JPH0452834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、埋設された残置管を新管と置換する
ための残置管の置換工法に関する。

従来の技術及びその問題点 従来、埋設残置管を新管に置換する際は、管路
全体にわたつて開掘を行ない、残置管を撤去した
後、新管を施設し埋設するが一般的であつた。こ
のため工事が大規模となり長い工期と多額の工費
とを要するという問題があつた。また広範囲の開
掘が他の埋設管に損傷等の影響を及ぼすという問
題も生じた。

小口径の供給管等にあつては、残置管を一端側
へ引き抜きながら他端側から新管を挿入して行く
という工法もあるが、大口径管の場合は管側壁に
かかる土圧が大きいため、この工法は適用できな
い。

また残置管をそのままにして、新管を該残置管
内に挿入する工法もあるが、この場合は、新管の
口径を残置管より小さくせざるを得ないという問
題が存した。

本発明は、これら従来技術の問題点を解決し、
管路に沿つた開掘の如き大規模な土木工事を必要
とせず、しかも残置管の口径と同等又はより大き
な口径の新管を施工上トラブルの発生なしに容易
に施設し得る残置管の置換工法を提供することを
目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の前記目的は、埋設残置管を該管内に設
置の破壊装置が具備するポンチによる押抜きで、
管長手方に漸進的に且つ管の原形を保ちつつ細片
に破壊する工程及び連続配置により新管を形成す
る短管を前記破壊済残置管に向けて順次推進させ
る短管推進工程とを含み、短管の推進工程におい
ては、最先端短管の先端部を破壊済残置管の外側
に無理に押し込むことで、該残置管の原形を乱ら
し細片に破壊しつつ破壊細片を短管内に取り込ん
で行くことを特徴とする埋設残置管の置換工法に
より達成される。

作用及び効果 本発明によれば、埋設残置管の破壊は、一端部
から該残置管に挿入される破壊装置により行なわ
れるので、残置管に沿つて開掘を行なう必要がな
く、大規模な土木工事を必要としない。また残置
管の破壊は管長手方向に漸進的に行なわれるの
で、一時に加えられる破壊力は小さくて済み、装
置及び施工の簡易化が図られ、しかも他の埋設物
や建物への影響を小さく留めることができる。残
置管は細片に破壊された状態とされるため、残置
管と略同等以上の径の短管を該破壊された残置管
部分に沿つて順次挿入することができ該短管を連
続的に配置して新管を容易に形成することができ
る。従つて水平方向に延びた残置管置換の際に
も、短管に対応した広さのピツト（作業坑）を設
ければよく、この点からも大規模な土木工事を必
要としないという効果が保証される。さらに、残
置管に短管を挿入するよりも前の段階で、残置管
が原形を止めない状態まで破壊されてしまうと、
短管の挿入時に管破壊により生じた破壊片が短管
の先端につかえ、短管の挿入を妨げ、短管の挿入
不能を招くという危険性を生ずる。本発明に於て
は、残置管の破壊は、破壊装置に備えたポンチに
よる押抜きで原形を止めつつ行ない、この原形を
止めている破壊済残置管の外側に最先端短管の先
端部を無理に挿入することで残置管の原形を乱ら
し個々の細片に破壊しているので、短管の先端に
破壊片がつかえるという危険性がなくなり、短管
の挿入を容易に行うことが可能になる。

本発明工法を適用し得る残置管としては、鋳鉄
管等の金属管の他、コンクリート管、ヒユーム
管、石綿管等、通常、埋設される種々のものを挙
げることができる。管の径は、材質、管の肉厚等
により適用範囲が異なり、これらに応じて破壊装
置の破壊力や前記挿入体の形状、外径等が決めら
れる。本発明を適用し得る埋設管の例としては、
上水道本管、ガス管、下水道本管等が挙げられ
る。

実施例 以下、本発明工法の実施例を添附図面と共に説
明する。

第１図は残置管の埋設状態を示しており、本発
明工法実施のため、ピツトＢ，Ｃが掘られ、各ピ
ツト内の残置管（図上二点鎖線で示す）が切断除
去され、作業用開口端a₁，a₂が形成されている。
このように、ピツトＢ，Ｃ間に形成された１スパ
ンの残置管Ａの新管への置換は次のようにして行
なわれる。第２図に示すように先ず、一方の開口
端a₂側の地上に破壊装置駆動用の油圧源４及びウ
インチ５を配置し、他方の開口端a₁側のピツトＢ
内にジヤツキング装置６が配置される。ジヤツキ
ング装置６の背部はコンクリート等の支持壁７に
より補強されている。破壊装置１は後述する如
く、管壁に向く進退動及び管周方向に沿う面内で
の回動が可能なポンチ１６を備え、該ポンチ１６
の進退動、回動及び破壊装置自体の前進により管
壁を順次細片に破壊するものであり、先ずピツト
Ｂ内に置かれる。油圧源４の油圧ホース４０及び
ウインチ５の牽引用ワイヤ５０が管Ａの開口端a₂
から他方の開口端a₁まで通され破壊装置１に結合
される。その後、破壊装置１は開口端a₁から管Ａ
内に挿入され、油圧源４の作動によりポンチ１６
を進退動させながら管周方向に沿う面内で回動
し、ウインチ５の作動により管長手方向に前進せ
しめられ、これにより残置管Ａは順次細片に破壊
される。破壊された残置管部分に沿つてジヤツキ
ング装置６により短管ｄが順次挿入される。短管
の挿入は残置管Ａの１スパン全体にわたる破壊が
完了した後に始めることもできるが、この例で
は、管破壊の進行に伴つて破壊部分の直ぐ後方へ
短管が達するように挿入が行なわれる。これによ
り工事時間が短縮され、また破壊部分より上方の
土砂の陥落防止が図られる。ジヤツキング装置６
は、背部を支持壁７に支持された油圧ジヤツキ６
０と、油圧ジヤツキの水平動ラムに結合された押
輪６１と、押輪６１及び挿入されるべき短管ｄの
下面を支持する発進台６２とを備えている。短管
ｄは、油圧ジヤツキ６０のラム後退時に押輪６１
の直ぐ前方で発進台６２上にクレーン等により降
ろされ、ラム前進により押輪６１を介して開口端
a₁から破壊残置管部分に沿つて前進せしめられ
る。第２図は、短管ｄがこのようにして順次挿入
されつつある状態を示している。短管の先端側に
は、第４図及び第５図に詳細を示す突出部２０が
設けられている。この例では突出部２０は新管を
形成する短管ｄとは別個のダミー管２に設けられ
ている。ダミー２は短管ｄと同径であり、先端は
先鋭な刃部２１とされている。突出部２０は、三
角形状の金属板で形成され端縁が管軸線方向後方
へ斜行しつつ突出するようにダミー管２内壁に取
付けられている。この例ではさらに、地盤と管と
の摩擦抵抗を低下させるための潤滑液吹出口２２
がダミー管２の先端部外周に設けられている。吹
出口２２へは潤滑液供給用ホース３が通じてい
る。潤滑液供給用ホース３は、ピツトＢ付近に置
かれた潤滑液圧送ポンプP₁から埋設されるべき
短管ｄを通つて開口a₁を経、吹出口２２に達して
いる。前記潤滑液としては、ベントナイト水溶液
等、適宜の減摩用液を使用し得る。

したがつて破壊装置１により細片に破壊された
残置管Ａに対し、短管ｄが該細片及び土砂を押し
除けながらジヤツキングにより挿入され、この際
管細片は突出部２０により押し動かされて残置管
の原形を乱される。すなわち、第２図及び第５図
に示すように、下側の細片は持ち上げられ、上側
の細片は短管内へ落下せしめられることとなる。
これにより、以後の短管内の破壊片及び土砂の除
去が容易となる。またダミー管２の吹出口２２か
ら潤滑液が第４図矢印Ｄの如く噴射せしめられる
ことにより周囲土砂と管との摩擦が低下し、短管
ｄの挿入がより容易となる。潤滑液供給ホース３
は前述の如く埋設されるべき短管に予め通されて
いるため、短管を順次挿入する際の支障とはなら
ない。なお、突出部２０の設置位置及び数は適宜
選択できる。また突出部２０の形状も適宜決める
ことができ、管半径方向に延びる棒又は半円状の
板とすることもできる。突出部を実施例の如くダ
ミー管に固着する他、新管を構成する短管に取付
けることも可能である。この場合は例えば短管の
端面に被着される環状キヤツプから半径方向内方
に延びるように該突出部を形成することができ
る。

第３図は１スパンにわたつて短管ｄが連続的に
挿入された後、管破壊片及び土砂を除去するため
の１方法を例示している。この方法により除去を
行なうには、まず開口端a₁側から排出用ピグ９を
短管ｄ内に挿入する。ピグ９は円柱状の本体９０
と、該本体から半径本体に延び短管ｄ内径より若
干大きい外径を有する可撓性シール板９１とを備
え、本体９０の中央部には軸線方向に延びる小径
の貫通孔９２が設けられている、ピグ９挿入後、
短管ｄの端部に第３図に示すようにシールキヤツ
プ８０が被着され、地上のポンプP₂からベント
ナイト水溶液等の潤滑液がホース８１を経て圧送
される。ピグ９は潤滑液の圧送圧により、短管内
の破壊片及び土砂を押し動かしつつ前進せしめら
れる。このとき貫通孔９２から潤滑液が噴射し、
土砂の塊状化を防止しその移動を容易にする。ピ
グ９が開口端a₂に達する直前に該開口端もシール
キヤツプ（図示せず）により閉じられ、短管内の
潤滑液はホース８１を経て地上の容器に回収され
る。その後、短管両端部のシールキヤツプを取外
し、ピグ９を短管内から取出して当該スパンにお
ける新管への置換が終了する。短管内の破壊片及
び土砂の除去は、この他、短管内に充たす径を有
するスクレーパを開口端a₁から開口端a₂までワイ
ヤロープ等により牽引する等、適宜の方法で行な
うことができる。

次に、本発明工法に使用しうる破壊装置の一例
について説明する。第６図に示す破壊装置は第２
図に示した如く使用されるものであり、埋設残置
管ａ内に管外操作、例えばロープ５０の牽引操作
をして管長さの方向に移動される施工機１２を具
備し、施工機１２の前部には、施工機２に管内で
移動性を与えるためのローラ１３が、第７図に示
されるように例えば90゜の間隔で４個備えられ、
ローラ１３のそれぞれはクツシヨンとして機能す
る板バネ１４に支持されている。

施工機１２には、前部と後部の間に横たわるよ
うにロータリ軸１５が、管内設置時に管ａの中心
軸線上に位置するような関係に設置され、このロ
ータリ軸１５上に、管ａの半径方向及び円周方向
に移動自在なポンチ１６が備えられている。

ポンチ１６を管半径方向に適宜移動するための
第１駆動器、例えば油圧シリンダ・プランジヤ装
置１７が上記ロータリ軸１５上に備えられ、その
プランジヤ装置１７ａの先端にポンチ１６が装着
されている。

更にポンチ１６を管円周方向に適宜移動するた
めに第２駆動器例えば油圧モータ１８が施工機１
２上に設置され、該モータ１８の回転軸１８ａは
上記ロータリ軸１５の一方軸端と回止め下に結合
されている。モータ１８の作動をしてロータリ軸
１５を所定角度回動することにより、該軸１５の
回動につれポンチ１６を管半径方向に移動し得る
ようになつている。

ポンチ１６の作動時にその反力を受止するため
の反力受板１９が施工機１２、例えば油圧シリン
ダ１７ｂの基端に装着される。この場合油圧シリ
ンダ１７ｂはロータリ軸１５を管半径方向にフリ
ーに貫通し、管半径方向に移動自在であつて、第
９図に示されるように基端に装着の反力受板１９
がロータリ軸１５に当止する位置まで常時戻るよ
うに、復元バネ１１０により付勢されている。反
力板１９の形状はポンチ１６の作動時にその反力
を受止し得るような形状を有している限り特に制
限はなく、例えば第９〜１４図に示されるような
円弧状を有し、管ａの内面に例えば90゜程度の角
度範囲に亘つて当止し得るようになつている。反
力受板１９が円弧状を有する場合、反力受止時に
管ａ内面と完全に全面密着し一種の嵌合状態とな
る場合がある。このような嵌合を解くために、ポ
ンチ１６の非作動位置への退去と同時的にプラン
ジヤ１７ａの基端部１７a₁を受板１９より外方へ
突出せしめ、受板１９を管ａ内面より突き放すよ
うな構成にすることができる。

その他図中、１１１は油圧シリンダ１７ａの先
端に備えられたカバー、４０ａ，４０ｂは油圧シ
リンダ１７ａへの作動油の給排用ホースで、これ
らホース４０ａ，４０ｂは、マニホルド１１３、
該マニホルド１１３よりの分岐管１１４ａ，１１
４ｂ、スイベル１１５及びロータリ軸１５に形成
の給排通路１１６ａ，１１６ｂを介して、油圧シ
リンダ１７ｂの前室１７b₁と後室１７b₂にそれぞ
れ連絡されている。尚油圧モータ１８への作動油
の給排ホースは図では省略されている。

本破壊装置を用いて管破壊を実施するに際して
は、第８図に示されるように施工機１２が埋設残
置管ａ内に設置され、例えば残置管ａが最初に管
円周方向に破壊される。

管円周方向への管破壊の状況が工程順に第９図
乃至第１４図に示されている。

第９図は管破壊開始前の状況を示し、この状況
下ではポンチ１６及び反力受板１９はいずれも管
ａ内面より離れた位置を保持しているので、施工
機１２をロープ５０の牽引操作をして管長さの方
向に自由に移動できる。

この第９図に示す状態で、油圧シリンダ１７ｂ
の後室１７b₂内に作動油を供給すると、プランジ
ヤ１７ａひいてはその先端のポンチ１６が管半径
方向に進出し、第１０図に示されるようにポンチ
１６の先端が管内面に当止し、更にこの当止の反
を受けて油圧シリンダ１７ｂひいては反力受板１
９がポンチ１６と反対方向に復元バネ１１０に抗
して移動し、第１１図に示されるように管内面に
当止される。

而してこの第１１図に示す状態で後室１７b₂内
の油圧を更に上げて行くと、この油圧はポンチ１
６の押抜き力として作用し、第１２図に示される
ように、ポンチ１６の作動をして、管ａの一部が
局部的に破壊される。尚管ａに局部的破壊が起る
と、その系内の圧力が急激に降下するので、例え
ば系内に備付けの油圧ゲージ（図示せず）を監視
することにより、局部的破壊を確認できる。管ａ
の局部的破壊が確認されると、直ちに、後室１７
ａ内の油圧を解放し、一方前室１７b₁内に作動油
を供給すると、プランジヤ１７ａひいてはその先
端のポンチ１６が管半径方向に移動して元の非作
動位置に戻り、同時に油圧シリンダ１７ｂひいて
はその基端の反力受板１９が復元バネ１１０によ
り元の位置に自動復元し第９図に示される状態に
戻る。

次に油圧モータ１５の作動をしてポンチ１６を
管円周方向に所定角度例えば第１３図に示される
ように60゜回動移動した後、再び第１０〜１２図
の操作を繰返すと、第１４図に示されるように局
部的破壊部r₁が管内周方向に２個接続され、以下
同様にこのような操作を繰返すことにより、第１
５図に示すように管ａには、管円周方向に接続す
る６個の局部的破壊部r₁からなる輪状破壊部Ｒが
形成される。輪状破壊部Ｒの形成において、例え
ば最後の破壊となる第６番目の局部的破壊部r₁の
形成時には、反力受板１９は既に破壊されている
管ａ内面に当止することになるが、破壊部r₁は外
側から地盤によりバツクアツプされているので反
力受板１９の管内面への当接面積を充分に大きく
とることにより特に問題はない。ポンチ作動時の
反力をより確実に支えるために、反力受板１９の
管長さ方向の寸法を例えば第８図に示されるよう
に、その一端側が常時管ａの未破壊部に当止され
るよう、局部的破壊部r₁の管長さ方向の巾よりも
大きく設定しておくことが好ましい。

このようにして輪状破壊部Ｒを形成した後、施
工機１２を管長さの方向に一ピツチ、即ち輪状破
壊部Ｒの巾に略々相当する距離だけ移動し、この
位置で再びポンチ１６を半径方向及び円周方向に
移動して輪状破壊部Ｒを形成し、以下このような
操作を繰返し、輪状破壊部Ｒを管長さの方向に接
続して行くことにより、管ａを全長に亘つて破壊
できる。

ポンチ１６の先端面の形状は、通常円又は正六
角形等の正多角形であり、その直径（正多角形に
あつてはその外接円の直径）は、30〜60mm程度が
適当である。本発明者の実験によると、上記寸法
のポンチ１６を用いて外系300mmφの埋設残置管
ａの管破壊を実施すると、局部的破壊部r₁の最大
直径は100〜200mm程度となり、例えば局部的破壊
部r₁を管円周方向に６個程度接続することによ
り、輪状破壊部Ｒを形成でき、管破壊の目的を作
業能率よく達成できた。局部的破壊部r₁の大きさ
が100〜200mm（最大直径）程度であるので、後の
短管挿入の際、短管先端側における管内方へを突
出部により局部的破壊部r₁を容易に押し動かして
残置管原形を乱し、該挿入が容易に行なわれた。
更に局部的破壊部r₁の形成に要する破壊力は５〜
20ton程度であり、例えば５〜10馬力程度の油圧
ポンプを用いて容易に実施できた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明工法にの実施例について示すもの
で、第１図は実施準備段階の埋設残置管を示す縦
断面図、第２図は工法実施における残置管破壊及
び新管挿入れの中途段階を示す縦断面図、第３図
は新管挿入後の管内破壊片及び土砂の除去中途段
階を示す縦断面図、第４図は挿入される短管先端
側のダミー管の要部を示す縦断面図（第５図−
線に沿う断面図）、第５図は第４図−線に
沿う断面図、第６図から第８図は、本発明工法に
使用される破壊装置の１例を示すもので、第６図
は装置を一部断面で示す側面図、第７図は装置の
正面図、第８図は装置を破壊前後の管と共に示す
側面図、第９図から第１４図は破壊装置による残
置管円周方向への破壊工程を順を追つて示す縦断
正面図、第１５図は輪状破壊部の形成状態を示す
縦断正面図である。 １……破壊装置、２……ダミー管、６……ジヤ
ツキング装置、９……排出用ピグ、２０……突出
部、Ａ，ａ……残置管、ｄ……短管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 埋設残置管を該管内に設置の破壊装置が具備
   するポンチによる押抜きで、管長手方に漸進的に
   且つ管の原形を保ちつつ細片に破壊する工程及び
   連続配置により新管を形成する短管を前記破壊済
   残置管に向けて順次推進させる短管推進工程とを
   含み、短管の推進工程においては、最先端短管の
   先端部を破壊済残置管の外側に無理に押し込むこ
   とで、該残置管の原形を乱らし細片に破壊しつつ
   破壊細片を短管内に取り込んで行くことを特徴と
   する埋設残置管の置換工法。