JP2933476B2 - 地中埋設管の敷設工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中にガス導管，水道
管等の埋設管を効率よく敷設することができる地中埋設
管の敷設工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス導管，水道管等を配管すると
きは、これらの配管を保護するために、地表から一定の
深さ以上に埋設管を埋設する必要がある。これら埋設管
の敷設工法には、開削工法と非開削工法とがあるが、こ
のうち開削工法では、まず埋設する配管ルートの路面の
舗装を壊し、単位長さだけ埋設管の径よりも相当広い幅
の溝を掘削して土砂を撤去してから、矢板等による山留
めと水換えを行う土木作業の後、掘削した溝内に管を吊
り降ろし、先に埋設してある管と溶接により接合する配
管作業を行い、その後で、埋戻しを行うように土木作業
工程と配管作業工程とが交互に一連の順序で行われてい
る。なお、開削溝は逆台形状に掘削して山留めを行わな
い場合があるが、この場合、掘削および埋戻し量が著し
く多くなるとともに、工事中の道路占用スペースが増大
して交通障害の原因となる。これら工程のうち、配管作
業工程においては、溶接，検査，防食等の専門技能職の
作業者を要するが、これら作業者が、土木作業工程時に
は遊んでしまい、また土木作業者は、配管作業工程時に
遊びが生じ、極めて非効率な作業となる。このような従
来の開削工法による地中埋設管の敷設工法に対して、土
木作業工程の効率化を目的とした「地中埋設管の土木施
工法」が先行技術として提案されている（特開平４−２
９６８９号公報参照）。この工法は、図１２に示すよう
に、地盤を掘削して土砂を撤去して形成した溝６１内
に、中空空間を有する空間確保材６０を配置しておき、
その空間確保材６０の上に土６２を埋戻して、空間確保
材６０を固定し、その固定した空間確保材６０の中空空
間に埋設管７を引き込み配管してから、空間確保材６０
と埋設管７との間の間隙に充填材を充填するので、土木
作業工程と配管作業工程とを分離して、埋設管敷設作業
の効率アップを図ったものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術によれ
ば、土木作業工程と配管作業工程とを独立して行えるた
め、作業者に遊びが生じることがなく、管敷設工事の効
率化が可能となる利点がある。しかし、従来と同等もし
くはこれよりも幅広の溝６１を掘削して、空間確保材６
０を設置する必要があるため、掘削土の埋戻し土量が、
従来と同等或いはそれよりも多くなり、また、埋戻し作
業が終了するまで、路面の通行ができなくなり、さらに
開削溝内に入って作業を行うため、安全性の点での課題
があった。本発明は、土木作業工程と配管作業工程とを
分離して行えるようにし、かつ掘削土量および埋戻し土
量を最小限にし、土木作業工程をさらに効率化すると同
時に交通障害を緩和し、しかも作業者の安全性を向上さ
せることができる地中埋設管の敷設工法を提供すること
を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の手段によ
り前記課題を解決するものである。配管ルートの路面１
に溝掘削機１０により埋設管深さまで狭幅の溝２を掘削
し、続いて路面１を走行する重機２０のブーム２２に連
結された円筒２３ａに内蔵した掘削ヘッド２４と排土コ
ンベア２５とを備えた配管孔掘削機２３により、前記溝
２を通して埋設管敷設軌道５３に保護管４より大径断面
の配管孔３を掘削して排土し、続いて掘削された配管孔
３内に、埋設管７より大径の保護管４を配設し、単位施
工区間の保護管４の配設が完了した後、保護管４と配管
孔３の隙間に裏込めを行うと共に、溝２の埋戻しおよび
転圧を行い、保護管４内に埋設管７を配管し、埋設管７
と保護管４の隙間７ａにグラウト材５を充填することを
特徴とする地中埋設管の敷設工法である。また、路面１
を走行する重機２０の前方に、溝掘削機１０を配置し、
その重機２０の後方にブーム２２に連結された配管孔掘
削機２３を一体的に装備した掘削機を用いて施工するこ
ともできる。さらに、狭幅の溝２を掘削しかつ配管孔３
を掘削した後、前記溝２の幅より広い上面板４１の下部
に、前記溝２の幅よりわずかに狭い幅とした２枚の側板
フレーム４２の上部を固着し、かつ前記２枚の側板フレ
ーム４２を補剛材４３により連結して構成した鋼製覆工
板ユニット４０を、溝２の掘削または配管孔３の掘削の
進行に伴って、順次、路面１の開口部に差し込み覆工
し、前記鋼製覆工板ユニット４０を撤去しながら、配管
孔３の掘削または溝２の埋戻しを行うこともできる。

【０００５】本発明の地中埋設管敷設工法は、開削工法
と非開削推進工法のそれぞれの利点を取入れ、欠点を補
い、かつ土木作業工程と配管作業工程とを分離して、互
いの工程の進捗に影響されずに、それぞれ独立して行え
るようにし、作業効率のアップを図ったものである。即
ち、本発明における狭幅の溝２は、不要な掘削土量およ
び埋戻し土量の最小化を図るものであって、配管孔掘削
機２３のブーム２２および排土コンベア２５が通過可能
な幅に抑えられ、従来の開削工法の掘削幅に較べて著し
く狭くしている。また、狭幅の溝２とすることで、工事
中の路面１の占有スペースを小さくし、交通障害を緩和
することができ、かつ簡単な覆工板ユニット４０により
路面１の開口部を塞ぐことを可能としている。さらに、
非開削推進工法の場合は推進方向の制御が難しいが、本
発明の場合は、路面１において容易に設定可能な計画配
管ルートに沿って掘削した溝２をガイドにして、正確に
埋設管７を収納するための配管孔３を掘削できる。ま
た、本発明における土木作業工程は、溝掘削，配管孔掘
削，保護管配設，裏込め土の埋戻しが、配管作業の工程
に影響されることなく、分離して連続的に行えるため作
業効率が高い。また配管作業工程も、土木作業工程の保
護管配設後であれば、土木作業の工程に影響されること
なく、しかも、直ちに路面１を復旧し交通規制を解除す
ることができる。前記保護管４は、地中に配管するため
の空間を確保し、土木作業と配管作業とを分離して行え
るようにする他に、埋設管７を土圧や腐食環境から保護
する作用もする。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図１１を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係
る地中埋設管敷設工法の全体を示すものであって、本発
明の工法は、以下の作業工程に大きく分けられる。即
ち、配管ルートの路面１に、溝掘削機１０により狭幅の
溝２を埋設管深さまで掘削する溝掘削工程と、路面１を
走行する重機２０のブーム２２に連結された掘削ヘッド
２４と、排土コンベア２５を備えた配管孔掘削機２３の
ブーム２２および排土コンベア２５を、前記溝２を通過
させながら埋設管敷設軌道５３に、後述の保護管４より
大径断面の配管孔３を掘削して排土する配管孔掘削工程
と、配管孔３の孔壁崩壊を防止するため、埋設管７より
大径の保護管４を引込む保護管配設工程と、前記保護管
の１日当りの単位施工区間の配設が済んだ後、保護管４
と配管孔３の隙間の裏込めおよび前記溝２の埋戻しおよ
び転圧を行う埋戻し工程と、配設された保護管４内に埋
設管７を配管する配管工程と、前記保護管４と埋設管７
の隙間７ａにグラウト材５を充填するグラウト工程とに
より構成される。

【０００７】図２ないし図８は、前記各工程によって形
成される地中断面の変化状態を示したものである。

【０００８】図９は、溝掘削機１０と配管孔掘削機２３
とを１台の重機２０に取付けたもので、キャタピラー式
重機２０の前方に無端ベルトまたはチェーンにより支持
されたバケット式の溝掘削機１０を傾斜状態で取付け、
前記重機２０の後方には、ブーム２２に連結された掘削
ヘッド２４と排土コンベア２５とを設けている。このよ
うに構成された装置を使用すれば、オペレーター１人で
溝掘削と配管孔掘削を行なうことができるので、効率が
一段と良くなる。また、前述のように構成された装置に
おける配管孔掘削機２３は、路面１を走行するキャタピ
ラ式重機２０のブーム２２に連結された円筒２３ａ内に
内蔵した掘削ヘッド２４により保護管４を配設可能な配
管孔３を掘削する。さらに掘削ヘッド２４を内蔵した円
筒２３ａは前述の溝２を通過可能な複数の節点を有する
ブーム２２に連結され水平姿勢に制御維持され、また、
掘削土砂を地上に排土する排土コンベア２５を備えてい
る。

【０００９】図１０は掘削ヘッド２４と排土コンベア２
５との構成の一例を示したもので、油圧モーター２７に
より駆動される先端カッター２４ａによって掘削された
土砂は、スクリューコンベア２６により後方に送られ、
次いで溝２を通して傾斜姿勢で地上に突出するバケット
コンベアからなる排土コンベア２５により地上に排出さ
れる。溝掘削機１０は路面１から埋設管深さ（約１．５
〜２．０ｍ）まで狭幅（３０ｃｍ幅）の溝２を無端チェ
ーンに間隔をおいて取付けた掘削刃付きバケットであっ
て、連続して掘削排土するものであって、一般に用いら
れているトレンチカッターから土質に応じて最適な掘削
刃を有するものを選択することができる。なお、溝掘削
機１０はトレンチカッターより若干効率は劣るがバック
ホーを用いてもよい。

【００１０】次に本発明の工法の施工手順を図１ないし
図８にもとづいて説明する。まず、計画配管ルートの
発進点に発進ピット５１を設けておく、この発進ピット
５１は、配管ルートの曲がり部や、保護管４内に埋設管
７を配管する際に引込みまたは押込み可能な距離（数百
米）毎に設ける必要があり、ピット内で埋設管７の接続
および延長を行うことができる長さおよび幅とする。
次に、計画配管ルート路面舗装部に、アスファルトカッ
ター等により溝幅の間隔に２条の切削スリット１ｂを入
れ、路面舗装を剥す（図２参照）。なお溝幅は、配管孔
掘削機２３のブーム２２と排土コンベア２５とが通過可
能な幅にする必要があり、約３０ｃｍ程度とする。次
いで、舗装を剥した路面１を前記溝掘削機１０により埋
設管上端深さ（約１．５〜２．０ｍ）まで掘削し、配管
ルートに沿って狭幅（約３０ｃｍ幅）の溝２を形成する
（図３参照）。次に、溝掘削機１０の後方から、前記
配管孔掘削機２３により埋設管敷設軌道５３に沿って、
保護管４よりも大径の配管孔３を掘削する（図４参
照）。また、配管孔掘削機２３を、発進ピット５１にお
いて掘削ヘッド２４を所定の位置（埋設管深さ）に位置
決めし、運転を開始するとともに、重機２０を前進させ
る。次いで重機２０の移動に伴って配管孔３が形成さ
れ、掘削ヘッド２４により掘削された土砂は、排土コン
ベア２５により地上に排出されてダンプカー等に積込ま
れる。重機２０は、先行して掘削した溝２内を、掘削ヘ
ッド２４を連結したブーム２２および排土コンベア２５
を通過させながら移動する。また溝掘削機１０と配管孔
掘削機２３を１台の重機２０に設けたものは、１人のオ
ペレーターにより溝掘削と一定距離をおいて配管孔掘削
を行うことができる。

【００１１】配管孔３を掘削した後は、形成された孔
壁の崩壊を防ぐために保護管４を配設する（図５参
照）。前記保護管４は、地中に埋設管配管用の空間を形
成するために配設するものであり、軽量でかつ外圧に対
する強度が高く、しかも接続が容易なもの、例えば薄肉
鋼管，ステンレス管，コルゲート管または塩化ビニル管
等を使用して、発進ピット５１または中間ピット５２に
おいて接続して延長する。保護管４内の継手は、引込時
の耐力を確保するのみでよいため、ボルト接合や断続溶
接，接着等の簡易な手段で短時間で行うようにする。ま
た、保護管４の配設は、配管孔掘削後に直ちに行う方が
よいため、配管孔掘削機２３の円筒２３ａの後方に保護
管４の前端を連結して配管孔掘削時の重機２０の移動と
同時に引込むか、または別に用意した路面走行式重機２
０により溝を通じて保護管４を把持して引込むようにし
てもよい。前記保護管４は、前述のような既成管を用い
る他、孔壁に急結モルタル等を吹付けて形成する手段と
してもよい。この方法によれば、配管孔３の掘削と共
に、その後方に保護管４を形成できるため、保護管４と
配管孔３の隙間の裏込め材が不要となり、また溝２の埋
戻し工程を早めることができる。溝掘削後に、または配
管孔３の掘削後に、図１１に示すような覆工板ユニット
４０を使用すれば、掘削壁面の崩壊を防止し、路面１の
通行可能とすることができる。この覆工板ユニット４０
は溝幅より若干広い幅とした２０〜３０ｍｍ程度の鋼製
厚板からなる上面板４１の下方に溝幅より僅かに狭い間
隔に配置した側板フレーム４２を補剛材４３により組立
てたものを固定したもので、溝掘削または配管孔掘削の
進行に伴って、順次路面１の溝開口部に覆工板ユニット
４０を差込んで覆工する。この覆工板ユニット４０は、
溝幅より若干広い幅である２０〜３０ｍｍ程度の鋼製厚
板からなる上面板４１の下部に、溝幅より僅かに狭い間
隔で配置した２枚の側板フレーム４２の上部を固定し、
かつ２枚の側板フレーム４２を、補剛材４３を介して結
合したものである。溝掘削または配管孔掘削の進行に伴
って、順次、路面１の溝開口部に差込んで覆工する。こ
の覆工板ユニット４０は、溝掘削後に直ちに用いること
もできるが、配管孔掘削時に撤去し、再度、差込みを行
う必要があるため、配管孔掘削後に使用すれば、埋戻し
時に撤去するのみでよい。

【００１２】所定区間（後述する単位施工区間）に保
護管４の配設が終了したら、保護管４と配管孔３との間
の隙間３ａに砂等の裏込め材３０を充填する（図６参
照）。この裏込め材３０の充填は、路面１を移動しなが
ら、溝２を通して行うことができるので、容易に、かつ
確実に行うことができる。前記裏込め材３０の充填が終
わった部分から、溝２内に埋戻しを行う（図７参照）。
また埋戻し土３１としては、掘削土や山土，砂が用いら
れ、所定の層厚毎に締固め機３２により転圧しながら締
め固めを行い、路面を仮復旧する。 埋設管７の配管作業は、保護管４の配設が完了すれ
ば、土木作業の工程に関係なくいつでも行うことができ
る。また、配管作業は、パイプインパイプ工法として公
知の手段を用いて行えばよい。即ち、発進ピット５１に
埋設管７を吊り下ろして溶接接合し、次いでその埋設管
７を推進するか、または中間ピット５２から保護管４内
に引き込む（図７参照）。なお、後方の保護管４内に埋
設管７の配管作業を行っている状態で、同時に並行し
て、前方の配管ルートの土木作業を行なってもよい。ま
た、配管される埋設管７は、下側に複数のスペーサー兼
用のソリを約１０ｍ間隔毎に設ければ、保護管４内への
引込みが容易になる。

【００１３】所定長の埋設管７の配管が完了したら、
保護管４と埋設管７との間の隙間７ａに、モルタル，エ
アモルタル，砂等のグラウト材５を充填し、作業を完了
する（図８参照）。なお、グラウト材５の充填作業を容
易にするために、あらかじめ埋設管７に沿わせて充填管
を取付けておく方が好ましい。以上のように作業を行な
うことにより、配管ルートの地中に保護管４が設けら
れ、この保護管４内に、いつでも埋設管７を配管するこ
とが可能となり、掘削および埋戻し等の土木作業工程と
配管工程とを分離して施工できると共に、路面１の交通
規制を解除できる。なお、溝掘削から埋戻し路面復旧ま
での土木作業工程は、１日の作業時間内で、全体が完了
できる長さを単位施工区間とし、終端部には中間ピット
５２を設け、所定区間毎に区切って行う。前記中間ピッ
ト５２は、配管孔掘削機２３の掘削ヘッド２４が出し入
れ可能で、かつ保護管４の接続および延長可能な大きさ
とし、保護管４の配設が終わったのち、不要となったも
のから順次埋戻す。

【００１４】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で以下のような効果が得られる。 掘削および埋戻し等の土木作業工程と配管作業工程と
を分離して行えるため、それぞれの作業員に遊びが生ぜ
ず効率的であるため、工期短縮が図れる。 従来の開削工法に較べて上部を狭幅の溝としているた
め、著しく掘削土量を減少でき、かつ埋戻し量も同じく
減少できるため工事量の減少が図れ、そのため経済的で
あると共に工期短縮が図れる。 配管作業に関係なく単位施工区間毎に埋戻し路面復旧
したのち、直ちに交通規制を解除できると共に、路面の
掘削開口部の幅が狭いため、工事中の路面１の占有スペ
ースが小さく、覆工板ユニット４０を用いれば、簡易な
覆工板ユニット４０により、路面開口部を容易に閉塞で
きるため、工事中の交通障害を軽減できる。 路面１において容易にかつ正確に掘削した溝２をガイ
ドにして、埋設管軌道を正確に掘削して配管できる。 保護管４を、土木作業と分離して配管作業を行うた
め、保護管４を地中に空間を形成する役割の他に、埋設
管７を土圧や腐食環境から保護する作用効果も期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る地中埋設管の敷設工法を
示す縦断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ線拡大断面図である。

【図６】図１のＥ−Ｅ線拡大断面図である。

【図７】図１のＦ−Ｆ線拡大断面図である。

【図８】本発明の実施例に係る地中埋設管の敷設工法に
より埋設管を地中に敷設した状態を示す縦断正面図であ
る。

【図９】溝掘削機と配管孔掘削機を１台の重機に取付け
た掘削装置の例を示す一部縦断側面図である。

【図１０】掘削ヘッドと排土コンベアの機構の一例を示
す一部縦断側面図である。

【図１１】覆工板ユニットの斜視図である。

【図１２】従来技術の施工例を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 路面 １ａ 舗装 １ｂ 切削スリット ２ 溝 ３ 配管孔 ３ａ 隙間 ４ 保護管 ５ グラウト材 ７ 埋設管 ７ａ 隙間 １０ 溝掘削機 ２０ 重機 ２２ ブーム ２３ 配管孔掘削機 ２３ａ 円筒 ２４ 掘削ヘッド ２４ａ 先端カッター ２５ 排土コンベア ２６ スクリューコンベア ２７ 油圧モーター ３０ 裏込め材 ３１ 埋戻し土 ３２ 締固め機 ４０ 覆工板ユニット ４１ 上面板 ４２ 側板フレーム ４３ 補剛材 ５１ 発進ピット ５２ 中間ビット ５３ 埋設管敷設軌道

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 彰 神奈川県相模原市西橋本５−９−１ 新 日本製鐵株式会社 鉄構海洋事業部内 (56)参考文献 特開 平６−306887（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16L 1/024 E02F 5/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管ルートの路面１に溝掘削機１０によ
   り埋設管深さまで狭幅の溝２を掘削し、続いて路面１を
   走行する重機２０のブーム２２に連結された円筒２３ａ
   に内蔵した掘削ヘッド２４と排土コンベア２５とを備え
   た配管孔掘削機２３により、前記溝２を通して埋設管敷
   設軌道５３に保護管４より大径断面の配管孔３を掘削し
   て排土し、続いて掘削された配管孔３内に、埋設管７よ
   り大径の保護管４を配設し、単位施工区間の保護管４の
   配設が完了した後、保護管４と配管孔３の隙間に裏込め
   を行うと共に、溝２の埋戻しおよび転圧を行い、保護管
   ４内に埋設管７を配管し、埋設管７と保護管４の隙間７
   ａにグラウト材５を充填することを特徴とする地中埋設
   管の敷設工法。
2. 【請求項２】 路面１を走行する重機２０の前方に、溝
   掘削機１０を配置し、その重機２０の後方にブーム２２
   に連結された配管孔掘削機２３を一体的に装備した掘削
   機を用いて施工することを特徴とする請求項１の地中埋
   設管の敷設工法。
3. 【請求項３】 狭幅の溝２を掘削しかつ配管孔３を掘削
   した後、前記溝２の幅より広い上面板４１の下方に前記
   溝２の幅よりわずかに狭い幅としたフレーム４３を固定
   した鋼製覆工板ユニット４０を、溝２の掘削または配管
   孔３の掘削の進行に伴って、順次、路面１の開口部に差
   し込み覆工し、前記鋼製覆工板ユニット４０を撤去しな
   がら、配管孔３の掘削または溝２の埋戻しを行うことを
   特徴とする請求項１または２の地中埋設管の敷設工法。