(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通流を遮断可能な遮断部が設置された水道管で構成される既設管の外表面を押圧する押圧部を有し、前記既設管に固定された環状部材と、
前記環状部材の上流側に配置され、前記環状部材に引張力を作用させる張力付与機構と、を備え、
前記押圧部は、前記環状部材の内周面に形成された凹部に装着され、前記既設管の外表面に喰込み可能な抜止部材で構成されており、
前記張力付与機構は、土中に貫入される杭部材と、前記環状部材と前記杭部材とを連結する連結部材と、前記連結部材を短縮操作可能な操作部とを有している管移動防止装置。
【請求項２】
前記張力付与機構は、前記環状部材を傾倒させる方向に沿って前記環状部材に引張力を作用させている請求項１に記載の管移動防止装置。
【請求項３】
前記環状部材は、前記既設管の周方向に沿って配置された本体部と、前記本体部の内部空間に収容されて前記押圧部を構成する前記抜止部材と、前記抜止部材を前記既設管に向かって押圧する状態で前記本体部に径外方向から螺合された押ボルトとを有し、
前記抜止部材と前記押ボルトとの接触面が、前記上流側から下流側に向かうほど前記既設管に接近した傾斜面で構成されている請求項１又は２に記載の管移動防止装置。
【請求項４】
前記既設管の内部の通流を維持した状態で、前記既設管に遮断弁を設置する工程と、
前記既設管に前記環状部材を装着して、前記押圧部を前記既設管の外表面に押圧させる工程と、
前記環状部材の前記上流側で、前記環状部材に前記張力付与機構を接続する工程と、
前記張力付与機構によって前記環状部材に引張力を作用させた後、前記遮断弁を閉弁する工程と、を備えている請求項１から３の何れか一項に記載の管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法。
【請求項５】
通流を遮断可能な遮断部が設置された水道管で構成される既設管の外表面を押圧する押圧部を有し、前記既設管に固定された環状部材と、
前記環状部材の側方に設けられた被挿入部に挿入された状態で、土中に貫入された第一杭部材と、
前記第一杭部材に対して上流側に引張力を作用させる張力付与機構と、を備え、
前記押圧部は、前記環状部材の内周面に形成された凹部に装着され、前記既設管の外表面に喰込み可能な抜止部材で構成されており、
前記張力付与機構は、前記第一杭部材より上流側で土中に貫入された第二杭部材と、前記第一杭部材と前記第二杭部材とを連結する連結部材と、前記連結部材を短縮操作可能な操作部とを有している管移動防止装置。
【請求項６】
前記第二杭部材が露出する長さが、前記第一杭部材が露出する長さより小さく設定されている請求項５に記載の管移動防止装置。
【請求項７】
前記既設管の内部の通流を維持した状態で、前記既設管に遮断弁を設置する工程と、
前記既設管に前記環状部材を装着する工程と、
前記環状部材の前記被挿入部に前記第一杭部材を挿入して、前記第一杭部材を土中に貫入する工程と、
前記環状部材より上流側で、前記第一杭部材に前記張力付与機構を接続する工程と、
前記張力付与機構によって前記第一杭部材に引張力を作用させた後、前記遮断弁を閉弁する工程と、を備えている請求項５又は６に記載の管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管継手部を有する既設管が不平均力を受けて移動するのを防止する管移動防止装置およびこの管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体配管系統を更新する際、通流を遮断する遮断弁を既設管に設置することで、遮断弁より下流側の既設管を撤去して、新設管に交換する方法が採用されている。また、既設管どうしを連結する管継手部が、遮断弁より上流側に複数設けられている。
【０００３】
ところで、遮断弁で既設管の通流を遮断した際、既設管には遮断弁を介して下流側に向かう不平均力が作用する。遮断弁設置部位と管継手部との間で埋設されている既設管の距離が所定値（拘束長）より大きい場合は、土の摩擦力を利用することによって、該不平均力に対抗することができる。一方、遮断弁設置部位と管継手部との間隔が拘束長以下の場合は、該不平均力に対抗できない。その結果、管継手部の挿入管部が受口管部に対して軸方向に相対移動し、両管部が離脱することで漏水するおそれがある。
【０００４】
この管移動を防止する流体配管系統の固定方法として、管継手部の存在領域を掘削後、コンクリートを打設して管継手部を防護する方法や、例えば特許文献１に記載の管移動防止装置を管継手部に設置する方法などが知られている。特許文献１の管移動防止装置は、管継手部の外周面に外嵌される筒状体で構成され、受口管部の外周面に対して管径方向から喰込み可能な第一係止部と、挿入管部の外周面に対して管径方向から喰込み可能な第二係止部とを備えている。これによって、管継手部の両管部の相対移動が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９８６７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の管移動防止装置や流体配管系統の固定方法においては、拘束長内における管継手部の設置場所を特定する試掘が必要となり、多大な手間を要するものであった。また、コンクリートを打設して管継手部を防護する方法では、コンクリートの養生等が必要となるので、流体配管系統を更新するための工期や工費の増大を招いてしまう。さらに、特許文献１の管移動防止装置を管継手部に装着する場合、工期や工費の増大を招くと共に、管継手部周辺に他の流体機器などが存在していると装着が困難である。
【０００７】
そこで、流体配管系統の更新の際、不平均力に起因した管移動を防止しつつ、工期の短縮や工費の節約を図ることが可能な管移動防止装置および流体配管系統の固定方法を合理的に構成することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
管移動防止装置の特徴構成は、通流を遮断可能な遮断部が設置された既設管の外表面を押圧する押圧部を有し、前記既設管に固定された環状部材と、前記環状部材の上流側に配置され、前記環状部材に引張力を作用させる張力付与機構と、を備えている点にある。
【０００９】
本構成によれば、既設管に固定される環状部材に既設管の外表面を押圧する押圧部を設け、この環状部材に対して上流側に引張力を作用させる。つまり、遮断部の既設管の通流遮断に伴って、管継手部の一方の管部を他方の管部に対して相対的に離脱させる方向（下流方向）に作用する不平均力が作用しても、該引張力を該不平均力に対抗させることができる。その結果、既設管に管継手部が存在する場合でも、管継手部の両管部が離脱する方向に相対移動するといった不都合が解消される。
【００１０】
また、既設管に環状部材を設置して、例えばケーブルなどで環状部材に引張力を作用させればよいので、従来のように管継手部付近を試掘して、管継手部に移動防止装置を設置する場合に比べ、既設管に対する装着位置の自由度が高い。つまり、遮断部を設置する際の掘削領域を活用しつつ、他の流体機器が干渉しない遮断部近傍の任意の箇所に、環状部材や張力付与機構を設置することが可能となる。よって、管継手部の設置場所を特定するための試掘等が不要となり、工期の短縮や工費の節約を図ることができる。このように、流体配管系統の更新の際、不平均力に起因した管移動を防止しつつ、工期の短縮や工費の節約を図ることが可能な管移動防止装置を合理的に構成できた。
【００１１】
他の特徴構成は、前記張力付与機構は、前記環状部材を傾倒させる方向に沿って前記環状部材に引張力を作用させている点にある。
【００１２】
本構成では、環状部材に引張力を作用させる際、環状部材を傾倒させる方向に沿って引張力を作用させている。このため、環状部材の押圧部の既設管に対する押圧が不十分な場合であっても、環状部材を斜め方向に引張って、環状部材を既設管に対してさらに強く係合させて該押圧を促進させる。その結果、既設管を下流側に移動させる大きな不平均力が作用しても、環状部材が既設管に対して相対移動するといった不都合がない。従って、環状部材と張力付与機構とにより、管継手部の両管部が離脱する方向に相対移動することを確実に防止することができる。
【００１３】
他の特徴構成は、前記環状部材は、前記既設管の周方向に沿って配置された本体部と、前記本体部の内部空間に収容されて前記押圧部を構成する抜止部材と、前記抜止部材を前記既設管に向かって押圧する状態で前記本体部に径外方向から螺合された押ボルトとを有し、前記抜止部材と前記押ボルトとの接触面が、前記上流側から下流側に向かうほど前記既設管に接近した傾斜面で構成されている点にある。
【００１４】
本構成によれば、本体部に螺合される押ボルトを有しているので、環状部材に対して上流側に引張力を作用させた際、本体部と共に押ボルトが上流側に引張られる。このとき、本体部の内部空間に収容された抜止部材は、下流側ほど既設管に近接する傾斜面で押ボルトと接触しているので、押ボルトが上流側に引張られるに連れて抜止部材が既設管の外表面に喰込む。その結果、既設管を下流側に移動させる大きな不平均力が作用しても、環状部材が既設管に対して相対移動するといった不都合がない。従って、環状部材と張力付与機構とにより、管継手部の両管部が離脱する方向に相対移動することをより確実に防止することができる。
【００１５】
前記管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法の特徴構成は、前記既設管の内部の通流を維持した状態で、前記既設管に遮断弁を設置する工程と、前記既設管に前記環状部材を装着して、前記押圧部を前記既設管の外表面に押圧させる工程と、前記環状部材の前記上流側で、前記環状部材に前記張力付与機構を接続する工程と、前記張力付与機構によって前記環状部材に引張力を作用させた後、前記遮断弁を閉弁する工程と、を備えている点にある。
【００１６】
本構成では、既設管に遮断弁を設置し、環状部材を既設管に装着して押圧部を既設管の外表面に押圧させる。次いで、環状部材の上流側に張力付与機構を接続し、環状部材に対して引張力を付与する。これによって、遮断弁の閉弁に伴って既設管を下流側に移動させようとする不平均力に該引張力を効果的に対抗させることができる。また、既設管に環状部材を設置して、例えばケーブルなどで環状部材に引張力を作用すればよいので、従来のように管継手部付近を試掘して、管継手部に移動防止装置を設置する場合に比べ、既設管に対する装着位置の自由度が高い。よって、工期の短縮と工費の節約を図りながら、不平均力に起因した管移動を確実に防止することができる。
【００１７】
管移動防止装置の特徴構成は、通流を遮断可能な遮断部が設置された既設管に固定された環状部材と、前記環状部材の側方に設けられた被挿入部に挿入された状態で、土中に貫入された第一杭部材と、前記第一杭部材に対して上流側に引張力を作用させる張力付与機構と、を備えている点にある。
【００１８】
本構成によれば、環状部材の側方に設けられた被挿入部に挿入される第一杭部材を土中に貫入させ、この第一杭部材に対して上流側に引張力を作用させている。つまり、遮断部の既設管の通流遮断に伴って、管継手部の一方の管部を他方の管部に対して相対的に離脱させる方向（下流方向）に作用する不平均力が作用しても、該引張力を該不平均力に対抗させることができる。その結果、既設管に管継手部が多数存在する場合でも、管継手部の両管部が離脱する方向に相対移動するといった不都合が解消される。
【００１９】
また、既設管に環状部材および第一杭部材を設置して、例えばケーブルなどで第一杭部材に引張力を作用すればよいので、従来のように管継手部付近を試掘して、管継手部に移動防止装置を設置する場合に比べ、既設管に対する装着位置の自由度が高い。つまり、遮断部を設置する際の掘削領域を活用しつつ、他の流体機器や埋設管が干渉しない遮断部近傍の任意の箇所に、環状部材および第一杭部材や張力付与機構を設置することが可能となる。よって、管継手部の設置場所を特定するための試掘等が不要となり、工期の短縮や工費の節約を図ることができる。
【００２０】
ところで、環状部材の被挿入部の内面と第一杭部材の外周面との間には、第一杭部材の挿入し易さを考慮して、一般的に隙間が形成されている。このため、環状部材のみを引張る場合は、この隙間に相当する移動範囲（既設管および環状部材が不平均力によって下流側に移動する範囲）において、張力付与機構のみが不平均力に対抗することとなる。一方、本構成では、第一杭部材自体を引張っているので、第一杭部材を被挿入部に片当たりさせて第一杭部材のガタ付きを防止することが可能となる。つまり、前記隙間に相当する移動範囲において、第一杭部材を被挿入部に片当たりさせることで、張力付与機構に加えて第一杭部材の支持力を環状部材に作用させることができる。よって、既設管の下流側への移動が確実に阻止されるので、管継手部の一方の管部と他方の管部との重複範囲が極めて小さい場合でも、両管部は離脱することがない。
【００２１】
このように、流体配管系統の更新の際、不平均力に起因した管移動を防止しつつ、工期の短縮や工費の節約を図ることが可能な管移動防止装置を合理的に構成できた。
【００２２】
他の特徴構成は、前記張力付与機構は、前記第一杭部材より上流側で土中に貫入された第二杭部材と、前記第一杭部材と前記第二杭部材とを連結する連結部材と、を有し、前記第二杭部材が露出する長さが、前記第一杭部材が露出する長さより小さく設定されている点にある。
【００２３】
本構成のように、張力付与機構を第二杭部材と連結部材とで構成すれば、所望の支持力が得られる土中に第二杭部材を打設するだけで良いので、設置自由度が高く、工期の短縮と工費の節約を図ることができる。しかも、第二杭部材の露出長さが、第一杭部材の露出長さより小さく設定されているので、双方に引張力が作用しても第二杭部材のたわみが少なく、第二杭部材が所望の支持力を発揮する。その結果、既設管に固定される環状部材に大きな不平均力が作用しても、第二杭部材の支持力を介して連結部材の引張力が第一杭部材に効果的に伝達される。従って、第一杭部材と張力付与機構とにより、管継手部の両管部が離脱する方向に相対移動することをより確実に防止することができる。
【００２４】
前記管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法の特徴構成は、前記既設管の内部の通流を維持した状態で、前記既設管に遮断弁を設置する工程と、前記既設管に前記環状部材を装着する工程と、前記環状部材の前記被挿入部に前記第一杭部材を挿入して、前記第一杭部材を土中に貫入する工程と、前記環状部材より上流側で、前記第一杭部材に前記張力付与機構を接続する工程と、前記張力付与機構によって前記第一杭部材に引張力を作用させた後、前記遮断弁を閉弁する工程と、を備えている点にある。
【００２５】
本構成では、既設管に遮断弁を設置し、環状部材を既設管に装着する。次いで、環状部材の被挿入部に第一杭部材を挿入して、この第一杭部材を土中に貫入する。次いで、環状部材の上流側に張力付与機構を接続し、第一杭部材に対して引張力を付与する。その結果、環状部材の被挿入部に対して第一杭部材を片当たりさせ、環状部材に第一杭部材の支持力と張力付与機構の引張力とを作用させることができる。よって、第一杭部材と張力付与機構とにより、環状部材が固定された既設管が下流側に移動することをより確実に防止することができる。また、既設管に環状部材および第一杭部材を設置して、例えばケーブルなどで環状部材に引張力を作用すればよいので、従来のように管継手部付近を試掘して、管継手部に移動防止装置を設置する場合に比べ、既設管に対する装着位置の自由度が高い。よって、工期の短縮と工費の節約を図りながら、不平均力に起因した管移動を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る管移動防止装置を装着した概略平面図である。
【図２】管継手部を示す縦断面視図である。
【図３】遮断弁の概略構成を示す縦断面視図である。
【図４】第１実施形態に係る環状部材の正面図である。
【図５】第１実施形態に係る管移動防止装置の側面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】流体配管系統の固定方法を示す説明図である。
【図８】流体配管系統の固定方法を示す説明図である。
【図９】第２実施形態に係る管移動防止装置を装着した概略平面図である。
【図１０】第２実施形態に係る環状部材の正面図である。
【図１１】第２実施形態に係る管移動防止装置の側面図である。
【図１２】別実施形態に係る環状部材の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る管移動防止装置および流体配管系統の固定方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、通流を遮断可能な遮断弁５（遮断部の一例）が設置された水道管としての既設管１に、管移動防止装置３を装着した一例を説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【００２８】
図１に示すように、既設管１には、長尺状の配管を連結する管継手部１１が複数設けられている。管継手部１１の一例が、図２に示される。この管継手部１１は、受口管部１Ａと、受口管部１Ａに挿入接続された挿入管部１Ｂと、受口管部１Ａの内周面１ａと挿入管部１Ｂの外周面１ｂとの間を密封可能なシール材１Ｃと、シール材１Ｃを管軸芯Ｘ方向から押圧して密封状態まで圧縮可能な押輪１Ｄとを備えている。図１に示すように、既設管１を新設管に更新する上水配管系統（流体配管系統）の更新工程の中で、通流を遮断可能な遮断弁５が、既設管１に設置される。なお、本実施形態における遮断部は、遮断弁５に限定されず、既設管１の流路を遮断可能なものであれば閉塞蓋などで構成しても良い。
【００２９】
図３に示すように、遮断弁５は、分割継手体５Ａと、分岐管部５Ｂと、弁蓋５Ｃと、仕切弁体５Ｄと、を備えた割Ｔ字管により構成されている。分割継手体５Ａは、既設管１の外周面に対して複数本のボルト５ａ・ナット５ｂを介して管径方向から水密状態で外装自在な管周方向で三分割された部分円筒状である。分岐管部５Ｂは、各分割継手体５Ａのうちの一つの分割継手体５Ａに既設管１の径方向外方側に突出形成され、先端部に連結フランジ部５ｃを有している。弁蓋５Ｃは、分岐管部５Ｂの連結フランジ部５ｃにボルト５ｄ・ナット５ｅを介して脱着自在な連結フランジ部５ｆを有している。仕切弁体５Ｄは、弁蓋５Ｃに貫設された操作軸５ｇの先端に固設されている。なお、分岐管部５Ｂは、穿孔装置（図示せず）により不断流状態で既設管１の外周面に貫通形成された穿孔口５ｈを介して、既設管１の上方側に突出する状態で既設管１の流路と連通している。
【００３０】
遮断弁５により既設管１の流路を閉塞する際には、操作軸５ｇを下降操作することで仕切弁体５Ｄを下降させて、仕切弁体５Ｄの先端を既設管１の内周壁に密接させる。その結果、仕切弁体５Ｄの外側面が穿孔口５ｈに密接して、既設管１の流路および穿孔口５ｈを水密状態で閉塞することができるように構成されている。一方、操作軸５ｇを上昇操作することで仕切弁体５Ｄを上昇させて、既設管１の流路および穿孔口５ｈの閉塞を解除することができるように構成されている。
【００３１】
図１に示すように、既設管１の流路を遮断弁５で閉塞したとき、遮断弁５を介して既設管１には、上流側から下流側に向かう不平均力Ｆが作用する。このため、遮断弁５から管継手部１１までの間において、埋設されている既設管１の距離が、不平均力Ｆに対抗する土の摩擦力を期待できる拘束長Ｌ以下の場合は、管継手部１１の挿入管部１Ｂが、受口管部１Ａに対して管軸芯Ｘ方向の下流側に相対移動するおそれがある。その結果、挿入管部１Ｂが受口管部１Ａから離脱して、管継手部１１から漏水するといった不都合が生じる。そこで、後述する実施形態では、不平均力Ｆに対抗して既設管１の下流側への移動を防止する管移動防止装置３を既設管１に接続することとしている。
【００３２】
［第１実施形態］
図１に示すように、管移動防止装置３は、既設管１の外表面に固定される円環状の環状部材３Ａと、既設管１を挟んで両側に配置され、環状部材３Ａに対して上流側に引張力Ｆｙを作用させる張力付与機構３Ｂとを備えている。この張力付与機構３Ｂは、土中に貫入される杭部材４１と、環状部材３Ａと杭部材４１とを連結する連結部材４２と、連結部材４２の中途部に設けられて連結部材４２を短縮操作可能な操作部４３とを備えている。
【００３３】
杭部材４１は、鋼管や木杭などで構成され、土中に打設できる構造であれば特に限定されない。図５に示すように、この杭部材４１には、連結部材４２の端部に設けたフックなどを係止可能な第一係止部４１ａが形成されている。連結部材４２は、チェーン、ケーブルやネジ部材などで構成され、伸縮自在な構造であれば特に限定されない。操作部４３は、レバーホイスト、油圧又は水圧ジャッキ、ネジ連結トルク式、ターンバックルなどで構成され、連結部材４２を短縮させて張力を発揮させるものであれば特に限定されない。なお、本実施形態では、張力付与機構３Ｂとして杭部材４１を新たに打設したが、杭部材４１を省略して、土留めに使用される既設の鋼管杭や周辺にある固定物に連結部材４２を接続しても良い。
【００３４】
管移動防止装置３は、遮断弁５を設置する際の掘削領域Ｋを利用して設置され、環状部材３Ａは、遮断弁５の近傍で、且つ他の流体機器や分岐管部などを避けて設置される。本実施形態の環状部材３Ａは、遮断弁５より上流側に位置する既設管１の外表面に固定されているが、遮断弁５より下流側に固定しても良く、任意の箇所に設置することができるものである。
【００３５】
図４〜図６に示すように、環状部材３Ａは、既設管１の周方向に沿って配置された本体部３３と、本体部３３の内部空間に収容される抜止部材３２（押圧部の一例）と、抜止部材３２を既設管１に向かって押圧する状態で本体部３３に径外方向から螺合された押ボルト３１とを有している。本体部３３は、管周方向で２分割された一対の分割体で構成され、各分割体の管周方向両端部には、ボルト３４ａとナット３４ｂなどの締結手段を介して互いに連結するためのフランジ部３３ａが一体形成されている。
【００３６】
また、本体部３３の周方向には、連結部材４２の端部に設けたフックなどを係止可能な貫通孔である第二係止部３３ｄが複数（本実施形態では６箇所）形成されている。図４に示すように、この第二係止部３３ｄは、既設管１の管軸芯Ｘを通る仮想水平面Ｈに対して偏芯した位置に配置され、本実施形態では仮想水平面Ｈの上側又は下側にある２箇所を第二係止部３３ｄとして活用している。つまり、張力付与機構３Ｂは、環状部材３Ａを傾倒させる方向に環状部材３Ａに引張力Ｆｙを作用させるように構成されている。第二係止部３３ｄの仮想水平面Ｈに対する偏心量は、管軸芯Ｘと第二係止部３３ｄの孔中心とを結んだ線分と仮想水平面Ｈとのなす角θが１０度以上であることが好ましく、９０度であれば環状部材を最も傾倒させることができるのでより好ましい。また、環状部材３Ａのフランジ部３３ａを引張る場合は、既設管１を挟んで配置される張力付与機構３Ｂの引張力Ｆｙを夫々異ならせたり、片側のフランジ部３３ａのみを引張るなどして、環状部材３Ａを傾倒させることができる構成であれば良い。なお、第二係止部３３ｄは、連結部材４２を係止可能な形状であればどのような形状でも良いし、杭部材４１および連結部材４２の個数（１箇所でも良い）に応じて必要数設ければ良く、特に限定されない。
【００３７】
図６に示すように、環状部材３Ａの各分割体の内周面には、既設管１の外表面に喰込み可能な抜止部材３２が管径方向に移動自在に装着される凹部３３ｃが、管周方向の１箇所又は複数箇所（例えば４箇所）に形成されている。この抜止部材３２の内周面には、管軸芯Ｘ方向の両端部に、管周方向に沿って既設管１の外表面に喰込み可能な突起部３２ｂが一体形成されている。この突起部３２ｂの断面形状は、先鋭な三角形状に形成されている。この突起部３２ｂが既設管１の外表面に喰込むことで、既設管１と環状部材３Ａとの管軸芯Ｘ方向への相対移動が阻止される。なお、突起部３２ｂの形状は、例えば、管周方向に沿って三角錐状の突起を複数設けるなど、既設管１の外表面に喰込み可能なものであれば特に限定されない。また、抜止部材３２を省略して先端が平坦な押ボルト３１で既設管１の外表面を押圧しても良い。この場合、押ボルト３１の先端を先鋭形状にしたり、押ボルト３１の先端に突起を設けたりしても良い。
【００３８】
図５に示すように、この凹部３３ｃが形成される抜止部材装着部３３ｂは、環状部材３Ａの管周方向の部位の中で、フランジ部３３ａの次に管軸芯Ｘ方向に突出した部位となっている。また、抜止部材３２を既設管１の外表面に向けて押圧する押ボルト３１が、抜止部材装着部３３ｂのネジ孔に螺合されている。つまり、押ボルト３１は傾斜した状態で抜止部材装着部３３ｂに挿入される。
【００３９】
図６に示すように、抜止部材３２の外側面３２ａ（押ボルト３１との接触面）は、既設管１の上流側から下流側に向かうほど既設管１に接近する傾斜面を形成している。また、押ボルト３１の先端は、抜止部材３２の外側面３２ａと並行な偏平形状のカム面３１ａ（傾斜面）を形成している。これによって、既設管１を下流側に移動させる方向の不平均力Ｆが作用した場合、押ボルト３１のカム面３１ａが、既設管１に喰込んでいる抜止部材３２の外側面３２ａに沿って上流側に摺接し、抜止部材３２を径内方向に押圧する力が働く。その結果、既設管１と環状部材３Ａとの管軸芯Ｘ方向への相対移動を確実に阻止することができる。
【００４０】
また、図４に示すように、第二係止部３３ｄを既設管１の管軸芯Ｘを通る仮想水平面Ｈに対して偏芯した位置に配置しているので、張力付与機構３Ｂが環状部材３Ａに対して上流側に引張力Ｆｙを作用させた際、本体部３３と共に押ボルト３１が上流側に引張られる。このため、抜止部材３２の既設管１に対する喰込みが不十分な場合であっても、環状部材３Ａが斜め方向に引張られて、抜止部材３２の喰込みを促進させる。しかも、本体部３３の内部空間に収容された抜止部材３２は、下流側ほど既設管１に近接する傾斜面で押ボルト３１と接触しているので、押ボルト３１が上流側に引張られるに連れて抜止部材３２が既設管１の外表面に喰込む。その結果、既設管１と環状部材３Ａとの管軸芯Ｘ方向への相対移動をより確実に阻止することができる。
【００４１】
さらに、図５に示すように、環状部材３Ａの第二係止部３３ｄは、杭部材４１の第一係止部４１ａより高い位置に設定されている。つまり、杭部材４１の露出長さを短くして、杭部材４１のたわみを抑制している。このため、杭部材４１の支持力が増大し、環状部材３Ａの斜め方向の引張力Ｆｙによって抜止部材３２の喰込みをより一層促進させる。加えて、図１に示すように、杭部材４１および連結部材４２は、既設管１を挟んで両側に配置されるので、不平均力Ｆに対抗する引張力Ｆｙを高めることができる。なお、既設管１を挟む両側の引張力Ｆｙを夫々異ならせて、環状部材３Ａを既設管１に片当たりさせれば、既設管１と環状部材３Ａとの管軸芯Ｘ方向への相対移動をより一層阻止することが可能となる。
【００４２】
［上水配管系統の固定方法］
続いて、上水配管系統の更新工程において、上述の管移動防止装置３を用いた上水配管系統の固定方法を説明する。
【００４３】
上水配管系統の固定方法は、図７に示すように、既設管１の内部の通流を維持した状態で、既設管１に遮断弁５を設置する工程と、既設管１に環状部材３Ａを装着して、押ボルト３１を本体部３３に螺合して抜止部材３２を既設管１の外表面に押圧させる工程と、既設管１の管軸芯Ｘを通る仮想水平面Ｈに対して偏芯した位置で、環状部材３Ａの上流側に張力付与機構３Ｂを接続する工程とを備えている。次いで、張力付与機構３Ｂが環状部材３Ａを傾倒させる方向に沿って環状部材３Ａに引張力Ｆｙを作用させる。これによって、環状部材３Ａの抜止部材３２を既設管１の外表面に喰込ませる。
【００４４】
次いで、図８に示すように、既設仕切弁２と遮断弁５とを閉弁して、既設管１における既設仕切弁２と遮断弁５との間の管路を撤去する。このとき、遮断弁５を介して既設管１には、上流側から下流側に向かう不平均力Ｆが作用するが、管移動防止装置３の引張力Ｆｙによって、管軸芯Ｘ方向（スラスト方向）の下流側に既設管１が移動することが防止され、管継手部１１からの漏水を阻止することができる。
【００４５】
次いで、図示しないが、既設仕切弁２と需要家Ｃへの引込管４とをバイパス管で接続して、需要家Ｃへの上水の供給を継続した状態で、遮断弁５より上流側で新たな遮断弁５を設置し、両遮断弁５の間の既設管１を撤去する。次いで、既設仕切弁２から新たな遮断弁５までに新設管を設置することで、既設管１を新設管に更新する。これらの上水配管系統の更新作業を単位設定工区として、所定の作業時間で終了するように構成されている。
【００４６】
これによって、各設定工区の各需要家Ｃへの流体の供給をできるだけ維持したまま、既設管１の更新作業を効率良く行うことができる。特に、遮断弁５の閉弁に伴う管移動を、管移動防止装置３によって防止するため、掘削領域Ｋを利用して管移動防止装置３を速やかに装着することができる。よって、既設管１の更新作業が遅延することがない。しかも、管移動防止装置３を再利用することが可能であるので、材料コストを節約できる。
【００４７】
［第２実施形態］
図９〜図１１を用いて、第２実施形態について説明する。なお、図面の理解を容易にするため、第１実施形態と同じ部材には同じ名称および符号を用いて説明する。
【００４８】
図９に示すように、本実施形態における管移動防止装置３０は、通流を遮断可能な遮断弁５が設置された既設管１に固定された環状部材３０Ａと、既設管１を挟んだ両側に配置される環状部材３０Ａの孔部３７ａ（被挿入部の一例）に挿入された状態で、土中に貫入された第一杭部材３０Ｃと、第一杭部材３０Ｃに対して上流側に引張力Ｆｙを作用させる張力付与機構３０Ｂと、を備えている。なお、環状部材３０Ａの孔部３７ａを片側のみにして、第一杭部材３０Ｃを１箇所にしても良いし、既設管１を挟んだ両側に配置される環状部材３０Ａの孔部３７ａを夫々複数設け、孔部３７ａに対応する複数本の第一杭部材３０Ｃを打設しても良い。
【００４９】
図１０に示すように、環状部材３０Ａは、管周方向で２分割された一対の分割体で構成され、各分割体の管周方向両端部には、ボルト３５ａとナット３５ｂなどの締結手段を介して互いに連結するためのフランジ部３６ｂが一体形成されている。環状部材３０Ａは、既設管１にボルト３５ａとナット３５ｂを介して締付け固定されている。これによって、環状部材３０Ａが既設管１に強固に固定される。また、環状部材３０Ａは、フランジ部３６ｂの上面又は下面にボルト３５ａとナット３５ｂを介して固定され、第一杭部材３０Ｃが挿入保持される保持部３７を備えている。
【００５０】
図９に示すように、この保持部３７の中央部分には孔部３７ａが設けられ、孔部３７ａの内周面と第一杭部材３０Ｃの外周面との間には、第一杭部材３０Ｃを挿入し易いように隙間が形成されている。このため、環状部材３０Ａのみを引張る場合は、この隙間に相当する移動範囲（既設管１および環状部材３０Ａが不平均力Ｆによって下流側に移動する範囲）において、張力付与機構３０Ｂのみが不平均力Ｆに対抗することとなる。一方、本実施形態では、第一杭部材３０Ｃ自体を引張っているので、第一杭部材３０Ｃを孔部３７ａの上流側に片当たりさせて第一杭部材３０Ｃのガタ付きを防止することが可能となる。つまり、前記隙間に相当する移動範囲において、第一杭部材３０Ｃを孔部３７ａの上流側に片当たりさせることで、張力付与機構３０Ｂに加えて第一杭部材３０Ｃの支持力を環状部材３０Ａに作用させることができる。よって、既設管１の下流側への移動が確実に阻止されるので、管継手部１１の受口管部１Ａと挿入管部１Ｂとの重複範囲が極めて小さい場合でも離脱することがない。
【００５１】
また、環状部材３０Ａの既設管１に当接する側方部分には、環状部材３０Ａの既設管１に対する固定力を強化するボルト（不図示）を挿入可能な側方孔部３６ａが複数形成されている。固定力を強化するために挿入されるボルトの先端は平坦形状でも良いし、先鋭形状にしたり、突起を設けたりして既設管１の外表面に喰込ませても良い。なお、環状部材３０Ａを締付けて所定の固定力が得られる場合は、ボルトを省略しても良い。また、被挿入部としての孔部３７ａは下流側を開口させた半割状に形成しても良く、特に限定されない。
【００５２】
図９および図１１に示すように、張力付与機構３０Ｂは、第一杭部材３０Ｃより上流側で土中に貫入される第二杭部材４４と、第一杭部材３０Ｃと第二杭部材４４とを連結する連結部材４２ａと、連結部材４２ａの中途部に設けられて連結部材４２ａを短縮操作可能な操作部４３ａとを備えている。この張力付与機構３０Ｂは、第一杭部材３０Ｃの本数に対応する箇所数設けるのが好ましいが、第一杭部材３０Ｃの本数より少なくしたり、環状部材３０Ａにも接続して第一杭部材３０Ｃの本数より多くしても良く特に限定されない。
【００５３】
第一杭部材３０Ｃや第二杭部材４４は、鋼管や木杭などで構成され、土中に打設できる構造であれば特に限定されない。第一杭部材３０Ｃや第二杭部材４４には、連結部材４２の端部に設けたフックなどを係止可能な第一係止部３０Ｃａや第二係止部４４ａが形成されている。連結部材４２ａは、チェーン、ケーブルやネジ部材などで構成され、伸縮自在な構造であれば特に限定されない。操作部４３は、レバー式ジャッキ、油圧又は水圧ジャッキ、ネジ連結トルク式、ターンバックルなどで構成され、連結部材４２ａを短縮させて張力を付与させるものであれば特に限定されない。なお、本実施形態では、張力付与機構３Ｂとして第二杭部材４４を新たに打設したが、第二杭部材４４を省略して、土留めに使用される既設の鋼管杭や周辺にある固定物に連結部材４２ａを接続しても良い。
【００５４】
管移動防止装置３０は、遮断弁５を設置する際の掘削領域Ｋを利用して設置され、環状部材３０Ａは、遮断弁５の近傍で、且つ他の流体機器や分岐管部などを避けて設置される。本実施形態の環状部材３０Ａおよび第一杭部材３０Ｃは、遮断弁５より上流側に配置しているが、遮断弁５より下流側に配置しても良く、任意の箇所に設置することができるものである。
【００５５】
本実施形態では、図１１に示すように、第二杭部材４４が露出する長さを、第一杭部材３０Ｃが露出する長さより小さく設定している。つまり、第二杭部材４４の第二係止部４４ａの高さを第一杭部材３０Ｃの第一係止部３０Ｃａの高さより低くして、掘削領域Ｋの土表面からの突出代を、第一杭部材３０Ｃより第二杭部材４４の方が小さくなるように構成している。このため、操作部４３ａによる連結部材４２ａの短縮操作によって第一杭部材３０Ｃおよび第二杭部材４４の双方に引張力Ｆｙが作用しても、第二杭部材４４のたわみが少なく、第二杭部材４４が所望の支持力を発揮する。その結果、既設管１に固定される環状部材３０Ａに大きな不平均力Ｆが作用しても、第二杭部材４４の支持力を介して引張力Ｆｙを第一杭部材３０Ｃに効果的に伝達することができる。従って、第一杭部材３０Ｃの支持力と張力付与機構３０Ｂの引張力Ｆｙとにより、既設管１の下流側への移動を確実に阻止することができる。また、第一杭部材３０Ｃに大きな不平均力Ｆが作用しても、第二杭部材４４の大きな支持力を介して効果的に伝達される引張力Ｆｙによって、第一杭部材３０Ｃが下流側に傾倒することがない。
【００５６】
［上水配管系統の固定方法］
続いて、上水配管系統の更新工程において、第２実施形態に係る管移動防止装置３０を用いた上水配管系統の固定方法を説明する。
【００５７】
上水配管系統の固定方法は、既設管１の内部の通流を維持した状態で、既設管１に遮断弁５を設置する工程と、既設管１に環状部材３０Ａを装着する工程と、環状部材３０Ａの孔部３７ａに第一杭部材３０Ｃを挿入して、第一杭部材３０Ｃを土中に貫入する工程と、環状部材３０Ａより上流側で、第一杭部材３０Ｃに張力付与機構３０Ｂを接続する工程とを備えている。次いで、図９に示すように、張力付与機構３０Ｂによって第一杭部材３０Ｃに引張力Ｆｙを作用させる。これによって、第一杭部材３０Ｃが環状部材３０Ａの孔部３７ａの上流側に片当たりするので、環状部材３０Ａに第一杭部材３０Ｃの支持力と張力付与機構３０Ｂの引張力Ｆｙとを作用させることができる。よって、環状部材３０Ａが固定された既設管１が下流側に移動することをより確実に防止することができる。その後の工程および作用効果は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５８】
以下、別実施形態について説明する。なお、図面の理解を容易にするため、同じ部材には同じ名称および符号を用いて説明する。
【００５９】
［別実施形態１］
図１２に示すように、第２実施形態における環状部材３０Ａを第１実施形態における環状部材３Ａで構成して、この環状部材３Ａに第一杭部材３０Ｃを挿入保持する保持部３７を設けても良い。この場合、第一杭部材３０Ｃに加えて環状部材３Ａの第二係止部３３ｄに張力付与機構３０Ｂを接続することが可能となるので、環状部材３Ａの既設管１に対する相対移動を確実に阻止しつつ、既設管１が下流側に移動することをより確実に防止することができる。また、第一杭部材３０Ｃと保持部３７の孔部３７ａとをネジ機構で構成して、第一杭部材３０Ｃを回転工具Ｇで貫入しても良い。この場合、第一杭部材３０Ｃが土中に強固に貫入されるので、支持力を高めることができる。なお、ネジ機構に台形ネジを採用すれば、土中における砂の噛み込みを少なくして、作業効率をより向上させることができる。
【００６０】
［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態における環状部材３Ａ，３０Ａを複数設けても良いし、張力付与機構３Ｂ，３０Ｂを複数設けても良い。つまり、これらの数量や設置場所は、地盤の硬さや杭の打込みやすさ、障害物、管移動防止装置３，３０の保持力などを総合的に勘案して決定される。
（２）管移動防止装置３，３０は、既設管１の移動状態を計測する管移動計測装置をさらに備えていても良い。管移動計測装置は、レーザーポインタやセンサーなどを用いて既設管１の移動距離を自動計測したり、既設管１などに直接マーキングして目印を付け、相対的な変位を確認したりする。これによって、リアルタイムで管移動防止装置３の引張力Ｆｙを調整すれば、管継手部１１の両管部１Ａ，１Ｂの離脱を確実に防止することができる。
（３）上述した実施形態では、管移動防止装置３を用いる流体配管系統として、上水配管系統を用いて説明したが、各種液体、気体等の流体が通流する流体配管系統としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、管継手部の移動を防止する管移動防止装置や、この管移動防止装置を用いた流体配管系統の固定方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１            既設管
３，３０      管移動防止装置
３Ａ，３０Ａ  環状部材
３Ｂ，３０Ｂ  張力付与機構
５            遮断弁（遮断部）
３０Ｃ        第一杭部材
３１          押ボルト
３１ａ        カム面（傾斜面）
３２          抜止部材（押圧部）
３２ａ        外側面（傾斜面）
３３          本体部
３７ａ        孔部（被挿入部）
４２ａ        連結部材
４４          第二杭部材
Ｆｙ          引張力
【図１】
0006595316.tif 000002
【図２】
0006595316.tif 000003
【図３】
0006595316.tif 000004
【図４】
0006595316.tif 000005
【図５】
0006595316.tif 000006
【図６】
0006595316.tif 000007
【図７】
0006595316.tif 000008
【図８】
0006595316.tif 000009
【図９】
0006595316.tif 000010
【図１０】
0006595316.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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