JPH10160043A - 管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の管を互いに係合させて埋設したパイプル
ーフを構成するに際し、内部に雌継手を設けた管を合理
的に製造する。 【解決手段】素管１の内部に例えば溝形鋼からなる管部
分構成部材３を挿入して該部材３の長手方向端部である
壁部３ａを素管１の内周面に当接させ、該部材３を素管
１の軸心と平行に配置する。壁部３ａと素管１を溶接し
て管部分構成部材３の接続部３ｂ側に該部材３と素管１
とによって閉鎖断面７を形成する。壁部３ａの間の素管
１を所定幅で全長にわたって切断して溝２ａを形成す
る。素管１は、管部分構成部材３によって拘束され、溝
２ａの形成に伴う残留応力の放出を軽減して変形を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管を連接させてパ
イプルーフを構築する際に用いて有利な管を製造する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】堤防のように幅が短く且つ幅方向の両側
が低くなっている場所や道路を横断するトンネルを構築
する場合、トンネルの構築場所に複数の管を目的の形
状，寸法に対応させて並列させると共に互いに連接して
埋設することで所謂パイプルーフを構築して地山を支持
し、このパイプルーフの内側を掘削してトンネルを構築
することが行われている。

【０００３】パイプルーフを構築する管を埋設する場
合、先ず基準となる管を推進して埋設し、その後、埋設
された基準となる管に隣接させて新たな管を推進して埋
設する。この作業を繰り返すことで所定数の管を互いに
隣接させて並列し、これによりパイプルーフが構築され
る。

【０００４】特に、既に埋設された管に新たな管を隣接
して推進するに際し、相互の埋設位置が非管理状態にな
ることは好ましいことではない。このため、管の全長に
わたって一対の継手が形成されている。そして既に埋設
された管と新たな管の継手を係合させることで、該継手
をガイドとして両者の位置関係を保持している。

【０００５】上記管の継手は、該管の外周所定位置に全
長にわたって突設されるのが一般的である。即ち、予め
設定された径と長さを持った管の外周２か所に全長にわ
たって、例えば、２本のアングル材を背中合わせに配置
して溶接することでＴ型に構成した雄継手と、２本のア
ングル材をフランジを間隙を持って対向させて溶接する
ことで構成した雌継手とを夫々突設して構成されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く構成された
管では、推進時に外周に突設した各継手が抵抗となって
大きな推力が必要となるという問題や、これらの継手が
地山に食い込んで管にローリングを生じることがあると
いう問題があった。このため、本件出願人は前記各問題
を解決し得るパイプを開発して実用新案登録出願を行っ
ている（実公平８−3515号）。

【０００７】本発明の目的は、上記パイプを合理的に製
造するための方法を提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る管の製造方法は、内部に雌継手を有しパ
イプルーフを構築するために用いる管を製造するための
方法であって、所定の径と長さを持った素管と、雌継手
を構成するための、素管と同一長さを有し且つ素管の内
周面に当接可能な２つの長手方向端部を有する管部分構
成部材とを用意し、素管の内側に少なくとも１つの管部
分構成部材をその両長手方向端部を素管の内周面に沿わ
せて配置し、その後、互いに当接した管部分構成部材の
両長手方向端部と素管の内周面を夫々溶接して前記管部
分構成部材と素管内周面の一部で囲まれた雌空間部を形
成し、しかる後、前記管部分構成部材が取り付けられた
素管の周壁に前記雌空間部に連絡する溝を素管の全長に
わたって形成することで、前記溝と雌空間部とによって
雌継手を形成することを特徴とするものである。

【０００９】上記管の製造方法では、パイプルーフを構
築するために予め設定された径と長さを持った素管と、
雌継手を構成するために長手方向端部を有する管部分構
成部材を用意し、少なくとも１つの管部分構成部材を素
管の内部に配置して該部材の両長手方向端部を素管の内
周面に当接させると共に当接部位を溶接して管部分構成
部材と素管の内周面の一部で囲まれた雌空間部を形成す
ることが出来る。更に、素管の前記雌空間部に対応する
部位を全長にわたって切断することで、素管に溝を形成
したにも係わらず該溝の両側を管部分構成部材を介して
接続した閉鎖断面とすることが出来、且つ溝と雌空間部
とによって雌継手を構成することが出来る。

【００１０】特に、第１工程で素管の内周面に管部分構
成部材を溶接することで、断面形状を素管自身の周壁に
よる閉鎖断面と、素管の周壁と管部分構成部材とによっ
て構成される閉鎖断面を同時に形成することが出来る。
そして第２工程で素管を全長にわたって切断したとき、
切断部位と管部分構成部材の長手方向端部との間は自由
端となるものの、他の部位は閉鎖断面を維持する。この
ため、素管に製管時の応力が残留している場合であって
も、この残留応力の影響は管部分構成部材の長手方向端
部と切断部位の周辺に限定され、管全体に歪みが生じる
ことがない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、上記管の製造方法の好まし
い実施形態について図を用いて説明する。図１は製造工
程を示す図、図２は管の一例を説明する軸心に直角方向
の断面図、図３は管の他の例を示す図、図４は管の他の
例を示す図である。

【００１２】本発明に係る管の製造方法を説明するのに
先立って、目的の管Ａ〜Ｆの構成例について図２〜図４
により説明する。これらの管Ａ〜Ｆは夫々図示しないパ
イプルーフを構築するために用いられるものであり、地
中を推進する際に極端な抵抗の偏りをなくすことでロー
リングの発生を防止すると共に推力の増大を防止し得る
ようにしたものである。

【００１３】図２に示す管Ａは、予め設定された径と肉
厚及び長さを有する素管１と、予め設定された断面形状
と長さを有し素管１の内周面に溶接されて雌継手２を構
成する管部分構成部材３と、素管１の外周面に突設され
前記雌継手３と係合する雄継手４と、を有して構成され
ている。

【００１４】素管１は鋼管からなり、該素管１の径及び
肉厚等の仕様は構築すべきパイプルーフの長さや作用す
る土圧等の条件に応じて設定されている。通常、パイプ
ルーフに利用する管の素管は大径管であり、板材を捩じ
って或いは曲げて製管されるのが一般的である。このた
め、素管１には比較的高い応力が残留していることが多
い。

【００１５】雌継手２は管Ａを地中に推進する際に余分
な抵抗となることのないように、素管１の内周面側に形
成されている。この雌継手２は、管Ａが埋設された後、
この管Ａに隣接して新たな管Ａを推進する際に、該新た
な管Ａに突設された雄継手４を係合させて互いの関連位
置を保持する機能を有するものである。このため、雌継
手２は雄継手４を嵌合させることが可能な形状を持って
形成され、特に、雌継手２を構成する素管１の部位には
溝２ａが形成されている。

【００１６】雌継手２は必ずしも１か所のみに限定され
るものではなく、例えば図４（ａ）に示す管Ｄには２か
所に雌継手２が設けられている。この管Ｄは、パイプル
ーフを構築する際に１番始めに推進されて地中に埋設さ
れるものである。このように管Ａには少なくとも１か所
に雌継手２が形成されている。

【００１７】管部分構成部材３は素管１の内周面に溶接
され、該素管１と共に雌空間部を構成し、更に、該雌空
間部に対応する素管１に溝２ａを形成することで雌継手
２を構成するものであり、素管１の内周面と当接して溶
接される２つの長手方向端部となる壁部３ａを有してい
る。この壁部３ａは必ずしも明確な壁状に形成される必
要はなく、要するに素管１の内周面と溶接し得る形状で
あれば良い。

【００１８】管部分構成部材３は素管１に溶接されて該
素管１と共に雌継手２を構成するのみならず、該素管１
を拘束して溝２ａの形成による残留応力の放出に伴う変
形の発生を防止する機能を有するものである。このた
め、管部分構成部材３の断面は連続した形状であること
が必要である。

【００１９】本実施例に係る管Ａでは、図２に示すよう
に、管部分構成部材３としてフランジからなる一対の壁
部３ａと、ウエブからなる接続部３ｂと、を有する溝形
鋼を用いている。また図３（ａ）に示す管Ｂでは、構造
用鋼管或いは高圧配管用鋼管等の鋼管をＣ字状に切断し
た鋼材を用いており、Ｃ字型の両端部位を壁部３ａとし
て機能させると共に他の部位を接続部３ｂとして機能さ
せている。更に、同図（ｂ）に示す管Ｃでは、管部分構
成部材３としてフラットバーを用いており、該フラット
バーの両端部を壁部３ａとして、他の部位を接続部３ｂ
として機能させている。また図４（ｂ）に示す管Ｅは、
管部分構成部材３としてＲ型に成形加工した鋼材を用い
ており、管Ａに於ける溝形鋼の構成と略類似している。
従って、管部分構成部材３に形成されたフランジ状の壁
部３ａを有している。

【００２０】上記各管Ａ〜Ｅでは、雌継手２と雄継手４
が対向する位置に形成されている。しかし、各継手２，
４の相対的な位置は必ずしも180 度対向する位置である
必要はなく、図４（ｃ）に示す管Ｆのように、互いに90
度或いはそれ以外の角度を持っていても良い。

【００２１】雄継手４は既に埋設された管Ａの雌継手２
に嵌合して推進され、推進方向を案内されると共に両者
の関係位置を保持するものである。このため、雄継手４
は、雌継手２に容易に嵌合して案内され得るように、Ｔ
字形鋼によって或いは２枚のアングル材をフランジの背
中を互いに対向させてＴ字型に組み合わせることで構成
されている。何れの場合であっても、雄継手４は素管１
の所定位置に全長にわたって溶接されている。

【００２２】雄継手４の位置は、管がパイプルーフに占
める位置に応じて雌継手２を基準として設定されてい
る。即ち、管Ａがパイプルーフの天井部或いは側壁部に
適用される場合、該管Ａに於ける雌継手２と雄継手４は
素管１の中心を通る直径上に形成される。また管が天井
部と側壁部の交差部位に適用される場合、図４（ｃ）に
示す管Ｆのように、雄継手４は雌継手２に対し90度の角
度を持った位置に形成される。更に、パイプルーフの天
井がアーチであるような場合、雄継手４は雌継手２に対
しアーチの円弧に応じた角度を持った位置に形成され
る。

【００２３】次に、図１により管Ａの製造方法について
説明する。先ず、同図（ａ）に示すように、素管１の内
部に管部分構成部材３を挿入し、壁部３ａを素管１の内
周面に当接させた状態で該管部分構成部材３を素管１の
長手方向に沿って配置する。このとき、素管１の軸心と
管部分構成部材３の長手方向を正確に平行となるように
配置することが必要である。

【００２４】例えば、管部分構成部材３が素管１の軸心
に対して曲がりが生じているような場合には、この管ａ
を埋設した後、該管Ａの雌継手２に新たな管Ａの雄継手
４を嵌合させて推進したとき、推進中の管Ａの雄継手４
が雌継手２を構成する管部分構成部材３の壁部３ａと接
触して有効な推進を行うことが不可能となる虞がある。
従って、素管１の内部に管部分構成部材３を挿入すると
共に該素管１の軸心と平行に配置した後、直ちに、壁部
３ａと内周面に仮付けしておくことが好ましい。

【００２５】素管１の軸心に対し管部分構成部材３を平
行に配置した後、同図（ｂ）に示すように、壁部３ａと
素管１の内周面を溶接する。壁部３ａと素管１の内周面
を溶接する場合、溶接作業の方法や装置は特に限定する
ものではないが、炭酸ガス溶接トーチ或いはサブマージ
ド溶接トーチ等のトーチ５を搭載した台車６を用いて自
動溶接することが好ましい。

【００２６】上記の如くして素管１の内周面に管部分構
成部材３を溶接したとき、素管１の断面には、素管１自
身による閉鎖断面と、管部分構成部材３の壁部３ａの間
に該部材３と素管１の一部による閉鎖断面と、管部分構
成部材３の接続部３ｂに該部材３と素管１の大部分とに
よる閉鎖断面７が構成される。

【００２７】素管１に対して管部分構成部材３を溶接す
るのと同時に或いは前後して、同図（ｃ）に示すよう
に、素管１の外周所定位置に雄継手４を溶接する。但
し、目的の管Ａが２か所に雌継手２を設けたものである
場合、素管１の外周に雄継手４を設けることはない。

【００２８】次に、同図（ｄ）に示すように、管部分構
成部材３の長手方向両端部である壁部３ａの間の素管１
を全長にわたって且つ予め設定された寸法で切断し溝２
ａを形成する。素管１を切断する場合、切断方法を限定
するものではないが、ガス切断火口を取り付けたトーチ
或いはプラズマ切断トーチ等からなる２本のトーチ８を
図示しない台車に搭載して予め設定された間隔を持って
配置し、この状態で台車を移動させて切断することが好
ましい。

【００２９】トーチ８を駆動して素管１を全長にわたっ
て切断したとき、この切断によって素管１に残留した応
力が放出され、これに伴って素管１に歪みが生じる虞が
ある。しかし、素管１には管部分構成部材３が溶接され
たことで、素管１，壁部３ａ，接続部３ｂからなる閉鎖
断面７が形成されており、素管１の挙動は管部分構成部
材３によって拘束される。従って、壁部３ａと溝２ａの
間に位置する素管１の一部は自由端となって歪みが生じ
ても、閉鎖断面７を形成する素管１の大部分では歪みが
発生することがない。

【００３０】管部分構成部材３は、素管１を拘束して該
素管１全長にわたって切断したときに放出される残留応
力に伴う変形を拘束する機能を有する。このため、管部
分構成部材３には壁部３ａを拡大或いは縮小する方向の
力が作用し、これに伴って接続部３ｂには曲げ力が作用
する。従って、管部分構成部材３は前記力に耐え得る強
度を有することが必要である。このため、図２に示す実
施例では、接続部３ｂとなるウエブを補強板９によって
補強している。

【００３１】また素管１の残留応力の放出に伴う歪みを
軽減させるために、該素管１を切断する際に一定の間隔
で未切断部分を残しておき、素管１の温度が低下した
後、前記未切断部分を切断することが好ましい。このよ
うに切断することによって、素管１に発生する歪みを軽
減させることが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
管の製造方法では、先ず、素管の内周面に管部分構成部
材の長手方向端部となる壁部を当接させて溶接すること
で、該管部分構成部材と素管とによって閉鎖断面を構成
することが出来る。この状態では、素管に残留した応力
は放出されず、該素管に歪みが発生することはない。そ
の後、素管の管部分構成部材の間に形成された雌空間部
に対応する部位を全長にわたって切断して溝を形成する
ことで、管部分構成部材と溝によって雌継手を構成する
ことが出来る。また切断によって素管に歪みが生じるよ
うな場合であっても、この素管が管部分構成部材によっ
て拘束されるため、変形が生じることがない。

【００３３】従って、内部に雌継手を有する管を精度良
く製造することが出来る。このため、本発明に係る方法
で製造された管を用いることで円滑な推進を行うことが
可能であり、且つ推進された管の位置精度を向上させる
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造工程を示す図である。

【図２】管の一例を説明する軸心に直角方向の断面図で
ある。

【図３】管の他の例を示す図である。

【図４】管の他の例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ〜Ｃ 管 １ 素管 ２ 雌継手 ２ａ 溝 ３ 管部分構成部材 ３ａ 壁部 ３ｂ 接続部 ４ 雄継手 ５，８ トーチ ６ 台車 ７ 閉鎖断面 ９ 補強板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に雌継手を有しパイプルーフを構築
   するために用いる管を製造するための方法であって、所
   定の径と長さを持った素管と、雌継手を構成するため
   の、素管と同一長さを有し且つ素管の内周面に当接可能
   な２つの長手方向端部を有する管部分構成部材とを用意
   し、素管の内側に少なくとも１つの管部分構成部材をそ
   の両長手方向端部を素管の内周面に沿わせて配置し、そ
   の後、互いに当接した管部分構成部材の両長手方向端部
   と素管の内周面を夫々溶接して前記管部分構成部材と素
   管内周面の一部で囲まれた雌空間部を形成し、しかる
   後、前記管部分構成部材が取り付けられた素管の周壁に
   前記雌空間部に連絡する溝を素管の全長にわたって形成
   することで、前記溝と雌空間部とによって雌継手を形成
   することを特徴とする管の製造方法。
2. 【請求項２】 前記管部分構成部材が溝形鋼であること
   を特徴とする請求項１に記載した管の製造方法。
3. 【請求項３】 前記管部分構成部材がＲ型に成形加工し
   た部材であることを特徴とする請求項１に記載した管の
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記管部分構成部材がフラットバーであ
   ることを特徴とする請求項１に記載した管の製造方法。