JP6498971B2 - 管移動防止装置および流体配管系統の固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、管継手部を有する既設管が不平均力を受けて移動するのを防止する管移動防止装置およびこの管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法に関する。

従来、流体配管系統を更新する際、通流を遮断する遮断弁を既設管に設置することで、遮断弁より下流側の既設管を撤去して、新設管に交換する方法が採用されている。また、既設管どうしを連結する管継手部が、遮断弁より上流側に複数設けられている。

ところで、遮断弁で既設管の通流を遮断した際、既設管には遮断弁を介して下流側に向かう不平均力が作用する。遮断弁設置部位と管継手部との間で埋設されている既設管の距離が所定値（拘束長）より大きい場合は、既設管の背面土圧を利用することによって、該不平均力に対抗することができる。一方、遮断弁設置部位と管継手部との間隔が拘束長以下の場合は、該不平均力に対抗できない。その結果、管継手部の挿入管部が受口管部に対してスラスト方向に相対移動し、両管部が離脱することで漏水するおそれがある。

この管移動を防止する流体配管系統の固定方法として、管継手部の存在領域を掘削後、コンクリートを打設して管継手部を防護する方法や、例えば特許文献１に記載の管移動防止装置を管継手部に設置する方法などが知られている。特許文献１の管移動防止装置は、管継手部の外周面に外嵌される筒状体で構成され、受口管部の外周面に対して管径方向から喰い込み可能な第一係止部と、挿入管部の外周面に対して管径方向から喰い込み可能な第二係止部とを備えている。これによって、管継手部の両管部の相対移動が防止される。

特許第４９８６７７６号公報

しかしながら、従来の管移動防止装置や流体配管系統の固定方法においては、拘束長内における管継手部の設置場所を特定する試掘が必要となり、多大な手間を要するものであった。また、コンクリートを打設して管継手部を防護する方法では、コンクリートの養生等が必要となるので、流体配管系統を更新するための工期や工費の増大を招いてしまう。さらに、特許文献１の管移動防止装置を管継手部に装着する場合、工期や工費の増大を招くと共に、管継手部周辺に他の流体機器などが存在していると装着が困難である。

そこで、本発明は、流体配管系統の更新の際、不平均力に起因した管移動を防止しつつ、工期の短縮や工費の節約を図ることが可能な管移動防止装置および流体配管系統の固定方法を合理的に構成することを目的とする。

本発明に係る管移動防止装置の特徴構成は、通流を遮断可能な遮断弁が設置された既設管の外表面に固定される第一部材と、前記第一部材と当接する状態で設置される円環状の第二部材と、前記第二部材における前記既設管の下流側の部位に一端が接続される第一棒状部材と、前記第一棒状部材の他端に接続され、ねじ機構を有する第三部材と、一端が前記ねじ機構と螺合する第二棒状部材と、前記第二棒状部材の他端を支持し、掘削領域の土部に対向して配置される支持部材とを備えている点にある。

本構成によれば、第二部材を既設管に固定される第一部材に当接させつつ、第二部材の下流側に第一棒状部材、第三部材、第二棒状部材を接続し、第二棒状部材を支持する支持部材を掘削領域の土部に対向させることで、既設管に対して上流側に付勢する軸力を作用させることができる。つまり、遮断弁の閉弁に伴って、管継手部の一方の管部を他方の管部に対して相対的に離脱する方向に作用する不平均力が作用しても、該軸力を該不平均力に対抗させることができる。その結果、既設管に管継手部が多数存在する場合でも、管継手部の両管部が離脱する方向に相対移動するといった不都合が解消される。

また、本装置は、掘削領域の土部の土圧を活用する構成であるので、従来のように管継手部に移動防止装置を設置する場合に比べ、既設管に対する装着位置の自由度が高い。つまり、他の流体機器が干渉しない遮断弁近傍の任意の箇所に、第一部材や第二部材を装着することが可能である。また、例えば流体配管系統の更新の際、遮断弁を設置するための掘削領域を利用して本装置を配置することができるので、新たな掘削を要しない。よって、管継手部の設置場所を特定するための試掘等が不要となり、工期の短縮や工費の節約を図ることができる。

さらに、本構成では、第二部材、第一棒状部材、第三部材、第二棒状部材、支持部材の順番で配置し、第三部材のねじ機構に第二棒状部材を螺合させている。このため、第三部材または第二棒状部材を回転させれば、第三部材と第二棒状部材とが相対移動することとなる。その結果、不平均力に対抗する軸力を管理することが容易となる。つまり、例えば既設管の端部等の移動距離を計測しながら、適宜、第三部材または第二棒状部材を回転すれば軸力が調整されるので、簡便な方法で管継手部の両管部の相対移動を確実に防止することができる。しかも、第三部材に接続される第一棒状部材を設けているので、第一棒状部材を交換すれば、掘削領域の大きさに応じて装置の軸長を変更することができる。その結果、少なくとも第三部材、第二棒状部材および支持部材は、同じ部材を流用することができるので材料コストの節約が図られる。

このように、流体配管系統の更新の際、不平均力に起因した管移動を防止しつつ、工期の短縮や工費の節約を図ることが可能な管移動防止装置を合理的に構成できた。

他の特徴構成は、前記第一棒状部材、前記第三部材、前記第二棒状部材および前記支持部材が複数設けられ、前記第二部材から前記支持部材にいくに連れて、前記既設管から径方向に離間している点にある。

本構成のように第二部材から分岐する接続部材の集合体を複数設ければ、不平均力に対抗する軸力が増大するので、より確実に管継手部の両管部の相対移動を防止することができる。また、第二部材から支持部材にいくに連れて既設管から径方向に離間しているので、第二部材から分岐する接続部材の集合体は傾斜している。その結果、本装置の軸力が、既設管の軸方向に加えて径方向にも作用するので、既設管が径方向に軸ブレするのを防止することができる。しかも、この接続部材の集合体は傾斜しているので、既設管の分岐管部や流体機器等が密集している箇所でも容易に設置することができる。

他の特徴構成は、前記支持部材は、前記掘削領域の底部に設置され、前記掘削領域の両側壁に架設される浮上防止部材を備えている点にある。

本構成では、掘削領域の底部と既設管との間に本装置が設置されるので、既設管の横方向に他の埋設管などの支障物がある場合でも、既設管の下方空間を活用して装着することができる。また、本構成のような浮上防止部材を設ければ、既設管の軸芯と垂直な方向に本装置からの軸力が作用しても、既設管の移動を確実に防止することができる。

本発明に係る前記管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法の特徴構成は、前記既設管の内部の通流を維持した状態で、前記遮断弁が設置された前記既設管に前記第一部材および前記第二部材を装着する工程と、前記第一棒状部材、前記第三部材、前記第二棒状部材および前記支持部材を、前記第二部材に接続する工程と、前記第二棒状部材または前記第三部材を回転操作して、前記第一棒状部材および前記第三部材を前記第二棒状部材に対して離間方向に相対移動させる工程と、を備えている点にある。

本構成では、第一部材および第二部材を既設管に装着し、第一棒状部材、第三部材、第二棒状部材および支持部材を第二部材に接続することで、管移動防止装置が既設管に仮固定される。次いで、第二棒状部材または第三部材を回転操作して、第一棒状部材および第三部材を第二棒状部材に対して離間方向に相対移動させれば、既設管に作用する不平均力に対抗する所望の軸力を得られる。このように、簡便な方法で、迅速且つ確実に管移動防止装置を既設管に装着することができる。しかも、上述したように、管移動防止装置の装着に際し、遮断弁の掘削領域を利用することができるので、従来のように管継手部の設置場所を特定するための試掘が不要となる。よって、工期の短縮と工費の節約を図りながら、不平均力に起因した管移動を確実に防止することができる。

既設管に管移動防止装置を装着した状態を示す概略平面図である。 管継手部を示す縦断面視図である。 遮断弁の概略構成を示す縦断面視図である。 第一部材の正面図である。 第一部材の側面図である。 図４のVI−VI断面図である。 管移動防止装置の分解斜視図である。 第二部材の正面図である。 第二部材の側面図である。 管移動防止装置を装着した状態を示す断面図である。 第三部材を締付けた状態を示す断面図である。 流体配管系統の更新工法を示す説明図である。 流体配管系統の更新工法を示す説明図である。 流体配管系統の更新工法を示す説明図である。 流体配管系統の更新工法を示す説明図である。 流体配管系統の更新工法を示す説明図である。 スラスト治具を取り付けた状態を示す平面図である。 別実施形態１に係る管移動防止装置を装着した状態を示す平面図である。 別実施形態１に係る管移動防止装置を装着した状態を示す側面図である。 別実施形態２に係る管移動防止装置を装着した状態を示す側面図である。

以下に、本発明に係る管移動防止装置および流体配管系統の固定方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、通流を遮断可能な遮断弁５が設置された水道管としての既設管１に、管移動防止装置３を装着した一例を説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

図１に示すように、既設管１には、長尺状の配管を連結する管継手部１１が複数設けられている。管継手部１１の一例が、図２に示される。この管継手部１１は、受口管部１Ａと、受口管部１Ａに挿入接続された挿入管部１Ｂと、受口管部１Ａの内周面１ａと挿入管部１Ｂの外周面１ｂとの間を密封可能なシール材１Ｃと、シール材１Ｃを管軸芯Ｘ方向から押圧して密封状態まで圧縮可能な押輪１Ｄとを備えている。詳細は後述するが、既設管１を新設管Ｎ１に更新する上水配管系統（流体配管系統）の更新工程の中で、通流を遮断可能な遮断弁５が、既設管１に設置される。

図３に示すように、遮断弁５は、既設管１の外周面に対して複数本のボルト５ａ・ナット５ｂを介して管径方向から水密状態で外装自在な管周方向で三分割された部分円筒状の分割継手体５５を備えている。これら各分割継手体５５のうちの一つの分割継手体５５に既設管１の径方向外方側に突出形成された分岐管部５５Ａを既設管１の上方側に位置させるように、既設管１の外周面に装着されている。分岐管部５５Ａは、弁体５６ａを備えた仕切弁部５６を介して連結された穿孔装置（不図示）により不断流状態で分岐管部５５Ａの内部における既設管１の外周面に貫通形成された穿孔口ｈを介して、既設管１の内部流路と連通するように構成されている。この分岐管部５５Ａは、穿孔口ｈと連通する管部５５ａと、管部５５ａの上端部に形成される連結フランジ部５５ｂと、連結フランジ部５５ｂの内径側部位に連結フランジ部５５ｂよりも下方側に窪んだ段状の環状凹溝５５ｃとを備えている。

また、遮断弁５は、施工ユニットとして、密閉ケース６１と、挿入ガイド筒５７と、筒軸５８と、閉塞バッグ５９と、押込み操作機構（不図示）と、軸芯調整筒部材６０とを備えている。密閉ケース６１は、仕切弁部５６の連結フランジ部に着脱自在に固定連結されている。挿入ガイド筒５７は、分岐管部５５Ａ，仕切弁部５６，及び密閉ケース６１の内部に挿入されている。筒軸５８は、密閉ケース６１及び挿入ガイド筒５７に対して、密封状態を維持したまま密閉ケース６１及び管部５５ａの軸芯に沿って摺動自在に挿入されている。閉塞バッグ５９は、密閉ケース６１及び挿入ガイド筒５７の内部に位置する筒軸５８の先端部に固定されて、分岐管部５５Ａを介して既設管１の内部に挿入され、拡径側に膨張変形して既設管１の内部流路を閉塞自在に構成されている。押込み操作機構は、既設管１の内部の流体圧に抗して筒軸５８を押し込み移動させるものである。軸芯調整筒部材６０は、挿入ガイド筒５７の内部に位置する筒軸５８の先端部に固定され、挿入ガイド筒５７の内面に摺接可能に構成されている。

有底筒状の挿入ガイド筒５７における上流側端部（先端部）に、挿入ガイド筒５７の外径側部位５７ｅよりも内径側部位５７ｆが先端側に突出形成された段部５７Ａを備えている。この外径側部位５７ｅの外径は穿孔口ｈの内径よりも若干大径に形成され、内径側部位５７ｆの外径は穿孔口ｈの内径よりも若干小径に形成されている。これにより、外径側部位５７ｅの少なくとも一部を既設管１の外周面における穿孔口ｈの外面側周縁部５４ａに当接させ且つ内径側部位５７ｆの少なくとも一部を穿孔口ｈに内嵌させた当接姿勢で、分岐管部５５Ａの内部において挿入ガイド筒５７を位置決め可能に構成されている。なお、穿孔口ｈの内径は、分岐管部５５Ａの内径よりも若干小径に形成されている。

続いて、遮断弁５の既設管１の流路を閉塞する操作について説明する。まず、密閉ケース６１を仕切弁部５６に水密状態で締付連結した状態で、弁体５６ａを開弁操作して、筒軸５８を分岐管部５５Ａの軸芯に沿って押込み操作する。このとき、密閉ケース６１の内部空間に収容された縮小状態にある閉塞バッグ５９を備えた挿入ガイド筒５７を、挿入ガイド筒５７における段部５７Ａの少なくとも一部が既設管１の外周面における穿孔口ｈの外面側周縁部５４ａに当接するまで筒軸５８と共に移動させる。

次いで、更に筒軸５８を分岐管部５５Ａの軸芯に沿って押込み操作すると、筒軸５８は、密閉ケース６１及び挿入ガイド筒５７に対して相対移動し、筒軸５８の先端部に固設された閉塞バッグ５９及び軸芯調整筒部材６０のみが移動する。この押込み操作は、筒軸５８の挿入位置規制凸部５８ａの下面が、挿入ガイド筒５７の底壁部の外面に当接するまで行う。この状態では、閉塞バッグ５９は既設管１の内部流路において所期の管内流路閉塞位置に位置し、軸芯調整筒部材６０は、既設管１の径方向において穿孔口ｈに対応する箇所（軸芯調整筒部材６０が既設管１の管軸芯Ｘ方向に沿って移動すると穿孔口ｈの内周面に当接する箇所）に位置する。つまり、軸芯調整筒部材６０の先端と穿孔口ｈにおける既設管１の径方向内方側端とが、既設管１の径方向において同一位置に位置する。そして、所定量の拡径用流体を、管内流路閉塞位置に位置する閉塞バッグ５９に供給し弾性膨張変形させて、既設管１の内部流路を閉止する。

図１に示すように、既設管１の流路を遮断弁５で閉塞したとき、遮断弁５を介して既設管１には、上流側から下流側に向かう不平均力Ｆが作用する。このため、遮断弁５から管継手部１１までの間において、埋設されている既設管１の距離が、不平均力Ｆに対抗する土の摩擦力を期待できる拘束長Ｌ以下の場合は、管継手部１１の挿入管部１Ｂが、受口管部１Ａに対して管軸芯Ｘ方向（スラスト方向）の下流側に相対移動するおそれがある。その結果、挿入管部１Ｂが受口管部１Ａから離脱して、管継手部１１から漏水するといった不都合が生じる。

そこで、本実施形態では、不平均力Ｆに対抗して既設管１の上流側に付勢する管移動防止装置３を既設管１に接続することとしている。この管移動防止装置３は、既設管１の外表面に固定される円環状の第一部材３Ａと、第一部材３Ａより既設管１の下流側に配置される集合体３Ｂとを備えている。この集合体３Ｂは、第二部材３５と、第一棒状部材３６と、第三部材３７と、第二棒状部材３８と、支持部材３９とを備えている。管移動防止装置３は、遮断弁５を設置する際の掘削領域Ｋを利用して設置され、第一部材３Ａは、遮断弁５の近傍で、且つ他の流体機器や分岐管部などを避けて設置される。本実施形態の第一部材３Ａは、遮断弁５より上流側に位置する既設管１の外表面に固定されているが、遮断弁５より下流側に固定しても良く、任意の箇所に設置することができるものである。

図４に示すように、第一部材３Ａは、管周方向で２分割された一対の分割体で構成されており、各分割体の管周方向両端部には、ボルト３４ａとナット３４ｂなどの締結手段を介して互いに連結するためのフランジ部３３ａが一体形成されている。図５に示すように、このフランジ部３３ａは、第一部材３Ａの管周方向の部位の中で、管軸芯Ｘ方向に最も突出した部位となっている。

図６に示すように、第一部材３Ａの各分割体の内周面には、既設管１の外表面に喰い込み可能な抜止部材３２が管径方向に移動自在に装着される凹部３３ｃが、管周方向の複数箇所に形成されている。この抜止部材３２の内周面には、管軸芯Ｘ方向の両端部に、管周方向に沿って既設管１の外表面に喰い込み可能な突起部３２ｂが一体形成されている。この突起部３２ｂの横断面形状は、先鋭な三角形状に形成されている。この突起部３２ｂが既設管１の外表面に喰い込むことで、既設管１と第一部材３Ａとの管軸芯Ｘ方向への相対移動が阻止される。なお、突起部３２ｂの形状は、例えば、管周方向に沿って三角錐状の突起を複数設けるなど、既設管１の外表面に喰い込み可能なものであれば特に限定されない。

図５に示すように、この凹部３３ｃが形成される抜止部材装着部３３ｂは、第一部材３Ａの管周方向の部位の中で、フランジ部３３ａの次に管軸芯Ｘ方向に突出した部位となっている。また、抜止部材３２を既設管１の外表面に向けて押圧する押圧手段としての押ボルト３１が、抜止部材装着部３３ｂのネジ孔に螺合されている。

図６に示すように、抜止部材３２の外側面３２ａは、既設管１の上流側から下流側に行くほど既設管１に接近する傾斜面を形成している。また、押ボルト３１の先端は、抜止部材３２の外側面３２ａと並行な偏平形状のカム面３１ａを形成している。これによって、既設管１を下流側に移動させる方向の不平均力Ｆが作用した場合、押ボルト３１のカム面３１ａが、既設管１に喰い込んでいる抜止部材３２の外側面３２ａに沿って上流側に摺接し、抜止部材３２を径内方向に押圧する力が働く。その結果、既設管１と第一部材３Ａとの管軸芯Ｘ方向への相対移動を確実に阻止することができる。

図７，図１０に示すように、集合体３Ｂは、第一部材３Ａと当接する状態で設置される円環状の第二部材３５と、第二部材３５の下流側の筒状部３５ｄに一端が接続されるパイプ状の第一棒状部材３６と、第一棒状部材３６の他端に接続され、雌ねじ部３７ａ（ねじ機構の一例）を有する有底筒状の第三部材３７と、一端が雌ねじ部３７ａと螺合する雄ねじ部３８ａを有する第二棒状部材３８と、第二棒状部材３８の他端を支持し、掘削領域Ｋの側壁の土部に対向して配置される円錐台状の支持部材３９とを備えている。図１０に示すように、第一棒状部材３６，第三部材３７，第二棒状部材３８および支持部材３９は、既設管１の横方向に２箇所設けられ、第二部材３５から支持部材３９に行くに連れて、既設管１から径方向に離間している。なお、第一棒状部材３６，第三部材３７，第二棒状部材３８および支持部材３９は２箇所に限定されず、１箇所や３箇所以上設けても良く特に限定されない。また、第三部材３７のねじ機構を雄ねじ部で構成し、第二棒状部材３８に雌ねじ部を形成しても良い。

本実施形態では、掘削領域Ｋの側壁の土部に板部材４１を打設し、板部材４１と支持部材３９との間に、支持部材３９より大きい断面積を有する円盤状の第四部材４０を配置している。これによって、支持部材３９の大きさに関わらず、掘削領域Ｋの土圧が集合体３Ｂに確実に伝達されるので、配置姿勢を安定させることができる。なお、支持部材３９を直接、掘削領域Ｋの土部に当接させて板部材４１や第四部材４０を省略しても良いし、板部材４１および第四部材４０のいずれか一方を省略しても良く、特に限定されない。

図８に示すように、第二部材３５は、管周方向で２分割された一対の分割体で構成されており、各分割体の管周方向両端部には、ボルト３５ａとナット３５ｂなどの締結手段を介して互いに連結するためのフランジ部３５ｃが一体形成されている。また、径方向に互いに対向する一対の筒状部３５ｄが、フランジ部３５ｃから管周方向に９０度の間隔を空けて一体形成されている。この筒状部３５ｄには、第一棒状部材３６が挿入される。図９に示すように、筒状部３５ｄの背面（既設管１の上流側）には、管軸芯Ｘ方向に突出した凹状の当接部３５ｅが一体形成されている。図１１に示すように、この当接部３５ｅは、第二部材３５が既設管１に装着されて所望の軸力Ｆｙが付与されると、第一部材３Ａの側面であるフランジ部３３ａと当接する。なお、第二部材３５の分割数や、筒状部３５ｄの数量、位置はどのようなものでも良く、特に限定されない。また、第二部材３５に上述した抜止部材装着部３３ｂを設け、抜止部材３２を第一部材３Ａとして構成しても良い。この場合、管移動防止装置３は、既設管１の外表面に固定される第一部材３Ａとしての抜止部材３２と、抜止部材３２に当接する状態で設置される円環状の第二部材３５とを備えることとなる。

図１０に示すように、第一棒状部材３６の一端は、第二部材３５の下流側に配置される筒状部３５ｄの底部に当接する状態で挿入されて、筒状部３５ｄと接続される。また、第一棒状部材３６の他端は、第三部材３７の底部３７ｄに当接する状態で挿入されて、第三部材３７に接続される。第一棒状部材３６には中空部３６ａが形成されており、第二棒状部材３８の先端部の収容空間となっている。この第一棒状部材３６は、掘削領域Ｋの大きさに応じた長さを有している。つまり、第一棒状部材３６を交換すれば、少なくとも第三部材３７，第二棒状部材３８および支持部材３９を、掘削領域Ｋの大きさに関わらず共通の部材として再利用することができる。

第三部材３７は、底部３７ｄから外側（既設管１の下流側）に突出する外面多角形状の突部３７ｂと、突部３７ｂと反対側で底部３７ｄに連接する直管部３７ｅとを有している。突部３７ｂの内周面には、上述した雌ねじ部３７ａが形成され、底部３７ｄには雌ねじ部３７ａより大径の孔部３７ｃが形成されている。また、直管部３７ｅは中空部３７ｆを有しており、雌ねじ部３７ａ，孔部３７ｃ，中空部３７ｆが互いに連通している。

第二棒状部材３８は外周面に雄ねじ部３８ａを有しており、一端が第三部材３７の雌ねじ部３７ａに螺合されることで、第二棒状部材３８と第一棒状部材３６および第三部材３７とが、軸芯Ｙに沿う離間方向に相対移動し、図１０から図１１の状態に変位する。つまり、集合体３Ｂの軸長が伸長され、軸力Ｆｙの管軸芯Ｘ方向の分力が、第一部材３Ａを介して既設管１に伝達され、不平均力Ｆに対抗することとなる。その結果、管継手部１１の挿入管部１Ｂが、受口管部１Ａに対して管軸芯Ｘ方向の下流側に相対移動することが防止される。

第二棒状部材３８の他端には、スパナ（不図示）等の操作具で把持する多角形状の把持部３８ｃと、支持部材３９に回転自在に係合するボール部３８ｄとが一体形成されている。把持部３８ｃを把持して回転操作すれば、第二棒状部材３８がボール部３８ｄを介して支持部材３９に支持された状態で回転し、第一棒状部材３６および第三部材３７が軸芯Ｙに沿って既設管１に近接する方向に移動して軸力Ｆｙが増大する。このように、第二棒状部材３８を回転操作するといった簡便な構成によって、不平均力Ｆに応じた所望の軸力Ｆｙに調節することができる。

本実施形態では、第二棒状部材３８の雄ねじ部３８ａに螺合するナット３８ｂを備えている。上述した把持部３８ｃを回転操作することによって軸力Ｆｙを調節する構成に代えて、ナット３８ｂを回転操作することも可能である。つまり、ナット３８ｂを把持部３８ｃに当接させた状態で回転操作すると、第二棒状部材３８が共回りする。この場合、スパナで回転操作した際に多角形状のナット３８ｂが摩耗したとしても、ナット３８ｂのみを交換すれば良いので、第二棒状部材３８の延命化が図られる。なお、把持部３８ｃまたはナット３８ｂを回転操作する構成に代えて、第三部材３７をスパナで把持して回転操作しても良い。この場合でも、第一棒状部材３６および第三部材３７を軸芯Ｙ方向に移動させることができる。

［上水配管系統の固定方法］
続いて、上水配管系統の更新工程において、上述の管移動防止装置３を用いた上水配管系統の固定方法を説明する。

上水配管系統の固定方法は、図１０に示すように、既設管１の内部の通流を維持した状態で、遮断弁５が設置された既設管１に第一部材３Ａおよび第二部材３５を装着する工程と、第一棒状部材３６，第三部材３７，第二棒状部材３８および支持部材３９を、第二部材３５に接続する工程とを備えている。さらに、図１１に示すように、第二棒状部材３８または第三部材３７を回転操作して、第一棒状部材３６および第三部材３７を第二棒状部材３８に対して軸芯Ｙに沿った離間方向に相対移動させる工程を備えている。この固定方法は、以下で説明する上水配管系統の更新工程の実施例で用いられる。

［上水配管系統の更新工程］
上水配管系統の更新工程について、図１２〜図１５を参照しながら説明する。

（１）既設管１の内部の通流を維持した状態で、既設管１における設定工区の始端相当部位に設けられた既設仕切弁２と、引込管４に対する既設管１の接続部位との間を掘削して、既設管の通流を遮断可能な第１遮断弁９Ａを設ける工程

図１２（ア）に示すように、第１既設本管Ｍ１寄りの既設仕切弁２を起点にして所定長さの第１次設定工区Ｄ１を設定する。図１２（イ）に示すように、第１次設定工区Ｄ１において、既設仕切弁２の設置箇所とこれに最も近い需要家Ｃの引込管４に対する接続部位との間に位置する既設管１が露出するように掘削する（点線の掘削領域Ｋ１）。続いて、既設管１に上水の通流を維持した不断流状態で、既設仕切弁２よりも第２既設本管Ｍ２の側に所定の間隔を空けた位置に既設管１の流路を遮断可能な第１遮断弁９Ａを設ける。即ち、地中に埋設された既設管１のうち既設仕切弁２の設置箇所と第１遮断弁９Ａの設置予定箇所との間に存在する部位が掘削される。ここで、既設仕切弁２は既設管１を遮断可能な公知の仕切弁により構成されている。また、第１遮断弁９Ａは、上述した図３に示す遮断弁５により構成されている。

（２）掘削領域Ｋ１を利用して、第１遮断弁９Ａの近傍の既設管１に第一の管移動防止装置３を装着する工程

次いで、図１２（ウ）に示すように、既設管１に第一部材３Ａおよび第二部材３５を装着し、第二部材３５に、第一棒状部材３６，第三部材３７，第二棒状部材３８および支持部材３９を接続する。このとき、図１０に示すように、第三部材３７に第二棒状部材３８および支持部材３９を螺合して組み付けた状態で、第一棒状部材３６を第二部材３５と第三部材３７との間に挿入する。次いで、掘削領域Ｋ１の側壁の土部に板部材４１を挿入し、第四部材４０を介在させた状態で、第三部材３７と第二棒状部材３８とを螺合して支持部材３９を第四部材４０に当接させる。次いで、図１１に示すように、所望の軸力Ｆｙに到達するまで、第二棒状部材３８を回転操作して、第一棒状部材３６および第三部材３７を第二棒状部材３８に対して離間方向に相対移動させる。この管移動防止装置３の設置作業を、既設管１の両側に対して実行する。これによって、既設管１の複数箇所に管継手部１１が存在している場合でも、次の工程で第１遮断弁９Ａが閉弁操作した際に管移動することが防止される。しかも、管移動防止装置３が、既設管１の両側で左右対称に傾斜しているので、既設管１が径方向に軸ブレすることが防止され、上水配管系統の更新作業が円滑なものとなる。

（３）既設仕切弁２と第１遮断弁９Ａとを閉弁して、既設管１における既設仕切弁２と第１遮断弁９Ａとの間の管路を撤去する工程

次いで、図１３（エ）に示すように、既設仕切弁２および第１遮断弁９Ａが閉弁操作された状態（黒塗りで示す、以下同様）で、既設管１を、既設仕切弁２の第２既設本管Ｍ２の側の部位、および、第１遮断弁９Ａの第１既設本管Ｍ１の側の部位で切断し、既設仕切弁２と第１遮断弁９Ａとの間の所定長さの管部を除去する。

（４）引込管４の通流が遮断された状態で、既設仕切弁２と引込管４とをバイパス管７で接続する工程

次いで、図１３（オ）に示すように、既設管１における第１遮断弁９Ａの第１既設本管Ｍ１の側に位置する管端部に、当該管端部を密封状態で閉塞する第１閉塞部材６を設ける。次いで、各需要家Ｃの引込管４に設けられた弁４ａが閉弁操作された状態（当該引込管４の上水の通流が遮断された状態）で、既設管１における既設仕切弁２の第２既設本管Ｍ２の側に位置する管端部と、各需要家Ｃの引込管４とをバイパス管７により接続する。当該バイパス管７は、引込管４のうち弁４ａと需要家Ｃとの間に接続される。これら接続の際には、既設仕切弁２および引込管４の弁４ａが閉塞されているので、各需要家Ｃには、第１既設本管Ｍ１および第２既設本管Ｍ２からの上水の供給が停止（断水）されている。なお、バイパス管７のバルブ８のうち、既設仕切弁２と各需要家Ｃの引込管４との間に位置するバルブ８は開弁操作されており、その他のバルブ８は閉弁操作されている。

（５）既設仕切弁２を開弁した後、既設管１における設定工区の終端相当部位を掘削して、既設管１の通流を遮断可能な第２遮断弁９Ｂを設け、掘削領域Ｋ２を利用して、第２遮断弁９Ｂ近傍の既設管１に第二の管路移動防止装置３を装着する工程

次いで、図１３（カ）に示すように、既設仕切弁２を開弁操作して、各需要家Ｃに第１既設本管Ｍ１からの上水を供給する。そして、第１次設定工区Ｄ１において、第２既設本管Ｍ２の側の工区終端相当部位に位置する既設管１が露出するように掘削（点線の掘削領域Ｋ２）し、既設管１の内部の通流を維持した不断流状態で、既設管１を遮断可能な第２遮断弁９Ｂを設ける。つまり、地中に埋設された既設管１のうち第２遮断弁９Ｂの設置予定箇所を掘削する。次いで、（２）の工程で示した上水配管系統の固定方法により、掘削領域Ｋ２を利用して既設管１に管移動防止装置３を装着する。なお、第２遮断弁９Ｂは、上述した図３に示す遮断弁により構成されている。

（６）第２遮断弁９Ｂを閉弁して、第２遮断弁９Ｂより既設仕切弁２の側の既設管１，第１遮断弁９Ａおよび第一の管移動防止装置３を撤去する工程

次いで、図１４（キ）に示すように、第２遮断弁９Ｂが閉弁操作された状態で、既設管１における第２遮断弁９Ｂの第１既設本管Ｍ１の側の部位を切断するとともに、既設管１における第２遮断弁９Ｂの第１既設本管Ｍ１の側の管端部に、当該管端部を密封状態で閉塞する第２閉塞部材１０を設ける。この第２閉塞部材１０には、既設管１の内部と外部とを連通する通流管１０Ｙが、既設管１の管軸芯Ｘ方向に沿って延出するように設けられ、通流管１０Ｙには流路を開閉自在な開閉バルブ１０ｙが設けられている。

そして、第２閉塞部材１０よりも第１既設本管Ｍ１の側で且つ第１遮断弁９Ａよりも第２既設本管Ｍ２の側の部位を掘削し、第１次設定工区Ｄ１の需要家Ｃの引込管４と既設管１との接続を解除して第２遮断弁９Ｂより既設仕切弁２の側の既設管１，第１遮断弁９Ａおよび第一の管移動防止装置３を撤去する。

（７）バイパス管７と第２遮断弁９Ｂとを接続して、第２遮断弁９Ｂを開弁する工程

次いで、図１４（ク）に示すように、バイパス管７の一部を需要家Ｃの引込管４と既設仕切弁２との間の箇所から分岐させて第２閉塞部材１０に設けられた通流管１０Ｙに接続する。そして、第２遮断弁９Ｂおよび開閉バルブ１０ｙを開弁操作し、且つバイパス管７のバルブ８のうち第２閉塞部材１０の通流管１０Ｙと各需要家Ｃの引込管４との間に位置するバルブ８を開弁操作する。この状態では、第１既設本管Ｍ１からの上水が、既設仕切弁２、バイパス管７および引込管４を介して需要家Ｃに供給され、且つ、第２既設本管Ｍ２からの上水が、第２遮断弁９Ｂ、通流管１０Ｙ、バイパス管７および引込管４を介して需要家Ｃに供給されている。

（８）既設仕切弁２を閉弁して、バイパス管７のうち既設仕切弁２の側の一部を撤去して、既設仕切弁２に新設管Ｎ１を接続する工程

次いで、図１４（ケ）に示すように、既設仕切弁２が閉弁操作され、且つバイパス管７のバルブ８のうち既設仕切弁２と各需要家Ｃの引込管４との間に位置するバルブ８を閉弁操作した状態で、バイパス管７と既設管１における既設仕切弁２の第２既設本管Ｍ２の側に位置する管端部との接続を解除する。このとき、各需要家Ｃに第２既設本管Ｍ２からの上水の供給が継続されている。

次いで、既設管１における既設仕切弁２の第２既設本管Ｍ２の側の管端部に新設管Ｎ１を接続する。そして、弁装置５３を有する流体管ユニットＵ１を、新設管Ｎ１における第２既設本管Ｍ２の側に位置する管端部に接続すると共に、流体管ユニットＵ１の第２既設本管Ｍ２の側に位置する管端部に、当該管端部を閉塞する第３閉塞部材５１を設ける。この第３閉塞部材５１には、新設管Ｎ１と外部とを連通する排水用通流管５１Ｘが延出している。なお、新設管Ｎ１は、複数の管材同士が水密に接続された構成であってもよく、一本の管材で構成されたものであってもよい。

（９）既設仕切弁２を開弁して、新設管Ｎ１を洗浄する工程

次いで、図１５（コ）に示すように、第３閉塞部材５１に設けられた排水用通流管５１Ｘに排水管（不図示）を接続し、排水用通流管５１Ｘに設けられた開閉バルブ５１ｘ、既設仕切弁２および流体管ユニットＵ１の弁装置５３が開弁操作された状態とする。その結果、第１既設本管Ｍ１からの上水を、既設仕切弁２、新設管Ｎ１、流体管ユニットＵ１、第３閉塞部材５１に設けられた排水用通流管５１Ｘおよび排水管を介して外部に通流させ、新設管Ｎ１の流路が洗浄される。

（１０）新設管Ｎ１と引込管４とを接続する工程

次いで、図１５（サ）に示すように、需要家Ｃの引込管４を新設管Ｎ１に接続し、第３閉塞部材５１に設けられた排水用通流管５１Ｘの開閉バルブ５１ｘを閉弁操作した状態で、需要家Ｃの引込管４における上水の通流の遮断を解除（引込管４の弁４ａを開弁操作）する。これによって、第１既設本管Ｍ１からの上水が、既設仕切弁２、新設管Ｎ１および引込管４を介して需要家Ｃに供給される。

（１１）バイパス管７を撤去して、新設管Ｎ１と既設管１との間にスラスト治具Ｓを設置し、掘削部位を埋め戻す工程

次いで、図１５（シ）に示すように、バイパス管７の一部と第２閉塞部材１０の通流管１０Ｙとの接続を解除して、バイパス管７を撤去する。次いで、既設仕切弁２および新設管Ｎ１の所定範囲を埋め戻した後、図１６（ス）に示すように、新設管Ｎ１と既設管１との間にスラスト治具Ｓを設置する。スラスト治具Ｓは、図１７に示すように、第一フレーム部材８１と、ジャッキ等で構成される突張部材８２と、第二フレーム部材８３とを備えている。第一フレーム部材８１は、通流管１０Ｙの干渉を避けるために、互いに所定の間隔を持った複数の支持棒で両端の板部材が連結されている。同様に、第二フレーム部材８３も、排水用通流管５１Ｘの干渉を避けるために、互いに所定の間隔を持った複数の支持棒で新設管Ｎ１の端部と板部材とが連結されている。このスラスト治具Ｓの突張部材８２を伸長することで、既設管１の管軸芯Ｘに沿った所望の軸力を有した状態で新設管Ｎ１と既設管１とが連結される。このとき、通流管１０Ｙと排水用通流管５１Ｘとを接続して、新設管Ｎ１と既設管１とを通流させても良い。次いで、管移動防止装置３を撤去し、掘削された残りの部位を埋め戻して、第１次設定工区Ｄ１における既設管１から新設管Ｎ１への更新を完了する。この（１）〜（１１）の工程までは、所定の作業時間（例えば、１日）で終了するように構成されている。

引き続き、埋め戻した第１次設定工区Ｄ１における流体管ユニットＵ１の埋設箇所を起点にして、当該第１次設定工区Ｄ１よりも第２既設本管Ｍ２の側に所定長さの第２次設定工区Ｄ２を設定する。この第２次設定工区Ｄ２の上水配管系統の更新工程においては、新設管Ｎ１と既設管１とがスラスト治具Ｓで連結されているため、第１遮断弁９Ａを閉弁操作した際に既設管１が管移動することがない。これ以降の上水配管系統の更新工程は、上述した工程と同様の技術思想に基づいて繰り返されるので、詳細な説明は省略する。

これによって、各設定工区の各需要家への流体の供給をできるだけ維持したまま、既設管１の更新作業を効率良く行うことができる。特に、（２）や（５）の工程において、遮断弁９Ａ，９Ｂの閉弁に伴う管移動を防止するために、掘削領域Ｋ１，Ｋ２を利用して管移動防止装置３を速やかに装着することができる。よって、既設管１の更新作業が遅延することがない。しかも、管移動防止装置３を再利用することが可能であるので、材料コストを節約できる。

以下、本発明に係る別実施形態について、上述した実施形態と異なる構成のみ、図１８〜図２０を用いて説明する。なお、図面の理解を容易にするため、同じ部材には同じ名称および符号を用いて説明する。

［別実施形態１］
図１８〜図１９に示すように、別実施形態１の管移動防止装置３は、支持部材３９が掘削領域Ｋの底部に設置され、掘削領域Ｋの両側壁に架設される浮上防止部材４２を備えている。本実施形態における浮上防止部材４２は、ねじ式、油圧式、空気式など各種ジャッキで構成され、第二部材３５の天面に当接して設置される。これによって、集合体３Ｂからの軸力Ｆｙの分力が、管軸芯Ｘと垂直な方向に作用したときに、既設管１が上方に歪曲することが防止される。なお、浮上防止部材４２を第一部材３Ａや既設管１の天面に当接させても良く、既設管１の浮上がりを防止できる場所であれば特に限定されない。この場合、既設管１の横方向に他の埋設管などの支障物がある場合でも、管移動防止装置３を設置できるので効果的である。その他の作用効果は、上述した実施形態における作用効果と同様であるので説明を省略する。

［別実施形態２］
図２０に示すように、別実施形態２の管移動防止装置３は、既設管１の移動状態を計測する管移動計測装置７０をさらに備えている。管移動計測装置７０は、レーザーポインタなどで構成される計測部７１と、掘削領域Ｋの底部などに固定される表示部７２とを備えている。本実施形態における表示部７２は、ボックス状の表示台の表面に表示面を設け、計測部７１としてのレーザーポインタのレーザ光線を表示面に照射して、目視で確認する。このとき、既設管１の移動が確認されれば、管移動防止装置３のねじ機構を操作して軸力Ｆｙを増大させる。このように、リアルタイムで管移動防止装置３の軸力Ｆｙを調整すれば、管継手部１１の両管部１Ａ，１Ｂの離脱を確実に防止することができる。なお、計測部７１や表示部７２の構成は特に限定されず、センサーなどを用いて既設管１の移動距離を自動計測する構成にしても良いし、既設管１や表示部７２に直接マーキングして目印を付け、相対的な変位を確認する構成にしても良い。

［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態における管移動防止装置３の各部材３５〜３９間の接続形態は特に限定されない。例えば、各部材３５〜３９どうしをピンなどの接続部材を用いて接続させても良いし、各部材３５〜３９に突起部や溝部を設けて係合させても良い。
（２）上述した実施形態では、第一部材３Ａの管軸芯Ｘ方向に最も突出したフランジ部３３ａに、第二部材３５の凹状の当接部３５ｅを当接させる構成としたが、両部材３Ａ，３５の当接方法はどのような形態であっても良い。例えば、第一部材３Ａの抜止部材装着部３３ｂに第二部材３０を当接させたり、第一部材３Ａの全周に亘って第二部材３５を当接させたりしても良い。両部材３Ａ，３５の当接面積が大きいほど、管移動防止装置３の既設管１に対する装着姿勢をより一層安定させることができる。
（３）上述した実施例における上水配管系統の更新工程における各工程は、必要に応じて適宜省略することができる。例えば、新設管Ｎ１を洗浄する必要がない場合は、洗浄工程を省略しても良い。
（４）上述した実施形態では、管移動防止装置３を用いる流体配管系統として、上水配管系統を用いて説明したが、各種液体、気体等の流体が通流する流体配管系統としても良い。

本発明は、管継手部の移動を防止する管移動防止装置や、この管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法に利用可能である。

１ 既設管
３ 管移動防止装置
３Ａ 第一部材
５ 遮断弁
９Ａ 第一遮断弁（遮断弁）
９Ｂ 第二遮断弁（遮断弁）
３５ 第二部材
３５ｄ 筒状部
３６ 第一棒状部材
３７ 第三部材
３７ａ 雌ねじ部（ねじ機構）
３８ 第二棒状部材
３９ 支持部材
４２ 浮上防止部材
Ｋ，Ｋ１，Ｋ２ 掘削領域

Claims (4)

1. 通流を遮断可能な遮断弁が設置された既設管の外表面に固定される第一部材と、
   前記第一部材と当接する状態で設置される円環状の第二部材と、
   前記第二部材における前記既設管の下流側の部位に一端が接続される第一棒状部材と、
   前記第一棒状部材の他端に接続され、ねじ機構を有する第三部材と、
   一端が前記ねじ機構と螺合する第二棒状部材と、
   前記第二棒状部材の他端を支持し、掘削領域の土部に対向して配置される支持部材とを備え、
   前記第一部材には、前記既設管の外表面に喰い込み可能な抜止部材が装着された凹部が形成されている管移動防止装置。
2. 前記第一棒状部材、前記第三部材、前記第二棒状部材および前記支持部材が複数設けられ、前記第二部材から前記支持部材にいくに連れて、前記既設管から径方向に離間している請求項１に記載の管移動防止装置。
3. 前記支持部材は、前記掘削領域の底部に設置され、
   前記掘削領域の両側壁に架設される浮上防止部材を備えている請求項１に記載の管移動防止装置。
4. 前記既設管の内部の通流を維持した状態で、前記遮断弁が設置された前記既設管に前記第一部材および前記第二部材を装着する工程と、
   前記第一棒状部材、前記第三部材、前記第二棒状部材および前記支持部材を、前記第二部材に接続する工程と、
   前記第二棒状部材または前記第三部材を回転操作して、前記第一棒状部材および前記第三部材を前記第二棒状部材に対して離間方向に相対移動させる工程と、を備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法。

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