(57)【要約】【課題】下水取付管から地下空洞に充填材を送入する送入孔を、該下水取付管壁面に穿設するための下水取付管用削孔装置を提供する。【解決手段】本発明の下水取付管用削孔装置は、下水取付管内に導入可能な径を有して前後両端部が紡錘形状の筒体内に、該筒体の軸に対して略垂直の回転軸備えた管壁削孔機を、該回転軸が該筒体の半径方向に進退可能に設けると共に、該管壁削孔機の背側と腹側とに該管壁削孔機を前進方向と後退方向とに付勢する一組のジャッキ装置を対向して設けることで、該回転軸の先端に装着した回転型切削刃を該筒体の開口から突出でき又撤収できるよう構成してなり、且つ該前後両端部には該筒体を下水取付管内に固定する一対の環状エアパッカーを備えたことを特徴とするものである。【選択図】      図１
2004150256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水取付管内に導入可能な径を有して前後両端部が紡錘形状の筒体内に、該筒体の軸に対して略垂直の回転軸を備えた管壁削孔機を、該回転軸が該筒体の半径方向に進退可能に設けると共に、該管壁削孔機の背側と腹側とに該管壁削孔機を前進方向と後退方向とに付勢する一組のジャッキ装置を対向して設けることで、該回転軸の先端に装着した回転型切削刃を該筒体の開口から突出でき又撤収できるよう構成してなり、且つ該前後両端部には該筒体を下水取付管内に固定する一対の環状エアパッカーを備えたことを特徴とする、下水取付管用削孔装置。
【請求項２】
前記ジャッキ装置が空気圧ジャッキである、請求項１に記載の下水取付管用削孔装置。
【請求項３】
前記前後両端部の少なくとも一方に、下水取付管内に導入し又は下水取付管内より撤収するための移動用牽引索を延設してなる、請求項１又は２に記載の下水取付管用削孔装置。
【請求項４】
前記管壁削孔機は、電力駆動又は圧力流体駆動モータにより前記回転型切削刃を回転させるものである、請求項１又は２に記載の下水取付管用削孔装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水取付管用削孔装置に関し、特に下水管等の欠陥部などから土砂等が流出することにより発生した地下空洞が、下水取付管に近接した位置にある場合に、該下水取付管を利用して効率的に地下空洞を充填するのに使用する、下水取付管用削孔装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路下の地盤内には、上水道、下水道、或いは都市ガス、電力、通信等の種々の管路が埋設されていることが多く、特に下水道系の管路に破損が発生すると、地下水が管の破損部位から漏入すると共に地盤内の土砂の流失が起こり、地盤内に空洞が発生することがある。このような空洞を放置しておくと、規模が拡大して路面の陥没につながるばかりでなく、交通の障害となるほか、各種の構築物等の破損をも引き起こすことにもなる。
【０００３】
そのため路面の異常が発見されたときには、先ず地下空洞の発生が疑われて、舗装面を除去すると共に地下構造の調査が行われ、更に土砂を除去して破損した管路を補修したうえ新たな土砂を充填し、改めて舗装をし直すなどの方法によって、復旧工事を行うのが普通であった。しかしこのように地上から掘削する方法は、大量の土砂を搬出したのち、更に埋め戻す必要があるために工期が長くかかるうえ費用も嵩み、交通の障害となるほか、騒音や粉塵などによる環境汚染の問題もある。
【０００４】
そこで本発明者は、前述の問題の発生を避けるために、地上から土砂の掘削を行う代わりに小径の孔を穿設し、この孔を介して地下の空洞部分に直接に地上から土砂等を充填して、安定化させる工法を発明し、特許を得ている  （特２７３３７５５  、特３０３７９２９）。しかしこのような工法でも、地盤内に各種の管路や構築物等が複雑に設置されている場合などでは、前記の小径孔を穿設する工事が容易でない場合があるため、上記の工法の不利を避け得る新規な工法として、地下空洞の発生原因となった欠陥を持つ埋設管等を利用して空洞を充填する方法  （特願２００１−２５７８７７）を提案している。しかしこの新規工法でも、補修工事の期間中において、埋設管の部分的な使用停止や流路変更などの、仮工事が必要となる場合があり、交通障害や環境汚染の削減にも限度があった。
【０００５】
ところで上記のような地下空洞についての最近の調査によれば、その発生原因の３分の２以上を、下水本管に接続される下水取付管に生じた欠陥と、下水本管と該取付管との分岐部分に生じた欠陥とが占めることが判明した。従って、発生した地下空洞の３分の２以上は、下水取付管に近接した位置に存在している、と言うことができる。
【０００６】
上記のように、発生した地下空洞が下水取付管に近接した位置にある場合、下水取付管を介して地下空洞の充填工事を実施できれば、下水本管の使用停止や流路変更などの作業による環境への影響や、作業に要する労力や時間等を大幅に削減できると考えられる。そこで、先願の発明技術と同じく地下の構築物等に損傷を与えることなく、また下水本管の機能を殆ど阻害することなく、環境への影響も大幅に削減できる、下水取付管を利用する地下空洞充填工法を提案し、特許出願している  （特願２００２−２００２７２）。
【０００７】
ところで、地表に面して設置された上部枡と地下の下水本管とを繋ぐ下水取付管は、一般に径が１５ｃｍ程度の細い陶管などで構成されることが多く、また地中に埋設された水道管や電線管などを避けて設けるために、３０°，６０°，９０°というような屈曲部を含んで、急傾斜となるように埋設されていることが多い。そのため従来は、このような埋設状態にある下水取付管に、周囲の土砂を取り除くことなく補修などの工事を施すことは、不可能と考えられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記のような下水取付管に近接した位置にある地下空洞を充填する工法を、効率的に実施するに適した装置を提供することを目的としたもので、具体的には、下水取付管内に導入して、該下水取付管から地下空洞に充填材を送入する送入孔を、該下水取付管壁面に穿設するための、新規な下水取付管用削孔装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の下水取付管用削孔装置は、下水取付管内に導入可能な径を有して前後両端部が紡錘形状の筒体内に、該筒体の軸に対して略垂直の回転軸を備えた管壁削孔機を、該回転軸が該筒体の半径方向に進退可能に設けると共に、該管壁削孔機の背側と腹側とに該管壁削孔機を前進方向と後退方向とに付勢する一組のジャッキ装置を対向して設けることで、該回転軸の先端に装着した円筒形切削刃を該筒体の開口から突出でき又撤収できるよう構成してなり、且つ該前後両端部には該筒体を下水取付管内に固定する一対の環状エアパッカーを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の下水取付管用削孔装置において用いられるジャッキ装置としては、特に限定されるものではないが、空気圧ジャッキや油圧ジャッキのような流体圧駆動のジャッキ装置や、電動モータ駆動の機械的ジャッキなども用いることができる。中でも、空気圧ジャッキなどの流体圧ジャッキが好ましく用い得る。
【００１１】
また本発明の下水取付管用削孔装置において、前記前後両端部の少なくとも一方に、下水取付管内に導入し又は下水取付管内より撤収するための、移動用牽引索を延設して構成すると、下水取付管用削孔装置の下水取付管への導入や導出が容易となり、曲折の多い下水取付管でも正確な位置に削孔装置を固定できる効果が得られる。
【００１２】
また本発明の下水取付管用削孔装置に内蔵して用いられる前記管壁削孔機は、電力駆動又は圧力流体駆動モータにより前記回転型切削刃を回転させるものであってよく、通常利用される電動モータのほかに、圧力水や圧縮空気などを動力源とするタービンなどを、作業現場の環境に応じて適宜に選択して、利用することができ、作業の安全と作業環境の保護とを容易に調和させることができる利点がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の下水取付管用削孔装置を、図１〜３に基づいて説明する。  図において、Ａは地下空洞の近傍に存在している下水取付管であり、Ｂは、下水取付管Ａに設けた地下空洞充填用の土砂等の送入路の開口である。一般的には、上記の目的に利用するのに適した開口Ｂは、下水取付管Ａには設けられていないので、空洞充填工法を適用しようとする地下空洞と、その近傍に存在する下水取付管Ａとの状況を充分に調査した上、先ず地下空洞に充填材を送入するに適した開口Ｂの位置を選定し、その後に下水取付管Ａ内に本発明の下水取付管用削孔装置Ｃを導入して、下水取付管Ａの管壁に開口Ｂを穿設する必要がある。
【００１４】
図に示す下水取付管用削孔装置Ｃにおいて、１は下水取付管Ａ内に導入できる寸法を有する筒体であり、その前側部１ａ及び後側部１ｂは、屈曲して埋設された下水取付管Ａ内にも容易に導入できるように、紡錘形状に細くなっている。これらの前側部１ａの前端と、後側部１ｂの後端には、それぞれ牽引索２ａ、２ｂが結合できるようになっていて、これらの牽引索のいずれかを牽引することにより、下水取付管Ａ内に下水取付管用削孔装置Ｃを引き込み、或いは引き出すことができるようになっている。
【００１５】
また、これらの前側部１ａと後側部１ｂの外側には、それぞれ環状のエアパッカー３ａと３ｂが設けてあり、これらの環状エアパッカー３ａと３ｂの内部空間は、加圧空気管３ｃとそれぞれ連通している。これらの環状エアパッカー３ａと３ｂは、通常は収縮した状態にあるが、加圧空気管３ｃを通じて地上から送られた空気により膨張し、下水取付管Ａの内壁面と下水取付管用削孔装置Ｃの外面との隙間を封止して、下水取付管用削孔装置Ｃを下水取付管Ａ内に固定できるように構成されている。
【００１６】
また、筒体１の中央部１ｃ内には、筒体１の軸と垂直方向に向かう回転軸４ａを備えた管壁削孔機４が、該回転軸４ａが突出している向きに対して背側に設けた空気圧ジャッキ５と、同じく腹側に設けた空気圧ジャッキ６とに挟まれた状態で、回転軸４ａの方向に進退が可能に収容されている。そして更に、回転軸４ａの先端には、例えば円筒形などの回転型切削刃４ｂが取り付けられており、中央部１ｃの壁面に形成された切削窓１ｄから外に向かって、回転型切削刃４ｂが出没できるように構成されている。
【００１７】
上記の空気圧ジャッキ５と空気圧ジャッキ６とは、それらの内部空間がそれぞれ圧縮空気導管５ａと圧縮空気導管６ａとに連通していて、これらの圧縮空気導管５ａと６ａから供給された圧縮空気により膨張して、管壁削孔機４を背側と腹側とから支持するようになっている。そしてまた、空気圧ジャッキ５と空気圧ジャッキ６との一方を膨張させると同時に、他方を収縮させることにより、管壁削孔機４を腹側方向又は背側方向に付勢して、回転軸４ａの方向に沿って前進又は後退させることができるようになっている。
【００１８】
従って、管壁削孔機４の背側の空気圧ジャッキ５を膨張させるときに、回転軸４ａに取り付けた回転型切削刃４ｂを回転させるようにすると、回転型切削刃４ｂは前進して切削窓１ｄから突出し、下水取付管Ａの内壁面を削孔して開口Ｂを形成することができる。次いで、管壁削孔機４の腹側の空気圧ジャッキ６を膨張させると共に、空気圧ジャッキ５を収縮させると、回転軸４ａに取り付けた回転型切削刃４ｂは後退し、開口Ｂを形成する際に切り取られた下水取付管Ａの内壁面の円柱部分を、回転型切削刃４ｂの中に取り込んだ状態で引き出して、筒体１内に回収することができる。
【００１９】
このような本発明の下水取付管用削孔装置Ｃを用いて、地下空洞を充填するに当たっては、施工対象となる地下空洞と下水管等の埋設管との位置関係を充分調査して、下水取付管を利用して地下空洞の充填を実施することの有利さを先ず確認し、次いで下水取付管に充填材送入用の開口を設けることの適否を検討する。こうした検討結果から、本発明の下水取付管用削孔装置Ｃを用いることが適切であると判定された後、現地の下水取付管の径に適合した寸法の下水取付管用削装置Ｃを選定して、地下空洞の充填工事に着手することが、好ましい。
【００２０】
地下空洞の充填工事を開始するには、先ず、地下空洞に充填材を送入するために、下水取付管Ａにおける開口Ｂを設ける位置を、上記の調査に基づいて決定する必要がある。そして下水取付管の削孔位置を決定したのち、下水取付管用削孔装置Ｃを正確に下水取付管の削孔位置に固定するために、測量などの必要な準備を行う。そして更に必要があれば、下水取付管の中に牽引索２ａなどを挿通しておき、下水取付管用削孔装置Ｃを上部枡から下水取付管Ａの所定位置に導入して、環状エアパッカー３ａと３ｂを膨張させ、下水取付管用削孔装置Ｃを正しい削孔位置に固定する。
【００２１】
こうして管壁削孔機４の回転型切削刃４ｂを回転させると共に、空気圧ジャット５を膨張させて、回転型切削刃４ｂにより下水取付管Ａの壁に開口Ｂを形成する。その後、空気圧ジャッキ６を膨張させて回転型切削刃４ｂ撤収し、次いで環状エアパッカー３ａと３ｂを収縮させた後、下水取付管用削孔装置Ｃを牽引索２ｂなどにより引き戻して、上部枡を経由して回収する。
【００２２】
更に開口Ｂの状況を検査して、充填材の送入に支障があるか無いかを確認し、必要があれば、更に充填材送入孔の追加的掘削などを行って、特願２００２−２００２７２  で提案した地下空洞充填工法などに従い、地下空洞へ充填材を注入する。そして地下空洞の充填が終わったのち、下水取付管Ａの開口Ｂを充填したうえ封止し、更に開口Ｂ部分を含む下水取付管Ａの内面を補修し、必要に応じて新たにライニングを施すなどして、下水取付管を利用する地下空洞充填工事を完了する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の下水取付管用削孔装置を使用する地下空洞充填工法によれば、比較的に小径で屈曲が著しい下水取付管を利用して、効率的に施工を進めることができるので、工数が少なく且つ工期も短くて済むほか、地上或いは地表に近い位置での作業が多くなり、作業用装置が小型化するばかりでなく、取扱いに伴う作業量も、大幅な軽減が期待される。
しかも路面に損傷を与えることが少なく、工事による環境汚染の恐れも殆どなく、しかも工事費用も削減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の下水取付管用削孔装置の構造を説明する縦断面図である。
【図２】本発明の下水取付管用削孔装置のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図３】下水取付管内に設置した本発明の下水取付管用削孔装置の正面図である。
【符号の説明】
Ａ          下水取付管
Ｂ          開口
Ｃ          下水取付管用削孔装置
１          筒体
１ａ        前側部
１ｂ        後側部
１ｃ        中央部
１ｄ        切削窓
２ａ，２ｂ  牽引索
３ａ，３ｂ  環状エアパッカー
３ｃ        加圧空気管
４          管壁削孔機
４ａ        回転軸
４ｂ        回転型切削刃
５          空気圧ジャッキ
５ａ        圧縮空気導管
６          空気圧ジャッキ
６ａ        圧縮空気導管
【図１】
2004150256.tif 000003
【図２】
2004150256.tif 000004
【図３】
2004150256.tif 000005