JP3519829B2 - 地中管の周面摩擦低減方法 - Google Patents
地中管の周面摩擦低減方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明はガス管、水道管、
石油管やケーブル保護管等の既設の地中管を引き抜き撤
去する場合や、新規に地中管を推進工法等で長距離埋設
する場合、これらの作業を容易にするため、地中管と地
盤との周面摩擦を低減する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】 近年、地中に埋設されているガス管、
水道管等の既設管を新管に敷設替えする工事が多くなっ
ており、各種の工法が提案されている。最も一般的な工
法は地上から開削して敷設替えするものであるが、交通
障害となるため、立坑を設けて非開削で敷設替えする工
法が注目されている。この非開削敷設替え工法には各種
のものが提案され、一部実用化されている。図６に例示
した工法は、既設管１ａより若干大きめの新管１を用
い、この新管１で既設管１ａを包囲して新管１の先端に
設けた掘削機２２により推進し、既設管１ａを引き抜き
撤去するものである。 【０００３】また、新規に地中管を推進工法で埋設する
方法には各種のものがあるが、このうち数百メートルの
長距離推進工法には、特公昭６１−４０８４０号公報、
特公昭６２−２１９５５号公報、特公昭６０−５９３９
８号公報に記載されたものがある。図７に示すように先
端の指向性ドリル８にドリルパイプ１６を接続延長しな
がら曲線状の計画軌道にパイロット孔を設けた後、ドリ
ルパイプ１６に拡径ビット９を有するケーシングパイプ
１を取り付けてパイロット孔を拡径し、地中管を引き込
むものであって、拡径工程は１回又は数回行われ、また
ケーシング管が埋設管として用いられる場合や、ケーシ
ング管の中に地中管を引き込み２重管とされる場合があ
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】 従来の非開削敷設替
え工法において既設管を壊しながら新管に置き換えるも
のは、既設管が鋼管の場合には強大な破壊力を要し能率
が悪く、また、既設管より若干大きめの新管で既設管を
包囲して推進し、既設管を引き抜き撤去する工法では、
新管が既設管より大径となり、その分外周地盤との周面
積が増加して周面摩擦力が大きくなるため、大きな推進
力を要し、長距離にわたって推進できない課題があっ
た。 【０００５】また、新規に地中管を長距離推進する前記
従来工法でも、推進距離が長くなるに従ってドリルパイ
プやケーシング管又は新管の周面摩擦が増加して大きな
推進力を要するため、特に大径管において推進距離の長
距離化が困難となり、また推進設備の大型化を招いてい
た。さらに、前記非開削敷設替え工法および新設管の長
距離推進工法において施工距離が長くなった場合、周面
摩擦力の増加によりスタック（周面地盤の摩擦抵抗によ
る管体の拘束現象）が生じて、推進不能となるトラブル
が起きることがあった。 【０００６】本発明は、このような従来技術の課題を解
消し、既設地中管を引き抜き撤去する場合又は新規に地
中管を埋設する際、地中管と地盤との周面摩擦を低減す
ることによって容易に地中管を引き抜き撤去又は推進可
能とし、施工距離の長距離化、推進設備の小型化を図
り、推進施工中のスタックトラブルを解消することを目
的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】 本発明は、既設の地中
管を抜取り撤去または新設の地中管を掘削推進するとき
に使用される地中管の周面摩擦低減方法であって、地中
管を包囲し、前後に複数のノズルを備え、地中管をガイ
ドにして長手方向に移動可能とした円筒形拡掘治具を用
い、拡掘治具を地中管に外挿し、加圧水を送水可能な移
動パイプを拡掘治具に固定し、地上から供給した加圧水
を拡掘治具の前後ノズルから噴射しながら、拡掘治具を
地中管に沿って移動させることにより、地中管の周囲の
土砂を排除し、拡掘終了後に拡掘治具を地中管から抜取
ることを特徴とする。 【０００８】 【発明の実施の形態】 図１の実施の形態は、非開削敷
設替え工法における既設管引き抜き撤去に本発明を適用
した例であり、本発明の適用対象である地中管は、引き
抜き撤去される既設管である。先ず、既設管１の途中に
発進立坑６を設け、既設管１を切断する。次に拡掘治具
１０を既設管１の管端に外挿し、ある程度押し込んだ
後、図示省略の加圧水ポンプを起動し、拡掘治具１０か
らベントナイト泥水等の加圧水５を噴出させながら移動
パイプ１６に推力を加え、既設管１に沿って拡掘治具１
０を前進させる。拡掘治具１０の移動に伴い、既設管１
の外周地盤２は前部ノズル１１から噴出する加圧水にて
リング状に拡掘され、掘削された土砂は後部ノズル１２
により発進立坑側に加圧水と混合されて戻される。掘削
土砂と加圧水の混合物４は発進立坑６に備えている容器
１７に貯え、水中ポンプ７で地上に送られて廃棄処分さ
れる。この際ベントナイト等の加圧水は処理されて再利
用してもよい。 【０００９】なお、拡掘開始直後は拡掘治具１０の後部
ノズル１２から発進立坑２０に加圧水が直接噴射される
ため、加圧水の圧力を弱めたり遮蔽板を設ける等の対策
を講じる。移動パイプ１６が定尺分前進したら次の移動
パイプ１６をネジ接続により延長し、同様の作業を繰り
返して到達側立坑に至る。拡掘作業が終了したら拡掘治
具１０を到達立坑側で１本目の移動パイプ１６から外し
て回収し、他の移動パイプ１６を発進立坑側に引き戻し
ながら回収する。次に既設管１を発進立坑又は到達立坑
側に引き抜き、切断を行って撤去する。この引き抜き作
業においては、既設管１の外周面と地盤２との間に隙間
が生じているため、摩擦力が低減され容易に引き抜くこ
とができる。 【００１０】図２の実施の形態は、非開削敷設替え工法
において既設管１ａの引き抜き後、既設管１ａより大径
のケーシング管（新管）１を埋設して、孔壁３を保護し
たり敷設替えする場合に本発明を適用した例であり、本
発明の適用対象である地中管は、推進中の掘削管であ
る。この場合は、既設管１ａの外周を包囲するケーシン
グ管（新管）１に拡掘治具１０を外挿し、ケーシング管
（新管）１の推進と同時に拡掘治具１０を加圧水を噴出
させながら前進させる。または、ケーシング管（新管）
１の推進距離が長くなり推進が不能になった場合のみ拡
掘治具１０を用いて周面摩擦を低減することとしてもよ
い。 【００１１】図３の実施の形態は、指向性ドリル８を用
いて曲線状にパイロット掘削を行い、このパイロット掘
削孔を順次拡径して新管を敷設する長距離推進工法に本
発明を適用した例であり、本発明の適用対象である地中
管は、推進中の掘削管である。先行掘進するパイロット
孔の後方から先端にリング状の拡径ビット９を備えた掘
削管１を回転させて拡径推進する際、掘削管１の掘進抵
抗を減少させるために、掘削管１に本発明の拡掘治具１
０を外挿して掘削管１の外周地盤２の摩擦力を低減させ
ている。拡掘治具１０による掘削管１の外周地盤２の拡
掘手順は前記図２の例と同様に行えばよい。拡掘治具１
０を外挿する地中管は図示のような掘削管１の他、パイ
ロット管やケーシング管、新管いずれであってもよい。
また、本発明は推進途中においてこれらの地中管にスタ
ックが生じた際、これを解除するため用いてもよい。こ
の場合、地中管に外挿した拡掘治具１０をノズルから加
圧水を噴射しながら前後に移動させて、地中管外周地盤
２の摩擦を低減することにした方がよい。 【００１２】図４は本発明に用いる円筒形拡掘治具１０
の構成を示すものであり、地中管１より若干大きめの内
周径とした前部ノズル管１１と後部ノズル管１２を連通
管１３で接続し、外側を鋼板製の円筒カバー１４で覆っ
ている。なお、連通管を使用せず、前部ノズル管１１と
後部ノズル管１２に別々に加圧水を供給するようにして
もよい。前部ノズル管１１と後部ノズル管１２には、そ
れぞれ外挿される地中管１の管軸方向に向けて泥水等の
加圧水５を噴射する複数（実施例では８個）のノズル１
５が設けられている。また、拡掘治具１０の後部ノズル
管１２側には、拡掘治具１０を地中管１に外挿し、これ
に沿って前後に移動させるための移動パイプ１６の一端
が固定されている。この移動パイプ１６は加圧水５を送
る機能も兼ねており、ネジ継手で接続延長されるドリル
パイプまたはこれと同等品が用いられる。移動パイプ１
６は１本でもよいが、バランスよく拡掘治具１０に力を
加えるには複数本にしても良い。なお、拡掘治具１０の
前後から加圧水５を噴出するようにしているのは、前方
ノズルから噴射する加圧水５で地中管外周の地盤をリン
グ状に掘削し、後方ノズルから噴射する加圧水５で掘削
した土砂と加圧水の混合液を立坑側に戻すため、及び拡
掘治具１０の前後両方向への移動を可能とするためであ
る。 【００１３】 【発明の効果】 本発明によれば既設や新規に埋設する
地中管の外周を円筒形拡掘治具で包囲し、加圧水を送水
可能な移動パイプを拡掘治具に固定し、拡掘治具の前後
の複数のノズルから加圧水を噴射しながら、拡掘治具を
地中管に沿って移動させて、地中管の外周と地盤との間
に隙間を生じさせるので、地中管の周面摩擦を著しく低
減させることができる。このため既設管の引き抜き撤去
又は新規に地中管を埋設するに当たり、施工距離の長距
離化、推進設備の小規模化を図ることができるととも
に、推進施工中に発生するスタックトラブルの解消を行
うことができる。
石油管やケーブル保護管等の既設の地中管を引き抜き撤
去する場合や、新規に地中管を推進工法等で長距離埋設
する場合、これらの作業を容易にするため、地中管と地
盤との周面摩擦を低減する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】 近年、地中に埋設されているガス管、
水道管等の既設管を新管に敷設替えする工事が多くなっ
ており、各種の工法が提案されている。最も一般的な工
法は地上から開削して敷設替えするものであるが、交通
障害となるため、立坑を設けて非開削で敷設替えする工
法が注目されている。この非開削敷設替え工法には各種
のものが提案され、一部実用化されている。図６に例示
した工法は、既設管１ａより若干大きめの新管１を用
い、この新管１で既設管１ａを包囲して新管１の先端に
設けた掘削機２２により推進し、既設管１ａを引き抜き
撤去するものである。 【０００３】また、新規に地中管を推進工法で埋設する
方法には各種のものがあるが、このうち数百メートルの
長距離推進工法には、特公昭６１−４０８４０号公報、
特公昭６２−２１９５５号公報、特公昭６０−５９３９
８号公報に記載されたものがある。図７に示すように先
端の指向性ドリル８にドリルパイプ１６を接続延長しな
がら曲線状の計画軌道にパイロット孔を設けた後、ドリ
ルパイプ１６に拡径ビット９を有するケーシングパイプ
１を取り付けてパイロット孔を拡径し、地中管を引き込
むものであって、拡径工程は１回又は数回行われ、また
ケーシング管が埋設管として用いられる場合や、ケーシ
ング管の中に地中管を引き込み２重管とされる場合があ
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】 従来の非開削敷設替
え工法において既設管を壊しながら新管に置き換えるも
のは、既設管が鋼管の場合には強大な破壊力を要し能率
が悪く、また、既設管より若干大きめの新管で既設管を
包囲して推進し、既設管を引き抜き撤去する工法では、
新管が既設管より大径となり、その分外周地盤との周面
積が増加して周面摩擦力が大きくなるため、大きな推進
力を要し、長距離にわたって推進できない課題があっ
た。 【０００５】また、新規に地中管を長距離推進する前記
従来工法でも、推進距離が長くなるに従ってドリルパイ
プやケーシング管又は新管の周面摩擦が増加して大きな
推進力を要するため、特に大径管において推進距離の長
距離化が困難となり、また推進設備の大型化を招いてい
た。さらに、前記非開削敷設替え工法および新設管の長
距離推進工法において施工距離が長くなった場合、周面
摩擦力の増加によりスタック（周面地盤の摩擦抵抗によ
る管体の拘束現象）が生じて、推進不能となるトラブル
が起きることがあった。 【０００６】本発明は、このような従来技術の課題を解
消し、既設地中管を引き抜き撤去する場合又は新規に地
中管を埋設する際、地中管と地盤との周面摩擦を低減す
ることによって容易に地中管を引き抜き撤去又は推進可
能とし、施工距離の長距離化、推進設備の小型化を図
り、推進施工中のスタックトラブルを解消することを目
的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】 本発明は、既設の地中
管を抜取り撤去または新設の地中管を掘削推進するとき
に使用される地中管の周面摩擦低減方法であって、地中
管を包囲し、前後に複数のノズルを備え、地中管をガイ
ドにして長手方向に移動可能とした円筒形拡掘治具を用
い、拡掘治具を地中管に外挿し、加圧水を送水可能な移
動パイプを拡掘治具に固定し、地上から供給した加圧水
を拡掘治具の前後ノズルから噴射しながら、拡掘治具を
地中管に沿って移動させることにより、地中管の周囲の
土砂を排除し、拡掘終了後に拡掘治具を地中管から抜取
ることを特徴とする。 【０００８】 【発明の実施の形態】 図１の実施の形態は、非開削敷
設替え工法における既設管引き抜き撤去に本発明を適用
した例であり、本発明の適用対象である地中管は、引き
抜き撤去される既設管である。先ず、既設管１の途中に
発進立坑６を設け、既設管１を切断する。次に拡掘治具
１０を既設管１の管端に外挿し、ある程度押し込んだ
後、図示省略の加圧水ポンプを起動し、拡掘治具１０か
らベントナイト泥水等の加圧水５を噴出させながら移動
パイプ１６に推力を加え、既設管１に沿って拡掘治具１
０を前進させる。拡掘治具１０の移動に伴い、既設管１
の外周地盤２は前部ノズル１１から噴出する加圧水にて
リング状に拡掘され、掘削された土砂は後部ノズル１２
により発進立坑側に加圧水と混合されて戻される。掘削
土砂と加圧水の混合物４は発進立坑６に備えている容器
１７に貯え、水中ポンプ７で地上に送られて廃棄処分さ
れる。この際ベントナイト等の加圧水は処理されて再利
用してもよい。 【０００９】なお、拡掘開始直後は拡掘治具１０の後部
ノズル１２から発進立坑２０に加圧水が直接噴射される
ため、加圧水の圧力を弱めたり遮蔽板を設ける等の対策
を講じる。移動パイプ１６が定尺分前進したら次の移動
パイプ１６をネジ接続により延長し、同様の作業を繰り
返して到達側立坑に至る。拡掘作業が終了したら拡掘治
具１０を到達立坑側で１本目の移動パイプ１６から外し
て回収し、他の移動パイプ１６を発進立坑側に引き戻し
ながら回収する。次に既設管１を発進立坑又は到達立坑
側に引き抜き、切断を行って撤去する。この引き抜き作
業においては、既設管１の外周面と地盤２との間に隙間
が生じているため、摩擦力が低減され容易に引き抜くこ
とができる。 【００１０】図２の実施の形態は、非開削敷設替え工法
において既設管１ａの引き抜き後、既設管１ａより大径
のケーシング管（新管）１を埋設して、孔壁３を保護し
たり敷設替えする場合に本発明を適用した例であり、本
発明の適用対象である地中管は、推進中の掘削管であ
る。この場合は、既設管１ａの外周を包囲するケーシン
グ管（新管）１に拡掘治具１０を外挿し、ケーシング管
（新管）１の推進と同時に拡掘治具１０を加圧水を噴出
させながら前進させる。または、ケーシング管（新管）
１の推進距離が長くなり推進が不能になった場合のみ拡
掘治具１０を用いて周面摩擦を低減することとしてもよ
い。 【００１１】図３の実施の形態は、指向性ドリル８を用
いて曲線状にパイロット掘削を行い、このパイロット掘
削孔を順次拡径して新管を敷設する長距離推進工法に本
発明を適用した例であり、本発明の適用対象である地中
管は、推進中の掘削管である。先行掘進するパイロット
孔の後方から先端にリング状の拡径ビット９を備えた掘
削管１を回転させて拡径推進する際、掘削管１の掘進抵
抗を減少させるために、掘削管１に本発明の拡掘治具１
０を外挿して掘削管１の外周地盤２の摩擦力を低減させ
ている。拡掘治具１０による掘削管１の外周地盤２の拡
掘手順は前記図２の例と同様に行えばよい。拡掘治具１
０を外挿する地中管は図示のような掘削管１の他、パイ
ロット管やケーシング管、新管いずれであってもよい。
また、本発明は推進途中においてこれらの地中管にスタ
ックが生じた際、これを解除するため用いてもよい。こ
の場合、地中管に外挿した拡掘治具１０をノズルから加
圧水を噴射しながら前後に移動させて、地中管外周地盤
２の摩擦を低減することにした方がよい。 【００１２】図４は本発明に用いる円筒形拡掘治具１０
の構成を示すものであり、地中管１より若干大きめの内
周径とした前部ノズル管１１と後部ノズル管１２を連通
管１３で接続し、外側を鋼板製の円筒カバー１４で覆っ
ている。なお、連通管を使用せず、前部ノズル管１１と
後部ノズル管１２に別々に加圧水を供給するようにして
もよい。前部ノズル管１１と後部ノズル管１２には、そ
れぞれ外挿される地中管１の管軸方向に向けて泥水等の
加圧水５を噴射する複数（実施例では８個）のノズル１
５が設けられている。また、拡掘治具１０の後部ノズル
管１２側には、拡掘治具１０を地中管１に外挿し、これ
に沿って前後に移動させるための移動パイプ１６の一端
が固定されている。この移動パイプ１６は加圧水５を送
る機能も兼ねており、ネジ継手で接続延長されるドリル
パイプまたはこれと同等品が用いられる。移動パイプ１
６は１本でもよいが、バランスよく拡掘治具１０に力を
加えるには複数本にしても良い。なお、拡掘治具１０の
前後から加圧水５を噴出するようにしているのは、前方
ノズルから噴射する加圧水５で地中管外周の地盤をリン
グ状に掘削し、後方ノズルから噴射する加圧水５で掘削
した土砂と加圧水の混合液を立坑側に戻すため、及び拡
掘治具１０の前後両方向への移動を可能とするためであ
る。 【００１３】 【発明の効果】 本発明によれば既設や新規に埋設する
地中管の外周を円筒形拡掘治具で包囲し、加圧水を送水
可能な移動パイプを拡掘治具に固定し、拡掘治具の前後
の複数のノズルから加圧水を噴射しながら、拡掘治具を
地中管に沿って移動させて、地中管の外周と地盤との間
に隙間を生じさせるので、地中管の周面摩擦を著しく低
減させることができる。このため既設管の引き抜き撤去
又は新規に地中管を埋設するに当たり、施工距離の長距
離化、推進設備の小規模化を図ることができるととも
に、推進施工中に発生するスタックトラブルの解消を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を既設管引き抜きに適用した実施形態
を示す概略説明図である。 【図２】 本発明を非開削による既設管敷設替え工法に
適用した実施形態を示す概略説明図である。 【図３】 本発明を長距離曲線推進工法に適用した実施
形態を示す概略説明図である。 【図４】 本発明に用いる拡掘治具の側面図である。 【図５】 図４のＡ−Ａ線断面図である。 【図６】 従来の非開削による既設管敷設替え工法を示
す概略説明図である。 【図７】 従来の長距離曲線推進工法を示す概略説明図
である。 【符号の説明】 １ 地中管 ２ 地盤 ３ 孔壁 ４ 掘削土砂と加圧水の混合物 ５ 加圧水 ６ 発進立坑 ７ 水中ポンプ ８ 指向性ドリル ９ 拡径ビット １０ 拡掘治具 １１ 前部ノズル管 １２ 後部ノズル管 １３ 連通管 １４ 円筒カバー １５ ノズル １６ 移動パイプ １７ 容器
を示す概略説明図である。 【図２】 本発明を非開削による既設管敷設替え工法に
適用した実施形態を示す概略説明図である。 【図３】 本発明を長距離曲線推進工法に適用した実施
形態を示す概略説明図である。 【図４】 本発明に用いる拡掘治具の側面図である。 【図５】 図４のＡ−Ａ線断面図である。 【図６】 従来の非開削による既設管敷設替え工法を示
す概略説明図である。 【図７】 従来の長距離曲線推進工法を示す概略説明図
である。 【符号の説明】 １ 地中管 ２ 地盤 ３ 孔壁 ４ 掘削土砂と加圧水の混合物 ５ 加圧水 ６ 発進立坑 ７ 水中ポンプ ８ 指向性ドリル ９ 拡径ビット １０ 拡掘治具 １１ 前部ノズル管 １２ 後部ノズル管 １３ 連通管 １４ 円筒カバー １５ ノズル １６ 移動パイプ １７ 容器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−235796（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−153492（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16L 1/024
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 既設の地中管を抜取り撤去または新設の
地中管を掘削推進するときに使用される地中管の周面摩
擦低減方法であって、 地中管を包囲し、前後に複数のノズルを備え、地中管を
ガイドにして長手方向に移動可能とした円筒形拡掘治具
を用い、拡掘治具を地中管に外挿し、加圧水を送水可能
な移動パイプを拡掘治具に固定し、地上から供給した加
圧水を拡掘治具の前後ノズルから噴射しながら、拡掘治
具を地中管に沿って移動させることにより、地中管の周
囲の土砂を排除し、拡掘終了後に拡掘治具を地中管から
抜取ることを特徴とする地中管の周面摩擦低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22269995A JP3519829B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 地中管の周面摩擦低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22269995A JP3519829B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 地中管の周面摩擦低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949586A JPH0949586A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3519829B2 true JP3519829B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=16786533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22269995A Expired - Fee Related JP3519829B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 地中管の周面摩擦低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519829B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101284626B1 (ko) * | 2013-02-25 | 2013-07-10 | 이종석 | 비굴착 방식을 이용한 매설관 매설방법 및 노후관 교체방법 |
-
1995
- 1995-08-08 JP JP22269995A patent/JP3519829B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0949586A (ja) | 1997-02-18 |
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