JP2005083042A

JP2005083042A - 既設埋設管の更新方法および装置

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Publication number: JP2005083042A
Application number: JP2003315427A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Akiba; 葉利康秋
Original assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2023-09-08
Also published as: JP4230316B2

Abstract

【課題】上流側から流れて来る大量の雨水等を地表面に溢出させることなくスムーズに下流側に流下させることができる既設埋設管の更新方法およびその装置を提供する。
【解決手段】既設埋設管１と同軸でありかつ既設埋設管１と同等な内径の中空部を推進機３０に設けるとともに、既設埋設管１とほぼ同径の接続管４０をこの中空部に挿通し、立坑３内にそれぞれ開口している上流側管路２６と下流側管路１６とを相互に接続する。これにより、大量の雨水Ｗを地表面Ｇに溢出させることなく、上流側管路２６から下流側管路１６へとスムーズに流下させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中に埋設されて老朽化した既設埋設管を新しい埋設管に更新する方法に関し、より詳しくは、更新作業の際に上流側から流れて来る大量の雨水や下水等を地表面に溢出させることなくスムーズに流下させることができる既設埋設管の更新方法およびその装置に関する。

上下水道等を含む各種用途に供される地中埋設管は、経年変化によって老朽化が進むため、適切な時期に新しい埋設管（更新管）に交換する必要がある。このとき、許容流量を増加させるために小径な既設埋設管を撤去し、より大径な埋設管に交換する場合がある。

この場合、既設埋設管が埋設されている個所の地盤を地表面から開削して既設埋設管を掘り出した後に新たな管を吊り込んで埋設し直す方法、あるいは図７乃至図９に示したように地表面に掘設した一方の立坑から他方の立坑へと水平方向に掘進しつつ既設埋設管を撤去して更新管に交換する方法が用いられる。

図７に示した従来の既設埋設管更新方法においては、既設埋設管１を更新管２に交換するべく地表面Ｇに発進坑３および到達坑４を掘設する。発進坑３の底部に配置された推進機５から前方に延びるスクリュオーガ６およびその先端に設けられているカッタ７は、推進機５の駆動モータ８によって回転駆動される。カッタ７の回転によって破砕された既設埋設管１は円筒状のケーシング９を介して発進坑３側に取り出されて発進坑３の外に除去される。これと同時に、推進機５に設けられている油圧ピストン１０を伸張させることによりシールド管１１および更新管２を前方へと変位させ、既設埋設管１を更新管２に順次交換する。

既設埋設管１を更新管２に交換する作業の際には、図７中に矢印で示したように上流側の管路１２から下水Ｗが流れて来るが、この下水Ｗが更新作業中の既設埋設管１の内部に浸入しないように既設埋設管１の上流端はパッカー１３等により封止されている。到達坑４の底部に溜まった下水Ｗは、到達坑４の底部に設けられている水中ポンプ１４によって汲み上げられ、地表面Ｇから発進坑３へと延びる仮設配管１５を介して移送される。そして、仮設配管１５のうち下流側管路１６の上流端を封止しているパッカー１７を貫通して延びる部分１５ａを介して下流側管路１６内へと排水される。

図８に示した従来の他の既設埋設管更新方法においては、シールド管１１の内部に設けられている掘削機１８の回転カッタ１９によって既設埋設管１を順次破砕しつつ、図示されない管路を介して給排水される泥水に乗せて土砂および破砕片を発進坑３の外部に排出する。また、掘削機１８から前方に延びている管路２０はシール機構２１を介して前方に延びており、上流側に溜まっている下水Ｗを吸引する。そして、吸引された下水Ｗは、図示されないポンプに接続されている配管２２の先端部分２２ａを介して下流側管路１６内へと排水される（下記特許文献１を参照）。

図９に示した従来の他の既設埋設管更新方法においては、推進機５のモータ９を用いてシールド管１１および配管２２を一体に回転させ、シールド管１１の先端に設けられているカッタ２３によって既設埋設管１の周囲を掘削しつつ、シールド管１１および配管２２の内周面に設けられている内巻羽根２４によって掘削した土砂を発進坑３側に移送する。そして、既設埋設管１の内部に配置した保持装置２５によって既設埋設管１を一つずつ堅固に保持するとともに、発進坑３と到達坑４との間に張設した図示されないワイヤをウィンチによって牽引することにより、既設埋設管１を破壊することなく順次発進坑３内に取り出して地上側に撤去する。既設埋設管１の撤去が完了すると、推進機５の油圧ピストン１０を伸張させることによって図示されない更新管を順次前進させ、配管２２を到達坑４側に順次取り出しつつ更新管を敷設する（下記特許文献２を参照）。このとき、上流側の管路１２から流れてくる下水Ｗが更新作業中の既設埋設管１の内部に浸入しないように、既設埋設管１の上流端はパッカー１３等により封止されている。また、到達坑４の底部に溜まった下水Ｗは、到達坑４の底部に設けられている水中ポンプ１４によって汲み上げられ、地表面Ｇから発進坑３へと延びる仮設配管１５を介して移送され、下流側管路１６の上流端を封止しているパッカー１７を貫通して延びている部分１５ａを介して下流側管路１６内へと排水される。
特開平７−９８０７７号公報特開２００３−５６２８３号公報

ところで、図７乃至図９に示した従来の既設埋設管更新方法においては、上流側の管路１２から流れてくる下水Ｗを下流側管路１６へと排出するため、埋設管更新作業中においても下水Ｗの流れを遮断することがない。

しかしながら、既設埋設管１や更新管２に比較すると配管１５，２２は極めて細いため、降雨に伴って大量の雨水が流れて来ると排水が追いつかず、下水を含んだ雨水が到達坑４から溢出して地表面Ｇを汚濁する。さらには発進坑３内に配置されている推進機５が冠水し、その機構部分が故障することもあった。

そこで本発明の目的は、上流側から流れて来る大量の雨水等を地表面に溢出させることなくスムーズに下流側に流下させることができる既設埋設管の更新方法および装置を提供することにある。

上記の課題を解決する請求項１に記載の手段は、地表面に掘設した立坑内から既設埋設管の周囲を掘削しつつ複数の管体を順次推進するとともに前記既設埋設管を破壊することなく前記管体の内側を通して前記立坑内に順次回収する既設埋設管の更新方法であって、
前記管体を推進するために前記立坑内に配設されている推進機は、前記既設埋設管と同軸でありかつ前記既設埋設管と同等な内径の中空部を有しており、
かつ大量の雨水の発生が予想されるときに、
前記既設埋設管若しくは前記管体によって構成されつつ前記立坑内にそれぞれ開口する上流側管路と下流側管路とを相互に接続して前記雨水を前記上流側管路から前記下流側管路へと排水するための接続管を前記立坑内に導入して前記推進機の中空部内に挿通した後、
前記接続管の上流側の端部を前記上流側管路内に挿通するとともに前記接続管の下流側の端部を前記下流側管路内に挿通し、
次いで前記接続管の両端部と前記上流側管路および前記下流側管路との間の隙間をそれぞれ液密に封止することを特徴としている。

なお、前記管体はシールド管に後続する仮設管若しくは更新管のいずれであってもよい。

また、上記の課題を解決する請求項２に記載の手段は、地表面に掘設した立坑内から既設埋設管の周囲を掘削しつつ複数の管体を順次推進するとともに前記既設埋設管を破壊することなく前記管体の内側を通して前記立坑内に順次回収する既設埋設管の更新装置であって、
前記既設埋設管と同軸でありかつ前記既設埋設管と同等な内径の中空部を有している、前記管体を推進するために前記立坑内に配設される推進機と、
前記既設埋設管若しくは前記管体によって構成されつつ前記立坑内にそれぞれ開口する上流側管路と下流側管路とを相互に接続し前記雨水を前記上流側管路から前記下流側管路へと排水するための、前記推進機の中空部内に挿通可能な接続管と、
前記接続管の両端部と前記上流側管路および前記下流側管路との間の隙間をそれぞれ液密に封止するための一対の封止手段とを備えることを特徴としている。

すなわち、本発明に係る既設埋設管の更新方法および装置は、シールド管に後続する仮設管若しくは更新管のいずれかである管体の内側を通して既設埋設管を破砕することなく立坑内に取り出す方式であるから、管体の内部には掘削機やカッタのように大量の雨水の排水を妨げるものが存在しない。

これにより、立坑内にそれぞれ開口している上流側管路と下流側管路とをほぼ同径の接続管を用いて相互に接続することにより、大量の雨水をスムーズに上流側管路から下流側管路に流下させて地表面へに溢出することを確実に防止することができる。

また、立坑の底部に配設される推進機は、既設埋設管と同軸でありかつ既設埋設管と同等な内径の中空部を有しているから、この中空部内に接続管を挿通することにより、推進機を立坑内から退避させることなしに接続管を用いて上流側管路と下流側管路とを容易に接続することができる。

したがって、本発明に係る既設埋設管の更新方法および装置によれば、上流側から流れて来る大量の雨水等を地表面に溢出させることなく接続管を介してスムーズに下流側に流下させることができる。

また、請求項３に記載したように接続管を上流側管部分と下流側管部分とに分割することにより、上流側管部分を立坑内に導入して上流側管路内に退避させた後に、下流側管部分を立坑内に導入して推進機の中空部内に挿通させる作業を容易に行うことができる。

次いで、下流側管部分の下流端を下流側管路内に挿通させた後に上流側管部分を上流側管路から引き出して両者をフランジ接続することにより、立坑内の限られたスペース内において上流側管路と下流側管路を一体に接続する作業を容易に行うことができる。

また、請求項４に記載したように接続管を上流側管部分と下流側管部分とに２分割するとともに両者を入れ子状に嵌装することにより、例えば上流側管部分の内側に下流側管部分を収納した状態で接続管を立坑内に導入した後、上流側管部分の上流側端部を上流側管路内に挿通し、次いで下流側管部分を上流側管部分の内側から下流側に引き出して推進機の中空部を介して下流側管路内に挿通することができるから、立坑内の限られたスペース内に接続管を導入して上流側管路と下流側管路とを接続する作業を容易に行うことができる。

また、請求項５に記載したように推進機を防水処理するので、大量の雨水を排水する際に水漏れが生じても推進機を構成するモータ部や減速機構に故障が生じることを防止できる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る既設埋設管の更新方法および装置は、既設埋設管と同軸でありかつ既設埋設管と同等な内径の中空部を推進機に設けるとともに、既設埋設管とほぼ同径の接続管をこの中空部に挿通し、立坑内にそれぞれ開口している上流側管路と下流側管路とを相互に接続するものであるから、大量の雨水を上流側管路から下流側管路へとスムーズに流下させることができる。

以下、図１乃至図６を参照し、本発明に係る既設埋設管の更新方法および装置の各実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、同一の部分には同一の符号を用いて重複した説明を省略する。

第１実施形態
まず最初に図１乃至図４を参照し、第１実施形態の既設埋設管の更新方法および装置について詳細に説明する。

図１乃至図４に示した既設埋設管の更新装置１００においては、推進機３０の駆動モータ３１および減速機構３２によって中空円環状の駆動部材３３が回転する。

駆動部材３３には、図示されないアタッチメントを介してシールド管１１およびそれに後続する配管２２が同軸に接続されて駆動部材３３と一体に回転する。

シールド管１１およびそれに後続する配管２２を一体に回転させると、シールド管１１の先端に設けられているカッタ２３が既設埋設管１の周囲を掘削するとともに、シールド管１１および配管２２の内周面に設けられている内巻羽根２４が掘削した土砂を発進坑３側に移送する。

同時に、推進機３０の油圧ピストン３４を伸張させると駆動部材３３他がベース３５上を図示左側に移動し、シールド管１１およびそれに後続する配管２２を地盤中に推進させる。

また、シールド管１１の前進に伴って配管２２の内側に入り込んだ既設埋設管１は、図示されない移送機構によって順次発進坑３内に移送され、破砕されることなく地上側に撤去される。

配管２２を順次継ぎ足しつつ前進させると、シールド管１１は到達孔４に到達する。そして、配管２２の敷設および既設埋設管１の取り出しが完了した後、推進機３０を用いて図示されない更新管を順次推進することにより、既設埋設管１を更新管に交換することができる
ところで、天気予報によって大量の雨水の発生が予想されるときには、既設埋設管１やシールド管１１および配管２２から構成されつつ発進孔３内に開口している上流側管路２６と発進坑３に開口している下流側管路１６とを接続管４０を用いて相互に接続し、大量の雨水が上流側管路２６から下流側管路１６へとスムーズに排水できるようにする。

接続管４０は、上流側管部分４１と下流側管部分４２とに２分割されている。

接続管４０を設置する際には、図２に示したようにクレーンＣおよびロープＲを用いて上流側管部分４１を発進坑３内に吊り込んだ後、図３に示したように上流側管部分４１を上流側管路２６内に退避させる。

次いで、図３に示したようにクレーンＣおよびロープＲを用いて下流側管部分４２を発進坑３内に吊り込んだ後、下流側管部分４２の下流側端部を駆動部材３３の内側中空部分を介して下流側管路１６の内部に挿通する。

その後、上流側管路２６内に退避させていた上流側管部分４１を発進坑３内に引き出すとともに、上流側管部分４１の下流側端部に設けられているフランジ４１ａと下流側管部分４２の上流側端部に設けられているフランジ４２ａとを接続し、上流側管部分４１と下流側管部分４２とを一体に接続する。

さらに、図４に示したように、上流側管部分４１の上流側端部と上流側管路２６との間の隙間をエアパッカー等の封止手段４３によって液密に封止する。

同様に、下流側管部分４２の下流側端部と下流側管路１６との間の隙間をエアパッカー等の封止手段４３によって液密に封止する。

これにより、図４中に矢印で示したように上流側管路２６を通って流れてくる大量の雨水Ｗは、発進孔３内に漏れ出ることがなく下流側に流下する。

また、環状の駆動部材３３の内径が既設埋設管１の内径と同等若しくはそれ以上の寸法に設定されているので、接続管４０の内径を既設埋設管１の内径と同等若しくはそれ以上とすることができる。

また、上流側管部分４１の上流側端部にはテーパ状の案内面４１ｂが、また上流側管部分４１の下流側端部にもテーパ状の案内面４１ｃが設けられているので、大量の雨水Ｗを下流側管路１６へとスムーズに流下させることができる。

さらに、推進機３０が防水処理されているので、大量の雨水Ｗを排水する際に発進孔３内に水漏れが生じても推進機３０の駆動モータ３１や減速機構３２等に故障が生じることがない。

第２実施形態
次に図５および図６を参照し、第２実施形態の既設埋設管更新装置について説明する。

本第２実施形態の既設埋設管更新装置２００は、上述した第１実施形態の更新装置における接続管４０の構造を変更したものである。

すなわち、図５に示したように、本第２実施形態における接続管５０は、２分割した上流側管部分５１と下流側管部分５２とを入れ子状に嵌装した構造となっている。そして、上流側管部分５１の内周面の下流側端部に凸設されて円周方向に延びているフランジ５１ａの先端が下流側管部分５２の外周面とスライド自在に嵌合し、かつ下流側管部分５２の外周面の上流側端部に凸設されて円周方向に延びているフランジ５２ａの先端が上流側管部分５２の内周面とスライド自在に嵌合している。さらに、上流側管部分５１と下流側管部分５２との間の隙間には、ゴムパッキン等の封止手段５３が装着されている。

このような構造を有する本第２実施形態の接続管５０を用いて上流側管路２６と下流側管路１６とを接続する際には、図５に示したように、上流側管部分５１の内側に下流側管部分５２を挿入した状態でクレーンＣおよびロープＲを用いて接続管５０を発進坑３内に吊り込む。

次いで、図６に示したように、上流側管部分５１の上流側端部を上流側管路２６内に挿通するとともに、下流側管部分５２を上流側管部分５１の内部から下流側に引き出しつつ、その下流側端部を推進機３０の駆動部材３３の中空部分を介して下流側管路１６内に挿通する。

さらに、図４に示したように、上流側管部分５１の上流側端部と上流側管路２６との間の隙間をエアパッカー等の封止手段４３によって液密に封止する。同様に、下流側管部分５２の下流側端部と下流側管路１６との間の隙間をエアパッカー等の封止手段４３によって液密に封止する。

また、上流側管部分５１と下流側管部分５２との間の隙間は、封止手段５３によって液密に封止されている。

これにより、矢印で示したように上流側管路２６を通って流れてくる大量の雨水Ｗを発進孔３内に漏れ出させることなく、接続管５０を介して下流側管路１６へとスムーズに流下させることができる。

また、本第２実施形態における接続管５０は、上流側管部分５１と下流側管部分５２とを入れ子状に嵌装させているので、発進坑３内の限られたスペース内に接続管５０を導入して上流側管路２６と下流側管路１６とを接続する一連の作業をより一層容易に行うことができる。

以上、本発明に係る既設埋設管の更新方法およびその装置の各実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、上述した実施形態においては配管２２を敷設した後に更新管を推進して敷設する工程を例にとって説明しているが、配管２２を敷設することなく更新管を直接敷設する工程においても上述した既設埋設管の更新方法およびその装置を用い得ることは言うまでもない。

第１実施形態の排水方法および装置を示す断面側面図。図１に示した排水管の設置工程を示す断面側面図。図１に示した排水管の設置を示す断面側面図。図１の要部を拡大して示す断面側面図。第２実施形態の排水装置の設置工程を示す断面側面図。第２実施形態の排水方法を示す断面側面図。従来の老朽管更新方法および排水方法を示す断面側面図。従来の老朽管更新方法および排水方法を示す断面側面図。従来の老朽管更新方法および排水方法を示す断面側面図。

符号の説明

１既設埋設管
２更新管
３発進坑（立坑）
４到達坑
５推進機
６スクリュオーガ
７カッタ
８駆動モータ
９ケーシング
１０油圧ピストン
１１シールド管
１２上流側管路
１３パッカー
１４水中ポンプ
１５仮設配管
１６下流側管路
１７パッカー
１８掘削機
２２配管
２３カッタ
２４内巻羽根
２６上流側管路
３０推進機
３１駆動モータ
３２減速機構
３３駆動部材
３４油圧ピストン
３５ベース
４０接続管
４１上流側管部分
４２下流側管部分
４３封止手段
５０接続管
５１上流側管部分
５２下流側管部分
５３封止手段
１００第１実施形態の既設埋設管更新装置
２００第２実施形態の既設埋設管更新装置

Claims

地表面に掘設した立坑内から既設埋設管の周囲を掘削しつつ複数の管体を順次推進するとともに前記既設埋設管を破壊することなく前記管体の内側を通して前記立坑内に順次回収する既設埋設管の更新方法であって、
前記管体を推進するために前記立坑内に配設されている推進機は、前記既設埋設管と同軸かつ前記既設埋設管と同等な内径の中空部を有しており、
大量の雨水の発生が予想されるときに、
前記既設埋設管若しくは前記管体によって構成されつつ前記立坑内にそれぞれ開口する上流側管路と下流側管路とを相互に接続して前記雨水を前記上流側管路から前記下流側管路へと排水するための接続管を、前記立坑内に導入して前記推進機の中空部内に挿通した後、
前記接続管の上流側の端部を前記上流側管路内に挿通するとともに前記接続管の下流側の端部を前記下流側管路内に挿通し、
次いで前記接続管の両端部と前記上流側管路および前記下流側管路との間の隙間をそれぞれ液密に封止する、
ことを特徴とする既設埋設管の更新方法。
地表面に掘設した立坑内から既設埋設管の周囲を掘削しつつ複数の管体を順次推進するとともに前記既設埋設管を破壊することなく前記管体の内側を通して前記立坑内に順次回収する既設埋設管の更新装置であって、
前記既設埋設管と同軸かつ前記既設埋設管と同等な内径の中空部を有しており前記管体を推進するために前記立坑内に配設される推進機と、
前記既設埋設管若しくは前記管体によって構成されつつ前記立坑内にそれぞれ開口する上流側管路と下流側管路とを相互に接続して前記雨水を前記上流側管路から前記下流側管路へと排水するための、前記推進機の中空部内に挿通可能な接続管と、
前記接続管の両端部と前記上流側管路および前記下流側管路との間の隙間をそれぞれ液密に封止するための一対の封止手段と、
を備えることを特徴とする既設埋設管更新装置。
前記接続管は、前記上流側管路に挿通される上流側管部分と、前記下流側管渠内に挿通される下流側管部分と、前記上流側管部分および前記下流側管部分を接続するためのフランジ部分とを有していることを特徴とする請求項２に記載した既設埋設管更新装置。
前記接続管は、前記上流側管路に挿通される上流側管部分と、この上流側管部分に対して入れ子状に嵌装された前記下流側管渠内に挿通される下流側管部分と、前記上流側管部分と前記下流側管部分との間の隙間を液密に封止するための管側封止手段とを有していることを特徴とする請求項２に記載した既設埋設管更新装置。
前記推進機は、防水処理されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載した既設埋設管更新装置。