JP2003176689A

JP2003176689A - 老朽管の更新機

Info

Publication number: JP2003176689A
Application number: JP2001402506A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Hamano; 衛濱野; Toshiyasu Akiba; 利康秋葉
Original assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】開削することなく、また既設埋設管を破砕せ
ず回収を可能とし、又高速施工を可能とし、更に水位の
高い滞水層でも問題なく施工可能とする工法と更新機を
提供することにある。【解決手段】更新を要する既設埋設管１の始端位置に
発進坑３を、同終端位置は既設人孔を場合によっては到
達坑４を掘削し、前記発進坑３内に設置した駆動推進装
置６，６ｆにより既設埋設管１の管端外周に接触して掘
削ヘッド５及び更新管２を推進することにおいて、多重
スイベル６ｇを介し掘削添加材、滑材、エアー等を送
り、掘削ヘッド５の所定部より吐出させ、推進の長距離
化を図り、滞水層にも適合させるピンチ弁５ｃを備え、
既設埋設管１を把持し運搬する機構を介し、単位長毎に
破砕せず内管２ａの内部を通し、前記発進坑３内に移動
させ、発進坑３外へ回収することにより、既設埋設管１
と更新管２とを入れ替えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は既設埋設管の更新方
法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に埋設されて各種用途に供される埋
設管は、経年により老朽化が進み、適時に新たな埋設管
（更新管）と交換することが必要となる。また埋設管の
サイズアップの要求から既設埋設管を撤去し、新たなサ
イズの埋設管と置換することを要する場合がある。

【０００３】上記いずれの場合も、従来は既設埋設管の
埋設個所の地盤を開削して既設埋設管を掘り出し、新た
な管を吊り込んで埋設する方法によるか、あるいは図４
に一例を示すように発進坑ａ内に設置された推進装置ｂ
を用い、この推進装置ｂの駆動部ｃにスクリューオーガ
ｄを接続し、このスクリューオーガｄの先端のヘッドｅ
のカッターにより既設埋設管ｆを順次破砕して行き、破
砕された破砕片ｇはスクリューオーガｄに取り込んでそ
のスクリュー翼ｈによりケーシングｉ内を通じて発進坑
ａ側へ搬送し、この発進坑ａから地上へ搬出するように
し、破砕した跡に新規の更新管ｊを押入埋設する方法に
よっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに上記開削によ
るものでは、既設埋設管の全長にわたって開削すること
を要するため、路面の交通障害を起こすと共に騒音や振
動が激しく、周辺環境に悪影響を及ぼす。

【０００５】また既設埋設管の埋設位置が深いと、開削
時に土留めが必要となり、余分な工費が掛かるうえ、狭
い場所では民家まで地盤沈下が発生しやすいなどの問題
がある。

【０００６】一方、前記推進工法によるものでは、上記
開削による問題点を解消することはできるが、スクリュ
ーオーガｄのヘッドｅにより既設埋設管ｆを破砕してそ
の破砕片ｇをスクリューオーガｄとケーシングｉとの間
の狭い搬送経路で詰まりが生じやすく、仮に搬送時に泥
水等を使用したとしても狭い搬送経路を搬送することに
なるので細かく破砕する必要性は避けられない。

【０００７】また既設埋設管がヒューム管であると、鉄
筋が内在するので、これを破断するために特殊なカッタ
を別に用意する必要があるうえ、切断した鉄筋が詰まり
やすいなどの問題がある。

【０００８】尚、本発明者らはこれらの問題解消策とし
て既に特願２００１−２０１４５９にて走行型駆動装置
による方法を提案しているが、走行型保持装置の場合、
特に小口径管においては走行型駆動装置が管内径よって
制限され掘削駆動力等の能力に限界が生じ、作業速度や
掘削性能に問題があった。

【０００９】この他、水位の高い滞水層での施工におい
て、掘削ヘッド先端部より水が噴出し、作業が困難とな
る問題や既設埋設管が長期にわたる時間経過によって管
路に曲がりを生じていたという問題があった。

【００１０】そこで本発明は、開削することなく、また
既設埋設管の破砕片をスクリューオーガｄにより後方へ
搬出することなく回収を可能とし、又長距離推進を可能
とし、更に水位の高い滞水層でも問題なく施工可能と
し、加えて曲がりを修正し高精度の施工を行うことを課
題としてなされたものである。

【００１１】

【課題を解決しようとする手段】上記課題を解決する手
段として本発明は更新を要する既設埋設管の始端位置に
発進坑を、同終端位置に到達坑を掘削し、前記発進坑内
に設置した推進装置に、既設埋設管の管端外周に接触し
て推進し、既設埋設管の単位長以上に推進した段階で更
新管に内接された内管の内部を通り送り出される既設埋
設管を破砕せず単位長毎に前記発進坑内から回収すると
ともに、内管を内設した更新管を推進装置終端に継足す
ことにより既設埋設管を更新管と入れ替え、その後内管
を取り除くことを特徴とする既設埋設管の更新方法及び
その装置にある。

【００１２】そして、推進機の多重スイベルから内管回
転押圧板経由該内管に沿わせた内パイプを通して水、掘
削添加材、滑材、エアー、等を送り、掘削ヘッド所定部
よりこれらを吐出又は通圧作動させることを特徴とする
既設埋設管の更新方法及びその装置にある。

【００１３】また、掘削ヘッド部に滞水層用ピンチ弁及
び管路の曲がり修正用の修正シリンダを備えていること
を特徴とする既設埋設管の更新方法及びその装置にあ
る。

【００１４】更に、掘削ヘッド及び内管の内側に載置さ
れた内巻羽根が回転することにより土砂及びその外周掘
削済み既設埋設管が発進坑入口へ運搬されることを特徴
とする方法及び装置にある。

【００１５】加えて、既設埋設管の内側を保持装置にて
把持固定又は把持固定し運搬することを特徴とする方法
及び装置にある。

【００１６】その他、駆動装置からの回転力を更新管を
介さず、即ち掘削地盤との摺動摩擦による負荷損失を無
くし長距離施工を行うため、内管経由掘削ヘッドに伝達
することを特徴とする方法及び装置にある。

【００１７】こうしたことにより、保持装置にてまず始
端の既設埋設管と次の既設埋設管とに跨って内側を把持
固定して供廻りを防止と掘削安定化を図り、推進装置を
作動させ、既設埋設管外周を所定の単位長以上に推進し
た段階で、その次の既設埋設管とに跨って内側を把持固
定させる方法を取る。この時掘削済既設埋設管は破砕さ
れずに掘削された単位長毎に内管の内部を内巻羽根によ
り発進坑の入口へ搬送され、適宜次の埋設管等をセット
する時に発進坑内に引出し地上へ回収する。

【００１８】従って既設埋設管は破砕されることなく回
収されるので、これによる詰まり等の事態を招くことが
ない。

【００１９】また駆動装置を発進坑内に設置することで
走行型駆動装置における管内径よる制限問題もなく回転
トルクを十分とることができ、推進機の多重スイベルか
ら内管回転押圧板経由該内管に沿わせた内パイプを通し
て水、掘削添加材、滑材、エアー、等を送り掘削ヘッド
所定部よりこれらを吐出又は通圧させることにより、掘
削作業性をアップさせるとともに更新管の埋設地盤に対
する更新管との摩擦係数を下げ得るので、より低い推進
力で可となり装置の小型化が図れる。

【００２０】加えて多重スイベルを介した一つからのエ
アー圧力操作にてピンチ弁の開度調整を行うことによ
り、掘削ヘッド前面部からの水と土砂の流入量が制限で
き、滞水層でも作業問題が起こらない。

【００２１】尚、既設埋設管路の精度が悪い場合でも修
正シリンダにより曲がりを修正し施工精度を確保できる
こととなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施の形
態を参照して説明する。

【００２３】図１は本発明を実施するに用いる既設埋設
管更新装置の一実施形態を示すもので、更新を必要とす
る既設埋設管１の始端位置に地上から発進坑３が掘削さ
れるとともに、既設埋設管１の終端位置に地上から到達
坑４が掘削され（場合によっては既設マンホールの開口
部のみ広げられ）、前記発進坑３内には推進装置６が設
置されている。

【００２４】この推進装置６は、発進坑３の底部に設置
されたベース６ｂ上に推進装置本体６ａが既設埋設管１
の埋設方向に向け進退移動自在に載装され、この推進装
置本体６ａには発進坑３の壁部３ａ固設の反力受け６ｃ
にピストンロッド６ｅの先端が当接された油圧シリンダ
６ｄが搭載されており、この油圧シリンダ６ｄに油圧を
供給してピストンロッド６ｅを伸長作動させることによ
り推進装置本体６ａが図において左方へ所定の距離にわ
たって前進するようになされている。

【００２５】また、既設埋設管路の掘削は既設埋設管１
の後方側外周地盤を掘削し、且つ後方側で既設埋設管１
よりも大径の更新管２を施工するよう、掘削ヘッド５の
先端にカッター５ａを備え、後端に更新管２の接合部を
有し、カッター５ａに駆動装置６ｆから内管回転押圧板
６ｈを介し、内管２ａ経由、回転力を掘削ヘッド５に伝
達するようになされている。

【００２６】ところで保持装置７は既設埋設管１の長手
方向に移動自在であり、把持固定用油圧シリンダ７ｂと
把持固定用ピストンロッド７ｃにより油圧にて把持固定
アーム７ａを作動させ既設埋設管１と次の既設埋設管１
とに跨って把持固定することにより共廻り防止と掘削安
定化を図り、その後単位長分の推進が行われた段階で、
次の既設埋設管１とその次の既設埋設管１とに跨って保
持装置７を移動把持固定する。

【００２７】保持装置７の作動方法は発進坑３内に設置
されたウインチ８ａと到達坑４に設置されたウインチ８
ｂとのワイヤーが保持装置７の両端に繋がっており、ウ
インチ８ａとウインチ８ｂとを操作することにより保持
装置７を既設埋設管１の長手方向に自在に動かすことが
できる。

【００２８】適宜更新管を継足す時に、上述の操作によ
り掘削済既設埋設管１を発進坑３内に運搬し、発進坑３
外に設置された別のクレーン等で発進坑３内より既設埋
設管１を取出し回収する。また場合により、掘削済既設
埋設管１は内管２ａに設けられた内巻羽根５ｅにより掘
削土砂とともに発進坑３入口まで運ばれてきているの
で、保持装置７を使わず、立坑内３に引出し別のクレー
ン等で発進坑３外に回収する。

【００２９】尚、多重スイベル６ｇを介し内管２ａに沿
った内パイプ（図示せず）を通し、滑材を送達し、掘削
ヘッド５後部外周の滑材吐出口５ｄから吐出させ更新管
２と埋設地盤の摩擦係数を減少させ、推進力の維持に努
めることにより、推進距離の延長を図る。

【００３０】上述と同じ方法で掘削ヘッド５前面の水、
掘削添加材吐出口（図示せず）から水や掘削添加剤を吐
出させ掘削力を向上させ、施工をスムースに行えるよう
にする。

【００３１】この他、掘削ヘッド５中間内部にはピンチ
弁５ｃが取付けられており、掘削ヘッド５先端での流入
水量のコントロールや止水ができるので滞水層での作業
にも問題がなく行える。

【００３２】また掘削ヘッド５及び内管２ａに内巻羽根
５ｅが取付けられており、これにより掘削土砂及び掘削
済既設管１がスムースに発進坑３入口へ搬送される。

【００３３】次に、上記実施の形態の作用を、図２を参
照して説明する。

【００３４】まず初期発進として、既設埋設管１内にウ
インチ８ａ，８ｂのワイヤー操作により、保持装置７を
また、発進坑３内の推進装置６に掘削ヘッド５をセット
し、保持装置７の把持固定アーム７ａを既設埋設管１′
と次の既設埋設管１とに跨がらせ油圧により既設埋設管
１′，１の内側を把持固定する（図２（Ａ）示）。

【００３５】次に駆動装置６ｆにより回転押圧板６ｈを
介し、内管２ａ経由、掘削ヘッド５を回転させながら推
進機本体６ａを前進させ、掘削ヘッド５の長さ分を押込
んだ段階で推進機本体６ａを初期位置に戻し、ウインチ
８ａのワイヤーを保持装置から一旦外し、このワイヤー
をこれから埋入する更新管２の内管２ａ内を通して再び
保持装置７に取付け、更新管２及び内管２ａを掘削ヘッ
ド５の後端に接続する（図２（Ｂ）示）。

【００３６】そして、更新管２との摺動部に外周ローラ
ー２ｃを有する内管２ａを介し、掘削ヘッド５を駆動装
置６ｆにて回転させながら、再度推進機本体６ａを前進
させ、既設埋設管１の単位長より１本プラスα分長く更
新管２を押し込む（図２（Ｃ）示）。

【００３７】その後、推進機本体６ａを初期位置に戻
し、保持装置７は把持固定状態から一旦開放し、ウイン
チ操作により既設埋設管１′側に移動把持固定し、この
既設埋設管１′をウインチ８ａにより発進坑３内に牽引
し、ウインチ８ａのワイヤーを保持装置から外し、既設
埋設管１′を発進坑３外に設置された別のクレーン等で
発進坑３外へ取出し回収する（図３（Ｄ）示）。

【００３８】この後、先ほど外したウインチ８ａのワイ
ヤーを新たにセットする内管付更新管２の内側を通して
再び保持装置７に取付け、保持装置７をもう一つ先の既
設管１に跨るようウインチ８ｂにて移動し、既設管１を
把持固定するとともに、新たにセットした更新管２及び
内管２ａを先に埋入した更新管２の後端に継足す（図２
（Ｅ）示）。

【００３９】この操作即ち既設埋設管１の回収と更新管
２の推進を繰返し実施し、更新管２が到達坑４に達する
まで推進する。

【００４０】なお、水、掘削添加材、滑材等は更新管２
の埋入が開始時から、所定量を先端吐出口５ｂ及び滑材
吐出口５ｄから夫々吐出させ掘削効率の向上をはかると
共に掘削地盤と更新管２との摩擦による推進力の低下を
防ぎ長距離埋設を可能とする。

【００４１】また埋設管路の修正を必要とする時には、
修正シリンダー５ｂの油圧操作により掘削ヘッドを所望
の傾斜状態にして掘削推進することで、管路の曲がり修
正操作を行う。

【００４２】こうした後、掘削ヘッド５は到達坑４より
回収し、保持装置７及び内管２ａは発進坑３より回収し
て管の更新が完了する（図３（Ｆ）示）。

【００４３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、次のような効果を奏する事ができる。

【００４４】既設埋設管の回収は更新管の内部から行
うことにより、従来工法のように微細に粉砕する必要が
無い。このため作業効率がよい。

【００４５】鉄筋を内蔵する既設埋設管であっても鉄
筋を破砕することが無く、回収後の処理が簡単である
（リサイクルし易い）。

【００４６】更新管のサイズアップが簡単にでき、更
新時の処理量増加に対応できる。

【００４７】掘削ヘッドの軸方向長さを極力短くする
ことにより、掘削ヘッド回収における到達坑の大幅な拡
大改削が避けられる。

【００４８】発進坑内に推進駆動装置を設置すること
により推進力及び回転トルクが大きく取れ、更に多重ス
イベルと通して水、掘削添加材、滑材等を吐出させるこ
とにより長距離施工が可能となる。

【００４９】保持装置により、掘削ヘッド作動時にお
ける既設管の共回り等の安定を図り、回収も行うことが
できる。

【００５０】ピンチ弁を取付けることにより、掘削ヘ
ッド先端からの流入水量のコントロールと止水ができる
ので滞水層での作業にも問題がない。

【００５１】内管付更新管であり内管の摺動部にはロ
ーラー等の摺動部品がついており、回転駆動力を掘削ヘ
ッドに更新管を介さず伝達できるため、掘削地盤との摺
動摩擦による負荷損失がなく長距離に渡り掘削力を保持
でき、加えて更新管内部の傷が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における既設埋設管更新装置の一実施形
態を示す断面図。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の作業工程を示す説明
図。

【図３】（Ｄ）〜（Ｆ）は本発明の作業工程を示す説明
図。

【図４】従来の技術を示す断面図。

【符号の説明】

１、１′ 既設管２更新管２ａ内管３発進坑４到達坑５掘削ヘッド５ｂ修正シリンダー５ｃピンチ弁５ｄ滑材吐出口６推進装置６ａ推進機本体６ｆ駆動装置６ｇ多重スイベル装置７保持装置８ａ発進坑側ウインチ８ｂ到達坑側ウインチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】更新を要する既設埋設管の始端位置に発進
坑を、同終端位置に到達坑を掘削し、前記発進坑内に設
置した推進装置に、既設埋設管の管端外周に接触して推
進し、既設埋設管の単位長以上に推進した段階で更新管
に内設された内管の内部を通り送り出される既設埋設管
を破砕せず単位長毎に前記発進坑内から回収するととも
に、内管を内設した更新管を推進装置終端に継足すこと
により既設埋設管を更新管と入れ替え、その後内管を取
り除くことを特徴とする既設埋設管の更新方法。
【請求項２】更新を要する既設埋設管の始端位置に発進
坑を、同終端位置に到達坑を掘削し、前記発進坑内に設
置した推進装置に、既設埋設管の管端外周に接触して推
進し、既設埋設管の単位長以上に推進した段階で更新管
に内設された内管の内部を通り送り出される既設埋設管
を破砕せず単位長毎に前記発進坑内から回収するととも
に、内管を内設した更新管を推進装置終端に継足すこと
により既設埋設管を更新管と入れ替え、その後内管を取
り除くことを特徴とする既設埋設管の更新装置。
【請求項３】前記既設埋設管の更新装置において、既設
埋設管の後端外周所要範囲に外嵌される掘削ヘッドがベ
アリング機構等の回転機能を有する接続具を介し、更新
管と接続されるとともに内管がボルト止め等の方法によ
り固着接続されていることを特徴とする請求項２記載の
既設埋設管の更新装置。
【請求項４】前記内管が管埋設装置の駆動装置と内管回
転押圧板を介し、回転力を掘削ヘッドに伝達すること特
徴とする請求項２又は３記載の既設埋設管の更新装置。
【請求項５】前記既設埋設管の内側を保持装置にて把持
固定又は把持固定し運搬すること特徴とする請求項２、
３又は４記載の既設埋設管の更新装置。
【請求項６】推進機の多重スイベルから前記内管回転押
圧板経由該内管に沿わせた内パイプを通して水、掘削添
加材、滑材、エアー、等を送り掘削ヘッド所定部よりこ
れらを吐出又は通圧させることを特徴とする請求項２、
３、４又は５記載の更新装置。
【請求項７】前記掘削ヘッド部に滞水層用ピンチ弁を備
えていることを特徴とする請求項２、３、４、５又は６
記載の既設埋設管の更新装置。
【請求項８】前記掘削ヘッド及び内管の内側に回転する
ことにより、土砂及び外周掘削済み既設埋設管を発進坑
入口へ運搬する内巻羽根を備えていることを特徴とする
請求項２、３、４、５、６又は７記載の既設埋設管の更
新装置。
【請求項９】前記掘削ヘッド部に掘削方向修正シリンダ
を備えていることを特徴とする請求項２、３、４、５、
６、７又は８記載の既設埋設管の更新装置。
【請求項１０】前記内管が更新管に内設されているもの
の、更新管とは独立して軸方向に移動自在であり、また
回転しない更新管の周方向に回転自在となるよう摺動用
ローラー等の摺動機構を備えていることを特徴とする請
求項２、３、４、５、６、７、８又は９記載の既設埋設
管の更新装置。