JPH04362386A - 既設管の敷設替え工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、老朽化した既設管を撤
去しながら新設管を敷設する工法であって、鋳鉄管等の
既設管の敷設替えにも適用できる既設管の敷設替え工法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、土中に長期間埋設されている水道
管やガス管等の老朽既設管を新管に敷設替えする計画が
進められている。都市部において敷設替えを行なう場合
は、交通障害を防止するために非開削で行なうことが要
請され、これまで多くの非開削敷設替え工法で提案され
ている。例えば、特開昭６２−１９４３９６号公報に開
示されているものは、図１４に示すように、筒体１０の
内部に掘削手段１１および排土手段１２を有し、かつ既
設管１より大径の掘削機１３を既設管１の外周に嵌設し
、前記掘削機１３の後方に既設管１より大径の新管１４
を接続して敷設延長した後、既設管１を撤去するもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術の場合
は、既設管１よりも新管１４の通水能力を増大させ、ま
た作業能率および安全性の面で優れているが、既設管の
敷設替え工法において極めて重要な既設管１の撤去手段
について何ら具体的手段が開示されていないため、実用
化できないという課題がある。即ち、既設管は一般に継
手部が強固に接続されているため、周りの土砂を取り除
いても離脱させることができない。例えば鋳鉄管の場合
は、図１３に示すように、継手部１５に鉛１６を鋳込ん
で機械的に結合し、継手部１５の離脱を防止しているた
め、そのままでは既設管を撤去することができない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、老朽化した既
設管を、通水能力を減少させることなく、能率よく、か
つ安全に新管に敷設替えするために、既設管１内を走行
可能な切断装置２により、その既設管１を管軸方向に間
隔をおいて円周方向に切断した後、既設管１の継手外径
より大きい内径を有する掘進管３により既設管１の外周
地盤を掘進し、その掘進管３の後部に、既設管１の外側
を通過し得る内径を有する推進管４の前部を接続し、次
に掘進管３内および推進管４内を走行すると共に切断既
設管を着脱する着脱機構５を備えた撤去装置６における
前記着脱機構５により、掘進管３の先端よりも後方に位
置する切断既設管を保持し、次いで前記撤去装置６によ
り切断既設管を発進立坑７に移動して撤去し、前記切断
装置２による既設管１の円周方向切断と撤去装置６によ
る切断既設管の移動撤去とを繰り返しながら、単位工事
区間の既設管１を推進管４に置き換え、推進管を新管と
して利用する。

【０００５】

【実施例】図２および図３は本発明の実施例において用
いられる切断装置２を示すものであって、円筒状本体１
７の下部の前後両側に、それぞれ複数の移動用車輪１８
が取付けられ、かつ前記円筒状本体１７には、既設管１
を切断するとき、円筒状本体１７を既設管１に固定する
ための複数のクランプ１９が円筒状本体周囲方向に間隔
をおいて取付けられ、前記切断装置２は移動用車輪１８
により支承されて既設管１内を移動し、切断装置２によ
り既設管１を切断するときは、各クランプ１９が既設管
１の内壁に押付けられる。

【０００６】円筒状本体１７の一端部の中央に、前後方
向に延長する支軸２０の一端部が固定され、その支軸２
０の他端部に中心歯車２１が固定され、円形断面の回動
フレーム２２の基端側部分は、前記円筒状本体１７の端
部に設けられた円形断面の凹部２３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２４は回動フレーム２２
に固定され、前記フレーム回動用駆動装置２４の回転軸
に固定された旋回歯車２５は、前記中心歯車２１に噛み
合わされている。

【０００７】前記回動フレーム２２内の先端部に、液圧
シリンダーまたは電動伸縮機構からなる伸縮シリンダー
２６が半径方向に延長するように配置され、その伸縮シ
リンダー２６の基端部は回動フレーム２２に固定され、
かつ前記伸縮シリンダー２６の先端部に、減速機付き電
動機または液圧モータからなるカッター駆動装置２７が
固定され、そのカッター駆動装置２７の回転軸は前後方
向に延長するように配置され、その回転軸の先端部に、
回動フレーム２２の先端から前方に少し離れて配置され
た円盤状の回転カッター２８が固定されている。

【０００８】前記フレーム回動用駆動装置２４を運転す
ると、中心歯車２１に噛み合っている旋回歯車２５が、
前記中心歯車２１の周りを旋回するので、回動フレーム
２２は前記円筒状本体１７の中心延長線を中心として回
動する。また前記伸縮シリンダー２６を伸長すると、回
転カッター２８が既設管１の周壁に向かって移動され、
前記伸縮シリンダー２６を短縮すると、回転カッター２
８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２８，伸縮シリンダー２６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２２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。なお回
転カッター２８を使用しない場合は、伸縮シリンダー２
６を短縮して、回転カッター２８を既設管１の中心側に
移動しておく。また回転カッター２８を有する切断装置
２を、既設管１内を移動する手段としては、円筒状本体
１７に設けた走行用駆動装置により移動用車輪１８を駆
動してもよく、あるいは図１に示す発進立坑７または到
達立坑２９に設置したウインチ（図示を省略した）によ
り切断装置２を牽引移動してもよい。

【０００９】図４は本発明の実施例において用いられる
撤去装置６と推進管４に接続された掘進管３との配置を
示すものであって、円筒状本体３０の前部および後部の
上下両側に移動用車輪３１が取付けられ、前記円筒状本
体３０の一端部に、既設管１の内径よりも若干小径の管
端受け部３２が設けられ、この管端受け部３２の中央部
に、前後方向に延長するロッド３３が固定され、そのロ
ッド３３の周囲に、複数のクランプ用伸縮シリンダー３
４が取付けられている。前記ロッド３３とこれに取付け
られたクランプ用伸縮シリンダー３４とにより着脱機構
５が構成され、かつ移動用車輪３１および管端受け部３
２を有する円筒状本体３０と着脱機構５とにより撤去装
置６が構成されている。

【００１０】前記撤去装置６はクランプ用伸縮シリンダ
ー３４を短縮した状態で推進管４および掘進管３内を移
動し、切断既設管３５内に着脱機構５を挿入すると共に
、管端受け部３２を切断既設管３５の端部に挿入し、こ
の状態で、クランプ用伸縮シリンダー３４を伸長させて
、撤去装置６の着脱機構５により切断既設管３５を保持
し、その撤去装置６により切断既設管３５を移動するこ
とができる。

【００１１】撤去装置６を移動する手段としては、円筒
状本体３０に設けた走行用駆動装置により移動用車輪３
１を駆動してもよく、あるいは図１に示す発進立坑７ま
たは到達立坑２９に設置したウインチ（図示を省略した
）により撤去装置６を牽引移動してもよい。また撤去装
置６は切断既設管３５の端部を片持ち状態で支持するの
で、円筒状本体３０における発進立坑７側の上部にある
移動用車輪３１に過大な力が作用する。この対策として
、円筒状本体３０における発進立坑７側にカウンターウ
エイトを設ける等してバランスを図るのが好ましい。

【００１２】掘進管３は、その後端部に推進管４を接続
しながら既設管１の外周地盤をリング状に掘削するもの
であるので、掘進管３および推進管４の内径を既設管１
の最大外径（継手部外径）よりも大きくする必要がある
。ただし、前記内径をあまり大きくすると、既設管１に
隣接して埋設物が存在する場合、これに損傷を与えるお
それがあるため、掘進管３および推進管４の内径を既設
管１の最大外径よりわずかに大きくするのが好ましい。 また掘進管３の先端部に鋸歯状の掘削刃を形成し、発進
立坑７に設置した駆動装置により、掘進管３および推進
管４を回転駆動しながら推進できるようにするのが好ま
しい。ただし、掘進距離が短い場合や地盤が軟質である
場合は、掘進管３および推進管４を回転駆動することな
く、推進のみによって移動してもよい。なお、掘進管３
および推進管４を回転駆動する装置および推進する装置
としては、従来の管体推進埋設工事に用いられている装
置を利用できるため、その説明を省略する。

【００１３】図１は、本発明を実施して、鋳鉄管製の既
設管を敷設替えしている状態を示す縦断側面図である。 本発明を実施して既設管の敷設替えを行なう場合は、単
位工事区間毎に立坑を設け、その立坑から既設管１内に
挿入されて、既設管１を適宜間隔毎に円周方向に切断す
る切断装置２と、発進立坑７において推進管４を継ぎ足
しながら既設管１の外周地盤を掘進する掘進管３および
その駆動装置と、掘進管３および推進管４内を走行し、
前記切断装置２により切断した切断既設管を保持して発
進立坑７に搬送する撤去装置６と、前記各装置を遠隔操
作する操作盤（図示を省略した）を用いて敷設替えを行
なう。なお掘進管３および推進管４の内径Ｄ２は既設管
１の継手部１５の外径Ｄ１よりも若干大きく設定される
。

【００１４】次に前記各装置を用いて既設管の敷設替え
を行なう場合の動作について説明する。まず、単位工事
区間の両側に設けた発進立坑７または到達立坑２９のう
ちの何れか一方から、既設管１内に切断装置２を挿入し
、発進立坑７側から適宜間隔毎に既設管１を円周方向に
切断する。切断間隔をできるだけ長くすれば、敷設替え
能率がよくなるが、撤去装置６により保持可能な長さ以
内にする必要がある。また、継手部の切断は困難である
ので、継手部の近傍の一般部で切断するのが好ましい。 （図５参照）。

【００１５】次に既設管１の切断を完了するか、または
切断続行中に、発進立坑７側から既設管１の管端外周の
地盤に掘進管３の先端部を位置せしめ、発進立坑７に設
置した推進駆動装置３６により、掘進管３を回転させな
がら推進して、既設管１の外周地盤を掘進する。次いで
掘進管３の先端が、既設管１における最初の切断位置を
数十ｃｍ通過したのち、掘進管３による掘進を停止する
。 （図６参照）。

【００１６】次に切断既設管を撤去するために、発進立
坑７から切断既設管３５内に撤去装置６における着脱機
構５の部分を挿入し、クランプ用伸縮シリンダー３４を
伸長して切断既設管３５を保持した状態で、その切断既
設管３５を発進立坑７に移動し、次いでクランプ用伸縮
シリンダー３４を短縮して解放したのち、撤去装置６か
ら切断既設管３５を取り外して発進立坑７の外部に撤去
する。（図７および図８参照）。

【００１７】次に図９に示すように、発進立坑７内に推
進管４を搬入して、その推進管４の前端部を掘進管３の
後端部に溶接により接続し、推進管４の後部に推進駆動
装置３６をセットして、第２の切断既設管３５の外周地
盤を掘進し、所定長さ掘進したときその掘進を停止する
。次いで撤去装置６を、発進立坑７から推進管４内に挿
入して、その推進管４内を走行させ、前記撤去装置６に
おける着脱機構５により第２の切断既設管３５を保持し
、その撤去装置６により第２の切断既設管３５を発進立
坑７内に移動して撤去する。（図１０参照）。

【００１８】以下、同様にして、推進管４を接続延長し
ながら、既設管１の外周地盤の掘進および切断既設管３
５の撤去を繰り返し行なって、既設管１を推進管４に敷
設替えする。単位工事区間の全ての既設管を推進管に敷
設替えした後、到達立坑２９内に突出した掘進管３を切
断して回収する。敷設替えした推進管４をそのまま新管
として利用することができる。

【００１９】また、推進管４をケーシング管として利用
する場合は、図１１および図１２に示すように、推進管
４の敷設完了後に、発進立坑７または到達立坑２９の何
れか一方から、推進管４よりも小径で、かつ外周に適当
な間隔毎にスペーサー８を設けた新管９を、推進管４内
に挿入敷設する。この新管９の敷設完了後に、推進管４
と新管９との間隙に土砂やモルタル等を充填してもよい
。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、既設管１内を走行可能
な切断装置２により、その既設管１を管軸方向に間隔を
おいて円周方向に切断した後、既設管１の継手外径より
大きい内径を有する掘進管３により既設管１の外周地盤
を掘進し、その掘進管３の後部に、既設管１の外側を通
過し得る内径を有する推進管４の前部を接続し、次に掘
進管３内および推進管４内を走行すると共に切断既設管
を着脱する着脱機構５を備えた撤去装置６における前記
着脱機構５により、掘進管３の先端よりも後方に位置す
る切断既設管を保持し、次いで前記撤去装置６により切
断既設管を発進立坑７に移動して撤去し、前記切断装置
２による既設管１の円周方向切断と撤去装置６による切
断既設管の移動撤去とを繰り返しながら、単位工事区間
の既設管１を推進管４に置き換え、推進管を新管として
利用するので、適宜間隔で切断された既設管１を円筒状
で撤去することができ、そのため既設管１の敷設替え作
業能率を極めて高くすることができ、かつ既設管１の撤
去時には、周囲の地盤が掘進管３および推進管４により
覆われているので、土砂の崩壊等の恐れがなく、そのた
め路盤沈下等の危険がなく、さらに敷設替えされる新管
は既設管の通水量を減少させることがない。また、推進
管４をケーシング管として利用し、その中にスペーサー
８を設けた新管９を収容することにより、そのケーシン
グ管によって新管９を保護することができると共に、新
管９の敷設時において、その新管９の外面の塗装を損傷
することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施して既設管を敷設替えしている状
態を示す縦断側面図である。

【図２】既設管を切断している切断装置を示す一部縦断
側面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】掘進管および推進管の内部に配置された撤去装
置を示す一部縦断側面図である。

【図５】切断装置により既設管を切断している状態を示
す縦断側面図である。

【図６】掘進管により既設管の外周地盤を掘進している
状態を示す縦断側面図である。

【図７】撤去装置を切断既設管の端部に対向させた状態
を示す縦断側面図である。

【図８】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９】掘進管の後部に推進管を接続した状態を示す縦
断側面図である。

【図１０】撤去装置により第２切断既設管を撤去してい
る状態を示す縦断側面図である。

【図１１】推進管の中にスペーサー付き新管を配置した
状態を示す縦断正面図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１３】鋳鉄管の継手部形状を示す縦断側面図である
。

【図１４】従来の既設管敷設替え工法を実施する装置の
一例を示す一部切欠斜視図である。

【符号の説明】

１　　既設管 ２　　切断装置 ３　　掘進管 ４　　推進管 ５　　着脱機構 ６　　撤去装置 ７　　発進立坑 ８　　スペーサー ９　　新管 １５　　継手部 １８　　移動用車輪 １９　　クランプ ２１　　中心歯車 ２２　　回動フレーム ２４　　フレーム回動用駆動装置 ２５　　旋回歯車 ２６　　伸縮シリンダー ２７　　カッター駆動装置 ２８　　回転カッター ２９　　到達立坑 ３１　　移動用車輪 ３２　　管端受け部 ３４　　クランプ用伸縮シリンダー ３５　　切断既設管 ３６　　推進駆動装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　既設管１内を走行可能な切断装置２に
   より、その既設管１を管軸方向に間隔をおいて円周方向
   に切断した後、既設管１の継手外径より大きい内径を有
   する掘進管３により既設管１の外周地盤を掘進し、その
   掘進管３の後部に、既設管１の外側を通過し得る内径を
   有する推進管４の前部を接続し、次に掘進管３内および
   推進管４内を走行すると共に切断既設管を着脱する着脱
   機構５を備えた撤去装置６における前記着脱機構５によ
   り、掘進管３の先端よりも後方に位置する切断既設管を
   保持し、次いで前記撤去装置６により切断既設管を発進
   立坑７に移動して撤去し、前記切断装置２による既設管
   １の円周方向切断と撤去装置６による切断既設管の移動
   撤去とを繰り返しながら、単位工事区間の既設管１を推
   進管４に置き換え、推進管を新管として利用することを
   特徴とする既設管の敷設替え工法。
2. 【請求項２】　　既設管１内を走行可能な切断装置２に
   より、その既設管１を管軸方向に間隔をおいて円周方向
   に切断した後、既設管１の継手外径より大きい内径を有
   する掘進管３により既設管１の外周地盤を掘進し、その
   掘進管３の後部に、既設管１の外側を通過し得る内径を
   有する推進管４の前部を接続し、次に掘進管３内および
   推進管４内を走行すると共に切断既設管を着脱する着脱
   機構５を備えた撤去装置６における前記着脱機構５によ
   り、掘進管３の先端よりも後方に位置する切断既設管を
   保持し、次いで前記撤去装置６により切断既設管を発進
   立坑７に移動して撤去し、前記切断装置２による既設管
   １の円周方向切断と撤去装置６による切断既設管の移動
   撤去とを繰り返しながら、単位工事区間の既設管１を推
   進管４に置き換え、次にその推進管４内に、これよりも
   小径で、かつ外面の周囲方向に間隔をおいて設けられた
   複数のスペーサー８を備えている新管９を挿入敷設する
   ことを特徴とする既設管の敷設替え工法。