JP6559998B2 - パイプルーフ工法 - Google Patents

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僅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、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、互いに対向させて、前記先行管体の内面より内側に突出した前方側接合部から、前記後行管体の内面より内側に突出した後方側接合部まで、推進方向に延びる連結部材を架設して設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、前記連結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の接合面と、前記後行管体の前端部の接合面とを、互いに対向させて、前記先行管体の内面より内側に突出して前記先行管体の後端部の接合面から推進方向に離間した前記前方側接合部から、前記後行管体の内面より内側に突出して前記後行管体の前端部の接合面から推進方向に離間した前記後方側接合部まで、前記連結部材を架設して設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、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の接合面と、前記後行管体の前端部の接合面とを、互いに対向させて、前記前方側接合部から、前記後方側接合部まで、略平板状に形成された複数の前記連結部材を架設して設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、複数の前記連結部材で摩擦接合又は支圧接合して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、前記本連結工程では、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、前記先行管体及び前記後行管体の内側から、前記連結部材を取り外しながら溶接で接合することで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、本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、前記先行管体及び前記後行管体の管周方向で、複数の前記連結部材が互いに離間して取り付けられることで形成された間隙から先行させて、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、溶接で接合するとともに、複数の前記連結部材を取り外してから、各々の前記連結部材が取り付けられていた箇所を溶接で接合することで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、本連結することを特徴とする。

第６発明に係るパイプルーフ工法は、第１発明〜第５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、前記先行管体及び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７発明に係るパイプルーフ工法は、第１発明〜第６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に設けられた裏当材に、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の接合面と、後行管体の前端部の接合面とを、互いに対向させることを特徴とする。
第８発明に係るパイプルーフ工法は、第１発明〜第７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の外周を取り囲むように溶接で接合された裏当材に、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の接合面と、後行管体の前端部の接合面とを、互いに対向させて、前記後行管体の前端部の外周を取り囲むように前記裏当材を溶接で接合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、連結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２発明、第３発明によれば、先行管体の後端部の接合面から、推進方向に離間させて前方側接合部が設けられるとともに、後行管体の前端部の接合面から、推進方向に離間させて後方側接合部が設けられるため、前方側接合部と後方側接合部との間に溶接作業のスペースを確保することができるものとなり、確実、迅速に溶接作業を実施することが可能となる。

特に、第２発明、第３発明によれば、先行管体及び後行管体の各々が、推進方向で略ストレート状に形成されて、先行管体及び後行管体の各々の断面形状が、推進方向で変化しないものとなることで、断面形状の変化による応力集中を回避することができるものとなり、先行管体及び後行管体の外力による破損、変形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の裏当材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連結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本連結工程で複数の連結部材を順次取り外しながら溶接される先行管体及び後行管体を示す正面図であり、（ｂ）は、その左側面図である。 （ａ）は、本発明を適用したパイプルーフ工法の本連結工程で複数の連結部材の間隙から先行させて溶接される先行管体及び後行管体を示す正面図であり、（ｂ）は、その連結部材が取り外された状態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で先行管体又は後行管体の内面に取り付けられるとともに前方側接合部又は後方側接合部に取り付けられる連結部材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で前方側接合部から後方側接合部まで連続して架設される略棒状に延びるボルト等の連結部材及び間座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、先行管体２の内面より内側Ａに突出した複数の前方側接合部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、後行管体３の内面より内側Ａに突出した複数の後方側接合部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に設けられた複数の前方側接合部４の各々と、後行管体３の前端部３ａに設けられた複数の後方側接合部５の各々とを、推進方向Ｘに延びる複数の連結部材６の各々で接合させることで、推進方向Ｘで互いに仮連結される。

先行管体２及び後行管体３は、先行管体２の後端部２ａの内径と後行管体３の前端部３ａの内径とを略同一とすることで、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とが、推進方向Ｘで互いに対向して溶接による接合で本連結される。

先行管体２及び後行管体３は、先行管体２の後端部２ａの接合面２０と、後行管体３の前端部３ａの接合面３０とを、推進方向Ｘで互いに対向させたときに、図５に示すように、各々の前方側接合部４と、各々の後方側接合部５とが、先行管体２及び後行管体３の管周方向Ｗで、８箇所程度に略均等に分散して、互いに略同一の位置に配置される。

前方側接合部４は、例えば、略矩形状に形成された鋼材等が用いられる。前方側接合部４は、図６に示すように、推進方向Ｘで所定の延長を有するものであり、先行管体２の後端部２ａの接合面２０から、推進方向Ｘに離間させて設けられる。

前方側接合部４は、高さ方向Ｙの片端面が、先行管体２の内面に溶接等で取り付けられる。前方側接合部４は、板厚方向に貫通する複数のボルト挿通孔４０が、推進方向Ｘに所定の間隔を空けて、例えば、４箇所に形成される。

後方側接合部５は、例えば、略矩形状に形成された鋼材等が用いられる。後方側接合部５は、推進方向Ｘで所定の延長を有するものであり、後行管体３の前端部３ａの接合面３０から、推進方向Ｘに離間させて設けられる。

後方側接合部５は、高さ方向Ｙの片端面が、後行管体３の内面に溶接等で取り付けられる。後方側接合部５は、板厚方向に貫通する複数のボルト挿通孔５０が、推進方向Ｘに所定の間隔を空けて、例えば、４箇所に形成される。

連結部材６は、例えば、略矩形状に形成された鋼材等が用いられるものであり、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の８箇所程度で、前方側接合部４及び後方側接合部５が配置された位置に設けられる。連結部材６は、図６に示すように、前方側接合部４から後方側接合部５まで連続して、推進方向Ｘで所定の延長を有するものとなる。

連結部材６は、板厚方向に貫通する複数のボルト挿通孔６０が、推進方向Ｘに所定の間隔を空けて形成される。連結部材６は、例えば、推進方向Ｘの前方側でボルト挿通孔６０が４箇所に形成されるとともに、推進方向Ｘの後方側でボルト挿通孔６０が４箇所に形成される。

連結部材６は、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、推進方向Ｘで互いに対向して当接させた状態で、前方側接合部４から後方側接合部５まで、略平板状に形成された連結部材６が、推進方向Ｘで連続して架設して設けられる。

連結部材６は、連結部材６のボルト挿通孔６０と、前方側接合部４のボルト挿通孔４０とが、互いに略同一の位置に配置されて、連結部材６のボルト挿通孔６０から、前方側接合部４のボルト挿通孔４０まで、ボルト等の締結部材６１が連続して挿通される。

連結部材６は、連結部材６のボルト挿通孔６０と、後方側接合部５のボルト挿通孔５０とが、互いに略同一の位置に配置されて、連結部材６のボルト挿通孔６０から、後方側接合部５のボルト挿通孔５０まで、ボルト等の締結部材６１が連続して挿通される。

連結部材６は、図７に示すように、略平板状に形成されるものであり、前方側接合部４及び後方側接合部５の管周方向Ｗの両面の各々に、管周方向Ｗの両側から一対の連結部材６の各々が当接される。連結部材６は、これに限らず、前方側接合部４及び後方側接合部５の管周方向Ｗの片面のみに、管周方向Ｗの片側から１箇の連結部材６が当接されてもよい。

連結部材６は、前方側接合部４及び後方側接合部５の片面又は両面が略平坦状に形成されるとともに、一対の連結部材６の各々の片面又は両面が略平坦状に形成されて、前方側接合部４及び後方側接合部５に、連結部材６が当接面６ａで面接触する。連結部材６は、前方側接合部４のボルト挿通孔４０及び後方側接合部５のボルト挿通孔５０と、連結部材６のボルト挿通孔６０とに、締結部材６１を挿通させてナット６２が締結される。

先行管体２及び後行管体３は、前方側接合部４及び後方側接合部５と連結部材６とが当接面６ａで面接触して、また、連結部材６のボルト挿通孔６０に挿通された締結部材６１にナット６２が締結されることで、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、複数の連結部材６で摩擦接合又は支圧接合して仮連結するものとなる。

先行管体２及び後行管体３は、図６に示すように、先行管体２の後端部２ａの外面に沿って、裏当材６３が取り付けられる。裏当材６３は、例えば、板厚を６ｍｍ〜１２ｍｍ程度とする。裏当材６３は、先行管体２の後端部２ａの接合面２０より、推進方向Ｘの後方側に、先端部６３ａが突出して配置されるとともに、推進方向Ｘの前方側に、基端部６３ｂが配置される。

裏当材６３は、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とに跨って、先行管体２の後端部２ａの外面に、裏当材６３の基端部６３ｂが、工場等であらかじめ外側Ｂから溶接等で接合されて、また、後行管体３の前端部３ａの外面に、裏当材６３の先端部６３ａが、施工現場等で外側Ｂから簡易な溶接等で接合される。

先行管体２及び後行管体３は、先行管体２の後端部２ａの外面に沿って、裏当材６３の基端部６３ｂが溶接で接合されるため、先行管体２の後端部２ａの外周を取り囲んで溶接金属Ｋが設けられることで、裏当材６３の基端部６３ｂと先行管体２の後端部２ａの外面との隙間からの浸水が、溶接金属Ｋで遮断される。

先行管体２及び後行管体３は、後行管体３の前端部３ａの外面に沿って、裏当材６３の先端部６３ａが溶接で接合されるため、後行管体３の前端部３ａの外周を取り囲んで溶接金属Ｋが設けられることで、裏当材６３の先端部６３ａと後行管体３の前端部３ａの外面との隙間からの浸水が、溶接金属Ｋで遮断される。

先行管体２及び後行管体３は、必要に応じて、後行管体３の前端部３ａの外面と裏当材６３の内面との間に、パッキン等の止水材が設けられることで、裏当材６３の先端部６３ａと後行管体３の前端部３ａの外面との隙間からの浸水が、パッキン等の止水材で遮断されてもよい。

先行管体２及び後行管体３は、先行管体２の後端部２ａの接合面２０に、先行管体２の内側Ａから板厚方向に傾斜した前方側開先面４ａが形成されて、また、後行管体３の前端部３ａの接合面３０に、後行管体３の内側Ａから板厚方向に傾斜した後方側開先面５ａが形成される。なお、先行管体２及び後行管体３は、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、溶接による接合で本連結できるものであれば、前方側開先面４ａ又は後方側開先面５ａが傾斜させることなく形成されてもよい。

管体連結構造１は、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとが、連結部材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１９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に設けられた裏当材６３に、後行管体３の前端部３ａを内挿することで、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、推進方向Ｘで互いに対向させたものとする。

仮連結工程では、最後に、図１１に示すように、前方側接合部４から後方側接合部５まで、略平板状に形成された連結部材６を、推進方向Ｘで連続して架設して設けることで、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、連結部材６で接合して仮連結する。

このとき、仮連結工程では、複数の前方側接合部４及び後方側接合部５の各々に複数の連結部材６の各々を面接触させるとともに、連結部材６のボルト挿通孔６０に締結部材６１が挿通されて締結されることで、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、複数の連結部材６で摩擦接合又は支圧接合して仮連結するものとなる。

また、仮連結工程では、先行管体２の後端部２ａに設けられた裏当材６３に、後行管体３の前端部３ａを内挿して、後行管体３の前端部３ａの外面に沿って裏当材６３の先端部６３ａを簡易な溶接で接合することで、後行管体３の外周を取り囲んで溶接金属Ｋが設けられる。

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、連結部材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、先行管体２の後端部２ａの前方側開先面４ａと、後行管体３の前端部３ａの後方側開先面５ａとを、推進方向Ｘで互いに対向させて、先行管体２及び後行管体３の内側Ａから、溶接金属Ｋを設けて、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、完全溶込み溶接で接合して本連結する。なお、先行管体２及び後行管体３は、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、溶接による接合で本連結できるものであれば、前方側開先面４ａ又は後方側開先面５ａが傾斜させることなく形成されてもよい。

このとき、本連結工程では、図１８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の内側Ａから、複数の連結部材６を順次取り外しながら、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、完全溶込み溶接で順次接合する。

本連結工程では、これに限らず、図１９（ａ）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、複数の連結部材６が互いに離間して取り付けられることで形成された間隙Ｓ１から先行させて、先行管体２と後行管体３とを溶接で接合してから、複数の連結部材６が取り外されてもよい。

このとき、本連結工程では、複数の連結部材６を取り外してから、図１９（ｂ）に示すように、推進方向Ｘで前方側接合部４と後方側接合部５とが互いに離間して形成された間隙Ｓ２で、各々の連結部材６が取り付けられていた箇所を溶接で接合することで、先行管体２の後端部２ａと、後行管体３の前端部３ａとを、本連結するものとなる。

本連結工程では、複数の連結部材６を順次取り外しながら溶接で接合させる方法と、複数の連結部材６が互いに離間して取り付けられることで形成された間隙Ｓ１から先行させて溶接で接合させる方法とを、適宜に組み合わせて用いてもよく、また、必要に応じて、先行管体２と後行管体３とを溶接で接合した後に、複数の連結部材６が再び取り付けられてもよい。

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、推進方向Ｘに延びる連結部材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。

また、管体連結構造１は、図２０に示すように、前方側接合部４及び後方側接合部５の何れか一方のみが設けられるものとして、前方側接合部４又は後方側接合部５と、略平板状に形成された連結部材６とが、摩擦接合又は支圧接合により仮連結されてもよい。

このとき、本発明を適用したパイプルーフ工法は、連結部材６の前方側及び後方側の何れか一方が、先行管体２又は後行管体３の内面に溶接等で取り付けられるとともに、連結部材６の前方側及び後方側の何れか他方が、前方側接合部４又は後方側接合部５に締結部材６１で取り付けられることで、先行管体２と後行管体３とが仮連結されて、また、先行管体２と後行管体３とを溶接により本連結するときは、連結部材６をガス切断等して溶接作業が実施される。

さらに、管体連結構造１は、図２１に示すように、推進方向Ｘで略棒状に延びるボルト等の連結部材６が、前方側接合部４から後方側接合部５まで、推進方向Ｘで連続して架設させて設けられることで、ボルト等の連結部材６による接合で仮連結されてもよい。

このとき、管体連結構造１は、推進方向Ｘに貫通させて前方側接合部４にボルト挿通孔４０が形成されるとともに、推進方向Ｘに貫通させて後方側接合部５にボルト挿通孔５０が形成される。管体連結構造１は、推進方向Ｘで前方側接合部４と後方側接合部５との間に、推進方向Ｘに延びる略円筒形状の間座６４が設けられる。

管体連結構造１は、ボルト等の連結部材６が間座６４に挿通されて、推進方向Ｘで間座６４の両側端から、連結部材６の両端部６ｂを突出させるものとなる。管体連結構造１は、前方側接合部４のボルト挿通孔４０と、後方側接合部５のボルト挿通孔５０とに、連結部材６の両端部６ｂを挿通させてナット６２が締結される。

このとき、本発明を適用したパイプルーフ工法は、前方側接合部４のボルト挿通孔４０と、後方側接合部５のボルト挿通孔５０とに、連結部材６の両端部６ｂを挿通させて、ナット６２が締結されることで、先行管体２と後行管体３とが仮連結されて、先行管体２と後行管体３とを溶接により本連結するときは、ボルト等の連結部材６及び間座６４を取り外して溶接作業が実施される。

本発明を適用したパイプルーフ工法は、図２２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２２（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２３（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とを連結部材６で摩擦接合又は支圧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２２（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２３（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、図１７に示すように、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２３に示すように、先行管体２と後行管体３とを、連結部材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２３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に設けられた裏当材６３に、後行管体３の前端部３ａ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、裏当材６３の外側Ｂに砂粒等が落下するのみで、後行管体３の前端部３ａと裏当材６３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、先行管体２と後行管体３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１１に示すように、裏当材６３の先端部６３ａと後行管体３の前端部３ａの外面との隙間からの浸水が溶接金属Ｋで遮断されて、裏当材６３の基端部６３ｂと先行管体２の後端部２ａの外面との隙間からの浸水も溶接金属Ｋで遮断される。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及び後行管体３の内部への浸水が溶接金属Ｋで遮断されるものとなり、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、図１１、図１７に示すように、先行管体２の後端部２ａの接合面２０から、推進方向Ｘに離間させて前方側接合部４が設けられるとともに、後行管体３の前端部３ａの接合面３０から、推進方向Ｘに離間させて後方側接合部５が設けられるため、前方側接合部４と後方側接合部５との間に溶接作業のスペースを確保することができるものとなり、確実、迅速に溶接作業を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２３に示すように、先行管体２と後行管体３とを溶接により本連結することで、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、また、先行管体２と後行管体３とを溶接で接合した後に、必要に応じて、複数の連結部材６を再び取り付けることで、先行管体２と後行管体３との接合箇所での接合強度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、先行管体２及び後行管体３の各々が、推進方向Ｘで略ストレート状に形成されて、先行管体２及び後行管体３の各々の断面形状が、推進方向Ｘで変化しないものとなることで、断面形状の変化による応力集中を回避することができるものとなり、先行管体２及び後行管体３の外力による破損、変形等を防止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。

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 ：前方側接合部
４ａ ：前方側開先面
４０ ：ボルト挿通孔
５ ：後方側接合部
５ａ ：後方側開先面
５０ ：ボルト挿通孔
６ ：連結部材
６ａ ：当接面
６ｂ ：両端部
６０ ：ボルト挿通孔
６１ ：締結部材
６２ ：ナット
６３ ：裏当材
６３ａ ：先端部
６３ｂ ：基端部
６４ ：間座
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 (8)

1. 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、互いに対向させて、
   前記先行管体の内面より内側に突出した前方側接合部から、前記後行管体の内面より内側に突出した後方側接合部まで、推進方向に延びる連結部材を架設して設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、前記連結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。
2. 前記仮連結工程では、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、互いに対向させて、前記先行管体の内面より内側に突出して前記先行管体の後端部の接合面から推進方向に離間した前記前方側接合部から、前記後行管体の内面より内側に突出して前記後行管体の前端部の接合面から推進方向に離間した前記後方側接合部まで、前記連結部材を架設して設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、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。
3. 前記仮連結工程では、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、互いに対向させて、前記前方側接合部から、前記後方側接合部まで、略平板状に形成された複数の前記連結部材を架設して設けることで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、複数の前記連結部材で摩擦接合又は支圧接合して仮連結すること
   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。
4. 前記本連結工程では、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、前記先行管体及び前記後行管体の内側から、前記連結部材を取り外しながら溶接で接合することで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、本連結すること
   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。
5. 前記本連結工程では、前記先行管体及び前記後行管体の管周方向で、複数の前記連結部材が互いに離間して取り付けられることで形成された間隙から先行させて、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、溶接で接合するとともに、複数の前記連結部材を取り外してから、各々の前記連結部材が取り付けられていた箇所を溶接で接合することで、前記先行管体の後端部と、前記後行管体の前端部とを、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。
6. 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、前記先行管体及び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１〜５の何れか１項に記載のパイプルーフ工法。
7. 前記仮連結工程では、前記先行管体の後端部に設けられた裏当材に、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の接合面と、後行管体の前端部の接合面とを、互いに対向させること
   を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のパイプルーフ工法。
8. 前記仮連結工程では、
   前記先行管体の後端部の外周を取り囲むように溶接で接合された裏当材に、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の接合面と、後行管体の前端部の接合面とを、互いに対向させて、
   前記後行管体の前端部の外周を取り囲むように前記裏当材を溶接で接合すること
   を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のパイプルーフ工法。

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