(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の距離を開けて地表面に設けた、発進立坑から到達立坑までの地中にロッド又はワイヤをわたした後、到達立坑でこのロッド又はワイヤの端部に地中孔拡径装置（バックリーマ）及びこれに引き続き可撓性のない多条数の管を束ねて１ユニットとした複数のユニット管を接続し、発進立坑側から上記ロッド又はワイヤを引っ張って到達立坑から発進立坑まで多条数の管路を地中に引込む、可撓性のない多条数管路一括引込み工法において、
上記地中孔拡径装置の後に引込みワイヤを接続し、多条の可撓性のない管を束ねた各ユニットの、各管の継手部を管枕に係止して、当該管枕を多条の管の間に入れて支持し、この管枕の略中心位置に上記引込みワイヤを通し、各ユニット管の接続は、隣設するユニット管の継手部に他方の管の一端をあそびを持って挿入し、この管の一端は他方の管の継手部の奥端部から軸方向に一定長離隔した状態で上記各管枕を引込みワイヤに固定し、先端のユニットの各管の開口部を塞ぐ、先細のキャップを取り付けて上記ロッド又はワイヤを牽引することを特徴とする、可撓性のない多条数管路一括引込み工法。
【請求項２】
ロッド又はワイヤの端部に接続した地中孔拡径装置の後ろに可撓性のない多条数の管を束ねて接続し、この束ねた多条数の管を１ユニットとした複数のユニット管を接続した、可撓性のない多条数管路一括引込み装置において、
上記地中孔拡径装置の後に引込みワイヤを接続し、多条の可撓性のない管を束ねた各ユニットの、各管の継手部を管枕に係止して、当該管枕を多条の管の間に入れて支持し、この管枕の略中心位置に上記引込みワイヤを通し、各ユニット管の接続は、隣設するユニット管の継手部に他方の管の一端をあそびを持って挿入し、この管の一端は他方の管の継手部の奥端部から軸方向に一定長離隔した状態で上記各管枕を引込みワイヤに固定し、先端のユニットの各管の開口部を塞ぐ、先細のキャップを取り付けたことを特徴とする、可撓性のない多条数管路一括引込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一定の距離を開けて地表面に設けた、発進立坑から到達立坑までの地中に可撓性のない多条数の管を一括して引き込む、多条数管路一括引込み工法及びその装置に関するものであって、特に曲がらない管を用いて曲線布設できる工法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小口径の推進工法により一条ずつ布設していた管路工事のコストダウンを目指し、図２５に示すように、地上に設置した方向修正のできる簡易な削孔機械１を用いて、一定の距離を開けて地表面に設けた、発進立坑２から到達立坑３までの地中にロッド４を貫通させた後、図２６に示すように、到達立坑３でこのロッド４の端部に地中孔拡径装置（バックリーマ）５及びこれに引き続き多条数の長尺管６を束ねて地中に引き込む多条数管路一括引込み工法が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、布設する長尺管の材質が、ポリエチレン等のフレキシブル管では、曲線施工が可能であるが、フレキシブルでない、即ち、可撓性のない材質の管を使用する場合は、短い管であっても曲線施工ができなかった。そのため、この方法では使用する管の材質に制限があり、一部の管にしか適用できない。
【０００４】
この発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、管の材質が可撓性がない管であっても、また、４ｍ程度のかなり長い管であっても、曲線施工又は布設ができる多条数管路一括引込み工法及びその装置を提供し、上記課題を解決するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１項の発明は、一定の距離を開けて地表面に設けた、発進立坑から到達立坑までの地中にロッド又はワイヤをわたした後、到達立坑でこのロッド又はワイヤの端部に地中孔拡径装置（バックリーマ）及びこれに引き続き多条数の管を束ねて１ユニットとした複数のユニット管を接続し、発進立坑側から上記ロッド又はワイヤを引っ張って到達立坑から発進立坑まで可撓性のない多条数の管を地中に引込む、多条数管路一括引込み工法において、
上記地中孔拡径装置の後に引込みワイヤを接続し、多条の可撓性のない管を束ねた各ユニットの、各管の継手部を管枕に係止して、当該管枕を多条の管の間に入れて支持し、この管枕の略中心位置に上記引込みワイヤを通し、各ユニット管の接続は、隣設するユニット管の継手部に他方の管の一端をあそびを持って挿入し、この管の一端は他方の管の継手部の奥端部から軸方向に一定長離隔した状態で上記各管枕を引込みワイヤに固定し、先端のユニットの各管の開口部を塞ぐ、先細のキャップを取り付けて上記ロッド又はワイヤを牽引する、可撓性のない多条数管路一括引込み工法とした。
【０００６】
また、請求項２項の発明は、上記工法に使用する装置であり、上記地中孔拡径装置の後に引込みワイヤを接続し、多条の可撓性のない管を束ねた各ユニットの、各管の継手部を管枕に係止して、当該管枕を多条の管の間に入れて支持し、この管枕の略中心位置に上記引込みワイヤを通し、各ユニット管の接続は、隣設するユニット管の継手部に他方の管の一端をあそびを持って挿入し、この管の一端は他方の管の継手部の奥端部から軸方向に一定長離隔した状態で上記各管枕を引込みワイヤに固定し、先端のユニットの各管の開口部を塞ぐ、先細のキャップを取り付けた構成とした。
【０００７】
この請求項１及び２の発明においては、引込みワイヤを、多条に束ねた管の略中心位置に配置したことで、任意の方向へのカーブに対応できる。また、各ユニット管の接続は、隣設するユニット管の継手部に他方の管の一端をあそびを持って挿入し、この管の一端は他方の管の継手部の奥端部から軸方向に一定長離隔した状態で接続しているため、カーブの通過時に各ユニット管の間で目開き差を設けることができる。また、１ユニット毎に管枕を引込みワイヤに固定しているため、引込み時の管に作用する荷重は推進工法に比べて小さい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
まず、この発明に使用する部材としては、図１に示すように、引込みワイヤ１１、管枕１２、ストッパ１３、鋼製バンド１４、先端キャップ１５（図８参照）、スペーサ１６（図１４参照）がある。
また、この発明により地中に引き込む多条の管１７は、可撓性のないＰＦＰ管から成るもので、その一端にソケット状の継手部１７ａを有する（図４参照）ものである。
上記引込みワイヤ１１（図１１参照）は、通常、心鋼（コア）のまわりに多くの素線（鋼線）をより合わせたものあるが、引込み荷重に対して大きく伸びない、施工曲線に追従する柔軟性を有する、引込み荷重に対して十分な強度を持ち、破断しない性能があるものであれば、適宜のものでよい。
【０００９】
上記管枕１２は、４本のＰＦＰ管から成る管１７のソケット状の継手部１７ａをくわえ込むことで各管１７の前後の動きを防止し、４本の管１７を１ユニットとして一体化して移動させる装置である。具体的な構成は、図２及び図３に示すように、各辺がえぐられた湾曲縁を有する略菱形の二枚の係止板１２ａ、１２ａを間隔を開けて設け、これらの二枚の係止板１２ａ、１２ａの間に、中心部を開けて断面十字型になるように、４枚の板体１２ｂ、１２ｂ、１２ｂ、１２ｂをわたし、これらの直角を成す各二枚の板体１２ｂ、１２ｂの間に断面が凹湾曲した湾曲板１２ｃを夫れ夫れ設けたもので、上記各係止板１２ａの中心には、ワイヤ１１を通すための孔１２ｄを穿ち、これらの二枚の係止板１２ａ、１２ａの一方の係止板１２ａの外面の４箇所に鋼製バンド固定部材１２ｅを設けている。そして、上記管路１７の継手部１７ａが二枚の係止板１２ａ、１２ａの各湾曲縁間に嵌まる構成と成っている。
【００１０】
また、上記各多条のユニット管１７相互の接続は、図４に示すように、隣設するユニット管１７の継手部１７ａに他方の管１７の一端をあそびを持って挿入し、この管１７の一端は他方の管１７の継手部１７ａ内の奥端部から軸方向に一定長離隔した状態で接続されている。また、この各継手部１７ａの内周には止水ゴムパッキン（図示省略）がセットされているため、これらの接続された各管１７は、カーブの通過時に各ユニットの外側の管１７と内側の管１７との間で、図１のＰとＱに示すように、目開き差を設けることができる。即ち、外側の一方の管１７の継手部１７ａの奥端部と他方の管１７の端部との突合せ距離Ｐと内側の一方の管１７の継手部１７ａの奥端部と他方の管路１７の端部との突合せ距離Ｑとに差が出来る。
【００１１】
上記ストッパ１３は、管枕１２と鋼製バンド１４を用いて、束ねられた管１７を、引込み用ワイヤ１１に前後の移動を拘束しつつ、回転自在に取り付けるための装置であり、上記各管枕１２の前後の引込みワイヤ１１に取り付けるものである。これは、図５及び図６に示すように、ワイヤ把持溝１３ａを有する二つのクランプ片１３ｂ、１３ｂを相対向させ、これらのクランプ片１３ｂ、１３ｂの両側を貫通した複数のボルト１３ｃの端部にナット１３ｄを螺着したものであり、上記二つのクランプ片１３ｂ、１３ｂの各ワイヤ把持溝１３ａに引込みワイヤ１１を入れて、各ナット１３ｄを締め付け、引込みワイヤ１１の外周に固定するものである。
【００１２】
上記鋼製バンド１４は、図７に示すように、管枕１２に配管した管１７が管枕１２から外れないように、また、若干上下左右に動くように、４本の管１７を結束する装置であり、四つの帯鉄を管１７の断面形状に合わせて夫れ夫れ加工し、各端部を管枕１２の鋼製バンド固定部材１２ｅにあてて固定ボルト１４ａによって固定するものである。
【００１３】
上記先端キャップ１５は、図８のように、上記バックリーマ５に後続して先頭のユニットの各管１７の先端に取り付ける装置であり、引き込む管路の方向を決めるものである。この先端キャップ１５は掘削土砂を後方に通しながらも抵抗とならず、またトンネル線形に沿って後続の管路を追従させる機能を有するものでなれければならない。具体的には図８乃至図１０に示すように、上記バックリーマ５のすぐ後の引込みワイヤ１１に取り付ける略円錐を横にした形状で、当該円錐部１５ａの中心軸に当該引込みワイヤ１１を通し、円錐部１５ａの後側面から４本の丸棒状の脚部１５ｂを突出させ、これらの各脚部１５ｂの先端外周にはＯリング１５ｃを備えたものである。なお、この先端キャップは、各管路の前端に被せる一個一個独立した円錐状のものでもよい。
【００１４】
この先端キャップ１５は各脚部１５ｂを、先頭の４本のユニット管各管１７先端に挿入させ、当該先端キャップ１５の前方の引込みワイヤ１１に上記ストッパ１３を固定して、当該先端キヤップ１５は前方への動きを規制され、また後方への動きは、上記先頭のユニットの４本の各管１７を支持する管枕１２の前後の引込みワイヤ１１に固定されたストッパ１３により規制されている。また、図８及び図１０に示すように、上記バックリーマ５の外径より、先端キャップ１５及び各ユニットの多条の管１７の外径の方がやや小さく、これらによって形成された先端キャップ１５及び各ユニットの多条の管１７の外径の外周に排土経路が形成される。
【００１５】
上記スペーサ１６は、図１３に示すように、４本のユニット管１７の外周と当該管１７の一端に設けたソケット状の継手部１７ａとの外周段差を解消する目的で設置する、外周に滑らかなスロープを有する略リング形状のもので、継手部１７ａに一端を当接させて各管１７の外周に被せるものである。
【００１６】
次に、上記装置を用いて４条の管の一括引込み工法を説明する。上記引込みワイヤ１１を用意し、図１１に示すように、その一端を圧縮止め加工して、ストッパ１３を取り付ける位置の引込みワイヤ１１外周にピニールテープ１８を巻き、マーキングする。地上で先頭のユニットの管１７及び先端キャップ１５と後続する数組の、管枕１２やストッパ１３等の治具をセットする。そして図１２に示すように、到達立坑４内のバックリーマ５に上記引込みワイヤ１１の一端をシャックル１９を介して取り付ける。
【００１７】
次に、到達立坑３内で４条の管１７を１ユニットとして組み立てる手順を示す。図１３に示すように、まず、各管１７の外周の適当な位置にスペーサ１６を取り付けておく。これは、管１７を前方の管１７の継手部１７ａに差し込みしやすくするためである。そして、図１４に示すように、下段の管１７の一端を、前方の管１７の継手部１７ａに差し込み、当該管１７の継手部１７ａ箇所を後方の管枕１２に取り付ける。図示はしていないが、下段の管１７は２条セットする。そして、下部の各鋼製バンド１４を下段の各管１７を持ち上げて挿入する。また、図１５に示すように、上段の管１７の一端を、前方の管１７の継手部１７ａに差し込み、当該管１７の継手部１７ａ箇所を後方の管枕１２に取り付ける。図示はしていないが、上段の管１７も２条セットする。
図１３〜１５に示したスペーサ１６については、小さな幅のものでも良く、たとえば、鋼製バンドを溶接したものでも良い。
【００１８】
そして、図１６に示すように、上部の各鋼製バンド１４を上段の２条の管１７の上から被せ、各鋼製バンド１４の端部を合わせて固定ボルト１４ａで管枕１２の各鋼製バンド固定部材１２ｅに固定する。これらの１ユニットの管１７のセット後は、前方の管１７との離隔が規定通りか、各管１７に付けた印で確認する。その後、図１７に示すように、各スペーサ１６を鋼製バンド１４の位置までずらし、継手部１７ａの段差をなくす。
【００１９】
この様にして、到達立坑３内で、管の１ユニットの組立て及び後続のユニットの接続が終わったら、これらの管路を地中に引き込む。これには図２６に示す従来例と同様に、削孔機械１を用いて上記ロッド４を発進立坑２側に引っ張り、バックリーマ５を回転させながら引き込むことで地山を掘削し、同時に上記管路を引き込む。その際、バックリーマ５などにより掘削された土砂は発進立坑２又は到達立坑３内に排出されるが、この土砂は図１８に示すように、常にトンネル開口部上端２０が排出土砂で隠れるように到達立坑３内の土砂を調整する。これによりトンネル孔壁の保持を行うことができる。この到達立坑３内の排出土砂量の調節は、バキューム２１で地上の鋼製土砂タンク２２に吸い上げて行う。これは、発進立坑２内においても同様である。また、この図１８に示すように、到達立坑３の底面にスロープを設けると、各ユニット管を接続しやすい。
【００２０】
また、図１９に示すように、上記先頭の管１７のユニットが発進立坑２に到達したら、バックリーマ５及び先端キャップ１５の順に撤去する。そしてこの発進立坑２及び到達立坑３を埋め戻す前に、これらの立坑内に露出している管路の端部に既製の閉鎖キャップ（図示省略）を付ける。
上述したＰＦＰ管は、ポリコンＦＲＰ管（POLYCON FRP PIPE）として市販されているもので、１ｍ、２ｍ、４ｍの種類があり、口径も、１００〜３００ｍｍの各種がある。この発明では、１〜４ｍの長さを有する管で、かつ、各種の口径の管について実験した結果、いずれの場合にも、引込みに支障はなかった。
【００２１】
なお、上記実施の形態例では、敷設する管は４条であったが、この発明はこれに限らず、図２０乃至図２４に示すように、その他の条数管の一括引込みに使用できる。即ち、図２０は３条の場合、図２１は４条の場合、図２２は５条の場合、図２３は６条の場合、図２４は９条の場合を示している。また、上記３条乃至６条の場合は、管枕１２´は多条の各管１７の中心に位置し、１本の引込みワイヤ１１をこの管枕１２´の中心部に通している。また、図２４の９条の場合は、管を縦横３列に配置し、これらの間に管枕１２´を設け、この管枕１２´の中心部の４箇所に４本の引込みワイヤ１１を通す。これらにより、引込みワイヤを多条に束ねた管の略中心位置に配置したこととなり、任意の方向へのカーブに対応できる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１及び２の発明では、引込みワイヤを、多条に束ねた管の略中心位置に配置したことで、任意の方向へのカーブに対応できる。また、各ユニット管の接続は、隣設するユニット管の継手部に他方の管の一端をあそびを持って挿入し、この管の一端は他方の管の継手部の奥端部から軸方向に一定長離隔した状態で接続しているため、カーブの通過時に各ユニット管の間で目開き差を設けることができ、可撓性のない４ｍもの長い管の埋設において曲線施工が可能となった。また、縦断方向の曲線施工が可能となったことで、ルート全線にわたる余掘り部の泥土充填が図れ、浮力の作用によって小さな力で管路を引き込むことができる。また、１ユニット毎に管枕を引込みワイヤに固定しているため、引込み時の管路に作用する荷重は推進工法に比べて小さく、また工期短縮、コストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態例のカーブ施工時の管路の引込み状態を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態例に使用する管枕の側面図である。
【図３】この発明の実施の形態例に使用する管枕の縦断面図であって、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】この発明の実施の形態例に使用する隣設する管の接続状態を示す説明断面図である。
【図５】この発明の実施の形態例に使用するストッパの側面図である。
【図６】この発明の実施の形態例に使用するストッパの正面図である。
【図７】この発明の実施の形態例の鋼製バンドの使用状態を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態例の先端キャップの使用状態を示す側面図である。
【図９】この発明の実施の形態例の先端キャップの正面図であって、図８のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態例の先端キャップの背面図であって、図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態例に使用する引込みワイヤの一部側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態例に使用する先頭の管の前端部の接続状態を示す側面図である。
【図１３】この発明の実施の形態例に使用する管にスペーサを取り付けた状態を示す側面図である。
【図１４】この発明の実施の形態例の前方の管に下段の管の一端を装着し、後方の管枕に他端の継手部を取り付けた状態を示す側面図である。
【図１５】この発明の実施の形態例の前方の管に上段の管の一端を装着し、後方の管枕に他端の継手部を取り付けた状態を示す側面図である。
【図１６】この発明の実施の形態例の前方の管及び後方の管枕に上段の管を装着し、鋼製バンドを取り付けた状態を示す側面図である。
【図１７】この発明の実施の形態例の前方の管及び後方の管枕に上段の管を装着し、スペーサを取り付けた状態を示す側面図である。
【図１８】この発明の実施の形態例の工法における到達立坑付近の状態を示す説明図である。
【図１９】この発明の実施の形態例の工法における発進立坑付近の状態を示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態例に使用する３条の各管の管枕への取り付け及び引込みワイヤの挿通状態を示す説明図である。
【図２１】この発明の実施の形態例に使用する４条の各管の管枕への取り付け及び引込みワイヤの挿通状態を示す説明図である。
【図２２】この発明の実施の形態例に使用する５条の各管の管枕への取り付け及び引込みワイヤの挿通状態を示す説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態例に使用する６条の各管の管枕への取り付け及び引込みワイヤの挿通状態を示す説明図である。
【図２４】この発明の実施の形態例に使用する９条の各管の管枕への取り付け及び引込みワイヤの挿通状態を示す説明図である。
【図２５】従来の多条管路一括同時引込み工法の第１工程を示す概略図である。
【図２６】従来の多条管路一括同時引込み工法の第２工程を示す概略図である。
【符号の説明】
１    削孔機械                    ２    発進立坑
３    到達立坑                    ４    ロッド
５    バックリーマ                ６    短管路
１１    引込みワイヤ              １２    管枕
１３    ストッパ                  １４    鋼製バンド
１５    先端キャップ              １６    スペーサ
１７    管                        １７ａ  継手部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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