JPH08312854A - 鋼管の連結構造および鋼管の連結挿入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業性および確実性に優れ、現場作業員
の安全性を十分確保できる、鋼管の連結構造および鋼管
の連結挿入工法を提供すること。 【構成】 一方の鋼管１の連結端部に設けたメス部
３内に、他方の鋼管１の連結端部に設けたオス部２を嵌
合させて連結する構造であって、前記メス部３は、鋼管
１の内周部側に凹部３２及び凸部３１を形成してなり、
前記オス部２は、鋼管１の外周部側に、前記メス部３の
凹部３２及び凸部３１と嵌合する凸部２３１及び凹部２
１を形成し、かつ鋼管１の端面から軸方向に複数のスリ
ット２２を開設して複数の短冊体２３を形成し、鋼管径
を拡縮可能に構成したことを特徴とする、鋼管の連結構
造およびこれを用いた連結挿入工法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺先受工法やパイプ
ルーフ工法等により土留めを行う際の、鋼管の連結構造
および鋼管の連結挿入工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘削等において、切羽前方およ
び上方の脆弱地山の崩落を防止するため土留め工法の一
例である長尺先受工法またはパイプルーフ工法の実施が
知られている。長尺先受工法およびパイプルーフ工法
は、例えば切羽前方の脆弱地山の斜上方に向けて複数の
孔を開設し、各孔内へ表面に多孔を形成した注入パイプ
等の鋼管を夫々挿入する。鋼管挿入後、鋼管内に固化剤
を注入することにより、鋼管表面に形成した孔より周囲
の地山に固化剤を浸透させて掘削予定の脆弱地山の補強
を施す方法が知られている。この際、狭小なトンネル坑
内において大深度用の全長が長い鋼管をそのまま圧入装
置により孔内に挿入するのは不可能である。そこで、鋼
管を短く分割して用いることが知られている。鋼管は、
狭小なトンネル坑内で取扱性が良好であり、圧入装置に
装着可能な寸法に分割する。さらに分割した鋼管の端部
には、夫々オス、メスの連結用ネジ部が形成してある。
この連結用ネジ部を利用して圧入装置により挿入した分
割鋼管に、現場で次の分割鋼管を螺合し、また挿入する
工程を繰り返し行うことにより、所定深度の全長に亘っ
て鋼管を配置する方法が広く知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】前記した従来の長尺
先受工法およびパイプルーフ工法には次のような問題点
がある。 ＜イ＞ ネジ式で分割した鋼管を連結する場合、狭小、
且つ暗所であるトンネル坑内において、鋼管をネジの螺
合により連結しなければならない。ネジ式の場合、オス
ネジとメスネジの軸心を直線上に並べて螺合しなければ
完全連結ができないため、鋼管の軸心合わせおよび連結
に手間がかかり坑内での取扱性が悪い。 ＜ロ＞ 仮に鋼管と鋼管の軸心が少しでもずれた状態で
ネジ部の螺合を行うと、オスネジがずれたままメスネジ
に噛み込んでしまい、鋼管の連結部であるネジ山を壊し
てしまう。 ＜ハ＞ 斜上方の脆弱地山の補強を行うため、地山中に
挿入する分割した鋼管と鋼管とをネジ部の螺合により連
結する場所はトンネル内の上方に位置する。従って、鋼
管連結のため狭く小い仮設足場を組んで、作業員が手作
業により鋼管の位置決め等を高所で行う。暗いトンネル
の上方で足場が不安定な状態にありながら、取扱性の悪
いネジ式の鋼管を連結するため、作業員の落下等の重大
事故が発生する危険性が非常に高い。

【０００４】

【本発明の目的】本発明は以上の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、作業性お
よび確実性に優れ、現場作業員の安全性を十分確保でき
る、鋼管の連結構造および鋼管の連結挿入工法を提供す
ることにある。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は、長尺先受工
法やル−フパイプ工法等に用いる分割した鋼管の連結構
造において、一方の鋼管の連結端部に設けたメス部内
に、他方の鋼管の連結端部に設けたオス部を嵌合させて
連結する構造であって、前記メス部は、鋼管の内周部側
に凹部及び凸部を形成してなり、前記オス部は、鋼管の
外周部側に、前記メス部の凹部及び凸部と嵌合する凸部
及び凹部を形成し、かつ鋼管の端面から軸方向に複数の
スリットを開設して複数の短冊体を形成し、鋼管径を拡
縮可能に構成したことを特徴とする、鋼管の連結構造で
ある。

【０００６】さらに、前記した鋼管の連結構造を有する
鋼管の連結挿入工法において、地山に穿孔した孔内に前
記鋼管を挿入する工程と、この挿入した鋼管の前記メス
部あるいは前記オス部と、次に挿入する鋼管の前記オス
部あるいは前記メス部とを連結する工程と、前記次に挿
入する鋼管を孔内に挿入する工程とを１サイクルとし、
このサイクルを任意回数行い鋼管を２本以上連結して地
山中に挿入することを特徴とした、鋼管の連結挿入工法
である。

【０００７】

【実施例１】以下図１を参照しながら本発明の鋼管の連
結構造の一実施例について説明する。＜イ＞鋼管の連結
オス部 本発明の鋼管１の一方端部には、連結オス部２が形成し
てある。連結オス部２は、鋼管１の外径より薄圧に形成
した管体であり、後述する連結メス部３に差し込んで嵌
合する連結部である。連結した鋼管１，１の外径は、連
結オス部２と連結メス部３を嵌合した際に外周面および
内周面が一致する寸法を呈する。連結オス部２の外周に
は、円周方向に沿って凹状溝２１が連続して形成してあ
る。凹状溝２１は、後述する連結メス部３の内周に形成
した凸状堤３１と合致する寸法を呈する。

【０００８】連結オス部２の端部には、鋼管１の軸線方
向に沿って複数のスリット２２が形成してある。各スリ
ット２２は、連結オス部２の端部に開放する形状を呈
し、各スリット２２の間に短冊体２３を形成している。
短冊体２３は、前述した凹状溝２１を横断する板体であ
り、その開放端の外周には係止堤２３１が形成してあ
る。短冊体２３の係止堤２３１は、後述する連結メス部
３の係合溝３２と合致する寸法に形成する。即ち、前述
した凹状溝２１と係止堤２３１とが、連結メス部３の凸
状堤３１と係合溝３２とに嵌合することにより鋼管１，
１が連結・固定する。また連結オス部２には、人力ある
いは機械の使用のどちらでも連結メス部３との嵌合を容
易にするために、前述した複数のスリット２２が形成し
てある。このスリット２２の空間を縮めることにより、
鋼管１，１を容易に嵌合し、且つスリット２２の空間の
戻りバネ力により鋼管１，１の連結力を高めている。

【０００９】＜ロ＞鋼管の連結メス部 本発明の鋼管１の前述した連結オス部２とは他方の端部
には、連結メス部３が形成してある。連結メス部３は、
連結オス部２より内径を大きく形成した管体であり、前
述した連結オス部２を収容して嵌合するための連結部で
ある。連結メス部３の内周には、円周方向に沿って凸状
堤３１が連続して形成してある。凸状堤３１は、前述し
た連結オス部２の外周に形成した凹状溝２１と合致する
寸法を呈する。凸状堤３１と隣接して、鋼管１の円周方
向に沿って係合溝３２が形成してある。 係合溝３２
は、連結オス部２の短冊体２３の端部に形成した係止堤
２３１と合致する寸法に形成する。係合溝３２に係止堤
２３１が嵌合することにより、鋼管１，１を連結した際
に、係止堤２３１が係止溝３２に引っ掛かり連結解除を
防止する。

【００１０】

【作用】図２、３を参照して前述した鋼管の連結構造を
使用した本発明の鋼管の連結挿入工法の作用についてト
ンネル掘削時の一例について説明する。 ＜イ＞穿孔作業 トンネル掘削等の切羽４１の斜上方や前方の脆弱地山４
を補強するために、長尺先受工法あるいはパイプルーフ
工法を実施する。地山補強を行うために切羽４１の斜上
方や前方に配置する鋼管を挿入するための穿孔作業を行
う。穿孔作業は、従来公知である各種の工法により行う
ことができる。即ち、ドリフタ等の穿孔機（図示せず）
により補強予定の脆弱地山４の所定深度まで掘削を行い
鋼管挿入用の孔４２を開設する。開設する孔４２の本数
および深度等は、各現場毎に適宜選択する。

【００１１】＜ロ＞鋼管の挿入 穿孔機により開設された夫々の孔４２に鋼管を挿入して
配置する。鋼管は、通常のパイプ体を呈するものや、周
面に多数の孔を開設したもの等を目的および用途に応じ
て選択することができる。鋼管の挿入は、坑内５より圧
入機６を利用する公知工法で行うことが可能である。こ
の際、作業坑内５は非常に狭小な空間であるため、所定
深度分の鋼管を一度に挿入して配置することは不可能で
ある従って、坑内５での取回しが十分可能であり、且つ
圧入機６に装着できる寸法を呈する分割鋼管１を複数本
連結して孔４２内に挿入する。

【００１２】＜ハ＞鋼管の連結 圧入機６により１本目の分割鋼管１の後端部が孔４２の
開口付近にくるまで押し込んで挿入する。孔４２の開口
近傍には、予め仮設足場７等を組んでおき、ここで分割
鋼管１と分割鋼管１の連結作業を行う。分割鋼管１と分
割鋼管１との連結は、圧入機６に装着した２本目の分割
鋼管１の先端に形成した連結オス部２（あるいは連結メ
ス部３）の軸心を１本目の分割鋼管１の後端部に形成し
た連結メス部３（あるいは連結オス部２）の軸心に合わ
せる。各連結部２（３），３（２）の連結位置を決定す
ると、２本目の分割鋼管１に押込力を与える。連結オス
部２の各スリット２２が押込力により収縮し、連結オス
部２が連結メス部内に収容される。

【００１３】続いて、連結オス部２の凹状溝２１と短冊
体２３の係止堤２３１が、連結メス部３の凸状堤３１と
係合溝３２に夫々嵌まり込み、スリット２２のバネの戻
り作用により固定される。このように連結オス部２（あ
るいは連結メス部３）は、連結メス部３（あるいは連結
オス部２）に嵌合される。この際、分割鋼管１同士の軸
心に多少のズレが生じたとしても、ネジ式と違い連結オ
ス部２が連結メス部３に少しでも挿入されていれば、後
方からの押込力によりズレが補正され分割鋼管１同士を
完全に嵌合することができる。以上の工程を繰り返し
て、連結した分割鋼管１を所定深度まで到達させると孔
内４２への鋼管の挿入・配置が終了する。

【００１４】＜ニ＞固化材の注入 上記した工程を終了した後に、鋼管１の強度を引き上げ
るため、または鋼管１周囲の脆弱地山４の地盤改良を行
うために、コンクリート、ウレタン等を鋼管１内部注入
を実施することが考えられる。

【００１５】

【実施例２】本発明の鋼管の連結構造および鋼管の連結
挿入工法は、上記で説明してきたようなトンネル等の切
羽前方の脆弱地山補強工法に用いる一例に限らず、鋼管
等のパイプ体を連結する公知のあらゆる工法に採用する
ことが考えられる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。 ＜イ＞ 従来公知であるネジ式の連結方法と比較して、
連結部にバネ力を利用することにより、バネの許容範囲
内なら連結部の軸心を正確に合わせる必要がないため連
結作業が容易となり作業性も良好となる。 ＜ロ＞ 前述した理由から鋼管同士を容易に連結するこ
とができるため、トンネル坑内の高所での作業性が向上
し、作業時間も大幅に短縮される。 ＜ハ＞ 高所での作業時間が大幅に短縮されたため、作
業員の落下等の重大事故発生の危険も減少し安全性が向
上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る鋼管の連結構造の説明図

【図２】 鋼管の連結挿入工法における鋼管挿入時の説
明図

【図３】 鋼管の連結挿入工法における鋼管連結時の説
明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲野 定 大阪府大阪市中央区北久宝寺町２−４−２ 日清紡績株式会社大阪支社内 (72)発明者 千家 秀雄 東京都足立区西新井栄町１−18−１ 日清 紡績株式会社東京工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺先受工法やル−フパイプ工法等に
   用いる分割した鋼管の連結構造において、 一方の鋼管の連結端部に設けたメス部内に、他方の鋼管
   の連結端部に設けたオス部を嵌合させて連結する構造で
   あって、 前記メス部は、鋼管の内周部側に凹部及び凸部を形成し
   てなり、 前記オス部は、鋼管の外周部側に、前記メス部の凹部及
   び凸部と嵌合する凸部及び凹部を形成し、かつ鋼管の端
   面から軸方向に複数のスリットを開設して複数の短冊体
   を形成し、鋼管径を拡縮可能に構成したことを特徴とす
   る、 鋼管の連結構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の鋼管の連結構造を有
   する鋼管の連結挿入工法において、 地山に穿孔した孔内に前記鋼管を挿入する工程と、 この挿入した鋼管の前記メス部あるいは前記オス部と、
   次に挿入する鋼管の前記オス部あるいは前記メス部とを
   連結する工程と、 前記次に挿入する鋼管を孔内に挿入する工程とを１サイ
   クルとし、 このサイクルを任意回数行い鋼管を２本以上連結して地
   山中に挿入することを特徴とした、 鋼管の連結挿入工法。