JP2009057805A - 牽引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、埋設された既設管を新設管に置き換える際に、既設管内に新設管を連結した切断拡径具を通して牽引する牽引装置の改良に関する。
【解決手段】牽引装置は、到達立坑の内壁に露出された切断前の既設管の他端側と衝合して牽引装置の牽引反力を既設管に伝達すると共に、複数に分割可能に連結された非切断管支持部材と、牽引方向前方で既設管支持部材に分離可能に連結されて、拡径された既設管の他端側と衝合して牽引装置の牽引反力を既設管に伝達する拡径管支持部材と、牽引方向前方に設けられた引込み機械と拡径管支持部材との間に介設されて拡径管支持部材を支持すると共に、切断拡径具を引き出すための空間を形成する枠体とからなっていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、非掘削により切断拡径具を既設管内に通して既設管を切り裂きながら新設管に置き換える際に前記既設管の端部を押さえて切断拡径具を牽引する牽引装置の改良に関する。

パイプスプリッタ工法やトリックトレンチレス工法は、ヘッダで既設管を切り裂き、拡径しながら、新設のポリエチレン管を引き込む工法であり、埋設された既設管を非掘削のままとするので掘削面積の削減による環境負荷の低減と工事コストの削減の観点から、積極的に導入されている。
上記工法の引込機械は、既設管の末端部を押さえて、その力を反力としてヘッダを既設管内に通して引き込んで施工している。
そのため、既設管の引込機械側の末端部分は、ヘッダが通過できず、既設管の一部を切断し、撤去後、大きなハンマや重機を用いて既設管とヘッダを取り外す作業が発生しており、作業性と安全性の向上が求められていた。
そこで、例えば特開２００２−２２７５８９号の牽引装置では、引込み機械の牽引反力を、ピットの内側に露出させた前記埋設管の他端側に伝達可能な第１伝達具と、前記牽引反力を前記ピットの内面側に伝達可能な第２伝達具とを備え、前記第２伝達具を、前記ピットの内側であって、前記引込み機械の牽引方向前方に、前記管破壊具を略全長に亘って引き出し可能な空間を確保できるよう設置可能に設け、前記第１伝達具を、前記埋設管の他端側を管長手方向から受け止め可能な受け止め位置と、その受け止めを解除して前記ピットの内側に引き出される管破壊具と干渉しない引退位置とに亘って移動自在に設ける構成を採っている。
この構成では、縦長の接当部材を左右一対の管接当アームに固定し、それらの管接当アームを、揺動自在に枠体に支持する必要があり、構造が複雑となるが既設管の反力を受ける個所が２、３個所程度で不安定である。
更に、管破壊具は未だ埋設管内に内蔵された状態で牽引されて、引きちぎられた埋設管と共にピット内に引き出されるので、管破壊具を取り出すには依然として上記埋設管をハンマや重機等を用いて破壊する必要があった。
特開２００２−２２７５８９号 図２（ハ）参照

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その主たる課題は、パイプスプリッタ工法やトリックトレンチレス工法におけるヘッダを容易に回収する引込機械であって、切断拡径具を牽引することで埋設された既設管から切断拡径具を完全に引き出すことができる引込機械を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
埋設された既設管の一端側から挿入した切断拡径具を他端側に向けて牽引し、既設管壁を牽引方向に沿って切断し拡径しながら切断拡径具に連結した新設管を引き込んで置き換える牽引装置において、
到達立坑６０の内壁に露出された切断前の既設管の他端側と衝合して牽引装置の牽引反力を既設管に伝達すると共に、複数に分割可能に連結された非切断管支持部材と、
牽引方向前方で既設管支持部材に分離可能に連結されて、拡径された既設管の他端側と衝合して牽引装置の牽引反力を既設管に伝達する拡径管支持部材と、
牽引方向前方に設けられた引込み機械と拡径管支持部材との間に介設されて拡径管支持部材を支持すると共に、切断拡径具を引き出すための空間を形成する枠体とからなっていることを特徴とする。
また、請求項２の発明では、
前記非切断管支持部材が、複数の分割片からなっており、該分割片を連結することで切断前の既設管の端面と衝合して牽引反力を既設管に伝達する第１反力伝達面と、前記既設管の端面側の位置ずれを規制する第１位置規制面とが形成されてなることを特徴とする。
また、請求項３の発明では、
前記拡径管支持部材が、切断され拡径される既設管の他端面と衝合して牽引反力を拡径される既設管に伝達する第２反力伝達面と、該第２反力伝達面上から突出して上記既設管の一部を掛止めて支持する管掛止部と、前記既設管の端面側の位置ずれを規制する第２位置規制面とを有していることを特徴とする。
更に、請求項４の発明では、
前記切断拡径具を牽引する牽引部材がワイヤからなっており、
引込み機械が、牽引するワイヤを上向きに方向転換させる溝カッタを有すると共に前記枠体の端部を固定する方向転換機と、前記ワイヤを牽引する牽引機とからなっていることを特徴とする。

この発明は、切断拡径具を牽引するだけで、既設管内から切断拡径具を完全に引き出すことができ、また切断拡径具が通った既設管は全長に亘って切り裂き拡径されるので新設管を通すことができる。
既設管から引き出された切断拡径具は、枠体の空問内で牽引部材や新設管から取り外して再使用に供することができ、作業効率の大幅な向上を図ることができる。

この発明は、切断拡径具を既設管から引き込む前の既設管の端面を非切断管支持部材で衝合させ、引き込みに際しては非切断管支持部材を分割して外し、切断し拡開された既設管の端面は拡径管支持部材で衝合して、切断拡径具の牽引反力を既設管に伝達することで、簡単な構造で既設管から切断拡径具のみを枠体で確保された空間内に引き込むことができるようにした。

以下に、この発明の牽引装置の好適な実施の形態を図面を参照しながら説明する。
牽引装置１は、図１から図４に示すように非切断管支持部材２と、拡径管支持部材３と、枠体４と、引込み機械５とからなっている。

この牽引装置１は、埋設された既設管Ｐ１の一端側から挿入した切断拡径具６を他端側に向けて牽引し、既設管壁を牽引方向に沿って切断し拡径しながら切断拡径具６に連結した新設管Ｐ２を引き込んで配管の更新を行うものである。

そして、切断拡径具６は、図６や図７に一例を示すように、既設管Ｐ１の内壁上部に案内用の溝状痕を形成する溝カッタＲを有し、下部に上記溝カッタＲを前後で挟み牽引方向後方側が順次大径となる一対のカッタＣ１、Ｃ２を軸支した切断部６１と、該切断部６１の牽引方向後方側に連結されて漸次幅広くなる拡径部６２とからなっているが、その他、例えば特許第３２１７４０３号のような切断・拡径具や、パイプスプリッタ用の公知の管破砕具を用いることができる。

この切断拡径具６は、切断部６１の牽引方向前方にはワイヤやロッドなどの牽引部材７が連結されており、拡径部６２の牽引方向後方側には置換用の新設管Ｐ２が連結されており、牽引部材７で切断拡径具６が既設管Ｐ１内を牽引されると、溝カッタＲで既設管Ｐｌの内壁上部にガイド用の溝状痕を形成し、カッタＣｌ，Ｃ２で既設管Ｐ１の内壁底面を牽引方向に沿って切り裂き、次いで拡径部６２によって前記溝状痕を屈曲線として既設管Ｐ１の切断面を広げて拡径し、既設管Ｐ１とほぼ同径の新設管Ｐ２を既設管に沿って引き込んで置き換えることができる。

［非切断管支持部材］
非切断管支持部材２は、複数、図示例では２つの分割片２Ａからなっており、該分割片２Ａをボルト等で連結、分解可能となっている。

この分割片２Ａを連結した非切断管支持部材２は、円板状のベース部２０と、その中央に穿設されて切断拡径具６を牽引する牽引部材７を挿通する円形の孔２１と、該孔２１の外側から突出するやや大径の筒体２２からなっており、孔２１と筒体２２の内壁面との間の環状面が、非切断時の既設管Ｐ１の端面と衝合する第１反力伝達面２３となっている。

また、前記筒体２２の内壁面が、上記既設管Ｐ１の外壁面を拘束しており、既設管Ｐ１の位置ずれを規制する第１位置規制面２４となっている。
従って、各分割片２Ａは、半円形状のベース部２０ａと断面半円形状の筒体構成部２２ａとからなっており、前記第１反力伝達面２３や第１位置規制面２４も２分割された形状となっている。

また、筒体構成部２２ａの一方の内側端面には径方向に延びる連結片２５が一体に突設されている。
そこで、各分割片２Ａの連結片２５相互を重ね合わせてボルト孔を連通可能に整合し、左右方向にボルトを通してナットで緊締することで、１つの非切断管支持部材２が組み立てられ、ボルトを外すことで、２つに分離することができる。
図示例では分割片を２つとしたが、３つ以上に分割するものであってもよい。

［拡径管支持部材］
拡径管支持部材３は、円板状の基盤部３０と、下方に偏心した位置で隆起し下端側が一致する円板状の隆起部３１とからなっており、隆起部３１の略中心位置で切断拡径具６を挿通可能な径に設定された貫通孔部３２と、該貫通孔部３２と連通して下端で開放される切欠部３３とを有している。

即ち、基盤部３０の貫通孔部３２の外周に沿う略環状部分が、切断・拡径される前後の既設管Ｐ１’の他端面と衝合して牽引反力を前記既設管Ｐ１’に伝達する第２反力伝達面３４に形成されている。

この第２反力伝達面３４の上方の中途位置には、前記既設管Ｐｌ’の上部の内壁面に掛止められる管掛止部３５が突設している。
該管掛止部３５は、その上面が前記既設管Ｐ１’の上部の内壁面と衝合して掛止めるように円弧形状に湾曲した断面略山形状からなっている。

また、前記隆起部３１には、前記貫通孔部３２に連通する貫通孔部３６の横倒Ｃ字状に形成された内壁面が拡径した既設管Ｐｌ’を外側から拘束して位置ずれを規制する第２位置規制面３７となっている（図２参照）。

上記拡径管支持部材３と非切断管支持部材２とは、ほぼ同一経の円形板からなっており、それぞれの外周に沿って等問隔に複数のボルト孔を連通可能に穿設している。
そして、拡径管支持部材３を牽引方向前方に配置し、ボルトを前後に通してナットで緊締し、非切断管支持部材２を拡径管支持部材３に固定している。

［枠体］
前記拡径管支持部材３は牽引方向前方に延びる枠体４によって支持されている。
枠体４は、後述の引込み機械５と拡径管支持部材３との間に介設されており、切断拡径具６を引き出すための空間４０を形成している。

この枠体４は、図示例の場合、左右一対のパイプ４１からなって、該パイプ４１の一方の端部が拡径管支持部材３の左右外側に固着されている。
上記一対のパイプ４１からなる枠体４によって形成される空間の長さおよび横幅は、前記拡径管支持部材３の貫通孔部３２、３６から引き抜かれた切断拡径具６の全体を収納し、これを引き出しうる寸法に設定されている。

そこで、既設管Ｐ１’を切り裂き、拡径して外に抜け出し枠体４の空間内に引き込まれた切断拡径具６は、上記枠体４の空間４０内を作業スペースとしてワイヤや新設管との取り外しが行われる。

［引込み機械］
引込み機械５は、切断拡径具６に連結された牽引部材７を牽引する機械からなっている。
牽引部材７としては、連結式のロッドを牽引し、該ロッドは順次に連結を外して引き込むものでもよいし、ワイヤやチェーンを巻き取りながら牽引するものなど、切断拡径具６を牽引することができる部材であれば公知の牽引部材を用いることができる。

引込み機械５は、例えば、牽引部材がロッドの場合は、公知のロッド押引き用の推進機などが用いられ、ワイヤやチェーンでは巻取り機などが用いられる。
この発明では、引込み機械５の構成は特に限定されず、要するに切断拡径具６を牽引部材を介して管内から牽引する機械であればよい。

本実施例では、牽引部材としてワイヤを用いた場合について説明する。
この場合、引込み機械５は、牽引するワイヤの方向を横向きから縦向きに変更する方向転換機５０と、上記ワイヤを巻き取る牽引機５８の組合せからなっており、方向転換機５０は到達立坑６０内に設置されるが、牽引機５８は到達立坑６０の外に配置することができるので、立坑の掘削面積を狭めることができる。

方向転換機５０は、前記拡径管支持部材３の広面と対峙する正面盤５１と、該正面盤５１の裏面に一体に設けられた溝カッタ支持部５３とからなっている。
正面盤５１は、その下方に牽引部材のワイヤを挿通させる挿通孔部５２を穿設している。

溝カッタ支持部５３は、左右一対の側板５４に軸支されて前記挿通孔部５２から導入されたワイヤを上向きに方向転換する溝カッタ５５を有している。
この溝カッタ支持部５３の上部には、溝カッタ５５によって上向きに方向転換したワイヤを通すガイド筒５６が突設されている。
ここで、方向転換機５０は重量物からなってウエイトとして機能させてもよいし、方向転換機５０の先端を到達立坑６０の内壁面と衝合させてもよい。

［使用法］
牽引装置１の使用に際しては、既設管Ｐ１の他端側が未だ切断、拡径前の段階では、前記他端側を筒体２２に差込み、その円形の端面をこれに対応した非切断管支持部材２の環状の第１反力伝達面２３に衝合させるので、確実に反力を確保できる（図５（ａ）参照）。
切断拡径具６は、先端（牽引方向前方）に連結されたワイヤによって牽引されるが、該ワイヤは、孔２１および貫通孔部３２を通り、枠体４の内を通り抜けて方向転換機５０内に導入され、溝カッタ５５によって横向きから縦向きに方向転換され、牽引機５８によって牽引されて巻き取られる。

そして、切断拡径具６が既設管Ｐ１の他端側に接近した段階（図５（ｂ）参照）で、非切断管支持部材２を拡径管支持部材３から取り外し、分割片２Ａに二分（半割）する。
これにより前記既設管Ｐ１の円形の端面はフリーとなる。

ここで既設管Ｐ１は、切断され拡径されると、図８に示すように、断面の切断側（下側）の形状は、（ａ）切断前、（ｂ）切断後拡径前、（ｃ）拡径後のように大きく変化するが、拡径の基点となる断面の最上部はほとんど形状が変化しない。
そこで、牽引装置１を既設管Ｐｌの他端側に動かして、前記切断前の既設管Ｐ１の他端側の最上部に、拡径管支持部材３の管掛止部３５を差込んで掛止める。

この状態で、切断拡径具６を牽引すると、既設管Ｐ１の円形の端面の上部が拡径管支持部材３の第２反力伝達面３４の上部に衝合して、反力を確保できるので、更に牽引して既設管Ｐ１の他端側を切断し、拡径する（図６参照）。
他端側が拡径された既設管Ｐ１’の端面は略横倒Ｃ形状となり、その全面が前記第２反力伝達面３４と衝合し、またその外周が第２位置規制面３７によって拘束される（図７参照）。

そして、更に切断拡径具６を牽引すると、切断拡径具６は、拡径した既設管Ｐｌ’を抜け出て枠体４の空間内に引き出される。
そこで、牽引を止めて、その空間内で、上記切断拡径具６からワイヤおよび新設管の連結を外す取り外し作業を行う。
このようにして切断拡径具６を牽引するだけで、切断拡径具６を既設管から完全に取り出すことができる。
この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

牽引装置の実施例を示す斜視図である。 非切断管支持部材を拡径管支持部材から外した状態の牽引装置の斜視図である。 図１の平面図である。 図１の側面図である。 （ａ）は、非切断管支持部材に既設管を掛止めた状態、（ｂ）は切断拡径具を先端側まで牽引した状態の部分断面図である。 非切断管支持部材を取り外し、拡径管支持部材に既設管を掛止めた状態の部分断面図である。 切断拡径具を牽引して拡径した既設管から引き出す状態の部分断面図である。 既設管の他端側の端面形状の変化を示す図であって、（ａ）は分割前、（ｂ）は切断後拡径前、（ｃ）は拡径後の状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 牽引装置
２ 非切断管支持部材
３ 拡径管支持部材
４ 枠体
５ 引込み機械
２１ 孔
２３ 第１反力伝達面
２４ 第１位置規制面
２５ 連結片
３０ 基盤部
３２、３６ 貫通孔部
３４ 第２反力伝達面
３７ 第２位置規制面
４０ 空間
４１ パイプ
５１ 方向転換機
５２ 牽引機

Claims (4)

1. 埋設された既設管の一端側から挿入した切断拡径具を他端側に向けて牽引し、既設管壁を牽引方向に沿って切断し拡径しながら切断拡径具に連結した新設管を引き込んで置き換える牽引装置において、
   到達立坑６０の内壁に露出された切断前の既設管の他端側と衝合して牽引装置の牽引反力を既設管に伝達すると共に、複数に分割可能に連結された非切断管支持部材と、
   牽引方向前方で既設管支持部材に分離可能に連結されて、拡径された既設管の他端側と衝合して牽引装置の牽引反力を既設管に伝達する拡径管支持部材と、
   牽引方向前方に設けられた引込み機械と拡径管支持部材との間に介設されて拡径管支持部材を支持すると共に、切断拡径具を引き出すための空間を形成する枠体とからなっていることを特徴とする牽引装置。
2. 非切断管支持部材が、複数の分割片からなっており、該分割片を連結することで、切断拡径具を牽引する牽引部材を挿通する孔と、切断前の非切断の既設管の端面と衝合して牽引反力を既設管に伝達する環状の第１反力伝達面と、該第１反力伝達面の外側で筒状に延びて前記既設管の端面側の位置ずれを規制する第１位置規制面とが形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の牽引装置。
3. 拡径管支持部材が、切断され拡径される既設管の他端面と衝合して牽引反力を拡径される既設管に伝達する第２反力伝達面と、該第２反力伝達面上から突出して上記既設管の一部を掛止めて支持する管掛止部と、前記既設管の端面側の位置ずれを規制する第２位置規制面とを有していることを特徴とする請求項１に記載の牽引装置。
4. 切断拡径具を牽引する牽引部材がワイヤからなっており、
   引込み機械が、牽引するワイヤを上向きに方向転換させる溝カッタを有すると共に前記枠体の端部を固定する方向転換機と、前記ワイヤを牽引する牽引機とからなっていることを特徴とする請求項１に記載の牽引装置。

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