(57)【要約】【課題】地中に埋設されているとともに複数の非金属製管３〜５を金属製継手６，７で接続してなる複合構成の既設管２について、更新管２ａに入れ替える作業を簡単かつ迅速に行えるようにする。【解決手段】既設管２における金属製継手６，７の存在位置を認識する準備工程と、前記認識した金属製継手６，７をその内側から破砕する破砕工程と、非金属製管３〜５をその内側から管軸方向一方へ破砕しながら、その破砕方向上流側から前記既設管２の破砕跡に更新管２ａを配置する更新工程とを含む。【選択図】図４
2006132283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設されているとともに複数の非金属製管を金属製継手で接続してなる既設管を更新管に入れ替える工法であって、
既設管における金属製継手の存在位置を認識する準備工程と、
前記認識した金属製継手をその内側から破砕する破砕工程と、
前記非金属製管をその内側から管軸方向一方へ破砕しながら、その破砕方向上流側から前記既設管の破砕跡に更新管を配置する更新工程とを含むことを特徴とする既設管の入れ替え工法。
【請求項２】
請求項１に記載の既設管の入れ替え工法において、
前記準備工程は、前記既設管に通ずる二つの立坑を設け、先端に金属探査装置を取り付けたロッドを前記一方立坑側から既設管内に挿入して他方立坑側へ送ることにより前記金属探査装置で金属製継手を検出したうえで、当該検出位置を記録するものであることを特徴とする既設管の入れ替え工法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の既設管の入れ替え工法において、
前記破砕工程は、ロッドの先端に継手破砕装置を取り付け、この継手破砕装置を前記準備工程で記録した金属製継手の存在位置に送って、当該金属製継手を破砕するものであることを特徴とする既設管の入れ替え工法。
【請求項４】
請求項２に記載の既設管の入れ替え工法において、
前記破砕工程は、前記他方立坑側に到達した前記ロッドの先端から金属探査装置を取り外して、代わりに継手破砕装置を取り付け、前記ロッドを前記一方立坑側に牽引することにより前記準備工程で記録した金属製継手の存在位置に送って当該金属製継手を破砕するものであることを特徴とする既設管の入れ替え工法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の既設管の入れ替え工法において、
前記更新工程は、前記ロッドの先端を前記一方立坑側から挿入して他方立坑側に突出させて、このロッドの先端にドリルの先端側を取り付けるとともに、このドリルの後端側に更新管を取り付け、このロッドを前記一方立坑側に引き戻すことにより前記ドリルで前記既設管の非金属製管をその内側から拡径破砕しながら、当該既設管の破砕跡に更新管を配置するものであることを特徴とする既設管の入れ替え工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設されているとともに複数の非金属製管を金属製継手で接続してなる既設管を更新管に入れ替える工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば既設管が老朽化した場合や、径の異なる管と取り替えたい場合等に、既設管の入れ替えを行う。この既設管の入れ替えは、例えば地面を掘削することにより、既設管を取り出してから、更新管を埋設するようにするが、掘削作業が面倒で手間がかかる。
【０００３】
これに対し、既設管内にロッドを挿入し、このロッドの先端に切断刃を取り付けるとともに、この切断刃に更新管を取り付け、このロッドを引っ張り操作することにより、前記切断刃で前記既設管をその内側から切り裂きながら、更新管を引き込むようにした入れ替え工法が考えられている（特許文献１参照。）。この入れ替え工法では、既設管を金属製管とすることを前提としている。
【０００４】
ところで、地中に埋設している既設管として、例えば合成樹脂、石綿または陶等の非金属管の複数個を一列に並べて、非金属製管それぞれを金属製継手で接続したような複合構成になったものがある。
【特許文献１】特開平１１−１１７６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例では、複数の非金属製管を金属製継手で接続してなる複合構成の既設管に関する入れ替えをまったく想定していない。仮に、このような既設管の場合、上記従来例の入れ替え工法では、金属製継手を破砕することができない。ここに改良の余地がある。
【０００６】
本発明は、地中に埋設されているとともに複数の非金属製管を金属製継手で接続してなる複合構成の既設管を、簡単かつ迅速に更新管に入れ替えできるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、地中に埋設されているとともに複数の非金属製管を金属製継手で接続してなる既設管を更新管に入れ替える工法であって、既設管における金属製継手の存在位置を認識する準備工程と、前記認識した金属製継手をその内側から破砕する破砕工程と、前記非金属製管をその内側から管軸方向一方へ破砕しながら、その破砕方向上流側から前記既設管の破砕跡に更新管を配置する更新工程とを含むことを特徴としている。
【０００８】
この場合、土壌を堀削して既設管を取り出すことなく、地中に埋設された既設管を更新管に入れ替えることが可能になる。これにより、土壌を堀削して既設管を取り出してから、更新管を設置するような古典的な工法に比べて、入れ替え作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。このように、既設管の入れ替えに要する時間と労力が軽減されるので、入れ替えコストの低減が可能になる。
【０００９】
好ましくは、前記準備工程は、前記既設管に通ずる二つの立坑を設け、先端に金属探査装置を取り付けたロッドを前記一方立坑側から既設管内に挿入して他方立坑側へ送ることにより前記金属探査装置で金属製継手を検出したうえで、当該検出位置を記録するものとされる。
【００１０】
この場合、探査動作をロッドの送りだけで行えるから、探査作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【００１１】
好ましくは、前記破砕工程は、ロッドの先端に継手破砕装置を取り付け、この継手破砕装置を前記準備工程で記録した金属製継手の存在位置に送って、当該金属製継手を破砕するものとされる。
【００１２】
この場合、破砕動作をロッドの送りだけで行えるから、破砕作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【００１３】
好ましくは、前記破砕工程は、前記他方立坑側に到達した前記ロッドの先端から金属探査装置を取り外して、代わりに継手破砕装置を取り付け、前記ロッドを前記一方立坑側に牽引することにより前記準備工程で記録した金属製継手の存在位置に送って当該金属製継手を破砕するものとされる。
【００１４】
この場合、探査動作で送ったロッドを引き戻す過程で破砕動作を行えるから、無駄な動作を省けるようになり、破砕作業を効率よく迅速に行えるようになる。
【００１５】
好ましくは、前記更新工程は、前記ロッドの先端を前記一方立坑側から挿入して他方立坑側に突出させて、このロッドの先端にドリルの先端側を取り付けるとともに、このドリルの後端側に更新管を取り付け、このロッドを前記一方立坑側に引き戻すことにより前記ドリルで前記既設管の非金属製管をその内側から拡径破砕しながら、当該既設管の破砕跡に更新管を配置するものとされる。
【００１６】
この場合、既設管の破砕と更新管の設置とを同時に行えるから、入れ替え作業を効率よく迅速に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、地中に埋設されているとともに複数の非金属製管を金属製継手で接続してなる複合構成の既設管について、更新管に入れ替える作業を、地中を掘削することなく簡単かつ迅速に行うことができる。そのため、既設管の入れ替えに要する時間と労力が軽減されるので、入れ替えコストの低減に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１から図１３に示して説明する。図中、１は土壌であり、この土壌１の内部には、既設管２が地表面と略平行に埋設されている。
【００１９】
この既設管２が老朽化した場合や、径の異なる管と取り替えたい場合等に、既設管２を更新管２ａと入れ替えることを行う。
【００２０】
既設管２は、例えば三つの非金属製管３，４，５を一列に並べてそれぞれを金属製継手６，７で接続した複合構成になっている。また、更新管２ａは、既設管２と同様、三つの非金属製管３ａ，４ａ，５ａを一列に並べてそれぞれを金属製継手６ａ，７ａで接続した複合構成になっている。
【００２１】
既設の非金属製管３〜５は、例えばポリエチレンや塩化ビニール等の合成樹脂、石綿または陶等の非金属材料とされる。新しく入れ替える非金属製管３ａ〜５ａは、ポリエチレンや塩化ビニール等の合成樹脂、あるいは鋼等の金属管といった適宜の材料とすることができる。既設の金属製継手６，７および新しく入れ替える金属製継手６ａ，７ａは、一般
的に公知のもので、例えば二つの非金属製管の突合せ端を囲むように配置されて締め付けられるような筒状のものである。
【００２２】
次に、既設管２を更新管２ａと入れ替える作業ならびに手順を詳細に説明する。
【００２３】
また、この入れ替え工法では、堀削装置１０、金属探査装置２０、継手破砕装置３０、ドリル４０を用いるので、まず、これらの構成を説明する。
【００２４】
堀削装置１０は、長尺なロッド１１を螺旋回転させながら送り出したり引き戻したりする機能を有しており、一般的に公知のものを利用できる。
【００２５】
金属探査装置２０は、特定の金属を感知する機能を有しており、一般的に公知の金属探知機等を利用できる。
【００２６】
継手破砕装置３０は、金属製継手６，７をその内側から破砕するものであり、例えば図６に示すように、中心基体３１の外周において９０度ごとの二カ所に油圧ジャッキ３２，３３を設け、各油圧ジャッキ３２，３３のそれぞれ１８０度対向する二カ所に支持脚３４，３５を設けた構成である。つまり、この継手破砕装置３０は、その支持脚３４，３５を破砕対象となる既設管２の金属製継手６，７の内周に当接させた状態で、油圧ジャッキ３２，３３のピストン先端に取り付けてある先鋭部材３６，３７を径方向外向きに突出させることにより金属製継手６，７の内側から破砕するようになっている。この継手破砕装置３０は、図示していないが、円周等間隔の複数ヶ所のすべてに油圧ジャッキを設けた構成であってもよく、特に限定されるものではない。
【００２７】
ドリル４０は、既設管２を拡径破砕するものであり、例えば図１０から図１２に示すように、円柱形の胴部４１と、この胴部４１の一端に設けられる円錐部４２と、円錐部４２の先端に設けられるロッド連結部４３とを有している。胴部４１の外径は、既設管２の内径および更新管２ａの外径より大きく設定されており、ロッド連結部４３の外径は、既設管２の内径より小さく設定されている。ロッド連結部４３は、円筒形に形成されているとともに、内周が雌ねじ孔になっており、ロッド１１の先端の雄ねじ部１１ａが螺合結合されるようになっている。胴部４１の他端には、更新管２ａを牽引するための連結部材５０が係止される連結部４４が設けられている。円錐部４２の円周数ヶ所には、ビットと呼ばれる先鋭な突起刃４５が設けられている。円錐部４２の円周数ヶ所と胴部４１の他端側の円周数ヶ所とには、流動性の滑材を吐出する噴射孔４６ａ，４６ｂが設けられている。この滑材は、水、あるいは水に泥やベントナイトと呼ばれる成分を添加したもの等が好適に用いられる。
【００２８】
このドリル４０は、堀削装置１０に接続される滑材タンク６０内の滑材が、ロッド１１の中心に設けられる通路１１ｂを経て導入される。このドリル４０は、その中心部分にロッド１１の中心通路１１ｂに連通連結される導入路４０ａが設けられており、この導入路４０ａはそれぞれ放射方向に延びる流路４０ｂ，４０ｃを介して各噴射孔４６ａ，４６ｂに連通連結されている。
【００２９】
具体的に、この実施形態における入れ替え工法は、既設管２における金属製継手６，７の存在位置を認識する準備工程と、認識した金属製継手６，７をその内側から破砕する破砕工程と、既設管２における非金属製管３〜５をその内側から管軸方向一方へ破砕しながら、その破砕方向上流側から前記既設管２の破砕跡に更新管２ａを配置する更新工程とを含む。
【００３０】
以下、各工程を詳細に説明する。
【００３１】
(準備工程）
図１に示すように、土壌１の適宜場所に堀削装置１０により既設管２に通ずる発進坑８と到達坑９とを設ける。なお、発進坑８は、ロッド１１を挿入する側の立坑という意で用いており、また、到達坑９は、ロッド１１が到達する側の立坑という意で用いている。この実施形態では、発進坑８および到達坑９を比較的小さく形成している関係より、特に到達坑９側には、更新管２ａの導入をスムーズにするために、到達坑９の側壁部分から地表面に至る傾斜溝９ａを掘削している。
【００３２】
そして、図２に示すように、ロッド１１を堀削装置１０により螺旋回転させて送り出すことによって土壌１内を堀削しながら発進坑８の内部に挿入させる。この発進坑８に配置されたロッド１１の先端に金属探査装置２０を取り付けて、図３に示すように、この金属探査装置２０を発進坑８側から既設管２内に挿入して到達坑９側へ送ることにより、金属探査装置２０で金属製継手６，７を検出したうえで、当該検出地点の位置情報をオペレータが記録する。この検出地点は、金属探査装置２０の制御系（図示省略）に備える記憶部に自動的に記憶させるようにしてもよい。
【００３３】
このようにしてから、ロッド１１の先端を発進坑８に引き戻し、その先端から金属探査装置２０を取り外す。
【００３４】
（破砕工程）
図４に示すように、発進坑８側に位置するロッド１１の先端に継手破砕装置３０を取り付けてから、図５に示すように、この継手破砕装置３０を前記準備工程で記録した金属製継手６，７の存在位置に送って、継手破砕装置３０で金属製継手６，７を順次破砕する。
【００３５】
このようにして、図７に示すように、ロッド１１をその先端に取り付けてある継手破砕装置３０を到達坑９に突出させるまで送り、継手破砕装置３０をロッド１１から取り外す。
【００３６】
（更新工程）
図８に示すように、到達坑９に存在するロッド１１の先端にドリル４０を取り付ける。このとき、ロッド１１の先端の雄ねじ部１１ａをドリル４０のロッド連結部４３の雌ねじ孔内に螺合することによって取り付ける。さらに、このドリル４０の胴部４１の他端側の連結部４４に連結部材５０を介して更新管２ａを取り付ける。
【００３７】
このようにしてから、図９および図１０に示すように、ロッド１１を発進坑８側に引き戻すことによりドリル４０で既設管２における非金属製管３〜５を順次その内側から拡径破砕しながら、この既設管２の破砕跡に更新管２ａを配置することを行う。
【００３８】
このロッド１１の引き戻し時には、ロッド１１が螺旋回転しているので、ドリル４０が回転することになって、この回転するドリル４０の突起刃４５によって非金属製管３〜５が拡径されつつ破砕されることになる。
【００３９】
しかも、ドリル４０を引き戻す過程では、円錐部４２に設けてある複数個の噴射孔４６ａと胴部４１の後端に設けてある複数個の噴射孔４６ｂとから流動性の滑材を略連続的に噴射させるようにしている。この場合、ドリル４０の円錐部４２の噴射孔４６ａから噴射される滑材は、ドリル４０の進行に伴いドリル４０と既設管２との間に流れるので、ドリル４０の進行時の抵抗を軽減するとともに、既設管２の破砕残骸からその外径側の土壌１内にしみ込んで地盤を緩やかにし、結果的に既設管２の破砕残骸をドリル４０の外径側へ押しのけやすくなる。また、ドリル４０の胴部４１の後端の噴射孔４６ｂから噴射される
滑材は、ドリル４０の進行に伴い既設管２の破砕残骸と更新管２ａとの間に流れて既設管２の破砕残骸からその外径側の土壌１内にしみ込んで地盤を緩やかにするので、更新管２ａが既設管２の破砕残骸をドリル４０の外径側へ押しのけやすくなるとともに、更新管２ａの進行時の抵抗が軽減される。
【００４０】
このようにすれば、図１３に示すように、土壌１内に埋設されていた既設管２を更新管２ａに入れ替えることができる。
【００４１】
以上説明したように、土壌１に発進坑８および到達坑９を堀削するだけで、後は土壌１内の既設管２を破砕して土壌１内に残存させた状態で、更新管２ａを設置している。
【００４２】
特に、準備工程ではロッド１１の送り操作を行うだけで金属製継手６，７の存在位置を認識するようにしており、また破砕工程ではロッド１１の送り操作と同時に継手破砕装置３０の遠隔操作を行うことで金属製継手６，７を破砕するようにしており、さらに更新工程ではロッド１１の送り操作を行うだけで非金属製管３〜５の破砕と更新管２ａの設置とを同時に行うようにしている。
【００４３】
したがって、地中に埋設されているとともに複数の非金属製管３〜５を金属製継手６，７で接続してなる複合構成の既設管２について、それと同様の更新管２ａに入れ替える作業を、簡単かつ迅速に行うことができる。特に、更新工程において、ドリル４０の進行に伴いその進行方向下流側と上流側とから滑材を吐出させるようにしているから、既設管２の破砕と更新管２ａの設置とを円滑かつ迅速に行うことができ、更新作業がスムーズに行えるようになる。
【００４４】
このように、土壌１を掘削して既設管２を取り出してから、更新管２ａを設置するような古典的な工法に比べて、入れ替え作業が簡単かつ迅速に行えるので、入れ替えに要する時間と労力が軽減される等、入れ替えコストを低減するうえで有利となる。
【００４５】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００４６】
（１）上記入れ替え工法において、準備工程から破砕工程への移行を次のようにしてもよい。つまり、図示していないが、準備工程にて発進坑８側に到達したロッド１１を到達坑９に引き戻さずに、この発進坑８に位置しているロッド１１の先端から金属探査装置２０を取り外して、代わりに継手破砕装置３０を取り付ける。こうしてから、ロッド１１を到達坑９側に牽引することにより前記準備工程で認識した金属製継手６，７の存在位置に順次送って当該金属製継手６，７を順次破砕する。このようにした場合、準備工程の探査動作で送ったロッド１１を引き戻す過程で破砕工程を行えるから、ロッド１１の送り戻しに関連する無駄な動作を省けるようになり、入れ替え作業を効率よく迅速に行えるようになる。
【００４７】
（２）上記入れ替え工法において、破砕工程と更新工程とを同時に行うようにすることができる。つまり、図示していないが、例えば準備工程で金属製継手６，７の存在位置を認識して、金属探査装置２０を取り付けているロッド１１が発進坑８側に到達した状態において、この発進坑８に到達したロッド１１を到達坑９に引き戻さずに、この発進坑８に位置しているロッド１１の先端から金属探査装置２０を取り外して、このロッド１１の先端に、継手破砕装置３０とドリル４０と更新管２ａとをこの順番に取り付ける。こうしてから、ロッド１１を到達坑９側に堀削装置１０で牽引することにより前記準備工程で認識した金属製継手６，７と非金属製管３ａ〜３ｃを順次破砕しながら、その破砕跡に更新管２ａを設置する。このようにした場合、準備工程の探査動作で送ったロッド１１を引き戻す過程で破砕工程と更新工程とを同時に行えるから、ロッド１１の送り戻しに関連する無
駄な動作を省けるようになり、入れ替え作業をさらに効率よく迅速に行えるようになる。
【００４８】
（３）上記実施形態において、ドリル４０の胴部４１の後端と円錐部４２とにそれぞれ噴射孔４６ａ，４６ｂを設けた例を挙げているが、これらの噴射孔４６ａ，４６ｂがないものや、いずれか一方側の噴射孔４６ａ（４６ｂ）のみを備えるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る既設管の入れ替え工法の一実施形態で、準備工程の初期段階を示す説明図である。
【図２】図１の続きを示す説明図である。
【図３】図２の続きを示す説明図である。
【図４】図３に続く破砕工程の初期段階を示す説明図である。
【図５】図４の続きを示す説明図である。
【図６】図５の（６）−（６）線断面を拡大して示す矢視図である。
【図７】図５の続きを示す説明図である。
【図８】図７に続く更新工程の初期段階を示す説明図である。
【図９】図８の続きを示す説明図である。
【図１０】図９のドリルで破砕している様子を示す説明図である。
【図１１】図１０のドリルを先端側から見た斜視図である。
【図１２】図１１のドリルを後端側から見た斜視図である。
【図１３】交換完了した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      土壌
２      既設管
３〜５      既設管の非金属製管
６，７      既設管の金属製継手
２ａ    更新管
３ａ〜５ａ    更新管の非金属製管
６ａ，７ａ    更新管の金属製継手
８      発進坑
９      到達坑
１０      堀削装置
１１      ロッド
２０      金属探査装置
３０      継手破砕装置
４０      ドリル
【図１】
2006132283.tif 000003
【図２】
2006132283.tif 000004
【図３】
2006132283.tif 000005
【図４】
2006132283.tif 000006
【図５】
2006132283.tif 000007
【図６】
2006132283.tif 000008
【図７】
2006132283.tif 000009
【図８】
2006132283.tif 000010
【図９】
2006132283.tif 000011
【図１０】
2006132283.tif 000012
【図１１】
2006132283.tif 000013
【図１２】
2006132283.tif 000014
【図１３】
2006132283.tif 000015