JP2019056285A - Ground-embedded steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は地山埋設鋼管、特に、地山や地盤に埋設される地山埋設鋼管に関する。 The present invention relates to a natural ground buried steel pipe, and more particularly, to a natural ground buried steel pipe buried in a natural ground or ground.
従来、地山や地盤(以下まとめて「地山」と称す)に埋設される鋼管として、たとえば、地山に地山補強材を注入するための鋼管や、地山から水を排出するための鋼管等が知られている。
たとえば、脆弱な地山にトンネルを施工する際、切羽前方を安定にした状態で掘削を開始する「AGF工法」等の工法において使用される。かかる工法は、切羽の前方斜め上方に略アーチ状に並ぶように複数の鋼管(以下「連結鋼管」と称す)を打設するものであって、連結鋼管は互いに直列に連結された複数の鋼管(以下、該鋼管それぞれを「地山埋設鋼管」と称す)によって形成されている。
すなわち、一本目(先頭)の地山埋設鋼管は、その前端に掘削装置が設置され、掘削に伴って形成される掘削穴に、掘削に追従して引き込まれる。そして、所定の距離だけ引き込まれた時点で、一本目の地山埋設鋼管の後端に二本目(中間)の地山埋設鋼管の前端が連結され、掘削に追従して両者は掘削穴に引き込まれる。以降同様に、三本目(中間)の地山埋設鋼管と四本目(中間または後尾)の地山埋設鋼管とが連結され、連結鋼管として掘削穴に引き込まれる。
Conventionally, as steel pipes buried in natural ground and ground (hereinafter collectively referred to as “natural ground”), for example, steel pipes for injecting natural ground reinforcing material into natural ground, and for discharging water from natural ground Steel pipes are known.
For example, when constructing a tunnel in a vulnerable ground, it is used in construction methods such as the “AGF construction method” in which excavation is started with the front face of the face stabilized. Such a construction method is to place a plurality of steel pipes (hereinafter referred to as “connected steel pipes”) so as to be arranged in an approximately arch shape obliquely in front of the face, and the connected steel pipes are connected to each other in series. (Hereinafter, each of the steel pipes is referred to as a “natural mountain buried steel pipe”).
That is, the first (head) ground buried steel pipe is provided with a drilling device at the front end thereof and is drawn into a drilling hole formed along with the drilling following the drilling. And when it is pulled in by a predetermined distance, the front end of the second (intermediate) ground buried steel pipe is connected to the rear end of the first ground buried steel pipe, and both are pulled into the borehole following the excavation. It is. Similarly, the third (intermediate) underground steel pipe and the fourth (intermediate or tail) underground steel pipe are connected and drawn into the excavation hole as a connected steel pipe.
そして、連結鋼管は、掘削(引き込まれ)が終了したところで、後端から地山補強剤(安定剤ないし固定剤に同じ)を内部に供給して、地山補強剤を地山埋設鋼管の側面に設けられた貫通孔から地山に注入することで「補強剤注入用」にする。あるいは、補強剤注入用に代えて、地山補強剤等を供給することなく内部に貫通孔から地下水を取り込むことで「水抜き用」にする。
なお、連結鋼管の長さ、連結される地山埋設鋼管の長さや本数は限定されるものではなく、また、連結鋼管の姿勢は水平、水平に対して傾斜あるいは鉛直の場合がある。さらに、貫通孔を設けないで、内部を容器にしたり、内部を流路(掘削装置を撤去する)にしたりする場合がある。
When the excavation (withdrawn) is completed, the connecting steel pipe is supplied with natural reinforcing agent (same as stabilizer or fixing agent) from the rear end, and the natural reinforcing agent is supplied to the side surface of the natural underground pipe. It is made "for reinforcing agent injection" by injecting into the natural ground from the through-hole provided in. Alternatively, instead of injecting the reinforcing agent, the groundwater is taken into the inside from the through-hole without supplying the ground reinforcing agent or the like, thereby “for draining”.
The length of the connecting steel pipe, the length and the number of the underground buried steel pipes to be connected are not limited, and the posture of the connecting steel pipe may be horizontal, inclined with respect to the horizontal or vertical. Furthermore, without providing a through hole, the inside may be a container, or the inside may be a flow path (the excavator is removed).
地山埋設鋼管は、地山の圧力に耐える圧壊強度と、引き込まれる際に互いが離隔しない強度、すなわち、連結部が破断しない破断強度と、施工時のハンドリングや引き込を容易にするための軽量化とが要求されている。
そして、地山埋設鋼管同士の連結を、一方の管端に形成した雄ネジと他方の管端に形成した雌ネジとの螺合によった場合、雄ネジと雌ネジとは地山埋設鋼管の肉厚の略中央において螺合するため、雄ネジ部における肉厚(ネジ谷底から内面までの距離)および雌ネジ部における肉厚(ネジ谷底から外面までの距離)が小さくなる。
したがって、破断強度が低下するため、また、肉厚を厚くして破断強度を保証しようとすると、重くなったりするため、これらを解消するための発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
The underground steel pipe is a crushing strength that can withstand the pressure of the natural ground, a strength that does not separate each other when pulled, that is, a breaking strength that does not break the connecting part, and ease of handling and pulling during construction. There is a demand for weight reduction.
When the natural steel pipes are connected to each other by a male screw formed at one end of the pipe and a female screw formed at the other pipe end, the male screw and the female screw are connected to the natural steel pipe. Therefore, the thickness of the male screw portion (distance from the bottom of the screw valley to the inner surface) and the thickness of the female screw portion (distance from the bottom of the screw valley to the outer surface) are reduced.
Therefore, since the breaking strength is reduced, and when the thickness is increased to ensure the breaking strength, it becomes heavier. Therefore, an invention for solving these problems has been disclosed (for example, see Patent Document 1). ).
特許文献1に開示された発明(地山埋設鋼管に相当する)は、一方の管端部の外面に雄ネジを形成し、他方の管端部を拡径して、拡径した部分の内面に、前記雄ネジに螺合する雌ネジを形成したものである。
このため、雄ネジ部における肉厚および雌ネジ部における肉厚を所定の厚さにして、破断強度を向上させることや、破断強度の向上により、地山埋設鋼管の肉厚を薄くすること(軽量化)ができるとしている。なお、特許文献1に説明された実施の形態では、地山埋設鋼管は、外径が76.3mmで肉厚が4.2mmという比較的小径の鋼管であって、拡径された部分の外径は81.7mmで肉厚が3.9mmである。
In the invention disclosed in Patent Document 1 (corresponding to a natural ground buried steel pipe), a male screw is formed on the outer surface of one pipe end, the diameter of the other pipe end is expanded, and the inner surface of the expanded diameter portion Further, a female screw that is screwed onto the male screw is formed.
For this reason, the thickness of the male thread portion and the female screw portion are set to predetermined thicknesses to improve the breaking strength and to improve the breaking strength, thereby reducing the thickness of the buried steel pipe ( (Weight reduction). In the embodiment described in Patent Document 1, the ground buried steel pipe is a relatively small diameter steel pipe having an outer diameter of 76.3 mm and a wall thickness of 4.2 mm, and is located outside the expanded portion. The diameter is 81.7 mm and the wall thickness is 3.9 mm.
しかしながら、掘削装置に打撃や回転を付与しながら掘削を進める場合、地山に多数回の打撃や回転を繰り返し付与したり、掘削装置の昇降を繰り返したりするため、そのときの振動が雄ネジと雌ネジとの螺合部に繰り返し伝達される。そうすると、特許文献1に開示された地山埋設鋼管では、拡径部は拡径されていない部分に比較して、外径が大きくなると共に肉厚は小さく(薄く)なって断面剛性が低下するため、雄ネジと雌ネジとの螺合が弛むおそれがあるという問題がある。
特に、より外径の大きな鋼管(例えば、89.1mmや114.3mm等)に適用した場合や、より肉厚の薄い鋼管(例えば、3.9mm等)に適用した場合には、拡径部の外径はさらに大きくなると共に肉厚はさらに薄くなるため、かかる問題が顕著になる。
However, when advancing while excavating and rotating the excavator, repeated hits and rotations are repeatedly applied to the ground, and the excavator is repeatedly raised and lowered. It is repeatedly transmitted to the threaded part with the female screw. Then, in the natural ground buried steel pipe disclosed in Patent Document 1, the outer diameter becomes larger and the wall thickness becomes smaller (thinner) and the cross-sectional rigidity is lowered compared with the portion where the diameter-expanded portion is not expanded. For this reason, there is a problem that the screwing between the male screw and the female screw may be loosened.
In particular, when applied to a steel pipe having a larger outer diameter (for example, 89.1 mm or 114.3 mm), or to a thinner steel pipe (for example, 3.9 mm), the expanded diameter portion Since the outer diameter is further increased and the wall thickness is further reduced, this problem becomes remarkable.
本発明は、かかる問題を解消するものであって、圧壊強度および破断強度を保証すると共に、雄ネジと雌ネジとの螺合が弛むおそれを抑えることができる地山埋設鋼管を提供することにある。 The present invention solves such a problem, and provides a ground buried steel pipe capable of ensuring the crushing strength and breaking strength and suppressing the risk of loosening of the male screw and the female screw. is there.
(1)本発明に係る地山埋設鋼管は、互いに直列に連結されて地山に埋設される地山埋設鋼管であって、一方の端面から所定の範囲に形成された拡径部と、前記拡径部の内面に形成された雌ネジと、一方の端面と前記雌ネジとの間に形成された内面径大部と、前記拡径部の内面に繋がって形成され、一方の端面から遠ざかる程内径が減少する内面テーパと、他方の端面から所定の範囲に形成された雄ネジとを有し、
一方の地山埋設鋼管の前記雄ネジと他方の地山埋設鋼管の前記雌ネジとが螺合して、一方の地山埋設鋼管の前記雄ネジと他方の地山埋設鋼管の前記内面テーパとが押し合うことを特徴とする。
(2)また、互いに直列に連結されて地山に埋設される地山埋設鋼管であって、一方の端面から所定の範囲に形成された拡径部と、前記拡径部の内面に形成された雌ネジと、一方の端面と前記雌ネジとの間に形成された内面径大部と、前記拡径部の内面に繋がって形成され、一方の端面から遠ざかる程内径が減少する内面テーパと、他方の端面から所定の範囲の外面に形成された外面径小部と、前記外面径小部に繋がって形成された雄ネジとを有し、
一方の地山埋設鋼管の前記雄ネジと他方の地山埋設鋼管の前記雌ネジとが螺合して、一方の地山埋設鋼管の前記外面径小部と他方の地山埋設鋼管の前記内面テーパとが押し合うことを特徴とする。
(3)また、前記外面径小部は、他方の端面寄りに他方の端面に近づく程外径が減少する外面テーパを具備し、前記内面テーパの内径が減少する割合は、前記外面テーパの外径が減少する割合よりも大きく、一方の地山埋設鋼管の前記内面テーパと、他方の地山埋設鋼管の前記外面テーパと他方の端面との角部とが押し合うことを特徴とする。
(4)さらに、前記雄ネジおよび前記雌ネジが、台形ネジまたはネジ山部およびネジ底部が断面円弧状に形成された変形台形ネジであることを特徴とする。
(1) The natural ground buried steel pipe according to the present invention is a natural ground buried steel pipe that is connected in series to be buried in the natural ground, and has an enlarged diameter portion formed in a predetermined range from one end face; A female screw formed on the inner surface of the enlarged diameter portion, a large inner diameter portion formed between one end surface and the female screw, and connected to the inner surface of the enlarged diameter portion, and away from the one end surface. An internal taper having an inner diameter that decreases, and a male screw formed in a predetermined range from the other end surface;
The male thread of one ground buried steel pipe and the female thread of the other ground buried steel pipe are screwed together, and the male thread of one ground buried steel pipe and the inner surface taper of the other ground buried steel pipe, Are characterized by pressing together.
(2) Moreover, it is a natural ground buried steel pipe which is connected in series with each other and buried in the natural ground, and is formed on the inner surface of the enlarged diameter portion formed in a predetermined range from one end face. An inner diameter large portion formed between one end face and the female screw, an inner taper formed to be connected to the inner face of the enlarged diameter portion, and the inner diameter decreases as the distance from the one end face increases. The outer surface small diameter portion formed on the outer surface of the predetermined range from the other end surface, and a male screw formed connected to the outer surface small diameter portion,
The male thread of one ground buried steel pipe and the female thread of the other ground buried steel pipe are screwed together, and the outer surface small diameter portion of one ground buried steel pipe and the inner surface of the other ground buried steel pipe The taper is pressed against each other.
(3) Further, the outer surface small diameter portion has an outer surface taper in which the outer diameter decreases toward the other end surface closer to the other end surface, and the ratio of the decrease in the inner diameter of the inner surface taper is the outer surface taper. The diameter is larger than the rate of reduction, and the inner taper of one of the ground buried steel pipes and the corner of the outer taper of the other ground buried steel pipe and the other end face are pressed against each other.
(4) Further, the male screw and the female screw are a trapezoidal screw or a deformed trapezoidal screw having a screw thread portion and a screw bottom portion formed in an arcuate cross section.
本発明に係る地山埋設鋼管は前記構成であるから、以下の作用効果を奏する。
(a)雌ネジが形成された部分の肉厚(ネジ谷底と拡径部の外面までの距離)および雄ネジが形成された部分の肉厚(ネジ谷底と内面までの距離)が、拡径部を形成しないで雌ネジおよび雄ネジを形成した場合に比較して増大するため、互いに螺合した雌ネジと雄ネジとを管軸方向に引き離そうとしたときの破断強度が向上する。
(b)また、破断強度が向上することから、破断強度および圧壊強度をそれぞれ所定の値に担保することができる値にまで、肉厚を薄くすることが可能になるため、軽量化が促進される。
(c)また、雄ネジと内面テーパとは押し合うため、あるいは外面径小部と内面テーパとは押し合うため、雄ネジのネジ面(斜面)と雌ネジのネジ面(斜面)との接触面圧が増大すると共に、雄ネジと内面テーパとの間にも摩擦力が、あるいは外面径小部と内面テーパとの間にも摩擦力が作用することによって、雄ネジと雌ネジとの螺合が弛み難くなる。
(d)また、内面径大部を有するから、雄ネジまたは内径径小部の挿入が容易になり、作業性が向上する。
(e)さらに、雄ネジおよび雌ネジが台形ネジまたは変形台形ネジ(所謂「rネジ」や「ロープネジ」に同じ)であるから、螺合が容易で破断強度が高い。
Since the ground buried steel pipe which concerns on this invention is the said structure, there exist the following effects.
(A) The thickness of the portion where the female screw is formed (distance from the bottom of the screw valley and the enlarged portion) and the thickness of the portion where the male screw is formed (the distance from the bottom of the screw valley to the inner surface) Since it increases compared with the case where the female screw and the male screw are formed without forming the portion, the breaking strength when the female screw and the male screw screwed to each other are separated in the tube axis direction is improved.
(B) Further, since the breaking strength is improved, it is possible to reduce the wall thickness to a value that can ensure the breaking strength and the crushing strength to predetermined values, respectively, so that weight reduction is promoted. The
(C) Also, the male screw and the inner taper are pressed against each other, or the outer surface small diameter portion and the inner taper are pressed against each other, so that the screw surface (slope) of the male screw and the screw surface (slope) of the female screw are in contact with each other. As the surface pressure increases, a frictional force acts between the male screw and the inner taper, or a frictional force acts between the outer surface small diameter portion and the inner taper. It becomes difficult to loosen.
(D) Moreover, since it has an inner diameter large diameter part, insertion of a male screw or an internal diameter small diameter part becomes easy, and workability | operativity improves.
(E) Furthermore, since the male screw and the female screw are trapezoidal screws or deformed trapezoidal screws (same as so-called “r screw” and “rope screw”), they are easily screwed and have high breaking strength.
以下、発明を実施するための形態(以下、「実施の形態1、2」という)を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図は模式的に描かれたものであって、本発明は図示された形態(部位の形状や個数等)に限定されるものではない。また、図面が煩雑にならないようにするため、一部の部材または一部の符号の記載を省略する場合がある。
Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as “
[実施の形態1]
図1〜図3は本発明の実施の形態1に係る地山埋設鋼管を、AGF工法における「補強剤注入用の鋼管」を例にして説明するものであって、図1は使用状況を示す側面視の断面図、図2は側面図、図3は使用状況における一部を示す側面図である。なお、図2および図3は、一点鎖線にて示す中心線よりも上方を断面にしている。
[Embodiment 1]
FIGS. 1 to 3 illustrate a natural ground buried steel pipe according to Embodiment 1 of the present invention, taking the “steel pipe for injecting reinforcing agent” as an example in the AGF method, and FIG. FIG. 2 is a side view, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is a side view showing a part in use. 2 and 3 are cross sections above the center line indicated by the alternate long and short dash line.
(連結管)
図1において公知のAGF工法に使用される連結鋼管9は補強剤注入用の鋼管であって、地山7に形成された掘削穴8に設置される。たとえば、全長が12.5m程度であるため、3m強の地山埋設鋼管1、2、3、4を直列に4本連結して形成されている。なお、連結鋼管9の全長や連結される地山埋設鋼管1、2等の長さおよび本数は限定されるものではない。
このとき、一本目(先頭)の地山埋設鋼管1の前端は掘削装置5に設置され、掘削に追従して形成される掘削穴8に引き込まれる。そして、地山埋設鋼管1の後端に二本目(中間)の地山埋設鋼管2の前端が連結され、掘削に追従して形成される掘削穴8に引き込まれる。以降同様に、地山埋設鋼管2の後端に三本目(中間)の地山埋設鋼管3の前端が連結され、地山埋設鋼管3の後端に四本目(後尾)の地山埋設鋼管4の前端が連結され、それぞれ掘削穴8に引き込まれる。
そして、掘削装置5の一部が回収された後、地山埋設鋼管4の後端に地山補強剤を注入するための注入装置6が設置される。
(Connecting pipe)
In FIG. 1, a connecting
At this time, the front end of the first (head) ground buried steel pipe 1 is installed in the
And after a part of
なお、掘削装置5は、互いに着脱可能なインナービット(パイロットビット)とアウタービット(リングビット)とを具備する公知の二重管式掘削装置であって、掘削完了後、インナービット(図示しない)が回収されるため、図1に示す掘削装置5は地山7に残留したアウタービットである。
また、注入装置6は、地山埋設鋼管4の管端部を閉塞する閉塞手段、地山補強剤を輸送する輸送ホース、および地山補強剤に圧力を付与する圧送手段等を具備する(何れも図示しない)。ただし、本発明は、掘削装置5の構造および注入装置6の構造を限定するものではない。
なお、地山埋設鋼管3および地山埋設鋼管4は同じものであるから、以下の説明において、それぞれを「地山埋設鋼管10」と総称する。また、地山埋設鋼管1および地山埋設鋼管4は地山埋設鋼管10の一部を変更したものである(これについては別途説明する)。
The
Further, the
In addition, since the natural ground buried
(地山埋設鋼管)
図2において、地山埋設鋼管10は、一方の端面(以下「前端面」と称す)12から距離eの範囲に形成された内面径大部24と、内面径大部24から距離aの範囲に形成された拡径部20と、拡径部20の内面に形成された雌ネジ21と、拡径部20の内面に繋がって形成され、前端面12から遠ざかる程内径が減少する内面テーパ22と、内面テーパ22に繋がった内面を具備する本体部11とを有している。
すなわち、内面径大部24、拡径部20および内面テーパ22は内径および外径を拡大する塑性変形によって形成されたもの(所謂「エキスパンド」)であって、アプセットされないため、減肉している。
また、雌ネジ21と内面テーパ22との間に、ネジ逃げ部または不完全ネジ部(以下まとめて「内面溝」と称す)23が形成されている。
拡径部20の内径(正確には、雌ネジ21の歯先円の直径)および外径はそれぞれ本体部11の内径および外径よりも大きくなり、拡径部20の肉厚(正確には、雌ネジ21の歯先と拡径部20の外面との距離)は本体部11の肉厚よりも小さく(薄く)なっている。
なお、本体部11の内面と内面テーパ22とは滑らかに繋がって、内面テーパ22と内面溝23とも滑らかに繋がっているが、理解を容易にするために図2および図3において、これらの境界に実線を描いている。
なお、内面径大部24の内径は、雌ネジ21のネジ谷径に同じまたはネジ谷径よりも大きくなっている。また、内面径大部24は前端面12に向かって内径が拡大するテーパ面であってもよい。
(Embedded steel pipe)
In FIG. 2, the natural ground buried
That is, the large
A screw escape portion or an incomplete screw portion (hereinafter collectively referred to as “inner surface groove”) 23 is formed between the
The inner diameter (exactly, the diameter of the tip circle of the female screw 21) and the outer diameter of the
It should be noted that the inner surface of the
The inner diameter of the large
また、他方の端面(以下「後端面」と称す)13から距離bの範囲の外面にネジ逃げ部または不完全ネジ部(以下まとめて「外面径小部」と称す)33が形成され、外面径小部33には後端面13に近づく程外径が減少する外面テーパ32が形成されている。そして、外面径小部33に繋がって雄ネジ31が形成され、雄ネジ31に繋がってネジ逃げ部または不完全ネジ部(以下まとめて「外面溝」と称す)34が形成されている。なお、外面径小部33(図2においては外面テーパ32)と後端面13とが交差する角部(正確には、断面略円弧状に面取りされている範囲)を「後端角部35」と称す。
さらに、本体部11には、間隔を空けて複数の貫通孔14が形成されている。貫通孔14は地盤補強剤(図示しない)を地山7(図1参照)に注入するための吐出口として機能する。
Further, a screw escape portion or an incomplete screw portion (hereinafter collectively referred to as “small portion of outer surface diameter”) 33 is formed on the outer surface within the range of distance b from the other end surface (hereinafter referred to as “rear end surface”) 13, and the outer surface The
Furthermore, a plurality of through
内面テーパ22および外面テーパ32は何れも円錐台状であって、内面テーパ22のテーパ角度(以下「内面テーパ角度」と称す)cは、外面テーパ32のテーパ角度(以下「外面テーパ角度」と称す)dよりも大きくなっている(c>d)。
なお、外面径小部33に形成された外面テーパ32は、円錐台状に代えて、互いに外径が相違する円筒を複数並べた階段状に形成しても、あるいは、外面テーパ32を形成しないで、外面径小部33と後端面13とを断面略円弧の面取りによって繋いでもよい。
なお、内面溝23および外面溝34の形態は限定するものではなく、雌ネジ21および雄ネジ31をそれぞれ形成可能にするものであれば、何れの形態であってもよく、あるいは、形成可能であれば、設けなくてもよい。
Both the
The
In addition, the form of the
(連結)
図3において、一方の地山埋設鋼管10(地山埋設鋼管2(図1参照))の後端に他方の地山埋設鋼管10(地山埋設鋼管3(図1参照))の前端が連結されている。すなわち、前者の雄ネジ31に後者の雌ネジ21が螺合し、前者の後端角部35と後者の内面テーパ22とが押し合っている。
このため、地山埋設鋼管2では、雄ネジ31は管軸方向の圧縮力を受け、外面テーパ32の範囲は半径方向の圧縮力(縮径力)とを受ける。一方、地山埋設鋼管3では、雌ネジ21は管軸方向の引張力を受け、内面テーパ22の範囲は半径方向の引張力(拡径力)を受けることになる。
そして、本発明は押し付ける力の大きさ(螺合する際の締め込みトルクの大きさ)を限定するものではない。したがって、押し付ける力が大きい場合、後端角部35および内面テーパ22の一方または両方は塑性変形して、当接範囲が拡大したり、内面テーパ22に食い込んだりすることになる。また、地山埋設鋼管2の後端面13に近い範囲の内径は極僅か縮小するものの、掘削作業に影響することはない。
(Linking)
In FIG. 3, the front end of the other ground buried steel pipe 10 (the ground buried steel pipe 3 (see FIG. 1)) is connected to the rear end of one ground buried steel pipe 10 (the ground buried steel pipe 2 (see FIG. 1)). Has been. That is, the latter
For this reason, in the natural ground buried
The present invention does not limit the magnitude of the pressing force (the magnitude of the tightening torque when screwing). Therefore, when the pressing force is large, one or both of the rear
そして、拡径部20の長さである距離aは、前記連結を可能にする範囲で適宜選定され、外面径小部33の長さである距離bは、前記押し合いを可能にする範囲で適宜選定されるものである。
なお、互いに螺合した雄ネジ31と雌ネジ21とは、通常それぞれのネジ山とネジ谷との間に極僅かの隙間が形成され、雄ネジ31のネジ面(後端面13側の斜面)と雌ネジ21のネジ面(前端面12とは反対側の斜面)との間にも極僅かの隙間が形成されるものであるが、図3においてかかる隙間を描いていない。また、雄ネジ31および雌ネジ21を台形ネジとして描いているが、本発明はネジ形状をこれに限定するものではなく、何れのネジであってもよい。
The distance a which is the length of the
The
また、内面テーパ角度cは外面テーパ角度dよりも大きな値になっているが、本発明はこれに限定するものでなく、両者が同じ値であってもよい。このとき、内面テーパ22と外面テーパ32とは広い範囲で当接することになる。
なお、図3においては、一方の地山埋設鋼管10(地山埋設鋼管2)の雄ネジ31および外面溝34が、他方の地山埋設鋼管10(地山埋設鋼管3)の内面径大部24に包囲され、前端面12から露出していないが、本発明はこれに限定するものではない。
すなわち、雌ネジ21および雄ネジ31それぞれの長さ(螺旋の回数)は同じでも相違してもよく、それぞれ適宜選定されるものである。このため、外面溝34の本体部11寄りの端が、前端面12に一致したところで、後端角部35が内面テーパ22に押し当てられるようにしてもよい。
Moreover, although the inner surface taper angle c is larger than the outer surface taper angle d, the present invention is not limited to this, and both may be the same value. At this time, the
In FIG. 3, the
That is, the lengths (number of spirals) of the
再び図1において、一本目(先頭)の地山埋設鋼管1は、地山埋設鋼管10の拡径部20を撤去して、前端面12の近くに掘削装置5の一部を設置するための構造(図示しない)を設けたものに同じである。
また、四本目(後尾)の地山埋設鋼管4は、地山埋設鋼管10の後端面13の近くに注入装置6の一部を設置するための構造(図示しない)を設けたものに同じであって、雄ネジ31等をそのまま残す場合と、雄ネジ31等を撤去する場合とがある。
なお、以上は、地山埋設鋼管10を補強剤注入用の鋼管にした場合を例にして説明しているが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、地山埋設鋼管10の後端に注入装置6を設置しないで管内に補強剤は供給しないまま「水抜き用の鋼管」にしてもよい。このとき、貫通孔14は水(地下水)の浸入口として機能し、その形状は円形に限定されるものではなく、長孔やスリットであってもよく、埋設された姿勢は、水平、水平に対して傾斜あるいは鉛直の場合がある。
Referring again to FIG. 1, the first (first) ground buried steel pipe 1 is for removing the
The fourth (rear) ground buried
In the above, the case where the natural steel buried
(作用効果)
地山埋設鋼管10同士は前記のように連結されるから、以下の作用効果を奏する。
(a)雌ネジ21部の肉厚(ネジ谷底と拡径部20の外面までの距離)および雄ネジ31部の肉厚(ネジ谷底と内面までの距離)が、拡径部20を形成しないで雌ネジ21および雄ネジ31を形成した場合に比較して増大するため、互いに螺合した雌ネジ21と雄ネジ31とを管軸方向に引き離そうしたときの破断強度が向上する。
(b)また、破断強度が向上することから、破断強度および圧壊強度それぞれを所定の値に担保することができる値にまで、本体部11の肉厚を薄くすることが可能になるため、軽量化が促進される。
(c)さらに、外面径小部33(後端角部35)と内面テーパ22とは押し合うため、雄ネジ31のネジ面(後端面13とは反対側の斜面)と雌ネジ21のネジ面(前端面12側の斜面)との接触面圧が増大すると共に、外面径小部33と内面テーパ22との間にも摩擦力が作用することによって、雄ネジ31と雌ネジ21との螺合が弛み難くなる。
(d)さらに、雌ネジ21と雄ネジ31とを螺合する際、外面径小部33と内面テーパ22とが押し合うことによって締め込みトルクが上昇するため、雌ネジ21と雄ネジ31とが設計通りに螺合したことを確認することができ、螺合不良(締め込み不足)がなくなる。
(e)さらに、内面径大部24が形成されているから、外面テーパ32の挿入が容易になり、作業性が向上する。
(f)なお、前記摩擦力とは、外面径小部33と内面テーパ22との押し合いによって両者の接触面に塑性変形(カジリ等)が生じた場合には、かかる塑性変形に打ち勝って弛もうとする力を含んでいる。
(Function and effect)
Since the natural ground buried
(A) The thickness of the
(B) Further, since the breaking strength is improved, the thickness of the
(C) Furthermore, since the outer surface small diameter portion 33 (rear end corner portion 35) and the
(D) Further, when the
(E) Furthermore, since the large
(F) It should be noted that the frictional force overcomes the plastic deformation when the outer surface
[実施の形態2]
図4および図5は本発明の実施の形態2に係る地山埋設鋼管を説明すものであって、図4は一部を示す側面図、図5は使用状況における一部を示す側面図である。なお、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。図4は、一点鎖線にて示す中心線よりも上方を断面にしている。
図4において、地山埋設鋼管40は、地山埋設鋼管10において外面テーパ32を撤去して、外面径小部33と後端面13との角部を後端角部36にしたものであって、これを除く部分は地山埋設鋼管10に同じである。
[Embodiment 2]
4 and 5 illustrate a natural ground buried steel pipe according to
In FIG. 4, the natural ground buried
このため、地山埋設鋼管40(正確には地山埋設鋼管2)の後端と地山埋設鋼管40(正確には地山埋設鋼管3)の前端とを連結した際、雄ネジ31と雌ネジ21とが螺合し、後端角部36は内面テーパ22に当接して、外面テーパ32の範囲は管軸方向の圧縮力を受けると共に、半径方向の圧縮力(縮径力)を受ける。
このとき、内面径大部24が形成されているから、外面径小部33の挿入が容易になっている。特に、内面径大部24を前端面12に向かって拡大するテーパ面にしているので、挿入がさらに容易になっている。
したがって、地山埋設鋼管40は地山埋設鋼管10と同様に、雌ネジ21と雄ネジ31との破断強度が向上し、軽量化が促進されると共に、雄ネジ31と雌ネジ21との螺合が弛み難くなるという作用効果を奏する。なお、地山埋設鋼管40の後端面13に近い範囲の内径は極僅かに縮小するものの、掘削作業に影響することはない。
なお、外面径小部33は円筒状で、軸方向で同じ外径(雄ネジ31のネジ谷径に同じまたはネジ谷径よりも小さい)であるが、後端角部36には面取り(C面取りまたはR面取り)が設けられている。
For this reason, when connecting the rear end of the natural ground buried steel pipe 40 (more precisely, the natural ground buried steel pipe 2) and the front end of the natural ground buried steel pipe 40 (more precisely, the natural ground buried steel pipe 3), the
At this time, since the large
Therefore, in the natural ground buried
The small outer
[実施の形態3]
図6は本発明の実施の形態4に係る地山埋設鋼管を説明する使用状況における一部を示す側面図であって、一点鎖線にて示す中心線よりも上方を断面にしている。なお、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付して一部説明を省略する(図3参照)。
図6において、地山埋設鋼管60は、地山埋設鋼管40(図4参照)において外面径小部33(外面テーパ32を含む)を撤去して、後端面13に到達する雄ネジ31を形成したものである。そして、連結鋼管9は、一方の地山埋設鋼管60の雄ネジ31が他方の地山埋設鋼管60の雌ネジ21に螺合している。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a side view showing a part in the use situation for explaining a natural ground buried steel pipe according to
In FIG. 6, the natural ground buried
このとき、後端面13に近い雄ネジ31は内面溝23に浸入し、後端面13と雄ネジ31とが交差する角部(以下「雄ネジ端角部37」と称す)が内面テーパ22に押し付けられている。
なお、雄ネジ31は螺旋状であるため、雄ネジ端角部37は、ネジ山との角部、ネジ面(斜面)との角部あるいはネジ底との角部に形成されるものの、外径がより大きいネジ山との角部が内面テーパ22に押し付けられることになる。また、雄ネジ端角部37は面取りされている場合と、面取りされていない場合とがある。
At this time, the
Since the
(作用効果)
地山埋設鋼管60同士は前記のように連結されるから、地山埋設鋼管10(実施の形態1)と同樣の作用効果を奏する。すなわち、破断強度が向上して軽量化が促進され、雄ネジ31と雌ネジ21との螺合が弛み難くなる。
特に、雄ネジ31は、ネジ山との角部において内面テーパ22に押し付けられ、ネジ底との角部は内面テーパ22に押し付けられないため、所謂「片当たり状態」になる。そうすると、局所的な塑性変形(カジリ)が発生したり、円周方向で不均一な力がネジ面に作用したりして、さらに螺合が弛み難くなる。但し、雄ネジ31(雌ネジ21も同じ)の条数によっては片当たり状態が生じない場合がある。
また、締め込みトルクの上昇によって、設計通りに螺合したことを確認することができ、螺合不良(締め込み不足)がなくなる。さらに、外面径小部33(ネジ逃げ部等)を具備しないことによって、加工が容易になると共に、施工前に雄ネジ31を保護するプロテクタ(図示しない)を短くすることができるため、製造コストが安価になる。
さらに、内面径大部24が形成されているから、雄ネジ31の挿入が容易になっている。特に、内面径大部24を前端面12に向かって拡大するテーパ面にしているので、挿入がさらに容易になっている。
(Function and effect)
Since the natural ground buried
In particular, the
Moreover, it can confirm that it was screwing as designed by the increase in tightening torque, and a screwing defect (tightening insufficient) is eliminated. Furthermore, since the outer diameter small portion 33 (screw escape portion or the like) is not provided, processing is facilitated, and a protector (not shown) for protecting the
Furthermore, since the large
(ネジの変形例)
図7は図6に示す地山埋設鋼管のネジの変形例を説明するものであって、(a)は一部を示す側面図、(b)は一部を拡大して示す側面図である。
図7に示す雄ネジ80は、図6における雄ネジ31に代わるものである。すなわち、雌ネジ21および雄ネジ31は何れも台形ネジであったが、雄ネジ80は変形台形ネジ(所謂「rネジ」や「ロープネジ」に同じ)である。すなわち、台形ネジの斜面に相当する範囲の一部(両端矢印の先端が示す寸法補助線の間の範囲)にネジ直線部82を有し、台形ネジの直線状のネジ山およびネジ底に相当する範囲に、ネジ直線部82になだらかに連結する円弧状のネジ山円弧部81およびネジ底円弧部83を有している。なお、図示しない雌ネジも雄ネジ80に螺合する変形台形ネジである。
したがって、変形台形ネジである雄ネジ80(雌ネジも同じ)に変更した地山埋設鋼管60は、螺合がさらに容易になるため、作業性がさらに向上する。
なお、地山埋設鋼管10(実施の形態1)および地山埋設鋼管40(実施の形態2)においても変形台形ネジに変形することができ、かかる変形によって作業性を向上させることができる。
(Modified example of screw)
FIGS. 7A and 7B illustrate a modification of the screw of the ground buried steel pipe shown in FIG. 6. FIG. 7A is a side view showing a part, and FIG. 7B is a side view showing a part thereof enlarged. .
The
Therefore, the ground buried
In addition, the natural ground buried steel pipe 10 (Embodiment 1) and the natural ground buried steel pipe 40 (Embodiment 2) can also be deformed into deformed trapezoidal screws, and workability can be improved by such deformation.
以上、本発明を実施の形態1〜3をもとに説明した。この実施の形態1〜3は例示であって、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
すなわち、貫通孔14を管外から管内に流体を流入させるための開口部として使用する水抜き用の鋼管や、貫通孔14を有しないで管内空間を所定の目的に使用する鋼管は、何れも地山埋設鋼管10である。
The present invention has been described based on the first to third embodiments. Those skilled in the art will understand that the first to third embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to the respective components and combinations thereof, and that such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.
That is, a water draining steel pipe that uses the through-
本発明は以上であるから、AGF工法等に限定されることなく、各種工法における地山埋設鋼管として、さらに、各種水抜き用の鋼管や所定の目的の各種鋼管として広く利用することができる。 Since the present invention is as described above, the present invention is not limited to the AGF method and the like, and can be widely used as a ground buried steel pipe in various methods, further as a steel pipe for various drainage and various steel pipes for a predetermined purpose.
1:地山埋設鋼管(先頭)
2:地山埋設鋼管(中間)
3:地山埋設鋼管(中間)
4:地山埋設鋼管(後尾)
5:掘削装置
6:注入装置
7:地山
8:掘削穴
9:連結鋼管
10:地山埋設鋼管(実施の形態1)
11:本体部
12:前端面
13:後端面
14:貫通孔
20:拡径部
21:雌ネジ
22:内面テーパ
23:内面溝
31:雄ネジ
32:外面テーパ
33:外面径小部
34:外面溝
35:後端角部
36:後端角部
37:雄ネジ端角部
40:地山埋設鋼管(実施の形態2)
60:地山埋設鋼管(実施の形態3)
80:雄ネジ
81:ネジ山円弧部
82:ネジ直線部
83:ネジ底円弧部
a:雌ネジの内面径大部からの距離
b:外面径小部の後端面からの距離
c:内面テーパ角度
d:外面テーパ角度
e:内面径大部の前端面からの距離
1: Local underground steel pipe (top)
2: Natural steel buried steel pipe (intermediate)
3: Ground buried steel pipe (intermediate)
4: Ground buried steel pipe (tail)
5: Drilling device 6: Injection device 7: Ground mountain 8: Drilling hole 9: Connecting steel pipe 10: Ground mountain buried steel pipe (Embodiment 1)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11: Main-body part 12: Front-end surface 13: Rear-end surface 14: Through-hole 20: Diameter-expanded part 21: Female screw 22: Internal taper 23: Internal groove 31: Male screw 32: External taper 33: Small external-surface part 34: External surface Groove 35: Rear end corner 36: Rear end corner 37: Male screw end corner 40: Ground buried steel pipe (Embodiment 2)
60: Ground buried steel pipe (Embodiment 3)
80: Male thread 81: Thread arc portion 82: Screw linear portion 83: Screw bottom arc portion a: Distance from the large inner diameter of the female screw b: Distance from the rear end surface of the small outer diameter portion c: Inner taper angle d: outer surface taper angle e: distance from the front end surface of the large inner surface diameter
Claims (4)
一方の端面から所定の範囲に形成された拡径部と、
前記拡径部の内面に形成された雌ネジと、
一方の端面と前記雌ネジとの間に形成された内面径大部と、
前記拡径部の内面に繋がって形成され、一方の端面から遠ざかる程内径が減少する内面テーパと、
他方の端面から所定の範囲に形成された雄ネジとを有し、
一方の地山埋設鋼管の前記雄ネジと他方の地山埋設鋼管の前記雌ネジとが螺合して、一方の地山埋設鋼管の前記雄ネジと他方の地山埋設鋼管の前記内面テーパとが押し合うことを特徴とする地山埋設鋼管。 It is a natural ground buried steel pipe that is connected in series and buried in the natural ground,
An enlarged diameter portion formed in a predetermined range from one end face;
A female screw formed on the inner surface of the enlarged diameter portion;
A large inner diameter portion formed between one end face and the female screw;
An inner surface taper formed so as to be connected to the inner surface of the enlarged diameter portion, and the inner diameter decreases as the distance from one end surface increases.
A male screw formed in a predetermined range from the other end face;
The male thread of one ground buried steel pipe and the female thread of the other ground buried steel pipe are screwed together, and the male thread of one ground buried steel pipe and the inner surface taper of the other ground buried steel pipe, A natural steel buried steel pipe characterized by pressing together.
一方の端面から所定の範囲に形成された拡径部と、
前記拡径部の内面に形成された雌ネジと、
一方の端面と前記雌ネジとの間に形成された内面径大部と、
前記拡径部の内面に繋がって形成され、一方の端面から遠ざかる程内径が減少する内面テーパと、
他方の端面から所定の範囲の外面に形成された外面径小部と、
前記外面径小部に繋がって形成された雄ネジとを有し、
一方の地山埋設鋼管の前記雄ネジと他方の地山埋設鋼管の前記雌ネジとが螺合して、一方の地山埋設鋼管の前記外面径小部と他方の地山埋設鋼管の前記内面テーパとが押し合うことを特徴とする地山埋設鋼管。 It is a natural ground buried steel pipe that is connected in series and buried in the natural ground,
An enlarged diameter portion formed in a predetermined range from one end face;
A female screw formed on the inner surface of the enlarged diameter portion;
A large inner diameter portion formed between one end face and the female screw;
An inner surface taper formed so as to be connected to the inner surface of the enlarged diameter portion, and the inner diameter decreases as the distance from one end surface increases.
A small outer surface diameter portion formed on the outer surface of the predetermined range from the other end surface;
A male screw connected to the outer surface small diameter part,
The male thread of one ground buried steel pipe and the female thread of the other ground buried steel pipe are screwed together, and the outer surface small diameter portion of one ground buried steel pipe and the inner surface of the other ground buried steel pipe A natural steel pipe buried in a taper and pressed against the ground.
4. The ground according to claim 1, wherein the male screw and the female screw are a trapezoidal screw or a deformed trapezoidal screw in which a screw thread portion and a screw bottom portion are formed in a circular arc shape in cross section. Mountain buried steel pipe.
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