JP3304051B2 - 管の更新装置 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/18—Appliances for use in repairing pipes
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
- E21B7/30—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring without earth removal
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-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地中に埋設された
鋳鉄管を新たな管に更新するための管の更新装置に関す
るものである。
鋳鉄管を新たな管に更新するための管の更新装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】地中には燃料ガスを流通させるガス管路
や上水を流通させる水道管路等、多くの管路が敷設され
ている。ガス管路は、一定の長さを持った鋼管をソケッ
ト等の管継手によって接続するか溶接して構成され、或
いは鋳鉄管を管継手によって接続して構成されている。
や上水を流通させる水道管路等、多くの管路が敷設され
ている。ガス管路は、一定の長さを持った鋼管をソケッ
ト等の管継手によって接続するか溶接して構成され、或
いは鋳鉄管を管継手によって接続して構成されている。
【０００３】上記鋼管や鋳鉄管からなるガス管路では地
震時に大きな力が作用したとき、管継手の部分或いは他
の部分が破壊してガス漏れが生じ、大きな災害を発生す
る虞があることが知られている。このため、ガス管路で
は、管路の径年数の大小に関わらずポリエチレン等の可
撓性を持った合成樹脂管や鋼管に入れ替えることが行わ
れている。
震時に大きな力が作用したとき、管継手の部分或いは他
の部分が破壊してガス漏れが生じ、大きな災害を発生す
る虞があることが知られている。このため、ガス管路で
は、管路の径年数の大小に関わらずポリエチレン等の可
撓性を持った合成樹脂管や鋼管に入れ替えることが行わ
れている。
【０００４】地中に埋設されている管を新たな管に入れ
替える場合、既設管に沿って道路を開削する工法が採用
されることがある。しかし、この工法では周辺の交通事
情に悪影響を与えることがあり、最近では、既設管を縦
方向に切断して拡径することでトンネルを形成し、この
トンネル内に可撓性を持った新たな管を引き込んで入れ
替える技術が提案されている。
替える場合、既設管に沿って道路を開削する工法が採用
されることがある。しかし、この工法では周辺の交通事
情に悪影響を与えることがあり、最近では、既設管を縦
方向に切断して拡径することでトンネルを形成し、この
トンネル内に可撓性を持った新たな管を引き込んで入れ
替える技術が提案されている。
【０００５】例えば、特開平2-266185号公報に開示され
た技術（第１公知技術）は「既設管敷設替装置」に関す
るものであり、既設管内壁を押圧するクランプ装置と、
管内壁の軸方向にノッチを設けるノッチカッターと、管
軸方向に伸縮するように配置した移動用シリンダーと、
ノッチを割裂して押拡げる拡管装置とを、一列に連結
し、拡管装置の後部に新管を接続したものである。この
技術では、クランプ装置によって管内壁を押圧して移動
用シリンダーを駆動することで、クランプ装置よりも後
方に連結された機能部を移動させて管内壁にノッチを形
成すると共に新管を引き込み、拡管装置を駆動してノッ
チを割裂して拡管するものである。即ち、ノッチカッタ
ーや拡管装置は、既設管内を尺取り虫のように断続的に
移動して新管を入れ替えるものである。この技術では、
一工程で既設管を新管と敷設替することが出来、鋳鉄管
を含む既設管に適用することが出来る。
た技術（第１公知技術）は「既設管敷設替装置」に関す
るものであり、既設管内壁を押圧するクランプ装置と、
管内壁の軸方向にノッチを設けるノッチカッターと、管
軸方向に伸縮するように配置した移動用シリンダーと、
ノッチを割裂して押拡げる拡管装置とを、一列に連結
し、拡管装置の後部に新管を接続したものである。この
技術では、クランプ装置によって管内壁を押圧して移動
用シリンダーを駆動することで、クランプ装置よりも後
方に連結された機能部を移動させて管内壁にノッチを形
成すると共に新管を引き込み、拡管装置を駆動してノッ
チを割裂して拡管するものである。即ち、ノッチカッタ
ーや拡管装置は、既設管内を尺取り虫のように断続的に
移動して新管を入れ替えるものである。この技術では、
一工程で既設管を新管と敷設替することが出来、鋳鉄管
を含む既設管に適用することが出来る。
【０００６】また、特開平6-238509号公報に開示された
技術（第２公知技術）は「切断・拡開工具」に関するも
のであり、支承体の長手軸線に沿って案内ローラとカッ
タを装着したものである。この技術では、主管を軸線に
沿って切断する。また支承体にエクスパンダを接続した
場合には、該エクスパンダによって切断された主管を拡
開し、この拡開した主管を屋根として機能させたトンネ
ルを形成する。
技術（第２公知技術）は「切断・拡開工具」に関するも
のであり、支承体の長手軸線に沿って案内ローラとカッ
タを装着したものである。この技術では、主管を軸線に
沿って切断する。また支承体にエクスパンダを接続した
場合には、該エクスパンダによって切断された主管を拡
開し、この拡開した主管を屋根として機能させたトンネ
ルを形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記第１公知技術で
は、クランプ装置や移動用シリンダー或いは拡管装置に
於いて複数の油圧機器を用いている。このため、必然的
に装置が大型化し、小口径の既設管に適用することが出
来ないという問題や、一工程で既設管を新管と敷設替す
ることが出来るものの、装置及び新管の進行は尺取り虫
風となり、単位長さ当たりの工事時間が掛かるという問
題がある。
は、クランプ装置や移動用シリンダー或いは拡管装置に
於いて複数の油圧機器を用いている。このため、必然的
に装置が大型化し、小口径の既設管に適用することが出
来ないという問題や、一工程で既設管を新管と敷設替す
ることが出来るものの、装置及び新管の進行は尺取り虫
風となり、単位長さ当たりの工事時間が掛かるという問
題がある。
【０００８】特に、ガス管に代表される使用中の既設管
を入れ替える場合、各家庭に大きな影響を与えることの
ないように短時間で実施し得ることが必須であり、単位
時間当たり何十ｍの既設管を入替え得るかは重要な点で
ある。
を入れ替える場合、各家庭に大きな影響を与えることの
ないように短時間で実施し得ることが必須であり、単位
時間当たり何十ｍの既設管を入替え得るかは重要な点で
ある。
【０００９】また第２公知技術では、支承体にエクスパ
ンダを接続することによって、これらを主管内に配置し
て連続的に移動させることで主管の切断と拡開を行う。
しかし、実用的には、鋼管からなるに適用した場合には
良好な結果を得るが、鋼管と比較して弾性係数の小さい
鋳鉄管に適用した場合、軸方向の裂断は可能であるが、
拡管時に主管となる鋳鉄管が非管理状態で破砕されてし
まうという問題がある。
ンダを接続することによって、これらを主管内に配置し
て連続的に移動させることで主管の切断と拡開を行う。
しかし、実用的には、鋼管からなるに適用した場合には
良好な結果を得るが、鋼管と比較して弾性係数の小さい
鋳鉄管に適用した場合、軸方向の裂断は可能であるが、
拡管時に主管となる鋳鉄管が非管理状態で破砕されてし
まうという問題がある。
【００１０】また上記第２公知技術では新管は軸線に沿
って拡開した主管の内部に挿入し得る外径を持ったもの
に限定されるため、既設管よりも大きい径の管路に更新
することは出来ないという問題がある。
って拡開した主管の内部に挿入し得る外径を持ったもの
に限定されるため、既設管よりも大きい径の管路に更新
することは出来ないという問題がある。
【００１１】更に、本件発明者が実験したところでは、
既設管に溝を形成するに際し単に回転カッターを配置し
ただけでは既設管に溝を形成することが出来ないという
ことが判明した。即ち、回転カッターを積極的に駆動し
なければならず、この駆動系を構成するために既設管の
径が小さい場合には回転カッターを適用し得ないという
問題がある。
既設管に溝を形成するに際し単に回転カッターを配置し
ただけでは既設管に溝を形成することが出来ないという
ことが判明した。即ち、回転カッターを積極的に駆動し
なければならず、この駆動系を構成するために既設管の
径が小さい場合には回転カッターを適用し得ないという
問題がある。
【００１２】本発明の目的は、口径の大小に関わらず地
中に埋設された鋳鉄管からなる既設管を該管と同径或い
はより大きい径を持った管に更新することが出来、且つ
長手方向に分割した既設管を新しい管路の構成要素とし
て利用することが出来る管の更新装置を提供することに
ある。
中に埋設された鋳鉄管からなる既設管を該管と同径或い
はより大きい径を持った管に更新することが出来、且つ
長手方向に分割した既設管を新しい管路の構成要素とし
て利用することが出来る管の更新装置を提供することに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る管の更新装置は、更新すべき既設管の内
部を移動して該既設管を軸方向に裂断して長手方向に連
続する複数の円弧状の片を形成し且つ該円弧状の片を地
山に圧入して複数の円弧状の片と地山部分で囲まれた空
間を形成し前記空間内に新管を引き込む管の更新装置で
あって、移動方向前方側に配置した切削手段と該切削手
段の後方側に連続した拡径手段と該拡径手段の後方に連
続した連結手段とからなり、前記切削手段は外周を予め
設定された所定数に分割すると共に分割した位置に超硬
刃を植え込んで切削刃を形成すると共に中心から切削刃
の先端までの距離が異なる複数の板状のシャンクを有し
該シャンクを本体に前方から後方にかけて順に中心から
切削刃の先端までの距離が大きくなるように装着したカ
ッター体を配置して構成され、前記拡径手段はテーパ状
の本体の外周を所定角度で分割した位置であって前記切
削手段に於けるカッター体の間に且つ軸方向の複数の位
置に配置された拡径ローラー群を有し、該拡径ローラー
群に於ける前方側に配置された拡径ローラーは既設管を
裂断して長手方向に連続する複数の円弧状の片を形成す
ると共に形成された円弧状の片を円弧よりも外周方向に
離隔した位置を中心として弾性限度内で撓ませるように
配置され、前記連結手段は新管を連結するチャックを有
して構成されるものである。
に本発明に係る管の更新装置は、更新すべき既設管の内
部を移動して該既設管を軸方向に裂断して長手方向に連
続する複数の円弧状の片を形成し且つ該円弧状の片を地
山に圧入して複数の円弧状の片と地山部分で囲まれた空
間を形成し前記空間内に新管を引き込む管の更新装置で
あって、移動方向前方側に配置した切削手段と該切削手
段の後方側に連続した拡径手段と該拡径手段の後方に連
続した連結手段とからなり、前記切削手段は外周を予め
設定された所定数に分割すると共に分割した位置に超硬
刃を植え込んで切削刃を形成すると共に中心から切削刃
の先端までの距離が異なる複数の板状のシャンクを有し
該シャンクを本体に前方から後方にかけて順に中心から
切削刃の先端までの距離が大きくなるように装着したカ
ッター体を配置して構成され、前記拡径手段はテーパ状
の本体の外周を所定角度で分割した位置であって前記切
削手段に於けるカッター体の間に且つ軸方向の複数の位
置に配置された拡径ローラー群を有し、該拡径ローラー
群に於ける前方側に配置された拡径ローラーは既設管を
裂断して長手方向に連続する複数の円弧状の片を形成す
ると共に形成された円弧状の片を円弧よりも外周方向に
離隔した位置を中心として弾性限度内で撓ませるように
配置され、前記連結手段は新管を連結するチャックを有
して構成されるものである。
【００１４】上記管の更新装置では、切削手段を構成す
るカッター体が、複数の板状のシャンクを本体に対し前
方から後方にかけて順に中心から切削刃の先端までの距
離が大きくなるように装着して構成されるので、この切
削手段を管軸方向に前進させることで既設管の内周面を
切削して切削溝を形成すると共に該切削溝を成長させる
ことが出来る。そして拡径部の前方側に配置された拡径
ローラーによって円弧状の片を既設管の外周方向に離隔
した位置を中心として半径を拡大する方向に撓ませるこ
とが出来、且つ引き続き配置された拡径ローラーによっ
て前記片を既設管の内周方向に離隔した位置を中心とし
て撓ませることが出来る。
るカッター体が、複数の板状のシャンクを本体に対し前
方から後方にかけて順に中心から切削刃の先端までの距
離が大きくなるように装着して構成されるので、この切
削手段を管軸方向に前進させることで既設管の内周面を
切削して切削溝を形成すると共に該切削溝を成長させる
ことが出来る。そして拡径部の前方側に配置された拡径
ローラーによって円弧状の片を既設管の外周方向に離隔
した位置を中心として半径を拡大する方向に撓ませるこ
とが出来、且つ引き続き配置された拡径ローラーによっ
て前記片を既設管の内周方向に離隔した位置を中心とし
て撓ませることが出来る。
【００１５】従って、更新装置を既設管の内部に移動さ
せることで、該管に対する裂断，裂断された円弧状の片
を撓ませて該片の地山への圧入と地山の圧密を同時に行
ってトンネルを形成することが出来る。更に、連結部に
設けたチャックに新管を連結することで、トンネルの形
成と新管の引き込みを同時に行って一工程で新管を埋設
することが出来るのみならず、新管の周囲に配置された
新管の防護用鎧装としての複数の円弧状の片が時間の経
過に伴って土圧の影響を受けて新管の外周に密着せしめ
られ、新管と該新管の周囲に配置された鎧装により新し
い管路を構成することが出来る。従って、新管をポリエ
チレン管，ポリ塩化ビニル管等の可撓性を持った合成樹
脂管又は鋼管で構成しても、鋳鉄管の分割片からなる鎧
装で防護された堅牢な管路を構成することが出来るのみ
ならず、円弧状の片は互いに円周方向に間隔をおいて配
置されるので、新管の持つ可撓性を損なうことなく、或
いは新管により高い強度を発揮させることが出来る。
せることで、該管に対する裂断，裂断された円弧状の片
を撓ませて該片の地山への圧入と地山の圧密を同時に行
ってトンネルを形成することが出来る。更に、連結部に
設けたチャックに新管を連結することで、トンネルの形
成と新管の引き込みを同時に行って一工程で新管を埋設
することが出来るのみならず、新管の周囲に配置された
新管の防護用鎧装としての複数の円弧状の片が時間の経
過に伴って土圧の影響を受けて新管の外周に密着せしめ
られ、新管と該新管の周囲に配置された鎧装により新し
い管路を構成することが出来る。従って、新管をポリエ
チレン管，ポリ塩化ビニル管等の可撓性を持った合成樹
脂管又は鋼管で構成しても、鋳鉄管の分割片からなる鎧
装で防護された堅牢な管路を構成することが出来るのみ
ならず、円弧状の片は互いに円周方向に間隔をおいて配
置されるので、新管の持つ可撓性を損なうことなく、或
いは新管により高い強度を発揮させることが出来る。
【００１６】また他の管の更新装置は、更新すべき既設
管の内部を移動して該既設管を軸方向に裂断して長手方
向に連続する複数の円弧状の片を形成し且つ該円弧状の
片を地山に圧入して複数の円弧状の片と地山部分で囲ま
れた空間を形成し前記空間内に新管を引き込む管の更新
装置であって、移動方向前方側に配置した切削手段と該
切削手段の後方側に連続した拡径手段と該拡径手段の後
方に連続した連結手段とからなり、前記切削手段は前方
から後方にかけて順に中心から切削刃の先端までの距離
が大きくなるように構成した連続切削刃を有し該連続切
削刃を本体の外周を所定数に分割した位置に取り付けた
カッター体を配置して構成され、前記拡径手段はテーパ
状の本体の外周を所定角度で分割した位置であって前記
切削手段に於けるカッター体の間に且つ軸方向の複数の
位置に配置された拡径ローラー群を有し、該拡径ローラ
ー群に於ける前方側に配置された拡径ローラーは既設管
を裂断して長手方向に連続する複数の円弧状の片を形成
すると共に形成された円弧状の片を円弧よりも外周方向
に離隔した位置を中心として弾性限度内で撓ませるよう
に配置され、前記連結手段は新管を連結するチャックを
有して構成されるものである。
管の内部を移動して該既設管を軸方向に裂断して長手方
向に連続する複数の円弧状の片を形成し且つ該円弧状の
片を地山に圧入して複数の円弧状の片と地山部分で囲ま
れた空間を形成し前記空間内に新管を引き込む管の更新
装置であって、移動方向前方側に配置した切削手段と該
切削手段の後方側に連続した拡径手段と該拡径手段の後
方に連続した連結手段とからなり、前記切削手段は前方
から後方にかけて順に中心から切削刃の先端までの距離
が大きくなるように構成した連続切削刃を有し該連続切
削刃を本体の外周を所定数に分割した位置に取り付けた
カッター体を配置して構成され、前記拡径手段はテーパ
状の本体の外周を所定角度で分割した位置であって前記
切削手段に於けるカッター体の間に且つ軸方向の複数の
位置に配置された拡径ローラー群を有し、該拡径ローラ
ー群に於ける前方側に配置された拡径ローラーは既設管
を裂断して長手方向に連続する複数の円弧状の片を形成
すると共に形成された円弧状の片を円弧よりも外周方向
に離隔した位置を中心として弾性限度内で撓ませるよう
に配置され、前記連結手段は新管を連結するチャックを
有して構成されるものである。
【００１７】上記の如く構成されたカッター体を有する
切削手段であっても、該切削手段の直進移動に伴って個
々の切削刃によって既設管の内周面を切削して順に深い
切削溝を形成することが出来る。従って、上記更新装置
を既設管の内部に移動させることで、該管に対する裂
断，裂断された円弧状の片を撓ませて該片の地山への圧
入と地山の圧密を同時に行ってトンネルを形成すること
が出来、更に、連結部に設けたチャックに新管を連結す
ることで、トンネルの形成と新管の引き込みを同時に行
って一工程で新管を埋設することが出来るのみならず、
新管の周囲に配置された新管の防護用鎧装としての複数
の円弧状の片が時間の経過に伴って土圧の影響を受けて
新管の外周に密着せしめられ、新管と該新管の周囲に配
置された鎧装により新しい管路を構成することが出来
る。
切削手段であっても、該切削手段の直進移動に伴って個
々の切削刃によって既設管の内周面を切削して順に深い
切削溝を形成することが出来る。従って、上記更新装置
を既設管の内部に移動させることで、該管に対する裂
断，裂断された円弧状の片を撓ませて該片の地山への圧
入と地山の圧密を同時に行ってトンネルを形成すること
が出来、更に、連結部に設けたチャックに新管を連結す
ることで、トンネルの形成と新管の引き込みを同時に行
って一工程で新管を埋設することが出来るのみならず、
新管の周囲に配置された新管の防護用鎧装としての複数
の円弧状の片が時間の経過に伴って土圧の影響を受けて
新管の外周に密着せしめられ、新管と該新管の周囲に配
置された鎧装により新しい管路を構成することが出来
る。
【００１８】また上記何れかの管の更新装置に於いて、
拡径手段のテーパ状の本体の軸方向同一位置に配置され
た複数の拡径ローラーは外周面の厚さ方向両端側がテー
パ状に形成され、中央部分で既設管の内周面と接触し且
つテーパ状部分で互いに接触するように構成されたもの
であることが好ましい。複数の拡径ローラーを前記の如
く構成することによって、裂断された円弧状の片に撓み
を生じさせる際に、土圧及び円弧状の片を撓ませるのに
要する力等の拡径ローラーに作用する力を互いに支持す
ることが出来る。このため、拡径ローラーの支持軸を細
くしても充分に高い強度を発揮することが出来、且つ円
滑な回転を実現することが出来る。
拡径手段のテーパ状の本体の軸方向同一位置に配置され
た複数の拡径ローラーは外周面の厚さ方向両端側がテー
パ状に形成され、中央部分で既設管の内周面と接触し且
つテーパ状部分で互いに接触するように構成されたもの
であることが好ましい。複数の拡径ローラーを前記の如
く構成することによって、裂断された円弧状の片に撓み
を生じさせる際に、土圧及び円弧状の片を撓ませるのに
要する力等の拡径ローラーに作用する力を互いに支持す
ることが出来る。このため、拡径ローラーの支持軸を細
くしても充分に高い強度を発揮することが出来、且つ円
滑な回転を実現することが出来る。
【００１９】更に、上記何れかの管の更新装置に於い
て、テーパ状の本体の外周であって切削手段に於けるカ
ッターの配置部位に対応する位置に、既設管を裂断した
円弧状の片の拡径に伴う隣接する円弧状の片の離隔を案
内するガイドを設けることが好ましい。このようなガイ
ドを設けることによって、裂断手段によって裂断された
円弧状の片を拡径手段に於ける拡径ローラーによって径
を拡大させつつ、ガイドによって隣接する円弧状の片の
離隔距離を均等に保持した状態で地山に圧入させること
が出来る。
て、テーパ状の本体の外周であって切削手段に於けるカ
ッターの配置部位に対応する位置に、既設管を裂断した
円弧状の片の拡径に伴う隣接する円弧状の片の離隔を案
内するガイドを設けることが好ましい。このようなガイ
ドを設けることによって、裂断手段によって裂断された
円弧状の片を拡径手段に於ける拡径ローラーによって径
を拡大させつつ、ガイドによって隣接する円弧状の片の
離隔距離を均等に保持した状態で地山に圧入させること
が出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、上記更新装置の好ましい実
施形態について図を用いて説明する。図１は本実施例に
係る更新工法の実施手順を説明する図、図２は引込立坑
の平面図、図３は更新装置の構成と該更新装置と既設管
との関係を説明する図、図４は図３の状態の平面図、図
５はカッターの構成を説明する図であって図３のＶ−
ａ，Ｖ−ｂ断面図、図６はカッターによって既設管に切
削溝を形成する過程を説明する図、図７は円周方向に対
する拡径ローラーの配置を説明する図であり図３の VII
−ａ，VII −ｂ断面図、図８は既設管とガイドの関係を
説明する図であり図３のVIII断面図、図９は側方拡径ロ
ーラーの構成を説明する図であり図３のIX−IX断面図、
図10は回転カッターの構成を説明する図であり図３のＸ
−Ｘ断面図、図11は既設管を裂断した円弧状の片を撓ま
せる際の方向と原理を説明する図、図12は新管の埋設状
態を示す断面図、図13は円周を６分割した拡径部の断面
図、図14は既設管を６分割したときの新管の埋設状態を
示す断面図、図15はカッターの他の例の構成を説明する
図である。
施形態について図を用いて説明する。図１は本実施例に
係る更新工法の実施手順を説明する図、図２は引込立坑
の平面図、図３は更新装置の構成と該更新装置と既設管
との関係を説明する図、図４は図３の状態の平面図、図
５はカッターの構成を説明する図であって図３のＶ−
ａ，Ｖ−ｂ断面図、図６はカッターによって既設管に切
削溝を形成する過程を説明する図、図７は円周方向に対
する拡径ローラーの配置を説明する図であり図３の VII
−ａ，VII −ｂ断面図、図８は既設管とガイドの関係を
説明する図であり図３のVIII断面図、図９は側方拡径ロ
ーラーの構成を説明する図であり図３のIX−IX断面図、
図10は回転カッターの構成を説明する図であり図３のＸ
−Ｘ断面図、図11は既設管を裂断した円弧状の片を撓ま
せる際の方向と原理を説明する図、図12は新管の埋設状
態を示す断面図、図13は円周を６分割した拡径部の断面
図、図14は既設管を６分割したときの新管の埋設状態を
示す断面図、図15はカッターの他の例の構成を説明する
図である。
【００２１】本実施例に係る管の更新装置は、都市ガス
を供給するためのガス管であって75Ａ〜200 Ａ程度の小
口径の鋳鉄管を同一口径或いは一ランク上の口径を持っ
た新たな管に更新する作業を一工程で行うことを可能と
したものであり、大きな動力を必要とせずに大きな引込
み速度を実現することが可能である。
を供給するためのガス管であって75Ａ〜200 Ａ程度の小
口径の鋳鉄管を同一口径或いは一ランク上の口径を持っ
た新たな管に更新する作業を一工程で行うことを可能と
したものであり、大きな動力を必要とせずに大きな引込
み速度を実現することが可能である。
【００２２】尚、本実施例では、ガス管としての鋳鉄管
を可撓性を持った合成樹脂管に更新する場合について説
明するが、前記例に限定するものではなく、既設管とし
て例えば内面に所定のライニングを施した上水用の鋳鉄
管であって良く、また新管として例えば鋼管であっても
良い。
を可撓性を持った合成樹脂管に更新する場合について説
明するが、前記例に限定するものではなく、既設管とし
て例えば内面に所定のライニングを施した上水用の鋳鉄
管であって良く、また新管として例えば鋼管であっても
良い。
【００２３】図に於いて、鋳鉄管１からなるガス管路の
所定位置（生活に悪影響を与えることのない時間帯で工
事し得る更新長さに応じた距離を持った位置）に発進立
坑２，引込立坑３が設けられている。引込立坑３には引
込装置４が配置されており、鋳鉄管１の内部に引込装置
４によって駆動されるプルロッド５が挿入されている。
このプルロッド５の先端には更新装置Ａが接続され、更
に、更新装置Ａに新管となる例えばポリエチレン（Ｐ
Ｅ）管６が連結されている。
所定位置（生活に悪影響を与えることのない時間帯で工
事し得る更新長さに応じた距離を持った位置）に発進立
坑２，引込立坑３が設けられている。引込立坑３には引
込装置４が配置されており、鋳鉄管１の内部に引込装置
４によって駆動されるプルロッド５が挿入されている。
このプルロッド５の先端には更新装置Ａが接続され、更
に、更新装置Ａに新管となる例えばポリエチレン（Ｐ
Ｅ）管６が連結されている。
【００２４】そして引込装置４を駆動してプルロッド５
を引込立坑３側に引込むことで、更新装置Ａに引込み力
を付与して鋳鉄管１内を移動させ、この移動に伴って鋳
鉄管１を長手方向に連続する複数の円弧状の片（図６に
示す円弧片１ａ）に裂断すると共に該円弧片１ａを半径
が拡大する方向に撓ませることで、地山に鋳鉄管１より
も充分に大きい内径を有し且つ複数の円弧片１ａ及び該
片１ａの圧入に伴って圧密された土砂からなる周壁を有
するトンネル７を形成しつつ、該トンネル７内にＰＥ管
６を挿入することで、後述するようにＰＥ管６と該ＰＥ
管６の周囲に配置された複数の円弧片１ａによりＰＥ管
６を鎧装して新しい管路を構成することが可能である。
を引込立坑３側に引込むことで、更新装置Ａに引込み力
を付与して鋳鉄管１内を移動させ、この移動に伴って鋳
鉄管１を長手方向に連続する複数の円弧状の片（図６に
示す円弧片１ａ）に裂断すると共に該円弧片１ａを半径
が拡大する方向に撓ませることで、地山に鋳鉄管１より
も充分に大きい内径を有し且つ複数の円弧片１ａ及び該
片１ａの圧入に伴って圧密された土砂からなる周壁を有
するトンネル７を形成しつつ、該トンネル７内にＰＥ管
６を挿入することで、後述するようにＰＥ管６と該ＰＥ
管６の周囲に配置された複数の円弧片１ａによりＰＥ管
６を鎧装して新しい管路を構成することが可能である。
【００２５】発進立坑２，引込立坑３は地上から開削さ
れ、鋳鉄管１は端部を周壁から突出させた状態で切断さ
れ、発進立坑２側の鋳鉄管１には更新装置Ａを引き込む
際のガイド１ｂが取り付けられている。また引込立坑３
側の鋳鉄管１には引込装置４が取り付けられている。
れ、鋳鉄管１は端部を周壁から突出させた状態で切断さ
れ、発進立坑２側の鋳鉄管１には更新装置Ａを引き込む
際のガイド１ｂが取り付けられている。また引込立坑３
側の鋳鉄管１には引込装置４が取り付けられている。
【００２６】引込装置４は、互いに平行に配置され内部
に図示しないボールネジ等の伝導部材を設けたフレーム
４ａと、フレーム４ａの一方の端部を連結すると共に中
央に鋳鉄管１の端部に装着されて互いに固定し且つプル
ロッド５を通す管固定金具８を装着するフロントプラテ
ン４ｂと、フレーム４ａの他方の端部を連結すると共に
中央にプルロッド５を通すリヤプラテン４ｃと、フレー
ム４ａに取り付けたモーター４ｄ及び該モーター４ｄの
回転をボールネジに伝達する図示しない伝導系と、フレ
ーム４ａの間に配置されボールネジに螺合すると共にプ
ルロッド５（カプラー５ａ）と係合して固定するロッド
固定金具４ｅとを有して構成されている。
に図示しないボールネジ等の伝導部材を設けたフレーム
４ａと、フレーム４ａの一方の端部を連結すると共に中
央に鋳鉄管１の端部に装着されて互いに固定し且つプル
ロッド５を通す管固定金具８を装着するフロントプラテ
ン４ｂと、フレーム４ａの他方の端部を連結すると共に
中央にプルロッド５を通すリヤプラテン４ｃと、フレー
ム４ａに取り付けたモーター４ｄ及び該モーター４ｄの
回転をボールネジに伝達する図示しない伝導系と、フレ
ーム４ａの間に配置されボールネジに螺合すると共にプ
ルロッド５（カプラー５ａ）と係合して固定するロッド
固定金具４ｅとを有して構成されている。
【００２７】引込装置４は、ロッド固定金具４ｅの移動
経路が鋳鉄管１の軸心と略一致し得るようにレベル調整
して引込立坑３に設置される。このため、両プラテン４
ｂ，４ｃにはレベル調整用のジャッキ９が取り付けられ
ており、またフロントプラテン４ｂにはプルロッド５を
引き込む際の反力を受ける一対のアウトリガー10が設け
られている。
経路が鋳鉄管１の軸心と略一致し得るようにレベル調整
して引込立坑３に設置される。このため、両プラテン４
ｂ，４ｃにはレベル調整用のジャッキ９が取り付けられ
ており、またフロントプラテン４ｂにはプルロッド５を
引き込む際の反力を受ける一対のアウトリガー10が設け
られている。
【００２８】プルロッド５は、引込装置４に於けるロッ
ド固定金具４ｅのストロークと一致した或いは僅かに短
い長さを有し、且つモーター４ｄで発生する動力を更新
装置に伝達し得る強度を有している。このプルロッド５
はカプラー５ａによって長手方向に所要数接続されて鋳
鉄管１の内部に配置され、先端が更新装置Ａに連結され
ると共に後端が引込装置４のロッド固定金具４ｅに固定
される。
ド固定金具４ｅのストロークと一致した或いは僅かに短
い長さを有し、且つモーター４ｄで発生する動力を更新
装置に伝達し得る強度を有している。このプルロッド５
はカプラー５ａによって長手方向に所要数接続されて鋳
鉄管１の内部に配置され、先端が更新装置Ａに連結され
ると共に後端が引込装置４のロッド固定金具４ｅに固定
される。
【００２９】更新装置Ａの構成について具体的に説明す
る。図３に示すように更新装置Ａは、鋳鉄管１の内周面
に複数の切削溝１ｂを形成すると共に切削溝１ｂを起点
として鋳鉄管１を裂断して円弧片１ａを形成する切削手
段となる切削部11と、円弧片１ａを撓ませて地山に圧入
すると同時に該地山を圧密する拡径手段となる拡径部12
と、新管であるＰＥ管６を連結する連結手段となる連結
部13を有して構成されている。
る。図３に示すように更新装置Ａは、鋳鉄管１の内周面
に複数の切削溝１ｂを形成すると共に切削溝１ｂを起点
として鋳鉄管１を裂断して円弧片１ａを形成する切削手
段となる切削部11と、円弧片１ａを撓ませて地山に圧入
すると同時に該地山を圧密する拡径手段となる拡径部12
と、新管であるＰＥ管６を連結する連結手段となる連結
部13を有して構成されている。
【００３０】尚、図３に於いて、拡径部12の断面は領域
Ｘでは図９，図10に示すＸ−Ｘ断面で示されており、領
域Ｙでは図７（ａ）に示すＹ−Ｙ断面で示されており、
更に領域Ｚでは図７（ｂ）に示すＺ−Ｚ断面で示されて
いる。領域Ｘには側方拡径ローラー20及び回転カッター
14ｊが配置され、鋳鉄管１の裂断を確実に実現するため
の領域である。また領域Ｙは円弧片１ａを鋳鉄管１を拡
径する方向に撓ませて地山に圧入させる領域であり、更
に領域Ｚは円弧片１ａの撓みを戻して平行にさせる領域
である。
Ｘでは図９，図10に示すＸ−Ｘ断面で示されており、領
域Ｙでは図７（ａ）に示すＹ−Ｙ断面で示されており、
更に領域Ｚでは図７（ｂ）に示すＺ−Ｚ断面で示されて
いる。領域Ｘには側方拡径ローラー20及び回転カッター
14ｊが配置され、鋳鉄管１の裂断を確実に実現するため
の領域である。また領域Ｙは円弧片１ａを鋳鉄管１を拡
径する方向に撓ませて地山に圧入させる領域であり、更
に領域Ｚは円弧片１ａの撓みを戻して平行にさせる領域
である。
【００３１】切削部11の本体11ａにはカッター体14が構
成されている。このカッター体14は複数の板状のシャン
ク14ａ〜14ｉを該本体11ａに対し回転不能に装着するこ
とで構成されている。図４，図５に示すように、各シャ
ンク14ａ〜14ｉは外形が略四角形状に形成され、各頂点
には超硬チップを植え込んだ切削刃15ａが形成されてい
る。またシャンク14ａ〜14ｉは夫々対角線の長さが順に
大きくなるように構成されており、本体11ａに装着する
ための穴15ｂと位置決め用のキー溝15ｃが形成されてい
る。従って、シャンク14ａを本体11ａの前方側（プルロ
ッド５を取り付ける側）に配置すると共に後方側（拡径
部12側）に向けて順にシャンク14ｂ〜14ｉを配置するこ
とで、切削部11には外周を等分割した位置であって直線
上に前方から後方にかけて順に中心から先端までの距離
が大きくなる複数の切削刃15ａを形成することが可能で
ある。
成されている。このカッター体14は複数の板状のシャン
ク14ａ〜14ｉを該本体11ａに対し回転不能に装着するこ
とで構成されている。図４，図５に示すように、各シャ
ンク14ａ〜14ｉは外形が略四角形状に形成され、各頂点
には超硬チップを植え込んだ切削刃15ａが形成されてい
る。またシャンク14ａ〜14ｉは夫々対角線の長さが順に
大きくなるように構成されており、本体11ａに装着する
ための穴15ｂと位置決め用のキー溝15ｃが形成されてい
る。従って、シャンク14ａを本体11ａの前方側（プルロ
ッド５を取り付ける側）に配置すると共に後方側（拡径
部12側）に向けて順にシャンク14ｂ〜14ｉを配置するこ
とで、切削部11には外周を等分割した位置であって直線
上に前方から後方にかけて順に中心から先端までの距離
が大きくなる複数の切削刃15ａを形成することが可能で
ある。
【００３２】ここで鋳鉄管１（壁厚９mm）の内壁に切削
溝を形成する過程を図５，図６を用いて説明する。シャ
ンク14ａ〜14ｉは順次本体11ａの中心から切削刃15ａの
先端までの距離が大きくなっている。最も前方側に位置
する第１のシャンク14ａは本体11ａに装着したとき切削
刃15ａの先端を結ぶ円の直径が鋳鉄管１の内径と略等し
い大きさに形成されている。その次の第２のシャンク14
ｂは本体11ａに装着したとき切削刃15ａの先端を結ぶ円
の直径が鋳鉄管１の壁を約１mm程度（片側0.5mm）切削
し得る大きさに形成されている。更に次の第３のシャン
ク14ｃは切削刃15ａの先端を結ぶ円の直径が鋳鉄管１の
壁を約２mm切削し得る大きさに形成されている。更に次
の第４のシャンク14ｄは切削刃15ａの先端を結ぶ円の直
径が鋳鉄管１の壁を約３mm切削し得る大きさに形成され
ている。このように順に鋳鉄管１を深く切削して切削溝
１ｂを成長させる。
溝を形成する過程を図５，図６を用いて説明する。シャ
ンク14ａ〜14ｉは順次本体11ａの中心から切削刃15ａの
先端までの距離が大きくなっている。最も前方側に位置
する第１のシャンク14ａは本体11ａに装着したとき切削
刃15ａの先端を結ぶ円の直径が鋳鉄管１の内径と略等し
い大きさに形成されている。その次の第２のシャンク14
ｂは本体11ａに装着したとき切削刃15ａの先端を結ぶ円
の直径が鋳鉄管１の壁を約１mm程度（片側0.5mm）切削
し得る大きさに形成されている。更に次の第３のシャン
ク14ｃは切削刃15ａの先端を結ぶ円の直径が鋳鉄管１の
壁を約２mm切削し得る大きさに形成されている。更に次
の第４のシャンク14ｄは切削刃15ａの先端を結ぶ円の直
径が鋳鉄管１の壁を約３mm切削し得る大きさに形成され
ている。このように順に鋳鉄管１を深く切削して切削溝
１ｂを成長させる。
【００３３】尚、カッター14ｉの後方側に図９に示す側
方拡径ローラー20が配置されており、該ローラー20より
も更に後方側に図10に示す回転カッター14ｊが配置され
ている。
方拡径ローラー20が配置されており、該ローラー20より
も更に後方側に図10に示す回転カッター14ｊが配置され
ている。
【００３４】側方拡径ローラー20は鋳鉄管１の直径方向
に配置された２つのローラーによって構成されており、
該鋳鉄管１に直径方向の力を付与して拡径することで、
直交する方向に形成された切削溝１ｂを起点として裂断
し得るように構成されている。前記２つのローラーは外
周面に於ける厚さ方向の中央部が平坦に形成されると共
に両端側が曲面状或いはテーパ状に形成されている。そ
して中央部の平坦な部分で互いに接触し且つ曲面状或い
はテーパ状の部分で鋳鉄管１の内周面に当接する。この
ため、鋳鉄管１には４点で当接することとなり、確実に
直径方向の力を付与して該鋳鉄管１を裂断することが可
能である。
に配置された２つのローラーによって構成されており、
該鋳鉄管１に直径方向の力を付与して拡径することで、
直交する方向に形成された切削溝１ｂを起点として裂断
し得るように構成されている。前記２つのローラーは外
周面に於ける厚さ方向の中央部が平坦に形成されると共
に両端側が曲面状或いはテーパ状に形成されている。そ
して中央部の平坦な部分で互いに接触し且つ曲面状或い
はテーパ状の部分で鋳鉄管１の内周面に当接する。この
ため、鋳鉄管１には４点で当接することとなり、確実に
直径方向の力を付与して該鋳鉄管１を裂断することが可
能である。
【００３５】回転カッター14ｊは、側方拡径ローラー20
による力に付与方向と直交する方向に配置された一対の
回転刃によって構成されている。この回転カッター14ｊ
は、鋳鉄管１を接続するソケット等の継手、鋳鉄管１に
図示しない分岐管を接続するための枝管用スリーブであ
る割りスリーブ16、或いは鋳鉄管１を部分的に補修する
際に用いる管状の補修部品を裂断するために設けたもの
であり、一対の回転刃に先端を結ぶ寸法は鋳鉄管１の外
径よりも充分に大きくなるように構成されている。
による力に付与方向と直交する方向に配置された一対の
回転刃によって構成されている。この回転カッター14ｊ
は、鋳鉄管１を接続するソケット等の継手、鋳鉄管１に
図示しない分岐管を接続するための枝管用スリーブであ
る割りスリーブ16、或いは鋳鉄管１を部分的に補修する
際に用いる管状の補修部品を裂断するために設けたもの
であり、一対の回転刃に先端を結ぶ寸法は鋳鉄管１の外
径よりも充分に大きくなるように構成されている。
【００３６】上記の如く、側方拡径ローラー20と回転カ
ッター14ｊを互いに直交する方向に、しかも連続して配
置することで、鋳鉄管１及び継手16に側方拡径ローラー
20によって回転カッター14ｊによる裂断方向に対し直交
する方向に力を付与し、これにより図12（ａ）に示すよ
うに、鋳鉄管１及び継手，割りスリーブ16，補修用部品
を裂断することが可能である。
ッター14ｊを互いに直交する方向に、しかも連続して配
置することで、鋳鉄管１及び継手16に側方拡径ローラー
20によって回転カッター14ｊによる裂断方向に対し直交
する方向に力を付与し、これにより図12（ａ）に示すよ
うに、鋳鉄管１及び継手，割りスリーブ16，補修用部品
を裂断することが可能である。
【００３７】上記の如く構成された切削部11を鋳鉄管１
の内部に移動させると、最も前方側に配置されたカッタ
ー14ａがあたかもガイドの如く機能して本体11ａの軸心
を鋳鉄管１の軸心に一致させることが可能である。そし
て後続するカッター14ｂ〜14ｉによって鋳鉄管１の内周
面に切削溝１ｂが形成され、この切削溝１ｂは順に成長
する。そしてカッター14ｉの後方（拡径部12の本体12
ａ）にカッター14ｊを設けることで、鋳鉄管１を確実に
裂断すると共に、該鋳鉄管１よりも径の大きい継手16を
裂断することが可能である。
の内部に移動させると、最も前方側に配置されたカッタ
ー14ａがあたかもガイドの如く機能して本体11ａの軸心
を鋳鉄管１の軸心に一致させることが可能である。そし
て後続するカッター14ｂ〜14ｉによって鋳鉄管１の内周
面に切削溝１ｂが形成され、この切削溝１ｂは順に成長
する。そしてカッター14ｉの後方（拡径部12の本体12
ａ）にカッター14ｊを設けることで、鋳鉄管１を確実に
裂断すると共に、該鋳鉄管１よりも径の大きい継手16を
裂断することが可能である。
【００３８】拡径部12は、テーパ状の本体12ａの外周で
あってカッター14の間に軸方向に予め設定された間隔で
複数の拡径ローラー18ａ〜18ｆが回転可能に配置されて
いる。拡径ローラー18ａ〜18ｅは本体12ａのテーパに応
じて前方側（切削部11側）から後方側（連結部13側）に
かけて順に直径が大きくなり、これによって円弧片１ａ
を所定の形状に撓ませることが可能なように構成されて
いる。
あってカッター14の間に軸方向に予め設定された間隔で
複数の拡径ローラー18ａ〜18ｆが回転可能に配置されて
いる。拡径ローラー18ａ〜18ｅは本体12ａのテーパに応
じて前方側（切削部11側）から後方側（連結部13側）に
かけて順に直径が大きくなり、これによって円弧片１ａ
を所定の形状に撓ませることが可能なように構成されて
いる。
【００３９】前方側から後方側にかけて配置された拡径
ローラー18ａ〜18ｆは、夫々４つのローラーによって構
成されると共に各ローラーの先端を結ぶ円の直径が順に
大きくなるように構成され、拡径ローラー18ｅと18ｆは
目的のトンネル７の内径と等しい直径を有して構成され
ている。
ローラー18ａ〜18ｆは、夫々４つのローラーによって構
成されると共に各ローラーの先端を結ぶ円の直径が順に
大きくなるように構成され、拡径ローラー18ｅと18ｆは
目的のトンネル７の内径と等しい直径を有して構成され
ている。
【００４０】各拡径ローラー18ａ〜18ｆを構成する４つ
のローラーは、本体12ａに取り付けた軸19に回転可能に
支持されている。各ローラーは外周面に於ける厚さ方向
の中央が鋳鉄管１の内周面に対応した曲面状に形成され
ると共に両端側がテーパ状に形成されている。そして４
つのローラーは外周面のテーパ状部が互いに接触して回
転すると共に曲面状部が鋳鉄管１の内周面と当接し得る
ように構成されており、この構成によって、裂断された
円弧状の片１ａを拡径する際に個々のローラーに作用す
る力を互いに打ち消し合うことが可能である。
のローラーは、本体12ａに取り付けた軸19に回転可能に
支持されている。各ローラーは外周面に於ける厚さ方向
の中央が鋳鉄管１の内周面に対応した曲面状に形成され
ると共に両端側がテーパ状に形成されている。そして４
つのローラーは外周面のテーパ状部が互いに接触して回
転すると共に曲面状部が鋳鉄管１の内周面と当接し得る
ように構成されており、この構成によって、裂断された
円弧状の片１ａを拡径する際に個々のローラーに作用す
る力を互いに打ち消し合うことが可能である。
【００４１】既設管１はシャンク14ｉの位置から裂断さ
れる。即ち、シャンク14ｉよりも後方側では、既設管１
はシャンク14ｉの位置を支点とする片持梁状の円弧片１
ａとなる。また拡径部12に於ける上流側の拡径ローラー
18ａ，18ｂは既設管１の外周側に中心Ｏａを有する円弧
上に配置され、拡径ローラー18ｃ，18ｄは既設管１の内
周側に中心Ｏｂをを有する円弧上に配置されている。
れる。即ち、シャンク14ｉよりも後方側では、既設管１
はシャンク14ｉの位置を支点とする片持梁状の円弧片１
ａとなる。また拡径部12に於ける上流側の拡径ローラー
18ａ，18ｂは既設管１の外周側に中心Ｏａを有する円弧
上に配置され、拡径ローラー18ｃ，18ｄは既設管１の内
周側に中心Ｏｂをを有する円弧上に配置されている。
【００４２】拡径ローラー18ａ，18ｂは円弧片１ａに半
径が拡大する方向の撓みδを発生させて拡径する機能を
有するものであり、更新装置Ａの移動に伴って地山の土
圧に対抗し得る集中荷重を作用させることが可能であ
る。
径が拡大する方向の撓みδを発生させて拡径する機能を
有するものであり、更新装置Ａの移動に伴って地山の土
圧に対抗し得る集中荷重を作用させることが可能であ
る。
【００４３】上記円弧片１ａの撓みδは、δ＝（Ｗl3）
／（３ＥＩ）なる式で導かれ、ま曲率半径Ｒは、Ｒ＝
（ＥＩl ）／Ｍ なる式で導かれる。ここで、Ｗは拡径
ローラー18ａ，18ｂによって付与される荷重であり、l
はシャンク14ｉと拡径ローラー18ａの距離及び拡径ロー
ラー18ａ，18ｂ間の距離、Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面二
次モーメント、Ｍは円弧片１ａに作用する曲げモーメン
トである。
／（３ＥＩ）なる式で導かれ、ま曲率半径Ｒは、Ｒ＝
（ＥＩl ）／Ｍ なる式で導かれる。ここで、Ｗは拡径
ローラー18ａ，18ｂによって付与される荷重であり、l
はシャンク14ｉと拡径ローラー18ａの距離及び拡径ロー
ラー18ａ，18ｂ間の距離、Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面二
次モーメント、Ｍは円弧片１ａに作用する曲げモーメン
トである。
【００４４】円弧片１ａに発生させる撓みδは、素材で
ある鋳鉄の弾性限度内であることが必要である。鋳鉄管
１では撓み量が大きくなると破断する虞が高くなる。そ
して円弧片１ａが破断した場合、地中に形成されたトン
ネルを良好に保護することが困難となる。
ある鋳鉄の弾性限度内であることが必要である。鋳鉄管
１では撓み量が大きくなると破断する虞が高くなる。そ
して円弧片１ａが破断した場合、地中に形成されたトン
ネルを良好に保護することが困難となる。
【００４５】拡径ローラー18ｂ〜18ｄは円弧片１ａを目
的のトンネル７の直径に設定すると共に各円弧片１ａを
地山に圧入して周辺を圧密させる機能を有する。即ち、
半径が拡大する方向に撓みを発生した円弧片１ａに作用
する土圧によって該円弧片１ａを元の鋳鉄管１と平行と
なるような撓みを発生させる。このとき、円弧片１ａに
は土圧により等分布荷重ｗが作用する。従って、円弧片
１ａの撓みδｗは、δｗ＝（ｗl4）／（８ＥＩ）で導か
れる。
的のトンネル７の直径に設定すると共に各円弧片１ａを
地山に圧入して周辺を圧密させる機能を有する。即ち、
半径が拡大する方向に撓みを発生した円弧片１ａに作用
する土圧によって該円弧片１ａを元の鋳鉄管１と平行と
なるような撓みを発生させる。このとき、円弧片１ａに
は土圧により等分布荷重ｗが作用する。従って、円弧片
１ａの撓みδｗは、δｗ＝（ｗl4）／（８ＥＩ）で導か
れる。
【００４６】拡径部12に於ける拡径ローラー18ａ〜18ｆ
の先端を結ぶ線の勾配角度は一義的に設定されるもので
はなく、円弧片１ａの撓みが弾性限度内に納まるように
設定される。即ち、入れ替えるべき既設管の材質に応じ
て適宜設定されるものである。
の先端を結ぶ線の勾配角度は一義的に設定されるもので
はなく、円弧片１ａの撓みが弾性限度内に納まるように
設定される。即ち、入れ替えるべき既設管の材質に応じ
て適宜設定されるものである。
【００４７】拡径部12の本体12ａに連結部13が構成され
ている。この連結部13は、ＰＥ管６の先端を把持するチ
ャック13によって構成されている。
ている。この連結部13は、ＰＥ管６の先端を把持するチ
ャック13によって構成されている。
【００４８】ガイド17は拡径部12の本体12ａであって切
削部11のシャンク14ａ〜14ｉの後方に設けられている。
このガイド17は、裂断された円弧片１ａの拡径ローラー
18ａ〜18ｅによる拡径に応じた隣接する円弧片１ａの離
隔距離の変化に対応し得る楔状に形成され、且つ天面17
ａを結ぶ円の直径は本体12ａのテーパに関わらず、目的
のトンネル７の径と略等しい値で形成されている。即
ち、ガイド17の天面17ａは本体12ａの軸心と平行に形成
されている。
削部11のシャンク14ａ〜14ｉの後方に設けられている。
このガイド17は、裂断された円弧片１ａの拡径ローラー
18ａ〜18ｅによる拡径に応じた隣接する円弧片１ａの離
隔距離の変化に対応し得る楔状に形成され、且つ天面17
ａを結ぶ円の直径は本体12ａのテーパに関わらず、目的
のトンネル７の径と略等しい値で形成されている。即
ち、ガイド17の天面17ａは本体12ａの軸心と平行に形成
されている。
【００４９】上記の如く構成された更新装置Ａを用いて
鋳鉄管１からなるガス管路をＰＥ管６に入れ替える場合
について説明する。予め鋳鉄管１の内部に挿通されたプ
ルロッド５を更新装置Ａの切削部11の本体11ａに接続す
ると共に、連結部13にＰＥ管６を連結する。
鋳鉄管１からなるガス管路をＰＥ管６に入れ替える場合
について説明する。予め鋳鉄管１の内部に挿通されたプ
ルロッド５を更新装置Ａの切削部11の本体11ａに接続す
ると共に、連結部13にＰＥ管６を連結する。
【００５０】次いで、引込装置４を駆動してプルロッド
５を引込立坑３側に引き込むと、この引込みに伴って更
新装置Ａが鋳鉄管１の内部を移動し、この移動過程で、
シャンク14ａ〜14ｉの切削刃15ａによって鋳鉄管１の内
周面が切削されて切削溝１ｂが形成され、該鋳鉄管１は
切削溝１ｂを起点として裂断され、複数の円弧片１ａが
形成される。
５を引込立坑３側に引き込むと、この引込みに伴って更
新装置Ａが鋳鉄管１の内部を移動し、この移動過程で、
シャンク14ａ〜14ｉの切削刃15ａによって鋳鉄管１の内
周面が切削されて切削溝１ｂが形成され、該鋳鉄管１は
切削溝１ｂを起点として裂断され、複数の円弧片１ａが
形成される。
【００５１】更新装置Ａの引き続く移動に伴って、鋳鉄
管１はガイド17によって確実に裂断されて円弧片１ａと
なり、拡径ローラー18ａ〜18ｅが円弧片１ａに対し弾性
限度内で且つ半径を拡大する方向の撓みを発生させ、こ
の結果、円弧片１ａは夫々地山に圧入されて周囲の地山
を圧密する。即ち、円弧片１ａに対向する地山は円弧片
１ａによって、また円弧片１ａの間にある土砂はガイド
17の天面17ａにガイドされて強固に圧密され、これらの
地山と円弧片１ａで囲まれたトンネル７が形成される。
トンネル７の形成と同時に連結部13に連結されたＰＥ管
６が該トンネル７内に引き込まれる。
管１はガイド17によって確実に裂断されて円弧片１ａと
なり、拡径ローラー18ａ〜18ｅが円弧片１ａに対し弾性
限度内で且つ半径を拡大する方向の撓みを発生させ、こ
の結果、円弧片１ａは夫々地山に圧入されて周囲の地山
を圧密する。即ち、円弧片１ａに対向する地山は円弧片
１ａによって、また円弧片１ａの間にある土砂はガイド
17の天面17ａにガイドされて強固に圧密され、これらの
地山と円弧片１ａで囲まれたトンネル７が形成される。
トンネル７の形成と同時に連結部13に連結されたＰＥ管
６が該トンネル７内に引き込まれる。
【００５２】次に、図12によりＰＥ管６の埋設直後の状
態と、埋設後相当の時間が経過した後の状態を説明す
る。埋設直後は同図（ａ）に示すように、裂断され且つ
拡径された継手16及び円弧片１ａの内周とＰＥ管６の外
周の間に空隙21が存在するが、時間の経過に伴って土圧
を受けて円弧片１ａは同図（ｂ）に示すようにＰＥ管６
に密着せしめられ、ＰＥ管６の周囲に等配に配置された
鋳鉄製の円弧片１ａが一体化して鎧のようにＰＥ管６を
保護した管路が構成される。
態と、埋設後相当の時間が経過した後の状態を説明す
る。埋設直後は同図（ａ）に示すように、裂断され且つ
拡径された継手16及び円弧片１ａの内周とＰＥ管６の外
周の間に空隙21が存在するが、時間の経過に伴って土圧
を受けて円弧片１ａは同図（ｂ）に示すようにＰＥ管６
に密着せしめられ、ＰＥ管６の周囲に等配に配置された
鋳鉄製の円弧片１ａが一体化して鎧のようにＰＥ管６を
保護した管路が構成される。
【００５３】上記の如く、ＰＥ管６は周囲が複数の鋳鉄
製の円弧片１ａによって鎧装されることで土圧に対抗す
る強度が向上する。特に、複数の円弧片１ａによる鎧装
がＰＥ管６の敷設経路に沿って構成されるため、周辺を
例えばバックホー等による掘削工事を実施する際に、Ｐ
Ｅ管６をバックホーの爪から保護することが可能であ
る。
製の円弧片１ａによって鎧装されることで土圧に対抗す
る強度が向上する。特に、複数の円弧片１ａによる鎧装
がＰＥ管６の敷設経路に沿って構成されるため、周辺を
例えばバックホー等による掘削工事を実施する際に、Ｐ
Ｅ管６をバックホーの爪から保護することが可能であ
る。
【００５４】その後、引込装置４によって単位長さのプ
ルロッド５が引き込まれると、該ロッド５はカプラー５
ａから取り外される。そしてロッド固定金具４ｅが前進
し、後続するカプラー５ａを固定して引き続き更新装置
Ａを引込立坑３側に引き込む。更新装置Ａが引込立坑３
に到達したとき、発進立坑２と引込立坑３の間の鋳鉄管
１がＰＥ管６に更新される。
ルロッド５が引き込まれると、該ロッド５はカプラー５
ａから取り外される。そしてロッド固定金具４ｅが前進
し、後続するカプラー５ａを固定して引き続き更新装置
Ａを引込立坑３側に引き込む。更新装置Ａが引込立坑３
に到達したとき、発進立坑２と引込立坑３の間の鋳鉄管
１がＰＥ管６に更新される。
【００５５】前述の実施例に於いて、切削部11，拡径部
12は夫々円周を４等分して構成されている。しかし、こ
の分割数に限定するものではなく、既設管１の直径，材
質等の条件に応じて適宜増減することが可能である。ま
た円周を分割する場合、必ずしも等分する必要はなく、
非等分に分割することも可能である。
12は夫々円周を４等分して構成されている。しかし、こ
の分割数に限定するものではなく、既設管１の直径，材
質等の条件に応じて適宜増減することが可能である。ま
た円周を分割する場合、必ずしも等分する必要はなく、
非等分に分割することも可能である。
【００５６】例えば図13，図14は、外周を夫々６等分し
た切削部11，拡径部12の断面図である。このように既設
管１を切削部11で６分割し、各円弧片１ａを拡径部12に
於いて弾性限度内の撓みを与えることで地山に圧入し、
これにより空隙21を形成して該空隙21にＰＥ管６を引き
込むことが可能である。
た切削部11，拡径部12の断面図である。このように既設
管１を切削部11で６分割し、各円弧片１ａを拡径部12に
於いて弾性限度内の撓みを与えることで地山に圧入し、
これにより空隙21を形成して該空隙21にＰＥ管６を引き
込むことが可能である。
【００５７】何れにしても既設管１を如何なる数に分割
するかは、円弧片１ａを折損することなく撓みを生じさ
せる際に、既設管１の材質に応じて縦弾性係数Ｅが設定
され、且つ拡径部12の長さ等の条件から撓みδが設定さ
れたとき、前記縦弾性係数Ｅ及び撓みδから計算される
断面二次モーメントＩを満足する円弧片１ａの幅寸法に
応じて決定される。
するかは、円弧片１ａを折損することなく撓みを生じさ
せる際に、既設管１の材質に応じて縦弾性係数Ｅが設定
され、且つ拡径部12の長さ等の条件から撓みδが設定さ
れたとき、前記縦弾性係数Ｅ及び撓みδから計算される
断面二次モーメントＩを満足する円弧片１ａの幅寸法に
応じて決定される。
【００５８】前述の実施例では、板状のシャンク14ａ〜
14ｉからなるカッター体14を本体11ａに装着して切削部
11を構成したが、切削工具としては前記カッターに限定
するものではなく、図15に示すように、多数の切削刃22
ａを直線上に設けた連続切削刃22からなるカッター体で
あっても好ましく使用することが可能である。このよう
な連続切削刃22を本体11ａに取り付ける場合、本体11ａ
の長さと鋳鉄管１に形成する切削溝１ｂの最終深さに対
応させた勾配を持って固定することが必要である。特
に、連続切削刃22を用いる場合、本体11ａに回転方向の
力が作用すると連続切削刃22が破損する虞があるため、
同図（ｂ）に示すように、台形状のブロック11ｂを用い
て補強することが好ましい。
14ｉからなるカッター体14を本体11ａに装着して切削部
11を構成したが、切削工具としては前記カッターに限定
するものではなく、図15に示すように、多数の切削刃22
ａを直線上に設けた連続切削刃22からなるカッター体で
あっても好ましく使用することが可能である。このよう
な連続切削刃22を本体11ａに取り付ける場合、本体11ａ
の長さと鋳鉄管１に形成する切削溝１ｂの最終深さに対
応させた勾配を持って固定することが必要である。特
に、連続切削刃22を用いる場合、本体11ａに回転方向の
力が作用すると連続切削刃22が破損する虞があるため、
同図（ｂ）に示すように、台形状のブロック11ｂを用い
て補強することが好ましい。
【００５９】更に、カッター体として図示しないブロー
チを用いることも可能である。このブローチとしては、
図５に示すような断面が四角形状に形成されると共に各
角部に４つの切削刃を一体的に形成したブローチであっ
ても良く、鋳鉄管１の内周面に形成すべき切削溝１ｂに
対応させたブローチであっても良い。
チを用いることも可能である。このブローチとしては、
図５に示すような断面が四角形状に形成されると共に各
角部に４つの切削刃を一体的に形成したブローチであっ
ても良く、鋳鉄管１の内周面に形成すべき切削溝１ｂに
対応させたブローチであっても良い。
【００６０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
管の更新装置では、拡径手段に配置した拡径ローラーに
よって円弧状の片に撓みを生じさせることが出来、この
撓みに応じて円弧片を地山に圧入すると共に圧密するこ
とが出来る。従って、地山に圧入した円弧片及び圧密し
た地山部分で囲まれたトンネル状の空間を形成すること
が出来、更に、トンネル状空間の形成と同時に新管を引
き込んで新管とその周囲に円弧状の片からなる新管の防
護用鎧装を構成することが出来る。
管の更新装置では、拡径手段に配置した拡径ローラーに
よって円弧状の片に撓みを生じさせることが出来、この
撓みに応じて円弧片を地山に圧入すると共に圧密するこ
とが出来る。従って、地山に圧入した円弧片及び圧密し
た地山部分で囲まれたトンネル状の空間を形成すること
が出来、更に、トンネル状空間の形成と同時に新管を引
き込んで新管とその周囲に円弧状の片からなる新管の防
護用鎧装を構成することが出来る。
【００６１】また切削手段に前方から後方にかけて中心
から先端までの距離が順に大きくなる切削刃を直線上に
配置したカッター体を有するので、切削手段の前進に伴
って鋳鉄管の内周面を切削して切削溝を形成することが
出来、確実な裂断を実現することが出来る。
から先端までの距離が順に大きくなる切削刃を直線上に
配置したカッター体を有するので、切削手段の前進に伴
って鋳鉄管の内周面を切削して切削溝を形成することが
出来、確実な裂断を実現することが出来る。
【００６２】またカッター体の後方にガイドを設けるこ
とによって鋳鉄管の確実な裂断を実現すると共に拡径ロ
ーラーによる円弧状の片の拡径を正確にガイドすること
が出来る。
とによって鋳鉄管の確実な裂断を実現すると共に拡径ロ
ーラーによる円弧状の片の拡径を正確にガイドすること
が出来る。
【図１】本実施例に係る更新工法の実施手順を説明する
図である。
図である。
【図２】引込立坑の平面図である。
【図３】更新装置の構成と該更新装置と既設管との関係
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】図３の状態の平面図である。
【図５】カッターの構成を説明する図であって図３のＶ
−ａ，Ｖ−ｂ断面図である。
−ａ，Ｖ−ｂ断面図である。
【図６】カッターによって既設管に切削溝を形成する過
程を説明する図である。
程を説明する図である。
【図７】円周方向に対する拡径ローラーの配置を説明す
る図であり図３の VII−ａ,VII−ｂ断面図である。
る図であり図３の VII−ａ,VII−ｂ断面図である。
【図８】既設管とガイドの関係を説明する図であり図３
のVIII断面図である。
のVIII断面図である。
【図９】側方拡径ローラーの構成を説明する図であり図
３のIX断面図である。
３のIX断面図である。
【図１０】回転カッターの構成を説明する図であり図３
のＸ断面図である。
のＸ断面図である。
【図１１】既設管を裂断した円弧状の片を撓ませる際の
方向と原理を説明する図である。
方向と原理を説明する図である。
【図１２】新管の埋設状態を示す断面図である。
【図１３】円周を６分割した拡径部の断面図である。
【図１４】既設管を６分割したときの新管の埋設状態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１５】カッターの他の例の構成を説明する図であ
る。
る。
Ａ 更新装置 １ 鋳鉄管 １ａ 円弧片 １ｂ 切削溝 ２ 発進立坑 ３ 引込立坑 ４ 引込装置 ５ プルロッド ６ ＰＥ管 ７ トンネル ９ ジャッキ 10 アウトリガー 11 切削部 11ａ 本体 12 拡径部 12ａ 本体 13 連結部 14 カッター体 14ａ〜14ｉ シャンク 14ｊ 回転カッター 15ａ 切削刃 15ｂ 穴 15ｃ キー溝 17 ガイド 18ａ〜18ｆ 拡径ローラー 20 側方拡径ローラー 21 空隙 22 連続切削刃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒部 高之 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−266185（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−66992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16L 1/024
Claims (4)
- 【請求項１】更新すべき既設管の内部を移動して該既設
管を軸方向に裂断して長手方向に連続する複数の円弧状
の片を形成し且つ該円弧状の片を地山に圧入して複数の
円弧状の片と地山部分で囲まれた空間を形成し前記空間
内に新管を引き込む管の更新装置であって、移動方向前
方側に配置した切削手段と該切削手段の後方側に連続し
た拡径手段と該拡径手段の後方に連続した連結手段とか
らなり、前記切削手段は外周を予め設定された所定数に
分割すると共に分割した位置に超硬刃を植え込んで切削
刃を形成すると共に中心から切削刃の先端までの距離が
異なる複数の板状のシャンクを有し該シャンクを本体に
前方から後方にかけて順に中心から切削刃の先端までの
距離が大きくなるように装着したカッター体を配置して
構成され、前記拡径手段はテーパ状の本体の外周を所定
角度で分割した位置であって前記切削手段に於けるカッ
ター体の間に且つ軸方向の複数の位置に配置された拡径
ローラー群を有し、該拡径ローラー群に於ける前方側に
配置された拡径ローラーは既設管を裂断して長手方向に
連続する複数の円弧状の片を形成すると共に形成された
円弧状の片を円弧よりも外周方向に離隔した位置を中心
として弾性限度内で撓ませるように配置され、前記連結
手段は新管を連結するチャックを有することを特徴とす
る管の更新装置。 - 【請求項２】更新すべき既設管の内部を移動して該既設
管を軸方向に裂断して長手方向に連続する複数の円弧状
の片を形成し且つ該円弧状の片を地山に圧入して複数の
円弧状の片と地山部分で囲まれた空間を形成し前記空間
内に新管を引き込む管の更新装置であって、移動方向前
方側に配置した切削手段と該切削手段の後方側に連続し
た拡径手段と該拡径手段の後方に連続した連結手段とか
らなり、前記切削手段は前方から後方にかけて順に中心
から切削刃の先端までの距離が大きくなるように構成し
た連続切削刃を有し該連続切削刃を本体の外周を所定数
に分割した位置に取り付けたカッター体を配置して構成
され、前記拡径手段はテーパ状の本体の外周を所定角度
で分割した位置であって前記切削手段に於けるカッター
体の間に且つ軸方向の複数の位置に配置された拡径ロー
ラー群を有し、該拡径ローラー群に於ける前方側に配置
された拡径ローラーは既設管を裂断して長手方向に連続
する複数の円弧状の片を形成すると共に形成された円弧
状の片を円弧よりも外周方向に離隔した位置を中心とし
て弾性限度内で撓ませるように配置され、前記連結手段
は新管を連結するチャックを有することを特徴とする管
の更新装置。 - 【請求項３】 前記拡径手段のテーパ状の本体の軸方向
同一位置に配置された複数の拡径ローラーは外周面の厚
さ方向両端側がテーパ状に形成され、中央部分で既設管
の内周面と接触し且つテーパ状部分で互いに接触するよ
うに構成されたものであることを特徴とする請求項１又
は２に記載した管の更新装置。 - 【請求項４】 前記拡径手段のテーパ状の本体の外周で
あって切削手段に於けるカッターの配置部位に対応する
位置に、既設管を裂断した円弧状の片の拡径に伴う隣接
する円弧状の片の離隔を案内するガイドを設けたことを
特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載した管の更新
装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09888997A JP3304051B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 管の更新装置 |
| US09/059,298 US6149346A (en) | 1997-04-16 | 1998-04-14 | Method for replacement of existing pipes and device for carrying out the method |
| KR1019980013439A KR19980081429A (ko) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | 관(管)의 갱신(更新)공법 및 그 장치 |
| DE69802991T DE69802991T2 (de) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | Verfahren zur Ersetzung von verlegten Rohren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| EP98106795A EP0872679B1 (en) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | Method for replacement of existing pipes and devices for carrying out the method |
| CN98107002A CN1197175A (zh) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | 管的更新施工方法及其装置 |
| AU61916/98A AU743284B2 (en) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | Method for replacement of existing pipes and devices for carrying out the method |
| TW087105818A TW353712B (en) | 1997-04-16 | 1998-04-16 | Method for replacement of existing pipes and devices for carrying out the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09888997A JP3304051B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 管の更新装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10292881A JPH10292881A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3304051B2 true JP3304051B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=14231713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09888997A Expired - Fee Related JP3304051B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 管の更新装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6149346A (ja) |
| EP (1) | EP0872679B1 (ja) |
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