JPH1019165A - 既設埋設管の布設替え工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 径の小さな場合にも、推進工法の適用を可能
とし、さらには新設管の挿入を円滑に行うことのできる
既設埋設管の布設替え工法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 既設管１１の内周面に複数の切り込み溝
を形成した後、破断機の拡径部材とサヤ管１６とを既設
管１１内に推進させて、既設管１１を全長にわたって破
断切開・拡径させ、しかる後にサヤ管１６内に新設管１
２を挿入することによって、地盤Ｇの地表を開削するこ
となく布設替え工事を行なう構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に埋設されて
いる鋼管や鋳鉄管等の既設管を、老朽化等の原因により
新設管に交換するに際し用いるのに好適な既設埋設管の
布設替え工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上水道や下水道の導管として地中に埋設
されている鋼管や鋳鉄管からなる既設管の一部が、たと
えば老朽化して交換の必要が生じた場合は、埋設部分の
地盤を地表から開削して既設管を掘り出した後、新設管
を繋ぎ直し、再び地盤を埋め戻すといった方法が従来よ
り採用されてきていた。しかしながらこの開削工法は、
少なくとも布設替えする埋設管の区間の地盤を開削して
から新設管に置き換えた後、再び地盤を埋め戻さなけれ
ばならないので、掘削土量が多くて要する手間と労力が
多大であるとともに、地表の周辺環境に影響を与えるこ
と、さらには道路敷地の地中に埋設されている場合に
は、工期中は交通に多大な影響を与えることになるとい
った幾つかの問題を抱えている。

【０００３】そこで、近年では、上記開削工法に代え
て、地盤を開削することなく既設埋設管を布設替えする
工法として、いわゆる推進工法が提案・実用化されてい
る。これは、図６（ａ）に示すように、既設管１を布設
替えすべき区間の両側に立坑２（一方の側のみを図示）
を設け、まず立坑２内の既設管１ａを撤去する。次い
で、図６（ｂ）に示すように、この立坑２から既設管１
内に例えばプラズマカッター等の切断装置４を挿入す
る。そして、切断装置４を既設管１内で軸線方向に沿っ
て移動させつつ、この切断装置４で既設管１の内周面の
複数箇所に、その軸線方向に延在する溝（図示なし）を
形成する。次いで図６（ｃ）に示すように、既設管１の
内部にテーパ状のブロック６を押し入れて推進させてい
くことにより、既設管１を拡径して溝（図示なし）に沿
って破断させる。図７（ａ）に示すように、これによっ
て拡がった既設管１の内部に、新たに用いる新設管７を
挿入していく。この後は、新設管７の外周側に裏込材を
注入し、しかる後に図７（ｂ）に示すように、新設管７
を継手管８で連結し、さらに立坑２（図７（ａ）参照）
を撤去し道路を復旧することにより、新設管７への布設
替えが完了する。このような推進工法は、交換する既設
管１の区間の両側に立坑２を設けるのみにとどまるの
で、地盤の掘削土量が少なくて済むとともに、地表の周
辺環境への影響も抑えることができる利点を有してい
る。

【０００４】従来、上記推進工法を用いて布設する新設
管には、例えば水道用配管の場合、大きな推進力に耐え
うるダクタイル鋳鉄管が用いられており、より詳しく
は、いわゆるＵ形，ＵＦ形，Ｔ形等の推進工法用ダクタ
イル管（日本ダクタイル鉄管協会による）が用いられて
いる。

【０００５】ところで、近年、地震や地盤沈下等による
管自体又はそのジョイント部の破損を防ぐため、耐地盤
変動用管（いわゆる耐震管）が用いられている。このよ
うな耐地盤変動用管は、管どうしのジョイント部が可撓
性を有した構成となっており、ジョイント部が地震や地
盤沈下によっても破損することなく地盤の変動に順応で
きるようになっている。

【０００６】このような耐地盤変動用管のうち、前記推
進工法に用いることができるものとしては、図８に示す
ように、例えばＵ形推進工法用ダクタイル管９のジョイ
ント部９ａを耐震継手としたＵＳ形推進工法用ダクタイ
ル管（日本ダクタイル鉄管協会による）１０がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の既設埋設管の布設替え工法には、以下の
ような問題が存在する。すなわち、推進工法において、
推進させる新設管の径が小さければ小さいほど、この新
設管の耐えうる推進力が低くなるのは言うまでもない。
このような理由から、耐地盤変動用でかつ推進工法に用
いることのできるＵＳ形推進工法用ダクタイル管１０で
あっても、実際にはφ８００ｍｍ以上のものしか存在し
ない。したがって、径の小さい（φ８００ｍｍ未満）耐
地盤変動用管については、推進工法を採用することがで
きないのが現状である。さらに、既設管を破断・拡径し
た後、その内周面が平滑なものとなるとは限らず、既設
管の破断片の端部が内方に突出し、これが挿入する新設
管を損傷してしまったり、新設管の挿入自体ができなく
なってしまうこともある。

【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、径の小さな場合にも、推進工法の適用を可
能とし、さらには新設管の挿入を円滑に行うことのでき
る既設埋設管の布設替え工法を提供することを課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中に埋設さ
れた既設管を、開削することなく新設管に布設替えする
工法であって、該既設管の内周面に、その軸線方向に沿
って延在する複数の切り込み溝を形成する第一の工程
と、先端部が前記既設管の内径よりも小で後端部が前記
既設管の外径よりも大であり、かつ前記先端部から前記
後端部に向けてテーパ状に拡径されてなる拡径部材を、
その先端部を前方にして前記既設管内に推進させること
により、該既設管を拡径して全長にわたって破断させつ
つ、その後方から筒状のサヤ管を該既設管の内部に挿入
する第二の工程と、前記サヤ管の内部に、該サヤ管の内
径よりも小さな外径を有した新設管を挿入する第三の工
程とからなることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る既設埋設管の
布設替え工法の実施の形態の一例を、図１ないし図５を
参照して説明する。

【００１１】図１ないし図５において、符号１１は、地
中に埋設されており老朽化等の原因により交換を要する
上水道あるいは下水道の導管である既設管（鋼管や鋳鉄
管製）、１２は既設管１１に代えて新たに配管する新設
管である。

【００１２】本実施の形態における既設管１１を新設管
１２に交換する方法は、既設管１１の内周面に複数の切
り込み溝を形成する第一の工程と、既設管１１を拡径変
形させる第二の工程と、既設管１１の内部に新設管１２
を挿入して配管する第三の工程とを主たる工程としてい
る。

【００１３】まず、第一の工程を行うに先だって、図１
に示すように、交換を要する区間の既設管１１の両端を
露出させるべく地盤Ｇに立坑Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ掘削
する。そして、交換を要する既設管１１の両端を立坑Ｇ
１、Ｇ２に露出させたら、図２（ａ）に示すように、既
設管１１の内周面に切り込み溝１３を形成する。これに
は、既設管１１内で走行移動自在とされたプラズマカッ
タ等を、既設管１１の一端から他端までプラズマを放射
させつつ走行させることによって、既設管１１の内周面
にその全長にわたって複数の切り込み溝１３を形成す
る。このとき、必要に応じて既設管１１の内周面に、径
方向に延在する周溝（図示なし）を形成してもよい。

【００１４】以上のようにして既設管１１の内周面の全
長にわたって所要のパターンの複数の切り込み溝１３
（必要に応じ、周溝も）を形成したら、次に、第二の工
程として、図１に示したように、既設管１１を拡径・破
断させる。これには、破断機１４を用いる。破断機１４
は、既設管１１の内部を前進して既設管１１を拡径・破
断する拡径部材１５と、この拡径部材１５の後端側に一
体に設けられる筒状のサヤ管１６と、これら拡径部材１
５およびサヤ管１６を既設管１１の内部に推進させる推
進装置１７とを主として構成されている。

【００１５】図１および図２（ｂ）に示すように、拡径
部材１５は、前端から後端に向けてその径が漸次拡大す
る略円錐台形を成しており、前端側の外径が既設管１１
の内径よりも小径とされ、後端側の外径が既設管１１の
外径よりも大径とされている。この拡径部材１５の外周
面には、複数の破断切開ローラ１８が放射状に配設され
ており、それぞれ回転自在に軸支されている。これら破
断切開ローラ１８は、既設管１１の内周面に圧接される
ことにより既設管１１を破断切開させるようになってい
る。

【００１６】図１に示したように、サヤ管１６は、鋼製
あるいは鉄筋コンクリート製などからなる円筒状で、そ
の外径が拡径部材１５の後端側の外径と略同径とされ、
その内径が布設すべき新設管１２の外径よりも所定寸法
大きく設定されている。

【００１７】推進装置１７は、油圧ジャッキ，コントロ
ーラ，油圧駆動源等からなり、油圧駆動源により油圧ジ
ャッキを伸縮駆動して、拡径部材１５およびサヤ管１６
を既設管１１内に推進させるものである。

【００１８】さて、上記破断機１４によって既設管１１
を拡径させるには、まず、拡径部材１５，サヤ管１６，
推進装置１７を立坑Ｇ１に設置する。そして、拡径部材
１５とサヤ管１６とを推進装置１７で既設管１１内に推
進させる。すると、拡径部材１５が既設管１１内を前進
していき、破断切開ローラ１８，１８，…により既設管
１１を破断切開する。そして、切開された既設管１１
は、拡径部材１５の後端側によって拡径される。

【００１９】そして図３に示すように、拡径部材１５
（図１参照）の後方に連続して押し込んだサヤ管１６の
外周面側に、例えばモルタル等の裏込充填材１９を注入
する。

【００２０】図２（ｃ）に示すように、既設管１１の全
長にわたって形成された切り込み溝１３に沿って、既設
管１１を略円弧断面の短冊状の破断片１１’，１１’，
…に破断切開・拡径したら、次に、第三の工程として、
拡径した既設管１１内に新設管１２を挿入する。これに
は図４に示すように、前記サヤ管１６と同様、新設管１
２を推進装置１７で後方から押し込むことにより行う。
これにより既設管１１の内部にサヤ管１６が設置され、
さらにこのサヤ管１６内に新設管１２が設置された状態
となる。

【００２１】この後、図５に示すように、新設管１２を
継手管２０でその両側に接続することにより、地中に埋
設された既設管１１の所定区間の布設替え工事が完了す
る。

【００２２】上述した既設管１１の布設替え工法では、
既設管１１の内周面に複数の切り込み溝１３を形成した
後、破断機１４の拡径部材１５とサヤ管１６とを既設管
１１内に推進させて、既設管１１を全長にわたって破断
切開・拡径させ、しかる後にサヤ管１６内に新設管１２
を挿入することによって、地盤Ｇの地表を開削すること
なく布設替え工事を行なう構成となっている。ところ
で、サヤ管１６の内周面は、拡径部材１５で既設管１１
を破断・拡径した状態の面に比較して、言うまでもなく
平滑であり、したがって、このサヤ管１６に挿入される
新設管１２は、従来の推進工法よりも小さな推力で挿入
することができる。したがって、従来径が小さくて推進
工法を適用することができなかった場合、例えばφ８０
０ｍｍ以下でＵＳ形推進工法用ダクタイル管が無かった
場合等にも、他の形の耐震継手を用いたφ８００ｍｍ未
満の耐地盤変動用の管を新設管１２として用いることが
可能となり、推進工法の適用範囲の拡大化を図ることが
可能となる。しかも、上記サイズに限らず、新設管１２
の挿入に際して、既設管１１の破断片が新設管１２の表
面を損傷したり、新設管１２の設置そのものができない
ということも無くなるため、既設管１１から新設管１２
への布設替えを円滑に行なうことができる。

【００２３】なお、上記実施の形態において、既設管１
１を破断する拡径部材１５については、既設管１１を破
断・拡径できるのであれば、いかなる形状，構成であっ
てもよい。この拡径部材１５を推進させる推進装置１７
についても、前記の構成に限るものではなく、他の構成
を適用してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の既設埋設
管の布設替え工法によれば、既設管の内周面に、その軸
線方向に沿って延在する複数の切り込み溝を形成する第
一の工程と、先端部から後端部に向けてテーパ状に拡径
した拡径部材を前記既設管内に推進させて、該既設管を
拡径して全長にわたって破断させつつ、その後方から筒
状のサヤ管を既設管の内部に挿入する第二の工程と、サ
ヤ管の内部に新設管を挿入する第三の工程とからなる構
成となっている。これにより、地盤面を開削することな
く布設替え工事を行なうに際して、新設管は、言うまで
もなく内周面が平滑なサヤ管内部に挿入されることにな
るため、新設管の推進を小さな推力で行うことができ
る。したがって、従来径が小さくて推進工法を適用する
ことができなかった場合にも、他の形の耐震継手を用い
た耐地盤変動用の管を用いて推進工法で施工することが
可能となり、推進工法の適用範囲の拡大化を図ることが
可能となる。しかも、新設管の挿入に際して、既設管の
破断片が新設管の表面を損傷したり、新設管の設置その
ものができないということも無くなるため、既設管から
新設管への布設替えを円滑に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る既設埋設管の布設替え工法を示す
工程図であって、既設管を破断・拡径している状態を示
す側断面図である。

【図２】前記既設管の破断・拡径工程を示す立断面図で
ある。

【図３】図１に続く状態を示す図であって、サヤ管を挿
入した状態を示す側断面図である。

【図４】図３に続く状態を示す図であって、サヤ管内に
新設管を挿入している状態を示す側断面図である。

【図５】図４に続く状態を示す図であって、新設管の挿
入が完了した状態を示す側断面図である。

【図６】従来の既設埋設管の布設替え工法の工程を示す
側断面図である。

【図７】図６に続く状態を示す側断面図である。

【図８】布設替えする新設管の一例を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 既設管 １２ 新設管 １３ 切り込み溝 １５ 拡径部材 １６ サヤ管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設された既設管を、開削するこ
   となく新設管に布設替えする工法であって、 該既設管の内周面に、その軸線方向に沿って延在する複
   数の切り込み溝を形成する第一の工程と、 先端部が前記既設管の内径よりも小で後端部が前記既設
   管の外径よりも大であり、かつ前記先端部から前記後端
   部に向けてテーパ状に拡径されてなる拡径部材を、その
   先端部を前方にして前記既設管内に推進させることによ
   り、該既設管を拡径して全長にわたって破断させつつ、
   その後方から筒状のサヤ管を該既設管の内部に挿入する
   第二の工程と、 前記サヤ管の内部に、該サヤ管の内径よりも小さな外径
   を有した新設管を挿入する第三の工程とからなることを
   特徴とする既設埋設管の布設替え工法。