JP4601556B2 - さや管推進工法 - Google Patents

Description

この発明は、ガス、上下水道等に用いる流体輸送用配管を非開削で布設するさや管推進工法に関するものである。

ダクタイル鋳鉄管等の流体輸送用配管を埋設する工法としては、地面を開削して布設する開削工法が一般的であったが、昨今は幹線道路だけではなく一般道路においても交通量が増加しているので、開削工法のために交通を遮断することは困難となっている。このため、発進立坑と到達立坑だけを開削し、さや管（鞘管）としてヒューム管や鋼管等を推進埋設した後にＰＩ形、ＰII形ダクタイル鋳鉄管を挿入するさや管推進工法や、老朽化した既設管をさや管として、その中に口径の小さい新管を挿入して管路を更新するパイプインパイプ工法（ＰＩＰ法）等の推進工法が広く採用されるようになった（以下、さや管推進工法とＰＩＰ法の両者を「さや管推進工法」と言う）。

上記のさや管推進工法は、図５に示すように、発進立坑Ｓと到達立坑Ｒとの間に埋設されている既設管（さや管）Ｐ’内にこれよりも径の小さな新管Ｐを挿入して布設するものである。発進立坑Ｓには油圧ジャッキＪが設置され、この油圧ジャッキＪの後部は反力受けＨに当接し、前部は押角Ｂを介して新管Ｐを押圧するようになっている。新管Ｐは、その先端部の挿し口１を先行する新管Ｐの後端部の受け口２に挿入することによって順次つなぎ合わされ、既設管Ｐ’内に押し込まれて行く。なお、先頭の新管Ｐの先端部には挿入抵抗を小さくするための先導ソリＫが取り付けられている。

その既設管Ｐ’内に新管Ｐをつなぎ合わせて走行させる際に、図６に示すように、新管Ｐがさや管Ｐ’の内面に摺れて移動する（走行する）こととなる。この場合、新管Ｐの挿入長さ（発進立坑Ｓと到達立坑Ｒとの長さ）が長くなると、新管Ｐの挿入に必要な力が大きくなったり、管継手の屈曲によって新管Ｐの許容伝達力が小さくなったりする等の原因から、新管Ｐの許容伝達力を超える場合がある。許容伝達力を超えれば、新管Ｐの破損等が生じるため、それ以上の挿入を行うことができなくなる。

このため、図７に示すように、新管Ｐの外周面にキャスタ１１を有する走行案内器具を設け、そのキャスタ１１をさや管Ｐ’の内面に走行させて走行抵抗を低減した技術が知られている（特許文献１参照）。その走行案内器具は、４分割した断面Ｌ字状のフランジ１２をその端面で締結してサドルバンド状としたものである。
特開２００２−２７６２８４号公報

このキャスタ１１付き走行案内器具による新管Ｐの走行はそれなりに有効であるが、分割フランジ１２を強固に締結するためには、十分な大きさの（十分に立ち上がる）締結片１３を設ける必要があり、この締結片１３にキャスタ１１をボルト・ナット１４で取り付けるため、キャスタ１１が新管Ｐの外周面から大きく突出する。

上記キャスタ１１が大きく突出すれば、走行案内具の嵩が大きくなるため、さや管Ｐ’内面と新管Ｐの外面とに十分な間隙（すき間）が必要となる。このすき間を大きく取れば、その分、新管Ｐに呼び径の小さいものを採用することとなり、十分な流通面積が得られない場合が生じる。また、通常、新管Ｐには、所要の呼び径のものが要求されるので、前記のすき間は狭いものとなっている。この場合、上述したキャスタ１１付き走行案内具を採用することができない場合が生じる。

そこで、この発明は、十分な流通面積を確保でき、新管の挿入する力を低減させ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、さや管内に球体を敷き、そのさや管内に挿入した新管を前記球体上に載せ、新管をさや管内で球体の回転により軸方向に移動させることとしたのである。

このようにすれば、新管をさや管に挿入し、その軸方向に移動させると、さや管内に敷いた球体が新管とさや管との間で回転する。このため、新管が球体の回転による小さい抵抗でさや管内を移動する。

また、上記さや管内に敷いた球体上に、さや管内に挿入した新管を載せるので、さや管内に敷かれた球体の径（大きさ）が、さや管と新管とのすき間となる。このため、上述したキャスタ付き走行案内具を適用した場合と比較して、そのさや管と新管とのすき間を小さくすることができる。さらに、さや管内面と新管外面とのすき間が小さい場合でも、このさや管推進工法を採用できるので、新管をより太くして十分な流通面積を確保することができる。

以上のように、この発明のさや管推進工法は、さや管内面と新管外面とのすき間を小さくできるので、十分な流通面積を確保することができる。また、新管が球体の回転による小さい抵抗でさや管内を移動するので、新管の挿入する力を低減させることができる。

この発明の実施形態としては、新管の挿し口を先行する新管の受け口を挿入して順次つなぎ合わせ、その新管をさや管内で軸方向に移動させて前記さや管内に管路を新設するさや管推進工法において、前記さや管内に球体を敷き、前記さや内に挿入した前記新管を前記球体上に載せ、その新管をさや管内で前記球体の回転により軸方向に移動させる構成を採用することができる。

また、この構成において、上記さや管の上記新管挿入側から上記球体を補充する構成とすると、補充された球体は、さや管内の新管の移動に伴って球体がさや管の軸方向に移動した部分（新管の受け口の外面）に充填されるので、常に、新管とさや管との間には球体が存在する状態となる。これにより、さや管内を新管が軸方向に移動するのに伴って球体が回転し、新管の円滑な移動を確保することができる。

さらに、上記構成において、上記さや管の上記新管挿入側端部に、前記さや管内に敷いた上記球体の脱落を阻止する堰体を設けると、この堰体がさや管内に入れた球体の脱落を阻止する。また、前記堰体は、さや管内周方向に並んで敷かれた球体の全幅に対して脱落を阻止することが望ましく、前記堰体を前記さや管内面の底部から両側面部に延びる弧状に設けることで、球体がさや管周方向の底部から両側面部付近にまで敷き詰め易くなる。これにより、球体が新管の外面の底部だけでなく、底部から周方向両側にも存在することとなり、新管の移動時における径方向（左右方向）のガタツキの発生を防止する。

さらに、上記堰体の外側に上記新管を支持する受け台を設け、その受け台に支持することにより前記新管の外面と前記堰体との間に上記球体を通過できるすき間を形成すると、このすき間からさや管内に球体を容易に補充することができる。

以下、この発明の一実施例を図１から図４に示す。この実施例のさや管推進工法は、上述の図５に示すように、発進立坑Ｓと到達立坑Ｒとの間に埋設されている既設管（さや管）Ｐ’内にこれよりも径の小さな新管Ｐを挿入布設するものであり、この新管Ｐの挿し口１を先行する新管Ｐの受け口２に挿入してつなぎ合わせながら、さや管Ｐ’内に管路を新設する。上記新管Ｐとして、ＰＩ形、ＰII形ダクタイル鋳鉄管等を用いることができる。

まず、図１に示すように、発進立坑Ｓと到達立坑Ｒとの間のさや管Ｐ’内の全長にわたって多数の球体３を入れ、さや管Ｐ’内の底部の全長に前記球体３を敷く。この球体３は、その大きさを特に限定するものではないが、例えば、直径２〜３mmのガラスビーズを採用すれば、さや管Ｐ’の内面と新管Ｐの外面とに十分なすき間がない場合でも、この球体３をさや管Ｐ’内に敷き、その球体３上に新管Ｐを載せることができる。これにより、さや管Ｐ’に挿入する新管Ｐの径を大きくでき、さや管Ｐ’に対して挿入される新管Ｐにより十分な流量面積を確保することができる。

次に、図２（ａ）に示すように、上記さや管Ｐ’の発進立坑Ｓ側から挿入した新管Ｐを前記球体３上に載せ、前記新管Ｐをさや管Ｐ’内で軸方向に移動させると、新管Ｐの受け口２とさや管Ｐ’の内面との間で上記球体３が回転するので新管Ｐとさや管Ｐ’との間の抵抗が小さくなり、新管Ｐの挿入する力を低減させることができる。

新管Ｐの挿入する力が小さくなることにより、上述した図５に示す新管Ｐの挿入に用いる油圧ジャッキＪや、反力受けＨなどを小規模なものにすることができる。また、新管Ｐのさや管Ｐ’内の移動距離を延長することができるので、立坑（発進立坑Ｓ、到達立坑Ｒ）の数を減らすこともできる。

なお、図２（ｂ）に示すように、上記新管Ｐをさや管Ｐ’に挿入後、この新管Ｐを押して到達立坑Ｒ側へ移動させた際に、新管Ｐの移動に伴って球体３が軸方向に移動した場合、前記さや管Ｐ’発進立坑Ｓ側端部の内側面と新管Ｐ外面とのすき間から球体３を補充する（図１（ｂ）矢印参照）。補充された球体３は、さや管Ｐ’内の新管Ｐの移動に伴って球体３が移動した部分（新管Ｐの発進立坑Ｓ側の受け口２外面）に充填され、移動により球体３がなくなった部分に補充されるので、常に、新管Ｐとさや管Ｐ’との間には球体３が存在する状態となる。これにより、さや管Ｐ’内を新管Ｐが移動するのに伴って球体３が回転し、新管Ｐの円滑な移動を確保することができる。

この後、新たに新管Ｐをさや管Ｐ’の発進立坑Ｓ側から挿入し、先行する新管Ｐの受け口２に前記の新たに挿入した新管Ｐの挿し口１を挿入してつなぎ合わせながら、最先の新管Ｐの挿し口１が到達立坑Ｒに達するまで新管Ｐを順次挿入することにより、さや管Ｐ’内に管路を設けることができる（図１（ａ）参照）。なお、このさや管Ｐ’内を新管Ｐが移動することに伴い、球体３がさや管Ｐ’の到達立坑Ｒ側端部にまで移動した場合、この球体３を回収し、これをさや管Ｐ’の発進立坑Ｓで、再度さや管Ｐ’内に補充してもよい。

また、図３、４は、さや管推進工法の他の実施例を示したものである。図３に示す実施例は、発進立坑Ｓと到達立坑Ｒとの間に埋設されているさや管Ｐ’の発進立坑Ｓ側（新管Ｐの挿入側）端部に、上記球体３の脱落を阻止する堰体４を設けたものである。

上記堰体４は、上記さや管（Ｐ’）内面の底部から両側面部に延びる弧状に設けられたものである。このため、さや管Ｐ’内周方向に並んで敷かれた球体３の全幅に対し、さや管Ｐ’の発進立坑Ｓ側端部から脱落を阻止でき、さや管Ｐ’内の底部から周方向両側にわたる範囲に球体３が敷き詰められる。この状態において新管Ｐが移動する際、球体３が新管Ｐの外面の底部だけでなく、底部から周方向両側にも存在することとなるので、その球体３が新管Ｐを両側から支持して、新管の移動時にその径方向（左右方向）のガタツキの発生を防止する。

図４に示す実施例は、上記さや管Ｐ’の堰体４の外側に上記新管Ｐを支持する受け台５を設けたものである。この受け台５は、基台から延びる支持棒の先端にローラを設けたものであり、その上端部が、さや管Ｐ’内の底部における堰体４の上端部よりも上方に位置するように設けられる。これにより、新管Ｐの挿入時に、さや管Ｐ’の発進立坑Ｓ端部の内面底部と、挿入する新管Ｐの外面底部とに上記球体３が通過できるすき間を形成して、このすき間に球体３を容易に補充することができる。

なお、さや管Ｐ’内に敷く球体３を、新管Ｐの移動に伴ってさや管Ｐ’の軸方向に移動させずにその位置でとどまって回転させるために、この球体３をリテーナ（保持器）で保持してもよい。このリテーナをさや管Ｐ’内の全長（発進立坑Ｓから到達立坑Ｒまでの長さ）に敷き、その端部をさや管Ｐ’の発進立坑Ｓ側端部に係止する。その後、リテーナを敷いたさや管Ｐ’内に新管Ｐを移動させると、リテーナの球体３は、新管Ｐの移動に伴いさや管Ｐ’の軸方向に移動しないので、球体３を補充する必要がない。

（ａ）一実施例のさや管推進工法の要部を示す一部切断正面図、（ｂ）同上の側面図 同上の球体を補充する際の作用を示す一部切断正面図 （ａ）他の実施例のさや管推進工法の要部を示す一部切断正面図、（ｂ）同上の側面図 （ａ）他の実施例のさや管推進工法の要部を示す一部切断正面図、（ｂ）同上の側面図 さや管推進工法の説明図 従来のさや管推進工法の説明図 従来のさや管推進工法の説明図

符号の説明

１ 挿し口
２ 受け口
３ 球体
４ 堰体
５ ローラ受け台
１１ キャスタ
１２ フランジ
１３ 締結片
１４ ボルト・ナット
Ｐ 新管
Ｐ’ さや管（既設管）

Claims (4)

1. 新管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する新管（Ｐ）の受け口（２）を挿入して順次つなぎ合わせ、その新管（Ｐ）をさや管（Ｐ’）内で軸方向に移動させて前記さや管（Ｐ’）内に管路を新設するさや管推進工法において、
   上記さや管（Ｐ’）内に球体（３）を敷き、前記さや管（Ｐ’）内に挿入した上記新管（Ｐ）を前記球体（３）上に載せ、その新管（Ｐ）をさや管（Ｐ’）内で前記球体（３）の回転により軸方向に移動させ、上記さや管（Ｐ’）の前記新管（Ｐ）挿入側から前記球体（３）を補充することを特徴とするさや管推進工法。
2. 新管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する新管（Ｐ）の受け口（２）を挿入して順次つなぎ合わせ、その新管（Ｐ）をさや管（Ｐ’）内で軸方向に移動させて前記さや管（Ｐ’）内に管路を新設するさや管推進工法において、
   上記さや管（Ｐ’）内に球体（３）を敷き、前記さや管（Ｐ’）内に挿入した上記新管（Ｐ）を前記球体（３）上に載せ、その新管（Ｐ）をさや管（Ｐ’）内で前記球体（３）の回転により軸方向に移動させ、上記さや管（Ｐ’）の上記新管（Ｐ）挿入側端部に、前記さや管（Ｐ’）内に敷いた上記球体（３）の脱落を阻止する堰体（４）を設けたことを特徴とするさや管推進工法。
3. 上記堰体（４）を上記さや管（Ｐ’）内面の底部から両側面部に延びる弧状に設けたことを特徴する請求項２に記載のさや管推進工法。
4. 上記堰体（４）の外側に上記新管（Ｐ）を支持する受け台（５）を設け、その受け台（５）に支持することにより前記新管（Ｐ）の外面と前記堰体（４）との間に上記球体（３）を通過できるすき間を形成したことを特徴とする請求項２または３に記載のさや管推進工法。
   
   
   
   

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