JPH0643877B2 - 埋設管交換工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、地下に埋設された水道管等の老朽管を非開削
で新管と交換する埋設管交換工法に関する。

［従来の技術］ 従来、上記埋設管交換工法としては、例えば特公昭60−
27873号公報記載の方法が知られている。

この方法は、既設の本管の外径より大きな外径を有する
胴部を持つ掘削機の後端に、新しい本管または新しい本
管の保護スリーブとして役立つライナを取り付け、掘削
機の先端を先にして掘削機を既設の本管内に入り込むよ
うに新しい本管またはライナと共に移動させて既設の本
管を破断し、破断した本管内に新しい本管またはライナ
を入り込ませるための間隙を破断した本管内に前記胴部
によって維持して前記間隙内に新しい本管またはライナ
を入れライナが用いられる場合には、ライナが定位置に
設置された後新しい本管をライナ内にさらに入れる方法
である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の埋設管交換工法によれば、掘
削機の後端に、新しい本管または新しい本管の保護スリ
ーブとして役立つライナを取り付けているため、掘削機
の移動に多大の推進力を要すると共に、交換工事区間が
長くなると、新しい本管又はライナと土砂の摩擦により
交換工事の速度が低下し、かつ新しい本管又はライナ相
互の接続部の強度が掘削機による移動時の引張応力に耐
えられなくなり、長大（例えば100ｍ以上）な区間の交
換工事が困難となる問題がある。

そこで、本発明は、非開削による埋設管の交換工事を驚
異的な速度でかつ長大な区間に亘って行い得る埋設管交
換工法を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 前記問題点を解決するため、本発明は、地下に埋設され
た老朽管を破断した後押し広げる掘削機を、この掘削機
に搭載され、圧搾空気の衝撃力を用いた推進機及び到達
立坑付近に設置したウインチにより老朽管内を前進させ
ると同時に、破断され押し広げられた老朽管内に、発進
立坑に設置され、電動ブロックを用いた押込み装置によ
り新管を挿入し、かつ押込み装置による新管の挿入速度
が低下した際に、押込み装置に搭載され、圧搾空気の衝
撃力を用いた他の推進機により新管の挿入速度を増速す
る工法である。

［作 用］ 上記手段においては、掘削機の前進が掘削機用推進機及
びウインチによって行われる一方、新管の挿入が押込み
装置の電動ブロックによって行われると共に、新管の挿
入速度が土砂等との摩擦により低下した際に、更に押込
み装置の推進機の作動により新管の挿入速度を増速して
行われる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第１図は埋設水道管交換工法の概略断面図である。

図中１は地下に埋設された石綿製の老朽水道管２を破断
した後、これを従来より大きく押し広げる掘削機で、こ
の掘削機１は、第２図に示すように、老朽水道管２より
大きな外径を有する円筒状のケーシング３内に、圧搾空
気の衝撃力を用いた第１の推進機４を収容している。推
進機４は、発進立坑５（第１図参照）付近の地上に設置
したコンプレッサー６から、後述する新水道管内を挿通
するエアホース７により圧搾空気の供給を受け、ボディ
内に移動可能に内装したピストン（図示せず）を衝撃的
に前進させ、かつ同様に圧搾空気によりピストンを比較
的緩かに後退させて掘削機１を断続的に前進させるもの
である。

ケーシング３の先端部（第２図においては右端部）に
は、老朽水道管２を直径方向で２つに切断した後、これ
を従来径より大きく押し広げる破断刃８が設けられてい
る。破断刃８は、第２図，第３図に示すように、基底部
をケーシング３と同径に設けた円錐体９と、円錐体９に
その直径方向の相対する母線に沿って植設され、円錐体
頂部よりさらに延伸されたＶ字状の切断ブレード10と、
切断ブレード10における老朽水道管２の半周とほぼ同一
幅をなす両刃先に設けた係止突起11と、円錐体９におけ
る切断ブレード10と直交する相対する母線に沿って植設
され、切断ブレード10より小幅のＶ字状をなす拡開ブレ
ード12とからなる。そして、切断ブレード10の先端部に
は、推進機４と共に掘削機１を前進させるため、到達立
坑13に設置した電動ウインチ14のワイヤロープ15（共に
第１図参照）の端部を係止するワイヤ係止孔16が設けら
れている。

一方、ケーシング３の後端部には、第２図に示すよう
に、塩化ビニル製の新水道管17の先端部を挿入して保護
する保護筒18が嵌着されている。保護筒18内には、ケー
シング３の後端部に鍔部19aを介して摺動自在に嵌挿さ
れ、前記エアホース７を挿通すると共に、新水道管17の
先端部を案内する鍔付案内筒19が同心配置されている。
この鍔付案内筒19には、老朽管１と後述の押込み装置を
連係するワイヤロープ20の端部を係止するワイヤ係止部
19bが設けられている。また、保護筒18内には、鍔付案
内筒19を移動自在に挿通させ、かつ新水道管１７の先端
部が当接される円輪板状の管受け21が固着されている。
そして、管受け21と鍔部19aの間の鍔付案内筒19には、
ピストン後退時における推進機４の衝撃を吸収緩和する
圧縮コイルばね22が嵌装されている。

前記発進立坑５には、第１図に示すように、掘削機１に
よって破断され押し広げられた老朽水道管２′内に新水
道管17を挿入する押込み装置23が設置されている。押込
み装置23は、発進立坑５における老朽水道管２の延長線
上に配設した比較的長い案内台24と、新水道管17を支持
可能に設けられ、案内台24にその長手方向へ移動自在に
支持された移動台25と、案内台24の前端部に設けられ、
移動台25を案内台24に沿って往復移動するループ式の電
動ブロック26とから概略構成されている。

すなわち、案内台24は、第４図に示すように、高さの中
間付近に案内底24aを先端部付近から後端部に及んで有
する断面Ｈ形に設けられている。案内底24aの後端部付
近には、後述するように電動ブロック26のチェンを通す
チェン孔27、このチェン孔27に連なり、チェンを案内す
る半円状の案内片28が設けられている。案内台24の案内
底24a上には、前記移動台25が案内台24より上方へ突出
して摺動自在に支持されている。移動台25の後側（第４
図においては左側）上部には、一部上方及び前方へ開口
した直方体状のスペーサ収容部29が設けられている。ス
ペーサ収容部29には、一部上方及び前方へ開口し、かつ
前後を仕切る仕切壁30aに前記ワイヤロープ20を挿通す
ると共に上方への移動を制限可能な切欠き30bを設けた
長短２種類のスペーサ30（第４図では短いスペーサのみ
示す）が着脱可能に設けられている。スペーサ30は、新
水道管17の後端部の保護及びスペーサ30自体の保護等の
ため、仕切壁30aの前部及びスペーサ30の後側にゴム等
の弾性体31，32を備えている。そして、新水道管17内を
エアホース７と共に挿通するワイヤロープ20は、切欠き
30bによってその上方への移動を制限された後、押込み
装置23と掘削機１を連係可能とするため、移動台25の後
側上部に立設したポスト33にワイヤ引張機34によって緊
締自在に設けられている。

移動台25の下部には、前記第１の推進機４と同様に圧搾
空気の衝撃力を用いた第２の推進機35が収容されてい
る。第２の推進機35は、電動ブロック２６による新水道
管17の挿入速度が低下した際に、挿入速度を増速するた
め、前記コンプレッサー６からエアホース36により圧搾
空気の供給を受け、ボディ内に移動可能に内装したピス
トン（図示せず）を衝撃的に前進させ、かつ圧搾空気に
よりピストンを緩かに後退させて作動されるものであ
る。第２の推進機35は、ストッパプレート37によりその
前方への移動を制限されて移動台25の下部に収容させる
一方、移動台25の下部には、第２の推進機35の後側部を
挾持するようにコ字状の連係具が38が、第２の推進機35
の後端部と前記エアホース36を挿通ホース孔39を設けた
後壁の間に圧縮コイルばね40を介在させて移動自在に収
容されている。連係具38の両側外部には、前部ワイヤ係
止突起41a及び後部ワイヤ係止突起41bが設けられてお
り、前部ワイヤ係止突起41aには、ストッパプレート37
に設けたワイヤ孔（図示せず）を挿通して移動台24の前
方へ突出したＶ字状の前部連係ワイヤ42の端部が係止さ
れ、また後部ワイヤ係止突起41bには、移動台24の後方
へ突出したＶ字状の後部連係ワイヤ43の端部が係止され
ている。

そして、前部連係ワイヤ42及び後部連係ワイヤ43は、案
内台24の前端部にブロック係止片44によって係止された
前記電動ブロック26と移動台25及び第２の推進機35を連
結するため、電動ブロック26のチェン45の一端及び他端
と連係されている。

なお、第１図において46は電動ウインチ14によって牽引
されるワイヤロープ15を巻き取るワイヤドラムで、到達
立坑13付近の地上に設置したトラック47の荷台に設置さ
れている。

上述した機器を用いて老朽水道管２を新水道管17と交換
するには、まず、ワイヤドラム46から繰り出したワイヤ
ロープ15を到達立坑13側から老朽水道管２内に挿入し、
ワイヤロープ15の端部を発進立坑５に配置した掘削機１
のワイヤ係止孔16に係止する。次いで、掘削機１の破断
刃８の先端部を老朽水道管２内に挿入し、コンプレッサ
ー６から圧搾空気を第１の推進機４に供給する並行して
電動ウインチ14を作動して掘削機１を断続的に前進させ
る。掘削機１の前進により、石綿製の老朽水道管２は、
切断ブレード10及び拡開ブレード12により破断された
後、円錐体９により従来径より大きく押し広げられる一
方、老朽水道管２の修理に用いられた塩化ビニル製の補
修管（図示せず）は、破断刃８の切断ブレード10により
直径方向に引き伸ばされて２つに切断された後、拡開ブ
レード12及び円錐９により撓められた従来径より大きく
押し広げられる。この補修管の破断に際し、切断ブレー
ド10の刃先に設けた係止突起11が切断された補修管の外
側に突出するため、掘削機１が補修管の復元力によって
後退させられる力を受けることがない。

上記掘削機１による老朽水道管２の切断及び拡開と同時
に、第２図，第４図及び第５図に示すように、保護管48
を嵌装した新水道管17の後端部を短いスペーサ30により
押込み装置23の移動台25に支持して電動ブロック26を作
動し、新水道管17の先端部を破断され押し広げれた老朽
水道管２′内に挿入して掘削機１の保護筒18内の管受け
21に当接する。そして掘削機１の前進と共に挿入される
１本の新水道管17が半分程度挿入されたら電動ブロツク
26を逆転させて移動台25を後退させ、新水道管17の後端
部を長いスペーサにより移動台25に支持させて電動ブロ
ック26の作動によって挿入する。１本の新水道管17が後
端部付近まで挿入されたら移動台25を後退させ、新水道
管17の後端部に第５図，第６図に示す受口保護管49を嵌
装した後、保護管48を嵌装した次の新水道管17の後端部
を短いスペーサ30により移動台25に支持して電動ブロッ
ク26を作動し、次の新水道管17の受口17aを先行する新
水道管17の後端部に接続して新水道管17の挿入を継続す
る。

ここで、先行する新水道管17に対する後行の新水道管17
の接続時には、後行の新水道管17内を挿通させてエアホ
ース７及びワイヤロープ20が次々に継ぎ足されていくも
のである。

上記挿入に際し、塩化ビニル製の新水道管17は、保護層
48によって被覆されるので、破断され押し広げられた老
朽水道管２′や土砂等による損傷を受けない。又、新水
道管17相互の接続部が截頭円錐管体状の受口保護管49に
よって被覆されているので、両者の接続部に土砂等が入
り込んだりゴムパッキン50（第５図参照）が損傷された
りすることがないと共に、挿入時の摩擦抵抗が軽減され
る。

上記新水道管17の挿入が繰り返して行われ、土砂等によ
る摩擦抵抗が大きくなって新水道管17の挿入速度が低下
した際は、ワイヤロープ20をワヤ引張機34によって緊張
して掘削機１と押込み装置23を連結した後、押込み装置
23の移動台25に搭載した第２の推進機35にコンプリッサ
ー６から圧搾空気を供給して新水道管17の挿入速度を増
速する。

掘削機１が到達立坑13内に出て先行する新水道管17の前
端部が到達立坑13に至ると埋設水道管の交換が完了す
る。

なお、上記実施例では、埋設水道管の交換工法について
述べたが、これに限定されるものではなく例えば埋設下
水管その他の埋設管の交換に用いることができる。

また、塩化ビニル管は、石綿管の補修管として用いられ
ている場合に限らず、全てが塩化ビニル管でもよく、こ
の場合は、輸送量の増大のために破断される。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、掘削機の前進が掘削機用
推進機及びウインチによって行われる一方、新管の挿入
が押込み装置の電動ブロックによって行われると共に、
新管の挿入速度が土砂等との摩擦により低下した際に、
更に押込み装置の推進機の作動により新管の挿入速度を
増速して行われるので、従来のように交換工事区間が長
くなり、新管と土砂等の摩擦により新管相互の接続部の
強度が掘削機による移動時の引張応力に耐えられなくな
るようなことはなく、従来に比し、驚異的な速度でかつ
長大な区間に亘って埋設管の交換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は埋設水道
管交換工法の概略断面図、第２図は掘削機の一部を省略
及び断面した側面図で、第３図はその正面図、第４図は
押込み装置及び推進機の側断面図、第５図は新水道管の
接続部の側断面図、第６図は受口保護管の正図である。 １……掘削機、２……老朽水道管 ４……第１の推進機、５……発進立坑 ６……コンプレッサー、13……到達立坑 14……電動ウインチ、17……新水道管 23……押込み装置、24……案内台 25……移動台、26……電動ブロック 35……第２の推進機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地下に埋設された老朽管を破断した後押し
   広げる掘削機を、この掘削機に搭載され、圧搾空気の衝
   撃力を用いた推進機及び到達立坑付近に設置したウイン
   チにより老朽管内を前進させると同時に、破断され押し
   広げられた老朽管内に、発進立坑に設置され、電動ブロ
   ックを用いた押込み装置により新管を挿入し、かつ押込
   み装置による新管の挿入速度が低下した際に、押込み装
   置に搭載され、圧搾空気の衝撃力を用いた他の推進機に
   より新管の挿入速度を増速することを特徴とする埋設管
   交換工法。