JP2008025308A - 既設埋設管の回収工法 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな引張力をかけずに埋設管を引き抜くことができ、必要な設備を小型化でき、しかも能率良く安全に一工程で作業を完了できるようにする。
【解決手段】回収対象である埋設管１０の始端位置、終端位置にそれぞれ立坑である発進坑１１、到達坑１２を掘削し、埋設管の推進工法に用いる推進機２０を発進坑１１に設置し、推進機２０にパイロット管３０を取り付け、推進機２０によってパイロット管３０を埋設管１０の外周面に沿って到達坑１２まで到達するまで推進する。到達坑側に突き抜けたパイロット管３０の先端部に滑材を吐出するノズル部を有するスクレーパ３４を取り付け、このスクレーパ３４から滑材を吐出しながらパイロット管３０を引き抜き、埋設管１０の外周面と地盤の間に滑材を注入する。しかる後、推進機２０で埋設管１０を引き抜き、これを回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中に既に設埋されて老朽化した鋼管やヒューム管を回収する工法に関する。

水道、ガス等のライフラインとして地中に埋設されている埋設管は、経年により老朽化するので、適時に回収して新たな埋設管に交換する必要がある。また、埋設管が不要になった場合も、そのまま放置しないで回収する必要がある。

このような既設埋設管を回収するために、古くは、埋設箇所を開削することで埋設管を掘り出していたが、近時は、開削することなく既設埋設管を回収するために、図７並びに図８に示すような工法が行われている。

図７は、グリッパー方式による工法を示す。図７において、参照番号１０は、地中に埋設されている埋設管を示す。長さのある埋設管１０を回収する場合には、埋設管１０を中央のところから切断して、それぞれ反対側に引き抜く。そのための作業スペースをつくるために、立坑１１、１２が地表から掘られる。

図７に示すように、埋設管１０の右半分を引き抜くために、右側の立坑１１に複数の油圧シリンダを備えたジャッキ１３がセットされる。このジャッキ１３からは、ロッド１４が延びており、このロッド１４の先端には、埋設管１０の内周面を保持するグリッパー１５が設けられている。このグリッパー１５で埋設管１０を保持して、ジャッキ１３の油圧シリンダでロッド１４を引っ張れば、埋設管１０を引き抜くことができる。

このようなグリッパー方式は、埋設管１０の強度が十分でなければ適用できない。そこで、老朽化して強度の足りない埋設管の回収には、図８に示す鞘管方式が用いられる。

この鞘管方式による工法では、立坑１１には、推進工法に用いられる推進機１６が設置されている。図８に示すように、例えば埋設管１０の右半分を回収する場合、鞘管としての鋼管１７を、推進機１６により回転させながら埋設管１０と同心的に図８に示す位置まで押し込む。そして、鞘管１０の中に作業員が入って、埋設管１０を分断してこれを立坑１２に運び出す。

図７に示したグリッパー方式による工法では、埋設してから長期間が経過した埋設管１０では、管材が地盤の土砂と密着してしまっており、管を引き抜くのに大きな引張力を与えなければならない。例えば、長さ２０ｍ、直径１．３ｍのヒューム管の場合、通常は２００トン以上の力が必要とされる。このため、引き抜きに用いるジャッキ１３やグリッパー１５には大容量の大型のものが必要される。また、大きな引張力をかけるため、地盤に強固に拘束されてしまった埋設管では途中で破断してしまうこともあった。

他方、図８に示した鞘管方式による工法では、老朽化による強度不足のため埋設管を強引できない場合に回収できるという利点はあるものの、鞘管の推進工程と回収工程の二工程になる上に、実際に人が狭い鞘管の中に入って解体作業、回収作業をしなければならないので、作業効率が非常に低いという問題がある。

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、大きな引張力をかけずに埋設管を引き抜くことができ、必要な設備を小型化でき、しかも能率良く安全に一工程で作業を完了できるようにした既設埋設管の回収工法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、埋設管を引き抜いて回収する際の抵抗を低減し、埋設管の引き抜きを容易にする既設埋設管の回収工法における滑材充填方法および装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明による既設埋設管の回収工法は、地中に埋設された既設の埋設管を非開削で地上に回収する工法であって、回収対象である埋設管の始端位置、終端位置にそれぞれ立坑である発進坑、到達坑を掘削し、埋設管の推進工法に用いる推進機を前記発進坑に設置する工程と、前記推進機にパイロット管を取り付け、前記推進機によって前記パイロット管を埋設管の外周面に沿って前記到達坑まで到達するまで推進する工程と、前記到達坑側に突き抜けたパイロット管の先端部から滑材を吐出し、前記パイロット管を引き抜きながら、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を注入する工程と、前記埋設管の到達坑側の末端に連結板を取り付け、前記推進機から延びるロッドを前記連結板に接続するとともに、到達坑側の開口部を仕切板で閉塞しておき、前記推進機によって前記ロッドを介して当該埋設管を引っ張り、充填材を注入しながら当該埋設管を発進坑側に引き抜く工程と、発進坑側に引き抜いた埋設管を適当な箇所で切断し、地上に回収する工程と、からなることを特徴とするものである。

また、本発明による滑材充填方法は、地中に埋設された既設の埋設管を引き抜いて非開削で地上に回収するために、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を充填する工法であって、回収対象である埋設管の始端位置、終端位置にそれぞれ立坑である発進坑、到達坑を掘削し、埋設管の推進工法に用いる推進機を前記発進坑に設置する工程と、推進機にパイロット管を取り付け、前記推進機によって前記パイロット管を埋設管の外周面に沿って前記到達坑まで到達するまで推進する工程と、前記到達坑側に突き抜けたパイロット管の先端部に滑材を吐出するノズル部を有するスクレーパを取り付け、前記スクレーパから滑材を吐出しながら前記パイロット管を引き抜き、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を注入する工程と、からなることことを特徴とするものである。

さらに、本発明による滑材充填装置は、地中に埋設された既設の埋設管を引き抜いて非開削で地上に回収するために、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を充填する工法に用いる充填装置であって、埋設管の推進工法に用いる推進機に接続され、埋設管の外周面に沿って推進されるパイロット管と、前記パイロット管の先端部に取り付けられ、滑材を吐出するノズル部を有するスクレーパと、前記パイロット管に滑材を供給する滑材供給装置と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、大きな引張力をかけずに埋設管を引き抜くことができ、必要な設備を小型化でき、しかも能率良く安全に一工程で作業を完了できるようになるので、老朽化した埋設管の回収工事の進歩発展に大いに寄与する。

以下、本発明による既設埋設管の回収工法の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る既設埋設管の回収工法を実施するために使用する推進機を示す。図１において、参照番号２０が推進機である。この推進機２０には、非開削で埋設管を地中に推進する工法で広く用いられる公知の推進機が使用される。参照番号１０は、この推進機２０を使って回収しようとする既設の埋設管である。この埋設管１０は、鋼管、ヒューム管等種類は問わない。

地表からは、埋設管１０の始端位置に立坑１１（以下、発進坑という）が掘削され、終端位置には立坑１２（以下、到達坑）が掘削される。推進機２０は発進坑１１に運び込まれる。

推進機２０においては、ベースとなるガイドフレーム２１の上に推進機本体２２が移動可能に設置されている。この推進機本体２２の左右両側には、推進力を発生するとともに、埋設管１０を引き抜く引張力を発生する油圧シリンダ２３が配設されている。この油圧シリンダ２３のピストンロッドの先端部は、反力受２４に固定されている。推進機本体２２は、トルクを発生する油圧モータ２５を備えており、この油圧モータ２５の駆動トルクは、図示しない中空式減速機を介してパイロット管３０に伝えられる。

パイロット管３０の先端には、パイロットヘッド３１が着脱自在に取り付けられている。このパイロットヘッド３１は、軸方向に対して斜めに傾斜した受圧面３１ａが形成されており、パイロット管３０を推進すると、地盤からの反力がこの受圧面３１ａに作用するようになっている。

なお、パイロット管３０の先端には、図２に示すように、パイロットヘッド３１に替えて、滑材を充填するために、スクレーパ３４が取り付けられる。このスクレーパ３４については後述する。

次に、図１乃至図６を参照しながら、埋設管１０を回収する工程を順を追って説明する。

まず、図１に示すように、回収しようとする埋設管１０の始端位置、終端位置にそれぞれ発進坑１１、到達坑１２を掘削しておく。そして、推進機２０を発進坑１１に設置する。

次に、推進機２０にパイロット管３０を接続する。このパイロット管３０の先端には、パイロットヘッド３１を取り付けておく。このとき、パイロットヘッド３１の受圧面３１ａは、図１に示すように埋設管１０の外周面に対して向背する向きに向けておく。

そこで、推進機２０でパイロット管３０を回転させながら油圧シリンダ２３を伸長させ、パイロット管３０を推進力を加える。これにより、パイロット管３０を埋設管１０の外周面に沿って推進する。パイロット管３０を順次継ぎ足しながら、パイロットヘッド３１が到達坑１２まで到達するまで推進する。

パイロット管３０を推進させる過程では、次のようにして、推進方向の修正制御が行われる。
図１において、パイロットヘッド３１には、レーザターゲット４０が配置され、このレーザターゲット４０に向けて、推進機２０に配置したレーザセオドライト４２からレーザが照射される。レーザターゲット４０でのレーザビームの偏位からパイロット管３０の推進方向のずれを検出できるようになっている。そして、ずれが生じた場合には、そのずれをパイロットヘッド３１を利用して修正する。

すなわち、パイロット管３０の先端には、パイロットヘッド３１が取り付けられているので、このパイロットヘッド３１の受圧面３１ａが図１に示す向きを保つようにして、推力だけをパイロット管３０にかける。そうすると、パイロットヘッド３１の受ける土圧によって、埋設管１０に接近するように推進方向を修正することができる。

こうしてパイロット管３０が到達坑１２側に突き抜けたら、図２に示すように、パイロット管３０の先端からパイロットヘッド３１を取り外し、これに替えてスクレーパ３４を取り付ける。

図３は、スクレーパ３４を示す。図３（ａ）はスクレーパ３４の平面図、図３（ｂ）はスクレーパ３４の正面図である。
スクレーパ３４の本体部３５の一端部は、パイロット管３０との継手部３５ａになっている。この本体部３５は中空になっており、他端部は、滑材を吐出するノズル部３６となっている。この実施形態では、ノズル部３６の吐出口は、ゴム板３７ａ、３７ｂで閉塞されている。滑材の圧力でゴム板３７ａ、３７ｂが押し開かれると、滑材が吐出するようになっている。
スクレーパ３４では、翼形に展開するブレード３８ａ、３８ｂが本体部３５と一体的に形成されている。このブレード３８ａ、３８ｂは、埋設管１０に付着した土砂を掻き寄せるためのもので、テーパのついた刃が付いているとともに埋設管１０の外周面に倣って湾曲した形状をもっている。このようなスクレーパ３４を取り付けたパイロット管３０には、ポンプとタンクを備えた滑材供給装置４０から滑材が供給される。なお、滑材としては、ヒューム管等の管の推進工法において、管を押し込むときの抵抗を低減させるために用される滑材を使用できる。

そこで、図４に示すように示すように、スクレーパ３４から滑材４２を吐出しながら、パイロット管３０を推進機２０によって引き抜き、埋設管１０の外周面と地盤の間に滑材４２を注入する。パイロット管３０を引き抜く過程で、スクレーパ３４は、埋設管１０の外周面に沿って土砂を掻き寄せ、埋設管１０の外周と地盤の間に滑材４２を注入していく。そしてパイロット管３０を順次回収しながら、埋設管１０の長さ方向全体に亘って滑材を注入する。
以上のようなこの滑材の充填は、図５に示すように、順次位置を変えながら繰り返して行う。この図５の場合、４５°ずつ、パイロット管３０の推進位置を埋設管１０の周方向にずらしながら、埋設管１０の外周全体に亘って滑材４２を注入している。この推進位置の変更は、推進機２０の高さや位置を適当にずらすことで可能である。なお、滑材を充填するためにパイロット管推進の位置、回数は、埋設管１０と地盤との密着状態によるので、長い年月が経過して地盤と強固に密着している埋設管１０では、回数を多くすればよい。

次いで、図６に示すように、埋設管１０を推進機２０で引っ張り回収する。このとき回収に先だって、到達坑１２側の埋設管１０の末端には、連結板５０を取り付けておく。そして、推進機２０からロッド５２を継ぎ足して、このロッド５２を連結板５０に接続しておく。連結板５０には、充填材を吐出するノズル５３を取り付けておき、このノズル５３には、充填材プラント５４から延びるホース５５が接続される。その後、到達坑１２側の開口部は仕切板５６で閉塞しておく。

以上のような準備を経て、推進機２０の油圧シリンダ２３で引張力を発生させて埋設管１０を強引する。このとき、埋設管１０は、ロッド５２によって引っ張られ、しかも、前述のように滑材が注入されて抵抗が軽減されているので、埋設管１０を破損させることなく、円滑に引き抜くことができる。

図６に示すように、埋設管１０を引き抜く過程では、ノズル５３から充填材６０が吐出され、抜管後に残る空間が充填材で満たされる。以後、充填材６０を注入しながら埋設管１０を発進坑１１側に引き抜き、１〜２ｍの適当な長さに埋設管１０を切断し、地上に回収することになる。

埋設管１０を回収した後は、推進機２０を地上に回収し、立坑１１、１２を埋めて既設管の撤去作業は終了する。なお、本発明は既設管の撤去だけに限らず、既設管１０の回収後、別の埋設管を推進して置換する作業に進んでもよい。

本発明の一実施形態による既設埋設管の回収工法において、パイロット管を推進する工程の説明図。 本発明の一実施形態による既設埋設管の回収工法において、パイロット管を推到達抗まで突き抜けた後、スクレーパを取り付けた状態を示す工程説明図。 本発明の一実施形態による既設埋設管の回収工法において、パイロット管に取り付けるスクレーパを示す図。 本発明の一実施形態による既設埋設管の回収工法において、パイロット管を引き抜き、滑材を注入する工程の説明図。 埋設管の外周における滑材の注入位置の説明図。 本発明の一実施形態による既設埋設管の回収工法において、埋設管を引く抜く工程の説明図。 従来のグリッパー方式による既設埋設管の回収方法の説明図。 従来の鞘管方式による既設埋設管の回収方法の説明図。

符号の説明

１０ 埋設管
１１ 発進抗
１２ 到達抗
２０ 推進機
２３ 油圧シリンダ
３０ パイロット管
３１ パイロットヘッド
３４ スクレーパ
４０ レーザターゲット
４２ 滑材
５２ ロッド
５４ 充填材プラント
６０ 充填材

Claims (7)

1. 地中に埋設された既設の埋設管を非開削で地上に回収する工法であって、
   回収対象である埋設管の始端位置、終端位置にそれぞれ立坑である発進坑、到達坑を掘削し、埋設管の推進工法に用いる推進機を前記発進坑に設置する工程と、
   前記推進機にパイロット管を取り付け、前記推進機によって前記パイロット管を埋設管の外周面に沿って前記到達坑まで到達するまで推進する工程と、
   前記到達坑側に突き抜けたパイロット管の先端部から滑材を吐出し、前記パイロット管を引き抜きながら、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を注入する工程と、
   前記埋設管の到達坑側の末端に連結板を取り付け、前記推進機から延びるロッドを前記連結板に接続するとともに、到達坑側の開口部を仕切板で閉塞しておき、前記推進機によって前記ロッドを介して当該埋設管を引っ張り、充填材を注入しながら当該埋設管を発進坑側に引き抜く工程と、
   発進坑側に引き抜いた埋設管を適当な箇所で切断し、地上に回収する工程と、
   からなることを特徴とする既設埋設管の回収工法。
2. 前記パイロット管の先端には、方向制御用のパイロットヘッドを取り付け、推進するときに、方向を修正しながら推進することを特徴とする請求項１に記載の既設埋設管の回収工法。
3. 前記埋設管の周方向に前記パイロット管の推進位置を順次変えて、前記埋設管の外周全体に亘って滑材を注入することを特徴とする請求項１に記載の既設埋設管の回収工法。
4. 前記滑材を吐出するためのノズル部の付いたスクレーパを取り付け、前記パイロット管を引き抜き前記スクレーパにより土砂を掻き寄せながら、滑材を吐出することを特徴とする請求項１に記載の既設埋設管の回収工法。
5. 地中に埋設された既設の埋設管を引き抜いて非開削で地上に回収するために、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を充填する工法であって、
   回収対象である埋設管の始端位置、終端位置にそれぞれ立坑である発進坑、到達坑を掘削し、埋設管の推進工法に用いる推進機を前記発進坑に設置する工程と、
   推進機にパイロット管を取り付け、前記推進機によって前記パイロット管を埋設管の外周面に沿って前記到達坑まで到達するまで推進する工程と、
   前記到達坑側に突き抜けたパイロット管の先端部に滑材を吐出するノズル部を有するスクレーパを取り付け、前記スクレーパから滑材を吐出しながら前記パイロット管を引き抜き、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を注入する工程と、
   からなることを特徴とする既設埋設管の回収工法における滑材充填方法。
6. 地中に埋設された既設の埋設管を引き抜いて非開削で地上に回収するために、前記埋設管の外周面と地盤の間に滑材を充填する工法に用いる充填装置であって、
   埋設管の推進工法に用いる推進機に接続され、埋設管の外周面に沿って推進されるパイロット管と、
   前記パイロット管の先端部に取り付けられ、滑材を吐出するノズル部を有するスクレーパと、
   前記パイロット管に滑材を供給する滑材供給装置と、
   を備えたことを特徴とする既設埋設管の回収工法に用いる滑材充填装置。
7. 前記スクレーパの本体部には、前記埋設管の外周面の形状に倣って翼形に展開するブレードを有することを特徴とする請求項６に記載の既設埋設管の回収工法に用いる滑材充填装置。

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