JP7248310B2

JP7248310B2 - 管路に破断誘導部を構成する工法

Info

Publication number: JP7248310B2
Application number: JP2020097661A
Authority: JP
Inventors: 和彦眞田; 満良張; 英男藤森
Original assignee: 東亜グラウト工業株式会社
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2023-03-29
Anticipated expiration: 2040-06-04
Also published as: JP2021188471A

Description

本発明は、マンホールに接続された既設の管路に対して破断誘導部を構成するための工法に関するものである。

既設の下水道用の管路では、地盤沈下や地震等の影響を受けて管路に曲がりが生じたり、管路を構成する管に割れや折れなどの破損が生じることがある。下水道用の管路に破損が生じた場合、この破損箇所から地下水が流れ込んで下流側の処理設備に大きな負担を強いることになるだけでなく、地盤の沈下や道路の陥没などを引き起こす虞があるため、速やかに補修する必要がある。特に、地震時に下水道管路が破損した場合、住宅やオフィスの下水そのものが使用不能となるため、速やかに破損個所の調査、補修を行うことが必要となる。しかし、破損個所の調査や時間がかかり、且つ大きな費用が必要となる。

最近では、新設管路の場合、予め管口部に可とう継手を設けることが行われている。また、既設管路の場合、該管路を構成する管の所定箇所の内周面に溝からなる誘導目地を形成し、この誘導目地に人為的に破損の起点を誘導し、地震動を吸収させて管路を守る耐震策が実施されている。

誘導目地を起点として管路が破損した場合、この破損箇所から地下水が管路内に浸入することを阻止する必要がある。このため、誘導目地に対向させて弾性スリーブを配置すると共に該弾性スリーブを高い強度を有する金属スリーブによって管路の内周面に圧接させることで、地下水の誘導目地からの浸入を阻止し得るように構成している（例えば特許文献１参照）。

そして、管路を構成する管に形成された誘導目地、誘導目地に充填されたシール材、誘導目地に対向して配置された弾性スリーブと金属スリーブなどによって、管路の破断の起点となる破断誘導部が構成されている。

特開２０１９－０９４９５９号公報

マンホールに接続された既設の管路に破断誘導部を構成する場合、管の内周面に新たに誘導目地となる溝を形成し、この溝の内周面側に弾性スリーブ及び金属スリーブを配置しての拡径大などを含む一連の作業を行うことが必要となる。

特に、敷設後長期間を経た既設の管路では、外部から作用する力によって管路を構成する管が変形していることがある。このような管路では、管の内周面に溝を形成したとしても、周方向の溝の深さが均一にならず、確実に誘導目地としての機能を発揮することが困難になる虞が生じる。

また、敷設方向の内径が変動しているような管路では、金属スリーブを配置すべき部位の周長が異なってしまい、金属スリーブの拡径に伴う管の内周面に対する弾性スリーブの圧接状態が不均一になる虞が生じる。

このため、破断誘導部を構成するための一連の作業を合理的に行うことができる工法の開発が要求されているのが実情である。

本発明の目的は、マンホールに接続された既設の管路に対して破断誘導部を構成するための合理的な工法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る代表的な管路に破断誘導部を構成する工法は、マンホールに接続された管路に於ける予め設定された位置に破断誘導部を構成するための工法であって、管路に於ける予め設定された位置に切削具を配置し、該切削具によって管路の内周面を切削しつつ、該切削具を管路の内周面に沿って且つ全周にわたって移動させることで、該内周面に溝を形成する溝形成工程と、前記内周面に形成された溝の深さを測定する測定具を昇降させる昇降部材と、前記測定具と前記昇降部材を管路の内周面に沿って移動させる回転部材と、を有する溝深さ測定装置を前記管路の内周面に形成された溝と対応する位置に配置し、前記昇降部材によって前記測定具を溝に進入させて深さを測定し、その後、前記昇降部材によって該測定具を前記溝から離脱させると共に前記回転部材によって該測定具を前記溝に沿って移動させつつ複数の位置で該溝の深さを測定する溝深さ測定工程と、前記深さが測定された溝に対向させて、弾性スリーブ、及び該弾性スリーブの内径側に幅方向の両端に傾斜部が形成された金属板を巻き付けて長さ方向の両端部を重ね合わせると共に該重ね合わせ部に於ける周方向の一方側の端部で且つ幅方向の両端に形成された傾斜部に夫々楔を仮止めした金属スリーブを配置し、該金属スリーブの内側から半径方向に複数の位置で略同時に力を加えて周方向の一方の端部に仮止めした夫々の楔に他方の端部に形成された傾斜部を係合させる一次拡径工程と、一次拡径が終了した前記金属スリーブの周方向の一方の端部で且つ幅方向の両端に形成された傾斜部に仮止めされた夫々の楔を該傾斜部に沿って互いに接近する方向に移動させることで該金属スリーブを二次拡径して前記弾性スリーブを管路の内周面に圧接させる二次拡径工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明に係る管路に破断誘導部を構成する工法では、マンホールに接続された既設の管路に於ける予め設定された位置に、破断誘導部を構成するための一連の作業を合理的に進めることができる。

即ち、溝形成工程では、管路に予め設定された位置に切削具を配置し、この切削具によって管路の内周面を全周にわたって溝を形成することができる。そして、溝深さ測定工程では、溝の深さを測定する測定具を溝に挿入して溝の実際の深さを測定することで、形成された溝が破断の起点となる誘導目地として充分な深さであることを確認することができる。

一次拡径工程では、シール材が充填された溝に対向させて弾性スリーブと金属スリーブを配置し、金属スリーブの内側から一次拡径することができる。その後、二次拡径工程で再度金属スリーブの内側から二次拡径することで、拡径した金属スリーブによって弾性スリーブを管路の内周面に圧接させることができる。

既設の管路とマンホールと破断誘導部との関係を説明する図である。破断誘導部を構成する工程を説明する図である。破断誘導部の構成を説明する図である。径を測定する装置の構成を説明する図である。押込み棒の構成を説明する図である。台車の構成と、この台車に取り付けた溝形成装置の構成を説明する図である。台車に取り付けた溝深さ測定装置の構成を説明する図である。台車に取り付けたシール材充填装置の構成を説明する図である。初期状態にある金属スリーブの構造を説明する図である。一次拡径装置の構成を説明する図である。一次拡径を終了した金属スリーブを説明する図である。台車に取り付けた二次拡径装置の構成を説明する側面図である。台車に取り付けた二次拡径装置の構成を説明する平面図である。二次拡径を終了した金属スリーブを説明する図である。

本発明に係る管路に破断誘導部を構成する工法は、マンホールに接続された既設の管路の予め設定された位置に破断誘導部を構成する工法である。特に、管路を構成する管に変形が生じているような場合であっても、例えば地震時のように過大な力が作用したときには確実に破断の起点となることが可能で、且つ破断したときでも地下水の浸入を防ぐことが可能な破断誘導部を構成するための工法である。

管路に於ける破断誘導部の構成位置は特に限定するものではない。しかし、管路がマンホールに接続された既設の管路であることから、マンホールに接続した管路の管口から近いことが好ましい。即ち、管路の内周面に溝を形成したり、該溝に対向させて弾性スリーブや金属スリーブを配置する作業を、管口から近い位置で行うことが可能となり好ましい。そして、管口に近い位置で管路を破断させることで、該管路とマンホールを分断することが可能となる。このため、互いを拘束することなく両者が個々に動くことが可能となる。

以下、本実施例に係るマンホールに接続された既設の管路に破断誘導部を構成する工法について説明する、図１は、マンホールＣに接続された既設の管路を構成する管Ｂ（以下管路又は管路を構成する管を代表して「管Ｂ」という）に構成された破断誘導部Ａの構成を説明する図である。

前述したように、管Ｂに対して破断誘導部Ａを構成する位置は、特に限定するものではないが、管Ｂが既に敷設されていることから、該管ＢがマンホールＣに接続された管口Ｄの近くであることが好ましい。破断誘導部ＡをマンホールＣの管口Ｄの近傍に構成することによって、破断誘導部Ａを構成する際の作業や、破断した管Ｂを補修する際の作業を容易に行うことが可能となる。また、管Ｂの破断位置を管理することが可能となり、例えば地震時に過大な力が作用したとき、破談誘導部Ａを起点として管Ｂが破断することで、管ＢとマンホールＣを分断することが可能となる。

特に、管Ｂが推進工法によって敷設された場合、推進装置を設置すると共に推進作業を実施するための立坑が構築される。この立坑の平面寸法はマンホールＣの外径よりも大きいのが一般的であり、立坑を利用してマンホールＣを設置すると共に該マンホールＣに管Ｂを接続した後、外周に構成された空間を接続された管Ｂと共にコンクリートＥによって埋めることが行われる。

このような管路Ｂでは、破断誘導部ＡはコンクリートＥの部分を回避した位置に構成することとなり、破断誘導部Ａを構成する作業を菅口から行うことができない場合がある。このため、本実施例では各工程を実施する際に利用する装置を後述するように菅口Ｄから操作し得るように構成している。

破断誘導部ＡはマンホールＣに接続された流入側の管Ｂ及び流出側の管Ｂの両方に構成されるものであるが、以下便宜的に一方の管Ｂに構成された破断誘導部Ａについて説明する。

破断誘導部Ａは、管Ｂの内周面の全周にわたって形成された溝１と、溝１に充填されたシール材２と、溝１に対向して配置された弾性スリーブ３と、弾性スリーブ３の内面側に配置されて該弾性スリーブ３を管Ｂの内周面に圧接させる金属スリーブ５とを有して構成されている。

溝１は、例えば地震時に管Ｂに対して過大な力が作用したとき、該管Ｂの破断の起点となるものである。この溝１の幅寸法は特に限定するものではないが、確実に破断の起点となることが可能な深さを有することが必要である。このような深さは、管Ｂに埋設されている鉄筋を確実に切断し得る寸法であることが必要であり、管Ｂの口径に対応させて適宜設定される。

マンホールＣに接続された管Ｂでは、使用期間の長期化に伴って変形することがある。管Ｂの変形に伴って敷設方向の径に変化が生じて周長も変化しているような場合、金属スリーブ５を拡径させても弾性スリーブ３を充分に管Ｂに圧接させることが困難になることがある。このため、長期間使用した管Ｂでは、該管Ｂの敷設方向の径を測定し、測定した径に対応させた周長を有する金属スリーブ５を製作して適用することが好ましい。

尚、使用期間が短く管径に変化のないような管Ｂ、或いは予め管径が判明しているような管Ｂでは、径を測定する必要のないこともある。

径測定工程では、図２（ａ）に示すように、溝１を形成するために予め設定された位置１ａを中心とし、該位置１ａを含み敷設方向の上下流側に少なくとも２箇所の位置１ｂ、１ｃを設定し、位置１ａ～１ｃに於ける管Ｂの径を測定する。位置１ｂと位置１ｃの間隔は、弾性スリーブ３、金属スリーブ５の長さ（管Ｂの敷設方向の長さ）と略等しいか或いは僅かに短い寸法を有している。

位置１ａ～１ｃに於いて、夫々周方向に角度を変えて複数の位置で径１ａｄ～１ｃｄを測定することで、各位置１ａ～１ｃに於ける周方向の径の変動を知ることが可能である。そして、位置１ａに於ける大径寸法と小径寸法とから、溝１を形成する際の必要な切削深さを設定することが可能である。

また、位置１ｂ、１ｃに於ける平均径を計算して位置１ｂ、１ｃに於ける周長を計算し、計算された周長に基づいて金属スリーブ５の長さ方向の両端部の寸法を設定することが可能である。このように管Ｂの径に基づいて金属スリーブ５を製作することで、後述する工程で金属スリーブ５を二次拡径したとき、弾性スリーブ３を確実に管Ｂに圧接させることが可能となる。

管Ｂの径を測定する作業は、作業員が直接管Ｂの内部に入って行うことが可能である。しかし、管Ｂが小径であり、人が入ることを許されないような場合には、管口Ｄから測定装置を挿入して測定することになる。このように使用される測定装置としては特に限定するものではないが、図４に示すような測定装置１０を利用することが好ましい。

図４に示す測定装置１０は、周囲に図示しない全方向に回転可能なローラを複数配置したフレーム１１を有している。フレーム１１の一方側の端部に管Ｂの軸心と略一致した軸心を中心として回転可能に構成した支持フレーム１２が片持梁状に配置されており、所定位置に径測定部材１３が配置されている。

支持フレーム１２は弓形又はＵ字型に形成されており、該弓形の一方側の端部がフレーム１１に回動可能に支持されている。また、他方側の自由端には管Ｂの内周面や測定装置１０の全体を監視するカメラを収容したケース１４（以下単に「カメラ１４」という）が配置されている。従って、フレーム１１の姿勢の如何に関わらず、支持フレーム１２は常に鉛直方向の姿勢をとることとなり、カメラ１４の映像は上下方向が鉛直方向と一致している。

径測定部材１３は、フレーム１１に取り付けたシリンダー１３ａと、このシリンダー１３ａの作動に伴って伸縮する一対の接触子１３ｂと、一対の接触子１３ｂの間隔を表示するスケール１３ｃを有している。そして、スケール１３ｃをフレーム１１に設けたカメラ１５によって監視することで、径を測定し得るように構成されている。

特に、フレーム１１の支持フレーム１２を取り付けた端部とは反対の端部には、図５に示す押込み棒１７を取り付けるための連結部材１６が突起状に形成されている。この連結部材１６は押込み棒１７が差し込まれて連結し得るように構成されており、所定位置に押込み棒１７と結合し且つ離脱することが可能な、例えばプランジャーのような結合部材１６ａが配置されている。

押込み棒１７は、単位長さを有する複数の棒状体１７ａを長手方向に接続した本体部と、この本体部の一端にＴ字状に取り付けられたハンドル１７ｂを有して構成されている。押込み棒１７の本体部を構成する夫々の棒状体１７ａの所定位置には、穴１７ｃが形成されており、この穴１７ｃをフレーム１１の連結部材１６に結合させることで、一体化をはかるように構成されている。また、棒状体１７ａの側面には押込み長さの目安となる目盛１７ｄが形成されており、この目盛１７ｄによって管Ｂに於ける押込み長さを知ることが可能である。

そして、押込み棒１７によって、測定装置１０を管Ｂ内に設定された位置１ａ～１ｃの何れかに押し込み、その位置でシリンダー１３ａを作動させて一対の接触子１３ｂを管Ｂの内周面に接触させてスケール１３ｃを読み込むことで径を測定することが可能である。その後、押込み棒１７によって測定装置Ｇを周方向に所定角度回動させて、この回動位置での径を測定することが可能である。

各位置毎に上記操作を繰り返すことで、予め設定された位置１ａ～１ｃの径を測定することが可能である。そして、測定した位置１ａに於ける管Ｂの径によって、該位置位置１ａに形成する溝１の深さを設定して次工程を進行する際の参考とすることが可能である。また、位置１ｂ、１ｃに於ける管Ｂの径によって、これらの位置１ｂ、１ｃに対応させた金属スリーブ５の長さ方向の両端部分の幅寸法、などを設定することが可能である。

前述の径測定工程で管Ｂの予め設定された位置１ａ～１ｃに於ける径を測定した後、図２（ｂ）に示すように、位置１ａに溝１を形成する溝形成工程に進む。前述したように、溝１の幅寸法は限定するものではないが、管Ｂのコンクリート層及び鉄筋を切断するのに必要な強度を有することは必要である。

管Ｂに溝１を形成する手段は特に限定するものではなく、内周面の全周にわたって所定の深さ、即ち、管Ｂに埋設された鉄筋を切断し得る程度の深さの溝を形成することが可能であれば良い。このような手段としては、回転する刃物によるもの、高圧水を噴射するものなどがあり、何れも利用することが可能である。

本実施例では、図６に示すように、管Ｂの内部を走行し得るように構成された台車Ｈに搭載された溝形成装置３０によって、予め設定された位置１ａに溝１を形成している。

先ず台車Ｈの構成について説明する。台車Ｈは、夫々複数のローラー２０ａ、２１ａを設けた二つの走行部材２０、２１を有しており、これらの走行部材２０、２１に弓型フレーム２２が回転可能に支持されることで構成されている。

台車Ｈの一方の走行部材２０には、弓型フレーム２２を回転させるための駆動モーター２２ａが配置されている。また、走行部材２０には押込み棒１７を連結するための連結部材２０ｂが突起状に形成されている。この連結部材２０ｂは押込み棒１７が差し込まれて連結し得るように構成されており、所定位置に押込み棒１７と結合し且つ離脱することが可能な、例えばプランジャーのような結合部材２０ｃが配置されている。

台車Ｈの管Ｂに於ける移動は押込み棒１７を利用して行うため、以下の実施例に於いて台車Ｈを利用する場合、或いは同様の移動部材を利用する場合では説明を省略する。

他方の走行部材２１には管Ｂの内部を撮影するカメラを内蔵したカメラケース２３ａ（以下「カメラ２３ａ」という）が配置されている。このカメラ２３ａは、弓型に形成された支持フレーム２３の一方側の端部に取り付けられている。また、支持フレーム２３の他方側の端部は、走行部材２１に設けられた回動支持部２１ｂに対し回動可能に支持されている。支持フレーム２３は、走行部材２１に対し片持梁状に突出して配置されている。このため、支持フレーム２３は、走行部材２１に於ける弓型フレーム２２が配置された側の反対側に配置されている。

特に、カメラ２３ａと回動支持部２１ｂは、略同一軸心（好ましくは管Ｂの中心軸）上に配置されており、且つ支持フレーム２３が弓型に形成されていることから、該支持フレーム２３の弓となる部分が常に前記軸心よりも下方にある。このため、前述した支持フレーム１２とカメラ１４と同様に、台車Ｈの周方向への傾斜の有無に関わらず、カメラ２３ａの映像は上下方向が鉛直方向と一致している。

二つの走行部材２０、２１には夫々アウトリガー２４が配置されている。このアウトリガー２４はローラー２０ａ、２１ａが設けられた面の反対側の面に配置されており、これらのアウトリガー２４を作動させたとき、各ローラー２０ａ、２１ａと協働して台車Ｈを管Ｂの内周面に固定することが可能である。

弓型フレーム２２は、長手方向の両端であって同一の回転軸上に夫々軸部２２ａ、２２ｂが形成されており、これらの軸部２２ａ、２２ｂの間で且つ回転軸から偏心した位置に基台部２２ｃが形成されている。軸部２２ａは一方の走行部材２０に形成された回転支持部材２５ａにより回転可能に支持されており、軸部２２ｂは他方の走行部材２１に形成された回転支持部材２５ｂに回転可能に支持されている。

従って、弓型フレーム２２は、両端の軸部２２ａ、２２ｂを中心として回転し、この回転に伴って基台部２２ｃが偏心回転し得るように構成されている。このため、台車Ｈを管Ｂに設置する際に、回転軸を管Ｂの軸心と略一致させることで、弓型フレーム２２を管Ｂの軸心に略一致させて回転させることが可能となる。

弓型フレーム２２の基台部２２ｃには昇降部材２６が配置されており、この昇降部材２６に取付座２７ａが配置されている。昇降部材２６は取付座２７ａを昇降させて該取付座２７ａに取り付けた装置（例えば溝形成装置３０）を管Ｂの内周面に対し、接近又は離隔させるものである。昇降部材２６は、パンタグラフ式のジャッキによって構成されている。この昇降部材２６は、弓型フレーム２２の基台部２２ｃに於ける走行部材２０側の所定位置に固定片２６ａが固定されており、走行部材２１側に図示しない雌ねじが形成された移動片２６ｂが配置されている。これらの固定片２６ａ、移動片２６ｂには夫々一対のリンク片２６ｃが回動可能に取り付けられている。そして、リンク片２６ｃの固定片２６ａと対向する端部側に取付座２７ａが取り付けられ、移動片２６ｂと対向する端部側に摺動片２７ｂが取り付けられている。

更に、基台部２２ｃには昇降用ねじ２８ａを取り付けた昇降モーター２８が配置されている。昇降用ねじ２８ａは、移動片２７ｂに形成された雌ねじに螺合し、先端部分が固定片２６ａに対して回転可能に支持されている。このため、昇降モーター２８を所望の方向に回転させると、この回転に伴って取付座２７ａ、摺動片２７ｂが昇降する。このとき、取付座２７ａは管Ｂの半径方向に略直線的に昇降するが、摺動片２７ｂは管Ｂの半径方向への昇降に対し、管Ｂの管軸方向への移動が合成される。従って、台車Ｈに取り付けるべき装置を取付座２７ａに固定すると共に摺動辺２７ｂに載置しておき、昇降部材２６を作動させることで、取り付けた送致を管Ｂの半径方向に略直線的に昇降させることが可能である。

また、一方の走行部材２０の所定位置にはカメラ２９が配置されており、前述したカメラ２３ａと共に、管Ｂに於ける台車Ｈの位置や、取り付けた装置の監視、作業の進行の確認を行うことが可能なように構成されている。

上記の如く構成された台車Ｈは、後述する幾つかの工程を進める際に共通の台車Ｈとして利用することが可能である。

溝形成装置３０は、管Ｂの内周面に溝を形成するために予め設定された幅（厚さ）を有する切削具３１と、切削具３１を駆動する駆動モーター３２とを有しており、この駆動モーター３２はベース板３３に取り付けられている。そしてベース板３３の一方の端部側が昇降部材２６の取付座２７ａに固定されており、他方の端部側が摺動片２７ｂに載置されている。

上記の如く構成された溝形成装置３０によって管Ｂの内周面に溝１を形成する手順について説明する。先ず、取付座２７ａに溝形成装置３０を取り付けた台車Ｈを管Ｂに設定された位置１ａまで走行させた後、アウトリガー２４によって内周面に固定する。その後、昇降部材２６によってベース板３３を上昇させて切削具３１を管Ｂの内周面に接近させつつ、駆動モーター３２によって切削具３１を回転させることで、管Ｂの内周面に対する切削を開始する。そして、走行部材２０に配置された駆動モーター２２ａを駆動して弓型フレーム２２を回転させることで、管Ｂの内周面に全周にわたって溝１を形成する。更に、弓型フレーム２２の回転に伴って昇降部材２６によるベース板３３を上昇させることで、管Ｂの内周面に所望の深さの溝を形成すること可能である。

上記の如くして管Ｂの内周面に所定深さの溝１を形成した後、昇降部材２６を操作して取付座２７ａを下降させて溝形成装置３０の切削具３１を溝１から離脱させる。その後、台車Ｈを管ＢからマンホールＣに引き出して溝形成装置３０を取付座２７ａから取り外して次の深さ測定工程に進む。

引き続く深さ測定工程は、図２（ｃ）に示すように、溝形成工程で形成された溝１の深さｄｉを測定する工程である。そして、測定した溝１の深さｄｉから、例えば地震時に管Ｂに過大な力が作用したときに確実に破断し得ることを判定する。即ち、管Ｂに変形が生じているような場合、溝１の周方向で深さｄｉが変動することとなるため、該溝１の深さｄｉを測定することが必要である。

溝１の深さｄｉを測定する手段は限定するものではなく、溝１がマンホールＣの管口Ｄの近くであり、作業員の手によって測定することが可能であればそれで良い。しかし、管口よりも遠く、作業員の手で測定し得ないような場合、図７に示す溝深さ測定装置３５を用いることが好ましい。

図に示す深さ測定装置３５は前述した台車Ｈの取付座２７ａに取り付けられている。即ち、深さ測定装置３５は、取付座２７ａに取り付けたベース板３６の所定位置にバネ３７ａを介して起立させたスケール３７と、スケール３７に対向して配置されバネ３８ａを介して起立させたカメラ３８とを有して構成されている。

上記の如く構成された深さ測定装置３５によって溝１の深さを測定する手順について説明する。先ず、台車Ｈに配置されているカメラ２３ａ、２９、及び深さ測定装置３５のカメラ３８の映像を確認しつつ、台車Ｈを管Ｂ内に走行させてスケール３７を溝１に対向させる。この位置でアウトリガー２４を操作して台車Ｈを管Ｂに固定する。

昇降部材２６を操作してスケール３７を溝１に挿入し、カメラ３８によって撮影した映像から、その位置に於ける溝１の深さを測定する。その後、昇降部材２６を操作してスケール３７を溝１から離脱させ、駆動モーター２２ａによって弓形フレーム２２を所定角度回動させ、前述した作業を繰り返すことで、溝１の複数位置の深さを測定する。そして、複数の位置に於ける溝１の深さを測定した結果から、形成された溝１が管Ｂの誘導目地としての機能を発揮し得るか否かを検討する。

検討の結果、誘導目地としての機能を発揮し得ない場合には、再度切削具３１によって溝１を切削する。溝１が誘導目地としての機能を発揮し得る場合には、次のシール材充填工程に進む。尚、溝１にシール材２を充填することは必須ではなく、溝１にシール材２を充填することなく一次拡径工程に進行しても良い。

シール材充填工程は、図２（ｄ）に示すように、管Ｂの内周面に形成された溝１にシール材２を充填する工程である。この工程に於いて、溝１に充填されるシール材の仕様を限定するものではなく、また、シール材２を充填する手段も限定するものではない。溝１がマンホールＣの管口Ｄに近い場合、作業員がシール材充填ノズル４１を操作して充填することで良い。しかし、溝１が管口Ｄから遠く、該管口Ｄからの充填作業が容易ではない場合、図８に示す、シール材充填装置４０を利用することが好ましい。

図に示すシール材充填装置４０は前述した台車Ｈの取付座２７ａに取り付けられている。即ち、シール材充填装置４０は、取付座２７ａに取り付けたベース板４２にシール材充填ノズル４１を有する充填ガン４３が配置されている。また、シール材充填ノズル４１の周囲には複数のカメラ４４が配置されており、これらのカメラ４４によって、シール材充填ノズル４１が溝１に対向した位置に到達したこと、溝１に対するシール材２の充填状況を確認し得るように構成されている。

上記の如く構成されたシール材充填装置４０によって溝１にシール材２を充填する手順について説明する。先ず、台車Ｈに配置されているカメラ２３ａ、２９、及びシール材充填装置４０のカメラ４４の映像を確認しつつ、台車Ｈを管Ｂ内に走行させてシール材充填ノズル４１を溝１に対向させる。この位置でアウトリガー２４を操作して台車Ｈを管Ｂに固定する。

昇降部材２６を操作してシール材充填ノズル４１を溝１に接近又は挿入し、充填ガン４３を操作して溝１にシール材２を充填する。溝１に対するシール材２の充填状況はカメラ４４によって撮影した映像で確認する。そして、シール材充填ノズル４１による溝１に対するシール材２の充填を継続しつつ、駆動モーター２２ａによって弓形フレーム２２を回動させることで、溝１にシール材２を充填する。溝１に対するシール材２の充填が終了した後、昇降部材２６を操作してシール材充填ノズル４１を溝１から離隔させてシール材充填装置４０を管Ｂから離脱させて、次の一次拡径工程に進む。

一次拡径工程は、溝１にシール材２を充填した後、図４に示すように、この溝１に対向させて弾性スリーブ３と金属スリーブ５を対向させると共に、金属スリーブ５を拡径させて弾性スリーブ４を管Ｂの内周面に接触させる工程である。

弾性スリーブ３は、溝１を起点として管Ｂが破断したとき、該溝１からの地下水の浸入を防ぐ機能を有するものである。このため、弾性スリーブ３は溝１の幅寸法に比較して充分に大きい長さ（管Ｂの敷設方向の長さ）を有しており、長さ方向の両端の外周面（管Ｂの内周面と対向する面）には複数のリブが突起状に形成されている。また弾性スリーブ３は、弾力性を有するゴム或いは合成樹脂によって形成されている。

金属スリーブ５は弾性スリーブ３の内周面側に配置されており、外力によって拡径することで弾性スリーブ３に対して管Ｂの内周面に圧接させる機能を有するものである。従って、金属スリーブ５は常に管Ｂを流れる流体に曝されることとなる。このため、金属スリーブ５は耐蝕性に優れたステンレス鋼板や防錆処理を施した鋼板を用いて構成されている。

金属スリーブ５の構造や形状を特に限定するものではない。しかし、図９に示すように構成した金属スリーブ５を用いることが好ましい。図９は拡径する前の初期状態にある金属スリーブ５を示している。図に於いて、金属スリーブ５は弾性スリーブ４の長さと略等しい長さを有しており、長手方向の両端部は夫々径測定工程で測定した位置１ｂ、１ｃの径、及び弾性スリーブ３の厚さなどの寸法に対応した周長となる寸法を有している。

金属スリーブ５は、周方向の端部５ａが互いに交差するように重ねあわされており、該端部５ａの長手方向の両端部分には傾斜部５ｂが形成されている。また、一方の端部５ａの傾斜部５ｂには夫々楔６が配置されており、せん断ピン７によって仮止めされている。楔６には、金属スリーブ５に形成された傾斜部５ｂと等しい傾斜角度の底部６ｂを有する溝６ａが形成されている。特に、この金属スリーブ５を拡径するには大きな力が必要となるため、機械的な力を発揮し得る装置を利用することが必要である。

上記の如く構成された弾性スリーブ３と金属スリーブ５は予め重ねあわされた状態で準備される。そして、図１０に示す一次拡径装置５０の拡径部材５１の外周に装着されて管Ｂに於ける溝１と対向する位置に配置された後、一次拡径される。

このため、一次拡径装置５０は、半径方向に伸縮して金属スリーブ５を弾性スリーブ３と共に拡径する拡径部材５１と、拡径部材５１を管Ｂの半径方向に昇降させる昇降部材５２と、昇降部材５２を搭載して移動可能に構成された一対の移動部材５３ａ、５３ｂと、一方の移動部材５３ａから片持梁状に形成され自由端にカメラ５４ａが取り付けられた支持フレーム５４と、他方の移動部材５３ｂに配置されねじ５５ａを介して昇降部材５２に接続された昇降モーター５５を有して構成されている。

拡径部材５１はねじ５５ａを中心とする半径方向に昇降する複数の拡径子５１ａを有しており、昇降部材５２は一端が拡径子５１ａに回動可能に接続され多端が移動部材５３ａ又は５３ｂに接続されたリンク片５２ａを有している。また、ねじ５５ａは一端が移動部材５３ａに形成された雌ねじ５５ｂに螺合しており、昇降モーター５５の回転に伴って移動部材５３ａ、５３ｂを接近させて拡径子５１ａを上昇させ、或いは移動部材５３ａ、５３ｂを離隔させて拡径子５１ａを下降させるように構成されている。

上記の如く構成された一次拡径装置５０では、拡径部材５１に重ね合わせた弾性スリーブ３と金属スリーブ５を挿通して溝１に対向させ、その後、昇降モーター５５を駆動すると、ねじ５５ａの回転に伴って移動部材５３ａ、５３ｂが互いに接近する。移動部材５３ａ、５３ｂの接近に伴って昇降部材５２によって複数の拡径子５１ａが半径方向に上昇して金属スリーブ５を拡径する。

金属スリーブ５は、拡径に伴って両方の端部５ａが互いに離隔してゆき、図１１に示すように、何れかの端部５ａに仮止めした楔６の溝６ａに他方側の端部５ａが嵌合することで一次拡径が終了する。このとき、楔６はせん断ピン７を介しての金属スリーブ５に対する仮止め状態を保持している。一次拡径の終了は、カメラ５４ａの映像によって確認されると同時に、他方側の端部５ａが楔６の溝６ａに嵌合する際に発する音によっても確認することが可能である。

一次拡径が終了したとき、弾性スリーブ３、金属スリーブ５は管Ｂの内周面に接触しており、昇降モーター５５を駆動して昇降部材５２によって拡径部材５１を下降させても、管Ｂの内周面に接触した状態を保持している。そして、拡径部材５１を下降させた一次拡径装置５０を管Ｂから離脱させて次の二次拡径工程に進む。

二次拡径工程は、一次拡径が終了した金属スリーブ５を更に拡径して弾性スリーブ３を管Ｂの内周面に圧接させる工程である。このように、弾性スリーブ３を管Ｂの内周面に圧接させることで、例えば地震時に管Ｂが溝１を起点として破断して地下水が浸入した場合でも、浸入した地下水が管Ｂ内に流れ込むことを防ぐことが可能である、

金属スリーブ５の二次拡径は、一対の楔６を互いに接近させる方向に移動させることで、楔６の底部６ｂと金属スリーブ５の傾斜部５ｂとを接触させつつ、金属スリーブ５の端部５ａどうしを互いに離隔させて拡径するものである。一対の楔６が互いに接近する方向に移動させる際に、夫々の楔６を仮止めしていたせん断ピン７はせん断される。

金属スリーブ５を二次拡径する際に利用する装置の構造を限定するものではなく、例えば特許文献１に記載した拡径装置を利用することが可能である。しかし、図１２、１３に記載した二次拡径装置６０を利用することも可能である。この二次拡径装置６０は、前述した溝形成装置３０、深さ測定装置３５、シール材充填装置４０に共通した台車Ｈを利用することが可能である。このため、管Ｂに破断誘導部Ａを構成するための一連の工程を進める上で有利である。

図に示す二次拡径装置６０は、一次拡径が終了した金属スリーブ５に対し、更なる拡径を行って弾性スリーブ３を管Ｂの内周面に圧接させる二次拡径を行うものである。このため、二次拡径措置６０は、一対の当接片６１と、この当接片６１を互いに離隔又は接近させる往復駆動部材６２と、当接片６１の移動方向を案内するガイド部材６３とを有しており、ガイド部材６３がベース板６４に取り付けられている。また、ベース板６４の所定位置には二つのカメラ６５が配置されている。そして、ベース板６４の一方の端部側が台車Ｈを構成する昇降部材２６の取付座２７ａに固定されており、他方の端部側が摺動片２７ｂに載置されている。特に往復駆動部材６２としての構造を限定するものではないが、油圧シリンダーであることが好ましい、

上記の如く構成された二次拡径装置６０では、一対の当接片６１を充分に離隔させた状態で、昇降部材２６によって当接片６１を一次拡径された金属スリーブ５の内径よりも低い高さに設定しておき、この状態で台車Ｈを金属スリーブ５の内部まで移動させる。次に、アウトリガー２４を作動させることなく、昇降部材２６を作動させて夫々の当接片６１を楔６に対向させる。

その後、往復駆動部材６２を操作して当接片６１を互いに接近させると、夫々の当接片６１は楔６に当接し、更なる当接片６１の接近に伴って、せん断ピン７がせん断され、楔６は互いの接近を継続する。この接近に伴って、楔６の底部６ｂと金属スリーブ５の傾斜部５ｂが互いに擦動して金属スリーブ５の拡径が進行する。そして、図１４に示すように、金属スリーブが十分に拡径したとき、弾性スリーブ３を管Ｂの内周面に圧接させることが可能である。

金属スリーブ５の二次拡径が終了した後、往復駆動部材６２を作動させて一対の当接片６１を夫々楔６から離隔させ、更に昇降部材２６を作動させて当接片６１を金属スリーブ５の内径よりも低くした後、台車Ｈを管ＢからマンホールＣに引き出す。

上記した一連の工程を経ることで、管Ｂの予め設定された位置１ａに破断誘導部Ａを構成することが可能である。

本発明に係る管路に破断誘導部を構成する工法は、特に小径の管Ｂに破断誘導部を構成する際に利用して有利である。

Ａ破断誘導部
Ｂ管
Ｃマンホール
Ｄ間口
Ｅコンクリート
Ｈ台車
１溝
１ａ～１ｃ位置
２シール材
３弾性スリーブ
５金属スリーブ
５ａ端部
５ｂ傾斜部
６楔
６ａ溝
６ｂ底部
７せん断ピン
１０測定装置
１１フレーム
１２、２３支持フレーム
１３径測定部材
１３ａシリンダー
１３ｂ接触子
１３ｃスケール
１４、２３ａケース、カメラ
１６連結部材
１６ａ結合部材
１７押込み棒
２０、２１走行部材
２２弓型フレーム
２２ａ駆動モーター
２４アウトリガー
２６昇降部材
２７ａ取付座
２７ｂ摺動片
２８昇降モーター
２８ａ昇降用ねじ
２９、３８、４４カメラ
３０溝形成装置
３１切削具
３２駆動モーター
３３、３６、４２、６４ベース板
３５深さ測定装置
３７スケール
４０シール材充填装置
４１シール材充填ノズル
４３充填ガン
５０一次拡径装置
５１拡径部材
５１ａ拡径子
５２昇降部材
５２ａリンク片
５３ａ、５３ｂ移動部材
５４支持フレーム
５４ａ、６５カメラ
５５昇降モーター
５５ａねじ
６０拡径装置
６１当接片
６２往復駆動部材
６３ガイド部材

Claims

マンホールに接続された管路に於ける予め設定された位置に破断誘導部を構成するための工法であって、
管路に於ける予め設定された位置に切削具を配置し、該切削具によって管路の内周面を切削しつつ、該切削具を管路の内周面に沿って且つ全周にわたって移動させることで、該内周面に溝を形成する溝形成工程と、
前記内周面に形成された溝の深さを測定する測定具を昇降させる昇降部材と、前記測定具と前記昇降部材を管路の内周面に沿って移動させる回転部材と、を有する溝深さ測定装置を前記管路の内周面に形成された溝と対応する位置に配置し、前記昇降部材によって前記測定具を溝に進入させて深さを測定し、その後、前記昇降部材によって該測定具を前記溝から離脱させると共に前記回転部材によって該測定具を前記溝に沿って移動させつつ複数の位置で該溝の深さを測定する溝深さ測定工程と、
前記深さが測定された溝に対向させて、弾性スリーブ、及び該弾性スリーブの内径側に幅方向の両端に傾斜部が形成された金属板を巻き付けて長さ方向の両端部を重ね合わせると共に該重ね合わせ部に於ける周方向の一方側の端部で且つ幅方向の両端に形成された傾斜部に夫々楔を仮止めした金属スリーブを配置し、該金属スリーブの内側から半径方向に複数の位置で略同時に力を加えて周方向の一方の端部に仮止めした夫々の楔に他方の端部に形成された傾斜部を係合させる一次拡径工程と、
一次拡径が終了した前記金属スリーブの周方向の一方の端部で且つ幅方向の両端に形成された傾斜部に仮止めされた夫々の楔を該傾斜部に沿って互いに接近する方向に移動させることで該金属スリーブを二次拡径して前記弾性スリーブを管路の内周面に圧接させる二次拡径工程と、
を含むことを特徴とする管路に破断誘導部を構成する工法。
前記溝形成工程に先立って、前記管路に於ける予め設定された位置を中心として該管路の敷設方向に複数個所で且つ夫々の個所毎に周方向に複数の位置で径を測定する径測定工程を含むことを特徴とする請求項１に記載した管路に破断誘導部を構成する工法。
前記一次拡径工程に先立って、前記溝形成工程で管路の内周面に形成された溝に対向させてシール材充填装置を配置し、該シール材充填装置によって前記溝にシール材を充填するシール材充填工程を含むことを特徴とする請求項１に記載した管路に破断誘導部を構成する工法、
前記溝形成工程は、回転して管路の内周面を切削する切削具と、該切削具を管路の内周面に向けて接近又は離隔させる昇降部材と、前記切削具と昇降部材とを管路の内周面に沿って移動させる回転部材と、を有する溝形成装置を前記管路に於ける溝を形成すべき位置に配置し、前記切削具を回転させつつ前記昇降部材によって前記管路の内周面に接近させて切削すると共に前記回転部材によって該切削具を前記管路の内周面に沿って移動させることで溝を形成し、所定の溝を切削した後、前記回転部材による前記管路の内周面に沿った前記切削具の回転を停止すると共に該切削具の回転を停止させ、前記昇降部材によって該切削具を前記管路の内周面から離隔させるものであることを特徴とする請求項１に記載した管路に破断誘導部を構成する工法。
前記一次拡径工程は、軸心を中心として半径方向に伸縮する複数の拡径部材を配置した一次拡径装置を前記管路の内周面に形成された溝に対向して配置された弾性スリーブ及び該弾性スリーブの内径側に配置された金属スリーブの内側に配置し、前記複数の拡径部材を略同時に伸長させて該金属スリーブの周方向の一方の端部の傾斜部に仮止めした夫々の楔に他方の端部に形成された傾斜部を係合させるまで該金属スリーブを拡径するものであることを特徴とする請求項１に記載した管路に破断誘導部を構成する工法。
前記二次拡径工程は、前記金属スリーブの周方向の一方の端部で且つ幅方向の両端に形成された傾斜部に仮止めされた夫々の楔に当接する一対の当接部材と、前記当接部材を互いに接近又は離隔させる駆動部材と、前記当接部材及び前記駆動部材を前記金属スリーブの内周面に向けて接近又は離隔させる昇降部材と、を有する二次拡径装置を、前記昇降部材によって前記一対の当接部材を前記金属スリーブの内周面から離隔させた状態で、一次拡径が終了した前記金属スリーブの内側に配置し、前記昇降部材によって一対の当接部材を前記夫々の楔に対向させた後、前記駆動部材によって該当接部材を前記夫々の楔に当接させると共に該楔を該金属スリーブの端部に形成された傾斜部に沿って互いに接近させることで該金属スリーブを二次拡径して前記弾性スリーブを前記管路の内周面に圧接させるものであることを特徴とする請求項１に記載した管路に破断誘導部を構成する工法。
前記径測定工程は、目盛を設けた伸縮部材と該伸縮部材の目盛を撮影するカメラを有する径測定装置を径を前記管路に於ける測定すべき位置に配置し、前記伸縮部材を伸長させて前記管路の内周面に当接したときの目盛を前記カメラによって撮影することで径を測定するものであることを特徴とする請求項２に記載した管路に破断誘導部を構成する工法。
前記シール材充填工程は、溝にシール材を充填する充填ノズルを溝に進入又は離脱させる昇降部材と、前記充填ノズルと前記昇降部材を管路の内周面に沿って移動させる回転部材と、を有するシール材充填装置を前記管路の内周面に形成された溝と対応する位置に配置し、前記昇降部材によって前記充填ノズルを溝に進入させてシール材を充填し、その後、前記回転部材によって該充填ノズルを前記溝に沿って移動させつつ該溝にシール材を充填するものであることを特徴とする請求項３に記載した管路に破断誘導部を構成する工法。