JP2020051469A - 地中に埋設される流体管の芯出し・接合方法及びそれに用いる芯出し・接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地中に埋設される流体管であっても、その芯出し作業を容易に行いうるようにした埋設流体管の芯出し方法及びそれに用いる芯出し装置を提供する。【解決手段】流体管２の一端部に回転駆動装置４を装着するとともに、回転駆動装置４を、流体管２の管軸方向に対し直交する方向に移動可能に保持する工程と、流体管２の少なくとも他端部を、流体管２の管軸方向に対し直交する方向に移動可能かつ回転自在に保持する工程と、回転駆動装置４により地中に埋設される流体管２を回転させ、掘削機能部３により流体管２の周囲の地盤を攪拌する工程と、流体管を管軸方向に対し直交する方向に移動させることにより、流体管２を地中に先に埋設された流体管２に対し芯合わせする工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、地中に埋設される流体管の芯出し方法及びそれに用いる芯出し装置に関する。

流体管の端部同士を連結する場合には、流体管同士を芯合わせすることが重要である。流体管を地中に埋設する一般的な方法としては、地盤に流体管埋設用の作業立坑を広範囲に掘削した後、作業員が作業立坑内に入り込んで複数の流体管を導入し、流体管の端部同士を連結した後、作業立坑を埋め戻すことで流体管を地中に埋設している。この場合、流体管同士の芯合わせは、作業立坑を埋め戻す前に行われ、流体管は上下左右方向へ自由に移動可能であるため、流体管同士の芯出し作業を容易に行うことができる。

しかしながら、このような流体管の埋設方法では、芯合わせ作業が容易である反面、流体管の長さ分以上の作業立坑を広範囲に掘削するための大規模な掘削作業や当該作業立坑の土留め作業を行った後に、流体管の導入作業及び作業立坑の埋め戻し作業を行う必要があるので、長い作業時間を要し、作業効率が悪いという問題がある。

このような問題を解決するために、本願の出願人は、外周面に突起状の掘削機能部を有し、地面に対して略水平に保持された流体管を回転駆動装置により回転させながら地中に向けて下方に移動させ、掘削機能部により地盤を掘削しながら流体管を地中に導入する導入装置及び埋設方法を開発し、既に特許されている(特許文献１参照)。

特許第５６４７２９２号公報（第２頁、図５、図６）

しかしながら、特許文献１に記載の導入装置及び埋設方法によって流体管を地中に埋設すると、埋設された流体管は地盤の強力な拘束力を受け、人力では上下左右方向に容易に移動させることができないため、埋設後の流体管同士の芯合わせ作業は困難であり、新規な芯出し方法及び装置を開発することが求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、地中に埋設される流体管であっても、その芯出し作業を容易に行いうるようにした埋設流体管の芯出し方法及びそれに用いる芯出し装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の地中に埋設される流体管の芯出し方法は、
外周面に突起状の掘削機能部を有し、地面に対して略水平に保持された流体管を回転させながら地中に向けて下方に移動させ、前記掘削機能部により地盤を掘削しながら地中に埋設される流体管の芯出し方法であって、
前記流体管の一端部に回転駆動装置を装着するとともに、該回転駆動装置を、前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能に保持する工程と、
前記流体管の少なくとも他端部を、前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能かつ回転自在に保持する工程と、
前記回転駆動装置により地中に埋設される前記流体管を回転させ、前記掘削機能部により流体管の周囲の地盤を攪拌する工程と、
前記流体管を前記管軸方向に対し直交する方向に移動させることにより、前記流体管を地中に先に埋設された流体管に対し芯合わせする工程と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、地中に埋設される流体管を回転駆動装置により回転させることにより、流体管の外周面の掘削機能部により流体管の周囲の地盤を攪拌して軟弱化させ、地盤による流体管の拘束力を小さくした後、流体管の両端部を管軸方向に直交する上下左右方向に移動させて流体管同士を芯合わせするので、地中に埋設された流体管であっても、芯出し作業を効率よく行うことができる。

前記地盤を攪拌する工程において、前記流体管を回転させながら前記管軸方向に対し直交する方向に移動させることを特徴としている。
この特徴によれば、掘削機能部により流体管の周囲の地盤を広範囲に攪拌して軟弱化することができ、流体管の上下左右方向への移動範囲を大とすることができるので、流体管が大きく芯ずれを起こしていても対処することができる。

前記流体管を芯合わせした後、前記流体管を先に埋設された流体管に向かって管軸方向に移動させることを特徴としている。
この特徴によれば、芯出し作業と流体管同士の接合作業を連続して行うことができる。

地中に埋設される流体管の芯出し方法に用いる芯出し装置であって、
流体管の一端部に装着され、該流体管を回転させる回転駆動装置と、
前記回転駆動装置を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能に保持する第１の保持体と、
前記流体管の少なくとも他端部を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能かつ回転自在に保持する第２の保持体と、
前記第１の保持体を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動させる第１移動手段と、
前記第２の保持体を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動させる第２移動手段と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、地中に埋設される流体管を回転駆動装置により回転させ、流体管の外周面の突起状の掘削機能部により流体管の周囲の地盤を攪拌して軟弱化させて、地盤による流体管の拘束力を小さくしてから、第１、第２移動手段により第１、第２の保持体及びそれにより保持された流体管を上下左右方向に移動させるので、地中に埋設された流体管であっても、これを上下左右方向に容易に移動させて芯出し作業を効率よく行うことができる。

前記流体管を管軸方向に移動させる軸方向移動手段を有することを特徴としている。
この特徴によれば、芯出し作業を行った後、軸方向移動手段を作動させて、流体管を先に導入された流体管に向かって移動させることができるので、芯出し作業と流体管同士の接合作業を連続して行うことができる。

前記第１、第２の保持体は、それぞれ前記回転駆動装置及び前記流体管の端部を囲む枠状をなすとともに、分解可能に組み立てられていることを特徴としている。
この特徴によれば、芯出し作業を行った後、第１、第２の保持体を分解して容易に撤去することができる。

前記第２の保持体の内面に、前記流体管の外周面を回転自在に支持する支持ローラを設けたことを特徴としている。
この特徴によれば、流体管を抵抗なく円滑に回転させることができる。

前記支持ローラは、前記流体管を管軸方向に案内可能に前記第２の保持体に取付けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、流体管を軸方向移動手段により管軸方向に移動させた際に、支持ローラにより管軸方向に案内することで、流体管に傷を付けることなく管軸方向に容易に移動させることができる。

前記第２移動手段は、作業立坑の内壁に沿って上下方向に移動可能なガイドローラを有することを特徴としている。
この特徴によれば、第１、第２の保持体を作業立坑の内壁に沿ってスムーズに上下動させることができる。

流体管の導入装置及び本発明の実施例に係る芯出し装置を流体管に装着した状態の斜視図である。 （ａ）は、流体管の外周面に取り付けられるシート部材を示す平面図であり、（ｂ）は、同じく側面図である。 流体管にシート部材を固定する過程を示す側断面図である。 金属製リブ部材を管軸方向に沿って固着して形成された掘削機能部を有する流体管の変形例を示す側面図である。 流体管の前端部に装着された回転駆動装置及び第１の保持体の一部を縦断して示す拡大側面図である。 図５のVI−VI線における縦断面図である。 図１のVII−VII線における拡大縦断面図である。 図７のVIII−VIII線における縦断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、流体管の導入工程の手順を示す側断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、同じく流体管の導入工程の手順を示す正面断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、流体管同士の端面が傾斜している場合の調整手順を示す側面図である。

本発明に係る埋設流体管同士の芯出し方法及びそれに用いる芯出し装置を実施するための形態を、実施例に基づいて以下に説明する。以下、図１及び図９の紙面右側を芯出し装置の前部側(正面側)とし、図１及び図９の図示右側を前側、図示左側を後側として説明する。

実施例に係る流体管同士の芯出し方法及びそれに用いる芯出し装置につき、図面を参照して説明する。先ず、芯出し方法及び芯出し装置を説明する前に流体管の導入装置について説明する。

図１の符号１は、流体管２を効率よく地中に導入(埋設)するために用いられる流体管の導入装置（以下、単に導入装置１という）である。この導入装置１は、流体管２の管軸方向に沿って設けられるシート部材３，３’と、流体管２の一端部(前部側の端部)に装着され、シート部材３，３’を流体管２の管軸周りに回動させる回転駆動装置４と、回転駆動装置４を保持する第１の保持体５と、流体管２の他端部(後部側の端部)の外周面を回転自在に保持する第２の保持体６と、流体管２の両端部を第１、第２の保持体５、６により保持した状態で地中に向けて進退移動させる進退駆動装置７，７と、から主に構成されている。なお、回転駆動装置４、第１の保持体５及び第２の保持体６は、後述するように、本発明に係る芯出し装置の構成部材も兼ねている。

図１及び図２に示すように、シート部材３，３’は、流体管２の外周面を覆うシート状部３ａと、シート状部３ａの外表面３ｃから突起状に点在するように複数設けられた刃部３ｂと、を備えている。そして、このシート部材３，３’が、流体管２の一方の端部２ａと他方の端部２ｂとから中央部に向けて、互いの巻き付け方向が逆となるように、それぞれ螺旋状に巻き付けられることにより、掘削機能部として機能している。これにより、シート部材３，３’の、それぞれの各刃部３ｂ，３ｂ，…が、流体管２の管軸方向の略中央部を境にした逆向きの螺旋状に形成されている。

掘削機能部とは、流体管２の管軸方向に沿って設けられる、地盤を掘削する機能を有する部位を指し、流体管２と別部材であるシート部材３，３’を流体管２に巻き付けることにより、実質的に地盤を掘削する突起である刃部３ｂが流体管２の管軸方向に沿って形成されている。尚、掘削機能部は、別体のシート部材に限らず、例えば鋳造時等に複数の刃部を突起させてもよい。また、刃部は、複数の突起状に限られず、例えば、連続して一条形成されていてもよい。

シート状部３ａの内表面３ｄ（図２，３参照）と流体管２の外周面との間に図示しない接着剤若しくは熱溶接等を施すことにより、シート部材３，３’が流体管２に固定されている。また、シート部材３，３’は、ここでは図示しない固定手段により互いに接続されて一体とすることで流体管２への取付け作業性を高めているが、必ずしも一体に接続されない構成であってもよい。尚、シート状部３ａは、変形しやすい合成樹脂等で形成され、刃部３ｂは、シート状部３ａに比べ硬質の合成樹脂等で形成されていることが好ましいが、シート状部及び刃部の材質は、これに限らず、例えば、シート状部を可撓性の高い金属等で形成するとともに、刃部を摩耗耐久性の高い硬質の金属等で形成してもよい。

図２及び図３に示すように、シート状部３ａの一方の側部には、外表面３ｃに向けて開口する凹溝３ｅ、及び凹溝３ｅに沿って延びる凸条３ｇが形成されており、シート状部３ａの他方の側部には、内表面３ｄに向けて開口する凹溝３ｈ、及び凹溝３ｈに沿って延びる凸条３ｋが形成されている。図３に示すように、シート部材３，３’が巻き付けられた際には、隣接する凹溝３ｅ，３ｈに対して凸条３ｇ，３ｋが嵌合されることにより、シート状部３ａが管軸方向に連結されて、掘削機能部の強度が高められている。

図２に示すように、各刃部３ｂ，３ｂ，…は、シート状部３ａの略中央部に長手方向に沿って等間隔離間されて配置されており、後述する埋設工程時における回転方向にテーパ面３ｆをそれぞれ備えている。また、各刃部３ｂ，３ｂ，…は平面視においてテーパ面３ｆがシート状部３ａに対して若干傾斜するように角度を付けてそれぞれ配置されている。これにより、シート部材３，３’が流体管２に巻き付けられた際には、図３に示すように、刃部３ｂにおけるテーパ面３ｆの略全面が流体管２の中央方向を向くようになる。

なお、複数の刃部３ｂを有するシート部材３，３’を流体管２に螺旋状に巻き付けて掘削機能部を形成する以外に、図４に示すように、流体管２の外周面に、鋸歯状刃８ａを有する直線状の複数の金属製リブ部材８を管軸方向に沿って着脱可能に取付け、若しくは溶接等により固着して、流体管２の外周面に掘削機能部を形成するようにしてもよい。この際には、掘削機能部により掘削された土が流体管２の中央方向に寄せられるように、リブ部材８の両端部を流体管２の周方向に向かって斜めに屈曲させることが好ましい。

図５及び図６に示すように、前述した回転駆動装置４は、流体管２と同軸方向に延びる回転軸４ａと、減速ギア及び電気モータが一体になってケーシングされ、回転軸４ａを回転させるためのギアードモータ４ｂと、回転軸４ａの先端部に固定された管保持部９とからなり、回転軸４ａを流体管２側に突出させた状態でギアードモータ４ｂが、第１の保持体５により保持されている。ギアードモータ４ｂの前面中央には、本発明に係る芯出し装置の軸方向移動手段１０が取り付けられている。

管保持部９は、流体管２の外径よりも大径の内径を有するクランプ９ａと、クランプ９ａの中心からクランプ９ａの内周面９ｂに向けて伸縮可能な上下左右４個の伸縮部材９ｃとからなり、各伸縮部材９ｃの先端部には、流体管２の内周面に当接するヘッド９ｄがそれぞれ設けられている。特段に図示しないが、伸縮部材９ｃは、クランプ９ａの外方から油圧や空気圧等の流体をピストンで移動させることでそれぞれ伸縮可能となっている。尚、伸縮部材９ｃは、電気制御により内蔵されたギア等が駆動することで伸縮するようになっていてもよい。

管保持部９は、流体管２がクランプ９ａ内に挿入された後、各伸縮部材９ｃの伸長により流体管２の内周面をクランプ９ａの内周面９ｂに向けて押圧して流体管２の端部を相対回転不能に保持するようになっている。

流体管２は、管保持部９により保持された状態で回転駆動装置４を駆動させることにより、管軸を中心に回転するようになり、この流体管２の回転に伴ってシート部材３，３’が流体管２の管軸周りに回動するようになっている。尚、前述したように回転駆動装置４は、ギアードモータ４ｂを採用していることから、流体管２を強いトルクで回転させることができる。

図１及び図９に示すように、前述した進退駆動装置７，７は、地上に配置された２台の自走可能な重機３０、３０にそれぞれ支持され、地面に対して伸縮可能なシリンダ７ａと、図示しない圧力装置とからなり、それぞれのシリンダ７ａの先端には、本発明の芯出し装置の構成部材の一部である後述の第１伸縮移動手段１１を介して、前述した第１の保持体５及び第２の保持体６が取付けられている。流体管２は、前後の進退駆動装置７により地面に対して略平行に保持されるようになっている。

次に、導入装置１を用いた流体管の導入(埋設)方法について、図９及び図１０を参照して説明する。図９（ａ）に示すように、先ず、図示しないパワーショベル等を用いて方形の作業立坑１２、１２を地盤に掘削する。この作業立坑１２、１２は、地中に埋設された流体管２の両端部が地盤より突出するように、その管軸方向の長さと略同一幅離間して形成され、流体管２の両端部を保持する第１、第２の保持体５、６及び進退駆動装置７が作業立坑１２、１２内にて上下方向に進退移動可能となっている。なお、作業立坑１２内の周囲の土砂が崩れないように、矢板等の土留め板１３(図６参照)が打ち込まれている。

次いで、流体管２の前端部に装着した回転駆動装置４を第１の保持体５により保持するとともに、流体管２の後端部を第２の保持体６により保持した状態で、回転駆動装置４及び第１、第２の保持体５、６が作業立坑１２、１２の直上に位置するように移動させ、回転駆動装置４により流体管２を回転させる。

次いで、図９（ｂ）に示すように、地面に対して略水平方向に保持された流体管２を回転させながら該流体管２を進退駆動装置７、７により地面に向けてほぼ水平に進行させる。これにより、シート部材３，３’の刃部３ｂが地盤を掘削しながら流体管２が地中に漸次導入され、図９（ｃ）に示す所望の位置まで流体管２を導入することができる。

このとき、流体管２の略中央部を境にした両側に設けられた各刃部３ｂが、流体管２の略中央部に向けて互いに逆向きとなる螺旋状に形成されていることから、掘削時に発生する土砂は、流体管２の略中央部側の位置に向けて寄せられ、回転駆動装置４が進行移動する作業立坑１２、１２内への土砂の流れ込みが抑制される。さらに、前記したように刃部３ｂが傾斜して設けられていることからテーパ面３ｆの略全面が流体管２の中央方向を向くようになっているため、前記土砂を流体管２の中央部へと移動させる効果が向上している（図３参照）。

流体管２の導入工程をより詳しく説明すると、図１０（ａ）に示すように、流体管２を下方に所定距離進行させた後、図１０（ｂ）に示すように、回転駆動装置４の駆動及び進退駆動装置７の進行を一旦停止させる。そして、図１０（ｃ）に示すように、流体管２をその進行代より短い範囲で上方に退行させる。これにより、流体管２の上方に掻き上げられた土砂が圧縮され、押し固められた状態が維持される。その後、図１０（ｄ）に示すように、再び流体管２を更に所定距離進行させることを繰り返しながら所望の位置まで流体管２を導入する。このような工程を有することで、流体管２に対して上方に掻き上げられた土砂による負荷をかけない状態で導入作業を継続できる。尚、埋設位置が浅く、流体管２への土砂の自重が少ない場合等においては、進退駆動装置７により流体管２を退行させる作業を省略してもよい。

上述したように、回転駆動装置４によりシート部材３，３’を回転駆動させながら、作業立坑１２を介して進退駆動装置７を上方から進行移動させることにより、シート部材３，３’で地盤を掘削しながら流体管２が地中に漸次導入されるため、地盤の掘削作業と流体管２の導入作業とを一括して行うことができ、流体管２の導入作業を効率良く行うことができる。

複数の流体管２の導入工程が完了した後、作業立坑１２を利用して隣接する流体管２、２同士を接続する。流体管２、２同士の芯合わせが不要な場合には、回転駆動装置４及び第１、第２の保持体５、６を流体管２から取外し、進退駆動装置７を作業立坑１２から撤去してから流体管２同士を管継手等により接続することができる。しかしながら、流体管２、２同士に芯ずれが発生している場合には、本発明に係る芯出し方法及び芯出し装置により芯合わせ作業を行うことができる。

次に、本発明の芯出し方法及び芯出し装置について説明する。まず、芯出し装置について説明する。芯出し装置は、前述した回転駆動装置４と、第１、第２の保持体５、６と、軸方向移動手段１０と、第１伸縮移動手段１１と、後述する第２伸縮移動手段１５とを備え、流体管２の導入工程を完了した後、それらを撤去せずに流体管２の芯出し作業を連続して行うことができるようになっている。

図５及び図６に示すように、ギアードモータ４ｂの前面に取り付けられた軸方向移動手段１０には、例えば地表に設置された圧縮空気供給装置または油圧供給装置から供給される流体圧によって作動させられる流体圧シリンダが用いられ、流体圧により当該シリンダに対し伸長させられるピストンロッド１０ａを有している。このピストンロッド１０ａの先端が作業立坑１２の土留め板１３を押圧することにより、回転駆動装置４と共に流体管２を軸方向後側に移動させることができる。

回転駆動装置４を保持している前部側の第１の保持体５は、ギアードモータ４ｂを囲むように正面視枠状に形成された枠体１４を備えている。この枠体１４は、左右方向を向く上下１対の横枠材１４ａ、１４ａと、それらの両端部の対向面に上下両端部がねじ止めされた上下方向を向く左右１対の縦枠材１４ｂ、１４ｂとからなり、枠体１４は分解可能に組み立てられている。

上下の横枠材１４ａ、１４ａの内面中央と、左右の縦枠材１４ｂ、１４ｂの内面中央とには、ギアードモータ４ｂの上下左右の外周面を管軸方向に移動可能に保持する保持部材１５が対向状に固定されている。各保持部材１５の先端部におけるギアードモータ４ｂとの接触面には、ギアードモータ４ｂの外周面との摺動摩擦抵抗を小さくするために、合成樹脂等よりなる摩擦抵抗の小さな摺動部材１５ａが固着されている。軸方向移動手段１０のピストンロッド１０ａを伸長させ、作業立坑１２の土留め板１３を押圧すると、ギアードモータ４ｂを含む回転駆動装置４全体及び流体管２は、土留め板１３からの反力を受けた軸方向移動手段１０により、第１の保持体５に対し管軸方向後側に移動する。

横枠材１４ａ、１４ａの左右の外側面には、上下１対ずつの第２伸縮移動手段１６、１６が、左方及び右方に突出するようにそれぞれ取り付けられている。第２伸縮移動手段１６には、例えば地表に設置された圧縮空気供給装置または油圧供給装置から供給される流体圧によって作動させられる流体圧シリンダが用いられ、流体圧により伸縮させられるピストンロッド１６ａを有している。ピストンロッド１６ａの先端部には、前後方向を向く軸回りに回転するガイドローラ１７が取り付けられている。上下の第２伸縮移動手段１６、１６のピストンロッド１６ａ、１６ａを同期させて伸長させ、ガイドローラ１７により作業立坑１２の土留め板１３を押圧すると、第１の保持体５と共に流体管２の前部側を左右方向に移動させることができる。

進退駆動装置７のシリンダ７ａの下端に取り付けられた前述の第１伸縮移動手段１１には、例えば重機３０に設けられた圧縮空気供給装置または油圧供給装置から供給される流体圧によって作動させられる流体圧シリンダが用いられ、その下方を向くピストンロッド１１ａの下端部には、第１の保持体５における上部の横枠材１４ａの上面中央に固定された取付板１８の左右方向の中央部が、取付板１８に固着された前後２枚のブラケット１９、１９を介して連結されている。第１伸縮移動手段１１を作動させてピストンロッド１１ａを上下方向に伸縮させると、第１の保持体５と共に流体管２の前部側を上下方向に移動させることができる。

次に、図７及び図８を参照して、流体管２の後部側を保持している第２の保持体６及びそれに設けた第２伸縮移動手段１６について説明する。なお、第２の保持体６及び第２伸縮移動手段１６は、基本的に第１の保持体５及びそれに設けた第２伸縮移動手段１６と同じ構成であるので、それらと共通する部材に同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

第２の保持体６を構成している枠体１４における上下の横枠材１４ａ、１４ａと左右の縦枠材１４ｂ、１４ｂの内面の中央部には、流体管２の後端部外周面の上下左右の外周面を４箇所で支持する支持ローラ２０が、横枠材１４ａ及び縦枠材１４ｂに取り付けられたローラ支持部材２１により回転自在に枢支されている。上下の支持ローラ２０を枢支している支持部材２１は、横枠材１４ａに対し水平に回転自在に取付けられており、また左右の支持ローラ２０を枢支しているローラ支持部材２１は、縦枠材１４ｂに対し垂直に回転自在に取り付けられている。すなわち、各支持ローラ２０は、ローラ支持部材２１を介して全方向に回転するキャスタ構造をなしている。このような支持ローラ２０により流体管２を保持すると、回転駆動装置４により流体管２を回転させる際、流体管２の外周面に傷を付けることなく、これを軽い駆動力で円滑に回転させることができる。また、流体管２を前述した軸方向移動手段１０により管軸方向に移動させた際に、全ての支持ローラ２０は流体管２に追従して自動的に９０°向きが変わり、流体管２を円滑にガイドしながら管軸方向に移動させることができる。

後述する芯出し作業を行う際、上下の第２伸縮移動手段１６、１６のピストンロッド１６ａ、１６ａを同期させて伸長させ、ガイドローラ１７により作業立坑１２の土留め板１３を押圧すると、第２の保持体６と共に流体管２の後部側を左右方向に移動させることができる。第２の保持体６は、第１の保持体５と同様に、第１伸縮移動手段１１を介して進退駆動装置７のシリンダ７ａの下端に取り付けられ、後述する芯出し作業を行う際、第１伸縮移動手段１１を作動させてピストンロッド１１ａを上下方向に伸縮させると、第２の保持体６と共に流体管２の後部側を上下方向に移動させることができる。

次に、前述した芯出し装置を用いて流体管２、２同士を芯合わせする芯出し方法について説明する。なお本実施例では、芯出し作業は、前述したように、流体管２の導入工程を完了した後、連続して行われるが、これに限らず、芯出し作業は、例えば流体管２の導入工程と並行して行ってもよい。すなわち、図９(ｃ)に示す位置まで導入された流体管２が先に導入された流体管２に対し芯ずれを起こしている場合には、回転駆動装置４、第１、第２の保持体５、６及び進退移動装置７、７を撤去せずにそのまま芯出し作業に用いられるため、流体管２の前端部への回転駆動装置４の装着工程、回転駆動装置４を第１の保持体５により保持する工程及び流体管２の後端部を第２の保持体６により保持する工程は省略される。また、作業立坑１２、１２も既に掘削されているので、その掘削工程も省略することができる。

まず、図９(ｃ)に示す位置まで導入された流体管２を回転駆動装置４により回転させ、流体管２の外周面に固定されたシート部材３，３’の刃部３ｂにより構成される掘削機能部により流体管２の周囲の地盤を攪拌して軟弱化させる。この際、進退移動装置７、７により、流体管２を所定の範囲だけ上下方向に往復移動させるとともに、第１、第２の保持体５、６に設けた第２伸縮移動手段１６を作動させて、流体管２を左右方向に移動させるのが好ましい。このようにすると、流体管２の周囲の地盤が広範囲に軟弱化されるため、略水平に保持された流体管２の管軸方向に対し直交する方向（管軸直交方向ともいう）である上下左右方向への移動範囲を大とすることができ、流体管２が大きく芯ずれを起こしていても対処することができる。

次いで、前後の第１伸縮移動手段１１のいずれか一方または両方を同時に作動させ、第１、第２の保持体５、６により保持されている流体管２を上下方向に移動させるとともに、第１、第２の保持体５、６に設けた第２伸縮移動手段１６のいずれか一方または両方を同時に作動させて、流体管２を左右方向に移動させ、先に導入された流体管２との芯合わせを行う。この際、前工程において流体管２の周囲の地盤は軟弱化され、地盤による流体管２の拘束力が小さくなっているので、埋設された流体管２を上下左右方向に容易に移動させることができる。また、第２伸縮移動手段１６のピストンロッド１６ａには、土留め板１３に沿って回転しながら上下方向に移動するガイドローラ１７が取付けられているので、第１、第２の保持体５、６を土留め板１３に沿ってスムーズに上下動させることができる。

次いで、先に導入された流体管２との芯合わせ作業を行った後、図９(ｃ)に２点鎖線で示すように、回転駆動装置４に取付けた軸方向移動手段１０を作動させ、そのピストンロッド１０ａを伸長させて土留め板１３を押圧することにより、回転駆動装置４と共に流体管２を管軸方向後側に移動させる。この際、回転駆動装置４は第１の保持体５により管軸方向に摺動可能に保持されているとともに、第２の保持体６の支持ローラ２０は９０°向きを変え、さらに流体管２の周囲の地盤は軟弱化されているので、流体管２を管軸方向に容易に移動させることができる。

次いで、流体管２を先に導入された流体管２の端面と当接するまで管軸方向後側に移動させた後、流体管２、２の端部同士を溶接または管継手等により接合する。この接合時に、流体管２、２同士の端面が図１１(ａ)に示すように垂直方向に対し傾斜し、突き合わせ面に隙間が形成されている場合には、図１１(ｂ)に示すように、流体管２、２の端面同士が平行となるように、回転駆動装置４により流体管２を所定角度回転させた後、図１１(ｃ)に示すように、軸方向移動手段１０を作動させて流体管２を後方に移動させればよい。このようにすると、流体管２、２の端面同士を隙間なく突き合わせて接合することができる。

流体管２、２の端部同士を接合した後、進退駆動装置７を撤去するとともに、分解可能に組み立てられている第１、第２の保持体５、６を分解して撤去し、さらに回転駆動装置４を流体管２より取外して撤去した後、次の流体管２の導入作業を開始する。なお、流体管２、２同士を接合した後、作業立坑１２は、固化剤入りの液体または固化剤と土砂とからなる泥水を投入して埋め戻される。

上述したように、実施例に係る芯出し方法及び芯出し装置によれば、地中に導入して埋設された流体管２を回転駆動装置４により回転させ、流体管２の外周面の突起状の掘削機能部により流体管２の周囲の地盤を攪拌して軟弱化させて、地盤による流体管２の拘束力を小さくしてから、第１、第２伸縮移動手段１１、１６により第１、第２の保持体５、６及びそれにより保持された流体管２を上下左右方向に移動させるので、地中に埋設された流体管２であっても、これを上下左右方向に容易に移動させて芯出し作業を効率よく行うことができる。

また、芯出し作業を行った後、軸方向移動手段１０を作動させて、流体管２を先に導入された流体管２に向かって移動させることができるので、芯出し作業と流体管２同士の接合作業を連続して行うことができる。

さらに、第１、第２の保持体５、６は分解可能に組み立てられているので、それらの撤去作業も容易である。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、流体管２の後端部を保持する第２の保持体６の上下左右の内面に支持ローラ２０を１個ずつ取付けているが、流体管２の外周面を安定的に保持するために、支持ローラ２０を管軸方向に複数個並べて取付けてもよい。

また、前記実施例では、第１、第２の保持体５、６を上下方向に移動させる第１伸縮移動手段１１、１１を、進退駆動装置７のシリンダ７ａに取付けているが、第１、第２の保持体５、６を直接上下方向に移動させるように、第１、第２の保持体５、６の上部に左右１対ずつ設けてもよい。この場合、第１伸縮移動手段の上端部を、例えば地表に設置した支持体により支持すればよい。

また、前記実施例では、第２の保持体６は、流体管２の後端部を保持しているが、例えば流体管が長尺の場合、この流体管の後端部を保持する第２の保持体６に加え、当該流体管の中間部を保持する別の第２の保持体が構成されていてもよい。

１ 導入装置
２ 流体管
３，３’ シート部材（掘削機能部）
３ａ シート状部
３ｂ 刃部
３ｆ テーパ面
４ 回転駆動装置
４ａ 回転軸
４ｂ ギアードモータ
５ 第１の保持体
６ 第２の保持体
７ 進退駆動装置
７ａ シリンダ
８ リブ部材
８ａ 鋸歯状歯
９ 管保持部
９ａ クランプ
９ｃ 伸縮部材
９ｄ ヘッド
１０ 軸方向移動手段
１０ａ ピストンロッド
１１ 第１伸縮移動手段（第１移動手段）
１１ａ ピストンロッド
１２ 作業立坑
１３ 土留め板
１４ 枠体
１４ａ 横枠材
１４ｂ 縦枠材
１５ 保持部材
１５ａ 摺動部材
１６ 第２伸縮移動手段（第２移動手段）
１６ａ ピストンロッド
１７ ガイドローラ
１８ 取付板
１９ ブラケット
２０ 支持ローラ
２１ ローラ支持部材

上記課題を解決するために、本発明の地中に埋設される流体管の芯出し・接合方法は、
外周面に突起状の掘削機能部を有し、地面に対して略水平に保持された流体管を回転させながら地中に向けて下方に移動させ、前記掘削機能部により地盤を掘削しながら地中に埋設される流体管の芯出し・接合方法であって、
前記流体管の一端部に、回転駆動装置及び前記流体管を管軸方向に移動させる軸方向移動手段を装着するとともに、該回転駆動装置を、第１の保持体により前記流体管の管軸方向に移動可能、かつ管軸方向に対し直交する方向に移動可能に保持し、
前記流体管の少なくとも他端部を、第２の保持体により前記流体管の管軸方向に移動可能、かつ管軸方向に対し直交する方向に移動可能、かつ回転自在に保持する工程と、
前記回転駆動装置により地中に埋設される前記流体管を回転させ、前記掘削機能部により流体管の周囲の地盤を攪拌する工程と、
前記流体管を前記管軸方向に対し直交する方向に移動させることにより、前記流体管を地中に先に埋設された流体管に対し芯合わせするとともに、
前記第１の保持体及び前記第２の保持体により、前記流体管及び前記回転駆動装置を保持した状態で、前記軸方向移動手段により前記流体管を先に埋設された流体管に向かって管軸方向に移動させる工程と、
前記流体管の端部と前記先に埋設された流体管とを接合する工程と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、地中に埋設される流体管を回転駆動装置により回転させることにより、流体管の外周面の掘削機能部により流体管の周囲の地盤を攪拌して軟弱化させ、地盤による流体管の拘束力を小さくした後、流体管の両端部を管軸方向に直交する上下左右方向に移動させて流体管同士を芯合わせするので、地中に埋設された流体管であっても、芯出し作業を効率よく行うことができる。
また、この特徴によれば、芯出し作業と流体管同士の接合作業を連続して行うことができる。
更に、この特徴によれば、芯出し作業を行った後、軸方向移動手段を作動させて、流体管を先に導入された流体管に向かって移動させることができるので、芯出し作業と流体管同士の接合作業を連続して行うことができる。

地中に埋設される流体管の芯出し・接合方法に用いる芯出し・接合装置であって、
流体管の一端部に装着され、該流体管を回転させる回転駆動装置と、
該回転駆動装置に接続され、前記流体管を管軸方向に移動させる軸方向移動手段と、
前記回転駆動装置を前記流体管の管軸方向に移動可能、かつ管軸方向に対し直交する方向に移動可能に保持する第１の保持体と、
前記流体管の少なくとも他端部を、前記流体管の管軸方向に移動可能、かつ前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能、かつ回転自在に保持する第２の保持体と、
前記第１の保持体を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動させる第１移動手段と、
前記第２の保持体を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動させる第２移動手段と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、地中に埋設される流体管を回転駆動装置により回転させ、流体管の外周面の突起状の掘削機能部により流体管の周囲の地盤を攪拌して軟弱化させて、地盤による流体管の拘束力を小さくしてから、第１、第２移動手段により第１、第２の保持体及びそれにより保持された流体管を上下左右方向に移動させるので、地中に埋設された流体管であっても、これを上下左右方向に容易に移動させて芯出し作業を効率よく行うことができる。
また、この特徴によれば、芯出し作業と流体管同士の接合作業を連続して行うことができる。
更に、この特徴によれば、芯出し作業を行った後、軸方向移動手段を作動させて、流体管を先に導入された流体管に向かって移動させることができるので、芯出し作業と流体管同士の接合作業を連続して行うことができる。

Claims (9)

1. 外周面に突起状の掘削機能部を有し、地面に対して略水平に保持された流体管を回転させながら地中に向けて下方に移動させ、前記掘削機能部により地盤を掘削しながら地中に埋設される流体管の芯出し方法であって、
   前記流体管の一端部に回転駆動装置を装着するとともに、該回転駆動装置を、前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能に保持する工程と、
   前記流体管の少なくとも他端部を、前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能かつ回転自在に保持する工程と、
   前記回転駆動装置により地中に埋設される前記流体管を回転させ、前記掘削機能部により流体管の周囲の地盤を攪拌する工程と、
   前記流体管を前記管軸方向に対し直交する方向に移動させることにより、前記流体管を地中に先に埋設された流体管に対し芯合わせする工程と、
   を備えることを特徴とする地中に埋設される流体管の芯出し方法。
2. 前記地盤を攪拌する工程において、前記流体管を回転させながら前記管軸方向に対し直交する方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の地中に埋設される流体管の芯出し方法。
3. 前記流体管を芯合わせした後、前記流体管を先に埋設された流体管に向かって管軸方向に移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の地中に埋設される流体管の芯出し方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の地中に埋設される流体管の芯出し方法に用いる芯出し装置であって、
   流体管の一端部に装着され、該流体管を回転させる回転駆動装置と、
   前記回転駆動装置を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能に保持する第１の保持体と、
   前記流体管の少なくとも他端部を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動可能かつ回転自在に保持する第２の保持体と、
   前記第１の保持体を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動させる第１移動手段と、
   前記第２の保持体を前記流体管の管軸方向に対し直交する方向に移動させる第２移動手段と、
   を備えることを特徴とする芯出し装置。
5. 前記流体管を管軸方向に移動させる軸方向移動手段を有することを特徴とする請求項４に記載の芯出し装置。
6. 前記第１、第２の保持体は、それぞれ前記回転駆動装置及び前記流体管の端部を囲む枠状をなすとともに、分解可能に組み立てられていることを特徴とする請求項４または５に記載の芯出し装置。
7. 前記第２の保持体の内面に、前記流体管の外周面を回転自在に支持する支持ローラを設けたことを特徴とする請求項６に記載の芯出し装置。
8. 前記支持ローラは、前記流体管を管軸方向に案内可能に前記第２の保持体に取付けられていることを特徴とする請求項７に記載の芯出し装置。
9. 前記第２移動手段は、作業立坑の内壁に沿って上下方向に移動可能なガイドローラを有することを特徴とする請求項４ないし８のいずれかに記載の芯出し装置。

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