JP2001241290A - 地中埋設管の改築工法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 すでに埋設されている地中埋設管を確実に掘
削し、同じ位置に新らたな地中埋設管を埋設することが
できる地中埋設管の改築工法及び装置を提供することに
ある。 【解決手段】 ガイド管７内にチェーン形カッター３、
掘削刃２ａを設け、破砕した破砕物を後方に送る排出管
５を設け、掘削機２の後方に新設地中埋設管９を接続
し、新設地中埋設管９の後端を推すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上水道・下水道・
配ガス用管・配電用管などのように地中に埋設された管
を改築する地中埋設管の改築工法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、地中にすでに埋設された
管（以下、既設地中埋設管と総称する。）を新しい管
（以下、新設地中埋設管と総称する。）に改築するに
は、既設地中埋設管を掘り起こして撤去して新設地中埋
設管を埋設するか、既設地中埋設管とは別に新設地中埋
設管を埋設して管路を形成し新設地中埋設管の管路に切
替えるようにしてその後に使用しなくなった既設地中埋
設管を撤去するかしていた。しかし、近年、埋設する管
の位置には制限が多いために、既設地中埋設管を掘削機
で破砕しながら既設地中埋設管と同じ位置に新設地中埋
設管を埋設することがある。しかし、既設地中埋設管の
向きが傾いているような場合には、掘削機の向きを合わ
せる作業が大変であった。また、既設地中埋設管の一部
が残ってしまうことがあった。また、掘削機で既設地中
埋設管を破砕する際には、掘削機が掘削した穴は、既設
地中埋設管より少し大きくなるため、新設地中埋設管が
既設地中埋設管に対して少し低い位置に設けられてしま
うという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来のこれらの問題点を解消し、すでに埋
設されている既設地中埋設管を確実に破砕し、同じ位置
に新たな新設地中埋設管を埋設することができる地中埋
設管の改築工法及び装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 １） 掘削機の前方に切断装置を設け、掘削機後端に新
たに埋設する新設地中埋設管を継ぎ足して接続し、地中
に埋設された既設地中埋設管に前記切断装置を挿入して
内側から既設地中埋設管の長手方向に複数分割するよう
に切断し、掘削機によって既設地中埋設管の管端及び切
断して脱落した切断片を破砕し、掘削機前方からこれら
の破砕片を後方に排出しながら前記新設地中埋設管を後
方から押圧して掘削機及び新設地中埋設管を地中の前記
既設地中埋設管路に沿って推進させ、既設地中埋設管を
破砕しながら新設地中埋設管に置き換えることができる
ようにした地中埋設管の改築工法 ２） 切断装置の前方に止水体を設け、既設地中埋設管
の管内の液体を掘削機内を通して後方に送るようにした
前記１）記載の地中埋設管の改築工法 ３） 既設地中埋設管の外周に嵌入できるガイド管を掘
削機の前方に設けて確実に既設地中埋設管の管端を破砕
できるようにした前記１）又は２）記載の地中埋設管の
改築工法 ４） ガイド管の内側に断面形状がくさび形の誘導部を
設け、切断した既設地中埋設管の管端を内側に折曲させ
るようにして掘削機に誘導するようにした前記１）〜
３）いずれかに記載の地中埋設管の改築工法 ５） 掘削機の前方に既設地中埋設管を内側から同既設
地中埋設管の長手方向に複数分割するように切断する切
断装置を設け、既設地中埋設管の切断片を破砕する破砕
装置を掘削機に設け、同破砕装置で破砕した破砕物を後
方に排出するための排出管を設け、前記掘削機の後方に
新たな新設地中埋設管を順に接続し、最も後方に接続さ
れた新設地中埋設管の後端を推すようにして掘削機と新
設地中埋設管を一体的に推進させる推進装置を設け、既
設地中埋設管を破砕しながら新設地中埋設管を置き換え
ることができるようにした地中埋設管の改築装置 ６） 既設地中埋設管の外周に嵌入できるガイド管を掘
削機の前方に設けた前記５）記載の地中埋設管の改築装
置 ７） ガイド管の内側に切断装置で切断した既設地中埋
設管の管端を内側に折曲させて破砕装置に誘導する断面
形状がくさび形の誘導部を設けた構造にした前記５）又
は６）記載の地中埋設管の改築装置 ８） 切断刃の前方に止水体を設け、既設地中埋設管の
管内の液体を掘削機内を通して後方に送るようにした前
記５）〜７）いずれかに記載の地中埋設管の改築装置 にある。

【０００５】

【作用】本発明では、既設地中埋設管の管内に挿入した
切断装置によって既設地中埋設管を内側から長手方向に
複数分割するよう切断し、切断した既設地中埋設管の管
端を掘削機で破砕して破砕片を掘削機前方から後方に排
出する。このように既設地中埋設管の処理を行いながら
掘削機後端に新たに埋設する新設地中埋設管を継ぎ足し
て接続し、新設地中埋設管を後方から押圧して掘削機及
び新設地中埋設管を推進させて既設地中埋設管を破砕し
ながら新設地中埋設管に置き換えていく。切断装置の前
方に止水体を設けたものは、既設地中埋設管の管内の液
体を掘削機内を通して後方に送るようにする。ガイド管
を掘削機の前方に設けたものは、既設地中埋設管をガイ
ド管内に挿入するようにしてガイド管と掘削機の位置を
合わせるようにする。ガイド管の内側に断面形状がくさ
び形の誘導部を設けたものは、切断した既設地中埋設管
の管端を内側に折曲させるようにして掘削機に誘導す
る。掘削機本体に切断装置、破砕装置、排出管を設け、
掘削機の後方に新たに新設地中埋設管を順に接続し、新
設地中埋設管の後端を推す推進装置を設けたものは、地
中に埋設された既設地中埋設管を切断装置によって切断
し、切断した既設地中埋設管を破砕装置で破砕する。破
砕した既設地中埋設管は排出管によって後方に排出す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】既設地中埋設管及び新設地中埋設
管にはヒューム管や鋼管などが多く用いられる。止水体
は取り付け・取りはずしの容易さと地中埋設管の内径へ
の合わせやすさから膨縮するものが好ましい。既設地中
埋設管の管内の液体は地中埋設管の破砕物とともに後方
に送るようにしてもよいし、別に排水管又は排水路を設
けて破砕物とは別に後方に送るようにしてもよい。排出
管及び排水管は、後端を新設地中埋設管まで又はその途
中にするようにしてもよいし、新設地中埋設管の最も後
端付近まで設けるようにして、そこから排出するように
してもよい。排出管は、掘削物をスムーズに後方に送っ
て排出できるようにスクリュー等を設けてもよい。

【０００７】

【実施例】本発明の各実施例について図面を参照して具
体的に説明する。 実施例（図１〜５参照） 図１〜５に示す実施例は、既設地中埋設管を切断装置で
切断し、切断した既設地中埋設管の管端及び切断片を掘
削機で破砕し、掘削機後端には新設地中埋設管を接続
し、新設地中埋設管を後方から押圧して掘削機及び新設
地中埋設管を推進させ、切断装置の前方に止水体を設
け、掘削機の前方にガイド管を設け、ガイド管の内側に
誘導部を設けた地中埋設管の改築工法及び装置の例であ
る。図１は実施例の地中埋設管の改築装置の断面図であ
る。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は図１のＢ
−Ｂ断面図である。図４は図１のＣ−Ｃ断面図である。
図５は図１のＤ−Ｄ断面図である。図６〜８は実施例の
地中埋設管の改築装置のチェーン形カッターの説明図で
ある。図中、１は地中埋設管の改築装置、２は掘削機、
２ａは掘削刃、２ｂは油圧モーター、２ｃは誘導部とし
て設けたテーパ部、２ｄは突起、３は切断装置として用
いたチェーン形カッター、３ａはスプロケット、３ｂは
切削刃を備えたチェーン、３ｃは長孔、３ｄは支持部、
３ｅはシリンダー、３ｆ〜３ｉはギア、３ｊは駆動チェ
ーン、３ｋ，３ｌはスプロケット、３ｍは油圧モータ
ー、３ｎ，３ｏはかさ歯車、４は止水体、４ａはローラ
ー、４ｂはスプリング、５は排出管、６は排水管、７は
ガイド管、８は既設地中埋設管、９は新設地中埋設管、
１０は支持部材である。

【０００８】実施例の地中埋設管の改築装置は図１〜５
に示すように掘削機の後端に新設地中埋設管を次々と接
続し、最も後方の新設地中埋設管の後端を推して掘削機
を推進させるものである。掘削機２の外周部分を兼ね、
掘削機２より前方に突出させたガイド管７は内部に既設
地中埋設管８を嵌入できる筒形状になっている。次にガ
イド管７の内部の前方に止水体４を設ける。止水体４は
円柱状で、内部を中空にし、油を注入・注出することで
膨縮自在となるようにしている。さらに止水体４には、
外周から中央に向かう凹部を４箇所に設け、それぞれに
回転自在なローラー４ａを設ける。ローラー４ａにはス
プリング４ｂを取り付けて、ローラー４ａを止水体４の
外周方向に付勢する。止水体４は前後に長い支持部材１
０の先端部分に取り付ける。次にガイド管７の内部で止
水体４の後方にチェーン形カッター３を設ける。チェー
ン形カッター３は図３に示すように、支持部材１０から
斜め前方外周側に向かうように支持部材１０の円周方向
４箇所に設ける。また、チェーン形カッター３は前後に
刃が回転するようにする。チェーン形カッター３は図６
に示すように２つのスプロケット３ａに切削刃を備えた
チェーン３ｂをかけ渡したものを円周方向に９０°間隔
で設け、片方のスプロケット３ａをガイド管の中心近く
に設けるようにし、スプロケット３ａとチェーン３ｂを
カバーに収納したチェーン形カッター本体を中心に近く
にスプロケット３ａの軸を軸にして所定の範囲で回転可
能にする。さらにこのカバーに長孔３ｃを設け、長孔３
ｃの一部に端部分を係合させた支持部３ｄを設ける。支
持部３ｄは、中心部分から四方に伸びた先端をそれぞれ
のチェーン形カッター本体の長孔に係合させるようにす
る。さらに支持部３ｄの前方にはシリンダー３ｅを設
け、支持部３ｄと接続する。シリンダー３ｅを伸縮させ
ることによって支持部３ｄを前後に移動させて、長孔３
ｃ内を摺動させるようにしてチェーン形カッター本体を
回転運動させる。これによって四方に広がるように位置
するチェーン形カッター３の位置を広くしたり狭くした
りして既設地中埋設管の径や厚さの違いに対応させるこ
とができる。また、この４つのチェーン形カッター本体
は１つの油圧モーター３ｍで駆動させる。まず１８０°
対向した位置の２つのチェーン形カッター本体を図７に
示すようにギア３ｆ〜３ｉ、スプロケット３ｋ，３ｌ、
駆動チェーン３ｊによって油圧モーター３ｍの回転を伝
達して駆動する。さらに、図８に示すようにこの２つの
チェーン形カッター本体のスプロケット３ａと同軸で設
けたギア３ｆと同軸上にかさ歯車３ｎをそれぞれ設け、
この２つのチェーン形カッター本体と９０°異なる位置
のチェーン形カッター本体のスプロケット３ａと同軸上
にかさ歯車３ｏをそれぞれ設け、かさ歯車３ｎとかさ歯
車３ｏをそれぞれ係合させて１つの油圧モーター３ｍに
よって４つのチェーン形カッター本体が駆動されるよう
にする。次にチェーン形カッター３の後方でガイド管７
の内周部分に断面がくさび形のテーパ部２ｃを設ける。
テーパ部２ｃの円周方向４箇所には突起２ｄを設ける。
次にガイド管７内部のテーパ部２ｃの後方に掘削機２の
掘削刃２ａを位置させる。掘削刃２ａは図５に示すよう
に回転自在な環状盤に多数の掘削ビットを配置したもの
である。この掘削刃２ａは油圧モーター２ｂによって環
状盤を回転させることによって回転する。支持部材１０
の後端は、掘削刃２ａを取り付けた環状盤の内側を貫通
するようにして掘削機本体に取り付ける。掘削刃２ａの
内側の掘削機本体部分には図５に示すように掘削物を後
方に送るための排出管５を設ける。

【０００９】次に先端を止水体４から前方に突出させる
ように排水管６を設け、さらに排水管６は掘削刃２ａを
取り付けた環状盤の内側を通して掘削機の後方に送る。
推進装置は、油圧による大きな力によって直線運動を行
うものである。掘削物運搬車は、掘削物を収容するタン
ク、タンクへの掘削物を吸引するためのポンプを備え、
ポンプに接続したホースの先端から掘削物を吸引するも
のである。本実施例の地中埋設管の改築装置１を用い
て、地中埋設管の改築を行うには、改築を行う既設地中
埋設管８の端部分が位置するすでに設けられている立坑
内に、掘削機２を搬入する。次に立坑内に推進装置を設
置する。次に既設地中埋設管８の端部分をガイド管７内
に嵌入する。この際に掘削機２内の前方に設けた止水体
４が既設地中埋設管８内をシールするように挿入する。
次に地上から止水体４内に油を送って止水体４を既設地
中埋設管８の内径に合わせて膨張させる。止水体４のロ
ーラー４ａは、スプリング４ｂによって外周側に付勢さ
れているので、ローラー４ａのローラー部分が既設地中
埋設管８の内周に接触する。ローラー４ａによって止水
体４はスムーズに前後に移動できる。

【００１０】次に掘削機２の掘削刃２ａを駆動し、掘削
機２の後端を推進装置で推すようにして掘進させて既設
地中埋設管８を破砕して行く。ガイド管７内に嵌入され
た既設地中埋設管８はチェーン形カッター３によって環
状の断面を４分割するように切断を行う。掘削機２が前
進することによって、切断された既設地中埋設管８は後
方に移動する。チェーン形カッター３の後方のガイド管
７の内周にはテーパ部２ｃが設けられているので、切断
された既設地中埋設管８はテーパ部２ｃに沿ってやや内
側に折曲して掘削刃２ａに誘導される。また、テーパ部
２ｃには突起２ｄが設けられているので、切断された既
設地中埋設管８をスムーズに隣接する切断された既設地
中埋設管同士が干渉しないようにして誘導できるように
する。回転する掘削刃２ａによって既設地中埋設管８は
さらに破砕されて排出管５を通して後方に排出される。
排出管後端は立坑内に位置するようにし、立坑内に仮受
け容器を設けて掘削物を一時的に収容する。地上に設置
した掘削物運搬車のホース先端をこの仮受け容器まで伸
ばし、仮受け容器の掘削物を吸引するようにして掘削物
運搬車のタンク内に吸引して収容する。止水体４より前
方から立坑に向って流れる既設地中埋設管８内の液体
は、止水体４の前方に突出させた排水管６の先端から排
水管６内に取り込み、排水管６によって立坑まで流れる
ようにする。この立坑に別の地中埋設管が設けられてい
る場合には、ホース等を用いて別の地中埋設管に流れる
ようにすればよい。

【００１１】このようにして掘削機２が既設地中埋設管
８を削って掘進したならば、立坑内に新設地中埋設管９
を搬入し、掘削機２の後端に新設地中埋設管９を連結す
る。次に排出管５，排水管６も連結して延長するように
する。この状態で、推進装置が掘削機２の後端に連結し
た新設地中埋設管９の後端を推すようにして、さらに掘
削機２を掘進させる。さらにその後、最も後端の新設地
中埋設管９の後端に新設地中埋設管９を継ぎ足すように
接続して目的地まで掘削しながら新設地中埋設管９を埋
設して行く。本実施例の地中埋設管の改築装置では、掘
削機前方に設けたガイド管７に既設地中埋設管８を嵌入
することにより、ガイド管７が掘削機２と既設地中埋設
管８との位置を合わせながら破砕を行えるので確実な破
砕が行える。さらに、既設地中埋設管８を切断し、内側
に折曲させて破砕することで、破砕を既設地中埋設管８
より小さい径で行うことができる。よって、既設地中埋
設管８と新設地中埋設管９の外径がほぼ同じでも、既設
地中埋設管８を掘削機で破砕したことによりできる掘削
径が新設地中埋設管９より大きいために新設地中埋設管
９の位置が下方に下がってしまうようなことがない。ま
た、掘削穴と新設地中埋設管９の隙間を処理する作業の
必要がほとんどなくなる。よって非常に効率的に、また
確実に同じ位置に新設地中埋設管９への置き換えを行う
ことができる。また、このように本実施例の地中埋設管
の改築装置を用いることによって既設地中埋設管内に流
れる液体を止めることなく流しながら既設地中埋設管を
除去し、新設地中埋設管を埋設することができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、すでに埋設されている
既設地中埋設管を確実に破砕し、同じ位置に新たな新設
地中埋設管を埋設することができる地中埋設管の改築方
法及び装置を提供することにある。切断装置の前方に止
水体を設けたものは、既設地中埋設管内に流れる液体を
止めることなく流しながら既設地中埋設管を除去し、新
設地中埋設管を埋設することができ、周辺住民等への影
響を少なくし、時間制限なく行えるので施工期間を短縮
できる。ガイド管を掘削機の前方に設けたものは、さら
に確実に既設地中埋設管の管端を破砕できる。ガイド管
の内側に断面形状がくさび形の誘導部を設けたものは、
掘削機の掘削する大きさを小さくでき、既設地中埋設管
より掘削機が掘削した穴が大きくなるのを抑制して、新
設地中埋設管の位置が変わらないようにできる。掘削機
本体に切断装置、破砕装置、排出管を設け、掘削機の後
方に新設地中埋設管を順に接続し、新設地中埋設管の後
端を推す推進装置を設けたものは、さらに確実にすでに
埋設されている既設地中埋設管を確実に掘削し、新設地
中埋設管を埋設できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の地中埋設管の改築装置の断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ断面図である。

【図６】実施例の地中埋設管の改築装置のチェーン形カ
ッターの説明図である。

【図７】実施例の地中埋設管の改築装置のチェーン形カ
ッターの説明図である。

【図８】実施例の地中埋設管の改築装置のチェーン形カ
ッターの説明図である。

【符号の説明】

１ 地中埋設管の改築装置 ２ 掘削機 ２ａ 掘削刃 ２ｂ 油圧モーター ２ｃ テーパ部 ２ｄ 突起 ３ チェーン形カッター ３ａ スプロケット ３ｂ 切削刃を備えたチェーン ３ｃ 長孔 ３ｄ 支持部 ３ｅ シリンダー ３ｆ ギア ３ｇ ギア ３ｈ ギア ３ｉ ギア ３ｊ 駆動チェーン ３ｋ スプロケット ３ｌ スプロケット ３ｍ 油圧モーター ３ｎ かさ歯車 ３ｏ かさ歯車 ４ 止水体 ４ａ ローラー ４ｂ スプリング ５ 排出管 ６ 排水管 ７ ガイド管 ８ 既設地中埋設管 ９ 新設地中埋設管 １０ 支持部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機の前方に切断装置を設け、掘削機
   後端に新たに埋設する新設地中埋設管を継ぎ足して接続
   し、地中に埋設された既設地中埋設管に前記切断装置を
   挿入して内側から既設地中埋設管の長手方向に複数分割
   するように切断し、掘削機によって既設地中埋設管の管
   端及び切断して脱落した切断片を破砕し、掘削機前方か
   らこれらの破砕片を後方に排出しながら前記新設地中埋
   設管を後方から押圧して掘削機及び新設地中埋設管を地
   中の前記既設地中埋設管路に沿って推進させ、既設地中
   埋設管を破砕しながら新設地中埋設管に置き換えること
   ができるようにした地中埋設管の改築工法。
2. 【請求項２】 切断装置の前方に止水体を設け、既設地
   中埋設管の管内の液体を掘削機内を通して後方に送るよ
   うにした請求項１記載の地中埋設管の改築工法。
3. 【請求項３】 既設地中埋設管の外周に嵌入できるガイ
   ド管を掘削機の前方に設けて確実に既設地中埋設管の管
   端を破砕できるようにした請求項１又は２記載の地中埋
   設管の改築工法。
4. 【請求項４】 ガイド管の内側に断面形状がくさび形の
   誘導部を設け、切断した既設地中埋設管の管端を内側に
   折曲させるようにして掘削機に誘導するようにした請求
   項１〜３いずれかに記載の地中埋設管の改築工法。
5. 【請求項５】 掘削機の前方に既設地中埋設管を内側か
   ら同既設地中埋設管の長手方向に複数分割するように切
   断する切断装置を設け、既設地中埋設管の切断片を破砕
   する破砕装置を掘削機に設け、同破砕装置で破砕した破
   砕物を後方に排出するための排出管を設け、前記掘削機
   の後方に新たな新設地中埋設管を順に接続し、最も後方
   に接続された新設地中埋設管の後端を推すようにして掘
   削機と新設地中埋設管を一体的に推進させる推進装置を
   設け、既設地中埋設管を破砕しながら新設地中埋設管を
   置き換えることができるようにした地中埋設管の改築装
   置。
6. 【請求項６】 既設地中埋設管の外周に嵌入できるガイ
   ド管を掘削機の前方に設けた請求項５記載の地中埋設管
   の改築装置。
7. 【請求項７】 ガイド管の内側に切断装置で切断した既
   設地中埋設管の管端を内側に折曲させて破砕装置に誘導
   する断面形状がくさび形の誘導部を設けた構造にした請
   求項５又は６記載の地中埋設管の改築装置。
8. 【請求項８】 切断刃の前方に止水体を設け、既設地中
   埋設管の管内の液体を掘削機内を通して後方に送るよう
   にした請求項５〜７いずれかに記載の地中埋設管の改築
   装置。