JP6559997B2

JP6559997B2 - パイプルーフ工法

Info

Publication number: JP6559997B2
Application number: JP2015070653A
Authority: JP
Inventors: 範寛大高; 剛男原田
Original assignee: 日鉄建材株式会社
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2016191214A

Description

本発明は、複数の管体を横方向に推進させて埋設するためのパイプルーフ工法に関する。

従来から、挿入する鋼管数を少なくでき、しかも、２本ずつ１度に挿入でき、さらに、外周を乱さないために、人力掘進等で行う場合にも、排土も効率良くできるので工期の短縮が可能となるものとして、特許文献１に開示されたパイプルーフ工法が提案されている。

特許文献１に開示されたパイプルーフ工法は、地山に挿入する鋼管を並列状態で並べるパイプルーフ工法において、前記鋼管は、並列させた２本の鋼管の相互を上床板で間隔を存して一体的に連結した連結鋼管であり、この連結鋼管の前に、並列させた２本の鋼管及び上床板の前方をまとめて囲撓する楕円形のフード刃口を設けて、該フード刃口部分で掘削した土砂は上床板下の空間を搬送することを特徴とする。

特開２００８−０３８５３０号公報

特許文献１に開示されたパイプルーフ工法は、特に、連結鋼管の前方にフード刃口をセットしてから、フード刃口で掘削した土砂をベルトコンベアで排出して、その空隙分に対して連結鋼管を推進ジャッキで推進させるものであり、連結鋼管の推進方向で適宜長を確保するために、溶接又はボルト接合等で連結鋼管を継ぎ足すものとされている。

しかし、特許文献１に開示されたパイプルーフ工法は、連結鋼管の推進方向で適宜長を確保するために、溶接で連結鋼管を継ぎ足すものとすると、鋼管を継ぎ足すための１箇所あたりの溶接作業において、通常、５時間〜６時間以上の作業時間が必要となる。このとき、特許文献１に開示されたパイプルーフ工法は、連結鋼管を継ぎ足すときの溶接作業毎に５時間〜６時間以上、推進ジャッキによる連結鋼管の推進を停止させる必要があり、パイプルーフ工法の工期短縮が困難なものとなるという問題点があった。

また、特許文献１に開示されたパイプルーフ工法は、ボルト接合で連結鋼管を継ぎ足すものとすると、連結鋼管を継ぎ足すときの溶接作業を必要としないため、推進ジャッキによる連結鋼管の推進を停止させる必要がなくなり、パイプルーフ工法の工期短縮を図ることができる。しかし、このとき、特許文献１に開示されたパイプルーフ工法は、ボルトによる機械式継手のため鋼管同士の連結にわずかなクリアランスを必要とするとともに、ボルトが挿通される孔部にボルトを挿通するための隙間を確保することが必要となるため、鋼管同士の連結箇所及びボルト接合箇所で連結鋼管が上載加重により撓み易くなる。そのため、連結鋼管の設置後に連結鋼管の下方を掘削して、連結鋼管に土荷重や地上物の上載荷重が加わると、連結鋼管の変形量が大きくなるという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、パイプルーフ工法の工期短縮を実現するとともに、埋設された管体の変形量の増大を抑制することのできるパイプルーフ工法を提供することにある。

第１発明に係るパイプルーフ工法は、複数の管体を横方向に推進させて埋設するためのパイプルーフ工法であって、推進方向の前方側に埋設される先行管体と、推進方向の後方側に埋設される後行管体とを、仮連結して地中に推進させる仮連結工程と、仮連結された前記先行管体と前記後行管体とを地中に埋設された状態で本連結する本連結工程とを備え、前記仮連結工程では、前記先行管体の一部を地中に推進させた後に、前記先行管体及び前記後行管体の管周方向で、前記先行管体及び前記後行管体の上端及び下端から離間させた位置にのみ、板厚方向に貫通させるピン部材を設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、前記ピン部材で接合して仮連結するとともに、前記本連結工程では、前記先行管体と前記後行管体とを、仮連結したまま地中に推進させた後に、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、溶接で接合して本連結することを特徴とする。

第２発明に係るパイプルーフ工法は、第１発明において、前記仮連結工程では、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、互いに重なり合わせて、板厚方向に貫通させて前記ピン部材を設けることで、仮連結することを特徴とする。

第３発明に係るパイプルーフ工法は、第１発明又は第２発明において、前記仮連結工程では、前記先行管体の後端部に、前記後行管体の前端部を内挿することで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、互いに重なり合わせて、前記後行管体の内側から、板厚方向に貫通させて前記ピン部材を設けることで、仮連結することを特徴とする。

第４発明に係るパイプルーフ工法は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記仮連結工程では、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、互いに重なり合わせて、前記先行管体又は前記後行管体の内側から、前記先行管体又は前記後行管体の内面に沿って当接面を湾曲させたワッシャを挟んで、板厚方向に貫通させて前記ピン部材を設けることで、仮連結することを特徴とする。

第５発明に係るパイプルーフ工法は、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記本連結工程では、前記先行管体の後端部の接合面と、前記後行管体の前端部の接合面とを、前記先行管体又は前記後行管体の内側から、完全溶込み溶接で接合して本連結することを特徴とする。

第１発明〜第６発明によれば、先行管体と後行管体とを、仮連結したまま地中に推進させた後に、仮連結した連結管体に隣接させた箇所で掘削機による掘削を開始してから、地中に埋設した状態で仮連結した連結管体が本連結されるため、仮連結した連結管体に隣接させた箇所での掘削作業と並行させて、先行管体と後行管体とを仮連結した箇所での溶接作業を実施することができ、先行管体及び後行管体の推進作業を、溶接作業のために中断させないものとして、パイプルーフ工法の工期を著しく短縮させることが可能となる。

第１発明〜第６発明によれば、先行管体と後行管体とを、ピン部材で接合して仮連結するものとしても、推進段階においては、推進方向の引張力又は圧縮力に十分に抵抗することができるものとなり、また、推進完了後に、先行管体と後行管体とを溶接で接合して本連結して埋設完了とすることで、曲げ力に十分に抵抗することができるものとなり、先行管体と後行管体とを本連結した箇所での撓みによる高さ方向の変形量が、管体自体の変形量と同等のものとなるため、上方の地中埋設物への影響をほとんど与えることなく、また、地盤面の道路が陥没等することを防止することが可能となる。

特に、第３発明によれば、先行管体の後端部に設けられた雌継手に、後行管体の前端部に設けられた雄継手が内挿されるため、先行管体の後端部に後行管体の前端部を接合する前の段階で、先行管体の後端部に土砂が落下したとしても、雌継手の外側に砂粒等が落下するのみで、雌側突出部と雄側突出部との間に砂粒等が入り込むことを防止することができるため、雌継手と雄継手との接合作業を円滑に実施することが可能となる。

特に、第４発明によれば、先行管体又は後行管体の内面とワッシャの当接面とが面接触するとともに、ピン部材の拡径部とワッシャの係止面とが面接触するものとなり、先行管体又は後行管体の内側からピン部材が設けられるものの、引張力又は圧縮力が作用する推進方向で、ピン部材の推進方向のガタツキを防止して、ピン部材での仮連結の安定性を向上させることが可能となる。

特に、第５発明によれば、先行管体及び後行管体の管周方向で、先行管体及び後行管体の上端及び下端から離間させた位置にピン部材を設けることで、雌側挿通孔及び雄側挿通孔による断面欠損が生じるものの、曲げ力による引張応力及び圧縮応力が、高さ方向の上端及び下端に集中するため、引張応力及び圧縮応力が集中する箇所に断面欠損が生じないものとなり、先行管体及び後行管体の変形量の増大を抑制することが可能となる。

本発明を適用したパイプルーフ工法が用いられる横坑を示す斜視図である。本発明を適用したパイプルーフ工法が用いられる横坑を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法が用いられる横坑を示す正面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で用いられる管体連結構造を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で用いられる管体連結構造を示す正面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で用いられる管体連結構造を示す拡大側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で用いられる管体連結構造を示す拡大正面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で立坑に設置された推進機及び掘削機を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で地中から露出させた第１管体の後端部を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法の仮連結工程で先行管体の後端部に内挿される後行管体の前端部を示す拡大側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法の仮連結工程でピン部材により接合されて仮連結の途中である先行管体の後端部及び後行管体の前端部を示す拡大側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で地中に推進させる第１管体及び第２管体を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で地中から露出させた第２管体の後端部を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で地中に埋設された第１管体、第２管体及び第３管体を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で仮連結した連結管体に隣接させた箇所に移動させた推進機及び掘削機を示す正面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法で仮連結した連結管体の内部に入って溶接作業を開始する作業員を示す側面図である。本発明を適用したパイプルーフ工法の本連結工程で完全溶込み溶接により接合されて本連結された先行管体の後端部及び後行管体の前端部を示す拡大側面図である。（ａ）は、本発明を適用したパイプルーフ工法の仮連結工程で作用する土圧を示す正面図であり、（ｂ）は、本連結工程で作用する土圧を示す正面図である。（ａ）は、本発明を適用したパイプルーフ工法の仮連結工程で作用する引張力又は圧縮力を示す側面図であり、（ｂ）は、本連結工程の後、連結管体の下方の土の掘削をした際に作用する曲げ力を示す側面図である。

以下、本発明を適用したパイプルーフ工法を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１に示すように、トンネル等の横坑８を構築するために用いられる。本発明を適用したパイプルーフ工法は、複数の鋼管等の管体７を、横方向となる推進方向Ｘに推進させて、地中８０に埋設するために用いられる。

横坑８は、複数の管体７が地中８０に埋設されて、複数の管体７を土留めとして地盤の崩落を防止しながら、複数の管体７より高さ方向Ｙの下方で地中８０を掘削することで、横坑８の出入口となる開口部８ａが形成されて、地中８０に構築されるものとなる。

横坑８は、例えば、複数の管体７より高さ方向Ｙの上方で、複数の管体７に近接させて地中８０の浅層に水道管８１等が埋設されるとともに、地中８０の浅層に埋設された水道管８１等の上方で、水道管８１等に近接させて地盤面に道路８２等が敷設される。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図２に示すように、横坑８が構築される延長方向を横方向として、複数の管体７を順次側方から横方向に推進させて地中８０に埋設する。本発明を適用したパイプルーフ工法は、各々の管体７を推進させる方向が推進方向Ｘとなり、複数の管体７を推進方向Ｘで互いに連結させた連結管体７０が、地中８０に埋設されるものとなる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図３に示すように、横坑８に形成予定の開口部８ａの上方に、横坑８の開口部８ａに沿って、複数の連結管体７０を幅方向Ｚに並べて地中８０に埋設する。本発明を適用したパイプルーフ工法は、複数の連結管体７０をジャンクション７５で互いに連結させることで、複数の連結管体７０が幅方向Ｚに隣接させて設けられる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、横坑８の開口部８ａが略矩形状に形成される場合に、複数の連結管体７０が幅方向Ｚで略一直線状に並べられる。本発明を適用したパイプルーフ工法は、これに限らず、横坑８の開口部８ａが略半円形状等に形成される場合に、複数の連結管体７０が幅方向Ｚで略アーチ状に並べられてもよい。

本発明を適用したパイプルーフ工法で用いられる管体連結構造１は、図４に示すように、複数の鋼管等の管体７を横方向に推進させて埋設するためのものであり、推進方向Ｘの前方側に埋設される先行管体２と、先行管体２に連結されて推進方向Ｘの後方側に埋設される後行管体３とを備える。

先行管体２は、例えば、断面略円形状に形成されて、内径を８００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度、推進方向Ｘの延長を３ｍ〜６ｍ程度、板厚を８ｍｍ〜２０ｍｍ程度とした鋼管が用いられる。先行管体２は、推進方向Ｘの後端部２ａに、断面略円形状に形成された鋼製等の雌継手４が設けられる。

後行管体３は、例えば、断面略円形状に形成されて、内径を８００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度、推進方向Ｘの延長を３ｍ〜６ｍ程度、板厚を８ｍｍ〜２０ｍｍ程度とした鋼管が用いられる。後行管体３は、推進方向Ｘの前端部３ａに、断面略円形状に形成された鋼製等の雄継手５が設けられる。

先行管体２及び後行管体３は、先行管体２の後端部２ａの雌継手４と、後行管体３の前端部３ａの雄継手５とを接合させることで、推進方向Ｘで互いに連結される。先行管体２及び後行管体３は、これに限らず、先行管体２の後端部２ａに、雄継手５が設けられるとともに、後行管体３の前端部３ａに、雌継手４が設けられて、推進方向Ｘで互いに連結されてもよい。

雌継手４及び雄継手５は、雄継手５の外径を雌継手４の内径より小さくすることで、雄継手５が雌継手４に内挿される。雌継手４及び雄継手５は、雌継手４を板厚方向に貫通させて形成された雌側挿通孔４０と、雄継手５を板厚方向に貫通させて形成された雄側挿通孔５０とが、雌継手４に雄継手５を内挿させたときに、互いに略同一の位置に重なって配置される。

雌継手４及び雄継手５は、雌継手４に雄継手５を内挿することで、先行管体２の後端部２ａに、後行管体３の前端部３ａが内挿されるものとなる。雌継手４及び雄継手５は、先行管体２の後端部２ａに、後行管体３の前端部３ａが内挿されることで、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、板厚方向で互いに重なり合わせるものとなる。

雌継手４及び雄継手５は、先行管体２の後端部２ａに、後行管体３の前端部３ａを内挿することで、雌側挿通孔４０と雄側挿通孔５０とが互いに略同一の位置に配置されて、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０にピン部材６が挿通される。雌継手４及び雄継手５は、略円柱形状等に形成されたピン部材６が、雌側挿通孔４０と雄側挿通孔５０とに連続させて挿通される。

ピン部材６は、図５に示すように、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、互いに重なり合わせて、板厚方向に貫通させて設けられる。ピン部材６は、例えば、先行管体２及び後行管体３の管周方向Ｗで、１２箇所程度に分散させて設けられる。

ピン部材６は、先行管体２及び後行管体３の管周方向Ｗで、特に、先行管体２及び後行管体３の高さ方向Ｙの中立軸Ｃに寄せて配置されることで、先行管体２及び後行管体３の上端Ｙ１及び下端Ｙ２から、高さ方向Ｙに離間させて中立軸Ｃに寄せた位置に設けられる。

雌継手４は、図６に示すように、先行管体２の管内部に向けて内側Ａに突出した雌側取付部４１と、推進方向Ｘの後方側に向けて突出した雌側突出部４２とを有する。雌継手４は、雌側取付部４１が先行管体２の後端部２ａに溶接等で接合されることで、先行管体２の後端部２ａに設けられるものとなる。

雌継手４は、雌側取付部４１から連続して雌側突出部４２が設けられるとともに、板厚方向に貫通する雌側挿通孔４０が雌側突出部４２に形成される。雌継手４は、先行管体２の後端部２ａの接合面２０として、板厚方向に傾斜した雌側開先面４ａが、雌側取付部４１の推進方向Ｘの後方側に形成される。

雌継手４は、雌側突出部４２の推進方向Ｘの後方側に、板厚方向に傾斜した面取り４２ａが形成される。雌継手４は、雌側突出部４２の外側Ｂに、ピン部材６を固定するための係止部材６０が取り付けられる。雌継手４は、雌側突出部４２の外側Ｂから、係止部材６０が部分的に埋め込まれて、雌側突出部４２に係止部材６０が溶接等で接合される。

係止部材６０は、例えば、略円形状等に形成されるものであり、ネジ切りされた螺合孔６０ａが、略中央に貫通させて形成される。係止部材６０は、雌側突出部４２と係止部材６０とが溶接等で接合されることで、係止部材６０の外周を取り囲んで溶接金属Ｋが設けられて、雌側突出部４２と係止部材６０の外周との隙間からの浸水が、溶接金属Ｋで遮断される。

雄継手５は、後行管体３の管内部に向けて内側Ａに突出した雄側取付部５１と、推進方向Ｘの前方側に向けて突出した雄側突出部５２とを有する。雄継手５は、雄側突出部５２の外径を雌側突出部４２の内径より小さくして形成されて、雄側取付部５１が後行管体３の前端部３ａに溶接等で接合されることで、後行管体３の前端部３ａに設けられるものとなる。

雄継手５は、雄側取付部５１から連続して雄側突出部５２が設けられるとともに、板厚方向に貫通する雄側挿通孔５０が雄側突出部５２に形成される。雄継手５は、後行管体３の前端部３ａの接合面３０として、板厚方向に傾斜した雄側開先面５ａが、雄側突出部５２の推進方向Ｘの前方側に形成される。

ピン部材６は、図７に示すように、先行管体２と後行管体３とを仮連結させるときに、先行管体２又は後行管体３の内側Ａから、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０に挿通される。ピン部材６は、これに限らず、雄側突出部５２の内側Ａに係止部材６０を取り付けて、先行管体２又は後行管体３の外側Ｂから、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０に挿通されてもよい。

ピン部材６は、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０に挿通される軸芯部６ａと、雄側突出部５２に係止される拡径部６ｂとを有する。ピン部材６は、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０より小さい外径で軸芯部６ａが形成されるとともに、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０より大きい外径で拡径部６ｂが形成される。

ピン部材６は、ネジ切りさせることなく貫通させた貫通孔６ｃが略中央に形成される。ピン部材６は、ボルト等の締結部材６１が貫通孔６ｃに挿通されて、係止部材６０の螺合孔６０ａに締結部材６１の先端が螺合されることで、雌側挿通孔４０と雄側挿通孔５０とに連続させて挿通された軸芯部６ａが、係止部材６０と拡径部６ｂとに挟み込まれて固定される。

ピン部材６は、先行管体２又は後行管体３の内側Ａで、略矩形状等のワッシャ６２を拡径部６ｂで挟んで設けられる。ワッシャ６２は、ピン部材６の軸芯部６ａを挿通するための挿通孔が形成されて、後行管体３の雄継手５の内面に当接される当接面６２ａと、ピン部材６の拡径部６ｂが係止される係止面６２ｂとを有する。

ワッシャ６２は、後行管体３の雄継手５の内面に沿って、後行管体３の内面と略同一の曲率で、後行管体３の内面と面接触するものとなるように、当接面６２ａが湾曲させて形成される。ワッシャ６２は、ピン部材６の拡径部６ｂと面接触するものとなるように、係止面６２ｂが略平坦状に形成される。

なお、先行管体２の後端部２ａに後行管体３の前端部３ａが内挿されるときには、後行管体３の内側Ａから、後行管体３の内面に沿って当接面６２ａを湾曲させたワッシャ６２が、ピン部材６で挟まれるが、後行管体３の前端部３ａに先行管体２の後端部２ａが内挿されるときには、先行管体２の内側Ａから、先行管体２の内面に沿って当接面６２ａを湾曲させたワッシャ６２が、ピン部材６で挟まれるものとなる。

管体連結構造１は、図６に示すように、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとが、ピン部材６による接合で仮連結される。管体連結構造１は、先行管体２と後行管体３とを本連結させるときに、先行管体２の後端部２ａの接合面２０と、後行管体３の前端部３ａの接合面３０とが、溶接による接合で本連結される。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図８〜図１７に示すように、推進方向Ｘの前方側に埋設される先行管体２と、推進方向Ｘの後方側に埋設される後行管体３とを、仮連結して地中８０に推進させる仮連結工程と、仮連結された先行管体２と後行管体３とを地中８０に埋設された状態で本連結する本連結工程とを備える。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、先行管体２と後行管体３とを、仮連結して地中８０に推進させた後に、地中８０に埋設された状態で本連結することで、１箇の連結管体７０が地中８０に埋設されるものとなり、仮連結工程と本連結工程とを繰り返して実施することで、複数の連結管体７０が、幅方向Ｚで互いに隣接させて地中８０に埋設されるものとなる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、例えば、第１管体７１、第２管体７２及び第３管体７３を連結して１箇の連結管体７０とするときに、第１管体７１を先行管体２、第２管体７２を後行管体３として連結する箇所と、第２管体７２を先行管体２、第３管体７３を後行管体３として連結する箇所とを備える。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、最初に、図８に示すように、横坑８の入口側と出口側の各々に、立坑８３を形成して、油圧ジャッキ等の推進機８４と、推進方向Ｘの先端に掘削ビット等が設けられた掘削機８５を内装した第１管体７１を、入口側の立坑８３に設置する。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、次に、掘削機８５が内装された第１管体７１を推進機８４に接続して、入口側の立坑８３から、掘削機８５で地中８０を掘削しながら、掘削機８５を横方向に向けて推進機８４で押し込んで、掘削機８５が内装された第１管体７１を推進方向Ｘで所定の距離まで地中８０に推進させる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、次に、図９に示すように、第１管体７１を所定の距離まで推進させた後に、第１管体７１を先行管体２として、例えば、先行管体２の過半以上の延長を地中８０に埋め込んで、先行管体２の後端部２ａを地中８０から露出させる。

仮連結工程では、最初に、先行管体２の過半以上の延長を地中８０に埋め込み、先行管体２の一部を地中８０に推進させた後に、先行管体２の後端部２ａを地中８０から露出させたまま、推進機８４と第１管体７１との接続を解除する。

仮連結工程では、次に、第２管体７２を後行管体３として、推進機８４と第１管体７１との間に第２管体７２を設置して、先行管体２となる第１管体７１の後端部２ａと、後行管体３となる第２管体７２の前端部３ａとを、推進方向Ｘで互いに対向させて配置する。

仮連結工程では、次に、図１０に示すように、先行管体２の後端部２ａに設けられた雌継手４に、後行管体３の前端部３ａに設けられた雄継手５を内挿することで、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、板厚方向で互いに重なり合わせたものとする。

仮連結工程では、最後に、図１１に示すように、ワッシャ６２を挟み込みながら、後行管体３の内側Ａから、板厚方向に貫通させてピン部材６を設けることで、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、ピン部材６で接合して仮連結するものとなる。

このとき、仮連結工程では、雌側突出部４２の面取り４２ａと雄側突出部５２との間にゴム製等のパッキン６３が設けられるため、雌側突出部４２と雄側突出部５２との隙間からの浸水がパッキン６３で遮断される。

また、仮連結工程では、シールテープ等を巻き付けた締結部材６１の先端が係止部材６０の螺合孔６０ａに螺合されるため、係止部材６０の螺合孔６０ａと締結部材６１との隙間からの浸水がシールテープ等で遮断される。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、次に、図１２に示すように、推進機８４と第１管体７１との間に設置された第２管体７２を推進機８４に接続して、第２管体７２を推進機８４で押し込んで、第２管体７２を所定の距離まで地中８０に推進させる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、さらに、図１３に示すように、第２管体７２を先行管体２として、先行管体２の一部を地中８０に推進させた後に、推進機８４と第２管体７２との間に第３管体７３を設置することで、第３管体７３を後行管体３として、図１１に示すように、先行管体２となる第２管体７２の後端部２ａと、後行管体３となる第２管体７２の前端部３ａとを、ピン部材６で接合して仮連結するものとなる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１４に示すように、第１管体７１、第２管体７２及び第３管体７３を仮連結させて地中８０に推進させることで、第１管体７１、第２管体７２及び第３管体７３が、仮連結した１箇の連結管体７０として地中８０に設置される。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、次に、仮連結した連結管体７０の内部から、掘削機８５を引き抜いて、図１５に示すように、推進機８４及び掘削機８５を幅方向Ｚに移動させることで、仮連結した１箇の連結管体７０に幅方向Ｚで隣接させた箇所で、次の連結管体７０を地中８０に設置するために、図８〜図１４に示す工程が繰り返される。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、先行管体２と後行管体３とを、仮連結したまま地中８０に推進させた後に、任意のタイミングで、本連結して地中８０に埋設した状態が完了する。本発明を適用したパイプルーフ工法は、例えば、仮連結した連結管体７０に隣接させた箇所で、掘削機８５による掘削を開始してから、仮連結した連結管体７０を本連結して地中８０に埋設した状態が完了する。

本連結工程では、図１６に示すように、最初に、先行管体２と後行管体３とを、仮連結したまま地中８０に推進させた後に、仮連結した連結管体７０の内部に作業員が入って、第１管体７１と第２管体７２とを仮連結した箇所、及び、第２管体７２と第３管体７３とを仮連結した箇所で、作業員が溶接作業を開始する。

本連結工程では、図１７に示すように、次に、雌継手４の雌側開先面４ａと雄継手５の雄側開先面５ａとを対向させて溶接金属Ｋを設けることで、先行管体２の後端部２ａの接合面２０と、後行管体３の前端部３ａの接合面３０とを、後行管体３の内側Ａから、完全溶込み溶接で接合して本連結する。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、次に、図１に示すように、仮連結工程を経て仮連結されて地中８０に設置された複数の連結管体７０の全てを、本連結工程を経て本連結して地中８０に埋設した状態が完了して、必要に応じて、複数の連結管体７０の内部にコンクリートを充填して硬化させる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、最後に、本連結して地中８０への埋設が完了した複数の連結管体７０で、浅層埋設された水道管８１等、地盤面に敷設された道路８２等、及び、土圧等の上載荷重が負荷されることによる地盤の崩落を防止しながら、複数の連結管体７０より下方に支保工を設置して地中８０を掘削することで、横坑８が構築されるものとなる。

このとき、管体連結構造１は、先行管体２の一部を地中８０に推進させた後に、図９、図１１に示すように、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとが、ピン部材６による接合で仮連結されるとともに、図１６、図１７に示すように、先行管体２と後行管体３とを、仮連結させたまま地中８０に推進させた後に、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとが、溶接による接合で本連結されるものとなる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１８に示すように、先行管体２と後行管体３とを地中８０に推進させる推進段階と、先行管体２と後行管体３とを本連結した後、地中８０を掘削して横坑８を設けた埋設完了後とで、先行管体２及び後行管体３に作用する土圧Ｅの状態が異なるものとなる。

推進段階では、図１８（ａ）に示すように、先行管体２及び後行管体３の周囲に地中８０の土砂が存在することで、先行管体２及び後行管体３に対して、管周方向Ｗで略均等に土圧Ｅが作用するものとなり、先行管体２及び後行管体３に対する高さ方向Ｙの外力が均衡する。

このため、推進段階では、図１９（ａ）に示すように、先行管体２の後端部２ａと後行管体３の前端部３ａとの接合箇所で、主に、推進方向Ｘの引張力Ｔ又は圧縮力Ｐに対する抵抗のみが要求されるため、先行管体２と後行管体３とをピン部材６で接合して仮連結するものとしても、推進方向Ｘの引張力Ｔ又は圧縮力Ｐに十分に抵抗することができる。

これに対して、埋設完了後では、図１８（ｂ）に示すように、地中８０に埋設された先行管体２及び後行管体３の下方が掘削されることで、先行管体２及び後行管体３の下方に土砂が存在しないものとなり、先行管体２及び後行管体３に対して、高さ方向Ｙの上方のみから集中的に土圧Ｅが作用する。

このため、埋設完了後では、図１９（ｂ）に示すように、先行管体２の後端部２ａと後行管体３の前端部３ａとの接合箇所で、主に、高さ方向Ｙの上方から下方に向けて、所定の曲げ力Ｍが作用するものとなるが、先行管体２と後行管体３とが溶接による接合で本連結されることで、高さ方向Ｙの曲げ力Ｍに十分に抵抗することができる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１４に示すように、先行管体２と後行管体３とを、仮連結したまま地中８０に推進させた後に、図１５に示すように、推進機８４及び掘削機８５を幅方向Ｚに移動させて、仮連結した連結管体７０に隣接させた箇所で、掘削機８５による掘削を開始してから、仮連結した連結管体７０が地中８０に埋設された状態で本連結される。

これにより、本発明を適用したパイプルーフ工法は、仮連結した連結管体７０に隣接させた箇所での掘削作業と並行させて、先行管体２と後行管体３とを仮連結した箇所での溶接作業を実施することができるため、先行管体２及び後行管体３の推進作業を、溶接作業のために中断させないものとして、パイプルーフ工法の工期を著しく短縮させることが可能となる。

これに対して、従来のパイプルーフ工法は、先行させて埋め込まれる先行鋼管を所定の距離まで推進させてから、推進ジャッキによる先行鋼管の推進を停止させて、５時間〜６時間以上もの時間をかけて、先行鋼管と後行鋼管とを溶接させる必要があるものとなり、先行鋼管及び後行鋼管の推進作業が、溶接作業毎に５時間〜６時間以上中断されるため、パイプルーフ工法の工期の短縮が困難なものとなる。

また、従来のパイプルーフ工法は、パイプルーフ工法の工期短縮を図るために、先行鋼管と後行鋼管とをボルト接合で連結させるものとすると、ボルトによる機械式継手のため鋼管同士の連結にわずかなクリアランスを必要とするとともに、ボルトが挿通される孔部にボルトを挿通するための隙間を確保することが必要となるため、先行鋼管及び後行鋼管が連結箇所及びボルト接合箇所で上載荷重により撓み易くなる。そのため、連結鋼管の設置後に連結鋼管の下方を掘削して、連結鋼管に土荷重や地上物の上載荷重が加わると管体が撓むものとなり、高さ方向Ｙの上方で水道管８１等の変形量が許容値を超えて水道管８１が破損したり、また、地盤面の道路８２等が陥没する原因となる。

これに対して、本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１９に示すように、先行管体２と後行管体３とを、ピン部材６で接合して仮連結するものとしても、推進段階においては、推進方向Ｘの引張力Ｔ又は圧縮力Ｐに十分に抵抗することができるものとなり、また、埋設完了後においては、先行管体２と後行管体３とを溶接で接合して本連結されているので、高さ方向Ｙの曲げ力Ｍに十分に抵抗することができるものとなる。

これにより、本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１、図１９に示すように、先行管体２と後行管体３とを本連結した箇所での撓みによる高さ方向Ｙの変形量が、管体７自体の変形量と同等のものとなり、高さ方向Ｙの上方で水道管８１等の地中埋設物の変形量の増大を抑制するとともに、地盤面の道路８２等が陥没することを防止することが可能となる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図９、図１０に示すように、先行管体２の後端部２ａに設けられた雌継手４に、後行管体３の前端部３ａに設けられた雄継手５が内挿される。これにより、本発明を適用したパイプルーフ工法は、先行管体２の後端部２ａに後行管体３の前端部３ａを接合する前の段階において、先行管体２の後端部２ａが地中８０から露出した状態で、先行管体２の後端部２ａに土砂が落下したとしても、雌継手４の外側Ｂに砂粒等が落下するのみで、雌側突出部４２と雄側突出部５２との間に砂粒等が入り込むことを防止することができるため、雌継手４と雄継手５との接合作業を円滑に実施することが可能となる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１７に示すように、雌継手４の雌側突出部４２と係止部材６０との隙間からの浸水が溶接金属Ｋで遮断されるとともに、雌継手４の雌側突出部４２と雄継手５の雄側突出部５２との隙間からの浸水がパッキン６３で遮断されて、係止部材６０の螺合孔６０ａと締結部材６１との隙間からの浸水がシールテープ等で遮断されるため、先行管体２又は後行管体３の内部への浸水が遮断されたものとなり、先行管体２又は後行管体３の内側Ａからの本連結工程での溶接作業を、安全、確実に実施することが可能となる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、ピン部材６を固定する係止部材６０が、雌継手４の雌側突出部４２に部分的に埋め込まれる。これにより、本発明を適用したパイプルーフ工法は、雌継手４の雌側突出部４２の外面から、係止部材６０の外側Ｂに向けた突出長をできるだけ小さくして、係止部材６０が外側Ｂに突出することによる水みちの発生が抑制されることで、先行管体２及び後行管体３の上方からの地下水流出に伴った土砂流出を防止して、図１に示すように、地盤面の道路８２の陥没等を防止することが可能となる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図７に示すように、ワッシャ６２を挟んでピン部材６が設けられることで、先行管体２又は後行管体３の内面とワッシャ６２の当接面６２ａとが面接触するとともに、ピン部材６の拡径部６ｂとワッシャ６２の係止面６２ｂとが面接触するものとなる。これにより、本発明を適用したパイプルーフ工法は、先行管体２又は後行管体３の内側Ａからピン部材６が設けられるものの、引張力Ｔ又は圧縮力Ｐが作用する推進方向Ｘで、ワッシャ６２の係止面６２ｂにピン部材６の拡径部６ｂが当接されることで、ピン部材６の推進方向Ｘのガタツキを防止して、ピン部材６での仮連結の安定性を向上させることが可能となる。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、特に、図５に示すように、先行管体２及び後行管体３の管周方向Ｗで、先行管体２及び後行管体３の上端Ｙ１及び下端Ｙ２から離間させた位置にピン部材６を設ける。これにより、本発明を適用したパイプルーフ工法は、図１９に示すように、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０による断面欠損が生じるものの、曲げ力Ｍによる引張応力σｔ及び圧縮応力σｐが、高さ方向Ｙの上端Ｙ１及び下端Ｙ２に集中するため、引張応力σｔ及び圧縮応力σｐが集中する箇所に断面欠損が生じないものとなり、先行管体２及び後行管体３の変形量の増大を抑制することが可能となる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図６に示すように、雌継手４及び雄継手５が、先行管体２の後端部２ａ及び後行管体３の前端部３ａに、別途部材として設けられるものであるが、これに限らず、雌継手４及び雄継手５が設けられることなく、先行管体２の後端部２ａ及び後行管体３の前端部３ａ自体に、雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０が形成されて、当該雌側挿通孔４０及び雄側挿通孔５０にピン部材６が挿通されてもよい。

１：管体連結構造
２：先行管体
２ａ：後端部
２０：接合面
３：後行管体
３ａ：前端部
３０：接合面
４：雌継手
４ａ：雌側開先面
４０：雌側挿通孔
４１：雌側取付部
４２：雌側突出部
４２ａ：面取り
５：雄継手
５ａ：雄側開先面
５０：雄側挿通孔
５１：雄側取付部
５２：雄側突出部
６：ピン部材
６ａ：軸芯部
６ｂ：拡径部
６ｃ：貫通孔
６０：係止部材
６０ａ：螺合孔
６１：締結部材
６２：ワッシャ
６２ａ：当接面
６２ｂ：係止面
６３：パッキン
７：管体
７０：連結管体
７１：第１管体
７２：第２管体
７３：第３管体
７５：ジャンクション
８：横坑
８ａ：開口部
８０：地中
８１：水道管
８２：道路
８３：立坑
８４：推進機
８５：掘削機
Ｗ：管周方向
Ｘ：推進方向
Ｙ：高さ方向
Ｚ：幅方向

Claims

複数の管体を横方向に推進させて埋設するためのパイプルーフ工法であって、
推進方向の前方側に埋設される先行管体と、推進方向の後方側に埋設される後行管体とを、仮連結して地中に推進させる仮連結工程と、仮連結された前記先行管体と前記後行管体とを地中に埋設された状態で本連結する本連結工程とを備え、
前記仮連結工程では、前記先行管体の一部を地中に推進させた後に、前記先行管体及び前記後行管体の管周方向で、前記先行管体及び前記後行管体の上端及び下端から離間させた位置にのみ、板厚方向に貫通させるピン部材を設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、前記ピン部材で接合して仮連結するとともに、
前記本連結工程では、前記先行管体と前記後行管体とを、仮連結したまま地中に推進させた後に、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、溶接で接合して本連結すること
を特徴とするパイプルーフ工法。
前記仮連結工程では、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、互いに重なり合わせて、板厚方向に貫通させて前記ピン部材を設けることで、仮連結すること
を特徴とする請求項１に記載のパイプルーフ工法。
前記仮連結工程では、前記先行管体の後端部に、前記後行管体の前端部を内挿することで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、互いに重なり合わせて、前記後行管体の内側から、板厚方向に貫通させて前記ピン部材を設けることで、仮連結すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のパイプルーフ工法。
前記仮連結工程では、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、互いに重なり合わせて、前記先行管体又は前記後行管体の内側から、前記先行管体又は前記後行管体の内面に沿って当接面を湾曲させたワッシャを挟んで、板厚方向に貫通させて前記ピン部材を設けることで、仮連結すること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のパイプルーフ工法。
前記本連結工程では、前記先行管体の後端部の接合面と、前記後行管体の前端部の接合面とを、前記先行管体又は前記後行管体の内側から、完全溶込み溶接で接合して本連結すること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のパイプルーフ工法。