JP2006052615A - 既設埋設管更新装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 既設埋設管が鉄筋コンクリート管や肉厚のコンクリート管の場合においても、発進坑側の装置のみにて、比較的短時間で効率よく更新管と入れ替え可能とする。
【解決手段】 オーガ軸先端切削ヘッド中心部に、既設埋設管内を該切削ヘッドより先行し、外周方向へ油圧シリンダ等で伸縮するカッターを接続装備し、該オーガ軸を介し、推進機の多重スイベル装置から油圧、水、等を伸縮カッターに送り、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。
【選択図】 図１

Description

本発明は、既設埋設管の更新装置に関する。

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、新たな埋設管と置換することを要する場合がある。

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３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。

尚、前述した例示推進工法では、既設埋設管が鉄筋コンクリート管や肉厚のコンクリート管の場合、破砕や切削に多くの時間を要し、更新の速度が著しく遅くなるといった問題があり、その改善策として発進坑から鞘管または新管を被せるように推進させる管推進手段と既設埋設管の到達坑から既設埋設管を切断するボーリング装置を併用する方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−１３８７９０

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。

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。

一方、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、特許文献１の方法では、新管推進装置と既設埋設管を切断するボーリング装置の２種の装置を必要とし、複雑大掛かりな工事となるといった問題があった。

そこで本発明は、このような従来技術の問題に鑑み、既設埋設管が鉄筋コンクリート管や肉厚のコンクリート管の場合においても、発進坑側の装置のみにて、比較的短時間で効率よく入れ替えできる更新装置を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決する手段として本発明は、従来のオーガ軸先端切削ヘッド中心部に、既設埋設内を該切削ヘッドより先行し、外周方向へ油圧シリンダ等で伸縮するカッターを接続装備することを特徴とする既設埋設管の更新装置にある。

また、上記オーガ軸を介し、推進機の多重スイベル装置から油圧、水、等を上記伸縮カッターに送り、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装置にある。

本発明の更新装置によれば、先行する伸縮カッターを既設埋設管の内面へ押し広げることにより既設埋設管にクラックを発生させ大割りすることができるので、後方カッターでの切削が効率よく行える。

また、既設埋設管が鉄筋コンクリート管の場合、鉄筋を予め短く裁断してから後方のカッターで既設埋設管を破砕するので、鉄筋がカッターに絡まない。

更に、多重スイベル装置を通して水、切削添加材、等を伸縮カッターに吐出させることにより切削性能が上がり、カッター寿命も延びる。

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。

図１の（１−１）及び図２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が切削され（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内には図２の推進装置６が設置されている。

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。

該推進装置６にセットされ推進される 図１の（１−１）の先導管７は、内側に内管７ａが、外周部に油圧にて作動する方向修正シリンダ７ｄ、…が上下左右に、その後端に更新管２及び内管７ａ接合部が設けられ（図示せず）、また、その外周部に更新管２の貫入抵抗を弱める滑剤吐出口（図示せず）が設けられている。これらに供給される油圧、滑剤等は発進坑３側から更新管２と内管７ａの間に沿わせた輸送管７ｅ、７ｆにて送られる。

上記内管７ａ内には、推進装置６と回転駆動装置７ｆとによる押圧回転駆動軸７ｃが挿通され、その押圧回転駆動軸７ｃにはスクリュー羽根７ｂが装着されており、該押圧回転駆動軸の回転により切削ずりを発進坑３に搬送される構成になっている。そして、該駆動軸７ｃ先端に既設埋設管１の後方側を切削するためのカッター８ａを備えた切削ヘッド８が、また、該切削ヘッド８先端中心部には既設埋設管１内を先行し外周方向へ油圧シリンダ５ｄで伸縮する伸縮カッター５を有するロッド５ｃが突き出して接続装備されており、切削ヘッド８及び伸縮カッター５には推進装置６と駆動装置６ｆから押圧板６ｈ及び駆動軸７ｃ、…を介し、押圧力（推進力）と回転力が伝達されるようになっている。

この伸縮カッター５の切削ヘッド８からの突き出し長さＬは既設埋設管１に鉄筋１ａが埋め込まれている場合は、切削ヘッド８に鉄筋１ａが絡みつくのを防止するためには２００ｍｍ程度が好ましく、あまり短いと施工効率が悪くなる。また、厚肉のコンクリート管の場合も突き出し長さＬがあまり長くなると既設埋設管１の伸縮カッター５による大割り（クラック）効果が期待できなくなる。

尚、この駆動軸７ｃ内には、発進坑３側に設けられた推進装置６の多重スイベル装置４より油圧、水、切削添加材等を伸縮カッター５に送る配管が内蔵されており、水、切削添加材等を伸縮カッター５先端部吐出口５ｂから吐出させる構造になっている。

次に、上記実施の形態の作用を、鉄筋コンクリート管の更新例を取り上げ、図２を参照して説明する。

まず初期発進として、発進坑３内の推進装置６に所定長さ（例２００ｍｍ）突出した伸縮カッター５付切削ヘッド８を備えた先導管７をセットし、伸縮カッター５を周方向に縮めた状態で既設埋設管１内に挿通すし、油圧シリンダ６ｄに油圧を供給してピストンロッド６ｅによって押圧版６ｈを介し、先導管７を前進させ、切削ヘッド８を既設埋設管１後方外周に接触させる。

この段階で、多重スイベル装置４を介し、駆動軸７ｃ内の水供給ライン経由吐出口５ｂから、伸縮カッター５先端に水を吐出させ、駆動装置６ｆにより駆動軸７ｃ経由、切削ヘッド８及び伸縮カッター５の回転駆動を行うと共に、多重スイベル装置４を介し、油圧ライン４ａ経由油圧シリンダ５ｄに油圧を送り、伸縮カッター５を伸長させ、既設埋設管１の内周に押し付ける。このとき、切削ヘッド８は空回りすることになる。

こうすることにより、切削ヘッド８部より既設埋設管１側に突出した部分の既設埋設管１に、まず大割のクラックが入る。

この状態で更に、伸縮カッター５が外周方向に伸びるよう油圧シリンダ５ｄに油圧を送ると、既設埋設管１内部に埋め込まれている鉄筋１ａ部分がカットされる。尚、伸縮カーター５での既設埋設管内周側コンクリート及び鉄筋１ａ部分の切削時に絶えず水が吐出口５ｂよりカッター５ａ部に供給されているので、カッター５ａの切削性能が上がり、寿命も延びることとなる。

そして、予め決めておいた油圧の供給量によるカッター５ａの伸長長さで、鉄筋１ａ部分がカットされた時点（図１の（１−１）及び（１−２）参照）で、伸縮カッター５先端への水吐出を止め、油圧操作により伸縮カッター５を縮めた後、推進装置６側の油圧シリンダ６ｄに油圧を供給してピストンロッド６ｅによって押圧版を介し、先導管７を前進させ、切削ヘッド８により既設埋設管１後端部を切削していく。そして、最初に伸縮カッター５にて鉄筋１ａ部分をカットした部分まで切削前進させる。

このとき、切削される既設埋設管１部分には大割のクラックが入っており、軸方向鉄筋１ａが所定長さで切断されているので、鉄筋１ａが切削ヘッド８のカッター８ｄに絡まず、切削ヘッド８の食い込みが表面を削り取るというより、むしろブロック破壊に近い状態で行われるため、切削ヘッド８の前進速度は従来の切削に比し格段に速くなる。更に、伸縮カッター５での切削時に既設埋設管１の外側コンクリート部１ｂを切削せず残しているので、切削ヘッド８での既設埋設管１切削時の供回りがない。

尚、ブロックに近い切削片（ずり）は回転駆動軸７ｃに取り付けられたスクリュー羽根７ｂによって発進坑３側に搬送され、そこから地上へ搬出除去される。

次に、同じ操作を繰り返し、先導管７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、更新管２、内管７ａ、方向修正用油圧管、滑剤管、スクリュー羽根付駆動軸７ｃ（カッター伸縮用油圧、水供給管内臓）を発進坑３外から搬入し、所定部に接続セットした後、推進装置６を前進させ、更新管２を前進させるときには先導管７外周部に設けられた滑剤吐出口（図示せず）から滑剤を吐出させながら行い、その他は上述の方法を繰り返し、更新管２を押し込んでいく。

単位更新管長さを押し込んだ段階で、推進機本体６ａを初期位置に戻し、上記と同様新たな更新管２、内管７ａ、方向修正用油圧管、滑剤管、スクリュー羽根付駆動軸７ｃ（カッター伸縮用油圧、水供給管内臓）を発進坑３外から搬入し、所定部に再度接続セットした後、上述の方法を繰り返しながら、更新管２、…を押し込んでいく。

これらの操作を繰り返した後、 更新管２、…が到達坑に達するまで推進する。このとき、先導管７部分は到達坑から地上に回収し、管の更新が完了する。

尚、更新管２、…入れ替え途中で埋設管路の方向修正を必要とする時には、修正シリンダ７ｄの油圧操作により切削ヘッド８を所望の傾斜状態にして切削推進することで、管路の曲がり修正操作を行う。

図１の（１−１）は、本発明における既設埋設管更新装置の切削ヘッド部の一実施形態を示す断面図であり、（１−２）は（１−１）のＡ矢視断面図であり、（１−３）は伸縮カッター５で鉄筋部まで切削し、既設埋設管１の外側コンクリート部１ｂを残したときの説明図である。 図２は、本発明における既設埋設管更新装置の推進装置部の一実施形態を示す断面図である。 図３は、従来の技術を示す断面図。

符号の説明

１ 既設埋設管
１ａ 鉄筋
１ｂ 外側コンクリート部
２ 更新管
３ 発進坑
４ 多重スイベル装置
４ａ 油圧ライン
４ｂ 水ライン
５ 伸縮カッター
５ａ カッター
５ｂ 水吐出口
５ｃ 伸縮カッターロッド
５ｄ 油圧シリンダ
６ 推進装置
６ａ 推進機本体
６ｂ ベース
６ｃ 反力受け
６ｄ 油圧シリンダ
６ｅ ピストンロッド
６ｆ 駆動装置
６ｈ 押圧板
７ 先導管
７ａ 内管
７ｂ スクリュー羽根
７ｃ 駆動軸
７ｄ 方向修正シリンダ
７ｅ 滑剤ライン
７ｆ 油圧ライン
８ 切削ヘッド
８ａ カッター
Ｌ 突き出し長さ

Claims (2)

1. 従来のオーガ軸先端切削ヘッド中心部に、既設埋設管内を該先端切削ヘッドより先行し外周方向へ油圧シリンダ等で伸縮するカッターを接続装備することを特徴とする既設埋設管の更新装置。
2. 上記オーガ軸を介し推進機の多重スイベル装置から油圧、水、等を上記周方向伸縮カッターに送り、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請求項１の既設埋設管の更新装置。

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