JPH0781501B2 - 既設埋設管更新工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明は既設埋設管更新工法に関するものである。

『従来の技術』 従来、地下下水道等の既設埋設管を更新するには、該既
設埋設管の使用を中断することが困難であるため、既設
埋設管とは別なルートまたは既設埋設管よりさらに深い
場所に新規な埋設管路を構築する方法が一般的に採用さ
れている。

『発明が解決しようとする問題点』 しかし、上記従来の既設埋設管更新方法は、別ルートに
埋設管を新設するには新たな用地を確保する必要性を有
しこの用地確保が困難なことが多く、また、既設埋設管
より深い位置に埋設管を新設するには施工経費がかさむ
という欠点を有している。

『目的』 そこで本発明は上記に鑑みなされたもので、既設埋設管
の使用を中断することなく、既設埋設管を順次除去しな
がら同じ場所に新設の埋設管を構築していくことのでき
る既設埋設管更新工法を提供することを目的としたもの
である。

『問題点を解決するための手段』 上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とする本
発明の構成は前述問題点を解決するために、シールド掘
進機本体Ａで、既設埋設管T1を下流側より上流に向かっ
て順次切削或は圧壊しながら除去し、 シールド掘進機本体Ａで掘進したトンネル内には順次セ
グメントを組み新設埋設管T2を構築し、 また、上記のシールド掘進機本体Ａの前端部位に配した
カッターディスク３の中心よりは、既設埋設管T1の内部
にまで達する筒体10を貫出し、この筒体10の先端には既
設埋設管T1を仕切るとともに、シールド掘進機本体Ａの
掘進にともなって該筒体10で押し進められる先行隔壁体
Ｂを連結して該既設埋設管T1をシールド掘進機本体Ａの
前方で仕切り、 上記先行隔壁体Ｂには上記筒体10とこの先行隔壁体Ｂの
先方側とを連通する連通孔51を設け、また、該筒体10の
後端はシールド掘進機本体Ａのカッターディスク３後方
に配した隔壁４を貫通せしめて該隔壁４の後方部位まで
連通して、先行隔壁体Ｂで堰き止めた既設埋設管T1内の
流れを該筒体10を介して隔壁４の後方部位に構築した新
設埋設管T2まで案内するようになしたことを特徴とする
技術的手段を講じたものである。

『作用』 それ故、本発明既設埋設管更新工法は、既設埋設管T1内
を流れる下水等は、先行隔壁体Ｂまでは従来通りに流れ
ることになる。そして、この下水等の流れは、先行隔壁
体Ｂで一応堰き止められることになる。そして、この先
行隔壁体Ｂによって堰き止められた下水等の流れは、そ
の後、連通孔51より取入られ、筒体10を内を通って隔壁
４の後方部位にまで流れるので、下水等の流れをとめる
ことなく、先行隔壁体Ｂと隔壁４との間を下水等の流れ
とは完全に仕切った掘削スペースとなす。

そして、筒体10の後端は隔壁４を貫通してあるので、こ
の筒体10の後端より流れでる流れは、新設埋設管T2内を
通し、または、別途用意した排水管で作業の支障となら
ない部位まで導いて下流側に流すことで、これら下水等
の流れに影響されない作業スペース、シールド掘進機本
体Ａの収納スペースを確保する。

さらに、既設埋設管T1と、連通孔51と、筒体10と、新設
埋設管T2とが連通するため、シールド掘進機本体Ａを順
次掘進させるも、途中でこの流れが漏れ出ることはない
という作用を呈するものである。

『実施例』 次に、本発明の実施例を第１図乃至第３図に従って説明
すれば以下の通りである。

図中、T1が既設埋設管、T2が本発明既設埋設管更新用シ
ールド掘進機によって掘削されたトンネル内に構築され
た新設埋設管である。

また、図中、Ａはシールド掘進機本体、Ｂは該シールド
掘進機本体Ａの前方の既設埋設管T1内に収納されシール
ド掘進機本体Ａの掘進に伴なって該既設埋設管T1内を押
し進められる先行隔壁体である。

本発明は、先ず上記シールド掘進機本体Ａで、既設埋設
管T1を下流側より上流に向かって順次切削或は圧壊しな
がら除去する。

上記、シールド掘進機本体Ａはスキンプレート１の前端
に駆動源２により回転するカッターディスク３を設け、
また、このスキンプレート１内の上記カッターディスク
３より後方側には隔壁４を設けてなるのは従来のシール
ド掘進機と同じである。

次いで、本発明は上記シールド掘進機本体Ａで掘進した
トンネル内には順次セグメントを組み新設埋設管T2を構
築するが、この新設埋設管T2構築も従来公知な方法が利
用でき、スキンプレート１の後部内にセグメントを組み
立てる等して新設埋設管T2を形成するようになすととも
に、このスキンプレート１の後部には該新設埋設管T2を
反力受けとする推進ジャッキ５を装着して、シールド掘
進機本体Ａはこの推進ジャッキ５により推進力を得てい
る。

なお、図示例は、上記カッターディスク３は、そのカッ
ターディスクドラム3aの外周を支承する、所謂、周囲支
持方式（正確には、中心軸６を隔壁４の中心部位に固定
した軸受７に回転可能に支承するので、中央支持方式と
の混合方式）を使用している。そして、このカッターデ
ィスク３の後方にはカッターディスクドラム3aを介して
内歯歯車８が固着され、スキンプレート１内には駆動源
２が固定（この駆動源２は通常複数固定される。）さ
れ、この駆動源２の駆動軸に配したピニオン９が上記内
歯歯車８に噛合するようになし、この駆動源２により内
歯歯車８乃至カッターディスク３が回転するようになし
てあるが、このカッターディスク３の支持方式、及び該
カッターディスク３の駆動方式に関しては、図示例に限
定されることなく、従来公知な別の方式を使用してもよ
いことは無論である。

また、上記カッターディスク３自体も、従来公知なもの
を使用すればよいが、本実施例では、既設埋設管T1内に
鉄筋等の筋材が埋入されている場合に対処すべく、通常
のローラカッタ31、トゥースカッタ32（第２図参照）の
他に、筋材を切削するフライスカッタ33を設けている。

上記フライスカッタ33はカッターディスク３の偏心位置
にフライス駆動源34により回転せしめらるように配さ
れ、このフライスカッタ33とフライス駆動源34とはカッ
ターディスク３の回転にともなっても回転するよう、す
なわちプラネット（遊星）回転するようになしている。

なお、上記フライスカッタ33は、第３図に最も明かに示
すごとく、その歯先をカッターディスク３の歯先より多
少の距離Ｌだけ後方に位置するようになして、ローラカ
ッタ31・トゥースカッタ32でコンクリート部T1′を圧壊
・切削した後、該コンクリート部T1′の表面に突出した
筋材部T1″をこのフライスカッタ33で切削するようにな
してある。通常ローラカッタ31やトゥースカッタ32で地
山やコンクリート部T1′を切削すると比較的もろいコン
クリート部T1′は大きく掻き取られ、鉄筋部T1″部は掻
き取られた表面に突出する状態になる傾向を有し、次ぎ
に新な面を掘削する場合は、該ローラカッタ31やトゥー
スカッタ32はこの突出した筋材部T1″を押し潰したり局
所的に押し込む状態に曲げて該筋材部T1″の上を通過す
る。また、強度の大きい筋材部T1″の切削は従来のカッ
ターディスク３の回転速度程度では適確な切削が困難で
より高速に切削歯を回転しなくてはならない、しかし、
切削歯を高速回転させながらコンクリート部T1′を共に
切削すると切削歯の摩耗が極度に進行する。そこで、従
来のカッターディスク３に取付けたローラカッタ31やト
ゥースカッタ32でコンクリート部T1′を切削し、そこに
突出した筋材部T1″を続いてフライスカッタ33で切削し
て、該フライスカッタ33の切削歯の摩耗を少なくし、し
かも、該フライスカッタ33の回転速度をカッターディス
ク３の回転速度よりも高速となして確実に筋材部T1″を
も切削するようになしてある。

そして、上記カッターディスク３の中心部位を貫通して
筒体10を配設し、この筒体10の先端には、既設埋設管T1
内に収納されシールド掘進機本体Ａの掘進にともなって
該既設埋設管T1内を押し進められる先行隔壁体Ｂを連結
してある。

上記先行隔壁体Ｂは、既設埋設管T1の断面形状より一回
り小さい断面形状に形成され、この先行隔壁体Ｂの外周
面には既設埋設管T1との間隙を密閉するパッキング52,5
2,52・・・が装着してある。なお、このパッキング52は
既設埋設管T1内を流れて来る下水等を確実に遮断し、シ
ールド掘進機本体Ａの掘進によって該先行隔壁体Ｂが既
設埋設管T1内を押し進められる強さに設定される。そし
て、図示例ではこの先行隔壁体Ｂと筒体10との連結部
は、筒体10が回転しても先行隔壁体Ｂは回転しないよう
に回転継手53を介して連結してある。

そして、該先行隔壁体Ｂには上記筒体10とこの先行隔壁
体Ｂの先方側とを連通する連通孔51を設けてある。すな
わち、この先行隔壁体Ｂは既設埋設管T1を仕切るが、こ
の連通孔51により筒体10に連通するようになしてある。

また、該筒体10の後端は上記隔壁４を貫通せしめて該隔
壁４の後方部位まで連通してなる。

上記筒体10は、カッターディスク３または隔壁４に固定
して配設してもよいが、図示実施例においては、この筒
体10がズリ搬送用のスクリューコンベヤ11の駆動軸を兼
ねる構成となっている。したがって、先ず、隔壁４を貫
通してスクリューコンベヤ11のシリンダ12が固定され、
上記筒体10はこのシリンダ12内に同心状に収納され、さ
らにこの筒体10はシリンダ12に固定されたコンベヤ駆動
源13により回転せしめられるようになしてある。そし
て、このシリンダ12の先端は隔壁４を貫通した後、カッ
ターディスク３の中心軸６内に挿入され、カッターディ
スク３の後方部位で開口している。すなわち、上記カッ
ターディスク３の中心軸６は筒状に構成され、その外周
面が軸受７の内周面によって軸承されている。

そして、上記中心軸６の一部にはズリ流入口6aが開口さ
れ、カッターディスク３により掘削されたズリ（フライ
スカッタ33により切削された筋材を含む。）はこの流入
口6aから中心軸６内に入り、さらにシリンダ12内を通っ
てスクリューコンベヤ11で排出されるようになってい
る。なお、本実施例は泥土加圧式シールド方式を使用し
ており、上記ズリは、図示しない送泥管より隔壁４の先
方チャンバ内に圧送された泥土とともにスクリューコン
ベヤ11で排出されるが、該スクリューコンベヤ11のシリ
ンダ12の後端に設けた排出口14には排土調整装置15が設
けられ、泥土の圧送量と該排土調整装置15よりの排出量
とを調整して隔壁４より前方が一定の加圧状態を保ち地
山を保護するようになしてある。

また、この筒体10（スクリューコンベヤ11）はカッター
ディスク３に固着し、カッターディスク３の回転によっ
て、すなわち駆動源２によって回転するようになしても
よいが、カッターディスク３は地山の性状によって回転
速度や回転方向を変更したりする場合が有り、一方スク
リューコンベヤ11も地山の性状によって別途回転数乃至
ズリ搬出量を調整する必要性が有るので、このスクリュ
ーコンベヤ11は別個のコンベヤ駆動源13により回転せし
めることが望ましく、本実施例では該筒体10の先端がカ
ッターディスク３を貫通する際は、遊びを有して該カッ
ターディスク３を貫通するようになしている。

また、この筒体10の後端は隔壁４を貫通せしめた後、適
宜下流側（掘進方向とは逆側）まで、排水パイプ17で案
内して放流すればよいが、本実施例では、この筒体10の
後端はシリンダ12の後端より気密を保って貫出され回転
継手16を介して排水パイプ17が連結されている。なお、
この排水パイプ17の途中には図示しない排水ポンプを介
在せしめて排水量を調整可能となしておくことが望まし
い。

なお、前述フライス駆動源34は本実施例では油圧モータ
が使用され、このフライス駆動源34への送油管35、排油
管36は、夫々中心軸６に埋設した流路35a,36aに連結
し、この流路35a,36aの一端は夫々軸受７の内面に向け
て開口させ、さらに、この軸受７の内面には両流路35a,
36aの各開口から、軸受７の外面に設けた注油口35c及び
排油口36cに連通する溝状流路35b,36bを設けてなり、固
定部である注油口35c及び排油口36cと、回転部であるフ
ライス駆動源34とを連通してなる。

なお、図中、54は隔面保護シュー、ｂはベアリング、ｐ
はパッキン、P1はテールシールを示すものである。

『発明の効果』 本発明既設埋設管更新用シールド掘進機は上記にごとき
であるので、シールド掘進機本体Ａは従来と同じにトン
ネルを掘進でき、このトンネル内に新設埋設管T2を順次
構築でき、その際に、このシールド掘進機本体Ａの前方
には既設埋設管T1に先行隔壁体Ｂを収納してなるので、
この下水等の流れに影響されることなく掘進作業を行な
うことができる既設埋設管更新用シールド掘進機を提供
することができるものである。

そして、本発明はカッターディスク３の中心部位を貫通
して筒体10を配設し、先行隔壁体Ｂには連通孔51を設け
たあるため、既設埋設管T1を流れて来た下水等はこの筒
体10を通って新設埋設管T2の下流側に流れ、この流れを
止めることなく掘進を行なう既設埋設管更新用シールド
掘進機を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明既設埋設管更新用シールド掘進機の実施
例を示す縦断面図、第２図は本発明に使用されるカッタ
ーディスクの右半分正面図、第三図は切削作用を説明す
る切削部断面図である。 Ａ〜シールド掘進機本体、Ｂ〜先行隔壁体 T1〜既設埋設管、T2〜新設埋設管 １〜スキンプレート、２〜駆動源 ３〜カッターディスク、４〜隔壁 10〜筒体、51〜連通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 康 神奈川県平塚市大神3072 西松建設平塚寮 (56)参考文献 特開 平１−121497（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機本体Ａで、既設埋設管T1を
   下流側より上流に向かって順次切削或は圧壊しながら除
   去し、 シールド掘進機本体Ａで掘進したトンネル内には順次セ
   グメントを組み新設埋設管T2を構築し、 また、上記のシールド掘進機本体Ａの前端部位に配した
   カッターディスク３の中心よりは、既設埋設管T1の内部
   にまで達する筒体10を貫出し、この筒体10の先端には既
   設埋設管T1を仕切るとともに、シールド掘進機本体Ａの
   掘進にともなって該筒体10で押し進められる先行隔壁体
   Ｂを連結して該既設埋設管T1をシールド掘進機本体Ａの
   前方で仕切り、 上記先行隔壁体Ｂには上記筒体10とこの先行隔壁体Ｂの
   先方側とを連通する連通孔51を設け、また、該筒体10の
   後端はシールド掘進機本体Ａのカッターディスク３後方
   に配した隔壁４を貫通せしめて該隔壁４の後方部位まで
   連通して、先行隔壁体Ｂで堰き止めた既設埋設管T1内の
   流れを該筒体10を介して隔壁４の後方部位に構築した新
   設埋設管T2まで案内するようになしたことを特徴とする
   既設埋設管更新工法。