(57)【要約】【課題】地中に小径の地中埋設管路を増設する場合、路面を掘り起こす必要がなく、かつ、既設地中埋設管路を傷つけることがない一工程方式の非開削工法を採用し、周辺埋設物が輻輳している場所であっても既設地中埋設管路に沿って地中埋設管路を安全に増設できる埋設管増設方法及びその装置を提供する。【解決手段】既設管路把持装置５ａが既設地中埋設管路１の周面を把持しつつ該管路をガイドとして摺動し、既設管路把持装置５ａを側面に設けた地中埋設管路増設用削孔体５ｂにその後部に、地上設置型ロッド回転式推進機６からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有した回転ロッド７及び増設管路８を取り付け、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの掘進方向先端部に備えたテーパー状ヘッド５ｄが地上設置型ロッド回転式推６から与える回転ロッド７の回転力及び推進力により地盤を掘進する。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
2004169545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設地中埋設管路の周面を把持する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設けた地中埋設管路増設用削孔体とから構成される地中管路増設用先導体を設け、前記既設管路把持装置が既設地中埋設管路の周面を把持して摺動しながら前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘削し、前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とする埋設管増設方法。
【請求項２】
既設地中埋設管路の周面を把持する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを収容した前記増設管路を取り付けた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先端部に備えられた地中掘削用のテーパー状ヘッドとから構成される地中管路増設用先導体を設け、前記ロッド回転式推進機から回転力及び推進力を前記回転ロッドを介して前記テーパー状ヘッドに与え、前記既設地中埋設管路の周面を前記既設管路把持装置にて把持して摺動させることにより前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とする埋設管増設方法。
【請求項３】
既設地中埋設管路の周面を把持する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを取り付けた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先端部に備えられた地中掘削用のテーパー状ヘッドとから構成される地中管路増設用先導体を設け、前記ロッド回転式推進機から回転力及び推進力を前記回転ロッドを介して前記テーパー状ヘッドに与え、前記既設地中埋設管路の周面を前記既設管路把持装置にて把持して摺動させロッド路を形成し、前記地中埋設管路増設用削孔体を取り外して増設管路を取り付けた回転ロッドを、前記ロッド回転式推進機に備えたロッド引込み機能により引込みながら前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とする埋設管増設方法。
【請求項４】
既設地中埋設管路の周面を把持して摺動する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設けた地中埋設管路増設用削孔体とから構成される地中管路増設用先導体を有する埋設管増設装置であって、前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘削することにより前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とする埋設管増設装置。
【請求項５】
既設地中埋設管路の周面を把持して摺動する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを収容した前記増設管路を取り付けた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先端部に備えられ、前記ロッド回転式推進機から与える前記回転ロッドの回転力及び推進力により地盤を掘進する地中掘削用テーパー状ヘッドとを備えた地中管路増設用先導体を有する埋設管増設装置であって、前記既設地中埋設管路の周面を把持して摺動しつつ地中を掘進することにより前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とする埋設管増設装置。
【請求項６】
既設地中埋設管路の周面を把持して摺動する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを取り付けた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先端部に備えられ、前記ロッド回転式推進機から与える前記回転ロッドの回転力及び推進力により地盤を掘進する地中掘削用テーパー状ヘッドとを備えた地中管路増設用先導体を有する埋設管増設装置であって、前記既設地中埋設管路の周面を把持して摺動しつつ地中を掘進してロッド路を形成し、前記地中埋設管路増設用削孔体を取り外して増設管路を取り付けた回転ロッドを、前記ロッド回転式推進機に備えたロッド引込み機能により引込みながら前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とする埋設管増設装置。
【請求項７】
前記既設管路把持装置は、弾性部材から成る一対の半円形状アーム、複数の半円形状アーム、一対の円形状アームまたは複数の円形状アームであり、前記地中管路増設用先導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４から６のいずれか一項に記載の埋設管増設装置。
【請求項８】
前記既設管路把持装置は、その内面にリング状のばねを備えたことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の埋設管増設装置。
【請求項９】
前記既設管路把持装置は、掘進方向に潤滑材を混入した削孔水を噴出する潤滑材混入削孔水噴出部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の埋設管増設装置。
【請求項１０】
前記地中埋設管路増設用削孔体は、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機から伝達される回転力及び推進力を、前記回転ロッドを介して前記地中掘削用テーパー状ヘッドに伝え、この地中掘削用テーパー状ヘッドが地中を掘進することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の埋設管増設装置。
【請求項１１】
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を軸とした前記地中埋設管路増設用削孔体の回転量を計測するローリング計を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の埋設管増設装置。
【請求項１２】
前記地中掘削用テーパー状ヘッドが地中を掘進する際に、前記地中埋設管路増設用削孔体に備えたローリング計により計測された前記地中埋設管路増設用削孔体の回転量に基づいて、前記地中埋設管路増設用削孔体の前方推進のタイミングを利用して、前記既設地中埋設管路を軸として前記地中管路増設用先導体を回転させることを特徴とする請求項１１に記載の埋設管増設装置。
【請求項１３】
前記ロッド回転式推進機は、前記回転ロッドに、新たに埋設する増設管路を挿入して新たな回転ロッドを繋ぐことのできる機構を有することを特徴とする請求項５に記載の埋設管増設装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信、電力、放送等のライフライン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埋設管増設方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。これらのサービスの需要が増加した場合には、既設の地中埋設管路に新たなケーブルを追加埋設して対応する。一方、地中埋設管路の空き空間がなくケーブルを追加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、既設の地中埋設管路の近傍に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、パイロット管等が近接する種々の埋設物に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】
近年、ライフライン事業者が実施する非開削工法のほとんどは、二工程方式を採用している。二工程方式による非開削工法は、施工区間の両端に既設地中埋設管路を切断して発進たて坑と到達たて坑を構築し、発進たて坑から到達たて坑までロッド管を推進し、その後、到達たて坑において新たに増設する管路をロッド管に接続して、発進たて坑へ引き戻す工法である。この工法では、二工程であるため施工能率が良くないという問題があった。また、この方式以外の非開削工法には、老朽化した既設の地中埋設管路を破砕しながら、推進体の後部に新たな地中埋設管路を接続し、地上に設置した管繰り出し機で新しい地中埋設管路を増設するものもある。
【０００５】
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つつ、その際に順次新ロッド管と新たに埋設する管を継ぎ足しながら、これらを発進たて坑に到達させ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）。
【０００６】
また、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、引き抜き機を利用して、既設の供給管と当該管を切断して引き抜きして撤去しながらＰＥ管を非掘削で敷設する経年供給管非掘削入れ替え工法が開示されている。同様に、発進坑の地上に推進機を設置し、先端装置に設けた発信器から発信された位置情報を確認しながら供内管を非掘削で敷設する供内管非掘削連続推進工法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
【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）
【非特許文献１】「非開削工法資料」、東邦ガスエンジニアリング株式会社、平成１３年７月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、新しい地中埋設管路を増設するには、上記の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。
【０００９】
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能率になり、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地元住民への負担や、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。
【００１０】
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、地中を先導するパイロット管等が、近接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、パイロット管を接続した先導掘削体の位置検知や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、従来の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。
【００１１】
また、ライフライン事業者が実施する非開削工法のほとんどは二工程方式を採用しているため施工能率が良くないことから、一工程方式を採用することにより施工能率の大幅な向上を図る必要があった。ここで、一工程方式は、発進たて坑から到達たて坑に、ロッド管と新たに増設する管路を一度に推進させることにより新しい増設管路を設ける工法である。
【００１２】
さらに、上述した、老朽化した既設の地中埋設管路を破砕しながら推進体の後部に新たな地中埋設管路を接続し、地上に設置した管繰り出し機で新しい地中埋設管路を増設する工法では、管路径を拡大することはできるが、老朽化した既設の地中埋設管路の更改にしか使えないという問題があった。
【００１３】
また、新しく増設される地中埋設管路は地上の管繰り出し機で送り出されるため、地中埋設管路は十分な剛性を有している必要がある。この剛性よりも地盤反力の方が大きい場合には、地中埋設管路が座屈する可能性がある。
【００１４】
本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、路面を掘り起こす必要がなく、かつ隣接する既設地中埋設管路を傷つけることがない、一工程方式にも適用可能な非開削工法を採用し、周辺埋設物が輻輳している場所であっても地中埋設管路を安全に増設できる埋設管増設方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の埋設管増設方法は、既設地中埋設管路の周面を把持する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設けた地中埋設管路増設用削孔体とから構成される地中管路増設用先導体を設け、前記既設管路把持装置が既設地中埋設管路の周面を把持して摺動しながら前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘削し、前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項２の埋設管増設方法は、既設地中埋設管路の周面を把持する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを収容した前記増設管路を取り付けた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先端部に備えられた地中掘削用のテーパー状ヘッドとから構成される地中管路増設用先導体を設け、前記ロッド回転式推進機から回転力及び推進力を前記回転ロッドを介して前記テーパー状ヘッドに与え、前記既設地中埋設管路の周面を前記既設管路把持装置にて把持して摺動させることにより前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項３の埋設管増設方法は、既設地中埋設管路の周面を把持する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを取り付けた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先端部に備えられた地中掘削用のテーパー状ヘッドとから構成される地中管路増設用先導体を設け、前記ロッド回転式推進機から回転力及び推進力を前記回転ロッドを介して前記テーパー状ヘッドに与え、前記既設地中埋設管路の周面を前記既設管路把持装置にて把持して摺動させロッド路を形成し、前記地中埋設管路増設用削孔体を取り外して増設管路を取り付けた回転ロッドを、前記ロッド回転式推進機に備えたロッド引込み機能により引込みながら前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項４の埋設管増設装置は、既設地中埋設管路の周面を把持して摺動する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設けた地中埋設管路増設用削孔体とから構成される地中管路増設用先導体を有する埋設管増設装置であって、前記地中埋設管路増設用削孔体が地中を掘削することにより前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けるように構成したものである。
【００１９】
また、請求項５の埋設管増設装置は、既設地中埋設管路の周面を把持して摺動する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを収容した前記増設管路を取り付けた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先端部に備えられ、前記ロッド回転式推進機から与える前記回転ロッドの回転力及び推進力により地盤を掘進する地中掘削用テーパー状ヘッドとを備えた地中管路増設用先導体を有する埋設管増設装置であって、前記既設地中埋設管路の周面を把持して摺動しつつ地中を掘進することにより前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けるように構成したものである。
【００２０】
また、請求項６の埋設管増設装置は、既設地中埋設管路の周面を把持して摺動する既設管路把持装置と、前記既設管路把持装置を側面に設け、その後部に、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機からの圧縮力に耐え得る剛性と増設管路を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性を有する回転ロッドを取り付けた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先端部に備えられ、前記ロッド回転式推進機から与える前記回転ロッドの回転力及び推進力により地盤を掘進する地中掘削用テーパー状ヘッドとを備えた地中管路増設用先導体を有する埋設管増設装置であって、前記既設地中埋設管路の周面を把持して摺動しつつ地中を掘進してロッド路を形成し、前記地中埋設管路増設用削孔体を取り外して増設管路を取り付けた回転ロッドを、前記ロッド回転式推進機に備えたロッド引込み機能により引込みながら前記既設地中埋設管路に沿わせて新たな増設管路を設けるように構成したものである。
【００２１】
この埋設管増設方法及び埋設管増設装置では、回転ロッドが剛性かつ可とう性を有し回転ロッドの回転力及び推進力により地中を掘進するから、増設管路が地中で座屈することがない。また、ロッド引込み機能により、増設管路が取り付けられた回転ロッドを引込むから、増設管路が地中で座屈することがない。さらに、既設地中埋設管路をガイドとし地中既設管路増設装置を地中掘進させるため、既設地中埋設管路の近傍に新たな増設管路を設けることができる。
【００２２】
請求項７の既設管路把持装置は、請求項４から６のいずれか一項に記載の埋設管増設装置の一部であり、弾性部材から成る一対の半円形状アーム、複数の半円形状アーム、一対の円形状アームまたは複数の円形状アームであり、前記地中管路増設用先導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ように構成したものである。
【００２３】
この埋設管増設装置では、既設管路把持装置は弾性部材から成る一対または複数の半円形状アームであるから、既設地中埋設管路を側面から挟み込むことができる。また、既設地中埋設管路に脱着するときや継ぎ手部を通過するときには、既設管路把持装置は既設地中埋設管路の中心から逃げるようにその径の外方向に弾性変形して広がる。このため、既設地中埋設管路への脱着が可能であり、また、継ぎ手部を容易に通過することができる。そして、継ぎ手部を通過した後は、元の形状に戻る。また、既設管路把持装置が弾性部材から成る一対または複数の円形状アームの場合は、同心円上に弾性変形して広がる。
【００２４】
請求項８の既設管路把持装置は、請求項４から６のいずれか一項に記載の埋設管増設装置の一部であり、その内面にリング状のばねを備えるように構成したものである。
【００２５】
この埋設管増設装置では、既設管路把持装置の内面のリング状のばねにより、既設管路把持装置と既設地中埋設管路との間の摺動摩擦抵抗が軽減する。このため、既設地中埋設管路をガイドとして摺動する地中管路増設用先導体は地中を容易に掘進でき、新たな増設管路を効率良く設けることができる。
【００２６】
請求項９の既設管路把持装置は、請求項８に記載の埋設管増設装置の一部であり、掘進方向に潤滑材を混入した削孔水を噴出する潤滑材混入削孔水噴出部を備えるように構成したものである。
【００２７】
この埋設管増設装置では、潤滑材混入削孔水噴出部が掘進方向に潤滑材を混入した削孔水を噴出するから、既設管路把持装置と既設地中埋設管路との間の摺動摩擦抵抗が軽減する。このため、既設地中埋設管路をガイドとして摺動する地中管路増設用先導体は地中を容易に掘進でき、新たな増設管路を効率良く設けることができる。
【００２８】
請求項１０の地中埋設管路増設用削孔体は、請求項４から６のいずれか一項に記載の埋設管増設装置の一部であり、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機から伝達される回転力及び推進力を、前記回転ロッドを介して前記地中掘削用テーパー状ヘッドに伝え、この地中掘削用テーパー状ヘッドが地中を掘進するように構成したものである。
【００２９】
この埋設管増設装置では、地上またはたて坑内に設置されたロッド回転式推進機から伝達される回転力及び推進力が回転ロッドに伝わり、そして地中掘削用テーパー状ヘッドに伝わる。地中管路増設用先導体はこの地中掘削用テーパー状ヘッドの回転によりヘッド前面の地盤を掘削して前進する。
【００３０】
請求項１１の地中埋設管路増設用削孔体は、請求項１０に記載の埋設管増設装置の一部であり、前記既設地中埋設管路を軸とした前記地中埋設管路増設用削孔体の回転量を計測するローリング計を備えるように構成したものである。
【００３１】
この埋設管増設装置では、ローリング計により地中埋設管路増設用削孔体の既設地中埋設管路を軸とする回転量を計測して所定の線形から推進線形がずれている場合には、地中掘削用テーパー状ヘッドを用いて、その後部に新たな増設管路を接続した地中埋設管路増設用削孔体の推進位置を修正することにより推進線形を制御する。このため、既設地中埋設管路に沿って所定の位置に新たな増設管路を設けることができる。
【００３２】
請求項１２の埋設管増設装置は、請求項１１に記載の埋設管増設装置において、前記地中掘削用テーパー状ヘッドが地中を掘進する際に、前記地中埋設管路増設用削孔体に備えたローリング計により計測された前記地中埋設管路増設用削孔体の回転量に基づいて、前記地中埋設管路増設用削孔体の前方推進のタイミングを利用して、前記既設地中埋設管路を軸として前記地中管路増設用先導体を回転させ姿勢を制御できるように構成したものである。
【００３３】
この埋設管増設装置では、地中埋設管路増設用削孔体の前方推進のタイミングを利用して、既設地中埋設管路を軸とした所定の位置に地中管路増設用先導体を回転または復帰させることができる。
【００３４】
請求項１３のロッド回転式推進機は、請求項５記載の埋設管増設装置の一部であり、前記回転ロッドに、新たに埋設する増設管路を挿入して新たな回転ロッドを繋ぐことのできる機構を有するように構成したものである。
【００３５】
このロッド回転式推進機では、回転ロッドに、新たに埋設する増設管路を挿入して新たな回転ロッドを繋ぐことのできる機構を利用して、埋設管増設装置を地中掘進させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の埋設管増設方法及び埋設管増設装置によれば、既設管路把持装置が既設地中埋設管路の周面を把持し、既設管路把持装置を側面に設けた地中埋設管路増設用削孔体の後部に剛性かつ可とう性を有した回転ロッドを収容した増設管路を接続し、地中埋設管路増設用削孔体の掘進方向先端部に備えた地中掘削用テーパー状ヘッドが回転ロッドの回転力及び推進力により地中を掘進するようにした。また、本発明の埋設管増設方法及び埋設管増設装置によれば、地中埋設管路増設用削孔体の後部に回転ロッドを接続し、地中掘削用テーパー状ヘッドが回転ロッドの回転力及び推進力により地中を掘進するようにした。すなわち、埋設管増設装置は、回転ロッドの回転力及び推進力を利用し、既設地中埋設管路をガイドとして既設地中埋設管路の所定の位置に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、一工程方式の非開削工法により新しい地中埋設管路を増設することができるから、既設地中埋設管路を傷つけることがない。さらに、新たな地中埋設管路は既設地中埋設管路の近傍に増設され、既設地中埋設管路の近傍には他の埋設物がないことから、埋設物が輻輳している場所であっても周辺埋設物との衝突を回避することができる。したがって、新しい地中埋設管路を安全に増設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る埋設管増設方法及びその装置を説明する図である。
【００３８】
図１に示したように、既設地中埋設管路１の途中にそれを切断して、発進たて坑２及び約１０ｍ〜５０ｍの間隔をおいて到達たて坑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４が収容されており、この既設ケーブル４は発進たて坑２及び到達たて坑３においてケーブル防護カバー２２により防護されている。また、この既設地中埋設管路１に沿って新たに埋設する増設管路８が、先端部に地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃを取り付けた地中埋設管路増設用削孔体５ｂに接続されている。尚、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの後部には、さらに加えて地上設置型ロッド回転式推進機６により回転力及び推進力を伝達する回転ロッド７が増設管路８とともに取り付けられている。この回転ロッド７は、地上設置型ロッド回転式推進機６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、増設管路８を設けるため必要に応じて撓み得る可とう性、例えば、発進たて坑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。回転ロッド７は、例えば、長尺なもの乾し竿のような性質を有している。また、既設地中埋設管路１は約５ｍに一箇所の割合で径の大きな継ぎ手部１５を有している。尚、図１においては、地中埋設管路増設用削孔体５ｂに増設管路８が接続されているが、地中埋設管路増設用削孔体５ｂに増設管路８を接続しないで回転ロッド７を接続するようにしてもよい。また、地上設置型ロッド回転式推進機６は地上に設置されているが、たて坑内に設置するようにしてもよい。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態に係る地中管路増設用先導体５の取り付け方法等について説明する。
図２（ａ）に示したように、発進たて坑２に露出させた既設地中埋設管路１に地中管路増設用先導体５の一部を成す既設管路把持装置５ａを取り付け、一方、同じく地中管路増設用先導体５の一部を成す地中埋設管路増設用削孔体５ｂの後部に、地上設置型ロッド回転式推進機６により回転力及び推進力を地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃに伝達するための回転ロッド７と、新たに増設する増設管路８ならびに後に詳述する各種送水管１１及び電源ケーブル１０等を取り付ける。
【００４０】
このような準備工程の後、地中管路増設用先導体５は、既設地中埋設管路１をガイドとして、ロッド回転式推進機６より回転ロッド７に与えられる回転力及び推進力により、地中埋設管路増設用削孔体５ｂを介して地中掘削用テーパー状掘削体としての地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃを回転させつつ、到達たて坑３の方向へ掘進する。これにより、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの後部に新たな管路が増設される。
【００４１】
回転ロッド７と、新たに増設する増設管路８ならびに各種送水管１１及び電源ケーブル１０等は、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの掘進に伴い、その後部へ順次接続し、地中管路増設用先導体５が到達たて坑３に到達するまで、その工程を繰り返す。
【００４２】
地中管路増設用先導体５が到達たて坑３に到達した時点で、図３に示したように、地中管路増設用先導体５を到達たて坑３から搬出し、回転ロッド７や各種送水管１１、電源ケーブル１０等を発進たて坑２の側から引き抜く。このようにして、発進たて坑２と到達たて坑３の区間において、既設地中埋設管路１の近傍に新たな増設管路８が設けられる。
【００４３】
尚、地中埋設管路増設用削孔体５ｂに増設管路８を接続しないで回転ロッド７を接続した場合には、新たな増設管路８は以下に示す手順により設けられる。回転ロッド７を地中埋設管路増設用削孔体５ｂに接続した地中管路増設用先導体５が到達たて坑３に到達した時点で、地中管路増設用先導体５を到達たて坑３から搬出し、各種送水管１１、電源ケーブル等を発進たて坑２から引き抜く。この時、ロッド路が形成されている。その後、到達たて坑３において増設管路８を回転ロッド７の先端部に接続して取り付ける。そして、地上設置型ロッド回転式推進機６に兼用して設けられたロッド引込み機能により、発進たて坑２方向に回転ロッド７を引込む。これにより、新たな増設管路８が設けられる。また、上述したように、ロッド引込み機能を兼用したロッド回転式推進機をたて坑内に設置するようにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明の実施の形態に係る埋設管増設装置について説明する。
図２（ｂ）は、図２（ａ）の地中管路増設用先導体５及び既設地中埋設管路１の断面図である。地中管路増設用先導体５は、弾性変形可能な一対の半円形状アームを有するヒンジ構造の既設管路把持装置５ａと、先端部に地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃを回転自在に取り付けた円筒状の地中埋設管路増設用削孔体５ｂとから構成される。既設管路把持装置５ａは、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの側面に設けられ、内部に既設ケーブル４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。尚、既設管路把持装置５ａは半円形状アームを有するヒンジ構造ではなく、図２（ｂ’）に示すように、円形状アームとしてもよい。この場合、既設管路把持装置５ａは、既設地中埋設管路１に脱着可能なようにボルト締め等で固定する半割構造になっている。また、半円形状アーム及び円形状アームの個数は複数であってもよい。
【００４５】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）の側面から見た既設地中埋設管路１、増設管路８、既設管路把持装置５ａ、地中埋設管路増設用削孔体５ｂ、及び地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃの側面図である。図に示したように、既設管路把持装置５ａは、その推進方向前面の地盤の土砂を水で軟化させて削孔するとともに、既設管路把持装置５ａと既設地中埋設管路１との間の摺動摩擦抵抗を軽減させる潤滑材も噴射する潤滑材混入削孔水噴出部１２を有する。この潤滑材混入削孔水噴出部１２は、既設管路把持装置５ａの推進方向前面に設けられている。潤滑材を混入した削孔水は、増設管路８の内部に収容された潤滑材混入削孔水送水管１１ａから、地中埋設管路増設用削孔体５ｂを介して潤滑材混入削孔水噴出部１２に供給される。さらに、地中掘削用テーパー状ヘッド部５ｃによる地盤掘削断面と新たな増設管路８の円周面との間に空隙が生じることを防止し、また、増設管路８の周面抵抗を低減させるために、地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃのテーパー部５ｄにはベントナイト等の充填材を噴出する充填材噴出部１３を設ける。この充填材噴出部１３に供給する充填材も増設管路８の内部に収容された充填材送給管１１ｂから供給される。
【００４６】
地中埋設管路増設用削孔体５ｂは、地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃを装備しており、地上設置型ロッド回転式推進機６から回転ロッド７により与えられる回転駆動を地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃに伝達する構造となっており、その内部に既設地中埋設管路１を軸として新設される増設管路８の回転ずれのローリング量を計測するローリング計９を備えている。このローリング計９への給電及びそれからの計測信号の取り出しは、増設管路８の内部に収容された電源ケーブル１０等を介して行われる。
【００４７】
次に、図４乃至図７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装置についてさらに詳しく説明する。図４乃至図６に示す既設管路把持装置５ａは図２（ｂ）の半円形状アームであるが、図２（ｂ’）の円形状アームであってもよい。また、既設管路把持装置５ａの個数は複数であってもよい。地中管路増設用先導体５は、図４（ａ）に示したように、既設管路把持装置５ａと先端部に地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃを取り付けた地中埋設管路増設用削孔体５ｂとから構成される。地中管路増設用先導体５は、弾性変形可能な一対のアームを有する既設管路把持装置５ａを既設地中埋設管路１に側面から挟み込み、既設地中埋設管路１を把持する構造になっている。既設管路把持装置５ａの把持部の内面には、既設地中埋設管路１と接する部分に、リング状のばね１４が備えられている。これらのばね１４は、横並びに複数本並べられ、既設管路把持装置５ａと既設地中埋設管路１との間の摺動摩擦抵抗を軽減させる機能を有する。
【００４８】
次に、既設管路把持装置５ａを既設地中埋設管路１に装着するときの動作及び既設管路把持装置５ａ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。既設管路把持装置５ａを既設地中埋設管路１に装着するには、図４（ａ）に示したように、既設管路把持装置５ａ及び地中埋設管路増設用削孔体５ｂに対して、矢印の方向に力を加える。そうすると、既設管路把持装置５ａは弾性部材から成るから、既設地中埋設管路１の径の外方向に広がる。既設管路把持装置５ａ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４（ｂ）に示したように、既設管路把持装置５ａが既設地中埋設管路１を把持するようになっている。
【００４９】
また、既設管路把持装置５ａを既設地中埋設管路１からはずすには、図４（ｂ）に示した状態において、図４（ａ）に示した矢印と反対の方向に、既設管路把持装置５ａ及び地中埋設管路増設用削孔体５ｂに対して、力を加える。そうすると、既設管路把持装置５ａは弾性部材から成るから、既設地中埋設管路１の径の外方向に広がる。既設管路把持装置５ａは既設地中埋設管路１の外径の頂点部を乗り越えて、図４（ａ）に示したように、既設管路把持装置５ａを既設地中埋設管路１からはずすことができる。尚、図２（ｂ’）に示した円形状アームの既設管路把持装置５ａは、既設地中埋設管路１に脱着可能なようにボルト締め等で固定する半割構造になっている。従って、円形状アームの既設管路把持装置５ａを既設地中埋設管路１に装着するには、半割構造をなす既設管路把持装置５ａのそれぞれをボルト等で固定する。また、既設管路把持装置５ａを既設地中埋設管路１からはずすには、そのボルト等を既設管路把持装置５ａから緩めて取りはずす。
【００５０】
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、既設地中埋設管路１の外径よりも約１ｃｍ程度その外径の大きい継ぎ手部１５を乗り越える既設管路把持装置５ａが推進する動作を説明する。図５は、既設管路把持装置５ａが継ぎ手部１５を乗り越える機構を説明する図である。
【００５１】
既設管路把持装置５ａは弾性部材から成るから、既設管路把持装置５ａが継ぎ手部１５を乗り越えるときには、図５（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既設管路把持装置５ａは既設地中埋設管路１の径の外方向に広がる。すなわち、既設管路把持装置５ａは図５（ａ）に示した矢印の方向に弾性変形する。また、同様にして、既設管路把持装置５ａが継ぎ手部１５の段差のある部分を乗り越えるときにおいても、図５（ｂ）に示したように、進行方向に進むにつれて既設管路把持装置５ａは既設地中埋設管路１の径の外方向に更に広がる。そして、既設管路把持装置５ａは継ぎ手部１５を乗り越えた後は、図５（ｃ）の矢印の方向に、元の形状に戻る。尚、円形状アームの既設管路把持装置５ａの場合は、弾性変形により同心円状に広がることにより継ぎ手部１５を乗り越えることができる。
【００５２】
このように、既設管路把持装置５ａは、弾力性に富む構造となっているため、外径の大きい継ぎ手部１５を容易に乗り越えることができ、乗り越えた後は元の形状に戻ることができる。また、図２（ｃ）に説明したように、既設管路把持装置５ａは、その推進方向前面に潤滑材も噴射する潤滑材混入削孔水噴出部１２を設けているため、既設管路把持装置５ａと継ぎ手部１５との間の摺動摩擦抵抗は軽減し、継ぎ手部１５を乗り越え易くなっている。
【００５３】
尚、既設管路把持装置５ａにおいて、潤滑材混入削孔水噴出部１２の周辺面である推進方向前面部を、テーパー状に構成するようにしてもよい。具体的には、既設管路把持装置５ａは、その前面に、内径から外径に沿って推進方向に広がったテーパー面を有するようにしてもよい。この場合、既設管路把持装置５ａが継ぎ手部１５を乗り越えるときは、そのテーパー面が継ぎ手部１５に接触することにより、既設管路把持装置５ａは既設地中埋設管路１の径の外方向に広がる。また、円形状アームの既設管路把持装置５ａの場合は、弾性変形により同心円状に広がる。したがって、既設管路把持装置５ａは継ぎ手部１５に衝突することなく、継ぎ手部１５を更に容易に乗り越えることができる。
【００５４】
次に、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの先端部に取り付けられた地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃにより地中管路増設用先導体５の姿勢を制御する機構について説明する。図６に示すように、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの内部に装備されたローリング計９は、地中管路増設用先導体５が既設地中埋設管路１をガイドとして推進する際に所定の位置に新たな増設管路８を埋設できるよう制御するために必要な既設地中埋設管路１を軸として回転ずれのローリング角度を計測する。ローリング計９は、推進開始時の状態でローリング量を０とし、推進中に地中管路増設用先導体５が所定の位置より既設地中埋設管路１を軸として回転ずれを起こした場合に、ローリング計９の計測値に基づいて、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの前方推進タイミングを利用して地中管路増設用先導体５の回転ずれを修正する機能を有する。
【００５５】
具体的には地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃは、図６（ａ）に示したように、そのテーパー部５ｄで地盤の反力２１を受ける構造になっており、その地盤反力２１により地中管路増設用先導体５の姿勢を制御する機構を兼ね備えている。図６（ｂ）に示したように、地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃが水平部よりも下方に移動した場合には、テーパー部５ｄが下方に向くことにより、下方から上方へ向けた地盤反力２１を受ける。そして、回転ロッド７が前方へ推進されるタイミングで地中管路増設用先導体５を上方へ移動させる作用が働き、地中管路増設用先導体５の姿勢を制御する。
【００５６】
また、図６（ｃ）に示したように、地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃが水平部よりも上方に移動した場合には、テーパー部５ｄが上方に向くから上方から下方へ向けた地盤反力２１を受ける。そして、回転ロッド７が前方へ推進されるタイミングで地中管路増設用先導体５を下方へ移動させる作用が働き、地中管路増設用先導体５の姿勢を制御する。
【００５７】
さらに、地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃは、その推進方向前面の地盤を削孔しつつ、後部に新たな増設管路８を埋設するが、前述したように、地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃのテーパー部５ｄに設けた充填材噴出部１３からベントナイト等の充填材を噴出することにより、その掘削断面と新たな増設管路８の円周面との間に空隙が生ずることを防止し、また、増設管路８の周面抵抗を低減させるようにしている。
【００５８】
このようにして、地中埋設管路増設用削孔体５ｂに取り付けた地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃのテーパー部５ｄに地盤反力２１が作用するから、地中管路増設用先導体５の姿勢を保つことができる。また、既設地中埋設管路１を軸とした地中管路増設用先導体５の回転ずれのローリング角度をローリング計９で計測した計測値に基づいて、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの推進タイミングを利用して、地中管路増設用先導体５を所定の位置に回転復帰させることができる。
【００５９】
次に、地上設置型ロッド回転式推進機６による回転ロッド７の推進状況及び回転ロッド７に新たな増設管路８を通して推進する手順を説明する。
図７に示すように、地上設置型ロッド回転式推進機６は、回転ロッド７に回転力及び推進力を与える装置である。このロッド回転式推進機６は、ロッド回転プッシャー部１８とロッド管据付用カム部１６ａを有しており、それぞれ油圧等の動力により駆動する。
【００６０】
図７（ａ）は、回転ロッド７が前方へ推進を開始する状況を説明する図である。ロッド回転式推進機６は、走行式設置用架台２０上に、回転ロッド７に回転力を与えながらロッド回転プッシャー部１８を矢印の方向へ推進させる機構を有する。これにより、回転ロッド７の先端に取り付けられている地中管路増設用先導体５を到達たて坑３の方向へ掘削及び推進させる。
【００６１】
ロッド回転プッシャー部１８は、回転ロッド７へ回転力と推進力を与える油圧ケーブル１９や油圧回転モーター等の回転駆動機構を備えており、ロッド管推進ジャッキ１８ａに連結されている。このロッド管推進ジャッキ１８ａが伸縮することにより、その一端が接続されたロッド回転プッシャー部１８が回転ロッド７を推進方向へ推し進めるプッシャーの役割を有する。
【００６２】
ロッド回転プッシャー部１８がロッド管推進ジャッキ１８ａにより回転ロッド７を１ストローク分推進させた後には、図７（ｂ）に示したように、ロッド管据付用カム部１６ａの定着部をロッド管据付用カム固定部１６ｂから外す。次に、図７（ｃ）に示したように、撓め性を有する回転ロッド７を横へずらし、これに新たに増設する接続管８ｂを回転ロッド７の上部の管端から挿入し、被接続管８ａと接続する。
【００６３】
その後、図７（ｄ）に示したように、回転ロッド７を元の位置に戻し、ロッド管据付用カム部１６ａの定着部であるロッド管据付用カム固定部１６ｂに油圧ケーブル１７等の油圧機構により固定する。さらに、新たな回転ロッド７を繋いだ後にロッド管据付用カム固定部１６ｂでの固定動力をはずし、ロッド回転式推進機６は、再び回転ロッド７に回転力を与えながらロッド回転プッシャー部１８を推進させ、新たな回転ロッド７が接続される一連の工程を繰り返すことにより、地中管路増設用先導体５を到達たて坑３の方向へ掘削及び推進させる。
【００６４】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る埋設管増設方法及び埋設管増設装置によれば、周辺環境への影響が大きい開削工法による地中埋設管路増設工事を回避することができる。また、非開削工法により既設地中埋設管路１の近傍に新たな増設管路８を確実かつ迅速に増設することができる。
【００６５】
尚、一般に、増設管路８を布設できる地中空間が制限されている場合が多く、それぞれのライフライン事業者は道路管理者から一定の離隔をとって埋設するように指示される。この場合、例えば通信のライフラインでは、既設地中埋設管路１のごく近傍には他のライフラインは存在しないことが多いため、本発明の実施の形態では、既設管路把持装置５ａが既設地中埋設管路１の周面を把持しつつ該管路をガイドとして摺動し、既設管路把持装置５ａを側面に設けた地中埋設管路増設用削孔体５ｂがその後部に剛性かつ可とう性を有した回転ロッド７を収容した増設管路８に取り付けられ、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの掘進方向先端部に備えた地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃが地上設置型ロッド回転式推進機６から回転ロッド７に伝達される回転力及び推進力により地中を掘進することにより既設地中埋設管路１に沿って新たに増設管路８を埋設できるようにした。また、本発明の実施の形態では、地中埋設管路増設用削孔体５ｂの後部に回転ロッド７を接続し、地中掘削用テーパー状ヘッド５ｃが回転ロッドの回転力及び推進力により地中を掘進してロッド路を形成し、回転ロッドから地中埋設管路増設用削孔体５を取り外して増設管路８を取り付け、地上設置型ロッド回転式推進機６に兼ね備えたロッド引込み機能により回転ロッドを引込みながら既設地中埋設管路に沿って新たに増設管路８を設けるようにした。このため、高精度な方向制御機能や位置検知機能がなくても、既設地中埋設管路１に隣接してスペースを確保しながら確実かつ迅速に新たな増設管路８を増設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態に係る埋設管増設方法及びその装置を説明する図である。
【図２】発進たて坑内における地中管路増設用先導体の既設地中埋設管路への取り付け状況を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る埋設管増設方法及びその装置における施工が終了した状況を説明する図である。
【図４】既設管路把持装置、その既設地中埋設管路への装着方法及びその内面に備えた摩擦低減用機構を説明する図である。
【図５】既設管路把持装置が継ぎ手部を乗り越える機構を説明する図である。
【図６】地中埋設管路増設用削孔体の先端の地中掘削用テーパー状ヘッドにより地中管路増設用先導体の姿勢を制御する機構について説明する図である。
【図７】地上設置型のロッド回転式推進機による回転ロッドの推進状況及び回転ロッドに新たな増設管路を通し推進する手順を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  既設地中埋設管路
２  発進たて坑
３  到達たて坑
４  既設ケーブル
５  地中管路増設用先導体
５ａ  既設管路把持装置
５ｂ  地中埋設管路増設用削孔体
５ｃ  地中掘削用テーパー状ヘッド
５ｄ  テーパー部
６  地上設置型ロッド回転式推進機
７  回転ロッド
８  増設管路
８ａ  被接続管
８ｂ  接続管
９  ローリング計
１０  電源ケーブル
１１ａ  潤滑材混入削孔水送水管
１１ｂ  充填材送給管
１２  潤滑材混入削孔水噴出部
１３  充填材噴出部
１４  ばね
１５  継ぎ手部
１６ａ  ロッド管据付用カム部
１６ｂ  ロッド管据付用カム固定部
１７、１９  油圧ケーブル
１８  ロッド回転プッシャー部
１８ａ  ロッド管推進ジャッキ
２０  走行式設置用架台
２１  地盤反力
２２  ケーブル防護カバー
【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】
2004169545.tif 000008
【図７】
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