JPH083818Y2 - 推進用鉄筋コンクリート管の可曲性に優れた継手構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は下水道，農業用水道など
の管路を形成する推進用鉄筋コンクリート管の継手構造
に係る。

【０００２】

【従来の技術】下水道などの管路を形成するために地表
から全長に亘って路線を開削してコンクリート管などを
布設して行く方法は工事が大がかりととなって能率が悪
く、また交通障害の原因となって容易に施工できないと
いう弊害が目立ってきた。推進工法はこれを解決するた
めに、管路の一箇所に竪坑を垂直に掘り、この竪坑内か
ら水平にコンクリート管を油圧ジャッキなどで地中へ押
し込み、次々と管を接合して推進を繰り返して非開削の
ままで地中に管路を布設して行くものである。

【０００３】コンクリート管をこの工法で布設するため
には推進力に耐える強度が必要であるため、鉄筋コンク
リート管とし、かつ遠心力成形を適用するのが周知であ
る。この推進用鉄筋コンクリート管（以下「管」とい
う）同士の接合は前記のように竪坑内で行なわれ、最も
一般的な形としては図７に示す継手構造をとる。すなわ
ち先行する管１ａの一方の管端に管の外径とほぼ同一径
の金属カラー３ａを固着する。実際の製造に当っては遠
心力成形の金型内の所定の位置へあらかじめ金属カラー
を装入しておいて金型を回転し、この中へ流動状のコン
クリートを流し込んでコンクリートが締め固まるまで回
転を続けるのであるが、金属カラーがコンクリート外周
面から離脱しないように金属カラーの内周面に環状の棒
鋼１０１を千鳥溶接によって取り付けておく。また両棒
鋼の間には熱歪みなどによって接触面に隙間が生じたと
きの漏水防止のために、水膨張性のゴムリング４１ａを
あらかじめ装入しておいて、コンクリートに埋設された
形で残るようにしておく。

【０００４】金属カラー３ａは管１ａの管端をこえて後
方へ水平に延出し延出部３３ａを形成する。後続する管
１ｂは端面同士の片当りを防ぐため発泡ポリスチロール
や木屑圧縮合板などで作ったクッション材２ａを間に挾
んで管１ａに接合する。このため延出部３３ａを遊嵌す
るための段差５ａを管の前端部に凹設する。管路は必ず
しも水平一直線とは限らず多少の屈曲や先頭の多少の蛇
行を修正しつつ前進するものであるから、この振れを吸
収するために金属カラーに対し中心へ向けても水平方向
へ向けても相当な余裕を設けて接合点での屈折を可能と
している。なお、管の接合点における漏水を防止するた
めに、図のように段差５ａの外端側にさらに深い傾斜段
差１０２を設け、ここへ止水用ゴム輪４３ａを嵌め込ん
で後続する管１ｂの前進とともに先行管の延出部３３ａ
の内面に引きずられる形で傾斜段差１０２の最内端まで
押し込まれる構成をとっている。図７の従来技術の他、
推進工法における特殊な課題の解決を目指した従来技術
も数多く提案されているが、たとえば図８（イ）に示す
実開昭６０−１０９８７号公報では、先行するパイプか
ら延出する金属カラー３ｂの内周側に止水材１０３を取
り付けてパイプの後端面より突出させ、追随するパイプ
の先端外周には周方向に凹部５ｂを形成して、凹部表面
およびパイプ先端面から突出する止水材４３ｂを取り付
けた構造であり、この継手構造によって、パイプの押圧
力を利用して良好な止水性を得たと謳っている。また、
図８（ロ）に示す実開昭５９−１４６６８３号公報で
は、あらかじめシール材４１ｃを内面にリング状に取り
付け、かつ、その周りにＶ形溝１０５を設けたカラー３
ｃの内面にコンクリートを打設して推進管のソケット部
を形成したことを特徴としている。これによって従来、
ソケット部からカラーが簡単に脱落していた欠点を防ぐ
ことができると謳っている。さらに図８（ハ）に示す実
開昭６１−１２３２８７号公報では、カラー３ｄの内側
へ湿気硬化型水膨張性ペースト状ポリウリタン樹脂１０
７を埋設したことを要旨とし、止水作用が極めて向上し
たと謳っている。さらに図９に示す特開昭５９−１３１
８３号公報では、ヒューム管の外管外側と、両ヒューム
管の接合部に嵌挿した断面がほぼＴ字形状のカラー３ｅ
の外端との間に、断面ほぼ三角形状の環状ゴムパッキン
グ１０９を設け、断面Ｔ字形のカラー３ｅの下面および
環状リブの両側面との間にも接着材によるシール１１０
を施し、かつ、両ヒューム管の対向する内管間にも環状
ゴムパッキング１１１を介装して、完全な漏水の防止を
図ったと謳っている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】推進工法は既に述べた
とおり水平一直線に管路を前進するだけとは限らず、管
路が屈曲していることもあり、推進の先導を努めるシー
ルドマシンの方向修正を受けて管の接合部で曲げ機能や
方向修正に追従する必要がある。また管端面には些少で
はあっても凹凸が許容されているから、片当りによる過
度の負荷集中を防ぐためのクッション材を挟み込んでい
る。以上の変動要因がクッション材で吸収され、金属カ
ラーの延出部と後続管の軸線とは平行状態とは限らず若
干の曲げ角度が発生できるように延出部と段差との間に
余裕を設けることが要件となる。この余裕の一例として
内径１５００mmの管の継手部においては中心方向（垂
直）への間隙Ｃ１は３mm程度、また延出部の外端と段差
の内端との（水平）間隙Ｃ２としては１２〜１５mm程度
を想定して各部分の寸法を定めている。

【０００６】このような相互の組み合わせから成立つ管
と管とが接合した状態で地中を推進して行くと管が滑動
し、特に間隙Ｃ２から土砂が流入して目詰まりを起し継
手部の曲げ機能や可撓性が阻害され前記の変動要因に追
随して行くことができずに施工精度の劣化の原因とな
る。また屈曲管路を推進するときには目地幅が広がって
止水用ゴム輪が管内に飛び出してその機能を失うばかり
か、地下水の流入が激しく工事を中断する場合すら生じ
る恐れがある。またこの場合に傾動によって目地幅の一
方が縮小し他方が拡大するが、この縮小する側について
は金属カラーの先端が段差の内端近くで流入した土砂と
衝き当ってそれ以上の屈曲を妨げ所望の曲げ角度が得ら
れなくなることがある。ここで推進工法独自に発生する
重要な要件である可曲性に焦点を絞って図８に示した各
従来技術を再検討してみると、図（イ）の従来技術につ
いては、仮にこの図の構成で推進工事を進めている最中
に管の進行に蛇行現象が現れたとすれば、屈曲のため傾
斜する前管の金属カラーの先端３４ｂと後管の止水材１
０４の接触が離れて両者の間に隙間が現れ、凹部５ｂの
一部が進行しつつ土砂に向って開口するから、その隙間
を潜って土砂が金属カラーの内部（裏側）へ侵入するこ
とは自明の理である。一旦土砂が侵入すれば直ちに凹部
は埋め尽くされて両パイプの可曲性はたちまち消滅する
から、推進工法の作業能率は一挙に低下することは言う
までもない。また、図（ロ）の従来技術の実施例では、
スピゴット側の段差面５ｃに殆ど届くまでカラーのＶ形
溝１０６の先端が迫っているから、カラーが少し傾斜し
ても段差面に衝突してそれ以上の屈曲を許さず、推進工
事で実際上は不可避とも言える管継合部の蛇行現象に殆
ど追随することができないことは明らかである。さらに
図（ハ）の従来技術については、実施例で他方の管のス
ピゴット側に段差５ｄを周設し、この段差面とカラーの
延出部３３ｄとの間にガスケット１０８を嵌入している
が、カラーの先端と段差の間に図のような隙間Ｃが開い
ているから、推進時に土砂がフリーパスの状態で侵入す
ることは言うまでもなく、膠着すれば可曲性が殆ど失わ
れることも想像に難くない。図９の従来技術でも両管の
接合面間にＴ字形のカラー１１０を接着材で固着してい
る以上、最早、前後の管は一体的に共動きせざるを得な
いし、さらに屈曲を強行すれば両者間の接着材を剥離さ
せて固定した両者の接合を解除しなければ動きようがな
い。さらに屈曲を強行するにつれて何れか一方のカラー
端部が浮き上がり、環状ゴムパッキング１０９との間に
隙間が生じて土砂が流れ込むことも先の図８（イ）の場
合と何の変るところもない。推進工法の実態は近年著し
い変貌を遂げたことを見逃してはならない。これは竪抗
内から地中へほぼ水平に押し込む油圧ジャッキの性能を
はじめ、推進工法およびその周辺技術の著しい発展によ
って、近年は一度に５００メートルにも及ぶ長距離の推
進施工が可能となり、従来の直線施工だけ対象とすれば
足りた技術要件に、カーブ進路という新しい命題が浮上
してきたから、カーブ進路への対応は従来とは比較にな
らない程の重要な課題となっている。このように推進工
法の進行には避けて通れない進路の屈曲とその修正の繰
り返しという特殊な条件に適応するためには、管の継手
部に如何に可曲性を具えるか、また、屈曲時に土砂の流
入が完全に阻止できるかという二点が、新しい推進工法
用継手の価値を左右するチェックポイントとなる。

【０００７】その他、金属カラーが管端から離脱しない
ように２本の環状棒鋼を溶接しているが、加工が煩瑣で
労力と時間を要する点も課題であり、止水用ゴム輪を深
い傾斜段差へ嵌合しただけではなお離脱防止が必ずしも
万全ではなかったという点も改善を要する課題である。
本考案は以上に述べた課題を解決するために、屈曲管路
や管路修正に容易に追随する推進用鉄筋コンクリート管
の可曲性に優れた継手構造の提供を目的とし、適当な可
曲性（フレキシブィリティ）を継手部に与えるために、 金属カラーの延出部と後続管先端の段差との間に適当
な間隙があること しかし、推進中の屈曲時にその間隙内へ土砂が侵入し
ないこと の２点が共にに両立することを要件として構成を組み立
てたのである。何故ならば土砂の侵入を屈曲時にも阻止
するためには、特にその目的で取り付けられた可撓性の
環状体が、不均衡な変形にも十分に耐えつつ凹溝内に拘
束され、継手面の傾斜に伴うカラーの傾斜があっても段
差とカラー間の中空部分の封止状態を確実に維持すると
いう機能が必須であり、折角の段差による自由な遊嵌性
が、土砂の侵入によって間隙が埋められてしまえば完全
に消滅し、固定した継手と何ら変らない結果に終るから
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案に係る推進用鉄筋
コンクリート管の可曲性に優れた継手構造は、先行する
推進用鉄筋コンクリート管１Ａと後続管１Ｂの接続面間
にクッション材２を介装し、段差５の前端側には止水用
ゴム輪４３を嵌入した凹溝５２を、また同じく後端側に
は土砂流入防止リング４２を弾性変形自在に嵌入した凹
溝５１をそれぞれ刻設し、かつ、土砂流入防止リング４
２は、金属カラー３の延出部３３と段差５との間隙およ
びクッション材２によって許容される両管継合部の最大
屈曲角度に対しても延出部先端３４と上面の何処かで常
に圧接する高さと長さを具えたことによって前記の課題
を解決した。

【０００９】またより具体的には凹溝へ嵌合した変形前
の土砂流入防止リングの少なくとも一部の外径が金属カ
ラーの外径とほぼ等しいことや、推進用鉄筋コンクリー
ト管外周面と固着した金属カラーとの接触面に金属カラ
ーから中心へ向け少なくとも２本の環状突起を膨出し、
該突起間に水膨張性ゴムを取り付けたことも課題解決上
有効な手段であることを示した。

【００１０】

【作用】この構成によって課題であった間隙Ｃ２は土砂
流入防止リングによってその開口部分が完全に密閉され
る。土砂流入防止リングは可撓性のゴムなど変形自在の
弾性体であるから、継手部の曲げ角度の大小に伴う間隙
Ｃ２の増減に対応して変形量を増減し封止作用を維持で
きるから、間隙Ｃ１，Ｃ２内へ土砂などの挾雑物が侵入
する恐れが全く解消し、設定されたとおりの曲げ特性を
常に保持して継手部の角度の変動に追随して行く。継手
は金属カラー３の延出部３３と段差５との間隙およびク
ッション材２によって許容される両管継合部の最大屈曲
角度を特定されているが、その限界の屈曲に遭遇した場
合でも、土砂流入防止リングは傾斜する延出部先端３４
と上面の何処かで常に圧接する高さと長さを予め与えら
れているから、延出部と段差の間にある環状の中空部へ
土砂が流入する通路の開口することを阻止し、常にこの
中空部の封止機能を維持する作用が特徴である。

【００１１】

【実施例】図１は本考案の実施例を示す縦断面図であ
り、管１Ａと管１Ｂとはクッション材２を挟んで隣接し
矢印方向への推進力を水平に受けて共に地中を前進して
行く。金属カラー３は通常は鋼製円筒体であるが、最近
は耐食性の高いステンレス鋼製も要請される場合があ
る。この実施例では内向きに２本の環状突起３１，３２
を膨出して、管外周面と金属カラー内周面との係合を強
化し離脱防止に有効な作用をロール加工のような簡単な
工作によって得ることができる。この突起間に水膨張性
のゴムリング４１を埋設するのは従来の技術と同様であ
る。金属カラー３の先端は管１Ａの管端をこえ、ほぼ同
一外径を保ったまま水平に延出して延出部３３となる。
一方後続する管１Ｂの管端には段差５を設け延出部３３
を余裕を以て遊嵌する。さらにこの段差の最奥部には凹
溝５１を、また最外端近くには凹溝５２をそれぞれ段差
基準面よりさらに深く掘り込み、凹溝５１には土砂流入
防止リング４２を、また凹溝５２には止水用ゴム輪４３
をそれぞれ嵌合する。特に土砂流入防止リング４２は可
撓性の弾性体によって製作し凹溝５１内で変形自在に嵌
合しているから、継手部分における屈曲によって間隙Ｃ
１，Ｃ２が変動しても常にそれに応答して変形し、コン
クリート管が推進中の蛇行によって最大の許容屈曲角度
に達しても、金属カラー延出部先端３４とは上面のどこ
かで圧接しているので、延出部と段差面の間隙部分が管
の外周部で開口連通することを完全に阻止する。止水用
ゴム輪４３についても従来の傾斜段差だけの拘束に比べ
るとより確実に管外周面で係合して離脱の恐れを大幅に
軽減している。

【００１２】個々の部材は推進工法を実施する現場の土
質や屈曲の程度によって最も適当なものを選んで使用す
る。図２は止水用ゴム輪４３の一例を示す断面図であ
り、金属カラーの内面と強く圧着できるように数本の突
条を周囲に突設した弾性ゴムからできている。また図３
（イ）〜（ニ）は土砂流入防止リング４２の種々の断面
図を例示したもので、図（イ）はスポンジゴムの一体
物、他は何れも中空の弾性ゴムで製作され、何れも共通
する点は凹溝５１内へ嵌合したとき、未変形の状態で一
部または全部の外径が金属カラーの外径とほぼ等しいこ
とで、土砂流入を防止する機能として最も望ましい態様
である。

【００１３】図４（イ），（ロ）は推進工法の接合時に
おける状態の変化を示したもので、図（イ）は先行する
管１Ａへ後方（図の右側）から後続管１Ｂが水平に接近
しつつある状態を示し、図（ロ）は両管の接合が終り、
後方からの推進力を受けて共に前進している状態であ
る。図５は方向修正時や屈曲推進の継手部の状況の一部
を示すものであり、目地幅が拡大した時の土砂流入防止
リングの働きを示したものである。図６（イ），（ロ）
は継手における最大の曲げ角度を例示したものであって
俯角，仰角ともに土砂の流入に妨げられることなく常に
最初の設定とおりの最大曲げ性を維持している。特に図
（ロ）のような最大の仰角となった屈曲時においても、
金属カラー延出部の先端３４と土砂流入防止リング４２
との圧接が維持されて空隙の発生する機会を許さないか
ら、段差と金属カラー間へ土砂の侵入する余地を完全に
断つ。

【００１４】

【考案の効果】本考案に係る管の継手構造は推進工事中
の屈曲管路や管路修正への対応が完全に同調し、この機
能は工事が完了するまで劣化することなく常に保たれて
いる。このような基本的な推進工法独特の課題とその対
策を講じた構造に対し、従来技術は殆ど注意を払わず、
工事現場の切実な要望に応えていなかったことは、引例
始め他の多くの従来技術を通覧すれば直ちに理解できる
ことである。本願考案の特異な課題の摘出と、これの解
決を目指した特異な構成は、このような背景から生れた
ものであり、他の従来技術には認められない独自の効果
をもたらす理由もここにある。なお、実施例特有の効果
としては、止水用ゴム輪の離脱防止がより確実となるこ
とや、金属カラーが管から離脱するのを防止するための
構造が簡単で煩瑣な手作業を省くことができることが挙
げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図である。

【図２】止水用ゴム輪の縦断面図である。

【図３】（イ）〜（ニ）によって土砂流入防止リングの
種々の実施例を示す縦断面図である。

【図４】（イ），（ロ）によって管を接合するときの変
化を示す縦断面図である。

【図５】地中における土砂流入防止リングの働きを示す
縦断面図である。

【図６】（イ），（ロ）によって継手部における最大の
曲げ機能を示す縦断面図である。

【図７】従来の技術を示す縦断面図である。

【図８】（イ）（ロ）（ハ）によってそれぞれ別の従来
技術を示す縦断一部正面図である。

【図９】さらに別の従来技術を示す縦断一部正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 推進用鉄筋コンクリート管 ２ クッション材 ３ 金属カラー ５ 段差 ３１ 環状突起 ３２ 環状突起 ３３ 延出部 ３４ 先端 ４１ ゴムリング（水膨張性） ４２ 土砂流入防止リング ４３ 止水用ゴム輪 ５１ 凹溝 ５２ 凹溝 Ｃ１ 間隙（垂直方向） Ｃ２ 間隙（水平方向）

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の管端部は管の外径とほぼ同一径の金
   属カラーを被装固着し、金属カラーはさらに管端を越え
   てそのまま水平に延出した延出部を有し、他方の管端部
   は前記延出部が傾動可能に遊嵌できるように縮径した段
   差を外周面に凹設し、該段差内の外端側に止水用ゴム輪
   を介装して継合する推進用鉄筋コンクリート管の継手構
   造において、先行する推進用鉄筋コンクリート管１Ａと
   後続管１Ｂの接続面間にクッション材２を介装し、段差
   ５の前端側には止水用ゴム輪４３を嵌入した凹溝５２
   を、また同じく後端側には土砂流入防止リング４２を弾
   性変形自在に嵌入した凹溝５１をそれぞれ刻設し、か
   つ、土砂流入防止リング４２は、金属カラー３の延出部
   ３３と段差５との間隙およびクッション材２によって許
   容される両管継手部の最大屈曲角度に対しても延出部先
   端３４と上面の何処かで常に圧接する高さと長さを具え
   たことを特徴とする推進用鉄筋コンクリート管の可曲性
   に優れた継手構造。
2. 【請求項２】請求項１において凹溝へ嵌合した変形前の
   土砂流入防止リングの少なくとも一部の外径が金属カラ
   ーの外径とほぼ等しいことを特徴とする推進用鉄筋コン
   クリート管の可曲性に優れた継手構造。
3. 【請求項３】請求項１又は２において推進用鉄筋コンク
   リート管外周面と固着した金属カラーとの接触面に金属
   カラーから中心へ向け少なくとも２本の環状突起を膨出
   し、該突起間に水膨張性ゴムを取り付けたことを特徴と
   する推進用鉄筋コンクリート管の可曲性に優れた継手構
   造。