JP4762454B2

JP4762454B2 - さや管推進工法

Info

Publication number: JP4762454B2
Application number: JP2001265670A
Authority: JP
Inventors: 哲二下保; 吉彦山本; 正純小仲; 義徳吉田; 直岐冨田
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: JP2003074745A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水道、ガス、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。
【０００２】
【従来の技術】
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、近来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、発進坑と到達坑だけを開削し、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ダクタイル鋳鉄管を挿入する工法や、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工法等のさや管推進工法が広く採用されるようになった。
【０００３】
そのさや管推進工法は、図１７に示すように発進坑Ｓと到達坑Ｒとの間に埋設されている既設管Ｐ’内にこれよりも径の小さな新管Ｐを挿入敷設するものであり、発進坑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を先行の新管Ｐの後端部の受口２に挿入することによって順次接合され、既設管Ｐ’内に押し込まれて行く。
【０００４】
このさや管推進工法においては、通常、後行の新管Ｐが先行の新管Ｐを接続状態で確実に押圧するように、さや管（既設管）Ｐ’からなる管路を発進抗Ｓから到達抗Ｒに向けて、勾配なし、若しくは上り勾配となるように設計する。下り勾配であると、先行の新管Ｐが自走して、施工上危険であるうえに、両新管Ｐ、ＰがＳ形管などの耐震管であると、抜け代がなくなる恐れがあるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発進抗Ｓの適切な位置の用地不足や、上り勾配を選定すると、曲線部が発進抗Ｓの近傍となり、多くの短い新管Ｐを使用しなければならない等の理由により、やむを得ず、発進抗Ｓから下り勾配のさや管Ｐ’の管路を選定する場合もある。この下り勾配の場合、上述の先行新管Ｐの自走による問題が生じる。
【０００６】
従来では、特開平１０−２５２９４４号公報等で開示され、図１８、１９に示すように、新管Ｐの周囲にキャスター２４を取付けて、ローリングに関係なく、新管Ｐの円滑な走行（推進）を行っている。そのキャスター２４は本来抵抗を抑えて円滑に動かすもののため、新管Ｐは動き易く、下り勾配のさや管Ｐ’では、上記の自走が大きな問題となっている。また、実開平４−１３３０８４号公報などに記載の新管Ｐの周囲にソリを取付けたものにあっても、そのソリはキャスター２４と同じ目的のもののため、同様に、自走が大きな問題となっている。
【０００７】
因みに、図２０（ａ）に示すように、発進抗Ｓ近傍に曲線部Ｐ’₁があると、その曲線部Ｐ’₁の曲率を通り得る長さの新管Ｐを使用せねばならず、曲線部Ｐ’₁から到達抗Ｒまでの残りの長いさや管Ｐ’内（距離Ｌ₂）もその短い新管Ｐで管路を形成することとなる。一方、同図（ｂ）に示すように、曲線部Ｐ’₁が到達抗Ｒの近傍にあれば、その曲線部Ｐ’₁から到達抗Ｒまでの短い部分（距離Ｌ₃）のみを短い新管Ｐとすればよい。このことから、施工経済上、曲線部Ｐ’₁はでき得るかぎり到達抗Ｒに近い方がよい。
【０００８】
また、さや管Ｐ’として主に用いられる推進工法用ヒューム管は、図２１に示すように、その継目ｂにはクッション材ｃを介在してその内面に開口部ｂ’を形成し、推進中の端面の損傷を防止するようになっている。このため、さや管Ｐ’内に管Ｐを推進する時、キャスター２４がその開口部ｂ’に嵌まって走行を妨げる場合がある。管路が長距離にわたる推進の場合、このさや管開口部ｂ’上をキャスター２４は幾度となく通過するため、開口部ｂ’の縁ｄが欠損し、図２１（ｂ）に示すように、キャスター２４の開口部ｂ’への落ち込み量も大きくなる。
大きく落ち込めば、走行性は低下する。
【０００９】
この発明は、下り勾配の推進においても、新管Ｐの自走をなくすことを第１の課題とし、キャスターの落ち込みをなくすことを第２の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題を達成するために、この発明は、上述のキャスターやソリと同様の作用を行うガイドのさや管内面との摩擦抵抗力を、新管が自走しない程度としたのである。すなわち、摩擦抵抗力によって自走を阻止することとしたのである。
【００１１】
また、第２の課題を達成するために、この発明は、キャスターを複数個設けて、一のキャスターがさや管継目開口部に対応しても、他のキャスターがさや管内面に当接して、一のキャスターがその開口部に嵌まり込み（落ち込み）しないようにしたのである。
【００１２】
この第２の課題の達成手段は、勾配に関係なく、さや管に継目凹部がある推進工法の全てのものに採用できるが、第１の課題の達成手段と併用し得る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
第１の課題を達成するこの発明の実施形態としては、管の挿し口を先行する管の受口に挿入して継合わせつつさや管内に下り勾配で送り込んで管路を施設する推進工法において、前記管の長さ方向適宜位置の周方向所要位置に、前記さや管内面に摺接して管を案内するガイドを設け、このガイドのさや管内面との摩擦抵抗力を、管が自走しない程度とした構成を採用し得る。
【００１４】
このとき、上記挿し口外面に環状フランジを嵌め、推進時には、挿し口側からその環状フランジを介して受口側に推力を伝達させるさや管推進工法においては、そのフランジに前記ガイドを設けることができる。そのフランジは、その周方向で複数に分割されて、その分割面を締結することにより環状とされ、かつその締結により、挿し口外周面に上記推進力では動き得ないように圧接されているものとするとよい。
【００１５】
第２の課題を達成するこの発明の実施形態としては、上記管のさや管内の走行をその周囲に設けたキャスターによって案内するさや管推進工法において、前記キャスターを管軸方向前後に複数設けて、その一のキャスターがさや管間の継目凹部に対応しても他のキャスターがさや管内面に接して一のキャスターが継目凹部に嵌まるのを防止するようにして推進する構成を採用し得る。
【００１６】
この第１の課題を達成する実施形態と第２の課題を達成する実施形態は、それぞれ単独でも十分な効果を発揮するが、併用することができる。
【００１７】
【実施例】
一実施例を図１乃至図６に示し、この実施例は、ダクタイル鋳鉄管ＰのＳ形継手構造でもって、鋼管、コンクリート管などの地中に埋設されたさや管Ｐ’に推進工法によりダクタイル鋳鉄管Ｐの管路を施設するものであり、その継手部は、挿し口１の先端に突起３、受口２の内面にロックリング５がそれぞれ設けられ、ゴム輪６及びバックアップリング６ａを介在して挿し口１を受口２に挿し込んだ後、押し輪９を割輪９ａを介してゴム輪６に当てがい、植込みボルト１２を押し輪９を通して受口２にねじ込んで締結することにより、ゴム輪６を押し込んでシールしている。
【００１８】
受口２の外側の挿し口１外周には環状のフランジ２０が嵌め込まれ、このフランジ２０と植込みボルト１２（受口２端面）の間に保護リング１３を介在して推進力伝達材１４が設けられている。この推進力伝達材１４は円環状であるが、周方向に分割されていてもよく、その際、間欠的でもよい。要は、推進力に抗する強さを有すればよい。
【００１９】
この推進力伝達材１４は、圧縮応力が１〜３０ｋｇｆ／ｃｍ²（≒０．１〜３ＭＰａ）の高強度の樹脂発泡体で（樹脂単体の５倍以上の膨張率）、発泡倍率を変えることにより弾性限界応力が変化するものである。これらの材質の例を示すと、ポリスチレン、ポリウレタン等が代表的である。当然ではあるが、目的とする推進力の伝達と収縮性とを備えた他の樹脂材またはダンボール等の硬質紙、発泡金属などでも構わない。また、液体や気体を封入した樹脂容器等も有効な手段となり得る。
【００２０】
保護リング１３は周縁一部に鍔１３ｃが設けられて、この鍔１３ｃをボルト１２の上面に当てがうことにより位置決めされる（芯出しされる）。この保護リング１３を介在することにより、ボルト１２からの力が集中せずに推進力伝達材１４の当接全面に伝達される。この伝達されるかぎりにおいて、リング１３は分割でき、また間欠的でもよい。鍔１３ｃも省略し得る。
【００２１】
フランジ２０は、図２、図３に示すように断面Ｌ字状で４等分割されてサドルバンド状となっており、その分割片２１の両端に締結片２２、中程にリブ２３がそれぞれ設けられている。その大部分のフランジ２０の隣り合う分割片２１、２１の締結片２２、２２間にはキャスター２４が回転自在に設けられているとともに、ボルト・ナット２５が挿通されており、そのボルト・ナット２５を締結することにより、フランジ２０が縮径して挿し口１の外周面に圧接される（図１９参照）。
【００２２】
一方、一部のフランジ２０の隣り合う分割片２１、２１の締結片２２、２２間には図４に示すガイドとなるソリ３０が介在されてボルト・ナット２５により締結されている。このソリ３０は、鉄製で、基部３１とさや管Ｐ’内面との摺接部３２とから成り、キャスター２４の代わりに設けてさや管Ｐ’との摩擦力を増大させるものであり、管Ｐが下り勾配（角度：θ）で自走しないように、各管Ｐに適宜に設ける。例えば、Ｗｓｉｎθ＜μ_１Ｗ_１ｃｏｓθ＋μ_２Ｗ_２ｃｏｓθ・・・（１）の式を満たすようにする。
【００２３】
すなわち、Ｗ：挿入延長の管全部の重量、Ｗ_１：ソリ等自走しない手段を設けた管の重量、Ｗ_２：キャスターを取り付けた管の重量とすると、Ｗ＝Ｗ_１＋Ｗ_２となり、管Ｐ全体が滑り落ちようとする力は、Ｗｓｉｎθで表される。また、管Ｐの滑りを止めようとする力は、管重量の垂直成分からＷｃｏｓθで表される。さらに、ソリ等自走しない手段を設けた管Ｐとさや管Ｐ’との摩擦係数をμ_１とすると、その抵抗力はＦ_１＝μ_１Ｗ_１ｃｏｓθとなる。一方、キャスター２４を設けた管Ｐの摩擦係数をμ_２とすると、その抵抗力はＦ_２＝μ_２Ｗ_２ｃｏｓθとなる。これらより、管Ｐが自走しないためには、上記（１）式が成り立つことが必要となり、この（１）式の条件を満足するまで、自走しない手段を設けた管Ｐを増やすこととする。なお、ソリ３０の形状は図４に示すものに限定されず、その位置も、図１に示すように継手部以外でもよい。
【００２４】
この実施例の構成は以上のとおりであり、図１７に示した推進工法において、受口２に挿し口１を挿入して管Ｐ、Ｐを接合する場合には、まず、図５（ａ）に示すように、挿し口１を規定胴付寸法Ｌまで挿入し、保護リング１３等は挿し口１にあずける。この状態で、通常通りの手順で、ゴム輪６などを装填して継手接合をおこなう（同図（ｂ））。
【００２５】
つぎに、保護リング１３をボルト１２頭部に当たる位置にずらし、２つ割の推進力伝達材１４をリング状にして取付け、さらにフランジ２０を嵌めて締結する（同図（ｃ）から（ｄ））。この状態で、ジャッキで推進力を加えて推進する。この推進は、仮にローリングを生じてもいずれかのキャスター２４又はソリ３０で管Ｐを支持でき、推進力が過大になることを防止できるため、ローリングの懸念がある長距離推進には有効である。また、さや管Ｐ’の線状（管路）が下り勾配であっても、管Ｐが自走しないように、ソリ３０によって十分な摩擦力が付与されているため、その自走の恐れもない。
【００２６】
管Ｐの所要長さの敷設が終了すれば、図６に示すように、さや管Ｐ’と新管Ｐの間にモルタルａが打設される。この更新管路は、地震時などにおいて大きな引き抜き力が作用すれば、同図（ａ）に示すように挿し口２が突起３がロックリング５に当接するまで動いてその力を吸収し、逆に、大きな挿し込み力が作用すれば、同図（ｂ）に示すように、推進力伝達材１４が収縮又は圧壊して、挿し口２がさらに挿し込まれてその力を吸収する。
【００２７】
上記実施例は、ソリ３０を別途に設けたが、図７、図８に示すように、フランジ２０の締結片（サドル）２２の端縁２２ａを外方に延ばして、摩擦力を得るようにすることができる。また、図９、図１０に示すように、推進時の管Ｐとさや管Ｐ’の間隔を維持する樹脂製管保護用スペーサ４０を管Ｐの適宜位置に巻回取付けして、そのスペーサ４０とさや管Ｐ’内面との摩擦により、管自走を防止するようにもし得る。この場合には、コンクリートと樹脂との摩擦となるため、鉄製のソリ３０とコンクリートよりも若干低い摩擦係数となる。
【００２８】
上記各実施例はＳ形継手の場合であったが、この発明は、図１１、図１２に示すように、ＳII形継手の場合でも採用でき、その際、保護リング１３は、図１２に示すように受口２の端面に当接する断面コ字状とし得る。このとき、同図に示すように、環状のリング１３ａとそのリング１３ａから受口２端面に延びて周方向等間隔にあるコ字状片１３ｂとから構成したり、その両者１３ａと１３ｂを一体ものとしてもよい。このコ字状保護リング１３は上述のＳ形継手でも採用し得る。また、図１３に示すように、ＮＳ形継手でも、図１４に示すように、ＰII形継手などの各種の離脱防止機能付伸縮継手（耐震継手）に採用し得る。
【００２９】
さらに、特開２００１−２７０９２号公報で開示され、図１５に示すように、推進力伝達材１４を省略し、挿し口２のさらなる挿し込みには押し輪９を摺らさせて行う構造でも採用し得る。この押し輪構造は、図示のＳII形継手に限らず、上述のＮＳ形継手などの各種の離脱防止機能付伸縮継手に採用し得ることは勿論である。
【００３０】
また、この発明は、離脱防止機能付伸縮継手に限らず、Ａ形、Ｋ形、Ｔ形などの、受口に対し挿し口がその軸方向に抜けない範囲で所要長さ動き得る伸縮継手、ＵＦ形、ＫＦ形などの固定継手の管路の推進工法でも採用し得る。
【００３１】
なお、キャスター２４及びソリ３０は、実施例では、同一の軸線上としたが、管軸方向に徐々にずらした螺旋状とすることもできる。また、ソリ３０、サドル２２、スペーサ４０の摺接面（摩擦面）は、鋸刃状、溝を入れる、高摩擦材を使用するなど、適宜な摩擦向上処理を施すとよい。
【００３２】
上記各実施例は、さや管Ｐ’内における管Ｐの支持及び案内の大部分をキャスター２４で行い、下り勾配における管Ｐの自走を妨ぐべく、ソリ３０を設けたが、キャスター２４の全てをソリ３０にすることもできる。なお、キャスター２４の場合、図２１で示した問題が生じる。このため、図１６（ａ）に示すように、フランジ２０の締結片２２を管軸方向に長くして、２ツ以上のキャスター２４を設け、同図（ｂ）に示すように、一のキャスター２４が継目開口部（凹部）ｂ’に対応しても、他のキャスター２４がさや管Ｐ’の内面に当接して、その一のキャスター２４の開口部ｂ’への落ち込みをなくすようにする。この複数のキャスター２４の構成は、ソリ３０を有しない全てがキャスター２４の場合や、さや管Ｐ’が下り・上り勾配に関係なく採用し得る。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、下り勾配の推進において、管の自走を防止したので、施工性が向上し、Ｓ形管などの耐震管にあっては、所定の胴付間隔を保持したままさや管内に施設できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の要部切断正面図
【図２】同実施例の要部切断側面図
【図３】同実施例の要部断面図
【図４】同実施例のソリを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は切断側面図
【図５】同実施例の作用図
【図６】一実施例の伸縮作用図
【図７】他の実施例の要部切断正面図
【図８】同実施例の要部切断側面図
【図９】他の実施例の要部切断正面図
【図１０】同実施例の要部切断側面図
【図１１】他の実施例の要部断面図
【図１２】他の実施例の要部断面図
【図１３】他の実施例の要部断面図
【図１４】他の実施例の要部断面図
【図１５】他の実施例の要部断面図
【図１６】他の実施例を示し、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は同作用図
【図１７】さや管推進工法の説明図
【図１８】従来例の要部切断正面図
【図１９】同要部切断側面図
【図２０】推進配管図
【図２１】従来例の作用図
【符号の説明】
１挿し口
２受口
３挿し口突起
５ロックリング
６シール用ゴム輪
８、１４推進力伝達材
９押し輪
１３保護リング
２０推進力伝達材支持フランジ
２４キャスター
２５フランジ締結ボルト・ナット
３０ソリ
４０管保護スペーサ
Ｐ新管
Ｐ’ さや管（既設管）
ｂ継目凹部（開口部）

Claims

管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する管（Ｐ）の受口（２）に挿入して継合わせつつさや管（Ｐ’）内に下り勾配で送り込んで管路を施設する推進工法において、
上記送り込む管（Ｐ）を、その管（Ｐ）の長さ方向適宜位置の周方向所要位置に上記さや管（Ｐ’）内面に摺接して管（Ｐ）を案内するガイド（３０）を設けたものと、その管（Ｐ）の長さ方向適宜位置の周方向所要位置にさや管（Ｐ’）内面を転動して案内するキャスター（２４）を設けたものとし、前記ガイド（３０）のさや管（Ｐ’）内面との摩擦抵抗力（Ｆ _１）とキャスター（２４）のさや管（Ｐ’）内面との摩擦抵抗力（Ｆ _２）との間に、Ｗｓｉｎθ＜Ｆ _１＋Ｆ _２を満たすように設定して、管（Ｐ）が自走しないようにしたことを特徴とするさや管推進工法。
ここで、Ｗ：挿入延長の管（Ｐ）全部の重量、Ｗ _１：ガイド（３０）を設けた管（Ｐ）の重量、Ｗ _２：キャスター（２４）を設けた管（Ｐ）の重量、μ _１：ガイド（３０）とさや管（Ｐ’）との摩擦係数、μ _２：キャスター（２４）とさや管（Ｐ’）との摩擦係数、θ：さや管（Ｐ’）の傾斜角度、Ｗ＝Ｗ _１＋Ｗ _２、Ｆ _１：μ _１Ｗ _１ｃｏｓθ、Ｆ _２：μ _２Ｗ _２ｃｏｓθとする。
上記挿し口（１）外面に環状フランジ（２０）を嵌め、推進時には、挿し口（１）側からその環状フランジ（２０）を介して受口（２）側に推力を伝達させ、そのフランジ（２０）に上記ガイド（３０）又はキャスター（２４）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のさや管推進工法。
上記フランジ（２０）は、その周方向で複数に分割されて、その分割面を締結することにより環状とされ、かつその締結により、挿し口（１）外周面に上記推進力では動き得ないように圧接されているものとしたことを特徴とする請求項２に記載のさや管推進工法。