JP2004353372A - 老朽埋設管の更新工法 - Google Patents

Abstract

【課題】工事現場周辺の土壌や地下水等を汚染することなく、小口径管推進工法により破損した埋設管を取り除きつつ、新しい埋設管を破損した埋設管と略同じ位置に短期間で経済的に且つ安全に布設することができるようにする。
【解決手段】更新を要する埋設管１の取り換え区間の両側位置に発進立坑２及び到達立坑３を構築する工程と、取り換え区間の埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに水を混合した砂４を充填した後、埋設管１内の余剰の水を排出して水締めにより砂４を締め固める工程と、掘削機５を用いて発進立坑２側から少なくとも埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しながら埋設管１の破砕片と砂４を発進立坑２側へ排出すると共に、埋設管１及び砂４が取り除かれた空間に新しい埋設管１５を推進埋設する工程とから構成する。
【選択図】 図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に軌道下や道路下等に埋設されて上下水道用やケーブル埋設用として用いられる埋設管（コンクリート管や陶管等）が老朽化した際に、老朽化した既設の埋設管を新しい埋設管に取り換える老朽埋設管の更新工法に係り、特に、軌道や道路を埋設管の取り換え区間全域に亘って掘削したり、工事現場周辺の土壌や地下水等を汚染したりすることなく、老朽化した埋設管を新しい埋設管に短期間で経済的に且つ安全に取り換えることができるようにした老朽埋設管の更新工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軌道下や道路下等には、上下水道用やケーブル等の埋設用として用いられるコンクリート管（ヒューム管）や陶管等の埋設管が数多く埋設されている。これらの埋設管は、老朽化によってひび割れを起こしたり、破損したりすることがあった。又、比較的新しい埋設管であっても、鉄道車輌や自動車の走行により発生する振動や荷重等の影響を受けてひび割れを起こしたり、破損したりすることがあった。
【０００３】
このように、ひび割れを起こした埋設管や破損した埋設管をそのままの状態で放置して置くと、様々な問題を引き起すことになる。例えば、埋設管内を流れている下水や雨水がひび割れ個所や破損個所から埋設管の周囲に漏れて埋設管の周囲の地盤が緩んだり、環境汚染を引き起したりすると云う問題が発生する。又、埋設管の周囲の土砂が埋設管の破損個所等から埋設管内に入り込んで埋設管を詰まらせたり、埋設管の周囲に空洞ができて地盤が陥没したりすると云う問題が発生する。
そのため、ひび割れを起こした埋設管や破損した埋設管に於いては、環境汚染や陥没事故等を引き起す前に埋設管の補修工事や新しい埋設管の布設工事が行われている。
【０００４】
従来、埋設管の補修工事に於いては、埋設管がひび割れを引き起している程度であれば、埋設管のひび割れ個所に樹脂等を塗布してひび割れを埋め、漏水や土砂の進入等を防止する方法が採られている。又、埋設管が崩壊している場合であれば、崩壊している埋設管を完全に殺してしまい、別の場所（例えば、崩壊している埋設管の横）に新しい埋設管を布設する方法が採られている。
【０００５】
しかし、樹脂による埋設管の補修に於いては、耐久年数が２年〜５年程度と短く、何回も繰り返して補修工事を行わなければならない。そのため、長期的に見た場合には、補修費用が高く付くと共に、埋設管が何時崩壊するかも知れないと云う不安を取り除くことができず、安全性にも劣ると云う問題があった。
又、新しい埋設管を別の場所に布設する場合には、諸官庁への申請許可書等の手続きによる時間のロスがあるため、その間に地盤への悪影響（陥没事故等）が心配される。然も、コストも高くなると云う問題があった。
更に、樹脂による埋設管の補修や新しい埋設管の布設を行う場合、埋設管の場所によっては掘り起こし（開削工法）を行えない場所があったり、電車や車を止めて工事をすることができない場所があり、様々な制約を受けることがあった。
【０００６】
そこで、本願発明者等は、上述した問題を解決する新しい工法を開発し、これを特許出願している（例えば、特願２００３−１０８７８８等）。
即ち、前記工法は、埋設管の取り換え区間の両側位置に発進立坑及び到達立坑を構築し、取り換え区間の埋設管内及び埋設管周辺の空隙に充填材を充填して埋設管を補強した後、先導管及び推進装置から成る掘削機を用いて発進立坑側から埋設管及び充填材を破砕しながらその破砕片を発進立坑側へ排出すると共に、埋設管及び充填材が取り除かれた空間に新しい埋設管を推進埋設するようにしたものである（図示省略）。
この工法は、軌道や道路を埋設管の取り換え区間全域に亘って掘削したり、或いは交通を遮断したりすることなく、新しい埋設管を既設の埋設管と略同じ位置に短期間で経済的に且つ安全に布設することができる等の利点を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、前記工法に於いては、取り換え区間の埋設管内及びその周辺の空隙に、充填材としてモルタルや浸透性があって強度のでる薬液を充填するようにしているため、セメントや薬液の成分中の環境汚染物質が埋設管周囲の地盤中に溶出し、工事現場周辺の土壌や地下水等を汚染し、環境汚染を引き起す等の問題が発生することになる。特に、工事現場の近くに圃場や井戸等がある場合には極めて問題である。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は工事現場周辺の土壌や地下水等を汚染することなく、小口径管推進工法により破損した埋設管を取り除きつつ、新しい埋設管を破損した埋設管と略同じ位置に短期間で経済的に且つ安全に布設することができるようにした老朽埋設管の更新工法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、更新を要する埋設管の取り換え区間の両側位置に発進立坑及び到達立坑を構築する工程と、取り換え区間の埋設管内及びその周辺の空隙に水を混合した砂を充填した後、埋設管内の余剰の水を排出して水締めにより砂を固める工程と、掘削機を用いて発進立坑側から少なくとも埋設管及び固められた砂を破砕しながら埋設管の破砕片と砂を発進立坑側へ排出すると共に、埋設管及び砂が取り除かれた空間に新しい埋設管を推進埋設する工程とから成ることに特徴がある。
【００１０】
本発明の請求項２の発明は、取り換え区間の埋設管内及びその周辺の空隙に水を混合した砂を充填する際に、埋設管の取り換え区間の両側位置から埋設管内へ水を混合した砂を充填するようにしたことに特徴がある。
【００１１】
本発明の請求項３の発明は、更新を要する埋設管の取り換え区間の両側位置に発進立坑及び到達立坑を構築する工程と、取り換え区間の埋設管内及びその周辺の空隙に水及び天然の無害な凝固剤を混合した砂を充填した後、埋設管内の余剰の水を排出して水締め及び凝固剤により砂を固める工程と、掘削機を用いて発進立坑側から少なくとも埋設管及び固められた砂を破砕しながら埋設管の破砕片と砂を発進立坑側へ排出すると共に、埋設管及び砂が取り除かれた空間に新しい埋設管を推進埋設する工程とから成ることに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項４の発明は、取り換え区間の埋設管内及びその周辺の空隙に水及び凝固剤を混合した砂を充填する際に、埋設管の取り換え区間の両側位置から埋設管内へ水及び凝固剤を混合した砂を充填するようにしたことに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項５の発明は、凝固剤を人体や動植物に対して無害な寒天としたことに特徴がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る老朽埋設管１の更新工法の各工程を示すブロック図であり、Ａは更新を要する埋設管１（老朽化した埋設管１や破損した埋設管１）の取り換え区間の両側位置に発進立坑２及び到達立坑３を構築する工程、Ｂは取り換え区間の埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに水を混合した砂４を充填し、埋設管１内の余剰の水を排出して水締めにより砂４の締め固めを行う工程、Ｃは発進立坑２及び到達立坑３に掘削機５等の各種機械設備等を設置する工程、Ｄは掘削機５によって発進立坑２側から少なくとも埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しながら埋設管１の破砕片と砂４を発進立坑２側へ排出すると共に、埋設管１及び砂４が取り除かれた空間に新しい埋設管１５を推進埋設する工程、Ｅは発進立坑２及び到達立坑３から掘削機５等の各種機械設備等を撤去する工程、Ｆは発進立坑２及び到達立坑３を埋め戻して地盤を元の状態に戻す復旧作業を行う工程である。
【００１５】
図２及び図３は本発明の工法を実施するために使用する掘削機５等の各種機械設備を発進立坑２側及び到達立坑３側に設置した状態を示すものであり、図２及び図３に於いて、１は既設の埋設管、５は掘削機、６は掘削機５の先導管、７は掘削機５の推進装置、８は砂充填装置、９は油圧ユニット、１０は発電機、１１はバルブユニット、１２はコントロールユニット、１３はトラッククレーン、１４はダンプカー、１５は新しい埋設管（ヒューム管）、１６は工具箱である。
【００１６】
前記掘削機５は、発進立坑２から少なくとも埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しながら埋設管１の破砕片と砂４を発進立坑２側へ排出すると共に、埋設管１及び砂４が取り除かれた空間に新しい埋設管１５を推進埋設することができるものであり、埋設管１及び締め固められた砂４を破砕、掘削する先導管６と、先導管６や新しい埋設管１５を推進させる推進装置７とから構成されている。
この実施の形態に於いては、掘削機５には、コンパクトな占用スペースで充分な推力、掘削力が得られる小口径管推進工法（アイアンモール工法：ＴＰ７５ＳＣＬやＴＰ９０Ｓ、ＴＰ９５Ｓ）に用いられる掘削機５（特開平５−１４１１８５号公報等に開示された掘削機）が使用されている。例えば、掘削機５には、推進力が１９６０ｋＮ、掘削力が１９．６ｋＮｍの掘削機５が使用されている。
【００１７】
尚、小口径管推進工法とは、発進立坑２から先端に先導管６を装備したヒューム管等の管を油圧ジャッキで地中に押し込んで管路を形成する工法であり、従来の開削工法よりも経済性や安全面に優れていると共に、交通を遮断することなく軌道下や道路下に管を布設することができ、然も、低騒音・無振動で現場周辺の住民への影響を最小限に抑えられる等、優れた利点を有する工法である。
【００１８】
前記掘削機５の先導管６は、図３及び図８に示す如く、先端にモータ（図示省略）により回転駆動されるカッタヘッド６ａを装着した筒状の揺動部６ｂと、揺動部６ｂに連結され、止水及び掘削土の排出量を制御するピンチ弁（図示省略）を内蔵した筒状のピンチ弁部６ｃと、ピンチ弁部６ｃに連結され、発進立坑２内に配設したレーザトランシット（図示省略）からのレーザ光を受けてレーザ光軸に対する位置と姿勢角（方向）を計測するレーザターゲット（図示省略）を内蔵した筒状のレーザターゲット部６ｄとから構成されている。
又、先導管６は、その内部に揺動部６ｂ先端からレーザターゲット部６ｄ後端に亘ってスクリューコンベヤ（図示省略）が挿着されており、カッタヘッド６ａにより破砕された掘削土等を後方へ排出できるようになっている。
更に、先導管６は、揺動部６ｂとピンチ弁部６ｃとの間に揺動部６ｂをピンチ弁部６ｃに対して揺動操作する揺動シリンダ（図示省略）が介設されており、揺動シリンダの伸縮動作により揺動部６ｂをピンチ弁部６ｃに対して屈曲させ、先導管６の進行方向を曲げたり、ズレを修正したりすることができるようになっている。
【００１９】
一方、掘削機５の推進装置７は、図６に示す如く、先導管６及び新しい埋設管１５を支持載置して案内する架台１７と、架台１７に前進及び後退可能に設けられ、先導管６の後端や新しい埋設管１５の後端に当接する押し板１８と、架台１７に支持され、押し板１８を前進及び後退させる油圧シリンダ１９と、押し板１８に設けられ、先導管６内のスクリューコンベヤ（図示省略）を回転駆動させる油圧モータ等の駆動部２０等から構成されている。この推進装置７は、全ての部材が発進立坑２の内部で組立及び分解が可能となっており、分解された状態で発進立坑２の内外へ搬入・搬出できるようになっている。
【００２０】
前記砂充填装置８は、更新を要する埋設管１の取り換え区間にある既設の埋設管１を掘削機５で破砕する際に、そのときの衝撃により埋設管１の前方が座屈、粉砕しないよう取り換え区間にある埋設管１内及び埋設管１周辺の空隙Ｇに砂４を充填して埋設管１とその周辺の地盤を補強するために用いるものである。
即ち、砂充填装置８は、容器内に投入した砂４と水を攪拌羽根により攪拌して両者を混合するミキサー８ａと、ミキサー８ａ内の水と混合された砂４を圧送するポンプ（図示省略）と、水と混合された砂４を移送する移送ホース８ｂ等から構成されており、水と混合された砂４をポンプで圧送して移送ホース８ｂにより埋設管１内に流し込めるようになっている。
尚、砂４には、塩分等を含んでいない川砂や山砂が使用されている。又、砂４に混合される水の量は、砂４を流動化できる程度に設定されている。
【００２１】
次に、上述した掘削機５や砂充填装置８等を用いて老朽化により破損した軌道下の埋設管１（ヒューム管）を新しい埋設管１５に取り換える場合について説明する。
【００２２】
先ず、更新を要する埋設管１の取り換え区間の両側位置（線路の両脇）に発進立坑２及び到達立坑３を夫々構築する（図４参照）。
即ち、線路脇の路盤をショベルカーや人力により掘り下げて立坑を形成しつつ、所定寸法掘り下げる毎に立坑内に平面形状が円弧状の土留め用のライナープレート（図示省略）を環状に組み立てて行く。この作業を埋設管１が完全に露出するまで繰り返すことにより発進立坑２及び到達立坑３が構築される。
又、発進立坑２及び到達立坑３を構築したら、各立坑２，３の底部に露出する埋設管１を取り除くと共に、発進立坑２の上流側に位置する埋設管１（図４の左端の埋設管１）の端部と到達立坑３の下流側に位置する埋設管１（図４の右端の埋設管１）の端部に鋼管等の筒状の補強部材２１を挿入して埋設管１の端部を補強する。
【００２３】
尚、発進立坑２及び到達立坑３は、小口径管推進工法（ＴＰ７５ＳＣＬ）に用いる掘削機５を使用しているために小さくすることができ、広い用地を確保できないような場所でも構築することができる。例えば、ＴＰ７５ＳＣＬの場合、発進立坑２の内径は２５００ｍｍで済み、又、到達立坑３の内径は、埋設管１の直径が３５０ｍｍのときには１２００ｍｍ、埋設管１の直径が４００ｍｍ〜５００ｍｍのときには１５００ｍｍで夫々済む。更に、発進立坑２側の作業用スペースＳ１は３ｍ×２０ｍの面積で済み、到達立坑３側の作業用スペースＳ２は２．５ｍ×１２ｍの面積で済む。
【００２４】
又、用地を十分に取れるような場合には、小口径管推進工法のＴＰ９０ＳやＴＰ９５Ｓを使用するようにしても良い。この場合、発進立坑２は、長径が６０００ｍｍで短径が２５００ｍｍの楕円形となる。又、到達立坑３の内径は、埋設管１の直径が７００ｍｍのときには１８００ｍｍとなる。
【００２５】
線路脇の路盤に発進立坑２及び到達立坑３を構築したら、次に取り換え区間にある埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに水を混合した砂４を充填した後、埋設管１内の余剰の水を排出して砂４を締め固め、埋設管１及びその周辺の地盤を補強する。即ち、埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに水締めにより砂４を充填する。これは老朽化した埋設管１を掘削機５により破砕、掘削する際に埋設管１の前方が座屈、粉砕しないようにするためである。
【００２６】
尚、水締めとは、埋め戻した土砂中に大量の水を流して土粒子間の間隙を飽和させ、土粒子相互間に存在する水の表面張力による見掛けの粘着力を除去して土粒子の相互移動を容易にし、その後強制排水又は自然排水によって余剰の水を排出することにより土砂の締め固めを行うものである。
【００２７】
埋設管１内に水を混合した砂４を充填するには、先ず、発進立坑２側及び到達立坑３側に開口している埋設管１の開口端を水のみを通過させる金網製のカバー体２２で夫々覆い、次に、地上に設置している砂充填装置８のミキサー８ａ内の水と混合された砂４をポンプ及び埋設管１の端部に挿入した移送ホース８ｂを通じて埋設管１内へ圧送（砂４の注入圧：１〜２ｋｇ／ｃｍ^２）する（図５参照）。このとき、砂４は、水によって流動化しているため、埋設管１周囲に形成された空隙Ｇにも確実且つ良好に充填されることになる。
そして、埋設管１内への砂４の充填により埋設管１内及び埋設管１周辺の空隙Ｇが砂４で完全に埋められたら、ポンプによる砂４の圧送を停止すると共に、発進立坑２側に臨んでいる埋設管１の端部を金網製のカバー体２２で完全に覆う。そうすると、埋設管１内の余剰の水は、埋設管１内の両端部開口が金網製のカバー体２２で覆われていることとも相俟って、カバー体２２の網目を通って発進立坑２や到達立坑３へ自然に排出されることになる。その結果、埋設管１内や埋設管１周辺の空隙Ｇに充填された砂４は、埋設管１内で締め固められることになる。
【００２８】
取り換え区間にある埋設管１内に砂４を充填したら、その次に発進立坑２及び到達立坑３の周囲にトラッククレーン１３やダンプカー１４を配置すると共に、発進立坑２内及び発進立坑２の周囲に掘削機５やこれを駆動制御する油圧ユニット９及びコントロールユニット１２等の各種機械設備を設置し、埋設管１内の砂４が完全に締め固められるのを待つ。
【００２９】
埋設管１内の砂４が完全に締め固められたら、小口径管推進工法に用いる掘削機５により埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しつつ埋設管１と砂４を発進立坑２側へ排出すると共、埋設管１及び砂４が取り除かれた空間に新しい埋設管１５を順次推進埋設して行く。
【００３０】
前記工程を行う場合には、先ず先導管６をカッタヘッド６ａ及び揺動部６ｂとピンチ弁部６ｃとレーザターゲット部６ｄとに３分割して発進させる。
具体的には、カッタヘッド６ａ及び揺動部６ｂをカッタヘッド６ａを回転させながら推進装置７により推進させる。そうすると、カッタヘッド６ａ及び揺動部６ｂは、回転駆動しているカッタヘッド６ａにより埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しながら推進される（図６参照）。
次に、揺動部６ｂにピンチ弁部６ｃを接続し、カッタヘッド６ａを回転させて埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しながらカッタヘッド６ａ及び揺動部６ｂとピンチ弁部６ｃとを推進装置７により推進させる（図７参照）。
その後、ピンチ弁部６ｃにレーザターゲット部６ｄを接続し、カッタヘッド６ａを回転させて埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しながらカッタヘッド６ａ及び揺動部６ｂとピンチ弁部６ｃとレーザターゲット部６ｄとを推進装置７により推進させる（図８参照）。
尚、カッタヘッド６ａにより破砕された埋設管１の破砕片と砂４は、先導管６内に内蔵されたスクリューコンベヤ（図示省略）により発進立坑２側へ順次排出されて行き、作業の邪魔にならないように発進立坑２から地上へ回収される。
【００３１】
そして、先導管６が一定距離だけ推進されると、先導管６の後端に新しい埋設管１５を接続すると共に、埋設管１に内蔵されているスクリューコンベヤ２３を先導管６内のスクリューコンベヤ（図示省略）に接続した後、カッタヘッド６ａを回転させて埋設管１及び締め固められた砂４を破砕しながら新しい埋設管１５を推進装置７により推進させて埋設して行く（図９参照）。この場合にも、埋設管１の破砕片と砂４は、先導管６内のスクリューコンベヤ（図示省略）と新しい埋設管１５内のスクリューコンベヤ２３により発進立坑２側へ排出されて行く。以下、この作業を繰り返し行うことによって必要本数の新しい埋設管１５を順次推進埋設して行き、取り換え区間にある既設の埋設管１を全て新しい埋設管１５に取り換える。
【００３２】
尚、先導管６及び埋設管１の推進中は、発進立坑２側よりレーザトランシットから測量用レーザビームを飛ばし、先導管６内にあるレーザターゲットに読み取らせ、コントロールユニット１２に映るデータから先導管６の姿勢を確認し、推進力・掘削力を充分に把握した上で添加剤、活材の注入量を決定し、更に、掘削残土をピンチ弁により制御してスクリューコンベヤ２３により排出するようにしている。今回のように砂４を充填した埋設管１を破砕、掘削する場合、掘削条件が一定であるため、ピンチ弁の機能は不必要になると思われる。
又、埋設管１内に砂４を充填して締め固めているため、掘削機５による埋設管１の破砕、掘削時に路盤が陥没すると云うことがなく、掘削作業を良好且つ確実に行える。
更に、埋設管１が砂４の充填によって中実状になっているため、埋設管１をカッタヘッド６ａで破砕しても大きな破砕片となることがなく、破砕片を先導管６内に確実に取り込むことができ、破砕片の排出処理が確実となる。
そのうえ、埋設管１内に砂４を充填しているため、掘削条件が一定になって一定のスピードで既設の埋設管１及び締め固められた砂４を破砕することができ、日進量も大きくスムーズな施工を行える。
【００３３】
先導管６及び新しい埋設管１５の推進によって先導管６が到達立坑３に到達したら、到達立坑３から先導管６を複数に分割してトラッククレーン１３で回収する（図１０参照）。又、図１１に示すように既設の埋設管１を全て新しい埋設管１５に取り換えたら、埋設管１内に残っているスクリューコンベヤ２３を発進立坑２又は到達立坑３から順次回収し、その後掘削機５等の各種機械設備を撤去すると共に、発進立坑２内及び到達立坑３内で新しい埋設管１５と既設の埋設管１を継ぎ管（図示省略）で接続し、最後に発進立坑２及び到達立坑３を埋め戻して線路脇の路盤を元の状態にする。
【００３４】
尚、上記実施の形態に於いては、ライナープレートを用いて平面形状が円形の発進立坑２及び到達立坑３を形成するようにしたが、他の実施の形態に於いては、鋼板製の矢板を用いて平面形状が矩形の発進立坑２及び到達立坑３を形成するようにしても良い。
【００３５】
上記実施の形態に於いては、取り換え区間の埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに水を混合した砂４を充填した後、埋設管１内の余剰の水を排出して水締めにより砂４を締め固めるようにしているが、他の実施の形態に於いては、取り換え区間の埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに水及び天然の無害な凝固剤を混合した砂４を充填した後、埋設管１内の余剰の水を排出して水締め及び凝固剤により砂４の固めるようにしても良い。
即ち、前記工法は、凝固剤として人体や動植物に対して無害な寒天を使用し、この寒天の溶液と水と砂４とを砂充填装置８のミキサー８ａで攪拌混合し、水及び寒天（凝固剤）の溶液を混合した砂４をポンプ及び移送ホース８ｂを通じて埋設管１内へ圧送して埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに充填した後、埋設管１内の余剰の水を排出して水締め及び寒天の凝固作用により砂４を固めるようにしたものである。
この工法に於いては、砂４が寒天の凝固作用によって完全に固められた状態で埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに充填されるため、埋設管１の補強を確実且つ良好に行えることになる。又、寒天の凝固温度（３５℃〜４５℃付近）が比較的に高いため、寒天を凝固させるための工夫を特別に施す必要もなく、ただ単に寒天の溶液を水と砂４に混合するだけで良いので、利便性や取扱性にも優れたものとなる。更に、寒天の成分が埋設管１周囲の地盤中に溶出しても、寒天の成分は人体や動植物に対して無害であるため、工事現場周辺の土壌や地下水を汚染することがない。
【００３６】
上記実施の形態に於いては、埋設管１の取り換え区間の片側位置（発進立坑２側）から埋設管１内へ砂４を充填するようにしたが、他の実施の形態に於いては、図１２に示す如く、埋設管１の取り換え区間の両側位置（発進立坑２側及び到達立坑３側）から埋設管１内へ水を混合した砂４（若しくは水及び寒天を混合した砂４）を充填するようにしても良い。この場合には、砂４を埋設管１内に短時間で充填することができると共に、埋設管１内に空隙Ｇを形成することなく、埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに砂４を確実に充填することができる。又、埋設管１の両側位置から埋設管１内に砂４を充填するようにしているため、埋設管１内に土砂が詰まって埋設管１の途中が閉塞された状態になっていても、埋設管１内及びその周辺の空隙Ｇに砂４を確実に充填することができる。
【００３７】
上記実施の形態に於いては、埋設管１の取り換え区間の両側位置に発進立坑２及び到達立坑３を構築した後、埋設管１内に水を混合した砂４（若しくは水及び寒天を混合した砂４）を充填するようにしたが、更新を要する埋設管１の両端が予め開放されているような場合には、埋設管１内に水を混合した砂４（若しくは水及び寒天を混合した砂４）を充填してから埋設管１の取り換え区間の両側位置に発進立坑２及び到達立坑３を構築するようにしても良い。
【００３８】
上記実施の形態に於いては、既設の埋設管１と新しい埋設管１５の径が同じであり、既設の埋設管１と同じ位置に新しい埋設管１５を布設するようにしたが、他の実施の形態に於いては、既設の埋設管１と同じ位置に既設の埋設管１よりも大きい径の新しい埋設管１５を布設するようにしても良い。
【００３９】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の請求項１の発明は、埋設管の取り換え区間の両側位置に発進立坑及び到達立坑を構築すると共に、取り換え区間の埋設管内及びその周辺の空隙に水を混合した砂を充填して水締めにより砂を締め固めた後、発進立坑から掘削機によって埋設管及び締め固めた砂を破砕しながら埋設管の破砕片と砂を発進立坑側へ排出すると共に、埋設管及び砂が取り除かれた空間に新しい埋設管を推進埋設するようにしている。
その結果、本発明の請求項１の発明は、軌道や道路を埋設管の取り換え区間全域に亘って掘削したり、或いは交通を遮断したりすることなく、新しい埋設管を破損した埋設管と略同じ位置に短期間で経済的に且つ安全に布設することができる。
又、本発明の請求項１の発明は、埋設管内に水を混合した砂を充填するようにしているため、冒頭で述べたように埋設管内にモルタルや薬液を充填する工法のようにモルタルや薬液の成分が埋設管周囲の地盤中に溶出して工事現場周辺の土壌や地下水を汚染すると云うことがなく、環境汚染を引き起すことなく、新しい埋設管の布設工事を行える。
更に、本発明の請求項１の発明は、埋設管内に水を混合した砂を充填するようにしているため、砂が流動化した状態で埋設管内に充填されることになり、埋設管の周囲に形成された空隙にも砂が確実且つ良好に充填されることになる。
【００４０】
本発明の請求項２及び請求項４の発明は、埋設管の取り換え区間の両側位置から埋設管内及びその周辺の空隙に水を混合した砂若しくは水及び凝固剤を混合した砂を充填するようにしているため、砂を埋設管内に短時間で充填することができると共に、埋設管内に土砂が詰まって埋設管の途中が閉塞された状態になっていても、埋設管内及びその周辺の空隙に砂を確実に充填することができる。
【００４１】
本発明の請求項３の発明は、取り換え区間の埋設管内及びその周辺の空隙に水及び天然の無害な凝固剤を混合した砂を充填した後、埋設管内の余剰の水を排出して水締め及び凝固剤により砂を固めるようにしているため、埋設管内の砂がより一層強固に固められることになり、埋設管や埋設管周囲の地盤の補強を確実且つ良好に行える。そのため、既設の埋設管の破砕作業をより一層安全に良好且つ確実に行える。
【００４２】
本発明の請求項５の発明は、凝固剤に人体や動植物に対して無害な寒天を使用しているため、寒天の成分が埋設管周囲の地盤中に溶出しても、工事現場周辺の土壌や地下水を汚染することがない。然も、寒天の凝固温度が比較的に高いため、寒天を凝固させるための工夫を施す必要もなく、ただ単に寒天の溶液を水と砂に混合するだけで良いので、利便性や取扱性にも優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る老朽埋設管の更新工法の各工程を示すブロック図である。
【図２】本発明の工法を実施するために使用する各種機械設備を発進立坑側に設置した状態を示し、（Ａ）は発進立坑周囲の平面図、（Ｂ）は発進立坑周囲の縦断面図である。
【図３】本発明の工法を実施するために使用する各種機械設備を到達立坑側に設置した状態を示し、（Ａ）は到達立坑周囲の平面図、（Ｂ）は到達立坑周囲の縦断面図である。
【図４】更新を要する埋設管の取り換え区間の両側位置に発進立坑及び到達立坑を構築した状態を示す説明図である。
【図５】取り換え区間の埋設管内に水を混合した砂を充填する工程を示す説明図である。
【図６】先導管（カッタヘッド及び揺動部）の推進工程を示す説明図である。
【図７】先導管（カッタヘッド、揺動部及びピンチ弁部）の推進工程を示す説明図である。
【図８】先導管（カッタヘッド、揺動部、ピンチ弁部及びレーザターゲット部）の推進工程を示す説明図である。
【図９】先導管及び新しい埋設管の推進工程を示す説明図である。
【図１０】先導管を分割して回収する状態を示す説明図である。
【図１１】埋設管の取り換え区間に新しい埋設管を布設した状態を示す縦断面図である。
【図１２】取り換え区間の埋設管の両側位置から埋設管内に水を混合した砂（若しくは水及び凝固剤を混合した砂）を充填する固定を示す説明図である。
【符号の説明】
１は既設の埋設管、２は発進立坑、３は到達立坑、４は砂、５は掘削機、１５は新しい埋設管、Ｇは埋設管周辺の空隙。

Claims (5)

1. 更新を要する埋設管（１）の取り換え区間の両側位置に発進立坑（２）及び到達立坑（３）を構築する工程と、取り換え区間の埋設管（１）内及びその周辺の空隙（Ｇ）に水を混合した砂（４）を充填した後、埋設管（１）内の余剰の水を排出して水締めにより砂（４）を固める工程と、掘削機（５）を用いて発進立坑（２）側から少なくとも埋設管（１）及び固められた砂（４）を破砕しながら埋設管（１）の破砕片と砂（４）を発進立坑（２）側へ排出すると共に、埋設管（１）及び砂（４）が取り除かれた空間に新しい埋設管（１５）を推進埋設する工程とから成ることを特徴とする老朽埋設管の更新工法。
2. 取り換え区間の埋設管（１）内及びその周辺の空隙（Ｇ）に水を混合した砂（４）を充填する際に、埋設管（１）の取り換え区間の両側位置から埋設管（１）内へ水を混合した砂（４）を充填するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の老朽埋設管の更新工法。
3. 更新を要する埋設管（１）の取り換え区間の両側位置に発進立坑（２）及び到達立坑（３）を構築する工程と、取り換え区間の埋設管（１）内及びその周辺の空隙（Ｇ）に水及び天然の無害な凝固剤を混合した砂（４）を充填した後、埋設管（１）内の余剰の水を排出して水締め及び凝固剤により砂（４）を固める工程と、掘削機（５）を用いて発進立坑（２）側から少なくとも埋設管（１）及び固められた砂（４）を破砕しながら埋設管（１）の破砕片と砂（４）を発進立坑（２）側へ排出すると共に、埋設管（１）及び砂（４）が取り除かれた空間に新しい埋設管（１５）を推進埋設する工程とから成ることを特徴とする老朽埋設管の更新工法。
4. 取り換え区間の埋設管（１）内及びその周辺の空隙（Ｇ）に水及び凝固剤を混合した砂（４）を充填する際に、埋設管（１）の取り換え区間の両側位置から埋設管（１）内へ水及び凝固剤を混合した砂（４）を充填するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の老朽埋設管の更新工法。
5. 前記凝固剤が人体や動植物に対して無害な寒天である請求項３又は請求項４に記載の老朽埋設管の更新工法。

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