JP2005054562A - 既設供給管等の修繕および既設管敷設変え工法ならびにその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地中に埋設された既設供給管等の非開削による敷設変えには、これまで様々な方法が試みられているものの確実性に欠けてコストも大きいので、コストを低より確実なものにしてコストを下げる。
【解決手段】 索の牽引力を既設管に伝達したり自らに加わる応力を既設管に伝達したりする弾性または剛性に富む応力伝達部材を装着した索を地中埋設既設管内に挿通し、索の牽引工法により、あるいは索の牽引に加えて応力伝達部材に与える推力が既設管を推進する牽引、推進工法により、既設管を移動させて接続する新設管を確実に誘導敷設する。
【選択図】 図13

Description

本発明は供給管等の地中埋設管の敷設替えを対象とする。

水道管や,ガス管等の本管から各家庭に分岐する枝管は従来鉛管や鋼管が使用されていたが、衛生・安全上の配慮から近年においてはステンレス鋼管、ポリエチレン管、塩化ビニール管等が採用されている。しかしながら、いまだ多数の鉛管や鋼管が使用されており、この取替えが課題となっているにもかかわらず進捗は遅れている。進捗の遅れの理由は、従来の地表面を掘削する開削工法のコスト高が挙げられる。また、道路上を掘削する交通障害の問題も見逃せない要因である。
特開平０８−１２８５６６号公報例えば特許文献1には、既設の鉛管内に芯鉄線を貫通させた後、加熱媒体を導入して管体を溶融させ、管体と鉄線を一体化させて引き抜く方法が記載されている。また、文献2には、牽引索を挿通して引き出した牽引索の一端を既設鉛管の一端に結合させ、他端からこの牽引索を牽引することにより既設鉛管を引き抜き、同時に新規管を推進工法により挿入する方法が記載されている。 特開２００２−９７８９４号公報加熱媒体を使用する特許文献1に記載の方法は、塩化ビニール等の熱に弱いケーブルでは使用できない場合があり、また牽引索と既設鉛管の一端を係合させる特許文献に記載の方法は、圧縮強度の小さい鉛管の係合部分が座屈したり破断したりして牽引不能となるおそれがある。その他、ワイヤーに突起物を取り付けて鉛管を係合させて引き抜く方法もあるが、柔らかい鉛管が削り取られたり、あるいは突起物が破損するなどして有効に引き抜けない可能性がある。

本発明は、非開削工法により地中に埋設された供給管等を撤去する際、直接牽引力や推力を加えると破断して事実上撤去できない供給管等を、破断させることなく確実に撤去して既設管が存在した元の位置に新設管を誘導敷設することにある。

本発明の非開削による供給管等の既設管の敷設替えは、古くなって断面形状が変化していたり錆びたりしている既設管内に、既設管撤去用の応力伝達部を配置する索を引き込み易くするために事前に既設管を修繕する既設管修繕方法や、索と索周縁に筒状あるいはチユーブ状もしくはそれに似る形状の孔を有し、その孔に索を通す応力伝達用の弾性部材あるいは剛性部材を配置し、索を牽引して発生する抵抗力により既設管を拘束して既設管を移動させ新設管を誘導敷設する方法、あるいは索の多数の箇所に剛性部材による係合部材を装着して鉛管を破断させることなく引き抜く方法、また応力伝達部材を伴って引き抜いた索に関して鉛管を縦に切断分離しつつ巻き取る方法、索を牽引しつつ応力伝達部材を配置する新設管あるいは仮管の長い管体の外面を拘束して推力を伝え、連続的にしかも効率的に推進することにより既設管を撤去して接続する新設管を引き込む方法等を、既設管敷設替えの課題解決の手段としている。

既設管内に弾性部材や剛性部材を装着する索を引き込んで牽引して既設管を撤去するとともに新設管を敷設する本発明は、直接牽引力や推力を加えると破断して事実上撤去できない供給管等を確実に撤去して既設管が存在した元の位置に新設管を誘導敷設する効果があり、これにより敷設替えに関する低コストの非開削工法が成立し、施工に伴う交通渋滞を緩和して安全、に施工できるところから、敷設替えの財政投資効果を高めて鉛害の無い水道水供給やガス漏れ防止の早期実現に寄与し、国民の健康保全や安全な生活に役立つさらなる効果が期待できる。

本発明は、既設管内の錆や断面変形等の修繕のため、軸方向中心に索通し用の孔を有して索周縁を回転する回転部材を索に連結し、その先端に修繕部材を配置し、駆動装置の回転を回転部材に伝えて先端の修繕部材を回転させ、既設管の一端部から他端部まで移動させて既設管の断面形状修復、研磨、切削、清掃等の修繕を行う方法により実施するのを最良の形態とする。

また本発明は、弾性部材に応力を加えて生じる形状変化に伴う摩擦やその他の抵抗力により既設管を引き抜き新設管を布設する牽引式既設管敷設替え工法であり、ワイヤー,化学繊維、ゴム等あるいはそれらの複合体からなるしなやかで強靭な材質の索および(3)索の周縁に筒やチユーブあるいはそれらに似る形状のゴムや合成樹脂等からなる弾性を有する材質の弾性部材を配置する装置を既設管内に挿通した後、索を反対方向に牽引して弾性部材に応力を作用させて形状変化させ摩擦力あるいはその他の抵抗力を生じせしめ、これらの力が既設管を拘束して移動させるとともに接続する新設管を誘導敷設する方法であり、弾性部材は鉛管等にあって断面が変形して索を挿通し難い場合にも引っ張られることにより自己の形状を変形させて変形断面内を通過できる利点を有しており、弾性部材に応力を作用させる具体的方法の一つ目は弾性部材の一端を索に固定して固定側より既設管に引き込み後、反対方向の固定しない側に向けて牽引する方法であり、この場合弾性部材を1箇使用するケースと複数箇使用するケースがあり、具体的方法のニつ目は索に固定しない弾性部材を既設管に配置し、牽引索後方に弾性部材を圧縮する圧縮部材を配置し、圧縮部材を牽引することにより押し出されて来る弾性部材の移動を阻止する受止め部材を既設管の牽引側の切り口に設置し、索を牽引して弾性部材を圧縮させて半径方向に膨張させる方法であり、具体的三つ目は引き込み時の抵抗が少なく引き込みと反対方向に牽引した場合に大きな抵抗力を生じる構造の弾性部材を索に一体化して配置する方法であり、その他として索を用いることなく弾性部材を圧縮させる方法などもあり、応力を受けた弾性部材が形状を変化させて摩擦力やその他の抵抗力を発揮し、管を拘束して既設管を移動せしめる方法を採るのを最良の形態とする。

本発明の実施は、剛性部材等利用による牽引式既設管敷設替え工法であり、ワイヤー、化学繊維、ゴム等あるいはそれらの複合体からなるしなやかで強靭な性質の索と、索周縁に筒状あるいはそれに似る形状の金属や合成樹脂等の材質からなる剛性に富む剛性部材を配置し、剛性部材の半径方向の2面が索に直角でしかも平行な標準剛性部材と、索に直角でない面を持ち互いが平行ではない面を持つ異型剛性部材を、索に固定せず索に沿って自由に移動できるよう取り混ぜて連続的に配置し、この索を既設管内に設置して索を牽引することにより剛性部材末端部に取り付けた圧縮部材をして剛性部材に圧力を加えさせる結果、圧力の加わった剛性部材は半径方向に滑動したり屈曲したりして既設管を圧接し、圧接して生じる摩擦力等が既設管を拘束して既設管を移動させて接続する新設管を誘導敷設するものであり、この場合応力伝達部材の剛性部材の一部分は弾性部材であってもかまわず剛性部材と弾性部材の混合体でもよく形状も様々で差し支えなく、索に連続して配置する剛性部材が屈曲するなどして牽引力を既設管に伝え、既設管との間に摩擦力等を生じさせて既設管撤去に力を発揮する方法であり、また剛性部材に索スリーブ管と弾性部材を組み合わせた弾剛性係合部材を索の多数個所に配置し、索を牽引して弾剛性係合部材を既設管に係合させ既設管を引き抜く方法等を含め最良の形態とする。

また本発明の実施は、弾剛性部材係合による牽引式既設管敷設替え工法は、ワイヤー,化学繊維、ゴム等からなるしなやかで強靭な材質の索、および索の周縁にゴムや合成樹脂等からなる弾性を有する係合誘導弾性部材、金属や合成樹脂等の材質からなる剛性に富む円筒を変則的に切欠いた形状であって、鉛管との係合を目的とする係合剛性部材、同じく円筒型の剛性部材を切欠いた係合剛性部材を支持する係合支持剛性部材、あるいは筒状切欠係合剛性部材から成る部材類を一体化して弾剛性部材とし、索に数多く配置する「カシメ」部の間にこれを装着してこれら全体を装置とし、この装置を既設管内に挿通し、装置を牽引して弾剛性部材により鉛管に係合せしめ、既設管を拘束して移動させるとともに接続する新設管を誘導敷設する方法であり、係合することにより破断し易い鉛管等の既設管は、弾剛性部材の装着数を増やすことにより破断させずに移動する方法等を最良の形態とする。

また本発明の実施は、応力伝達部材利用の1工程方式の牽引・推進式既設管敷設替え工法であり、応力伝達部材を既設管内に配置した後、既設管に後続して応力伝達部材を配置する柔軟性のある新設管を設置し、この既設管内の応力伝達部材を牽引して既設管を移動させて新設管を誘導敷設するが、索の牽引時に土の摩擦抵抗が大きく牽引が困難となる場合、管の牽引に加えて新設管外面を拘束して推進する推進工法の併用が採れて索の破断もない方法であり、また推進工法は既設管の推進機による牽引と異なり既設管を直接牽引しない方法等を最良の形態とする。

また本発明の実施は、応力伝達部材利用の2工程方式推進式既設管敷設替え工法であり、1工程方式の牽引・推進式既設管敷設替え工法において、新設管が柔らかくて推進時の拘束により破損する恐れがある場合の問題を解消するため、最初に既設管に接続する仮管を推進し、敷設後に仮管を牽引、移動させて新設管を誘導敷設する2工程方式であり、推進時に管を拘束することによる破損問題を解決して新設管を敷設する方法等を最良の形態とする。

また本発明の装置は、錆や断面変形が生じているあるいはその他の理由から修繕が必要な既設管に対し、既設管内に挿通する索外周に設置する修繕部材を先端に、その後方に修繕部材に回転応力を伝達する応力伝達部材の回転部材等を互いが連続して接するよう配置し、駆動装置の回転力を回転部材に伝えて先端の修繕部材を回転させ、既設管の一端部から他端部まで移動させて既設管を修繕する最良の形態をとることができるので、供給管のみにとどまらずあらゆる場合における既設管内修繕の課題解決の手段として使用が可能である。

また本発明の装置は、ワイヤー,化学繊維、ゴム等あるいはそれらの複合体からなるしなやかで強靭な性質の索と、索に沿って配置して軸方向の応力を受けて形状を変化させ、半径方向に膨張して摩擦力を発生したり、あるいはその他の抵抗力を発生して既設管を拘束する弾性部材と、その双方を一体化して使用する装置は、既設管に加わる土の摩擦力を振り切って既設管を移動する力を発揮するところから、既設管敷設替えの問題解決手段として有効である。

また本発明の装置は、ワイヤー、化学繊維、ゴム等あるいはそれらの複合体からなるしなやかで強靭な性質の索と、軸方向と半径方向に移動できるよう索周縁に連続配置した剛性部材、あるいは弾性部材、または剛性部材に弾性部材を組み込んだ部材等を一体化して使用する装置は、索を牽引することにより軸方向の圧力を得て半径方向に滑動したり屈曲したりして既設管を圧接し、索を強く引けば引くほど既設管内の剛性部材はますます屈曲して圧接する力を大きくし、摩擦力等を発生して既設管を移動する力が大きく、しかも推進工法と併用することができるところから既設管を移動させる大きな力を引き受けることができることを最良の形態とし、既設管敷設替の問題解決手段として有効である。

また本発明の装置は、既設鉛管を撤去しながら切断分離して索のみを巻き取ることを目的とし、既設管抜取り口に二本構に繋がるシャフトに取り付けた既設管抜取り用の回転シーブを配し、あるいは二本構に既設管抜取り用の回転シーブを配し、索を牽引して索と一体化した既設管である鉛管を索と鉛管に分離するための1対の芯出しローラを2基、鉛管カッター、鉛管分 離器を設置する鉛管分離板を配し、その上部に索巻取り用ドラムを配し、2本構形式であればクレーンのブーム先端に装着し、クレーンの巻き上げ索を利用する巻取りドラムを設置することが可能であり、2本構形式以外であれば自立することができる脚や柱を本体フレームとして有し、索を牽引するためのドラムを回転させる駆動装置を有し、移動に際してクレーン等の重機類を使用する必要を省くための車輪を設置した装置であり、既設管を牽引しつつ鉛管と索を分離切断する方法が採れる上に、二本構やあるいは二本構に繋がるシャフトに設置する回転シャフトは小さな作業ピットから既設管を牽引する長所を有し、既設管敷設替の問題解決手段として有効な装置である。

また本発明の装置は、供給管等の既設管敷設替えに供する推進装置であり、一対の油圧ジャッキ・推力伝達アーム・管拘束板を有し、推力伝達アームおよび管拘束板をスライド板上に設置し、スライド板と推力伝達アームを中心ピンによりヒンジ連結し、推力伝達アームとクレビスピン部はローラフオロアを配置して両者の接点に加わる応力集中に対応し、既設管、拘束板、推力伝達アーム、推力伝達アームの中心ピンが同時に移動できるようスライド板上に設置し、スライド板はジャッキの伸張・引き戻しに合せて底板を推進方向にスライドし、ジャッキロットを伸張すれば推力伝達アームが中心ピンを支点として回転して管拘束板が管体を拘束して推力を推進管に伝え、引き戻せば推進管の拘束を解く自動推進を可能とする構造の推進装置であり、ジャッキ側面にジャッキ拘束用の切り込みを設けた壁を有し、ジャッキは羽根を有して拘束壁、底板および前後の支圧壁と固定し、立坑に設置し支承板にジャッキを設置して支承受け軸を押し付け、支承軸固定ネジを固定して推進機を安定させるこの装置は仮管や新設管の長い管体を自動的にしかも効率的に推進又は牽引させるのを最良の形態とし、既設管敷設替の問題解決手段として有効である。

本発明の実施例を図面により説明する。図1は着工前、図2は着工開始時の状況を示す供給管付近の断面図であり、1は本管、2aは既設管、2bは新設管、3a、3bは本管付近に設置した作業用ピット、これらの分岐栓111と宅内栓112間の既設管2aを新設管2bに敷設替えするのがこの工事の目的である。
着工に当って、図2に示すように分岐栓11宅内栓12を閉じて既設管2aを作業用ピット3a、3bの内部で切断する。図3は敷設替え予定の新設管を示す断面図である。
以後の説明は、既設管2aの部分を直線状とした模式図により行う。

図4における(a)は敷設時や敷設後に土圧その他によりつぶれて変形した既設管の断面を示し、(b)は変形した既設管を索が挿通できる範囲に修繕した状態を示す。
図5は既設管2a内に修繕用の修繕部材と応力伝達用の回転部材を伴う索10を挿通し、既設管2a内に配置して始点側より修繕部材の一部である断面拡張部材83を片切型回転部材81を通じて駆動装置により回転させながら回転部材ガイド管96を通じて既設管2a内を通過させて支障部分を修繕する状態を示している。

図6は一端固定型による、弾性部材牽引方式による供給管等の既設管敷設替え工法の詳細説明であって、(a)は既設管内を挿通する索10および弾性部材7を示し、索10は既設管2aの引き抜き、新設管2bの引き込みに耐えられる強度を有し、なおかつ管路にしたがって自由に曲折するワイヤー、化学繊維ロープ、ゴム、あるいはその複合体等を用いた強度を有してしなやかなものである。その索10に弾性部材の一端を固定して既設管2a内に弾性部材を引き込む状態を示すものであり、予めアルミスリーブを圧着加工した「カシメ部」11あるいはワイヤー等を巻きつけて締め付けた索10に固定された弾性部材を、既設管の一端より他端までを挿通するに当り、最初に弾性部材を配置しない部分の索を挿通し終え、続いて弾性部材を装着する部分を引き込んだ状況を示している。弾性部材は材質によっては既設管2aの断面が多少変形していたとしても索を強く引くことにより断面形状を変化させて既設管2a内に挿通し易い。
(b)は、引き込まれた弾性部材が引き込みと反対方向に牽引されると軸方向に圧縮されて形状変化する結果、半径方向に膨らみ、既設管2aとの間に摩擦力が生じる状態を詳細に示すものである。すなわち、弾性部材は圧縮、膨張して既設管の間に摩擦力を生み、既設管2aを拘束して移動させる力を発揮する。

図7における(a)は、一本の長い一端固定型長尺弾性部材71を索に装着して既設管内に引き込む状況を示している。(b)は、一端固定型長尺型弾性部材71を牽引して既設管を移動する状況を示している。
延長の短い引き込み抵抗が小さい既設管2aは一端固定型長尺弾性部材71を引き込むことができ、延長の長い引き込み抵抗が大きな既設管2aは一端固定型短尺弾性部材72を引き込むことが有利である。

図８における(a)は、複数本の短い一端固定型短尺弾性部材72を索に装着して既設管内に引き込む状況を示している
(b)は一端固定型短尺型弾性部材71を装着して既設管を移動する状況を示している。

次いで図9は弾性部材を用いる牽引による供給管等の既設管敷設替え工法の説明であって、(a)は弾性部材の両端は索10に固定しないで解放し、既設管2a内に弾性部材を引き込む状態を詳細に示すものである。索10に両端を固定しない両端解放型長尺弾性部材73を既設管に引き込んだ状態を詳細に示し、既設管2aの一端には索の「カシメ部」11があり、それに接して圧縮部材30配置してある。
(b)は、両端解放型長尺弾性部材73引き込み後、既設管牽引側の切り口に弾性部材の移動を受止るための受止部材33を取り付け、既設管2aの外部より受止部材33を締め付け部材34により締付て既設管2aと一体化して牽引側の弾性部材の移動を阻止する処置を講じ、索10を牽引すると両端解放長尺弾性部材73を圧縮部材30が圧縮して既設管2aを牽引する力を発揮する状況を示している。また既設管2aと新設管2bの接続は、接続部材31の索固定ネジ38を索10に締め付け、接続部材31部の新設管補強のために接続カバー36設置して新設管固定ネジ37を締付け状態にあることを示している。
(c)は、上記の引き込みの概要を示している。

次いで図34は弾性部材を用いる牽引による供給管等の既設管敷設替えの説明であって、(a)はリング状切欠弾性部材77を索10にカシメ、ワイヤーあるいは針金の締め付けその他の方法などにより接着、固定する弾性部材である。
(b)は既設管2a内にリング状切欠弾性部材77を引き込む状態を示すものである。索10に固定したリング状切欠弾性部材77を既設管2aに引き込んだ状態を示し、引き込み時はリング状切欠弾性部材77が摩擦を生じても伸びるので抵抗が少なく容易に引き込める。
(ｃ)は、既設管2a内にリング状切欠弾性部材77を引き込み後の牽引状態を示し、牽引時はリング状切欠弾性部材77が既設管2aと摩擦を生じれば形状変化して大きな摩擦力を発揮し、既設管2aを拘束して移動させる状況を示す。

次いで図35は、帯状の切欠弾性部材78を用いる牽引による供給管等の既設管敷設替えの説明であって、帯状の弾性部材をきり欠いて索に巻き付け、カシメ、ワイヤーあるいは針金の締め付けその他の方法などにより固定する。
(b)は帯状の弾性部材78を策10の巻き付けた巻付弾性部材79を示し、切欠いて残った凸部が既設管2aと接する状態に突出している。
(c)は既設管2a内に巻付弾性部材79を引き込む状態を示すものである。索10に固定した巻付弾性部材79は引き込み時においては突出部は摩擦を生じても伸びて形状変化することにより抵抗が少なく引き込める。
(d)は、既設管2a内に巻付弾性部材79を牽引する状態を示し、牽引時の巻付弾性部材79は突出部をはじめとして巻き付弾性部材79が既設管2aと摩擦を生じてめくれ返り、巻き付け弾性部材79の直径を増大させ、引き抜き抵抗を大きくして既設管2aを拘束して移動させる状況を示している。

図10は剛性部材等利用による牽引式既設管敷設替え工法の説明であり、(a)は、既設管2a内に標準剛性部材61とその間に異型剛性部材62を配置する索10を引き勝手を良くして引き込んであり、標準剛性部材61と異型剛性部材62の互いが接しようとする面は平行でない状況を示している。(b)は、索10を牽引すると索10末端部のカシメ部11が標準剛性部材61を押し付ける結果、互いが平行でない標準剛性部材61と異型剛性部材62の面が接することにより索10軸が屈曲する状態を強いられ、剛性部材が既設管2aと接する状態になることを示している。これにより、剛性部材は中心が移動して既設管2aの内壁を強く圧接する結果、牽引力が既設管2aに伝わり既設管2aを前方に押し出して接続する新設管2bを敷設する状況を説明している。
上記に使用する標準剛性部材61間に設置する異型剛性部材62は同型の弾性部材を用いても効果があり、両者を材質、形状を問わず複合的に使用してもよい。索10末端の圧縮用部材は「カシメ」等の処置を施すのが有効である。
(ｃ)は、剛性部材を伴う策10の引き込み状況を示しており、(d)は、剛性部を材配置する索10を牽引して剛性部材が断面方向に位置を移動するの状況を示している。

図11は剛性部材利用による1工程方式の推進式既設管敷設替え工法の説明であり、(a)は既設管2aには標準剛性部材61とその間に異型剛性部材62を配置し、接続する新設管2b内には標準剛性部材61を配置する状況を示す。
(b)は索10を牽引することにより剛性部材が位置を移動して既設管2aの内壁を強く圧接する結果、牽引力が既設管2aに伝わり既設管2aを前方に押し出して接続する新設管2bを敷設する状況を説明している。この場合、牽引力の不足をきたせば新設管2bを外面より拘束して推進し、既設管2aを移動させて新設管2b誘導敷設する方法を採用する。これにより、牽引力を軽減できる状況を示している。

また図12は、新設管2b内に標準剛性部材61を設置し、既設管2a内に一端固定型長尺弾性部材71を配置して、これを後方より推進して発生する応力により既設管2aを拘束して移動し接続する新設管2bを誘導敷設する方法を示している。(a)は、既設管2a内に一端固定型長尺弾性部材71を挿通する索を引き込んだ状況を示し、(b)は、牽引と推進を併用して既設管2aを移動して新設管2bを誘導敷設する。この際、必要に応じて弾性部材と既設管2aを締め付けて一体化する。上記において、既設管2aが鋼管である場合は鋼管内に応力伝達部材を配置する必要なく推進することができ、推進装置を宅地側作業ピット3bに据えつけて牽引索を牽引することなく推進装置により鋼管を直接牽引できることも理解できる。

図13は、剛性部材2工程方式牽引推進式既設管敷設替え工法の説明であり、（a）は、1工程方式牽引推進式既設管敷設替え工法における新設管2bに換えて仮管2cを設置し、既設管内に標準剛性部材61および異型剛性部材62を装着する索を、仮設管内に標準剛性部材61を装着する索10を配置する。
(b)は、索10を牽引すると上記同様、剛性部材が位置を移動して既設2aの内壁を強く圧接する結果、牽引力や推力が既設管2aに伝わり既設管2aを前方に押し出すための牽引および推進を行っている状況を示している。
(c)は、仮管2aを敷設した後に新設管2bを接続し、牽引を開始して新設管2bを敷設する状況を示している。

図14は、剛性部材に属する弾剛性係合部材76を示す図であり、（a）は弾剛性係合部材76が引き込み時には係合せず、（b）は引き込みと反対方向に引かれることによりはじめて牽引時に既設管と係合する状態を示している。

図1５は、弾剛性係合部材76を使用する牽引推進工法図である。
(a)は標準剛性部材61および弾剛性係合部材76が引き込み時には係合しない状況を示し、 (b)は引き込まれて反対方向に索2aが牽引されることにより既設管2aと係合する状況を示している。

図16は、既設管修繕方法を示す図であり牽引索を挿通させた図17の部類を使用して既設管内を通過させて修繕するための修繕装置の概要を示すものであり、詳細は図16にとらわれる必要はない。装置は、スライド台100上にあってローラ101を4個取り付けたスライド板99が索10に対して前後に移動する。移動は力に関してはそれほど強い力を必要としないので手で押し付けて感触を確認しながら前進・後退の押し引きをするのもよく、ハンドルを設置してこれを回転させて機械的にスライドさせるのもよい。スライド板99には回転を生む駆動装置91、歯車に回転を伝える回転シャフト92、回転歯車93、回転伝達歯車94、歯車から回転部材に回転を伝達する回転伝達管95、回転伝達管95の回転を回転部材に伝えるために回転伝達管95と回転部材を拘束する回転締付ネジ97、回転部材の索上の移動を拘束する回転部材移動拘束ネジ98、回転部材のガイドをする回転部材ガイド管96が存在して、これらがそれぞれに機能して修繕の目的を達成する。

図17は索10を中心に回転部材を駆動装置により回転させ、先端の修繕部材に伝えて既設管の修繕を行うための部材類の平面形を示すものである。(a)は回転応力を伝達する片切型回転部材81、(b)は凹凸型回転部材82(c)は変形した断面を拡張する断面拡張部材83、(d)は錆を落とすブラッシング部材84、(e)は研磨が必要な場合は研磨用部材85、(f)劣化して断面が狭まっている場合に使用する切削用部材86等の概略図を参考として示すのものであり、正確さにこだわるものではない。

図18は剛性部材、の平面形状を示す平面図であり、索挿通用の孔を有して索に固定することなく既設管と係合できできれば、この形状に限定されることはなくどのような形状であっても差し支えない。(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、（f）は両端の面が平行な標準剛性部材61、両端の面が平行でない異型剛性部材62、多角を有する形状の多角形型異型剛性部材63、楕円型の楕円型剛性部材64、球型の球形部材65、切欠型剛性部材650タイプをそれぞれ示している。

図19は剛性部材に属する弾性部材接着の弾剛性係合部材76を示す概要図である。(a)は、組み合わせた状態の全体の概要を示し既設管2aに係合する係合剛性部材66、が索スリーブ69に設置してある係合誘導弾性部材74に押されて常時張り出している状態を示している。(b)は係合剛性部材66、を支持する係合支持剛性部材67の概要であり、形状は標準剛性部材61の一部を切欠き両端を残置した状態を示している。(c)は係合剛性部材66であり、既設管と係合して索10あるいは剛性部材の応力を既設管2aに伝達する役割を果し、鋼板をネジ締めあるいはその他の方法により係合支持剛性部材67に連結し、形状は標準剛性部材61の一部を切取った状態を示している。
(d)は索の外周を覆う索スリーブ69であり係合剛性部材66、係合支持剛性部材67、係合誘導弾性部材74を一体化させる役割を果している。
索スリーブ69と係合支持剛性部材67および係合誘導弾性部材74は接着剤等により固定されている。
(e)は係合誘導弾性部材74であり柔かい材質の弾性体であって索スリーブ69の上面に配置して係合剛性部材66を既設管に常に接触させる役割を果す。
弾剛性係合部材76は、円筒形から係合剛性部材66の突起物が飛出して常に既設管2aに接して取り付けた状態にあり、突起物の付け根方向に引かれるときは突起物を折りたたむ作用が行われ、反対方向に牽引されるときは突起物が既設管と係合する構造にある状態を示している。

図20は索スリーブを有しない簡易型の弾剛性係合部材76概要を示す。
(a)は、円筒形の剛性部材を一部切欠いた2個の筒状切欠係合剛性部材68を組み合わせた状態を示し、一個の筒状切欠係合剛性部材68、が内面に設置する係合誘導弾性部材74に押されて常時張り出して既設管2aに接している。
(b)は筒状剛性部材61を一部切欠いた筒状切欠係合剛性部材68を示す側面よりみた概略図である。
(c)は筒状の剛性部材を一部切欠いた筒状切欠係合剛性部材68を示す平面図である。切残された末端部に係合誘導弾性部材74が接着された状態を示す。
(d)は筒状切欠係合剛性部材68の末端よりみた正面図であり、筒状切欠係合剛性部材68内部に係合誘導弾性部材74が接着された状態を示す。
(e)は筒状切欠係合剛性部材68内面に接着する係合誘導弾性部材74を示す。
(f)は(b)の筒状切欠係合剛性部材68と同等程度の筒状切欠係合剛性部材68を示し、一方に係合誘導弾性部材を設置し、方向を逆転して互いを組み合わせて弾剛性係合部材76として使用する状態を示すのが(a)に示す図である。

図21は弾性部材装着索装置の説明であり、索10および索周縁に孔を有して索を通した弾性部材により構成されている。策は自由に曲折するワイヤー、化学繊維ロープ、ゴム、あるいはその複合体等からなる材質の強度を有してしなやかなものである。弾性部材はゴム,合成樹脂等弾力を有する部材からなり、索周縁に円筒、チユーブ状あるいはそれに似る形状の弾性部材を配したものである。弾性部材は一本の長い弾性部材を使用する長尺弾性部材、複数本配置する短い短尺弾性部材がある。弾性部材末端部の索には「カシメ」によりアルミスリーブを加工して圧着加工させているが、索と弾性部材を固定する方法は「カシメ」の方法にこだわるものではなく、索10に固定して同様の効果をもたらすものであればいかなる方法であっても差し支えはない。また、弾性部材は、索を通していなくても既設管との間に圧縮し膨張して摩擦力を生じる方法が取れればいかなる形状であってもよい。

図22は剛性部材装着索装置の説明であり、索10および索10周縁に孔を有して索を通した剛
性部材により構成されている。索10は自由に曲折するワイヤー、合成樹脂繊維ロープ、ゴム、あるいはその複合体等による強度を有してしなやかなものである。剛性部材は金属,合成樹脂等からなる剛性の強度を有する材質からなり、既設管剛性部材末端部の索にはアルミスリーブを加工して圧縮加工させた「カシメ」を取り付けているがこれに替わる性能を有する方法であればいずれの方法でもよい。索への剛性部材の組み合わせにより配置方法は様々であり図22は参考例を示している。図18による、両端の面が平行な標準剛性部材61、両端の面が平行でない異型剛性部材62、多角を有する形状の多角形型異型剛性部材63、楕円型の楕円型剛性部材64、円形型の球形剛性部材65、切欠型剛性部材650等をそれぞれ組み合わせて状況にあわせて使用するものであり、剛性部材間に弾性部材が混合しても差し支えない。

図23は弾剛性係合部材76装着索の説明であり、使用する索10はワイヤー、化学繊維、ゴム等あるいはそれらの複合体からなるしなやかで強靭な材質を有し、その索10と鉛管を係合させるためにカシメ部を増やして弾剛性係合部材76を索に多数装着するのを示している。

図24は、同じく弾剛性係合部材76を標準剛性部材61の取り混ぜて装着する状態を示し、剛性部材末端部の索にはアルミスリーブ等を加工して圧縮加工させた「カシメ」を取り付けており、これにより推進だけでなく牽引も可能であることを示している。

図25は、鉛管を撤去しつつ切断分離して応力部材を取り付けた索のみを巻き取る、クレーンのブーム先端に取り付けて使用する2本構形式の鉛管引抜分離切断索巻取り装置である。
装置は下端に索および既設管を水平方向から垂直方向に向きを変える役割を果し、自分自身も水平方向内に360°回転して向きを変えることができる回転シーブ50を設置し、回転シーブ50と本体フレーム5はシーブアジャスター51、により繋がり、その上部に水平方向の振れを防止する水平固定脚52を設置して、その上部に地表面と本体を固定する垂直固定脚53を設置しその上部に索と鉛管を切断分離する鉛管分離板54を取り付け、その上部に大歯車59を有する索巻取りドラム58、小歯車501を有する索巻き上げドラム502を設置して最上部に巻上げシーブ503を設置する。
鉛管分離板54は、下端に1対の索芯出しローラ55、その上部に鉛管分離カッター56、そのまた上部に鉛管分離器57、1対の索芯出しローラ55を有し、上下のローラは引き出した索10を鉛管分離器57上において一直線にする役割を果す。この装置は狭い作業ピット内から鉛管を効率的に回収できる。

図26は2本構形式の鉛管引抜分離切断索巻取り装置の側面図である。

図27は、二本構形式の本体フレーム5を補強部材532により補強させて自立させる形式の自立式鉛管引抜分離切断索巻取り装置の正面図であり、この他類似構造として3脚、多脚等が考えられるが、これらはいずれも自立型の範疇にあると考える。伸縮垂直固定脚531に設置する車輪535は移動が容易に行えることを示している。

図2８は、自立形式の鉛管引抜分離切断索巻取り装置の側面図である。索巻取りドラムが本体5上部に設置されているが、下部に位置していてもさしつかえはない。

図29は鉛管カッター56を示し、（a）は円筒内に円形の刃を有する回転カター3個が鉛管鉛を通過させつつ回転して縦方向に3分割で鉛管を切断する断面を示し(b)は側面を示している。

図30における(a)は、鉛管分離器57が弾性部材を有する索10と鉛管を円筒形の分離機内を通過させ、鉛管のみを鉛管分離器57の外側に剥ぎ取る平面図を示し、(b)はその断面を示している。

図31は、推進機が仮管を解放して推進を止めている状況を示すものであり、推進装置は底板40上にジャッキ41、スライド板402およびスライドガイド板410を設置し、スライド板 402上に推力伝達アーム404、中心ピン406、管拘束板408を配置する。そして側面は外板43を持ち、前後はジャッキ41背面に支圧板42があり、ジャッキ側面は切り込みを有するジャッキ拘束板409が存在してジャッキ41側面に取り付けたジャッキ羽根421を拘束し、推力だけでなく牽引力を支えることができる形式にある。
ジャッキロット420先端にはクレビス403が存在し、クレビスピン405を受ける孔があり、その孔に中心ピンをヒンジとする推力伝達アーム404が存在して管拘束板408に接続され、管拘束板408は摩擦抵抗が大きい加工が施されたうえにスプリングバネ416を有し、ジャッキロット420が伸張すれば仮管2cを拘束し、縮めれば拘束を解く構造にある。ジャッキはクレビス403をクレビス拘束板401により一体化され左右への動きができずジャッキロット420を前後に動かすのみである。
一方、推力伝達アームのクレビスピンを受ける孔は、ジャッキの伸張,引き戻しに合せて位置が変化するので楕円に近い長孔とし、しかも集中荷重が加わるのでこの部分にローラフォロア415を設置している。
このような推進機を立坑に設置し、支承板414を地山に圧接して推進反力を得るためにジャッキ41を一時的に支承底板44上に設置して支承受け軸411を押し付け、支承軸固定ネジ413を固定して推進機を安定させる。

図32はジャッキロット420を伸張して仮管2cを拘束した状況を示し、油圧操作の切替えのみにより自動的に仮管2Cを推進する状況を示している。
図33は推進装置の正面図を示している。

本発明は、低コストであるところから供給管敷設替えの財政投資効果を高める一方、施工に伴う交通渋滞を緩和して安全に施工できるので、現在国が指導する水道供給管による鉛害防止の早期実現に向けて新らしい低コストの非開削工法として利用される可能性は高い。

本発明の実施例における着工前状況を示す供給管付近の断面図である。 本発明の実施例における着工開始状況を示す供給管付近断面図である。 本発明の実施例における新設管布設完了の状況を示す断面図である。 鉛管の断面状況を説明する断面図である。 既設管の修繕方法を示す概要図である。 一端固定型弾性部材を用いた方法を詳細に説明する概要図である。 一端固定型長尺弾性部材索の引込および牽引状況の概要を示す概要図である。 一端固定型短尺弾性部材索の引込および牽引状況の概要を示す概要図である 両端解放型弾性部を用いた方法を示す詳細図である。 剛性部材牽引工法の詳細および概要を示す概要図である。 剛性部材1工程方式牽引および推進工法の概要を示す概要図である。 弾性部材1工程方式牽引および推進工法の概要を示す概要図である。 剛性部材2工程方式牽引および推進工法の概要を示す概要図である。 弾剛性係合部材牽引工法の概要を示す概要図である。 弾剛性係合部材牽引推進工法の概要を示す概要図である。 修繕方法の概要を示す平面図である。 既設管修繕工法の回転および修繕部材類の形状を示す平面図である。 剛性部材類の平面形状の概要を示す平面形状図である。 弾剛性係合部材の概要を示す概要図である。 弾剛性係合部材の概要を示す概要図である。 弾性部材装着索装置の概要を示す概要図である。 剛性部材装着索装置の概要を示す概要図である。 弾剛性係合部材装着索装置の概要を示す概要図である。 弾剛性係合部材装着索装置の概要を示す概要図である。 ニ本構型鉛管撤去、切断分離、索巻き装置の正面図である。 ニ本構型鉛管撤去、切断分離、索巻き装置の側面図である。 自立型鉛管撤去、切断分離、索巻き装置の正面図である。 自立型鉛管撤去、切断分離、索巻き装置の側面図である。 鉛管カッターの断面および側面図である。 鉛管分離器の平面および断面図である。 長管体連続推進装置の平面図である。 長管体連続推進装置の平面図である。 長管体連続推進装置の正面図である リング状切欠弾性部材装着装置および工法説明概要図である。 巻付弾性部材装着装置および工法説明概要図である。

符号の説明

1 水道、ガス管等の既設本管
11 カシメ部
111 分岐栓
112 宅内栓
2a 既設管
2b 新設管
2c 仮管
3a 本管側作業ピット
3b 宅内側作業ピット
30 圧縮部材
31 接続部材
33 受止部材
34 締付部材
36 接続カバー
37 新設管固定ネジ
38 索固定ネジ
40 底板
41 ジャッキ
42 支圧板
43 外板
44 支承底板
401 クレビス拘束板
402 スライド板
403 クレビス
404 推力伝達アーム
405 クレビスピン
406 中心ピン
407 管拘束板ピン
408 管拘束板
409 ジャッキ拘束板
410 スライドガイド板
411 支承板受け軸
412 支承軸ガイド管
413 支承軸固定ネジ
414 支承板
415 ローラフオロア
416 スプリングバネ
420 ジャッキロット
421 ジャッキ羽根
44 支承底板
5 本体フレーム
50 回転シーブ
51 シーブアジャスター
52 水平固定脚
53 垂直固定脚
54 鉛管分離板
55 芯出しローラ
56 鉛管分離カッター
57 鉛管分離器
58 索巻取りドラム
59 大歯車
501 小歯車
502 索巻上げドラム
503 巻上げシーブ
504 鉛管巻取装置
511 駆動装置
531 伸縮垂直固定脚
532 補強部材
535 車輪
61 標準剛性部材
62 異型剛性部材
63 多角形型異型剛性部材
64 楕円型剛性部材
65 球型剛性部材
650 切欠型剛性部材
66 係合剛性部材
67 係合支持剛性部材
68 筒状切欠係合剛性部材
69 索スリーブ
71 一端固定型長尺弾性部材
72 一端固定型長尺弾性部材
73 両端解放型長尺弾性部材
74 係合誘導弾性部材
76 弾剛性係合部材
77 リング状切欠弾性部材
78 帯状切欠弾性部材
79 巻付弾性部材
81 片切型回転部材
82 凹凸型回転部材
83 断面拡張部材
84 ブラッシング部材
85 研磨部材
86 切削部材
91 モータ
92 回転シャフト
93 回転歯車
94 回転伝達歯車
95 回転伝達管
96 回転部材ガイド管
97 回転締付ネジ
98 回転部材移動拘束ネジ
99 スライド板
10 索

Claims (9)

1. 敷設された既設管内の変形や錆び等の劣化の修繕を目的として修繕用部材等を周縁に配置する索を管内に通して修繕部材等を回転させつつ管内を移動させることにより既設管を修繕する既設管修繕工法。
2. 供給管等の既設管内で弾性部材に軸方向の応力を加えて生じる形状変化に伴う摩擦力やその他の抵抗力により既設管を拘束して移動させ後続する新設管を誘導敷設する、弾性部材圧装着索牽引式既設管敷設替え工法。
3. 供給管等の既設管内に連続配置する剛性部材に応力を加えて既設管と係合させ既設管を拘束して移動させ後続の新設管を誘導敷設する、剛性部材装着索牽引式既設管敷設替え工法。
4. 供給管等の既設管や新設管あるいは仮管に応力伝達部材を配置して牽引や推進を行って既設管を移動させ新設管を誘導敷設する、１工程・２工程方式牽引及び推進式既設管敷設替え工法。
5. 敷設された既設管内の変形や錆び等の劣化修繕を目的とする索を通した修繕用部材を回転させつつ移動させて既設管を修繕する既設管修繕装置
6. 周縁に弾力性に富む弾性部材を配置する索を牽引して弾性部材を軸方向に応力を付加して形状変化させ摩擦力やその他の抵抗力を発生させ既設管を拘束して移動させる、供給管等の布設替えに供する弾性部材装着索装置。
7. 剛性に富む剛性部材を互いが接するよう配置した索を牽引して生じる係合力により既設管を撤去させる、供給管等の布設替えに供する剛性部材装着索装置。
8. 地中より撤去する索と一体化した鉛管を切断分離して索のみを巻き取る既設管敷設替え工法に供する鉛管引抜、切断分離、索巻取り装置。
9. 供給管等の既設管敷設替えにおいて長い管体の外面を拘束して連続的に推進あるいは牽引する長管体連続推進装置。
   

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