JP4901634B2 - マンホール管埋設工法 - Google Patents

マンホール管埋設工法 Download PDF

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本発明は、底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法に関するものである。
従来より、マンホール管を地中に埋設するには、地面に埋設用縦穴を掘削し、その後、埋設用縦穴にマンホール管を挿入して埋設する工法が行われていた。
しかしながら、上記のマンホール管埋設工法では、埋設用縦穴の掘削作業とマンホール管の埋設作業とが別工程となるために、作業時間が長時間になるなどの欠点があったため、近年では、埋設するマンホール管の底部に掘削ビットを形成しておき、このマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動し、マンホール管自体で埋設用縦穴を掘削するとともに、埋設用縦穴の掘削と同時にマンホール管を地中に埋設する工法が開発されている。
この新たなマンホール管埋設工法で用いられるマンホール管埋設装置は、マンホール管の外方に回転駆動装置を配置し、回転駆動装置にマンホール管の外周部を接続し、回転駆動装置でマンホール管の外周部を回転駆動することによって、マンホール管の底部に形成した掘削ビットを回転させ、埋設用縦穴の掘削を行うように構成していた(たとえば、特許文献1参照。)。
特開200−248853号公報
ところが、上記従来のマンホール管埋設工法では、埋設用縦穴の掘削によって排除された土砂がマンホール管の外周に沿って地上に排出されるために、地上に排出される土砂の範囲が規制されておらず、マンホール管の周囲の地表を破損してしまうなどの悪影響を与えてしまうおそれがあった。
そこで、請求項1に係る本発明では、底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法において、地面から所定深さの掘削穴を形成した後に、掘削穴の内側表面にコンダクターパイプを埋設し、その後、掘削穴に載置したマンホール管を回転駆動して埋設用縦穴を掘削するとともに、マンホール管とコンダクターパイプとの間隙から掘削した土砂を吸引排除して、マンホール管を地中に埋設することにした。
また前記マンホール管を埋設した後に、マンホール管埋設装置でマンホール管を逆方向に回転駆動するとともに、マンホール管の底部に固化剤を供給することにした。
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
すなわち、本発明では、地面から所定深さの掘削穴を形成した後に、掘削穴の内側表面にコンダクターパイプを埋設し、マンホール管とコンダクターパイプとの間隙から掘削した土砂を吸引排除するようにしているために、掘削穴がコンダクターパイプで補強されるとともに、掘削によって地上に排出される土砂の範囲がコンダクターパイプで規制されることになり、掘削時にマンホール管の周囲の地表が破損してしまうのを防止することができ、マンホール管埋設工法の安全性を向上させることができる。
特に、マンホール管を埋設した後に、マンホール管埋設装置でマンホール管を逆方向に回転駆動するとともに、マンホール管の底部に固化剤を供給することにした場合には、マンホール管による掘削を停止しながら、マンホール管の底部や外周部に固化剤を円滑に供給することができ、地中にマンホール管を強固に埋設することができる。
以下に、本発明に係るマンホール管埋設装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、マンホール管埋設装置1は、重機2の先端部に形成した左右一対の支持ブラケット3,3に前後傾動可能に取付けられ、重機2との間に介設した伸縮シリンダ4の進退動作によって前後に傾動するようになっている。
そして、マンホール管埋設装置1は、地中に埋設するマンホール管5の直上方位置に昇降可能に配設した回転駆動装置6によってマンホール管5を回転駆動し、マンホール管5の底部に一体的に形成した掘削ビット7で埋設用縦穴8を掘削すると同時に地中にマンホール管5を埋設するように構成している。
このマンホール管埋設装置1は、図3〜図5に示すように、地上に固定する固定フレーム9に昇降フレーム10を左右一対の昇降用伸縮シリンダ11,11を介して昇降可能に配設するとともに、昇降フレーム10に回転駆動装置6を左右一対の前後2本の昇降用チェーン12,12を介して昇降可能に配設し、この回転駆動装置6の駆動軸13をマンホール管5に形成した回転軸14に接続している(図1及び図2参照。)。
以下に、マンホール管埋設装置1を構成する固定フレーム9、昇降フレーム10、回転駆動装置6の具体的な構造について説明する。
まず、固定フレーム9の構造について説明すると、固定フレーム9は、図3〜図5に示すように、上下に伸延させた左右一対の支持体15,15の前側下端部に前側ブラケット16,16を形成し、各前側ブラケット16の下部にアウトリガー17を昇降可能に螺着するとともに、各前側ブラケット16の上部に昇降用伸縮シリンダ11の基端部を前後回動自在に取付けている。
また、固定フレーム9は、左右の支持体15,15の後側下端部に後側ブラケット18,18を形成し、左右の後側ブラケット18,18を重機2の前端部に形成した支持ブラケット3,3に上下回動自在に取付けている(図1参照。)。
さらに、固定フレーム9は、左右の支持体15,15の後側上部間と後側中途部間に後方に向けて張り出した水平状の上下一対のガードパイプ19,20を跨設するとともに、上下のガードパイプ19,20の間に左右一対の連結パイプ21,21を介設し、下側のガードパイプ20と後側ブラケット18との間に左右一対の連結パイプ22,22を介設し、下側のガードパイプ20の下部中央に連結ブラケット23を取付け、この連結ブラケット23に重機2に上下回動自在に取付けた伸縮シリンダ4の先端部を上下回動自在に取付けている(図1参照。)。
次に、昇降フレーム10の構造について説明すると、昇降フレーム10は、図3〜図5に示すように、上下に伸延させた左右一対の昇降体24,24の前側上端部間に水平状の連結体25を跨設するとともに、連結体25の左右端部に左右一対の連結ブラケット26,26を取付け、各連結ブラケット26に昇降用伸縮シリンダ11の先端部を左右回動自在に取付けている。
また、昇降フレーム10は、左右の昇降体24,24の後側中途部間に後方に向けて張り出した水平状の上下一対のガードパイプ27,28を跨設するとともに、上下のガードパイプ27,28の間に左右一対の連結パイプ29,29を介設している。
さらに、昇降フレーム10は、左右の昇降体24,24の上端部と下端部にそれぞれ軸受30,31を取付け、上下の軸受30,31の間に前後一対の昇降用チェーン12,12を懸架しており、各昇降用チェーン12の始端部と終端部を固定フレーム9の支持体15の上端部にそれぞれ別々に固定している。
次に、回転駆動装置6の構造について説明すると、回転駆動装置6は、図3〜図5に示すように、本体32の左右端部に昇降用チェーン12,12を連結するとともに、本体32の上部に左右一対の駆動モータ33,33を配設し、本体32の下部中央に断面矩形中空状の駆動軸13を下方に向けて突出させている。
また、回転駆動装置6は、本体32の上部に接続パイプ34を形成しており、この接続パイプ34を駆動軸13の中空部に連通連結させている。この接続パイプ34には、後述するように、埋設用縦穴8の掘削時やマンホール管5の固定時に掘削補助剤や固化剤などの液体を供給するための液体供給装置35が接続されるようになっている。
そして、マンホール管埋設装置1は、地上に固定フレーム9をアウトリガー17を用いて固定し、左右の昇降用伸縮シリンダ11,11を進退駆動することによって昇降フレーム10を昇降させ、この昇降フレーム10の昇降動作に連動して昇降用チェーン12,12によって回転駆動装置6を昇降フレーム10に対して昇降させ、さらに、回転駆動装置6の駆動モータ33,33の駆動軸13を回転駆動することによってマンホール管5に形成した回転軸14を回転させ、マンホール管5の底部の掘削ビット7で埋設用縦穴8を掘削するようになっている。
次に、マンホール管5の具体的な構造について説明すると、マンホール管5は、図6に示すように、コンクリート製の円筒状の胴管36の下端部に円板状の底体37を接続している。
このマンホール管5は、底体37の内側(上部)中央に逆止弁38を内蔵した連結用のフランジ39を取付け、フランジ39に中空状の回転軸14を接続しており、回転軸14を回転駆動装置6の駆動軸13に連通連結している。
また、マンホール管5は、底体37の外側(下部)に掘削ビット7を形成するとともに、底体37の中央に内側と外側とを連通する貫通状の吐出孔40を形成しており、これにより、吐出孔40をフランジ39(逆止弁38)や回転軸14や回転駆動装置6の駆動軸13を介して接続パイプ34に連通連結している。
そして、マンホール管5は、埋設用縦穴8の掘削時やマンホール管5の固定時に回転駆動装置6の接続パイプ34に接続した液体供給装置35から掘削補助剤や固化剤などの液体を供給することによって、底体37の吐出孔40から掘削補助剤や固化剤などを地中に供給することができるようになっている。
以上に説明したように、マンホール管埋設装置1は、底部に掘削ビット7を形成したマンホール管5を回転駆動することにより埋設用縦穴8を掘削しながらマンホール管5を地中に埋設するように構成しており、具体的には、マンホール管5の直上方位置に回転駆動装置6を昇降可能に配設するとともに、回転駆動装置6の駆動軸13をマンホール管5の底部内側中央に形成した回転軸14に連動連結した構成となっている。
このように、上記構成のマンホール管埋設装置1では、マンホール管5の直上方位置に回転駆動装置6を昇降可能に配設しているために、マンホール管埋設装置1の小型化を図ることができ、施工時にマンホール管埋設装置1の設置に必要となる面積を減少させることができ、狭所での作業も円滑に行うことができる。
しかも、上記構成のマンホール管埋設装置1では、回転駆動装置6の駆動軸13をマンホール管5の底部内側中央に形成した回転軸14に連動連結しているために、回転駆動装置6でマンホール管5の底部に形成した掘削ビット7を直接的に回転駆動させることができ、掘削時にマンホール管5にねじれが生じるのを防止することができ、掘削時のマンホール管5の破損を防止することができる。
また、上記マンホール管埋設装置1は、回転駆動装置6の駆動軸13とマンホール管5の回転軸14とを中空状に形成するとともに、掘削補助剤や固化剤などの液体を供給するための液体供給装置35とマンホール管5の底部に形成した吐出孔40とを駆動軸13と回転軸14を介して連通連結した構成となっている。
そのため、上記構成のマンホール管埋設装置1では、駆動軸13と回転軸14を掘削補助剤や固化剤などの液体を供給するための供給パイプとして兼用することができ、供給パイプを別個設置する必要がなくなり、施工時の作業性を向上させることができる。
次に、上記構成のマンホール管埋設装置1を用いて地中にマンホール管5を埋設するマンホール管埋設工法について説明する。
マンホール管埋設工法では、まず、図7に示すように、地面から所定深さで埋設するマンホール管5よりも所定長さだけ大きな直径の縦穴状の掘削穴41を形成し、この掘削穴41の内側表面に円筒状のコンダクターパイプ42を嵌入して埋設する。
次に、図8に示すように、掘削穴41のコンダクターパイプ42の内側中央にマンホール管5を載置するとともに、マンホール管埋設装置1を所定位置に設置し、マンホール管埋設装置1の回転駆動装置6の駆動軸13にマンホール管5の回転軸14を接続する。さらに、マンホール管埋設装置1の回転駆動装置6の接続パイプ34に掘削補助剤としての水を貯留した液体タンク43とポンプ44とからなる液体供給装置35を連結パイプ45を介して接続するとともに、掘削穴41のコンダクターパイプ42の内側に設置した吸引パイプ46を吸引ポンプ47に接続する。
そして、マンホール管埋設装置1の昇降用伸縮シリンダ11,11を後退駆動することによって昇降フレーム10を降下させ、この昇降フレーム10の降下動作に連動して昇降用チェーン12,12によって回転駆動装置6を昇降フレーム10に対して降下させ、さらに、回転駆動装置6の駆動モータ33,33の駆動軸13を回転駆動することによってマンホール管5に形成した回転軸14を回転させ、マンホール管5の底部の掘削ビット7で埋設用縦穴8を掘削するとともにマンホール管5を地中に徐々に埋設していく。
このときに、図9に示すように、液体供給装置35から掘削補助剤を供給することによってマンホール管5の吐出孔40から地中に向けて掘削補助剤を吐出し、掘削部の土砂48を泥水化させて掘削ビット7による掘削が円滑に行えるようにするとともに、吸引ポンプ47を駆動することによって掘削で排除した泥水化した土砂48がマンホール管5の外周に沿って掘削穴41のコンダクターパイプ42の内側に排出されるのを吸引パイプ46で吸引排除する。
また、所定深さまで掘削した場合には、マンホール管埋設装置1の昇降用伸縮シリンダ11,11を進出駆動することによって昇降フレーム10を上昇させ、この昇降フレーム10の上昇動作に連動して昇降用チェーン12,12によって回転駆動装置6を昇降フレーム10に対して上昇させ、マンホール管5の胴管36の上部に別の胴管36を連結するとともに、マンホール管5の回転軸14の上部に別の回転軸14を連結し、その後再びマンホール管5で埋設用縦穴8を掘削することで、設定した深さまで埋設用縦穴8を掘削しながらマンホール管5を埋設していく。
その後、図10に示すように、マンホール管埋設装置1の回転駆動装置6の接続パイプ34に固化剤を貯留した液体タンク43とポンプ44とからなる液体供給装置35を連結パイプ45を介して接続し、回転駆動装置6によってマンホール管5を掘削時とは逆方向に回転させるとともに、液体供給装置35から固化剤を供給することによってマンホール管5の吐出孔40から地中に向けて固化剤を吐出し、マンホール管5の底部や外周部の土砂49に固化剤を分散させながら供給する。
最後に、マンホール管埋設装置1の回転駆動装置6の駆動や液体供給装置35の駆動を停止し、マンホール管埋設装置1の回転駆動装置6の駆動軸13とマンホール管5の回転軸14とを切離すとともに、マンホール管5のフランジ39と回転軸14とを切離し、回転軸14を除去し、所定時間放置することで固化剤を硬化させ、地中にマンホール管5を固定する。
以上に説明したように、上記マンホール管埋設工法では、地面から所定深さの掘削穴41を形成した後に、掘削穴41の内側表面にコンダクターパイプ42を埋設し、マンホール管5とコンダクターパイプ42との間隙から掘削した土砂48を吸引排除するようにしているために、掘削穴41がコンダクターパイプ42で補強されるとともに、掘削によって地上に排出される土砂48の範囲がコンダクターパイプ42で規制されることになり、掘削時にマンホール管5の周囲の地表が破損してしまうのを防止することができ、マンホール管埋設工法の安全性を向上させることができる。
また、上記マンホール管埋設工法では、マンホール管5を埋設した後に、マンホール管埋設装置1でマンホール管5を逆方向に回転駆動するとともに、マンホール管5の底部に固化剤を供給するようにしているために、マンホール管5による掘削を停止しながら、マンホール管5の底部や外周部に固化剤を円滑に供給することができ、地中にマンホール管5を強固に埋設することができる。
マンホール管埋設装置を示す全体側面図。 同全体正面図。 同側面図((a)短縮時、(b)伸張時)。 同正面図((a)短縮時、(b)伸張時)。 同平面図。 マンホール管を示す側面断面図(a)及び底面図(b)。 マンホール管埋設工法を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図。 マンホール管埋設工法を示す説明図。
符号の説明
1 マンホール管埋設装置 2 重機
3 支持ブラケット 4 伸縮シリンダ
5 マンホール管 6 回転駆動装置
7 掘削ビット 8 埋設用縦穴
9 固定フレーム 10 昇降フレーム
11 昇降用伸縮シリンダ 12 昇降用チェーン
13 駆動軸 14 回転軸
15 支持体 16 前側ブラケット
17 アウトリガー 18 後側ブラケット
19,20 ガードパイプ 21,22 連結パイプ
23 連結ブラケット 24 昇降体
25 連結体 26 連結ブラケット
27,28 ガードパイプ 29 連結パイプ
30,31 軸受 32 本体
33 駆動モータ 34 接続パイプ
35 液体供給装置 36 胴管
37 底体 38 逆止弁
39 フランジ 40 吐出孔
41 掘削穴 42 コンダクターパイプ
43 液体タンク 44 ポンプ
45 連結パイプ 46 吸引パイプ
47 吸引ポンプ 48,49 土砂

Claims (1)

  1. 底部に掘削ビットを形成したマンホール管をマンホール管埋設装置で回転駆動することにより埋設用縦穴を掘削しながらマンホール管を地中に埋設するマンホール管埋設工法において、
    地面から所定深さの掘削穴を形成した後に、掘削穴の内側表面にコンダクターパイプを埋設し、その後、掘削穴に載置したマンホール管を回転駆動して埋設用縦穴を掘削するとともに、マンホール管とコンダクターパイプとの間隙から掘削した土砂を吸引排除して、マンホール管を地中に埋設し、
    前記マンホール管を埋設した後に、マンホール管埋設装置でマンホール管を逆方向に回転駆動するとともに、マンホール管の底部に固化剤を供給することを特徴とするマンホール管埋設工法。
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