JP2520240B2 - 配管内鋼管布設工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、液体あるいは気体等を輸送するコンクリ
ート管や鋼管等からなる配管内に、鋼管を新らしく布設
する方法、例えば地下に埋設されている老朽化した上水
道用配管や下水道用配管内に鋼管を布設する工法に関す
るものである。

〔従来技術〕

液体あるいは気体を輸送する配管が老朽化した場合は
これを取替えねばならないが、その配管が地下に埋設さ
れている場合は、掘り起こし，配管交換，埋め戻し等に
多大に費用を要し、特に都市における道路の下部地盤に
埋設されている配管を取替える場合は、長期間にわたっ
て道路交通が阻害される。

このため近時、取替えが予定されている老朽既設配管
内にその配管よりやや小径の多数の鋼管を順次挿入し、
その鋼管を配管内に溶接等の接続手段により接続し、前
述のような掘り起こしや埋め戻しを行なわない配管内鋼
管布設工法が採用されている。

ところで、既設配管内に配管する鋼管は、元の流路断
面積の減少をできるだけ小さく抑えないと別に新設配管
を行ったり、流量制限が必要となる不具合が生じる。こ
のため、既設配管内に配管する鋼管は、既設配管内径よ
り、約30〜100mm程度小さいサイズのものが使用され
る。

従来知られている配管内鋼管布設工法について説明す
ると、第１の方法は、第11図および第12図に示すよう
に、車輪支持部材９に鋼管走行用車輪10を取付けて構成
した鋼管走行案内装置11を新設の鋼管12の両端部の周囲
における複数箇所にボルト13により着脱自在に固定した
のち、この鋼管走行案内装置付き鋼管14を老朽化した既
設配管７内に挿入して前記鋼管走行用車輪10によりガイ
ドしながら既設配管７内の既設の配管15の近くまで走行
させる。

次いで各鋼管走行案内装置11を新設の鋼管12から取外
し、次に図示していないジャッキまたはウインチ等の押
込装置により、前記新設の鋼管12の管端を既設の鋼管15
の管端に当接させ、続いて各鋼管12,15を突合せ溶接接
合したのち、新設の鋼管12の下側管壁に設けた注入孔16
からその鋼管12と既設配管７との間の管上空間にモルタ
ルを注入し、かつ新設の鋼管12内の上側管壁に設けた排
出孔17から前記管状空間内の空気を鋼管12内に排出し、
前記排出孔17からモルタルが流出したときモルタルの注
入を停止する工法である。

また第２の工法は、鋼板の巾方向の両端縁に開先加工
を施し、かつその鋼板にベンディングロールにより曲げ
加工を施して管状体を成形すると共に、第13図に示すよ
うにその管状体の管周囲方向の両端側部分を重ね巻きし
て巻込鋼管18を製造し、次に第14図に示すように、その
巻込鋼管18の両端部における管周囲方向の複数箇所に鋼
管走行案内装置11をボルト13により着脱自在に固定した
のち、その鋼管走行案内装置付き鋼管19を、老朽化した
既設配管７内に挿入して前記鋼管走行案内装置11におけ
る鋼管走行用車輪10によりガイドしながら既設配管７内
の既設の巻込鋼管からなる鋼管20の近くまで走行させ
る。

次いで鋼管走行案内装置11を巻込鋼管18から取外し、
次に第15図に示すように、巻込鋼管18内にセットした拡
開用ジャッキ21により巻込鋼管18における管周囲方向の
両端の端縁22,23が突合せ溶接位置に達するまで、前記
巻込鋼管18を拡開させ、次に第１の方法の場合と同様
に、前記拡開された巻込鋼管18を既に既設配管７内に挿
入固定されている鋼管20に接する位置まで押込移動し、
次いでその巻込鋼管18の管端部と鋼管20の管端部とを溶
接接合すると共に、巻込鋼管18の管周囲方向の両端縁2
2,23を管軸方向に溶接接合して、鋼管を構成し、次に前
記巻込鋼管18の下部の注入孔からその巻込鋼管18と既設
配管７との間の管状空間にモルタルを注入し、巻込鋼管
18の上部の排出孔から前記管状空間内の空気を排出する
工法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、前記第１の工法の場合は、第16図に示すよ
うに、注入孔16が鋼管12の下部に位置すると共に排出孔
17が鋼管12の上部に位置するように、鋼管12を既設配管
７内の所定位置に挿入する必要があるが、鋼管12を既設
配管７内に挿入していくとき、その鋼管12が自然に回転
して、第17図に示すように注入孔16および排出孔17が鋼
管12の側部に位置することが多く、そのためジャッキ，
コロ，ウインチ，押込装置等を使用して、既設配管７内
で鋼管12を回転し、注入孔16が下部に位置すると共に排
出孔17が上部に位置するように鋼管12の向きを修正する
という煩雑な修正作業を必要とする。

また前記第２の工法の場合も、巻込鋼管18が既設配管
７内に押込まれるとき、巻込鋼管18が自然に回転して、
第18図に示すように、巻込鋼管18における管周囲方向の
両端側の重合部分が、側部に位置したり、上部に位置し
たりすることがある。

巻込鋼管18における管周囲方向の両端縁の管軸方向に
突合せ溶接位置が側部または上部にあると溶接を行ない
にくく、また溶接部に欠陥を生じさせないためには下向
き溶接が適していることは当然である。したがって、第
２の工法の場合も、巻込鋼管18が自然に回転したとき
は、その巻込鋼管18を回転して向きを修正するという煩
雑な作業を必要とする。

さらに第２の工法の場合は、巻込鋼管18における管周
囲方向の両端縁を管軸方向に溶接して鋼管を構成したの
ち、注入孔16を下部に位置させると共に排出孔17を上部
に位置させるために、溶接後に巻込鋼管18を回転させる
必要がある。

しかしながら、一旦既設配管７内に巻込鋼管18を挿入
した後では、その巻込鋼管18を回転することが困難であ
り、また既設の巻込鋼管からなる鋼管20と新設の巻込鋼
管18とにおける管周囲方向の両端縁の管軸方向溶接線が
管長手方向に連続すると構造的に弱点になるので、これ
を避けるために、前記鋼管20の管端と巻込鋼管18の管端
とを溶接接合する際に、鋼管20の管周囲方向の両端縁の
管軸方向突合せ溶接位置に対し、巻込鋼管18の管周囲方
向の両端縁の管軸方向突合せ溶接位置を管周囲方向に若
干偏位させることが必要であり、そのため巻込鋼管18を
回転させねばならないが、そのような巻込鋼管18の回転
を必要に応じて自由にかつ容易にしかも迅速に行なう装
置が存在しないので、配管内鋼管布設作業の能率および
作業性が悪いという問題がある。

前記の対策として、図11の鋼管走行用車輪10に代えて
キャスターを鋼管12に取付け、このキャスターにより鋼
管12の走行と回転をガイドさせることも考えられるが、
キャスターは接触面との適正な圧接によりはじめて安定
した方向変換動作が可能なものであって、前述の鋼管12
の少なくとも配置角度を異にする３個所以上の各位置に
複数のキャスターを取付け、それで鋼管12の走行と回転
をガイドさせるときは、全キャスターを同時に方向変換
動作させることは難しく、そのために方向変換動作が不
確実となり、かえって作業能率の低下や危険を招くこと
もある。

〔発明の目的、構成〕

この発明は前述の問題を有利に解決できる配管内鋼管
布設工法を提供することを目的とするものであって、こ
の発明の要旨とするところは、既設配管よりやや小径の
鋼管を、前記既設配管内に挿入して配管する工法におい
て、車輪支持部材１に鋼管走行用車輪２および鋼管回転
用車輪３をそれぞれ既設配管７の内面に選択的に接触可
能に、かつ両車輪2,3の車軸の配置角度が略直角をなす
ように取付けて構成した鋼管走行回転案内装置４を、鋼
管５の両端部の周囲における複数箇所に着脱自在に取付
けたのち、その鋼管走行回転案内装置付き鋼管６を既設
配管７内に挿入して前記鋼管走行用車輪２によりガイド
しながら既設配管７内の既設の鋼管８の近くまで走行さ
せ、次いで前記鋼管走行回転案内装置付き鋼管６を鋼管
回転用車輪３によりガイドしながら適当角度回転し、次
に鋼管走行回転案内装置４を鋼管５から取外したのち、
その鋼管５を移動して前記既設の鋼管８に当接し、各鋼
管5,8を溶接接合することを特徴とする配管内鋼管布設
工法にある。

〔作 用〕

車輪支持部材１に鋼管走行用車輪２および鋼管回転用
車輪３を取付けて構成した鋼管走行回転案内装置４を、
鋼管５の両端部の周囲における複数箇所に着脱自在に取
付けたのち、その鋼管走行回転案内装置付き鋼管６を既
設配管７内に挿入して前記鋼管走行用車輪２によりガイ
ドしながら既設配管７内の既設の鋼管８の近くまで走行
させ、次いで前記鋼管５の任意角度の回転を鋼管回転用
車輪３によりガイドしながら容易にかつ迅速に行なうこ
とができる。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第９図および第10図はこの発明の実施例において用い
られる鋼管走行回転案内装置４を示すものであって、管
端嵌入用溝24を備えている車輪支持部材１に、前記管端
嵌入用溝24内を通る平面に直角な方向に延長する車輪位
置調節支持用ボルト25,26が螺合され、一方のボルト25
の先端部に、車輪支持部材１の案内溝27内に配置された
車輪支持アーム28の基端部が相対的に回動し得るように
嵌合され、その車輪支持アーム28の先端部には鋼管走行
用車輪２が取付けられ、かつ他方のボルト26の先端部
に、車輪支持部材１の案内溝29内に配置された車輪支持
金具30の基端部が相対的に回動し得るように嵌合され、
その車輪支持金具30の先端部には鋼管回転用車輪３がそ
の車軸の配置角度が前記鋼管走行用車輪２の車軸と直角
配置となるようにして取付けられ、さらに前記車輪支持
部材１における管端嵌入用溝24に対向する部分には複数
の取付用ボルト31が螺合されている。

次に前記鋼管走行回転案内装置４を使用したこの発明
の実施例に係る配管内鋼管布設工法について説明する。

まず第１図に示すように、前述のようにして巻込鋼管
からなる鋼管５を製造したのち、その鋼管５の挿入およ
び回転を容易にするために、鋼管５の管周囲方向の両端
縁22,23をスポット溶接等の仮着溶接32により仮固定
し、次に第２図および第３図に示すように、鋼管５の両
端部にそれぞれ３箇の鋼管走行回転案内装置４をほぼ等
角度間隔で配置して、車輪支持部材１の管端嵌入用溝24
を鋼管５の管端に嵌合すると共に、取付用ボルト31によ
り車輪支持部材１を管端に固定し、かつ各鋼管走行回転
案内装置４における鋼管回転用車輪３を引込ませると共
に鋼管走行用車輪２を突出させた状態で、鋼管走行回転
案内装置付き鋼管６を老朽化した既設配管７内に挿入
し、既設配管７の内面を転動する鋼管走行用車輪２によ
りガイドしながら、鋼管走行回転案内装置付き鋼管６を
走行移動させて、その鋼管走行回転案内装置付き鋼管６
を既に既設配管７内に配置されている巻込鋼管からなる
鋼管８の管端近くまで移動する。

次に車輪位置調節支持用ボルト26の回動により鋼管回
転用車輪３を突出させて既設配管７の内面に当接させる
と共に、車輪位置調節支持用ボルト25の回動により鋼管
走行用車輪２を鋼管５の中心側に引込移動させたのち、
前記鋼管回転用車輪３によりガイドしながら鋼管走行回
転案内装置付き鋼管６を第４図に示すように回転し、既
設配管７内に配置されている既設の鋼管８における管周
囲方向の両端縁の管軸方向突合せ溶接線33と、新設の鋼
管５における管周囲方向の両端縁の突合せ管軸方向溶接
線とが、一直線上に並ばないように、かつ注入孔16が下
部に位置すると共に排出孔17が上部に位置するように回
転して、第５図の状態にする。

次いで鋼管走行回転案内装置４を取外し、第６図に示
すように鋼管５内にセットした拡開用ジャッキ21を緊張
して、前記仮着溶接32を破壊させると共に、鋼管５の管
周囲方向の両端縁22,23が突合せ溶接位置に達するまで
鋼管５を拡開させたのち、鋼管５の管周囲方向の両端縁
22,23を軸方向溶接接合して鋼管を構成する。

なおこの場合、鋼管５の周囲方向の一端部に予め裏当
金42を取付けておくのが好ましい。

次に第７図に示すように既設の鋼管８における後端の
下半部外周に裏当金35を溶接により取付けると共に、新
設の鋼管５における前端の上半部外周に裏当金36を溶接
により取付け、かつ既設の鋼管８における後端内部上面
にアイプレート37を溶接により固着すると共に、新設の
鋼管５における前端内部上面にアイプレート38を溶接に
より固着する。

次に各アイプレート37,38にわたってチェーンブロッ
ク39をかけて、そのチェーンブロック39により新設の鋼
管５の吊上げると共に既設の鋼管８に向かって移動し
て、第８図に示すように、新設の鋼管５の前端部を裏当
金35に載置し、かつ新設の鋼管５の後端側部分と既設配
管７との間に複数のスペーサ40を管周囲方向に間隔をお
いて介在させると共に、各鋼管5,8を溶接により結合す
る。第８図に示されているように、新設の鋼管５の管軸
方向溶接線34は、既設の鋼管８の管軸方向溶接線33に対
し、管周囲方向に偏位して配置されている。

次に新設の鋼管５の後端部と既設配管７との間にゴム
チューブのリングからなる環状型枠41を圧入し、次に注
入孔16から鋼管５と既設配管７との間の管状空間にモル
タル43を注入し、以下同様の工程を反復して行なって既
設配管７内に鋼管を布設していく。

前記鋼管走行回転案内装置付き鋼管６を回転する場
合、人手により回転してもよく、あるいは適当な工具を
用いて回転してもよい。

前記実施例のように、鋼管５の両端部にそれぞれ３箇
の鋼管走行回転案内装置４をほぼ等角度間隔で取付けて
おけば、既設配管７内での鋼管走行回転案内装置付き鋼
管６の走行性および回転性を向上させることができる。

この発明を実施して、内径800mmの老朽化した既設水
道鋼管内に長さ4m,内径740mm,板厚10mmの巻込鋼管から
なる鋼管の布設を行なったところ、前記従来の第２の方
法により巻込鋼管を布設する場合に比べて、布設時間を
2/3〜1/2に短縮することができた。なお使用した鋼管走
行回転案内装置４の全長は350mm,高さは180mmであり、
巻込鋼管の両端部にそれぞれ３箇の鋼管走行回転案内装
置４を取付けた。

以上、巻込鋼管についての実施例について述べている
が、挿入する管が成形された通常の管であっても、同様
にして布設することができる。この場合は拡管作業およ
び管軸方向の溶接作業は不要となる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、既設配管よりやや小径の鋼管を前
記既設配管内に挿入して配管する工法において、車輪支
持部材１に鋼管走行用車輪２および鋼管回転用車輪３を
取付けて構成した鋼管走行回転案内装置４を、鋼管５の
両端部の周囲における複数箇所に着脱自在に取付けたの
ち、その鋼管走行回転案内装置付き鋼管６を既設配管７
内に挿入して前記鋼管走行用車輪２によりガイドしなが
ら既設配管７内の既設の鋼管８の近くまで走行させ、次
いで前記鋼管走行回転案内装置付き鋼管６を鋼管回転用
車輪３によりガイドしながら適当角度回転するので、既
設配管７に挿入された鋼管５を、小さな回転力で容易に
かつ迅速に回転することができ、そのため既設配管７内
の鋼管布設を容易にかつ高能率で行なうことができ、さ
らに小型で簡単な構造の鋼管走行回転案内装置４を管端
に取付けて鋼管５の走行および回転を円滑に行なわせる
ことができるので、経済的に配管内鋼管布設を行なうこ
とができる等の効果が得られる。

特に本発明によると、車軸の配置角度が略直角をなす
ように設けられる鋼管走行用車輪２と鋼管回転用車輪３
とを鋼管５の両端部において着脱自在に組合わせてなる
ので、鋼管５の既設配管７内での安定走行と安定回転が
可能となり、前述の鋼管布設の高能率化と作業の安全
性，信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第10図はこの発明の実施例を示すものであ
って、第１図は巻込鋼管の縦断正面図、第２図は鋼管走
行回転案内装置付き鋼管を既設配管内で走行移動させる
状態を示す縦断側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面
図、第４図は鋼管走行回転案内装置付き鋼管を既設配管
内で回転させている状態を示す縦断正面図、第５図は新
設の鋼管の回転を終了した状態を示す縦断側面図、第６
図は巻込鋼管からなる鋼管を拡開させた状態を示す縦断
正面図、第７図は各鋼管の端部に裏当金を取付けると共
に新設の鋼管の吊上移動準備を完了した状態を示す縦断
側面図、第８図は新設の鋼管を既設の鋼管に接合すると
共にモルタルグラウトを施した状態を示す縦断側面図、
第９図は鋼管走行回転案内装置の一部縦断側面図、第10
図はその平面図である。 第11図は従来の方法により配管内鋼管布設状況を示す縦
断側面図、第12図は既設配管およびその内部に配置され
た鋼管を示す縦断正面図である。第13図ないし第15図は
従来の他配管内鋼管布設工法を説明する図であって、第
13図は巻込鋼管の縦断正面図、第14図は既設配管内に鋼
管走行回転案内装置付き鋼管を配置した状態を示す縦断
側面図、第15図は巻込鋼管からなる鋼管を拡開させた状
態を示す縦断正面図、第16図は鋼管における注入孔およ
び排出孔が正規の位置に配置されている状態を示す縦断
正面図、第17図は注入孔および排出孔が異常位置に配置
されている状態を示す縦断正面図、第18図は従来の配管
内鋼管布設工法における巻込鋼管の突合せ溶接位置およ
び注入孔位置ならびに排出孔位置の不良状況を示す縦断
正面図である。 図において、１は車輪支持部材、２は鋼管走行用車輪、
３は鋼管回転用車輪、４は鋼管走行回転案内装置、５は
鋼管、６は鋼管走行回転案内装置付き鋼管、７は既設配
管、８は鋼管、24は管端嵌入用溝、25および26は車輪位
置調節支持用ボルト、27は案内溝、28は車輪支持アー
ム、29は案内溝、30は車輪支持金具、31は取付用ボル
ト、32は仮着溶接である。

フロントページの続き (72)発明者 河口 武大 北九州市八幡区川淵町９−27 太平工業 株式会社八幡支店内 (72)発明者 坂口 斗茂雄 北九州市八幡西区築地町16番１号 岡崎 工業株式会社八幡支社内 (56)参考文献 特開 昭51−105112（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既設配管よりやや小径の鋼管を、前記既設
   配管内に挿入して配管する工法において、車輪支持部材
   １に鋼管走行用車輪２および鋼管回転用車輪３をそれぞ
   れ既設配管７の内面に選択的に使用可能に、かつ両車輪
   2,3の車軸の配置角度が略直角をなすように取付けて構
   成した鋼管走行回転案内装置４を、鋼管５の両端部の周
   囲における複数箇所に着脱自在に取付けたのち、その鋼
   管走行回転案内装置付き鋼管６を既設配管７内に挿入し
   て前記鋼管走行用車輪２によりガイドしながら既設配管
   ７内の既設の鋼管８の近くまで走行させ、次いで前記鋼
   管走行回転案内装置付き鋼管６を鋼管回転用車輪３によ
   りガイドしながら適当角度回転し、次に鋼管走行回転案
   内装置４を鋼管５から取外したのち、その鋼管５を移動
   して前記既設の鋼管８に当接し、各鋼管5,8を溶接接合
   することを特徴とする配管内鋼管布設工法。