JPWO2016120961A1 - 不断流工法 - Google Patents

Abstract

本不断流工法は、密閉ケースで既設管の一部を囲繞し、密閉ケースの突出管部と穿孔機との間に作業弁が介在されていないノンバルブ状態で、密閉ケースに穿孔機を接続し、穿孔機のホールソーで突出管部における既設管の部位に円形の開孔を形成し、開孔を突出管部が完全に越える位置まで、Ｔ字管および穿孔機を既設管の周方向に回転させ、回転後に、突出管部に既設管内の流体の圧力が負荷されるのをシールパッキンにより阻止したシール状態を維持し、シール状態において、穿孔機を突出管部から取り外す。

Description

本発明は既設管内を流れる流体の流れを止めることなく、前記既設管に所定の工事を行う不断流工法に関する。

従来より、不断流下においてバタフライ弁を管路に挿入する工事がなされている（特許文献１）。
しかし、既設の配管（既設管）から分岐を取り出す工事においては、作業用バルブとしてバタフライ弁を用いることができず、仕切弁が作業用のバルブとして採用されている。

また、分岐の配管にバタフライ弁を設けることも提案されている（特許文献２および３）

ＪＰ２００４−１２５０９０ Ａ（フロントページ） ＪＰ２００１−１２６７８ Ａ（図１〜図３） ＪＰ２００１−１２６７９ Ａ（図１〜図３）

しかし、前記先行技術では管路に設置するバタフライ弁とは別の作業用のバルブが必要である。かかる問題はバタフライ弁の設置だけでなく、不断流工法の全般において生じている。

本発明の目的は作業用の仕切弁を用いることなく行える不断流工法を提供することである。

本発明は、ホールソーを備えた穿孔機で、既設管の管壁の一部を穿孔して前記管壁に開孔を形成するためのＴ字管を用いた不断流工法であって、
前記Ｔ字管は、
前記既設管の周方向に分割され前記既設管の一部を囲繞する複数個の分割ケースと、前記複数の分割ケースのうちの第１分割ケースに一体に形成され前記既設管の径方向に突出する突出管部とを有する密閉ケースと、
前記開孔を包含する領域において前記密閉ケースの内周面と前記既設管の外周面との間をシールする少なくとも１つのシールパッキンとを備え、
前記不断流工法は、
前記密閉ケースで前記既設管の一部を囲繞する工程と、
前記密閉ケースの突出管部と前記穿孔機との間に作業弁が介在されていないノンバルブ状態で、前記密閉ケースに前記穿孔機を接続する工程と、
前記穿孔機のホールソーで前記突出管部における前記既設管の部位に円形の前記開孔を形成する穿孔工程と、
前記穿孔工程の後に、前記開孔を前記突出管部が完全に越える位置まで、前記Ｔ字管および前記穿孔機を前記既設管の周方向に回転させる第１回転工程と、
前記回転後に、前記突出管部に前記既設管内の流体の圧力が負荷されるのを前記シールパッキンにより阻止したシール状態を維持するシール工程と、
前記シール状態において、前記穿孔機を前記突出管部から取り外す工程と、を備える。

本発明によれば、ノンバルブの状態で不断流工事を行うことができ、作業用仕切弁等を用いないため、下記の利点が得られる。
（１）第１分割ケースと穿孔機との間に前記作業用仕切弁が介在されておらず、そのため、穿孔のためのストロークが著しく短くなる。したがって、穿孔機の著しい小型化が可能となる。
（２）また、前記作業用仕切弁が介在されておらず、そのため、前記ホールソーと既設管との間に確保すべきクリアランスΔ（図１）の誤差（製品誤差の累積）が小さくなる。したがって、前記クリアランスを予め小さく設定でき、前記ストロークが更に短くなる。
（３）また、開孔の形成後にＴ字管を既設管の管軸方向ではなく、既設管の周方向に回転させる。そのため、Ｔ字管が前記管軸方向に長くなるおそれもない。
（４）また、第２分割ケース内にロータリー弁を設けた装置に比べＴ字管の内径が大きくなることもない。

図１は本発明方法の一実施例にかかるＴ字管を示す横断面図である。 図２Ａ、図２Ｂお図２Ｃは、それぞれ、不断流穿孔工法を示す横断面図である。 図３Ａおよび図３Ｃは、それぞれ、不断流工法を示す横断面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、Ｔ字管にバタフライ弁を接続する工程を示す横断面図である。 図５Ａは第１分割ケースの背面図、図５Ｂおよび図５Ｃは、それぞれ、ケース用パッキンの正面図および側面図である。 図６Ａはケース用パッキンおよび第１分割ケースを示す分解斜視図、図６Ｂは、リングパッキンおよび第１分割ケースを示す分解斜視図、図６Ｃはこれらの両パッキンを第１分割ケースに装着した状態を示す斜視図である。 図７Ａおよび図７Ｂは他の実施例にかかる工法の一部を示す横断面図である。

好ましくは、前記穿孔機を取り外した突出管部にバタフライ弁を接続する工程と、
前記バタフライ弁の閉弁状態の弁体が前記開孔を覆う位置まで前記バタフライ弁および前記Ｔ字管を前記既設管の周方向に回転させる第２回転工程とを更に備える。

この場合、複雑な装置を用いることなく、Ｔ字管に直接バタフライ弁を取り付けることができる。

好ましくは、前記第１回転工程では前記Ｔ字管および前記穿孔機を前記周方向の第１方向に第１角度だけ回転させ、
前記第２回転工程では前記Ｔ字管および前記バタフライ弁を前記第１方向とは反対の第２方向に前記第１角度と同程度回転させる。

この場合、回転量の両端部を決めるストッパを用いることで、開孔の位置が突出管部に合致する。

好ましくは、前記既設管は地中に埋設された既設管が掘削により部分的に露出されており、
前記穿孔工程において前記穿孔機の軸線は前記既設管の管軸方向に直交する水平方向に設定され、
前記第１回転工程において、前記Ｔ字管および前記穿孔機が前記周方向の上方に向かう前記第１方向に回転される。

この場合のように、上水道の管路などでは一般に地中に埋設され、そのため、工事を行うには掘削により水道管を露出させる。本実施態様では作業用仕切弁が不要で、かつ、穿孔機が小型化され、そのため、前記掘削すべきピットの大きさが従来に比べ小さくなる。

好ましくは、前記少なくとも１つのシールパッキンは、
前記第１分割ケースおよび前記第１分割ケースの他の分割ケースにそれぞれ装着され、前記分割ケース同士の間をシールすると共に、前記密閉ケースの内周面と前記既設管の外周面との間をシールするケース用パッキンと、
前記第１分割ケースにおける前記開孔の外周囲に装着され、前記第１分割ケースにおける前記突出管部と前記既設管との間をシールするリングパッキンとを備え、
前記シール工程において、前記リングパッキンが前記シール状態を維持する。

この場合、ケース用パッキンよりもリングパッキンの方が小さい領域をシールする。そのため、第１回転工程における回転角が小さくなる。

前記リングパッキンは必ずしも設けられなくてもよい。例えば２つのケース用パッキンの管軸方向に伸びる部分同士は互いに接触しているが、当該両ケース用パッキンの部分がケース用パッキンの全長にわたって既設管に接触して、第１分割ケースと第２分割ケースとの間がシールされている場合、前記リングパッキンは不要である。しかし、この場合、前記第１回転工程における第１角度が大きくなる。

１つの前記各実施態様または下記の実施例に関連して説明および／または図示した特徴は、１つまたはそれ以上の他の実施態様または他の実施例において同一または類似な形で、および／または他の実施態様または実施例の特徴と組み合わせて、または、その代わりに利用することができる。

本発明は、添付の書類を参考にした以下の好的な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲のみによって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。

実施例１：
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１〜図６Ｃは実施例１を示す。本発明の不断流工法の説明に先立って同工法に用いる装置について説明する。

分岐装置（Ｔ字管の一例）２
図１に示す分岐装置２は、図１および図２Ａ〜図２Ｃに示すように、ホールソー４を備えた穿孔機３で、管内に流体（たとえば、水等）が流れている状態で、既設管１の管壁１２の一部を穿孔し、当該既設管１から分岐を取り出す不断流穿孔に用いるものである。

図１に示すように、分岐装置２は、既設管１を囲繞する密閉ケース２０を有している。前記密閉ケース２０は、既設管１の周方向Ｒに分割された第１および第２分割ケース２１，２２と、第１分割ケース２１に一体に形成され、既設管１の管径方向Ｃに突出して分岐する分岐管部２７とを備えている。

分割ケース２１，２２：
前記第１および第２分割ケース２１，２２は、分岐管部２７の軸線２７Ｌに略直交する仮想平面に沿って分割されている。両分割ケース２１，２２は、既設管１に対して既設管１の管径方向Ｃの両側方から外嵌装着され、結合部２５を組立ボルト６１により締結されて、組み立てられる。

各分割ケース２１，２２は、既設管１の外周面１３に概ね沿って湾曲した内周面２９を備えている。各分割ケース２１，２２の結合部２５および内周面２９における前記既設管１の管軸方向の両端部には、それぞれ、図５Ａおよび図６Ａに示す溝状のパッキン装着部２４が形成されている。該パッキン装着部２４には、ケース用パッキン（ゴムパッキン）３１が装着され、図１の既設管１密閉ケース２０との間や、第１分割ケース２１と第２分割ケース２２との間がシールされる。なお、前記組み立て状態では、既設管１の管軸方向における分割ケース２１，２２の両端部がケース用パッキン３１により既設管１の外周面１３にそれぞれシールされる。

分岐管部２７：
図１に示すように、前記分岐管部２７のたとえばフランジのような継手部７１には、穿孔機３が取り付けられる。図２Ｂのように、ホールソー４が分岐管部２７の分岐孔２８を通って、既設管１の管径方向に延びる穿孔方向Ｃ１に向って送り込まれることで、図２Ｃに示すように、既設管１の管壁１２が切削されて、該既設管１に円形の開孔１１が穿孔される。

ホールソー４の回転中心には、該ホールソー４の位置決めを行うためのセンタードリル４１が既設管１に向って突出して設けられている。なお、図示していないが、前記ドリル４１には湾曲した切片１４が脱落するのを防止する周知のスナップリングが設けられてもよい。

図６Ａの前記第１分割ケース２１には、前記ケース用パッキン３１とは異なる図６Ｂのリングパッキン（ゴムリング）３０が装着される。このリングパッキン（ゴムリング）３０は前記第１分割ケース２１における図２Ｃの前記開孔１１の外周囲に装着され、前記第１分割ケース２１における円筒状の部位２６と前記既設管１との間をシールする。

より詳しくは、図５Ａおよび図６Ｂに示すように、前記第１分割ケース２１における既設管１（図１）に対面する内周面２９には、円形状のパッキン装着部２３が形成されている。このパッキン装着部２３は溝状で、前記分岐孔２８に近接する前記部位２６の内周面２９に設けられている。このパッキン装着部２３には前記リングパッキン（ゴムリング）３０が接着ないし焼付け等で固く付着されている。

不断流工法：
つぎに、図１の前記分岐装置２を用いた工法について説明する。
まず、図１の既設管１内に流体が流れている状態で、該既設管１の外周面１３を囲繞するように分岐装置２を取り付ける。この取り付け後、作業者は、組立ボルト６１により両分割ケース２１，２２を組み立てる。

その後、図２Ａに示すように、作業者は、分岐管部２７の継手部７１に、穿孔機３の継手部３３をボルト３２を用いて取り付ける。こうして、分岐装置２は、既設管１の一部を気密状態で囲繞する。この気密状態において、前記分岐管部２７と穿孔機３との間には、作業用の弁が介在されていない。すなわち、ノンバルブの状態である。

前記囲繞後、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、ホールソー４を回転させながら既設管１に向って穿孔方向Ｃ１に移動させると、センタードリル４１が既設管１の管壁１２を切削し、該センタードリル４１を中心に回転するホールソー４が既設管１に対して位置決めされる。その後、図２Ｂに示すように、ホールソー４によって既設管１の管壁１２の一部が切り取られ図２Ｃの開孔１１が形成される。前記センタードリル４１およびホールソー４による穿孔後、図２Ｃに示すように、ホールソー４を退避方向Ｃ２に移動させる。

図２Ｂおよび図２Ｃの状態においては、既設管１内の流体が分岐管部２７内に流入する。しかし、リングパッキン（ゴムリング）３０は既設管１と第１分割ケース２１とに接触しており、前記分岐管部２７と第２分割ケース２２との間をシールしている。したがって、既設管１内の流体は分岐管部２７の外へ漏れ出るおそれはない。

更に、同状態において、ケース用パッキン３１は第１分割ケース２１と第２分割ケース２２との間をシールすると共に密閉ケース２０と既設管１との間をシールする。したがって、万一、既設管１内の流体が分岐管部２７内から第２分割ケース２２に漏れても、既設管１内の流体は分岐装置２の外へ漏れ出るおそれはない。

図２Ｃの前記穿孔工程の後に、図３Ａのように、前記開孔１１を前記リングパッキン３０の全体が完全に越える位置まで、前記Ｔ字管２および前記穿孔機３を前記既設管１の周方向Ｒに回転させる第１回転工程を実行する。前記第１回転工程では前記Ｔ字管２および前記穿孔機３を前記周方向Ｒの第１方向Ｒ１に第１角度だけ回転させる。

前記回転中において、図２Ｃの前記第１分割ケース２１に装着されたリングパッキン３０は図３Ａの開孔１１を周方向Ｒに横切る。そのため、前記既設管１内の流体の圧力は第２分割ケース２２にも作用する。しかし、前述のように、ケース用パッキン３１は密閉ケース２０と既設管１との間をシールしている。したがって、密閉ケース２０から流体が噴き出すおそれはない。

前記回転後に、前記分岐管部２７に前記既設管１内の流体の圧力が負荷されるのを前記リングパッキン３０により阻止したシール状態が維持される。すなわち、前記回転後、リングパッキン３０は第１分割ケース２１における前記円筒状の部位２６と既設管１との間をシールした状態が維持される。前記シール状態において、図３Ｂの前記穿孔機３を前記分岐管部２７から取り外す。

前記回転後のシール状態において、前記リングパッキン３０は、前記開孔１１とはラップしない既設管１の外周面１３にリングパッキン３０の全周にわたって接触している。したがって、開孔１１から負荷される流体圧は前記リングパッキン３０により受け止められ、分岐孔２８には作用しない。その結果、ノンバルブの状態で前記穿孔機３の取り外しが可能となる。

図３Ｂの前記穿孔機３を取り外した分岐管部２７にバルブを接続する。すなわち、前記穿孔機３の取り外し後、図４Ａに示すように、例えばバタフライ弁８０を分岐管部２７に取り付け、バタフライ弁８０の弁箱８２に形成された継手部８３をボルト８４（図４Ｂ）を用いて分岐管部２７の継手部７１に接続する。

この接続後、閉弁状態の前記バタフライ弁８０の弁体８１が前記開孔１１を覆う位置まで前記バタフライ弁８０および前記Ｔ字管２を前記既設管１の周方向Ｒに回転させる第２回転工程を実行する。前記第２回転工程では前記Ｔ字管２および前記バタフライ弁８０を前記第１方向Ｒ１（図３Ａ）とは反対の第２方向Ｒ２に前記第１角度と同程度回転させる。

前記第２回転工程後において、リングパッキン３０およびケース用パッキン３１は図２Ｃと同様の状態で既設管１とＴ字管２との間をシールする。

こうして、図４Ｂの既設管１に分岐配管を接続する工事が完了する。周知のように前記バタフライ弁８０の弁体８１は円盤状で、円筒形の弁箱８２内において軸線方向８Ｌのまわりに約９０°回転することで、仕切弁と異なり、分岐配管の流量調整が容易になる。

本不断流工法において、前記既設管１は地中に埋設された既設管１が掘削により部分的に露出されており、図２Ａ〜図２Ｃの前記穿孔工程に先立って、地中に埋設された既設管１が掘削により部分的に露出される。また、図２Ｂの前記穿孔工程において前記穿孔機３の軸線３Ｌは前記既設管１の管軸方向に直交する水平方向に設定される。また、図３Ａの前記第１回転工程において、前記Ｔ字管２および前記穿孔機３が前記周方向Ｒの上方に向かう前記第１方向Ｒ１に回転される。
この場合において、Ｔ字管２および穿孔機３を回転させるが、前記掘削により形成されるピットの大きさは、仕切弁を用いた通常の不断水穿孔工事に比べ、然程大きくならない。

図７Ａおよび図７Ｂのように、分岐配管の呼径が既設管１の呼径に比べ小さい場合は、前記第１および第２回転工程における回転角度が小さくなる。

本発明において、図３Ｂの穿孔機３の撤去後、錆止めのためのブッシュ挿入機を第１分割ケース２１に取り付け、第２回転工程後に、ブッシュを開孔１１に嵌め込んでもよい。また、第１分割ケース２１にバタフライ弁以外のものが接続されてもよい。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
前述した各実施例では、密閉ケースは第１および第２分割ケースの２分割としたが、密閉ケースは３分割以上であってもよい。
また、密閉ケースは鋳造品であってもよいし、鋼板で形成されてもよい。密閉ケースを鋼板で形成した場合には、第１および第２分割ケースを仮に組み立てた状態で溶接することにより２つの分割ケースを一体にして密閉ケースが形成されてもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲のものと解釈される。

本発明の不断流工法は、水道やガスなどの既設管から分岐を取り出す他、既設管を穿孔するのに用いることができる。

１：既設管 １１：開孔 １２：管壁 １３：既設管の外周面 １４：切片
２：分岐装置（Ｔ字管）
３：穿孔機 ３Ｌ：軸線 ４：ホールソー ４１：センタードリル
２０：密閉ケース ２１：第１分割ケース ２２：第２分割ケース
２３，２４：パッキン装着部 ２５：結合部 ２６：円筒状の部位
２７：分岐管部（突出管部の一例）２７Ｌ：分岐管部の軸線 ２８：分岐孔
２９：内周面
３０：リングパッキン ３１：ケース用パッキン ３２：ボルト ３３：継手部
７１：継手部
８０：バタフライ弁 ８１：弁体 ８２：弁箱 ８３：継手部 ８４：ボルト
８Ｌ：軸線方向
Ｃ：管径方向
Ｒ：周方向 Ｒ１：第１方向 Ｒ２：第２方向

Claims (5)

1. ホールソーを備えた穿孔機で、既設管の管壁の一部を穿孔して前記管壁に開孔を形成するためのＴ字管を用いた不断流工法であって、
   前記Ｔ字管は、
   前記既設管の周方向に分割され前記既設管の一部を囲繞する複数個の分割ケースと、前記複数の分割ケースのうちの第１分割ケースに一体に形成され前記既設管の径方向に突出する突出管部とを有する密閉ケースと、
   前記開孔を包含する領域において前記密閉ケースの内周面と前記既設管の外周面との間をシールする少なくとも１つのシールパッキンとを備え、
   前記不断流工法は、
   前記密閉ケースで前記既設管の一部を囲繞する工程と、
   前記密閉ケースの突出管部と前記穿孔機との間に作業弁が介在されていないノンバルブ状態で、前記密閉ケースに前記穿孔機を接続する工程と、
   前記穿孔機のホールソーで前記突出管部における前記既設管の部位に円形の前記開孔を形成する穿孔工程と、
   前記穿孔工程の後に、前記開孔を前記突出管部が完全に越える位置まで、前記Ｔ字管および前記穿孔機を前記既設管の周方向に回転させる第１回転工程と、
   前記回転後に、前記突出管部に前記既設管内の流体の圧力が負荷されるのを前記シールパッキンにより阻止したシール状態を維持するシール工程と、
   前記シール状態において、前記穿孔機を前記突出管部から取り外す工程と、を備える。
2. 請求項１の不断流工法において、
   前記穿孔機を取り外した突出管部にバタフライ弁を接続する工程と、
   前記バタフライ弁の閉弁状態の弁体が前記開孔を覆う位置まで前記バタフライ弁および前記Ｔ字管を前記既設管の周方向に回転させる第２回転工程とを更に備える。
3. 請求項２の不断流工法において、
   前記第１回転工程では前記Ｔ字管および前記穿孔機を前記周方向の第１方向に第１角度だけ回転させ、
   前記第２回転工程では前記Ｔ字管および前記バタフライ弁を前記第１方向とは反対の第２方向に前記第１角度と同程度回転させる。
4. 請求項３の不断流工法において、
   前記既設管は地中に埋設された既設管が掘削により部分的に露出されており、
   前記穿孔工程において前記穿孔機の軸線は前記既設管の管軸方向に直交する水平方向に設定され、
   前記第１回転工程において、前記Ｔ字管および前記穿孔機が前記周方向の上方に向かう前記第１方向に回転される。
5. 請求項１〜４のいずれか１項の不断流工法において、
   前記少なくとも１つのシールパッキンは、
   前記第１分割ケースおよび前記第１分割ケースの他の分割ケースにそれぞれ装着され、前記分割ケース同士の間をシールすると共に、前記密閉ケースの内周面と前記既設管の外周面との間をシールするケース用パッキンと、
   前記第１分割ケースにおける前記開孔の外周囲に装着され、前記第１分割ケースにおける前記突出管部と前記既設管との間をシールするリングパッキンとを備え、
   前記シール工程において、前記リングパッキンが前記シール状態を維持する。

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