(57)【要約】【課題】ライフラインなどを形成する地下覆工管路などの覆工管路を再生、更新するために好適に採用しうる覆工管路の更新工法、及びそれに用いる管路入換え装置を提供する。【解決手段】管路入換え装置を用いて、既設の覆工管路を分断するとともに分断された既設の覆工管路を、該既設の覆工管路の外周面側の地山を取り除きその内周面が新設の覆工管路の外周面よりも外側となる位置に半径方向に移動し拡径したのち、前記新設の覆工管路を配置する覆工管路の更新工法であって、複数のノズルからなるノズル群を用いて、分断された既設の覆工管路の前記外周面側の地山に向けて噴射する高圧水を、前記管路入換え装置の前方に向けて噴射し、前記地山を取り除くことにより前記拡径を可能とする。【選択図】図１
2004204643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の覆工管路を周方向に分断するとともに分断された既設の覆工管路を、その内周面が新設の覆工管路の外周面より外側となる位置に半径方向に移動し拡径することにより該既設の覆工管路の内周面内に新設の覆工管路を挿入する管路入換え装置を用いる覆工管路の更新工法であって、
前記管路入換え装置に、複数の周方向に隔設したノズルからなるノズル群を設け、該ノズル群から、分断された既設の覆工管路の前記外周面側の地山に向けて、前記管路入換え装置の進行方向前方に向けて噴射することにより、前記分断された既設の覆工管路の外周面の地山を泥水化し、該既設の覆工管路が、その内周面を新設の覆工管路の外周面よりも外側となる位置まで半径方向に拡径可能に取り除くことを特徴とする覆工管路の更新工法。
【請求項２】
前記ノズル群は、前記ノズルが、既設の覆工管路の拡径による分断部分に向けて高圧水を噴射することを特徴とする請求項１記載の覆工管路の更新工法。
【請求項３】
前記管路入換え装置は、前記分断部分を通過できかつ周方向に隔設される複数のスタビライザを外周面に具えるとともに、既設の覆工管路の配筋を切断する切断刃を該スタビライザの前端に設け、かつ前記ノズル群のノズルは、このスタビライザの後方部近傍、またはスタビライザと一体に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の覆工管路の更新工法。
【請求項４】
前記ノズル群は、管路入換え装置の進行方向前方に向くノズルとともに、前斜めの方向に向いて開口する斜向ノズルを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の覆工管路の更新工法。
【請求項５】
前記管路入換え装置は、前記地山に向け誘導泥水を送出する送泥部と、排泥部とを具え、送泥部から送出され排泥部へ還流する誘導泥水が、前記ノズル群の噴射する高圧水により泥水化した前記地山を前記排泥部へ誘引することにより該地山を取り除くことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の覆工管路の更新工法。
【請求項６】
覆工管路の既設の覆工管路を新設の覆工管路に更新するための管路入換え装置であって、
新設の覆工管路の前端部分を収納しかつ該新設の覆工管路が後方に連なりうる組立部を有する装置本体部と、後方に向かって拡径するテーパ状の拡径部と、既設の覆工管路の内孔に挿入しうる筒状の案内筒部とを進行方向前方に向かって順に結合され、
かつ前記案内筒部に、既設の覆工管路を周方向に分断する分断具を設けるとともに、分断された既設の覆工管路が拡径部で拡径するに際して前方に高圧水を噴射して該既設の覆工管路の外周面側の地山を泥水化して取り除き拡径可能とする複数のノズルからなるノズル群を設けたことを特徴とする管路入換え装置。
【請求項７】
前記ノズル群は、ノズルを周方向に隔設したノズル列からなり、かつノズルは分断された既設の覆工管路が拡径するに際して、その分断部分に向けて前方に高圧水を噴射することを特徴とする請求項６記載の管路入換え装置。
【請求項８】
前記拡径部は、その外周面に、前記分断部分を通過できかつ周方向に隔設した複数のスタビライザを外周面に具えるとともに、既設の覆工管路の配筋を切断する切断刃を該スタビライザの前端に設け、かつ前記ノズル群のノズルは、このスタビライザの後方部近傍、またはスタビライザと一体に形成されたことを特徴とする請求項６又は７記載の管路入換え装置。
【請求項９】
前記ノズル群は、進行方向前方に向くノズルととともに、前斜めの方向に向いて高圧噴水を噴射する斜向ノズルを含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の管路入換え装置。
【請求項１０】
前記地山に向け誘導泥水を送出する送泥部と、排泥部とを具え、送泥部から送出され排泥部へ還流する誘導泥水が、前記ノズル群の噴射する高圧水により泥水化した前記地山を前記排泥部へ誘引することにより該地山の取り除きを促進する排泥手段を具えることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の管路入換え装置。
【請求項１１】
前記案内筒部は、前記分断具と、その前端に配された案内用の複数個のガイドローラとを具えることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の管路入換え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライフライン用のトンネル、即ち地下覆工管路などの覆工管路を再生、更新するために好適に採用しうる覆工管路の更新工法、及びそれに用いる管路入換え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上下水道、通信、電力等のライフライン用の地下の覆工管路は都市部を中心に広く埋設され利用されている。これらの地下の覆工管路の覆工管路は、条件がよい場合においても耐用年数が５０年前後といわれており、我が国における地下覆工管路の普及時期から、相当数の地下覆工管路が更新の時期を迎え、特に最近では、酸性雨、排液等に含まれる硫酸による腐食が進み、その更新が課題となっている。また都市人口の増加、集中的な降雨への対応のため覆工管路の大径化が望まれる場合がある。
【０００３】
しかし、覆工管路の多くは道路下に埋設され、特に都市部では道路下に各種のライフラインが敷設されているため、老朽化した既設の地下覆工管路に替え、位置変えして新たな覆工管路を敷設することは困難であり、従ってその場所で更新されることが多い。しかしながら、従来、地表からの掘削により既成の地下覆工管路を除去したあとに新たな覆工管路を敷設していたため、長い工期と多大の工数を必要とするとともに、長期に亘って通行、街の美観を損ねるという課題があった。
【０００４】
そこで、本発明者は、高圧水を噴出するノズルと既設の覆工管路を分断する破断手段とを設けた管路入れ換え装置と、それを用いて、既設の覆工管路の外周面側の地山に前記高圧水を噴射し、泥水化した状態でこれを取り除いて空所を形成し、先細状筒部の前進により前記分断された既設の覆工管路を、新設の覆工管路の外周面よりも外側となる位置に押し広げたのち、前記新設の覆工管路を配設し、道路を開削することなく、既設の覆工管路と同じ位置に覆工管路を更新でき、工期と工数を短縮しうる覆工管路の更新工法を提案している（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１２９８８４号公報（請求項１および５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案に係る更新工法、及びこれに用いる管路入れ換え装置において、ノズルから半径方向外周に向け高圧水を噴出するときには、進行前方の地山の取り除きが不十分であり、分断された既設の覆工管路の拡径が困難であることが判明した。
【０００７】
従って、本件請求項１、６に係る発明は、前記既設の覆工管路の外周面側の地山に噴射する高圧水を、前記管路入換え装置の進行方向前方に向けて噴射するノズル群を用いることを要件として、前記既設の覆工管路の外周面側の地山の取り除きを容易とし、分断された既設の覆工管路の拡径を可能として新設の覆工管路の敷設を能率化しうる覆工管路の更新工法及びそれに用いる管路入換え装置の提供を目的としている。
【０００８】
さらに、他の請求項に係る発明において、取り除く地山の泥水化及び排泥を円滑とし、かつ既設の覆工管路の分断、分断された管路の配筋の切断を簡易化しうる覆工管路の更新工法及びそれに用いる管路入換え装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係る発明は、既設の覆工管路を周方向に分断するとともに分断された既設の覆工管路を、その内周面が新設の覆工管路の外周面より外側となる位置に半径方向に移動し拡径することにより該既設の覆工管路の内周面内に新設の覆工管路を挿入する管路入換え装置を用いる覆工管路の更新工法であって、
前記管路入換え装置に、複数の周方向に隔設したノズルからなるノズル群を設け、該ノズル群から、分断された既設の覆工管路の前記外周面側の地山に向けて、前記管路入換え装置の進行方向前方に向けて噴射することにより、前記分断された既設の覆工管路の外周面の地山を泥水化し、該既設の覆工管路が、その内周面を新設の覆工管路の外周面よりも外側となる位置まで半径方向に拡径可能に取り除くことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記ノズル群が、既設の覆工管路の拡径による分断部分に向けて高圧水を噴射することを特徴とし、かつ請求項３に係る発明は、前記管路入換え装置が、前記分断部分を通過できかつ周方向に隔設された複数のスタビライザを外周面に具えるとともに、既設の覆工管路の配筋を切断する切断刃を該スタビライザの前端に設け、かつ前記ノズル群のノズルは、このスタビライザの後方部近傍、またはスタビライザと一体に形成されたことを特徴とし、又請求項４に係る発明は、前記ノズル群が、管路入換え装置の進行方向前方に向くノズルとともに、前斜めの方向に向いて開口する斜向ノズルを含むことを特徴とするとともに、請求項５に係る発明は、前記管路入換え装置が、前記地山に向け誘導泥水を送出する送泥部と、排泥部とを具え、送泥部から送出され排泥部へ還流する誘導泥水が、前記ノズル群が噴射する高圧水により泥水化した前記地山を前記排泥部へ誘引することにより地山を取り除くことを特徴とする。
【００１１】
また請求項６に係る発明は、覆工管路の既設の覆工管路を新設の覆工管路に更新するための管路入換え装置であって、
新設の覆工管路の前端部分を収納しかつ該新設の覆工管路が後方に連なりうる組立部を有する装置本体部と、後方に向かって拡径するテーパ状の拡径部と、既設の覆工管路の内孔に挿入しうる筒状の案内筒部とを前方に向かって順に結合され、
かつ前記案内筒部に、既設の覆工管路を周方向に分断する分断具を設けるとともに、分断された既設の覆工管路が拡径部で拡径するに際して前方に高圧水を噴射して該既設の覆工管路の外周面側の地山を泥水化して取り除き拡径可能とする複数のノズルからなるノズル群を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、前記ノズル群が、ノズルを周方向に隔設したノズル列からなり、かつノズルは分断された既設の覆工管路の拡径による分断部分に向けて前方に高圧水を噴射することを特徴とし、請求項８に係る発明は、前記拡径部が、その外周面に、前記分断部分を通過できかつ周方向に隔設される複数のスタビライザを外周面に具えるとともに、既設の覆工管路の配筋を切断する切断刃を該スタビライザの前端に設け、かつ前記ノズル群のノズルは、このスタビライザの後方部近傍、またはスタビライザと一体に形成されたことを特徴とし、さらに請求項９に係る発明は、前記ノズル群が、進行方向前方に向くノズルととともに、前斜めの方向に向いて高圧噴水を噴射する斜向ノズルを含むこと、請求項１０に係る発明は、前記地山に向け誘導泥水を送出する送泥部と、排泥部とを具え、送泥部から送出され排泥部へ還流する誘導泥水が、前記ノズル群の噴射する高圧水により泥水化した地山を前記排泥部へ誘引することにより該地山の取り除きを促進する排泥手段を具えること、請求項１１に係る発明は、前記案内筒部が、前記分断具と、その前端に配された案内用の複数個のガイドローラとを設けたことを、それぞれをそれぞれ特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の覆工管路の更新工法（単に更新工法というときがある）及び管路入換え装置（単に装置１というときがある）の一実施の形態を図面に基づき説明する。本発明の更新工法において、更新用の新設の覆工管路Ｂの敷設には、シールド工法、セミシールド工法、又はセミシールドからシールド工法に切り換える切換え工法が利用でき、本形態ではシールド工法を採用する場合を例示している。なお各工法は本来トンネル掘削のための工法であるが、本発明の更新工法においても同名を援用する。
【００１４】
なお、ここでシールド工法とは、図１、図３に示すように、内部のシールドジャッキ１３Ａなどの推進手段１３が、装置１の内部でセグメントＳを用いて組み立てられ、後方に連なるリング体Ｒを押出し、その反力で前進する。又その押出により生じる空所内で、新たにリング体Ｒを組立てその押出しをくり返す。又、セミシールド工法とは、ヒューム管Ｈを、発進位置に設ける元押しジャッキにより押出すことによりその前方で連なるヒューム管が装置１を前進させる。なお切換工法とは、セミシールド工法による到達可能距離以降はシールド工法に切り換える工法をいい、本発明においては、いずれの工法も採用しうる。なおシールド工法のセグメントとして、いわゆるコンクリート、金属製のものの他、本発明者が特開２００１−２８００９３号公報により提案した金属枠に合成樹脂で覆ってなる耐腐食セグメントを便宜に採用できる。
【００１５】
本発明の覆工管路の更新工法は、既設の覆工管路Ａを周方向に分断するとともに分断された既設の覆工管路Ａｃを、その内周面Ａｉが新設の覆工管路Ｂの外周面Ｂｏより外側となる位置に半径方向に移動し拡径することにより、該新設の覆工管路Ｂを挿入することにより更新するものであり、そのために用いる管路入換え装置１には、分断された既設の覆工管路Ａｃの前記外周面Ａｏ側の地山Ｌに進行方向前方に向けて噴射することにより、地山Ｌを泥水化し、既設の覆工管路の内周面Ａｉが新設の覆工管路Ｂの外周面Ｂｏよりも外側となる位置まで半径方向に拡径可能とするノズル１０Ａ・・からなるノズル群１０を設けている。
【００１６】
前記管路入換え装置１は、図１〜３に示すように、装置本体部２と、後方に向かって拡径するテーパ状の拡径部３と、既設の覆工管路Ａの内孔Ａｈに挿入しうる筒状の案内筒部４とを進行方向前方に向かって順次連結している。
【００１７】
前記装置本体部２は、円筒状の外殻体２Ａの内部に、セグメントＳを連結したリング体Ｒの連結連続体である新設の覆工管路Ｂの前端部分Ｂ１を収納するとともに該リング体Ｒをその内部で組み立てる図示しないエレクタなどを取付け可能な組立部６、及びシリンダージャッキ１３Ａ・・と、前記拡径部３を相対的に傾動させ曲がりを必要により生じさせる向変えジャッキ１５とを取り付けた推進部５からなる。なお推進部５と組立部６とは分離可能とすることができる。
【００１８】
前記シリンダージャッキ１３Ａは例えば６〜１２本、本例では８本が周方向に隔設される。なおシリンダージャッキ１３Ａはシールド工法においては、後続する新設の覆工管路Ｂを押圧して管路入換え装置１自体を前進する推進手段１３を構成している。
【００１９】
前記案内筒部４は、前記装置本体部２の外殻体２Ａよりも小であって既設の覆工管路Ａの内孔Ａｈに、半径距離で１０〜３０ｍｍ程度の小間隙を有して挿入しうる円筒状の外殻体４Ａを具え、又本形態では、進行方向前方の先導部２３と、前記拡径部３に連なる後の分断部２４とに区分でき、両者は分割組立されうる。又前記先導部２３前端には、前記既設の覆工管路Ａの内孔Ａｈの内周面Ａｉで案内され、案内筒部４を芯合わせして挿入しうる前記ガイドローラ２５・・の複数個が周方向に設けられている。
【００２０】
また前記分断部２４には、その後部に前記既設の覆工管路Ａを分断するための分断具１４を設けており、この分断具１４は本形態では、分断部２４に周方向に配される複数の分断機２６からなる。またこの分断機２６は、図２，図４、図５（図１のＸ１−Ｘ１線断面図）に示すように、軸受け枠２６ａとそれに枢支された回転刃２６ｂとからなり、この回転刃２６ｂは、半径方向外側部分が前記外殻板４Ａに設けたスリットからその外表面４Ａａ外方に突出しいる。その突出端は、前記既設の覆工管路Ａの内孔Ａｈの内周面Ａｉよりも半径方向外側にある。これにより、前記分断部２４が、前記既設の覆工管路Ａの内孔Ａｈに挿入されて進行することにより、該回転刃２６ｂがその内周面Ａｉを強圧して局部的にめりこみ内周面Ａｉから外周面Ａｏに亘って覆工管路Ａのコンクリート部を破砕した破砕領域ｃを隆起させる。また、この分断機２６は、周方向に３〜１２個の複数位置、好ましくは５〜１０個、本例では８個を隔設する。なお、案内筒部４は既設の覆工管路Ａにより十分に芯合わせして案内される長さに設定される。
【００２１】
なお回転刃２６ｂは、最大径部を５〜２０ｍｍ程度の軸方向間隔で設けたダブル刃として破砕領域ｃの巾を増すこともでき、また分断機２６は、例えば油圧モータＭ（図示せず）により回転させて切断するカッタとすることもできる。そのとき既設の覆工管路Ａが配筋入りであるときには、好ましくは該配筋を切断する手前位置までを切断し、負荷を低減することもできる。なお、配筋をも切断するようにも構成できる。
【００２２】
前記拡径部３は、図２、図６に示すように、前記案内筒部４の外径から、前記装置本体部２の外径まで、後方に向かって外径を増すテーパ外周面を有する外殻板３Ａを具える。この拡径部３は、装置１の前進とともに、既設の覆工管路Ａが、前記案内筒部４を過ぎかつ拡径部３との間の境界ａを越えて拡径部３のテーパ外周面に当接して進行することにより拡径させられ、図６，７に示すように、前記境界ａ付近で半径方向外に折れ曲る。その結果、既設の覆工管路Ａは前記破砕領域ｃで割れて分断を始め、分断部分Ｃを生じる。又拡径部３に乗り上げ半径方向外方に移動するに従い、分断部分Ｃの分断巾ｗが増すこととなる。
【００２３】
又拡径部３には、図２，図６に示すように、前記分断を補助し分断を確実とするスタビライザー３１、前記ノズル群１０、及び送泥部４３と排泥部４４とからなる排泥手段９を設ける。
【００２４】
前記スタビライザー３１は、図２に例示するように、前記分断部分Ｃに進行方向に周方向の角度位置を合わせして、即ち前記分断機２６の進行方向後方にそれぞれスタビライザー３１が周方向に並べたスタビライザー列３１Ａを形成し、本形態では、進行方向に異なる位置の前後２列の前スタビライザー列３１Ａ１、及び後スタビライザー列３１Ａ２を含む。
【００２５】
図６は前スタビライザー列３１Ａ１のスタビライザー３１を例示し、このスタビライザー３１は、前記外殻板３Ａから立上がり、前端に設ける切刃部３３と、該切刃部３３から後方に向かって周方向巾ｗ３１を増す本体部３４とからなる。本形態では、前記本体部３４は、前端に立設される前受け部３５と、該前受け部３５から後方に略Ｖ字に拡開してのびる２枚の翼板３６，３６と、その後端を周方向に継ぐ後板３７とを一体とし、かつ前記切刃部３３は前記前受け部３５の前面に、合わせ溝、ボルトなどを用いて取り換え可能に結合している。この切刃部３３は、本例では下端部分を凹ませこの凹部に管路Ａ内の配筋ｓを案内して、拡径により緊張状態となっている該配筋ｓを切断する。なお、切刃部３３は、例えば図１１，１２に示すごとく、半径方向外に向かって後傾するもの、凹部のないものなど、種々な形状とすることもできる。またこの切刃部３３は好ましくは、硬度、耐摩耗性、耐衝撃性を高めるべく、適した材料を用いて適宜の熱処理が施される。なお、ときに本体部３４と一体に形成することもできる。
【００２６】
又スタビライザー３１は、前記既設の覆工管路Ａの厚さと同高さ、乃至覆工管路Ａの外周面を越える高さとして分断を確実とするのがよい。又前記切刃部３３が前記破砕領域ｃの後方に位置合わせされることにより、切刃部３３が配筋ｓを切断しつつ管路Ａを分断する。管路Ａは相対移動による拡径とともに、図７に示すごとく、後方に向かって分断巾ｗを増大する分断部分Ｃが生じることとなる。
【００２７】
又前記スタビライザー３１の各進行方向位置での周方向巾ｗ３１は、その位置での分断巾ｗよりも小として、分断された管路Ａｃ間で、スタビライザー３１が噛み込まれるのを防止する（即ち、スタビライザー３１の各進行方向位置での周方向巾ｗ３１と分断された管路Ａｃの巾の総計が、拡径部３の外殻板３Ａのその位置での外周長さ以下とする）。なお、前記境界ａ付近での管路Ａの半径方向外への折れ曲りにより、管路Ａは順次破砕されていると推定されるが、破砕は長さ方向に断続するはずであり、破砕されない分断された管路Ａｃ間での噛み込み現象を予防する。
【００２８】
なお、前記分断具２６の周方向ピッチを小として、破砕領域ｃを増して分断された管路Ａの周方向巾を減じ、これにより、管路Ａの折れ曲りに伴う進行抵抗を低減するようにも構成できる。又このとき分断具２６の各後方のスタビライザー３１を、１つ置き、２つ置きの個数に減じることも可能となる。
【００２９】
前記ノズル群１０は、図２に示すように、複数の周方向に隔設したノズル４０・・からなり、図６に略示するように、該ノズル４０は、進行方向前方に向け高圧水Ｗを噴射する。さらに本形態では、該ノズル４０は、進行方向左右斜め向きに傾き高圧水Ｗを噴射する斜向ノズル４１，４１を分岐した分岐ノズルとして構成される。なお、斜向ノズル４１，４１は別位置に配することもできる。又本形態では、ノズル４０は、図６に示すように、前記スタビライザー３１の前記後板３７上方に固定され、装置中心線に対して、０〜３０゜、好ましくは１０〜２０゜程度、上向きに傾斜する。なお斜向ノズル４１は、前記スタビライザー３１の前記翼板３８の上辺を欠切した開口部から噴射できる。このようにノズル４０をスタビライザー３１の内部に配することによりと地山Ｌとの不用意な衝合を防止して、ノズルの破損、噴射角度の狂い、ノズル口の詰まり等のトラブルを防いでいる。
【００３０】
又このように、高所にノズル４０を設けることにより、前記分断された既設の覆工管路Ａｃの前記外周面Ａｃｏ側の地山に向けて、進行方向前方に向けて噴射できる。又ノズル４０、斜向ノズル４１は、例えば、１５〜４５゜、好ましくは１５〜２５゜程度の扇状に高圧水Ｗ（ノズルの高圧水Ｗａ、斜向ノズルの高圧水Ｗｂ）を噴射する。両者合わせて進行方向線から左右４５〜８５゜程度、好ましく５０〜７０゜程度の範囲で噴射する。その結果、拡径部３前方の広い領域の地山Ｌを泥水化して取除きを容易とし、取り除きとともに、既設の分断された既設の覆工管路Ａｃの拡径が容易となり、反力を減じて管路入換え装置１を前進させうる。
【００３１】
又ノズル４０は各スタビライザー３１に設けられ、かつ図２に例示したように、スタビライザー３１が前スタビライザー列３１Ａ１、及び後スタビライザー列３１Ａ２からなるスタビライザー群を構成しているため、拡径部３の全長さ範囲に亘り地山Ｌを取り除き、前記境界ａから拡径部３の最大径位置ｂまでの拡径を容易とする。
【００３２】
前記ノズル群１０により前記外周面Ａｃｏ上で生じる泥水は、前記排泥手段９により除去される。排泥手段９は、図６に略示するように、送泥口４３Ａに通じる送泥管４３Ｂを有する前記送泥部４３と、排泥口４４Ａに通じる排泥管４４Ｂとを有する前記排泥部４４とからなる。前記送泥口４３Ａから供給される誘導泥水Ｍを排泥口４４Ａをへて還流する。この結果、図１１，図１２（なお、これらの図においては、前記ノズル群１０に通じる送水管４２，送泥管４３Ｂ、排泥管４４Ｂが、スタビライザー３１の後方部近傍でリブ補強されて取付けられ、又はスタビライザー３１と一体に形成された場合を例示している）に示すように、誘導泥水は、ノズル群１０から噴射する高圧水Ｗにより泥水化した前記地山Ｌを、前記排泥口４４へ誘引し吸引することにより取り除く。なお図６の場合には、泥水化した地山と誘導泥水Ｍとの総量を排出するため、送泥管４６に比して排泥管４７の口径を大としている。
【００３３】
なお、前記誘導泥水Ｍは、泥水比重等が調合された泥水であり、地山Ｌの泥水が、排泥管４４Ｂを経て排出されるに際して、その泥水に含まれる粒度の大きな砂、れきなどの沈下を防いで滞留、管詰まりを防止しうる比重に泥濃度が設定される。
【００３４】
なお、図１１，１２に示すごとく、送泥部４３、排泥部４４を略同径として、詰まり時に送泥管、排泥管を逆に用いて詰まりを防ぐこともできる。なお、同径としたときには、排泥部４４の吸引力を送泥部４３の送泥力よりも大として、誘引される地山Ｌの泥水を加算して排出する。さらに誘導泥水の供給量の調整により、地山Ｌの排出量を制御できる。
【００３５】
また、前記誘導泥水は、図１３に例示する泥水調整手段５０を用いて調整される。この泥水調整手段５０は、排泥部４４からの泥排水を導き、れき・砂除去部５１によりれき・砂を除去するとともに、泥水調合部５２に送り込む。この泥水調合部５２には、余分な泥を貯留し又は貯留した泥を必要により戻す貯泥部５３と、余分な水分を排出できかつ必要により送水しうる給・排水部５４とが接続され、必要送泥量、必要泥比重などの送泥仕様を、図示しない指令手段から受けて調合した誘導泥水Ｍを送泥部４３に送給する。なお貯泥部５３の泥は繰り返し使用される。さらに泥水が停滞により沈殿、または高密度化し、送泥管４３Ｂ、送泥管４４Ｂでの管内詰まりの発生を防止するため、前記送泥管４３と排泥部４４は常時運転を行う。
【００３６】
このように、泥水化した地山Ｌが排出される結果、図８（図１のＸ２−Ｘ２線断面図）に、前スタビライザー列３１Ａ１のスタビライザー３１での位置における地山除去後の状態をその右半分に示すように、前記外周面Ａｃｏの半径方向外側には空所Ｋ１が生じる。また図９（図１のＸ３−Ｘ３線断面図）に、後スタビライザー列３１Ａ２のスタビライザー３１での位置における地山除去後の状態をその右半分に示すように、前記外周面Ａｃｏの半径方向外側には空所Ｋ２を生じる。なお、空所Ｋ１，Ｋ２（空所Ｋと総称する）は、管路入換え装置１が前進を可能とする可能な限り小高さであることが地盤の陥没を予防するためには好ましい。
【００３７】
このために、前記ノズル群１０が噴射する高圧水Ｗの量と、供給する誘導泥水Ｍの量と、取り除く地山Ｌの量との合計量が、前記排泥口４４Ａからの排泥総量にバランスするよう制御され、特に、地盤陥没防止のため、拡径に必要なスペースを越えた地山の取除きが起こらないよう制御される。そのため、推進力、拡径部３外面での圧力は常に監視される。また分断された既設の覆工管路Ａｃを拡径する時の反力の減少を検知することにより、所定の推進力で迅速に拡径可能とする。これにより装置負荷が低下し、機械トラブルが減少する。
【００３８】
さらに、管路入換え装置１の前進とともに、シールド工法である本形態では、前記装置本体部２の組立部６でセグメントＳを用いて組み立てられ、前端部分Ｂ１が収納されるリング体Ｒの連結体をシールドジャッキ１３Ａである推進手段１３が押出し、既設の分断された覆工管路Ａｃ内部に新設の覆工管路Ｂを形成する。また押出後に、図１０に示すように、分断された覆工管路Ａｃと、新設の覆工管路Ｂとの間などの前記空所Ｋに、送給管５６からグラウトＧを裏込めし、固定するとともに地盤陥没を防ぐ。このようにして、覆工管路を更新できる。セミシールド工法、切り換え工法においても同様に更新できる。
【００３９】
なお、管路入換え装置１の既設の覆工管路Ａへの挿入、取り外しは従来のシールド工法の場合と同様に、図１４に示すように、先に発進抗口６０に挿入した先導筒部２４、分断筒部２３を接続した案内筒部４を、仮設ジャッキ６３により既設の覆工管路Ａ内に更に進入させる。又図１５に示すように、拡径部３を接続して発信させる。このとき強い押進力が必要であるため、介在筒６４を用いて押入する。なお既設の覆工管路Ａの入口部分であるため、前記押入により容易に拡径できる。同様に装置本体部２の推進部５を接続してシールジャッキ１３Ａを用いて押進する。さらに図１７に示すように、セグメントＳにより上に入口Ｅを有して組み立てたリング体Ｒを介して、シールジャッキ１３Ａにより押進し、準備を完了する。なお、図１８に示すように、到達抗口６５では、管路入換え装置１の前端部分から順次取り出しうる。
【００４０】
本形態では、シールド工法における覆工管路の更新工法及び、管路入換え装置をシールド工法に使用した場合を例にとり説明しているが、セミシールド工法、前記したセミシールド工法からシールド工法に切り換える切換え工法においても同様に、本発明の覆工管路の更新工法、及びそれに用いる管路入換え装置は採用できる。
【００４１】
【発明の効果】
このように、請求項１に係る発明では、既設の覆工管路を分断するとともに新設の覆工管路の外周面よりも外側となる位置に半径方向に移動し拡径したのち、前記新設の覆工管路を配置する覆工管路の更新工法であって、複数のノズルからなるノズル群を用いて高圧水を、前記管路入換え装置の前方に向けて噴射するので、拡径部の前方に拡径スペースが確保されることにより、分断された既設の覆工管路を拡径する時に拡径部が受ける反力が減り、小さな推進力で迅速に前記拡径できて能率良く覆工管路の更新が可能となる。
【００４２】
また、請求項２の発明のように、ノズルをは、既設の覆工管路が拡径するに際して、分断部分に向けて高圧水を噴射することにより、効率よく地山を泥水化してムラなく取除きでき、請求項３の発明のように、スタビライザを具えることにより、装置の進行を安定化するとともに、既設の覆工管路の補強配筋を確実に切断することができ、また請求項４の発明のように、前記地山に向け誘導泥水を送出する送泥部と、排泥部とを具えることにより、泥水化した地山の取出しを円滑とする。
【００４３】
また、請求項６〜１０に係る管路入換え装置を用いることにより前記覆工管路の更新施工を可能とし、かつ能率化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の覆工管路の更新工法に用いる管路入換え装置の一形態を例示する断面図である。
【図２】その案内筒部と拡径部とを拡大して例示する正面図である。
【図３】その装置本体部を拡大して例示する正面図である。
【図４】分断具を例示する斜視図である。
【図５】図１のＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図６】拡径部、スタビライザーを例示する斜視図である。
【図７】既設の覆工管路Ａの拡径、分断状態を例示する正面図である。
【図８】図１のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図９】図１のＸ３−Ｘ３線断面図である。
【図１０】図１のＸ４−Ｘ４線断面図である。
【図１１】スタビライザー、排泥手段の他の例を示す断面図である。
【図１２】スタビライザー、排泥手段のさらに他の例を示す断面図である。
【図１３】排泥手段を例示するブロック図である。
【図１４】管路入換え装置の案内筒部の据え込み状態を例示する断面図である。
【図１５】管路入換え装置の拡径部の据え込み状態を例示する断面図である。
【図１６】管路入換え装置の推進部の据え込み状態を例示する断面図である。
【図１７】管路入換え装置の発進状態を例示する断面図である。
【図１８】管路入換え装置の案内筒部の取り外し状態を例示する断面図である。
【符号の説明】
１      管路入換え装置
２      装置本体部
３      拡径部
４      案内筒部
５      推進部
６      組立部
９      排泥手段
１０    ノズル群
１４    分断具
２５    ガイドローラ
２６    分断機
３１    スタビライザー
４０    ノズル
４１    斜向ノズル
４３    送泥部
４４    排泥部
６０    分断具
７４    排泥部
Ａ      既設の覆工管路
Ｂ      新設の覆工管路
Ｌ      地山
Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ    高圧水
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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