(57)【要約】【課題】地表を開削することなく既設管を引き出し、新設管を敷設する入れ替え工法を実現する。【解決手段】既設管２ａ内に弾性部材８ならびにこれを貫通する牽引索６を挿通し、弾性部材８の先端を既設管２ａの先端位置に固定し、既設管２ａの末端付近に筒状の圧縮用部材５２を挿入して牽引索６に固定し、先端側より牽引索６を牽引して弾性部材８を管長方向に圧縮し半径方向にふくらませることにより管内壁に密着させ、発生する摩擦力で牽引索６とともに既設管２ａを引き出す。【選択図】        図５
2004300695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中に埋設された鉛製の給水用枝管を鉛以外の管に入れ替える給水用枝管の入れ替え工法であって、既設管の末端に新設管を接続するとともに、既設管内に弾性部材ならびにこれを貫通する牽引索を挿通し、弾性部材の先端を既設管の先端位置に固定し、新設管の末端付近内部に筒状の圧縮用部材を挿入して前記牽引索と固定し、先端側より前記牽引索を牽引することにより前記圧縮用部材を介して前記弾性部材を管長方向に圧縮し、半径方向にふくらませて既設管および新設管の内壁に密着させ、発生する摩擦力により前記牽引索とともに既設管を引出し、新設管を引き込むことを特徴とする給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項２】
土中に埋設された鉛製の給水用枝管を鉛以外の管に入れ替える給水用枝管の入れ替え工法であって、既設管の末端に新設管を接続するとともに、既設管内に弾性部材ならびにこれを貫通する牽引索を挿通し、弾性部材の先端を既設管の先端位置に固定し、圧縮し既設管の末端付近内部および新設管の末端付内部に筒状の圧縮用部材を挿入して既設管の末端付近内部のものを前記牽引索と固定し、先端側より前記牽引索を牽引することにより前記圧縮用部材により前記弾性部材を管長方向に圧縮し半径方向にふくらませて既設管の内壁に密着させるとともに、新設管の末端付近内部のものを圧縮手段により管長方向に圧縮し半径方向にふくらませて新設管の内壁に密着させ、発生する摩擦力により前記牽引索とともに既設管を引出し、新設管を引き込むことを特徴とする給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項３】
土中に埋設された鉛製の給水用枝管を鉛以外の管に入れ替える給水用枝管の入れ替え工法であって、既設管内に弾性部材ならびにこれを貫通する牽引索を挿通し、前記牽引索ならびに弾性部材の先端を既設管の先端位置に固定し、既設管の末端付近内部に筒状の圧縮用部材を挿入して前記牽引索と固定し、先端側より前記牽引索を牽引することにより前記圧縮用部材により前記弾性部材を管長方向に圧縮し半径方向にふくらませて既設管の内壁に密着させ、発生する摩擦力により前記牽引索とともに既設管を引出すと同時に、推進工法により新設管を挿入することを特徴とする給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項４】
弾性部材の長手方向中間に孔あき円板状の応力伝達部材を挿入して牽引索に固定した請求項１ないし３のいずれかに記載の給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項５】
弾性部材が短い円筒状に分割された弾性体と、同じく短い円筒状あるいは球状の剛性体とを多数組み合わせて牽引索に挿通したものである請求項１ないし４のいずれかに記載の給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項６】
弾性部材が前後面で長手方向に反対方向に傾斜したくさび状で交互に反対向きに牽引索に挿通されたくさび体と、各くさび体間に挿入されたすべり板とからなる請求項１ないし４のいずれかに記載の給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項７】
弾性部材が長手方向に略等間隔に交互に反対側が開口したＶ字状の切り込みを設けたものである請求項１ないし４のいずれかに記載の給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項８】
予め既設管の内壁を真円断面に矯正する予備作業を行ってから請求項１または３に記載の作業を行う給水用枝管の入れ替え工法。
【請求項９】
前記予備作業が円形断面の真円矯正部材を回転させながら既設管内を通過させるものである請求項８に記載の給水用枝管の入れ替え工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水道本管から各家庭の量水器までの土中に埋設された給水用枝管の入れ替え工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水道本管から各家庭へ分岐する上水道の給水用枝管には従来鉛管が使用されていたが、衛生上の配慮から近年では亜鉛めっき鋼管やステンレス鋼管を使用するようになっている。しかしまだ多数の鉛管が残っており、これを順次無害なポリエチレン管やステンレス鋼管に交換する工事が各地で行われている。そのやり方としては、地表から配管の上部を掘削して既設の鉛管を取り外し、新たな配管を敷設する開削工法が従来一般的であったが、かなりの工費と工期を必要とすることから、交通障害をはじめとする支障が大きく、掘削を行わない交換方法がいろいろ試みられている。
【０００３】
例えば特許文献１には、既設の鉛管内に芯線材を貫通させた後、加熱媒体を導入して管体を溶融させ、管体と芯線材とを一体化させて引き抜く方法が記載されている。
また特許文献２には、牽引索を挿通して引き出した牽引索の一端を既設鉛管の一端に係合させ、他端からこの牽引索を牽引することにより既設鉛管を引き抜き、同時に新規管を推進工法により挿入する方法が記載されている。
【０００４】
加熱媒体を使用する特許文献１に記載の方法は、塩化ビニル等の熱に弱いケーブルでは使用できない場合があり、また牽引索と既設鉛管の一端を係合させる特許文献２に記載の方法は圧縮強度の小さい鉛管の係合部分が座屈したり破断したりして牽引不能となるおそれがある。
その他ワイヤ等に突起物を取り付けて鉛管に係合させ、引き抜く方法も考えられるが、柔らかい鉛管が削り取られるのみで鉛管が有効に引き抜けない可能性がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０８−１２８５６６号公報
【特許文献２】
特開２００２−９７８９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術におけるこうした問題点を解消し、鉛管に作用する引張り力を分散、軽減して破断を防止し、地表部を掘削することなしに既設鉛管を支障なく引き抜くと同時に、新設管を敷設することのできる上水道の給水用枝管の入れ替え工法を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、土中に埋設された鉛製の給水用枝管を鉛以外の管に入れ替える給水用枝管の入れ替え工法であって、既設管の末端に新設管を接続するとともに、既設管内に弾性部材ならびにこれを貫通する牽引索を挿通し、弾性部材の先端を既設管の先端位置に固定し、新設管の末端付近内部に筒状の圧縮用部材を挿入して前記牽引索と固定し、先端側より前記牽引索を牽引することにより前記圧縮用部材を介して前記弾性部材を管長方向に圧縮し、半径方向にふくらませて既設管および新設管の内壁に密着させ、発生する摩擦力により前記牽引索とともに既設管を引出し、新設管を引き込むことを特徴とする給水用枝管の入れ替え工法である。
【０００８】
また、本発明は、土中に埋設された鉛製の給水用枝管を鉛以外の管に入れ替える給水用枝管の入れ替え工法であって、既設管の末端に新設管を接続するとともに、既設管内に弾性部材ならびにこれを貫通する牽引索を挿通し、弾性部材の先端を既設管の先端位置に固定し、圧縮し既設管の末端付近内部および新設管の末端付内部に筒状の圧縮用部材を挿入して既設管の末端付近内部のものを前記牽引索と固定し、先端側より前記牽引索を牽引することにより前記圧縮用部材により前記弾性部材を管長方向に圧縮し半径方向にふくらませて既設管の内壁に密着させるとともに、新設管の末端付近内部のものを圧縮手段により管長方向に圧縮し半径方向にふくらませて新設管の内壁に密着させ、発生する摩擦力により前記牽引索とともに既設管を引出し、新設管を引き込むことを特徴とする給水用枝管の入れ替え工法である。
【０００９】
さらにまた本発明は、土中に埋設された鉛製の給水用枝管を鉛以外の管に入れ替える給水用枝管の入れ替え工法であって、既設管内に弾性部材ならびにこれを貫通する牽引索を挿通し、前記牽引索ならびに弾性部材の先端を既設管の先端位置に固定し、既設管の末端付近内部に筒状の圧縮用部材を挿入して前記牽引索と固定し、先端側より前記牽引索を牽引することにより前記圧縮用部材により前記弾性部材を管長方向に圧縮し半径方向にふくらませて既設管の内壁に密着させ、発生する摩擦力により前記牽引索とともに既設管を引出すと同時に、推進工法により新設管を挿入することを特徴とする給水用枝管の入れ替え工法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、既設管内にその内径よりも細い弾性部材を挿入し、牽引索でこれを圧縮して半径方向にふくらませることにより管内壁に密着させ、発生する摩擦力で牽引索とともに既設管を引き出すことができる。したがって地表を開削する必要がない。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例を図面により説明する。図１は着工前、図２は着工直後の状況を示す枝管付近の断面図で、１は配水本管、２ａは鉛製の既設管、３は配水本管１の分水栓１１の位置に設けられた作業用ピット、４は給水用枝管の止水栓２１の位置に設けられた作業用ピットである。分水栓１１と止水栓２１の間の枝管が鉛製であるものとして、これを衛生上問題のない鉛製以外の新しい管と入れ替えるのがこの工事の目的である。
【００１２】
着工に当たって、図２に示すように分水栓１１、止水栓２１を閉じて、既設管２ａを作業用ピット３、４の内部で切断する。
以後の説明は、既設管２ａの部分を直線状とした模式図により行う。まず、既設管２ａの内面が曲がり部分その他で土圧等によりつぶれ、真円断面になっていないと引出し作業がやりにくいので、そのような場合は事前に内面を真円断面に矯正しておくとよい。さまざまなやりかたがあるが、例えば図３に示すように、円形プロフィルを有する真円矯正部材５１を回転させながら既設管２ａ内を通過させる。前方、あるいは後方から真円矯正部材５１を牽引、あるいは推進させながら回転させるので、管路の曲がりに追従できる可撓性の駆動軸が必要である。
【００１３】
矯正が終わったら、既設管２ａ内に牽引索６を挿通する。牽引索６はこれから説明する既設管２ａの引き抜き、新設管２ｂの引き込みに耐えられる強度を有し、かつ管路に従って自由に曲折することのできるワイヤロープ、合成樹脂繊維ロープ等の細くて強く、かつしなやかなものがよい。管内に直接牽引索６を挿通することが困難な場合には、特に強度を有しないが挿入しやすい針金、麻ロープ等の誘導索をまず使用し、これを挿通したら本来の牽引索６をこれに接続してあらためて挿通すればよい。
【００１４】
つぎに図４に示すように弾性部材８を、牽引索６が貫通した状態で既設管２ａ内に挿入する。弾性部材８は例えば丸い棒状で、ゴム、樹脂などの摩擦係数の高い材料である。挿入しやすいように、圧縮しない状態では既設管２ａの内径よりもやや細いものであることが好ましい。押し込むようにするとふくれて入りにくいので、引き勝手にするとよい。場合によっては細い引込用の索を弾性部材に取付けて引込むのもよい。管長が長い場合や曲がりのある場合には全長にわたって弾性部材８を均一に圧縮することが困難であるから、図４ないし図７に示したように、適当な間隔で弾性部材８の中間に孔あき円板状あるいは円筒状の応力伝達部材５３を挿入するとよい。既設管２ａの末端付近にはピストン状の圧縮用部材５２をとりつける。
【００１５】
弾性部材８の先端が既設管２ａの先端付近に到達したら、弾性部材８の先端を既設管２ａの先端位置に固定する。先端固定部７の詳細については追って詳しく説明する。つづいて既設管２ａの末端部に新設管２ｂを接続する。この状態を図５に示す。図５には現れていないが、新設管２ｂ内にも弾性部材８を挿入し、中間に応力伝達部材５３、末端付近に圧縮用部材５２をとりつけ、牽引索６に固定する。
【００１６】
ここまでの作業が完了したら、先端側から牽引索６を牽引すれば、まず圧縮用部材５２によって管内の弾性部材８が長手方向に圧縮され、半径方向にふくらむので、弾性部材８が全長にわたって管の内壁に密着し、牽引索６と弾性部材８が一体となって既設管２ａを引き出し、同時に新設管２ｂを引き込む。中間に挿入した応力伝達部材５３は、弾性部材８が末端部のみでなく長手方向に均等に圧縮されるように作用する。引き出し作業の中間の状態を図６に示す。
【００１７】
図７は、なお牽引を続けて既設管２ａの引き出しと新設管２ｂの引き込みが完了した状態を示す。牽引をゆるめれば弾性部材８は元の状態に戻り半径方向に収縮するので、牽引索６とともにこれを新設管２ｂ内から取り出し、既設管２ａを切り離せば図８に示すように枝管が新設管２ｂに置き替わった状態となっているから、あとはこれを図１に示したように分水栓１１、止水栓２１につなぎ込めばすべての工事が完了する。
【００１８】
図９は先端固定部７の一例を示す断面図で、７１は２つ割りつば付き円筒状のストッパパイプ、７２は孔あき円板状のストッパディスク、７３は２つ割り円筒状のアウターパイプ、７４は締めつけ金具である。
牽引索６に挿通したストッパディスク７２を既設管２ａの先端付近に位置させ、管口にストッパパイプ７１を挿入してその先端をこのストッパディスク７２に当て、つば部を管端に押し当て、外側にアウターパイプ７３を当てがって締めつけ金具７４で締めつける。一方弾性部材８を右側から管内に挿入すれば、その先端はこのストッパディスク７２に当たって止まるから、弾性部材８の先端が既設管２ａの先端付近に固定されることになる。
【００１９】
牽引索６の末端部に配置する圧縮用部材５２については、以上の説明のように、既設管２ａと新設管２ｂとを合わせてその中の弾性部材８を一挙に圧縮しようとする場合には、新設管２ｂ末端の圧縮用部材５２のみを「かしめ」等の固定手段により牽引索６に固定するが、長さや作業性の関係で既設管２ａと新設管２ｂの内部の弾性部材８をそれぞれ別個に圧縮して引出し、引き込みを行いたい場合には、既設管２ａの末端付近で圧縮用部材５２を牽引索６に固定し、新設管２ｂ部分の弾性部材８については別個に圧縮手段を講じなければならない。その場合の圧縮手段の一例を図１０に示す。新設管２ｂの末端にはねじを設け、５４はこれにかぶせる袋ナットである。袋ナット５４をねじ込むことによって、スリーブ５４１  を介して新設管２ｂ末端内部の圧縮用部材５２を押し込み、弾性部材８を圧縮して半径方向にふくらませる。袋ナット５４をねじ込んだ後、その位置でねじ５４２  により牽引索６に固定する。
【００２０】
以上、既設管２ａと新設管２ｂとを連結して、既設管２ａを引き出すと同時に新設管２ｂを引き込む実施例について説明したが、これらを別個に行うこともできる。特に図示しないが、例えばこれまでの説明と全く同様に弾性部材８と牽引索６によって既設管２ａの引き出し作業のみを行い、同時に周知の推進工法によって新設管２ｂを挿入してもよい。
【００２１】
弾性部材８の好ましい他の実施例を図面により説明する。図１１は、弾性部材８が短い円筒状の弾性体８０と、同じく短い円筒状、あるいは球状の剛性体８１とを交互に牽引索６に挿通して構成されている。弾性体８０はゴム、樹脂など、剛性体８１は金属、木材、硬化紙、硬化樹脂等である。（ａ）は圧縮していないときの状態、（ｂ）は牽引索６を引いて圧縮したときの状態で、圧縮によって各弾性体８０が均等に圧縮され、管内壁に密着することがわかる。
【００２２】
図１２は、弾性部材８が前後面で長手方向に反対方向に傾斜したくさび状で、交互に反対向きに牽引索６に挿通されたくさび体８４と、各くさび体８４間に挿入されたすべり板８２とで構成されている。例えばくさび体８４はゴム、樹脂などの弾性体、すべり板８２が金属、木材、硬化紙、硬化樹脂等の剛性体であるが、逆にくさび体８４を硬い金属製とし、表面に溝を設けて鉛管の内壁に食い込むようにし、すべり板８２を弾性体とすることもできる。（ａ）は圧縮していないときの状態、（ｂ）は圧縮したときの状態で、圧縮によって各くさび体８４がそれぞれ管内壁に密着し、摩擦力を発生する。なお、すべり板８２とくさび体８４との配列は必ずしも交互でなくてもよいし、図１１の弾性部材８の一部を図１２の弾性部材８に置き換えることも可能である。
【００２３】
図１３は、弾性部材８が長手方向に略等間隔に交互に反対側が開口したＶ字状の切り込みを設けて構成されている。弾性部材８はゴム、樹脂などである。（ａ）は圧縮していないときの状態、（ｂ）は牽引索６を引いて圧縮したときの状態で、圧縮によって各切り込みが密着し、弾性部材８が屈曲して管内壁に密着し、摩擦力を発生することがわかる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、地表を開削することなく既設管を引き出し、新設管を敷設することができるので交通に支障を及ぼすことがなく、鉛管の入れ替えが推進されて衛生状態が改善される等のすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における着工前の状況を示す枝管付近の断面図である。
【図２】本発明の実施例における着工直後の状況を示す枝管付近の断面図である。
【図３】本発明の実施例の作業工程を示す枝管付近の模式断面図である。
【図４】同じく本発明の実施例の作業工程を示す枝管付近の模式断面図である。
【図５】同じく本発明の実施例の作業工程を示す枝管付近の模式断面図である。
【図６】同じく本発明の実施例の作業工程を示す枝管付近の模式断面図である。
【図７】同じく本発明の実施例の作業工程を示す枝管付近の模式断面図である。
【図８】同じく本発明の実施例の作業工程を示す枝管付近の模式断面図である。
【図９】本発明の実施例における先端固定部を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例における新設管の末端部分を示す部分断面図である。
【図１１】本発明における弾性部材の実施例を示す部分断面図である。
【図１２】本発明における弾性部材の他の実施例を示す部分断面図である。
【図１３】本発明における弾性部材の他の実施例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１    配水本管
２ａ    既設管
２ｂ    新設管
３、４      作業ピット
６    牽引索
７    先端固定部
８    弾性部材
１１    分水栓
２１    止水栓
５１    真円矯正部材
５２    圧縮用部材
５３        応力伝達部材
５４    袋ナット
７１        ストッパパイプ
７２    ストッパディスク
７３        アウターパイプ
７４        締めつけ金具
８０        弾性体
８１    剛性体
８２    すべり板
８３    切り込み
８４    くさび体
５４１    スリーブ
５４２    ねじ
【図１】
2004300695.tif 000003
【図２】
2004300695.tif 000004
【図３】
2004300695.tif 000005
【図４】
2004300695.tif 000006
【図５】
2004300695.tif 000007
【図６】
2004300695.tif 000008
【図７】
2004300695.tif 000009
【図８】
2004300695.tif 000010
【図９】
2004300695.tif 000011
【図１０】
2004300695.tif 000012
【図１１】
2004300695.tif 000013
【図１２】
2004300695.tif 000014
【図１３】
2004300695.tif 000015