JP4042261B2 - Method and apparatus for laying pipe in sheath tube - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鞘管内へのパイプの布設方法および布設装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバケーブルを地下に埋設する場合、ポリエチレン管や鋼管等からなる鞘管と呼ばれる保護管内に布設するのが一般的である。この場合、北海道や東北地方等の寒冷地では、鞘管内に水が浸入して凍結することが考えられる。すると、水から氷への体積膨張によって鞘管内の光ファイバケーブルが圧迫され、ロス増の原因となったり、鞘管が破損する等の可能性がある。かかる不具合は、土中では、氷点下になることは少ないため危険性は少ないものの、橋梁添架部分など、鞘管がむき出しで且つ吹きさらし部分では、冬期気温が低下し、凍結の虞が高いため、特に問題となる。
【0003】
このため、従来より、このような危険性が存在する鞘管内には、中空パイプ (以下、凍結障害防止用パイプという)を光ファイバケーブル等と一緒に布設しておき、水から氷への体積膨張をそのパイプの潰れで吸収するようにした技術が実用化されている。かかる凍結障害防止用パイプの鞘管内への布設は、これまで一般に牽引工法で行われてきたが、最近、光ファイバケーブルを鞘管内に空気圧送する工法が脚光を浴びており、凍結障害防止用パイプも同様にして空気圧送したいというニーズが高まっている。これは、別々の手段で布設する場合は、別々の手段を夫々揃える必要があり、不利となるためである。
【0004】
そこで、本発明者は、凍結障害防止用パイプを空気圧送工法によって鞘管内に布設する技術を研究実験した。かかる実験設備の概要を図6に示す。図示するように、ドラム1に巻き取られた凍結障害防止用パイプ2は、一対の推進キャタピラ3によって送り出され、鞘管4の端部に装着された圧送ヘッド5内に、円環状のシール部(Oリング6)を貫通して挿入される。圧送ヘッド5内に挿入された凍結障害防止用パイプ2は、圧送ヘッド5内に供給された高圧空気により軸方向に圧送され、鞘管4内に布設される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような空気圧送工法においては、凍結障害防止用パイプ2が製造メーカでドラム1に巻かれたときに中空なため巻き潰れが生じ、その潰れが圧送ヘッド5内に供給された高圧空気により更に助長されるため、凍結障害防止用パイプ2が図7に示すように楕円状となってしまう。この結果、パイプ2が円環状のOリング6を通過する際に、パイプ2の短径部ではエア漏れが生じ、長径部では通過抵抗が増大することになり、実際には布設不能になることが判明した。
【0006】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、シール部におけるエア漏れおよび通過抵抗を可及的に小さくでき、パイプを鞘管内にスムーズに布設できる鞘管内へのパイプの布設方法および布設装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る鞘管内へのパイプの布設方法は、鞘管の端部に円環状のシール部を有する圧送ヘッドを装着し、該圧送ヘッドに円環状のシール部を貫通させてパイプを一対のキャタピラの推進力により挿入し、該パイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設するに際して、上記シール部の直前のパイプを、当該パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによって、円形に矯正保持するようにしたものである。
【0008】
また、上記シール部の直前のみならず直後のパイプをも、当該パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによって、夫々円形に矯正保持するようにすれば、完璧を期すことができる。
【0009】
本発明に係る鞘管内へのパイプの布設装置は、鞘管の端部に装着され高圧空気が供給される圧送ヘッドと、該圧送ヘッドに設けられパイプが貫通されるシール部と、該パイプを推進する一対のキャタピラとを有し、該シール部に貫通されたパイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設する装置であって、上記シール部の直前に、パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによってパイプを円形に矯正保持する矯正ローラ機構を設けたものである。
【0010】
また、上記シール部の直前および直後に、パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによってパイプを円形に矯正保持する矯正ローラ機構を夫々設けてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施形態を図1乃至図2に示す。
【0012】
この実施形態は、既設の鞘管内に凍結障害防止用パイプを空気圧送工法によって布設するものである。
【0013】
布設に際しては、先ず、鞘管4の端部に、図示しない圧縮機から高圧空気が供給される圧送ヘッド5を装着する。圧送ヘッド5には、鞘管4との間をシールするシール部(Oリング7)と、凍結障害防止用パイプ2との間をシールするシール部(Oリング6)とが、取り付けられている。これらOリング6、7は、圧送ヘッド5内のエア漏れを防止する機能を発揮するものであり、圧送ヘッド5内の高圧に耐えるべく極僅かな変形しか許容できない構造となっている。
【0014】
他方、凍結障害防止用パイプ2は、地上に置かれたジャッキ8によって回転自在に枢支されたドラム1に巻き付けられており、一対の推進キャタピラ3により推進力が与えられ、上記Oリング6を貫通して圧送ヘッド5内に導かれる。ここで、かかる圧送ヘッド5内には上述したように圧縮機から高圧空気が供給されているので、鞘管4内に図1に矢印9で示すように左方から右方への高速空気流が発生している。
【0015】
かかる高速空気流(矢印9)によって、圧送ヘッド5内に導かれた凍結障害防止用パイプ2は、鞘管4の内周面から浮き上がって鞘管4内周面との摩擦力が軽減された状態で、パイプ2の表面と空気との摩擦力によって、左方から右方に圧送される。これにより、凍結障害防止用パイプ2が鞘管4内を左方から右方に前進し、結果として凍結障害防止用パイプ2が鞘管4内に布設される。
【0016】
ここで、上記凍結障害防止用パイプ2は、ドラム1に巻かれた状態で巻き潰れが生じており、このまま圧送ヘッド5に入ると高圧空気により潰れが助長され(図7参照)一層きつい楕円に変形する一方、Oリング6がそのパイプ2の潰れに追従できないため、圧送ヘッド5の入口の円環状のOリング6において、楕円の短径部ではOリング6との間にエア漏れが発生し、長径部ではOリング6に強く当って大きな推進抵抗となり、前進できなくなる。
【0017】
そこで、本実施形態では、Oリング6の直前に、図2に示すように、凍結障害防止用パイプ2を円形に矯正保持する矯正ローラ機構10を設けている。矯正ローラ機構10は、凍結障害防止用パイプ2を囲繞するようにリング状に形成された支持フレーム11を有する。支持フレーム11は、圧送ヘッド5に取り付けてもよいが、圧送ヘッド5と別体として地面に設置するようにしてもよい。図中12は設置台である。
【0018】
支持フレーム11の内周面には、凍結障害防止用パイプ2の周方向に所定間隔を隔てて複数配置された円柱状のローラ13が、それぞれ支持部材14を介して回転自在に支持されている。ローラ13は、図例ではパイプ2の周方向に等間隔(60度間隔)で6個配置されている。支持部材14の高さ及びローラ13の直径は、凍結障害防止用パイプ2が本来の円形となったときに、その表面に所定圧で当接する寸法に設定されている。
【0019】
本実施形態の作用を述べる。
【0020】
ドラム1から繰り出され一対の推進キャタピラ3により推進力が与えられて圧送ヘッド5に導かれる凍結障害防止用パイプ2は、推進キャタピラ3の部分では巻き潰れにより断面楕円形状となっているが(図7参照)、図2に示す矯正ローラ機構10を通過するときに各ローラ13によって本来の円形に矯正保持され、断面円形状となった状態で圧送ヘッド5の入口に設けられたOリング6を貫通する。
【0021】
従って、Oリング6が断面円形状に矯正保持されたパイプ2によって周方向に亘って略均等に圧縮されることになり、Oリング6とパイプ2との間のエア漏れが可及的に小さくなると共に、大きな推進抵抗も発生しない。よって、凍結障害防止用パイプ2のスムーズな推進を実現できる。
【0022】
また、各ローラ13は、それぞれ支持部材14に回転自在に支持されているので、パイプ2の表面に当接してパイプ2を断面円形状に矯正保持する際に、それ程大きな抵抗は発生しない。よって、推進キャタピラ3の推進力によって、十分凍結障害防止用パイプ2を送り出すことができる。
【0023】
なお、図例では、ローラ13を6個等間隔で配置したものを示したが、これに限られることはない。すなわち、凍結障害防止用パイプ2を本来の円形に矯正保持できればよく、当該パイプ2の肉厚、材質、直径等により適切な個数および配置を選ぶことができる。
【0024】
別の実施形態を図3に示す。
【0025】
この実施形態は、矯正ローラ機構10aを構成するローラ13aを、図2に示す前実施形態のローラ13のように円柱状ではなく、凍結障害防止用パイプ2の本来の円形に合致させた鼓状に形成した点のみが前実施形態と異なっており、その他の構成は前実施形態と同様の構成となっている。よって、同様の部品にはaを付けた同一の符号を付してその説明を省略し、以下鼓状ローラ13aの作用効果のみを述べる。
【0026】
本実施形態の如き鼓状ローラ13aによれば、線接触でパイプ2を矯正保持することになるため、図2に示す円柱状ローラ13のように点接触でパイプ2を矯正保持するタイプと比べ、ローラ13aの使用本数を減らすことができると共に、確実な円形矯正保持ができる。但し、鼓状ローラ13aの場合、パイプ2の直径が異なると、その都度専用のローラ13aが必要となる。なお、図3に示す本実施形態では、鼓状ローラ13aを4本用いた例を示したが、これに限らず3本でも5本でもよい。
【0027】
別の実施形態を図4に示す。
【0028】
この実施形態は、既設の鞘管4内に、凍結障害防止用パイプ2のみならず光ファイバケーブル15をも、空気圧送工法によって同時に布設するものである。
【0029】
布設に際しては、先ず、鞘管4の端部に、二個の入口16、17と一個の出口18とを有するY字型配管からなる分岐用治具19の出口18を装着する。分岐用治具19には、その出口18に鞘管4との間をシールするシール部(Oリング20)が装着され、一方の入口16に凍結障害防止用パイプ2との間をシールするシール部(Oリング21)が装着されている。
【0030】
次に、分岐用治具19の他方の入口17に、図示しない圧縮機から高圧空気が供給される圧送ヘッド22を装着する。これにより、鞘管4内に図4に矢印23で示すように左方から右方への高速空気流が発生する。圧送ヘッド22には、分岐用治具19との間をシールするシール部(Oリング24)と、光ファイバケーブル15との間をシールするシール部(Oリング25)とが、取り付けられている。これらOリング20、21、24、25は、圧送ヘッド22および分岐用治具19内のエア漏れを防止する機能を発揮するものであり、圧送ヘッド22および分岐用治具19内の高圧に耐えるべく、極僅かな変形しか許容できない構造となっている。
【0031】
凍結障害防止用パイプ2は、地上に置かれたジャッキ8によって回転自在に枢支されたドラム1に巻き付けられており、一対の推進キャタピラ3により推進力が与えられ、上記Oリング21を貫通して分岐用治具19内に導かれる。また、光ファイバケーブル15は、地上に置かれたジャッキ26によって回転自在に枢支されたドラム27に巻き付けられており、一対の推進キャタピラ28により推進力が与えられ、上記Oリング25を貫通して圧送ヘッド22内に導かれる。光ファイバケーブル15と凍結障害防止用パイプ2とは、分岐用治具19内にて合流する。これら光ファイバケーブル15と凍結障害防止用パイプ2とは、先端部が包縛され一体化されている。
【0032】
凍結障害防止用パイプ2が貫通するOリング21の直前には、図2または図3に示す前述したものと同様の矯正ローラ機構10(または10a)が配置されている。矯正ローラ機構10(または10a)は、前述と全く同様の構成となっているため、詳しい説明を省略する。
【0033】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【0034】
2対の推進キャタピラ3、28によってそれぞれ推進力が与えられてOリング21、25を貫通して分岐用治具19内に導かれた光ファイバケーブル15と凍結障害防止用パイプ2とは、鞘管4内に図4に矢印23で示すように左方から右方へ流れる高速空気流によって、それぞれ鞘管4の内周面から浮き上がって鞘管4内周面との摩擦力が軽減された状態で、パイプ2表面と空気との摩擦力およびケーブル15表面と空気との摩擦力によって、左方から右方に圧送される。これにより、凍結障害防止用パイプ2および光ファイバケーブル15が、鞘管4内を左方から右方に前進し、鞘管4内に布設される。
【0035】
ここで、ドラム1から繰り出され推進キャタピラ3により推進力が与えられて分岐用治具19内に導かれる凍結障害防止用パイプ2は、推進キャタピラ3の部分では巻き潰れにより断面楕円形状となっているが(図7参照)、図2または図3に示す矯正ローラ機構10(または10a)を通過するときに各ローラ13(または13a)によって本来の円形に矯正保持され、断面円形状となった状態でOリング21を貫通する。
【0036】
従って、Oリング21が断面円形状に矯正保持されたパイプ2によって周方向に亘って略均等に圧縮されることになり、Oリング21とパイプ2との間のエア漏れが可及的に小さくなると共に、大きな推進抵抗も発生しない。よって、凍結障害防止用パイプ2のスムーズな推進を実現できる。なお、光ファイバケーブル15は充実型であり、ドラム27による顕著な巻き潰れが生じないため(生じても極僅か)、光ファイバ15側には矯正ローラ機構10(または10a)は不要である。
【0037】
矯正ローラ機構10(または10a)の各ローラ13(または13a)は、それぞれ支持部材14(または14a)に回転自在に支持されているので、パイプ2の表面に当接してパイプ2を断面円形状に矯正保持する際に、それ程大きな抵抗は発生しない。よって、推進キャタピラ3の推進力によって、十分凍結障害防止用パイプ2を送り出すことができる。この結果、光ファイバケーブル15と凍結障害防止用パイプ2とのスムーズな同時圧送が可能となる。
【0038】
別の実施形態を図5に示す。
【0039】
図示するようにこの実施形態は、図2乃至図3に示した矯正ローラ機構10(または10a)を図1に示すシール部(Oリング6)の直前のみならず直後にも配置したものであり、その他の構成は図1に示す実施形態と同様の構成になっている。矯正ローラ機構10(または10a)をOリング6の直前のみならず直後にも配置した理由は、凍結障害防止用パイプ2が圧送ヘッド5内に侵入した直後に高圧空気によって潰され、その潰れの影響がOリング6まで及び、エア漏れや推進抵抗の増大を生ずる可能性が考えられるからである。
【0040】
本実施形態のようにOリング6の前後に矯正ローラ機構10(または10a)を配置すれば、Oリング6を通過する凍結障害防止用パイプ2は、Oリング6の前後で確実に円形に矯正保持されるので、確実にエア漏れのないスムーズな凍結障害防止用パイプ2の圧送工法を実現できる。なお、凍結障害防止用パイプ2が通過するOリング6の前後に矯正ローラ機構10(または10a)を配置する本実施形態に係る構成は、図4に示す実施形態にも適用できることは勿論である。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る鞘管内へのパイプの布設方法および布設装置によれば、シール部を通過するパイプを円形に矯正保持することにより、シール部におけるエア漏れおよび通過抵抗を可及的に小さくできるので、パイプを鞘管内にスムーズに布設できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図2】図1の II-II線断面図であり、矯正ローラ機構の説明図である。
【図3】別の実施形態を示す矯正ローラ機構の説明図である。
【図4】別の実施形態を示すパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図5】別の実施形態を示すパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図6】本発明者が実験に使用したパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図7】図6の VII-VII線断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pipe laying method and a laying apparatus in a sheath pipe.
[0002]
[Prior art]
When an optical fiber cable is buried underground, it is common to lay it in a protective tube called a sheath tube made of a polyethylene tube, a steel tube, or the like. In this case, in cold regions such as Hokkaido and the Tohoku region, it is conceivable that water enters the sheath tube and freezes. Then, the optical fiber cable in the sheath tube is compressed by volume expansion from water to ice, which may cause an increase in loss or damage the sheath tube. Such trouble is less dangerous because it is less freezing in the soil, but the temperature in the winter season is low and the risk of freezing is high in exposed and exposed parts such as bridge bridges. It becomes a problem.
[0003]
For this reason, a hollow pipe (hereinafter referred to as a “freezing failure prevention pipe”) is laid together with a fiber optic cable or the like in a sheath tube where such a danger exists, and the volume from water to ice is conventionally laid. A technology that absorbs the expansion by crushing the pipe has been put into practical use. The installation of pipes for the prevention of freezing damage in the sheath pipe has been generally carried out by the traction method, but recently, the method of pneumatically feeding the optical fiber cable into the sheath pipe has been in the limelight, and it is used for the prevention of freezing damage. There is a growing need for pneumatically feeding pipes as well. This is because when laying out with different means, it is necessary to prepare the different means, which is disadvantageous.
[0004]
Therefore, the present inventor conducted a research experiment on a technique for laying a pipe for preventing freezing damage in a sheath pipe by a pneumatic feeding method. An outline of such experimental equipment is shown in FIG. As shown in the figure, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a pneumatic feeding method, when the
[0006]
An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a pipe laying method in a sheath pipe that can reduce air leakage and passage resistance in a seal portion as much as possible, and can smoothly lay a pipe in the sheath pipe. It is to provide a laying device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a pipe laying method in a sheath pipe according to the present invention includes mounting a pressure feed head having an annular seal portion at the end of the sheath pipe, and penetrating the annular seal portion through the pressure feed head. When the pipe is inserted by the propulsive force of a pair of caterpillars, and the pipe is axially fed by high-pressure air supplied to the pumping head and installed in the sheath pipe, the pipe immediately before the seal portion is connected to the pipe. In the circumferential direction, a plurality of rollers arranged at predetermined intervals are corrected and held in a circular shape.
[0008]
In addition, not only immediately before the seal part but also immediately after the pipe, a plurality of rollers arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the pipe may be corrected and held in a circular shape, thereby achieving perfection. it can.
[0009]
An apparatus for laying a pipe into a sheath pipe according to the present invention includes a pressure feed head that is attached to an end of a sheath pipe and is supplied with high-pressure air, a seal portion that is provided in the pressure feed head and penetrates the pipe, A device having a pair of caterpillars to be propelled and configured to lay in a sheath pipe by axially feeding a pipe penetrating through the seal portion with high-pressure air supplied to a pressure feed head, and immediately before the seal portion A straightening roller mechanism that straightens and holds the pipe in a circular shape by a plurality of rollers arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the pipe is provided.
[0010]
A straightening roller mechanism that straightens and holds the pipe in a circular shape by a plurality of rollers arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the pipe may be provided immediately before and after the seal portion.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0012]
In this embodiment, a freeze prevention pipe is installed in an existing sheath pipe by a pneumatic feeding method.
[0013]
In laying, first, a
[0014]
On the other hand, the
[0015]
By this high-speed air flow (arrow 9), the freezing
[0016]
Here, the freezing
[0017]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a straightening
[0018]
On the inner peripheral surface of the support frame 11, a plurality of
[0019]
The operation of this embodiment will be described.
[0020]
The anti-freezing
[0021]
Therefore, the O-
[0022]
Further, since each
[0023]
In the example shown in the figure, six
[0024]
Another embodiment is shown in FIG.
[0025]
In this embodiment, the
[0026]
According to the drum-shaped
[0027]
Another embodiment is shown in FIG.
[0028]
In this embodiment, not only the freezing
[0029]
When laying, first, the
[0030]
Next, a
[0031]
The freezing
[0032]
Immediately before the O-ring 21 through which the
[0033]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
[0034]
The
[0035]
Here, the anti-freezing
[0036]
Therefore, the O-ring 21 is compressed substantially uniformly in the circumferential direction by the
[0037]
Each roller 13 (or 13a) of the correction roller mechanism 10 (or 10a) is rotatably supported by the support member 14 (or 14a), so that the
[0038]
Another embodiment is shown in FIG.
[0039]
As shown in the drawing, in this embodiment, the correction roller mechanism 10 (or 10a) shown in FIGS. 2 to 3 is arranged not only immediately before but also immediately after the seal portion (O-ring 6) shown in FIG. The other configuration is the same as that of the embodiment shown in FIG. The reason why the straightening roller mechanism 10 (or 10a) is disposed not only immediately before but also immediately after the O-
[0040]
If the straightening roller mechanism 10 (or 10a) is arranged before and after the O-
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the pipe laying method and the laying apparatus in the sheath pipe according to the present invention, the air passing through the seal portion and the passage resistance can be minimized by correcting and holding the pipe passing through the seal portion in a circular shape. Therefore, the pipe can be laid smoothly in the sheath tube.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a pipe laying method and a laying apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and is an explanatory view of a correction roller mechanism.
FIG. 3 is an explanatory view of a correction roller mechanism showing another embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing a pipe laying method and a laying apparatus showing another embodiment.
FIG. 5 is an explanatory view showing a pipe laying method and a laying apparatus according to another embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a pipe laying method and a laying apparatus used by the inventors for the experiment .
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
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