(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設した既設管を破砕手段によって拡径しながら破砕し、その既設管の破砕跡内に、前記破砕手段に連結した新設管を引き込む埋設管の入れ替え工法であって、
前記破砕手段に連結した前記新設管を、織布筒状体を縦糸を前記新設管の軸方向に沿わせ、かつ、横糸を前記新設管の軸方向に対して直交する方向に沿わせて被せた状態で引き込む埋設管の入れ替え工法。
【請求項２】
前記新設管として、ポリエチレン製の管を用いる請求項１に記載の埋設管の入れ替え工法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の埋設管の入れ替え工法に使用する織布筒状体であって、
織布をその長さ方向に縫製して、地中の既設管破砕跡内に引き込む際の新設管に外嵌被覆自在にしてある織布筒状体。
【請求項４】
前記織布筒状体に縫製して形成される縫い代を、前記織布筒状体の外側に形成してある請求項３記載の織布筒状体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された既設管内に破砕手段を引き込み、前記既設管を拡径して破砕しながら、その既設管の破砕部内に、前記破砕手段に連結した新設管を引き込む埋設管の入れ替え工法及びその工法に使用する新設管保護のための織布筒状体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、埋設管に置き換えて新設管を埋設する入れ替え工事においては、道路等の工事占有期間、工事占有面積を極力低減するために、非開削でその入れ替え工事を行う工法が採用されるようになってきている。例えば図５（イ）に示すように、予め、工事箇所の両端位置に発進立坑１６と到達立坑１７の二つの作業用立坑を掘削し、夫々の作業用立坑１６，１７内で地中の埋設管９を露出させて切り離し、入れ替えの対象となる既設管１内に破砕手段６を引き込み、引き込んだ破砕手段６によって前記既設管１を拡径しながら破砕し、その既設管１の破砕跡２内に、前記破砕手段６に連結した新設管３を引き込むことが行われている。尚、上述の破砕には、既設管１の切り開き或いは切り裂きも含むものとし、上記破砕手段６にも切り開き或いは切り裂きにより既設管１を破壊する装置も含むものとする。この点に関しては以下においても同じとする。
【０００３】
上記既設管１の破砕と、新設管３の引き込みとにつき、鋳鉄製の既設管１をポリエチレン管３Ａに入れ替える工事を例に挙げて詳しく説明すると、先ず、入れ替え工事区間の両端部に掘削した発進立坑１６と到達立坑１７とで埋設管９を夫々切り離す。そして、前記発進立坑１６内に作業設備１８を設置する。そして、その作業設備１８を駆動して、既設管１である鋳鉄管１Ａ内に操作用ロッド１０を挿入し、前記到達立坑１７に突出させる。前記到達立坑１７では、既設管１の破砕と新設管３の引き込みの準備として、例えば図５（ロ）に示すように、前記操作用ロッド１０の先端に拡管プラグ６Ａを破砕手段６として取り付け、さらに、その拡管プラグ６Ａの後端部に、ポリエチレン管３Ａの先端部３ａを固定したガイドカバー１１を、連結金具１５を介して連結する。以上で作業準備を終わり、前記発進立坑１６内に設置した作業設備１８を操作して、先に既設管１内に挿通した操作用ロッド１０を徐々に引き戻す。これに伴って、この操作用ロッド１０に牽引される拡管プラグ６Ａが、既設管１である鋳鉄管１Ａ内に無理に引き込まれる結果、延性のない鋳鉄が損壊して、前記鋳鉄管１Ａは破片に分離する。同時に、前記鋳鉄管１Ａの損壊した跡である破砕跡２には、前記拡管プラグ６Ａに連結されたポリエチレン管３Ａが引き込まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記入れ替え工法においては、前記鋳鉄管１Ａを破砕した直後の破砕跡２内に、前記ポリエチレン管３Ａを引き込むから、その破砕跡２には、前記鋳鉄管１Ａの尖鋭な破断部を有する破片が既設管の残骸２ａとして密集しており、これが前記ポリエチレン管３Ａの表面３ｂを擦り、傷付けるおそれがある。これを一般的にいえば、前記破砕手段６が前記既設管１を切開或いは切り裂き拡管するものであれば、切り開かれ或いは切り裂かれた既設管１の残骸２ａが、また、上述のように、前記破砕手段６が拡管破砕するものであれば、破砕された既設管１の破片等の残骸がその破砕跡２に延在し、前記破砕手段６に連結された新設管３は、前記残骸２ａに接触するようになる。引き込まれる新設管３は、近年、上記のように、主としてポリエチレン管等の合成樹脂製管が主に用いられるから、こうした新設管３の表面が鋳鉄管等の金属管の残骸に接すれば、こうした残骸が前記新設管３の表面に突き刺さり、或いは、前記表面に切り傷を残すおそれがある。前記残骸が前記新設管３に突き刺されば、新設管３に漏れを生ずるおそれがあり、また、前記新設管３は、長期埋設されるものであるから、その表面に傷が残ることは、前記新設管３を埋設管９として長期使用する観点からも好ましくない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、従来同様に既設管の破砕と同時に新設管を引き入れながら、その新設管を傷付けることが防止できる埋設管の入れ替え工法、及びそのための用具を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔本発明の特徴構成〕
請求項１に係わる本発明の埋設管の入れ替え工法第１特徴手段は、地中に埋設した既設管を拡径しながら破砕し、その既設管の破砕跡内に、その破砕のための破砕手段に連結した新設管を、織布筒状体を縦糸を前記新設管の軸方向に沿わせ、かつ、横糸を前記新設管の軸方向に対して直交する方向に沿わせて被せた状態で引き込む点にある。
【０００７】
【０００８】
請求項２に係わる本発明の埋設管の入れ替え工法の第２特徴手段は、上記第１特徴手段において引き込む新設管として、ポリエチレン製の管を用いる点にある。
【０００９】
請求項３に係わる本発明の織布筒状体の第１特徴構成は、上記第１特徴手段又は第２特徴手段に用いる織布筒状体が、織布をその長さ方向に縫製して、地中の既設管破砕跡内に引き込む際の新設管に外嵌被覆自在にしてある点にある。
【００１０】
請求項４に係わる本発明の織布筒状体の第２特徴構成は、上記第１特徴構成において織布筒状体に縫製して形成される縫い代を、前記織布筒状体の外側に形成してある点にある。
【００１１】
〔特徴構成の作用及び効果〕
上記本発明に係わる埋設管の入れ替え工法の第１特徴手段によれば、引き込んで入れ替える際に新設管に傷つくことを防止できる。つまり、新設管に織布筒状体を縦糸を新設管の軸方向に沿わせ、かつ、横糸を新設管の軸方向に対して直交する方向に沿わせて被せた状態で引き込むことで、引き込まれる前記新設管を、既設管の残骸に傷付けられることから保護できるようになる。
【００１２】
また、織布筒状体は、仮に破れたとしても、破れ穴が拡大しにくく、安定して新設管を保護できるようになる。
【００１３】
上記本発明に係わる埋設管の入れ替え工法の第２特徴手段によれば、上記第１特徴手段が効果的になる。つまり、ポリエチレン製の新設管は、材料が軟質であるから引き込みやすく、入れ替え工事の作業性を向上する。ところで、ポリエチレン製の新設管が、軟質であるために傷つきやすいものであるが、上記第１特徴手段によりこれを損傷から保護できるのである。
【００１４】
上記本発明に係わる織布筒状体の第１特徴構成によれば、上記第１又は第２特徴手段において、入れ替える新設管の表面に傷を付けないようにできる。つまり、織布筒状体を被せることで、地中の既設管破砕跡内に引き込む新設管の外面を、既設管の破砕残骸による損傷から保護できる。そして、前記織布筒状体は、仮に前記新設管を引き込む際に破れたとしても、破れ穴が拡大しにくいから、前記損傷からの保護が確実である。さらに、前記織布筒状体は、長尺反を縦に裁断して縫製することで、簡単に形成できる。従って、引き込む新設管の全長に亘って表面を保護することが可能になる。
【００１５】
上記本発明に係わる織布筒状体の第２特徴構成によれば、上記第１特徴構成の作用効果に加えて、新設管の表面を長期安定して保護できるようになる。つまり、縫い代を外側に形成して縫製したままでよく、織布筒状体を形成するために裏返す必要がなく、製作が容易である。前記縫い代が外側に形成してあることで、前記織布筒状体の内側に突出するものがないから、新設管に被せやすい。しかも、前記縫い代が外側に形成してあることで、仮に、埋設後に前記織布筒状体の外側から大きな土圧が作用して織布に無理な力が作用することがなく、前記織布筒状体の外側からの土圧による損傷を抑制できる。従って、埋設後も長期安定して前記新設管の表面を保護することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる埋設管の入れ替え工法及びそのための筒状被覆体について説明する。図１は引き込み作業状態の新設管の先端部の状態の一例を示す説明図であり、図２は図１に示すした新設管の先端部の状態の縦断面図であり、図３は筒状被覆体の一例を示す斜視図であり、図４は引き込み作業の状態の一例を示す説明図である。尚、上記従来の技術に用いた図５における要素と同一の要素乃至同様の機能を果たす要素については、先の図５に付した符号と同一の、或いは関連する符号を付し、詳細の説明の一部を省略する。
【００１７】
以下には、上記埋設管の入れ替え工法の一例を、管の切り開きを管の破砕とする例として、埋設管を管軸に沿って切り開く管切開具６Ｂ（図１参照）を破砕手段６として用いる例を挙げて説明する。以下の例においては、既設管１は圧延鋼管のものであり、新設管３は合成樹脂管のものである。例えば図１に示すように、破砕する既設管１に代わって引き込まれるポリエチレン管３Ａからなる新設管３には、先端部３ａから全長に亘って、筒状被覆体４が被せられる。前記筒状被覆体４は、ナイロン、アラミド等の繊維材を織り上げたカンバス材等を素地とし、例えば図３に示すように、原反を幅方向に分割裁断した長尺の織布５を、幅方向両端縁部５ａを重ねる状態に折り重ねて、前記端縁部５ａに沿って長さ方向に連続縫製して、織布筒状体４Ａに形成したもので、縫い目４ｂを露出させた状態で、縫い代４ａを外側にしたままで用いられる。この織布筒状体４Ａは、縫い代４ａを外側にして前記ポリエチレン管３Ａに外嵌被覆できて、しかも、前記ポリエチレン管３Ａの表面３ｂとの間にあまり隙間を生じない寸法に縫製される。
【００１８】
上記埋設管の入れ替え工法の例について、さらに詳しく説明すると、既設管１が鋳鉄製でない場合には、前記破砕手段６としては、例えば図１に示すような管切開具６Ｂが用いられる。図示の管切開具６Ｂは、アメリカのブルックリン・ユニオン社で開発された工法に使用されるものでブレットと称し、先端側の切開部７と後端側の強制拡管部８とからなっており、前記切開部７の先端にはこの管切開具６Ｂを既設管１内に引き込む操作用ロッド１０への取付部を備えており、前記強制拡管部８の後部には、新設管３を連結金具１５を用いて連結可能な連結部を備えている。前記切開部７は、小径に、且つ、偏心して形成してあり、外側にはガイドローラ７ｂが既設管１の内面に接当自在に配列され、内側には、先端側から順次径を大きくした複数の切開丸刃７ａ（図示のものは５枚）を、その円心周りに回転自在に配列して取り付けてある。前記強制拡管部８は、その外周面を後端側を拡径し、偏軸したテーパ面に形成してあり、最後部の径を、切開する既設管１の管径よりも大きくしてある。この管切開具６Ｂを既設管１内に引き込むと、小径側の切開丸刃７ａが先ず既設管１の内面に接当し、外側のガイドローラ７ｂによる反力を基に、前記内面に切り込みを形成する。さらに、次の切開丸刃７ａは、前記切り込みをさらに深くする。最後の切開丸刃７ａが前記切り込みに接当するに至って、前記既設管１は完全に切開される。前記最後部の切開丸刃７ａは、既設管１を接続するクランプ、スリーブ継手をも切開可能のサイズにしてある。
【００１９】
前記新設管３は、例えば図２に示すように、ガイドカバー１１に取り付けられる。つまり、ポリエチレン管３Ａには外周面に前記ポリエチレン管３Ａの管内面に係止可能な突起を備えたエキスパンダ１３が、拡径ナット１３ａを内嵌した状態で内挿される。前記エキスパンダ１３は、前記ポリエチレン管３Ａの内径とほぼ同径に形成してあり、周方向に四分割して、夫々の分割箇所を一部欠如させて、各分割面を密着させた状態では、前記突起が前記ポリエチレン管３Ａの管内面よりも内側に位置するようにしてある。そして、内周には軸方向に後端側を大径にしたテーパ面を形成して、このテーパ面に拡径ナット１３ａを内挿することで、拡径されるようにしてある。前記拡径ナット１３ａは、外周面が後端側を大径にした前記エキスパンダ１３の内周と同勾配のテーパ面に形成してある。前記ポリエチレン管３Ａの先端部３ａには、連結ボルト１４を挿通自在な貫通孔を有し、先端側を小径にしたテーパ面を外周面とする先端プラグ１２を配置し、この先端プラグ１２の貫通孔から前記拡径ナット１３ａに亘って前記連結ボルト１４を挿通する。この連結ボルト１４に前記拡径ナット１３ａを螺合させておいて、前記連結ボルト１４を螺進させれば、前記拡径ナット１３ａが前記先端プラグ１２に向けて引きつけられて、前記拡径ナット１３ａが嵌入して前記エキスパンダ１３が拡径され、前記エキスパンダ１３の外周面の突起が前記ポリエチレン管３Ａの管内面に食い込んで、前記先端プラグ１２に前記ポリエチレン管３Ａが止めつけられた状態になる。
【００２０】
以上のようにして前記先端プラグ１２に前記ポリエチレン管３Ａを止めつけた後、前記先端プラグ１２の側から、筒状被覆体４の一例である前記織布筒状体４Ａを前記ポリエチレン管３Ａに被せ、前記連結ボルト１４をボルト孔に通しつつ、前記織布筒状体４Ａの上からガイドカバー１１を、前記織布筒状体４Ａを前記先端プラグ１２との間に挟み付けて被せ、締め付けナット１４ａを前記連結ボルト１４に螺合して締め付ける。この締め付けナット１４ａを締め付けることにより、前記先端プラグ１２と前記ガイドカバー１１との間に前記筒状被覆体４が確実に挟み付けられ、同時に、エキスパンダ１３により拡径されようとするポリエチレン管３Ａを、間に筒状被覆体４を介在させた状態で外側で受けて、拡径を阻止する。この連結ボルト１４を、連結金具１５を介して前記管切開具６Ｂに取り付けるが、前記ポリエチレン管３Ａと前記織布筒状体４Ａとの間には、予め配管検知用の金属帯線を介装しておく。こうして破砕手段６に連結された新設管３は、表面３ｂを筒状被覆体４で覆われ、先端部３ａが前記筒状被覆体４と共に、ガイドカバー１１を被せた状態になる。このように、前記ガイドカバー１１を牽引して前記新設管３を破砕跡２に引き込む際に、土砂が新設管３内及び前記新設管３と前記筒状被覆体４との間に入り込むことを防止してある。
【００２１】
前記発進立坑１６内に設置される作業設備１８は、主として、破砕手段６を引き込むための操作用ロッド１０を、既設管１内に挿入して、到達立坑１７にまで突出させ、突出させた前記操作用ロッド１０の先端部を、これに取り付けた前記破砕手段６と共に、前記発進立坑１６にまで引き戻す作業を担うものである。通常は、油圧シリンダ式の押し引き装置が用いられる。これは、複動式の油圧シリンダと、そのピストンロッドに設けられ、操作用ロッド１０を繰り返し前記ピストンロッドに固着、切り離しするチャックと、油圧駆動方向を切り替える切替機構を備えたものである。
【００２２】
上述の設備を用いて、埋設された延伸鋼管からなる既設管１を、新設管３としてポリエチレン管３Ａに更新する更新工事の中の管の入れ替え工程は大凡以下のようになる。先ず更新工事区間の決定に伴い、その工事区間の一端側に発進立坑１６を掘削し、他端側に到達立坑１７を掘削する。次いで、例えば図４に示すように、両立坑１６，１７内で埋設管９を夫々切断して切り離し、発進立坑１６内には油圧源を接続した作業設備１８を設置する。前記作業設備１８に操作用ロッド１０を、既設管１内に挿入して装着し、前記作業設備１８を操作して、前記操作用ロッド１０を前記既設管１内に押し込み、前記到達立坑１７内に突出させる。一方、前記到達立坑１７側では、新設管３であるポリエチレン管３Ａに上述の要領で織布筒状体４Ａを被せて、その上からガイドカバー１１を施し、連結金具１５を用いて、破砕手段６である管切開具６Ｂに前記ガイドカバー１１を連結しておき、前記発進立坑１６から押し込まれた操作用ロッド１０の先端部が到達立坑１７内に突出するのを待って、前記操作用ロッド１０の先端部に前記管切開具６Ｂを取り付ける。押し込んだ操作用ロッド１０に前記管切開具６Ｂが取り付けられると、前記発進立坑１６側では、作業設備１８を操作して、押し込んだ操作用ロッド１０を引き抜く操作を開始する。これに伴い、前記管切開具６Ｂは前記既設管１内に引き込まれ、前記既設管を順次切り開き、拡管する。これと同時に、前記管切開具６Ｂに連結されたポリエチレン管３Ａが、前記既設管１の切開拡管された中、即ち破砕跡２内に引き込まれる。前記発進立坑１６側に操作用ロッド１０が全て引き戻され、前記ガイドカバー１１と共に、前記ポリエチレン管３Ａの先端部３ａが引き込まれて、更新工事の中の管の入れ替え工程を終了する。
【００２３】
管の入れ替え工程を以上のように構成してあるから、筒状被覆体４を被せることで、たとえ前記筒状被覆体４の表面に既設管１の残骸２ａが接触したとしても、新設管３の表面３ｂが既設管１の残骸２ａに傷付けられることから保護できる。しかも、織布製の筒状被覆体４は、仮に破れたとしても、破れ穴が拡大しにくいから、少なくとも広範囲に亘って新設管３が傷付けられることを防止できる。また、織布筒状体４Ａは、長尺反を縦に裁断して縫製することで、製作が簡単で、任意の長さのものを製作できる。上記織布筒状体４Ａは、裏返すことなく縫製のままで、縫い代４ａが外側に形成してある（図３参照）から、その内側に突出するものがなく、新設管３に被せる作業が容易である。また、前記縫い代４ａが外側に形成してあることで、埋設後に前記織布筒状体４Ａの外側からの土圧が作用しても、織布５に対しては、内側のポリエチレン管３Ａに押しつける力だけの作用であり、無理な力が作用することがなく、前記織布筒状体４Ａの土圧による損傷を抑制できる。
【００２４】
尚、以下のような異なる実施の形態も本発明には包含されている。
〔別実施形態〕
〈１〉上記実施の形態においては、既設管の破砕として既設管を切り開く場合を例に挙げて説明したが、前記既設管を破砕するのに、例えば既設管が鋳鉄管である場合には、従来の技術に説明したように、例えば拡管プラグ６Ａを既設管内に圧入して、既設管をその許容変形限度以上に変形させることで破砕するようにしてもよく、複数のカッタエッジを放射状に備える破砕ヘッドを既設管内に導入して、既設管を切り裂きながら、曲げ力によってこれを破砕するようにしてもよく、既設管の材料に応じて、適宜その破砕手法は変化可能である。
〈２〉上記実施の形態においては、新設管３としてポリエチレン管３Ａを導入する例を挙げて説明したが、前記新設管の材料は他の合成樹脂であってもよく、また、例えば圧延鋼管のような金属管であってもよい。
〈３〉上記実施の形態においては、筒状被覆体４を、縫い代４ａを外に形成した織布筒状体４Ａで構成してある例について説明したが、前記縫い代４ａの取り方は任意であって、内側に形成してあってもよく、端縁部５ａ同士を対向させて重ね合わせて縫い上げたものであってもよい。また、前記筒状被覆体４の材質も任意であって、不織布等の織り上げていない布であってもよい。
〈４〉上記実施の形態においては、管切開具６Ｂとして、アメリカから輸入のブレットと称するものを例に挙げて説明したが、破砕手段６をこれに限定するものではなく、異なる方式の管切開具であってもよい。要するに、破砕手段６を挿通した後に、新設管を挿通可能な破砕跡２を形成できるように構成された手段であればよい。
〈５〉上記実施の形態においては、エキスパンダ１３の拡径ナット１３ａとガイドカバー１１の締め付けナット１４ａとを一本の連結ボルト１４に螺合させてある例について説明したが、前記エキスパンダ１３は、図示の形式に限られるものでなく、張出腕を放射状に備えたものであってもよく、この張出腕が連結ボルト１４或いはそれに相当するピン等の操作手段を引きつけるに伴って先端部が拡径変位するように構成されたものであってもよい。また、前記エキスパンダ１３の拡径と前記ガイドカバー１１の締め付けとが異なる操作手段によって行われるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る筒状被覆体を装着した新設管の一例の要部側面図
【図２】  図１に示した新設管の要部縦断面図
【図３】  本発明に係る織布筒状体の一例を示す要部斜視図
【図４】  本発明に係る埋設管の入れ替え工法の一例を示す説明図
【図５】  従来の埋設管の入れ替え工法の一例を示す説明図
【符号の説明】
１  既設管
２  破砕跡
３  新設管
４  筒状被覆体
４Ａ織布筒状体
４ａ縫い代
５  織布
６  破砕手段
【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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