(57)【要約】【課題】道路などに埋設された上水道等の給水用鉛管やポリエチレン管などの埋設管を、比較的簡便な方法で、道路を掘り返すことなく非開削でステンレス管などの新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法を提供する。【解決手段】地中に埋設された埋設管を引き抜いて新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法であって、前記埋設管の交換に先立って、カッターを取り付けたカッター付きワイヤを前記埋設管に貫通させて該埋設管を長手方向に切断した後、長手方向の一定間隔にスベリ防止用の爪を取り付けた爪付きワイヤを前記切断した埋設管の内側に挿入し、該爪付きワイヤの後ろに前記新たな管を接続した状態で、該爪付きワイヤを引っ張ることにより、前記スベリ防止用の爪が前記埋設管を係止して該埋設管を引き抜くと同時に、新たな管を地中に挿入することを特徴とする地中埋設管の非開削取り替え方法。【選択図】    図１
2005009524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設された埋設管を引き抜いて新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法であって、
前記埋設管の交換に先立って、カッターを取り付けたカッター付きワイヤを前記埋設管に貫通させて該埋設管を長手方向に切断した後、
長手方向の一定間隔にスベリ防止用の爪を取り付けた爪付きワイヤを前記切断した埋設管の内側に挿入し、
該爪付きワイヤの後ろに前記新たな管を接続した状態で、該爪付きワイヤを引っ張ることにより、
前記スベリ防止用の爪が前記埋設管を係止して該埋設管を引き抜くと同時に、新たな管を地中に挿入することを特徴とする地中埋設管の非開削取り替え方法。
【請求項２】
前記埋設管の長手方向の切断を、前記埋設管が到達坑に到着後に切断装置に貫通させて行うことを特徴とする請求項１に記載の地中埋設管の取り替え方法。
【請求項３】
前記スベリ防止用の爪を構成する係止部材が、バネ部材によって前記爪付きワイヤの径方向に動くことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地中埋設管の非開削取り替え方法。
【請求項４】
前記スベリ防止用の爪が、複数の係止部材を螺旋状に取り付けた形状とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地中埋設管の非開削取り替え方法。
【請求項５】
前記カッターが、複数の螺旋状の刃と、切断した埋設管を曲げる複数のＬ字形のガイド溝とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の地中埋設管の非開削取り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された埋設管を引き抜いて新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法に関する。
具体的には、道路などに埋設された上水道等の給水用鉛管やポリエチレン管などの埋設管を、道路を掘り返すことなく非開削でステンレス管などの新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路などに埋設されている上水道等の配管には、内径が２０ｍｍ程度の給水用鉛管やポリエチレン管が多く用いられており、長期間使用しているうちに古くなって交換が必要になっており、また、鉛の一部が土中に侵入して環境上の問題となっている。
そこで、従来から、道路などに埋設された上水道等の埋設管を、道路を掘り返すことなく非開削で新たな管と交換する種々の方法が提案されている。
例えば、特開平８−１２８５６４  号公報には、残置不用管内に先ずワイヤ・ロット等の芯線材を貫通させ、次に芯線材と管体との接着性を持たせる樹脂、モルタル等を注入し、硬化後、不用管の一端を引抜装置にチャックして牽引するように引抜施工する方法が開示されている。
【０００３】
また、特開平８−１２８５６６号公報には、  不用鉛管の引抜き時に鉛管の剪断応力の弱さから途中で断裂して引抜き不能となる事が多いが、これを解決する為に先ず、不用鉛管内にワイヤ、ロット等の芯線材と、加熱媒体とを貫通させ、次に一部露出した不用管端の加熱媒体の発熱体に、コイルを通じて電源から通電させたり、管内にトーチ火炎を吹き込む、或いは可燃性物質を引き入れ燃焼させたりして、鉛管の溶融点である３２７℃を得ることにより不用鉛管を全体的もしくは局部的に溶融して芯線材と一体化させた後、周知の引抜き装置の使用にて、チャック部の前後スライド操作により牽引引抜き施工する方法が開示されている。
【０００４】
しかし、前述のような従来の地中埋設管の取り替え方法は、充填材や溶融によって、芯線材と埋設管とを一体化させるため、大掛かりな設備と労力が必要になるという問題点があった。
そこで、発明者等は、埋設管を非開削の状態で長手方向に分割して引き抜く工法を考案し、特開平１１−２１８２８８号公報、特開２０００−２９１８３０号公報、特開２００１−８２６３３号公報に開示した。
しかし、これらの従来技術は、地中埋設管を非開削の状態で取り替える具体的な手順、および、埋設管を長手方向に切断するカッターや、埋設管を引き抜くための爪の形状について十分な検討がなされていなかったため実現できなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２８５６４  号公報
【特許文献２】特開平８−１２８５６６号公報
【特許文献３】特開平１１−２１８２８８号公報
【特許文献４】特開２０００−２９１８３０号公報
【特許文献５】特開２００１−８２６３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、道路などに埋設された上水道等の給水用鉛管やポリエチレン管などの埋設管を、比較的簡便な方法で、道路を掘り返すことなく非開削でステンレス管などの新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、埋設管にスベリ防止用の爪を取り付けたワイヤを挿入し、この爪つきワイヤを引き抜くと同時に、新たな管を土中に挿入することによって、簡便な方法で道路などに埋設された上水道等の給水用鉛管やポリエチレン管などの埋設管を、道路を掘り返すことなく非開削でステンレス管などの新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）地中に埋設された埋設管を引き抜いて新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法であって、
前記埋設管の交換に先立って、カッターを取り付けたカッター付きワイヤを前記埋設管に貫通させて該埋設管を長手方向に切断した後、
長手方向の一定間隔にスベリ防止用の爪を取り付けた爪付きワイヤを前記切断した埋設管の内側に挿入し、
該爪付きワイヤの後ろに前記新たな管を接続した状態で、該爪付きワイヤを引っ張ることにより、
前記スベリ防止用の爪が前記埋設管を係止して該埋設管を引き抜くと同時に、新たな管を地中に挿入することを特徴とする地中埋設管の非開削取り替え方法。
（２）前記埋設管の長手方向の切断を、前記埋設管が到達坑に到着後に切断装置に貫通させて行うことを特徴とする（１）に記載の地中埋設管の取り替え方法。
（３）前記スベリ防止用の爪を構成する係止部材が、バネ部材によって前記爪付きワイヤの径方向に動くことを特徴とする（１）または（２）に記載の地中埋設管の非開削取り替え方法。
（４）前記スベリ防止用の爪が、複数の係止部材を螺旋状に取り付けた形状とすることを特徴とする（１）または（２）に記載の地中埋設管の非開削取り替え方法。
（５）前記カッターが、複数の螺旋状の刃と、切断した埋設管を曲げる複数のＬ字形のガイド溝とを有することを特徴とする（１）乃至（４）に記載の地中埋設管の非開削取り替え方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図１乃至図７を用いて詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の地中埋設管の非開削取り替え方法における第１の実施形態を示す図であり、埋設管が給水用鉛管の場合を例示する図である。
図１において、１は埋設管、２は水道本管、３はネジニップル、４はカッター、５、５´はウインチ、６はロープ車、７はカッター付きワイヤ、８は爪、９は爪付きワイヤ、１０はコレット、１１は新たな管を示す。
図１の上段に示すように、埋設管１は、例えば、水道本管２から道路の下を横断して宅地に給水するように埋設されている。
【０００９】
＜準備工程＞
まず、この埋設管１を、道路を開削しないで交換する作業スペースを確保するために、１ｍ四方程度の到達坑と、０．６ｍ四方程度の発進坑を設ける。
＜通線工程＞
次に、埋設管１の中にパイロットワイヤを通し、発進坑で、ネジニップル３を用いてパイロットワイヤにカッター付きワイヤ７を接続する。
＜埋設管切断工程＞
図１（１）に示すように、ウインチ５により、カッター付きワイヤ７を引っ張ることにより埋設管１の中にカッター４を貫通させて、埋設管１を長手方向に切断する。給水用鉛管のように、軟質の埋設管１をそのまま引き抜くと、埋設管１が破断してしまうため、あらかじめ、カッター４によって、長手方向に切断して埋設管の外径を小さくする縮径を行うことによって、埋設管１を土圧から開放し、引き抜き易くすることができる。
図１（１）に示すように、ウインチ５は、到達坑にセットされたロープ車６を有するウインチ架台に設置された電動モータの動力で、前記カッター付きワイヤ７を巻き取ることにより、カッター４を埋設管１の中を貫通させ、埋設管１の全長に亘って切断し、埋設管１の断面を渦巻き状にすることによって縮径することができる。
また、前述のロープ車６は、ウインチ５が巻き取る力を有効にカッター付きワイヤ７に伝える働きと、爪がワイヤを疵つけないようにする働きをしている。
なお、カッター４および縮径の詳細については後述する。
【００１０】
＜爪付きワイヤ挿入工程＞
埋設管１を貫通したカッター４は、到達坑にて取り外し、図１（２）に示すように、ネジニップル３を用いて、爪付きワイヤ９を接続し、発進坑に設置されたウインチ５´により引っ張る。この工程により、爪付きワイヤ９を長手方向に切断された埋設管１の内側の全長に亘って挿入することができる。
爪付きワイヤ９に設けられている爪８は、前進するときは埋設管１の内面を係止しないが、後退するときはワイヤ９の周方向に拡がって埋設管１の内面を係止しすることによって、スベリを防止することができる機構となっており、この爪８については後述する。
＜埋設管の引き抜き工程＞
図１（３）に示すように、ウインチ５により、埋設管１の内側に挿入された爪付きワイヤ８を、到達坑側に引っ張ることによって、長手方向に切断された埋設管１を土中から引き抜いて回収することができる。
本発明によって、埋設管１が破断することなく回収することができるのは、カッター４によって埋設管１を長手方向に切断して縮径することによって、土圧から開放するとともに、爪８が埋設管１の内面を係止することによってスベリを防止することができるからである。
【００１１】
＜新たな管の挿入工程＞
図１（４）に示すように、爪付きワイヤ９の後ろに、コレット１０を用いてステンレス管などの新たな管１１を接続し、ウインチ５により、爪付きワイヤ９とともに引っ張ることにより、埋設管１を引き抜くと同時に、新たな管１１を土中に挿入することができ、比較的簡便な方法で、道路などを掘り返すことなく非開削の状態で給水用鉛管などの古い埋設管１をステンレス管などの新たな管１１に交換することができる。
ここに、コレット１０とは、管端を接続するための工具であって、例えば波形状になった端部を管の内面に装着することにより、管形状を変化させたり、疵をつけたりすることなく、管とワイヤとを簡単かつ強固に接続できる。
【００１２】
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の地中埋設管の非開削取り替え方法における第２の実施形態を示す図であり、埋設管がポリエチレン管の場合を例示する図である。
ポリエチレン管は、前述の第１の実施形態における給水用鉛管に比べて硬いので、長手方向に切断して縮径しなくても、そのまま引き抜くことができる。
従って、図１（１）の＜埋設管切断工程＞は不要であるが、ポリエチレン管とワイヤとを一緒にウインチで巻き取ることができないので、埋設管１を長手方向に切断することによりポリエチレン管とワイヤとを分離し、前述のウインチ５を用いて、埋設管１の中に装着された爪付きワイヤ８を引っ張る必要がある。
そこで、埋設管１を回収しながら、この埋設管１を、切断装置１２に貫通させて長手方向に切断することによってワイヤのみをウインチで巻き取り作業を完了させポリエチレン管を全長に亘って回収することができる。
図８は、本発明に用いる切断装置１２の詳細図であり、図８の左側が正面図、右側が側面図を示す。
図８において、切断装置１２の中央に、埋設管１を貫通させる穴が設けられており、この穴に取り付かれた刃によって、埋設管１を長手方向に切断して上下二分割することができる。
【００１３】
図３は、本発明の埋設管交換前に用いるカッターの詳細図であり、左側が側面図、右側が正面図を示す。
図３に示すように、埋設管交換前に用いるカッター４は、先細り形状をしており、その周囲に２枚の螺旋状の刃１３が設けられている。
前述のカッター付きワイヤ７を引っ張ると、この螺旋状の刃１３が回転して、埋設管を長手方向に切断し、本実施形態の場合には２分割することができる。
本実施形態においては、カッター４には２枚の螺旋状の刃１３を設けているが、埋設管の口径が大きい場合には、この螺旋状の刃１３を３枚以上にすることにより、埋設管を細分割することができるので回収し易くすることができる。
また、前述の螺旋状の刃１３の内周には、切断した埋設管１を曲げる複数のＬ字形のガイド溝１４を有する。
前述のカッター付きワイヤ７を引っ張り螺旋状の刃１３が回転する際に、切断された埋設管１の端部が、Ｌ字状のガイド溝１４に巻き込まれることによって、埋設管１の外径を小さく縮径することができ、埋設管を土圧から開放することができる。
【００１４】
図４は、埋設管が縮径される様子を示す図である。
図４の左側に示すように、前述のカッター４が埋設管１の中を貫通することによって、長手方向に切断され、さらに、カッター４が有するＬ字状のガイド溝１４が切断された埋設管１の端部を巻き込むことによって、図４の右側に示すように埋設管１の外径をもとの径の１／２〜２／３に縮径することができ、その結果、埋設管１にかかる土圧を約３０％低減することができる。
図５乃至図７は、本発明に用いるスベリ防止用の爪付きワイヤの実施形態を示す図である。
図５は、係止部材１５とバネ部材１６とを有するスベリ防止用の爪が、例えば約３０ｃｍ間隔で取り付けられた爪付きワイヤを示す。
爪付きワイヤが左側に前進するときは、係止部材１５は図５の爪部材１５がバネ部材１６を押さえ、爪付きワイヤの径方向（軸中心方向）に動くので、埋設管１を係止しないで爪付きワイヤを埋設管内に挿入することができる。
一方、爪付きワイヤが右側に後退するときは、バネ部材１６が係止部材１５を爪付きワイヤの軸外側方向に動いて埋設管１を係止するので、爪付きワイヤをとともに埋設管１を引き抜いて回収することができる。
【００１５】
図６に示す爪付きワイヤの基本構造は、図５と同様であるが、爪部材１５´が図５よりも長く、傾き角を約３０度とする螺旋形状になっている。
爪部材１５´を螺旋形状にすることによって、長手方向に切断された埋設管を捩じりながら引き抜くことができ、埋設管の外径をさらに小さく縮径することができる。
なお、図５および図６に示す爪付きワイヤは、給水用鉛管などの比較的軟質の管に適しており、埋設管の交換前に長手方向に切断して縮径する場合には、図６に示す螺旋形状の爪部材を有する爪付きワイヤを用いることが好ましい。
図７に示す爪付きワイヤは、スベリ防止用の爪部材１５´´が、複数の爪を螺旋状に取り付けた形状としている。
この複数の爪を螺旋状に取り付けた形状の爪部材１５´´は、爪部材自体が弾性を有しているので、図５および図６のようなバネ部材１６を用いなくても爪付きワイヤの前進時には埋設管を係止せず、後退時には埋設管を係止して引き抜くことができる。
なお、図７に示す爪付きワイヤは、埋設管の交換前に切断する必要のないポリエチレン管などの比較的硬質の管を係止するのに適しており、引き抜く際の係止力が大きいので比較的容易に埋設管の交換を行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、道路などに埋設された上水道等の給水用鉛管やポリエチレン管などの埋設管を、比較的簡便な方法で、道路を掘り返すことなく非開削でステンレス管などの新たな管と交換する地中埋設管の非開削取り替え方法を提供することができ、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地中埋設管の非開削取り替え方法における第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の地中埋設管の非開削取り替え方法における第２の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の埋設管交換前に用いるカッターの詳細図である。
【図４】埋設管が縮径される様子を示す図である。
【図５】本発明に用いるスベリ防止用の爪付きワイヤの実施形態を示す図である。
【図６】本発明に用いるスベリ防止用の爪付きワイヤの実施形態を示す図である。
【図７】本発明に用いるスベリ防止用の爪付きワイヤの実施形態を示す図である。
【図８】図８は、本発明に用いる切断装置の詳細図である。
【符号の説明】
１・・・埋設管、２・・・水道本管、３・・・ネジニップル、
４・・・カッター、５、５´・・・ウインチ、６・・・ロープ車、
７・・・カッター付きワイヤ、８・・・爪、９・・・爪付きワイヤ、
１０・・・コレット、１１・・・新たな管、１２・・・切断装置、
１３・・・刃、１４・・・Ｌ字形のガイド溝、
１５、１５´、１５´´・・・係止部材、１６・・・バネ部材
【図１】
2005009524.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005009524.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005009524.tif 000007
【図６】
2005009524.tif 000008
【図７】
2005009524.tif 000009
【図８】
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