JP5291563B2 - スペーサー治具およびこれを用いた既設管切除方法 - Google Patents

Description

この発明は、非開削工法（パイプスプリッター工法）により、鋼管からなる既設管内に新設管のポリエチレン管を引き込んで更正修理した路線において、新設管に分岐管を接続するために既設管の一部を切除するために用いるスペーサー治具およびこれを用いた既設管切除方法に関する。

従来、ガス配管などの更正修理方法として非開削工法を用いて既設管（経年鋼管）を切り裂きながら、その内部に新設管としてのポリエチレン管を引き込んで交換する構成が知られている。
この場合、新設管はその周囲に管軸方向に切り裂かれた既設管が被さった状態で埋設されている。
上記路線の新設管から新規に供給を行うために分岐管を接続させる場合、該当個所の地面を掘削して新設管を内蔵した既設管を露出させた状態で、既設管内の新設管に傷をつけずに、所定の長さの既設管の管壁を切除して新設管を露出させる必要がある。

例えば、特開平１１−９４１２７号公報では、旧鋼管の管軸方向に形成された割れ目から工具を差し込んで旧鋼管と樹脂管との間に隙間を作る、この隙間内に断熱材を一面に張った弾性金属体から成る帯へら状のスペーサー治具を断熱材側を樹脂管側に向けて差し込み、樹脂管を一周させる、鋼管切断工具を用いて前記スペーサー治具の外側の旧鋼管を円周方向に切断する、同じ方法でもう１ヶ所切断し、この切断区間の旧鋼管を除去する、ことを特徴とする方法が開示されている。
上記構成では、従来の屈曲自在に連結された多数の金属棒のスペーサーとこれらを結ぶ紐との組合せからなる構成に替えて、把手の先に弾力性を有する金属板による帯へら状のスペーサーを形成し、この一面に、隙間に差し込んだときにポリエチレン管側に接する様に、断熱材を張り合わせたスペーサー治具を用いている。
しかし、上記構成では帯へら状のスペーサーを隙間に差し込む前に、ドライバー等を差し込んでスペーサー挿入用の隙間を大きく開かないと、帯へら状のスペーサーは扁平面であるため上記隙間に挿入させることができない。また扁平な帯へら状であるため新設管に沿って曲げる必要があり、新設管の口径が大きくなるほど環状に一周させることが難しく、手間のかかる作業となっている。

一方、特開平１０−１８０５３８号公報では、既設管の管壁を切り進むことの可能な回転刃を備えたカッター本体の回転刃が新設管と接触することを防止するガード部材をカッター本体に設けた構成からなっている。
しかし、ガード部材の円弧面の曲率は一定であるため、新設管や既設管の径が異なる毎にカッター本体を準備する必要があり、コストアップを余儀なくされる。

特開平１１−９４１２７号公報 特開平１０−１８０５３８号公報

この発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、カッターとは別体のリング状のスペーサ治具を用い、該リング端部を先端ガイド部として既設管の切り裂かれた開口から新設管との隙間に差し込み、新設管の外周に巻き付けることで新設管と既設管の間の間隔を均一に保持して、新設管を傷つけずに既設管の所定部分を切除しうるスペーサ治具を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１のスペーサ治具の発明では、
埋設された鋼管の既設管を切り裂きながら内部に合成樹脂製の新設管を引き込んで交換し、該交換した新設管に分岐管を接続するために前記既設管の一部を切除するためのスペーサ治具であって、
合成樹脂製の環状体の一端を切断して拡縮自在な弾性を有すると共に新設管の外径とほぼ同じ長さに内径を設定したリング本体と、前記切断した端部の少なくとも一方が斜めに切断されて端部に向かって漸次薄肉になる先端ガイド部に形成したリング状治具からなり、
該リング状治具のリング本体を拡径して既設管に外嵌し、前記先端ガイド部を既設管の切り裂かれた開口から既設管と新設管の隙間に挿入し、リング本体を一周させて新設管に外嵌させて既設管と新設管との間の空間を均一に形成し、
前記リング状治具の厚みを少なくともカッターで既設管を切除した際に新設管が損傷を受けることがない長さに設定してなることを特徴とする。
請求項２の発明では、
前記リング本体の径方向の断面が断面倒立Ｖ字状に突出した突部先端を有しており、リング状治具を新設管に外嵌させる際に既設管の内壁面に前記突部先端で線接触しながらリング状治具が挿入されることを特徴とする。
また、請求項３の発明では、
前記スペーサ治具が、リング本体の厚みを厚くして既設管と新設管との間の空間を大きくし、または既設管切断個所に対応する新設管の周りを覆う耐熱シートを設けて、カッターによる既設管切断時に火花が発生した場合の新設管への影響を抑える保護手段を備えてなることを特徴とする。
更に、請求項４の発明では、
前記耐熱シートが、リング状治具と別体に、またはリング状治具に一体に連結されており、
該耐熱シートが、リング状治具の挿入により形成された既設管と新設管との空間に挿入して新設管を一周する長さで、カッターによる既設管切断時に発生する火花から新設管を保護しうる幅に設定されてなることを特徴とする。
請求項５の発明では、
前記請求項１または２のスペーサ治具を用いた既設管切除方法であって、
リング状治具のリング本体を拡径して既設管に外嵌し、前記先端ガイド部を既設管の切り裂かれた開口から既設管と新設管の隙間に挿入し、更に押し進めリング本体を一周させて新設管に外嵌させ、既設管と新設管との空間をほぼ均一に保持してカッターで既設管の一部を切除可能としたことを特徴とする。
また、請求項６の発明では、
前記請求項４のスペーサ治具を用いた既設管切除方法であって、
リング状治具と耐熱シートが別体からなっており、
リング状治具の挿入後に、耐熱シートをリングの挿入個所に近接する既設管と新設管との空間であってカッターによる切断個所に対応する個所に挿入して前記耐熱シートを新設管に巻き付け、カッターによる既設管の切断時に発生する火花から新設管を保護してなることを特徴とする。
更に、請求項７の発明では、
前記請求項４のスペーサ治具を用いた既設管切除方法であって、
リング状治具に耐熱シートが一体に連結されており、
リング状治具の挿入とともに耐熱シートが既設管と新設管との空間に挿入され、該耐熱シートはカッターによる切断個所に対応する個所で新設管に巻き付けられ、カッターによる既設管の切断時に発生する火花から新設管を保護してなることを特徴とする。

この発明のスペーサ治具は、合成樹脂製のリング本体の端部に尖鋭状の先端ガイド部を設けることで、既設管に外嵌させたリング本体の先端ガイド部を既設管の開口から新設管との隙間に差し入れ、リング本体が新設管を一周するまで押し込むことで、スペーサ治具のリング本体を新設管の外周に沿って略隙間無く巻き付けることができる。
これにより既設管と新設管との間に均一な空間を確保することができ、カッターの刃幅を前記空間の長さより短く設定することで新設管を傷つけることなく既設管をその軸線を中心とした周方向に切断することができる。
また、リング本体が、その径方向の断面に断面倒立Ｖ字状に突出した突部先端を設けることで、既設管の内壁に沿ってスムーズにリング状治具を摺動させることができる。
スペーサ治具が、リング本体の厚みを厚くし、または新設管を覆う耐熱シートからなる保護手段を設けることで、カッターによる既設管切断時に火花が発生した場合に新設管への火花の影響を抑えることができる。
また、リング本体に耐熱シートを一体に連結すれば、リング状治具と耐熱シートとを同時に新設管の対応個所に巻き付けることができる。

図１はスペーサ治具を用いて既設管の一部を切除し、露出した新設管に分岐管を取付けた状態の要部斜視図である。 図２はカッターの一例を示す側面図である。 図３（ａ）は実施例１のスペーサ治具、同図（ｂ）は新設管を内蔵した既設管の断面を示す説明図である。 図４はスペーサ治具を既設管に外嵌した状態の断面を示す説明図である。 図５はスペーサ治具の先端ガイド部を既設管の開口から新設管との隙間に挿入した状態の断面を示す説明図である。 図６はスペーサ治具を既設管と新設管の間に押し込んでいる途中の状態の断面を示す説明図である。 図７はスペーサ治具を新設管に一周させて外嵌した状態の断面を示す説明図である。 図８は、既設管をカッターで切断する状態の説明図である。 図９は、両端に先端ガイド部を設けたスペーサ治具の断面図である。 図１０は先端ガイド部の別の形状を示す要部拡大図である。 図１１は先端ガイド部の異なる形状を示す要部拡大図である。 図１２（ａ）は断面を五角形としたリングの正面図、同図（ｂ）は使用状態を示す要部断面図である。 図１３は実施例２の耐熱シートを一例を示す平面図である。 図１４は既設管をカッターで切断する状態の説明図である。 図１５（ａ）は、一対のリング状治具を離間して新設管に外嵌した状態の説明図である。 図１５（ｂ）は、一対のリング状治具の間で耐熱シートを新設管に外嵌した状態の説明図である。 図１５（ｃ）は、リング状治具に沿ってカッターで既設管を周方向に切断する状態を示す説明図である。 図１５（ｄ）は、両端が周方向に切断された既設管を軸線方向に沿って切断する状態を示す説明図である。 図１６はリングに耐熱シートを一体に連結した状態の斜視図である。

合成樹脂製の環状体の一端を斜めに切断したリングをスペーサー治具として用い、該リングを既設管と新設管との隙間に挿入し、既設管と新設管との間に均一な空間を確保することで、新設管から供給管を分岐する際に既設管の一部切除の容易化を実現した。

本実施例では、先ず、鋼管からなる既設管１０を図示省略のパイプスプリッターによって軸方向に切り裂き、切り裂かれた前記既設管１０内にポリエチレン管からなる新設管１１を引き込んで挿入されている状態にあることを前提とする(図３（ｂ）参照）。
図１に示すように、上記既設管１０の一部１０’を軸方向に所定間隔だけ切除して取り去り、露出した新設管１１’に新規の分岐管１５を接続して供給路線を分岐する際に、前記既設管１０の切断に使用するために本実施例のスペーサ治具が用いられる。

［リング状治具］
本実施例のスペーサ治具は、図３（ａ）に示すように、合成樹脂製の環状体の一端を斜めに切断して、拡径した際に元の円形姿勢に縮径する弾性を備えたリング状治具１からなっている。
このリング状治具１は、一端が切断されたリング本体２と、該リング本体２の一端に形成されてリング本体２の外周面から内周面に沿って漸次薄肉になるように傾斜する先端ガイド部３とを設けている。

［リング本体］
リング本体２は、その内径が前記新設管１１の口径（外径）とほぼ同じ長さに設定されている。
一例として新設管１１の口径が２００Ａの場合、リング本体２の内径をこれに対応させている。

リング本体２の厚みは、約１５ｍｍとしたが、後述のカッター５の切断用の刃先の突出長さ（刃幅）に対応して刃先が新設管１１に接することがないよう適宜の厚みに設定することができる。
また、本実施例で用いるリング本体２は、断面円形のものを用いたが断面角形や断面楕円形状、その他任意断面形状のリングを用いることができる。

［先端ガイド部］
上記先端ガイド部３は、無端のリングを斜めに切断することで形成することができる。
本実施例の先端ガイド部３は、リング本体２の内周側に向かって厚みが漸次薄くなる傾斜面を先端ガイド部３にすることで挿入がしやすくなる。

［カッター］
本実施例で用いるカッター５は、所定の長さだけ刃先が突出したものであって、一例として図２に示すような公知の電動式丸のこぎりであって、回転刃６の下方に水平に延びるガード部材７が取り付けられており、該ガード部材７に設けたスリット(図示せず）から前記回転刃６の先端が所定の長さＬだけ突出した構成からなっている。

上記ガード部材７はカッター５に上下に移動可能に取り付けられていれば、回転刃６の刃先の突出長さＬの調整が可能となる。
本実施例では上記ガード部材７からの刃先の突出長さＬは１０ｍｍに設定してあり、この突出長さ(刃幅)で既設管１０の管壁を切断する。
図中８はカッター５を把持するためのハンドル、９は刃先の上部を覆うカバーである。

［スペーサ治具の使用法］
本実施例でスペーサ治具となるリング状治具１は、図４から図７に示す方法で使用され、既設管１０の管壁を、内側に内挿された新設管１１を損傷しないように、既設管１０の軸線を中心とした周方向に沿ってカッター５を用いて切断する。

まず、リング状治具１は、図４に示すように、リング本体２を先端ガイド部３の端部側を弾性力に抗して拡げてリング本体２を拡径し、既設管１０に外嵌させる。
この際、既設管１０には、予め切断予定個所を示すマーキング(図示せず)をしておき、そのマーキングに沿って、所定の間隔だけ離れた近傍位置にリング状治具１を外嵌する。このリング状治具１の外嵌位置はマーキングの内側であっても外側であってもいずれでもよい。

次いで、図５に示すように、リング状治具１の先端ガイド部３を、既設管１０のパイプスプリッターによって切り裂かれた開口１２から既設管１０の内周壁と新設管１１の外周壁の間の隙間Ｓに挿入する。

ここで先端ガイド部３は、先端が最も薄くて徐々に厚くなる傾斜面からなっているので、前記開口１２と隙間Ｓの間隔が狭くても上記傾斜面で先端ガイド部３の挿入側の開口縁部１３に連なる既設管１０の管壁を広げながら容易に挿入することができる。

そして、前記リング本体２は既設管１０の前記挿入側の開口縁部１３に対峙する開口縁部１４に連なる外周壁に沿ってずらしながら、前記既設管１０と新設管１１の隙間Ｓに順次押し込んでいく(図６参照）。
この場合も、前述のように、隙間Ｓの間隔が狭くても先端ガイド部３の傾斜面で既設管１０の管壁を広げながら挿入することができる。

リング状治具１全体が押し込まれると、図７に示すように、リング本体２が新設管１１をほぼ一周し弾性復帰力により縮径して新設管１１に略隙間無く外嵌される。
これにより、既設管１０の内周壁と新設管１１の外周壁との間には、少なくともリング状治具１のリング本体２の厚み分の空間１６を均一に確保することができる（図７、図８参照）。

本実施例では、一例として、リング本体２の厚みが約１５ｍｍのものを用いているので、新設管１１と既設管１０との間にリング状治具１によって約１５ｍｍ以上の空間１６を確保できる。

そこで、図８に示すように、前記カッター５を用いて前記既設管１０のマーキングに沿って管壁を切断する。
本実施例では、口径２００Ａの既設管１０で管厚５．８ｍｍとすると、カッター５の回転刃６はガイド部材７からの突出長さＬを約１０ｍｍ程度としているので、新設管１１を傷つけることなく既設管１０を確実に環状に切断することができる。

上記切断を２個所で行い、更に必要な場合は図１に示したように２つに割って、一対の切断個所に挟まれた既設管の一部１０’を新設管１１から引き離し、新設管１１’を露出させる。
そこで、新規供給用の分岐管１５を接続することが可能となる。

この発明で、リング状治具１は前記形状に限定されるものではない。
図９に示すリング状治具１は、リング本体２の切断した両端がいずれも先端ガイド部３となるように、リングをＶ字断面となるように切断した構成からなっている。
この場合、いずれの端部も先端ガイド部３として使用することができ、どちらの端部も挿入側とすることができる。

図１０に示すリング状治具１は、リング本体２の切断した端面が、厚み方向の中央で最も薄くなるように内周側も外周側も徐々に薄肉となるようにして先端ガイド部３が形成されている。
また、図１１に示すリング状治具１は、リング本体２の切断した端面が、リング本体２の外周に向かって徐々に薄肉となる傾斜面からなっている。

図示例では内周面から接線方向に延びて外周面とつながる傾斜面となっているが、特に図示例に限定されるものではない。
これらの場合、先端は薄肉となっているので、開口１２から既設管１０と新設管１１の隙間に差し込めばよい。

リング状治具１の外周面の隆起部分は、既設管１０の内壁面と衝合しながら新設管１１との間の隙間を広げ、前記内壁面上を摺動しながら挿入される。
前記内壁面は粗面である場合が多く、リング状治具１を摺動させる場合に接触面が小さいほど抵抗が少なく摺動させやすくなる。
そこで、リング状治具１の径方向の断面は、前記内壁面と線接触するように、断面倒立Ｖ字状に突出した突部先端２ａを有していることが好ましい。

一例を示すと、図１２のリング状治具１は、リング本体２の径方向の断面が断面五角形からなっており、断面五角形の頂点が突部先端２ａとなっている。
これにより、既設管１０の内壁面に沿ってスムーズにリング状治具１を摺動させることができる。
断面形状は、五角形に限定されず多角形でもよく、また任意の形状でもよいが要するに突部先端２ａを有していればよい。

また、このリング状治具１はバイアスカットにより一対の先端ガイド面３が形成されている。
即ち、先端ガイド面３はリング本体２の一方の側方（図中右側）から他方の側方（図中左側）に向かって斜めに切断された形状からなっており、前記実施例と同様に先端の尖った側を開口１２から既設管１０と新設管１１の隙間Ｓに差し込めばよい。

実施例２のスペーサ治具は、実施例１のリング状治具１の他に、図１３に一例を示す耐熱シート２０を用いた構成からなっている。
実施例１のリング治具１の厚みを厚くすることで、カッター５による既設管１０の切断時に火花が発生しても新設管１１に影響を与えないようにしてもよいが、耐熱シート２０を用いることで火花から直接的に新設管１１を保護することができる。

［耐熱シート］
耐熱シート２０は、前記リング状治具１より薄いシートであって、可撓性を有する耐熱材からなっている。
この耐熱シート２０は、少なくとも新設管１１を一周する長さで、前記カッター５による既設管１０切断時に火花が飛び散っても該火花を受け止めることができる幅に設定されていることが好ましい。

即ち、耐熱シート２０は矩形のシート本体２０ａの両端に略三角形状のガイドシート２０ｂを設け、該ガイドシート２０ｂの先端に紐２０ｃを設けた構成となっている。
そして、前記実施例１のようにして既設管１０と新設管１１の間に挿入されたリング状治具１によって均一の空間１６が確保されるので、その空間１６内にシート本体２０ａを挿入して、新設管１１の周りを一回りさせて巻き付ける。

この耐熱シート２０は、図１４に示すように、前記リング状治具１に近接する位置で、既設管１０に記載されたマーキングの位置に対応して、該マーキングがほぼシート本体２０ａの中心線に沿うように新設管１１に巻き付けることが好ましい。
そして、前記カッター５により既設管１０をマーキングに倣って周方向に切断するが、その際に火花が飛び散ることがあっても、新設管１１は耐熱シート２０で覆われているから前記火花から新設管１１を保護することができる。
その他の構成は前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。

図１５は、既設管１０の一部を切り離す範囲に対応した幅広な一枚の耐熱シート２０を用いた場合の異なる実施例の手順を示す図である。
まず、一対のリング状治具１を、切断予定個所のマーキングに沿って、所定の長さだけ離間して既設管１０の開口１２から新設管１１との隙間に挿入してセットする（図１５（ａ）参照）。

次いで、前記セットされた一対のリング状治具１によって確保された空間１６に耐熱シート２０を挿入して新設管１１に一回りさせる（図１５（ｂ）参照）。
その後、マーキングに沿ってカッター５で新設管１１を２個所でそれぞれ周方向に切断する（図１５（ｃ）参照）。
この際に、カッター５の切断個所では、耐熱シート２０によって新設管１１がカバーされている。

カッター５で切り離された既設管の一部１０’は、パイプスプリッターにより形成された開口１２が新設管１１の直径とほぼ同じであれば、既設管の一部１０’をそのまま引き上げることで新設管１１から引き離すことができるが、新設管１１の直径より短い場合には、軸線に沿って割って引き離す必要がある。

そこで、既設管１０を２個所で切り離した後に、カッター５で切り離した既設管の一部１０’をその軸線に沿って切断する（図１５（ｄ）参照）。
これにより２つ割りされた既設管の一部１０’は新設管１１から簡単に引き剥がすことができる（図参照）。

実施例４のスペーサ治具は、リング状治具１に耐熱シート２０が一体に連結された構成からなっている。
この場合、耐熱シート２０はリング状治具１に固着されるものであっても、着脱可能に取り付けられるものでもよい。

図１６に示すスペーサ治具では、耐熱シート２０の一方の端部をリング状治具１の内周面側に固着した場合を例示したが、耐熱シート２０の略中央をリング状治具１の内周面に固着してもよい（図示せず）。
更に、耐熱シート２０の両端にそれぞれリング状治具１を一体に取り付けてもよい。

これらの場合は、リング状治具１を既設管１０と新設管１１の開口１２から隙間に挿入すると、これと同時に一体に形成された耐熱シート２０を前記隙間に挿入することができるので、リング状治具１と耐熱シート２０とを同時に新設管１１に巻き付けることができる。
その他の構成は、前記実施例と同様であるのでその説明を省略する。
その他、この発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

１ スペーサ治具
２ リング本体
２ａ 突部先端
３ 先端ガイド部
５ カッター
６ 回転刃
７ ガード部材
１０ 既設管
１１ 新設管
１２ 開口
１３、１４ 開口縁部
１５ 分岐管
１６ 空間
２０ 耐熱シート
Ｓ 隙間

Claims (7)

1. 埋設された鋼管の既設管を切り裂きながら内部に合成樹脂製の新設管を引き込んで交換し、該交換した新設管に分岐管を接続するために前記既設管の一部を切除するためのスペーサ治具であって、
   合成樹脂製の環状体の一端を切断して拡縮自在な弾性を有すると共に新設管の外径とほぼ同じ長さに内径を設定したリング本体と、前記切断した端部の少なくとも一方が斜めに切断されて端部に向かって漸次薄肉になる先端ガイド部に形成したリング状治具からなり、
   該リング状治具のリング本体を拡径して既設管に外嵌し、前記先端ガイド部を既設管の切り裂かれた開口から既設管と新設管の隙間に挿入し、リング本体を一周させて新設管に外嵌させて既設管と新設管との間の空間を均一に形成し、
   前記リング状治具の厚みを少なくともカッターで既設管を切除した際に新設管が損傷を受けることがない厚みに設定してなることを特徴とするスペーサ治具。
2. リング本体の径方向の断面が断面倒立Ｖ字状に突出した突部先端を有しており、リング状治具を新設管に外嵌させる際に既設管の内壁面に前記突部先端で線接触しながらリング状治具が挿入されることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ治具。
3. スペーサ治具が、リング本体の厚みを厚くして既設管と新設管との間の空間を大きくし、または既設管切断個所に対応する新設管の周りを覆う耐熱シートを設けて、カッターによる既設管切断時に火花が発生した場合の新設管への影響を抑える保護手段を備えてなることを特徴とする請求項１または２に記載のスペーサ治具。
4. 耐熱シートが、リング状治具と別体に、またはリング状治具に一体に連結されており、
   該耐熱シートが、リング状治具の挿入により形成された既設管と新設管との空間に挿入して新設管を一周する長さで、カッターによる既設管切断時に発生する火花から新設管を保護しうる幅に設定されてなることを特徴とする請求項１または３に記載のスペーサ治具。
5. 請求項１または２のスペーサ治具を用いた既設管切除方法であって、
   リング状治具のリング本体を拡径して既設管に外嵌し、前記先端ガイド部を既設管の切り裂かれた開口から既設管と新設管の隙間に挿入し、更に押し進めリング本体を一周させて新設管に外嵌させ、既設管と新設管との空間をほぼ均一に保持してカッターで既設管の一部を切除可能としたことを特徴とするスペーサ治具を用いた既設管切除方法。
6. 請求項４のスペーサ治具を用いた既設管切除方法であって、
   リング状治具と耐熱シートが別体からなっており、
   リング状治具の挿入後に、耐熱シートをリングの挿入個所に近接する既設管と新設管との空間であってカッターによる切断個所に対応する個所に挿入して前記耐熱シートを新設管に巻き付け、カッターによる既設管の切断時に発生する火花から新設管を保護してなることを特徴とする請求項５に記載のスペーサ治具を用いた既設管切除方法。
7. 請求項４のスペーサ治具を用いた既設管切除方法であって、
   リング状治具に耐熱シートが一体に連結されており、
   リング状治具の挿入とともに耐熱シートが既設管と新設管との空間に挿入され、該耐熱シートはカッターによる切断個所に対応する個所で新設管に巻き付けられ、カッターによる既設管の切断時に発生する火花から新設管を保護してなることを特徴とする請求項５に記載のスペーサ治具を用いた既設管切除方法。

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