JP4606064B2 - 管路の敷設方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は管路の敷設方法および装置に関する。

地中に水道管路を敷設するための方法として、敷設路の土砂を掘り出して溝を形成したうえで管路を敷設し、その後に土砂の埋め戻しを行う開削敷設方法と、このような土砂の掘り出しを行わずに管路を敷設する非開削敷設方法とが知られている。非開削敷設方法には、直接推進工法や、さや管推進工法またはシールド工法や、更新工法などがある。

このうち、直接推進工法は、推進体の先頭に掘削機を設け、その後に順次、管路を形成する管体を接合し、掘削機により地中を掘削しながら推進ピットから油圧式の推進機構により管体を押し込んで、管路を敷設するものである。このため、敷設する管体としては、耐荷力が高く、外面が滑らかな、専用の管材が必要である。また、強力な油圧で押し込むため、推進ピットに大掛かりな推進機構が必要であるとともに、その反力を確保することが必要となるために、高価で大掛かりな土木工事となってしまう。

さや管推進工法またはシールド工法は、いったん、本管を敷設する前のさや管を直接推進工法で敷設するか、またはシールドを構築する。このさや管やシールドは実際の管路となるわけではないので、厳密な水密性や長期の耐久性は問われない。さや管推進工法の場合は、このさや管の敷設後に、本管となる管材にそりや簡易な台車を取り付け、管路の一端側から複数の管材を順次接合しながらさや管の内部に押し込み、管路を形成する。シールド工法の場合は、管一本一本を専用運搬台車などに乗せてシールドに内に持ち込み、順次接合して管路を構築する。一般に、さや管推進工法は人が立てない口径の範囲の管について用いられることが多く、シールド工法は人が立って作業できる大口径の範囲の管について用いられることが多い。双方とも、上記した直接推進工法と同様またはそれよりも大規模な土木工事が必要となるが、本管となる管材には直接推進工法の場合のような高い耐荷力は不要であり、またさや管推進工法の場合はさや管に継手屈曲性の高い管材を用いることにより、曲がり配管に比較的対応しやすいという利点がある。

更新工法は、老朽化した既設管路を更新するために、既設管路をさや管やシールドと同様に見なして、新管をこの既設管路の中に敷設するものである。既設管路が、人が立てない口径の範囲の管材によって構成されている場合は、新管にそりや台車を取り付け、既設管路の一端側から順次接合しながら押し込み、管路を形成する。新管が既設管から口径ダウンすることを極力避けるために、スペースを取らないそりを使用することが多い（たとうば特許文献１）。
特開昭６２−８３５７８号公報

設計時から新管を運搬することを前提に構築されたシールド工法では、上記した専用運搬台車などにより新管を一本一本運搬し、所定の位置でこれらの管を接合して、新規管路を敷設することができる。

しかし、さや管推進工法や更新工法では、こうした専用運搬台車の使用は困難である。または、このような専用運搬台車を構築すると相応の費用が掛かってしまう。このため、前述したように新管にそりや簡易な台車を取り付け、これをさや管の管路や既設管路の一端から順次接合しながら押し込んで、管路を形成する。

このため、管路敷設延長が長距離にわたる場合や、管路に曲がりがある場合などには、新規管を押し込むために過大な押し込み力が必要になることがある。
本発明は、このような問題点を解決して、簡単かつ安価に、新管をさや管や既設管の内部に敷設できるようにすることを目的とする。

なお、以下においては、「既設管」はさや管を含むものとし、「既設管路」はさや管による管路を含むものとする。

この目的を達成するため本発明の管路の敷設方法は、既設管路の内部に駆動装置の駆動によって走行可能な索体を配置し、Ｖ字形の固定脚部と、前記固定脚部のＶ字の根本に支持されかつ前記Ｖ字の根本に対して旋回屈曲が可能な屈曲脚部とを有し、前記固定脚部と前記屈曲脚部の先端にそれぞれ設けられた第１のクランプによって、前記新管の端部を周方向に沿った３箇所の位置でクランプ可能であり、第２のクランプによって前記索体をクランプ可能な、Ｙ字型に固定および折りたたみが可能な三又構造のクランプ部材を用いて前記新管と索体とをクランプし、Ｙ字型に固定した形態の前記クランプ部材によって前記索体と前記新管とをクランプした状態で、前記駆動装置によって前記索体を走行させることによって、前記新管を一本ずつ、前記既設管路における新管の敷設路の発進側の一端から前記既設管路の中へ送り込んで、既設管路の内部における前記新管の敷設位置まで前記新管を運搬することで既設管路の中に新管を一本ずつ持ち込み、前記新管が敷設位置まで運搬されたら、前記クランプ部材による前記新管の端部のクランプ状態を解除し、前記クランプ部材を折りたたみ状態にして新管の内部を通して搬出し、前記新管の持ち込みと前記クランプ部材の搬出とを繰り返すことで新規管路を構成するものである。

本発明によれば、上記において、既設管路における新管の敷設路の一端と他端とにピットを設け、一方のピットと他方のピットとの間における既設管路の内部にループ状の走行式の索体を配置し、この索体を新管の内部に通し、この索体を走行させることで新管を運搬することが好適である。

本発明の管路の敷設装置は、既設管路における新管の敷設路の一端と他端とにピットが設けられ、一方のピットと他方のピットとの間における既設管路の内部にループ状で駆動装置の駆動によって走行可能な索体が配置され、この索体が新管の内部に通され、Ｖ字形の固定脚部と、前記固定脚部のＶ字の根本に支持されかつ前記Ｖ字の根本に対して旋回屈曲が可能な屈曲脚部とを有し、前記固定脚部と前記屈曲脚部の先端にそれぞれ設けられた第１のクランプによって、前記新管の端部を周方向に沿った３箇所の位置でクランプ可能であり、第２のクランプによって前記索体をクランプ可能な、Ｙ字型に固定および折りたたみが可能な三又構造のクランプ部材が設けられて、前記クランプ部材が、Ｙ字型に固定された形態で前記索体と前記新管とをクランプした状態で、前記駆動装置によって前記索体が走行されることによって、前記新管を一本ずつ、前記既設管路における新管の敷設路の発進側の一端から前記既設管路の中へ送り込んで、既設管路の内部における前記新管の敷設位置まで前記新管を運搬可能であり、前記クランプ部材は、前記新管の端部のクランプ状態を解除し、折りたたみ状態とされることで新管の内部を通って搬出されることが可能に構成されているものである。

本発明によると、既設管路の内部に配置した索体と新管とをクランプ部材でクランプしたうえで、索体を走行させることによって、新管を一本ずつ既設管路の内部の敷設位置まで運搬するため、新管を簡単かつ安価に既設管路の内部に敷設することができる。

本発明によると、ループ状の索体を新管の内部に通すことにより、この索体と、その走行のための駆動装置と、クランプ部材とを、いっそう簡単な構成とすることができる。

図１において、１は地中の既設管路であり、上述のような既設の老朽管やさや管によって構成されている。この既設管路１は、多数の鋳鉄製の管体２が順に接合されたものである。

この既設管路１の内部に新管を敷設するときには、まず、図１に示すように、既設管路１における所定の距離をおいた位置に、それぞれ地表３からピット４、５を掘削する。４は発進側のピットである。

次に、図２に示すように、一方のピット５には、後述するケーブルを走行駆動するための駆動装置６を設ける。この駆動装置６は、たとえば支持部材７によって、ピット５の側壁に強固に固定しておく。８は索体としてのループ状のケーブルで、駆動装置６の駆動輪９に掛けられるとともに、既設管路１の中に通される。

すなわち、たとえばケーブル８を牽引可能な強度を有する紐体を、作業者が既設管路１内を移動することにより、あるいは既設管路１内を自走可能な走行体によって、既設管路１の中をピット５からピット４に向けて挿通させる。次にこの紐体をピット５内のケーブル８に縛り、ピット４から紐体を引っ張ることによって、ケーブル８を既設管路１の中に通すことができる。

図２に示すようにピット４には滑車１０を設けておき、ケーブル８をこの滑車１０に掛けたうえで、この滑車１０を、ピット４内に設けられた支持部１１によって着脱自在に支持する。これによって、図示のように、ループ状のケーブル８が、駆動装置６の駆動輪９と滑車１０とに掛け渡された状態で、既設管路１の内部を通されることになる。ピット４には、発進台座１２を設けておく。

次に、図３に示すように最初の新管１３を発進側のピット４の内部に降下させ、発進台座１２の上に乗せる。この新管１３は、鋳鉄製であって、一端に受口１４を有するとともに他端に挿口１５を有し、挿口１５が既設管路１の方を向いた姿勢で発進台座１２の上に乗せられる。そして、滑車１０を支持部１１から取り外して、この滑車１０とケーブル８とを新管１３の内部に通したうえで、滑車１０を再び支持部１１に装着させ、支持させる。図４は、このときの全体の様子を示す。

次に、図５および図６に示すように、ケーブル８と新管１３とをクランプ部材１６によってクランプする。このクランプ部材１６は、図６に示すようなＹ字形の三又構造とされ、Ｖ字形の固定脚部１７と、屈曲脚部１８とを有する。固定脚部１７におけるＶ字の根本の部分にはブラケット１９が一体に形成され、屈曲脚部１８の基端側がヒンジピン２０によってブラケット１９に支持されることで、この屈曲脚部１８がブラケット１９に対し旋回屈曲可能とされている。ブラケット１９と屈曲脚部１８とにわたって屈曲防止ピン２１が挿通されており、これによってブラケット１９に対する屈曲脚部１８の屈曲が防止される。反対に屈曲防止ピン２１を引き抜くと、屈曲脚部１８がブラケット１９に対し屈曲可能となって、図５において仮想線で示すようにクランプ部材１６を折りたたむことができる。

クランプ部材１６は、開いた状態で屈曲防止ピン２１が用いられた場合には図示のようにＹ字形に固定された形態となり、Ｖ字形の固定脚部１６と屈曲脚部１８との先端にそれぞれ設けられた第１のクランプ２２によって、新管１３の挿口１５の端部を周方向に沿った３箇所の位置でクランプ可能である。各クランプ２２は、横断面コ字形に形成されて挿口１５の端部を挟み込み可能に構成されるとともに、新管１３の内側からの押しねじ２３によって挿口１５の端部に固定されるように構成されている。新管１３の径方向に沿った各クランプ２２の外側部分には、そり２４が形成されている。なお、そり２４に代えて、小形の車輪を設けることもできる。

クランプ部材１６の屈曲脚部１８には、ケーブル８をクランプするための第２のクランプ２６が設けられている。詳細には、屈曲脚部１８には凹部２７が形成されて、この凹部２７によって押圧面２８が形成されている。屈曲脚部１８には押圧面２８に向けてねじ出される押しねじ２９が設けられており、ケーブル８を凹部２７通したうえでこの押しねじ２９の先端部と押圧面２８との間でループ状のケーブル８の一方の部分を挟み込むことによって、第２のクランプ２９によりケーブル８をクランプすることができる。なお、このとき、ループ状のケーブル８の他方の部分は、固定脚部１６におけるＶ字形の谷の部分に位置する。

このようにしてクランプ部材１６によってケーブル８と新管１３とをクランプしたなら、次に、駆動装置６を駆動することによって、駆動輪９と滑車１０とに掛けられたケーブル８を循環走行させ、これによって新管１３をピット４の発進台座１２から既設管路１の中へ送り込み、この既設管路１の中を所定の敷設位置に向けて運搬する。

このとき、図５に示すように新管１３の受口１４の底部には、ローラー３０またはそりを設けておく。すると、新管１３は、その挿口１５がクランプ部材１６のそり２４によって案内され、かつ受口１４がローラー３０またはそりによって案内されることで、既設管路１の内部を円滑に運搬される。

図７に示すように新管１３が既設管路１の内部における所定の位置すなわちピット５のすぐ近くの位置に到達したなら、駆動装置６を停止させて新管１３の移動を停止させる。そして、その位置で、ピット５内の作業者によって、クランプ部材１６の第１のクランプ２２による新管１３のクランプ状態を解除する。ただし、第２のクランプ２６によるケーブル８のクランプ状態は維持しておく。

次に、図８に示すように、同様にして次の新管１３Ａを既設管路１の内部に送り込み、最初の新管１３の近傍で停止させる。この次の新管１３Ａを既設管路１の内部に送り込むためにケーブル８を走行させるときに、最初の新管１３の運搬に供したクランプ部材１６はピット５に搬出されるため、これを回収する。またローラー３０も受口１４から取り外して回収する。

図８に示すように次の新管１３Ａが最初の新管１３の近傍で停止したなら、作業者が既設管路１の内部に入って、クランプ部材１６による新管１３Ａとケーブル８とのクランプをともに解除する。そして、屈曲防止ピン２１を抜き取ることによりクランプ部材１６を屈曲させて折りたたみ、その折りたたみ状態のクランプ部材１６を、たとえば最初の新管１３の内部を通ってピット５に搬出させる。また、ローラー３０を次の新管１３Ａから取り外して回収する。

このように次の新管１３Ａからクランプ部材１６とローラー３０とが取り外されたなら、次に、最初の新管１３を既設管路１に固定するとともに、たとえば次の新管１３Ａと第１の新管１３との間にチェーン式のレバーブロックをわたすなどして両者を連結し、作業者がこのレバーブロックを操作することによって次の新管１３Ａを最初の新管１３に接近させ、次の新管１３Ａの挿口１５を最初の新管１３の受口１４に挿入することによって両者を互いに接合させる。

なお、クランプ部材１６は、上述のように、新管１３Ａの端部とケーブル８とをクランプできるものであるとともに、新管１３Ａの端部のクランプを解除して取り外した後に新管１３、１３Ａの内部を通すことができる構造であれば、上記したＹ字形の三つ又形状や屈曲機能の有無に拘るものではない。

以上の作業を繰り返し、既設管路１の中に新管１３（１３Ａ）を一本ずつ持ち込んで新規管路を構築する。

たとえば既設管路１を構成する管体２どうしが屈曲して接合されていることにより、この既設管路がカーブしている場合や、管体２自体がカーブ状に形成された異形管である場合などには、図９に示すような新管１３よりも前部の位置や、図示は省略するが新管１３よりも後部の位置に、ループ状ケーブル８が新管１３に対して過大に偏心しないように、特にカーブの内側へ過大に偏心しないように、ケーブル８を支持案内する構造のガイド部材３２を設けることが好適である。このガイド部材も、クランプ部材１７と同様に、新管１３の敷設後はこの新管１３の内部を通って搬出・回収することが可能なように、新管１３の内径よりも小さくすることができる構成としておくことが必要である。

以上によって新管１３を既設管路１の内部に敷設することができるが、新管１３を一本ずつ既設管路１に持ち込むため、駆動装置６は搬送能力の小さなものすなわち小動力のもので済み、したがって簡単かつ安価に構築することができる。また新管１３を一本ずつ既設管路１に持ち込むため、従来のように複数の管を順次押し込む場合に比べて、管どうしの継手部の屈曲追従性を考慮する必要がなく、既設管路１は一本の新管１３が通過可能であれば、この新管１３による管路を支障なく敷設することができる。

本発明の実施の形態の管路の敷設方法を示す図である。 図１の次の工程を示す図である。 図２の次の工程についての要部を示す図である。 図３と同じ工程についての全体の図である。 図３および図４の次の工程についての要部を示す図である。 図５に示す部分の側面図である。 図５および図６の次の工程を示す図である。 図７の次の工程を示す図である。 カーブ通過時の様子を示す図である。

符号の説明

１ 既設管路
４ ピット
５ ピット
６ 駆動装置
８ ケーブル
１３ 新管
１３Ａ 新管
１６ クランプ部材

Claims (3)

1. 既設管路の内部に新管を敷設するに際し、
   前記既設管路の内部に駆動装置の駆動によって走行可能な索体を配置し、
   Ｖ字形の固定脚部と、前記固定脚部のＶ字の根本に支持されかつ前記Ｖ字の根本に対して旋回屈曲が可能な屈曲脚部とを有し、前記固定脚部と前記屈曲脚部の先端にそれぞれ設けられた第１のクランプによって、前記新管の端部を周方向に沿った３箇所の位置でクランプ可能であり、第２のクランプによって前記索体をクランプ可能な、Ｙ字型に固定および折りたたみが可能な三又構造のクランプ部材を用いて前記新管と索体とをクランプし、
   Ｙ字型に固定した形態の前記クランプ部材によって前記索体と前記新管とをクランプした状態で、前記駆動装置によって前記索体を走行させることによって、前記新管を一本ずつ、前記既設管路における新管の敷設路の発進側の一端から前記既設管路の中へ送り込んで、既設管路の内部における前記新管の敷設位置まで前記新管を運搬することで既設管路の中に新管を一本ずつ持ち込み、
   前記新管が敷設位置まで運搬されたら、前記クランプ部材による前記新管の端部のクランプ状態を解除し、前記クランプ部材を折りたたみ状態にして新管の内部を通して搬出し、
   前記新管の持ち込みと前記クランプ部材の搬出とを繰り返すことで新規管路を構成することを特徴とする管路の敷設方法。
2. 既設管路における新管の敷設路の一端と他端とにピットを設け、一方のピットと他方のピットとの間における既設管路の内部にループ状の索体を配置し、このループ状の索体を新管の内部に通し、この索体を走行させることで新管を運搬することを特徴とする請求項１記載の管路の敷設方法。
3. 既設管路の内部に新管を敷設するための装置であって、
   前記既設管路における新管の敷設路の一端と他端とにピットが設けられ、
   一方のピットと他方のピットとの間における既設管路の内部にループ状で駆動装置の駆動によって走行可能な索体が配置され、
   この索体が新管の内部に通され、
   Ｖ字形の固定脚部と、前記固定脚部のＶ字の根本に支持されかつ前記Ｖ字の根本に対して旋回屈曲が可能な屈曲脚部とを有し、前記固定脚部と前記屈曲脚部の先端にそれぞれ設けられた第１のクランプによって、前記新管の端部を周方向に沿った３箇所の位置でクランプ可能であり、第２のクランプによって前記索体をクランプ可能な、Ｙ字型に固定および折りたたみが可能な三又構造のクランプ部材が設けられて、
   前記クランプ部材が、Ｙ字型に固定された形態で前記索体と前記新管とをクランプした状態で、前記駆動装置によって前記索体が走行されることによって、前記新管を一本ずつ、前記既設管路における新管の敷設路の発進側の一端から前記既設管路の中へ送り込んで、既設管路の内部における前記新管の敷設位置まで前記新管を運搬可能であり、
   前記クランプ部材は、前記新管の端部のクランプ状態を解除し、折りたたみ状態とされることで新管の内部を通って搬出されることが可能に構成されていることを特徴とする管路の敷設装置。

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