JP2627815B2 - 堤体を貫通する管路の布設方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は河川，溜め池等の提体を貫通する水路の新
設及び既設管の更新方法に係る。

［従来の技術］ 従来から河川の水を用水として使用するためや、逆に
河川へ使用した水を排出するために水路を設ける必要の
生じる機会はよく発生するが、この場合には当然河川や
溜め池の堤防を横断する水路を新たに掘削しなければな
らないので、提体の上から開削工事を施して所望の水路
を形成するのが一般の方法である。

また用水量，排水量が大きく増え、既設の水路ではこ
の要求に応じ切れないことも多発しているが、管路の更
新についても同様な事情におかれている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら最近においては堤防の上はそれ自体を車
両の往来する道路として活用する事が普通であって、一
時的にせよ、前記の開削工事のために交通を遮断して迂
回を強いることは、現在の道路事情からはまことに忍び
がたい状況に置かれていると言える。またこの交通の切
り回しのためや、一時切り取られる提体の代わりに架設
する仮堤防の設置や撤去には多額の費用を必要とするの
で、この解決が強く求められている。

提体を切除せずに水路を新たに設けたり、更新するた
めには、地中へ水道用の管路を開削せずに付設する推進
工法を適用すると言う着想もある。しかしながらこの推
進工法においては管を発進の竪坑から油圧ジャッキ等で
地中へ押し込むものであるから、管の外周面と回りの土
砂との間には隙間が生じる可能性が高く、堤防内の水が
この隙間を伝って堤防外へ漏洩する虞れが残る。従って
この懸念を払拭する技術的な解決手段が伴なわない限
り、そのまま推進工法を適用することは無謀の謗りを免
がれ得ないと考えられる。たとえば特開平１−260197号
公報に係る従来技術では、先頭に管径よりも大径の刃口
を設けて土砂を切り取りながら後方から油圧ジャッキな
どで水平に押圧して前後の作用を受けて能率的に管路を
形成する推進工法を対象とするが、当然、管の外周面間
には刃口との外径差に相当する隙間Ｃが生じ、管周辺の
土質が透水性の砂質土などの場合では地下水がこの隙間
Ｃ内に回り、地下水の流入やそれに伴う土砂の流入など
工事の進行を妨げることが多かった。そのために第７図
のように、竪坑から水平に地盤内へ推進する各推進ユニ
ット（推進管）102A,102B間に特殊な継手103を介在さ
せ、この継手103の管周から放射状に固結剤105を隙間内
へ注入する複数のソケット131を設けた構成を提示し
た。ソケット131は継手内の円周方向に沿って所定の間
隔を置いて複数個取り付けられ、各ソケットの先端には
盲ねじで螺着した逆止弁132を取り付け、予定の位置に
継手103が推進したとき、推進を一旦停止して盲ねじを
取り外し、管内から固結剤注入ホースをソケットに接続
し、ホースを介して供給される固結剤の圧力によって逆
止弁132を押し開いて固結剤105を外周の隙間内へ注入す
る。注入された固結剤が硬化することによって環状の固
結層Ｈが形成されるので、地下水の回り込みが阻止され
流出水が大幅に減少すると謳っている。しかし、この方
法では先頭管の先端に刃口を取り付けて土砂を切り取り
つつ前進する推進方式であるから、意図的に隙間Ｃを形
成することを前提とし、その隙間に数箇所のソケットか
ら固結剤を噴射して全周に行き渡らせる構成であり、自
然の流動に任せたまま隙間内の管軸方向へも垂れ流し自
在に散逸するだけの充填では、絶対的に堅牢緻密な止水
層を要求される本発明の提体の貫通管路として到底適用
される対象になり難い。

本願発明は以上にのべた課題を解決するために非開削
的に提体を貫通する管路を布設し、かつその管路による
堤防内からの漏水の懸念が全く無い工法の提供を目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本願発明に係る提体を貫通する管路の付設方法は、提
体Ｓの少なくとも一方に竪坑１を掘削し該竪坑１に仮設
した押圧シリンダ15を作動して提体Ｓ内へ水平に管2Aを
圧入し、続けて別の管2Bを継ぎ足して進み、全推進工が
完了した際、提体のほぼ中央に位置する予定の管と管と
の接合位置へ圧入の推進力の伝達はできるが、管内側か
ら相互の接続を解除すれば分解取り外し自由となる分割
リング32を主体とする接続片３を、所定の距離を隔てて
対向する管端面の間へ嵌合して、さらに推進を続けて提
体Ｓを貫通する管路を形成し、管内から前記分割リング
32を分解して一旦取り外して前記管2Xと管2Y間に形成さ
れた環状の開口部31から全外周外へ向けて硬化促進剤を
含むセメントスラリー５を高圧噴射して該外周外付近の
土砂と置換し、または土砂間へ強制含浸して全周に亘っ
て緻密な置換層または含浸層Ｈを形成し、さらに未硬化
状態の全周へ止水板６を突設したのち、前記の管2Yと管
2Xの間で分解した分割リング32を接続して環状に復帰さ
せゴムパッキン61,62を介装して水封的に嵌合し直すこ
とを特徴とすることによって前記の課題を解決した。

また、より具体的には接続片３が管内側から複数の円
弧帯に分解できる分割リング32と、該分割リング32上に
受口部21の外周とほぼ等しく管軸方向へそれぞれが摺動
可能に配列された２ケの円筒34A,34Bとよりなり、提体
Ｓを横断するほぼ中央の位置で分割リング32を分解して
一旦取り外し、対向する管2Xと管2Yの管端同士間の距離
を中空状態に変えた後、円筒34を管の外周面上で摺動し
て環状の開口部31を形成し、竪坑１から管内を潜って接
続したノズル41を該開口部31と一致する円運動を行ない
つつセメントスラリーを高圧噴射し、さらに円筒34を管
外周面に添って摺動して開口部31とノズル41を連動して
必要な範囲に亘り満遍なくセメントスラリーを噴射し続
け、緻密に圧入含浸させることが最も好ましい。

［作用］ 第１図（イ）〜（ニ）は本願発明の作用を示す垂直断
面図であり、第２図に第１図（ニ）のＡ−Ａ断面を示し
ている。

提体Ｓの少くとも一方（図では両方）に竪坑１を掘削
し発進坑とする。他方は到達坑となる。

（イ）発進坑から提体へ向けて管2Aを圧入する。管2Aを
圧入し終ったら続けて管2Bを継ぎ足し順次水平に進んで
いくが、管の先端が提体の中央線Ｃの直下に相当する管
と管の間（図では2Bと2C）へ接続片３を介装してさらに
進む。該接続片３は環状状態に一体化している間は、管
と管の間に挟まって後方からの押圧力を前方へ伝えて推
進するが、本来は相互の接続を解除すれば分解して環状
体から多数の円弧体に転換できる分割リング32を主体と
した構成で形成されている。

（ロ）このようにして提体を水平に貫通する管路が開通
する。

（ハ）接続片３を構成する分割リング32を管内から分解
して一旦取り外すと、前管と後管との管端の間で形成さ
れている間隔が環状の開口部31となって管外と連通する
から、この開口部31を通過する円運動によって硬化促進
剤を含むセメントスラリーを管の全外周に向けて万遍な
く高圧噴射する。最も一般的にはジェットグラウト工法
として提供されている高圧噴射装置４を適用して周辺の
土砂と置換するのが望ましい。

すなわち図のように先端のノズル41は管路を挿通した
輸送管42と共に回転し、竪坑１内に置かれたグラウトマ
シンから圧送される硬化促進剤を含むセメントスラリー
５を外周外へはげしく噴射し、周辺の土砂Ｇを掘り崩し
ながら取り除きセメントスラリーの置換層Ｈを形成す
る。または周辺の土砂を残したまま砂粒の間隙を縫って
硬化促進剤を含むセメントスラリーを強制含浸させて土
砂層深くまで侵入させる方法でもよい。

（ニ）セメントスラリーの置換層（または含浸層）Ｈが
未硬化の間に、前記の開口部31から管全周に亘って外側
へ止水板６を直角に押し込みそのまま硬化させる。開口
部をはじめ、管と管の接続部分を水封して工事を完了す
る。

すなわち前記（イ）〜（ニ）に至る工事手順を踏むこ
とにより提体を全く開削しないで貫通する管路を布設
し、しかも管の外周とその周辺の土砂層とを縫う水の脱
漏のおそれもなく、管内から管外へ伝わる水の漏洩のお
それもない信頼性の高い高機能を発現する。

［実施例］ 以下に本願発明の好ましい実施例を図に基づいて説明
する。

第３図は推進工法の典型的な形態を示した垂直断面図
であって、発進用の竪坑１の内部には支柱壁11、推進台
12に保持されて油圧ポンプ13、ジャッキ台14、押圧シリ
ンダー15が据え付けられ、一方竪坑の上には管を搬入す
るための門型クレーン16を載せている。管２は竪坑内へ
搬入され押圧シリンダーによって水平に地中へ圧入され
るが、シリンダーのストロークには限度があるから、限
度一杯伸びたストロークは一旦縮めて管端との間にスト
ラット17を挟み込み、これを順次繰り返して圧入距離を
大きくしていく。

第４図（イ）〜（ホ）は第１図（ハ），（ニ）に相当
する手順の具体例である。管はダクタイル遠心鋳造管の
外周面を真直に揃えるために受口部21の膨出に合せて直
管部22上に外装コンクリート23を被装している。丁度提
体Ｓの中央線Ｃの直下に相当する管2Xと2Yとの間に接続
片３をあらかじめ介装しておく。この接続片は前面で管
2Xの挿口24と、また後面で管2Yの受口21とそれぞれ接触
して一方からの押圧力を他方へ伝達することができる。
望ましい例として接続片３は第５図に示すように分割リ
ング32を内面側とし、この上に片フランジ33A,33Bを具
えた２本の円筒34A,34Bを摺動可能に被冠している。

第４図（イ）では所定の位置に管路が貫通し、ほぼ提
体の中央に接続片３が到達している状態を示す。同図
（ロ）において前記の接続片のうち分割リング32のみを
管内から取り外し露呈した円筒34A,34Bを左右に摺動し
て開口部31を形成し、この開口部から硬化促進剤を含む
セメントスラリー５を管外周の土砂Ｇへ向って高圧噴射
している状態を示す。片フランジ33A,33Bを左右に引き
離すとき、外周面の円筒34A,34Bと外接する土砂との間
で摩擦抵抗が大きい場合には、片フランジの底部にねじ
孔を設け、ここへボルトなどを螺着して手作業の手がか
りとするか、油圧ジャッキやエアハンマーなどの機械的
手段の力を借りて水平移動すればよい。この図では高圧
噴射のノズル41だけしか図示していないが、第６図に望
ましい具体例の一つを掲げる。高圧噴射装置４の地上部
分は水タンク43,グラウトミキサ44,超高圧ポンプ45,油
圧ユニット46,コンプレッサー49と、別個にバキューム
車48とよりなり、竪坑内にジェットグラウトマシン47を
配置し二重になった輸送管42の内管を通って硬化促進剤
を含むセメントスラリーを高圧でノズル41まで圧送する
一方、外管を通って土砂Ｇを吸引してキューム車48へ送
り込み、土砂Ｇを置換層Ｈに変化させる。

なお別の実施例として土砂の吸引排出を行わず、単に
ノズル41からセメントスラリーを噴射するだけの作用に
よって外周の土砂間へ深く含浸させ、結果的に土砂の凝
結強化作用を誘発する方法もあり、提体を形成する諸条
件を勘案して工法を選択することが望ましい。

第４図（ハ）においては同図（ロ）の状態を保ちつつ
開口部31が図の左方へ移動し、この置換作用の範囲を管
軸方向へ拡大している状態を示す。同図（ニ）において
開口部31を再び元の中央線Ｃの直下に戻し、同図（ホ）
においてまず開口部から全管周に亘って止水板６を鍔状
に突出する。この止水板６はゴム製でドーナツ状に作製
され、内径側に鍔を付設したものが実際的である。その
後ゴムパッキン61,62を介装して再び分割リング32を管
内から装着すると、管2X,2Yの接続部分の水封機能が完
全に充たされた状態となる。

［発明の効果］ 本願発明に係る提体を貫通する管路の布設方法は、以
上に述べたように堤防の上から開削することなく水路を
堤防の内外に繋ぐ事ができ、工事による重大な交通の渋
滞を免れる。しかも本来の工事以外に必要な前後の付帯
工事も大巾に軽減できるから、工事に費やす費用や期間
を大きく節約する効果が享受できる。一方、管路の布設
後、提体を貫通する管路に原因がある漏水の心配は一切
なく、堤防としての機能に些かの瑕疵を加えるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ），（ロ），（ハ），（ニ）は本願発明の手
順を示す垂直断面図、第２図は第１図（ニ）のＡ−Ａ断
面図、第３図は実施例のうち推進工法を示す垂直断面
図、第４図（イ），（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）は
実施例のうち高圧噴射前後の手順を示す垂直断面図、第
５図は分割リングの側面図、第６図は高圧噴射装置の実
施例を示す配置図、第７図は従来技術の要部を示す縦断
正面図（イ）と側面図（ロ）。 １……竪坑、２……管、３……接続片 ４……高圧噴射装置 ５……硬化促進剤を含むセメントスラリー ６……止水板、31……開口部、32……分割リング 34……円筒、Ｓ……提体、Ｃ……中央線 Ｈ……置換層（または含浸層） Ｇ……土砂（スライム）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】河川、溜池等の提体を貫流して水路を布設
   する方法において、提体Ｓの少なくとも一方に竪坑１を
   掘削し該竪坑１に仮設した押圧シリンダ15を作動して提
   体Ｓ内へ水平に管2Aを圧入し、続けて別の管2Bを継ぎ足
   して進み、全推進工が完了した際、提体のほぼ中央に位
   置する予定の管と管との接合位置へ圧入の推進力の伝達
   はできるが、管内側から相互の接続を解除すれば分解取
   り外し自由となる分割リング32を主体とする接続片３
   を、所定の距離を隔てて対向する管端面の間へ嵌合し
   て、さらに推進を続けて提体Ｓを貫通する管路を形成
   し、管内から前記分割リング32を分解して一旦取り外し
   て前記管2Xと管2Y間に形成された環状の開口部31から全
   外周外へ向けて硬化促進剤を含むセメントスラリー５を
   高圧噴射して該外周外付近の土砂と置換し、または土砂
   間へ強制含浸して全周に亘って緻密な置換層または含浸
   層Ｈを形成し、さらに未硬化状態の全周へ止水板６を突
   設したのち、前記の管2Yと管2Xの間で分解した分割リン
   グ32を接続して環状に復帰させゴムパッキン61,62を介
   装して水封的に嵌合し直すことを特徴とする提体を貫通
   する管路の布設方法。
2. 【請求項２】請求項（１）において接続片３は管内側か
   ら複数の円弧帯に分解できる分割リング32と、該分割リ
   ング32上に受口部21の外周とほぼ等しく管軸方向へそれ
   ぞれが摺動可能に配列された２ケの円筒34A,34Bとより
   なり、提体Ｓを横断するほぼ中央の位置で分割リング32
   を分解して一旦取り外し、対向する管2Xと管2Yの管端同
   士間の距離を中空状態に変えた後、円筒34を管の外周面
   上で摺動して環状の開口部31を形成し、竪坑１から管内
   を潜って接続したノズル41を該開口部31と一致する円周
   運動を行ないつつセメントスラリーを高圧噴射し、さら
   に円筒34を管外周面に添って摺動して開口部31とノズル
   41を連動して必要な範囲に亘り満遍なくセメントスラリ
   ーを噴射し続け、緻密に圧入含浸させることを特徴とす
   る提体を貫通する管路の布設方法。