(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動制御が自在なＴＶカメラ搭載走行ロボットをマンホールを介して下水道の本管内に送り込み、該走行ロボットが備える親カメラによる本管内調査と、同走行ロボットに進退自在に配備させた子カメラによる取付管内調査とで行う下水道管内調査工程と、
前記子カメラにより前記取付管が放置取付管であると特定された際にその先端部内へと移動させた前記子カメラ側から発信される信号を地上にて先端部位置データとして取得する放置取付管位置データ取得工程と、
特定された前記放置取付管の基端部側に位置する前記本管との接続口を塞ぐ接続口閉塞工程と、
前記放置取付管の前記先端部内にまで到達する土質安定剤圧送用穴と空気抜き用穴とを前記先端部位置データに基づき地上側から掘削する穴掘削工程と、
前記土質安定剤圧送用穴または前記空気抜き用穴からファイバースコープを放置取付管の前記先端部内へと送り込んで既知の前記先端部位置データとの対応関係を照合確認する充填前内部再確認工程と、
前記空気抜き用穴を介して配管した空気抜きパイプから土質安定剤が噴き出すに至るまで、前記土質安定剤圧送用穴を介して配管した圧送パイプにより前記土質安定剤を前記放置取付管内に地上側から圧送する土質安定剤充填工程と、
充填完了後に前記土質安定剤圧送用穴と前記空気抜き用穴とを塞いで地面を掘削前の状態に復元する地面復元工程とを少なくとも経ることを特徴とする下水道管における放置取付管周り充填方法。
【請求項２】
前記放置取付管位置データ取得工程を経た後は、既知の前記先端部位置データに基づいて地上側から放置取付管の前記先端部内へと送り込まれた掘削ドリルの刃先を前記子カメラを介して確認してから次工程へと移行する請求項１に記載の下水道管における放置取付管周り充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水道管の本管側に接続されたまま閉塞不良部位を有して土中に取り残されている放置取付管の管周りの空洞部位を土質安定剤で満して道路陥没等の発生を未然に防止するための下水道管における放置取付管周り充填方法に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
最近多発する傾向にあるゲリラ的な集中豪雨は、想定を越える大量の雨を短時間に降らせる結果、下水道管施設を介して流下処理し切れない雨水をマンホールや側溝桝から噴水状となって吹き出させてしまう現象が頻発しており、このような現象が地中に敷設されている下水道管施設側にも悪影響を及ぼすに至っている。
【０００３】
すなわち、住宅側からの排水を本管側に流下させる取付管を備えてその全体が構成される下水道管施設においては、その老朽化や環境変化に伴う破損等に起因して取付管周りに隙間を発生させてしまうことも多くある。
【０００４】
そして、このような取付管周りの隙間は、短時間に激しく降ってマンホールや側溝桝から噴水状となって吹き出してくる雨水が引き始める際の逃げ場となることから、その際における流下雨水が該隙間周辺の土砂をも引き流してしまうことになる。
【０００５】
その結果、初期段階における隙間は、もともとはさほど大きくはなかったにも拘わらず、該隙間の周囲の土砂が繰り返し引き流されることで、次第にその容量が大きくなる空洞化が進んで道路陥没を引き起こす危険性もそれだけ高くなってくることになる。
【０００６】
したがって、下水道管施設は、道路陥没防止の観点からもその管内状況や管周り状況を常に正しく把握しておく必要があることになる。
【０００７】
この場合、下水道管施設における本管の管径が８００ｍｍ以下である場合には、人が直接管内に立ち入ることができないために、目視調査（潜行目視調査）を行うことはできない。また、本管には、各家庭からの排水を送り込むための取付管が排水桝を介したり直付けするなどして接続されており、これも目視調査（潜行目視調査）することができない状態にある。
【０００８】
このような状況下のもとで既存家屋が解体撤去されてその跡地に道路が拡張されたり、集合住宅が建てられたりした後には、本管側に接続された状態にある取付管側が土中に取り残されてしまう（本明細書では「放置取付管」という。）ことも多くある。
【０００９】
そして、このような放置取付管については、土中に埋没した状態で隠れていることもあって、その正確な位置や具体的な管内状況を正しく把握することができない状態にある。
【００１０】
図９は、土中に取り残されたままの放置取付管の従来状態を模式的に示す説明図であり、土中１の放置取付管５にあって、もとは汚水溜桝等に接続されていた先端部６側の閉塞不良部位からは、その管路５ａ内へと土砂２が入り込んで基端側に位置する接続口７を経て本管３内へと流入させて閉塞不良部位に空洞部８を生じさせ、該空洞部８の存在が道路陥没を引き起こす大きな要因となっていた。
【００１１】
しかし、このような空洞部８の存在を正確に把握するためには、その前提として下水道管施設における本管３、放置取付管５を含む取付管４との管内状況を正確に把握するために管内状況調査を事前に行う必要がある。
【００１２】
本願発明者は、このような問題意識のもとで放置取付管の管内状況を正確に把握した上で、空洞部を含む管路内に土質安定剤を充填して放置取付管内への土砂の流入を阻止することで、道路陥没や本管側への土砂流出を確実に阻止することができるようにした「下水道本管に接続された放置取付管の補修方法」を下記特許文献１に示すように既に提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第４７８２７５７号公報
【００１４】
すなわち、上記特許文献１の開示技術によれば、本管に接続された状態で土中に埋もれて取り残されている放置取付管の位置や管内状況を正確に把握した上で、その管内およびこれと関連する放置取付管周りの空洞部位を本管側から土質安定剤で満たして硬化閉塞することができ、これにより放置取付管内への土砂の流入を阻止して道路陥没や下水道本管側への土砂流出を確実に阻止することができるようになった。
【００１５】
また、放置取付管の基端部側の接続口を含む周辺部位の状況が充填用型枠の設置に馴染まない状況になっている場合であっても、接続口を含む周辺部位を液密状に仮閉止する閉止手段を介して接続口側へとミキシングされた粘性のある土質安定剤を圧送・充填してゲル化させた後に、充填用型枠を設置して土質安定剤の硬化を待つことができるので、放置取付管の具体的な埋設状況との関係でより柔軟に対応させながら補修することができるようになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献１の開示技術により放置取付管内に土質安定材剤を充填するためには、各種ロボット装置を本管内に送り込んだ上で、常に本管側から充填作業を行う必要があることから、それだけ適切な作業遂行に熟練を要するばかりでなく、必要な各種作業自体も煩雑化して多くの時間と費用とを要することになる不都合があった。
【００１７】
本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、下水道管の本管側に接続されたまま閉塞不良部位を有して土中に取り残されている放置取付管の管周りの空洞部位内に地上側から土質安定剤を直接送り込んで充填することで、空洞部位側から放置取付管内への土砂流失を阻止して道路陥没や本管側への土砂流入を確実に阻止することができる下水道管における放置取付管周り充填方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記目的を達成すべくなされたものであり、駆動制御が自在なＴＶカメラ搭載走行ロボットをマンホールを介して下水道の本管内に送り込み、該走行ロボットが備える親カメラによる本管内調査と、同走行ロボットに進退自在に配備させた子カメラによる取付管内調査とで行う下水道管内調査工程と、前記子カメラにより前記取付管が放置取付管であると特定された際にその先端部内へと移動させた前記子カメラ側から発信される信号を地上にて先端部位置データとして取得する放置取付管位置データ取得工程と、特定された前記放置取付管の基端部側に位置する前記本管との接続口を塞ぐ接続口閉塞工程と、前記放置取付管の前記先端部内にまで到達する土質安定剤圧送用穴と空気抜き用穴とを前記先端部位置データに基づき地上側から掘削する穴掘削工程と、前記土質安定剤圧送用穴または前記空気抜き用穴からファイバースコープを放置取付管の前記先端部内へと送り込んで既知の前記先端部位置データとの対応関係を照合確認する充填前内部再確認工程と、前記空気抜き用穴を介して配管した空気抜きパイプから土質安定剤が噴き出すに至るまで、前記土質安定剤圧送用穴を介して配管した圧送パイプにより前記土質安定剤を前記放置取付管内に地上側から圧送する土質安定剤充填工程と、充填完了後に前記土質安定剤圧送用穴と前記空気抜き用穴とを塞いで地面を掘削前の状態に復元する地面復元工程とを少なくとも経ることを最も主要な特徴とする。
【００１９】
この場合、前記放置取付管位置データ取得工程を経た後は、既知の前記先端部位置データに基づいて地上側から放置取付管の前記先端部内へと送り込まれた掘削ドリルの刃先を前記子カメラを介して確認してから次工程へと移行するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、下水道の本管に接続された状態のもとで土中に取り残されている放置取付管の位置特定を正確に行った上で、本管側との接続口を閉塞した後にその内部空間内に土質安定剤を充填して閉塞不良部位が位置する空洞部や管周りの隙間を含めて確実に閉塞することができるので、放置取付管側からの本管内への土砂の流れ込みを阻止して道路陥没の発生を未然に防ぐことができる。
【００２１】
しかも、土質安定剤は、空気抜きパイプを介して空気抜きしながら地上側から圧送パイプを介して直接その内部空間内に充填することができるので、それだけ作業自体の省力化と効率化とを実現して作業に要する時間とコストとの低減を図ることもできる。
【００２２】
また、取付管位置データ取得工程を経た後に、既知の前記先端部位置データに基づいて地上から放置取付管の先端部内へと送り込まれた掘削ドリルの刃先を子カメラを介して確認してから次工程へと移行する場合には、放置取付管の先端部側の管内状況をより的確に把握しながら土質安定剤の充填作業をより確実かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明における下水道管内調査工程の概要を示す説明図。
【図２】本発明における放置取付管位置探知工程を、地上の受信装置と図１の子カメラとの関係で示す説明図。
【図３】本発明における放置取付管位置データ取得工程を経た後に行うことができる補助工程の概要を示す説明図。
【図４】本発明における基端接続口閉塞工程に必要な前処理作業の状態を示す説明図。
【図５】本発明における基端接続口閉塞工程の概要を示す説明図。
【図６】本発明における掘削工程の概要を示す説明図。
【図７】本発明における充填前再確認工程の概要を示す説明図。
【図８】本発明における土質安定剤充填工程の概要を示す説明図。
【図９】土中に取り残された放置取付管の従来状態を模式的に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、図１〜８からも明らかなように、下水道管１１における本管１２と、該本管１２に接続口１７を介して接続された放置取付管１４を含む取付管１３とで構成されている下水道管施設に適用して実施される。
【００２５】
すなわち、本発明は、本管１２および放置取付管１４を含む取付管１３のそれぞれの内部状況を把握するための下水道管内調査工程と、特定された放置取付管１４の先端部位置データを取得するための放置取付管位置データ取得工程と、放置取付管１４における本管１２との接続口１７を塞ぐための接続口閉塞工程と、土質安定剤圧送用穴２２と空気抜き用穴２３とを地面２１から掘削するための穴掘削工程と、ファイバースコープ２６により既知の前記先端部位置データとの対応関係を照合確認する充填前内部再確認工程と、土質安定剤２９を圧送して放置取付管１４内を満たすための土質安定剤充填工程と、地面２１を掘削前の状態に復元するための地面復元工程とを少なくとも経ることで行われる。
【００２６】
これらのうち、下水道管内調査工程は、図１に示すように、地上側からの駆動制御が自在なＴＶカメラ搭載走行ロボット３１を図示しないマンホールを介して本管１２内に送り込んで、親カメラ３４による本管内調査と子カメラ３５による取付管内調査とを経ることで行われる。
【００２７】
この場合に用いられるＴＶカメラ搭載走行ロボット３１は、ロボット本体３２にＴＶカメラからなる親カメラ３４が装備されているほか、同じくＴＶカメラからなる子カメラ３５がロボット本体３２にその進退制御が自在となって配備されている。またＴＶカメラ搭載走行ロボット３１は、例えばステッピングモータを介して回転制御される車輪をロボット本体３２に配設することで、図示しない地上作業車との間に介在させた電源ケーブルを介して本管１２内での制御された進退走行ができるようになっている。
【００２８】
また、子カメラ３５は、地上からの指示に基づいてロボット本体３２に対となって配設されている送りローラ３３を回転制御して正転させたり逆転させたりすることで進退させることができるようになっている。また、子カメラ３５は、図２に示されているようにレンズ体部３８を備える可動部３７が固定本体部３６に対し水平方向Ａに４５０度回転できるように取り付けられているほか、該可動部３７に対しレンズ体部３８自体が垂直方向Ｂに３００度回転できるようにして取り付けられている。
【００２９】
このため、ＴＶカメラ搭載走行ロボット３１は、照明灯付きの親カメラ３４を用いて本管１２内を側視撮影することで本管内調査を行うことができるほか、各取付管１３内に照明灯付きの子カメラ３５を送り込んでその内周方向を側視撮影することで土砂６１が流れ込んでいる放置取付管１４であるか否かを突き止めることができ、その様子をビデオテープに収録することもできることになる。
【００３０】
つまり、放置取付管１４の接続口１７側からその内部空間１８内に送り込まれた子カメラ３５は、先端部１５側に位置して空洞部２０と連通する閉塞不良部位１９を作業車内のディスプレイに映像として映し出してその存在を作業者に知らせつつ、詳細な管内状況としてデータ化できるように情報発信する。なお、このようにして得られる管内状況データは、土質安定材２９を含む使用材料の量や種類を定める上での基準データとなるほか、各種の必要機材の準備データとしても活用されることになる。
【００３１】
また、放置取付管位置データ取得工程は、子カメラ３５により取付管１３が放置取付管１４であると特定された際に、その先端部１５内へと進出させた子カメラ３５側から発信される信号を地上にて先端部位置データとして取得することで行われる。
【００３２】
すなわち、放置取付管１４の閉塞不良部位１９を伴う先端部１５内に図１に示すようにして位置させた子カメラ３５は、地上に待機させた作業者が所持する受信機５１に向けて電磁波Ｅを発信する。
【００３３】
該受信機５１は、子カメラ３５から発信された電磁波Ｅを受信し、放置取付管１４の先端部１５の位置やその深さなどを先端部位置データに関するオフセット図として図２に示す表示部５２に表示するとともに、後日の再現を可能にメモリに保持させておくことができるようになっている。なお、オフセット図は、例えば図示しない３カ所の境界点（基準点）との関係で放置取付管１４の先端部１５の位置を特定できるように作成することもできる。
【００３４】
本発明において放置取付管位置データ取得工程を経た後は、既知となっている先端部位置データに基づいて特定される地上の所定位置に図３に示すように掘削装置５５を設置した上で、掘削ドリル５６を放置取付管１４の先端部１５方向に向けて送り込み、該先端部１５内に到達した刃先５７を子カメラ３５により映像化して目視確認することで、先端部１５の位置確定をより正確に行うための補助工程を経た上で、次の工程へと移行するものであってもよい。
【００３５】
一方、次工程としての接続口閉塞工程は、特定された放置取付管１４の基端部１６側に位置する下水道管１１における本管１２との接続口１７を、図４に示す切断ロボット４１、および図５に示す樹脂注入ロボット４５を用いて塞ぐことで行われる。
【００３６】
すなわち、接続口閉塞工程は、例えば本願発明者が開発して既に権利化されている特許第３６２６７２０号に係る特許公報に記載の「下水道本管との接続部位を含む取り付管の補修方法」に示される工程を経ることで、放置取付管１４の基端部１６側に位置する下水道管１１における本管１２との接続口１７を閉塞することで行われる。
【００３７】
この場合、図４に示す切断ロボット４１は、これに搭載されているＴＶカメラ４２から送られる映像により作業者が地上にて目視確認しながら、放置取付管１４の接続口１７側に位置する第１段目の管端面１４ａおよびこれと向き合う本管１２の外周面側に棚部１２ａが形成されるようそれぞれ切削することで、該棚部１２ａを介して両者の間に空隙１４ｂを形成する。
【００３８】
また、図５に示す樹脂注入ロボット４５は、放置取付管１４の接続口１７近傍に位置する本管１２の内周面に透明アクリル板などからなる複数の注入口４６ａ付きの透明型枠４６が設置された後、ひとつの注入口４６ａを開けてエポキシ樹脂などからなる樹脂モルタル４８を注入し、これを注入した後に該注入口４６ａを閉じ、次いで他の注入口４６ａを開けて再び樹脂モルタル４８を注入するといった処理を繰り返し行う。
【００３９】
このとき、透明型枠４６を介することで管内側からの目視が可能となっている樹脂モルタル４８の注入状況は、樹脂注入ロボット４５に搭載されているＴＶカメラ４７から送られる映像によりその注入範囲を作業者が地上にて目視確認することができるので、図４に示す空隙１４ｂを含む接続口１７側が樹脂モルタル４８で完全に塞がれた時点で注入を完了することができる。注入完了後は、樹脂モルタル４８の硬化時間経過後に透明型枠４６を撤去し、必要な仕上げ加工を施すことで接続口閉塞工程を終了する。
【００４０】
このようにして接続口閉塞工程を終了した後に行われる穴掘削工程は、既に取得されて既知となっている放置取付管１４の先端部位置データに基づき、該放置取付管１４の先端部１５へと貫通させるべく土質安定剤圧送用穴２２と空気抜き用穴２３とを地上側から各別に掘削することで行われる。
【００４１】
具体的には、既知の先端部位置データに基づいて定まる地上の所定位置に図６に示すように掘削装置５５を設置し、掘削ドリ５６を放置取付管１４の先端部１５方向に向けて各別に送り込むことにより、土質安定剤圧送用穴２２と空気抜き用穴２３とを別々に掘削することで行われる。
【００４２】
この場合、送り込まれる掘削ドリル５６は、その刃先５７が既知の先端部位置データが示す位置と深さとに達した際に放置取付管１４の先端部１５内へと到達して突き抜ける結果、掘削ドリル５６側の掘削抵抗が殆どなくなるので、その時点で掘削作業の完了を知ることができる。また、１本目が例えば土質安定剤圧送用穴２２であれば、２本目の空気抜き用穴２３の掘削作業も同様の手順を経て行われることになる。
【００４３】
充填前内部再確認工程は、土質安定剤圧送用穴２２または空気抜き用穴２３からファイバースコープ２６を放置取付管１４の先端部１５内へと送り込んで該先端部１５の内部状況を地上のモニタ２７に映像として表示し、既知の先端部位置データとの対応関係を照合確認することで行われる。
【００４４】
土質安定剤充填工程は、図８に示すように地上に土質安定剤充填プラント２８を配置した上で、空気抜き用穴２３を介して配管した空気抜きパイプ２５から例えば泡状のエアを含むなどした状態にある土質安定剤２９が噴き出すに至るまで、土質安定剤圧送用穴２２を介して配管され、かつ、土質安定剤充填プラント２８側とその一端側が接続されている圧送パイプ２４から土質安定剤２９を放置取付管１４の内部空間１８内に圧送することで行われる。なお、土質安定剤２９としては、耐酸性や耐アルカリ性に富む無機質系懸濁型であるセメントシリカ系のもの（例えば「太平洋マテリアル株式会社」の「アロフィクス（登録商標）ＭＣ−２号」等）を好適に用いることができるが、所望により泡モルタルまたはエアーモルタルと称されるセメント系充填材を用いることもできる。
【００４５】
このようにして放置取付管１４の先端部１５内に土質安定剤２９を圧送する場合には、該放置取付管１４が例えば図７に示されているように４段で構成されており、その接続口１７が位置する第１段目と隣接する第２段目との境界部位や、第３段眼と第４段目との境界部位に隙間Ｓが形成されていているような状況下においても、内部空間１８や隙間Ｓのほか、閉塞不良部位１９と連通している空洞部２０を含む放置取付管１４周りを図８に示すように土質安定剤２９でまんべんなく確実に満たすことができることになる。
【００４６】
このようにして放置取付管１４周りへの土質安定剤２９の充填作業が終了した後に行われる地面復元工程は、土質安定剤圧送用穴２２からは圧送パイプ２４を、空気抜き用穴２３からは空気抜きパイプ２５をそれぞれ撤去してから土質安定剤圧送用穴２２と空気抜き用穴２３とを埋め、例えば地面２１側がアスファルトで覆われている場合には、仮舗装するなどして掘削前の状態に戻すことで行われる。
【００４７】
このようにして全ての工程を終了することにより、放置取付管１４は、図８に示すように隙間Ｓを含む内部空間１８はもとより、先端部１５における閉塞不良部位１３と連通する空洞部２０内にも土質安定材２３が充填され、かつ、地面２１も掘削前の状態に復元することができることになる。
【００４８】
このため、本発明によれば、下水道の本管１２に接続された状態のもとで土中に取り残されている放置取付管１４の位置特定をして本管１２側との接続口１７を閉塞した上で、閉塞不良部位１９を含む内部空間１８およびこれに連通する空洞部２０に土質安定剤２９を充填してこれを硬化させることで、放置取付管１４内に土砂６１が流入するのを防止したり、本管１２内を大量の雨水等が流下する際に放置取付管１４内の土砂６１を取り込んで流出させるのを防止することで、地面２１の陥没を確実に阻止することができる。
【００４９】
しかも、土質安定剤２９の充填は、空気抜きパイプ２５による空気抜きをしながら地上側から圧送パイプ２４を介して直接その内部空間１８内に圧送することで行うことができるので、それだけ作業自体の省力化と効率化とを実現して作業に要する時間とコストとの低減を図ることもできる。
【００５０】
また、取付管位置データ取得工程を経た後に、既知の前記先端部位置データに基づいて地上から放置取付管１４の先端部１５内へと送り込まれた掘削ドリル５６の刃先５７を子カメラ３５を介して確認してから次工程へと移行する場合には、放置取付管１４の先端部１５側の管内状況をより正しく把握しながら土質安定剤２９の充填作業をより確実かつ正確に行うことができる。
【００５１】
なお、放置取付管１１の基端部１６側に位置する接続口１７周りは、図６に示すように硬化した樹脂モルタル４８で塞がれているいるので、酸性成分の強い液やアルカリ成分の強い液が本管１２内を流下することがあっても、放置取付管１１に充填されている土質安定剤２９が腐食させられるのを確実に阻止してその耐久性を高めてやることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１１  下水道管
１２  本管
１２ａ  棚部
１３  取付管
１４  放置取付管
１４ａ  管端面
１４ｂ  空隙
１５  先端部
１６  基端部
１７  接続口
１８  内部空間
１９  閉塞不良部位
２０  空洞部
２１  地面
２２  土質安定剤圧送用穴
２３  空気抜き用穴
２４  圧送パイプ
２５  空気抜きパイプ
２６  ファイバースコープ
２７  モニタ
２８  土質安定剤充填プラント
２９  土質安定剤
３１  ＴＶカメラ搭載走行ロボット
３２  ロボット本体
３３  送りローラ
３４  親カメラ
３５  子カメラ
３６  固定本体部
３７  可動部
３８  レンズ部
４１  切断ロボット
４２  ＴＶカメラ
４５  樹脂注入ロボット
４６  透明型枠
４６ａ  注入口
４７  ＴＶカメラ
５１  受信機
５２  表示部
５５  掘削装置
５６  掘削ドリル
５７  刃先
６１  土砂
Ｅ  電磁波
Ｓ  隙間
【図１】
0006054270.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006054270.tif 000008
【図８】
0006054270.tif 000009
【図９】
0006054270.tif 000010