JP4425266B2 - 外装コンクリート管の製造方法及び外装コンクリート管製造用外装枠 - Google Patents

Description

この発明は、上水道、下水道等に使用される外装コンクリート管を製造するためのコンクリート打込み枠、及びその外装コンクリート管の製造方法に関するものである。

外装コンクリート管は、ダクタイル鋳鉄管等の管体（以下、「管本体」という）の外周にモルタル又はコンクリート等を打設して、その管本体と前記コンクリート等とを一体化したものである。この種の外装コンクリート管は、一般に、管体を地中に埋設する際に採用されるいわゆる「推進工法」に多く用いられる。

推進工法は、例えば、本発明の実施形態の説明図である図３に基づいて説明すると、地中において複数の外装コンクリート管２０，２０が順次連結され、一つの外装コンクリート管２０の挿し口３側に設けたフランジ６に、隣り合う他の外装コンクリート管２０の受口２の端面が当接した状態で、そのフランジ６を介して図中の矢印の方向（図示しない発進側縦坑から到達側縦抗へ向かう方向）へ推進力が伝達されるようになっている。
このとき、前記コンクリート層９は、その外径が、前記管本体１の受口２の外周面とほぼ同径となるように形成されている。このため、連結された複数の外装コンクリート管２０の表面に凹凸が少なくなり、スムースな推進施工が可能となる。

外装コンクリート管を製造する際は、例えば、図４に示すように、一端に受口２を他端に挿し口３を有する管本体１の外周を、筒状のコンクリート打込み枠（以下、「外装枠」という）１０で覆い（図中矢印ａ，ｃ参照）、その管本体１の外周面と外装枠１０の内周面との間の空間に、未硬化のセメントモルタル、コンクリート等の充填材を供給して硬化させる手法が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
このとき、管本体１の直管部４外周に、予め溶接等により鉄筋７を固定しておき、管本体１とコンクリート層９との付着性能、及びそのコンクリート層９の強度を高める場合もある。

特開平３−２２４７０５号公報

上記外装コンクリート管の製造方法によると、コンクリート層９の挿し口３側の端部には、推進の際の推進力の作用点として機能するフランジ６が溶接等により固定されているので、このフランジ部６が外装枠１０の内周面に接して型枠の一部として機能する。
また、特許文献１のごとく、管本体１及び外装枠１０を鉛直方向に配置する場合には、型枠として機能する前記フランジ部６は省くこともできる。

しかし、管本体１の受口２側は、その受口２の外周面が外装枠１０の内周面に近接しており、また、その受口２の端面に比較的近い部分で管本体１と外装枠１０とが直接接している。このため、この受口２の外周面と外装枠１０の内周面とが近接した部分に薄いコンクリート層９を形成してしまう。

これは、受口２の外周面は、図５（ａ）に示すように、管本体１の端部に向かうに従ってわずかに拡径しており、また、その受口２と直管部４との取付部には、受口２に近づくにつれて徐々に拡径するテーパー部５が介在するからである。すなわち、これらのテーパー部５や受口２の外周面と、外装枠１０の内周面との隙間は、前記直管部４の外周面と外装枠１０の内周面との隙間に比べると、非常に小さいからである。

コンクリート層９が薄いと管本体１への付着性能が劣り、そのコンクリート層９が管本体１の表面から剥離する原因となるので好ましくない。

そこで、そのような薄いコンクリート層９が生じないように、図４に矢印ｂで示すように、コンクリート打設の際に管本体１の周囲に封止部材８を取り付けて、前記受口２側の隙間の小さい部分にコンクリートが漏洩することを防止している。

封止部材８の例として、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ゴム製のリングを管本体１の前記テーパー部５に粘着性のテープｔで固定する場合や、あるいは、図５（ｃ）に示すように、繊維製のロープを巻き付けて管本体１に固定する場合などがある。

しかし、大量に製造される管本体１に、一本ずつ前記封止部材８を取り付けることは非常に面倒な作業である。また、封止部材８を取り付ける際に、その封止部材８が管本体１の周方向に沿って蛇行しやすいという問題もある。
封止部材８が蛇行した状態に取り付けられていると、コンクリート層９の受口２側の端部の仕上がり形状も蛇行し、見映えが悪くなるので好ましくない。特に、封止部材８を、受口と直管部との間のテーパー部５に取り付ける際には蛇行が生じやすく、また、封止部材８がゴム等の可撓性を有する素材であれば、転倒を生じやすいともいえる。

さらに、図６（ａ）（ｂ）に示すように、封止部材８を取り外した後のコンクリート層９と前記封止部材８との接触面（コンクリート層９の端面）は滑らかでなく、その接触面を、図中に鎖線で示すように、削成あるいはモルタルで滑らかなテーパー状に補修する必要がある。

このような補修作業は、コンクリート層９の端部を、管本体１の周面全周に亘って均質なテーパー状に成形する必要があり、これは熟練を要する作業となっている。また、前記封止部材８に蛇行、転倒が生じていれば、その補修作業はさらに煩雑である。

そこで、この発明は、外装コンクリート管のコンクリート層を形成する際に、そのコンクリート層の受口側の端部を容易に成形できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、外装枠の内周に管本体の外周に接する封止部材を固定したのである。外装枠に封止部材が固定されていれば、管本体毎に封止部材を取り付ける必要がない。このため、作業が容易である。また、その封止部材は、外装枠とともに何度も繰り返し使うことができる。

さらに、封止部材が外装枠に固定されているので、封止部材が蛇行、転倒することがない。このため、封止部材を取り外した後のコンクリート層と前記封止部材との接触面が綺麗に仕上がり、その接触面に対する削成あるいはモルタル補修を簡略化することができる。

この発明は、外装枠の内周に管本体の外周に接する封止部材を固定したので、外装コンクリート管のコンクリート層を形成する際に、そのコンクリート層の受口側の端部を容易に成形できる。

この発明の実施形態として、一端に受口を、他端に挿し口を有する管本体の外周を筒状の外装枠で覆い、前記管本体の外周と前記外装枠の内周との間の空間にモルタル又はコンクリートを打設して、その管本体と前記モルタル又はコンクリートとを一体化した外装コンクリート管の製造方法において、前記外装枠の内周に周方向に伸びる封止部材を固定し、前記管本体の外周を前記外装枠で覆うことにより前記封止部材が前記管本体の外周全周に当接し、前記管本体の外周と外装枠の内周との間の空間に前記封止部材よりも他端側から未硬化の前記モルタル又はコンクリートを充填して、前記封止部材により、前記モルタル又はコンクリートがその封止部材よりも一端側に流入することを阻止する構成を採用した。

この管本体と外装枠とは、その管軸方向（筒軸方向）が鉛直方向に向くように配置してもよいし、水平方向に向くように配置してもよいが、前記管本体の外周と外装枠の内周との間の空間を、他端側において閉塞する必要がある場合には、例えば、以下の構成とできる。

その構成は、前記管本体はその他端側に外径方向に突出するフランジ部が全周に亘って設けられており、前記管本体の外周を前記外装枠で覆うことにより前記フランジ部の外周縁が前記外装枠の内周全周に当接し、前記フランジ部により、前記モルタル又はコンクリートがそのフランジ部よりも他端側に流入することを阻止するものである。
すなわち、フランジ部が、前記コンクリート層を形成するための型枠の一部として機能する。
このフランジ部は、例えば、周知の締付部材によって管本体の外周に圧接させて固定することもできるし、溶接、接着等により固定することもできる。

また、前記管本体が、前記受口と前記挿し口との間に一定の外径で連続する直管部を有するとともに、前記直管部と前記受口との間にその受口側に向かって徐々に拡径するテーパー部を有している場合において、前記封止部材がそのテーパー部に当接する構成を採用することができる。
テーパー部に封止部材を当接させれば、直管部に封止部材を当接させる場合と比較して、受口の外周面とコンクリート層の外周面との接続部に介在する凹部の深さを浅く抑えることができ、また、その凹部の管軸方向幅を小さくすることができる。また、テーパー部の作用により、封止部材が管本体にしっかりと密着するので、充填したモルタル又はコンクリートによって生じる浮力によって管本体が移動することを防止することができる。

前記管本体及び外装枠が、その管軸方向が水平方向に配置される場合において、前記管本体は前記外装枠に対して管軸方向へ移動可能であり、前記管本体は、前記封止部材が前記テーパー部に当接することにより、その当接位置から管軸方向他端側への移動が規制される構成を採用し得る。

一般に、管本体の外径の寸法には個体毎に誤差があり、この誤差は、管本体が鋳造品であれば大きくなる傾向がある。このため、既製の外装枠に対して管本体が径方向に位置ずれし、その管本体の管軸中心と筒状を成す外装枠の筒軸中心とが一致しない事態も生じ得る。
そこで、上記の構成とすれば、管本体を外装枠に対して管軸方向へ移動させて、管本体のテーパー部に封止部材を当接させることにより、そのテーパー部と封止部材とが全周に亘って密着して調心機能が発揮される。このため、その管本体の管軸中心と、筒状を成す外装枠の筒軸中心とを容易に一致させることができる。

なお、上記各構成からなる外装コンクリート管の製造方法に使用する外装枠として、以下の構成を採用し得る。
すなわち、筒状の周面部の内周に周方向全周に伸びる封止部材が固定され、前記封止部材よりも他端側にモルタル又はコンクリートの充填口が設けられており、前記封止部材が、前記周面部内に配置した管本体の外周全周に当接可能である構成とした外装枠である。

一実施例を図面に基づいて説明する。この実施例は、一端に受口２、他端に挿し口３を有するダクタイル鋳鉄管の管本体１の外周に、コンクリート層９を一体に設けた外装コンクリート管２０の製造に関するものである。
この外装コンクリート管２０は、従来例と同様、「推進工法」に用いられるものであり、一つの外装コンクリート管２０の受口２に、隣り合う他の外装コンクリート管２０の挿し口３を順次嵌めることにより外装コンクリート管２０を複数本連結し、その状態で、地中のさや管内を、あるいは地盤Ｇを掘削しながらその地盤Ｇ内を推進されるものである（図３参照）。

外装コンクリート管２０を構成する前記管本体１は、前記受口２と前記挿し口３との間に一定の外径で連続する直管部４を有するとともに、前記直管部４と前記受口２との間にその受口２側に向かって徐々に拡径するテーパー部５を有している。そのテーパー部５の前記受口２の外周面との取付部は滑らかな凸状の弧面となっており、テーパー部５の直管部４の外周面への取付部は、滑らかな凹状の弧面となっている。なお、前記直管部４の外径と前記挿し口３の外径とは、同一の径となっている。

その管本体１の直管部４の外周に、鉄筋７が周方向及び管軸方向へ格子状に配置されている。その鉄筋７は、適宜の位置で内径方向に延びて、その先端が管本体１の外周に溶接固定されている。この溶接固定により、格子状の前記鉄筋７が管本体１に対し不動に固定される。

また、前記管本体１は、その他端側に外径方向に突出するフランジ部６が全周に亘って設けられている。フランジ部６は、リブ６ａを介して前記管本体１の外周に溶接固定されている。また、このフランジ部６は、図３に示す連結状態において、隣り合う外装コンクリート管２０の受口２の端面が当接して、前記推進状態における推進力の伝達部材として機能する。

コンクリート層９は、前記フランジ部６の一端側の縁から前記テーパー部５に至る範囲に全周に亘って設けられ、その外径が、前記受口２の外周面及び前記フランジ部６外周面とほぼ同径となるように形成されている。また、そのコンクリート層９の受口２側の端部は、他端側から一端側へ向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されて、前記テーパー部５の外周に取り付けられている。
そのコンクリート層９内には、前記鉄筋７が所定の「被り（コンクリート層９の外周面から鉄筋７までの最小距離）」で埋め込まれているので、鉄筋７は外装コンクリート管２０の外周に露出しないようになっている。

この外装コンクリート管２０を製造する際に使用する外装枠１０の構成は、図１に示すように、上下に２分割された上型枠１０ａと下型枠１０ｂとから構成される。上型枠１０ａと下型枠１０ｂにはそれぞれ弧状の周面部１６，１６が設けられて、その両周面部１６，１６が、前記上型枠１０ａと下型枠１０ｂとを連結した状態で筒状に形成される。

周面部１６の管軸方向両端には、周方向に沿ってフランジ状に伸びる補強部１４，１４が設けられ、また、前記各周面部１６，１６の周方向縁には、同じくフランジ状の縁部１３，１３が設けられて、前記補強部１４，１４及び縁部１３，１３は、それぞれ前記合体状態で周方向に対向するようになっている。その対向する縁部１３，１３同士を締付けて連結すれば、上下両型枠１０ａ，１０ｂ同士が離れないように固定される。

前記周面部１６の一端側内周に、周方向全周に伸びる封止部材１５が固定されている。封止部材１５は、前記上下両型枠１０ａ，１０ｂにそれぞれ設けられており、前記連結状態で周方向に連続する管軸直交方向の突条となる。

また、上型枠１０ａには、前記封止部材１５よりも他端側、前記フランジ部６よりも一端側に、コンクリートの充填口１１及び空気抜き口１２がそれぞれ設けられている。

コンクリート打設の際の手順を説明すると、まず、図２（ａ）に示すように、水平に配置した下型枠１０ｂ上に、鉄筋７を固定した管本体１を載置する。つぎに、その管本体１上に上型枠１０ａを載置する。上下両型枠１０ａ，１０ｂは、対向する前記縁部１３，１３同士を締付ける等して筒状に一体化される。

このとき、上下両型枠１０ａ，１０ｂ同士を一体化することにより、前記管本体１の前記フランジ部６の外周縁が、前記外装枠１０の内周全周に当接する。また、管本体１のテーパー部５がその全周に亘って前記封止部材１５に当接する。このフランジ部６及び封止部材１５により、管本体１の外周と外装枠１０の内周との間の空間が、管軸方向両側において閉塞される。

なお、その管本体１は前記外装枠１０に対して管軸方向へ移動可能であるので、例えば、管本体１が図２（ｂ）に鎖線で示す位置にある場合には、その位置から図中の矢印の方向へ管本体１を押し込むことができる。この押し込みにより、管本体１のテーパー部５が前記封止部材１５に当接すれば、その当接位置から、管本体１は管軸方向他端側への移動が規制される。このとき、テーパー部５と封止部材１５とが全周で当接することにより調心作用が発揮され、外装枠１０と管本体１とが同心に調整されるという効果が期待できる。
また、上型枠１０ａを載置する前の状態（図２（ａ）参照）において、管本体１のテーパー部５が下型枠１０ｂの封止部材１５に当接するように、管本体１の管軸方向位置を調整し、その後、上型枠１０ａを載置する手順を採用してもよい。この手法においても、前記調心機能を発揮することができる。

つぎに、図２（ｂ）に示す管本体１の外周と前記外装枠１０の内周との間の空間に未硬化のコンクリートを注入する。注入は前記充填口１１を通じて行う。外装枠１０内にコンクリートが注入されると、その外装枠１０内の空気が空気抜き口１２から適宜排出される。このため、コンクリートが外装枠１０と管本体１との間の空間全体に行き渡りやすいようになっている。
この充填口１１及び空気抜き口１２の設置位置は、外装枠１０と管本体１との間の空間全体に、コンクリートを行き渡らせることができる限りにおいて、自由に設定できる。

また、前記フランジ部６の外周縁が前記外装枠１０の内周全周に当接しているので、そのフランジ部６により、前記コンクリートがそのフランジ部６よりも他端側に流入することが阻止される。さらに、前記封止部材１５が前記テーパー部５の外周全周に当接しているので、その封止部材１５により、前記コンクリートがその封止部材１５よりも一端側に流入することが阻止される。
このため、管本体１に形成されるコンクリート層９の他端は、前記フランジ部６よりも挿し口３側には至らない。また、コンクリート層９の一端は、前記テーパー部５の管軸方向中程あるいは、そのテーパー部５の管軸方向中程よりもやや一端側寄りの部分に位置して、受口２の外周面に至らない。したがって、受口２の外周付近に薄いコンクリート層９は形成されない。
また、テーパー部５の管軸方向中程よりもやや一端側寄りの部分に封止部材１５が当接するので、図２（ｄ）に示すように、コンクリート層９の外周面と前記受口２の外周面との接続部に介在する凹部９ａの深さＬ_１を浅く抑え、また、その凹部９ａの管軸方向幅Ｌ_２を小さくすることができる。

なお、この実施例では、口径１０００ｍｍのＵ型推進工法用ダクタイル鋳鉄管を使用しており、外装枠１０に取り付けられる封止部材１５は鋼リングを使用している。この鋼リングの断面は、コンクリート層９に接する部分のテーパー角度（管軸方向に対して成す角度）を３０°に設定している。この鋼リングの前記コンクリート層９に接する部分を弧状の凹面とすれば、コンクリート層９の外周面が弧状の凸面となって、その外周面をさらに滑らかに形成することもできる。
また、鋼リングの前記テーパー部５に接する部分は、その接する部分における前記テーパー部５の勾配と同一勾配に設定して、その密着度合いを高めている。

所定の時間が経過してコンクリートが硬化した後、上型枠１０ａを除去し、完成した外装コンクリート管２０を下型枠１０ｂ内から取り出して、製造工程を終了する。

この実施例では、管本体１の他端にフランジ部６を設けたが、他の実施例としてフランジ部６を設けない構成も考えられる。管本体１にフランジ部６が設けられていない場合、挿し口３にコンクリートが付着しないよう、前記管本体１の外周と外装枠１０の内周との隙間を塞ぐ環状の部材を別に設けても良い。

また、管本体１及び外装枠１０を、その管軸方向が鉛直方向になるように配置してもよい。このとき、受口２を下向きにすることによって、未硬化のコンクリートがその自重で受口２側に滞留するようになる。このため、挿し口３を未硬化のコンクリートの液面上に位置させれば、他端側に設ける前記フランジ部６、環状部材等を省略し得る。

なお、前記封止部材１５の断面は自由に設定することができる。例えば、前記コンクリート層９に接する部分のテーパー角度（管軸方向に対して成す角度）を、３０°〜６０°の範囲の任意の角度に設定してもよい。また、鋼リング以外の封止部材１５を採用してもよい。例えば、封止部材１５の素材として、硬度の高いゴム等を採用してもよい。

また、外装枠１０は、この実施例に示される上下型枠１０ａ，１０ｂに分割したものに限定されず、筒状を成す一体の外装枠１０を採用してもよい。筒状を成す一体の外装枠１０を採用する場合は、管本体１の挿し口３を、外装枠１０の管軸方向一方から他方に向かって押し込むようにすればよい。
なお、前記外装枠１０内に注入するコンクリートに代えて、モルタルを注入する場合もあり、また、必要に応じて鉄筋７の設置を省略する場合も考えられる。

一実施例の分解斜視図 同実施例を示し、（ａ）は下型枠上に管本体を載置した状態、（ｂ）は上型枠を被せた状態、（ｃ）は完成した外装コンクリート管を示す正面断面図、（ｄ）は図２（ｃ）の要部拡大図 推進工法における外装コンクリート管の配置状態を示す断面図 従来例の分解斜視図 従来例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は他の従来例を示す要部拡大図 従来例のコンクリート層の形成状況を示す要部拡大図

符号の説明

１ 管本体
２ 受口
３ 挿し口
４ 直管部
５ テーパー部
６ フランジ部
６ａ リブ
７ 鉄筋
８，１５ 封止部材
９ コンクリート層
１０ 外装枠
１０ａ 上型枠
１０ｂ 下型枠
１１ 充填口
１２ 空気抜き口
１３ 縁部
１４ 補強部
１６ 周面部
２０ 外装コンクリート管

Claims (5)

1. 一端に受口２を、他端に挿し口３を有する管本体１の外周を筒状の外装枠１０で覆い、前記管本体１の外周と前記外装枠１０の内周との間の空間にモルタル又はコンクリートを打設して、その管本体１と前記モルタル又はコンクリートとを一体化した外装コンクリート管の製造方法において、
   前記外装枠１０の内周に周方向に伸びる封止部材１５を固定し、前記管本体１の外周を前記外装枠１０で覆うことにより前記封止部材１５が前記管本体１の外周全周に当接し、前記管本体１の外周と外装枠１０の内周との間の空間に前記封止部材１５よりも他端側から未硬化の前記モルタル又はコンクリートを充填して、前記封止部材１５により、前記モルタル又はコンクリートがその封止部材１５よりも一端側に流入することを阻止することを特徴とする外装コンクリート管の製造方法。
2. 前記管本体１はその他端側に外径方向に突出するフランジ部６が全周に亘って設けられており、前記管本体１の外周を前記外装枠１０で覆うことにより前記フランジ部６の外周縁が前記外装枠１０の内周全周に当接し、前記フランジ部６により、前記モルタル又はコンクリートがそのフランジ部６よりも他端側に流入することを阻止することを特徴とする請求項１に記載の外装コンクリート管の製造方法。
3. 前記管本体１は、前記受口２と前記挿し口３との間に一定の外径で連続する直管部４を有するとともに、前記直管部４と前記受口２との間にその受口２側に向かって徐々に拡径するテーパー部５を有しており、前記封止部材１５は前記テーパー部５に当接することを特徴とする請求項２に記載の外装コンクリート管の製造方法。
4. 前記管本体１及び外装枠１０はその管軸方向が水平方向に配置され、その管本体１は前記外装枠１０に対して管軸方向へ移動可能であり、前記管本体１は、前記封止部材１５が前記テーパー部５に当接することにより、その当接位置から管軸方向他端側への移動が規制されることを特徴とする請求項３に記載の外装コンクリート管の製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の外装コンクリート管の製造方法に使用する外装枠１０であって、筒状の周面部１６の内周に周方向全周に伸びる封止部材１５が固定され、前記封止部材１５よりも他端側にモルタル又はコンクリートの充填口１１が設けられており、前記封止部材１５が、前記周面部１６内に配置した管本体１の外周全周に当接可能であることを特徴とする外装コンクリート管製造用外装枠。

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