JPH0378513B2 - - Google Patents

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JPH0378513B2
JPH0378513B2 JP62160479A JP16047987A JPH0378513B2 JP H0378513 B2 JPH0378513 B2 JP H0378513B2 JP 62160479 A JP62160479 A JP 62160479A JP 16047987 A JP16047987 A JP 16047987A JP H0378513 B2 JPH0378513 B2 JP H0378513B2
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excavator
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Moritaka Niki
Masataka Fukami
Kenji Kondo
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Kurimoto Ltd
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Kurimoto Ltd
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Publication of JPH0378513B2 publication Critical patent/JPH0378513B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/165—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section
    • F16L55/1658—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section the old pipe being ruptured prior to insertion of a new pipe
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/205—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal
    • E21B7/206—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal using down-hole drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

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イ
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7
図)に詳しく開示されている。
また第8図と第9図は、この発明を商業ベース
で実施した場合の状態を説明するカタログから引
用したものである。
第7図において旧管1aの外径より大きい胴体
外径を有する掘削機4aは、その後端に取り替え
るべき新管9a又はその新管を保護するライナ1
4を結合している。
第8図、第9図において、掘削機4aは掘進の
駆動装置としてのエアシリンダーを内蔵し、これ
を作動させるためのエアホース7aが新管または
ライナ内を挿通して後方の圧力源(コンプレツサ
ー8a)に連結されている。一方掘削機の先端に
は旧管内をくぐり抜けて前方のウインチ2aに連
結するケーブル3aが取付けられている。
掘削機4aは後方から送られる駆動力によつて
衝撃的に前進し、一方前方からはウインチによる
牽引力をうけ、前後の駆動力をうけて旧管を叩打
破段しつつ前進しようとする。このとき掘削機の
胴体の最大外径は旧管の外径より大きいように選
定してあるから、破砕した旧管を外周へ押し拡
げ、後続する新管又はライナの外径よりも大きい
空洞部を提供し、外径差に当る隙間を利用して円
滑に新旧管の取換えをすすめることができる。第
10図イ,ロ,ハに示すのは非開削による新旧管
更新の別の技術で特開昭63−96382号公報におい
て開示されたものである。
この従来技術の手順を示すと、 (1) 更新の工事区間の両端に発進坑k1と到達坑
k2を設け (2) 発進坑k1に地上から油圧で制御される管押
装置10bを固定し、 (3) 露出した旧管1b端部に複数の切欠き20を
設け、 (4) 管破砕器具4bの先端と後端にそれぞれロツ
ド管5bを取り付け、 (5) 旧管の切欠き20に管破砕器具4bの切削刃
と噛み合わせて、 (6) 後端に装着したロツド管5bを管押装置10
bで押し出し、 (7) 旧管1bを破砕しながら管破砕器具4bを前
進させ、ロツド管5bを継ぎ足しながら到達坑
k2に至り、 (8) 管破砕器具4bを取り外して新管を取り付け
た管引込器具を取り付け、 (9) 管押装置10bを逆方向へ作動して管引込器
具を逆進させて発進坑k1へ至る ものである。
[発明が解決しようとする問題点] 前記の従来技術はきわめて合理的な施行方法で
あるが、子細に検討すると、なお問題点のない訳
ではない。
掘削機の後部に接続するのが新管であるとき
と、ライナであるときのそれぞれについて、問題
点を挙げてみると以下のとおりである。
1 ライナを用いない場合(掘削機後端に新管を
接続、直接更新) (1) 新管内にホース類を挿通するため、施行時
および引抜き時にホースの継手などによつて
新管内面の塗装、ライニングが損傷する。
(2) エアシリンダーの排気が新管内を通じて排
出されるため、排気中に含まれる潤滑油(ピ
ストンを滑動させるため、空気中に潤滑油を
混合させることが必要)が新管内面に付着
し、汚染される。そのため、排気ホースを設
置した場合には、作業性が低下するととも
に、排気断面が減小するためにエアシリンダ
ーの能力低下を来たす。またホースが増加す
るため、新管内面の損傷が多大となる。
2 ライナを用いる場合(ライナを布設した後、
ライナ内に新管を挿入) 新管外径よりも大きな内径を有するライナを掘
削機に取付けなければならないため、ライナを用
いない場合と比較すると掘削機の外径はかなり大
きくなる。そのため周辺地盤の圧密量が多大とな
るので、施行性能が低下するとともに、周辺地盤
に与える影響(圧密、振動)も大きい。特に隣接
他管路が存在する場合、周辺地盤の圧密による他
管路の移動、継手緩みが懸念され、周辺地盤の圧
密量は大きな問題となる。また、第10図イ,
ロ,ハに示した従来技術においては管破砕器具自
身に前進する駆動源が繋がつてはおらず、後に牽
引するロツド管の後端から押圧する管押装置によ
つて旧管を破砕しながら前進することが問題点で
ある。すなわちいかに切欠きがあるとはいえ切削
刃で旧管を切り裂いて前進するにはきわめて大き
な静圧が必要とするから、ロツド管はこの圧力で
圧潰しないように強力な構造でなければならな
い。事実この引用例のロツドは相互にねじ込み方
式で完全に一本化した剛体として前進または後退
するように設定してこの課題に応えているが、逆
にこのようなロツドの連続では屈曲した管路には
順応が難しく工事進行上の障害とならざるを得な
い。
本願発明は以上に述べた問題点を解決するため
に新管内面の表面傷や汚染を防止すると共に周辺
地盤への悪影響を極力軽減する改良策を提供する
ことをその目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本願発明に係る旧管を新管と取り替える方法
は、取り替え工事区間に発進坑と到達坑を掘設
し、地中に埋設された旧管より大きい外径の胴部
を有し、該胴部にエアシリンダーを内蔵する掘削
機を発進坑内へ下し、該掘削機の先端には旧管内
を挿通し到達坑外のウインチに繋がるワイヤを連
結し、また掘削機の後端にはエアシリンダーへ繋
がるエアホースを挿通し外径が新管とほぼ同じ外
径で相互に遊嵌する多数の仮設管を管内へ通した
ワイヤを介して前記工事区間の長さだけ繋いで連
結し、掘削機の頭部を旧管の開口端へ嵌入し、ウ
インチの牽引とシリンダーの作動による衝撃によ
つて旧管を破砕しつつ空隙をおしひろげて旧管を
仮設管と取り替えた後、発進坑内で仮設管の後端
に新管を接続し、地中を移動して発進坑内からは
新管を継いで送り込み、到達坑からは仮設管を回
収することによつて前記の問題点を解決した。
[作用と実施例] 本願発明の作用を、実施例を示す第1図(旧管
と仮設管の取り替え)、第2図(仮設管と新管の
取り替え)に基いて説明する。
以下にその具体的な作業手順を列挙する。
1 取替えを行なう区間の両端に発進坑K1・到
達坑K2を設け、坑内の既設管を撤去する。
2 到達坑にウインチを設置し、旧管1内を通じ
て到達坑K2から発進坑K1までウインチ2のケ
ーブル3を導く。
3 掘削機4の後端に取替えを行なう区間長の仮
設管5を取付け、仮設管内5に通したワイヤ6
などで掘削機と全仮設管とを一体化する。(掘
削機後端と仮設管末端との間でワイヤを締付け
る。)この時エアホース7を仮設管内に通し、
掘削機4とコンプレツサ8を接続しておく。
4 掘削機の前端にウインチのケーブル3を接続
し、仮設管を取付けた掘削機を発進坑内の既設
管管端に導く。
5 ウインチの牽引と掘削機内に配設されたエア
シリンダーの衝撃とにより既設管を破断し、発
進坑から到達坑まで破断本管内に仮設管を設置
する。
6 到達坑に達した掘削機と仮設管とを解体し、
仮設管内のホース類を撤去する。(以下第2図) 7 発進坑内の仮設管管端に新管9を接続し、ジ
ヤツキ10などにより新管を到達側に押し込
む。この時、新管が入り込んだ分だけ到達坑内
に仮設管5が押し出される。
8 順次、発進坑内より新管を押し込み、発進坑
から到達坑まで仮設管から新管に入れ替える。
(短管の仮設管が用いられる場合、順次到達坑
で解体する。) なお、掘削機に内蔵される駆動装置にエアシリ
ンダー以外の装置を用いた場合でも、何らかの駆
動源をホースまたはケーブルなどでその装置に供
給しなければならないため、作業手順は変わらな
い。
第3図は仮設管5の実施例を示す正面断面図で
あり、この場合掘削機による牽引、ジヤツキなど
による新管押し込み時の推力および周辺地盤の土
圧などに耐えることができ、施行に支承を来たす
ことがなければ、仮設管の形状・材質は関係ない
が、地中を移動することから、摩擦抵抗を減らす
ために、管外面は平滑であることが望ましい。ま
た第3図で例示するようにそれぞれの仮設管の両
端に設けた凹凸の段差によつて相互に遊嵌し、共
通して1本のワイヤで多数連続したときには第1
図に示すように全体としては多少の曲線を描く可
撓性が与えられ、このことが旧管路において屈曲
部があつた場合でも用意に順応して正確に旧管路
に追随して行けるという作用を可能にするのであ
る。
第4図は新管9の実施例の継合部付近の正面断
面図であつて、管本体はダクタイル鋳鉄を遠心力
鋳造法で製作し管内面はモルタルライニング1
1、管外面は補強籠12(鋼棒の溶接構造)を内
包する鉄筋コンクリート13で被包される推進工
法用ダクタイル管であり、本願の最も好ましい実
施例である。
本願発明の工法の別の実施例として第5図のよ
うに発進坑K1内にジヤツキを設けず仮設管5の
後方に新管9を連結して到達坑K2側へウインチ
2で牽き出す方法もある。
これは掘削機4の通過によつて形成された間隙
内を仮設管や新管が前進するので、推進工法のよ
うな大きな推力(ジヤツキ)を必要としない点を
利用したものである。
また第6図は別の実施例を示し、作業スペース
のない場合は、発進坑K1内で仮設管を次々と連
続している状態である。
[発明の効果] 本願発明は以上の構成と作用を有するから、新
しく取り変えた新管内面の塗装やライニングを損
傷することがない。また、駆動装置にエアシリン
ダーを用いた場合でも異物(排気中の潤滑油)の
付着による新管内面汚損もなく、布設後の洗滌の
必要もない。
一方、新管とほぼ同一外径の仮設管を使用する
から、ライナーを使用する場合に比べ地中を前進
する掘削機は一回り外径が小さく、駆動力も小さ
くて済み、周辺の地盤に与える悪影響を軽減する
ことができる。
またここで使用する仮設管は新管と取り替えて
何回でも繰返し使用ができるから、埋め捨てのま
ま1回限りのライナに比べてはるかに経済性が高
い。また、第10図に示した従来技術と比較して
みると、本願発明では掘削機の胴部にエアシリン
ダーを内蔵し、エアホースの給気を受けてエアハ
ンマーで旧管に衝撃を加えつつ前進し、同時に先
端に取り付けたワイヤを介して到達坑外のウイン
チで引張られ、両作用が共働きして、後端に連結
する仮設管には何の負担もかけずに前進するとい
う相違がある。
したがつて仮設管は相互に遊嵌し、ただ分離し
ないように1本のワイヤで拘束しただけで工事予
定の全長分を連続的にまとめて繋ぎ、旧管路が屈
曲するときも容易に追随して進行し、工事の能
率、作業の手順、必要な人員など多くの点で有利
であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は本願方法の作用を示す実施例
の正面断面図、第3図は仮設管の実施例を示す正
面断面図、第4図は新管の実施例を示す正面断面
図、第5図と第6図はそれぞれ別の実施例を示す
正面断面図、第7図から第9図は従来の技術を示
す正面断面図、第10図イ,ロ,ハは別の従来技
術の正面断面図、管破砕機具の正面図、管破砕時
の斜視図をそれぞれ示す。 1……旧管、4……掘削機、5……仮設管、9
……新管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 取り替え工事区間に発進坑と到達坑を掘設
    し、地中に埋設された既設の本管(以下「旧管」
    という)より大きい外径の胴部を有し、該胴部に
    エアシリンダーを内蔵する掘削機を発進坑内へ下
    し、該掘削機の先端には旧管内を挿通し到達坑外
    のウインチに繋がるワイヤを連結し、また掘削機
    の後端にはエアシリンダーへ繋がるエアホースを
    挿通し外径が新しい本管(以下「新管」という)
    とほぼ同じ外径で相互に遊嵌する多数の仮設管を
    管内へ通したワイヤを介して前記工事区間の長さ
    だけ繋いで連結し、掘削機の頭部を旧管の開口端
    へ嵌入し、ウインチの牽引とシリンダーの作動に
    よる衝撃によつて旧管を破砕しつつ空隙をおしひ
    ろげて旧管を仮設管と取り替えた後、発進坑内で
    仮設管の後端に新管を接続し、地中を移動して発
    進坑内からは新管を継いで送り込み、到達坑から
    は仮設管を回収して、仮設管と新管とを取り替え
    ることを特徴とする旧管を新管と取り替える方
    法。
JP62160479A 1987-06-26 1987-06-26 Method of replacing existing main pipe with novel main pipe Granted JPS646590A (en)

Priority Applications (4)

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JP62160479A JPS646590A (en) 1987-06-26 1987-06-26 Method of replacing existing main pipe with novel main pipe
GB8806638A GB2206173B (en) 1987-06-26 1988-03-21 Method of pipe replacement
CA000580574A CA1321479C (en) 1987-06-26 1988-10-19 Method of pipe replacement (no.1)
DE3835901A DE3835901C2 (de) 1987-06-26 1988-10-21 Verfahren zum Austausch einer im Erdboden verlegten Rohrleitung

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JP62160479A JPS646590A (en) 1987-06-26 1987-06-26 Method of replacing existing main pipe with novel main pipe
CA000580574A CA1321479C (en) 1987-06-26 1988-10-19 Method of pipe replacement (no.1)

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Publication Number Publication Date
JPS646590A JPS646590A (en) 1989-01-11
JPH0378513B2 true JPH0378513B2 (ja) 1991-12-13

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ID=25672186

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GB (1) GB2206173B (ja)

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GB2206173A (en) 1988-12-29
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