(57)【要約】【課題】通信などのライフラインケーブルを収容する地中埋設管路を増設する場合に、路面を掘り起こす必要のない非開削工法により既設地中埋設管路に沿って新たな管路を増設でき、かつ、周辺埋設物と一定の離隔を確保することができる地中埋設管路増設方法及びその装置を提供する。【解決手段】地中埋設管路増設用削孔体４の側面に設けた半円筒状アーム６が既設地中埋設管路１の周面を把持して、該管路をガイドとして摺動し、送り出し装置１９が地中埋設管路増設用削孔体４の後部に接続した、該送り出し装置１９からの圧縮力に耐え得る剛性と必要に応じて撓み得る可とう性を有する増設管路５を送り出し、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持しながら地中を掘進する。これにより、路面を掘り起こす開削工法によることなく非開削工法により既設地中埋設管路をガイドとして該管路に近接して新しい地中埋設管路を増設することができる。また、周辺埋設物と一定の離隔を確保することができる。【選択図】        図１
2004150031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中埋設管路増設用削孔体の側面に設けた半円筒状アームが既設地中埋設管路の周面を把持しつつ該管路をガイドとして摺動し、送り出し装置が前記地中埋設管路増設用削孔体に接続した、該送り出し装置からの圧縮力に耐え得る剛性と必要に応じて撓み得る可とう性を有する新たに埋設する増設管路に推進力を与えつつ該増設管路を送り出し、前記増設管路の先端部に取り付けた前記地中埋設管路増設用削孔体が前記増設管路を介して与えられる推進力と前記地中埋設管路増設用削孔体から与える超音波振動により、前記既設地中埋設管路に沿って所定の線形を維持しながら地中を掘進することを特徴とする地中埋設管路増設方法。
【請求項２】
送り出し装置により推進力を与えつつ送り出される、該送り出し装置からの圧縮力に耐え得る剛性と必要に応じて撓み得る可とう性を有する増設管路に接続され、既設地中埋設管路に沿って所定の線形を維持しながら地中を掘進する地中埋設管路増設用削孔体と、前記地中埋設管路増設用削孔体の側面に設けられ、前記既設地中埋設管路に対して横方向からの脱着が可能で、該管路の周面を把持すると共に該既設地中埋設管路をガイドとして摺動する半円筒状アームを備えたことを特徴とする地中埋設管路増設装置。
【請求項３】
前記半円筒状アームは、弾性部材から成り、前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、前記既設地中埋設管路の外径よりも大きい外径を有する継ぎ手部を、弾性変形して通過することを特徴とする請求項２記載の地中埋設管路増設装置。
【請求項４】
前記半円筒状アームは、その内面に前記既設地中埋設管路に接するボールベアリング状の回転球体を備えた弾性部材から成り、前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、前記既設地中埋設管路との間の摩擦抵抗を軽減することを特徴とする請求項２記載の地中埋設管路増設装置。
【請求項５】
前記地中埋設管路増設用削孔体は、前記既設地中埋設管路に対する位置に応じて回転制御されるテーパー状掘削体を備え、前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、そのテーパー部に作用する地盤反力により、前記既設地中埋設管路に沿って所定の線形を維持するように姿勢を制御できることを特徴とする請求項２記載の地中埋設管路増設装置。
【請求項６】
前記半円筒状アームは、前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、その掘進方向に水を噴射する第１の水噴射部を備えたことを特徴とする請求項２記載の地中埋設管路増設装置。
【請求項７】
前記地中埋設管路増設用削孔体は、その内部に前記テーパー状掘削体のテーパー部を超音波振動させる超音波振動体を備えたことを特徴とする請求項５記載の地中埋設管路増設装置。
【請求項８】
前記テーパー状掘削体は、前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、その掘進方向に水を噴射する第２の水噴射部を備え、前記地中埋設管路増設用削孔体から与える超音波振動によるキャビテーション効果を発生し易くしたことを特徴とする請求項７記載の地中埋設管路増設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信、電力、放送等のライフラインケーブルを収容する既設地中埋設管路等の増設工事において適用可能な地中埋設管路増設方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信、電力、放送等のケーブルは、地中に埋設された地中埋設管路に収容され、
ユーザ宅まで配線されている。これらのケーブルの配線の需要が増加した場合には、ケーブルを追加して既設の地中埋設管路に収容して対応する。一方、地中埋設管路の空き空間がなくケーブルを収容することができないときは、新しい地中埋設管路を、開削工法または非開削工法によって増設して対応するようにしている。
【０００３】
しかし、ユーザ宅近傍の歩道部あるいはユーザ宅の敷地内には、通信、電力、放送、ガス、水道、下水等の種々のライフラインが輻輳して埋設されているため、新しい地中埋設管路を増設するには、既存のライフラインを回避する必要がある。したがって、新しい地中埋設管路を開削工法によって増設する場合には、機械掘削に伴って起こりがちな設備事故を回避する必要があることから、人力による「手掘り」掘削が行われる。一方、非開削工法によって増設する場合には、パイロット管等が輻輳する種々の埋設物に対して衝突しないよう十分な離隔をとる必要があり、場合によっては、既設マンホールの近くに新たなマンホールを増設して対応していた。
【０００４】
非開削工法によって新しい地中埋設管路を増設する一例として、ロッド管の先端部に埋設管破砕・新設管引込装置を取り付けた後、元押装置をロッド管の貫入方向と逆方向に作動させることにより、地下埋設管をスリット状に破砕し、その際に順次新ロッド管とパイロット管を接続する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、地中埋設管を設置する場合の方向制御に関して、可とう性管を地中に推進埋設させる際に方向制御シリンダを設けることにより、方向制御を容易にする技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、地中埋設管路を設置する場合の地中埋設管路の地中における推進についての技術に関し、振動子によって発生させた超音波振動を打込物に伝えることによって、打込物を地盤中打ち込む技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。また、地中埋設管路を設置する場合の地中埋設管路の地中における推進についての技術に関し、振動子によって発生させた超音波振動を効率的に軟弱地盤に伝えることのできる超音波振動ヘッドの技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２６１９９８号公報（段落〔００１１〕、図２、図５、図６）
【特許文献２】
特開平２００１−２０６６５号公報（段落〔００１６〕〜〔００１９〕、図５、図６）
【特許文献３】
特開２０００−３４７２７号公報（段落〔００１３〕、〔００１４〕、図１）
【特許文献４】
特開２０００−２７１６８号公報（段落〔００２８〕〜〔００３２〕、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、新しい地中埋設管路を増設するには、開削工法または非開削工法によって対応する。しかしながら、以下のような課題があった。
【０００８】
開削工法によって新しい地中埋設管路を増設する場合における「手掘り」掘削では、機械掘削と比較して低効率になり、施工費用が増加するという問題がある。また、施工時間が長くなり、通行人の誘導・規制時間の増加等の道路占有による負担や、掘削した土砂の運搬による交通量の増加等によって、周辺環境に与える影響が大きくなるという問題がある。
【０００９】
一方、非開削工法によって新しい地中埋設管路を増設する場合には、パイロット管等が、輻輳する周辺埋設物に衝突しないように配慮する必要がある。実際には、パイロット管等の位置検知及び方向制御が難しい場合が少なくない。さらに、既設地中埋設管路のごく近傍に隣接させて地中埋設管路を新たに増設するのは困難であり、このような場合は、マンホールを増設したり、開削工法へ切り替えたりして対応せざるを得なかった。つまり、非開削工法によって新しい地中埋設管路を増設する場合は、既設地中埋設管路を避けて埋設を行い、他の既設埋設管路との衝突を回避する必要があるため、施工上の困難性が伴うという問題があった。
【００１０】
本発明は上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、地中埋設管路を増設する場合、路面を掘り起こす必要のない非開削工法により既設地中埋設管路をガイドとして該管路に近接して新たな管路を増設でき、かつ、周辺埋設物と一定の離隔を確保することができる地中埋設管路増設方法及びその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の地中埋設管路増設方法は、地中埋設管路増設用削孔体の側面に設けた半円筒状アームが既設地中埋設管路の周面を把持しつつ該管路をガイドして摺動し、送り出し装置が地中埋設管路増設用削孔体に接続した、該送り出し装置からの圧縮力に耐え得る剛性と必要に応じて撓み得る可とう性を有する新たに埋設する増設管路に推進力を与えつつ増設管路を送り出し、増設管路の先端部に取り付けた地中埋設管路増設用削孔体が増設管路を介して与えられる推進力と地中埋設管路増設用削孔体から与える超音波振動により、既設地中埋設管路に沿って所定の線形を維持しながら地中を掘進することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２記載の地中埋設管路増設装置は、送り出し装置により推進力を与えつつ送り出される、該送り出し装置からの圧縮力に耐え得る剛性と必要に応じて撓み得る可とう性を有する増設管路を後部に接続し、既設地中埋設管路に沿って所定の線形を維持しながら地中を掘進する地中埋設管路増設用削孔体と、地中埋設管路増設用削孔体の側面に設けられ、既設地中埋設管路に対して横方向からの脱着が可能で、該管路の周面を把持すると共に既設地中埋設管路をガイドとして摺動する半円筒状アームを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
この地中埋設管路増設方法及び地中埋設管路増設装置では、増設管路が剛性かつ可とう性を有するから、送り出し装置が増設管路に推進力を与える。これにより、地中埋設管路増設用削孔体は地中を掘進することができる。また、半円筒状アームは、地中埋設管路増設用削孔体の側面に設けられ既設地中埋設管路を把持して摺動するから、地中埋設管路増設用削孔体とともに地中を推進し、地中埋設管路増設用削孔体は既設地中埋設管路から所定の位置を掘進させることができる。
【００１４】
請求項３記載の半円筒状アームは、請求項２の地中埋設管路増設装置の一部であり、弾性部材から成り、地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、既設地中埋設管路の外径よりも大きい外径を有する継ぎ手部を、弾性変形して通過するように構成したものである。
【００１５】
この地中埋設管路増設装置では、半円筒状アームは弾性部材から成るから、既設地中埋設管路に対して、その長手方向に垂直な横方向からの脱着が可能である。また、半円筒状アームは、継ぎ手部に対して弾性変形し、既設地中埋設管路の継ぎ手部から逃げるようにその径の外方向に広がる。また、継ぎ手部を通過した後は、元の形状に戻る。
【００１６】
請求項４記載の半円筒状アームは、請求項２の地中埋設管路増設装置の一部であり、その内面に既設地中埋設管路に接するボールベアリング状の回転球体を備えた弾性部材から成り、地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、既設地中埋設管路との間の摩擦抵抗を軽減するように構成したものである。
【００１７】
この地中埋設管路増設装置では、半円筒状アームはボールベアリング状の回転球体を備えた弾性部材から成るから、既設地中埋設管路に対する摺動摩擦抵抗が軽減し、かつその脱着も可能になる。また、継ぎ手部に対して弾性変形する場合、ボールベアリング状の回転球体に付勢されて既設地中埋設管路の継ぎ手部から逃げるようにその径の外方向に広がるから、継ぎ手部を容易に通過することができる。また、継ぎ手部を通過した後は、元の形状に戻る。
【００１８】
請求項５記載の地中埋設管路増設用削孔体は、請求項２の地中埋設管路増設装置の一部であり、既設地中埋設管路に対する位置に応じて回転制御されるテーパー状掘削体を備え、地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、そのテーパー部に作用する地盤反力により、地中埋設管路に沿って所定の線形を維持するよう姿勢を制御するように構成したものである。
【００１９】
この地中埋設管路増設装置では、地中埋設管路増設用削孔体に備えたテーパー状掘削体を回転させ地盤反力をとることにより、そのテーパー部に作用する地盤反力によって地中埋設管路増設用削孔体を所定の位置に移動させることにより、地中埋設管路増設装置を既設地中埋設管路に対して所定の位置に維持することから、後続して接続される増設管路を所定の位置に埋設することができる。
【００２０】
請求項６記載の半円筒状アームは、請求項２の地中埋設管路増設装置の一部であり、地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、その掘進方向に水を噴射する第１の水噴射部を備えるように構成したものである。
【００２１】
この半円筒状アームでは、第１の水噴射部は前面の土砂に水を噴射して土砂を柔らかくし、地中埋設管路増設用削孔体とともに地中を掘進する。
【００２２】
請求項７記載の地中埋設管路増設用削孔体は、請求項５の地中埋設管路増設装置の一部であり、テーパー状掘削体のテーパー部を超音波振動させるように構成したものである。
【００２３】
この地中埋設管路増設装置では、超音波振動は、テーパー状掘削体前面の土砂の中に含まれる水分等を介して土砂に作用して、土粒子同士の接合が切れるキャピテーションを起こさせることにより、地中埋設管路増設用削孔体は地中を掘進することができる。
【００２４】
請求項８記載のテーパー状掘削体は、請求項７の地中埋設管路増設装置の一部であり、地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘進する際に、その掘進方向に水を噴射する第２の水噴射部を備えるように構成したものである。
【００２５】
この地中埋設管路増設装置では、第２の水噴射部は、テーパー状掘削体の前面の土砂に水を噴射して土砂を柔らかくするとともに、テーパー状掘削体のテーパー部からの超音波振動によるキャビテーション効果を発生し易くし、これにより、地中埋設管路増設用削孔体が地中を効率良く掘進する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１を参照して本発明の実施の形態に係る地中埋設管路増設方法及びその装置について説明する。図１（ａ）は、地中埋設管路増設方法及びその装置の全体を説明する図である。既設地中埋設管路１の途中に該管路を切断し既存ケーブルを取出し防護した、たて坑２及び３が構築されている。既設地中埋設管路１には既設ケーブル１４が収容されており、この既設ケーブル１４はたて坑２及び３においてケーブル防護カバー２０により防護されている。また、この既設地中埋設管路１に沿って剛性及び可とう性を有する増設管路５が設けられ、その先端には後に詳述する地中埋設管路増設用削孔体４と半円筒状アーム６から成る地中埋設管路増設装置７が接続されている。また、地中埋設管路増設用削孔体４の先端部にはテーパー状掘削体９が備えられている。増設管路５は増設管路送り出し装置１９によって送り出され、地中に新たな地中増設管路を増設するようになっている。この増設管路５は、送り出し装置１９により推進力を伝達する際に生じる圧縮力に耐え得る剛性と、必要に応じて撓み得る可とう性、例えば、たて坑２で地上から地中へ向けて撓み得る可とう性とを有している。増設管路５は、例えば、長尺なもの乾し竿のような性質を有している。尚、この増設管路５の直径は約２５ｍｍ〜１５０ｍｍである。
【００２８】
始めに、本発明の実施の形態に係る地中埋設管路増設方法について説明する。まず、既設地中埋設管路１の途中において、一つの区間を地上より掘削することにより管路を切断した、たて坑２を構築し、さらに、約１０ｍ〜５０ｍの間隔をおいてもう一つの区間に同様にたて坑３を構築する。そして、たて坑２から、地中埋設管路増設装置７を搬入し、この地中埋設管路増設装置７の一部を成す半円筒状アーム６が既設地中埋設管路１を把持するように、既設地中埋設管路１に沿って設置する。地中埋設管路増設装置７の他の一部を成す地中埋設管路増設用削孔体４の後部には、地上に設置した増設管路送り出し装置１９によって送り出され、既設地中埋設管路１に沿って新設する増設管路５を取り付けておく。次に、増設管路送り出し装置１９により増設管路５に推進力を与え、その先端に接続された地中埋設管路増設用削孔体４を、テーパー状掘削体９に超音波振動を与えつつ前方へ推進させることにより、既設地中埋設管路１に沿って地中に新たな地中増設管路を増設する。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態に係る地中埋設管路増設装置７について説明する。図１（ｂ）は、地中埋設管路増設装置７及び既設地中埋設管路１の図１（ａ）におけるＡ−Ａ’線上での断面図である。地中埋設管路増設装置７は、先端部に地中掘削用のテーパー状掘削体９を備えた地中埋設管路増設用削孔体４と、半円筒状のアーム６とから構成されている。半円筒状アーム６は、地中埋設管路増設用削孔体４の側面に設けられ、内部に既設ケーブル１４が収容された既設地中埋設管路１の円周面に沿って既設地中埋設管路１を把持する。また、テーパー状掘削体９は、後に図２を参照して説明するように、テーパー部１７の面に水を噴射する複数の水噴射部１３が設けられており、半円筒状アーム６も同様に、その先端の円周に沿った掘進方向の前面部に、水を噴射する複数の水噴射部１２が設けられている。
【００３０】
図１（ｃ）は、図１（ａ）における地上から地中方向に見た既設地中埋設管路１、増設管路５、地中埋設管路増設装置７の平面図である。図に示したように、地中埋設管路増設装置７の半円筒状アーム６が、既設ケーブル１４をその内部に収容した既設地中埋設管路１を把持している。テーパー状掘削体９に設けた複数の水噴射部１３及び半円筒状アーム６に設けた複数の水噴射部１２は、各々地中埋設管路増設用削孔体４を介して増設管路５の内部に収容された噴射水送水管１１から水が供給され、各水噴射部前面の土砂を軟化し、またはテーパー状掘削体９の前面への注水を行うようになっている。また、地中埋設管路増設用削孔体４は、内部に超音波振動によりテーパー状掘削体９に振動を与える超音波振動体８とテーパー状掘削体９の回転制御を行うモーター２１を備えており、超音波振動体８とモーター２１は、増設管路５の内部に収容された電源ケーブル１０からそれぞれ電力が供給されるようになっている。
【００３１】
図１（ｄ）は、図１（ａ）における地中埋設管路増設装置７の近傍をＢ方向から見た左側面図である。図に示したように、既設ケーブル１４をその内部に収容した既設地中埋設管路１の手前に増設管路５が設けられ、増設管路５の先端部には地中埋設管路増設装置７の地中埋設管路増設用削孔体４とテーパー状掘削体９が設けられている。
【００３２】
図１（ｅ）は、図１（ａ）における地中埋設管路増設装置７の近傍をＣ方向から見た右側面図である。図に示したように、地中埋設管路増設装置７の半円筒状アーム６は、既設地中埋設管路１の円周面に沿って既設地中埋設管路１を把持している。
【００３３】
このように、テーパー状掘削体９のテーパー部１７に設けた複数の水噴射部１３から水を噴射することにより、テーパー状掘削体９の前面の土砂を軟化させるとともに、テーパー状掘削体９のテーパー部１７からの超音波振動によるキャビテーション効果を発生し易くし、また、半円筒状アーム６に設けた複数の水噴射部１２から水を噴射することにより半円筒状アーム６の前面の土砂を軟化させて前進し易くする。さらに、テーパー状掘削体９のテーパー部１７を超音波振動させることにより、テーパー状掘削体９の前面の土砂を容易に掘削し、増設管路送り出し装置１９により増設管路５に与えられる推進力により、地中埋設管路増設用削孔体４を既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持しながら地中を容易に掘進させることができる。この際、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１をガイドとして、その円周面に沿って摺動する。
【００３４】
次に、半円筒状アーム６を既設地中埋設管路１に装着するときの動作及び半円筒状アーム６を既設地中埋設管路１からはずすときの動作について説明する。図２は、地中埋設管路増設装置を既設地中増設管路に脱着する説明図である。図２（ａ）は、地中埋設管路増設装置７の半円筒状アーム６をその内部に既設ケーブル１４が収容された既設地中埋設管路１に装着する前の状態を示す図であり、図２（ｂ）は、半円筒状アーム６を既設地中埋設管路１に装着した後の状態を示す図である。図に示したように、半円筒状アーム６は、地中埋設管路増設用削孔体４の側面に設けられ、既設地中埋設管路１を把持するアーム形状の弾性部材から成り、その内面にはボールベアリング状の回転球体１５を備えている。
【００３５】
半円筒状アーム６を既設地中埋設管路１に装着するには、図２（ａ）に示したように、地中埋設管路増設用削孔体４及び半円筒状アーム６に対して、矢印の方向に力を加える。そうすると、半円筒状アーム６は弾性部材から成るから、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の径の外方向に広がる。このとき、半円筒状アーム６の内面に備えたボールベアリング状の回転球体１５が既設地中埋設管路１に接しその回転が矢印の方向の力により付勢されるから、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の外径の頂点部を乗り越えて既設地中埋設管路１に装着され易くなる。そして、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の外径の頂点部を乗り越え既設地中埋設管路１に装着されると、図２（ｂ）に示したように、半円筒状アーム６が既設地中埋設管路１を把持するようになっている。
【００３６】
また、半円筒状アーム６を既設地中埋設管路１からはずすには、図２（ｂ）に示した状態において、図２（ａ）に示した矢印と反対の方向に、地中埋設管路増設用削孔体４及び半円筒状アーム６に対して、力を加える。そうすると、半円筒状アーム６は弾性部材から成るから、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の径の外方向に広がる。このとき、半円筒状アーム６の内面に備えたボールベアリング状の回転球体１５が既設地中埋設管路１に接しその回転が矢印と反対の方向の力により付勢されるから、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の外径の頂点部を乗り越えて既設地中埋設管路１から容易にはずし易くなる。そして、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の外径の頂点部を乗り越えて、図２（ａ）に示したように、半円筒状アーム６を既設地中埋設管路１からはずすことができる。尚、ボールベアリング状の回転球体１５は既設地中埋設管路１との間の摩擦抵抗を軽減させるはたらきを有する。
【００３７】
次に、既設地中埋設管路１に約５ｍに一箇所の割合で設けられている外径の大きい継ぎ手部１６を乗り越える半円筒状アーム６の動作を説明する。
図３は、半円筒状アームが既設地中増設管路の継ぎ手部を乗り越える機構を説明する図である。図３（ａ）は、半円筒状アーム６が既設地中埋設管路１に設けられた継ぎ手部１６を乗り越えるときの状態を示す図であり、図３（ｂ）は、半円筒状アーム６が継ぎ手部１６を乗り越えた後の状態を示す図である。図に示したように、既設地中埋設管路１は約５ｍ毎に既設地中埋設管路１よりも径の大きな継ぎ手部１６を有しており、この継ぎ手部１６は外径が既設地中埋設管路１よりも約１ｃｍ程度大きくなっている。
【００３８】
半円筒状アーム６は弾性部材から成るから、半円筒状アーム６が継ぎ手部１６を乗り越えるときには、図３（ａ）に示したように、向かって右の進行方向に進むにつれて半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の径の外方向に広がる。すなわち、半円筒状アーム６は図３（ａ）に示した矢印のように弾性変形する。このとき、半円筒状アーム６の内面に備えたボールベアリング状の回転球体１５が継ぎ手部１６に接しその回転が矢印の方向の力により付勢されるから、半円筒状アーム６は既設地中埋設管路１の径の外方向に広がり易くなるとともに、継ぎ手部１６を乗り越え易くなる。そして、半円筒状アーム６は継ぎ手部１６を乗り越えた後は、図３（ｂ）の矢印に示したように、元の形状に戻る。
【００３９】
次に、地中埋設管路増設用削孔体４の姿勢制御について説明する。図４は、テーパー状掘削体のテーパー部の向きを制御することにより掘進時に発生する地盤反力を利用した地中埋設管路増設装置の姿勢制御を説明する図である。図４（ａ）は、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持して地中を掘進する場合における地中埋設管路増設用削孔体４の目標位置の状態を示す図である。図に示したように、地中埋設管路増設用削孔体４にはテーパー状掘削体９が取り付けられ、そのヘッドにはテーパー部１７の面を有している。このテーパー部１７の面に地盤反力１８が加わると、地盤反力１８は地中埋設管路増設用削孔体４及び半円筒状アーム６を介して既設地中埋設管路１に伝わり、既設地中埋設管路１に対して地中埋設管路増設用削孔体４及び半円筒状アーム６が回転するようになっている。しかし、図４（ａ）の場合は、地盤反力１８は地中埋設管路増設用削孔体４及び半円筒状アーム６を介して既設地中埋設管路１の中心方向に伝わるから、回転せず、地中埋設管路増設用削孔体４は以前と同じ目標位置を維持することになる。
【００４０】
図４（ｂ）は、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持して地中を掘進する場合に、地中埋設管路増設用削孔体４が上方向に移動して上記の目標位置に戻る状態を示す図である。図に示したように、地中埋設管路増設用削孔体４がその目標位置よりも下方向に移動した場合には、テーパー部１７の面が下方に向くようモーター２１により回転制御する。地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って地中を掘進すると、テーパー部１７の面に地盤反力１８が上方向に加わり、地盤反力１８は地中埋設管路増設用削孔体４及び半円筒状アーム６を介して既設地中埋設管路１に伝わり、既設地中埋設管路１に対して地中埋設管路増設用削孔体４は上方向に移動する。そして、地中埋設管路増設用削孔体４が上方向に移動すると、モーター２１によりテーパー部１７の面を図４（ｂ）に示した向きに回転させ、最終的に地中埋設管路増設用削孔体４は図４（ａ）の目標位置に戻る。
【００４１】
図４（ｃ）は、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って地中を掘進する場合に、地中埋設管路増設用削孔体４が下方向に移動して上記の目標位置に戻る状態を示す図である。図に示したように、地中埋設管路増設用削孔体４がその目標位置よりも上方向に移動した場合には、テーパー部１７の面が上方に向くようモーター２１により回転制御する。地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って地中を掘進すると、テーパー部１７の面に地盤反力１８が下方向に加わり、地盤反力１８は地中埋設管路増設用削孔体４及び半円筒状アーム６を介して既設地中埋設管路１に伝わり、既設地中埋設管路１に対して地中埋設管路増設用削孔体４は下方向に移動する。そして、地中埋設管路増設用削孔体４が下方向に移動すると、モーター２１によりテーパー部１７の面を図４（ｃ）に示した向きに回転させ、最終的に地中埋設管路増設用削孔体４は図４（ａ）の目標位置に戻る。
【００４２】
このようにして、地中埋設管路増設用削孔体４に設けたテーパー状掘削体９のテーパー部１７に作用する地盤反力１８を利用することにより、地中埋設管路増設装置７の姿勢を制御し、地中埋設管路増設用削孔体４の後部に接続し埋設する増設管路５を既設地中埋設管路１に対してその目標位置に埋設することができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る地中埋設管路増設方法及び地中埋設管路増設装置によれば、増設管路送り出し装置１９が地中埋設管路増設用削孔体４に接続した剛性かつ可とう性を有する増設管路５を既設地中埋設管路をガイドとして送り出すようにしたので、増設管路送り出し装置１９により増設管路５に推進力を与えつつその先端部に取り付けた地中埋設管路増設用削孔体４を先方へ推進させることができる。また、地中埋設管路増設用削孔体４の側面に設けた半円筒状アーム６が既設地中埋設管路１を把持し、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持しながら地中を掘進するようにしたので、地中埋設管路増設用削孔体４を既設地中埋設管路１から所定の位置に維持させることができる。これにより、周辺の環境への影響が大きい開削工法による増設を回避することができ、地中空間が制限されている埋設物輻輳個所においても、非開削工法によって地中埋設管路を増設することができる。また、この非開削工法では、高精度な方向制御機能や位置検知機能を必要とせず、他の既設埋設管路への衝突を回避しつつ既設地中埋設管路１に沿った線形で、かつ、周辺埋設物との間に一定の離隔を確保して、地中埋設管路を増設することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、半円筒状アーム６を弾性部材から成るようにしたので、半円筒状アーム６の既設地中埋設管路１への脱着が可能になる。また、既設地中埋設管路１の外径よりも大きい外径を有する継ぎ手部１６を半円筒状アームが弾性変形して通過するようにしたので、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持しながら地中を容易に掘進することができる。
【００４５】
また、本発明によれば、半円筒状アーム６をその内面に既設地中埋設管路１に接するボールベアリング状の回転球体１５を備えた弾性部材から成るようにしたので、既設地中埋設管路１に対する摺動摩擦抵抗が軽減し、かつその脱着も可能になる。また、継ぎ手部１６に対して弾性変形する場合、ボールベアリング状の回転球体１５に付勢されて既設地中埋設管路１から逃げるようにその径の外方向に広がるから、継ぎ手部１６を容易に通過することができる。これにより、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持しながら、地中を更に容易に掘進することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、地中埋設管路増設用削孔体４に、既設地中埋設管路１に対する位置に応じて回転するテーパー状掘削体９を設け、そのテーパー部１７に作用する地盤反力１８により既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持するよう姿勢制御を可能としたので、地中埋設管路増設用削孔体４の姿勢を一定に保つことができ、既設地中埋設管路１との所定の位置を維持することができる。これにより、非開削工法によって新しい地中埋設管路を所定の位置に確実に増設することができるとともに、周辺埋設物と一定の離隔を確実に確保することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、テーパー状掘削体９を超音波振動させるようにしたので、テーパー状掘削体９前面の土砂に作用して土粒子同士の接合が切れるキャピテーションを起こさせ容易にテーパー状掘削体９前面の地盤を掘削することができ、地中埋設管路増設用削孔体４は既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持しながら地中を能率良く掘進することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、半円筒状アーム６にその掘進方向に水を噴射する水噴射部１２を設け、地中埋設管路増設用削孔体４にもその掘進方向に水を噴射する水噴射部１３を設けるようにしたので、半円筒状アーム６前面又は地中埋設管路増設用削孔体４前面の土砂に水を噴射して土砂を柔らかくし、またはテーパー状掘削体９の前面への注水を行うことにより前記のキャビテーションを起こさせ掘進し易くしたことにより、地中埋設管路増設用削孔体４が既設地中埋設管路１に沿って所定の線形を維持しながら地中を能率良く掘進することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による地中埋設管路増設方法及び地中埋設管路増設装置によれば、地中埋設管路増設用削孔体の側面に設けた半円筒状アームが既設地中埋設管路を把持し、送り出し装置が地中埋設管路増設用削孔体に接続した剛性かつ可とう性を有する増設管路を送り出し、地中埋設管路増設用削孔体が既設地中埋設管路に沿って所定の線形を維持しながら地中を掘進するようにした。このため、路面を掘り起こす開削工法によることなく非開削工法により新しい地中埋設管路を効率的に増設することができる。また、既設地中埋設管路の近傍には他の埋設物がないため、増設管路と周辺埋設物との衝突を回避し、一定の離隔を確保できるから、新しい地中埋設管路を安全かつ効率良く増設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る地中埋設管路増設方法及びその装置を説明する図である。
【図２】既設地中増設管路に装着する地中埋設管路増設装置及び半円筒状アームの内面に備えたボールベアリング状の回転球体を説明する図である。
【図３】半円筒状アームが既設地中増設管路の継ぎ手部を乗り越える機構を説明する図である。
【図４】テーパー状掘削体のテーパー部の向きを回転制御することにより掘進時に発生する地盤反力を利用した地中埋設管路増設装置の姿勢制御を説明する図である。
【符号の説明】
１  既設地中埋設管路
２、３  たて坑
４  地中埋設管路増設用削孔体
５  増設管路
６  半円筒状アーム
７  地中埋設管路増設装置
８  超音波振動体
９  テーパー状掘削体
１０  電源ケーブル
１１  噴射水送水管
１２、１３  水噴射部
１４  既設ケーブル
１５  回転球体
１６  継ぎ手部
１７  テーパー部
１８  地盤反力
１９  増設管路送り出し装置
２０  ケーブル防護カバー
２１  モーター
【図１】
2004150031.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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