JP5911413B2 - 流体管ユニットを用いた流体配管系統の更新工法 - Google Patents
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Description
具体的には、2本の水道本管に亘って接続され、且つ、両水道本管寄りの端部側に仕切弁を介装してある既設管に、各需要家に給水するための引込管を接続してある流体配管系統において、当該既設管のうち一方の仕切弁から所定長さにある設定工区に存在する既設管を、順次、新設管に更新する更新工法であり、下記(1)〜(6)の工程を備えている。
(2)一方の仕切弁と上流側バルブとの間の既設管を撤去すると共に、閉止状態にある仕切弁と当該仕切弁の上流側及び下流側の夫々に分水栓とを備えた接続ユニットを、既設管の撤去箇所に接続する。
(3)上流側バルブと後述する下流側バルブの配設予定箇所との間を掘削するとともに、接続ユニットの上流側の分水栓にバイパス管を接続し、設定工区の既設管に接続されていた各需要家の引込管をバイパス管に接続替えする。そして、一方の仕切弁を開操作してバイパス管を介して各需要家の引込管に給水する。
(4)設定工区の下流端側に位置する既設管に不断水状態で下流側バルブを設け、下流側バルブを閉操作した状態で接続ユニットと下流側バルブとの間の既設管を上流側バルブと共に撤去して、新設管に更新すると共に、新設管の下流側端と下流側バルブとの間に、上記接続ユニットと同一構成の下流側接続ユニットを接続する。
(5)接続ユニットの下流側の分水栓から洗浄水を新設管に送り込んで洗浄処理し、新設管内の洗浄水を下流側接続ユニットの上流側の分水栓から排出した後、バイパス管に接続されていた各需要家の引込管を新設管に接続替えする。その後、一方の仕切弁を開操作して新設管に給水する。
(6)バイパス管を撤去し、上流側接続ユニット及び新設管を下流側接続ユニットの上流端の箇所まで埋め戻す。
特に、設定工区の長さを、掘削作業の開始時から埋め戻し作業の終了までを一日で終える長さに設定してある場合では、マンホールの構築の分だけ設定工区の長さが短くなり、これに伴って接続ユニットの配置数も増加するため、工期の増大と工費の高騰化を助長する不都合がある。
前記第1接続手段には、前記流体導出口部を水密状態で閉塞する第1閉塞部材が装着可能に構成されているとともに、前記第2接続手段には、前記流体導入口部を水密状態で閉塞する第2閉塞部材が装着可能に構成されている点にある。
特に、弁装置の筒軸は、内側筒軸の外側面と外側筒軸の内側面との間に形成された環状の第1流路を介して、閉塞バッグ内にバッグ拡径用の流体を供給可能に構成され、当該バッグ拡径用の流体により閉塞バッグが拡径側に弾性膨張変形するように構成されており、また、内側筒軸の内部に形成された第2流路を介して、弁装置の流体導入口部からの洗浄・殺菌用流体等の別の流体を閉塞バッグ内の空間と区画した状態で、閉塞バッグの下流側流路部分に臨む側壁面において開口する内側開口部から閉塞バッグの流路遮断位置よりも下流側流路部分に供給して、当該閉塞バッグの流路遮断位置よりも下流側流路部分を洗浄・殺菌処理等するように構成されており、更に、密閉ケース本体の内側面と外側筒軸の外側面との間に形成された第3流路を介して、閉塞バッグの流路遮断位置よりも上流側流路部分からの流体を密閉ケース本体に設けられた流体導出口部から排出できるように構成されている。
即ち、筒軸内に、閉塞バッグを弾性膨張変形させるバッグ拡径用の流体を通流可能な第1流路、洗浄・殺菌用流体等の別の流体を流体導入口部から閉塞バッグにより遮断された流路遮断位置よりも下流側流路部分に通流可能な第2流路、流体を閉塞バッグにより遮断された流路遮断位置よりも上流側流路部分から流体導出口部に通流可能な第3流路が、夫々区画された状態で形成されており、装置の大型化を防止しながら、一つの筒軸で第1〜第3流路を確実に形成することができ、閉塞バッグによる流路の遮断、閉塞バッグによる流路遮断位置の上流側流路部分から弁装置の流体導出口部への流体の通流、及び、弁装置の流体導入口部から閉塞バッグによる流路遮断位置の下流側流路部分への洗浄・殺菌用流体等の別の流体の通流を実現することができる。
特に、弁装着口部の第1連結部が弁蓋の第2連結部よりも径方向寸法(流体管の軸芯に沿う方向の寸法)が大に構成されているので、この第2連結部よりも外方に突出する第1連結部の突出部分を、弁蓋を不断水状態で撤去する撤去設備の作業用ハウジングの取付け部とすることができ、流体管ユニットを再度掘削する際の掘削空間を小さくするために、流体管の弁装着口部の径方向外方への突出代が比較的小さく設定されている場合でも、当該取付け部を利用して、弁装着口部の第1連結部に弁蓋の撤去設備の作業用ハウジングを確実に取付けることができる。よって、撤去設備を用いて流体管ユニットの弁装置に設けられた弁蓋、弁棒及び弁体を確実に脱離することができる。
(1)前記設定工区の既設管に不断水状態で第1工事用仕切弁を設け、当該第1工事用仕切弁と前記既設仕切弁とを閉弁操作した状態で、前記第1工事用仕切弁と前記既設仕切弁との間にある既設管を撤去する工程、
(2)前記設定工区内の需要家の第1引込管に対して前記第1工事用仕切弁とは反対側にある既設管に不断水状態で第2工事用仕切弁を設ける工程、
(3)前記既設仕切弁を閉弁した状態で、前記既設仕切弁と前記第1引込管とを接続する第1バイパス管を設置する工程、
(4)前記既設仕切弁を開弁操作して前記第1バイパス管に給水するとともに、閉弁操作されている前記第1工事用仕切弁と閉弁操作されている前記第2工事用仕切弁との間に位置する既設管を、前記第1工事用仕切弁と共に撤去する工程、
(5)前記既設仕切弁と前記第2工事用仕切弁との間の撤去箇所に、前記弁装着口部に前記弁装置が装着されている前記流体管ユニットが端部に接続された新設管を布設する工程、
(6)前記弁装置を開弁して、前記既設仕切弁からの上水を前記流体管ユニットまで通水させ、前記新設管を洗浄する工程、
(7)前記弁装置を閉弁して、前記新設管と前記第1引込管とを接続する工程、
(8)前記第1バイパス管を撤去するとともに、前記流体管ユニットと次の設定工区内の需要家の第2引込管とを接続する第2バイパス管を設置する工程。
以下、図1〜図13に基づいて、上水配管系統(流体配管系統の一例)を構成する既設管1を所定長さの設定工区D単位で更新する場合に用いられる流体管ユニットU1、及びこれを用いた上水配管系統の更新工法について説明する。
弁装着口部11は、詳細は後述するが、取付け手段Rにより弁装置Vを構成する作業用仕切弁14と閉塞装置Qとが選択的に取付け可能に構成されている。
また、弁装着口部11は、流体管10内の流路と連通する分岐管部11aと、分岐管部11aの上端部に形成される連結フランジ部11b(取付け手段Rの一例)と、連結フランジ部11bの内径側部位に形成され作業用仕切弁14の下端部を係合可能な環状凹溝11cと、分岐管部11aの内側面の周方向複数箇所から径方向内方に突出形成される突出部11d(本実施形態では、周方向に2箇所)とを備えている。弁装着口部11の連結フランジ部11bには、後述する弁装置Vを構成する作業用仕切弁14の上下方向中間部位に突出形成された連結フランジ部14Aが、取付け手段Rとしての両端側に雄ネジ部を備えた両ネジボルト15aと一対のナット15bとにより脱着自在に締付固定されている。この連結フランジ部11bと連結フランジ部14Aとの締付固定は、両フランジ部11b、14Aに形成された挿通孔に両ネジボルト15aを挿通し、連結フランジ部11bの下面及び連結フランジ部14Aの上面から突出する両ネジボルト15aの両雄ネジ部にナット15bを夫々螺合させることで、両連結フランジ11b、14A同士が締付固定されるように構成されている。
作業用仕切弁14は、作業用仕切弁14の筒状下端部14aをOリング(図示せず)を介した水密状態で連結フランジ部11bの環状凹部11cに係合させた状態で、両ネジボルト15a及び一対のナット15bにより分岐管部11aの連結フランジ部11bに脱着自在に締付連結される上流側の連結フランジ部14Aと、後述する流路閉塞装置Sの上流側の連結フランジ部20Aとボルト16・ナット17を介して脱着自在に水密状態で締付連結される下流側の連結フランジ部14Bと、連結フランジ部14Aと連結フランジ部14Bとの間の流路を遮断する弁体14Cとを備えている。
密閉ケース本体20の外部に位置する内側筒軸22の後端部22aは、閉塞バッグ23による流路遮断位置の下流側流路部分に供給する塩素を含む洗浄・殺菌用液(洗浄・殺菌用流体(別の流体)の一例)Bの供給源(図示せず)が接続され、流体導入口部13として機能する。内側筒軸22の先端部22bには閉塞バッグ23が、当該先端部22bが閉塞バッグ23内を貫通した状態で装着されており、内側筒軸22の内部に連通される第2流路28は、閉塞バッグ23の内部空間23aと区画された状態となっている。内側筒軸22の先端に設けられる先端取付部22cは、閉塞バッグ23の挿入先端側の下流側流路部分に臨む側面側において開口する内側開口部23bの内径と略同径の外径を備え、当該内側開口部23b内に挿入固定されている。従って、内側筒軸22の第2流路28は、内側筒軸22の後端部22aから、内側筒軸22の先端部22bの先端取付部22cに亘って形成され、閉塞バッグ23の挿入後端側の開口端部23c、内部空間23a及び挿入先端側の内側開口部23bを介して、閉塞バッグ22の挿入先端側の下流側流路部分に連通する状態で形成されている。
内側バッグは、天然ゴム(NR)やスチレンブタジエンゴム(SBR)等のゴム製であり、第1流路27を介して内側バッグの内部空間23aに供給される圧縮空気Aにより、拡径側に弾性膨張変形するように構成され、外側バッグは、布等の繊維状部材やゴム等或いはそれらが層状に一体化した比較的低弾性の可撓性の部材で、内側バッグよりも強度が高く膨張率が低い部材であり、内側バッグの弾性膨張変形に連れて外側バッグも拡径側へ拡径して、拡径状態において外側バッグの外周面が流体管10の内周面に良好に密着できる程度の外径を備えている。
レバーブロック31は、密閉ケース本体20の取付口20aよりも上方側の外周面から径方向外方側に突出形成される一対の係止リング31Aと、筒軸ガイド26における本体部26Aの後端部の外周面から径方向外方側に突出形成される一対の取付リング31Bと、係止リング31Aに係止可能な第1フック31Cと、取付リング31Bに係止可能な第2フック31Dと、係止リング31Aと取付リング31Bとに亘って一方の第1フック31Cに引き出し可能に連繋されたチェーン(又はワイヤー)31Eを緊締側に巻き取り操作する操作レバー31Fとを備えて構成されている。
レバーブロック31の操作レバー31Fを操作して、筒軸ガイド26の本体部26A及び先端部26Bを、密閉ケース本体20内の水圧に抗して弁装着口部11の軸芯Yに沿う方向に摺動させ、先端部26Bの規制部26cが流体管10の内周面に当接或いは近接する最大挿入位置にまで送り込む。内側筒軸22が内嵌された外側筒軸25を、弁装着口部11の軸芯Yに沿う方向に筒軸ガイド26に対して相対的に順次摺動させるにつれて、内側筒軸22及び外側筒軸25の先端部に亘って配設された縮径状態にある閉塞バッグ23の挿入先端側が、流体管10の軸芯Xに沿う方向に方向転換案内させる曲面案内部26bの内面に当接するとともに、内側筒軸22、外側筒軸25の屈曲部25aが屈曲し、閉塞バッグ23を流体管10の軸芯Xに沿う方向に方向転換案内した状態で円滑に流体管10内の所定位置に挿入する。圧縮空気Aを第1流路27を介して閉塞バッグ23の内部空間23aに供給し、拡径した閉塞バッグ23の外周面が流体管10の内周面に密着し流路を閉止する。
この新設管Nの洗浄・殺菌処理は、水道本管(図示せず)から上流側の既設仕切弁2、上流側の流体管ユニットUaの流体管10内の流路、分岐管部11b、作業用仕切弁14、密閉ケース本体20(第3流路29)、取付口20a及び開閉弁20bを介する各需要家Cへの上水Wの供給を維持したまま、上流側の流体管ユニットUaの流路閉塞装置Sの閉塞バッグ23の流路閉塞位置よりも下流側の流路部分(新設管N)に洗浄・殺菌用液Bを供給し、下流側の流体管ユニットUbの取付口20aから管外に排出するため、各需要家Cへの上水Wの通流を遮断することなく実行することができる。
その後、図8(h)に示すように、下流側の流体管ユニットUbの開閉弁20bを閉弁操作して、新設管Nと各需要家Cの引込管3とを接続する。
中蓋82は、主として、外周面に略L字状に凹設された一対のバヨネット溝82aを備えた係合部82Aと、係合部82Aの上端側に凹設された環状溝(図示せず)内に装着された環状のシール材82Bと、係合部82Aに対して相対近接移動することによりシール材82Bを係合部82Aとの間で圧縮させ、シール材82Bが径方向外方へ膨張変形させる押圧部82Cとを備えている。なお、係合部82A、縮径状態のシール材82B及び押圧部82Cの外径は、分岐管部11aの内径より若干小さくなるように設定されており、分岐管部11aの突出部11dの内径は、バヨネット溝82aの外径よりも若干大きく且つ係合部82Aの外径よりも若干小さくなるように設定されている。
操作軸81は、主軸83と、主軸83に内嵌される中軸84とを備えた内外二重筒構造に構成されている。
主軸83の上端部には第1ハンドル85を備え、第1ハンドル85を軸方向に移動させることにより、主軸83に連結された中蓋82を弁装着口部11の分岐管部11aの軸芯Yに沿って移動させることができ、第1ハンドル85を軸芯Y周りで回転させることにより中蓋82の押圧部82Cを係合部82Aに対して近接移動させることができるように構成されている。
中軸84の上端部には、主軸83の上端部よりも上方に突出する部位に、第2ハンドル部86を備え、第2ハンドル86を軸芯Y周りで回転させることにより中軸84に連結される中蓋82の係合部82Aを軸芯Y周りで回転させることができるように構成されている。
続いて、第1ハンドル85により操作軸81の主軸83を軸芯Y周りに回転させて、押圧部82Cを係合部82Aに対して相対近接移動させ、シール材82Bを径方向外方へ膨張変形させて、シール材82Bと分岐管部11aの内周面との間を密封し、弁装着口部11を密封する(図13参照)。
従って、弁装着口部11が閉塞装置Qで閉止された流体管10は、弁関係の構成部材の管径方向外方への突出量が少なくなり、しかも、外部に露出する弁棒等の可動構成材が存在しないため、実質的に新設管Nと同等に取り扱うことができる。
以下、図14〜図21に基づいて、第2実施形態に係る流体管ユニットU2、及びこれを用いた上水配管系統の更新工法について説明する。なお、図1、図2、図5、図8及び図9に示す上水配管系統の更新工法の基本的な工程は、第1実施形態と略同様であるので、必要に応じて説明を省略する。
なお、弁装着口部61の連結フランジ部61Aには、弁蓋64の連結フランジ部64Aと弁装着口部61を水密状態で閉塞する閉塞装置Q(図21参照)とを、ボルト62により選択的に取付け可能に構成されている。
弁棒65のネジ軸部に螺合された弁体66は、弁棒65の上端部に形成されている角軸状の回転操作部65aの回転操作により、弁装着口部61内の流路において流体管10に形成された貫通口10aを介して流路開放位置と流路遮断位置との間で上下方向にスライド移動されるように構成されている。弁体66が流路開放位置にある場合には、弁体66の先端は貫通口10aよりも上方の弁蓋64及び弁装着口部61内の流路部分に形成される空間内に位置し、弁体66が流路閉塞位置にある場合には、弁体66のゴムライニングが施された部位が、流体管10の貫通口10aに対向する流体管10の内周部位に径方向外方側に窪み形態で形成される弁座67に水密状態で当接して、流体管10内の流路を閉止するように構成されている。なお、弁体66が流路開放位置にある場合には、弁体66の先端は弁蓋64の連結フランジ部64Aの下面よりも若干下方に突出している。
分水口部68の雌ねじ部には、雄ネジ部を備え且つ分水口部68を開閉自在な第2バルブ69が管径方向から脱着自在に螺合接続されており、当該分水口部68の雌ねじ部には、第2バルブ69と、後述する分水栓(第2閉塞部材の一例)70とが選択的に装着可能に構成されている。
分岐管部71には、弁72の連結フランジ部72Aと、第1実施形態の閉塞装置Qである中蓋82及び外蓋87(第1閉塞部材の一例)とが選択的に装着可能に構成されている。
その後、下流側の流体管ユニットUbの弁72を閉弁操作して、新設管Nと各需要家Cの引込管3とを接続する(図8(h)参照)。
この押込みボルトの螺合操作による引き寄せ作用により、撤去・装着用作業弁40の弁箱40Bの鍔部40bが下側ハウジング部H1の支持フランジ45の上面に水密状態で固定連結される。
また、昇降搬送軸51の連結具51Aに取付けられた弁蓋64をハウジング外の所定箇所に搬送撤去する場合には、上側ハウジング部H3と一緒に所定箇所まで吊下げ搬送するように構成されている。
そして、上側ハウジング部H3の下側連結フランジ49と弁箱40Bの上側連結フランジ40Cとを固定連結しているボルト50A・ナット50Bを固定解除操作して撤去し、上側ハウジング部H3を少しクレーン等で上昇させ、この上側ハウジング部H3の下側連結フランジ49と弁箱40Bの上側連結フランジ40Cとの間に形成されている作業用空間を通して、昇降搬送軸51の連結具51Aと閉止蓋74との連結を解除する。なお、弁装着口部61の連結フランジ部61Aに固定連結された閉止蓋74は径方向外方側への厚みが比較的薄く、径方向外方への突出代が比較的小さくなるように構成されている。
従って、弁装着口部61が閉塞装置Qで閉止された流体管10は、弁関係の構成部材の管径方向外方への突出量が少なくなり、しかも、外部に露出する弁棒65等の可動構成材が存在しないため、実質的に新設管Nと同等に取り扱うことができる。
(A)上記の第1実施形態では、流体導出口12及び流体導入口13の両方を弁装置Vとしての流路閉塞装置Sに設ける構成としたが、何れか一方のみを弁装置Vに設ける構成としてもよい。
2 既設仕切弁
3 引込管
4 第1工事用仕切弁
5 第2工事用仕切弁
6 バイパス管
10 流体管
11 弁装着口部
11b 連結フランジ部(取付け手段)
12 流体導出口部
13 流体導入口部
14 作業用仕切弁(弁装置)
15a 両ネジボルト(取付け手段)
15b ナット(取付け手段)
16 ボルト
17 ナット
20 密閉ケース本体
20a 取付口(流体導出口部)
20b 開閉弁(第1バルブ)
21 筒軸
22 内側筒軸
22a 後端部(流体導入口部)
23 閉塞バッグ
23b 内側開口部
25 外側筒軸
27 第1流路
28 第2流路
29 第3流路
56 中蓋(第1閉塞部材、閉塞装置)
57 外蓋(第1閉塞部材、閉塞装置)
60 仕切弁(弁装置)
61 弁装着口部
61a 突出部分(取付け部)
62 ボルト(取付け手段)
64 弁蓋
64A 連結フランジ部(第2連結部)
65 弁棒
66 弁体
68 分水口部(流体導入口部)
69 第2バルブ
70 分水栓(第2閉塞部材)
71 分岐管部(流体導出口部)
72 弁(第1バルブ)
74 閉止蓋(閉塞装置)
82 中蓋(第1閉塞部材、閉塞装置)
87 外蓋(第1閉塞部材、閉塞装置)
88 ボルト(取付け手段)
89 ナット(取付け手段)
A 圧縮空気(流体)
B 洗浄・殺菌用液(別の流体)
C 需要家
D 設定工区
G 撤去設備
H 作業用ハウジング
N 新設管
P ユニット配置相当箇所
Q 閉塞装置
R 取付け手段
S 流路閉塞装置(弁装置)
U1 流体管ユニット
U2 流体管ユニット
Ua 上流側の流体管ユニット
Ub 下流側の流体管ユニット
V 弁装置
W 上水
X 軸芯(流体管)
Y 軸芯(弁装着口部)
Claims (1)
- 流体配管系統に接続可能な流体管に、当該流体管内の流路を遮断可能な弁装置と閉塞装置とを管径方向から選択的に取付け可能な弁装着口部が形成された流体管ユニットを用いて、流体配管系統中の既設仕切弁を起点にしてそれよりも下流側の既設管を設定工区単位で更新する工法であって、下記の(1)〜(8)の工程を備えた流体配管系統の更新工法。
(1)前記設定工区の既設管に不断水状態で第1工事用仕切弁を設け、当該第1工事用仕切弁と前記既設仕切弁とを閉弁操作した状態で、前記第1工事用仕切弁と前記既設仕切弁との間にある既設管を撤去する工程、
(2)前記設定工区内の需要家の第1引込管に対して前記第1工事用仕切弁とは反対側にある既設管に不断水状態で第2工事用仕切弁を設ける工程、
(3)前記既設仕切弁を閉弁した状態で、前記既設仕切弁と前記第1引込管とを接続する第1バイパス管を設置する工程、
(4)前記既設仕切弁を開弁操作して前記第1バイパス管に給水するとともに、閉弁操作されている前記第1工事用仕切弁と閉弁操作されている前記第2工事用仕切弁との間に位置する既設管を、前記第1工事用仕切弁と共に撤去する工程、
(5)前記既設仕切弁と前記第2工事用仕切弁との間の撤去箇所に、前記弁装着口部に前記弁装置が装着されている前記流体管ユニットが端部に接続された新設管を布設する工程、
(6)前記弁装置を開弁して、前記既設仕切弁からの上水を前記流体管ユニットまで通水させ、前記新設管を洗浄する工程、
(7)前記弁装置を閉弁して、前記新設管と前記第1引込管とを接続する工程、
(8)前記第1バイパス管を撤去するとともに、前記流体管ユニットと次の設定工区内の需要家の第2引込管とを接続する第2バイパス管を設置する工程。
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