| 【発明の名称】 |
さや管方式推進工法及びその推進力伝達装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】下保 哲二
【氏名】花野 一仁
【氏名】吉田 義徳
【氏名】冨田 直岐
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| 【要約】 |
【課題】水道、ガス、下水道等の流体輸送用の管をさや管内に挿入するに際し、挿入管に推進力を効率よく伝達でき、かつ地震発生時には挿入管が十分伸縮できるようにすること。
【解決手段】受口開口部内面と挿し口外周面との間に装着されるシール材を、受口端面に固着した複数のボルトとナットで押輪を介して後側から押圧固定するＳ形管継手を用いるさや管方式推進工法であって、前記ボルトの後端部に当接する環状の推進力伝達部材を、推進力伝達時にはスリップせず地震による大きな押し込み力が作用した時はスリップするように挿し口に固定して設け、該推進力伝達部材と前記ボルトを介して挿し口の推進力を受口側に伝達しつつ管を押し込むことを特徴とするさや管方式推進工法。上記推進力伝達部材としては、複数個の円弧状部材を挿し口の外周部に環状に配置して互いにボルトで締結することにより、推進力伝達部材を挿し口に固定するものが好ましい。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 受口（２）開口部内面と挿し口（３）外周面との間に装着されるシール材（１０）を、受口端面に固着した複数のボルト（９（ａ））とナット（９（ｂ））で押輪（８）を介して後側から押圧固定するＳ形管継手を用いるさや管方式推進工法であって、前記ボルトの後端部に当接する環状の推進力伝達部材（２５）を、推進力伝達時にはスリップせず地震による大きな押し込み力が作用した時はスリップするように挿し口（３）に固定して設け、該推進力伝達部材と前記ボルトを介して挿し口の推進力を受口側に伝達しつつ管を押し込むことを特徴とするさや管方式推進工法。
【請求項２】 挿し口（３）と受口（２）とを嵌合して管を接続するＳ形管継手に付設される推進力伝達装置であって、前記受口の奥すぼまりの開口部内面と挿し口外周面との間に装着されるシール材（１０）を後方から押輪（８）を介して押圧固定するボルト（９（ａ））の後端部に当接する推進力伝達部材（２５）と、該推進力伝達部材を推進力伝達可能でかつ地震による押し込み力が作用した時はスリップ可能に挿し口外周面に固定する固定手段（２７）とを具備することを特徴とする推進力伝達装置。
【請求項３】 推進力伝達部材（２５）が複数個の円弧状部材（２６）からなり、これら複数の円弧状部材を挿し口（３）の外周部に環状に配置して互いにボルト（２７）で締結することにより、当該推進力伝達部材が挿し口に固定される請求項２に記載の推進力伝達装置。
【請求項４】 推進力伝達部材（２５）にさや管（Ｐ’）の内面上を転動するローラ（３０）が設けられている請求項２又は３に記載の推進力伝達装置。
【請求項５】 推進力伝達部材（２５）に管の半径方向に突出しソリ状に形成された突出片（２６ａ）が設けられている請求項２ないし４のいずれかに記載の推進力伝達装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道、ガス、下水道等に用いる流体輸送用配管を地下に埋設するための非開削推進工法及びこれに使用するに適した耐震性推進力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダクタイル鋳鉄管等の流体輸送用配管を埋設する一つの工法として、さや管方式推進工法がある。この工法は、鉄筋コンクリート管や鋼管などをさや管として推進し、そのさや管内にダクタイル鋳鉄管などを挿入する工法で、開削を必要としないため広く採用されている。
【０００３】従来採用されてきたさや管方式推進工法における管継手は、例えば図１３に示すようなものである。この継手１００は、ＰII形継手と呼ばれるもので、受口１０１、挿し口１０２、ロックリング１０３、セットボルト１０４、ゴム輪１０５等で構成される。
【０００４】図１４は上記従来のさや管方式推進工法の概要を表すもので、発進坑Ｓと到達坑Ｒとの間に埋設されている既設管（さや管）Ｐ’内に、これよりも径の小さな新管Ｐを挿入する。発進坑には油圧ジャッキＪが設置されており、該油圧ジャッキの後部は反力受けＨに当接し、前部は押角Ｂを介して新管Ｐを押圧するようになっている。新管Ｐは、その先端部の挿し口１０２を先行の新管の後端部の受口１０１に挿入することによって順次接合され、既設管内に押し込まれて行く。なお、先頭の新管の先端部には先導ソリＫが取り付けられている。
【０００５】上記新管Ｐ，…の接合は、次のようにして行われる。まず、ロックリング１０３及びゴム輪１０５を受口内面に装着する。然る後、油圧ジャッキＪを作動させて、受口１０１に挿し口１０２を挿入し、セットボルトを締め付ける。これにより、発進坑に後端部が臨んでいる先行の新管の後部に後続の新管が接合される。後続の新管が接合されたら、油圧ジャッキＪで押圧して、接合された一連の管列を到達坑に向かって進行させる。油圧ジャッキの推進力は、上記ロックリング１０３と、ロックリング溝１０７の端面との当接によって伝達される。なお、図１４では既設管内に新管を挿入するようになっているが、推進工事のさや管内にパイプインパイプ工法にて新管を挿入する工法も同様に行われている。
【０００６】次に、図１２はＳ形継手を表すもので、このＳ形継手は、奥すぼまりの開口部を有する受口２、挿し口３、ロックリング４、挿し口突起５、バックアップリング６、割輪７、押輪８、ボルト・ナット９（ａ，ｂ）、ゴム輪１０等で構成される。このＳ形継手は、受口２の奥すぼまりの開口部と挿し口３の外周面との間にシール材であるゴム輪１０を装着するが、この装着は、受口３の端部に螺着した複数のボルトとナットで押輪８を後側から押圧し、これによって割輪７を介してゴム輪１０を受口開口部と挿し口外周面との間に押し込んで固定する。ゴム輪装着後は上記ボルトの頭部が押輪の後方へ突出した状態となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記ＰII形継手の場合は、パイプイン終了後は、図１３に示すように、ロックリング１０３とロックリング溝１０７の端面１０７ａが接触した状態となっているため、挿し口１０２が受口１０１に入り込む方向には移動できない。このため、継手が両方向に伸縮する必要のある耐震管としての性能を満たしていないという問題点がある。なお、地震等により継手に大きな引き抜き力が作用した場合には、ロックリング１０３とロックリング溝１０７の反対側の端面が係合することにより、離脱阻止力を発揮するもので、耐震継手として通常用いられているＳ形ダクタイル管、ＳII形ダクタイル管、並びにＮＳ形ダクタイル管の半分の引き抜き力に耐えることができるとされている。
【０００８】また、上記Ｓ形継手の場合、推進が終了した状態では、挿し口３の先端部が図１２の鎖線で示すように受口２の奥端面２ａに当接した状態となっているため、地震が発生した時は、引き抜き方向には移動可能で、伸び余裕量があるが、押し込み方向には移動できない。したがって、最高の耐震性能を持つＳ形継手であっても、押し込み側の伸縮量がないため、耐震管としての性能を十分に発揮できないという問題点がある。なお、Ｓ形継手と似た構造の管継手において、挿し口と受口との間にライナーを装着してさや管内に挿入し、推進完了後に管内に作業者が入って上記ライナーを取り外すことにより、押し込み方向の伸縮を可能とする方法が提案されている（特開平１０−１４８２９０号）。しかしながら、この方法ではライナーの取外しのための作業と、特別の取外し装置が必要であると言う問題点がある。また、管の内径が小さい場合（口径８００ｍｍ未満）は作業者が入れないので、この方法を採用することができない。
【０００９】そこで、本発明は、推進完了後に押し込み量確保のための特別の作業が不要で、しかも耐震継手として十分な伸縮量を確保できる構造簡単な工法を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、第１の本発明にかかる工法は、受口開口部内面と挿し口外周面との間に装着されるシール材を、受口端面に固着した複数のボルトとナットで押輪を介して後側から押圧固定するＳ形管継手を用いるさや管方式推進工法であって、前記ボルトの後端部に当接する環状の推進力伝達部材を、推進力伝達時にはスリップせず地震による大きな押し込み力が作用した時はスリップするように挿し口に固定して設け、該推進力伝達部材と前記ボルトを介して挿し口の推進力を受口側に伝達しつつ管を押し込むことを特徴としている。
【００１１】また、第２の発明にかかる推進力伝達装置は、挿し口と受口とを嵌合して管を接続するＳ形管継手に付設される推進力伝達装置であって、前記受口の奥すぼまりの開口部内面と挿し口外周面との間に装着されるシール材を後方から押輪を介して押圧固定するボルトの後端部に当接する推進力伝達部材と、該推進力伝達部材を推進力伝達可能でかつ地震による押し込み力が作用した時はスリップ可能に挿し口外周面に固定する固定手段とを具備することを特徴としている。
【００１２】さらに、前記推進力伝達部材に管の半径方向に突出するローラを設けておくことにより、挿入管の挿入が容易となるとともに、さや管の中央部に挿入管を支持するための芯出しが容易となり、別途芯出し用の部材を設けておく必要がなくなる。また、該ローラにより管推進時の抵抗を低減することができる。
【００１３】上記ローラが取り付けられる突出片の前側下隅をソリ状に斜めに成形して、ソリとしての機能を持たせておくことにより、さや管の底部に石ころや段差があっても、それを乗り越えることができるようになり、挿入管の推進に支障が生じない。
【００１４】本発明によれば、管挿入時の推進中は推進力伝達部材とシール材固定用のボルトを介して推進力を先行の管に伝達することができるので、管の推進を効率よく行うことができる。また、推進終了後は、当該推進力伝達部材がそのまま残留するが、地震による大きな押し込み力が作用した時は、推進力伝達部材と挿し口との間にスリップが生じ、挿し口が押し込み方向に移動できるので、無理な力が管自体や継手にかからない。なお、引き抜き方向の余裕量については従来通りであるので、耐震性にすぐれた埋設管を得ることができるのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に表された本発明の実施の形態に基づいて具体的に説明する。図１ないし図５は本発明にかかる推進力伝達装置を設けた管継手の構造を表すもので、この管継手１は、水道の耐震継手として通常使用されているＳ形継手であり、基本的には図１に示した通り受口２と挿し口３からなる。挿し口３は、ダクタイル管の先端部外周面に挿し口突起５が一体に設けられている。地震などにより大きな引き抜き力が管継手に作用した場合には、この挿し口突起５とロックリング４とが係合することにより、受口２からの挿し口３の抜け出しを防止する。この挿し口突起５は、挿し口３の外周部全体にリング状に設けられている。
【００１６】受口２は、ダクタイル管の後部を概略漏斗状に拡径してなり、その開口部は奥すぼまりのテーパ穴部２ｂとして形成されている。このテーパ穴部２ｂよりも奥側の内面部にロックリング溝１２が全周にわたって設けられ、これに一つ割りで拡がり勝手に作られたロックリング４が嵌合されている。受口２の後端面は軸方向と直角な平面１３として形成され、この面にボルト螺着用のねじ穴１３ａ，…が設けられている。このねじ穴１３ａ，…には、押輪８の通孔に挿通したボルト９（ａ），…がそれぞれ螺着されている。押輪８の後側にはナット９（ｂ）が螺着されている。
【００１７】前記受口２の奥すぼまりの開口部内面と挿し口３の外周部にはシール材であるゴム輪１０が装着されている。このゴム輪１０は受口２の開口部内面に沿う形状に形成されていて、その後部に割輪７があてがわれ、該割輪の後部に押輪８が配置されている。押輪８には前記の通りボルト９（ａ）が挿通され、その後ろにはナット９（ｂ）が螺着されているので、ボルトを締め付けると押輪８が前向きに押され、割輪７を介してゴム輪１０が受口２のテーパ穴部２ｂと挿し口３の外周面との隙間に押し込まれる。なお、ゴム輪１０の先端部にはバックアップリング６が配置されている。このバックアップリングは、ゴム輪１０を保護する。
【００１８】挿し口３の外周部には、推進力を伝達する推進力伝達部材２５と、これを挿し口３の外周面に固定する固定手段が設けられている。推進力伝達部材２５は、図２，３に示すように、両端部に半径方向の張出片２６ａ，２６ａが突設され、前縁部にはフランジ２６ｂが一体に形成された円弧状のリングピース２６，…を固定手段であるボルト２７，…とナット２７ａ，…で互いに締結して概略環状体としている。ボルト２７，…とナット２７ａ，…は推進力伝達部材２５の固定手段であり、この締め付けによって推進力伝達部材２５が、推進時には推進力を先行の管に伝達し、地震による巨大な力が作用したときはスリップするように挿し口３の外周部に固定されるのである。なお、この推進力伝達部材２５は、ボルト２７，…とナット２７ａ，…を締め付けることによって挿し口の外周に沿わせることができる程度の弾性と適当な強度を有する材料、例えばＳＳ材やＦＣＤ材で製作することができる。
【００１９】図示例の推進力伝達部材２５は、図３に示すように同形状の１対のリングピース２６（Ａ，Ａ）と、これらよりも小さいリングピース２６（Ｂ）とで構成される（図４、５参照）。小さいリングピース２６（Ｂ）は最も下側に配置されるもので、その突出片２６ａ，２６ａと隣接する大きいリングピース２６（Ａ，Ａ）の突出片との間にローラ（キャスター）３０が取り付けられている。このローラの材質としては、推進力伝達部材と同様に、ＳＳ材やＦＣＤ材を用いることができる。ローラ外面には樹脂ライニングやゴムライニングを施しておいてもよい。図６（ａ），（ｂ）は、このローラ３０を表すもので、このローラ３０は、図６（ｃ）に示すように、該ローラに設けられた貫通孔３１と上記突出片にボルト３２を挿通してナット３２ａで締着することにより突出片に取り付けられる。このローラはさや管の内面上を転動するもので、これを設けておくと推進抵抗が大幅に減少する。
【００２０】また、リングピースの突出片２６ａ，…の前側下隅はソリ状に斜めに形成されている。このように、突出片２６ａ，２６ａをソリとして機能するように形成しておけば、さや管の底部から挿入管を持ち上げて推進することができるので、さや管の底部に石ころや段差があっても、それを乗り越えるのが容易となる。なお、上記ローラ３０やソリ２６ｃのように、挿入管を持ち上げることのできる部材を設けておけば、管支持用の別の支持部材が不要となり、さや管の中央部に挿入管を支持するための芯出しも容易となる。
【００２１】この推進力伝達装置を備えた管Ｐの推進工事に際しては、図７（ａ）に示すように、挿し口３の外周部に押輪８、ゴム輪１０、バックアップリング６、ロックリング４の順に預け入れ、受口２に挿入する。このときの挿し口３の挿入深さは、同図（ｂ）に示すように、挿し口３の先端３ａと受口端面２ａとの間に距離Ｌ（押し込み余裕量）が残される深さとする。押し込み余裕量Ｌは管の長さの１％程度とする。次に、押輪８とゴム輪１０の間に割輪７を装着し、ボルト９ａに螺着したナット９ｂを締め付ける。これにより、押輪８が受口２側へ押され、割輪７を介してシール材であるゴム輪１０に押圧力が作用する。
【００２２】挿し口３を挿入し、ゴム輪１０の装着を終えたら、同図（ｃ）に示すように推進力伝達部材２５をそのフランジ部２６ｂ前面が前記ゴム輪押圧用のボルト９（ａ）の後端部に当接するように取り付ける。この取付け法は上記の通りである。この場合の管の接合と継手伸縮量を確保する作業はすべて管の外面側で行うことができるので、作業者が内部に入れない口径８００ｍｍ未満の中小口径の管にも適用可能である。
【００２３】上記の手順でＳ形継手による管Ｐの接合を行ったら、ジャッキＪを作動させて管Ｐをさや管Ｐ’内に押し込む。この押し込みに際しては、挿し口３の後端部に加えられた推力が推進力伝達部材２５からシール材固定用のボルトを介して先行の管に伝達され、推進が行われる。したがって、上記推進力伝達部材２５は、この推力でスリップしない程度に強固に挿し口３に固定しておく必要がある。しかしながら、地震による巨大な押し込み力が作用した時は、挿し口３が推進力伝達部材２５に対しスリップしなければならないので、溶接等で固着するのは好ましくない。
【００２４】上記挿入管Ｐの押し込み中は、推進力伝達部材２５に設けたソリ２６ｃと回転ローラ３０が挿入管を支持した状態でさや管Ｐ’の内面上を転動するので、推進抵抗が少なくてすむ。また、挿入管が持ち上げられてさや管の中心付近に保持される。一方、大きな段差や屈曲などがある場合も、ソリ２６ｃがさや管内面に接触するため、推進工になんら障害を及ぼさない。
【００２５】また、上記ローラ３０の進行軌道上に石ころや段差等の障害物があった場合でも、ソリ２６ｃによって容易に乗り越えることが可能であり、この種の障害物による推進力の増加や推進不能事態が生じる恐れは少ない。
【００２６】管の推進が終了した状態では、図８（ａ）に示すように上記推進力伝達部材２５は押し込み余裕量Ｌを残した状態で挿し口３の外周部に取り付けられた状態となっている。一方、地震が発生して強力な押し込み力が作用した場合は、同図（ｂ）に示すように、前記推進力伝達部材２５と挿し口２との間にスリップが生じ、挿し口３が受口２内に押し込まれる。この時の押し込み余裕量は挿し口３の先端部が受口２の奥端面２ａに当接するまでの距離Ｌであるから、通常の地震に十分対応できる。
【００２７】さらに、地震等によって管継手に大きな引き抜き力が作用した場合は、同図（ｃ）に示すように、挿し口３の突起５がロックリング４に当接するまで引き抜き方向に移動することができるので、この方向の外力に適応することができる。
【００２８】次に、図９、１０は上記と異なる実施形態を例示するもので、この実施形態では、推進力伝達部材２５’は同じ形状、寸法の４個のリングピース２６’，…を互いにボルトで締結してなる。この場合も最下部の突出片の間隔部にローラ３０が設けられている。このように、できるだけ多くのリングピースを同じ形状・寸法としておけば、成形用の金型等が少なくてすみ、部品管理も簡単で、経済的である。
【００２９】図１１はさらに異なる実施形態を例示するもので、推進力伝達部材２５とボルト９（ａ）との間に、クッション材（例えば発砲ポリスチレン）３５を介装することにより、カーブ推進等の際に、推進力が１本のボルトに集中して作用したとしても、それを他のボルトに分散させることが可能となる。したがって、このようなクッション材を入れておくことにより、管継手の止水性能上の安全性が向上する。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、さや管内に挿入される挿入管に必要な推進力を伝達することが可能であり、しかも推進終了後に地震等による大きな押し込み力が作用した時は、推進力伝達部材と挿し口との間にスリップが生じて挿し口が受口内に押し込まれるので、埋設後に十分な伸縮量が確保されることになり、すぐれた耐震性が得られるようになった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４２５９５
【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月６日（１９９９．１０．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３６１１
【弁理士】
【氏名又は名称】菅原 弘志
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１４７（Ｐ２００１−１０８１４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８５３４６ |
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