JP2009270263A - 水道管の止水工事工法及び埋設物敷設工法 - Google Patents

Abstract

【課題】水道管内の水道水を短時間で容易に、且つ確実に凍結させて止水し、管工事を行うことができ、また最小限の掘削を行うことで、周辺地盤への悪影響を与えることない止水工事工法及び埋設物敷設工法を提供する。
【解決手段】水道管の止水工事工法は、水道管の一部に穿孔機により穿孔する穿孔工程Ａと、穿孔から冷却部を水道管内に挿入して水道水と接触させる冷却部挿入工程Ｂと、冷却部に冷媒を供給して水道管内の水道水を凍結させて止水する水道水凍結止水工程Ｃと、止水させた状態で水道管一部または部品の交換、修復または新設する管工事を行う工事工程Ｄと、水道水を解凍する水道水凍結解凍工程Ｅとを有する。また、埋設物敷設工法は、舗装版切断除去工程と、吸引掘削工程と、地盤を目標深度まで吸引掘削した際に、止水状態で水道管の一部または部品の交換、修復または新設する管工事を行う非開削敷設工程と、埋め戻し工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行う水道管の止水工事工法及び埋設物敷設工法に関する。

従来から、例えば水の供給用には埋設管が使用され、この埋設管は、一旦敷設された後で長い年月にわたって使用される。この埋設管として、例えば水道管は、図２０に示すように、道路の分部に本管１００が埋設され、この本管１００に分水栓１０１を設け、この分水栓１０１に分岐配管１０２を接続し、この分岐配管１０２から各住戸１０３に分岐している。

この水道管は、亀裂、腐食、もしくは肉厚変化等の異常によって漏水することがあり、例えばＸ点で漏水が発生すると、上流側の止水栓１１０と下流側の止水栓１１１とを閉めて、漏水した部分の管の一部を切断して交換したり、分水栓を交換したりしているが、上流側の止水栓１１０と下流側の止水栓１１１との間の多数の住戸１０３が断水することになる。このため、漏水した部分の近くの上流側で水道管内を流れる水の流れを一時的に止めて、漏水した部分の管の一部を切断して交換したり、止水栓、分水栓などを交換したりすることができれば、断水区域を小さくすることができる。

従来、ポリエチレンのような合成樹脂材料から成る水道管に通水状態で、水道管内を流れる水の流れを一時的に止める方法として、水道管を一組の棒状部材間に挟み込んで部分的に圧縮し、水道管を潰すことにより流路を閉塞するスクイズオフ工法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、スクイズオフ工法とは別に、水道管を部分的に冷却し、水道管内の水を凍結させることにより流路を閉塞する凍結工法が知られており、この工法では、冷却用ボックスを用いて水道管を部分的に包囲し、冷却用ボックス内に例えば液体窒素のような冷媒を注入することにより、水道管の冷却用ボックスで包囲された部分を冷却し、これにより部分内を通る水を凍結させる。

更に、水道管に上流側で分岐路を接続し、この分岐路内を通して水道管内にエアバッグを挿入し、エアバッグを水道管内で膨張させることにより流路を閉塞するエアバッグ止水工法が知られている。
特開平８−０６１５２３号

しかしながら、スクイズオフ工法では、流路を閉塞すべく水道管を圧縮して潰すことから、水道管が合成樹脂材料から成るもの限定され、ダクタイル鋳鉄管等の場合には用いることができない。

また、凍結工法では、流路を確実に閉塞するために水道管内をその軸心部を流れる水を凍結させるまでに時間がかかる。特に、水道管の口径が大きい場合、水道管の軸心部を流れる水まで凍結させることが困難である。
更に、エアバッグ工法では、水道管内の内面に亀裂、腐食、もしくは肉厚変化等が生じていることが多く、エアバッグを水道管内の内面に密着させて水の流れを一時的に止めことが困難である。

しかも、いずれの水道管内を流れる水の流れを一時的に止める方法も、開削し舗装本復旧面積が大面積であり、掘削時の周辺地盤への悪影響が大きく、舗装は掘削部分を仮復旧した後、交通開放して自然転圧期間を設け、その後掘削部分より広い範囲で本復旧する必要があった。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、施工コストの増大を招くことなく、水道管内の水道水を短時間で容易に、且つ確実に凍結させて止水し、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行うことができ、また最小限の掘削を行うことで、周辺地盤への悪影響を与えることない水道管の止水工事工法及び埋設物敷設工法を提供することである。

かかる課題を解決するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、水道管の一部に穿孔機により穿孔する穿孔工程と、
前記穿孔から冷却部を前記水道管内に挿入して水道水と接触させる冷却部挿入工程と、
前記冷却部に冷媒を供給して前記水道管内の水道水を凍結させて止水する水道水凍結止水工程と、
前記水道水を止水した状態で前記水道管の一部または前記水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行う工事工程と、
前記水道管内の凍結した水道水を解凍する水道水凍結解凍工程とを有することを特徴とする水道管の止水工事工法である。

請求項２に記載の発明は、
周囲より分離された舗装版片を形成するために、地面に敷設された舗装版の表面から前記舗装版の下の路盤に至るまで、前記舗装版に設定された所定領域の外周を切削し、前記切断した舗装版片を前記舗装版より除去する舗装版切断除去工程と、
前記舗装版片が除去された所定領域にケーシングを配置し、このケーシングを地盤に降下させるのに先立ち、埋設物の出現の有無を確認しながら前記ケーシングの内底に露出した地盤を吸引掘削して縦穴を施工する吸引掘削工程と、
前記地盤を目標深度まで吸引掘削した際に、請求項１に記載の水道管の止水工事工法を実施する非開削敷設工程と、
前記ケーシングを引き上げながら、前記縦穴の埋め戻しを行う埋め戻し工程と、
を有することを特徴とする埋設物敷設工法である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、水道管の一部に穿孔し、この穿孔から冷却部を水道管内に挿入して水道水と接触させ、冷媒を冷却部に供給することで、冷却部より直接に水道管内の水道水を簡単に、かつ短時間で、確実に凍結させ、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行うことができる。

請求項２に記載の発明では、舗装版片が除去された所定領域にケーシングを配置し、このケーシングを地盤に降下させるのに先立ち、埋設物の出現の有無を確認しながらケーシングの内底に露出した地盤を吸引掘削して縦穴を施工し、地盤を目標深度まで吸引掘削した際に、請求項１に記載の水道管の止水工事工法を実施し、水道管内の水道水を簡単に、かつ短時間で、確実に凍結させ、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行い、ケーシングを引き上げながら、縦穴の埋め戻しを行う埋め戻しを行うことで、最小限の掘削を行うことで、周辺地盤への悪影響を与えることない。

以下、この発明の水道管の止水工事工法および埋設物敷設工法の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものである。
（水道管の止水工事工法）
図１はこの発明の水道管の止水工事工法の説明図である。この水道管の止水工事工法は、水道管の漏水した部分の近くの上流側で、水道管内を流れる水の流れを一時的に止めて、水道水を止水した状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行い、断水区域を小さくすることができるものである。この水道管の止水工事工法は、水道管の一部に穿孔機により穿孔する穿孔工程Ａと、穿孔から冷却部を水道管内に挿入して水道水と接触させる冷却部挿入工程Ｂと、冷却部に冷媒を供給して水道管内の水道水を凍結させて止水する水道水凍結止水工程Ｃと、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行う工事工程Ｄと、水道管内の凍結した水道水を解凍する水道水凍結解凍工程Ｅとを有する。この水道管の止水工事工法では、水道管の一部に穿孔し、この穿孔から冷却部を水道管内に挿入して水道水と接触させ、冷媒を冷却部に供給することで、冷却部より直接に水道管内の水道水を簡単に、かつ短時間で、確実に凍結させ、水道水を止水した状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行うことができる。次に、この水道管の止水工事工法の各工程の構成を、図２乃至図７に基づいて詳細に説明する。

［穿孔工程Ａ］
この水道管の一部に穿孔する穿孔工程Ａでは、図２（ａ）に示すように、水道管２００の一部が腐食して漏水することがあると、この腐食部分２００ａより上流側の止水栓１１０を閉じることなく、上流側の止水栓１１０と下流側の止水栓１１１との間の多数の住戸１０３に給水を続けながら地盤を掘削して縦穴２５０の施工を行い、図２（ｂ）に示すように、水道管２００の腐食部分２００ａより上流側に穿孔機２１０を取り付け、穿孔機２１０により水道管２００の一部を穿孔する。水道管２００は、ダクタイル鋳鉄管で成形されているが、金属管であればこれに限定されない。

穿孔機２１０による穿孔は、図３に示すように、水道管２００にサドル分水栓２２０を、水道管２００にボルト２２１と、ナット２２２により取り付け、操作部２２３を回転させることで、ボールバルブ２２４を開き、穿孔機２１０をサドル分水栓２２０にセットして行う。穿孔機２１０は、本体２１１に、駆動部２１２と、挿入棒２１３が取り付けられ、挿入棒２１３の先端には穿孔刃２１４が取り付けられている。駆動部２１２は例えば電動モータで構成され、駆動部２１２には取っ手２１５が設けられており、作業者は取っ手２１５を持って本体２１１をサドル分水栓２２０に容易にセットすることができる。駆動部２１２の駆動によって挿入棒２１３が回転しながら進行し、穿孔刃２１４が水道管２００の一部２００ｂを円形に穿孔２００ｃする。
［冷却部挿入工程Ｂ］
この冷却部の挿入工程Ｂでは、図４に示すように、冷却部３１０を、サドル分水栓２２０に挿入し、さらに水道管２００の一部２００ｂに形成された穿孔２００ｃから水道管２００内に挿入し、冷却部３１０の先端部３１０ａは水道管２００内で水に直接接触している。冷却部３１０は、中空の容器状で、ステンレスやアルミニウムなどで形成している。これは高い熱伝導率を有するからであるが、ある程度の熱伝導率を有するものであればその他の金属あるいは他の素材であってもよい。また、冷却部３１０は容積を確保するために、サドル分水栓２２０の通路２２０ａ、水道管２００の穿孔２００ｃに挿入可能な最大の形状に形成されているが、冷却部３１０の容積は、水道管２００の断面積、水量、水温などによって水を短時間で凍結することができるように決定される。
［水道水凍結止水工程Ｃ］
この水道水凍結止水工程Ｃでは、図５に示すように、冷媒供給部３２０からパイプ３２１を介して冷媒３２２を冷却部３１０に供給する。冷媒３２２として、例えば液体窒素を用いることができ、冷却部３１０の先端部３１０ａは水道管２００内で水道水に直接接触しており、冷媒３２２が極低温であるため、水は冷却部３１０の先端部３１０ａを介して冷却される。したがって、水道管２００内の冷却部３１０の先端部３１０ａは、水道管２００内を通る水道水を瞬時に凍結させ、この凍結部５００によって止水することができる。また、冷媒３２２は、液体窒素に限定されず、ヘリウム、窒素、炭酸、アルゴン、水素、ネオンなどの極低温ガスなども用いることができる。このように、水道管２００の穿孔２００ｃから冷凍機３００の冷却部３１０を、水道管２００内に挿入して水道水と接触させ凍らせることで、簡単に、かつ短時間で、確実にその軸心部を流れる水道水を凍結させることができる。したがって、水道管２００の内面に亀裂、腐食、もしくは肉厚変化等が生じていても確実に水道水の流れを止めことができる。
［管工事を行う工事工程Ｄ］
この管工事を行う工事工程Ｄにおいて、水道管２００の水漏れ箇所の一部を切断して交換したり、修復したりする。また、水道管２００に取り付けられている。仕切弁、消火栓、空気弁、分水栓、止水栓、継手類などが不良になると、交換したり、修復する。また、仕切弁、消火栓、空気弁、分水栓、止水栓、継手類などを新設する。図６に交換、修復または新設する工事工程Ｄの一例を示す。なお、継ぎ手には、径の異なる異径管、真っ直ぐな直管、曲がった曲管などがある。図６（ａ）では、水道管２００の腐食部分２００ａを切断して除去し、新たな継ぎ手管２００ｄと交換する。また、図６（ｂ）では、下流側の止水栓１１１が水漏れを起している場合には、新たな止水栓１１１ａと交換する。また、図６（ｃ）では、水道管２００の一部に新たに取り付けた分水栓４００を使用し、この分水栓４００から分岐配管４０１を敷設し、新たな住戸へ水道水を供給することができる。さらに、図６（ｄ）では、水道管２００の一部２００ｅを切断して除去し、新たな継ぎ手管２００ｆで接続し、除去した水道管２００の一部２００ｅにより外面調査や腐食などの調査を行うことができる。

［水道水凍結解凍工程Ｅ］
この水道水凍結解凍工程Ｅでは、図７に示すように、冷媒３２２の供給を停止し、冷却部３１０をサドル分水栓２２０の通路２２０ａ、水道管２００の穿孔２００ｃから取り出し、サドル分水栓２２０の操作部２２３を回転させることで、ボールバルブ２２４を閉じる。水道管２００内では、冷媒３２２が供給されなくなることで温度が上昇し、水道水の凍結された部分を容易に解凍することができる。この水道管２００内の水道水解凍後に、縦穴２５０の埋め戻しを行う。

（埋設物敷設工法）
この水道管の止水工事工法は、埋設物敷設工法において用いることができるため、この埋設物敷設工法について説明する。この埋設物敷設工法である「ＭＤＰ工法」（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｄｉｇｇｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）は、周囲より分離された舗装版片を形成するために、地面に敷設された舗装版の表面から舗装版の下の路盤に至るまで、舗装版に設定された所定領域の外周を切削し、切断した舗装版片を舗装版より除去する舗装版切断除去工程と、舗装版片が除去された所定領域にケーシングを配置し、このケーシングを地盤に降下させるのに先立ち、埋設物の出現の有無を確認しながらケーシングの内底に露出した地盤を吸引掘削して縦穴を施工する吸引掘削工程と、地盤を目標深度まで吸引掘削した際に、水道管の止水工事工法を実施する非開削敷設工程と、ケーシングを引き上げながら、縦穴の埋め戻しを行う埋め戻し工程と、埋め戻し後に、周囲との段差をなくして所定の平坦性を確保する復旧工程とを有する。

図８は埋設物敷設工法の説明図である。

アスファルト等の舗装版１（道路）が地面に敷設された地盤は、上層から順に、上層路盤２、下層路盤３および路床４で構成されている。上層路盤２および下層路盤３は、舗装版１が存在する領域の直下に設けられている。上層路盤２は、例えば３０ｍｍ以下の砕石が敷き詰められた層であり、下層路盤３は、例えば４０ｍｍ以下の砕石が敷き詰められた層である。路床４には、作業を施工すべき埋設物である作業対象物５が、既知の目標深度Ｄｔｇｔで埋設されている。この実施形態では、作業対象物５として、道路下に埋設され水道管、より具体的には、本管の漏水部分を想定している。一連の作業は、舗装版の除去（ステップ１）、縦穴の掘削（ステップ２）、作業対象物の処理施工（ステップ３）、縦穴の埋め戻し（ステップ４）および舗装版の修復（ステップ５）といった順序で進められる。

この埋設物敷設工法（ＭＤＰ工法）は、埋設物の更新のみならず、その新設に関しても適用可能である。図９は埋設物の更新または新設を行う敷設工法の施工手順を示す図である。

この埋設物の更新または新設を行う敷設工法は、準備工（ステップａ１）、舗装版切断工（ステップａ２）、掘削舗装版処理工（ステップａ３）、吸引掘削工（ステップａ４）、埋設位置・深度の確認（ステップａ５）、埋設物新設か既存埋設物更新かの判断し（ステップａ６）、埋設物新設の場合新設埋設物の敷設（ステップａ７）、既存埋設物更新の場合既存埋設物の更新（ステップａ８）、埋め戻し工（ステップａ９）、仮復旧が必要かの判断し（ステップａ１０）、仮復旧が必要ない場合本復旧工（ステップａ１１）、仮復旧が必要である場合仮復旧工（ステップａ１２）後に本復旧工する。舗装版片を舗装版より除去して最小限の吸引掘削を行うことで、作業性、安全性および環境性を全体的に満足することができる。

次に、この埋設物敷設工法の施工を詳細に説明する。

［舗装版の除去（ステップ１）］
舗装版の除去（ステップ１）では、準備工（ステップａ１）、舗装版切断工（ステップａ２）、掘削舗装版処理工（ステップａ３）を実施し、舗装版切断除去工程である。

準備工（ステップａ１）において、施工に際して設計条件を満足するように十分な調査に基づいた施工計画を行い、実施工程に支障がないように準備する。

舗装版切断工（ステップａ２）、掘削舗装版処理工（ステップａ３）において、作業領域となる舗装版１が部分的に除去される。詳細については後述するが、上層路盤２に達する深さまで所定領域の外周をカッターで切削し、周囲より分離された舗装版片７を昇降自在なクランプを用いて除去する。なお、舗装版１より除去された舗装版片７は、所定の処理袋に収納・保管される。

つぎに、周囲より分離された舗装版片を形成するために、地面に敷設された舗装版の表面から舗装版の下の路盤に至るまで、舗装版に設定された所定領域の外周を切削し、切断した舗装版片を舗装版より除去する舗装版切断除去工程について詳述する。この舗装版切断除去工程は、舗装版１を切削する工程と、舗装版１の切削された領域にクランプなどをセットする工程と、舗装版１の切削された領域を除去する工程とを有する。
（第１の実施形態）
図１０は、第１の実施形態に係る舗装版１の舗装版切断除去工程の説明図である。まず、図１０（ａ）の示すように、舗装版１の表面に設定された作業領域Ｓの中心Ｏに円形カッター８の固定軸が取り付けられる。この作業領域Ｓは、埋設箇所が既知である作業対象物５の直上に位置し、後述するように、周囲より分離された舗装版片７の形成領域に相当する。ＭＤＰ工法では、作業面積の小面積化を図るべく、作業領域Ｓは、略９００ｍｍの比較的小さな直径を有する円形状として定義される。作業対象物５に対する処理が非開削で施工される関係上、舗装版１を切削する作業領域Ｓは、作業者一名が入れる程度の径で十分足りる。作業者は、円形カッター８の固定軸を中心Ｏに取り付けて、これを中心とした半径略４５０ｍｍ、すなわち、図１０（ｂ）のように作業領域Ｓの外周を円形カッター８で切断する。

この円形カッター８での切断深さは、５〜１０ｃｍ程度であり、舗装版１の厚さが５〜１０ｃｍ程度である場合に応じて用いられ、舗装版１の厚さが比較的薄い場合に適用される。

円形カッター８は、切削時に生じる粉塵の放出を抑制する観点より、水でダイヤモンドブレードを冷却しながら切削する湿式カッターを用いる。この場合、環境面への配慮より、湿式カッターによる切削と同時に、切削により生じた汚水を図示しないポンプ（例えば真空ポンプや圧送ポンプ等）で吸引する。これにより、舗装版切断による下水溝への汚水の流入を防いで、汚泥に起因した下水溝や下水道管の詰まりを防止できるとともに、下水道最終処理場におけるトラブルの発生をも防止できる。

舗装版１の切削に際しては、円形カッター８の刃先が舗装版１の表面に対して斜めに入射するようにする。これにより、図１０（ｃ）に示すように、舗装版片７の側面には、深度方向にストレート状に形成される。

この実施形態において、舗装版片７の除去は、図１１に示すように、舗装版片７にアンカーボルト１４ａを挿着して固定し、このアンカーボルト１４ａにワイヤー１４ｂを取り付け、作業者は、アンカーリフトを操作してワイヤー１４ｂを上昇させる。これにより、舗装版片７が舗装版１より除去され、舗装版片７を簡単かつ的確に除去することができる。

以上のような工程を有するＭＤＰ工法によれば、作業性、環境性（「地球環境に優しい」）、および安全性をトータル的に満足することができる。さらに、舗装版片７をアスファルト塊として一体で処分する場合には、専用の収納袋にこれを格納することでコンパクトに道路上を運搬することができ、運搬廃棄上も有利である。

（第２の実施形態）
図１２は舗装版１の舗装版切断除去工程の説明図である。まず、図１２（ａ）の示すように、舗装版１の表面に設定された作業領域Ｓの中心Ｏに対応する位置に円筒カッター３０の回転軸３１が取り付けられる。この作業領域Ｓは、埋設箇所が既知である埋設物５の直上に位置し、切削溝６によって周囲より分離された舗装版片７の形成領域に相当する。この埋設物環境調査方法では、作業面積の小面積化を図るべく、作業領域Ｓは、直径が略９００ｍｍ〜１５００ｍｍの比較的小さな直径を有する円形状として定義される。埋設物５に対する処理が非開削で施工される関係上、舗装版１を切削する作業領域Ｓは、例えば直径が略９００ｍｍの作業者一名が入れる程度の径で十分足りる。作業者は、円筒カッター３０の回転軸３１を中心Ｏに対応して取り付け、この回転軸３１を介して円筒カッター３０を回転して、中心Ｏを中心とした半径略４５０ｍｍ、すなわち、図１２（ｂ）のように作業領域Ｓの外周を円筒カッター３０で切断し、図１２（ｃ）のように舗装版片７が切削溝６によって周囲より分離される。

この円筒カッター３０での切断深さは、１５〜２０ｃｍ程度であり、舗装版１の厚さが１５〜２０ｃｍ程度である場合に応じて用いられ、舗装版１の厚さが比較的厚い場合に適用される。

この舗装版切断除去工程と、吸引掘削工程においては、図１３乃至図１５に示すケーシング設置装置を用いる。図１３はケーシング設置装置を舗装版切断除去工程おいて用いる状態を示す図、図１４は円筒カッターとカッター駆動装置とを示す図、図１５はケーシング設置装置を吸引掘削工程おいて用いる状態を示す図である。

ケーシング設置装置Ｋは、支持基台４０と、一対の支柱４１，４２と、支持装置４３と、一対の昇降装置４４，４５と、カッター駆動装置４７と、円筒状のケーシング１０とを備える。支持基台４０には、作業領域Ｓに対応する円形開口４０ａが形成され、円形開口４０ａが作業領域Ｓに対応するように、支持基台４０を舗装版１の上に設置する。この支持基台４０には、対称位置にウエイト４９を取り付けるようにしても良い。

一対の支柱４１，４２は、円形開口４０ａの中心に対して対称位置で支持基台４０に立設され、この一対の支柱４１，４２には、支持装置４３が昇降可能に設けられている。支持装置４３は、円筒状のケーシング１０の外周を保持する固定アーム４３ａと、可動アーム４３ｂとを有し、可動アーム４３ｂはアーム開閉装置４３ｃの駆動によって開閉される。このアーム開閉装置４３ｃは、油圧シリンダで構成され、固定アーム４３ａと可動アーム４３ｂとによって、例えば直径が略９００ｍｍ〜１５００ｍｍの種々の大きさの円筒状のケーシング１０を保持することができる。一対の昇降装置４４，４５は、油圧シリンダで構成され、支持装置４３を昇降させる。

カッター駆動装置４７は、取付部４７ａと、回転駆動部４７ｂとを有している。取付部４７ａの中央部に回転駆動部４７ｂが設けられ、取付部４７ａの両端部を一対の支柱４１，４２に挿入して上方から支持装置４３に着脱可能である。このカッター駆動装置４７の回転駆動部４７ｂに円筒カッター３０の回転軸３１を取り付け、回転駆動部４７ｂの駆動によって円筒カッター３０を回転する。円筒カッター３０は、開口端部にダイヤモンドブレード３２が設けられている。この回転駆動部４７ｂは、油圧モータで構成される。このように、アーム開閉装置４３ｃを油圧シリンダで構成し、一対の昇降装置４４，４５を油圧シリンダで構成し、回転駆動部４７ｂを油圧モータで構成することで、同一の駆動源を用いて駆動することができる。

この舗装版切断除去工程において、ケーシング設置装置Ｋは、図１３に示すように、支持基台４０の円形開口４０ａが作業領域Ｓに対応するように、支持基台４０を舗装版１の上に設置される。支持基台４０の端部の対称位置に一対のウエイト４９を取り付けることができ、このウエイト４９の重量はケーシング設置装置Ｋの駆動時に支持基台４０が舗装版１の上を移動しないように設定される。

支持装置４３を上方へ移動させた位置で、図１４に示すように、円筒カッター３０を取り付けたカッター駆動装置４７を上方から装着して取り付け、円筒カッター３０を円形開口４０ａに挿入し舗装版１に近接させる。

この状態で回転駆動部４７ｂを駆動すると、円筒カッター３０が回転軸３１を介して回転し、一対の昇降装置４４，４５を駆動して支持装置４３を下降させることで、円筒カッター３０は回転しながら下降し、この円筒カッター３０の回転により舗装版切断し、舗装版１の直下の上層路盤２にダイヤモンドブレード３２が至るまで、作業領域Ｓの外周を切削していく。これにより、舗装版片７とその周囲とを分離する切削溝６が形成される。円筒カッター３０は、切削時に生じる粉塵の放出を抑制する観点より、水でダイヤモンドブレード３２を冷却しながら切削する湿式カッターを用いる。この場合、環境面への配慮より、湿式カッターによる切削と同時に、切削により生じた汚水を図示しないポンプ（例えば真空ポンプや圧送ポンプ等）で吸引する。これにより、舗装版切断による下水溝への汚水の流入を防いで、汚泥に起因した下水溝や下水道管の詰まりを防止できるとともに、下水道最終処理場におけるトラブルの発生をも防止できる。

このようにカッター駆動装置４７と一対の昇降装置４４，４５を駆動し、円筒カッター３０を回転させながら下降して舗装版１を円形に切断する構造であり、取り付けられた所定の大きさの円筒カッター３０を用いて、中心Ｏを基準とした作業領域Ｓの外周を円筒カッター３０で切断することができる。

この切削作業が完了した後に、一対の昇降装置４４，４５を駆動して支持装置４３を介してカッター駆動装置４７を上方へ移動させ、カッター駆動装置４７を円筒カッター３０と共に取り外す。つぎに、図１１と同様にして、舗装版片７の除去を行う。

［縦穴の掘削（ステップ２）］
縦穴の掘削（ステップ２）は、吸引掘削工（ステップａ４）、埋設位置・深度の確認（ステップａ５）を実施する吸引掘削工程である。この吸引掘削工程では、舗装版片７が除去された所定領域にケーシング１０を配置し、このケーシング１０を地盤に降下させるのに先立ち、埋設物の出現の有無を確認しながらケーシング１０の内底に露出した地盤を吸引掘削して縦穴を施工する。

この舗装版切断除去工程において、ケーシング設置装置Ｋは、図１５に示すように、カッター駆動装置４７を取り外した後に切断された舗装版片７を除去し、支持装置４３の固定アーム４３ａと可動アーム４３ｂとの間にケーシング１０を挿入する。そして、アーム開閉装置４３ｃの駆動によって可動アーム４３ｂを閉じ、固定アーム４３ａと可動アーム４３ｂによってケーシング１０の外周を保持する。この状態で、一対の昇降装置４４，４５を駆動して支持装置４３を介してケーシング１０を下降させ、舗装版片７が除去された所定領域にケーシング１０を配置し、このケーシング１０を地盤に降下させるのに先立ち、ケーシング１０の内底に露出した地盤を吸引掘削して縦穴を施工可能にする。

この縦穴の掘削では、舗装版片７が除去された領域直下に対して、ケーシング１０の降下と吸引掘削とを併用して、縦穴が掘削される。作業者は、掘削によって生じる土砂を吸引しながら掘削しつつ、土留めとしての役割を有するケーシング１０をケーシング設置装置Ｋによって上層路盤２、下層路盤３および路床４に降下させていく。ケーシング１０の降下に先立ち吸引掘削を行うことで、路床４に存在する不測の埋設物５´の有無を目視にて確認できるので、その損傷や破壊を未然に回避できる。掘削によって生じた土砂等は、環境面への配慮から、所定の処理袋に収納・保管される。

図１６は路床４おける縦穴の吸引掘削工程の説明図である。まず、図１６に示すように、ケーシング設置装置Ｋによってケーシング１０を保持する。この作業の初期状態として、図１６（ａ）に示すように、縦穴１１が舗装版１を貫通して上層路盤２の最上部まで到達している。この縦穴１１の周囲を囲むケーシング１０の内底には、地盤である路床２の露出面２ａが出現している。まず、作業者は、舗装版片７が除去された作業領域Ｓ（地盤の裏面）には、図１８に示すような円筒状のケーシング１０（φ＝９００ｍｍ）を配置する。

つぎに、図１６（ｂ）に示すように、作業者は、ケーシング１０を地盤に降下させるのに先立ち、ケーシング１０の内底に露出した地盤を吸引掘削する。掘削によって生じた土砂等はホース１２０を介して吸引される。このホース１２０は空気とともに土砂等を吸い込む強力なポンプ機に接続されている。作業者は、ポンプ機に接続されたホース１２０を操作しながら土砂等を吸引することによって掘削を進める。掘削の臭体的な手法としては、例えば、高圧なエアー（空気圧〉またはジェツト（水圧）で露出面の土砂を浸食させ、これによって生じる土砂（ジェットの場合には水も含む〉をポンプ機で吸引する手法を用いることができる。この場合、ポンプ機は、掘削作業で発生する粉塵等を吸収するので、作業領城周辺における粉塵等の影響を極力抑えることができる。なお、地盤が比較的柔らかい場合、それが可能であるならば、吸引のみで地盤の掘削を行ってもよい。

この掘削に際して、ケーシング１０の周部直下も掘削される。したがって、ケーシング設置装置Ｋのアーム開閉装置４３を開放すると、図１６（ｃ）に示すように、ケーシング１０は、ケーシング１０の自重によって降下し、ケーシング１０を地盤内に圧入する。このように、吸引掘削にてケーシング１０の周部直下を掘削した際、ケーシング１０を自重によって降下させる簡単な構造である。

また、一対の昇降装置４４，４５を駆動して支持装置４３を下降させ、この支持装置４３によってケーシング１０を下降させても良く、ケーシング１０を降下させる圧力を用いて、ケーシング１０を地盤内に圧入することで、迅速かつ確実に降下させることができる。これは、ケーシング１０の外周壁と地盤との問に生じる摩擦力によって、自重による降下が困難な場合に有効である。

なお、この吸引掘削工程における掘削は、上層路盤２および下層路盤３の掘削と、これに続く路床４の掘削とがある。両者は、ケーシング１０の吸引による掘削とが併用される点では同様であるが、後者の場合には、不測の埋設物５´を確認しながら掘削する必要があるので、前者と異なるプロセスが採用されている。

まず、上下層の路盤２，３に関しては、従来と同様のプロセスで、ケーシング１０の内底に路床４が露出するまで掘削される。これらの路盤２，３は、道路を敷設する際に人為的に積層されたものであって、ここに如何なる埋設物も存在しないことは明自である。そのため、路盤２，３の掘削に関しては、以下に述べるような不測の埋設物５の確認を伴う掘削プロセスを採用する必要性はない。

一方、路床４に関しては、埋設物５の確認を伴う試し堀的な掘削プロセスによって縦穴が掘削される。図８に示すように、不測の埋設物５´が埋設物５よりも浅い箇所に存在する場合、試し堀を行うことなくケーシング１０を降下させると、ケーシング１０によって不測の埋設物５´を損傷・破壊してしまうおそれがある。このような事態を未然に防止するためには、この実施形態のように、試し堀にて不測の埋設物５´が存在しないことを確認しながらケーシング１０を降下させるというプロセスを採用することが好ましい。

図１７は、路床４における縦穴の吸引掘削工程の流れを示すフローチャートである。まず、ステップ２１〜２３のループを繰り返すことによって、露出面２ａのうちの一部領域がエアー（またはジヱット等）によって所定の深度Ｄｊｅｔだけ掘削される（図１６（ｃ））。具体的には、作業者は、ホース１２０からの吸引力を用いて露出面２ａを掘削する。吸引された土砂等は、必要に応じて、舗装版処分用とは別個に用意された所定の処理袋内に放出・収納される。露出面２ａの部分掘削は、所定深度Ｄｊｅｔ内に不測の埋設物５´が存在しないことを確認するための試し堀り的な意味合いもある。したがって、例えば、縦穴１１の内周を掘削してもよいし、任意の１カ所または複数箇所を掘削してもよい。なお、試し堀という観点でいえば、露出面２ａの全体を掘削する必要は必ずしもないが、露出面２ａの全体を掘削してしまうことも当然可能である。

埋設物が出現することなく所定深度Ｄｊｅｔ分の部分掘削が完了した場合、ステップ２３の判断からステップ２４に進み、ケーシング１０が所定深度Ｄｊｅｔに応じて降下される。つまり、ケーシング１０の降下は、埋設物が所定の深度内に存在しないことを条件に、左記の吸引掘削に追従して、その深度分だけ行われる。そして、続くステップ２５において、露出面２ａのうちの掘削されなかった残りの領域が所定深度Ｄｊｅｔだけエアー（またはジェット等）によって掘削される。これによって、露出面２ａの全体が所定深度Ｄｊｅｔだけ掘り下げられることになる。この掘り下げが完了すると、再びステップ２１〜２３のループが繰り返され、次の所定深度Ｄｊｅｔ分だけ、露出面２ａの部分掘削が行われる。

ここで、吸引掘削によって埋設物が出現した場合には、ステップ２２の判断よりステップ２６に進み、縦穴１１の現在の深度が目標深度Ｄｔｇｔに到達しているか否かが判断される。目標深度Ｄｔｇｔに到達する前に埋設物が出現した場合、これは不測の埋設物５´であるから（ステップ２８）、作業の中断を含む適宜の措置を講じる必要がある。

これに対して、吸引掘削によって不測の埋設物５´が出現しなかった場合には、露出面２ａの掘削（ステップ２１〜２３）、ケーシング１０の降下（ステップ２４）、および、露出面２ａの残りの掘削（ステップ２５）が繰り返される。これにより、縦穴１１の掘り下げが所定深度Ｄｊｅｔ単位で段階的に進められる。そして、縦穴１１の深度が目標深度Ｄｔｇｔに到達した場合には、埋設されていた埋設物５が出現する。この場合には、ステップ２２の肯定判定、ステップ２６の肯定判定およびステップ２７を経て、縦穴１１の掘削が完了する。

このように、ケーシング設置装置Ｋは、単一の装置で舗装版１を円形に切断し、舗装版片７を除去し、舗装版片７が除去された所定領域にケーシング１０を配置し、ケーシング１０の内底に露出した地盤を吸引掘削して縦穴を施工することができ、また支持装置４３により大きさの異なる数種類のケーシング１０を保持して設置することができる。

［作業対象物の処理施工（ステップ３）］
作業対象物の処理施工（ステップ３）では、埋設物新設か既存埋設物更新（ステップａ６）の判断をし、埋設物新設の場合新設埋設物の敷設（ステップａ７）、既存埋設物更新の場合既存埋設物の更新（ステップａ８）を実施する非開削敷設工程である。

作業対象物の処理施工（ステップ３）では、掘削によって形成された縦穴の底部に出現した作業対象物５に対して、所定の処理が施工される。すなわち、前記した水道管の止水工事工法を実施し、水道管内の水道水を簡単に、かつ短時間で、確実に凍結させ、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行う。

この非開削敷設工程では、地盤を目標深度まで吸引掘削した際に、非開削工法を用いて埋設物の更新または新設を行う。ＭＤＰ工法における埋設物の敷設は、非開削工法で行う。

ＭＤＰ工法では、埋設物である水道管２００が漏水すると、水道管の止水工事工法を実施し、水道管２００内の水道水を簡単に、かつ短時間で、確実に凍結させ、水道管２００の漏水した部分の近くの上流側で、水道管２００内を流れる水道水の流れを一時的に止め、非開削で水道水を止水させた状態で水道管２００の一部または水道管２００に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行う。たとえば、水道管２００の少なくとも切替弁、空気弁、消火栓、分水栓、止栓、継ぎ手管などの交換、修復または新設する管工事を行うのが特徴であり、これにより、掘削面積、土量を大幅に削減でき、道路幅員によっては、片側車線のみの占有で施工が可能となる。

［縦穴の埋め戻し（ステップ４）］
縦穴の埋め戻し（ステップ４）は、埋め戻し工（ステップａ９）を実施する埋め戻し工程である。図１９は改良土を用いる場合について縦穴の埋め戻し工程を説明する図である。縦穴の埋め戻し工程では、縦穴の周囲を囲っているケーシングを引き上げながら、縦穴が埋め戻される（図１９（ａ））。ここでは、縦穴の掘削時に生じた土砂等を現場で改良土化して再利用することによって（図１９ （ｂ））、縦穴の埋め戻しが行われる（図１９（ｃ））。

埋め戻し工では、施工後、自動車の走行などにより道路に沈下などが生じないように、埋め戻し土を十分に締め固め、所定の締め固め密度が確保できるよう施工する。埋め戻し土は締め固めがしやすい砂などの良質土が好ましくかつ簡便である。残土処理等を低減し、環境問題に資するという観点からは、現地発生土に石灰などの改良材を添加した改良土が有効であるが、改良土でなくてもよいし、現地発生土に限定されず購入土などでもよい。

現地発生土を改良土として利用する場合には、必要に応じて事前に配合試験を行い、改良材の種類、添加量などを決定する。このような再利用は、土砂等の廃棄が不要になるので環境性に優れているばかりか、土砂の運搬も不要となるのでコスト的にも優れている。

埋め戻し作業は、例えば埋め戻し土を１層当り層厚２０〜３０ｃｍ程度で撒きだし、締め固め機械で十分締め固めを行い、所定の締め固め密度を確保する。特に周辺地山との境界部分は、孔壁崩壊防止のケーシングを引き抜きながらの施工となるため、ランプレなどで入念に締め固めを行い、施工後、埋め戻し部分と周辺地山で段差などが生じないようにする。
［舗装版の修復（ステップ５）］
舗装版の修復（ステップ５）は、仮復旧が必要かの判断し（ステップａ１０）、仮復旧が必要ない場合本復旧工（ステップａ１１）、仮復旧が必要である場合仮復旧工（ステップａ１２）後に本復旧工する工程である。

舗装版の修復では、ケーシングを引き抜いた上で、従来と同様の手法で、下層路盤３、上層路盤２および舗装版１が順次修復される。この舗装面（路盤）の復旧工は、所定の舗装性能を確保し、かつ自動車、自転車の走行、歩行者の通行など交通に支障を及ぼさないよう段差をなくし、所定の平坦性を確保する。

本復旧工の場合には仮復旧工と同様、交通の安全を確保するとともに、施工後の自動車走行などにより沈下が生じないよう、所定の品質を満たす路盤を構築する。

以上のようなステップ１からステップ５までの工程を有するＭＤＰ工法によれば、作業性、環境性（「地球環境に優しい」）、および安全性をトータル的に満足することができる。

特に、舗装版１の除去工程（ステップ１）によれば、舗装版１の部分的な除去を簡単な作業で的確に行うことができる。また、舗装版片７を破壊することなく一体で除去でき、破壊による粉塵の発生や騒音を防止できるので、環境性にも優れている。さらに、舗装版片７をアスファルト塊として一体で処分する場合には、専用の収納袋にこれを格納することでコンパクトに道路上を運搬することができ、道路廃棄上も有利である。

また、特に、縦穴１１の掘削工程（ステップ２）では、土留めを確保する役割を担うケーシング１０の降下に先立ち、ケーシング１０の内底に露出した地盤を吸引掘削する。そして、吸引掘削によって埋設物が出現しなかった場合に、吸引掘削に追従して、ケーシング１０を地盤に降下させる。ケーシング１０の降下は、埋設物が出現しないことを条件に行われるので、地盤内に不測の埋設物５´が埋まっていたとしても、これを損傷または破壊してしまうことを未然に回避することができる。また、掘削によって生じる土砂は、（特に掘削深度が浅い場合には）外部に飛び散らないようにケーシング１０によってガードされるとともに、ホース１２０を介して即時に吸引される。したがって、作業現場が土砂等で汚れることがないので、環境的にも優れている。さらに、吸引掘削は、低粉塵化および低騒音化を実現できるため、作業現場周辺への影響を軽減できる。なお、所定の処理袋に収納された土砂等（改良土化された土砂等）を縦穴１１の埋め戻しに再利用する場合には、環境面のみならず、コスト面でも優れている（運搬コストが不要になる）。

この発明は、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行う水道管の止水工事工法及び埋設物敷設工法に適用でき、施工コストの増大を招くことなく、水道管内の水道水を短時間で容易に、且つ確実に凍結させて止水し、水道水を止水させた状態で水道管の一部または水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行うことができ、また最小限の掘削を行うことで、周辺地盤への悪影響を与えることない。

水道管の止水工事工法の説明図である。 穿孔工程の説明図である。 穿孔工程の機構図である。 冷却部挿入工程の機構図である。 水道水凍結止水工程の機構図である。 管工事を行う工事工程の説明図である。 水道水凍結解凍工程の機構図である。 埋設物敷設工法の説明図である。 埋設物の更新または新設を行う敷設工法の施工手順を示す図である。 舗装版の切削工程の説明図である。 舗装版の除去工程の説明図である。 舗装版の切削工程の説明図である。 ケーシング設置装置を舗装版切断除去工程おいて用いる状態を示す図である。 円筒カッターとカッター駆動装置とを示す図である。 ケーシング設置装置を吸引掘削工程おいて用いる状態を示す図である。 路床における縦穴の掘削工程の説明図である。 路床における縦穴の掘削工程の流れを示すフローチャートである。 ケーシングの外観斜視図である。 埋め戻し工程の説明図である。 水道管の敷設状態を説明する図である。

符号の説明

Ｋ ケーシング設置装置
１ 舗装版
２ 上層路盤
２ａ 露出面
３ 下層路盤
４ 路床
５ 作業対象物
５´ 不測の埋設物
６ 切削溝
７ 舗装版片
８ 円形カッター
１０ ケーシング
１１ 縦穴
１４ａ アンカーボルト
１４ｂ ワイヤー
３０ 円筒カッター
３１ 回転軸
３２ ダイヤモンドブレード
４０ 支持基台
４１，４２ 一対の支柱
４３ 支持装置
４４，４５ 一対の昇降装置
４７ カッター駆動装置
４９ ウエイト
１０３ 住戸
１１０ 上流側の上流側の止水栓
１１１ 下流側の止水栓
１２０ ホース
２００ 水道管
２００ａ 腐食部分
２００ｂ、２００ｅ 水道管２００の一部
２００ｃ 穿孔
２００ｆ 継ぎ手管
２１０ 穿孔機
２２０ サドル分水栓
３１０ 冷却部
３１０ａ 冷却部３１０の先端部
３２０ 冷媒供給部
３２１ パイプ
３２２ 冷媒
Ａ 穿孔工程
Ｂ 冷却部挿入工程
Ｃ 水道水凍結止水工程
Ｄ 交換または新設する工事工程
Ｅ 水道水凍結解凍工程

Claims (2)

1. 水道管の一部に穿孔機により穿孔する穿孔工程と、
   前記穿孔から冷却部を前記水道管内に挿入して水道水と接触させる冷却部挿入工程と、
   前記冷却部に冷媒を供給して前記水道管内の水道水を凍結させて止水する水道水凍結止水工程と、
   前記水道水を止水させた状態で前記水道管の一部または前記水道管に取り付けた部品の交換、修復または新設する管工事を行う工事工程と、
   前記水道管内の凍結した水道水を解凍する水道水凍結解凍工程とを有することを特徴とする水道管の止水工事工法。
2. 周囲より分離された舗装版片を形成するために、地面に敷設された舗装版の表面から前記舗装版の下の路盤に至るまで、前記舗装版に設定された所定領域の外周を切削し、前記切断した舗装版片を前記舗装版より除去する舗装版切断除去工程と、
   前記舗装版片が除去された所定領域にケーシングを配置し、このケーシングを地盤に降下させるのに先立ち、埋設物の出現の有無を確認しながら前記ケーシングの内底に露出した地盤を吸引掘削して縦穴を施工する吸引掘削工程と、
   前記地盤を目標深度まで吸引掘削した際に、請求項１に記載の水道管の止水工事工法を実施する非開削敷設工程と、
   前記ケーシングを引き上げながら、前記縦穴の埋め戻しを行う埋め戻し工程と、
   を有することを特徴とする埋設物敷設工法。