JP2017203530A - 更生管の削孔方法及び削孔装置 - Google Patents
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Abstract
Description
更に、製管工法等では、窪みが出来ず、透過光も採用出来ないことが多いために、分岐管側から専用の外部削孔機によって外部削孔していた。
また、分岐管側からの透過光をテレビカメラで観察する方法は、更生管の厚みが大きいと判定困難になる。そのため、試みに小さい孔を開けて確認し、接続口に通じているようならば、孔を大きくしており、非常に時間がかかっていた。
更に、外部削孔は専用の機械が必要でコストが高くなる。しかも、分岐管のマスが不明の場合は、採用できない。
本発明は、かかる事情に鑑み、既設管を更生管で更生するに際して、連通口の削孔不良を防止でき、品質向上、工期の短縮、コストの低減等ができる削孔方法及び削孔装置を提供することを目的とする。
前記接続口と基準位置との間の基準離間距離を取得する工程と、
前記既設管内に更生管を設置する工程と、
前記更生管内における、前記基準位置から前記基準離間距離だけ離れた削孔位置に削孔機を位置決めする工程と、
前記削孔位置において前記更生管を前記削孔機によって削孔する工程と、を備え、
前記取得工程において、前記既設管内を移動する移動撮像機によって前記既設管内ひいては前記接続口を撮像し、
前記基準位置又は前記基準位置に対して所定距離離れた所定位置に設置したレーザー距離計からレーザー光を前記移動撮像機へ照射し、前記移動撮像機に設けた反射体によって前記レーザー光を反射させることによって、前記レーザー距離計と前記接続口を撮像中の移動撮像機との間の距離を測定し、ひいては前記基準離間距離を取得することを特徴とする。
これによって、削孔機を接続口と対応する位置に、より正確に位置決めすることができる。したがって、連通口を接続口と確実に連通するように削孔でき、削孔不良を一層確実に防止できる。
前記削孔工程において、前記削孔機に設けた傾斜計の検知角度に基づいて、前記削孔機の削孔角度が前記接続角度になるように調節することが好ましい。
これによって、連通口を接続口の角度方向に削孔できる。したがって、削孔角度の間違いを回避でき、削孔不良を一層確実に防止できる。取得すべき前記接続口の接続角度としては、好ましくは既設管の周方向における周方向接続角度を含み、より好ましくは既設管の管軸方向における管軸方向接続角度を更に含む。
これによって、削孔機による削孔状況をモニター等に表示して確認しながら削孔することができる。したがって、連通口の削孔不良を一層確実に防止することができる。連通口の仕上がりをきれいにすることができる。
これによって、レーザー距離計をマンホールに設置して、レーザー光をマンホールから前記既設管内へ照射できる。マンホール内の基準位置を基準にして、基準離間距離の取得工程や削孔機の位置決め工程等を行なうことができる。
基準位置又は前記基準位置に対して所定位置に設置されたレーザー距離計と、
前記更生管を削孔する削孔部を有して、前記更生管内を移動可能な削孔機と、
前記削孔機に設けられ、前記レーザー距離計からのレーザー光を反射する反射体と、
を備えたことを特徴とする。
事前に接続口と基準位置との間の基準離間距離を取得しておく。既設管内に更生管を設置した後、前記削孔機を更生管内に収容する。この削孔機を、前記基準位置から前記基準離間距離だけ離れた削孔位置に位置決めする。このとき、レーザー距離計によって、削孔機とレーザー距離計との間の距離を正確に測定できる。ひいては、基準位置と削孔機との間の距離が前記基準離間距離と一致するように、削孔機を正確に位置決めすることができる。この位置において更生管を削孔して連通口を形成する。これによって、連通口が接続口に確実に連なるようにできる。したがって、連通口の削孔不良を防止することができ、施工の品質を高めることができる。削孔位置の判断に手間取ることがなく、工期を短縮できる。施工コストを低減できる。
更に、前記反射体を前記進退方向と直交する中立位置へ付勢する付勢手段を備えたことが好ましい。
これによって、反射体が何らかの障害物と接触したときは、反射体が倒れることでその障害物を通過できる。通過後は、付勢手段によって反射体を元の中立位置へ戻すことができる。
図1〜図9は、本発明の第1実施形態を示したものである。図1に示すように、本実施形態における更生対象の既設管1は、地中の下水管である。既設管1の両端部にはマンホール3が連なっている。既設管1の中途部には、接続口2a(取付管口)が設けられ、そこに分岐管2(取付管)が接続されている。
図2のフローチャートにて示すように、既設管1は、概略次のようにして更生される。
先ず、接続口2aと基準位置P0(図1)との間の基準離間距離L0を取得する(ステップ101)。続いて、既設管1の内壁に沿って更生管4(図7)を設置した後(ステップ102)、更生管4内における、基準位置P0から前記基準離間距離L0だけ離れた削孔位置に削孔機40(図8)を位置決めする(ステップ103)。この削孔位置において更生管4を削孔機40によって削孔する(ステップ104)。これによって、更生管4に接続口2aとの連通口4a(図7)を形成する。
図1に示すように、基準位置P0は、好ましくはマンホール3内に設定する。より好ましくは、マンホール3における更生対象既設管1とは反対側の内壁に設定する。該内壁に別の既設管1Aが開口しているときは、当該開口部1e内に設定する。一層好ましくは、マンホール3の前記反対側の内壁(又は開口部1e)と更生対象既設管1の中心軸の延長線との交点を、基準位置P0として設定する。
図1に示すように、取得工程(ステップ101)は、基準離間距離取得装置5を用いて行う。基準離間距離取得装置5は、レーザー距離計10と、架台20(レーザー距離計支持手段)と、移動撮像機30を含む。
基準位置P0にレーザー距離計10が設置されている。レーザー距離計10は、レーザー光13を照射し、反射光を受光して、反射点との間の距離を測定する。レーザー光13の光軸は、基準位置P0から更生対象の既設管1へ向けられている。詳しくは、レーザー距離計10の背面が基準位置P0上に配置され、かつ先端面(レーザー出射面)が既設管1へ向けられている。好ましくは、レーザー光13の光軸は、既設管1の中心軸に沿っている。
レーザー距離計10と地上のパソコン等を含む処理制御手段8とが、有線ケーブル(図示省略)によって繋がれている。
なお、処理制御手段8とレーザー距離計10とが無線通信可能であってもよい。レーザー距離計10による測定結果をオペレーターが読み取り、処理制御手段8にオペレーターがその測定結果を入力してもよい。
架台20の構成要素21〜24は、互いにネジ締結等にて連結されることで、分解、組み立て自在になっている。
架台20のマンホール3内への収容時には、架台20を分解することで、収容作業を容易に行なうことができる。マンホール3の内部において架台20を組み立てることができる。架台本体21が略全周にわたってマンホール3の内周面に接することで、架台20ひいてはレーザー距離計10を安定させることができる。各脚部22を伸縮させることで、架台本体21の水平度を調節したり、レーザー距離計10を高さ調節したりできる。
なお、処理制御手段8と移動撮像機30とが無線通信可能であってもよい。
走行体32は、自走機能を有している。ひいては、移動撮像機30が、自走によって走行可能になっている。移動撮像機30の動きは、処理制御手段8によって遠隔操作可能である。
なお、移動撮像機30が、自走せず、牽引等によって走行可能になっていてもよい。
したがって、反射体35は、既設管1内の何らかの障害物と接触したとしても、倒れることでその障害物を通過でき、かつ通過後は元の鉛直姿勢へ戻ることができる。
作用ばね36a,36bは、ねじりコイルばねによって構成されているが、板ばね等によって構成されていてもよい。
取得工程(ステップ101)において、基準離間距離取得装置5は、次のように動作し、又は使用される。
図1に示すように、移動撮像機30の反射体35がレーザー距離計10と対面するように向けて、移動撮像機30を既設管1内に収容する。この移動撮像機30を既設管1の管軸に沿って走行(移動)させる。かつ、画像展開カメラ31によって既設管1内を撮像する。処理制御手段8のモニター8mで撮像画面を確認する。そして、接続口2aがモニター8mの中心で撮像されたら、その位置で移動撮像機30を停止させる。好ましくは、画像展開カメラ31が接続口2aの直下(既設管1の管軸方向における同じ位置)に来るようにして、移動撮像機30を停止させる。この時点の接続口2aは更生管4で覆われていないから、前記撮像画面から簡単かつ明瞭に確認できる。
レーザー測距であるため、接続口2aの正確な位置情報を短時間で取得できる。複雑な装置構成は不要であり、施工コストを低減できる。
前記取得工程の後、図7に示すように、更生管4の設置工程(ステップ102)を行なう。ここでは、例えば製管工法を採用する。製管工法によって更生管4を既設管1の内周面に沿って設置する。その後、図7における円部分の拡大図に示すように、既設管1と更生管4との間に裏込め材7を裏込めする。
更生管4の設置工程後、削孔装置6を用いて位置決め工程及び削孔工程を行う。図7に示すように、削孔装置6は、レーザー距離計10と、架台20と、削孔機40を備えている。レーザー距離計10及び架台20は、取得工程で用いたものを使い回すことができる。
基準位置P0ひいてはレーザー距離計10の設置場所をマンホール3における更生対象既設管1とは反対側に設定しておくことによって、更生管4の端部がマンホール3内に突き出していても、レーザー距離計10が更生管4と干渉しないようにできる。
更に、削孔部41は、角度調節機構(図示省略)によって2方向へ角度調節可能になっている。すなわち、削孔部41は、走行体42の車幅方向に沿う軸線まわりの角度φ(図8)、及び走行体42の車長方向に沿う軸線まわりの角度θ(図9)をそれぞれ調節可能である。削孔部41の側部に傾斜計44が設けられている。傾斜計44は、削孔部41の角度調節と連動することで、削孔部41の鉛直に対する傾斜角度を測定する。傾斜角度の測定データは、有線又は無線で地上の処理制御手段8へ送信される。
なお、処理制御手段8とビデオカメラ43とが無線通信可能であってもよい。ビデオカメラ43が、全方位を撮像可能な全方位カメラであってもよい。ビデオカメラ43のレンズを清掃するワイパーもしくはガス噴射装置を走行体42に設けてもよい。
したがって、反射体45は、更生管4内の何らかの障害物と接触したとしても、倒れることでその障害物を通過でき、かつ通過後は元の鉛直姿勢へ戻ることができる。
<位置決め工程>
図7に示すように、削孔機40の後部の反射体45をレーザー距離計10と対面するように向けて、削孔機40を更生管4内に収容する。この削孔機40を、更生管4の管軸方向に接続口2aの辺りまで移動させる。図7においては図示を省略するが、自走式の移動撮像機30(図5)を用いて、削孔機40を牽引して移動させてもよい。
そして、削孔距離L0’が前記基準離間距離L0と一致するように(L0’=L0)、削孔機40を位置決めする。要するに、削孔機40の削孔部41を、更生管4内における、基準位置P0から基準離間距離L0だけ離れた削孔位置に位置決めする。
更に好ましくは、処理制御手段8による遠隔操作によって、傾斜計44の検知角度に基づいて、削孔部41の角度φ,θ(削孔角度)が、前記接続角度φ2a,θ2a(図5、図6)とそれぞれ一致するように調節する。
続いて、削孔部41を伸長させるとともに、削孔工具41aを回転させて、更生管4を削孔する。これによって、更生管4における接続口2aに対応する箇所を正確に削孔することができる。このとき、ビデオカメラ43によって削孔部41の先端方向周辺部を撮像し、その撮像信号を処理制御手段8へ送信する。これによって、削孔状況を処理制御手段8のモニター8mで確認することができる。削孔機40にビデオカメラ43を搭載することで、削孔機40とは別途にビデオカメラ43を設ける必要がない。
図7において円部分の拡大図に示すように、削孔によって、更生管4に連通口4aが形成される。前述のステップ101〜104を経ることによって、連通口4aを取付管2に確実に連ねることができる。
このように、本発明形態の既設管更生方法によれば、連通口4aの削孔不良を防止することができ、施工の品質を向上できる。削孔位置の判断に手間取ることがなく、工期を短縮できる。使用機械も減り、施工コストを低減できる。外部削孔機等の特殊な機械を使用する必要もない。
図10は、レーザー距離計支持手段の変形例を示したものである。架台50(レーザー距離計支持手段)は、梁51と、一対の脚部52,52を含む。脚部52は、垂直材52aと、傾斜材52bを有し、逆さV字状になっている。一対の脚部52,52間に梁51が水平に架け渡されている。梁51の中間部から吊柱状の距離計支持部53が垂下されている。距離計支持部53の下端部にレーザー距離計10が支持されている。
架台50は、折畳・展開式であってもよく、分解・組立式であってもよい。
レーザー距離計支持手段60によれば、架台20(図3)よりもコンパクトであるため、マンホール3への出し入れおよび設置が容易である。
例えば、レーザー距離計10は、基準位置P0から所定距離離れた所定位置に設置してもよい。取得距離及び測定距離を割り出す際、基準位置P0と前記所定位置との間の距離を加算、減算等してもよい。取得工程においてレーザー距離計10を配置する所定位置と、位置決め工程においてレーザー距離計10を配置する所定位置とが異なっていてもよい。各工程における所定位置での測定距離を基準位置P0からの距離に換算してもよい。
基準位置P0は、マンホール3の底面に引いたけがき線に設定してもよいし、マンホール3の中心軸に設定してもよいし、下面が開放したマンホール3の蓋の内壁に設定してもよい。
基準位置P0は、マンホール3に限られず、更生対象の既設管1内に設定してもよく、更生対象とは別の既設管1A内に設定してもよい。
基準離間距離L0は、新設時の測量データを基に割出(取得)してもよい。
基準離間距離L0は、レーザー距離計10以外の距離測定器(例えば巻き尺等)を用いて測定(取得)してもよい。
削孔工程は、裏込め材7の充填前に行ってもよい。この場合、削孔後、ロボット等を用いて連通口4aをシールしたうえで裏込め材7を充填し、その後、連通口4aのシールを撤去する。
更生管4の設置工程は、反転工法又は形成工法等によって行ってもよい。
ビデオカメラ43等の削孔撮像手段は、削孔機40とは別に削孔機40から離して設けてもよい。基準離間距離取得用の移動撮像機30を削孔撮像手段43として兼用してもよい。撮像手段として、画像展開カメラ31の代わりに通常のカメラを用いてもよい。この場合、操作によってカメラが上下左右に回動し、広域を撮影できるのが好ましい。
既設管1は、下水管に限られず、農業用水管等であってもよい。
既設管1からの分岐管は、取付管2に限られず、流入管等であってもよい。
L0 基準離間距離
L0’ 削孔距離
φ2a 管軸方向接続角度(接続角度)
θ2a 周方向接続角度(接続角度)
1 既設管
2 取付管(分岐管)
2a 接続口
3 マンホール
4 更生管
4a 連通口
5 基準離間距離取得装置
6 削孔装置
10 レーザー距離計
13 レーザー光
30 移動撮像機
31 画像展開カメラ(撮像手段)
32 走行体
40 削孔機
41 削孔部
42 走行体
43 ビデオカメラ(削孔撮像手段)
44 傾斜計
45 反射体
46 付勢手段
Claims (7)
- 分岐管との接続口を有する既設管を更生管によって更生するに際して、前記更生管に前記接続口との連通口を削孔する方法であって、
前記接続口と基準位置との間の基準離間距離を取得する工程と、
前記既設管内に更生管を設置する工程と、
前記更生管内における、前記基準位置から前記基準離間距離だけ離れた削孔位置に削孔機を位置決めする工程と、
前記削孔位置において前記更生管を前記削孔機によって削孔する工程と、を備え、
前記取得工程において、前記既設管内を移動する移動撮像機によって前記既設管内ひいては前記接続口を撮像し、
前記基準位置又は前記基準位置に対して所定距離離れた所定位置に設置したレーザー距離計からレーザー光を前記移動撮像機へ照射し、前記移動撮像機に設けた反射体によって前記レーザー光を反射させることによって、前記レーザー距離計と前記接続口を撮像中の移動撮像機との間の距離を測定し、ひいては前記基準離間距離を取得することを特徴とする更生管の削孔方法。 - 前記位置決め工程において、前記基準位置又は前記基準位置に対して所定距離離れた所定位置に設置したレーザー距離計からレーザー光を前記削孔機へ照射し、前記削孔機に設けた反射体によって前記レーザー光を反射させることによって、前記基準位置と前記削孔機との間の削孔距離を測定し、前記削孔距離が前記基準離間距離と一致するように前記削孔機を位置決めすることを特徴とする請求項1に記載の削孔方法。
- 前記取得工程において、前記接続口の接続角度をも取得し、
前記削孔工程において、前記削孔機に設けた傾斜計の検知角度に基づいて、前記削孔機の削孔角度が前記接続角度になるように調節することを特徴とする請求項1又は2に記載の削孔方法。 - 前記削孔工程において、前記削孔機に搭載され又は前記削孔機とは別に設けた削孔撮像手段によって前記削孔機の削孔部を撮像することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の削孔方法。
- 前記既設管に連なるマンホール内に前記基準位置を設定することを特徴とする請求項1〜4に記載の削孔方法。
- 分岐管との接続口を有する既設管内に設置された更生管に前記接続口との連通口を削孔する削孔装置であって、
基準位置又は前記基準位置に対して所定位置に設置されたレーザー距離計と、
前記更生管を削孔する削孔部を有して、前記更生管内を移動可能な削孔機と、
前記削孔機に設けられ、前記レーザー距離計からのレーザー光を反射する反射体と、
を備えたことを特徴とする削孔装置。 - 前記反射体が、前記削孔機の進退方向と交差する軸線まわりに回転可能に設けられており、
更に、前記反射体を前記進退方向と直交する中立位置へ付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載の削孔装置。
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