JP2704462B2 - 非開削による既設管敷設替方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、老朽化した鋳鉄管等の埋設管を非開削によ
り撤去し、新管と敷設替えする方法および装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、非開削による既設敷設替工法としては、特開昭
63−26481号公報および特開昭63−53382号公報に開示さ
れているように、既設管外径よりも径の大きいクサビ式
破砕ヘッドをもつ新管を、既設管端の管軸方向端部に押
しあて、既設管を破砕しながらその破片および掘削土砂
を破砕ヘッドに続く新管内に、あるいは既設管内に取り
込みながら、既設管をより径の大きい新管と敷設替えす
る方式がある。

また、既設管に切り欠きを入れて破砕し、撤去敷設替
えする工法としては、例えば特開昭55−95733号公報に
開示されているように、既設管に、管端より管軸方向に
適当範囲にわたって、管内面よりグライインダー等によ
り格子状に線状ノッチをいれた後、その部分をジャッ
キ，ハンマー等で破壊撤去し、次にその部分に既設管よ
りも大径の新管を被せるようにして推進することによ
り、敷設替えする工法も知られている。

さらにまた、既設管を切断するための装置としては、
特開昭62−112831号公報に開示されているように、既設
管の内側から研磨材を高圧のウォータージェットで吹付
けて既設管を切断する装置が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記特開昭63−26481号公報および特開昭63−53382号
公報の場合は、クサビ式破砕ヘッドを既設管端に押しあ
てることにより、既設管を破壊しているが、対象既設管
は石綿管等の比較的低強度材であり、そのため、既設管
として鋳鉄管を想定した時には、その破砕は容易なもの
ではなく、特に肉厚の大きい継手部においては破砕が不
可能である。また、この方式では、破砕ヘッドの外径す
なわち掘進径を既設管継手部外径よりもかなり大きくす
る必要があるので、周辺の他の埋設物に干渉する可能性
が高い。さらに破管片の大きさを管理できないため、大
破砕片の場合は撤去困難であり、また、既設管破破壊に
周辺地盤の崩壊の危険性がある。

前記特開昭55−95733号公報の場合は、破砕片の大き
さを管理できるが、破砕後の周辺地盤の崩壊問題は解決
されていない。また、前記特開昭62−112831号公報に示
され既設管切断装置の場合は、ウォータージェットを用
いているが、水道本館程度の埋設深さ（1.5〜2m）で
は、高圧水の吹き出しにより、既設管周辺地盤がゆる
み、路盤の陥没等の問題が発生する。

本発明は前述の問題を有利に解決できる非開削による
既設管敷設替方法とその装置を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の非開削による既
設砕式設替方法においては、既設管１内に挿入して移動
可能とした継手部切断装置10における上下カッター15お
よび水平カッター14により、既設管１の継手部２に、管
軸方向に延長する複数の切断線を、管周囲方向に間隔を
おいて設け、前記継手部切断装置10における円周カッタ
ー13により、継手部２の管軸方向の両側に管周囲方向の
切断線を設け、次に既設管搬出機30を既設管１内に挿入
し、さらに既設管１の継手部２の外径よりも大きい内径
を有すると共に内面の所定箇所に複数の突起20Bを有す
る掘進先導管20を、既設管１の外周に被せ、かつ切断線
を有する継手部２の外面に、掘進先導管20の内面に設け
た突起20Bを押し当てながら掘進し、次に切断既設管1A
を、掘進先導管20の後部に連結された新管５内を通って
既設管搬出機30により撤去し、さらに前記新管５の後端
に他の新管を連結すると共に、前記動作を繰り返すこと
により、既設管１を新管５に敷設替えする。

また前記目的を達成するために、本発明の非開削によ
る既設管替装置においては、継手部切断装置10,掘削先
導管20および既設管搬出機30により構成され、既設管１
内を移動可能とした継手部切断装置10が、管軸方向に移
動して継手部２を切断する上下カッター15および水平カ
ッター14と、既設管１の軸周りに旋回して継手部２の管
軸方向の両側または片側を切断する円周カッター13とを
備え、掘進先導管20の後端に新管５が接続され、その掘
進先導管20は、既設管１の継手部２の外径よりも大きな
内径を有し、掘進先導管20の先端部の内側に、前記各カ
ッタにより切断された継手部２を破壊しながら既設管内
部に押し込むための複数の突起20Bが、管軸方向および
管周囲方向に位置をずらして設けられ、既設管搬出機30
は、新管５内を移動する台車30Bと、その台車30Bに取付
けられて既設管の管壁に向かって進退移動するクランプ
30Dとにより構成されている。

〔作 用〕

継手部２に複数の管軸方向切断線を入れ、さらに、継
手部２の管軸方向の両側に、管周囲方向の切断線を入れ
た後、掘進先導管20により掘進すると共に、その掘進先
導管20の突起20Bにより継手部２を破断し、継手部切断
片をスクレーパー30Cにより、これから搬出しようとす
る切断既設管1Aの管胴部内に取り込み、切断既設管1A
を、掘進先導管20の後部に連結された新管５内を通って
既設管搬出機30により撤去し、さらに前記新管５の後端
に他の新管を連結すると共に、前記動作を繰り返して行
なう。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図示の例によって詳細に説明す
る。

第１図は本発明を実施して非開削による既設管敷設替
えを行なう場合の全体を示す概略図である。

本発明を実施して既設管敷設替えを行なう場合は、発
信立坑４または到達立坑３から既設管１内に挿入して継
手部２に切断線を入れる継手部切断装置10と、既設管１
の外周に沿って掘進を行ないながら継手部２を破断し、
継手部切断片2A（第14図参照）を既設管１内に押し込む
掘進先導管20と、その掘進先導管20に後続する新管５
と、発進立坑４内にて掘進先導管20に回転トルクおよび
圧入推力を与える掘進機21と、発進立坑４側より新管５
内に挿入して継手部切断片2Aを回収した切断既設管1Aを
保持しながら発進立坑４側に新管５内を通して移動し、
撤去する継手部切断片取り込み機構付きの既設管搬出機
30とを用い、これらを地上の操作盤6,7により操作し
て、非開削による既設管敷設替えを行なう。

前記継手部切断装置10の構成を第２図ないし第６図に
よって説明すると、装置本体12の下側に、複数の移動車
輪11が前後方向および左右方向に間隔をおいて取付けら
れ、前記装置本体12の後端部（発進立坑側の端部）に円
周カッター13が設けられ、かつ装置本体12の中間部に水
平カッター14が設けられると共に、装置本体12の前部に
上下カッター15が設けられている。前記継手部切断装置
10の移動方式としては、駆動車輪による自走式またはワ
イヤーロープ，ロッド等を用いた索引，押込式を採用す
ることができる。

継手部切断装置10における上下カッター15の構成につ
いて説明すると、第３図および第４図に示すように、装
置本体12に鉛直状態で固定された左右一対の支持部材15
Aの間にアーム15Bの中間部が配置されてピン15Jにより
枢着され、前記アーム15Bの一端部の左右両側に、減速
機付き電動機からなるカッター駆動装置15Cが固定さ
れ、各カッター駆動装置15Cの回転軸は既設管１の管軸
方向に直角な方向に延長する直線上に配置され、各回転
軸に円盤状の回転カッター15Dが固定され、各回転カッ
ター15Dは、同一直径を有しかつ既設管１の管軸方向に
直角な方向に間隔をおいて平行に配置されている。

前記アーム15Bの他端部に前記ピン15Jを中心とする円
弧状ラック15Eが設けられ、前記支持部材15Aに固定され
た支持台15Fに、減速機付き電動機からなるカッター昇
降用駆動装置15Gが固定され、そのカッター昇降用駆動
装置15Gの回転軸に固定された駆動歯車15Kは前記円弧状
ラック15Eに噛み合わされ、かつ前記装置本体12におけ
る回転カッター15Dの上部および下部にカッター突出用
切欠部15Hが設けられ、前記カッター昇降用駆動装置15G
を正回転運転または逆回転運転すると、アーム15Bが正
方向回動または逆方向回動されて、回転カッター15Dが
上部または下部の切欠部15Hから突出する。

既設管１の上側を切断する場合は、カッター昇降用駆
動装置15Gを正回転運転して、回転カッター15Dを既設管
１の上方内壁に押しあて、カッター駆動装置15Cにより
各回転カッター15Dを第３図の矢印方向に回転させなが
ら、装置本体12を駆動車輪もしくは牽引ワイヤーあるい
は押し込みロッド等により既設管１の軸方向に移動する
ことにより、第11図に示すように、既設管１の上側に管
軸方向に延長する２本の切断線40を入れることができ
る。

また同様に既設管１の下側を切断する場合は、カッタ
ー昇降用駆動装置15Gを逆回転運転して、回転カッター1
5Dを既設管１の下方内壁に押しあて、カッター駆動装置
15Cにより各回転カッター15Dを回転させながら、装置本
体12を既設管１の軸方向に移動することにより、第11図
に示すように、既設管１の下側に管軸方向に延長する２
本の切断線40を入れることができる。

また回転カッター15Dを使用しない時は、カッター昇
降用駆動装置15Gによりアーム15Bを回動させて、回転カ
ッター15Dを既設管の中心付近に位置させておく。

なお、本実施例においては、１台の上下カッター15に
より既設管１の上部および下部に２本の切断線を設ける
ように構成しているが、独立した上部カッターおよび下
部カッターを設けてもよい。また上下カッター15におけ
る回転カッター15Dの枚数を、既設管の管径との関係に
おいて、増減変更しても良い。

継手部切断装置10における水平カッター14としては、
上下カッター15と概略同様の機構のものを使用し、前記
水平カッター14を上下カッター15から発進立坑側に偏位
して装置本体12に取付ける。水平カッター14の構成につ
いて説明すると、装置本体12に、上下カッター15から発
進立坑側に偏位した位置において、支持部材14Aが固定
され、その支持部材14Aに旋回アーム14Bの基端側部分が
縦軸により枢着され、旋回アーム14Bの基端部に、前記
縦軸を中心とする円弧状ラック14Eが設けられ、かつ前
記支持部材14Aに減速機付き電動機からなる旋回用駆動
装置14Gが固定され、その旋回用駆動装置14Gの回転軸に
固定された駆動歯車14Kは前記円弧状ラック14Eに噛み合
わされ、前記旋回アーム14Bの先端部に減速機付き電動
機からなるカッター駆動装置14Cが固定され、そのカッ
ター駆動装置14Cの垂直な回転軸に水平な円盤状の回転
カッター14Dが固定され、さらに装置本体12における回
転カッター14Dに対向する左右両側の位置に、カッター
突出用切欠部14Hが設けられ、前記旋回用駆動装置14Gを
正回転運転または逆回転運転すると、旋回アーム14Bが
正旋回または逆旋回されて、回転カッター14Dが左側ま
たは右側のカッター突出用切欠部14Hから突出し、前記
回転カッター14Dにより、第11図に示すように、既設管
１の左右両側に管軸方向に延長する切断線41を入れるこ
とができる。

継手部切断装置10における円周カッター13の構成につ
いて説明すると、第５図および第６図に示すように、装
置本体12の後端部の中央に、前後方向に延長する支軸45
の前端部が固定され、その支軸45の後端部に中心歯車13
Cが固定され、円形断面の回動フレーム13Dの前部は、前
記装置本体12の後部に設けられた円形断面の凹部46内に
配置されて軸受を介して回動自在に支承され、かつ減速
機付き電動機からなるフレーム回動用駆動装置13Aは回
動フレーム13Dに固定され、前記フレーム回動用駆動装
置13Aの回転軸に固定された旋回歯車13Bは前記中心歯車
13Cに噛み合わされている。

前記回動フレーム13D内の後部に、液圧シリンダーま
たは電動シリンダーからなる伸縮シリンダー13Eが半径
方向に延長するように配置され、前記伸縮シリンダー13
Eの一端部は回動フレーム13Dに固定され、かつ前記伸縮
シリンダー13Eの他端部に減速機付き電動機からなるカ
ッター駆動装置13Fが固定され、そのカッター駆動装置1
3Fの回転軸は前後方向に延長するように配置され、その
回転軸の後端部に、回動フレーム13Dの後端から後方に
少し離れて配置された円盤状の回転カッター13Gが固定
されている。

前記フレーム回動用駆動装置13Aを運転すると、中心
歯車13Cに噛み合っている旋回歯車13Bが、前記中心歯車
13Cの周りを旋回するので、回動フレーム13Dは前記装置
本体12の中心延長線を中心として回動する。また伸縮シ
リンダー13Eを伸長すると、回転カッター13Gが既設管１
の内壁に向かって移動され、前記伸縮シリンダー13Eを
短縮すると、回転カッター13Gが既設管１の中心側に向
かって移動される。

前記回転カッター13Gを伸縮シリンダー13Eにより既設
管１に押し当てて、切断貫通させた状態で、回動フレー
ム13Dを既設管１の中心線の周りに回動させることによ
って、既設管１を全周にわたって切断することができ
る。

円周方向に切り残し部分を設けて切断する場合は、円
盤状の回転カッター13Gを回転させた状態で、伸縮シリ
ンダー13Eを伸長することにより、回転カッター13Gを既
設管１の壁部に押し当て、一定の切込深さに達したの
ち、回動フレーム13Dおよびこれにより支持されている
各部分を回転させることにより、ノッチ状の切り残し部
分を設けて円周方向切断を行なうことができる。

この場合、ノッチ深さの調整は、切断時間の管理ある
いはモニターカメラによる切断状況の確認等によって行
なう。

また円周方向に切り残し部分を設けて切断する他の手
段として、円盤状の回転カッター13Gを回転させた状態
で、伸縮シリンダー13Eを伸長することにより、回転カ
ッター13Gを既設管１の壁部に押し合て、一定の切込量
に達したのち、伸縮シリンダー13Eの短縮により回転カ
ッター13Gを既設管１の中心側に向かって移動させ、次
いで回動フレーム13Dを既設管１の中心線の周りに或る
角度だけ回動させ、続いて伸縮シリンダー13Eを伸長し
て回転カッター13Gにより既設管１を切り込み、以下同
様の動作を反復して行なわせる手段を採用してもよい。
この場合は、第13図に示すように、既設管１に多数のノ
ッチ状の切り残し部分44を設けることができる。

なお回転カッター13Gを使用しない場合は、伸縮シリ
ンダー13Eを短縮して回転カッター13Gを既設管１の中心
側に移動させておく。

前記円周カッター13,水平カッター14および上下カッ
ター15により既設管１を切断する場合、継手部２に対す
る切断位置の確認と切断中の状況の確認と切断後の状況
の確認とを、照明付きのモニターカメラ（図示を省略し
た）により行なう。また前記各回転カッター13G,14D,15
Dの刃としては、円形砥石等を使用することができ、刃
の交換が必要な場合は、継手部切断装置全体を到着立坑
３内に搬出して行なう。

第11図および第12図は円周カッター13,水平カッター1
4および上下カッター15により既設管１の継手部２に切
断線をいれた状態を示すもので、継手部受け口側（メス
側）の円周方向に切断線42が設けられると共に、継手部
２の上下および左右の６箇所に既設管軸方向に延長する
切断線40,41が設けられ、継手部挿口側（オス側）の円
周方向には、ノッチ切断線43を設けている。

継手部挿口側の円周方向にノッチ切断線43を設けて切
り残すことにより、前記６箇所の切断線40,41を継手部
２に設けても、継手部２は、切断後も形状が保持され、
周辺地盤の土圧により崩壊することなく、既設管内への
土砂の流入を防ぐことができ、かつ後述する掘進先導管
20のテーパー状の突起20Bにより、切断線が入れられた
継手部の破断を容易に行なうことができる。

なお、本実施例では、継手部挿口側の円周方向切断を
行なう場合、全周にわたって切り残しを設けているが、
継手部挿口側の下部半周を貫通切断しても良い。また、
周辺土圧強度が大きい場合は、継手部の管軸方向の両側
における円周方向切断部に切り残しを設けるのが好まし
い。但し、この場合は、継手部の破断がやや困難とな
る。

次に掘進先導管20および掘進機21について説明する。

第７図および第８図に示すように、掘進先導管20は前
部大径部20Cと後部小径管20Dとを備え、前部大径管20C
の前端部（先端部）の周囲に掘進刃20Aが設けられ、前
記後部小径管20Dの内径は既設管１の継手部２の最大外
径よりも大きく、前記前部大径管20Cの内面に、継手部
切断片2Aの数に相当する数のテーパー状の突起20B（ａ
〜ｆ）が、前部大径管20Cの管軸方向に偏位して配置さ
れて固定され、かつ各テーパー状の突起20B（ａ〜ｆ）
は継手部２における前記各切断線40,41の間の中間部に
対向するように前部大径管20Cの周囲方向に偏位して配
置されている。

前記テーパー状の突起20Bの高さは、それらに内接す
る円の径が、既設管１の管胴部外径よりも大きく、既設
管１の継手部２の外径よりも小さくする必要がある。な
ぜなら、第14図に示すように、テーパー状の突起20Bに
おけるテーパー部が切断線40,41により区切りされた継
手部受け口側を押圧破断して既設管１の内側に押し込む
作用を生じさせるためである。

前記後部小径管20Dの後端部に、既設管１の外径より
も大きい内径を有する新管５の前端部が溶接等により連
結され、発進立坑４内に設置された圧入・回転駆動可能
な掘進機21における油圧クランプあるいはチャック等に
より新管５が把持され、掘進を行なう場合は、前記掘進
機21により、掘進先導管20および新管５を既設管１の外
周に被さるようにして回転圧入または被回転圧入し、既
設管１の周辺土砂を掘削する。また既設管の周辺に枕木
基礎等が存在する場合は、これを切断しながら掘進す
る。なお掘進機21としては既存の水平ボーリング工法等
に用いられるものを基本に改造して用いることができ
る。

前述の継手部切断装置10により切断線をいれられた既
設管１の継手部２の直前に掘進先導管20の先端部が到達
した段階で、掘進先導管20は、非回転圧入推進により、
既設管１の外周部に沿って押し進められる。この時、掘
進先導管20の管軸周りの向きは、掘進先導管20の内面に
ある多数のテーパー状の突起20Bのうち、最先端のもの
が、真上の位置にあるようにする。この調整は、掘進先
導管20に後続する新管５の後端にマークを施しておくこ
とにより、発進立坑４内でそのマークを見ながら、掘進
機21により行なうことができる。

この状態で、新管５および掘進先導管20を圧入推進し
ていくと、掘進先導管20の内面の各テーパー状の突起20
Bが、既設管１の継手部２における切断線で区切られた
部分を外側から順次押圧破断し、継手破断片2Aを１個ず
つ既設管１内に押し込んでいく。

継手部２の破断順序は多数のテーパー状突起20Bの配
置により決定され、本実施例の場合は、a,b,c,d,e,fの
順序で破断される。なお、テーパー状の突起20Bを押し
込む向きは、事前の試掘により継手部２上における受け
口側の開口端の向きを確認し、継手部２の受け口側の背
面すなわち受け口側における開口端と反対側の部分にテ
ーパー状の突起20Bを押し合てて破断するのが好まし
い。

掘進先導管20による既設管継手部被せ掘り後に、継手
部切断片2Aの押し込みが行なわれるので、継手部破断箇
所から周辺土砂が既設管内に流入し地盤が崩壊するのを
防止できる。

なお、本実施例では、テーパー状の突起20Bの数を継
手切断片2Aの数と同じにしているが、一つの継手部切断
片2Aについて、複数のテーパー状の突起20Bを掘進先導
管20の周囲方向に間隔をおいて設置しても良い。また継
手部２以外の既設管管胴部外周を掘進先導管20の先端部
が掘進する場合、軟らかい地盤のときは圧入推進のみで
良いが、硬い地盤や、既設管に隣接して枕木基礎等の障
害物があるときは、掘進先導管20および新管５からなる
掘進管全体を回転させながら圧入推進することにより、
掘進先導管20の先端の掘進刃20Aにより先端地盤や枕
木，基礎等を破断しながら掘進できる。

次に、既設管搬出機30について説明する。

第９図および第10図は既設管搬出機30を示すものであ
って、移動車輪30Aにより新管５内を走行する台車30B
と、その台車30Bの前部にボルト式継手30Fにより着脱自
在に連結されたロッド30Eと、そのロッド30Eの前部およ
び後部に取付けられて管壁に向かって進退移動するクラ
ンプ30Dと、前記ロッド30Eに摺動自在に嵌挿されてその
ロッド30E内の液圧シリンダー（図示を省略した）によ
り既設管軸方向に移動される支持杆30Gと、その支持杆3
0Gの前端部に固定された円盤状のスクレーパー30Cとに
より、既設管搬出機30が構成されている。

前記ロッド30Eおよび支持杆30Gは既設管の中心線上に
配置され、かつ前記クランプ30Dにより、切断既設管1A
がその内面より保持されて拘束される。前記台車30Bと
しては、駆動車輪による自動式または牽引式のいずれを
使用してもよい。

ロッド30Eの台車30Bに連結する場合、発進立坑４内に
おいて既設管１または新管５内に前記ロッド30Eを挿入
した状態で、そのロッド30Eと台車30Bとを連結すること
により、発進立坑４の既設管軸方向長さを小さくでき
る。

前記スクレーパー30Cは継手部切断片2Aを切断既設管1
A内に回収するものであるから、スクレーパー30Cの外径
を既設管１の内径よりも僅かに小さくし、スクレーパー
30Cと既設管１との間の間隙から継手部切断片が抜け出
さないようにする必要がある。

第15図に示すように、掘進先導管20の内面のテーパー
状の突起20Bにより既設管１の継手部切断片2Aが既設管
１内に押し込まれる前に、スクレーパー30Cを最も前進
させた状態、即ち、これから撤去しようとする既設管の
継手部２の到達坑側端部に位置させ、またロッド30Eに
取付けられているクランプ30Dを既設管１の管壁に向か
って拡張して、既設管搬出機30を切断既設管1Aに対して
固定しておく。次に、前記掘進先導管20のテーパー状の
突起20Bにより既設管の継手部切断片2Aを既設管内に押
し込んだのち、液圧シリンダーによりスクレーパー30C
を後退移動することにより、継手部切断片2Aをこれから
撤去しようとする切断既設管1Aの管胴部内に掻き入れ
る。

次に、本発明の既設管敷設替装置を使用した非開削に
よる既設管の敷設替方法について説明する。

第16図ないし第25図は既設管の継手部の切断工程を示
したものである。また、第26図ないし第31図は既設管敷
設替工程を示している。

継手部を切断する場合は、まず到達立坑３内から継手
部切断装置10を既設管１内に挿入し、図示省略のテレビ
カメラや継手位置検出器をモニターすることにより、発
進立坑４に最も近い継手部２に継手部切断装置10を移動
し、その継手部切断装置10の上下カッター15を継手部切
断位置にあわせる。次に回転カッター15Dを回転させ、
既設管１の上側の内壁に回転ッター15Dを押し当て、そ
の回転カッター15Dにより管壁を切断して貫通させた状
態で、継手部切断装置10を管軸方向に移動させることに
より、継手部２を含む前後の長さＬにわたって管軸方向
の切断線40を設ける（第16図，第17図および第11図参
照）。次いで同様にして既設管１の下側に同様な切断線
40を設ける（第18図，第19図および第11図参照）。

水に水平カッター14を継手部２に位置せしめ、同様に
して既設管１の左右両側に、前記上下カッター15による
切断線40と同じ前後方向位置において、継手部２を含む
前後の長さＬにわたって管軸方向の切断線41を設ける
（第20図，第21図および第11図参照）。

次に円周カッター13を上下・左右の切断線40,41の長
さＬの範囲内の既設管継手部受け口側に位置するように
移動させたのち、回転カッター13Gを回転させると共
に、伸縮シリンダー13Eにより回転カッター13Gを管壁に
向かって移動させ、その回転カッター13Gを既設管１の
管壁に押し当てて切断しながら、駆動装置13Aを運転す
ることにより回動フレーム13Dを回動し、各切断線40,41
の一端部に近い位置において、既設管１における継手部
２に近い位置に、管周囲方向の切断線42を設ける（第22
図，第23図および第12図参照）。

次に継手部２を挾んで反対側の継手挿口側に円周カッ
ター13を移動させ、同様にして各切断線40,41の他端部
に近い位置において、既設管１の挿口側に切り残し部分
を有する円周方向切断を行なう。この円周方向切断を行
なう場合は、切断時間の調整あるいはカメラにより切断
状況の確認をしながら、伸縮シリンダー13Eを制御する
ことにより、貫通切断しないで切り残しを有するノッチ
切断線43を設ける（第24図，第25図および第12図参
照）。

前述のようにして切断を行なうことにより、継手部２
における受け口側の円周方向に切断線42が設けられ、か
つ継手部２の周囲に管軸方向に延長する６箇所の切断線
40,41が設けられ、さらに継手部２の挿口側の円周方向
には切り残しを有するノッチ切断線43が設けられ、前記
切断線40,41,42およびノッチ切断線43により６箇所の切
断切り欠き切込形成される。

なお、上下カッター15および水平カッター14による切
断順序と円周カッター13による円周方向切断線42および
ノッチ切断線43の切削順序とは、それぞれ何れを先に行
なってもよい。

また、一つの継手部の切断完了後に、継手部切断装置
10が到達立坑３側に向かって移動され、同様な手順で隣
接の継手部２の切断を行なう。この時、回転カッターの
摩耗等による損傷が激しいことがモニターテレビ等で確
認されたならば、継手部切断装置10を到達立坑３内に搬
出して、回転カッターの交換を行なえば良い。

前述のようにして継手部２に切断線をいれた後に、ま
たはこれと平行して、発進立坑４より掘進先導管20を既
設管１の外周部に被せるように配置して掘進を行なう。
この場合の掘進力を発進立坑４内の掘進機21により与え
る（第26図参照）掘進先導管20の先端が既設管１の管胴
部の周辺にある時は、掘進先導管20を回転させながら押
込力を加えてもよく、あるいは掘進先導管20に押込力だ
けを加えてもよい。

掘進先導管20を回転させると、掘進抵抗が減じられる
ので、必要な押込力が小さくて済み、また、既設管１の
下部に松材等の枕木基礎が存在する場合でも、掘進先導
管20の先端の掘進刃20Aの回転により、前記枕木基礎を
破砕し掘進することができる。

掘進先導管20の先端が前述の継手部切断装置10により
切断線を入れられた継手部２に到達する前に、発進立坑
４内の掘進機21の前部にある掘進先導管20の後端開口部
より既設管搬出機30を挿入する（第27図参照）。

既設管搬出機30を挿入する場合、スクレーパー30およ
びクランプ30Dを支持しているロッド30Eを切断既設管1A
内に挿入した後、台車30Bをロッド30Eの後端に結合して
挿入する。なお、台車30Bの挿入にあたっては、掘進先
導管20に後続する新管５の中に台車30Bを入れた状態
で、台車30Bを新管５と共に発進立坑４内の所定の位置
まで吊り降ろし、その状態でロッド30Eと台車30Bとを結
合しても良い。続いて、掘進先導管20の後端と新管５の
前端とを溶接等により結合する。次いでその新管５を掘
進機21の油圧チャック等により把持する。

一方、既設管搬出機30は台車30Bにより到達立坑３側
に向かって掘進先導管20内を移動され、継手部切断装置
10により切断線をいれた継手部２の位置に、ロッド30E
の先端部が配置される。この位置調整は図示省略のテレ
ビカメラや継手位置検出器によりモニターすることによ
り行なうことができる。この時、ロッド30Eは切断既設
管1A内にあり、台車30Bは掘進先導管20内にある。この
状態でロッド30E内の液圧シリンダーによりスクレーパ
ー30Cを前進移動させ、継手部２の到達立坑３側の挿し
口部におけるノッチ切断線43よりも到達立坑３側にスク
レーパー30Cを位置させる。

継手部２に対して、スクレーパー30Cを正しく位置さ
せたのち、既設管搬出機30のロッド30Eに取付けられて
いる複数のクランプ30Dを管壁に向かって拡張して、既
設管搬出機30を切断既設管1Aに対して固定する。

この状態で、既設管１の外周部の掘進を継続し、掘進
先導管20の内面にある多数のテーパー状の突起20Bのう
ち、最先端にあるテーパー状の突起の管周囲方向位置が
継手部切断片のうち最上部に位置するものと同位置近く
になるように、掘進先導管20を回転させて調整する。次
にこの状態で、掘進先導管20を回転させずに圧入推進す
ることにより、掘進先導管20の内面のテーパー状の突起
20Bによって、継手部切断片2Aのうち、最上部位置にあ
るものを、まず既設管１内に押し込む（第28図参照）。

次に掘進先導管20の圧入推進を停止し、既設管搬出機
30の先端のスクレーパー30Cを発進立坑４側に後退移動
させることにより、既設管１内に押し込まれた継手部切
断片2Aを既設管１内の発進立坑側へ向けて掻き込み、継
手部２の発進立坑側に位置する切断既設管1A内に継手部
切断片2Aを取り込む。最初の継手部切断片2Aの取り込み
完了後に、スクレーパー30Cを前進移動させ、次いで再
び掘進先導管20を圧入推進する。

以下、同様にして掘進先導管20のテーパー状の突起20
Bにより継手部切断片2Aを既設管内に順次押し込み、そ
の都度、既設管搬出機30のスクレーパー30Cを移動する
ことにより、全て継手部切断片2Aを、既設管搬出機30の
クランプ30Dにより保持されている切断既設管1A内に取
込む（第29図参照）。

掘進先導管20の先端が既設管の継手部２に対してどの
位置にあるかの確認は、事前試掘により既設管１の単管
長を確認し、また発進立坑４側の既設管１の開口端部よ
り発進立坑４に最も近い位置の継手部までの距離を調べ
ることにより、既設管全長にわたっての継手部位置を知
ることができるので、掘進先導管20および新管５からな
る掘進管に、予め既設管１の単管長に相当するマークを
施し、そのマークを発進立坑４内の適当規準位置に合わ
せることにより、前記掘進管を圧入推進する際に、既設
管１の継手部２に対する掘進先導管20の先端位置を知る
ことができる。

また到達立坑３側から既設管１内に挿入する継手部切
断装置10に、測距車輪等による測距機能をもたせ、モニ
ターカメラにより既設管内部より継手部位置を確認し
て、既設管全長にわたる継手部位置を計測しても良い。

以上の様にして１箇所の継手部２の撤去を完了した
後、既設管搬出機30におけるロッドのクランプ30Dによ
り切断既設管1Aを保持した状態で、台車30Bにより切断
既設管1Aを発進立坑４側に移送する（第30図参照）。

切断既設管1Aを保持している既設管搬出機30が発進立
坑４に到達したら、掘進機21の後部で開口端より、まず
台車30を分離・撤去し、次いで切断既設管1Aを、ロッド
30Eを中に入れたままの状態で撤去する（第31図参
照）。

以上の操作により、１箇所の継手部を含む切断既設管
１本分が発進立坑より撤去される。続いて発進立坑４よ
り、既設管搬出機30を挿入し、以上の操作を繰り返すこ
とにより、既設管１の外周位置の全長にわたって、既設
管１を撤去し新管５を敷設することができる。

なお、掘進先導管20に続く新管５をそのまま本管とし
て用いても良く、また新管５を鞘管として用い、その内
部に別の本管を長尺溶接しながら挿入・敷設してもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は前述のように構成されているので、以下に記
載するような効果を奏する。

既設管１における継手部２の外径よりも大きい内径を
持つ掘進先導管20および新管５を、既設管１に被せて掘
削しながら、掘進先導管20の内面の突起20Bにより既設
管１の継手部２を破断し、次いで切断既設管1Aを撤去し
てゆくので、既設管径より大きい径の新管５に容易に敷
設替えすることができ、かつ前記新管５を鞘管として使
用した場合でも、その内部に既設管１と同程度以上の径
の本管を敷設することができ、さらに掘進先導管20およ
び新管５を既設管１に被せて掘進するので、既設管撤去
時に周辺土砂が既設管内に流入して地山が崩壊するのを
防止することができる。

また既設管１の継手部２および管胴部をすべて撤去
し、破砕片を土中に残さないため、新管の敷設時に新管
の外面塗装をそれら破砕片により損傷させることはな
く、かつ既設管１を切断して撤去する場合、継手部２の
み切断破壊するだけで済み、管胴部を円筒状のまま撤去
できるので、高能率で敷設替えを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は本
発明を実施して非開削による既設管敷設替えを行なう場
合の全体を示す概略図、第２図は継手部切断装置の縦断
側面図、第３図は継手部切断装置における上下カッター
を拡大して示す縦断側面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線
断面図、第５図は継手部切断装置における円周カッター
を拡大して示す縦断側面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線
断面図、第７図は掘進先導管およびこれに連結された新
管を示す縦断側面図、第８図は第７図のＣ−Ｃ線断面
図、第９図は既設管および新管内に配置された既設管搬
出機を示す一部縦断側面図、第10図は第９図のＤ−Ｄ線
断面図である。 第11図は既設管の継手部に管軸方向に延長する切断線を
設けた状態を示す縦断正面図、第12図は第11図のＥ−Ｅ
線断面図、第13図は既設管の継手部に間欠的に配置され
た切り残り部分を有する管周囲方向の切断線を設けた状
態を示す縦断正面図、第14図は掘進先導管のテーパー状
突起により継手部を破断している状態を示す縦断側面
図、第15図はスクレーパーにより継手部切断片を掻き寄
せている状態を示す縦断側面図である。 第16図は継手部の上部を管軸方向に切断している状態を
示す縦断側面図、第17図は第16図のＦ−Ｆ線拡大断面
図、第18図は継手部の下部を管軸方向に切断している状
態を示す縦断側面図、第19図は第18図のＧ−Ｇ線拡大断
面図、第20図は継手部の左右方向の部分を管軸方向に切
断している状態を示す縦断側面図、第21図は第20図のＨ
−Ｈ線拡大断面図、第22図は継手部の受け口側を管周囲
方向に切断している状態を示す縦断側面図、第23図は第
22図のＪ−Ｊ線拡大断面図、第24図は継手部の挿し口側
を切り残し部分を設けながら管周囲方向に切断している
状態を示す縦断側面図、第25図は第24図のＫ−Ｋ線拡大
断面図である。 第26図は掘進先導管により掘進を開始するときの状態を
示す縦断側面図、第27図は既設管搬出機を挿入すると共
に新管を掘進先導管に連結するときの状態を示す縦断側
面図、第28図は継手部切断片を既設管内に押込むときの
状態を示す縦断側面図、第29図は継手部切断片を切断既
設管内に掻き寄せた状態を示す縦断側面図、第30図は切
断既設管を撤去している状態を示す縦断側面図、第31図
は切断既設管を発進立坑内に撤去した状態を示す縦断側
面図である。 図において、１は既設管、1Aは切断既設管、２は継手
部、2Aは継手部切断片、３は到達立坑、４は発進立坑、
５は新管、10は継手部切断装置、11は移動車輪、12は装
置本体、13は円周カッター、13Aはフレーム回動用駆動
装置、13Bは旋回歯車、13Cは中心歯車、13Dは回動フレ
ーム、13Eは伸縮シリンダー、13Fはカッター駆動装置、
13Gは回転カッター、14は水平カッター、14Bは旋回アー
ム、14Cはカッター駆動装置、14Dは回転カッター、14E
は円弧ラック、14Gは旋回用駆動装置、14Hはカッター突
出用切欠部、14Kは駆動歯車、15は上下カッター、15Cは
カッター駆動装置、15Dは回転カッター、15Eは円弧状ラ
ック、15Gはカッター昇降用駆動装置、15Hはカッター突
出用切欠部、20は掘進先導管、20Aは掘進刃、20Bは突
起、21は掘進機、30は既設管搬出機、30Bは台車、30Cは
スクレーパー、30Dはクランプ、30Eはロッド、40,41お
よび42は切断線、43はノッチ切断線、44は切り残し部分
である。

フロントページの続き (72)発明者 井波 龍一 神奈川県相模原市西橋本５―９―１ 新 日本製鉄株式会社鉄構海洋事業部内 (72)発明者 藤崎 恭功 神奈川県相模原市西橋本５―９―１ 新 日本製鉄株式会社鉄構海洋事業部内 (72)発明者 川口 周作 神奈川県相模原市西橋本５―９―１ 新 日本製鉄株式会社鉄構海洋事業部内 (72)発明者 柿崎 稔 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新日本製鉄株式会社内 (72)発明者 中島 良和 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 根本 実 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡辺 正明 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−266185（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30890（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−250595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−14683（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既設管１内に挿入して移動可能とした継手
   部切断装置10における上下カッター15および水平カッタ
   ー14により、既設管１の継手部２に、管軸方向に延長す
   る複数の切断線を、管周囲方向に間隔をおいて設け、前
   記継手部切断装置10における円周カッター13により、継
   手部２の管軸方向の両側に管周囲方向の切断線を設け、
   次に既設管搬出機30を既設管１内に挿入し、さらに既設
   管１の継手部２の外径よりも大きい内径を有すると共に
   内面の所定箇所に複数の突起20Bを有する掘進先導管20
   を、既設管１の外周に被せ、かつ切断線を有する継手部
   ２の外面に、掘進先導管20の内面に設けた突起20Bを押
   し当てながら掘進し、次に切断既設管1Aを、掘進先導管
   20の後部に連結された新管５内を通って既設管搬出機30
   により撤去し、さらに前記新管５の後端に他の新管を連
   結すると共に、前記動作を繰り返すことにより、既設管
   １を新管５に敷設替えすることを特徴とする非開削によ
   る既設管敷設替方法。
2. 【請求項２】継手部切断装置10,掘削先導管20および既
   設管搬出機30により構成され、既設管１内を移動可能と
   した継手部切断装置10が、管軸方向に移動して継手部２
   を切断する上下カッター15および水平カッター14と、既
   設管１の軸周りに旋回して継手部２の管軸方向の両側ま
   たは片側を切断する円周カッター13とを備え、掘進先導
   管20の後端に新管５が接続され、その掘進先導管20は、
   既設管１の継手部２の外径よりも大きな内径を有し、掘
   進先導管20の先端部の内側に、前記各カッタにより切断
   された継手部２を破壊しながら既設管内部に押し込むた
   めの複数の突起20Bが、管軸方向および管周囲方向に位
   置をずらして設けられ、既設管搬出機30は、新管５内を
   移動する台車30Bと、その台車30Bに取付けられて既設管
   の管壁に向かって進退移動するクランプ30Dとにより構
   成されていることを特徴とする非開削による既設管敷設
   替装置。