TWI460345B

TWI460345B - 推進管用緩衝材及推進管

Info

Publication number: TWI460345B
Application number: TW100105720A
Authority: TW
Inventors: Hirohisa Yamada
Original assignee: Sekisui Plastics
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2014-11-11
Also published as: CN102770622A; SG183300A1; JP2011174285A; JP5280389B2; TW201200713A; WO2011105342A1; CN102770622B; KR101441775B1; KR20120113284A

Description

推進管用緩衝材及推進管

本發明係關於一種於推進工法中用於接頭的推進管用緩衝材及具備有此緩衝材的推進管。

就公共下水道工程等於地下埋設管線的工程之施工方法而言，係廣泛地採用有推進工法。推進工法係不用開挖買設管線之全部的範圍，而是例如將混凝土製的管線依序在地下中予以推進，藉以將管線在地下中埋設的施工方法。以下，於本說明書中，係將埋設於前述地下中的管線稱作「推進管」。

使用於上述之推進工法的推進管，就材質而言，較多係使用混凝土製、樹脂混凝土製、陶製或鐵製者。因此，在將推進管加以推進時，當推進管彼此接觸時，在其接觸的部分會容易產生損壞。為了防止推進管的損壞，並且為了傳達將推進管加以推進的推進力，於推進管的端部係安裝有能達成做為推力傳達材的功能之推進管用緩衝材。

就推進管用緩衝材而言，係利用有發泡聚苯乙烯(polystyrene，PS)製、合板製、塑合板(particle board)製者等，然於該等緩衝材之中，具有藉由改變發泡倍率的而能實現任意的潰縮特性的特殊特徵之發泡聚苯乙烯製的緩衝材係使用得較為普遍。此種推力傳達材的較佳的一例係記載於專利文獻1，而該推力傳達材係為發泡聚苯乙烯製、且具有0.3至0.8的比重之低倍發泡成形品，整體而言為呈環狀之板構件。

另一方面，屬於彈性材料的緩衝材係因為在作用於推進時的壓力而會產生徑向方向的鼓起變形。因此，若不將徑向方向的寬度及安裝位置加以適度地調節，則會有從推進管朝徑向方向外側擠出的問題。在推進管外周部之緩衝材的擠出，係有使設於推進管外周的套管(collar)變形的疑慮，故習知以來係將緩衝材的徑向方向的寬度做成為較推進管的管壁厚度為小，並以不會在推進時從管剖面擠出的方式進行定位，以設置緩衝材。

在推進管的外徑為超過1公尺的較大的推進管的情形時，一般係將環狀的緩衝材分割為複數個以成形，而在使用該緩衝材時以接著劑等一邊進行定位一邊貼合，然在定位上需要非常地熟練度，並且為了防止偏離需要在接著劑乾燥為止必須要推壓等的勞力，而有作業效率較差的問題存在。解決了這類問題的混凝土推進管用緩衝材係記載於專利文獻2。

在該文獻，係如第7圖所示，在以複數個形成環狀的發泡聚苯乙烯製緩衝材1中，係做成為在外周部設置有突起2。該混凝土推進管用緩衝材1係藉由使外周部的突起2接觸到設於推進管外周部的套管而能輕易地進行定位，此外，由於做成為只有突起2的前端與套管接觸，故可將伴隨著在推進時產生的緩衝材之泊松比(poisson ratio)之潰縮所帶來的鼓起的影響限制在僅在屬於該突起2的前端的狹窄的區域，藉此，也防止了套管的變形。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特公昭61-8320號公報

專利文獻2：日本特開平8-82192號公報

顯示於第7圖的形狀之混凝土推進管用緩衝材係如上文所述，可有效地阻止在推進時被安裝於推進管的套管變形的情形。然而，由於在外周部形成有突起，故會造成在和套管之間形成有沒有緩衝材的區域，與推進管的端面進行面接觸的區域，僅限於沒有緩衝材的區域部分，相較於沒有突起者變得較為狹窄。因此，應力的分散受到抑制，而透過緩衝材作用於推進管端面的應力，相較於遍及整個端面進行與緩衝材的面接觸者係較為集中。就結果而言，相較於對推進管的整個端面進行面接觸而發揮較高的應力分散特性的緩衝材，其緩衝性能會下降。

本發明係有鑑於前述之問題所開發者，課題為提供一種既容易地定位，而又能達成高度的應力分散效果的推進管用緩衝材，以及將該推進管用緩衝材固定於經安裝套管之側的端面之推進管。

本發明之推進管用緩衝材係有下述特徵：具備有至少隔著預定距離實質上處於平行位置的第一側面與第二側面，以及位於兩側面的外周緣側的外周表面之板構件，且為整體呈環狀的推進管用緩衝材，並且在將從環的中心到前述第一側面的外周緣為止的徑長(曲率半徑)設為A，並將到前述第二側面的外周緣為止的徑長(曲率半徑)設為B，且將到前述外周表面的軸方向的任意的位置為止的徑長(曲率半徑)設為C時，為A≧B，且A＞C。

於較佳態樣中，本發明之推進管用緩衝材係A＞B，而前述外周表面係成為從第一側面的外周緣朝向第二側面的外周緣連續的傾斜面。

於上述推進管用緩衝材中，外周表面係位於較第一側面及第二側面的外周緣的位置更往徑向方向內側。因此，即使第一側面與第二側面的外周緣的兩者或者任一者成為接觸到安裝在推進管的一方端側的圓筒狀之套管的狀態，外周表面亦不會接觸到該套管，而在套管的內周表面與推進管用緩衝材的外周表面之間係形成有空間。

因此，於本發明之推進管用緩衝材中，係將第一側面與第二側面的外周緣的兩者或者任一者做成為接觸到安裝在推進管的一方端側的圓筒狀之套管，藉此既能容易地進行對推進管的定位，又能將緩衝材的往徑向方向的鼓起利用前述的空間加以吸收，以防止因為鼓起造成套管變形。

再者，本發明之推進管用緩衝材係整體為環狀，而不具有突起等。因此，做成為以前述第一側面覆蓋安裝了套管之側的推進管的整個端面的方式，藉此在施工時可透過緩衝材將作用於推進管的端面之應力分散到推進管的整個端面。藉此，既提升了推進管用緩衝材的緩衝效果，又有效地避免了因為應力的集中所造成的推進管產生損壞。

本發明之推進管用緩衝材係在運用的推進管為外徑較小的推進管的情形時，可將整體予以一體成形品來取得。然而，在推進管的外徑為超過1公尺的較大的推進管的情形時，推進管用緩衝材較佳係以在圓周方向所分割的實質上相同形狀之兩個以上的緩衝材片所構成。即使在這種情形，各緩衝材片係以滿足A≧B，且A＞C的條件來設計。

將本發明之推進管用緩衝材以前文所述之複數個緩衝材片所構成的情形中，可將各緩衝材片的左右之端側面做成為傾斜的端面。在該態樣中，以複數個緩衝材片所構成的環狀之推進管用緩衝材，係在推進時受到壓縮之際，可將緩衝材片往圓周方向的鼓起以鄰接的緩衝材片之傾斜的側端面間所形成的V字形的空間來吸收，可抑制因為鼓起而緩衝材片彼此相互推擠的情形所產生的波狀起伏或剝落。

本發明係進一步揭露了一種推進管，其特徵係在推進管的一方端側安裝有圓筒狀的套管，並以在安裝了該套管之側的端面接觸有前述第一側面的方式固定有上述任一項之推進管用緩衝材。

由於在該推進管中，係能透過推進管用緩衝材使作用於端面的應力有效地分散，故能避免在施工時端面測因為集中應力而損壞的情形。另外，亦可避免在推進時套管變形的情形。

依據本發明，既能容易地進行定位，又能期待較高的應力分散效果，另外能獲得防止安裝於推進管的套管之變形的推進管用緩衝材。另外，能獲得避免因為集中應力使端面損壞的情形之推進管。

以下參照圖式說明本發明之實施形態。

於第1圖中，元件符號10係例如為混凝土製的圓筒狀推進管，而L為中心軸線。於推進前方側的推進管10A的後端部(接口側)安裝有由鋼板等所構成的圓筒形的套管11，而推進後方側的推進管10B之經少許縮徑的前端部(插口側)係插入前述套管11內。於前方的推進管10A的後端面12係做成為中心軸成為前述中心軸線L，而呈環狀的緩衝材20係使用接著劑等來來貼合，在推進時，以後方的推進管10B之前端部如前文所述的方式進入套管11內，而其前端面13係抵接至緩衝材20。此外，推進管用緩衝材20的材質係與習知所使用的推進管用緩衝材相同即可，例如為發泡聚苯乙烯製、具有0.3至0.8比重的低倍發泡成形品。另外在第1圖，元件符號14係為適當的密封材，而元件符號15係為形成於推進管10A的後端面之內徑側的灰漿(mortar)等的填埋裕量。

第2圖係沿著第1圖的a-a線之剖面圖，於圖示的例子中，推進管用緩衝材20係以在圓周方向所分割的實質上相同的扇形狀的複數個(於圖示的例子中係16個)緩衝材片20a所構成。以下，以緩衝材片20a為例子，說明本發明的緩衝材20。

如第3圖所示，扇形的緩衝材片20a係具備有隔著預定距離S實質上處於平行位置的第一側面21與第二側面22、外周表面25、左右端之側端面26及27、以及內周表面28的厚度s之板構件。

第一側面21的外周緣23與第二側面22的外周緣24係皆呈弧形，如第2圖所示，弧的中心亦即從圓筒狀的推進管10的中心軸線L到前述第一側面21的外周緣23為止的距離(曲率半徑)A係較從該中心軸線L到前述第二側面22的外周緣24為止的距離(曲率半徑)B大。

另外，於圖示的例子中，存在於前述外周緣23與外周緣24之間的前述外周表面25係成為從外周緣23朝向外周緣24側連續地傾斜的斜面。亦即，在將從前述中心軸線L到前述外周表面25的中心軸線L方向的任意位置為止的距離(曲率半徑)設為C時，會成為A＞C的關係。雖非必須，然於圖示的例子中，前述內周表面28係呈圓筒面。

於緩衝材片20a中，從前述第一側面21之前述外周緣23到前述內周表面28為止的距離，較佳係做成為與推進管10A的後端面之徑向方向的長度大約相同(此外，在顯示於第1圖的例子中，在推進管10A之後端面的內徑側形成有填埋裕量15，而因該一部份而使得從第一側面21之前述外周緣23到前述內周面28為止的距離會變短，然此並非必須)。而且，從前文所述的中心軸線L到第一側面21的外周緣23為止的距離(曲率半徑)A，係做成為與從推進管10A的後端面12的中心軸線L到前述套管11為止的距離(曲率半徑)D(參照第1圖)相等。

在開始推進工法時，於推進管10A的後端面12之全部圓周，以前述緩衝材片20a的第一側面21成為後端面12側的方式，使用接著劑來貼合前述緩衝材片20a。由於第一側面21的外周緣23之曲率半徑A係與和推進管10A的後端面12的套管11接觸的外周緣的曲率半徑D相等，故作業者係藉由一面在接觸於套管11的狀態將外周緣23加以定位，一面將全部的緩衝材片20a貼合，而如第2圖所示可容易地形成由16個緩衝材片20a所構成的環狀的緩衝材20。而且，所形成的緩衝材20係成為覆蓋了推進管10A的整個後端面12之狀態。

將該推進管10A埋設於地底中，並將推進管10B插入至該後端部的套管11內，以繼續推進工法。如第1圖所示，後方的推進管10B的前端面13係抵接於推進管用緩衝材20(緩衝材片20a)的第二側面22，而緩衝材片20a被壓縮且推進力受到傳達。因為壓縮之故緩衝材片20a係朝徑向方向鼓出，而該鼓出係呈現將前述的緩衝材片20a的傾斜之外周表面25朝外側推出。然而，由於外周表面25係如前文所述成為傾斜面，故如第1圖所示，在外周表面25與套管11的內周表面之間係形成有空間p，前述鼓出，亦即往外側擠出的份量係被吸收到該空間p內，而不會有很大的作用力到達於套管11。因此，套管11不會變形。第一側面21的外周緣23係接觸到套管11的內周表面，而往該部分的外側的鼓出係作為對套管11的作用力來作用，然接觸面積很小、不會對套管11產生變形的作用力。

另外，雖然推進力係透過緩衝材20的第一側面21傳達到前方的推進管10A，然如前文所述，緩衝材20的第一側面21係能與推進管10A的整個後端面12A進行面接觸，在施工時，能透過緩衝材片20a將作用於推進管10A的後端面12的應力分散到整個推進管10A的後端面12。藉此提升推進管用緩衝材20(緩衝材片20a)的緩衝效果，並且也可有效地避免因為應力的集中，對推進管10產生損壞。

雖然緩衝材片20a的第二側面22的面積，與推進管10B的前端面13的面積的大小關係可為任意關係，然兩者的面積為相等，或者第二側面22稍微較大的態樣為較佳態樣。

第4圖係將緩衝材片20a的另一態樣以剖面顯示，而在對應於顯示於第3圖的緩衝材片20a的部分係附上相同的元件符號。於第4圖(a)中，前文所述的距離(曲率半徑)A與距離(曲率半徑)B係相等。而且，存在於外周緣23與外周緣24之間的前述外周表面25，係做成為由兩個以相反方向傾斜的傾斜面25a、25b所構成，而寬度方向的大約中央部為最低，而傾斜面25a、25b係連接。在顯示於第4圖(b)的緩衝材片20a中，前述外周表面25係呈在剖面形狀中朝向中心以弧狀彎曲的形狀。

第5圖係以剖面顯示緩衝材片20a之又一其他態樣。第5圖(a)係透視圖，而第5圖(b)係沿著第5圖(a)的b-b線之剖面圖。顯示於第5圖的緩衝材片20a其左右的側端面26a、27a係如第5圖(b)所示，在第二側面22側變為變窄般的傾斜面的這點上與顯示於第3圖的緩衝材片20a不同。其他的構成係為相同，而相同的構件係附上相同的元件符號。

第6圖係顯示將複數片顯示於第5圖的緩衝材片20a如第2圖所示在推進管10A的後端面12以環狀加以貼合時的狀態。如圖所示，由於各緩衝材片20a其左右的側端面26a、27a係第二側面22變為較第一側面21往更狹窄的方向傾斜，故在相鄰接的緩衝材片20a的一方之側端面26a與另一方之側端面27a之間形成有V字形的空間p1。環狀的推進管用緩衝材20係在推進時受到壓縮時緩衝材片20a朝圓周方向鼓起，然前述V字狀的空間p1係可吸收朝該圓周方向的鼓起，故於該形態之緩衝材片20a中，可抑制因為鼓起而在緩衝材彼此相互推擠的情形所產生的波狀起伏或剝落。

1．．．混凝土推進管用緩衝材

2．．．突起

10、10A、10B．．．推進管

11．．．套管

12．．．推進管的後端面

13．．．推進管的前端面

14．．．密封材

15．．．內層

20．．．環狀的推進管用緩衝材

20a．．．構成推進管用緩衝材的緩衝材片

21．．．第一側面

22．．．第二側面

23．．．第一側面的外周緣

24．．．第二側面的外周緣

25．．．外周表面

25a、25b．．．傾斜面

26、27．．．左右之側端面

26a、27a．．．側端面

28．．．內周表面

A．．．從圓筒狀的推進管的中心軸線L到第一側面的外周緣為止的距離(曲率半徑)

B．．．從圓筒狀的推進管的中心軸線L到第二側面的外周緣為止的距離(曲率半徑)

C．．．從圓筒狀的推進管的中心軸線L到外周表面的中心軸線方向之任意的位置為止的距離

D．．．從推進管的後端面之中心軸線L到套管為止的距離(曲率半徑)

L．．．推進管的中心軸線

p、p1．．．空間

第1圖係沿著使用了本發明之推進管用緩衝材的推進管連接部的長度方向之剖面圖。

第2圖係說明在本發明之推進管之推進管用緩衝材片的配置情況之圖。

第3圖係顯示本發明之推進管用緩衝材之緩衝材片的一例之透視圖(第3圖(a))與沿著第3圖(a)的b-b線之剖面圖(第3圖(b))。

第4圖(a)及第4圖(b)係相當於顯示本發明之推進管用緩衝材之緩衝材片的另一例之第3圖(b)之圖。

第5圖係顯示本發明之推進管用緩衝材之緩衝材片的又一例之透視圖(第5圖(a))與沿著第5圖(a)的b-b線之剖面圖(第5圖(b))。

第6圖係顯示將顯示於第5圖之緩衝材片以環狀地加以連接時的一部份之正面圖。

第7圖係顯示習知之推進管用緩衝材的一例之圖。

10A、10B．．．推進管