(57)【要約】【課題】道路を掘削することなく、簡単に、低コストで埋設管の深さを計測する方法を提供する。【解決手段】ホース４の一端には水位センサー部５を取付け、他端には水位計測シリンダー３の下端部を取付けて、ホース４の一端の水位センサー部５から他端の水位計測シリンダー３まで水を充填することにより連通管を形成し、埋設管２の接続しているマンホール１から、ホース４の水位センサー部５を埋設管２の中に挿入し、水位計測シリンダー３を、マンホール１の底から地上へ向けて立ち上げ、水位計測シリンダー３の水位が静止したとき、連通管の原理により地面から水位までの距離を当該水位計測シリンダー３で測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブル、通信ケーブル等が埋設されている埋設深度の不明な既設埋設管を、掘削することなく地面から深度を計測する方法において、ホースの一端には水位センサー部を取付け、他端には水位計測シリンダーの下端部を取付けて、前記ホースの一端の水位センサー部から他端の水位計測シリンダーまで水を充填することにより連通管を形成し、
前記埋設管の接続しているマンホールから、前記ホースの水位センサー部を前記埋設管の中に挿入し、
前記水位計測シリンダーを、前記マンホールの底から地上へ向けて立ち上げ、前記水位計測シリンダーの水位が静止したとき、連通管の原理により地面から前記水位までの距離を当該水位計測シリンダーで測定すること
を特徴とする、埋設管土被りの測定方法。
【請求項２】
前記ホースの水位センサー部に、スプリング、逆止弁、及び水溜り室を配設して、空気がホース内へ流入しないようにしていること
を特徴とする、前記請求項１項記載の埋設管土被りの測定方法。
【請求項３】
前記ホースの一端に接続した前記水位センサー部は、金属性パイプ状ケースから成るものとし、前記ホースはスパイラル鋼線入りホースを使用し、
当該ホースから露出したスパイラル鋼線を前記金属性パイプ状ケースに接続し、当該ホースの他端の前記スパイラル鋼線を、接地した電気抵抗測定器と電気的に接続して大地帰路回路を形成しておくことにより、
前記水位センサー部を埋設管に挿入して、前記電気抵抗測定器の抵抗値が急激に低下し一定の値を表示したとき、当該埋設管路中の溜り水の存在及びその位置を確認すること
を特徴とする、前記請求項１項又は請求項２項記載の埋設管土被りの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、新規な道路工事や、他企業地下埋設工事に伴って、既設埋設管との離隔距離等による影響を調査する場合に行うものであって、特に、大正時代や昭和初期に設置され、その後の道路拡幅工事等から、正確な埋設深さが特定出来なくなった電力ケーブル、通信ケーブル等用の埋設管の移設要否判断をするにあたり地面から当該埋設管までの距離を簡単に測定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記のように、埋設深さが不明になった電力ケーブル、通信ケーブル等用の埋設管を調査するには、埋設管まで実際に道路を掘削する開削法が行われている。また無掘削で行う場合には、埋設管に接続しているマンホールから埋設管の中へ、光ジャイロ装置のセンサー部を挿入したり、磁気探査装置を地上でスキャニングして測定することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
埋設管の深度が浅い場合では、それほど問題なく対応できるが、深くなると、費用と、時間を要する上、早期に対応することが困難である。
しかも、最近は、道路の拡張や、立体化のほか、新たに電力ケーブル、通信ケーブル等を共同溝として地下に埋設する工事が年々増加している。これに伴って、電力ケーブル、通信ケーブル等用の既設埋設管の埋設位置を調査し移設要否を判断する必要があり、その調査も、交通渋滞を回避する必要から、短時間に完了することが求められている。
【０００４】
光ジャイロ装置を使用する方式は、通常、光ジャイロのセンサの外径が７０ｍｍもある上、埋設管の口径は１００ｍｍ、１３０ｍｍと小さく、かつ何条ものケーブルの空き管路がないと、このセンサーを挿入することが困難である。また、計測する場合、計測スパン長に対し、０．１％の誤差が生じるため、計測距離が長くなると、誤差により生じる土被りの量は多くなり、当初予定した掘削ボリュームも大きくなって、土運搬用ダンプカーの台数が不足し、現場での作業を混乱させる。
【０００５】
また、磁気探査装置は、深さ５ｍまでの比較的浅い深度の埋設管に対しては計測できるが、それ以上の深度になると技術的に計測不能である。このため、この発明が対象とするような深度不明の埋設管の場合には、現場へ持ち込んだ後に計測不能になって無駄になる場合がある上、その際には新ためて別種の測定装置を手配しなければならいので、最初から磁気探査装置を使用することは避けるようにしていた。
さらに、浅い深度の埋設管の測定においても、測定値に約１０％の誤差が生じるという欠点があるため、交通渋滞を回避するため短時間に調査を完了したいとする現場のニーズに応えることは困難であった。
【０００６】
また、光ジャイロや磁気探査方式のような無掘削方法が適用できない場合には、実際に試掘して確認せざるを得ないため、試掘規模、工期、費用等の関係から簡単な手法の開発が求められていた。
【０００７】
そこでこの発明は、Ｕ字に曲げたホースに水を充填し、両端を大気中に開放した場合、その両端の水位はホースの中間がどのような形状であっても等しいと言う原理を、埋設管の深度測定に応用するもので、この水位の位置を地面から計測することにより、無掘削方法で、簡単に、かつ、低コストで埋設管の深さを計測する方法を提供して前記課題を解決するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
具体的には、請求項１項の発明は、ホースの一端には水位センサー部を取付け、他端には水位計測シリンダーの下端部を取付けて、前記ホースの一端の水位センサー部から他端の水位計測シリンダーまで水を充填することにより連通管を形成し、前記埋設管の接続しているマンホールから、前記ホースの水位センサー部を前記埋設管の中に挿入し、前記水位計測シリンダーを、前記マンホールの底から地上へ向けて立ち上げ、前記水位計測シリンダーの水位が静止したとき、連通管の原理により地面から前記水位までの距離を当該水位計測シリンダーで測定する埋設管土被りの測定方法である。
【０００９】
また前記ホースの水位センサー部には、請求項２項の発明のように、スプリング、逆止弁、及び水溜り室を配設して、空気がホース内へ流入しないようにしておくと良い。また、請求項３項の発明のように、前記ホースの一端に接続した前記水位センサー部は金属性パイプ状ケースから成るものとし、また前記ホースとしてはスパイラル鋼線入りホースを使用し、当該ホースから露出したスパイラル鋼線を当該金属性パイプ状ケースに接続し、当該ホースの他端の前記スパイラル鋼線を、接地した電気抵抗測定器と電気的に接続して大地帰路回路を形成しておくことにより、前記水位センサー部を埋設管に挿入して、前記電気抵抗測定器の抵抗値が急激に低下し一定の値を表示したとき、当該埋設管路中の溜り水の存在及びその位置を確認することもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の概略を示すために簡略化して示した。マンホール１と当該マンホール１に接続された、既設の埋設管２箇所の縦断面図である。マンホール１内には、目盛付きの目視計測用の水位計測シリンダー３を立てに配設している。この水位計測シリンダー３の下端には、一定長のホース４の一端を接続しており、このホース４の他端には後述する水位センサー部５を取付けている。またこの水位計測シリンダー３の上端は、開口して大気と接している。さらに地上のマンホール１の開口部の近くには電動の送水量制御器６及び水中ポンプ７を配置し、当該水中ポンプ７からは水を供給する管７ａが伸ばされて、前記水位計測シリンダー３の上端の開口部に挿入されており、前記送水量制御器６により一定量の水が供給されるようになっている。
【００１１】
図１では、水位センサー部５の先端まで水を充填したホース４を、マンホール１から埋設管２の入口付近に挿入した状態を示している。この時の水位計測シリンダー３の水位は、マンホール１底からの高さを表しており、マンホール１の底に降りた作業員が水位計測シリンダー３を目視で見て測定するようになっている。　地面から埋設管２までの埋設距離（深さ）は、地面からマンホール１の底までの距離Ｈｃｍから、マンホール１の底から水位計測シリンダー３の水位までの距離Ｘｃｍを減ずることにより得られる。また作業員がマンホール１に入って測定する際しては、透明な水に代えて、着色水を使用すると水位がより見易いものとなる。
【００１２】
図２は、図１に示した概略的な発明ではなく、作業員にとって測定しやすいように測定の自動化を図ったものである。予め、作業員が水位センサー部５、ホース４、水位計測シリンダー３、注水ボックス８等の機器を設置しておけば、この自動化装置により、作業員がマンホール１内に降りて水位計測シリンダー３の目盛をいちいち目視することなく、地上に設置した後述する土被り計測器１２により、埋設管２の深度を、地上から計測できる状態を示したものである。
【００１３】
以下にこの機器の設置について説明する。マンホール１内には、水位計測シリンダー３を立てに配設し、この水位計測シリンダー３の下端には、ホース４の一端を接続し、水位計測シリンダー３の上端には、注水ボックス８及び水面距離計測センサー９を夫々取り付けている。またホース４の他端には水位センサー部５を取り付ける。
【００１４】
埋設管２の入口部に、ホース４の挿入に応じて回転する構成の埋設管長カウンター１０がホース４を挟持するように配置し、この埋設管長カウンター１０からは、リード線１１を地上に設けた土被り計測器１２と接続して、土被り計測器１２にて埋設管２の長さを計測できるようにする。注水ボックス８ヘは、土被り計測器１２への指示により、水中ポンプ７から一定量（約３００ｍｌ）の水を補給するように設定する。この水中ポンプ７としては、風呂水排水用ポンプ等の市販品が使用できる。また地上にはこの水中ポンプ７及び上記水位計測シリンダー３内の水位等を計測するＡＣ１００Ｖの土被り計測器１２の外、この土被り計測器１２の測定数値等をプリントアウトするプリンター１３を設置している。
【００１５】
水面距離計測センサー９は、超音波方式により計測する距離計測器であり、水位センサー部５の高低に応じて変位する水位計測シリンダー３の水面までの距離を測定する。水位センサー部５の水位を示している水位計測シリンダー３の値が、リード線１４を介して土被り計測器１２に入力されると、土被り計測器１２は、水面距離計測センサー９から水位センサー部５までの距離Ｘｃｍを算出する。また、地面から水面距離計測センサー９までの距離Ａｃｍは、地上に取付けた距離カウンター１５により計測され（地面から上の高さの値は、予め減じてある）土被り計測器１２に入力される。そして土被り計測器１２は、このＸｃｍ＋Ａｃｍを、地面からの埋設管２の深さとして表示する。
【００１６】
図３は、スパイラル鋼線を内部補強材として配設したホース４を使用し、これを水位センサー部５の後端に取付けたところであり、この水位センサー部５の内部構造を示したものである。この水位センサー部５は、ホース４に空気が入り込んで、埋設管２内に挿入したホース４の水位が正確に測定できなくなることを防止するためのものである。水位センサー部５の内部には、両端が開放した連通管の原理で大気とホース４内に充填されていた水がバランスして一定の水位となったとき、水位センサー部５から空気がホース４内に流入しないように、逆止弁１６、スプリング１７、水溜り室１８を設けている。また水溜り室１８には、水溜り室１８と連通して排水孔１９を３個、水位センサー部５の一部の外周に均等に設けた構成としている。
【００１７】
詳述すれば、水位センサー部５は、内部に貫通路２０を設けた金属性パイプ状ケースであって、後部の外形（図３では右端）は、２段階の段部を有して後述するホース止めナット２１の係止部となり、後端部は先細り状のテーパーを有する筒状体５ａとなっている。当該筒状体５ａにホース４の端部を被冠し、その上からホース止めナット２１を被せている。このホース止めナット２１は、略ソケット形状で内側にはホース４を挿入する貫通孔２１ａを穿ち、この貫通孔２１ａに続く箇所は、上記水位センサー部５の後端部の外周ネジ部に螺着する内周ネジ部２１ｂとなっている。
【００１８】
筒状体５ａの内側に設けられた貫通路２０には、軸方向に移動自在な逆止弁１６をスプリング１７の付勢によって、ホース４側に設けたストッパー２０ａに押し付けるように設置している。またこの貫通路２０に続く水位センサー部５内側の箇所は、段部を介して当該貫通路２０より大径の円筒状の空間から成る水溜り室１８となっており、この水溜り室１８の一端に、一側に錘２２ａを設けた偏心カム２２を支持体２２ｂにより回動自在に設置している。さらにこの偏心カム２２を設けた位置に対向して、水溜り室１８の内周に１２０度間隔で半円球状の窪み部２３を３個穿っており、これらの３個の窪み部２３の底部には外側に貫通した上記排水孔１９を夫々穿っている。また偏心カム２２の外周は前後から円形の板体２２ｃ、２２ｃで挟んで外周溝２２ｄを形成しており、この外周溝２２ｄにステンレス製の止水用ボール２４を３個、前記３個の各窪み部２３に一部を入れて保持している。
【００１９】
図４の（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図３のＡ−Ａ´方向から見た水溜り室１８の縦断面図であり、夫々重力がかかる方向が変わった場合の偏心カム２２、錘２２ａ、排水孔１９、窪み部２３、止水用ボール２４の位置関係を表し、夫々下側に重力がかかった状態のものである。偏心カム２２の錘２２ａは、重力がかかる方向に応じて回動して、常時偏心カム２２の錘２２ａを付けた部分が下側にくるようになっており、その結果、窪み部２３に入り込んだ止水用ボール２４を上から偏心カム２２が押圧して排水孔１９を閉鎖し、この排水孔１９から水が流れ出ることはない。またこの時上方にある他の止水用ボール２４は偏心カム２２の押圧から開放されており、排水孔１９を塞ぐことはない。
【００２０】
図３に示すように水位センサー部５の先端には、牽引部２５を設けている。これは、補助用の作業員以外にマンホール１内に入らずに、埋設管２の反対側からホース４を牽引する場合に使用するものである。ホース４に通線用の竹やグラスウッドを添えて挿入する場合は、牽引部２５を使用する必要がないので、最初から取り付けない構造にしてもよい。
【００２１】
また図３に示した水位センサー部５の好ましい大きさとしては、外径が約２６ｍｍ、牽引部２５及び後端を除いた長さを約６０ｍｍとしたものを作成した。外径を約２６ｍｍとしたのは、埋設管２の中には、既に布設されている数条のケーブルが場所を占めていて、使用できる空間があまりないためであるが、埋設管２の径が大きければ、３０〜５０ｍｍでもよいことはもちろんである。
【００２２】
次にこの実施の形態例の測定操作について説明する。
まず、図２におけるように、水位センサー部５を取付けたホース４に、注水ボックス８より水を注いで、ホース４の先端である水位センサー部５まで充填した後、埋設管２へ挿入する。注水ボックス８への給水は、土被り計測器１２への指示により、水中ポンプ７より必要な補給水量を注水ボックス８に注げばよい。ホース４としては、φ１８ｍｍ程度の丈夫でかつ透明なスパイラル鋼線入りのものを使用すると、水の位置が分かりやすく、ホース４自体もつぶれないため、測定がしやすい。水位センサー部５の高さによって、水位計測シリンダー３内の水位は常に変化するが、水位センサー部５の動き及び水量が安定すると水位計測シリンダー３内の水位も安定する。
【００２３】
これらの過程において、水位センサー部５の内部においては、逆止弁１６、スプリング１７、偏心カム２２等の働きによって、ホース４及び水位計測シリンダー３内の水量が調節される。即ちホース４及び水位計測シリンダー３内の水量が多い場合は、オーバーフローする水流の水圧により水位センサー部５内の逆止弁１６がスプリング１７の力に抗して先端側に押圧され、当該水流が水溜り室１８を通って上部にある排水孔１９から排水される。この時水位センサー部５内の状態は、図４の（ａ）乃至（ｃ）のような状態となっている。そしてオーバーフロー分が排水された後、流れ出ようとする水圧が低くなり、逆止弁１６がスプリング１７の力により通常の定位置に戻り、ストッパー２０ａに押圧されて貫通路２０を塞ぎ、ホース４内の水は流れ出ないようになる。こうしてホース４及び水位計測シリンダー３内の水量が安定する。
【００２４】
水位計測シリンダー３の水位測定に当り、ホース４内の空気を抜くには、マンホール１の中に配設されているホース４の一部を若干持ち上げるとよい。ホース４の先端の水位センサー部５から水がオーバーフローする際、ホース４内の空気も排出される。
水位計測シリンダー３の水位が静止したことを確かめた後、ホース４を埋設管２内へ挿入する。ホース４の埋設管２内への挿入は、今回、ホース４を位置させたい箇所のマンホール１から牽引することにより挿入した。ホース４を適宜の距離だけ挿入しては、水位計測シリンダー３の水位が静止してから、夫々の位置における埋設管２の深さを測定する。実験では、１ｍ進む毎に進行を停止して、埋設管２の深さを測定し、測定後の土被り計測器１２への指示により水中ポンプ７より約３００ｍｌの水を注水ボックス８に注水した。この注水量は、量を変えて何度も行ったうち、最適であった量である。またこの土被り計測器１２では、別に測定された埋設管２の管路長、後述する埋設管２路内の溜り水の有無なども表示され、接続されたプリンター１３により、これらのデータをプリントアウトすることもできる。
【００２５】
この発明が対象とする埋設管２は、古いものが多いため、図５のように、埋設管２が深くなっている箇所では、内部に溜り水２６が存在していることがある。この様な溜り水２６に、水位センサー部５が進入すると、土被り計測器１２は、単に測定値として一定の値を示すだけであるため、管路深さが水平なのか、内部に水が存在しているか否かは、計測者には分からない。
【００２６】
この図６は、この様な埋設管２内の状況を把握できるようにするために工夫したもので、ホース４の被覆を剥がして、螺旋状に巻回されたスパイラル鋼線４ａを露出させて、この状態で水位センサー部５の後端の金属性パイプ状ケースに取付け、この上からホース止めナット２１を被せ、他方当該ホース４の他端のスパイラル鋼線４ａと、接地した電気抵抗測定器２７を電気的に接続した。これにより図６のような大地帰路回路が形成されるので、スパイラル鋼線４ａ入りホース４の抵抗値を常時測定することにより、水が存在するとこの測定値が急激に低下する現象を利用して溜り水の存在と、位置を確認することができる。
【００２７】
具体的には、前記の構成で水位センサー部５をマンホール１に接続した埋設管２に挿入する。ホース４のスパイラル鋼線４ａに接続された電気抵抗測定器２７には、常時ある程度の測定値が表示されるが、電気抵抗測定器２７から得られる測定値が通常のものより急激に低下したとき、前記水位センサー部５が挿入された埋設管２路中に溜り水２６があることを示すものであり、この情報は抵抗器２７を介して土被り計測器１２に送られて表示される。
【００２８】
図７（ｄ）及び（ｅ）に示すのは、土被り計測器１２に表示されるもので、夫々横軸に、埋設管２の入口からの距離ｍを示し、図７の（ｄ）は、縦軸に地面からの深さｈを示し、図７の（ｅ）は、縦軸に抵抗値Ωを示している。図７の（ｄ）では、埋設管２の入口からの距離に対応した地面からの深さｈを読み取ることしかできないが、（ｄ）の抵抗値Ωのグラフを合わせて見ることにより、溜り水の存在、及び埋設管２の入口からの距離ｍを判定することができる。
【００２９】
前記実施の形態例では、水位センサー部５の構成として、スプリング１７、逆止弁１６、水溜り室１８等の配置を具体的に記載し、またホース止めナット２１の構成も具体的に記載し、さらに水位の自動計測装置の構成として、水位計測シリンダー３、注水ボックス８、水面距離計測センサー９、土被り計測器１２などの配置を具体的に記載しているが、この発明は当該実施の形態例に限定するものではない。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１項の発明によれば、現在は、計測機器が発達し、既設埋設管の深度測定においても、従来技術の項で述べたように、光ジャイロや磁気探査装置が使用されている。しかしながら、大正時代や昭和初期に埋設され、その後の道路拡幅工事等から、正確な埋設深さが特定できなくなった小口径の埋設管については、埋設管内に布設されている数条のケーブルがあるうえ、光ジャイロのセンサーや磁気探査装置のヘッド部分が大きすぎて、埋設管に挿入することができない状態である。
この発明は、この様な状態を解消するためのものであり、連通管を使用した水位法を、前記のような埋設管に適用することにより、なんら掘削することなく、埋設管の深度を簡単に計測できるものである。
【００３１】
また請求項２項の発明は、前記請求項１項の発明の効果に加え、より安定して確実に埋設管の水位を測定することができる。さらに請求項３項の発明では、スパイラル鋼線入りホースを使用して大地帰路回路を形成しているので、埋設管路中に溜り水があった場合、容易にその存在及び位置を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の概略説明図である。
【図２】この発明の実施の形態例の説明図である。
【図３】この発明の実施の形態例の水位センサー部の後端にホースを接続した状態の縦断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ´線断面図であって、偏心カムにより止水用ボールが排水孔を閉じている三態様の断面図（ａ）乃至（ｃ）である。
【図５】この発明の他の実施の形態例の説明図である。
【図６】この発明の上記他の実施の形態例において形成する大地帰路回路の説明図である。
【図７】（ｄ）この発明の上記他の実施の形態例において、縦軸に埋設管の埋設深さ、横軸に埋設管のマンホールからの距離を示す表である。
（ｅ）この発明の上記他の実施の形態例において、大地帰路回路を用いた場合であって、縦軸に電気抵抗測定器により測定される抵抗、横軸に埋設管のマンホールからの距離を示す表である。
【符号の説明】
１　　マンホール　　　　　　　　　　　２　　埋設管
３　　水位計測シリンダー　　　　　　　４　　ホース
４ａ　スパイラル鋼線　　　　　　　　　５　　水位センサー部
１６　　逆止弁　　　　　　　　　　　　１７　　スプリング
１８　　水溜り室　　　　　　　　　　　２１　　ホース止めナット
２２　　偏心カム　　　　　　　　　　　２３　　窪み部
２４　　止水用ボール　　　　　　　　　２６　　溜り水
２７　　電気抵抗測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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