JP2004003209A - 既設管の入れ替え方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の管体1aを連通状態で連設して成る既設管1の周囲を該既設管1の先端部に向かって掘削装置で掘削し、この掘削した部分に前記既設管1より径大な管体2aを順次配設することで該既設管1の外側に新規管2を設けると共に、前記既設管1を撤去する既設管の入れ替え方法であって、前記掘削装置として密閉型掘削装置7を採用し、更に、この密閉型掘削装置7として、液状物を切羽10に導入して該切羽10を安定させる切羽安定機構が設けられたものを採用して既設管1の周囲を掘削するものである。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設管の入れ替え方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
老朽化した下水管等を入れ替える方法として、例えば、特開平11−159278号等のように、既設管の周囲に新しい管体を配設する方法、具体的には、既設管の周囲を掘削装置によって掘削し、この掘削した部分に新しい管体を被嵌した後、前記既設管を撤去する方法が採用されている(以下、従来法という。)。
【0003】
ところで、従来法の掘削装置は、先端に開口部が設けられ、この開口部にシールドカッタが設けられ、前記既設管の周囲を前記シールドカッタで掘削する構成の所謂開放型掘削装置が採用されている。
【0004】
この開放型掘削装置は、先端の開口部から切羽の様子(地山の様子)を知ることができ、従って、掘削が適正に行われているか否か、特に、切羽を測量することによって掘削進行方向が適正であるか否かを確認することができる。
【0005】
更に、開放型掘削装置を使用した場合には、切羽の様子によって適宜山留めジャッキ等を使用し、掘削進行方向のズレを予め防止することができる。
【0006】
しかし、この開放型掘削装置は、地山が崩壊し易い場合や地下水を多く含む場合、崩壊した土砂や地下水が開口部から該開放型掘削装置の内部に侵入するおそれがある。
【0007】
従って、掘削装置として、密閉状態の掘削装置の先端にシールドカッタが設けられた構成の所謂密閉型掘削装置を採用する方法が考えられる。
【0008】
しかし、密閉型掘削装置は、開放型掘削装置と異なり、切羽の様子を知ることができない為、該密閉型掘削装置による掘削が適正に行われているか否かを確認することが困難である。
【0009】
更に、開口部が存在しないから、掘削進行方向のズレを予め防止する為の山留めジャッキ等も使用することができない。
【0010】
従って、密閉型掘削装置を用いる場合、既設管の位置を基準として掘削を行う方法(例えば、密閉型掘削装置と既設管との間にローラを介在せしめて密閉型掘削装置の掘削方向をガイドする方法。)も考えられるが、老朽化した下水管等は、長年の沈下等に伴って下水勾配が不適正となっていることがあり(急勾配となっていたり、勾配が凹凸状となっていたりする。)、この方法でも、新規管を適正な勾配で配置する為に掘削が適正に行われているか不明であり、当然ながら、掘削が適正でない場合の修正も困難である。
【0011】
また、密閉型掘削装置で既設管の周囲を掘削する際、既設管を構成する複数の管体の内、周囲の掘削を完了した管体を順次除去していくことにより、残る既設管の周囲を露出させ、この露出した部分を測量することにより、掘削が適正に行われているか否かを確認する方法もあるが、これは入れ替え途中の既設管が使用不能となることであり、例えば下水機能が完全停止してしまい、問題となる。
【0012】
本発明は、上記問題点を解決するもので、既設管の周囲を密閉型掘削装置で安定した状態で掘削することにより、該掘削を適正に行って新規管を適正な位置に配置できる実用性に秀れた既設管の入れ替え方法を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【0014】
複数の管体1aを連通状態で連設して成る既設管1の周囲を該既設管1の先端部に向かって掘削装置で掘削し、この掘削した部分に前記既設管1より径大な管体2aを順次配設することで該既設管1の外側に新規管2を設けると共に、前記既設管1を撤去する既設管の入れ替え方法であって、前記掘削装置として密閉型掘削装置7を採用し、更に、この密閉型掘削装置7として、液状物を切羽10に導入して該切羽10を安定させる切羽安定機構が設けられたものを採用したことを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0015】
また、複数の管体1aを連通状態で連設して成る既設管1の周囲を該既設管1の先端部に向かって掘削装置で掘削し、この掘削した部分に前記既設管1より径大な管体2aを順次配設することで該既設管1の外側に新規管2を設けると共に、前記既設管1を撤去する既設管の入れ替え方法であって、前記掘削装置として密閉型掘削装置7を採用し、この密閉型掘削装置7には液状物を切羽10に導入して該切羽10を安定させる液状物噴出口8を設け、更に、前記密閉型掘削装置7には、前記液状物を該密閉型掘削装置7の後方から前記液状物噴出口8に液状のまま搬送する搬送路3及び切羽10に導入した液状物と掘削土とを該密閉型掘削装置7の後方に液状のまま回収する回収路4を設け、前記液状物噴出口8から前記切羽10に液状物を導入しつつ前記密閉型掘削装置7で前記既設管1の周囲を掘削し、且つ、前記切羽10に導入した前記液状物及び前記掘削により生じた掘削土を前記回収路4で液状のまま回収して前記密閉型掘削装置7を推進し、更に、この密閉型掘削装置7の後方に順次前記既設管1より径大な管体2aを配設することを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0016】
また、請求項2記載の既設管の入れ替え方法において、液状物噴出口8から切羽10に導入する液状物として泥水が採用され、この泥水と掘削土との混合物を回収路4によって密閉型掘削装置7の後方に回収した後、該混合物から再利用泥水を分離し、この再利用泥水を比重調整し切羽10に導入する泥水として搬送路3により液状物噴出口8に搬送し、該液状物噴出口8から切羽10に導入することを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0017】
また、請求項2,3いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、既設管1の撤去は、該既設管1を構成する全ての管体1aの外側に径大な管体2aを配設して該径大な管体2aを連通状態で連設した後、該既設管1を構成する全ての管体1aを撤去する方法により行うことを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0018】
また、請求項2〜4いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、既設管1の先端部及び後端部には夫々立坑5・6が設けられ、後端側の立坑5から先端側の立坑6まで貫通するように複数の管体2aを既設管1に被嵌し且つ該複数の管体2aを連通することで該既設管1の外側に新規管2を設け、続いて、該既設管1を構成する全ての管体1aを撤去することを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0019】
また、請求項2〜5いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、密閉型掘削装置7の後端部に順次管体2aを連設すると共に、この連設した管体2aを押動せしめて前記密閉型掘削装置7を推進せしめることを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0020】
また、請求項2〜6いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、密閉型掘削装置7は、既設管1に被嵌状態で配設される環状体であり、この密閉型掘削装置7には、該密閉型掘削装置7の内側に位置する既設管1と該密閉型掘削装置7との距離を測定する距離センサー11を設けたことを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0021】
また、請求項2〜7いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、密閉型掘削装置7には、該密閉型掘削装置7の掘削推進方向を可変する掘削推進方向可変装置12を設けたことを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0022】
また、複数の管体1aを連通状態で連設して成る既設管1の周囲を該既設管1の先端部に向かって掘削装置で掘削し、この掘削した部分に前記既設管1より径大な管体2aを順次配設することで該既設管1の外側に新規管2を設けると共に、前記既設管1を撤去する既設管の入れ替え方法であって、既設管1を構成する全ての管体1aの外側に径大な管体2aを複数配設して該径大な管体2aを連通状態で連設した後、該既設管1を構成する全ての管体1aを撤去することを特徴とする既設管の入れ替え方法に係るものである。
【0023】
【発明の作用及び効果】
掘削装置として密閉型掘削装置7を採用したから、崩壊した土砂や地下水等が該密閉型掘削装置7の内部に侵入したりしない。
【0024】
また、切羽安定機構から切羽10に導入される液状物により、該切羽10に液状物の層20(若しくは液状物と土砂との混合物の層21)が形成され、この層20によって切羽10の全面の掘削地山崩壊が防止されて該切羽10の全面が安定し、よって、新規管を適正な位置に配置する為の掘削を良好に行うことができる。
【0025】
よって、この密閉型掘削装置7により掘削した部分に既設管1より径大な管体2aを順次配設し、該径大な管体2aを連通状態で連設せしめて新規管2を設けることで該新規管2を適正に設けることができる。
【0026】
また、液状物が地山に浸透することによって地山の掘削容易性は良好となり、これによっても密閉型掘削装置7による掘削進行は良好に行え、この掘削した部分に既設管1より径大な管体2aを配設することで該既設管1の外側に新規管2を適正に設けることができる。
【0027】
本発明は上述のようにするから、既設管の周囲を密閉型掘削装置で極めて良好に掘削でき、これによって新規管を適正に設けることができる実用性に秀れた既設管の入れ替え方法となる。
【0028】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【0029】
本実施例は、地中に埋設されて老朽化した下水管(以下、既設管1という。)を入れ替える方法である。
【0030】
既設管1は、複数の管体1aを連通状態で連設して成る構成である。
【0031】
この既設管1の先端部及び後端部には夫々立坑5・6が設けられている。この立坑5・6は、例えば、将来的にマンホール等を設置する箇所である。
【0032】
後端側の立坑5には、所謂掘削推進工法に使用されている推進ジャッキ13が設けられている。この推進ジャッキ13により、先ず、後端側の立坑5から掘削装置を地山に挿入する。
【0033】
この掘削装置は、密閉型掘削装置7が採用されている。
【0034】
密閉型掘削装置7は、既設管1に被嵌状態で配設される環状体のものが採用されている。
【0035】
この密閉型掘削装置7の先端部には、地山を掘削する掘削部9(掘削カッター)が設けられている。
【0036】
この掘削部9は、密閉型掘削装置7の内部に設けられた回転装置14(モータ)により回転せしめられる構成であり、この回転により既設管1の外周部の地山を順次掘削していく。
【0037】
また、密閉型掘削装置7の先端部には、液状物を切羽10に所定圧力で導入して該切羽10を安定させる液状物噴出口8を設けられている。
【0038】
本実施例は、この液状物として所謂泥水工法と呼ばれる掘削方法に用いられる泥水を採用している。この泥水を切羽10に所定圧力をもって導入することにより、該切羽10において、泥水による層20(泥膜)、若しくは、泥水と土砂との混合物の層21が形成され、この層20・21によって切羽10全面の掘削地山崩壊の防止、即ち、既設管1の周囲の掘削地山崩壊の防止が達成される。密閉型掘削装置7の掘削部9は、この掘削地山崩壊が防止された既設管1の周囲を掘削していく。
【0039】
尚、地山の地質によって、泥水が切羽10に浸透しない場合(地山が粘性土層等である場合)には泥水による層20のみが形成され、また、泥水が切羽10に非常に浸透し易い場合(地山が砂礫層等である場合)には泥水と土砂との混合物の層21のみが形成され、また、泥水が切羽10に一部浸透する場合(地山が砂質土層等である場合)には泥水による層20及び泥水と土砂との混合物の層21の双方が形成される。
【0040】
密閉型掘削装置7の内部には、前記泥水を該密閉型掘削装置7の後方から前記液状物噴出口8に液状のまま搬送する搬送パイプライン3(搬送路3)が設けられている。
【0041】
また、密閉型掘削装置7の先端部には、前記切羽10に導入した泥水と掘削土とを回収する為の回収口18が設けられている。
【0042】
また、密閉型掘削装置7の内部には、前記回収口18で回収した泥水と掘削土とを該密閉型掘削装置7の後方に液状のまま回収する回収パイプライン4(回収路3)が設けられている。
【0043】
搬送パイプライン3及び回収パイプライン4は、夫々後端側の立坑5から地上にまで延設されている。
【0044】
また、図示は省略したが、地上には、前記回収パイプライン4から回収された泥水と掘削土との混合物を土砂,再利用泥水及び処理泥水に分離する分離装置が設けられている。また、分離された再利用泥水は、適宜搬送に適した比重に調整された後、前記搬送パイプライン3から搬送する泥水として利用するように構成されている。
【0045】
また、密閉型掘削装置7の先端部と該密閉型掘削装置7の内側に存在する既設管1との隙間は、膨張,収縮自在のエアーバック等の閉塞体(図示省略)により閉塞し、該隙間に廃土が侵入しないように構成すると良い。尚、この閉塞体を設ける位置は、密閉型掘削装置7の先端側であっても後端側であっても中間付近であっても良い。
【0046】
密閉型掘削装置7は、先端環7aと後端環7bとが連設された構成が採用されている。
【0047】
この先端環7aと後端環7bとの間には掘削推進方向可変装置12が設けられている。
【0048】
この掘削推進方向可変装置12は、後端環7bの推進方向に対して先端環7aの推進方向を可変し得る構成である。先端環7aの推進方向が変化すれば、この先端環7aに追従して移動する後端環7bの推進方向も、推進が進めば当然ながら変化することになる。
【0049】
この掘削推進方向可変装置12は、密閉型掘削装置7の周方向に複数並設され、前記先端環7a及び後端環7bと夫々連設する方向可変ジャッキ15により構成されている。また、本実施例は、四台の方向可変ジャッキ15を並設した構成を採用している。これにより、例えば、二台の方向可変ジャッキ15a・15bを伸長操作し、残る二台の方向可変ジャッキ15c・15dを伸長操作しなければ、前記伸長操作した方向可変ジャッキ15a・15bの位置と逆方向へ先端環7aの推進方向が変化することになる。
【0050】
また、先端環7aの内側には、該先端環7aの内側に位置する既設管1と該先端環7aとの距離を測定する距離センサー11が設けられている。
【0051】
この距離センサー11は先端環7aの周方向に複数(図面は三個)並設されている。
【0052】
前記掘削推進方向可変装置12は、前記距離センサー11により測定された既設管1の延設状態と先端環7aの推進方向とのズレに基づいて密閉型掘削装置7を適正に掘削進行させるように作動せしめられる。
【0053】
密閉型掘削装置7による地山の掘削及び推進ジャッキ13の伸長により該密閉型掘削装置7の推進が完了したら、推進ジャッキ13を収縮し、密閉型掘削装置7の後端部にして該密閉型掘削装置7と推進ジャッキ13との間に既設管1より径大な新しい管体2aを配設する。
【0054】
続いて、密閉型掘削装置7による地山の掘削及び推進ジャッキ13の伸長により、該密閉型掘削装置7及び前記新しい管体2aを推進せしめる。
【0055】
この際、新しい管体2aと既設管1の間には、前記搬送パイプライン3及び回収パイプライン4を設けると共に、前記掘削部9等の密閉型掘削装置7の諸々の構成を作動せしめる為の信号経路(図中符号16)や動力経路(図中符号17)を設けると良い。
【0056】
新しい管体2aの推進が完了したら、前記推進ジャッキ13を収縮し、該推進の完了した新しい管体2aの後端部と推進ジャッキ13との間に別の新しい管体2aを配設し、同様に推進せしめる。
【0057】
以下、同様に順次新しい管体2aを推進せしめることで既設管1の周囲の全てを新しい管体2aで被嵌し、この新しい管体2aが前記先端側の立坑6にまで達することにより前記密閉型掘削装置7を該先端側の立坑6から取り出し、これにより既設管1の周囲に複数の新しい管体2aが連通状態で連設された新規管2を配設する。
【0058】
続いて、既設管1の下水管としての使用を停止し、更に、新規管2の内部で既設管1の撤去作業を行う。その後、新規管2を新たな下水管として使用する。
【0059】
また、既設管1の撤去は、該既設管1を破壊せずに、そのまま撤去する方法を採用すると良い。
【0060】
本実施例は上述のように、密閉型掘削装置7によって既設管1の周囲を掘削する方法であるから、掘削装置の内部に掘削土等が侵入したりしない安全な既設管の入れ替え方法であり、更に、泥水によって切羽10を安定させながら既設管1の周囲を掘削する方法であるから、密閉型掘削装置7が該既設管1の周囲を地山崩壊がない安定した状態で掘削することができ、それだけ適正な位置に新規管2を配設することができ、良好に既設管1の入れ替えを達成することができる。
【0061】
また、泥水の搬送は液状のまま行うから、圧力,流量,流速等を管理することによって該泥水の搬送を適正に行え、よって、切羽10への泥水の導入を適正に行って該切羽10を最適な状態に安定させることができる。
【0062】
また、泥水は搬送パイプライン3で液状のまま密閉型掘削装置7の後方から切羽10にまで搬送し、この切羽10に導入した泥水や掘削によって発生した掘削土は回収パイプライン4で液状のまま密閉型掘削装置7の後方に搬送するから、密閉型掘削装置7の内部に泥水等を溜めておく方法と異なり、該密閉型掘削装置7の内部に広いスペースを必要とせず、よって、密閉型掘削装置7の各種機構等を良好に配置することができる。
【0063】
更に、密閉型掘削装置7の内部に広いスペースを必要としないから、既設管1を撤去せずに該既設管1の周囲を掘削し、且つ、該既設管1の周囲に新規管2を配設していく方法を採用することができる。
【0064】
即ち、既設管を構成する管体を撤去する作業と新規管となる径大な管体を配設する作業とを交互に繰り返して既設管を入れ替える方法では、径大な管体の配設と既設の管体の撤去という異なる作業を繰り返し行う方法である為、この作業の切り替えに手間を要し、工期が長くなるという欠点や、最初の一本の既設の管体を撤去した時点で既設管が使用不能となる為、新規管の配設が完了するまでは、例えば、既設管が下水管の場合、下水機能が停止するという欠点がある。この点、本実施例のように、既設管1の周囲の全てに新規管2を配設した後、既設管1を撤去する方法によれば、作業の切り替えが無く、よって、この切り替えに要する時間を節約して工期を短縮化でき、また、新しい管体2aを配設している間、既設管1を撤去しないから、既設管1が発揮している作用、例えば下水の自然流下作用等を該新しい管体2aの配設の間も継続して発揮させることができる。
【0065】
また、距離センサー11及び掘削推進方向可変装置12により、密閉型掘削装置7及び新しい管体2aの推進は既設管1を目標とすることもでき、これによっても新規管2を適正に配設することができる。
【0066】
尚、本実施例は、推進工法について説明したが、例えば、密閉型掘削装置7の後方に順次新しい管体2aを設置し、この新しい管体2aと密閉型掘削装置7との間に推進ジャッキを配設して該密閉型掘削装置7を配設していく所謂シールド工法を採用しても良い。
【0067】
また、切羽10に導入する液状物として、泥水以外にも、例えばベントナイト,気泡剤等の切羽10を安定させる添加剤を採用しても良い。
【0068】
また、既設管1の撤去は、新規管2を完全に配設した後でなくても、可能であれば、新規管2の配設途中で行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の説明斜視図である。
【図2】本実施例の説明側断面図である。
【図3】本実施例のA−A線の説明断面図である。
【図4】本実施例のB−B線の説明断面図である。
【図5】本実施例のC−C線の説明断面図である。
【図6】本実施例の切羽10の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
1 既設管
1a 管体
2 新規管
2a 管体
3 搬送路
4 回収路
5 立坑
6 立坑
7 密閉型掘削装置
8 液状物噴出口
9 掘削部
10 切羽
11 距離センサー
12 掘削推進方向可変装置
Claims (9)
- 複数の管体を連通状態で連設して成る既設管の周囲を該既設管の先端部に向かって掘削装置で掘削し、この掘削した部分に前記既設管より径大な管体を順次配設することで該既設管の外側に新規管を設けると共に、前記既設管を撤去する既設管の入れ替え方法であって、前記掘削装置として密閉型掘削装置を採用し、更に、この密閉型掘削装置として、液状物を切羽に導入して該切羽を安定させる切羽安定機構が設けられたものを採用したことを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 複数の管体を連通状態で連設して成る既設管の周囲を該既設管の先端部に向かって掘削装置で掘削し、この掘削した部分に前記既設管より径大な管体を順次配設することで該既設管の外側に新規管を設けると共に、前記既設管を撤去する既設管の入れ替え方法であって、前記掘削装置として密閉型掘削装置を採用し、この密閉型掘削装置には液状物を切羽に導入して該切羽を安定させる液状物噴出口を設け、更に、前記密閉型掘削装置には、前記液状物を該密閉型掘削装置の後方から前記液状物噴出口に液状のまま搬送する搬送路及び切羽に導入した液状物と掘削土とを該密閉型掘削装置の後方に液状のまま回収する回収路を設け、前記液状物噴出口から前記切羽に液状物を導入しつつ前記密閉型掘削装置で前記既設管の周囲を掘削し、且つ、前記切羽に導入した前記液状物及び前記掘削により生じた掘削土を前記回収路で液状のまま回収して前記密閉型掘削装置を推進し、更に、この密閉型掘削装置の後方に順次前記既設管より径大な管体を配設することを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 請求項2記載の既設管の入れ替え方法において、液状物噴出口から切羽に導入する液状物として泥水が採用され、この泥水と掘削土との混合物を回収路によって密閉型掘削装置の後方に回収した後、該混合物から再利用泥水を分離し、この再利用泥水を比重調整し切羽に導入する泥水として搬送路により液状物噴出口に搬送し、該液状物噴出口から切羽に導入することを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 請求項2,3いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、既設管の撤去は、該既設管を構成する全ての管体の外側に径大な管体を配設して該径大な管体を連通状態で連設した後、該既設管を構成する全ての管体を撤去する方法により行うことを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 請求項2〜4いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、既設管の先端部及び後端部には夫々立坑が設けられ、後端側の立坑から先端側の立坑まで貫通するように複数の管体を既設管に被嵌し且つ該複数の管体を連通することで該既設管の外側に新規管を設け、続いて、該既設管を構成する全ての管体を撤去することを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 請求項2〜5いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、密閉型掘削装置の後端部に順次管体を連設すると共に、この連設した管体を押動せしめて前記密閉型掘削装置を推進せしめることを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 請求項2〜6いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、密閉型掘削装置は、既設管に被嵌状態で配設される環状体であり、この密閉型掘削装置には、該密閉型掘削装置の内側に位置する既設管と該密閉型掘削装置との距離を測定する距離センサーを設けたことを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 請求項2〜7いずれか1項に記載の既設管の入れ替え方法において、密閉型掘削装置には、該密閉型掘削装置の掘削推進方向を可変する掘削推進方向可変装置を設けたことを特徴とする既設管の入れ替え方法。
- 複数の管体を連通状態で連設して成る既設管の周囲を該既設管の先端部に向かって掘削装置で掘削し、この掘削した部分に前記既設管より径大な管体を順次配設することで該既設管の外側に新規管を設けると共に、前記既設管を撤去する既設管の入れ替え方法であって、既設管を構成する全ての管体の外側に径大な管体を複数配設して該径大な管体を連通状態で連設した後、該既設管を構成する全ての管体を撤去することを特徴とする既設管の入れ替え方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002160480A JP2004003209A (ja) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | 既設管の入れ替え方法 |
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