JPS63206597A - 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４Ｂ−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。

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
側のビ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、ビット
を大きくする必要がない利点がある。このようなローブ
をウィ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６０−３
７３９８号公報υこ記載されている。油圧ジャ、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、牽引部材を狭いビットにおいても取付
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、破砕ヘッド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３１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。

牽引部材３０は連結された鋼棒１４であり、油圧ジヤツ
キ２でピット１９に引き出された鋼棒１４の連結を外せ
ば、狭いピット内でも鋼棒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
傾いても可視性接続材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が折損するといっ
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、ピット１９で回収された鋼棒１４をピット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、そのための広いピットを必要
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によっ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に直接及ふようなこ
ともない。

加えて、ピッ１−１９で回収された鋼棒工４をピット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
備するといっ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ッド４とからなり、一方の路
側に形成された立坑などのピット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し、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１４Ａと１４−Ｂ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だめの緩
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と破砕へラド４とは、両者が
接触するテーバ面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１１２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ッ
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ン１−５および１９の幅
目。

目より短いと、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、ピット幅
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。

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を取外ずことができる
。したがって、新管７をピット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
との接続部で生じゃすい折損の回避や、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ｌ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。

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ッド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１３３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との連結は破砕ヘッド
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、ピット１９の底部に
設置された敷台４ｏ上の引込用ジョス１−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
３２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。なお、引戻用ジョストン４２の前のナ ツト 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、第７図Ｌ＋）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、引戻用ジョストン４２
が１ストロークＬ前進される。そこで引戻用ジョストン
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４７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ピット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、引込用ジョスト
ン４１、油圧ジヤツキ２および引戻用ジョストン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はピット５に運ばれ
、次の新管７の接続に使用される。

ピット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、ナンド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１４Ａに、すでにピット１９から
１ｉｆｔ人されている鋼棒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７
Ｂを継ぎ足し、押動部材９を鋼棒１４Ｂに通して新管７
Ｂ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ｌの牽引は連結された複数本のｔ岡
棒１４でなされるので、ピット１９へ引き出された鋼棒
１４を１本ずフ取外すことができ、そのために広いピッ
トを必要としない。もちろん、鋼棒を連結するピット５
も狭くて済む。ピット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、ピット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１脂撃
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、ピット１９で回収された鋼棒１４をピット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足り、多
量の鋼棒を準備するといっ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Ｖ−Ｖ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）はピン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−油圧ジヤフキ、３−衝撃式推進機
、４−破砕ヘッド、６−既設管、７，７Ａ、７Ｂ−一−
新管、８一連結部材、９−押動部材、１４．１４Ａ、１
４Ｂ、１４Ｍ、１４Ｎ−一鋼棒、１５−接続具、３〇−
牽引部材、３１−可撓性接続材。

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、その衝撃破砕体の後方には、
   破砕ヘッ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って、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ャッキに
   接続され、 前記連結部材の後部分は、上記油圧ジャッキ側で外され
   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。