浸透管の埋設方法およびこれに使用する施工装置

【課題】安全かつ低コストで透水管を埋設する。
【解決手段】ケーシング１０を埋設した後、埋設したケーシング１０中に透水シート２０ａ巻き浸透管２０を挿入する。次いで、浸透管の中空部に芯材を挿入してから浸透管とケーシングとの間に砂を投入する。砂の投入後に前記ケーシングを引き抜き、さらに前記芯材を引き抜く。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雨水排水システムにおける透水管の埋設方法及びこれに使用する施工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、雨水を集水して地下に排水したり、或いは逆に地下水を含んだ地盤から地下水を排水して地盤を改良するなどのために縦孔を掘って、その縦孔に多孔透水管を埋設することが行われている。
その埋設方法として、例えば、多孔管の内部にカッターを有する掘進機を配設し、地山を掘削しつつ元押装置によって多孔管及び掘進機を推進し、推進された多孔管の後部に他の多孔管を連続させると共に掘進機の後端にさや管を連続させて推進し、推進された多孔管の長さが予め設定された管路の長さに到達したとき、内部に配設された掘進機及びさや管を引き戻すことで多孔管を地中に残置させて透水管を敷設する配水管の埋設方法が知られている（特許文献１参照）。
しかしながら、この埋設方法では、透水管が直接地山と接して埋設されるため、推進中に目詰まりを起こしたり破損したりする恐れがある。
【０００３】
また、他の方法として、透水シート巻きの透水管を埋設する際に、バックホウ等で土砂を掘削し、土砂の自立状況によって、埋設幅及び法面勾配を検討して掘削するものも知られているが、この埋設方法では、透水管が長くなってくると地中深さが増し、土砂の崩壊が起こりやすくなる。
そのため、掘削幅を広げるか又は法面勾配を緩やかにする必要がある。しかし、掘削幅を広げたり或いは法面勾配を緩やかにするためには、現場敷地は広くなければならず、また、掘削した大量の土砂は埋め戻して使用するので、そのための仮置き場所の確保と共に運搬手段も必要となる。この場合、敷地内に既設の構造物があったり、そもそも敷地が利用できないこともある。
そこで、作業の敷地に制限がある場合には、土留め矢板等を設置する方法を採っている。
【０００４】
土留め工法には、従来から木矢板工法、建込み簡易工法、軽量綱矢板工法、綱矢板工法、Ｈ綱横矢板工法などがあるが、いずれの工法によるにしても透水管を埋設するためには、まず、土留め矢板等を設置してから掘削を行い、掘削孔に透水管（透水管）を埋設し、更に透水管の周りに砂を投入し、その後土留め矢板等を引き抜くという工程を実施している。ただ、この工程も、掘削孔に透水管を設置後に、透水管が偏心したり傾斜したりしないように、砂の投入には細心の注意を払う必要がある。
【０００５】
また、土留め矢板等を設置して透水管を埋設する工法では、掘削孔が狭小のため、作業員の行動が制約されるだけではなく、掘削孔内の作業は酸素が欠乏したり、有毒ガスが発生或いは滞留する場合があって非常に危険である等の問題がある。
このように、土留め矢板等を設置して透水管を埋設する工法では、透水管の埋設に当たり、土留め矢板等の設置と引き抜き撤去が必ず必要となるばかりではなく、透水管の偏心と傾斜をなくすようにするための施工管理に時間と労力を要し、かつ土留め矢板等の設置と引き抜き作業に伴う、矢板等の損料、機械損料分のコストも掛かるという問題がある。
【特許文献１】特開平５−２８７７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の透水管の埋設に係る前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、作業敷地に制限がある場合でも、従来のように土留め矢板等の設置を必要とせず、かつ透水管の偏心や傾斜が抑制され、しかも従来よりも安全かつ低コストで透水管を埋設できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は透水管の埋設方法であって、ケーシングを埋設する工程と、
埋設したケーシング内の土砂を排出し、透水シート巻き浸透管をケーシング内に挿入する工程と、浸透管とケーシングとの間に透水性充填材を投入する工程と、
前記透水性充填材の投入後に前記ケーシングを引き抜く工程とを有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された透水管の埋設工法において、前記ケーシングを引き抜く工程は、ケーシングを揺動させつつ引き上げることにより引き抜くことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された透水管の埋設方法において、浸透管の埋設後、透水管中への透水性充填材の侵入を防止すると共に、透水管のレベル調整のため透水管底部に圧入力を作用可能な剛性を有する芯材を浸透管の中空部に挿入する工程と、前記透水性充填材の投入工程の後に、前記芯材を圧入して前記透水管のレベルを調整する工程と、前記芯材を引き上げる工程とを更に有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載された透水管の埋設方法において、前記芯材は、浸透管頭部を覆い砂の侵入を防ぐためその頭部付近にスカート状の布等を取り付けたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された透水管の埋設方法において、前記透水管は、ケーシング内に設置したときに、その底部の偏心を防止する底部位置決め部材を有することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載された透水管の埋設方法において、前記浸透管は、該浸透管の傾斜及び前記充填材の投入時の曲がりを防止する位置決め部材をその長手方向適宜の位置に有することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項５又は６に記載された浸透管の位置決め部材は、先端部をテーパーを付した尖端部を有するリブ状部材で形成されていることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載された透水管の埋設方法において、前記透水性充填材は砂であることを特徴とする。
請求項９の発明は請求項１ないし８のいずれかに記載された透水管の埋設方法で使用する自走可能な施工装置であって、前記透水管を埋設する方法を実施する施工装置であって、掘削手段と、ケーシングを回転させつつ埋設する手段と、埋設したケーシング内に透水管を下降配置する手段と、下降配置した透水管内部に芯材を挿入しかつ当該透水管から芯材を引き抜く手段と、該ケーシングを地盤中から引き抜く手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、土留（山留）矢板、ライナプレート等を使用しないで透水管を埋設でき、作業員は掘削穴内に降りることなく作業できる。そのため、掘削孔での酸欠や湧水、土圧による矢板の倒壊、地中ガス発生に伴う危険がなく、安全に作業ができる。
透水管に位置決めガイドが設けられているため、透水管の片寄り、偏心や、透水管の傾斜を防止し、砂の投入中及び投入後に、砂の土圧による曲がりや傾斜を防止することができる。
施工に必要な各部材の構成を簡易化したため、透水管の埋設を低コストで実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の透水管埋設方法を説明する前に、まず、ケーシング及び透水管について説明する。
図１Ａはケーシング、図１Ｂは透水管のそれぞれ断面図である。
ケーシング１０は、図１Ａに示すようにコンクリートや鉄系材料などでできた埋設する透水管よりも十分に長い中空円管であり、透水管を埋設する際に透水管の位置決めを行うと共に掘削孔の周りの地盤を支持する擁壁として機能する。
透水管２０は、図１Ｂに示すように、所定長さの網目を備えた合成樹脂製管体であり、これを塩化ビニール等の合成樹脂製パイプ継手で繋いで必要な長さ透水管として形成されている。また、透水シート２０ａは、例えばポリエステル長繊維不織布などの合成樹脂シートから必要なサイズを切断したものであって、これを、荷作り用テープ等で透水管の周りに巻き締める。更に、このようにして形成された透水シート巻き透水管の下端には底部位置決め部材を備えた底蓋を取り付ける。なお、透水管下端に位置決め部材のみを取り付けることもできる。
【００１０】
図２は、透水管の下端に取り付ける底蓋を示し、図２Ａはその平面図、図２Ｂは側面図である。底蓋２６は、図示のように中央に円形の透水孔２７を備えた例えば鉄系材料できた円盤状部材であり、その周面に等間隔、ここでは９０°間隔で４個の円弧状の切欠部２８を設け、かつ円盤上面には前記切欠部２８間の各中間位置、即ち９０°間隔で放射状に突設した位置決めガイド部分を備えたリブ状の底部位置決め部材２４が設けられていると共に、透水シート巻きした透水管２０の下端をボルト止めするためのボルト孔付きの一対の支持片２３が、前記透水孔２７の周りで等間隔、ここでは各９０°間隔で４対突設されている。
ここで、前記底部位置決め部材の位置決めガイド部分の先端部分は、ケーシング１０内に挿入し易くし、ケーシング１０の回転または正・逆回転方向の揺動及び引き上げ時の抵抗を軽減でき、砂の共上がりを防止することができるよう、角度を付した尖端部に形成されている。
底蓋２６は底蓋の透水孔２７に向かって下方にテーパー状をなし、かつ底蓋周囲に前記切欠部２８を設けその浸透能力の向上を図っている。
【００１１】
図３は、底蓋２６に透水管２０を取付けた状態を示す断面図である。図示のように、シート２０ａを巻き付けた透水管２０の下端を、それぞれボルト溝付き孔２３ａを設けた一対の支持片２３間に挿入し、前記ボルト溝付き孔２３ａとシート巻きした透水管２０のボルト貫通孔２３ｂとを合わせてボルトＢを挿入して一体化する。
【００１２】
なお、既に述べたように、透水管の下端部に前記底蓋２６を設けずに位置決め部材のみを設ける構成にしてもよい。
図４は、透水管２０下端部の構造についてのこの実施形態を示し、図４Ａはその側断面図、図４Ｂは図４ＡのＡ−Ａ矢視でみた平面図である。
本実施形態においては、底部位置決め部材２４’は、図４Ｂに示すように例えば鉄系材料でできた平面視十字形に形成され、かつ図４Ａに示のように、その底部位置決め部材２４’に透水シート巻きした透水管２０の下端を嵌合する断面凹状部材２３’を溶着して一体化しており、底蓋は用いていない。
【００１３】
図５は、前記透水管２０の中間位置決め部材２２を示し、図５Ａはその平面図、図５Ｂはその側面図である。
中間位置決め部材２２は例えば鉄系材料製で、図示によう前記透水管２０を挿入して透水管２０の周面に締め付けなど周知の手段で取り付ける円環状の部分と、円環状の部分からその半径方向外側に突設した位置決めガイド部分２２ａとからなっている。この位置決めガイド部分２２ａの先端は、前記底部位置決め部材と同様に、砂の共上がりを防止する等のために角度を付した尖端部に形成されている。ここで、中間位置決め部材２２のガイド部分２２ａと底蓋２２の位置決めガイド部分２４ａは、いずれも補強板状即ちリブ状に形成されているから構造が単純である上、ロッドの圧下による透水管２０のレベル調整の際の加圧に耐えることができるだけではなく、透水管１２の外周とケーシング内周間の空間を大きくとれ、浸透能力の向上が図れる。
【００１４】
次に、以上で説明した透水管２０の埋設工法について説明する。
図６Ａは、透水管２０の埋設に先立って行うケーシング１０の埋設工程を示す図である。
まず、施工機械、例えば、杭打ち機を利用してこれにオーガスクリュー１２やとケーシングオーガを取り付け、取付けた回転駆動装置によりオーガスクリューを地盤中に侵入させてプレボーリングを行った後、ケーシング装置で保持したケーシング１０を地盤に立て、ケーシング１０中にオーガスクリュー１２を挿入して、前記杭打ち機に取付けた回転駆動装置によりケーシング１０とオーガスクリュウー１２とを互いに逆方向に回転しながら地盤の掘削を開始する。その際、ケーシング１０の下端は、オーガスクリュー１２によって掘削された孔の周囲を掘削しながら地中に侵入し、かつケーシング１０内の掘削した土砂は、オーガスクリュー１２により排出する。なお、ケーシング１０の下端は、掘削に便利なように鋸刃状の凹凸面に形成されていることが好ましい。
【００１５】
図６Ｂは、オーガスクリュー１２とケーシング１０との掘削が終了した状態を示す。ケーシング１０は透水管を埋設する所定の深さまで達したかどうかケーシング１０内の深さを計測して確認し、確認の結果設計値の深さまで達したときは掘削を停止する。
【００１６】
続いて、図６Ｃに示すように、オーガスクリュー１２を引き上げる。オーガスクリュー１２は、図示のように掘削方向とは逆方向に回しながら引き上げ、これにより、地盤中には図６Ｄに示すように、内部を空洞にした状態でケーシング１０のみが残される。
【００１７】
続いて、図７Ａに示すように、地盤中に立設されたケーシング１０内に、透水管の基礎となる砕石Ｃを投入する。砕石Ｃは、例えば施工機械のバケット等ですくい上げてケーシング１０内に所定の厚みに堆積する。
図７Ｂは、図７Ａに示すケーシング１０内に底蓋２６及び中間位置決め部材２２付き浸透管２０をクレーンで吊り下げて挿入する工程を示す。
図８は、ケーシング１０中に前記透水管２０を設置した状態を示している。前記透水管２０は、ケーシング１０内においてその底蓋２６の浸透孔２６ａを砕石Ｃ上に置いて、かつ前記中間位置決め部材２２及び底部位置決め部材２４により底部及び中間部がケーシング１０と略同心状に位置決めされる。
従って、前記透水管２０はケーシング１０内において地盤に対して直立配置される。
【００１８】
図９は、このようにケーシング１０内において位置決めされた前記透水管２０の上部開口から、芯材となるロッド３０をその内部に挿入する工程を示している。
ここで、前記ロッド３０は例えば鉄系材料でできたパイプであって、図示のように透水管２０中挿入される。前記ロッド３０は、透水性充填材例えば砂をケーシング１０内に投入する際に、ロッド３０内に砂が侵入しないように、その頭部に砲弾型のキャップ３２ａが被せられている。
ロッド３０と透水管２０との境界部分つまりロッド頭部付近には、例えば布製のスカート状部材３２ｂが装着されており、このロッド３０を透水管２０中に挿入したときスカート状部分３２ｂで前記境界部を覆い、上から砂を投入したとき透水管２０とロッド３０との隙間から砂が透水管２０内に侵入しないようにしている。
なお、前記スカート状部分３２ｂは、布製であるのでロッド吊り込み時等に、万一強風等で離脱しても人身災害を引き起こすことはない。
【００１９】
図１０は、透水管２０中にロッド３０を挿入した状態で、透水管２０とケーシング１０との間に砂を投入する工程を示している。
例えば、バケット１４で堆積した砂をすくい上げてケーシング１０内に投入すると、砂は、ロッド３０の頭部のキャップ３２ａの回りからケーシング１０内に落下する。その際、ロッド３０の回りの砂は、前記スカート状部分３２ｂにより透水管２０中に侵入することはない。
【００２０】
図１１は、ケーシング１０内に砂を投入した後、ケーシング１０に正逆回転を与えて引き抜く工程を示している。
この場合、無造作にケーシング１０を引き抜くと、その引き抜きに伴って透水管２０の外周の砂に移動力が作用し、砂が透水管２０と一緒に引き上げられるいわゆる共上がり現象が生じる。そこで、本実施形態では、ケーシング１０を徐々に正逆回転方向に揺動させて引き抜くようにした。
【００２１】
図１２は、そのための施工機械を示す。図示のように、施工機械４０は、その前方及び下方にケーシングの引き抜きのための揺動装置４４を構成するケーシング１０締め付け４４ａ、左右揺動ジャッキ４４及び引上ジャッキ４４ｂを備えている。
ケーシング１０の引き抜きは、工事用施工機械４０に取り付けた揺動装置４４の締付ジャッキ４４ａでケーシング１０を締め付け、さらに、左右揺動ジャッキ４４ｃ及び引上ジャッキ４４ｂによりケーシング１０を徐々に正逆回転方向に揺動させながら行う。これによりケーシング１０外周及びケーシング内周の周面摩擦力を一時的にカットして、砂の共上がりを防止することができる。
施工機械４０は、小型でかつ電線及び電話線にも支障が生じないように高さを低く、かつオーガスクリューやケーシングオーガを装着して自走できるものであることが好ましい。
【００２２】
図１３は、ケーシング１０を引き抜いた状態における透水管２０の配置を示す。
この状態では、透水管２０中にはまだロッド３０が残置されている。
この状態で、透水管２０から突出したロッド３０の頭部を押下すると、ロッド３０の下端部が透水管２０の底蓋２６上面を押し、透水管２０のレベルを調節することができる。この場合、透水管２０自体は合成樹脂管が一般的であるので、直接加圧すると管が潰れる恐れがあるが、本実施形態では、剛性のある例えば鉄系材料でできたロッド３０に圧入を掛け、その圧力を透水管の例えば鉄系材料でできた底蓋２６に作用させるから、透水管２０が破壊されることはない。
浸透管１０の中空部に挿入されたロッド３０は、このようにロッド３０の頭部より圧入をかけて浸透管レベル（天端）を精度よく調整するのに用いられるだけではなく、浸透管先端部の深さ位置確認と浮力による浮き上がりの防止を兼ねている。
【００２３】
図１４Ａは、透水管２０のレベル調整後にロッド３０を引き上げる工程を示している。図１４Ｂは、このようにして透水管２０が地盤中に正しく配置された状態を示す。
以上説明したように、本発明に係る透水管の埋設方法によれば、簡易な構成によりしかも限られた工事区域内において透水管の位置決めを行いつつ安全確実に透水管を埋設することができる。そのため、低コストで精度良く多数の透水管を迅速に埋設することができる。
なお、以上の説明では、透水管に底蓋を備えたものを例に採って説明したが、透水管の底部に底蓋を取り付けない構造のものも同様に埋設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るケーシング及び透水管の縦断面図である。
【図２】透水管の下端に取り付ける底蓋を示し、図２Ａはその平面図、図２Ｂは側面図である。
【図３】位置規制ガイド付き底蓋に透水管を取付けた状態を示す断面図である。
【図４】位置規制ガイド別の実施形態を示し、図４Ａはその側断面図、図４Ｂは図４ＡのＡ−Ａ矢視でみた平面図である。
【図５】前記透水管の中間位置決め部材を示し、図５Ａはその平面図、図５Ｂはその側面図である。
【図６】図６Ａ乃至図６Ｄ透水管の埋設に先立って行われるケーシングの埋設工程を示す図である。
【図７】図７Ａは、地盤中に埋設されたケーシング内に砕石を投入する工程を、また、図７Ｂは、ケーシング内に浸透管を挿入する工程を示す。
【図８】ケーシング中に前記透水管を設置した状態を示す。
【図９】ケーシング内の透水管の上部開口から、ロッドを挿入する工程を示す。
【図１０】透水管中にロッドを挿入した状態で、透水管とケーシングとの間に砂を投入する工程を示している。
【図１１】ケーシング内に砂を投入した後、ケーシングに正逆回転を与えて引き抜く工程を示している。
【図１２】図１１に示す工程を実施するための施工装置を示す。
【図１３】ケーシングを引き抜いた状態における透水管の配置を示す。
【図１４】図１４Ａは、ロッドを引き抜く工程を、また図１４Ｂはこのようにして透水管が地盤中に正しく配置された状態を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１０・・・ケーシング、２０・・・透水管、２０ａ・・・透水シート、２２・・・中間位置決め部材、２４、２４’・・・底部位置決め部材、２６・・・底蓋、３０・・・ロッド（芯材）、４０・・・施工装置。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングを埋設する工程と、
埋設したケーシング内の土砂を排出し、透水シート巻き浸透管をケーシング内に挿入する工程と、
浸透管とケーシングとの間に透水性充填材を投入する工程と、
前記透水性充填材の投入後に前記ケーシングを引き抜く工程と、
を有することを特徴とする透水管の埋設方法。
【請求項２】
請求項１に記載された透水管の埋設工法において、
前記ケーシングを引き抜く工程は、ケーシングを揺動させつつ引き上げることにより引き抜くことを特徴とする透水管の埋設工法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された透水管の埋設方法において、
浸透管の埋設後、透水管中への透水性充填材の侵入を防止すると共に、透水管のレベル調整のため透水管底部に圧入力を作用可能な剛性を有する芯材を浸透管の中空部に挿入する工程と、
前記透水性充填材の投入工程の後に、前記芯材を圧入して前記透水管のレベルを調整する工程と、
前記芯材を引き上げる工程と、
を更に有することを特徴とする透水管の埋設方法。
【請求項４】
請求項３に記載された透水管の埋設方法において、
前記芯材は浸透管頭部を覆い砂の侵入を防ぐためその頭部付近にスカート状の布部材を備えたことを特徴とする透水管の埋設方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された透水管の埋設方法において、
前記透水管は、ケーシング内に設置したときに、その底部の偏心を防止する底部位置決め部材を有することを特徴とする浸透管の埋設方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載された透水管の埋設方法において、
前記浸透管は、該浸透管の傾斜及び前記充填材の投入時の曲がりを防止する位置決め部材をその長手方向適宜の位置に有することを特徴とする浸透管の埋設方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載された浸透管の位置決め部材は、先端部をテーパーを付した尖端部を有するリブ状部材で形成されていることを特徴とする浸透管の埋設方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載された透水管の埋設方法において、
前記透水性充填材は砂であることを特徴とする透水管の埋設方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載された透水管の埋設方法で使用する自走可能な施工装置であって、前記透水管を埋設する方法を実施する施工装置であって、掘削手段と、ケーシングを回転させつつ埋設する手段と、埋設したケーシング内に透水管を下降配置する手段と、下降配置した透水管内部に芯材を挿入しかつ当該透水管から芯材を引き抜く手段と、該ケーシングを地盤中から引き抜く手段とを備えたことを特徴とする自走可能な施工装置。

【図１】