JP4248213B2 - 鞘管推進工法における耐震管継手 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鞘管推進工法における耐震管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入される管継手の一種として、いわゆる耐震構造の管継手がある。
【０００３】
これは、受口からの挿口の離脱を防止するとともに、一定範囲内の受口挿口間の伸縮を許容したもので、このような耐震構造の管継手として、たとえば受口の内周にロックリングを装着するとともに、挿口の外周に突部を形成して、この突部が受口の奥側からロックリングに係り合うようにし、ロックリングと突部との間および挿口先端と受口奥端との間にそれぞれ距離をおいて受口に挿口を挿入し接続したものである。
【０００４】
このような構成であると、挿口の先端部が受口の奥端部に当たる位置まで受口内への挿口の入り込みが可能であるとともに、挿口の突部が受口のロックリングに係り合うまで受口からの挿口の抜け出しが可能である。すなわち一定範囲の伸縮用空間を有する。
【０００５】
ところで、管路の敷設工法の一種として、推進工法がある。これは、たとえば地中での管路の敷設経路における第一の位置と、この第一の位置から距離をおいた第二の位置とに、それぞれ地表から発進坑と到達坑とを開削し、発進坑から到達坑に向けて管体を、地中に直接推進させ、または予め地中に掘進させた鞘管や既設の老朽管内に推進させることによって管路を敷設するものである。
【０００６】
この推進工法用の管では、その管継手における受口挿口間で管軸方向の推進力が伝達される。
このため、推進工法用管に用いられる管継手としては、たとえば挿口外面にフランジを形成し、受口の内部に挿口を挿入すると共に前記フランジを受口開口端に当接させることで、これら挿口と受口との間で推進力を伝達できるようにしたものがある（例えば特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２３３１７３号公報（図１、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の推進工法によって管路を敷設すると、敷設完了状態においては、推進坑から到達坑まで敷設された管路における複数の管継手のすべてについて、挿口のフランジが受口開口端に当接した状態とならざるを得ない。
【０００９】
従って、上述のような管継手では、敷設完了時に、受口奥端へ向けてそれ以上挿口が入り込む状態にすることは出来ず、前述した伸縮自在な耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で敷設することは実際上不可能となる問題点がある。
【００１０】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で敷設できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、挿口先端から受口奥端までの間に押込用空間を残して受口に挿口を挿入した管継手と、受口端に取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材と、前記受口端から前記押込用空間に相当する長さ分以上隔てた挿口外面位置に取り付けられたバンド部材及び該バンド部材表面に前記挿口の径方向へ立設された支持板から前記受板部材へ伸び、先端が前記受板部材に接触する板状体とからなる推力伝達部材と、前記バンド部材外面に径方向に突出支持され、鞘管内面に沿って摺動または転動する案内部材を備え、前記受板部材の前記推力伝達部材と接する部分の強度が、管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされてなり、前記バンド部材は周方向の分割部を有し、前記分割部の両端には周方向に互いに対向しあう径方向延出片が立設され、前記相互の径方向延出片は締結部材で連結固定可能とされ、前記受板部材は前記径方向延出片間の管底部に対応する部分の外周部分が直線状に切除されたものである鞘管推進工法における耐震管継手である。
【００１２】
この鞘管推進工法における耐震管継手によれば、管の推進時は案内部材によって少ない抵抗で管を推進でき、バンド部材に設けられた推力伝達部材によって管が推進され、敷設後に地震などによる異常外力が加わった時は、受板部材が破壊され、その結果挿口が受口内へ押込用空間分の長さだけ移動可能となるので耐震性が付与される。
【００１３】
なお、上記案内部材としては、ローラまたはソリなどがある。
請求項２の発明は、請求項１の鞘管推進工法における耐震管継手において、挿口外面に取り付けられたバンド部材が周方向四つ割り構造とされ、それぞれの分割部の両端には周方向に互いに対向しあう径方向延出片が立設され、該径方向延出片間にローラが着脱自在に軸支されていると共に、前記相互の径方向延出片は締結部材で連結固定可能とされ、該径方向延出片の受口側面に推力伝達部材が設けられてなるものである。
【００１４】
バンド部材を周方向四つ割り構造とすることで、環状に締結した際の管外周に対する巻き付き力が例えば二つ割り構造のものに対して均等に分布させることができ、推力伝達能が向上する。
【００１５】
また、バンド部材の径方向延出片間に、推進時の抵抗を軽減するローラを軸支するようにしたので、分割時のバンド部材の形状が小型化され、運搬なども容易となる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２の鞘管推進工法における耐震管継手において、挿口外面位置に取り付けられたバンド部材と挿口外面との間にゴムシートが介挿されてなるものである。
【００１７】
このゴムシートの弾性により、外径に公差のあるダクタイル管と推力伝達部材との間の隙間が吸収され、両者の接触面積を大きくすることができ、推力伝達性能が向上する。また、過大な力により挿口が受口内にすべり移動した時、推力伝達部材を巻きつけた挿口外周に傷が付くのも防止される。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３いずれかの鞘管推進工法における耐震管継手において、受口端に取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材が受口端面から受口外面にかけての外周角部に取付けられ、支持板から前記受板部材へ伸び、先端が前記受板部材に接触する板状体の先端が、前記受板部材の管受口端面に対応する位置に当接され、前記板状体の座屈強度が管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされてなるものである。
【００１９】
従って、推力を伝達する場合、板状体の先端が受板部材の管受口端面に対応する位置に当接され、その位置で推力伝達するので、受板部材は、裏面から受口端面で確実に支持され、推力によって受板部材に曲げ力が作用しにくくなる。
【００２０】
従って、確実に推力が伝達可能になる。なお、この場合受板部材は受口端面で支持されるので、管の推進力以上の力が加わった時、板状体が座屈変形するので、挿口が受口内へ押込用空間分の長さだけ移動可能となり、管継手に耐震性が付与される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の推進治具付き推進工法用耐震管継手の実施の形態について説明する。
実施の形態１
図１は、この発明の実施の形態の鞘管推進工法における耐震管継手の側面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は耐震管継手の接合状態を示す要部拡大断面図である。
【００２２】
図１において、２は挿口を示し、推進工法に使用される管１ａの一端をなし、他の管１ｂの他端に形成された受口３に挿入される。
挿口２外面と受口３内面との間には図３に示すように、シール用ゴム輪４が収納され、締めつけボルト５ａの締め付けにより、押輪５、割り輪５ｂを介し圧縮され、挿口２外面と受口３内面との間をシールしている。
【００２３】
シール用ゴム輪４より奥方には、バックアップリング７が配設され、挿口２の先端２ａの外周に形成した突部２ｂと係合して抜け出しを防止するロックリング６が収納溝８に収納されている。
【００２４】
また、上記挿口２は受口３内の略中間位置の深さに挿入され、挿口先端２ａと受口奥端３ｃとの間には押込用空間Ｓが設けられている。
なお、この押込用空間Ｓを有した挿入深さとするため挿口２の外面には目印(図示せず)などが付される。
【００２５】
９は、受口３開口端に押輪５の締結ボルト５ａを利用して取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材を示し、押輪５を取りつける前に受口３の開口端に配置される。
【００２６】
１０は推力伝達部材を示し挿口２の外周に固定されている。そして推力伝達部材１０は、図２に示すように半割りとされたバンド部材１０ａを挿口２外周に互いに囲むように配置し、押輪５の締結ボルト５ａの先端から挿入用空間Ｓ隔たった位置に配置して、バンド部材１０ａの周方向両端に形成した径方向延出片１０ｂ、１０ｂにボルトナット１０ｃを締結することにより、固定されている。
【００２７】
なお、このバンド部材１０ａと挿口２の外周面との間に図４に示すようにゴムシート１０ｄを介挿しても良い。
このゴムシート１０ｄはあまり分厚いと、弾性変形を起こすので好ましくないが、このような推力伝達に影響のないごく薄いゴムシートを用いれば、管外面とバンド部材内面との間の公差による隙間が吸収され、バンド部材１０ａと挿口２外面との密着性がよくなり、かえって推力伝達性能がよくなる。
【００２８】
上記バンド部材１０ａからは径方向に突出する補強板１１、１１が複数突設され、この補強板１１に受口端３ｂ方向へ向け伸びる板状体１２が設けられて推力伝達部材１０が構成されている。
【００２９】
そして、前記推力伝達用の受板部材９の強度が、鞘管２０内における推進工法の管推進力には耐えるが地震時に加わる大きな外力には破壊される程度のせん断強度とされている。すなわち、板状体１２の当接される受板部材９部分は、図３の拡大図に示すように段状の切欠部９ａが設けられ、上記の要件を満たす強度とされている。なお、段状部９ａは板状体１２先端の位置決め用段部としても機能するように構成されている。
【００３０】
さらに、バンド部材１０ａ表面には補強板１１より周方向に隔てた位置に図５に示したようにローラ１３が支持部材１４の頂部に軸支され、推進抵抗を低減させると共に、鞘管２０内部で推進中に管１ａ、１ｂに軸心まわりのローリングが生じても安定した状態で管１ａ、１ｂを推進させることができるようにされている。
【００３１】
なお、鞘管２０内面に滑らかに接する案内部材として上記ローラ１３に代え、図示は省略するがソリを設けても良い。
また、上記実施の形態において、補強板１１、案内部材としてのローラ１２、１２などの径方向突出量はできるだけ少なくされ、鞘管２０内に推進される管１ａ、１ｂの径ができるだけ大きくなるようにされている。
【００３２】
次に、この実施の形態の推進治具付き推進工法用耐震管継手の使用状態について説明する。
まず、ロックリング６を装着し、かつ挿口２が挿入出来るようにロックリング６を拡大器（図示せず）で拡径し、受板部材９、押輪５、シール用ゴムリング４、バックアップリング７などを外面にたくした挿口２を受口３内に挿入し、ロックリング６部分を挿口２の突部２ｂが越えて挿入されれば、前記拡大器（図示せず）を外し、ロックリング６を挿口外面に抱きつかせ、かつ挿口先端２ａと受口奥端３ｃとの間がＳとなるように挿口２の挿入深さを調節する。
【００３３】
次いで、受口３内面と挿口２の外面との間にバックアップリング７、シール用ゴムリング４及び割輪５ｂを配置し、ボルト５ａを押輪５及び受板部材９に挿通して締結し押輪５を適当な締め付け力で締付けることによって継手を接続する。
【００３４】
次いで、挿口２外面に半割とされたバンド部材１０ａ、１０ａを挿口２をくるむように被せ、推力伝達部材１０先端の板状体１２を受板部材９の切欠き段部９ａに当接するように位置合わせした後、耳部１０ｂ、１０ｂにボルトナット１０ｃを挿通し締結して固定する。
【００３５】
次いで管１ａに推進力を与えて図１に矢印Ｐで示すように管を推進させる。
このとき、管の推進力は挿口１ａ外面から推力伝達部材１０のバンド部材１０ａから板状体１２を介して受口３の受板部材９へと伝達されて管が推進されていく。
【００３６】
受板部材９の強度は鞘管２０内への推進力に耐え得る強度とされているため、挿口先端２ａと受口奥端３ｃとの間に押込用空間Ｓが存在していても推進が可能となる。
【００３７】
また、推力伝達部材１０には、支持部材１４の先端にローラ１３が軸支されているので、鞘管２０内面に沿って推進していく場合の推進抵抗が小さくなり、また、推進中に管１ａ、１ｂに軸心まわりのローリングが生じても安定した状態で管を推進させることができる。
そして、管敷設後、地震時の大きな外力が加わり管軸方向に図７に矢印Ｑで示すように圧縮力が作用すると、その力は、推力伝達部材１０の板状体１２を介して受板部材９に直接作用するが、受板部材９の強度が上記大きな外力に対しては耐え得ない強度とされているので、この力でせん断破壊され、その結果、図示のように押込用空間Ｓ分だけ挿口２が移動し、地盤の変動に応じた管継手部の伸縮が行われ、管継手部の破壊が防がれる。
【００３８】
なお、矢印Ｒで示すように引抜方向への力が加わった場合は、そのまま引き抜き方向への動きが許容される。
また、押込用空間Ｓを持たせるための推力伝達部材１０のバンド部材１０ａは管１外面に取り付けられているので、管敷設後そのまま放置しておいても支障はない。
実施の形態２
図８は、この発明の実施の形態２の鞘管推進工法における耐震管継手に用いられる推力伝達部材を構成するバンド部材の正面図、図９は図８のＡ矢視上面図、図１０は図８のＢ矢視側面図である。
【００３９】
この実施の形態２における耐震管継手は、図１に示した推力伝達部材１０としてのバンド部材１０を四つ割りにした点が相違するだけであるので、その相違した部分のみを説明する。
【００４０】
図８において、推力伝達部材１０は図示のように周方向四つ割りとされ、四つ割りとされたバンド部材１０ａ…の両端には互いに対向しあうように径方向延出片１０ｂ、１０ｂが形成されている。
【００４１】
向き合った径方向延出片１０ｂ、１０ｂは、締結ボルト１０ｃ、１０ｃで互いに締結され、これによって四つ割りとされたバンド部材１０ａが環状に連結されるようにされている。
【００４２】
そして、さらに径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間には、回転軸１３ａが架設固定され、この回転軸１３ａにローラ１３が回転自在に軸支されている。
径方向延出片１０ｂとバンド部材１０ａの周方向外面との間には、補強板１１、１１が取り付けられ、この補強板１１に受口開口端３ｂ（図１参照）方向へ向けて板状体１２が設けられて推力伝達部材１０が構成されている。
【００４３】
そして、この実施の形態２である鞘管推進工法における耐震管継手で推進工法を実施する場合、まず、四つ割りにしたバンド部材１０ａを挿口２外面に当てがい、それぞれ対向する径方向延出片１０ｂ、１０ｂが垂直水平軸に対し４５°の姿勢になるように配置し、締結ボルト１０ｃ、１０ｃを締結することで連結していく。次いで、ローラ１３を径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間に配置し、軸１３ａを挿通し、径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間に架設固定して軸支する。
【００４４】
このようにしてバンド部材１０ａを環状に連結し、さらに必要な締め付け力となるように各締結ボルト１０ｃ…を均等に締め付けていく。
この締め付け時、バンド部材１０ａに作用する締め付け力は図１１（ａ）に矢印Ｐで示すように周囲四箇所での締め付け力によって、周囲全体にわたって均等な締め付け力となり、図１１（ｂ）に示すように二つ割りのバンド部材を締結したときに比べ図１１（ｂ）に範囲Ｈで示すような接線方向への締め付け力と、それ以外の径方向への締め付け力とがそれぞれ局部的に偏在してしまうということがない。
【００４５】
また、各バンド部材１０ａ…の径方向延出片１０ｂ…を利用してローラ１３を取り付けるので、施工までは部材を最小単位まで分解して運ぶことができ、運搬が容易となる。
【００４６】
なお、この実施の形態においても、図４に示したようにバンド部材１０ａと挿口２外面との間に薄いゴムシートを介挿して締め付けるようにし、挿口２外面の公差による隙間を充填するようにしても良い。
実施の形態３
図１２は、実施の形態３の鞘管推進工法における耐震管継手の要部拡大断面図である。
【００４７】
この実施の形態３における耐震管継手は、図１に示した推力伝達部材１０から推力を受ける受板部材９の受口３に対する係り合いと、この受板部材９に対する推力伝達部材１０の板状体１２先端の当接部に特徴があるので、その特徴とする部分のみを説明する。
【００４８】
図１２において、受板部材９は、受口３の端面３ｂと側面３ｃに沿う段状面９ａを有し、この部分９ａを受口３に当接して取り付けられている。
そして推力伝達部材からの推力を伝達する板状体１２の先端が受板部材９の受口端面３ｂに対応する位置、あるいはごく近傍に当接するようにされている。
【００４９】
そして、板状体１２の座屈強度が管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされている。
なお、以上の他の部分で、図１〜図３で示した部分と同じ部材は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００５０】
この実施の形態３である鞘管推進工法における耐震管継手で推進工法を実施する場合、まず挿口２を受口奥端３ａとの間に押込用隙間Ｓを残して挿入し、ゴム輪４を挿入し、押輪５をセットして、管を接続する。
【００５１】
次いで、板状体１２の先端が受板部材９表面であって、受口端面３ｂにできるだけ近い位置に当接するように推力伝達部材１０のバンド部材１０ａを挿口２外面に配置し、一方、受口３の端面にも受板部材９を配置する。
【００５２】
そしてその状態でボルト１０ｃを締め付け、バンド部材１０を挿口外面に緊締して取り付ける。
その後、挿口２側に推進力を付加して鞘管２０（図１参照）内に管を推進する。
【００５３】
推力伝達部材１０から推力を伝達する板状体１２は管推進時の力では変形しないので、推進管は鞘管２０内に順次推進されていく。
管敷設後、地震などで大きな外力が軸方向へ加わった場合、図１３に示すように板状体１２が座屈変形することによって管の収縮変形を許容する。
【００５４】
なお、上記実施の形態において、推力伝達部材としてのバンド部材１０の挿口外周に対する保持力を増し、より大きな推力を発揮させるために、図１４（イ）あるいは（ロ）に示すようにバンド部材１０に隣接して補強用の押輪１５を取り付けてもよい。
【００５５】
ここで、図１４（イ）に示す押輪１５は、挿口２外周に巻き締め固定される二つ割りないしは四つ割りとされ、内面に周方向凹溝１７を有し、周方向凹溝１７内に、挿口２外面に係合する爪片１８ａを有する入り込み防止部材１８が収納され、セットボルト１９で径方向へ締め付けることでより強力な推進力が発揮されるようにされている。
【００５６】
図１４（ロ）に示すものは、セットボルト１９の締め付け方向を挿口２の管軸に対して傾斜させ、入り込み防止部材１８内面に形成される爪片１８ａを二条設けることで、入り込み防止力が発揮されるようにしたものである。
【００５７】
なお、他の部分で既に説明した部分は同一符号を付すことで詳細な説明は省略する。
また、上記各実施の形態における受板部材９の輪郭形状を、図１５に示すように管底部に対応する部分の外周９ａ、すなわち径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間の円周部分を、直線状に切除することが好ましい。
【００５８】
この切除部分９ａにより、図１５に示すようにローラ１３、１３で支持された管の高さをそれだけ低くでき、その分径の大きい管を推進できるか、あるいは同一径であれば、管底部に充填されるセメントスラリーの流動性がよくなり、施工性がよくなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、パイプインパイプ工法で管を推進させて行く場合、推進工法によるにもかかわらず挿口先端と受口奥端との間に耐震用の隙間を設けて推進させていくことができる。
【００６０】
また、推力伝達部材には、ローラなどの案内部材が設けられているので、推進抵抗も少なく、また、鞘管内の推進中に管に軸心まわりのローリングが生じても安定した状態で管を推進させることができ、推進工法が容易に実施できるといった効果を有する。
【００６１】
請求項２の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、バンド部材を四つ割り構造としたため、二つ割りのものに比べより均一な締め付け力が得られる。
また、ローラも分解可能な構造であるので、分割時のバンド部材の形状が小型化され、運搬なども容易となる。
【００６２】
請求項３の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、ゴムシートの弾性により、外径に公差のあるダクタイル管と推力伝達部材との間の隙間が吸収され、両者の接触面積を大きくすることができ、推力伝達性能が向上する。また、過大な力により挿口が受口内にすべり移動した時、推力伝達部材を巻きつけた挿口外周に傷が付くのも防止される。
【００６３】
請求項４の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、受板部材が受口端面で補強されるので確実な推力の伝達が可能になる。なお、管の推進力以上の力が加わった場合は、板状体が座屈変形することで管継手に耐震性が付与される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の鞘管推進工法における耐震管継手の側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図２のＡ‐Ａ線部分の拡大断面図である。
【図４】図２のＣ‐Ｃ線部分の拡大断面図である。
【図５】図２のＢ‐Ｂ線部分の拡大断面図である。
【図６】推進工法を実施している状態を示す要部断面図である。
【図７】軸方向力が加わり耐震機能が発揮された状態を示す要部断面図である。
【図８】実施の形態２である鞘管推進工法における耐震管継手の推進力伝達部材部分の正面図である。
【図９】図８のＡ矢視上面図である。
【図１０】図８のＢ矢視側面図である。
【図１１】バンド部材を締結した時の締め付け力分布状態を示す正面図で（ａ）は実施の形態２である鞘管推進工法における耐震管継手のもの、（ｂ）は、二つ割りのものを示す。
【図１２】実施の形態３である鞘管推進工法における耐震管継手の要部断面図である。
【図１３】実施の形態３である鞘管推進工法における耐震管継手の耐震機能が発揮された状態を示す要部断面図である。
【図１４】実施の形態１、２、３の鞘管推進工法における耐震管継手のそれぞれ他の構成例の要部断面図であり、（イ）は、セットボルトが径方向に沿ったもの、（ロ）は、セットボルトが径方向に対し傾斜したものを示す。
【図１５】実施の形態１、２、３の鞘管推進工法における耐震管継手の受板部材のそれぞれ他の構成例の正面図である。
【符号の説明】
１ａ 管
１ｂ 管
２ 挿口
３ 受口
４ シール用ゴム輪
５ 押輪
５ａ 締めつけボルト
５ｂ 割り輪
６ ロックリング
７ バックアップリング
８ 収納溝
９ 推力伝達用の受板部材
１０ 推力伝達部材
１０ａ バンド部材
１０ｂ 径方向延出片
１１ 支持板
１２ 板状体
１３ ローラ
１４ 支持部材
２０ 鞘管
【発明の属する技術分野】
この発明は、鞘管推進工法における耐震管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入される管継手の一種として、いわゆる耐震構造の管継手がある。
【０００３】
これは、受口からの挿口の離脱を防止するとともに、一定範囲内の受口挿口間の伸縮を許容したもので、このような耐震構造の管継手として、たとえば受口の内周にロックリングを装着するとともに、挿口の外周に突部を形成して、この突部が受口の奥側からロックリングに係り合うようにし、ロックリングと突部との間および挿口先端と受口奥端との間にそれぞれ距離をおいて受口に挿口を挿入し接続したものである。
【０００４】
このような構成であると、挿口の先端部が受口の奥端部に当たる位置まで受口内への挿口の入り込みが可能であるとともに、挿口の突部が受口のロックリングに係り合うまで受口からの挿口の抜け出しが可能である。すなわち一定範囲の伸縮用空間を有する。
【０００５】
ところで、管路の敷設工法の一種として、推進工法がある。これは、たとえば地中での管路の敷設経路における第一の位置と、この第一の位置から距離をおいた第二の位置とに、それぞれ地表から発進坑と到達坑とを開削し、発進坑から到達坑に向けて管体を、地中に直接推進させ、または予め地中に掘進させた鞘管や既設の老朽管内に推進させることによって管路を敷設するものである。
【０００６】
この推進工法用の管では、その管継手における受口挿口間で管軸方向の推進力が伝達される。
このため、推進工法用管に用いられる管継手としては、たとえば挿口外面にフランジを形成し、受口の内部に挿口を挿入すると共に前記フランジを受口開口端に当接させることで、これら挿口と受口との間で推進力を伝達できるようにしたものがある（例えば特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２３３１７３号公報（図１、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の推進工法によって管路を敷設すると、敷設完了状態においては、推進坑から到達坑まで敷設された管路における複数の管継手のすべてについて、挿口のフランジが受口開口端に当接した状態とならざるを得ない。
【０００９】
従って、上述のような管継手では、敷設完了時に、受口奥端へ向けてそれ以上挿口が入り込む状態にすることは出来ず、前述した伸縮自在な耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で敷設することは実際上不可能となる問題点がある。
【００１０】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で敷設できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、挿口先端から受口奥端までの間に押込用空間を残して受口に挿口を挿入した管継手と、受口端に取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材と、前記受口端から前記押込用空間に相当する長さ分以上隔てた挿口外面位置に取り付けられたバンド部材及び該バンド部材表面に前記挿口の径方向へ立設された支持板から前記受板部材へ伸び、先端が前記受板部材に接触する板状体とからなる推力伝達部材と、前記バンド部材外面に径方向に突出支持され、鞘管内面に沿って摺動または転動する案内部材を備え、前記受板部材の前記推力伝達部材と接する部分の強度が、管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされてなり、前記バンド部材は周方向の分割部を有し、前記分割部の両端には周方向に互いに対向しあう径方向延出片が立設され、前記相互の径方向延出片は締結部材で連結固定可能とされ、前記受板部材は前記径方向延出片間の管底部に対応する部分の外周部分が直線状に切除されたものである鞘管推進工法における耐震管継手である。
【００１２】
この鞘管推進工法における耐震管継手によれば、管の推進時は案内部材によって少ない抵抗で管を推進でき、バンド部材に設けられた推力伝達部材によって管が推進され、敷設後に地震などによる異常外力が加わった時は、受板部材が破壊され、その結果挿口が受口内へ押込用空間分の長さだけ移動可能となるので耐震性が付与される。
【００１３】
なお、上記案内部材としては、ローラまたはソリなどがある。
請求項２の発明は、請求項１の鞘管推進工法における耐震管継手において、挿口外面に取り付けられたバンド部材が周方向四つ割り構造とされ、それぞれの分割部の両端には周方向に互いに対向しあう径方向延出片が立設され、該径方向延出片間にローラが着脱自在に軸支されていると共に、前記相互の径方向延出片は締結部材で連結固定可能とされ、該径方向延出片の受口側面に推力伝達部材が設けられてなるものである。
【００１４】
バンド部材を周方向四つ割り構造とすることで、環状に締結した際の管外周に対する巻き付き力が例えば二つ割り構造のものに対して均等に分布させることができ、推力伝達能が向上する。
【００１５】
また、バンド部材の径方向延出片間に、推進時の抵抗を軽減するローラを軸支するようにしたので、分割時のバンド部材の形状が小型化され、運搬なども容易となる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２の鞘管推進工法における耐震管継手において、挿口外面位置に取り付けられたバンド部材と挿口外面との間にゴムシートが介挿されてなるものである。
【００１７】
このゴムシートの弾性により、外径に公差のあるダクタイル管と推力伝達部材との間の隙間が吸収され、両者の接触面積を大きくすることができ、推力伝達性能が向上する。また、過大な力により挿口が受口内にすべり移動した時、推力伝達部材を巻きつけた挿口外周に傷が付くのも防止される。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３いずれかの鞘管推進工法における耐震管継手において、受口端に取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材が受口端面から受口外面にかけての外周角部に取付けられ、支持板から前記受板部材へ伸び、先端が前記受板部材に接触する板状体の先端が、前記受板部材の管受口端面に対応する位置に当接され、前記板状体の座屈強度が管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされてなるものである。
【００１９】
従って、推力を伝達する場合、板状体の先端が受板部材の管受口端面に対応する位置に当接され、その位置で推力伝達するので、受板部材は、裏面から受口端面で確実に支持され、推力によって受板部材に曲げ力が作用しにくくなる。
【００２０】
従って、確実に推力が伝達可能になる。なお、この場合受板部材は受口端面で支持されるので、管の推進力以上の力が加わった時、板状体が座屈変形するので、挿口が受口内へ押込用空間分の長さだけ移動可能となり、管継手に耐震性が付与される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の推進治具付き推進工法用耐震管継手の実施の形態について説明する。
実施の形態１
図１は、この発明の実施の形態の鞘管推進工法における耐震管継手の側面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は耐震管継手の接合状態を示す要部拡大断面図である。
【００２２】
図１において、２は挿口を示し、推進工法に使用される管１ａの一端をなし、他の管１ｂの他端に形成された受口３に挿入される。
挿口２外面と受口３内面との間には図３に示すように、シール用ゴム輪４が収納され、締めつけボルト５ａの締め付けにより、押輪５、割り輪５ｂを介し圧縮され、挿口２外面と受口３内面との間をシールしている。
【００２３】
シール用ゴム輪４より奥方には、バックアップリング７が配設され、挿口２の先端２ａの外周に形成した突部２ｂと係合して抜け出しを防止するロックリング６が収納溝８に収納されている。
【００２４】
また、上記挿口２は受口３内の略中間位置の深さに挿入され、挿口先端２ａと受口奥端３ｃとの間には押込用空間Ｓが設けられている。
なお、この押込用空間Ｓを有した挿入深さとするため挿口２の外面には目印(図示せず)などが付される。
【００２５】
９は、受口３開口端に押輪５の締結ボルト５ａを利用して取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材を示し、押輪５を取りつける前に受口３の開口端に配置される。
【００２６】
１０は推力伝達部材を示し挿口２の外周に固定されている。そして推力伝達部材１０は、図２に示すように半割りとされたバンド部材１０ａを挿口２外周に互いに囲むように配置し、押輪５の締結ボルト５ａの先端から挿入用空間Ｓ隔たった位置に配置して、バンド部材１０ａの周方向両端に形成した径方向延出片１０ｂ、１０ｂにボルトナット１０ｃを締結することにより、固定されている。
【００２７】
なお、このバンド部材１０ａと挿口２の外周面との間に図４に示すようにゴムシート１０ｄを介挿しても良い。
このゴムシート１０ｄはあまり分厚いと、弾性変形を起こすので好ましくないが、このような推力伝達に影響のないごく薄いゴムシートを用いれば、管外面とバンド部材内面との間の公差による隙間が吸収され、バンド部材１０ａと挿口２外面との密着性がよくなり、かえって推力伝達性能がよくなる。
【００２８】
上記バンド部材１０ａからは径方向に突出する補強板１１、１１が複数突設され、この補強板１１に受口端３ｂ方向へ向け伸びる板状体１２が設けられて推力伝達部材１０が構成されている。
【００２９】
そして、前記推力伝達用の受板部材９の強度が、鞘管２０内における推進工法の管推進力には耐えるが地震時に加わる大きな外力には破壊される程度のせん断強度とされている。すなわち、板状体１２の当接される受板部材９部分は、図３の拡大図に示すように段状の切欠部９ａが設けられ、上記の要件を満たす強度とされている。なお、段状部９ａは板状体１２先端の位置決め用段部としても機能するように構成されている。
【００３０】
さらに、バンド部材１０ａ表面には補強板１１より周方向に隔てた位置に図５に示したようにローラ１３が支持部材１４の頂部に軸支され、推進抵抗を低減させると共に、鞘管２０内部で推進中に管１ａ、１ｂに軸心まわりのローリングが生じても安定した状態で管１ａ、１ｂを推進させることができるようにされている。
【００３１】
なお、鞘管２０内面に滑らかに接する案内部材として上記ローラ１３に代え、図示は省略するがソリを設けても良い。
また、上記実施の形態において、補強板１１、案内部材としてのローラ１２、１２などの径方向突出量はできるだけ少なくされ、鞘管２０内に推進される管１ａ、１ｂの径ができるだけ大きくなるようにされている。
【００３２】
次に、この実施の形態の推進治具付き推進工法用耐震管継手の使用状態について説明する。
まず、ロックリング６を装着し、かつ挿口２が挿入出来るようにロックリング６を拡大器（図示せず）で拡径し、受板部材９、押輪５、シール用ゴムリング４、バックアップリング７などを外面にたくした挿口２を受口３内に挿入し、ロックリング６部分を挿口２の突部２ｂが越えて挿入されれば、前記拡大器（図示せず）を外し、ロックリング６を挿口外面に抱きつかせ、かつ挿口先端２ａと受口奥端３ｃとの間がＳとなるように挿口２の挿入深さを調節する。
【００３３】
次いで、受口３内面と挿口２の外面との間にバックアップリング７、シール用ゴムリング４及び割輪５ｂを配置し、ボルト５ａを押輪５及び受板部材９に挿通して締結し押輪５を適当な締め付け力で締付けることによって継手を接続する。
【００３４】
次いで、挿口２外面に半割とされたバンド部材１０ａ、１０ａを挿口２をくるむように被せ、推力伝達部材１０先端の板状体１２を受板部材９の切欠き段部９ａに当接するように位置合わせした後、耳部１０ｂ、１０ｂにボルトナット１０ｃを挿通し締結して固定する。
【００３５】
次いで管１ａに推進力を与えて図１に矢印Ｐで示すように管を推進させる。
このとき、管の推進力は挿口１ａ外面から推力伝達部材１０のバンド部材１０ａから板状体１２を介して受口３の受板部材９へと伝達されて管が推進されていく。
【００３６】
受板部材９の強度は鞘管２０内への推進力に耐え得る強度とされているため、挿口先端２ａと受口奥端３ｃとの間に押込用空間Ｓが存在していても推進が可能となる。
【００３７】
また、推力伝達部材１０には、支持部材１４の先端にローラ１３が軸支されているので、鞘管２０内面に沿って推進していく場合の推進抵抗が小さくなり、また、推進中に管１ａ、１ｂに軸心まわりのローリングが生じても安定した状態で管を推進させることができる。
そして、管敷設後、地震時の大きな外力が加わり管軸方向に図７に矢印Ｑで示すように圧縮力が作用すると、その力は、推力伝達部材１０の板状体１２を介して受板部材９に直接作用するが、受板部材９の強度が上記大きな外力に対しては耐え得ない強度とされているので、この力でせん断破壊され、その結果、図示のように押込用空間Ｓ分だけ挿口２が移動し、地盤の変動に応じた管継手部の伸縮が行われ、管継手部の破壊が防がれる。
【００３８】
なお、矢印Ｒで示すように引抜方向への力が加わった場合は、そのまま引き抜き方向への動きが許容される。
また、押込用空間Ｓを持たせるための推力伝達部材１０のバンド部材１０ａは管１外面に取り付けられているので、管敷設後そのまま放置しておいても支障はない。
実施の形態２
図８は、この発明の実施の形態２の鞘管推進工法における耐震管継手に用いられる推力伝達部材を構成するバンド部材の正面図、図９は図８のＡ矢視上面図、図１０は図８のＢ矢視側面図である。
【００３９】
この実施の形態２における耐震管継手は、図１に示した推力伝達部材１０としてのバンド部材１０を四つ割りにした点が相違するだけであるので、その相違した部分のみを説明する。
【００４０】
図８において、推力伝達部材１０は図示のように周方向四つ割りとされ、四つ割りとされたバンド部材１０ａ…の両端には互いに対向しあうように径方向延出片１０ｂ、１０ｂが形成されている。
【００４１】
向き合った径方向延出片１０ｂ、１０ｂは、締結ボルト１０ｃ、１０ｃで互いに締結され、これによって四つ割りとされたバンド部材１０ａが環状に連結されるようにされている。
【００４２】
そして、さらに径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間には、回転軸１３ａが架設固定され、この回転軸１３ａにローラ１３が回転自在に軸支されている。
径方向延出片１０ｂとバンド部材１０ａの周方向外面との間には、補強板１１、１１が取り付けられ、この補強板１１に受口開口端３ｂ（図１参照）方向へ向けて板状体１２が設けられて推力伝達部材１０が構成されている。
【００４３】
そして、この実施の形態２である鞘管推進工法における耐震管継手で推進工法を実施する場合、まず、四つ割りにしたバンド部材１０ａを挿口２外面に当てがい、それぞれ対向する径方向延出片１０ｂ、１０ｂが垂直水平軸に対し４５°の姿勢になるように配置し、締結ボルト１０ｃ、１０ｃを締結することで連結していく。次いで、ローラ１３を径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間に配置し、軸１３ａを挿通し、径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間に架設固定して軸支する。
【００４４】
このようにしてバンド部材１０ａを環状に連結し、さらに必要な締め付け力となるように各締結ボルト１０ｃ…を均等に締め付けていく。
この締め付け時、バンド部材１０ａに作用する締め付け力は図１１（ａ）に矢印Ｐで示すように周囲四箇所での締め付け力によって、周囲全体にわたって均等な締め付け力となり、図１１（ｂ）に示すように二つ割りのバンド部材を締結したときに比べ図１１（ｂ）に範囲Ｈで示すような接線方向への締め付け力と、それ以外の径方向への締め付け力とがそれぞれ局部的に偏在してしまうということがない。
【００４５】
また、各バンド部材１０ａ…の径方向延出片１０ｂ…を利用してローラ１３を取り付けるので、施工までは部材を最小単位まで分解して運ぶことができ、運搬が容易となる。
【００４６】
なお、この実施の形態においても、図４に示したようにバンド部材１０ａと挿口２外面との間に薄いゴムシートを介挿して締め付けるようにし、挿口２外面の公差による隙間を充填するようにしても良い。
実施の形態３
図１２は、実施の形態３の鞘管推進工法における耐震管継手の要部拡大断面図である。
【００４７】
この実施の形態３における耐震管継手は、図１に示した推力伝達部材１０から推力を受ける受板部材９の受口３に対する係り合いと、この受板部材９に対する推力伝達部材１０の板状体１２先端の当接部に特徴があるので、その特徴とする部分のみを説明する。
【００４８】
図１２において、受板部材９は、受口３の端面３ｂと側面３ｃに沿う段状面９ａを有し、この部分９ａを受口３に当接して取り付けられている。
そして推力伝達部材からの推力を伝達する板状体１２の先端が受板部材９の受口端面３ｂに対応する位置、あるいはごく近傍に当接するようにされている。
【００４９】
そして、板状体１２の座屈強度が管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされている。
なお、以上の他の部分で、図１〜図３で示した部分と同じ部材は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００５０】
この実施の形態３である鞘管推進工法における耐震管継手で推進工法を実施する場合、まず挿口２を受口奥端３ａとの間に押込用隙間Ｓを残して挿入し、ゴム輪４を挿入し、押輪５をセットして、管を接続する。
【００５１】
次いで、板状体１２の先端が受板部材９表面であって、受口端面３ｂにできるだけ近い位置に当接するように推力伝達部材１０のバンド部材１０ａを挿口２外面に配置し、一方、受口３の端面にも受板部材９を配置する。
【００５２】
そしてその状態でボルト１０ｃを締め付け、バンド部材１０を挿口外面に緊締して取り付ける。
その後、挿口２側に推進力を付加して鞘管２０（図１参照）内に管を推進する。
【００５３】
推力伝達部材１０から推力を伝達する板状体１２は管推進時の力では変形しないので、推進管は鞘管２０内に順次推進されていく。
管敷設後、地震などで大きな外力が軸方向へ加わった場合、図１３に示すように板状体１２が座屈変形することによって管の収縮変形を許容する。
【００５４】
なお、上記実施の形態において、推力伝達部材としてのバンド部材１０の挿口外周に対する保持力を増し、より大きな推力を発揮させるために、図１４（イ）あるいは（ロ）に示すようにバンド部材１０に隣接して補強用の押輪１５を取り付けてもよい。
【００５５】
ここで、図１４（イ）に示す押輪１５は、挿口２外周に巻き締め固定される二つ割りないしは四つ割りとされ、内面に周方向凹溝１７を有し、周方向凹溝１７内に、挿口２外面に係合する爪片１８ａを有する入り込み防止部材１８が収納され、セットボルト１９で径方向へ締め付けることでより強力な推進力が発揮されるようにされている。
【００５６】
図１４（ロ）に示すものは、セットボルト１９の締め付け方向を挿口２の管軸に対して傾斜させ、入り込み防止部材１８内面に形成される爪片１８ａを二条設けることで、入り込み防止力が発揮されるようにしたものである。
【００５７】
なお、他の部分で既に説明した部分は同一符号を付すことで詳細な説明は省略する。
また、上記各実施の形態における受板部材９の輪郭形状を、図１５に示すように管底部に対応する部分の外周９ａ、すなわち径方向延出片１０ｂ、１０ｂ間の円周部分を、直線状に切除することが好ましい。
【００５８】
この切除部分９ａにより、図１５に示すようにローラ１３、１３で支持された管の高さをそれだけ低くでき、その分径の大きい管を推進できるか、あるいは同一径であれば、管底部に充填されるセメントスラリーの流動性がよくなり、施工性がよくなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、パイプインパイプ工法で管を推進させて行く場合、推進工法によるにもかかわらず挿口先端と受口奥端との間に耐震用の隙間を設けて推進させていくことができる。
【００６０】
また、推力伝達部材には、ローラなどの案内部材が設けられているので、推進抵抗も少なく、また、鞘管内の推進中に管に軸心まわりのローリングが生じても安定した状態で管を推進させることができ、推進工法が容易に実施できるといった効果を有する。
【００６１】
請求項２の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、バンド部材を四つ割り構造としたため、二つ割りのものに比べより均一な締め付け力が得られる。
また、ローラも分解可能な構造であるので、分割時のバンド部材の形状が小型化され、運搬なども容易となる。
【００６２】
請求項３の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、ゴムシートの弾性により、外径に公差のあるダクタイル管と推力伝達部材との間の隙間が吸収され、両者の接触面積を大きくすることができ、推力伝達性能が向上する。また、過大な力により挿口が受口内にすべり移動した時、推力伝達部材を巻きつけた挿口外周に傷が付くのも防止される。
【００６３】
請求項４の鞘管推進工法における耐震管継手によれば、受板部材が受口端面で補強されるので確実な推力の伝達が可能になる。なお、管の推進力以上の力が加わった場合は、板状体が座屈変形することで管継手に耐震性が付与される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の鞘管推進工法における耐震管継手の側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図２のＡ‐Ａ線部分の拡大断面図である。
【図４】図２のＣ‐Ｃ線部分の拡大断面図である。
【図５】図２のＢ‐Ｂ線部分の拡大断面図である。
【図６】推進工法を実施している状態を示す要部断面図である。
【図７】軸方向力が加わり耐震機能が発揮された状態を示す要部断面図である。
【図８】実施の形態２である鞘管推進工法における耐震管継手の推進力伝達部材部分の正面図である。
【図９】図８のＡ矢視上面図である。
【図１０】図８のＢ矢視側面図である。
【図１１】バンド部材を締結した時の締め付け力分布状態を示す正面図で（ａ）は実施の形態２である鞘管推進工法における耐震管継手のもの、（ｂ）は、二つ割りのものを示す。
【図１２】実施の形態３である鞘管推進工法における耐震管継手の要部断面図である。
【図１３】実施の形態３である鞘管推進工法における耐震管継手の耐震機能が発揮された状態を示す要部断面図である。
【図１４】実施の形態１、２、３の鞘管推進工法における耐震管継手のそれぞれ他の構成例の要部断面図であり、（イ）は、セットボルトが径方向に沿ったもの、（ロ）は、セットボルトが径方向に対し傾斜したものを示す。
【図１５】実施の形態１、２、３の鞘管推進工法における耐震管継手の受板部材のそれぞれ他の構成例の正面図である。
【符号の説明】
１ａ 管
１ｂ 管
２ 挿口
３ 受口
４ シール用ゴム輪
５ 押輪
５ａ 締めつけボルト
５ｂ 割り輪
６ ロックリング
７ バックアップリング
８ 収納溝
９ 推力伝達用の受板部材
１０ 推力伝達部材
１０ａ バンド部材
１０ｂ 径方向延出片
１１ 支持板
１２ 板状体
１３ ローラ
１４ 支持部材
２０ 鞘管
Claims (4)
- 挿口先端から受口奥端までの間に押込用空間を残して受口に挿口を挿入した管継手と、受口端に取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材と、前記受口端から前記押込用空間に相当する長さ分以上隔てた挿口外面位置に取り付けられたバンド部材及び該バンド部材表面に前記挿口の径方向へ立設された支持板から前記受板部材へ伸び、先端が前記受板部材に接触する板状体とからなる推力伝達部材と、前記バンド部材外面に径方向に突出支持され、鞘管内面に沿って摺動または転動する案内部材を備え、前記受板部材の前記推力伝達部材と接する部分の強度が、管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされてなり、前記バンド部材は周方向の分割部を有し、前記分割部の両端には周方向に互いに対向しあう径方向延出片が立設され、前記相互の径方向延出片は締結部材で連結固定可能とされ、前記受板部材は前記径方向延出片間の管底部に対応する部分の外周部分が直線状に切除されたものである鞘管推進工法における耐震管継手。
- 請求項１の鞘管推進工法における耐震管継手において、挿口外面に取り付けられたバンド部材が周方向四つ割り構造とされ、径方向延出片間にローラが着脱自在に軸支されていると共に、該径方向延出片の受口側面に推力伝達部材が設けられてなる鞘管推進工法における耐震管継手。
- 請求項１又は２の鞘管推進工法における耐震管継手において、挿口外面位置に取り付けられたバンド部材と挿口外面との間にゴムシートが介挿されてなる鞘管推進工法における耐震管継手。
- 請求項１〜３いずれかの鞘管推進工法における耐震管継手において、受口端に取付けられたフランジ状の推力伝達用の受板部材が受口端面から受口外面にかけての外周角部に取付けられ、支持板から前記受板部材へ伸び、先端が前記受板部材に接触する板状体の先端が、前記受板部材の管受口端面に対応する位置に当接され、前記板状体の座屈強度が管の推進力には耐えるが、地震時の大きな外力には耐えられない強度とされてなる鞘管推進工法における耐震管継手。
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2002
- 2002-09-25 JP JP2002278254A patent/JP4248213B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN103292036A (zh) * | 2012-03-02 | 2013-09-11 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种装配式曲线钢顶管节头及其顶进方法 |
| CN103292036B (zh) * | 2012-03-02 | 2016-02-24 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种装配式曲线钢顶管节头 |
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