(57)【要約】      （修正有）【課題】地中に埋設された老朽化した既設管を、効率良く撤去して新設管を正確に敷設できる改築推進方法を提供する。【解決手段】既設管１の各継手部６，７を鋼製カラ−３を含めて前後に筒状体に切断し、その筒状体を円周方向に複数個に分割した分割体２を撤去し、その空間には分割セグメントを組み立てて構築する第１の工程と、分割セグメントの組立が完了すると既設管１内に中込充填材を注入する第２の工程と、発進立坑側より先端に複数個の切削具を装備したカッタヘッドを有する改築用掘進機で既設管を切断しながら改築用掘進機の後方より新設管を推進埋設していく第３の工程と二より構成される既設管の改築推進方法である。【選択図】図１
2016079784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進工法により埋設された既設管の改築推進方法であって、
発進立坑と到達立坑間の地中に埋設された既設管である推進工法用鉄筋コンクリ−ト管（以下既設管という）の各継手部分の前後を、既設管内から第１切断手段により円周方向に筒状体に切断し、外周部の鋼製カラ−を含む筒状体を円周方向に複数に分割するように第２切断手段で推進方向に複数個の分割体に切断し、複数個に分割された分割体を順次撤去し、その空間には空間充填体を構築する第１の工程と、
全ての前記継手部の分割体の撤去と空隙充填体の構築が完了すると、既設管内に中込充填材を注入する第２の工程と、
既設管内に充填した中込充填材が硬化した後、発進立坑側より先端に複数個の切削具を装備した改築用掘進機により、既設管を順次切断しながら、前記改築用掘進機の後方より新設管を推進埋設していく第３の工程と、により構成されることを特徴とする既設管の改築推進方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、両端の立坑に一方には既設管断面を閉塞する隔壁を設置し、他方には既設管断面を閉塞するとともに管内の出入を可能とするために筒状体の前後に隔壁を有し、前後の隔壁に開閉扉を装備したロックユニットを設置し、前記ロックユニット部より管内に所定の圧気圧を掛けることを特徴とする請求項１記載の既設管の改築推進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、地中に埋設された上下水道管などの老朽化した既設管を効率良く撤去して新設管を正確に敷設するための既設管の改築推進方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  地中に埋設された老朽化した既設管を開削工法によることなく切断し、同時に新設管を敷設していく技術としては、全断面掘進機のように掘削断面全体に回転掘削歯を配置した掘進機により既設管を破砕し、その後に新設管を敷設していく既設管の改築用掘進機が開発されている。しかしながら、前記した従来技術の改築用掘進機では、既設管の鉄筋は切断可能であるが、カッタ−により切断される鉄筋の長さがまちまちであり、長く切断された鉄筋がカッタ−や排土装置に巻き付き、それを取り除くために改築推進作業を頻繁に中断しなければならないという問題があった。また、既設管が推進工法用鉄筋コンクリ−ト管の場合には、継手部の鋼製カラ−が細かく切断できず、改築推進は困難という問題があった。【０００３】  このため、鉄筋および鋼製カラ−を切断撤去する技術として、特開２００７−２４７３２０号公報が開示されている。その構成は、径方向に伸びる取り付け軸に回転自在に取り付けられるロ−ラビットを、中央部に開口部が形成されるように複数リング状に配置し駆動手段により回転駆動するリング状カッタ−ヘッドとし、前記リング状カッタヘッドを先端にスリットカッタ−を備えた山止め円筒部内に配置し、前記複数のロ−ラビットの取り付け軸を内径側の端部が回転方向に位置し周方向に傾斜させて取り付けた破砕用掘進機となっている。【０００４】  前記従来技術の複数のロ−ラビットの取り付け軸を内径側の端部が回転方向側に位置し周方向に傾斜させて取り付ける構成で、リング状カッタ−ヘッドのロ−ラビットにより破砕・切断された鉄筋、鋼製カラ−を内径方向に取り込む作用が大きくなり、破砕・切断物の撤去・搬送が容易になった。【０００５】  本技術のリング状カッタ−ヘッドのロ−ラビットにより、コンクリ−トや鉄筋の破砕・切断が容易になったが、前述した破砕用掘進機による鋼製カラ−の切断は、当初は確実に細かく切断できるが、中間のフランジを過ぎたころから鋼製カラ−は外周のリングだけでフリーとなってしまい、共廻りしてカッタヘッドに絡み付いて切断が困難となる。最終的には球状となってカッタヘッドや排土装置に絡み付いて、改築推進ができないという問題があった。
【特許文献１】特開２００７−２４７３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  このため、本発明が解決しようとする課題は、既設管を効率良く切断・撤去し、新設管を推進埋設できる既設管の改築推進方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、発進立坑と到達立坑間の地中に埋設された既設管の継手部分の前後を、既設管内から第１切断手段により円周方向に筒状体に切断し、外周部の鋼製カラ−を含む筒状体を円周方向に複数に分割するように第２切断手段で推進方向に複数個の分割体に切断し、複数個に分割された分割体を順次撤去し、その空間には空隙充填体を構築する第１の工程と、全ての前記継手部の分割体の撤去と空隙充填体の構築が完了すると、既設管内に中込充填材を注入する第２の工程と、既設管内に充填した中込充填材が硬化した後、発進立坑側より先端に複数個の切削具を装備した改築用掘進機により、既設管を順次破砕しながら、前記改築用掘進機の後方より新設管を推進埋設していく第３の工程と、により構成される既設管の改築推進方法である。
また、前記第１の工程において、両端の立坑に一方には既設管断面を閉塞する隔壁を設置し、他方には既設管断面を閉塞するとともに管内の出入を可能とするために筒状体の前後に隔壁を有し、前後の隔壁に開閉扉を装備したロックユニットを設置し、前記ロックユニットより管内に所定の圧気圧を掛ける請求項１記載の既設管の改築推進方法である。【０００８】  第１切断手段としては、一般に用いられているコンクリ−ト切断機を用いて人力により切断しても良い。環境に留意して効率の良い切断を行うためには、既設管内で円周方向に稼働可能な切削刃を装備した切断機を操作して行う切断方法を用いることも可能である。【０００９】  筒状体は、継手部の鋼製カラ−の長さよりも少し余裕を持った幅で切断される。筒状体の外周面には、環状の鋼製カラ−が嵌挿された状態で残っている。【００１０】  第２切断手段としては、前記した通常用いられているコンクリ−ト切断機を用いても良いし、切削刃を支えるア−ムが円周方向に回転可能であるとともに本体が推進方向に所定の距離だけ移動可能な切断機を用いて効率の良い切断を行うこともできる。【００１１】  第２切断手段で複数個に分割された分割体は、順次撤去されて地上に搬出される。撤去された空間には、空隙充填体である分割セグメントが設置され、各分割セグメントは連結具で接続して固定される。この時、鋼製カラ−も分割した状態で撤去される。分割セグメントや連結具としては、後の改築推進時に支障とならないように、比較的強度の小さいコンクリ−ト等で製作され、連結具は金属以外のもので破砕がし易いもので製作されている。分割セグメントの大きさは、撤去される分割体の大きさよりもやや小さく制作され、１ブロックづつの撤去、設置を行うことにより、地山の崩壊等を防止することができる。分割体の大きさとしては、既設管径や土質条件等によって慎重に検討されて決定される。地山が自立した良好な土質条件の場合には、全ての分割体を撤去した後に、その部分に内型枠を設置し、空隙部にモルタル等を充填することによって一体化した空隙充填体とすることができる。【００１２】  既設管内に充填される中込充填材は、貧配合のモルタル等が用いられ、既設管の両端面を閉塞した状態で、どちらかの立坑側から注入充填される。【００１３】  改築用掘進機の切削具としては、半径方向に伸びる取付軸に回転自在に取り付けられるロ−ラ−ビットを既設管の壁面に当接するようにリング状に配置されるとともに、リング状内には中込充填材を切削するための切削ビットが複数個装備されている。【００１４】  既設管断面を閉塞する隔壁は、既設管内に掛ける圧気圧に耐えるように、鋼材等により強固に制作されている。他方に設置されるロックユニットの先端には、既設管の後端面に当接して圧気圧が漏れないように、管径に合わせてフランジが設けられている。
【発明の効果】
【００１５】  本発明の既設管の改築推進方法は、既設管である推進工法用鉄筋コンクリ−ト管の継手部の鋼製カラ−を事前に撤去し、既設管全体をコンクリ−ト体だけとすることにより、確実で効率良い改築推進施工を可能とした。このため、鉄道下や河川下等を横断する工事でも、施工を中断することがなくなり、改築推進工法の信頼性を拡大した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  推進工法用鉄筋コンクリ−ト管の改築推進工事において、効率良く確実に施工できる既設管の改築推進方法を実現した。
【実施例１】
【００１７】  図１は、本発明の既設管の改築推進による継手部切断方法を説明する縦断面図である。老朽化した既設管１の継手部には、前方の既設管１の後端外周面に後方に所定の長さだけ延長した筒状の鋼製カラ−３の前部が固設されている。鋼製カラ−３の中間の内周面には、前後の既設管１端面に当接するようにリング状のフランジ５が固設されている。後方の既設管１の前端部には、後方に所定の長さだけ段差を設けて縮径した段落部が設けられ、前記鋼製カラー３内に嵌設されて接続されている。また、後方の既設管１の前端外周面には、止水性を確保するために止水ゴム４が嵌設されて鋼製カラ−３の内周面に密着した状態となっている。【００１８】  一方の立坑から、既設管１内の継手部の前後部６，７を、管１内から第１切断手段により円周方向に筒状体に切断する。筒状体の幅は、継手部の鋼製カラ−３の長さよりも少し余裕を持った幅で切断され、筒状体の外周面には筒状体を覆うように鋼製カラ−３が嵌設された状態で残っている。外周部の鋼製カラ−３を含む前記筒状体は、円周方向に複数に分割するように第２切断手段により推進方向に複数個の分割体２に切断され、複数個に分割された分割体２は順次撤去し、その空間には空隙充填体（図示省略）を構築することにより第１工程は構成される。この時、鋼製カラ−３は、第２切削手段により分割体２とともに分割切断されて撤去される。【００１９】  前記第１切断手段としては、通常用いられているコンクリ−ト切断機（図示省略）を用いて人力による切断を行ってよいし、環境に適した効率の良い切断を行うために、既設管１内を走行し円周方向に稼働可能な切削刃を装備した自動切断機（図示省略）を採用することもできる。第２切断手段としては、前記した通常用いられているコンクリ−と切断機を用いて人力切断しても良いし、切削刃を支えるア−ムが円周方向に回転可能であるとともに、本体が推進方向に所定の距離だけ移動可能な切断機（図示省略）を用いて効率の良い切端を行うこともできる。【００２０】  図２は、本発明の既設管の改築推進の分割体切断方法を説明する横断面図である。本実施例では、分割体２は６個に分割され、頂部はその部分が容易に撤去できるように、鉛直軸に平行に切断されている。左右の分割体２は、対称位置で切断された切断片を外部地山の安定を確認しながら１片づつ撤去される。撤去された分割体２に合わせて１づつの分割セグメントを組み立てる方法を採用すれば、外部地山が不安定の場合にも安全で確実な第１工程作業が行える。外部地山が安定していれば、全ての分割体２を撤去した後に、その部分に内型枠を設置してモルタル等を充填して一体化した空隙充填体とすることができる。【００２１】  分割セグメントは、比較的強度を小さくしたコンクリ−ト材料等で製作され、各分割セグメントを固定する連結具としては、改築推進時に支障とならないように金属以外のプラスチック材等で製作されている。【００２２】  図３は、本発明の既設管の改築推進に使用する圧気装置を説明する縦断面図である。老朽化した既設管１の外周部の地山が地下水の多い地盤の場合は、分割体２を細かく分割して撤去しても、撤去作業中に地下水とともに土砂が管内に流れ込み、上部地盤が崩壊するというトラブルが発生する。このため、発進立坑側の既設管１の端面に、推進方向に所定の長さを持った円筒体の前後の隔壁に、開閉扉を装備したロックユニット８を設置して、後方より元押ジャッキにより既設管１の端面に押し付けて当接する。一方の到達立坑側には、既設管１の他端面に、開口部を閉塞するように製作された隔壁９を当接させて固定し、前記ロックユニット８部よりブロア−ユニットやコンプレッサ−（図示省略）によって既設管１内に所定の圧気圧を掛けることによって、既設管１の外周部の地下水を押し戻して、地山を安定させる。既設管１の両端面へのロックユニット８と隔壁９の別の押付方法としては、元押ジャッキ等を使用する方法に変えて、既設管１内に緊張材１０を貫設して、所定の圧気圧に耐える力でロックユニット８と隔壁９を緊張させておく方法を用いることも可能である。緊張材１０としては、鋼材ではなく高張力を持つ樹脂材等が用いられる。既設管１内に掛ける圧気圧については、土質条件や土被り等を検討して決定される。【００２３】  全ての既設管１継手部の分割体２撤去と分割セグメントの組立が完了すると、発進立坑側のロックユニット８が撤去され、既設管１の端面には到達立坑側に設置されている隔壁９と同様の隔壁９が設置され、押し付けられる。その後、一方の隔壁９から既設管１内に中込充填材１１を注入する第２工程作業が行われる。中込充填材１１としては、後の改築推進時に効率の良い切削がおこなえるように、比較的貧配合のコンクリ−トやモルタル等が使用される。【００２４】  図４は、本発明の既設管の改築推進方法を説明する縦断面図である。既設管１内の中込充填が完了すると、発進立坑側のロックユニット８と到達立坑側の隔壁９が撤去され、発進立坑側の既設管１の端面には、複数個の切削具１４を装備したカッタ−ヘッド１３を有する改築用掘進機１２が設置される。前記改築用掘進機１２のカッタ−ヘッド１３を回転させながら、後方に設置した元押ジャッキ１５を伸長させることにより、改築用掘進機１２は既設管１を破砕しながら前進していく。改築用掘進機１２の推進が完了すると、改築用掘進機１２の後端には、新設管（図示省略）が接続され、新設管の後端面を元押ジャッキ１５により押し付けることにより新設管が地中に推進埋設されていく第３工程である。以上、本発明は第１工程、第２工程、第３工程により構成される改築推進方法である。【００２５】  改築用掘進機１２の切削具１４としては、半径方向に伸びる取付軸に回転自在に取り付けられるロ−ラ−ビットが既設管１の端面に当接するようにリング状に配置されている。リング状に配置されたロ−ラ−ビットの内側には、既設管１内に充填した中込充填材１１を切削するための切削ビットが複数個装備されている。本発明に用いられるカッタ−ヘッド１３としては、施工条件等に応じて面板タイプやスポ−クタイプのどちらを採用して、最適の施工を行うことが可能である。【００２６】  以上のように、本発明の既設管の改築推進方法により、老朽管である推進工法用鉄筋コンクリ−ト管１の継手部の鋼製カラ−３も事前に分割体２とともに効率良く撤去され、改築推進時には、コンクリ−ト体だけの破砕となって、効率の良い改築推進方法が提供で���る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の既設管の改築推進による継手部切断方法を説明する縦断面図である。
【図２】本発明の既設管の改築推進の分割体切断方法を説明する横断面図である。
【図３】本発明の既設管の改築推進に使用する圧気装置を説明する縦断面図である。
【図４】本発明の既設管の改築推進方法を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】  １    既設管
２    分割体
３    鋼製カラ−
４    止水ゴム
５    フランジ
６    継手部の前部
７    継手部の後部
８    ロックユニット
９    隔壁
１０    緊張材
１１    中込充填材
１２    改築用掘進機
１３    カッタ−ヘッド
１４    切削具
１５    元押ジャッキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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