JPH0432193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は埋設管交換施工装置に係り、詳しく
は、衝撃式推進機を利用して地中に埋設されてい
る既設管を破砕しつつ、新管を埋設施工すること
ができる装置に関するものである。これは、例え
ば地下埋設管工事などのうち、特に小口径推進工
法の分野で利用される。

〔従来技術〕

ケーブル類の地中化促進や上下水道整備事業な
どの地下埋設管工事においては、安全で経済的な
小口径推進工法が採用される。その場合に圧搾空
気により打撃子を本体内で往復動させ、本体に断
続的な衝撃を与えて、その力で地中を前進する衝
撃式推進機が利用される。これは、例えば特公昭
46−16645号公報に記載されているような砲弾状
であり、本体外径大の孔を貫孔するものである。
このような衝撃式推進機を用いた工法には、本体
を覆うような外套を装着して、貫孔径を拡大する
エキスパンダ工法〔例えば特公昭49−9924号公
報〕、埋設管を押して直接配管施工するラミング
工法、埋設管を牽引するプーリング工法などがあ
る。

ところで、地中に既設管があり、それの老朽化
により新規な埋設管を配管施工しなければならな
い場合がある。とりわけ、既設管と同一個所に新
管を設置しなければならない場合には、既設管を
除去する必要がある。その場合、既設管を取り出
すことは容易でないことが多く、破砕するなどし
て破片を新管の外周地中に散在させるように押し
やれば、既設管を取り出すことなく同時に新管を
埋設することができる。このような考えは最近注
目を浴びるようになつてきたものであるが、上記
した衝撃式推進機を使用するだけでは、既設管を
破砕しかつ新管を埋設するだけの前進力を発揮さ
せることができず、その補助対策が必要とされ
る。

上記した埋設管の交換工事においては、既設管
の空間を利用することができる。すなわち、衝撃
式推進機の到達側のピツトにウインチを配置し、
衝撃式推進機の先端に連結したワイヤロープを既
設管内に挿通させ、そのワイヤロープをウインチ
で牽引すればよい。ウインチはワイヤロープが長
くても巻き取ることができるので、ピツトを大き
くする必要がない利点がある。このようなロープ
をウインチで引く例が特公昭50−2524号公報に記
載されているが、せいぜいエキスパンダ工法に適
用できる程度である。というのは、ウインチによ
る牽引力には限りがあり、衝撃式推進機で破砕し
た既設管の破片を地中に押しやりかつ新管を引き
込むほどの強大な力を発揮させることができない
からである。一方、ウインチ以上に大きい力を発
揮するものに油圧ジヤツキがある、これを使用し
て埋設管を地中に押し込む例が特開昭60−37398
号公報に記載されている。油圧ジヤツキを採用す
ると大きな前進力を得ることができるので、衝撃
式推進機を敢えて使用する必要はない。この場
合、埋設される新管が先頭にあつて前進するの
で、工事中に新管が破損する率が高くなつてしま
う。

〔発明が解決しようとする問題点〕 そこで、衝撃式推進機の衝撃力で既設管を破砕
し、油圧ジヤツキの強大な力で衝撃式推進機を牽
引すれば、埋設管の交換工事が円滑に進められる
と考えられる。その場合、衝撃式推進機が新管を
牽引するなどして前進させる必要があり、そのた
めの牽引構造の開発が望まれる。その際、ヒユー
ム管などの新管を破損させることなく前進させる
ことができねばならず、また、新管の継ぎ足し作
業後の衝撃式推進機への一体化が確実かつ円滑に
できる作業性のよいことが要求される。そして、
新管を牽引する部材が地中に突出しないものであ
り、油圧ジヤツキによる牽引の際の前進が阻害さ
れない構造が望まれる。一方、油圧ジヤツキでは
前記したような長いワイヤロープを巻き取ること
ができず、さらにジヤツキの１ストロークごとに
ワイヤロープを掴み直す必要があり、その際、強
大な牽引力に耐えるように掴むことは容易でな
い。また１、ストロークごとのロープの締結作業
は埋設作業の中断を長引かせる問題がある。

本発明は上述の問題を解決するためになされた
もので、その目的は、埋設作業中に新管が破損し
ないように前進させることができ、その際、衝撃
式推進機ならびに新管の移動が円滑であり、新管
の継ぎ足し作業の作業性の向上と、操作の簡便化
迅速化を実現でき、さらに、油圧ジヤツキとの接
続が容易な牽引部材の採用を可能にし、ワイヤロ
ープを使用した場合に生じる上記問題を解決で
き、一方、剛性の高い牽引部材を採用すると生じ
る特有の問題、すなわち、索引部材を狭いピツト
においても取付けおよび取外し可能であり、牽引
部材と衝撃式推進機との連結個所での折損を解消
でき、既設管を破砕しながら同一個所に新管を迅
速に施工することができる埋設管交換施工装置を
提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の埋設管交換施工装置の特徴とするとこ
ろを、第１図および第２図を参照して以下に述べ
る。

衝撃式推進機３の先端に、その推進機より大径
のほぼ円錐形した破砕ヘツド４が装着される衝撃
破砕体１と、既設管６内を挿通する牽引部材３０
でその衝撃破砕体１を前進させる油圧ジヤツキ２
とを備え、その衝撃破砕体１の後方には、破砕ヘ
ツド４に取り付けられた連結部材８を介して新管
７を前進させる押動部材９が設けられ、その衝撃
破砕体１で既設管６を破砕しつつ新管７を地中に
埋設する埋設管の交換施工装置である。そして、
牽引部材３０は接続具１５で連結された複数本の
鋼棒１４とその後端に接続された可撓性接続材３
１とで構成され、その連結された鋼棒１４はその
前部が油圧ジヤツキ２に接続され、連結部材８の
後部分は油圧ジヤツキ２側で外された鋼棒１４を
順次接続することにより構成され、その接続され
た鋼棒１４の後部が、押動部材９に取外し自在に
取り付けられている。

〔作用〕

衝撃式推進機３の先端に破砕ヘツド４が装着さ
れていて、衝撃式推進機３の衝撃力が破砕ヘツド
４に伝えられ、破砕ヘツド４が既設管６を破砕す
る。一方、衝撃破砕体１は、既設管６内を挿通す
る連結された鋼棒１４などからなる牽引部材３０
を介して、油圧ジヤツキ２の強大な力で牽引され
ており、衝撃破砕体１は破砕された既設管６の破
片を地中へ押しのけながら新管７を埋設する。

牽引部材３０は連結された鋼棒１４であり、油
圧ジヤツキ２でピツト１９に引き出された鋼棒１
４の連結を外せば、狭いピツト内でも鋼棒１４を
除去できる。鋼棒１４は剛性が高く、後続の鋼棒
を油圧ジヤツキ２に接続することは容易となる。
一方、連結された鋼棒１４と衝撃破砕体１との接
続は可撓性接続材３１を介しており、衝撃破砕体
１が前進中に傾いても可撓性接続材３１が吸収
し、鋼棒１４に直ちに曲げが作用することはな
く、鋼棒１４が折損するといつたことは起こらな
い。

新管７は衝撃破砕体１とその後方の押動部材９
とで支持され、連結部材８によつてそれらが分離
しないように連結固定されている。その結果、新
管７は常に衝撃破砕体１に付随して前進する。そ
の際、連結部材８は新管７内にあり、それが地中
に突出していないので、前進が阻害されることも
ない。押動部材９による新管７の前進は、衝撃破
砕体１が既設管６を破砕した後の空間内でなさ
れ、前進の際に新管７に大きな摩擦抵抗が作用す
ることもなく、油圧ジヤツキ２の強大な力が新管
７に直接及ぶこともない。

さらに、ピツト１９で回収された鋼棒１４をピ
ツト５に運んでおくことにより、互換性のある鋼
棒１４を次々と新管７の接続に利用できる。

〔発明の効果〕

本発明は衝撃破砕体を衝撃式推進機とその先端
に装着された破砕ヘツドで構成し、その衝撃破砕
体が油圧ジヤツキで牽引されるようになつている
ので、衝撃式推進機より径の大きい既設管を破砕
ヘツドで破砕し、油圧ジヤツキの強大な力で衝撃
破砕体を前進させ、新管を既設管の位置に埋設す
ることができる。そして、衝撃破砕体を鋼棒の連
結体で牽引するので、油圧ジヤツキで引き出され
た鋼棒を外すことができ、そのための広いピツト
を必要としなく、工事スペースに余裕の少ない場
所での作業も可能となる。また、後続の鋼棒を油
圧ジヤツキに接続することも、ワイヤロープを接
続する場合に比べれば極めて容易かつ簡単で、そ
のための作業時間を短くすることができる。さら
に、可撓性接続材を衝撃破砕体側での連結に使用
しているので、衝撃破砕体が前進したとき傾いて
も鋼棒に直接曲げ力が作用せず、鋼棒を衝撃破砕
体に直接接続したならば起こる折損事故の発生を
回避できる。そして、可撓性接続材により衝撃破
砕体で発生する衝撃力の一部が吸収され、油圧ジ
ヤツキに伝達される振動も軽減される。

さらに、新管７は衝撃破砕体１とその後方の押
動部材９とで支持され、連結部材８によつてそれ
らが一体に連結固定される。新管７は常に衝撃破
砕体１に付随して前進する。連結部材８は新管７
内にあり、それが地中に突出していないので、前
進が阻害されることもない。押動部材９による新
管７の前進は、衝撃破砕体１が既設管６を破砕し
た後の空間内でなされ、前進の際に新管７に大き
な摩擦抵抗が作用することもなく、油圧ジヤツキ
の容量も小さくて済み、強大な力が新管７に直接
及ぶようなこともない。

加えて、ピツト１９で回収された鋼棒１４をピ
ツト５に運んで、互換性のある鋼棒１４を次々と
新管７の接続に利用できる。その結果、鋼棒１４
は工区長さに応じた程度の本数を準備しておくだ
けで足り、多量の鋼棒を準備するといつたような
資材の無駄を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説
明する。第２図は本発明が適用される埋設管交換
工事の全体施工図で、施工装置は主として衝撃破
砕体１と、それを牽引する油圧ジヤツキ２より構
成される。衝撃破砕体１は、衝撃式推進機３とそ
の先端に装着され推進機３より大径のほぼ円錐形
をした破砕ヘツド４とからなり、一方の路側に形
成された立抗などのピツト５から突入される。な
お、衝撃式推進機３はその本体内に衝撃子があ
り、後部からの圧搾空気の供給で衝撃子が往復動
し、その衝撃を本体に伝える形式のものである。
破砕ヘツド４の形状は陶管などの既設管６を破砕
するに適したものであり、さらに交換されるヒユ
ーム管などの新管７の径以上あれば十分である。

このような衝撃破砕体１は、第１図に示すよう
に、連結部材８を介して新管７を前進させる押動
部材９を備えている。その連結部材８は新管７を
縦通しており、その前部が破砕ヘツド４の２本の
ピン１０に掛け回されるようにして取り付けられ
る一方、後部は押動部材９の中心位置にナツト１
１で取外し自在に取り付けられる。すなわち、ワ
イヤロープ１２と連結具１３および鋼棒１４から
なる連結部材８は、新管７の外周部に出ることが
ないので、衝撃破砕体１の前進を阻害したり、連
結部材８が簡単に損傷するようなことはない。ワ
イヤロープ１２を破砕ヘツド４に取り付けている
ピン１０などの係止具は、破砕ヘツド４の径方向
に配置され、その先端が衝撃式推進機３の外面に
できるだけ近づけられている。それによつてワイ
ヤロープ１２がピン１０より外れるのは防止さ
れ、連結部材８の係止状態を安定させることがで
きる。

連結部材８にワイヤロープ１２が採用されてい
るのは、衝撃式推進機３の形状の如何を問わず引
張力を作用させることができるからである。押動
部材９への取付け個所を鋼棒１４としているの
は、新管７を継ぎ足す際、第３図に示すごとくね
じカツプリングなどの接続具１５により、簡単に
鋼棒１４Ａと１４Ｂを連結できるためである。な
お、鋼棒１４の接続に先立ち第４図に示すよう
に、継ぎ足される先行の新管７Ａと後続の新管７
Ｂとは、Ｏ−リング１６，１７を備えた接続リン
グ１８で行なわれる。連結部材８の後部分を新た
に構成する鋼棒１４Ｂは、後述するピツト１９
〔第２図参照〕で外されたものであり、ナツト１
１により押動部材９に取り付けられる。なお、鋼
棒１４は全長にわたつてねじ状リブの形成された
安価な圧延鋼棒などである。

ところで、新管７は連結部材８で牽引される押
動部材９で後押しされるようにして前進するが、
その新管７の装着姿勢を安定に保持するため、破
砕ヘツド４の後部には第１図に示すガイド管２０
が突設され、押動部材９には支持リング部２１が
形成されている。それらに新管７が外嵌され、破
砕ヘツド４と新管７との間には、新管７が衝撃式
推進機３の振動で破損するのを防止するための緩
衝材２２が介在されている。そして、その緩衝材
２２が地中に逸失したり短期間に消耗することの
ないように、新管７の先端に形成された接続リン
グ１８〔第４図参照〕用の溝には、それに嵌るカ
ラー２３が被せられている。一方、衝撃式推進機
３と破砕ヘツド４とは、両者が接触するテーパ面
２４，２５で嵌合しているだけである。そのた
め、衝撃式推進機３の振動で破砕ヘツド４との相
対姿勢が崩れる場合があり、それを防止するため
に上述したガイド管２０の後部には、衝撃式推進
機……の胴部を支持する隔壁２６が設けられてい
る。第５図に示すように、これには衝撃式推進機
３と同一径の丸孔２７が開口され、その上下部に
は上記したワイヤロープ１２を挿通させるための
切欠き２８が形成されている。

上述した油圧ジヤツキ２は衝撃破砕体１を前進
させるために強い牽引力を発揮するもので、第２
図に示すように、例えば道路２９を隔てて他方の
路側に形成されたピツト１９内に設置される。そ
して、既設管６内を挿通する牽引部材３０で衝撃
破砕体１を前進させ、衝撃破砕体１で破砕された
既設管６の破片を地中に排除しながら新管７を地
中に埋設する。

ところで、上記した牽引部材３０は、前述した
のと同様の接続具１５で連結された複数本の鋼棒
１４と、その後端に接続された可撓性接続材３１
とで構成される。連結された鋼棒１４はその前部
が鋼棒取付具３２を介して油圧ジヤツキ２に接続
され、可撓性接続材３１はその後部が衝撃破砕体
１に連結される。鋼棒１４の長さ寸法が、少なく
とも路側に形成されるピツト５および１９の幅Ｗ
１，Ｗ２より短いと、鋼棒１４の接続や取外作業
は容易となる。逆に言えば、鋼棒１４を短尺にし
ておくと、ピツト幅を十分にとれない場合でも、
鋼棒１４の接続が可能で、したがつて、連結され
た鋼棒１４による確実かつ強力な牽引が可能とな
る。ちなみに、新管７とほぼ等しい長さとしてお
けば、新管７が１本分前進したとき鋼棒１４を取
外すことができる。したがつて、新管７をピツト
５で継ぎ足し作業しているときの中断時間を利用
して鋼棒１４を外すことができ、埋設作業の中断
を短くできる。

上記した可撓性接続部３１は第１図に示すよう
に、ワイヤロープ３３をたすき掛けした接続部材
であり、牽引部材３０が鋼棒１４のみで構成した
場合に、衝撃破砕体１との接続部で生じやすい折
損の回避や、油圧ジヤツキ２への振動の伝達を軽
減することができる。その可撓性接続材３１は連
結具３４と係止具３５とを備え、そのうち係止具
３５は衝撃破砕体１を構成する破砕ヘツド４の先
端内部の円筒空間３６に嵌め込まれ、小径化され
た、段差部で抜けないように係止される連結構造
となつている。その係止具３５におけるワイヤロ
ープ３３の固定は、第６図ａおよびｂに示すよう
にして行なわれる。まず、ワイヤロープ３３の後
部を予め破砕ヘツド４内にたぐり寄せ、それを筒
体３７の孔に挿通する。ピン３８を筒体３７の径
方向に挿入し、その状態でワイヤロープ３３を前
方に引き、筒体３７を円筒空間３６に沿わせて段
差部まで移動する。ピン３８は円筒空間３６の壁
で拘束され、ワイヤロープ３３が外れることはな
い。なお、可撓性接続材３１と衝撃破砕体１との
連結は破砕ヘツド４に限らず、図示しないが、衝
撃式推進機３の前部に金具を設けるなどして連結
してもよい。

上述したように連結された鋼棒１４が油圧ジヤ
ツキ２に接続される個所で、鋼棒取付具３２が採
用されている。油圧シリンダなどのこの種の油圧
ジヤツキ２は、第７図ａ，ｂに示すように、ピツ
ト１９の底部に設置された敷台４０上の引込用ジ
ヨストン４１と引戻用ジヨストン４２との間に取
り付けられる。鋼棒取付具３２は主として引込用
ジヨストン４１とそれを貫通して突出している鋼
棒１４に螺合されているナツト４３とで構成され
る。なお、引戻用ジヨストン４２の前のナツト４
４はそのジヨストン４２が油圧ジヤツキ２により
引き戻されるときに当接し、油圧ジヤツキ２の過
剰な縮小動作を防止している。

次に、以上述べた構成により、既設管６の破砕
と新管７の埋設動作を説明する。ピツト５から地
中に突入された衝撃式推進機３で発生した衝撃力
は破砕ヘツド４に伝えられ、衝撃破砕体１が既設
管６に衝撃を与え、老朽化した陶管などの既設管
６が破砕される。衝撃破砕体１は前方の既設管６
内を挿通する複数本の連結された鋼棒１４などか
らなる牽引部材３０を介して、油圧ジヤツキ２の
大きい力で牽引される。衝撃破砕体１は破砕され
た既設管６の破片を地中へ押しのけながら新管７
を埋設する。すなわち、新管７は連結部材８で牽
引される押動部材９によつて後押しされ、衝撃破
砕体１と共に前進する。

ピツト５における新管７が油圧ジヤツキ２の１
ストロース分地中に入ると、油圧ジヤツキ２の伸
長作動は停止される。ピツト１９における鋼棒取
付具３２である引込用ジヨストン４１が、第７図
ａのような初期位置から第８図ａに示すような油
圧ジヤツキ２の１ストロークＬ前進した位置まで
移動する。直ちに同図ｂのように油圧ジヤツキ２
が縮小され、引戻用ジヨストン４２が１ストロー
クＬ前進される。そこで引戻用ジヨストン４２と
坑口コンクリート壁４５に張り付けられた鋼製当
板４６との間に、同図ｃ，ｄのごとくスペーサ４
７が介装される。このような動作が繰り返されて
多数のスペーサ４７が同図ｅの要領で重ねられ、
鋼棒１４の長さにほぼ等しい距離だけ変位され
る。１本の鋼棒１４を外すに十分なだけ連結鋼棒
がピツト１９に引き出されると、接続具１５Ａ
〔第２図参照〕を外して前端の鋼棒１４Ｍを鋼棒
取付具３２から取り除く。このような作業は狭い
ピツト１９内でも何ら問題なく行なわれる。スペ
ーサ４７を取り除いて、引込用ジヨストン４１、
油圧ジヤツキ２および引戻用ジヨストン４２を元
の位置まで後退させ、後続の鋼棒１４Ｎをナツト
４３で引込用ジヨストン４１に固定すればよい。
鋼棒１４は断面変形が少なく、その接続固定作業
は極めて簡便かつ容易である。取り除かれた鋼棒
１４はピツト５に運ばれ、次の新管７の接続に使
用される。

ピツト５においては、地中に前進した新管７Ａ
の後に次の新管７Ｂが接続される。まず、ナツト
１１が外され、押動部材９が取り除かれる。第９
図に示すように、連結部材８の後部分の鋼棒１４
Ａに、すでにピツト１９から搬入されている鋼棒
１４Ｂを接続具１５で接続する。先行する新管７
Ａに接続リング１８を嵌めて新管７Ｂを継ぎ足
し、押動部材９を鋼棒１４Ｂに通して新管７Ｂの
後部に当て、ナツト１１で固定する。このように
して再び衝撃式推進機３を作動させかつ油圧ジヤ
ツキ２を伸縮させれば、全部の既設管６を新管７
と交換することができる。

このような作動において、衝撃破砕体１の破砕
ヘツド４が前進中に傾いても、連結された鋼棒１
４と衝撃破砕体１との接続は可撓性接続材３１を
介しており、牽引部材３０を構成する鋼棒１４に
直ちに曲げが作用することがなく、鋼棒１４が折
損するといつたことは起こらない。また、その可
撓性接続材３１により衝撃破砕体１で発生する衝
撃力の一部が吸収され、油圧ジヤツキ２に伝達さ
れる振動を軽減することができる。

そして、衝撃破砕体１の牽引は連結された複数
本の鋼棒１４でなされるので、ピツト１９へ引き
出された鋼棒１４を１本ずつ取外すことができ、
そのため広いピツトを必要としない。もちろん、
鋼棒を連結するピツト５も狭くて済む。ピツト１
９における後続の鋼棒１４を油圧ジヤツキ２に接
続する作業も、ピツト５における鋼棒１４の連結
作業も、短時間で済ませることができる。

そして、衝撃破砕体１の後方にある押動部材９
を新管７内の連結部材８で牽引することにより、
新管７を衝撃破砕体１に取り付けるので、新管７
は確実に前進し、突出物のない状態で円滑な前進
が維持される。また、新管７は既設管６が破砕さ
れた後の空間を移行するので摩擦抵抗も少なく、
油圧ジヤツキの容量も小さくて済む。さらには、
ピツト１９で回収された鋼棒１４をピツト５に運
んでおくことにより、互換性のある鋼棒１４を
次々と新管７の接続に利用できる。その結果、鋼
棒１４は工区長さに応じた程度の本数を準備して
おくだけで、多量の鋼棒を準備するといつたよう
な資材の無駄を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の埋設管交換施工装置の一実施
例における要部断面図、第２図は埋設管交換工事
の説明図、第３図は接続具による鋼棒の連結状態
断面図、第４図は接続リングによる新管の接続状
態断面図、第５図は第１図における−矢視断
面図、第６図ａおよびｂは可撓性接続材を構成す
るワイヤロープの固定要領説明図、第７図ａおよ
びｂはピツトにおける油圧ジヤツキや鋼棒取付具
の平面および正面配置図、第８図ａ〜ｅは油圧ジ
ヤツキの伸縮作動とそれに応じた鋼棒取付具の変
位動作説明図、第９図は埋設された最初の新管の
後に次の新管が継ぎ足された状態図である。 １……衝撃破砕体、２……油圧ジヤツキ、３…
…衝撃式推進機、４……破砕ヘツド、６……既設
管、７，７Ａ，７Ｂ……新管、８……連結部材、
９……押動部材、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４
Ｍ，１４Ｎ……鋼棒、１５……接続具、３０……
牽引部材、３１……可撓性接続材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 衝撃式推進機の先端に、その推進機より大径
   のほぼ円錐形した破砕ヘツドが装着される衝撃破
   砕体と、既設管内を挿通する牽引部材でその衝撃
   破砕体を前進させる油圧ジヤツキとを備え、 その衝撃破砕体の後方には、破砕ヘツドに取り
   付けられた連結部材を介して新管を前進させる押
   動部材が設けられ、 上記衝撃破砕体で既設管を破砕しつつ新管を地
   中に埋設する埋設管の交換施工装置であつて、 前記牽引部材は接続具で連結された複数本の鋼
   棒と、その後端に接続された可撓性接続材とで構
   成され、 その連結された鋼棒は、その前部が前記油圧ジ
   ヤツキに接続され、 前記連結部材の後部分は、上記油圧ジヤツキ側
   で外された鋼棒を順次接続することにより構成さ
   れ、 その接続された鋼棒の後部が、前記押動部材に
   取外し自在に取り付けられていることを特徴とす
   る埋設管交換施工装置。