JP2000054788A - 配管敷設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業工数を低減することで作業時間を短縮す
ることが可能な配管の敷設工法を提供することにある。
特に、新たな管材を掘削推進と同時に引き込むことによ
り工程数を低減すると共に、新たな管材の引き込み時に
発生する土中からの反力を推進力に置換することが可能
な敷設工法を提供する。 【解決手段】 地表から地中に向け掘進手段４を推進さ
せ、該掘進手段４により形成された推進孔に新たな管材
に相当するＰＥ管１を挿通する配管敷設工法であって、
上記掘進手段４の駆動源を内装した推進ヘッド５に対
し、地上にて倦装されているＰＥ管１の一端を上記掘進
手段の後方で一体化し、上記ＰＥ管の一部を把持しなが
ら推進駆動することにより、上記掘進手段４の推進と同
時に上記ＰＥ管１を地中に引き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新たに敷設される
供給管などを対象とした配管敷設工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路下に埋設されている本支管か
ら民地内の需要家に向けガスを供給する管路として供給
管が敷設されている。

【０００３】供給管は、本支管に形成された分岐開口に
取り付けられているサービスチーを介して敷設方向の一
端が連結され、敷設方向の他端が需要家先のメータ立管
に連結されるようになっている。供給管の新設に際して
は、本支管が埋設されている箇所および民地内でメータ
立管との連結が行える箇所にそれぞれ地表面に開口する
発進用および到達用の立抗を掘削したうえで、それら立
抗間に供給管を挿通し、供給管の敷設方向一端を本支管
の分岐部に取り付けられているサービスチーに連結する
一方、敷設方向他端をメータ立管に連結する作業が行わ
れている。供給管を新設するためには、供給管を挿通す
るための孔を形成しながら掘進する丸鋼ロッドやスクリ
ューオーガ等の掘進ロッドと、この掘進ロッドを推進お
よび引き戻すための駆動源として油圧機関、内燃機関、
エアモータや電動モータ等のいずれかを備えた推進機本
体等とで構成された掘削推進装置が準備される。

【０００４】ところで、近年では、地震等の災害時に発
生する外力によって供給管が損傷するのを防止するため
に、従来用いられていた鋼管に比べて可撓性を有するポ
リエチレン管（ＰＥ管）等の合成樹脂管が用いられるよ
うになってきている。このようなＰＥ管を敷設する場合
も含めて供給管を新設する場合には上記作業が行われて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の敷設工事においては、敷設工事にかかる作業時間が長
大化する虞がある。つまり、掘削推進装置は上述したよ
うな種々の装置を備えている関係上、狭い立坑内での設
置や立坑内への運搬に要する作業が多くなる。また、推
進ロッドは、推進長さに応じて継ぎ足されることになる
ので、推進距離が長くなるに比例して推進時間もさるこ
とながら、その継ぎ足し作業および継ぎ足したものを取
り外して回収するための作業が多くなることによっても
作業時間が長くなる。しかも、推進ロッドの推進動作お
よび継ぎ足し操作やロッドの回収操作が狭い空間の立抗
内で行われる関係上、作業者への労力負担も大きくな
る。つまり、立坑は、地面の開削幅をむやみに大きくで
きないという制約の下で形成されているものであり、そ
の開削幅が継ぎ足しあるいは回収されるロッドの長さに
近いとそれら継ぎ足しや回収作業のための余裕幅が少な
くなり、これによって、立坑内での作業性が悪くなる。

【０００６】本発明は、上記従来の配管の敷設工法にお
ける問題に鑑み、作業工数を低減することで作業時間を
短縮することが可能な配管の敷設工法を提供することに
ある。特に、新たな管材を掘削推進と同時に引き込むこ
とにより工程数を低減すると共に、新たな管材の引き込
み時に発生する土中からの反力を推進力に置換すること
が可能な敷設工法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、地表から地中に向け掘進手
段を推進させ、該掘進手段により形成された推進孔に新
たな管材に相当するＰＥ管を挿通する配管敷設工法であ
って、上記掘進手段の駆動源を内装した推進ヘッドに対
し、地上にて倦装されているＰＥ管の一端を上記掘進手
段の後方で一体化し、上記ＰＥ管の一部を把持しながら
推進駆動することにより、上記掘進手段の推進と同時に
上記ＰＥ管を地中に引き込むことを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の配
管敷設工法において、上記ＰＥ管は、不動状態で設置さ
れた基台に設けられている回転可能な繰り出しローラに
より把持され、繰り出しローラが推進方向に順じた方向
に回転することにより、上記掘進手段に作用する土中か
らの推進反力が受け止められて推進されることを特徴と
している。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の配
管敷設工法において、上記繰り出しローラを備えた基台
は、道路面あるいは民地内の地面に設置され、その設置
個所で地面と平行な状態から直角な状態にまで変更可能
とされ、上記ＰＥ管が推進角度を調整されることを特徴
としている。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、地上にて倦装されて
いる新たな管材に相当するＰＥ管の一端が推進ヘッドに
一体化されて推進駆動されるので、ＰＥ管を推進ヘッド
の推進ロッドとして機能させることができる。これによ
り、倦装位置から順次繰り出されるＰＥ管により推進ヘ
ッドを推進させることが可能となるので、従来実施され
ていたロッドの継ぎ足し作業や回収作業を行うことなく
推進ヘッドの推進に連動して掘進と同時にＰＥ管を引き
込むことができる。

【００１１】請求項２記載の発明では、推進ヘッドの推
進時に発生する土中からの反力が新たな管材を繰り出す
繰り出しローラによって受け止められるので、ＰＥ管を
推進ロッドとした場合の戻りを抑えて掘進手段による推
進動作を円滑に行わせることができる。

【００１２】請求項３記載の発明では、道路面あるいは
民地内の地面において繰り出しローラを備えた基台の角
度が地面と平行な状態から直角な状態に調整できるの
で、地上から直接本支管に向けた角度でＰＥ管を進行さ
せることができ、地面を開削しなくてもＰＥ管の敷設が
行える。

【００１３】

【実施例】以下、図示実施例により本発明の詳細を説明
する。

【００１４】図１は，ＰＥ管が用いられる新たな管材に
相当する供給管１の敷設状態を説明するための模式図で
あり、同図において、道路の下面には本支管２が埋設さ
れている。道路近傍の民地内には、家屋内に引き込まれ
るメータ立管（図示されず）が配置されている。メータ
立管の近傍には、後述する掘削推進装置３が設置され、
この掘削推進装置３の基台上には、掘削推進装置３と隣
接する位置で地上に設置された図示しないプーリに倦装
されている供給管１の一部が繰り出されて載置されてい
る。

【００１５】掘削推進装置３は、図２に示すように、推
進機基台３Ａと、掘進手段に相当するスクリューオーガ
４と、このスクリューオーガ４の駆動源となる油圧モー
タを内装した推進ヘッド５を備えて構成されており、さ
らに、この掘削推進装置３には、推進ヘッド５の推進駆
動のために上述した供給管１が付設されるようになって
いる。供給管１は、掘削推進装置３の近傍に配置されて
いるリール（図示されず）に倦装され、その一端が繰り
出されるようになっている。

【００１６】推進機基台３Ａは、地中に突き刺し可能な
アンカー３Ａ１を底面に備えた支持基台３Ｂと、この支
持基台３Ｂに対して揺動可能に支持されている供給管送
り部３Ｃとを備えている。供給管送り部３Ｃは、支持基
台３Ｂとの間に配置されているシリンダ３Ｄ（図１参
照）の伸縮により揺動することができ、その揺動角は、
本実施例の場合、シリンダ３Ｄの収縮時に相当する地面
と平行な状態である０度からシリンダ３Ｄの伸長時に相
当する地面に対して９０度に起上した角度に設定されて
いる。供給管送り部３Ｃには、対向間隔が調整可能な糸
巻き車形状の推進駆動部材６が一対で設けられており、
この推進駆動部材６は、供給管送り部３Ｃ内に装備され
ている回転駆動用油圧モータ（図示されず）によって回
転駆動されるようになっている。推進駆動部材６は、対
向周面に供給管１が挿通されるとその供給管１を挟持し
て摩擦接触回転することにより、供給管１を推進方向
（図２において矢印で示す方向）に繰り出すことがで
き、繰り出す際の回転量は、後述する制御部７によって
調整されるようになっている。また、推進駆動部材６
は、対向間隔が調整可能な構成とされており、この対向
間隔調整を行うために、推進駆動部材６の回転駆動用油
圧モータの支持部にはこの支持部材を対向する方向に移
動させることができる油圧シリンダ（便宜上、図３にお
いて推進駆動部材用シリンダＤ１とする）が設けられて
いる。

【００１７】一方、推進ヘッド５は、推進方向（図２
中、矢印で示す方向）前方側がテーパコーン状をなし、
その先端部にはスクリューオーガ４を挿通支持する開口
部が形成されている。推進ヘッド５における推進方向後
方側には、コレットを用いたチャック８が装備されてお
り、このチャック８によって供給管１を把持して推進ヘ
ッド５と一体化できるようになっている。図２におい
て、推進ヘッド５に内装されている油圧モータ（便宜
上、図３においてスクリューオーガ用油圧モータＭ１と
する）には、地上に設置されているオイル供給ユニット
９（図１参照）から延長された油圧パイプ１０、１０’
が接続されており、この油圧パイプ１０、１０’は、供
給管１内に挿通されて油圧モータＭ１に達するようにな
っている。油圧パイプに関しては、上述した油圧モータ
Ｍ１用（１０、１０’）以外にも、図示しないが、推進
駆動部材６の回転駆動用の油圧モータ（便宜上、図３に
おいて推進駆動部材用油圧モータＭ２とする）に対して
も配管されている。スクリューオーガ４は、先端から推
進ヘッド５に向けてスクリュー羽根の外径が順次拡径さ
れる形状とされ、掘進初期の抵抗を軽減できるようにな
っている。

【００１８】制御部７は、その構成が図３に示されてい
る。図３において制御部７は、マイクロコンピュータに
より主要部が構成されており、図示しないＩ／Ｏインタ
ーフェースを介して入力側には起動／停止用のスタート
スイッチ１１、圧力センサ１２、口径セットキースイッ
チ１３および位置検知センサ１４が接続され、出力側に
は、スクリューオーガ駆動用油圧モータＭ１、推進駆動
部材用油圧モータＭ２、推進駆動部材用シリンダＤ１お
よびシリンダ３Ｄの駆動用方向切換弁（便宜上、図３に
おいては符号３Ｄを用いてシリンダと称する）がそれぞ
れ接続されている。スタートスイッチ１１は、推進ヘッ
ド５に有するスクリューオーガ４の回転開始および緊急
停止を指令するスイッチであり、圧力センサ１２は、土
中からの反力を検知するためにスクリューオーガ４に設
けられた軸方向の歪みを検知する歪みゲージが用いら
れ、口径セットキースイッチ１３は、引き込み対象の供
給管１の口径を入力するためのキースイッチであり、さ
らに位置センサ１４は、図示しないが地上からスクリュ
ーオーガ４の位置を検知するために推進ヘッド５に装備
されている発信器（図示されず）からの信号を受信する
受信機が用いられている。

【００１９】制御部７は、電源が投入され、口径セット
キースイッチ１３の操作により供給管１の口径が入力さ
れると、その口径に応じて推進駆動部材６の対向間隔を
設定すべく推進駆動部材用シリンダＤ１を動作制御する
と共に、スタートスイッチ１１が操作された際にスクリ
ューオーガ用油圧モータＭ１および推進駆動部材用油圧
モータＭ２を推進ヘッド５の推進方向に対応した回転方
向にそれぞれ駆動するようになっている。また、制御部
７では、圧力センサ１２からの信号により、一定の推進
速度が得られるように推進駆動部材用油圧モータＭ２の
回転制御を行い、さらに、位置センサ１５からの信号に
応じて推進ヘッド８に有するスクリューオーガ４の推進
方向に関する制御を行うようになっている。本実施例に
おけるスクリューオーガ４の方向制御は、スクリューオ
ーガ４の先端にベントナイト泥水を噴出可能な噴射ノズ
ル（図２において符号４Ａで示す部材）を設け、その噴
射ノズル４Ａの噴射角度を適宜選択することにより土壌
を軟弱化させてその軟弱化した方向にスクリューオーガ
４が推進しやすくなるのを利用して制御するようになっ
ている。このため、制御部７の出力部には、ベントナイ
ト泥水の噴射条件を設定するためのベントナイト泥水供
給部４Ｂが接続されている。なお、噴射ノズル４Ａは、
スクリューオーガ４の回転に対して干渉しない二重管に
連結され、その二重管を周方向に回転させることで噴射
角度が変更できる構造とされている。

【００２０】本実施例は以上のような構成の掘削推進装
置３を用いて、次の手順により供給管１が敷設される。
なお、図４は、以下に説明する手順が実行される際の制
御部７の動作を説明するフローチャートである。 （１）まず、供給管１を新設するに際してメータ立管の
近傍に掘削推進装置３の推進機基台３Ａを設置して掘進
の前準備を行う。前準備は、リールに倦装されている供
給管１の一端を繰り出して推進機基台３Ａに有する推進
駆動部材６間に挿通したうえで推進ヘッド８の後部に設
けられているチャック８によりその一端を推進ヘッド５
と一体化する。推進駆動部材６に供給管１が挿通される
と、制御部７からシリンダ３Ｄに対して出力された指令
により地中へのスクリューオーガ４の進入角度がシリン
ダ３Ｄの伸長量に応じた揺動角度に設定される。この場
合の揺動角度、換言すれば、スクリューオーガ４の進入
角度は、メータ立管の位置と本支管２の位置との間の距
離および地上からの圧力の影響による損傷を受けない埋
設深さとの関係に基づいて設定され、本支管２とメータ
立管との間の距離が短く埋設深さがある程度深い場合に
は９０度に近くなり、上記距離が長い場合には水平に近
い角度とされる。図４において符号Ｓ１乃至Ｓ３で示す
ように、制御部７では、口径セットキー１３が操作され
るのに応じて推進駆動部材３Ｂの対向間隔を供給管１の
挟持間隔に設定すべく推進駆動部材用シリンダＤ１が駆
動される。

【００２１】（２）前準備が終了すると、スタートスイ
ッチ１１が操作されることにより推進ヘッド４を地中に
向け推進させてスクリューオーガ４による掘進を開始す
る。この場合には、スタートスイッチ１１が操作される
ことにより、図４において符号Ｓ４およびＳ５で示すよ
うに、制御部７ではスクリューオーガ用油圧モータＭ１
および推進駆動部材用油圧モータＭ２がそれぞれ回転制
御され、推進駆動部材６と供給管１との間の摩擦接触を
介したトルク伝達によって供給管１が推進方向に繰り出
されるので、推進ヘッド５が地中を進行すると共にその
推進ヘッド５に一体化されている供給管１が引き込まれ
る。推進ヘッド５が進行する際、図４において符号Ｓ６
およびＳ７で示すように、スクリューオーガ４に作用す
る土中からの反力は圧力センサ１２を介したスクリュー
オーガ４の歪みによって検出され、その歪み量に応じて
油圧モータＭ２の動作条件を変更する。これにより、推
進駆動部材６の対向間隔が調整されて摩擦接触力を変更
されることで推進駆動部材６により受け止めることがで
きるので、推進ヘッド５の推進が妨げられてしまうのを
抑制して円滑に推進させることができる。

【００２２】（３）地中を掘進するスクリューオーガ４
は、圧力センサ１２および位置センサ１５からの信号に
基づいて制御部７により推進方向および推進力の制御が
実行されて地中に推進孔を形成すると同時に供給管１を
引き込んで到達用立坑Ａ（図１参照）に向け掘進する。
この場合には、図４において上記符号Ｓ６およびＳ７の
処理に加えて符号Ｓ８およびＳ９で示すように、位置セ
ンサ１４による受信状態に応じて推進ヘッド５の方向制
御が行われると共に圧力センサ１４からの信号により上
述した推進駆動部材６の対向間隔調整が実行される。

【００２３】（４）推進ヘッド８が到達用立抗Ａに達し
た場合には、推進ヘッド８から供給管１を取り外し、油
圧パイプ１０、１０’のみを回収する。この場合には、
図４において符号Ｓ１０に示すように、制御部７では圧
力センサ１２に対して土中からの反力が作用しているか
どうかにより判別し、反力が作用していない場合に到達
用立抗Ａに到達したと判断する。また、圧力センサ１２
により土中からの反力が検知されている場合には、図４
中、符号Ｓ６乃至Ｓ１０で示した処理が継続される。

【００２４】到達用立抗Ａに推進ヘッド５が到達した場
合には、推進機基台３Ａの供給管送り部３Ｃに設けられ
ている推進駆動部材６がその対向間隔をはなされて供給
管１の挟持を解除し、さらには、オイル供給ユニット９
によりパイプ１０、１０’およびそれ以外の油圧パイプ
中のオイルが回収されると、パイプ１０、１０’が供給
管１内から引き抜かれる。推進ヘッド５は、パイプ１
０、１０’が取り外されると、チャック８から供給管１
を取り外すことができ、これによって、地面の開削を行
うことなく供給管１が新設される。

【００２５】以上のような実施例によれば、供給管１が
従来の掘進ロッドとして用いられることにより、従来の
ように掘進ロッドを回収する際の排土処理が不要となる
ので、排土発生による環境保全への悪影響をなくすとと
もに排土処理に要する時間を不要にして作業時間を短縮
することが可能になる。また、ロッドを用いる代わりに
供給管１を推進ロッドとして用いることができるので、
従来の作業時間に比べてロッドの継ぎ足しや回収作業を
要しない分、約半分程度に短縮できる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、地上にて倦装されている新たな
管材に相当するＰＥ管の一端が推進ヘッドに一体化され
て推進駆動されるので、ＰＥ管を推進ヘッドの推進ロッ
ドとして機能させることができる。これにより、倦装位
置から順次繰り出されるＰＥ管により推進ヘッドを推進
させることが可能となるので、従来実施されていたロッ
ドの継ぎ足し作業や回収作業を行うことなく推進ヘッド
の推進に連動して掘進と同時にＰＥ管を引き込むことが
できる。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、推進ヘッド
の推進時に発生する土中からの反力が新たな管材を繰り
出す繰り出しローラによって受け止められるので、ＰＥ
管を推進ロッドとした場合の戻りを抑えて掘進手段によ
る推進動作を円滑に行わせることができる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、道路面ある
いは民地内の地面において繰り出しローラを備えた基台
の角度が地面と平行な状態から直角な状態に調整できる
ので、地上から直接本支管に向けた角度でＰＥ管を進行
させることができ、地面を開削しなくてもＰＥ管の敷設
が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による新たな管材に相当する供
給管の敷設状態を説明するための模式図である。

【図２】図１に示した新たな管材を敷設する際に用いら
れる掘削推進装置の構成を説明するための斜視図であ
る。

【図３】図１に示した新たな管材を敷設する際に用いら
れる制御部の構成を説明するためのブロック図である。

【図４】図３に示した制御部の作用を説明するためのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 新たな管材に相当するＰＥ管を用いた供給管 ２ 本支管 ３ 掘削推進装置 ３Ｃ 供給管送り部 ４ 掘進手段に相当するスクリューオーガ ５ 推進ヘッド ６ 推進駆動部材 ７ 制御部 Ａ 到達用立抗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地表から地中に向け掘進手段を推進さ
   せ、該掘進手段により形成された推進孔に新たな管材に
   相当するＰＥ管を挿通する配管敷設工法であって、 上記掘進手段の駆動源を内装した推進ヘッドに対し、地
   上にて倦装されているＰＥ管の一端を上記掘進手段の後
   方で一体化し、 上記ＰＥ管の一部を把持しながら推進駆動することによ
   り、上記掘進手段の推進と同時に上記ＰＥ管を地中に引
   き込むことを特徴とする配管敷設工法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の配管敷設工法において、 上記ＰＥ管は、不動状態で設置された基台に設けられて
   いる回転可能な繰り出しローラにより把持され、繰り出
   しローラが推進方向に順じた方向に回転することによ
   り、上記掘進手段に作用する土中からの推進反力が受け
   止められて推進されることを特徴とする配管敷設工法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の配管敷設工法において、 上記繰り出しローラを備えた基台は、道路面あるいは民
   地内の地面に設置され、その設置個所で地面と平行な状
   態から直角な状態にまで変更可能とされ、上記新たな配
   管が推進角度を調整されることを特徴とする配管敷設工
   法。