JP2000282779A

JP2000282779A - 推進管の推進力伝達用カラー

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Publication number: JP2000282779A
Application number: JP11088301A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Shimoyasu; 哲二下保; Yoshihiko Yamamoto; 吉彦山本; Yoshiki Okamoto; 芳樹岡本
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP3449534B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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で使用する耐
震推進管継手用のカラーを提供する。【解決手段】複数の管を接合しつつ推進して地下に埋
設するにための推進力伝達用カラーであって、所定の間
隔で対向させて互いに固定した前後一対の環状板体を有
する外装枠体の内部に、埋設後に自らの膨張圧によって
破砕する環状の脆性成形体を挟持させ、該脆性成形体の
破砕によって両環状板体を互いに接近可能とする構造と
した。

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
道等に用いる流体輸送配管を地下に埋設するための非開
削推進工法において、前後の管の間に介装して推進力を
伝達するために使用される推進力伝達用カラーに関する
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
埋設する工法として、いわゆるパイプインパイプ工法お
よび二工程式推進工法がある。これらの工法は、既設の
古いパイプ内に新たなパイプを挿入する工法で、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パイプインパイプ工法
における管継手は、例えば図９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１０は上記従来のパイプインパイプ工法
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、同図は既設管内に新管を挿入する例を示す
が、推進工事のさや管内にパイプインパイプ工法にて新
管を挿入する二工程式推進工法も同様に行われている。

【０００６】

【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形ダクタイル管の場合、パイプイン終了後
は、図９に示すように、ロックリング１０３とロックリ
ング溝１０７端面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
管としての性能を完全には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とが係合することにより、離脱阻止力を発揮す
る。

【０００７】地震等によって推進管の継手部に大きな圧
縮力が作用した場合に、ある程度収縮できるようにして
当該継手部の破損を防止するものとして、例えば前後の
管の挿し口と受口との間に、推進力伝達可能で、かつ推
進終了後に管内へ取り外し可能なライナを設ける技術が
提案されている（特開平１０−１４８２９０号）。この
ライナは、周方向に沿って複数に構成された本体部と、
隣り合う本体部同士の間に設けられた弾性体とを有する
もので、この弾性体の圧縮変形により縮径して、挿し口
の先端部と受口の奥端面との間から管内へ取り外される
ものである。管の推進終了後に各ライナを取り外せば、
前後の管の間に当該ライナの前後幅に相当する押し込み
余裕量が得られるとされている。

【０００８】しかしながら、上記推進終了後に取り外し
可能なライナは、当該取り外しによって押し込み余裕量
を確保することはできるが、管を敷設した後に全管路に
わたってライナを取り外す作業が必要であるから、工数
が増えるという問題点があるほか、口径がΦ８００未満
の管の場合は、管内に入って作業できないため、実施可
能な管の口径に制限があるという問題点がある。そこ
で、本発明は、管の推進時には十分な推進力を伝達で
き、推進終了後には簡単に押し込み余裕量を確保するこ
とができる推進力伝達用カラーを提供することを課題と
している。

【０００９】

【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、本
発明にかかる推進力伝達用カラーは、複数の管を接合し
つつ推進して地下に埋設するための推進力伝達用カラー
であって、所定の間隔で対向させて配置した前後一対の
環状板体の間に、埋設後に自らの膨張圧によって破砕す
る環状の脆性成形体を介装したことを特徴としている。

【００１０】上記脆性成形体は、管の敷設後に自ら破砕
して挿し口と受口との間から脱落するもので、例えばコ
ンクリート製の環状体の適所に水和反応によって膨張す
る静的破砕剤を埋設したもの等が採用され得る。

【００１１】上記本発明によれば、推進工事中は推進力
伝達用カラー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、当該推進力伝達用カラーの脆性成
形体が自ら破砕して脱落することにより、挿し口と受口
との嵌合部に当該脆性成形体があった分だけ押し込み余
裕量が確保できることになり、耐震継手としての機能を
有するものとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に表わされた本発明の
実施の形態に基づいて、本発明をより具体的に説明す
る。

【００１３】図１は、本発明にかかる推進力伝達用カラ
ーを例示するもので、この推進力伝達用カラー（「カラ
ー」と略称する）１は、１対の環状板体２，２を所定の
間隔で対向させ、両者をその外周部に設けた支持部材
３，…で互いに接合した外装枠体５と、前記環状板体
２，２の間隔部に介装した環状の脆性成形体１０とで構
成される。

【００１４】環状板体２は、十分な強度を有する鋼板等
の板材（例えばＳＳ材、ＳＵＳ材等）を正面視ドーナツ
形に成形したもので、この環状板体２枚が所定間隔で前
後に対向する状態で、外周部に設けた複数の支持部材
３，…で互いに固定一体化されている。支持部材３は、
カラー１の運搬時や推進時等に内部の脆性成形体１０の
逸脱を防止し、かつ当該脆性成形体が脱落した後、地震
による圧縮力が作用したときは挫屈や破損によって両側
の環状板体２，２が互いに接近可能となるような強度の
もので、例えば金属板（幅数ｍｍ、厚さ数ｍｍ）もしく
は適当な太さの鋼棒等の棒材（直径数ｍｍ乃至数十ｍ
ｍ）を溶接等で固着しておけばよい。支持部材３として
ボルトを用い、ナットで締着してもよい。

【００１５】脆性成形体１０は、例えばコンクリート、
セラミックス等、適度の脆性と剛性を有する材料で作ら
れている。この脆性成形体１０には、図５に示すよう
に、その肉厚方向の中間部にその円周方向に沿って適当
間隔（Ｌ）で前後に貫通する挿入孔１１が穿孔されてお
り、該挿入孔には静的破砕剤１２が充填されている。挿
入孔１１の直径ｄと孔間隔Ｌとの関係は、例えばＬ＝８
ｄ程度とするのが好ましい。

【００１６】上記静的破砕剤１２は、推進完了後に脆性
成形体自体を破砕することができるものである。この静
的破砕剤には、酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とす
る石灰系のものと、３ＣａＯ・３Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＣａＳＯ
₄ 、ＣａＳＯ₄ およびＣａＯを主成分とするカルシウム
・サルホ・アルミネート系（ＣＳＡ系）の２種類があ
る。石灰系のＣａＯは、水和反応することにより、微細
なコロイド状の水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）₂ を生成
する。このＣａ（ＯＨ）₂ は、時間の経過とともに長大
な異方性の六角板状結晶へと成長して行くため、拘束状
態のもとでも水和反応に伴って生成する結晶の成長によ
り、相互に押し合う結晶圧となり、拘束壁への膨張圧が
発生する。また、ＣＳＡ系の場合においても、以下に示
すような一般的な水和反応により、エトリンガイトと呼
ばれる針状結晶へと成長して行くため、石灰系と同様に
拘束壁への膨張圧が発生する。これらの膨張圧が充填孔
に作用し、該孔を中心として周辺部に圧縮応力が発生す
ることで、これと直角方向に引張応力が発生する。

【００１７】

【化１】

【００１８】引張応力が脆性成形体１０の引張強度を越
えた時に亀裂が発生し、さらに静的破砕剤の膨張が持続
することで亀裂の伝播が起こる。このため、脆性成形体
１０の円周方向、軸方向共に多数の亀裂が入り、破砕が
行われるのである。このように、上記２種類の主成分は
石灰系およびＣＳＡ系の両方共に推進力伝達用カラーを
破砕する効果を有するため、どちらの成分であっても構
わない。また、本発明の目的を達成するものであれば、
これら２種類以外の成分であっても構わない。この破砕
による破片は、パイプインパイプ工法の場合は、さや管
（外管）と推進管（内管）との間に隙間があるので、こ
の空隙部に脱落し、挿し口２と受口３との間から除去さ
れる。このため、当該カラー２５によって隔てられてい
た分だけ継手が収縮可能となる。また、推進工法の場合
には、推進力伝達用カラー２５の圧縮強度が０に近くな
るので、その分だけ継手の収縮が可能となる。この破砕
による破片は、パイプインパイプ工法の場合は、さや管
（外管）と推進管（内管）との間に隙間があるので、こ
の空隙部に脱落し、挿し口と受口との間から除去され
る。このため、一対の環状板体２，２を支持するものが
比較的強度の小さい支持部材３，…だけとなり、押圧力
がこれらの圧縮強度を越えたときに該支持部材が挫屈ま
たは破損して両環状板体が殆ど密着するまで接近でき
る。このため、継手収縮量が確保できるのである。

【００１９】上記脆性成形体破砕のための水和反応は、
例えば推進工事前に静的破砕剤と水とを攪拌して静的破
砕剤挿入孔に充填する方法、水と反応させずに推進した
後に管周辺の地山の土中に含まれる水分により反応させ
る方法等によって実現することができる。特に急ぐ場合
は、パイプ等でこの部分に注水してもよい。上記静的破
砕剤は、一般に膨張コンクリートに使用されている膨張
剤と同様の成分であり、この膨張剤を過剰に含有させる
ことにより、コンクリートなどの破砕を促すものであ
る。また、この静的破砕剤は、一般的に建設工事に伴う
岩石やコンクリートの破砕に用いられているもので、振
動、騒音、飛び石等を生じることなくコンクリート等を
破砕することが可能であり、しかも有害成分を含んでい
ないため、管体への悪影響も考えられない。

【００２０】上記静的破砕剤の挿入形状については、脆
性成形体を破砕し、継手の伸縮量を確保するという目的
を達成することができるものであれば、図示例以外の形
状でもよい。また、図示例のように、脆性成形体１０に
穿孔した孔に静的破砕剤を充填する方法に限らず、カラ
ー自体を静的破砕剤を混和剤として配合したコンクリー
トで製作しておくこともできる。この場合も、推進終了
後に管周辺地山の土中に含まれた水分により反応させる
方法等により破砕することができる。

【００２１】次に、この推進力伝達用カラー１における
脆性成形体１０の成形法について説明する。図３、図４
はこの脆性成形体１０を成形するための遠心成形モール
ドＭを表すもので、この成形モールドＭは環状板体２，
２と支持部材３からなる複数の外装枠体５，…を直列に
並べて保持することのできる鋼板製の外筒７と、該外筒
の前後両端部に配置される前後のフランジ８，８と、該
フランジ８，８に挿通され両者を締め付けるスルーボル
ト９，…とナット９ａ，…の組み合わせで構成される。
図示例の外筒７は、蒲鉾型の部材を上下に重ね合わせて
筒状とした二つ割りのものであり、上下に分割して外装
枠体５を収納することができるようになっているが、外
装枠体を収納して成形できるものであれば他の構造のも
のでもよい。

【００２２】成形に際しては、図３に示すように、複数
の外装枠体５，…を前後に重ねた状態で外筒７内に収納
し、ボルト９で両側のフランジを締め付け固定する。こ
れにより、内部の外装枠体がしっかりと固定される。こ
のモールドＭを、公知の遠心成形装置（図示を省略）に
取り付け、該モールドＭの軸心回りに回転させつつ、両
端部の開口部から外筒７の内部に脆性成形体１０の成形
材料を装入する。成形材料は、例えば静的破砕材を混和
材として混練されたコンクリートである。装入された成
形材料は、遠心力によって外筒７内壁側に押し付けら
れ、ドーナツ状に成形される。なお、成形された脆性成
形体の内周面は、回転中にへらなどを用いて環状板体２
の内径と等しくなるように均す。この状態で成形材料を
固化させることにより、所望のカラー１が得られるので
ある。

【００２３】次に、この推進力伝達用カラー１の使用法
について説明する。図６はこのカラー１を装着した管継
手を例示するもので、この管継手Ｊ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２
２と受口２３とで構成される。挿し口２２はダクタイル
管２４の先端部外周面に挿し口突起２５が一体に設けら
れている。地震等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２５と後述のロックリ
ング３７が係合することによって挿し口２２と受口２３
との離脱が防止される。

【００２４】上記挿し口突起２５は、挿し口２２の外周
部全体にリング状に設けられている。挿し口２２の後方
寄りの位置にはフランジ２７が一体に設けられている。
２８，…は、フランジ２７の背面部に適当間隔で設けら
れたバックアップ用の補強リブである。これらフランジ
２７と補強リブ２８は、金属製で溶接等により挿し口２
２の外周面上に固着されている。

【００２５】受口２３は、ダクタイル管２４の後部を概
略漏斗状に拡径してなり、その内面部にゴム輪装着用の
溝３０と、ロックリング溝３２が設けられている。受口
２３の後端部には、内向フランジ３３が形成され、その
端面は軸方向と直角な平面３３ａとして形成されてい
る。前記溝３０には、シール用のゴム輪３５が嵌め込ま
れており、前記ロックリング溝３２には一つ割りで拡が
り勝手に作られたロックリング３７がロックリング芯出
し用のゴムリング３８を介して嵌着されている。４０は
外装コンクリートである。前記挿し口２２のフランジ２
７と、受口２３の内向フランジ３３との間には本発明の
推進力伝達用カラー１が介装される。

【００２６】上記継手Ｊの施工方法について説明すれ
ば、次の通りである。まず、図７（ａ）に示す如く、挿
し口２２の外周部に推進力伝達用カラー１を預け入れ
る。一方、受口２３の所定箇所にゴム輪３５、ロックリ
ング３７を装着し、この受口２３に上記挿し口２２を挿
入する。しかる後、挿し口２２が受口２３に挿入された
管を油圧ジャッキにより、パイプインパイプ工法であれ
ばさや管内に順次挿入し、推進工法であれば先頭管で掘
削しながら順次管を挿入する。図７（ｂ）の状態であれ
ば、挿し口２２のフランジ２７と受口２３の内向フラン
ジ３３とで推進力伝達用カラー１が挟圧された状態とな
り、油圧ジャッキによる推進力は、当該カラー１を介し
て先行の管に伝達される。

【００２７】上記静的破砕剤は、推進終了後に膨張して
脆性成形体１０を破砕するように設定されているので、
その膨張により図７（ｃ）に示すように、脆性成形体１
０自体に亀裂が入って破砕される結果、当該脆性成形体
１０の圧縮強度がほぼ０となり、両側の環状板体２，２
の間隔分に近い距離だけ継手の伸縮量が確保される。こ
の場合、両環状板体に圧縮力が作用しても、両者の間隔
部には屈曲又は破損した支持部材が残留するので、その
分は押し込み余裕量から除外される。なお、さや管内に
管を挿入した場合は、前述の如くさや管と挿入した管の
内周面との間に空隙があるため、亀裂の入った脆性成形
体１０は破片となって脱落する。図７（ｄ）は、脆性成
形体１０が脱落して継手の押し込み量Ｌ１’（残留支持
部材の厚みを無視している）が確保された状態を示す。

【００２８】図８は、脆性成形体１０本体に挿入する静
的破砕剤の異なる形態を表す。この形態では、静的破砕
剤１２が推進力伝達用カラーの肉厚部の外周面側と内周
面側にかけて斜めに挿入されている。このため、破砕さ
れたコンクリート破片が確実に脱落することになり、よ
り確実に継手伸縮量を確保できる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の推進力伝達用カラーは、推進工法に使用する管継手に
介装して推進力を伝達することができ、推進終了後はそ
の脆性成形体が自ら破砕して継手部から除去されるもの
であるから、管路に耐震継手として十分な押し込み余裕
量を確保することが可能となった。しかも、このカラー
は、壊れやすい脆性成形体が枠体によって保護されてい
るので、運搬中や推進工事中の取扱いで端部等の欠損が
生じにくく、圧縮強度の低下によるトラブルを起こすお
それがない。また、材齢とともに破砕が進行して、推進
時に荷重負担面に欠損部が生じても、両面に板材があて
がわれているので、推進力を均等に伝達することができ
る。さらに、支持部材同士の間隔部は窓状の空間部とな
っているので、破砕した破片の大部分は枠体内に残らず
落下する結果、継手伸縮量が十分に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の推進力伝達用カラーの正面断面図（Ｘ
−Ｘ断面図）（ａ）及び側面図（ｂ）である。

【図２】環状枠体の正面図（ａ）及び側面図（ｂ）であ
る。

【図３】脆性成形体の成形モールドの断面図である。

【図４】その正面図である。

【図５】脆性成形体の側面断面図（ａ）及び正面断面図
（ｂ）である。

【図６】カラーを介装した継手の断面図である。

【図７】継手の使用法の説明図である。

【図８】上記と異なる脆性成形体の側面断面図（ａ）及
び正面断面図（ｂ）である。

【図９】従来のＰII形管継手の断面図である。

【図１０】推進工法の説明図である。

【符号の説明】

１推進力伝達用カラー２環状板体３支持部材５外装枠体１０脆性成形体１２静的破砕剤

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） 2D054 AC18 AD28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の管を接合しつつ推進して地下に埋
設するための推進力伝達用カラーであって、所定の間隔
で対向させて配置した前後一対の環状板体の間に、埋設
後に自らの膨張圧によって破砕する環状の脆性成形体を
介装したことを特徴とする推進管用推進力伝達用カラ
ー。
【請求項２】脆性成形体が静的破砕剤を含有するコン
クリートの環状成形体である請求項１に記載の推進管の
推進力伝達用カラー。
【請求項３】前後一対の環状板体が複数の支持部材に
よって互いに固定されている請求項１又は２に記載の推
進管の推進力伝達用カラー。