JP3321383B2 - 地下埋設管渠の更新方法およびそのための掘進装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に布設された
既設管渠を破砕しながら、略同一管路上に１サイズ大き
な新設管渠等を布設するための地下埋設管渠の更新方法
およびそのための掘進装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に都市部では下水道事業をはじ
めとしてライフラインの整備が進んでいる。しかしなが
ら、一方では過去に布設された管渠の老朽化や管渠能力
の不足が問題化しつつあり、その布設替えが望まれてい
る。

【０００３】布設替えに当たっては、既設管渠をそのま
まとしながら、ルートを別にしながら１サイズ大きな新
設管渠を開削工法により布設するのが最も施工が容易で
かつコストも安い。しかし、都市部においては、新規に
管渠を布設するための用地を確保することが難しくなっ
ているとともに、道路交通の確保の問題、地下空間に錯
綜している地下埋設物の問題などがあり、新設管渠のた
めのルートを確保すること自体が困難になりつつある。

【０００４】このような問題を一挙に解決しつつ、新設
の管渠を布設するための工法として考えられたのが管渠
更新工法、リフレッシュシールド工法、置換推進工法な
どと言われる管渠取替え工法である。この工法は、既設
管渠をシールド掘進機で切削破砕しながら、その後方か
ら新設管渠を後続させることにより、開削工事を行うこ
となく、既設管渠と略同位置に１サイズ大きなまたは同
径サイズの新設管渠を布設するものである。

【０００５】前記管渠取替え工法の一例を図２０に基づ
き紹介すると、同図に示される例は、リフレッシュシー
ルド工法と呼ばれる工法で、中央に開口部を設けたカッ
ターヘッド６１とその中空部に設けた方向制御支持装置
（ガイド装置）６２を有するシールド掘進機６０によ
り、既設管渠６４および周辺地盤を掘削撤去しながら、
シールド掘進機６０の後方に新設管渠６３を布設するも
のである。この場合、シールド掘進機６０の掘進力は新
設管渠６３の基端（立て坑）に置かれた図示しない元押
しジャッキにより新設管渠６３を介して与えられる。ま
た、前記カッターヘッド６１の中央を貫いて設けられた
管を通して下水等の流下水を流すことにより、現在の管
渠を使用しながらの活線施工が可能となっている。な
お、掘削ズリはベルトコンベヤ６５等を通じて坑外へ運
ばれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記シ
ールド掘進機の場合の掘削能力は、カッターヘッド６１
を約９rpm 程度で回転させながら掘進するものであるた
め、その掘進スピードは約２０mm／分程度であり、非常
に掘進効率が悪い。また、カッターヘッドの回転数が低
いこともあり、枕木や木片などが存在する場合には、こ
れを破砕することができないなどの問題点を有する。い
ずれにしても、従来より存在する管渠取替え工法の場合
には、既設管渠を完全に破壊しながら掘進することを基
本とし、同時に掘削ズリを所定の排出機構により排出す
るものとなっており、掘進効率の低いものが大部分であ
る。

【０００７】また、この種の工法に用いられるシールド
掘進機は、装置機構が複雑でコスト的にも高く、前記し
た掘進効率の低さと合わせて、開削工法に比べると施工
費が著しく高い。また、掘進延長が長くなるにつれ、掘
削ズリの二次破砕抵抗やスキンプレート周辺への掘削ズ
リの圧入抵抗のため、元押しジャッキに対して過度の負
担が掛かる。したがって長距離掘削には不向きであり、
長距離掘削を実現するためには高いジャッキ能力を必要
とするなどの問題を有する。

【０００８】そこで本発明の主たる課題は、既設管渠を
切削破砕しながら新設管渠を布設していく地下埋設管渠
の更新方法に係り、比較的簡易な装置構造であるととも
に、掘進効率の向上により新設管渠の布設効率が高いこ
と、掘削抵抗の低減化によりたとえ長距離であっても管
渠の布設が容易でありかつ既設管渠の周辺に存在する異
物の種類を問わずかつこれに影響されることなく掘進が
可能であること、土砂崩壊や陥没等が発生しない等の利
点を備えた地下埋設管渠の更新方法およびそのための掘
進装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、掘進装置により既設管渠を破砕しながら掘
進させ、前記掘進装置に新設管渠を後続させることによ
り、略同一管路上に新設管渠を布設する地下埋設管渠の
更新方法において、前記掘進装置は先端面および後端面
が実質的に開口とされ、先端開口面を通り後端開口面を
抜ける連通空間が形成され、かつ外周部に、内設された
回転駆動装置により回転自在とされる円筒状のリングカ
ッターを備え、前記掘進装置の掘進に先行して、既設管
渠の内部に先進カッター装置を走行させることにより、
既設管渠の軸方向に沿ってその周壁部分に少なくとも２
条以上の破線状不連続スリット溝を形成し、次いで後続
の前記掘進装置は既設管渠の外周をリング状に掘削する
とともに、既設管渠の少なくとも一部を管軸に沿って破
砕しかつ既設管渠を内部に取り込みながら推進すること
を特徴とするものである。また、前記破線状不連続スリ
ット溝に代えて螺旋状スリット溝を形成することでよ
い。

【００１０】これらの場合において、前記リングカッタ
ーの内壁面に沿って周方向に不連続の内部カッターを設
け、既設管渠とリングカッターとの間に介在する土砂を
二次破砕するとともに、破砕ズリを既設管渠内に排出誘
導させるようにするのが望ましい。さらに、前記内部カ
ッターを螺旋状に配置することにより、掘削ズリの排出
誘導を効率化することもできる。

【００１１】本発明においては、先端面および後端面が
実質的に開口とされ、先端開口面を通り後端開口面を抜
ける連通空間が形成される。したがって、この連通空間
を通して、既設管渠が取り込まれる。

【００１２】一方で、本掘進装置は、外周部に、内設さ
れた回転駆動装置により回転自在とされる円筒状のリン
グカッターを備える。このリングカッターの外径は、好
ましくは新設管渠の外径と同一とされる。リングカッタ
ーは、従来のシールド掘進機に比べて高い回転数とする
ことが可能で、既設管渠の周囲に存在する物すべて、た
とえば基礎コンクリート、枕木、鋼材、砕石、栗石等の
種別を問うことなくリング状に切削し、新設管渠圧入の
ための空間を形成する。したがって、既にリング状に掘
削されている空間に新設管渠が挿入されるものであるた
め、新設管渠と周辺との間の摩擦が小さいとともに、掘
削ズリの圧入による掘進抵抗の増加が少ないため、たと
え長距離であっても容易に掘進することができる。

【００１３】この場合、前記リングカッターの内壁面に
沿って、好ましくは周方向に不連続かつ螺旋状の内部カ
ッターを設け、既設管渠とリングカッターとの間に介在
する土砂を二次破砕するとともに、破砕ズリを既設管渠
内に排出誘導させることにより、掘進装置の進行が容易
になるとともに、新設管渠の布設完了時において、既設
管渠は新設管渠内に遊嵌されることとなり、既設管渠の
引抜き撤去が容易となる。仮に、既設管渠と新設管渠と
の間に破砕ズリを介在させたままの場合には、圧入され
た掘削ズリと既設管渠との摩擦が大きいため、新設管渠
布設後の既設管渠の引抜き撤去が困難となるおそれが強
い。

【００１４】他方、本方法では、掘進装置の掘進に先行
して、先進カッター装置により、既設管渠の軸方向に沿
ってその周壁部分に少なくとも２条以上の破線状不連続
スリット溝または螺旋状スリット溝を形成するようにし
ている。前記破線状不連続スリット溝または螺旋状スリ
ット溝の先行形成により、掘進装置による既設管渠の破
砕が容易になるとともに、地山崩壊や陥没等が防止でき
るようになる。なお、この点については後で詳述する。

【００１５】他方、本発明に係る、地下埋設管渠の更新
方法に使用される掘進装置は、先端面および後端面が実
質的に開口とされ、先端開口面を通り後端開口面を抜け
る連通空間が形成され、かつ外周部に、内設された回転
駆動装置により回転自在とされる円筒状のリングカッタ
ーを備えるとともに、前記回転駆動装置の前側であって
前記円筒状リングカッターの内側に固定配置で管壁切断
のための押切り刃を複数枚備え、前記押切り刃の後方側
に、鉄筋切断手段および前記押切り刃によって切断され
た各管壁ブロック片の剥脱手段を備えたことを特徴とす
るものである。この場合において、前記リングカッター
の内壁面に沿って周方向に好ましくは螺旋状でかつ不連
続の内部カッターを設けることもできる。

【００１６】この掘進装置は、掘進装置自体に管壁切断
手段としての押切り刃を備え、推進と併行して既設管渠
の切断（連続スリット溝の形成）を行う。掘進装置の内
部に取付けた押切り刃で連続スリット溝の形成を行うも
のであるため、地山崩壊や陥没を確実に防止できる上、
先進カッター装置による前記の破線状不連続スリット
溝、螺旋状スリット溝の形成の工程が省略できるため、
作業が簡略化するとともに、全体工程を短縮できるなど
の利点が生まれる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。図１は本発明に係る掘進装置１に
よる新設管渠の布設状態断面図であり、図２は図１のII
−II線矢視図である。

【００１８】本発明に係る掘進装置１は、主に断面円形
状の円筒ケーシング１０と、この円筒ケーシング１０の
外側に外嵌状態で設けられた同じく円筒状のリングカッ
ター１１と、この前記円筒ケーシング１０に内設された
リングカッター１１用の回転駆動装置１２とにより構成
される。また、全体構造として、先端面および後端面が
実質的に開口とされ、先端開口面を通り後端開口面を抜
ける連通空間Ｐが形成され、この連通空間Ｐに既設管渠
２および掘削ズリが取り込まれる。なお、本明細書を通
じて、掘進方向側を先端または前面側と言い、掘進方向
基端側を後端また後面側と言うものとする。

【００１９】本発明に係る掘進装置１を概略すると、掘
進装置１の外管部に相当する前記リングカッター１１を
回転させることにより、新設管渠３の外周をリング状に
掘削する点、既設管渠２の軸方向に沿ってその周壁部分
に少なくとも２条以上の破線状不連続スリット溝を形成
する点、既設管渠２の周方向の少なくとも一部分を管軸
方向に沿って破砕し掘進装置１内に既設管渠２および掘
削ズリを取り込む点を特徴的構成としている。

【００２０】以下、本掘進装置１について詳述すると、
前記円筒ケーシング１０は、先端面および後端面が実質
的に開口とされる略同一径の円筒体であり、その掘進方
向先端部に掘進に伴い円筒ケーシング１０内に取り込ま
れる既設管渠２の外面をガイド面として既設管渠２に沿
って掘進装置１を推進させるための推進ガイド１３を備
えるとともに、最後端部には新設管渠３の先端部が当接
状態で係合するための新管係合部１４を備え、かつ前記
新管係合部１４の先端側に隣接してシール取付台１５が
固設されている。そして前記推進ガイド１３に嵌着され
た先端側メカニカルシール１６および前記シール取付台
１５に固設された後端側メカニカルシール１７が、外嵌
されるリングカッター１１の内面に接触することによ
り、当該部分で密封が図られている。また、前記先端側
メカニカルシール１６および後端側メカニカルシール１
７のそれぞれ内側には、円筒ケーシング１０とリングカ
ッター１１とに跨がって円錐コロを並列配置した軸受装
置１８、１９が設けられ、リングカッター１１を軸心回
りに回転可能に支持している。

【００２１】一方、回転駆動装置１２としては、たとえ
ば高トルク形の油圧モータなどを好適に用いることがで
き、前記円筒ケーシング１０の内壁より内方に延在する
駆動装置取付ブラケット１０ａに対して固定され、その
原動軸１２ａに対し原動ギア２１が固定されるととも
に、この原動ギア２１が中間ギア２２に噛合し、かつこ
の中間ギア２２がリングカッター１１の内面に形成され
た噛合い歯１１ａに噛合している。したがって、回転駆
動装置１２によって与えられた回転力が前記中間ギア２
２を介してリングカッター１１に伝達され、リングカッ
ター１１が回転するようになっている。また前記した駆
動伝達構造部Ａは、保護ケース２０により囲繞され、掘
削ズリなどが侵入しないようになっており、この駆動伝
達構造部Ａの前面側には、既設管渠２の帯状破砕部分を
回転駆動装置１２の下方に押しやり、既設管渠２に対し
て前記駆動伝達構造部Ａが進行するための空間を形成す
るための押込みプレート２５が設けられている。

【００２２】他方、リングカッター１１の最先端部には
掘削ビット２３が設けられ、新設管渠３の外面と同一径
により、既設管渠２の周囲がリング状に掘削される。既
設管渠２の周囲には、土台基礎として打設されたコンク
リートや枕木、砕石などはもちろんのこと、地下中に存
在する玉石や各種鋼材などをも切削できるように、タン
グステンカーバイト鋼チップまたはダイヤモンドチップ
などの掘削ビットを採用することが望ましい。また、前
記掘削ビット２３の若干後方側には、リングカッター１
１の本体プレート内壁面に沿って内部カッター２４が設
けられている。この内部カッター２４は、既設管渠２と
新設管渠３との間の土砂を二次破砕するもので内部カッ
ター２４の先端位置はほぼ既設管渠２の外面位置とされ
る。この内部カッター２４は、図示されるように、好ま
しくは不連続かつ螺旋状に配設するのが望ましい。これ
により、既設管渠２とリングカッター１１との間隙空間
に存在する破砕ズリを上方に掻き上げ、前記既設管渠２
に形成された帯状開口部から既設管渠２の内部に誘導排
出させる。

【００２３】また、前記押込みプレート２５は、本発明
に従って形成された破線状不連続スリット溝２ａを破断
線として、これら破線状不連続スリット溝２ａ，２ａの
間の帯状部分を下方に押しやることにより、前記駆動伝
達構造部Ａが進行するための空間が形成される。

【００２４】なお、本例においては、前記帯状破砕部を
既設管渠２の天井部に形成したが、下側、若しくは側部
等、任意の位置に形成することも可能である。

【００２５】他方、本掘進装置１においては、掘進のた
めの推力は立て坑に設置された元押しジャッキから新設
管渠３を介して与えられる。新設管渠３の先端が円筒ケ
ーシング１０の後端にある新管係合部１４に当接状態に
あり、本掘進装置１が掘進方向に圧入される。また新設
管渠３の材料としては、鋼管、コンクリート管のいずれ
も使用することができるが、肉厚の小さい鋼管を用い、
これを樹脂系の材料でライニング仕上げした構造の方が
管断面を有効活用できる点で優れている。

【００２６】ところで、本発明においては、新設管渠３
の布設に当り、周壁の少なくとも一部を管軸に沿って破
砕する。この破砕を容易化するために、図４および図５
に示される先進カッター装置４を用い、掘進装置１の走
行に先行して既設管渠２の軸方向に沿ってその周壁部分
に少なくとも２条以上の破線状不連続スリット溝２ａ、
２ａ…を形成しておく。

【００２７】ところで、本出願人は先の特願平７−２４
４３７２号において、管壁に連続的な２条以上のスリッ
ト溝を形成しておいた後、前記掘進装置１を走行させる
方法を提案したが、後の試験によって、連続的なスリッ
ト溝の場合には地山の崩壊の危険性があることが判明し
た。すなわち、通常、既設管渠２の周辺は埋戻し用の砂
で埋められているが、長年に亘る地下水の流入や汚水の
漏水により乱されていると考えられ、またそのような状
況では管渠も老朽化しており、さらに管渠自体が比較的
浅い地中に埋設されていることを考えあわせれば、管渠
に連続的なスリット溝を形成した場合には、交通荷重や
土圧によって簡単に破壊してしまう危険性があること
と、掘進に先行して連続的なスリット溝を形成した後、
掘進装置を走行させた場合には、前記押込みプレート２
５による下方向の僅かな力によって図１９に示されるよ
うに、連続スリット溝２ｄによって区画された管壁ブロ
ック片２Ａが付け根部２ｅで破断して、管の上面に大き
な開口が形成されてしまうことが知見された。

【００２８】このような点に鑑み、本発明では図３に示
されるように、破線状不連続スリット溝２ａ、２ａを掘
進装置１に先行して形成することとした。前記破線状不
連続スリット溝２ａを形成するための第１の先進カッタ
ー装置４としては、たとえば図４に示されるように、下
面側に適宜の数の走行ローラ３１、３１…を有する走行
基台３０上に、一端が軸３２ａに軸支され、他端が上下
方向配置の油圧シリンダー３３によって支持された傾動
台３２が設けられ、この傾動台３２上に油圧モータによ
り回転駆動される一対のディスクカッター３５Ａ、３５
Ｂを備えたカッター装置３４を載置した構造のものを使
用することができ、前記油圧シリンダー３３の伸縮動作
により前記カッター装置３４を軸３２ａ回りに揺動させ
ディスクカッター３５Ａ、３５Ｂにより管壁を切削す
る。破線状のスリット溝を形成するためには、前記ディ
スクカッター３５Ａ、３５Ｂを管壁に進入させたままで
先進カッター装置４を所定距離だけ前進させ、所定長の
切削が完了したならば前記ディスクカッター３５Ａ、３
５Ｂを管内に退避させそのまま所定長分だけ前進させる
ことにより未切削部分を形成し、再びディスクカッター
３５Ａ、３５Ｂを管壁に進入させて切削を行う、工程の
繰り返しにより破線状不連続スリット溝２ａ、２ａを形
成することができる。なお、先進カッター装置４の走行
は、前記走行ローラ３１を図示しないがモータ駆動とし
て自走させることでもよいし、また図示の如く、到達立
坑側より牽引ワイヤ３６により引っ張ることでもよい。

【００２９】次いで、第２の先進カッター装置５は、図
６に示されるように、天井部に左右一対の不連続スリッ
ト溝２ａ、２ａを形成するとともに、両側部にそれぞれ
不連続スリット溝２ｂ、２ｂを形成し得るようにしたカ
ッター装置である。

【００３０】具体的に詳述すると、図７および図８に示
されるように、下面側に適宜の数の走行ローラ３１、３
１…を有する走行基台３０上に、昇降ジャッキ３７によ
り支持された左右一対の縦向ディスクカッター３８Ａ，
３８Ｂを備えるとともに、その後方側に押出しジャッキ
４１Ａ、４１Ｂにより支持された左右一対の横向ディス
クカッター３９Ａ、３９Ｂを備えるもので、側部には切
削時に既設管渠２の内壁に反力をとるため側方に張出可
能なアウトリガー４０、４０…を備えている。破線状の
スリット溝を形成するためには、先進カッター装置５を
停止した状態でアウトリガー４０、４０…により固定支
持を図り、前記昇降ジャッキ３７を上昇させて縦向ディ
スクカッター３８Ａ、３８Ｂにより所定長さのスリット
溝２ａを形成し、かつ押出しジャッキ４１Ａ，４１Ｂに
より横向ディスクカッター３９Ａ、３９Ｂを管壁側に押
し出して両側部に所定長さのスリット溝２ｂを形成す
る。一停止位置でのスリット溝形成作業を終えたなら
ば、これらのディスクカッター３８Ａ、３９Ａ…を管内
に退避させた状態で前進させ、再び次の停止位置でスリ
ット溝２ａ、２ｂ…の形成を行う工程の繰り返しによ
り、不連続のスリット溝２ａ，２ｂ…を管の長手方向に
亘って形成する。なお、本例では管の長手方向にのみ不
連続スリット溝２ａ、２ｂ…を形成するようにしたが、
管の円周方向にも同時に形成してもよい。

【００３１】ところで、前記不連続スリット溝２ａ、２
ｂ…を形成するためのディスクカッターとしては、幅広
のスリット溝を形成できるカッター、具体的には１０mm
以上、好ましくは２０〜５０mmの厚みを有するカッター
を用いるのが望ましい。本出願人による実験によれば、
第１の先進カッター装置４の場合において通常の３〜７
mm幅のダイヤモンドディスクカッターを用いた場合に
は、切削中にディスクカッターが弓なりに歪曲し使用に
耐えないことが判明した。原因は、ジャッキの段取り替
えにより先進カッター装置４を引っ張る方向が僅かに変
化したため、あるいはディスクカッターの切削時に抵抗
の少ない方向に切削溝が曲がったため等の理由が推測さ
れるが、いずれにしても使用するディスクカッターとし
ては、幅広で充分な剛性と強度を有するものを使用した
方が良いことが判明した。

【００３２】次いで、他のスリット形成態様としては、
図９に示されるような螺旋状スリット溝２ｃを形成する
ことでもよい。螺旋状スリット溝２ｃとする場合には、
前述したディスクカッタータイプのカッター装置で形成
不可能であるため、たとえば図１０に示されるように、
円錐形状の小型切削ヘッド４３を伸縮アーム４２により
支持し、かつこの伸縮アーム４２を回転軸４４により保
持したカッター装置６を用い、カッター装置６を前進さ
せながら前記伸縮アーム４２を回転させてやれば、図９
に示されるような螺旋状スリット溝２ｃを形成すること
ができる。

【００３３】さらに、他の形成方法としては、図１１お
よび図１２に示されるように、高圧噴射ノズル４７を有
するノズル保持体４６を回転軸４５回りに回転自在な装
置構成とし、前記高圧噴射ノズル４７から高圧水を噴射
させながらノズル保持体４６を回転させ、かつカッター
装置７を前進させれば螺旋状のスリット溝２ｃを形成す
ることができる。この場合において、前記噴射ノズル４
７を複数とすれば、複数条の螺旋状スリット溝２ｃ、２
ｃ…を同時に形成できるようになる。

【００３４】ところで、前記実施例は、掘進装置１の走
行に先行して別体のカッター装置により破線状不連続ス
リット溝２ａ、２ｂまたは螺旋状スリット溝２ｃを形成
するようにした例であるが、本発明では、掘進装置１の
走行と同時に該掘進装置１に設けた押切り刃によりスリ
ット溝を形成する形態に関しても提案される。具体的に
は、図１３に示されるように、掘進装置１の前側であっ
て前記円筒状リングカッター１１の内側に固定配置で三
角プレート状の押切り刃２６、２６…を周方向に均等間
隔で複数枚設け、掘進装置１に与えられる押込み力によ
り既設管渠２を強制的に切断しながら推進させる。

【００３５】既設管渠２が極端に老朽化しているような
場合には、前述のように破線状不連続スリット溝２ａ、
２ｂや螺旋状スリット溝２ｃを形成しても、既に管壁に
発生しているクラックや破損のため既設管渠が交通荷重
や積載荷重により破壊され地山陥没が発生する虞もあ
る。しかし、掘進装置１の前部であってかつリングカッ
ター１１の内側でスリット溝を形成するようにすれば、
地山崩壊の虞は一切なくなるし、また同時に先進カッタ
ーを先行して走行させる必要もなくなる点で有利であ
る。

【００３６】前記押切り刃２６は、刃先部分にタングス
テンカーバイトなどの鋭角なチップを埋設固定し、鉄筋
の切断能力を持たせるようにするのが望ましいが、鉄筋
の切断を後述の鉄筋切断手段に譲る場合や、そのような
硬度まで必要としない場合には、単に一般構造用鋼材や
炭素鋼材にて製作された押切り刃２６の先端を鋭角に加
工処理するのみでもよい。

【００３７】そして、この形態においは、前記押切り刃
２６の後方側に対しては、さらに図示される回転切断刃
２７、あるいは図示されないジャッキ等で水平方向に移
動可能としたスライド切断刃などの鉄筋切断手段を設け
る。また、前記押切り刃２６によって管長手方向に切断
された各管壁ブロック片が隣接する押切り刃２６、２６
の間に挟まってしまうことがあるため、この管壁ブロッ
ク片を強制的に剥脱するための剥脱手段を設ける。この
剥脱手段としては、たとえば図１３および図１４に示さ
れるように、掘進装置１の内壁面であって押切り刃２
６、２６の中間に固設された剥脱ブロック片２８、２８
…とすることもできるし、あるいは図１５に示されるよ
うに、掘進装置１の内壁面であって押切り刃２６、２６
の中間に設けられた中心方向に向けて伸縮可能な可能な
剥脱ジャッキ２９、２９とすることもできる。この剥脱
ジャッキ２９の場合には、ストロークを長くしてやれ
ば、管壁を破砕する破砕ジャッキとしても機能するよう
になる。

【００３８】ところで、本発明に従って新設管渠３の内
部に取り込まれた破砕ガラは下記の方法により効率良く
排出することができるようになる。

【００３９】先ず、第１の方法は、図１６に示されるよ
うに、掘進装置１の内部にカーボンファイバー、ゴム、
布などのシート状物４９を巻回したロール４６を設備し
ておき、発進立坑側に固定点をとった状態で掘進装置１
の走行とともに、前記シート状物４９を繰り出して新設
管渠３の底部に順次布設し、新設管渠３の内部に取り込
んだ破砕ガラを前記シート状物４９の上面に積載してい
く。そして、到達立坑に掘進装置１が到達したならば、
前記シート状物４９を立坑側に引っ張って破砕ガラを回
収するようにする。

【００４０】次いで、第２の方法は、図１７に示される
ように、シート状物４９を巻回したロール４８を発進立
坑側に固定配置するとともに、掘進装置１には反転ロー
ラ５０を配設し、前記ロール４８から繰り出したシート
状物４９を前記反転ローラ５０にて反転させ、発進立坑
側に固定する。したがって、掘進装置１の掘進に伴って
前記ロール４８からシート状物４９が順次繰り出され、
新設管渠３の底部に連続的に布設される。新設管渠３の
内部に取り込まれた破砕ガラは前記シート状物４９の上
面に積載されるため、掘進装置１が到達立坑に到達した
ならば前記シート状物４９を立坑側に引っ張って破砕ガ
ラを回収する。なお、この方法の場合において、上下の
シート状物４９、４９は摩擦が少ない方が有利であるの
で、テフロンなどをコーティングしておくのが望まし
い。

【００４１】さらに、第３の方法は、図１８に示される
ように、周方向軸回りに回転可能なローラ５２、５２…
を多数配設した断面半円形状のローラコンベヤ５１を掘
進装置１の後方側に連続的に敷設していく。前記ローラ
コンベヤ５１の敷設は、立坑側から順次ローラコンベヤ
５１を先行ローラコンベヤ５１の後端側に接続し、押し
出して連続させる。破砕ガラは前記ローラ５２、５２…
を滑りながら相対的に発進立坑側に押し出されローラコ
ンベヤ５１上に積載されるため、破砕ガラの回収は、前
記ローラコンベヤ５１にワイヤーロープなどの鋼索を予
め連結しておき、掘進完了時に立坑側に破砕ガラを積載
したまま引っ張り出すか、掘進完了時にコンベヤ上を滑
らせて回収するようにする。

【００４２】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、比
較的簡易な装置構造で済むため、装置の製作費が安価と
なる。また、リングカッターによりリング状に掘削し、
この掘削部分に新設管渠を圧入するものであるため、掘
削抵抗の低減化によりたとえ長距離であっても新設管渠
の布設が容易でありかつ既設管渠の周辺に存在する異物
の種類を問わずまたこれに影響されることなく掘進が可
能である、さらには先行スリット溝を破線状不連続スリ
ット溝または螺旋状スリット溝として形成し、あるいは
掘進装置に設けられた押切り刃によって形成するように
してあるため、地山崩壊や陥没の虞がない等の利点を有
するものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘進装置の第１例の縦断面図であ
る。

【図２】図１のII−II線矢視図である。

【図３】破線状不連続スリット溝の形成態様図である。

【図４】先進カッター装置の側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視図である。

【図６】破線状不連続スリット溝の他の形成態様図であ
る。

【図７】他の先進カッター装置の側面図である。

【図８】その背面図である。

【図９】螺旋状スリット溝の形成態様図である。

【図１０】螺旋状スリット溝形成のための先進カッター
装置の側面図である。

【図１１】螺旋状スリット溝形成のための他の先進カッ
ター装置の側面図である。

【図１２】図１１のXII-XII 線矢視図である。

【図１３】本発明に係る他の掘進装置の縦断面図であ
る。

【図１４】図１３のXIV-XIV 線矢視図である。

【図１５】本発明に係る他の掘進装置の縦断面図であ
る。

【図１６】第１の破砕ガラ排出方法の概略図である。

【図１７】第２の破砕ガラ排出方法の概略図である。

【図１８】第３の破砕ガラ排出方法に用いられるローラ
コンベヤの要部斜視図である。

【図１９】連続スリット溝とする場合の問題点説明図で
ある。

【図２０】従来の管渠取替え方法の概略図である。

【符号の説明】

１…掘進装置、２…既設管渠、２ａ・２ｂ…破線状不連
続スリット溝、２ｃ…螺旋状スリット溝、３…新設管
渠、４〜７…先進カッター装置、１０…円筒ケーシン
グ、１１…リングカッター、 １２…回転駆動装置、１
３…推進ガイド、１４…新管係合部、１６・１７…メカ
ニカルシール、１８・１９…軸受装置、２３…掘削ビッ
ト、２４…内部カッター、２５…押込みプレート、２６
…押切り刃、２７…回転切断刃、２８…剥脱ブロック
片、２９…剥脱ジャッキ、３０…走行基台、３１…走行
ローラ、３２…傾動台、３５Ａ・３５Ｂ・３８Ａ・３８
Ｂ・３９Ａ・３９Ｂ…ディスクカッター

フロントページの続き (73)特許権者 390028015 株式会社地崎工業 東京都港区西新橋２丁目23番１号 (73)特許権者 597024773 中日コプロ株式会社 愛知県名古屋市千種区今池南26番４号 (73)特許権者 000219406 東亜建設工業株式会社 東京都千代田区四番町５ (73)特許権者 000222668 東洋建設株式会社 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１ 号 (73)特許権者 390036504 日特建設株式会社 東京都中央区銀座８丁目14番14号 (73)特許権者 395022018 日本海洋掘削株式会社 東京都港区西麻布三丁目20番16号 (73)特許権者 000176785 三菱建設株式会社 東京都中央区日本橋本町３丁目３番６号 (74)上記１１名の代理人 100082647 弁理士 永井 義久 (72)発明者 千田 昌平 茨城県竜ヶ崎市松葉３−５−10 (72)発明者 正化 澄夫 東京都江東区有明３−１−25 株式会社 大本組内 (72)発明者 有賀 照男 神奈川県愛甲郡愛川町中津4036−１ コ クド工機株式会社内 (72)発明者 横島 康弘 神奈川県平塚市代官町31番27号 株式会 社湘南合成樹脂製作所内 (72)発明者 杉浦 孝文 東京都新宿区市谷田町二丁目35番地 大 日本土木株式会社内 (72)発明者 木本 敏秋 東京都港区西新橋二丁目23番１号 株式 会社地崎工業内 (72)発明者 平光 育雄 愛知県名古屋市千種区今池南26番４号 中日クリーナー工業株式会社内 (72)発明者 村上 隆生 東京都千代田区四番町５ 東亜建設工業 株式会社内 (72)発明者 藤尾 良也 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１ 号 東洋建設株式会社内 (72)発明者 中島 利美 東京都中央区銀座８丁目14番14号 日特 建設株式会社内 (72)発明者 林 廣一 東京都港区西麻布三丁目20番16号 日本 海洋掘削株式会社内 (72)発明者 高橋 勇 東京都中央区日本橋本町三丁目３番６号 三菱建設株式会社内 審査官 柳澤 智也 (56)参考文献 特開 平５−116724（ＪＰ，Ａ) 特許2578184（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−48320（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 311 F16L 1/024

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘進装置により既設管渠を破砕しながら掘
   進させ、前記掘進装置に新設管渠を後続させることによ
   り、略同一管路上に新設管渠を布設する地下埋設管渠の
   更新方法において、 前記掘進装置は先端面および後端面が実質的に開口とさ
   れ、先端開口面を通り後端開口面を抜ける連通空間が形
   成され、かつ外周部に、内設された回転駆動装置により
   回転自在とされる円筒状のリングカッターを備え、 前記掘進装置の掘進に先行して、既設管渠の内部に先進
   カッター装置を走行させることにより、既設管渠の軸方
   向に沿ってその周壁部分に少なくとも２条以上の破線状
   不連続スリット溝を形成し、 次いで後続の前記掘進装置は既設管渠の外周をリング状
   に掘削するとともに、既設管渠の少なくとも一部を管軸
   に沿って破砕しかつ既設管渠を内部に取り込みながら推
   進することを特徴とする地下埋設管渠の更新方法。
2. 【請求項２】前記破線状不連続スリット溝に代えて螺旋
   状スリット溝を形成するようにする請求項１記載の地下
   埋設管渠の更新方法。
3. 【請求項３】前記リングカッターの内壁面に沿って周方
   向に不連続の内部カッターを設け、既設管渠とリングカ
   ッターとの間に介在する土砂を二次破砕するとともに、
   破砕ズリを既設管渠内に排出誘導させる請求項１または
   ２記載の地下埋設管渠の更新方法。
4. 【請求項４】前記内部カッターを螺旋状に配置する請求
   項３記載の地下埋設管渠の更新方法。
5. 【請求項５】先端面および後端面が実質的に開口とさ
   れ、先端開口面を通り後端開口面を抜ける連通空間が形
   成され、かつ外周部に、内設された回転駆動装置により
   回転自在とされる円筒状のリングカッターを備えるとと
   もに、前記回転駆動装置の前側であって前記円筒状リン
   グカッターの内側に固定配置で管壁切断のための押切り
   刃を複数枚備え、前記押切り刃の後方側に、鉄筋切断手
   段および前記押切り刃によって切断された各管壁ブロッ
   ク片の剥脱手段を備えたことを特 徴とする地下埋設管渠
   の更新方法に用いられる掘進装置。
6. 【請求項６】前記リングカッターの内壁面に沿って周方
   向に不連続の内部カッターを設けた請求項５記載の掘進
   装置。
7. 【請求項７】前記内部カッターを周方向に螺旋状に配置
   した請求項６記載の掘進装置。