JP3145345B2 - 真空式下水管の敷設方法および真空式下水管用の複合管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空式下水管の敷
設方法および真空式下水管用の複合管に関し、詳しく
は、真空吸引により下水を移送する真空式の下水管を地
中に敷設する方法と、この方法に用いる複合管に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常の下水管は、上流側から下流側へと
重力の作用で下水を移送する。したがって、下水管を敷
設する際には、上流側よりも下流側が低くなるように高
低差をつけて地中に埋設していく。このような下水管の
埋設方法としては、地盤に下水管を埋める溝を開削し、
この溝に下水管を埋めたあと土を埋め戻す、いわゆる開
削工法のほか、地盤を開削することなく下水管を埋設す
る推進工法が知られている。

【０００３】推進工法は、地盤に掘削された立坑から地
中に水平方向に先導体を推進させていく。先導体の後方
には下水管を連結しておき、先導体とともに下水管を推
進させることで、下水管を地中に埋設する。この推進工
法によれば、立坑以外の場所では地盤を開削しないの
で、地上の建造物や交通などに支障を与えず、効率的な
敷設が行えるなどの利点を有しており、広く採用される
ようになってきた。

【０００４】前記した重力式の下水管に対して、下水管
の下流側から下水管を０．５気圧程度の負圧をかけて真
空吸引することで、下水の移送を行う技術が開発されて
いる。重力式の下水管では、勾配の設計を適切に行わな
いと下水の移送がスムーズに行えないのに対し、真空式
の下水管では、厳密な勾配設計が不要になる。真空式の
下水管は、下水を強制的に移送するので、重力式の下水
管に比べて下水の移送効率が高く、下水に固型物などが
含まれていても比較的スムーズに移送できるなどの利点
を有している。

【０００５】なお、真空式の下水管では、鉛直方向にジ
グザグ状に屈曲した形で下水管を敷設している。これ
は、以下の理由による。真空式の下水管の場合、下水管
の断面全体が下水で充満している場合には真空吸引によ
って下水を移送することができるが、下水の水面が下水
管の断面の途中までしかない場合には、水面上の空気だ
けが真空吸引されていまって、肝心の下水は全く移送さ
れないということが起きる。

【０００６】下水管を水平方向に直線状に敷設した場合
には、下水管の全体に一様な深さで下水が溜まるので、
下水管の全断面積が下水で充満するまでは、真空吸引に
よる移送が出来なくなってしまう。前記のようなジグザ
グ状の下水管であれば、ジグザグの谷部分では下水が確
実に下水管の断面全体を塞いで溜まるので、この谷部分
に溜まった下水には真空吸引による移送力が確実に作用
することになり、下水はジグザグの谷部分から谷部分へ
と順番に移動することで下流側へと流れていく。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記したジグザグ状の
下水管は敷設施工に手間がかかり技術的にも難しいとい
う問題がある。まず、開削工法の場合、通常の直線状の
下水管の場合と同様の直線溝を開削して、ここにジグザ
グ状の下水管を敷設すると、平坦な開削溝の底面には凹
凸のある下水管は安定して設置され難い。土を埋め戻す
際に、ジグザグ状の下水管に対して土圧が偏って加わ
り、下水管を損傷させたり変形させたりする心配があ
る。開削溝の底面を、ジグザグ状の下水管に合わせてジ
グザグ状に施工すれば、比較的に安定した設置が可能で
あるが、工事に大変な手間と時間がかかることになる。
開削工法では、前記したように、地上の建造物や交通へ
の支障が大きく施工能率が悪いという欠点もある。

【０００８】また、従来の推進工法では、ジグザグ状の
下水管を敷設することはできない。推進工法では通常、
先導体および先導体の方向に連結された下水管列の最後
尾に、立坑に備えた元押しジャッキなどで推進力を加え
て、先導体および下水管列を前進させるので、元押しジ
ャッキから先導体までが１直線状に並んでいる必要があ
り、ジグザグ状に配置された下水管列を推進させること
は不可能である。

【０００９】推進工法には、先導体および下水管列を一
定の曲率で湾曲させた状態で推進させる曲線推進工法も
考えられているが、この方法でも、曲率が一定でないジ
グザグ状の下水管列を推進させることは不可能である。
本発明の課題は、前記した真空式の下水管を、前記した
数々の利点を有する推進工法で敷設できるようにするこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の真空式下水管の
敷設方法は、真空吸引により下水を移送する真空式の下
水管を地中に敷設する方法であって、ジグザグ状に屈曲
してなる下水管が下水管の屈曲外径よりも大径の推進工
法用鞘管内に収容されてなる複合管を準備する工程と、
複合管を推進工法用先導体の後方に連結する工程と、先
導体および複合管を地中に推進させて複合管を埋設し、
前記下水管を鉛直方向に沿ってジグザグ状に屈曲した状
態で敷設していく工程とを含む。

【００１１】各構成要件について具体的に説明する。 〔下水管〕通常の真空式下水管に用いられているのと同
様の材料および構造を有する下水管が使用できる。ポリ
エチレン管や塩化ビニール管などの比較的軟質の合成樹
脂からなる管材料を用いれば、ジグザグ状への屈曲作業
が容易であること、鋼管などに比べて軽量で取扱い易
く、後述する複合管の推進が容易であり、コストが安価
であることなどの利点を有する。

【００１２】ジグザグの屈曲構造についても、通常の真
空式下水管と同様でよいが、推進工法用の鞘管の内部に
収容可能な屈曲外径を有している必要がある。ジグザグ
の谷から谷まで、あるいは、山から山までの距離で表す
１ピッチの長さを１０〜２５ｍに設定することができ
る。ジグザグの屈曲形状は、左右対象の「ヘ」字形が連
続するものや、逆「レ」字形が連続するいわゆる鋸歯状
のもの、サインカーブや波形などの曲線状のものなどが
採用できる。

【００１３】下水管は、ジグザクの屈曲方向と直交する
方向については曲がりがないものが普通であるが、ジグ
ザクの屈曲方向と直交する方向についても全体が一定の
曲率で湾曲した曲線施工用の下水管を用いることもでき
る。複合管の埋設施工時、各複合管に収容された下水管
同士が接合される。下水管の接合は、通常の下水管にお
ける接合構造および手段が採用される。カラー継手やソ
ケット継手などの継手部材を用いたり、熔接、溶着、接
着などの接合手段を用いたりすることができる。ポリエ
チレン管の場合、ＥＦ接合（エレクトロフュージョン接
合あるいは電熱融着接合）を採用することで、気密性の
高い接合が得られる。 〔鞘管〕通常の推進工法に用いられているのと同様の材
料および構造を有する管が使用できる。ヒューム管や鋼
管、コンクリート管あるいは合成樹脂管、さらにはこれ
らの異種材料の複合材料からなる管を用いることもでき
る。

【００１４】鞘管には、前記したジグザグ状の下水管を
収容する空間を備えている。鞘管の内径をジグザグ状の
下水管の屈曲外径よりも大きく設定しておけばよい。下
水管の支持構造を備えておくことができる。下水管を、
金具や接着などの手段で完全に固定しておいてもよい
し、下水管が着脱自在に取り付けられていてもよい。

【００１５】下水管を、鞘管の軸方向には移動可能で、
軸と直交する方向には移動が規制されて、鞘管に収容し
ておくことができる。具体的には、下水管の片方あるい
は両方の側面に当接して移動を規制する規制板を設けて
おくことができる。下水管が軸方向に摺動できる溝やガ
イドレールを設けておくことができる。鞘管には、推進
工法の実行に必要な機構構造を備えておくことができ
る。例えば、鞘管の両端に、鞘管を先導体に連結したり
鞘管同士を連結したりするための連結部を設ける。鞘管
の内部に、先導体への動力を供給する給電線や油空圧配
管、先導体を制御するための通信線などを設ける。先導
体に泥水を供給する送泥管や地盤の土砂とともに泥水を
排出する排泥管を設ける。排土管を設ける。鞘管の後方
から先導体へとレーザ光を照射してレーザ測量を行うた
めの空間を設ける。

【００１６】鞘管として、全体が湾曲した曲線管を用い
ることができる。曲線管の内部には、曲線管に沿って湾
曲した下水管を収容しておく。下水管が比較的に柔軟な
材料であれば、湾曲のない下水管を曲線管の内部に挿入
配置する際に、鞘管の湾曲にしたがって下水管を湾曲さ
せることもできる。 〔複合管〕前記のような鞘管と下水管とで構成される。
予め生産工場などで、鞘管と下水管とが組み立てられた
複合管を、施工現場に搬入してもよいし、施工現場で、
鞘管の内部に下水管を収容して複合管にしてから施工に
用いることもできる。

【００１７】複合管は、１本の鞘管と１本の下水管で構
成されるのが普通であるが、１本の鞘管の内部に複数本
の下水管を並べて収容しておくことも可能である。 〔先導体〕通常の推進工法に用いられる機構構造を備え
た先導体が使用できる。先導体による埋設孔の形成手段
として、先導体の先端面に掘削ビットなどからなる掘削
機構を備えておくことができる。掘削式の先導体には、
掘削された土砂を後方に送る排土機構を備えておくこと
ができる。掘削面に泥水や掘削液を供給する送泥機構を
備えておくことができる。

【００１８】先端がコーン状の先導体を地中に押し込ん
で地盤を圧密して先導体を推進させる圧密式の先導体を
用いることができる。前記掘削と圧密との両方を行う先
導体も用いられる。先導体には、先導体の推進方向を変
える変向ジャッキなどの変向手段を備えておくことがで
きる。先導体の前部と後部とを屈曲させた状態で推進さ
せることで、曲線経路に沿って推進させる曲線推進機構
を備えておくことができる。

【００１９】先導体の後端には、前記した複合管の鞘管
を連結できる連結機構を備えておく。 〔施 工〕基本的には通常の推進工法と同じ工程あるい
は作業手順で施工する。施工経路の両端には出発坑およ
び到達坑となる立坑が掘削される。出発坑に先導体およ
び複合管を順次搬送していき、出発坑内に設置された元
押しジャッキを用いて、先導体および複合管に推力を加
え、出発坑の側壁から地中に先導体および複合管を推進
させて、複合管を埋設していく。

【００２０】複合管を埋設する際には、下水管が、鞘管
の断面形状の鉛直中心線に沿ってジグザグ状に屈曲して
配置される姿勢になるように、先導体に対して複合管を
順次連結していく。先導体が到達坑まで推進されれば、
出発坑から到達坑まで複合管が埋設されることになり、
複合管の内部にはジグザグ状の下水管が配置されてい
る。

【００２１】下水管の両端で外部の下水管との連結作業
や立坑でのマンホールの施工や土砂の埋め戻しなどの通
常の仕上げ工程を実施すれば、推進工法による下水管の
埋設工事は完了する。複合管の内部にある、下水管以外
の各種配管やケーブルその他の推進工法に利用した部材
は、施工後に撤去してもよい。その結果、ジグザグ状の
下水管がその外側を鞘管で囲まれた状態で地盤内に埋設
されることになる。元押しジャッキ等から加わる推力
を、ジグザグ状の下水管には伝達しなくてよい。地盤か
ら加わる土圧などの外力は鞘管で受けるので、下水管の
損傷や変形が防止される。腐食性の成分や液体などが下
水管に直接に触れることも防げる。各種土木工事で地盤
を掘り返したときに、工事機械などが下水管に接触して
下水管を損傷させるのを鞘管で防止できる。下水管の損
傷部や継目から下水が漏れても、鞘管で地盤への漏水が
防止される。

【００２２】前記したように、鞘管の内部で下水管が軸
方向に移動可能に収容されている場合には、損傷したり
老朽化したりした下水管を、マンホール等の個所で鞘管
から引き出して、新規の下水管に取り替えることが可能
になる。同じ鞘管に収容可能であれば、管径の異なる下
水管に取り替えて、下水の移送能力や容量を変更するこ
とも可能である。

【００２３】なお、真空式の下水管系には、下流側に集
水タンクや真空ポンプなどの設備が設けられたり、上流
側の適所に真空バルブなどが設置されることは言うまで
もない。 〔充填材の使用〕地中に複合管が埋設された後で、鞘管
と下水管との隙間に充填材を充填することができる。

【００２４】充填材は、コンクリートやモルタル等の硬
化性の材料が用いられる。掘削された土砂を充填材とし
て利用することもできる。鞘管と下水管との隙間が充填
材で埋められることで、下水管がより安定して配置され
たり、複合管の土圧に対する耐久性が向上したり、地盤
から下水管への土砂等の浸入および下水管から地盤への
下水の浸出をより確実に防止することができる。

【００２５】但し、充填材を充填した場合には、前記し
た下水管の取り出しや交換は困難になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１に示す実施形態は、真空式の
下水管４０を、先導体１０などを用いた推進工法で地盤
Ｅに埋設していく。図２に示すように、複合管２０とし
て、通常の推進工法に用いられる円筒状のヒューム管か
らなる鞘管３０に、ポリエチレン管からなる下水管４０
が収容されたものを用いる。

【００２７】鞘管３０の両端には、外径が少し小さくな
った連結用の継手段部３２、３２を有する。下水管４０
は、左右対象の「ヘ」字形の山が連続するジグザグ状に
屈曲しており、両端が鞘管３０の端部に開口している。
複合管２０の寸法例を示す。内径２５０mmの鞘管３０
に、内径１００mmの下水管４０を収容し、下水管４０の
ジクザグの山の頂点から谷の底面までの屈曲外径を２５
０mmにすれば、下水管４０の山と谷との高低差は１５０
mmになる。

【００２８】図３に示すように、ジグザグ状の下水管４
０は、鞘管３０の円形断面に対して鉛直中心線上に配置
されている。鞘管３０の内壁面から、下水管４０の両側
に沿って矩形板状の規制板３４が立設されている。図２
に示すように、規制板３４は、下水管４０のジグザグの
山の頂点および谷の底に対応して配置されている。その
結果、下水管４０は、鞘管３０に対して、軸方向には自
由に移動できるが、軸と直交する左右方向には自由に移
動できないようになっている。鞘管３０に対して下水管
４０を軸方向に引き出せば、規制板３４、３４に沿って
下水管４０を鞘管３０の外に取り出したり、鞘管３０の
外から下水管４０を挿入したりすることができる。

【００２９】図３に示すように、鞘管３０の内底近くで
規制板３４の外側には、送泥管５２および排泥管５４が
敷設されている。下水管４０の左右で送排泥管５２、５
４の上方には空間があいており、この空間には、図示し
ないが、油空圧配管や電源ケーブルなどが配置された
り、レーザ測量におけるレーザ光の通過空間となる。図
１に示すように、地盤Ｅに対して、先導体１０と先導体
１０の後方に連結された複合管２０の列とを推進させる
ことで、先導体１０によって形成された埋設孔に複合管
２０を埋設していく。

【００３０】図４には、複合管２０同士の連結構造を示
している。鞘管３０同士は、両端の継手段部３２、３２
の外側に円筒状の継手リング３６を嵌合することで、一
体に連結される。嵌合面にはシーリング材などで水密処
理をしておく。継手リング３６の外径と鞘管３０の外径
は一致しているので、全体が滑らかな円筒外形を呈し、
地盤Ｅから大きな抵抗を受けずにスムーズに推進させる
ことができる。

【００３１】下水管４０同士の連結は、下水管４０と同
じ合成樹脂材料からなるカラー継手４２を両側の下水管
４０の外周に嵌合して行う。嵌合面には接着剤を塗布し
ておく。上記のような工程で、地盤Ｅ内に複合管２０の
列が埋設される。出発坑から到達坑へと複合管２０が埋
設されれば、先導体２０を含む推進工法用機材は撤去さ
れ、複合管２０列の両端にマンホールの構築施工などを
行う。鞘管３０の内部に配置された送泥管５２、５４や
電源ケーブルなども撤去すればよい。 〔充填材を用いる実施形態〕図５に示す実施形態では、
複合管２０が地盤Ｅに埋設されたあと、鞘管３０と下水
管４０との間の隙間空間に、充填材としてコンクリート
２２を流し込んで固める。コンクリート２２は、出発坑
あるいは到達坑に開口する鞘管３０の端部から流動状態
のコンクリート２２を圧送すればよい。

【００３２】コンクリート２２が充填固化した状態で
は、下水管４０と鞘管３０とは完全に一体化される。下
水管４０は前後左右の何れの方向にも移動できない。

【００３３】

【発明の効果】本発明にかかる真空式下水管の敷設方法
および真空管式下水管用の複合管は、ジグザグ状の下水
管が推進工法用の鞘管に収容された複合管を用いるの
で、複合管を通常の推進工法と同様の作業で推進させて
地盤中に埋設していくことができる。

【００３４】その結果、開削工法が有する問題点を全て
解消して、地上の建造物や交通に支障を与えることな
く、能率的な敷設施工を行うことが可能になる。しか
も、施工後には、下水管が鞘管で保護された状態になる
ので、耐久性の向上や漏水の防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を表し、推進工法の施工状態
を示す断面図

【図２】真空式下水管用複合管の一部断面側面図

【図３】複合管の軸と直交する方向の拡大断面図

【図４】複合管の連結個所を表す軸方向の拡大断面図

【図５】別の実施形態を表す施工状態の断面図

【符号の説明】

１０ 先導体 ２０ 複合管 ２２ 充填コンクリート ３０ 鞘管 ３４ 規制板 ３６ 継手リング ４０ 下水管 ４２ カラー継手 ５２、５４ 送泥管 Ｅ 地盤

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空吸引により下水を移送する真空式の下
   水管を地中に敷設する方法であって、 ジグザグ状に屈曲してなる下水管が下水管の屈曲外径よ
   りも大径の推進工法用鞘管内に収容されてなる複合管を
   準備する工程と、 前記複合管を推進工法用先導体の後方に連結する工程
   と、 前記先導体および複合管を地中に推進させて複合管を埋
   設し、前記下水管を鉛直方向に沿ってジグザグ状に屈曲
   した状態で敷設していく工程とを含む真空式下水管の敷
   設方法。
2. 【請求項２】前記複合管の敷設工程の後で、前記鞘管と
   前記下水管との隙間に充填材を充填する工程をさらに含
   む請求項１に記載の真空式下水管の敷設方法。
3. 【請求項３】真空吸引により下水を移送する真空式の下
   水管を地中に敷設するための複合管であって、 ジグザグ状に屈曲してなる下水管と、 前記下水管の屈曲外径よりも大径で下水管が収容される
   推進工法用鞘管と、を備える真空式下水管用の複合管。
4. 【請求項４】前記下水管が、前記鞘管の軸方向には移動
   可能で、軸と直交する方向には移動が規制されて、鞘管
   に収容されている請求項３に記載の真空式下水管用の複
   合管。
5. 【請求項５】前記下水管が、前記鞘管の断面形状の中心
   線に沿ってジグザグ状に屈曲して配置され、 前記鞘管の内部で前記下水管の側方空間に推進工法用管
   路が設置されている請求項３または４に記載の真空式下
   水管用の複合管。
6. 【請求項６】前記下水管が、軟質合成樹脂管からなり、 前記鞘管が、ヒューム管からなる請求項３〜５のいずれ
   かに記載の真空式下水管用の複合管。