JPS63206596A - 埋設管交換施工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
パンダニ法〔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げ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
びるようになっ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。

」二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
達側のピットにウィンチを配置し、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
イヤロープをウィンチで牽引すればよい。ウィンチはワ
イヤロープが長くても巻き取ることができるので、ピン
トを大きくする必要がない利点がある。このようなロー
プをウィンチで引く例が特公昭５（１−２５２４号公報
に記載されているが、せいぜいエキスパンダニ法に適用
できる程度である。というのは、ウィンチによる牽引力
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、ウィンチ
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って前進するので、工事中に新管
が破損する率が高くなってしまう。

〔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、そのだ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。

本発明は上述の要望に鑑みなされたもので、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、新管の継ぎ足しの作業性の向上と、操作の簡
便化・迅速化を実現する埋設管交換施工装置を提供する
ことである。

ｃ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
錐形した破砕ヘッド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、衝撃破砕体１の後方には、
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、連結部材８は新管７を縦通し、その前部が破砕
ヘッド４に取り付けられる一方、その後部が押動部材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の先端に破砕ヘッド４が装着されていて
、衝撃式推進機３の衝撃力が破砕ヘッド４に伝えられ、
破砕ヘッド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。

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によっ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ば新管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に直接及ふこ
ともない。

〔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
れた破砕ヘッドで構成し、その衝撃破砕体が油圧ジヤツ
キで牽引されるようになっているので、衝撃式推進機よ
り径の大きい既設管を破砕ヘッドで破砕し、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、衝撃破砕体の後
方にある押動部材を新管内の連結部材で牽引することに
より、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。

〔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ッド４とからなり、一方の路
側に形成された立坑などのビット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じ、その衝撃を
本体に伝える形式のものである。破砕ヘッド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
部が破砕ヘッド４の２本のピン１０に掛は回されるよう
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１１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
砕ヘッド４に取り付けているピン１０などの係止具は、
破砕ヘッド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
ってワイヤロープ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への取付は個所
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ップリングなどの接続具１５によ
り、簡単に鋼棒１４、Ａ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７Ｂとは、
０−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、後述するピット１９〔第２図参照〕で外されたもの
であり、ナツト１１により押動部材９に取り付けられる
。なお、鋼棒１４は全長にわたってねじ伏リブの形成さ
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、破砕ヘッド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、破砕ヘッド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と破砕ヘッド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の振動で破砕ヘッド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３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。

」二連した油圧ジヤツキ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
ント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、ｉｈ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ット５および１９の幅讐
１゜Ｋ２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
ント幅を十分にとれない場合にでも、鋼棒１４の接続が
可能で、したがって、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。

上記した可撓性接続部３１は第１図に示すように、ワイ
ヤローブ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を構成する破砕ヘッド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っている。

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６図
（ａ）、　　（ｂ）に示すように、ピット１９の底部に
設置された敷台４０上の引込用ジョストン４１と引戻用
ジョストン４２との間に取り付けられる。鋼棒取付具３
２は主として引込用ジョストン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。

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。ピット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ッド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
によって後押しされ、衝撃破砕体１と共に前進する。

ピット５における新管７が油圧ジヤツキ２の１ストロ一
ク分地中に入ると、油圧ジヤツキ２の伸長作動は停止さ
れる。ピット１９における鋼棒取付具３２である引込用
ジョストン４１が、油圧ジヤツキ２の１ストローク前進
した位置まで移動する〔第６図（ａ）、　　（ｂ）参照
〕。油圧ジヤツキ２が縮小され、引戻用ジョストン４２
が１ストローク前進される。そこで引戻用ジョストン４
２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、図示しないスペーサが介装される。この
ような動作が繰り返されて多数のスペーサが重ねられ、
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ビット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
ような作業は狭いビット１９内でも何ら問題なく行なわ
れる。スペーサを取り除いて、引込用ジョストン４１、
油圧ジヤツキ２および引戻用ジョストン４′２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
用ジョストン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はビット５に運ばれ、次の
新管７の接続に使用される。

ビット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７図に示すように、連結
部材８の後部分の鋼棒１４Ａに、すでにビット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７Ａ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の破砕ヘッド４
が前進中に傾いても、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、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が折損するといっ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、ビット１９へ引き出された鋼棒１
４を１本ずつ取外すことができ、そのために広いピント
を必要としない。もちろん、鋼棒を連結するビット５も
狭くて済む。ビット１９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、ビット５における鋼棒１
４の連結作業も、短時間で済ませることができる。

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によってそれらが一体に連結
固定される。新管７は常にｉｈ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。

【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Ｖ−Ｖ矢視断面図、第６図（ａ）、　　（ｂ）は
ピントにおける油圧ジヤツキや鋼棒取付具の平面配置図
、第７図は埋設された最初の新管の後に次の新管が接続
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−破砕ヘソド、６−既設管、７，７Ａ、７Ｂ−−
・新管、８一連結部材、９−押動部材、３〇−牽引部材
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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ッ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
   る油圧ジャッキとを備え、その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
   あって、前記衝撃破砕体の後方には、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、 上記連結部材は前記新管を縦通し、その前部が前記破砕
   ヘッドに取り付けられる一方、そ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。