに形成された雄ネジ部５とからなる管継手構造１であって、雌ネジ部４の外径は管部材３と同じ外径を有していて、雌ネジ部５の内径は先端に向かうに従って大きくなっており、雄ネジ部５の内径は管部材３と同じ内径を有していて、雄ネジ部５の外径は先端に向かうに従って小さくなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、管継手構造に関する。

ＮＡＴＭトンネルでは、地山状況に応じて補助工法を適宜採用している。
このようなＮＡＴＭトンネルの補助工法のうち、切羽前方の地山を予め補強しておく工法として、先受けポーリング、パイプルーフ、長尺先受け工法（以下、「ＡＧＦ工法」という）等がある。

ＡＧＦ工法は、切羽から前方に向けて地山に鋼管を挿入し、長尺の鋼管を介して切羽前方に改良体を予め形成するものである。

従来のＡＧＦ構造では、複数の鋼管を継ぎ足す必要があるが、鋼管同士の接続は、図４に示すように、一方の鋼管１０３の端部外面に形成された雄ネジ１０４に、他方の鋼管１０１の端部内面に形成された雌ネジ１０２をねじ込むことにより行っていた。この継手構造１００における雌ネジ１０２および雄ネジ１０４は、組み合わせた状態（螺合した状態）で鋼管の肉厚と同じ厚みとなるように、一定の厚みに形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９０２７０号公報

前記従来の継手構造１００は、一方の鋼管１０１に形成された雌ネジ１０２の先端の内径と他方の鋼管１０３に形成された雄ネジ１０４の先端の外径とが同一であるため、雄ネジ１０４に雌ネジ１０２を螺合し難く、鋼管１０１，１０３同士の接続に手間を要していた。
鋼管１０１，１０３同士の接続に手間取ると、工期短縮化の妨げになってしまう。

このような観点から、本発明は、管部材同士を簡易に接続することができる管継手構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の管継手構造は、一方の管部材に形成された雌ネジ部と、他方の管部材に形成された雄ネジ部とからなる管継手構造であって、前記雌ネジ部の外径は前記管部材と同じ外径を有していて、前記雌ネジ部の内径は先端に向かうに従って大きくなっており、前記雄ネジ部の内径は前記管部材と同じ内径を有していて、前記雄ネジ部の外径は先端に向かうに従って小さくなっていることを特徴としている。

かかる管継手構造によれば、雌ネジ部の先端の内径よりも雄ネジ部の先端の外径が小さいため、雄ネジ部に雌ネジ部を螺合しやすい。
そのため、管部材同士の接続作業が容易となり、ひいては、トンネル施工期間の短縮化が可能となる。また、接続作業を効率的に行えれば、作業中の安全性も向上する。

本発明の管継手構造によれば、管部材同士の接続を簡易に行うことが可能となる。

（ａ）はＡＧＦ工法を模式的に示す縦断図、（ｂ）は同横断図である。（ａ）本実施形態の管部材を示す側面図、（ｂ）は本実施形態の管継手構造を示す拡大図である。管部材の接合状況を示す模式図である。従来の管継手構造を示す側面図である。

本実施形態では、図１の（ａ）に示すように、ドリルジャンボ等の重機Ｍを利用して、切羽Ｋから前方に向けて長尺の鋼管２を地山Ｇに挿入し、トンネルＴの上部に予め改良体を形成する長尺鋼管先受け工法（ＡＧＦ工法）をトンネル施工に採用する場合について説明する。

ＡＧＦ工法では、図１の（ｂ）に示すように、複数本の鋼管２，２，…をトンネルＴの周方向に沿って並設することで、トンネルＴの上方にアーチ状の改良体を形成する。
なお、トンネル上方の鋼管２の本数や配設ピッチ等は、地山状況（強度や地質等）やトンネルの断面形状等に応じて適宜設定する。

本実施形態の鋼管２は、３本の管部材３，３，３を、管継手構造１を介して連結することにより形成されている。なお、鋼管２を構成する管部材３の本数は限定されるものではない。

各管部材３には、図２の（ａ）に示すように、一方の端部に雌ネジ部４が形成されているとともに、他方の端部には雄ネジ部５が形成されている。
また、管部材３には、地山Ｇに改良材を注入するための複数の貫通孔６，６，…が所定のピッチで形成されている。なお、貫通孔６，６，…の配置や数は限定されるものではない。また、貫通孔６は、必ずしも形成されている必要はない。

本実施形態では、管部材３として、内径が１１４．３ｍｍ、管厚が５．２ｍｍ、長さが３．５〜４．０ｍのものを使用するが、管部材３の各寸法は限定されない。

図２の（ｂ）に示すように、雌ネジ部４の外径は、管部材３と同じ外径を有している。また、雌ネジ部４の内径は、先端に向かうに従って大きくなっている。本実施形態の雌ネジ部４の内周面は、管部材３の中心軸に対して１／８２以下の勾配により傾斜している。
なお、雌ネジ部４の勾配は限定されるものではなく、管部材３の管径や肉厚（最小肉厚部）等に応じて適宜設定すればよい。

一方、雄ネジ部５の内径は、管部材３と同じ内径を有している。また、雄ネジ部５の外径は、先端に向かうに従って小さくなっている。本実施形態の雄ネジ部５の外周面は、管部材３の中心軸に対して１／８２以下の勾配により傾斜している。なお、雄ネジ部５の勾配は、雌ネジ部４の勾配に応じて適宜設定すればよい。

本実施形態では、式１を利用して、雌ネジ部４および雄ネジ部５（以下、「雌ネジ部４および雄ネジ部５」を区別しない場合は、単に「ネジ部」という）の勾配θを設定した。
ここで、管部材３のネジ高Ｈは１．２ｍｍ、ネジ長Ｌは８２ｍｍ、ネジ部の最大肉厚部はｔ_ｍａｘ３．８ｍｍ（６．０ｍｍ−２．２ｍｍ）、ネジ部の最小肉厚部ｔ_ｍｉｎは１．５〜１．６ｍｍとする。

ｔ_ｍｉｎ＝ｔ_ｍａｘ−Ｌ×θ−Ｈ・・・式１
１．５≦３．８−８２×θ−１．２≦１．６
０．０１２≦θ≦０．０１３
∴θ≒１／８２

参考として、式１を利用してφ６０．５ｍｍ、φ７６．３ｍｍ、φ８９．１ｍｍの管部材についてネジ部４の勾配を算出すると、表１に示すようになる。

管部材３同士は、雌ネジ部４と雄ネジ部５とからなる管継手構造１を介して連結されている。
管継手構造１は、一方の管部材３に形成された雌ネジ部４と、他方の管部材３に形成された雄ネジ部５とを螺合することにより構成されている。

管部材３同士の連結は、図３に示すように、前方に向けて切羽Ｋに挿入された既設管部材３ｂの雄ネジ部５に、新設管部材３ａの雌ネジ部４を螺合することにより行う。
既設管部材３ｂの雄ネジ部５への新設管部材３ａの雌ネジ部４の位置合わせは、作業台Ｍ_Ｓ上において作業員Ｐが行う。

作業員Ｐは、地山Ｇに挿入されていることで固定された既設管部材３ｂの雄ネジ部５に、新設管部材３ａの雌ネジ部４が被さるように、新設管部材３ａの端部の位置調整を行うとともに、雄ネジ部５に雌ネジ部４を螺合する。

雌ネジ部４の内径が先端に向かって拡径するように傾斜しているとともに、雄ネジ部５の外径が先端に向かうに従って縮径するように傾斜しているため、雄ネジ部５の先端は、雌ネジ部４の先端の内径よりも小さい。
そのため、雄ネジ部５へ雌ネジ部４を螺合しやすく、管部材３同士の連結作業が容易である。

本実施形態の管継手構造１によれば、管部材３同士の連結作業を早期に行うことができるため、トンネル施工期間の短縮化を図ることができる。
また、高所作業による管部材３同士の連結が容易なため、作業中の安全性も向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

前記実施形態では、ＡＧＦ工法において本発明の管継手構造を採用する場合について説明したが、本発明の管継手構造を採用可能な工事は限定されるものではなく、例えば、長尺鏡ボルトや小口径長尺先受け工法等に採用してもよい。
また、雌ネジ部および雄ネジ部の傾斜角度は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。

１管継手構造
２鋼管
３管部材
４雌ネジ部
５雄ネジ部
６貫通孔

Claims

一方の管部材に形成された雌ネジ部と、
他方の管部材に形成された雄ネジ部と、からなる管継手構造であって、
前記雌ネジ部の外径は、前記管部材と同じ外径を有していて、前記雌ネジ部の内径は、先端に向かうに従って大きくなっており、
前記雄ネジ部の内径は、前記管部材と同じ内径を有していて、前記雄ネジ部の外径は、先端に向かうに従って小さくなっていることを特徴とする、管継手構造。