JP2019143794A - 埋設管の防護方法及び防護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削機器による樹脂製地中埋設管の破損や損傷から適切に防止できる埋設管の防護方法及び防護構造を提供する。【解決手段】掘削溝内に設置された埋設管を覆うように、門型フレームを管軸方向に間隔を隔てて配置し、該門型フレームの両側面に防護用側板を二枚垂直に設置し、その後埋戻土を掘削溝内に入れ、転圧し該側板の上端まで埋戻し、その後上面防護用上板を載せた後、埋設土で埋戻し埋設管を防護する方法において、前記門型フレームに設置する二枚の該側板を樹脂製とし、前記側板が埋め戻し土の転圧で弓状に外側に広がらないように前記側板を連結梁で連結し、該連結梁が転圧の妨げになる時は取外し可能とし、埋設土を均一に転圧できるようにことを特徴とする埋設管の防護方法及び防護構造。【選択図】図１０

Description

本発明は、掘削機器等による外力から埋設管を保護するために、管埋設時に行う管の防護方法及び防護構造に関する。

地中には水道管やガス管、電力ケーブル管等が埋設されている。また近年耐久性や施工性の観点から、管材質は金属製からプラスチック製に代わってきている。しかし、プラスチック製管は他工事によるバックホウやツルハシ等の掘削作業において、地中に敷設された管路が破損や損傷することがある。

このような掘削時の損傷を防ぐために、管路が敷設されていることを示す埋設表示や、また敷設された管路の上方に防護板を設置して管路の掘削時の損傷を防ぐ技術や、管路の上方と側面に防護板を設置する技術が公知である。

特許文献１には、既に埋設された管や埋設時に管を防護する方法が開示されている。管を地中に埋設した後、防護材を敷設する前に、先にガイド溝を形成し、そのガイド溝に防護材を押込んでいく方法が取られている。

特許文献２には、掘削溝内に埋設管を覆うように、門型フレームを管軸方向に間隔を隔てて配置し、該門型フレームに側面防護用板を垂直に固定した後、掘削溝内に埋め戻し土で、前記門型フレームの上端まで埋め戻し、その後上面防護板を水平に配置し、その上面防護板の上に埋め戻し土を投入して、前記埋設管を防護する方法が記載されている。

非特許文献には、二本の連結棒で組立てた側面防護用の側板を、掘削溝内に入れ、埋設土で、前記側板の上端まで埋め戻した後、上面防護用の上板を載せ、更に埋戻土で埋め戻し、埋設管を防護する方法が記載されている。

特開２０１７−５３４８９号公報 特開２００１−３１１１３１号公報

株式会社土井製作所"埋設物の防護材"［ｏｎｌｉｎｅ］平成２９年１１月２２日 株式会社土井製作所［平成２９年１１月２２日検索］インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｏｉ−ｗｅｂ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｉｎｇ／ｐｏｓｔ−１５．ｐｈｐ〉

特許文献１は、既に埋設された管や埋設時に管を防護する方法が開示されている。管を地中に埋設した後、防護材を敷設する前に、先にガイド溝を形成し、そのガイド溝に防護材を押込んでいく方法が取られている。この方法では事前にガイド溝を形成して、そのガイド溝に防護板を押込む方法で、防護板を押込む時に、土で固められているガイド溝が崩れるなど問題がある。

特許文献２は、大口径鋼管の防護方法が開示されている。大口径鋼管の防護構造であって、側面や上面の防護板も鋼板製で、埋戻土の転圧で側板が曲がったりすることがない。しかし、今回の課題は耐久性や施工性の観点から使用される樹脂製管を樹脂製の側板や上板で防護する方法であり、そのままこの方法を適用すると、樹脂製の側板は埋戻土などの転圧で大きく弓状に広がり、そのままでは防護材としての役割を果たすことができない。

また、特許文献２の開示されている方法を、そのまま樹脂製管に適用すると、樹脂製管は半永久的な寿命があるが、金属製の防護板はいずれ腐食して防護に耐えられなくなり、防護材としての役割を果たせなくなる。

非特許文献１での従来技術の防護構造は、管を防護材で覆う工程においては、埋設土を入れ、ランマー等で転圧するとき、二枚の側板が連結部材で連結されているため、該連結部材のあるところは転圧ができないため転圧が不十分になり、前記連結部材のないところは転圧が強くなり、前記側板が弓状に外側に広がったりする。これにより管周りの埋設土による埋戻しが不均一になり、埋設完了後に管が変形したりすることが懸念される。

また、非特許文献１では、二枚の防護用側板を連結部材で組立てられた状態で掘削溝内に入れるため、該側板が長尺になると、連結部材で組立てられた二枚の防護板が重くなり、狭い掘削溝内に人力で入れるのが難しくなる。そのため長尺の前記側板を使用するのが難しく、防護構造において、長手方向に継目部分が多くできることになり、その継目部分に建設機械のバケットの爪などによる衝撃が加わると破損し易くなり、防護構造の役割を果たせなくなる。

上記問題点を解決する埋設管の防護方法及び防護構造を提供することを課題とする。

発明の対象は、地中埋設管として、水道管、ガス管、電力通信管、ケーブル保護管などが挙がられ、また材質は塩化ビニル管やポリエチレン管などが挙げられ、他工事による掘削工事に弱い樹脂製の管及び継手材料である。本発明の埋設管の防護方法及び防護構造においては、管布設時に管の防護を同時に行うので、管路を埋設後に防護する方法と違い、無理なく完全な埋設管の防護が可能となる。

請求項１の管の防護方法の発明では、
掘削溝内に管を埋設する時に、前記管軸方向に間隔を隔てて、門型フレームを配置し、該門型フレームの両側面に防護用の樹脂製側板を対峙するように垂直に設置し、該掘削溝内を埋戻土で、該側板の上端まで埋め戻した後、上面保護用の上板を前記側板の該上端に設置し、埋め戻し土を投入して該掘削溝の上面まで埋戻をし、埋設された前記管を防護する方法において、
耐久性と施工性の観点から採用されている樹脂管を防護するために、前記門型フレームに垂直に設置する前記側板と上面防護用の該上板を耐久性に優れた樹脂製としている。前記側板の該上端まで埋設土で転圧しながら埋め戻すとき、埋設土の転圧により、樹脂製の前記側板が弓状に外側に広がる。これを防ぐために、前記門型フレームと管軸方向に設置されている次の門型フレームの間で、対峙する二枚の前記側板を、数個の連結梁で連結することを特徴とする技術的手段を講じている。

請求項２の管の防護構造の発明では、
請求項１に記載の埋設管の防護方法に使用する防護構造にあって、該管の管軸方向に間隔を隔てて、配置された前記門型フレームの両側面に側面防護用樹脂製の前記側板を垂直に設置し、埋戻土で前記側板の前記上端まで埋め戻した後、その上を樹脂製の前記上板を設置して管を防護することを特徴とする技術的手段を講じている。

請求項３の管の防護構造の発明では、
請求項２に記載の管の防護構造において、前記門型フレームと管軸方向に設置されている次の該門型フレームの間で、樹脂製の対峙する二枚の前記側板を数個の該連結梁で連結したことを特徴とする技術的手段を講じている。

請求項４の管の防護構造の発明では、
請求項３に記載の管の防護構造において、埋設土の転圧時に連結梁が転圧の妨げになるときに容易に取外しを可能にするために、対峙する二枚の樹脂製の前記側板を連結している連結梁に、前記側板の上からはめ込むことができる凹部を設けた構造としたことを特徴とする技術的手段を講じている。

請求項５の管の防護構造の発明では、
請求項２に記載の管の防護構造において、前記側板を容易に前記門型フレームに設置し、固定するために、前記門型フレームの下部に側板受け部を設けると同時に、前記門型フレームの外側の側部に設けたオス型凸部と、これに対応した位置に設けた前記側板の切込み部が嵌合できる構造としていることを特徴とする技術的手段を講じている。

請求項６の管の防護構造の発明では、
該埋設管の側面を防護する二枚の前記側板と、上面を防護する前記上板が配置されている埋設管の防護構造において、
地震などの地盤変動で前記上板がその下に配置されている前記側板に対して移動すると、大きな窓ができ埋設管の防護構造としての役割を果たさなくなる。
垂直に設置された２枚の該側板の内側の近接した位置に、前記上板からズレ防止ピンを打込むことで、前記上板が地盤変動などで左右に動くと、該ズレ防止ピンが前記側板の側面に当たり、前記上板が前記側板に対して外れない構造としていることを特徴とする技術的手段を講じている。

請求項７の管の防護構造の発明では
請求項６に記載の管の防護構造において、地震等の地盤変動などにより、前記上板に対して隣接する前後の上板が移動して、防護構造の上部が開かないようにするために、前記上板と隣接する前後の該上板端部に各々一ヶ所以上の穴があり、前記上板と隣接する前後の前記上板の上に重ねるようにして上板連結部材があり、該上板連結部材に構成されている２本以上の隙間防止ピンが各々一ヶ所以上の前記上板に開けられた該穴に挿し込まれていることを特徴とする技術的手段を講じている。

請求項８の管の防護構造の発明では、
請求項７に記載の管の防護構造において、連結された保護板の前記上板に建設機械のバケット爪などで、引っ掛けられ前記上板を引き上げられた時、隣接する前後の前記上板と一緒に引き上げないように、前記上板連結部材で連結している該隙間防止ピンが簡単に外れるように、前記上板に開けられた内径は、前記隙間防止ピンの外径の１．２倍から１．５倍としていることを特徴とする技術的手段を講じている。

前記門型フレームを配置し、前記門型フレーム下部の受け部に、２０００ｍｍから４０００ｍｍの長尺の樹脂製側板を一枚ずつ二枚配置する。次に対峙するように配置された二枚の前記側板を連結梁で連結する。
一枚ずつ前記側板を配置することにより、掘削溝内で容易に長尺の前記側板を人力で組立てられる。

前記側板が長尺で樹脂製であり、埋戻土の転圧で、外側に弓状に曲がり易いため、該連結梁で側板の曲がりを防止している。しかし、前記連結梁が転圧の妨げになるときは、前記連結梁を外すことができるようにしている。これにより、均一な転圧が可能となり、不均一な転圧による埋設管の変形がないようにしている。

地震などの地盤変動により、埋設管の側面を防護する前記側板から、上面を防護する前記上板がズレないように、前記側板の内側の近接した位置に、前記上板から打込まれたズレ防止ピンが、その下の前記側板の内面に当たり、前記上板が前記側板に対してズレない構造にした。

地震などの地盤変動などにより、前記上板に対して隣の上板が移動して、防護構造の上部が開かないようにするために、前記上板と隣接する前後の該上板端部に各々二ヶ所以上の穴があり、前記上板と隣接する前後の前記上板の上に重ねるようにして上板連結部材があり、該上板連結部材に構成されている二本以上の隙間防止ピンが各々一ヶ所以上の前記上板に開けられた該穴に挿し込まれているので、地盤変動などで防護構造の上部が開くことがない。
また、建設機械などで、前記上板の一枚が引っ掛けられて外れても、隣接する前後の前記上板が外れないように前記上板に開けられた前記穴の内径は隙間防止ピンの外径の１．２倍〜１．５倍としている。

半永久的に使用できる防護材を簡単に人力で掘削溝内に設置でき、容易に埋戻土を埋め戻し転圧できる防護構造とし、地震などの地盤変動にある程度耐える防護構造とした。

本発明の一実施例で、門型フレームを、埋設管を覆うように配置した図 本発明の一実施例で、図１のＡ−Ａ矢視図 門型フレームに二枚の側板を載せた図 図３のＢ−Ｂ矢視図 二枚の側板を連結梁で連結した図であり、図６のＤ−Ｄ矢視図 図５のＣ−Ｃ矢視図 図６のＥ−Ｅ矢視図 埋設土で、側板の上端まで埋め戻した図 側板の上に上板を載せた図 掘削溝の上まで埋め戻し土で埋め戻した図 組み立て式門型フレームの図 図１１のＧ部拡大図 門型フレームの側面に設けたオス型凸部と図１３にある側板の切込み部を嵌合させた図 図１３の勘合部拡大図 上板から、側板に向けてズレ防止ピンを差し込んだ図 隣接する上板を上板連結部材で接続した図 図３の別の実施例図 図１７のＢ１−Ｂ１矢視図で、図４にある側板に「切欠」のない別の実施例図 図１８の側板に連結梁を載せた図 連結梁の別の実施例図 図１９のＣ１−Ｃ１矢視図 側板の上端部まで埋戻土で埋戻し、上板を載せた別の実施例図 図４の別の実施例で、側板一枚当たり門型フレームを３本とした図

以下に、本発明に係る管の埋設時の防護方法について実施の形態について図面を参照にしながら説明する。

この発明の一例を説明する。図１は掘削溝内の管床部２に門型フレーム３が、管軸方向に間隔をおいて配置されている。側板４の長さが２０００ｍｍ〜４０００ｍｍとすれば、門型フレームの間隔は約４００ｍｍ〜約３８００ｍｍが望ましい。図２は図１のＡ−Ａ矢視図で、門型フレーム３が管軸方向に配置されている様子が示されているが、図３は門型フレーム３の側板４を載せる前の図である。門型フレーム３は、一枚の側板４の長さ当たりに、２本〜４本が良い。図３、図４には門型フレーム３を二本に側板４一枚を載せた図である。

図３は、門型フレーム３の側板受け部３１に側板４を載せた図であり、そのＢ−Ｂ矢視図が図４に示されている。側板受け部３１に載せられた側板４は、図１４に示す嵌合部で固定されている。図４の側板４には、図５に示されている連結梁５を嵌める切欠４１が設けられている。切欠き４１のピッチは３００〜６００ｍｍ間隔が望ましい。

図５に示す連結梁５は側板４の切欠４１の上から嵌め込みやすいように、連結梁５の下向きに凹部５１が設けられている。図６は連結梁５の凹部５１を側板４の切欠きに嵌めた図である。

図６は図５のＣ−Ｃ矢視図で、門型フレーム３と連結梁５の位置関係が示されており、門型フレーム３と連結梁５は離れた位置にある。連結梁のピッチは切欠きのピッチと同じである３００〜６００ｍｍが望ましい。図５は、図６のＤ−Ｄ矢視図で、図７は図６のＥ−Ｅ矢視図である。

図８は、掘削溝に埋戻土６を入れながら転圧し、転圧した埋戻土６が側板４の上端部までに達した状態。図９は側板４の上端部に上部保護用に上板７を載せた図である。

図１０は、上板７の上に埋戻土６を入れ転圧し、掘削溝上部まで、埋め戻した図である。

図１１は門型フレーム３を組立タイプにした一例を表している。門型フレーム上部部品３３を門型フレーム側部部品３４に勘合させ組み立てた図である。図１２のＧ部拡大図が組立て構造を表している。
組立タイプの特徴は掘削溝内に土を埋め戻し時や転圧時に、門型フレーム上部部品３３が転圧の妨げになるとき、門型フレーム上部部品３３を外すことができる。これにより均一な転圧作業が可能になる。

図１３、図１４は門型フレーム３に側板４を載せた後、側板４が倒れないように側板の切込み部４２を門型フレームのオス部凸部３２に勘合させる。これにより、門型フレーム３に二枚の側板４を一枚ずつ確実に取付けられる。図１４は勘合部の詳細の一例を表している。

図１５は、側板４に上板７を載せた後、地震などの地盤変動により、上板が側板４に対してズレない様に、上板７の上からズレ防止ピン７を側板４の内面の近くに差し込んだ一例である。

図１６は上板７とその隣接に配置されている上板７−２が地震などの地盤変動に対して上板７と上板７−２の間で大きな隙間ができないように、上板連結部材９の隙間防止ピン９１を上板７と上板７−２に差し込んで固定している。また、万一建設機械のバケット爪などで上板７が引っ掛けられた時には、上板７が持ち上げられても、隣接する上板７−２がそのまま残るようにしている。横のズレに強く、上下のズレには簡単に外れるように、上板７と上板７−２に開けられた穴の内径は、隙間防止ピン９１の外径の１．２倍から１．５倍としている。穴の内径が大きすぎても、上板７と上板７−２が開く原因になる。他の方法も考えられる。

図１７〜図２２は、図１〜６に対して、別の実施例である。
図１７は、門型フレーム３に側板４−２を載せた図である。図１７のＢ１−Ｂ１矢視図である図１８の側板４−２には図４にある切欠４１を設けていない。

側板４−２に載せる連結梁５−２の構造は図２０に示すとおりである。側板４−２の上に嵌めるだけのもので、凹部の溝が深い。側板４−２のどの位置でも嵌めこむことができる。また、埋戻土を入れるときや入れた埋戻土を転圧するときに妨げにならないように外すことができ、均一に埋設土の埋戻しや転圧ができるので、埋設されている管が変形したりすることがない。図２１が図１９のＣ１−Ｃ１矢視図である。

図１９、図２１の状態で埋戻土を転圧しながら入れ、上板７を載せたのが図２２である。
図２３では、側板４一枚当たりに門型フレーム３を３本配置した図である。側板４が長くなると門型フレーム３が３本〜４本が望ましい。

上記実施例での防護材である側板４及び上板７の材質は耐衝撃性が高く、建設工事などで建設機械のバケット爪やツルハシが貫通しない材質又は貫通しにくい材質が良い。
例えば、耐衝撃性の高い低密度ポリエチレンと高強度の高密度ポリエチレン又はポリカーボネイトの混合品。低密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合品などが挙げられる。

長尺の側板４と上板７の長さは、２０００ｍｍから４０００ｍｍが望ましい。建設機械やツルハシが貫通しにくい側板４や上板７の厚さは約１５ｍｍ〜２０ｍｍが望ましい。ポリエチレン（密度：０．９５）を使用したケースを下記表１で考察する。

側板４を門型フレーム３に人力で、掘削溝内に配置するには、重さ３０ｋｇが限界と思われる。したがって、表１より側板４の長さ４０００ｍｍが限界である。側板４を二枚セットに組立てた状態で掘削溝に入れるには２０００ｍｍが限界である。本発明では、一枚ずつ側板４を組立てられ、４０００ｍｍまでの側板４の組立てが可能であり、長尺の防護構造が可能となる。

１ 埋設管
２ 管床部
３ 門型フレーム
３１ 側板受け部
３２ 門型フレーム鍵部
３３ 門型フレーム上部部品
３４ 門型フレーム側部部品
４ 側板
４−２ 側板
４１ 切欠
４２ 側板鍵穴
５ 連結梁
５１ 凹部
５−２ 連結梁
６ 埋戻土
７ 上板
７１ 穴
７−２ 上板
８ ズレ防止ピン
９ 上板連結部材
９１ 開き防止ピン

Claims (8)

1. 掘削溝内に管を埋設する時に、該管の管軸方向に間隔を隔てて、門型フレームを配置し、該門型フレームの両側面に防護用の側板を対峙するように垂直に設置し、該掘削溝内を埋戻土で、該側板の上端まで埋め戻した後、上面保護用の上板を前記側板の該上端に設置し、埋め戻し土を投入して前記掘削溝内の上面まで埋戻をし、埋設された前記管を防護する方法において、
   前記門型フレームに垂直に設置する前記側板と前記側板の前記上端に設置する該上板を樹脂製とし、前記側板の前記上端まで埋設土で埋め戻すときに、埋戻土の転圧により、樹脂製の前記側板が弓状に外側に広がるのを防ぐため、前記門型フレームと管軸方向に設置されている次の門型フレームとの間で、対峙する二枚の前記側板を、数個の連結梁で連結したことを特徴とする管の防護方法。
2. 請求項１に記載の埋設管の防護方法に使用する防護構造にあって、該管の管軸方向に間隔を隔てて、配置された前記門型フレームの両側面に側面防護用樹脂製の前記側板を垂直に設置し、埋戻土で前記側板の前記上端まで埋め戻した後、その上を樹脂製の前記上板を設置して管を防護することを特徴とする管の防護構造。
3. 請求項２に記載の管の防護構造において、前記門型フレームと管軸方向に設置されている次の門型フレームの間で、樹脂製の対峙する二枚の前記側板を、数個の該連結梁で連結したことを特徴とする管の防護構造。
4. 請求項３に記載の管の防護構造において、埋設土の転圧時に連結梁が転圧の妨げになるときに容易に取外しを可能にするために、対峙する二枚の樹脂製の前記側板を連結している連結梁に、前記側板の上からはめ込むことができる凹部を設けた構造としたことを特徴とする管の防護構造。
5. 請求項２に記載の管の防護構造において、前記側板を容易に前記門型フレームに設置し、固定するために、前記門型フレームの下部に側板受け部を設けると同時に、前記門型フレームの外側の側部に設けたオス型凸部と、これに対応した位置に設けた前記側板の切込み部が嵌合できる構造としていることを特徴とする管の防護構造。
6. 埋設管の側面を防護する二枚の側板と、上面を防護する上板が配置されている埋設管の防護構造において、垂直に設置された二枚の該側板の内側の近接した位置に、該上板からズレ防止ピンを打込むことで、前記上板が地盤変動などで左右に動くと、該ズレ防止ピンが前記側板の側面に当たり、前記上板が前記側板に対して外れない構造としていることを特徴とする管の防護構造。
7. 請求項６に記載の管の防護構造において、地盤変動などにより、前記上板に対して隣接する前後の上板が移動して、防護構造の上部が開かないようにするために、前記上板と隣接する前後の該上板端部に各々一ヶ所以上の穴があり、前記上板と隣接する前後の前記上板の上に重ねるようにして上板連結部材があり、該上板連結部材に構成されている二本以上の隙間防止ピンが各々一ヶ所以上の前記上板に開けられた該穴に挿し込まれていることを特徴とする管の防護構造。
8. 請求項７に記載の管の防護構造において、連結された前記上板が建設機械のバケット爪などで、引っ掛けられ引き上げられた時、前記上板連結部材で連結されている前後の上板が、前記連結部材から容易に外れるように、前記上板に開けられている前記穴の内径は、前記上板連結部材に構成されている前記隙間防止ピンの外径の１．２倍〜１．５倍としていることを特徴とする管の防護構造。

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