JP2000266260A - 耐震推進工法および管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非開削で管路を更新する二工程推進工法やパ
イプインパイプ工法では継手内に二方向へ伸縮できる耐
震性が与えられない。 【解決手段】 継合する管１０Ａの挿し口１外周と後続
管１０Ｂの受口２の側端面２１との間に、該推進力を受
けても撓み量が所定の範囲内に留まるばね定数を具えた
推進力伝達用コイルばね３を介装し、土砂の混入を防ぎ
つつ、該ばね定数を利用して後続管から先行管へ推進力
を伝達して軸線方向へ押し込んで共に前進し、すべての
管に地震等による過大な外力が負荷されたとしても、埋
設後の管路のすべての継手に管を引き抜く方向には言う
までもなく、押し込む方向にも環状空間Ｓを設けたた
め、最高レベルの耐震性を有する管路を形成する手順で
施工する。工事の進行と共に変化する推進力に対応して
内装するばねの強度を変え、常に一定の環状空間を継手
内に維持しつつ推進する点が重要である。

Description

【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
などに用いる流体輸送用管路を非開削で布設する二工程
式推進工法またはパイプインパイプ工法およびその耐震
推進管継手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダクタイル鋳鉄管などの埋設管路
施工は、地面を開削して布設する開削工法が一般的であ
ったが、昨今では幹線道路に留まらず、一般道路におい
ても交通量が増加したため、開削工法のために交通を遮
断することは困難になってきている。そこで発進立坑と
到達立坑だけを開削し、鞘管としてヒューム管や鋼管な
どを推進した後に、ダクタイル鋳鉄管を挿入する二工程
式推進工法や既設管を鞘管として、その中に口径の小さ
い新管を挿入して管路更新するパイプインパイプ工法な
どの推進工法が一般的に用いられている。一方、阪神大
震災からの教訓などによって管路に非定常的な外力が直
撃したときでも、継手の引き抜き側、押し込み側両方に
伸縮可能な継手を有する耐震管路が求められるようにな
った。

【０００３】上記パイプインパイプ工法に用いられてき
た耐震継手としては、図７に示すようなパイプインパイ
プ工法用ＰII形継手と呼ばれものがある。挿し口１０
１、受口１０２、ゴム輪１０３、ロックリング１０４、
セットボルト１０５で構成されており、パイプインパイ
プ工法は、図８に示すように埋設された既設管２０３
に、これよりも径の小さい新管２０４を発進立坑２０１
から油圧ジャッキ２０５により到達立坑２０２まで挿入
する工法である。該油圧ジャッキ２０５は後部に反力受
け２０６が当接され、前部には押角２０７を介して新管
２０４を押圧するようになっている。また、新管２０４
の先頭には挿入抵抗を小さくするための先導ソリ２０８
が装着されている。

【０００４】新管の接合方法は、まずロックリング１０
４およびゴム輪１０３を受口内面に装着し、油圧ジャッ
キ２０５を作動させて受口１０２に挿し口１０１を挿入
し、セットボルト１０５を締め付け、これによって先行
の新管の後部に次々と新管が接合されていき、この接合
された新管の上記ロックリング１０４の側面と挿し口１
０１に設けたロックリング溝１０６の側端面１０７にて
推進力が伝達される。この図では既設管に新管を挿入し
て更新しているが、管路新設のためまず鞘管を推進し、
さらに鞘管内にパイプインパイプ工法で新管を挿入する
二工程式推進工法も通常行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記パイプインパイプ
工法用ＰII形継手の構成では、推進工が終了した後は、
図７に示すようにロックリング１０４の側面と挿し口１
０１に設けたロックリング溝１０６の側端面１０７が接
触した状態、つまり継手が押し込まれた状態となってい
るから、引き抜き代のみは確保されているが、挿し口が
受口に入り込む方向には動かないため、継手が両方向に
伸縮する必要がある耐震管継手としての性能を半ばしか
満たしていないという問題点がある。

【０００６】推進工法に使用する管継手として、縮み
側、伸び側の両方に移動できるように一定の間隔を維持
する従来技術としては、図９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す
ような特開平３−３９５９４号がある。この発明の要旨
は推進管の挿し口３０１、受口３０２の間へ着脱自在の
スペーサ治具３０３を介装して推進力を伝え、所定の位
置に推進した後にこのスペーサ治具３０３を取り外して
所定間隔を形成するものである。

【０００７】しかしこの方式では発進坑内でスペーサ治
具を挿し口−受口間に取り付ける負担と大量のスペーサ
治具を要し、布設完了後、全管路に亘ってすべてのスペ
ーサ治具を取り外さなければならず、具体的には拡径面
圧ジャッキ３０４を収縮させて本体枠３０３を縮径した
後取り外すなど特殊な用具や煩わしい作業を必要とす
る。第一に、管径が少なくともφ８００ｍｍ以上なけれ
ば管内へ作業員が潜入できないため、実施上の最大の制
約となる。

【０００８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めに、二工程式推進工法およびパイプインパイプ工法に
用いることができ、口径に関わらずに耐震性の最大の要
件である十分な伸縮量を確保した状態で管および継手を
挿入することができる耐震管継手およびその推進工法の
提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る耐震推進工
法は、地面より掘削した発進立坑から先行の管の後部に
次々と管を接合して軸線方向に押圧し非開削で管路を新
設または更新する二工程式推進工法およびパイプインパ
イプ工法であって、継合する管１０Ａの挿し口１に外装
した押圧フランジ１１と他方の管１０Ｂの受口２の開口
部の側端面２１との間に、該推進力を受けても撓み量が
所定の範囲内に留まるばね定数を具えた推進力伝達用コ
イルばね３を介装し、該推進力伝達用コイルばね３へ土
砂の混入を防ぎつつ、該ばね定数を利用して後続の管か
ら先行する管へ推進力を伝達して軸線方向へ押し込んで
共に前進し、継合と押圧とを繰り返して所定の位置まで
各管を押し込み、すべての管に地震等による過大な外力
が負荷されたとしても、埋設後の管路のすべての継手に
管を引き抜く方向には言うまでもなく、押し込む方向に
も環状空間Ｓを設けたことによって前記の課題を解決し
た。

【００１０】また、この二工程式推進工法およびパイプ
インパイプ工法に使用する耐震管継手としては、挿し口
１の外周面１２に固着した押圧フランジ１１、該押圧フ
ランジ１１の頂面に一端を固定して庇状に突出する混入
防止カバー３１、該混入防止カバー３１の内周面と挿し
口１の外周面１２間の環状空間へ内蔵された推進力伝達
用コイルばね３、および前記環状空間と管外との連通を
遮断する混入防止ゴム３２よりなり、該推進力伝達用コ
イルばね３が推進工程の進行とともに変動する推進力に
対応して常にほぼ一定の許し得る撓み量を選択してばね
定数を調整して配置することによって前記の課題を解決
した。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例をダクタイル
鋳鉄管を適用したもので図面に基づいて説明する。図１
は本発明における耐震管継手の構造を表す断面図であ
り、継手形式は水道の耐震継手として通常使用されてい
るＮＳ形継手であり、挿し口１と受口２からなる。前記
挿し口１は、ダクタイル鋳鉄管１０Ａの先端部外周面に
挿し口突起１３が一体に設けられており、この挿し口突
起１３は、挿し口１の外周面１２にリング状に成形され
ている。挿し口１の後方寄りの外周面上に押圧フランジ
１１が一体的に設けられている。この押圧フランジ１１
の背面部１４には適当な間隔でバックアップ用の補強リ
ブ１５が設けられており、前記押圧フランジ１１と補強
リブ１５は金属製で溶接などの方法により取り付けられ
ている。

【００１２】受口２の内周面２２には、シール用のゴム
輪４を収めるゴム輪溝４１とロックリング溝５１が設け
られている。前記溝５１には、一つ割りの環状体で成形
されたロックリング５がロックリング心出し用ゴム５２
を介して挿嵌されており、このロックリング５と挿し口
突起１３が地震などによる大きな引き抜き力が作用した
場合に、掛かり合うことにより離脱を阻止するのであ
る。

【００１３】推進力伝達用コイルばね３は、挿し口１の
外周面上に固定した押圧フランジ１１と受口２の開口し
た側端面２１との間に介装し、その上面は混入防止カバ
ー３１によって被覆され、混入防止ゴム３２によって外
部からの土砂や水分の混入を防止した環状空間内に内装
される。推進力伝達用コイルばね３の要件は推進工法の
全工期を通じてその推進に当たって所定の許容された範
囲内でしか撓みを生じず、最初に設定した環状空間の管
軸方向の長さをほとんど失うことなく、管路が完成する
全長に亘って伸縮可能な環状空間を全ての管継手に形成
することである。

【００１４】管路を形成するに当たって先頭近傍での抵
抗は、先行管の自重による既設管、鞘管との摩擦抵抗と
考えると推進力は小さくて済むから、比較的ばね定数の
小さいコイルばねでも充分押し込み力に耐え、押し込み
代を確保できる。中間では先行する管の本数が増えるた
めにより強力なばね定数を具えたコイルばねに置き換え
て増加した押し込み力に耐え押し込み代を確保しなけれ
ばならない。最終管ではすべての管の自重による摩擦抵
抗が加わるので推進力が最大となり、押し込み力も先頭
近傍の継手部に比べるとかなり大きくなるために、これ
までの最高のばね特性のばねに強化して押し込み力に耐
え押し込み力を確保できる。このように後続の継手とな
るにつれてコイルばねのばね定数を強化して微妙な調整
を加え、推進力に対してほぼ一定の押し込み代を確保す
るように対応することが必要である。

【００１５】図２は本発明の施工の全体図、図３（Ａ）
（Ｂ）は図２におけるＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図を示す。ダ
クタイル鋳鉄管１０はＸ方向からＹ方向へ油圧ジャッキ
により鞘管６内に挿入され、順次接合と挿入を繰り返す
ことにより推進される。鞘管６は、ダクタイル鋳鉄管１
０を布設するために、新たに推進された管、もしくは老
朽化した既設管であり、ヒューム管や鋼管などが考えら
れる。またパイプインパイプ工法用ローラ７は、通常パ
イプインパイプ工法に用いられており、鞘管と推進管の
間隙に収まって芯出しを行い、ローラで管をサポートす
ることによって推進力（摩擦抵抗力）を低減させる。こ
の図では受口を設けたダクタイル鋳鉄管を後続の管とし
て順次接合と挿入を繰り返して推進しているが、挿し口
を設けたダクタイル鋳鉄管を後続の管として推進する、
つまりＹ方向からＸ方向へ推進することも可能である。

【００１６】図４（Ａ）〜（Ｃ）は本発明を実施する時
の手順を示したそれぞれの断面図であり 図（Ａ）において挿し口１にあらかじめ混入防止カバ
ー３１を取り付けておき、受口２の内周面２２にゴム輪
４、ロックリング５、ロックリング心出し用ゴム５２を
装着する。 図（Ｂ）において挿し口１の外周面１２と混入防止カ
バー３１の間に、推進力伝達用コイルばね３を嵌入す
る。 図（Ｃ）において挿し口１を受口２に挿入し、継合さ
れる。

【００１７】図５（Ａ）（Ｂ）は本実施例における確保
された継手伸縮量について示す。推進力伝達用コイルば
ね３が一定の環状空間を維持したまま管路の継合がすべ
て終了するので、継手が押し込まれる側には押し込み余
裕量Ｌ１が、引き抜かれる側には引き抜き余裕量Ｌ２が
確保された状態となり、（財）国土開発技術センター
「地下埋設管路耐震継手の技術基準」（案）に規定され
ているように、管長の１％以上の押し込み代および引き
抜き代を確保することも容易である。引き抜き力が作用
した場合には、最終的には挿し口突起１３とロックリン
グ５が掛かり合うことにより、引き抜き力に耐える構造
となっている。また、管の継合および継手伸縮量を確保
する手段は、すべて発進坑内の管外面側から行うため、
作業員が管内に入ることができない口径φ８００ｍｍ未
満の中小口径においても適用可能である。

【００１８】図６は他の実施形態を表すもので、地震な
どにより継手部に大きな力が作用した場合、グラウト材
の圧縮強度が高いために押圧フランジ１１によって継手
部が自由に伸縮しない可能性が考えられる。そこで図示
するように押圧フランジ１１の背側面１４にスポンジな
どのクッション材３３を押圧フランジ１１と連設させる
ことにより、グラウト材の圧縮強度が高い場合において
も確実に継手部の伸縮が可能となる。

【００１９】

【発明の効果】推進工終了後、管継手には管を引き抜く
方向には言うまでもなく、押し込む方向にも環状空間Ｓ
が維持されることにより継手伸縮量が確保できるため、
地震などにより地盤が大きく変動した場合でも継手部は
地盤変動に追従し、パイプインパイプ工法または二工程
式推進工法によって管路を構築したとしても、管路の耐
震性を最高レベルにすることが可能である。また、継手
伸縮量を確保する手段は、推進工事と同時に発進坑内で
行うために、作業員が管内に入ることができない口径φ
８００ｍｍ未満の管であっても、推進工法用耐震管継手
として使用でき、管内面の接水部に機能を付加しないた
めに、現行の管継手の機能を損なうことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管継手の断面図である。

【図２】施工方法の全体を示す断面図である。

【図３】図２におけるＡ-Ａ断面の矢視図（Ａ）とＢ-Ｂ
断面の矢視図（Ｂ）である

【図４】（Ａ）〜（Ｃ）によって本発明の管継手の接合
手順を示すそれぞれの断面図である。

【図５】本実施例における確保された押し込み余裕量を
示す断面図（Ａ）と確保された引き抜き余裕量を示す断
面図（Ｂ）である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す断面図である。

【図７】従来技術の一部正面断面図である。

【図８】パイプインパイプ工法を示す正面断面図であ
る。

【図９】別の従来技術を示す一部正面断面図（Ａ）と要
部の側面図（Ｂ）および正面図（Ｃ）である。

【符号の説明】

１ 挿し口 ２ 受口 ３ 推進力伝達用コイルばね １０ ダクタイル鋳鉄管 １１ 押圧フランジ １２ 外周面 ２１ 側端面 ３１ 混入防止カバー ３２ 混入防止ゴム ３３ クッション材 Ｓ 環状空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 芳樹 大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号 株式会社栗本鐵工所内 Ｆターム(参考） 2D063 BA26 BA27 BA31 3H104 JA08 JB02 JC08 JC09 JD01 JD06 JD09 KA04 KB03 KB06 KB11 KB12 KC01 KC06 LF02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地面より掘削した発進立坑から先行の管
   の後部に次々と管を接合して軸線方向に押圧し非開削で
   管路を新設または更新する二工程式推進工法およびパイ
   プインパイプ工法において、継合する管１０Ａの挿し口
   １に外装した押圧フランジ１１と他方の管１０Ｂの受口
   ２の開口部の側端面２１との間に、該推進力を受けても
   撓み量が所定の範囲内に留まるばね定数を具えた推進力
   伝達用コイルばね３を介装し、該推進力伝達用コイルば
   ね３へ土砂の混入を防ぎつつ、該ばね定数を利用して後
   続の管から先行する管へ推進力を伝達して軸線方向へ押
   し込んで共に前進し、継合と押圧とを繰り返して所定の
   位置まで各管を押し込み、埋設後の管路のすべての継手
   に押込み可能な環状空間Ｓを設けて、引き抜き、押し込
   みの二方向に伸縮可能な耐震性を具えたことを特徴とす
   る耐震推進工法。
2. 【請求項２】 二工程式推進工法およびパイプインパイ
   プ工法用の管継手において、挿し口１の外周面１２に固
   着した押圧フランジ１１、該押圧フランジ１１の頂面に
   一端を固定して庇状に突出する混入防止カバー３１、該
   混入防止カバー３１の内周面と挿し口１の外周面１２間
   の環状空間へ内蔵された推進力伝達用コイルばね３、お
   よび前記環状空間と管外との連通を遮断する混入防止ゴ
   ム３２よりなり、該推進力伝達用コイルばね３が推進工
   程の進行とともに変動する推進力に対応して常にほぼ一
   定の許容撓み量内に留まるように選択して配置したこと
   を特徴とする耐震推進工法用の管継手。
3. 【請求項３】 請求項２において、挿し口１の押圧フラ
   ンジ１１の背面部１４に環状のクッション材３３を周設
   したことを特徴とする耐震推進工法用の管継手。