(57)【要約】【課題】  鋼製カラーや注入ソケット等に遭遇しても切削が可能で、新管を推進する場合もその事が原因で掘削機が運転停止に追い込まれることがなく、スムーズな管の改築を可能にする。【解決手段】  改築する既設マンホールのそれぞれの内側に隣接させて発進立坑と到達立坑を新設し、複数の回転刃を備えた走行自在の切断機を発進立坑から既設管内を走行させて既設管と接続部材を回転刃で切断し、同切断と並行して切断された既設管内空間に充填材を充填し、充填後の既設管を推進式の掘削機で破砕して既設管と充填材を掘進しながら推進管である新管を後方から推進させて既設管を新管に置換する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の接続部材で接続されたコンクリート製の地中埋設の既設管を新管に置換する既設管の改築工法であって、改築する既設マンホールのそれぞれの内側に隣接させて発進立坑と到達立坑を設置し、複数の回転刃を備えた走行自在の切断機を発進立坑から到達立坑に向けて既設管内を走行させて既設管と接続部材を回転刃で複数箇所切断し、同切断された既設管内空間に切断と同時に充填材を充填して土圧等による既設管の破損を防止し、充填後の既設管を推進式の掘削機で破砕して既設管と充填材を掘進しながら掘削機に後続する推進管である新管に置換して改築することを特徴とする、既設管の改築工法。
【請求項２】
既設管内に堆積物がある場合において、既設管内の堆積物を除去した後に切断機を走行して切断するようにした請求項１記載の既設管の改築工法。
【請求項３】
切断機を発進立坑から出発させた後既設管の始端部を遮断し、切断機の後方で既設管内を同時に前後に遮断しながら到達立坑から切断機を通じて送給した充填材を遮断後方の既設管内に注入して充填するようにした請求項１又は２記載の既設管の改築工法。
【請求項４】
既設管と接続部材を十字状に４箇所切断するようにした請求項１〜３いずれか記載の既設管の改築工法。
【請求項５】
充填材が貧配合モルタルである請求項１〜４いずれか記載の既設管の改築工法。
【請求項６】
既設管内を走行する台車に管路方向に切削する複数の回転刃を放射状に取り付け、同回転刃後方の台車最尾端位置に既設管内部を前後に遮断する遮断盤を取り付け、同遮断盤後方の既設管内空間に充填材を注入する充填材注入手段を設け、遮断盤後方の既設管内の空気を遮断盤の前方へ抜く空気抜き手段を設けた既設管の改築装置。
【請求項７】
回転刃を切断方向に沿って複数取り付け、段階的に切断深さを順次深くして負荷を低減できるようにした請求項６記載の既設管の改築装置。
【請求項８】
回転刃前方の切断箇所に向けて切削水を噴射する切削水噴射手段を設けた請求項６又は７記載の既設管の改築装置。
【請求項９】
台車の車輪及び回転刃を既設管の内径方向へ進退自在に取り付け、既設管の内径の違いに対応できるようにした請求項６〜８いずれか記載の既設管の改築装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設管の老朽化に伴う管路の改築を行うための推進工法による改築技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の改築工法は、一般的には開削による管敷設工法での施工箇所が前提で、コンクリート管等の破砕もしくは撤去または切断が主目的であり、鋼製の材料が埋設されていない区間での管更新工法が行なわれている。しかしながら、管推進工法で埋設された区間においては、接続部に鋼製やステンレス製等のカラーが装着されているために、既設管の掘進や撤去時に作業がストップする可能性があった。
【特許文献１】特開平１０−１６００４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、鋼製カラーや注入ソケット等に遭遇しても切削が可能で、新管を推進する場合もその事が原因で掘削機が回転停止に追い込まれることがなく、管のスムーズな改築を可能にする既設管の改築工法及び改築装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  金属製の接続部材で接続されたコンクリート製の地中埋設の既設管を新管に置換する既設管の改築工法であって、改築する既設マンホールのそれぞれの内側に隣接させて発進立坑と到達立坑を設置し、複数の回転刃を備えた走行自在の切断機を発進立坑から到達立坑に向けて既設管内を走行させて既設管と接続部材を回転刃で複数箇所切断し、同切断された既設管内空間に切断と同時に充填材を充填して土圧等による既設管の破損を防止し、充填後の既設管を推進式の掘削機で破砕して既設管と充填材を掘進しながら掘削機に後続する推進管である新管に置換して改築することを特徴とする、既設管の改築工法
２）  既設管内に堆積物がある場合において、既設管内の堆積物を除去した後に切断機を走行して切断するようにした前記１）記載の既設管の改築工法
３）  切断機を発進立坑から出発させた後既設管の始端部を遮断し、切断機の後方で既設管内を同時に前後に遮断しながら到達立坑から切断機を通じて送給した充填材を遮断後方の既設管内に注入して充填するようにした前記１）又は２）記載の既設管の改築工法
４）  既設管と接続部材を十字状に４箇所切断するようにした前記１）〜３）いずれか記載の既設管の改築工法
５）  充填材が貧配合モルタルである前記１）〜４）いずれか記載の既設管の改築工法
６）  既設管内を走行する台車に管路方向に切削する複数の回転刃を放射状に取り付け、同回転刃後方の台車最尾端位置に既設管内部を前後に遮断する遮断盤を取り付け、同遮断盤後方の既設管内空間に充填材を注入する充填材注入手段を設け、遮断盤後方の既設管内の空気を遮断盤の前方へ抜く空気抜き手段を設けた既設管の改築装置
７）  回転刃を切断方向に沿って複数取り付け、段階的に切断深さを順次深くして負荷を低減できるようにした前記６）記載の既設管の改築装置
８）  回転刃前方の切断箇所に向けて切削水を噴射する切削水噴射手段を設けた前記６）又は７）記載の既設管の改築装置
９）  台車の車輪及び回転刃を既設管の内径方向へ進退自在に取り付け、既設管の内径の違いに対応できるようにした前記６）〜８）いずれか記載の既設管の改築装置
にある。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、掘削前に切断機で既設管と金属製の接続部材を予め切断するから、掘削時に切断された既設管及び接続部材が分離して推進を妨げることなく円滑に掘進して新管を埋入させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の切断機は、到達立坑のウインチ等で牽引されて走行又は自走する台車に複数の回転刃を放射状に取り付けた構造で、台車の最尾端部には台車後方の既設管内部を水密状態に遮断するパッキンを備えた遮断盤を取り付け、同遮断盤の後方に充填材を注入する充填材注入手段と、密閉盤後方の空気を密閉盤前方へ抜く空気抜き手段を設け、掘削時の地盤崩落を防止する。
【０００７】
回転刃は切断方向に沿って径の異なるものを複数設け、段階的に切断深さを順次深くして負荷を低減できるようにする。回転刃前方には高水圧の切削水を供給する切削水噴射手段を設け、切削時の冷却及び粉塵の抑制を図る。台車の車輪と回転刃は既設管の内径方向に進退自在に取り付け、既設管の内径に応じて調整できるようにする。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例の切断機の説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１のＣ−Ｃ断面図、図５は実施例の回転刃の説明図、図６は実施例の既設管の洗浄を示す説明図、図７は実施例の発進立坑の設置を示す説明図、図８は実施例の既設管の切断と充填材の充填を示す説明図、図９は実施例の既設管の掘削を示す説明図、図１０は実施例の裏込め材の注入と目地の仕上げを示す説明図、図１１は実施例の新管の説明図、図１２は実施例の埋め戻しを示す説明図である。
【０００９】
本実施例の改築工法に用いる切断機１は、図１〜５に示すようにウインチで牽引されて走行する台車２に複数の回転刃６を放射状に取り付け、台車２の最尾端部に台車２後方の既設管Ｔ内部を水密状態に遮断する遮断盤１０を取り付け、同遮断盤１０の後方に充填材Ｍを注入する充填材注入手段を設け、遮断盤１０後方の空気を遮断盤１０前方へ抜く空気抜き手段を設けている。
【００１０】
台車２は、筒状の基体３の外周にシリンダ４ａでパンタグラフ状に進退する進退装置４を介して車輪５を取り付け、この台車２を既設管Ｔの長さに応じて複数連結している。進退装置４は連結される台車２毎に上下左右に交互に配置し、回転刃６及び遮断盤１０は最後尾に連結される台車２に取り付けている。
【００１１】
回転刃６はダイヤモンドカッターからなり、一次切削用の小回転刃６ａと二次切削用の大回転刃６ｂとを備え、回動可能な脚部材７を介して１つの台車２当たり４組を十字状に取り付けている。大回転刃６ｂは切削深調整ジャッキ８で既設管Ｔの肉厚に応じて切削深さを調整できるようにしている。また、回転刃６の前方には高水圧の切削水を吐出するジェットホース９を取り付け、回転刃６や切削部分の冷却，粉塵の抑制を行えるようにしている。６ｃはモータである。
【００１２】
遮断盤１０は既設管Ｔの内径よりやや小径で、外周縁に膨縮自在のエアー式のパッキン１１を取り付けて既設管Ｔの内面と密接できるようにしている。充填材注入手段は台車２の基体３内を通じて配置したホース１２を最後尾から遮断盤１０の後面側へ引き回し、到達立坑側から供給した充填材Ｍを切削と並行して注入できるようにしている。また、遮断盤１０にはその後方の空気を前方へ抜く電動式のエアー抜き装置１３を取り付けている。
【００１３】
本実施例では、まず準備工として既設管Ｔ内を洗浄する（図６参照）。図中、１４は排土貯留槽、１５は排土コンテナタンク、１５ａは吸引パイプ、１６は吸泥排土装置、１７はジェットホース、Ｂは沈澱物、Ｇは地盤、Ｈは既設マンホールである。既設管Ｔ内には堆積土砂や汚水等の沈澱物Ｂが存在しており、ジェットホース１７で既設管Ｔ内の沈澱物Ｂに高圧水を吹き付け、吸泥排土装置１６の吸引力で吸引パイプ１５ａを通じて排土貯留槽１４に回収する。
【００１４】
次に、一次工程として立坑設置工を行う（図７参照）。図中、１８はバックホー（又はクラムシェル）、１９は掘削土砂運搬車、Ｋ１は発進立坑、Ｇａは土砂である。一次工程は、既設マンホールＨの１スパン内側に管径にも左右されるが、φ８００ｍｍクラスの場合は発進Ｌ＝４０００×Ｗ＝２５００、到達φ２５００ｍｍの立坑を設置する。基本的には深礎工法とするが、施工条件によっては揺動式沈設坑を旧管頂部まで掘削し、以下は深礎工法で段下がりする。地表面は覆土板架設とする。
【００１５】
次に、二次工程として旧管切断工を行う（図８参照）。図中、２０はウインチ、２０ａはワイヤー、Ｋ２は到達立坑である。二次工程は発進立坑Ｋ１より既設管Ｔの上下左右を複数片に切断する作業である。まず、既設管Ｔ内の始終端に渡ってワイヤー２０ａを設置し、その他図示しないエアーホース，油圧ホース，動力線，中込モルタル注入ホース，ジェット高圧ホース，照明線等を同時に管内に引き込み、到達立坑Ｋ２にはウインチ２０を設置する。
【００１６】
発進立坑Ｋ１内では切断機１を組み立てるとともに各配線，配管を接続して既設管Ｔの始端に配置し、ジェットホース９から切削水を噴水させるとともに回転刃６を回転させて所定深さまで切削深調整シリンダ８を伸長させ、ウインチ２０でワイヤー２０ａを緊張して切断状況に応じてウインチ２０で巻き取りながら切断機１を走行させる。回転刃６は先に小回転刃６ａで中程まで切削した後、大回転刃６ｂで所要深さまで段階的に切削するようにし、切断が負荷なく円滑に行なわれる。
【００１７】
既設管Ｔがある程度分割切断できた後に遮断盤１０のパッキン１１を膨張させ、エアー抜き装置１３でエアーを抜きながらホース１２で充填材Ｍを切断後の既設管Ｔ内に注入する。この際、発進立坑Ｋ１には既設管Ｔの始端部にエアー抜きバルブを備えた肓蓋を設置して妻枠とする（図示せず）。この切断と注入の工程を到達立坑Ｋ２まで並行しながら行う。なお、充填材Ｍの注入は既設管Ｔの切断に伴う管全体の破損や地山，地下水の流入を防止するために行なわれるものである。
【００１８】
次に、三次工程として新管推進工を行う（図９参照）。図中、２１は掘削機、２２は元押しジャッキ、２３は支圧壁、２４は発進架台、Ｓは新管である。掘削機２１は推進式で一般的な破砕型を用い、充填材Ｍが充填された既設管Ｔを模擬岩盤と想定して掘進を行う。掘削機２１は掘削しながら既設管Ｔの破砕片や充填材Ｍを取り込んで後方へ排除し、新管Ｓは掘削機２１に順に後続させて既設管Ｔと置換していく。
【００１９】
次に、四次工程として裏込め注入工、管目地工を行う（図１０（ａ），（ｂ）参照）。図中、２５は注入コック、２６は裏込め材である。次に五次工程として管接続工を行う（図１１参照）。五次工程では推進完了後に到達立坑Ｋ２で管の空押しを行ない、既設マンホールＨに接続する。発進立坑Ｋ１では坑外からの管敷設を行ない、全管コンクリートとする。最後に六次工程として立坑復旧工を行う（図１２参照）。図中、２７はタイヤローラー、２８は振動ローラーである。六次工程では管内清掃後立坑埋め戻しを行ない、路面復旧を行う。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の既設管の改築工法及び改築装置は、鋼製のカラーや注入ソケット等が存在して掘削機で容易に破砕できない管路の改築に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例の切断機の説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】実施例の回転刃の説明図である。
【図６】実施例の既設管の洗浄を示す説明図である。
【図７】実施例の発進立坑の設置を示す説明図である。
【図８】実施例の既設管の切断と充填材の充填を示す説明図である。
【図９】実施例の既設管の掘削を示す説明図である。
【図１０】実施例の裏込め材の注入と目地の仕上げを示す説明図である。
【図１１】実施例の新管の埋設を示す説明図である。
【図１２】実施例の埋め戻しを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  切断機
２  台車
３  基体
４  進退装置
４ａ  シリンダ
５  車輪
６  回転刃
６ａ  小回転刃
６ｂ  大回転刃
６ｃ  モータ
７  脚部材
８  切削深調整ジャッキ
９  ジェットホース
１０  遮断盤
１１  パッキン
１２  ホース
１３  エアー抜き装置
１４  排土貯留槽
１５  排土コンテナタンク
１５ａ  吸引パイプ
１６  吸泥排土装置
１７  ジェットホース
１８  バックホー
１９  掘削土砂運搬車
２０  ウインチ
２０ａ  ワイヤー
２１  掘削機
２２  元押しジャッキ
２３  支圧壁
２４  発進架台
２５  注入コック
２６  裏込め材
２７  タイヤローラー
２８  振動ローラー
Ｂ  沈澱物
Ｇ  地盤
Ｇａ  土砂
Ｈ  既設マンホール
Ｋ１  発進立坑
Ｋ２  到達立坑
Ｍ  充填材
Ｓ  新管
Ｔ  既設管
【図１】
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【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】
2006125063.tif 000009
【図８】
2006125063.tif 000010
【図９】
2006125063.tif 000011
【図１０】
2006125063.tif 000012
【図１１】
2006125063.tif 000013
【図１２】
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