JP3790049B2 - 配管敷設工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新たに敷設される供給管などを対象とした配管敷設工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路下に埋設されている本支管から民地内の需要家に向けガスを供給する管路として供給管が敷設されている。
【０００３】
供給管は、本支管に形成された分岐開口に取り付けられているサービスチーを介して敷設方向の一端が連結され、敷設方向の他端が需要家先のメータ立管に連結されるようになっている。
供給管の新設に際しては、本支管が埋設されている箇所および民地内でメータ立管との連結が行える箇所にそれぞれ地表面に開口する発進用および到達用の立抗を掘削したうえで、それら立抗間に供給管を挿通し、供給管の敷設方向一端を本支管の分岐部に取り付けられているサービスチーに連結する一方、敷設方向他端をメータ立管に連結する作業が行われている。
供給管を新設するためには、供給管を挿通するための孔を形成しながら掘進する丸鋼ロッドやスクリューオーガ等の掘進ロッドと、この掘進ロッドを推進および引き戻すための駆動源として油圧機関、内燃機関、エアモータや電動モータ等のいずれかを備えた推進機本体等とで構成された掘削推進装置が準備される。
【０００４】
ところで、近年では、地震等の災害時に発生する外力によって供給管が損傷するのを防止するために、従来用いられていた鋼管に比べて可撓性を有するポリエチレン管（ＰＥ管）等の合成樹脂管が用いられるようになってきている。
このようなＰＥ管を敷設する場合も含めて供給管を新設する場合には上記作業が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の敷設工事においては、敷設工事にかかる作業時間が長大化する虞がある。
つまり、掘削推進装置は上述したような種々の装置を備えている関係上、狭い立坑内での設置や立坑内への運搬に要する作業が多くなる。また、推進ロッドは、推進長さに応じて継ぎ足されることになるので、推進距離が長くなるに比例して推進時間もさることながら、その継ぎ足し作業および継ぎ足したものを取り外して回収するための作業が多くなることによっても作業時間が長くなる。しかも、推進ロッドの推進動作および継ぎ足し操作やロッドの回収操作が狭い空間の立抗内で行われる関係上、作業者への労力負担も大きくなる。つまり、立坑は、地面の開削幅をむやみに大きくできないという制約の下で形成されているものであり、その開削幅が継ぎ足しあるいは回収されるロッドの長さに近いとそれら継ぎ足しや回収作業のための余裕幅が少なくなり、これによって、立坑内での作業性が悪くなる。
【０００６】
本発明は、上記従来の配管の敷設工法における問題に鑑み、作業工数を低減することで作業時間を短縮することが可能な配管の敷設工法を提供することにある。特に、新たな管材を掘削推進と同時に引き込むことにより工程数を低減すると共に、新たな管材の引き込み時に発生する土中からの反力を推進力に置換することが可能な敷設工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、地表から地中に向け掘進手段を推進させ、該掘進手段により形成された推進孔に敷設対象の新たなＰＥ管を配管する配管敷設工法であって、上記掘進手段が先端に設けられると共に上記掘進手段の駆動源を内装した推進ヘッドを用い、上記ＰＥ管の先端を上記推進ヘッドの後方で一体化して上記掘進手段を推進駆動させ、上記ＰＥ管は、不動状態で地面に設置された基台に設けられている回転可能な繰り出しローラにより把持され、該繰り出しローラが推進方向に順じた方向に回転することにより、上記掘進手段に作用する土中からの推進反力が受け止められて推進され、上記掘進手段の推進と同時に上記敷設対象の新たなＰＥ管を地中に引き込むことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の配管敷設工法において、上記繰り出しローラを備えた基台は、道路面あるいは民地内の地面に設置され、その設置個所で地面と平行な状態から直角な状態にまで変更可能とされ、上記敷設対象の新たなＰＥ管が推進角度を調整されることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の配管敷設工法において、上記掘進手段は、地上から遠隔駆動されるスクリューオーガであることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
本発明では、敷設対象の新たなＰＥ管の一端が推進ヘッドに一体化されて推進駆動されるので、ＰＥ管を推進ヘッドの推進ロッドとして機能させることができる。これにより、倦装位置から順次繰り出されるＰＥ管により推進ヘッドを推進させることが可能となるので、従来実施されていたロッドの継ぎ足し作業や回収作業を行うことなく推進ヘッドの推進に連動して掘進と同時にＰＥ管を引き込むことができる。
【００１１】
そして、本発明では、推進ヘッドの推進時に発生する土中からの反力がＰＥ管を繰り出す繰り出しローラによって受け止められるので、ＰＥ管を推進ロッドとした場合の戻りを抑えて掘進手段による推進動作を円滑に行わせることができる。
【００１２】
更に、本発明では、道路面あるいは民地内の地面において繰り出しローラを備えた基台の角度が地面と平行な状態から直角な状態に調整できるので、地上から直接本支管に向けた角度でＰＥ管を進行させることができ、地面を開削しなくてもＰＥ管の敷設が行える。また、本発明の掘進手段は、地上から遠隔駆動されるスクリューオーガによって構成できる。
【００１３】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
【００１４】
図１は，ＰＥ管が用いられる新たな管材に相当する供給管１の敷設状態を説明するための模式図であり、同図において、道路の下面には本支管２が埋設されている。
道路近傍の民地内には、家屋内に引き込まれるメータ立管（図示されず）が配置されている。
メータ立管の近傍には、後述する掘削推進装置３が設置され、この掘削推進装置３の基台上には、掘削推進装置３と隣接する位置で地上に設置された図示しないプーリに倦装されている供給管１の一部が繰り出されて載置されている。
【００１５】
掘削推進装置３は、図２に示すように、推進機基台３Ａと、掘進手段に相当するスクリューオーガ４と、このスクリューオーガ４の駆動源となる油圧モータを内装した推進ヘッド５を備えて構成されており、さらに、この掘削推進装置３には、推進ヘッド５の推進駆動のために上述した供給管１が付設されるようになっている。
供給管１は、掘削推進装置３の近傍に配置されているリール（図示されず）に倦装され、その一端が繰り出されるようになっている。
【００１６】
推進機基台３Ａは、地中に突き刺し可能なアンカー３Ａ１を底面に備えた支持基台３Ｂと、この支持基台３Ｂに対して揺動可能に支持されている供給管送り部３Ｃとを備えている。
供給管送り部３Ｃは、支持基台３Ｂとの間に配置されているシリンダ３Ｄ（図１参照）の伸縮により揺動することができ、その揺動角は、本実施例の場合、シリンダ３Ｄの収縮時に相当する地面と平行な状態である０度からシリンダ３Ｄの伸長時に相当する地面に対して９０度に起上した角度に設定されている。
供給管送り部３Ｃには、対向間隔が調整可能な糸巻き車形状の推進駆動部材６が一対で設けられており、この推進駆動部材６は、供給管送り部３Ｃ内に装備されている回転駆動用油圧モータ（図示されず）によって回転駆動されるようになっている。
推進駆動部材６は、対向周面に供給管１が挿通されるとその供給管１を挟持して摩擦接触回転することにより、供給管１を推進方向（図２において矢印で示す方向）に繰り出すことができ、繰り出す際の回転量は、後述する制御部７によって調整されるようになっている。また、推進駆動部材６は、対向間隔が調整可能な構成とされており、この対向間隔調整を行うために、推進駆動部材６の回転駆動用油圧モータの支持部にはこの支持部材を対向する方向に移動させることができる油圧シリンダ（便宜上、図３において推進駆動部材用シリンダＤ１とする）が設けられている。
【００１７】
一方、推進ヘッド５は、推進方向（図２中、矢印で示す方向）前方側がテーパコーン状をなし、その先端部にはスクリューオーガ４を挿通支持する開口部が形成されている。
推進ヘッド５における推進方向後方側には、コレットを用いたチャック８が装備されており、このチャック８によって供給管１を把持して推進ヘッド５と一体化できるようになっている。
図２において、推進ヘッド５に内装されている油圧モータ（便宜上、図３においてスクリューオーガ用油圧モータＭ１とする）には、地上に設置されているオイル供給ユニット９（図１参照）から延長された油圧パイプ１０、１０’が接続されており、この油圧パイプ１０、１０’は、供給管１内に挿通されて油圧モータＭ１に達するようになっている。油圧パイプに関しては、上述した油圧モータＭ１用（１０、１０’）以外にも、図示しないが、推進駆動部材６の回転駆動用の油圧モータ（便宜上、図３において推進駆動部材用油圧モータＭ２とする）に対しても配管されている。
スクリューオーガ４は、先端から推進ヘッド５に向けてスクリュー羽根の外径が順次拡径される形状とされ、掘進初期の抵抗を軽減できるようになっている。
【００１８】
制御部７は、その構成が図３に示されている。
図３において制御部７は、マイクロコンピュータにより主要部が構成されており、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して入力側には起動／停止用のスタートスイッチ１１、圧力センサ１２、口径セットキースイッチ１３および位置検知センサ１４が接続され、出力側には、スクリューオーガ駆動用油圧モータＭ１、推進駆動部材用油圧モータＭ２、推進駆動部材用シリンダＤ１およびシリンダ３Ｄの駆動用方向切換弁（便宜上、図３においては符号３Ｄを用いてシリンダと称する）がそれぞれ接続されている。
スタートスイッチ１１は、推進ヘッド５に有するスクリューオーガ４の回転開始および緊急停止を指令するスイッチであり、圧力センサ１２は、土中からの反力を検知するためにスクリューオーガ４に設けられた軸方向の歪みを検知する歪みゲージが用いられ、口径セットキースイッチ１３は、引き込み対象の供給管１の口径を入力するためのキースイッチであり、さらに位置センサ１４は、図示しないが地上からスクリューオーガ４の位置を検知するために推進ヘッド５に装備されている発信器（図示されず）からの信号を受信する受信機が用いられている。
【００１９】
制御部７は、電源が投入され、口径セットキースイッチ１３の操作により供給管１の口径が入力されると、その口径に応じて推進駆動部材６の対向間隔を設定すべく推進駆動部材用シリンダＤ１を動作制御すると共に、スタートスイッチ１１が操作された際にスクリューオーガ用油圧モータＭ１および推進駆動部材用油圧モータＭ２を推進ヘッド５の推進方向に対応した回転方向にそれぞれ駆動するようになっている。また、制御部７では、圧力センサ１２からの信号により、一定の推進速度が得られるように推進駆動部材用油圧モータＭ２の回転制御を行い、さらに、位置センサ１５からの信号に応じて推進ヘッド８に有するスクリューオーガ４の推進方向に関する制御を行うようになっている。
本実施例におけるスクリューオーガ４の方向制御は、スクリューオーガ４の先端にベントナイト泥水を噴出可能な噴射ノズル（図２において符号４Ａで示す部材）を設け、その噴射ノズル４Ａの噴射角度を適宜選択することにより土壌を軟弱化させてその軟弱化した方向にスクリューオーガ４が推進しやすくなるのを利用して制御するようになっている。このため、制御部７の出力部には、ベントナイト泥水の噴射条件を設定するためのベントナイト泥水供給部４Ｂが接続されている。なお、噴射ノズル４Ａは、スクリューオーガ４の回転に対して干渉しない二重管に連結され、その二重管を周方向に回転させることで噴射角度が変更できる構造とされている。
【００２０】
本実施例は以上のような構成の掘削推進装置３を用いて、次の手順により供給管１が敷設される。なお、図４は、以下に説明する手順が実行される際の制御部７の動作を説明するフローチャートである。
（１）まず、供給管１を新設するに際してメータ立管の近傍に掘削推進装置３の推進機基台３Ａを設置して掘進の前準備を行う。
前準備は、リールに倦装されている供給管１の一端を繰り出して推進機基台３Ａに有する推進駆動部材６間に挿通したうえで推進ヘッド８の後部に設けられているチャック８によりその一端を推進ヘッド５と一体化する。
推進駆動部材６に供給管１が挿通されると、制御部７からシリンダ３Ｄに対して出力された指令により地中へのスクリューオーガ４の進入角度がシリンダ３Ｄの伸長量に応じた揺動角度に設定される。この場合の揺動角度、換言すれば、スクリューオーガ４の進入角度は、メータ立管の位置と本支管２の位置との間の距離および地上からの圧力の影響による損傷を受けない埋設深さとの関係に基づいて設定され、本支管２とメータ立管との間の距離が短く埋設深さがある程度深い場合には９０度に近くなり、上記距離が長い場合には水平に近い角度とされる。
図４において符号Ｓ１乃至Ｓ３で示すように、制御部７では、口径セットキー１３が操作されるのに応じて推進駆動部材３Ｂの対向間隔を供給管１の挟持間隔に設定すべく推進駆動部材用シリンダＤ１が駆動される。
【００２１】
（２）前準備が終了すると、スタートスイッチ１１が操作されることにより推進ヘッド４を地中に向け推進させてスクリューオーガ４による掘進を開始する。
この場合には、スタートスイッチ１１が操作されることにより、図４において符号Ｓ４およびＳ５で示すように、制御部７ではスクリューオーガ用油圧モータＭ１および推進駆動部材用油圧モータＭ２がそれぞれ回転制御され、推進駆動部材６と供給管１との間の摩擦接触を介したトルク伝達によって供給管１が推進方向に繰り出されるので、推進ヘッド５が地中を進行すると共にその推進ヘッド５に一体化されている供給管１が引き込まれる。
推進ヘッド５が進行する際、図４において符号Ｓ６およびＳ７で示すように、スクリューオーガ４に作用する土中からの反力は圧力センサ１２を介したスクリューオーガ４の歪みによって検出され、その歪み量に応じて油圧モータＭ２の動作条件を変更する。これにより、推進駆動部材６の対向間隔が調整されて摩擦接触力を変更されることで推進駆動部材６により受け止めることができるので、推進ヘッド５の推進が妨げられてしまうのを抑制して円滑に推進させることができる。
【００２２】
（３）地中を掘進するスクリューオーガ４は、圧力センサ１２および位置センサ１５からの信号に基づいて制御部７により推進方向および推進力の制御が実行されて地中に推進孔を形成すると同時に供給管１を引き込んで到達用立坑Ａ（図１参照）に向け掘進する。
この場合には、図４において上記符号Ｓ６およびＳ７の処理に加えて符号Ｓ８およびＳ９で示すように、位置センサ１４による受信状態に応じて推進ヘッド５の方向制御が行われると共に圧力センサ１４からの信号により上述した推進駆動部材６の対向間隔調整が実行される。
【００２３】
（４）推進ヘッド８が到達用立抗Ａに達した場合には、推進ヘッド８から供給管１を取り外し、油圧パイプ１０、１０’のみを回収する。
この場合には、図４において符号Ｓ１０に示すように、制御部７では圧力センサ１２に対して土中からの反力が作用しているかどうかにより判別し、反力が作用していない場合に到達用立抗Ａに到達したと判断する。また、圧力センサ１２により土中からの反力が検知されている場合には、図４中、符号Ｓ６乃至Ｓ１０で示した処理が継続される。
【００２４】
到達用立抗Ａに推進ヘッド５が到達した場合には、推進機基台３Ａの供給管送り部３Ｃに設けられている推進駆動部材６がその対向間隔をはなされて供給管１の挟持を解除し、さらには、オイル供給ユニット９によりパイプ１０、１０’およびそれ以外の油圧パイプ中のオイルが回収されると、パイプ１０、１０’が供給管１内から引き抜かれる。
推進ヘッド５は、パイプ１０、１０’が取り外されると、チャック８から供給管１を取り外すことができ、これによって、地面の開削を行うことなく供給管１が新設される。
【００２５】
以上のような実施例によれば、供給管１が従来の掘進ロッドとして用いられることにより、従来のように掘進ロッドを回収する際の排土処理が不要となるので、排土発生による環境保全への悪影響をなくすとともに排土処理に要する時間を不要にして作業時間を短縮することが可能になる。また、ロッドを用いる代わりに供給管１を推進ロッドとして用いることができるので、従来の作業時間に比べてロッドの継ぎ足しや回収作業を要しない分、約半分程度に短縮できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、敷設対象の新たなＰＥ管の一端が推進ヘッドに一体化されて推進駆動されるので、ＰＥ管を推進ヘッドの推進ロッドとして機能させることができる。これにより、倦装位置から順次繰り出されるＰＥ管により推進ヘッドを推進させることが可能となるので、従来実施されていたロッドの継ぎ足し作業や回収作業を行うことなく推進ヘッドの推進に連動して掘進と同時にＰＥ管を引き込むことができる。
【００２７】
そして、本発明によれば、推進ヘッドの推進時に発生する土中からの反力がＰＥ管を繰り出す繰り出しローラによって受け止められるので、ＰＥ管を推進ロッドとした場合の戻りを抑えて掘進手段による推進動作を円滑に行わせることができる。
【００２８】
更に、本発明によれば、道路面あるいは民地内の地面において繰り出しローラを備えた基台の角度が地面と平行な状態から直角な状態に調整できるので、地上から直接本支管に向けた角度でＰＥ管を進行させることができ、地面を開削しなくてもＰＥ管の敷設が行える。また、本発明の掘進手段は、地上から遠隔駆動されるスクリューオーガによって構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による新たな管材に相当する供給管の敷設状態を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した新たな管材を敷設する際に用いられる掘削推進装置の構成を説明するための斜視図である。
【図３】図１に示した新たな管材を敷設する際に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】図３に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 新たな管材に相当するＰＥ管を用いた供給管
２ 本支管
３ 掘削推進装置
３Ｃ 供給管送り部
４ 掘進手段に相当するスクリューオーガ
５ 推進ヘッド
６ 推進駆動部材
７ 制御部
Ａ 到達用立抗

Claims (3)

1. 地表から地中に向け掘進手段を推進させ、該掘進手段により形成された推進孔に敷設対象の新たなＰＥ管を配管する配管敷設工法であって、
   上記掘進手段が先端に設けられると共に上記掘進手段の駆動源を内装した推進ヘッドを用い、
   上記ＰＥ管の先端を上記推進ヘッドの後方で一体化して上記掘進手段を推進駆動させ、
   上記ＰＥ管は、不動状態で地面に設置された基台に設けられている回転可能な繰り出しローラにより把持され、該繰り出しローラが推進方向に順じた方向に回転することにより、上記掘進手段に作用する土中からの推進反力が受け止められて推進され、
   上記掘進手段の推進と同時に上記敷設対象の新たなＰＥ管を地中に引き込むことを特徴とする配管敷設工法。
2. 請求項１記載の配管敷設工法において、
   上記繰り出しローラを備えた基台は、道路面あるいは民地内の地面に設置され、その設置個所で地面と平行な状態から直角な状態にまで変更可能とされ、上記敷設対象の新たなＰＥ管が推進角度を調整されることを特徴とする配管敷設工法。
3. 上記掘進手段は、地上から遠隔駆動されるスクリューオーガであることを特徴とする請求項１又は２に記載された配管敷設工法。

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