JP5279100B1 - 埋設管の非開削入れ替え工法及びその構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 既設管を座屈させたり変位させることなく切断拡径具を牽引して既設管を切り裂くことができる埋設管の非開削入れ替え工法及びその構造に関する。
【解決手段】この発明では、到達ピット内で既設管の先端または到達ピットの内面に牽引反力受け手段を設けて切断拡径具の牽引反力を受けさせ、発進ピット内には、前記既設管の基端側に連結されて、前記牽引される切断拡径具により既設管に加わる力に対応して反対方向の外力を既設管に加える既設管引止め手段を設けて既設管の移動や変位を規制することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、非掘削により切断拡径具を既設管内に通して既設管を切り裂きながら新設管に置き換える埋設管の非開削入れ替え工法及びその構造であって、既設管を座屈させたり変位させることなく切断拡径具を牽引して既設管を切り裂くことができる。

パイプスプリッター工法は、特許第３２１７４０３号や特許第４０８１５０６号などの切断拡径具で既設管を切り裂き、拡径しながら新設のポリエチレン管を引き込む工法であり、埋設された既設管を非掘削のままとするので掘削面積の削減による環境負荷の低減と工事コストの削減の観点から、積極的に導入されている。
上記工法の引込機械は、既設管の先端部を押さえて、その力を反力として切断拡径具を既設管内に通して引き込んで施工している。
そのため、既設管の引込機械側の末端部分は、切断拡径具が通過できずに既設管末端部分に食い込んでしまうため既設管の末端部を切断し、撤去後、大きなハンマや重機を用いて既設管と切断拡径具を取り外す作業が発生しており、作業性と安全性の向上が求められていた。

そこで、例えば特開２００２−２２７５８９号の牽引装置では、引込み機械の牽引反力を、ピットの内側に露出させた前記既設管４０の先端４１側に伝達可能な第１伝達具（左右一対のアーム５’およびその先端の掛止部６’）と、前記牽引反力を前記ピットの内面側に伝達可能な第２伝達具（枠体３’など）とを備え、前記第２伝達具を、前記ピットの内側であって、前記引込み機械の牽引方向上手側に、管破壊具（切断拡径具に相当）を略全長に亘って引き出し可能な空間を確保できるよう設置可能に設け、前記第１伝達具を、前記既設管の他端側を管長手方向から受け止め可能な受け止め位置と、その受け止めを解除して前記ピットの内側に引き出される管破壊具と干渉しない引退位置とに亘って移動自在に設ける構成を採っている。
しかし、上記構成では、既設管の先端と衝合していた第１伝達具は、既設管の近傍まで管破壊具が牽引されると、管破壊具を引き出すためにアームを離間させた引退位置に退くので、その後は既設管の先端はフリーの状態となり、ロッド等前記枠体などの第２伝達部材だけで管破壊具を牽引することになる。
そのため牽引時に僅かに偏った力が作用しても既設管に均等に牽引反力が伝達されず、既設管が傾いて管破壊具が詰まったり、管破壊具が傾いて既設管内に管破壊具が詰まった状態となり従来の欠点を解消できないという不具合があった。
そこで、特許第４１０７６１５号や特開２０１１−９９２７３号の引込装置が提案されて相当の成果を挙げている。

特開２００２−２２７５８９号公報 図２参照 特開２０１１−９９２７３号公報

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、切断拡径具を既設管に通す際に、切断拡径具の牽引により既設管に加わる力に対応して、既設管に反対方向の外力を加えることで、切断拡径具の牽引時に偏った力が作用しても、既設管の姿勢を維持することで、切断拡径具が既設管内に詰まらず、また既設管の座屈を防止する埋設管の非開削入れ替え工法及びその構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
埋設された既設管の一端側から挿入した切断拡径具を牽引装置で他端側に向けて牽引し、既設管壁を牽引方向に沿って切り裂き拡径しながら切断拡径具に連結した新設管を引き込んで置き換える際に前記既設管の基端側に連結されて牽引される切断拡径具により既設管に加わる力に対応して反対方向の外力を既設管に加える既設管引止め手段を設けた埋設管の非開削入れ替え工法において、
既設管引止め手段が、既設管の基端側に固定されてワイヤ又はチェーンの先端に連結された連結具を有し、前記ワイヤまたはチェーンを緊張させた状態で支持してなることを特徴とする。
請求項２の発明では、
切断拡径具を既設管の先端から引き込む引込装置を有しており、
牽引装置の牽引力により切断拡径具を牽引するに際して、引込装置に牽引反力受け手段を設けて切断拡径具の牽引反力を受けさせてなることを特徴とする。
請求項３の発明では、
埋設された既設管の一端側から挿入した切断拡径具を牽引装置で他端側に向けて牽引し、既設管壁を牽引方向に沿って切り裂き拡径しながら切断拡径具に連結した新設管を引き込んで置き換える際に前記既設管の基端側に連結されて前記牽引される切断拡径具により既設管に加わる力に対応して反対方向の外力を既設管に加える既設管引止め手段を設けた埋設管の非開削入れ替え構造において、
既設管引止め手段が、既設管の基端側に固定されてワイヤ又はチェーンの先端に連結された連結具を有し、前記ワイヤまたはチェーンを緊張させた状態で支持してなることを特徴とする。
請求項４の発明では、
既設管引止め手段が、既設管の基端側に１または複数のワイヤ又はチェーンの先端に連結されたチャック部を連結し、該ワイヤまたはチェーンを後方に緊張させた状態で固定し、または後方に牽引する構造からなっていることを特徴とする。
請求項５の発明では、
牽引反力受け手段を到達ピット内で既設管の先端または到達ピットの内面に設けて切断拡径具の牽引反力を受けさせ、
既設管引止め手段を発進ピット内に設けて既設管の移動や変位を規制することを特徴とする。

この発明は、切断拡径具を既設管内から牽引する際に、既設管の端部またはピットの内面に牽引反力受け手段を設けて切断拡径具の牽引反力を受けさせて、同時に既設管引止め装置既設管には切断拡径具の牽引方向と反対方向の外力を加えることで、切断拡径具の牽引時に偏った力が作用しても、既設管の姿勢を維持することで切断拡径具が既設管内に詰まったり、既設管の座屈を防止して、切断拡径具をスムーズにピット内に回収することができる。

埋設管の非開削入れ替え構造の模式図である。 到達ピット側の牽引装置及び引込装置を示す平面図である。 引込装置の異なる実施例を示す平面図である。 既設管引止め装置の一例を示す平面図である。 既設管引止め装置の他の一例を示す側面図である。

以下に、この発明の埋設管の非開削入れ替え工法及びその装置をガス供給用埋設管のパイプスプリッター工法に適用した実施例について図面を参照しながら説明する。

［埋設管の非開削入れ替え工法］
本実施例の埋設管の非開削入れ替え工法は、図１に示すように、４パイプスプリッター工法の改良であって、入れ替え範囲の埋設された既設管１１の両端側に、発進ピットＰ１と到達ピットＰ２とを掘削し、各ピットＰ１，Ｐ２内に既設管１１の端部１１ａ、１１ｂを突出させておき、到達ピットＰ２には牽引装置２及び引込装置１を配置し、発進ピットＰ１には既設管引止め装置６が配置されている。

そして、前記既設管１１内に牽引部材として本実施例ではワイヤ２ａ（継ぎ足し分離可能なロッドであってもよい）を貫通させ、発進ピットＰ１側で前記ワイヤ２ａの先端に切断拡径具４を介して新設管（ＰＥ管）１２を連結する。
次いで、牽引装置２でワイヤ２ａを到達ピットＰ２側に牽引し、切断拡径具４で既設管１１に１条の切れ目を形成して長手方向に切り裂き、既設管１１の中空を拡大させながら新設管１２を引き込んでいく。

本実施例では、到達ピットＰ２内で引込装置１を介して牽引装置２を連結し、これらを到達ピットＰ２内で拘束して到達ピッチの内壁面や既設管１１の端部１１ｂの衝合面で牽引反力を受ける構成を例示したが、この発明では後述のように牽引装置２のみを到達ピットＰ２内に拘束して配置するものにも適用できる。

このようにして、牽引装置２でワイヤ２ａを到達ピットＰ２側に牽引し、前述のように切断拡径具４で既設管１１を長手方向に切り裂き、既設管１１の中空を拡大させながら新設管１２を引き込み、入れ替え範囲の既設管１１の全長に亘って新設管１２を通して入れ替えを完了する。
本実施例では、引込装置１を設けているので、切断拡径具４を既設管１１の端部から到達ピットＰ２内に容易に抜け出させることができる。

［引込装置］
牽引装置２が接続される引込装置１は、公知の構成を用いることができる。
引込装置１は、図２や図３に示すように、牽引装置２と接続されて牽引方向に延び、ヘッドとなる切断拡径具４の全体を収納可能な空間Ｓ１を有し、上面およびまたは側面に切断拡径具４を取出可能な開口Ｓ２を有する箱形枠体を１又は複数連結した構造からなっている。

引込装置１には、到達ピットＰ２に近接する枠体１Ａの左右側面に基端を枢着して、到達ピットＰ２の内側に露出させた前記既設管１１の先端１１ｂの突出位置に向かって枢動可能な一対の支持アーム５を有している。

そして、前記枠体１Ａは、直接に又はブロックやプレートＢ１を介する等して間接に到達ピットＰ２の既設管１１の先端１１ｂが突出する内壁面２１に衝合するので、牽引装置の牽引反力を到達ピットＰ２の内壁面２１に伝達するようになっている。

図２では、特開２０１１−９９２７３号のように支持アーム５に既設管１１の先端１１ｂに掛け止めるプレートＢ２を保持させることで、既設管１１に牽引装置２の牽引反力を伝達することができる
図３では、特開２００２−２２７５８９号のように支持アーム５で直接に既設管１１の先端１１ｂを掛け止めており、既設管１１に牽引装置２の牽引反力を伝達することができる。

［牽引装置］
前記牽引装置２は、本実施例では、ワイヤ２ａを順次掛け止めて伸縮動作するシリンダ構成からなっているが、ワイヤ２ａを巻き取る回転ドラム構造であってもよいし、牽引部材がロッドの場合には、該ロッドを押し引き操作する油圧式の押引機であってもよい。

前記引込装置１を設けず、直接に牽引装置２のみを用いる場合（図示せず）は、前記牽引装置２を固定部材を介して到達ピットＰ２内で拘束することで、内壁面２１と衝合する拘束部材や衝合部材が内壁面２１の土圧を受けて牽引装置２の牽引反力を受ける。
その他、この発明では、到達ピットＰ２内における牽引装置や引込装置の構成は特に限定されるものではなく、公知の構成を用いることができる。

[既設管引止め装置]
一方、発信ピットＰ１内には、既設管１１の基端１１ａが突出している。
この既設管１１の基端１１ａには、既設管引止め装置６が連結されて、前記牽引装置２の牽引方向とは逆方向の外力が既設管１１に付与されるようになっている。

図４および図５に示す既設管引止め装置６は、枠体からなるべース部６０と、該ベース部６１に設けられた引止め部材６１とからなっている。
引止め部材６１は、先端が既設管１１の基端１１ａに着脱可能に固定又は係止され、基端が所定位置に固定されて既設管１１に牽引方向に力が作用しても既設管１１に反力を与える構成であればよく、以下の実施例に限定されない。

本実施例で引止め部材６１は、既設管１１の基端１１ａに連結される連結具の一例としてのチャック部６２と、該チャック部６２を備えた２本のチェーン６３（ワイヤや杆材でもよい）と、前記ベース部６１に取り付けられて前記チェーン６３を緊張させてロックするロックレバー６４とから構成されている。

各チェーン６３は、図４に示すように前記既設管１１の左右にチャック部６２を固定する構成、あるいは図４に示すように前記既設管１１の上下にチャック部６２を固定する構成とすることができる。

連結具６２を有するチェーン６３は、１本、または３本以上でもよく、牽引装置２により既設管１１内を牽引される切断拡径具４によって既設管１１が引っ張られると、この力に対応して既設管１１に反対方向の外力を付与するものであればよく、既設管１１を引っ張る数や方向は、図示例に限定されない。
また、図示例では、チェーン６３は発進ピットＰ１内で緊張状態に固定されたが、発進ピットＰ１の外の建造物や造機、車両などの重量物に着脱可能に連結して緊張状態で支持するようにしてもよい。

既設管引止め装置６により上記既設管１１に加わる外力は、既設管１１に加わる力に対して反力として作用するものであればよい。
また、ベース部６１は、枠体により直接に、または枠体との間にブロックＢやプレートを介する等して間接に発進ピットＰ１の内壁面に衝合させることで、既設管引止め装置６による既設管１１に対する反力を伝達している。

これにより、既設管１１の切り開かれた基端の両側のそれぞれをチャック部６２で緊締し、各チャック部６２のチェーン６３をロックレバー６４で強く緊張させ、該緊張位置でロックレバー６４によりロックする。
これにより、牽引装置２の牽引力により切断拡径具４を介して既設管１１に牽引方向の力が作用するが、既設管１１は既設管引止め装置６により拘束されているので、既設管１１は静止状態を維持することができる。
そこで、切断拡径具４が既設管１１内に詰まったり、既設管１１の座屈を防止して、切断拡径具４はスムーズに既設管１１内を移動して既設管１１を切り裂くことができる。

その他、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

１ 引込装置
１ａ 枠体
２ 牽引装置
２ａ 牽引部材の一例としてのワイヤ
３ 引込装置
４ 切断拡径具
５ 支持アーム
６ 既設管引止め装置
１１ 既設管
１１ａ 既設管の基端
１１ｂ 既設管の先端
１２ 新設管
２１ 到達ピッチの内壁面
６０ べース部
６１ 引止め部材
６２ チャック部
６３ チェーン
６４ ロックレバー

Claims (5)

1. 埋設された既設管の一端側から挿入した切断拡径具を牽引装置で他端側に向けて牽引し、既設管壁を牽引方向に沿って切り裂き拡径しながら切断拡径具に連結した新設管を引き込んで置き換える際に前記既設管の基端側に連結されて牽引される切断拡径具により既設管に加わる力に対応して反対方向の外力を既設管に加える既設管引止め手段を設けた埋設管の非開削入れ替え工法において、
   既設管引止め手段が、既設管の基端側に固定されてワイヤ又はチェーンの先端に連結された連結具を有し、前記ワイヤまたはチェーンを緊張させた状態で支持してなることを特徴とする埋設管の非開削入れ替え工法。
2. 切断拡径具を既設管の先端から引き込む引込装置を有しており、
   牽引装置の牽引力により切断拡径具を牽引するに際して、引込装置に牽引反力受け手段を設けて切断拡径具の牽引反力を受けさせてなることを特徴とする請求項１に記載の埋設管の非開削入れ替え工法。
3. 埋設された既設管の一端側から挿入した切断拡径具を牽引装置で他端側に向けて牽引し、既設管壁を牽引方向に沿って切り裂き拡径しながら切断拡径具に連結した新設管を引き込んで置き換える際に前記既設管の基端側に連結されて前記牽引される切断拡径具により既設管に加わる力に対応して反対方向の外力を既設管に加える既設管引止め手段を設けた埋設管の非開削入れ替え構造において、
   既設管引止め手段が、既設管の基端側に固定されてワイヤ又はチェーンの先端に連結された連結具を有し、前記ワイヤまたはチェーンを緊張させた状態で支持してなることを特徴とする設管の非開削入れ替え構造。
4. 既設管引止め手段が、既設管の基端側に１または複数のワイヤ又はチェーンの先端に連結されたチャック部を連結し、該ワイヤまたはチェーンを後方に緊張させた状態で固定し、または後方に牽引する構造からなっていることを特徴とする請求項３に記載の埋設管の非開削入れ替え構造。
5. 牽引反力受け手段を到達ピット内で既設管の先端または到達ピットの内面に設けて切断拡径具の牽引反力を受けさせ、
   既設管引止め手段を発進ピット内に設けて既設管の移動や変位を規制することを特徴とする請求項３または４に記載の埋設管の非開削入れ替え構造。

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