JPH033107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は地中に埋設した旧管たとえば水道管
やガス管などを新管に取り替える方法、特に地表
を掘り起さずに新旧管を取り替える方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 旧管とくに鋳鉄管が埋設後老朽化して機能を果
すのが困難になつたり、需要増大のため能力不足
を生じて新管と取り替える必要があるとき、地上
を全面掘削して旧管を掘り出す工法は費用、労力
がかかる上、地上の交通の障害となるので地表を
掘り起さずに新旧本管を取り替えるのが望まし
い。

新管を地中の旧管に挿通する、いわゆるパイプ
ノンパイプ方式がこれに該当するが、当然新管の
内径は旧管の内径より小さくなり、ガス、水道の
輸送能力の減退をもたらす。

本願発明の基礎となる従来技術、はこの問題を
解決する発明で「既設の本管を新しい本管と取り
替える方法と装置」（特公昭60−27873号公報、第
３図）に詳しく開示されている。

この従来技術は旧管より大きい外径の胴部を有
する掘削機の後端に新管等を取付け両者が共に前
進して掘削機の先端が旧管内へ入り込み、これを
破砕しつつ空隙をおしひろげて旧管を新管等と取
り替える方法および装置である。

第４図は従来技術の実施例に示しているので、
この具体的内容について若干言及しておく。

掘削機は旧管４ａの内壁へ入り込んでこの壁体
を破断する前方部分と、新管等を牽引するための
締結する後方部分とからなる。前方部分は切削面
としての可動羽根２ａをふくむ頭部を有し、その
前端は旧管の管列を潜つて挿通されてきたケーブ
ル８ａを介してウインチ（図示せず）によつて前
方へ引張り寄せられる。可動羽根２ａは掘削機頭
部に斜めに複数個装着し、旧管の壁体を効果的に
破砕するために掘削機胴部から離れて半径方向外
側に向つて回動できるようにしている。この可動
羽根２ａの回動の例としては、第４図のように旧
管の内部を潜つて前方から延びてきた油圧ホース
１３を通じて圧送された流体（油圧）は、掘削機
の頭部内に設けられたピストン３ａを押し上げ、
このピストンによつて羽根の一端が押し上げられ
て傾斜角度を増し、旧管４ａを内壁から半径方向
外側に向つて押し拡げる作用を起す。油圧ホース
は掘削機の後端に接続されてもよい。

［発明が解決しようとする問題点］ 本願発明は前記従来技術を基本として、より効
果的に実施ができるように関連技術を開発したも
のである。

前記の可動羽根が旧管を破砕するために斜めに
回動し管壁に衝き当つたときの力を、垂直方向と
水平方向の分力に分解して考えると、垂直方向の
分力は旧管の管壁を垂直に押圧して管材の機械的
強度にうちかつてこれを破断しようとする。一
方、水平方向の分力はその反力として掘削機を後
方へ退行しようとする力となり、破断力を減退さ
せる作用となつて現れる。

第５図に示すように掘削機１ａはケーブル８ａ
で前方へ強制的にウインチの能力に応じて牽引さ
れている。可動羽根が斜めに旧管へ食い込んで押
し上げようとする作用を生じたとき一方では水平
方向の反力が後方へ働いてウインチの挙引力に対
抗しウインチへの荷重を加重する。そのため本来
の破砕に費やされる力がその分だけ減退し、破砕
効率を劣化する。また、ウインチや掘削機前端に
は余分の荷重が働くため、より強度の高い構造に
しなければ作業が停止したり破損したりする恐れ
がある。この作用が施工上の問題点として出てく
るのは、旧管の管路中で継ぎ輪など機械的強度の
高い部分にさしかかつたとき、この部分を破断す
るだけの力がなく、工事がここで停滞して了う場
合である。掘削機が地中に潜つたままで管路の途
中（実際は発進坑と到達抗の間）で止まつて了う
と、この取り替え方法の最大の問題点が発生す
る。

すなわち、停止部分を地表から掘り起して立往
生している掘削機を掘り出さなければならないこ
ととなり、これが取り替え工事の大幅な遅延や交
通障害の大きな原因となることは言うまでもな
い。

本願発明は以上の問題点を解決するために、掘
削機の胴部の可動羽根が旧管へ食い込むときに生
じる後方への反力を抑制し、破砕力の減退するの
を防止する方法を提供することがその目的であ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る旧管を新管等と取り替える方法
は、この可動羽根の前方に旧管内壁を押圧する補
助羽根を進退自在に装着することにより前記の問
題点を解決した。

［作用と実施例］ 本願方法の作用を実施例を示す第１図Ａ，Ｂに
基いて説明する。Ａ図は正面断面図で掘削機１の
胴部に可動羽根２が装着され、この可動羽根はシ
リンダ（図示せず）内のピストン３の作動によつ
て斜め上方へ旧管４を押し上げて管壁を破砕しよ
うとする。

本願の特徴はこの従来技術に補助羽根５を可動
羽根より前方の掘削機頭部に取り付けたことであ
る。この補助羽根は頭部から進退自在に取り付け
られていることが必須の要件であるが、第１図は
その好ましい実施の一例であり、掘削機の頭部に
油圧シリンダ６およびこのシリンダ内を油圧によ
つて摺動するピストン７を具え、ピストンの頭部
は傾斜面を形成して、ピストンの摺動が補助羽根
５の昇降に転換できるように構成した。

この掘削機は最先端に結繋したケーブル８によ
つて頭部から旧管内へ牽引される。このとき補助
羽根は頭部内に退入している。掘削機がさらに前
進して可動羽根が旧管端部に当接する位置に達す
ると、ピストン７を摺動して補助羽根５を進出さ
せ旧管の管壁を強く押圧し羽根先を食い込ませる
（第１図Ａにおける２点鎖線）。同時に可動羽根を
回動して管壁先端を斜めに強く衝き上げると、垂
直分力は機械的強度を上回つてこれを破断しよう
とし、水平分力は掘削機を後退しようとする反力
を生むが、補助羽根がその前方で管肉に食い込ん
でこの水平分力に対抗するため、反力は消え破断
力のみが強力に作用して効果的に旧管を破砕す
る。破砕された旧管の破片は拡径する胴部によつ
てさらに押し拡げられ、新管等の入れ替えを容易
にしている。

第１図Ｂはこの実施例のＡ方向から見た側面断
面図であり、本例では可動羽根２と補助羽根５は
それぞれ２個づつ装着され、かつ相互に直角を形
成するように取り付けられている。補助羽根は本
図のように取り付けられている。補助羽根は本図
のようなクサビ状でもよいが、削り出した鉛筆の
ようなピン状でもよい。

第２図は別の実施例として、この補助羽根をふ
くむ油圧機構全体が掘削機頭部内で回動できるよ
うにしたもので、油圧モータ（又は電動モータ）
９の駆動力をうけて回動し補助羽根の位置を替
え、可動羽根との相対的関係を可変的に構成した
ものである。なお、図中１０は油圧機構を枢支す
るボールベアリングである。

［発明の効果］ 本願発明は以上に述べたような作用を生じるか
ら、可動羽根が斜めに旧管の管端を押し上げると
き水平反力を補助羽根の押圧で抑制し、結果的に
破砕能力を強化する。従来の技術ならば能力不足
のため工事途中で破砕不能となり立ち往生してい
た場合でも、本願のように能力が強化されたこと
により支障なく工事が進行できる。逆に言えば従
来では破断不可能であつたものでも可能となり一
度に施工する距離（１スパン）を延長することが
できる。その他結果的に生じる工事の遅延や、交
通の障害などの原因を大幅に改善することとな
る。

実施例特有の効果として補助羽根を回動可能に
した場合、旧管の円周方向に破砕強度の大小があ
る場合などに、最も弱い箇所に補助羽根を対向さ
せて最も効果的に破砕することが挙げられる。

たとえば、第３図のように旧管にサドル分水栓
１１が上下ボルト１２によつて螺着しているとき
は、Ｂ−Ｄ方向で羽根を押し拡げるよりは、Ａ−
Ｃ方向で押し拡げた方が破砕しやすい。また補助
羽根を旧管に押圧して固定し、油圧モータを駆動
させることにより、可動羽根を円周上の任意の位
置に回転することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本願発明の実施例を示す正面断
面図と側面断面図、第２図Ａ，Ｂは別の実施例を
示す正面断面図と側面断面図、第３図は旧管の円
周に破砕強度の大小がある場合の一例を示す側面
断面図、第４図は従来の技術を示す正面断面図、
第５図は従来技術の作用を示す説明図。 １……掘削機、２……可動羽根、４……旧管、
５……補助羽根。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 地中に既設の本管（以下「旧管」という）の
   外径に比べて最大の外径がより大きい胴部を有
   し、かつ胴部に可動羽根を枢着した掘削機の後端
   に新しい本管又はその保護ライナ（以下「新管
   等」という）を取り付け、掘削機と新管等が前方
   へ牽引され一体的に前進し可動羽根が回動して旧
   管の管壁へ食い込み、これを押し破りつつ空隙を
   おしひろげて旧管を新管等と取り替える方法にお
   いて、前記可動羽根の前方に旧管内壁を押圧する
   補助羽根を進退自在に装着したことを特徴とする
   旧管を新管と取り替える方法。 ２ 前記の補助羽根が掘削機の胴周において回動
   し位置を変え得る特許請求の範囲第１項記載の旧
   管を新管と取り替える方法。