JPH08261360A - 地中埋設管の敷設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大掛かりな機械設備や多大の労力を要するこ
となく敷設工事を能率良く進めることができ、溝幅を必
要最小限度に抑えて工事費の節減と工期の短縮が可能で
あり、土留め壁体の回収再利用により資材の無駄がない
地中埋設管の敷設工法を提供する。 【構成】 埋設管の敷設深さまで溝を掘削し、該掘削溝
内に設置した袋体に流体を注入し、該流体圧力を溝壁の
主働土圧と受働土圧の間にして袋体の側面部で溝壁を押
圧し、袋体の頂面部に埋設管を載置し、流体の排出によ
り袋体を収縮させ、袋体で埋設管を支持しながら掘削溝
の底部まで沈設させ、袋体を掘削溝から回収した後、掘
削溝を埋め戻す。埋設管相互の接合を掘削溝の上部まで
膨張した袋体の頂面部において行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は溝を開削してガス導管や
水道管、通信ケーブル、電力ケーブル等の地中埋設管を
敷設する工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の開削工法による埋設管の敷設工事
は、単位長さだけ埋設管の直径よりも広い幅の溝を掘削
し、土砂を撤去してから土留め工と水換えを行なう土木
作業の後、掘削溝の底部に埋設管を吊り降ろして、先に
埋設した管に溶接等で接合する配管作業を行ない、最後
に掘削溝を埋め戻すという一連の作業を繰り返すことに
よって進められる。

【０００３】埋設管の敷設に広く使用されている土留め
工としては打設矢板壁があるが、ディーゼルハンマ式杭
打ち機で矢板を打撃して貫入させる直打込み方式、矢板
ウェブ内側をアースオーガ機で削孔しながら矢板に静荷
重を与えるアースオーガ圧入方式、あるいは既設矢板に
反力をとり油圧ジャッキで新設矢板を圧入する油圧圧入
方式等のいずれの方式を採用しても、施工には大掛かり
な機械設備と多大の労力を必要とするため、敷設の工事
費が嵩んで工期の短縮も容易ではない。

【０００４】また、この打設矢板壁を用いた敷設工法で
は、掘削溝の内側に埋設管設置用スペースに隣接させて
矢板打設用スペースを別個に確保する必要があり、溝幅
を埋設管の直径よりも相当広く設定しなければならない
ため、掘削土量と埋め戻し土量が多くなって工事費が嵩
むことになる。

【０００５】打設矢板壁を用いた敷設工法では、矢板壁
の変位や変形を抑止するための土留め支保工として、左
右の矢板壁間に切梁を一定間隔で設置する必要がある
が、この切梁は埋設管の吊り降ろし作業の邪魔となる。
そのため、一旦切梁を取り外した後、埋設管を吊り降ろ
し、その後に切梁を再度設置しなければならず、作業工
程が煩雑で多大の労力と手間を必要とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、施工に当たって大掛かりな機械設備や多大の労力
を要することなく、敷設工事を作業能率良く進めること
ができるとともに、溝幅を埋設管の直径よりやや広い程
度の必要最小限度に抑えることができ、また、切梁の取
り外し再設置という煩雑な作業工程が省略され、土留め
壁体の回収再利用により資材の無駄がないため、敷設工
事費の節減と工期の短縮が可能である地中埋設管の敷設
工法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、添付図面中の参照
符号を用いて説明すると、本発明の敷設工法では、埋設
管１０の敷設深さまで溝１を掘削し、掘削溝１内に設置
した袋体４に流体を注入し、この流体圧力Ｐを溝壁２の
主働土圧と受働土圧の間に維持にして袋体４の側面部５
で溝壁を押圧し、袋体４の頂面部６に埋設管１０を載置
し、流体の排出により袋体４を収縮させ、袋体４で埋設
管１０を支持しながら掘削溝１の底部まで沈設させ、袋
体４を掘削溝１から回収した後、掘削溝１を埋め戻す。

【０００８】埋設管１０，１０の相互間の接合は通常の
ケースでは、図１に示したように掘削溝１の上部まで膨
張した袋体４の頂面部６、すなわち地上レベルにおいて
行われるが、埋設管１０の可撓性や敷設計画ライン等の
弯曲度等の具体的状況によっては、図２に示したように
地上レベルで長尺化した埋設管を掘削溝１の底部に沈設
させた後、全部または一部の接合を溝底部で行なうこと
もできる。

【０００９】前記流体圧力Ｐは、あまり低いと所定の土
留め機能が発揮できず、また、あまり高すぎても溝壁を
崩してしまうため、適正な値にする必要があり、掘削溝
が崩壊して袋体に加える圧力（主働土圧）Ｐ_a と、膨張
した袋体が掘削溝を崩壊させようとする圧力（受働土
圧）Ｐ_p との間に設定される（Ｐ_a ＜Ｐ＜Ｐ_p ）。主働
土圧Ｐ_a と受働土圧Ｐ_p はそれぞれ次式、で示され
る。 Ｐ_a ＝Ｋ_a ・γ・Ｈ Ｐ_p ＝Ｋ_p ・γ・Ｈ Ｋ_a ：主働土圧係数［tan²（４５°−φ／２）］ Ｋ_p ：受働土圧係数［tan²（４５°＋φ／２）］ γ： 土の単位体積重量 Ｈ： 掘削深さ

【００１０】

【作用】埋設物の敷設計画ラインに沿って地面がバック
ホー等の適当な掘削手段１８によって所要深さまで掘削
される。この掘削溝１には、適当な吊り持ち手段１９に
よって収縮状態の袋体４が挿入される。袋体４が掘削溝
１の底部３に到達した後、掘削溝１の外部に設置した流
体供給装置９から流体が袋体４に注入され、膨張した袋
体４の頂面部６には埋設管１０が載せられる。

【００１１】流体圧力Ｐが所定通りに維持されている限
り、袋体４は土留め壁体および土留め支保体として機能
し、溝壁２の崩壊や変形を阻止する。袋体４から流体を
徐々に排出すると、袋体４は埋設管１０の重量によって
順次収縮させられ、埋設管１０が掘削溝１の底部へ沈設
される。

【００１２】埋設管１０の沈設後、袋体４は埋設管１０
の下から引き出され、掘削溝１より吊り上げ回収され
る。この袋体４の回収前または回収後において、埋設管
１０の沈設済み区域の全部または一部に対してダンプト
ラック２０から土砂１２の埋め戻しが行われる。次の施
工区域に移送された袋体４は、掘削溝内に再度挿入さ
れ、流体注入による膨張と埋設管の載置がなされる。以
下、これらの作業を繰り返すことによって所要長さの管
路が地中に埋設される。

【００１３】

【実施例】図示の実施例では、袋体４への注入流体とし
ては最も経済的で取り扱いが容易な空気が使用され、流
体供給装置９はエアコンプレッサで構成されている。注
入流体としては水等の液体を使用することもでき、その
場合には流体供給装置９は液体ポンプで構成される。袋
体４は収縮時の横幅が掘削溝１の溝幅よりも小さくて、
膨張時の横幅が掘削溝１の溝幅より大きくなる直方体の
ものであり、前記圧力Ｐを封入可能な耐圧強度を備え
る。

【００１４】袋体４の長さは吊り作業や運搬作業等に適
する長さに設定される。袋体４の頂面部６には流体のバ
ルブ付き注入・排出口７が設けられている。袋体４の頂
面部６の厚さは他の部位よりも厚く設定してあり、これ
によって上方向への膨張変形が抑制されて膨張変形が左
右側方向へ誘導されるため、袋体４の左右側面部５，５
と掘削溝１の左右溝壁２，２との密着が各側面部５のほ
ぼ全面にて均等になされる。

【００１５】掘削溝１の左右両側の地面には複数本の接
合作業用架台１３が架け渡され、埋設管１０は掘削溝１
に沿って移動する門型クレーン台車等の吊り持ち手段に
よって、架台１３の転がり防止治具１４，１４間に載置
され、溶接等による埋設管相互の接合作業が地上レベル
で行なわれる。接合作業の完了後、埋設管１０を少し持
ち上げた状態で架台１３が次の作業区域へ移動させられ
る。架台１３の除去後、埋設管１０はそのまま袋体４の
頂面部６に載置される。

【００１６】袋体４の頂面部６には、埋設管１０の座り
を良くするために横断面円弧形の受溝１５を長さ方向に
沿って設けてある。袋体４は繰り返し使用するため、テ
ント布等の堅牢な生地に対して流体不透過性の樹脂コー
ティングを施したものによって作製されている。袋体４
の頂面部６には、吊り持ち手段の吊具が装着される吊り
耳部８を設けてある。

【００１７】図２に示したように何本かの埋設管相互の
接合作業を行ない、これら接合済み長尺埋設管同士の接
合を掘削溝１の底部で行なう場合、接合作業が行なわれ
る部分の掘削溝１には、他の部分よりも一段低くかつ一
段幅広い接合作業用場所１６が設けられている。このよ
うに埋設管の接合を溝底部で行なうときには、長尺埋設
管は、沈設時の安定性を確保するために前記吊り持ち手
段１９で支持することもできる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の敷設工法では、埋設管の敷設深
さまで掘削した溝内に袋体を設置し、該袋体に流体を溝
壁の主働土圧と受働土圧の間の圧力で注入し、膨張した
袋体の側面部で溝壁を押圧することによって掘削溝の崩
壊を防止するものであり、掘削溝への袋体挿入および袋
体への流体注入のみによって土留め壁体が構成されると
ともに、左右側面部が左右溝壁に当接した袋体それ自体
が土留め支保体としても機能するため、打設矢板壁より
なる土留め壁体間に切梁を設置する土留め工が用いられ
た従来の敷設工法とは異なり、施工には大掛かりな機械
設備や多大の労力を要することなく、埋設管の敷設工事
を作業能率良く進めることができる。また、これに加え
て、請求項１の敷設工法では、一連の作業時に人が溝内
に入る必要がないため安全に作業できる。

【００１９】本発明の敷設工法では、土留め壁体である
袋体は埋設管の沈設時の支持体としても使用され、沈設
後には掘削溝から除去されるものであるから、埋設管設
置スペースに隣接させて土留め壁体設置用スペースを別
個に確保する必要がなく、打設矢板壁を用いた従来の敷
設工法と比べて、溝幅を必要最小限度に抑えることがで
き、工事費の節減と工期の短縮が可能である。

【００２０】本発明の敷設工法では、袋体からの流体排
出と埋設管の重量負荷により袋体を順次収縮させること
によって、埋設管を袋体の上面部に支承した状態で掘削
溝の底部に沈設するものであり、埋設管沈設に際しては
袋体を除去する必要がないため、切梁を一旦取り外して
埋設管を吊り降ろした後、切梁を再度設置する従来の敷
設工法と比べて、作業工程が簡略化され、工事費の節減
と工期の短縮が可能となる。

【００２１】本発明の敷設工法では、埋設管を掘削溝の
底部に沈設した後、袋体は掘削溝から回収されて次の敷
設区域において再利用されるとともに、埋設管は掘削溝
に充填された埋め戻し土砂によって所定位置に支持され
るため、従来の敷設工法と比べて、資材の無駄がなく工
事費の節減が可能である。

【００２２】これに加えて請求項２の敷設工法では、埋
設管相互の接合作業は流体注入によって掘削溝の上部に
達するまで膨張した袋体の頂面部、すなわち地上レベル
において行われるものであるから、作業員が掘削溝の底
部に降りて接合作業を行なう従来工法と比べて、掘削溝
の溝幅を埋設管の直径よりやや広い程度の必要最小限度
に縮減することができ、この溝幅の縮減は掘削土量と埋
め戻し土量の減少をもたらし、工事費の節減と工期の短
縮が可能となる。また、工事中の占用スペースも縮減さ
れるから、交通障害の度合いも減ることになる。

【００２３】また、本発明の請求項３の敷設工法では、
地上で長尺化した埋設管相互の接合作業は埋設管を掘削
溝の底部に沈設してから行なわれるので、埋設管の可撓
性が小さいため地上レベルで接合しては沈設時に埋設管
接合部に過大な応力が生じる恐れのある場合や、埋設管
の単位長さとの関係で敷設計画ラインの曲率半径が比較
的小さい場合等においても、敷設工事が無理なく行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の敷設工法の一実施例を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の敷設工法の別の実施例を示す模式図で
ある。

【図３】本発明の敷設工法に使用した袋体の概略的な斜
視図である。

【図４】図１と図２のＡ−Ａ線に沿った模式的な断面図
であり、袋体の膨張によって溝壁が押圧された状態を示
す。

【図５】図１と図２のＢ−Ｂ線に沿った模式的な断面図
であり、袋体の収縮によって埋設管が沈設される状態を
示す。

【図６】図１と図２のＣ−Ｃ線に沿った模式的な断面図
であり、収縮した袋体が掘削溝から引き出される状態を
示す。

【図７】図１と図２のＤ−Ｄ線に沿った模式的な断面図
であり、掘削溝が埋め戻された状態を示す。

【符号の説明】

１ 掘削溝 ２ 溝壁 ３ 掘削溝の底部 ４ 袋体 ５ 袋体の側面部 ６ 袋体の頂面部 ７ 袋体のバルブ付き注排口 ８ 袋体の吊り耳部 ９ 流体の注入装置 １０ 埋設物 １１ 埋設物の底部砂袋 １２ 埋め戻し土砂 １３ 埋設管の接合作業用架台 １４ 埋設管の転がり防止治具 １５ 架台の埋設管用受溝 １６ 溝内の埋設管接合用場所 １７ 埋設管の接合作業 １８ 溝掘削手段 １９ 吊り持ち手段 ２０ 埋め戻し用ダンプトラック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 哲夫 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 平川 英一 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 埋設管の敷設深さまで溝を掘削し、該掘
   削溝内に設置した袋体に流体を注入し、該流体圧力を溝
   壁の主働土圧と受働土圧の間に維持して袋体の側面部で
   溝壁を押圧し、袋体の頂面部に埋設管を載置し、流体の
   排出により袋体を収縮させ、袋体で埋設管を支持しなが
   ら掘削溝の底部まで沈設させ、袋体を掘削溝から回収し
   た後、掘削溝を埋め戻すことを特徴とする地中埋設管の
   敷設工法。
2. 【請求項２】 埋設管相互の接合を掘削溝の上部まで膨
   張した袋体の頂面部において行なうことを特徴とする請
   求項１に記載の敷設工法。
3. 【請求項３】 埋設管相互の接合を掘削溝の底部におい
   て行なうことを特徴とする請求項１に記載の敷設工法。