(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設されている既設管を引き抜いて撤去するために既設管の一部をカッターにより切断する既設管の撤去工法において、
上記カッターは、上記既設管の一端から挿入される可撓性軸と、この可撓性軸より回転駆動される拡径および縮径可能なカッター刃と、上記可撓性軸を駆動する駆動源とを備え、上記カッターを上記既設管の一端から挿入し、上記既設管の敷設状態に応じて上記可撓性軸を撓ませて上記カッターの進行を許容することにより所望位置での既設管を切断して撤去可能にするものであり、
上記可撓性軸は、複数の層状に倦装されたワイヤ群を用いた中芯ワイヤ群と外筒ワイヤ群とで構成され、上記中芯ワイヤ群は上記カッターに装備されているカッター刃の拡径および縮径駆動部材に連結され、上記外筒ワイヤ群は上記カッター刃の回転部に連結されており、上記外筒ワイヤ群に連結されている駆動源によって上記カッター刃を回転駆動し、上記中芯ワイヤ群を既設管の敷設方向に移動操作することで上記カッター刃の拡径および縮径駆動部材を上記敷設方向に移動させて上記既設管内面に対する上記カッター刃の切り込み深さを調整することを特徴とする既設管の撤去工法。
【請求項２】
請求項１記載の既設管の撤去工法において、上記拡径および縮径駆動部材は、中芯ワイヤ群に連結されているねじ棒の先端部に固定されて敷設方向に移動可能なテーパーコーン部材で構成され、上記カッター刃は、上記テーパーコーン部材が内側で対向して揺動可能に設けられ、上記拡径および縮径駆動部材の移動に連動して既設管の径方向に変位して切り込み深さを調整される構成が用いられることを特徴とする既設管の撤去工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、既設管の撤去工法に関し、さらに詳しくは、非開削による既設管の撤去時に実施される切断工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既設管路の老朽化、または住居の取壊し等の理由から既設管路の撤去が行われることがある。
既設管の撤去工法の一つには、既設管の一端を掴み、その掴んだ側の端部を牽引することで前進させ、地中から既設管を引き抜く方法が提案されている。
【０００３】
上述の方法では、老朽管等の既設管を引き抜くための作業用ピットとなる立坑を掘削し、その立坑内に引き抜き装置を配置すると共に引き抜かれた既設管を切断するためのカッターが配置され、引き抜き装置によって端部を掴まれた既設管が、所定ストロークで引き抜かれるとカッターによって立坑内に露出した部分が切断される工程を繰り返して地中内にある既設管を撤去するようになっている。既設管が撤去された後の空洞部は、例えば、砂や流動化埋め戻し材が充填されて地盤の陥没が防止されたり、あるいは、新たな管路が設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法による既設管撤去の際には、次のような問題があった。
つまり、既設管を引く抜く際には、土中圧によって既設管と土砂との間に大きな摩擦抵抗が発生するため、この摩擦抵抗に勝る牽引駆動力が必要となる。
既設管に作用する摩擦抵抗に勝るようにすることを目的として牽引駆動力を大きくすると、既設管の途中が継手によって連結されているような場合、継手部の位置で既設管が抜け外れることがある。従来では、継手部の位置で抜け外れたことを検出するということがないので、抜け外れた既設管が地中に残置されたままとなり、既設管の全長に渡っての撤去が行えない虞がある。
そこで、道路下に埋設されている既設管を撤去するような場合には、地面を開削して既設管を露出させる場合がある。
しかし、開削作業を行う場合には、その作業の間、交通が遮断されたり、埋め戻し作業などの付帯作業を必要とすることから作業効率を上げることが望まれる。  そこで、開削作業の効率を上げるには、開削作業に要する労力や設備が大掛かりとなりがちであり、これによって、作業コストが上昇するという問題がある。しかも、民地内に残置されている老朽管などの既設管を撤去する場合には、家屋が築造されている関係上、開削そのものを行うことが困難である。
【０００５】
一方、開削をしない代わりに、既設管内に挿入できる回転刃を備えた内面カッターを用いることも考えられるが、この場合には、カッターの駆動軸がロッド部材で構成されている関係上、既設管が直線状に敷設されていることが前提となる。
従って、敷設区間の途中にエルボ管などの曲部が存在していたり、土圧により正規の口径以下に変形しているような場合、その箇所を通過することができず、所望する位置での切断が行えないという問題がある。
さらに、既設管には、内面に樹脂ライニングなどの更生処理が施されて途中で内径が異なっているものもあり、このような場合には、カッターの切削深さが一定している従来の内面カッターでは対処することができないのが現状であった。
【０００６】
本発明の目的は、上記既設管の撤去時に実行される切断工法における問題に鑑み、敷設区間内での変形や曲部が途中に存在していたり内面に樹脂ライニングなどによる被膜処理が施されて内径が異なっているような場合でもカッターによる切断を可能にして引き抜ける状態とすることで非開削による既設管の撤去が可能な工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、一つには、地中に埋設されている既設管を引き抜いて撤去するために既設管の一部をカッターにより切断する既設管の撤去工法において、上記カッターは、上記既設管の一端から挿入される可撓性軸と、この可撓性軸より回転駆動される拡径および縮径可能なカッター刃と、上記可撓性軸を駆動する駆動源とを備え、上記カッターを上記既設管の一端から挿入し、上記既設管の敷設状態に応じて上記可撓性軸を撓ませて上記カッターの進行を許容することにより所望位置での既設管を切断して撤去可能にするものであり、上記可撓性軸は、複数の層状に倦装されたワイヤ群を用いた中芯ワイヤ群と外筒ワイヤ群とで構成され、上記中芯ワイヤ群は上記カッターに装備されているカッター刃の拡径および縮径駆動部材に連結され、上記外筒ワイヤ群は上記カッター刃の回転部に連結されており、上記外筒ワイヤ群に連結されている駆動源によって上記カッター刃を回転駆動し、上記中芯ワイヤ群を既設管の敷設方向に移動操作することで上記カッター刃の拡径および縮径駆動部材を上記敷設方向に移動させて上記既設管内面に対する上記カッター刃の切り込み深さを調整することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、請求項１記載の既設管の撤去工法において、上記拡径および縮径駆動部材は、中芯ワイヤ群に連結されているねじ棒の先端部に固定されて敷設方向に移動可能なテーパーコーン部材で構成され、上記カッター刃は、上記テーパーコーン部材が内側で対向して揺動可能に設けられ、上記拡径および縮径駆動部材の移動に連動して既設管の径方向に変位して切り込み深さを調整される構成が用いられることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
本発明によると、可撓性軸をカッター刃の回転駆動力の伝達部材として用いているので、既設管の一端から挿入した場合には、可撓性軸を既設管の敷設状態に応じて撓ませることができ、この状態でカッター刃の回転駆動が行える。しかも、カッター刃が拡径および縮径可能であるので、既設管の内径が異なったり正規の口径と異なる場合でも拡径および縮径のいずれかを調整することで対処することができる。
【００１１】
また、本発明では、可撓性軸が倦装されたワイヤ群で構成された中芯ワイヤ群と外筒ワイヤ群であるので、回転駆動源、拡径および縮径駆動部材に連結される層のワイヤ群を巻き締め方向に回転させることで回転駆動力の伝達そして拡径および縮径駆動部材の移動が行える。特に、拡径および縮径駆動部材はワイヤ群の回転に連動して既設管の敷設方向に移動可能なテーパーコーン部材で構成されているので、テーパーコーン部とこれに当接して揺動可能なカッター刃との対向位置を調整することにより既設管の内径が変化した場合でもカッター刃による切り込み深さを調整することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明実施例による既設管の撤去工法による作業状態を示す模式図であり、同図において既設管１の撤去時には、後述する切断装置２が既設管１の一端から挿入されて切断位置にて切断作業が行われる。
切断作業に用いられる切断装置２は、既設管１の端部外側に位置して後述するカッター３の回転駆動源となる電動モータ４と、電動モータ４の出力軸を入力軸とする減速ギヤボックス５と、減速ギヤボックス５の出力側に連結されて既設管１内に挿入される可撓性軸６とを備え、可撓性軸６の先端にカッター３が連結されている。
【００１３】
可撓性軸６は、図２に示すように、複数の層状に倦装されたワイヤ群が用いられ、そのうちの内層に位置するワイヤ群は中芯ワイヤ群６Ａとして構成され、この中芯ワイヤ群６Ａの外層に位置するワイヤ群は外筒ワイヤ群６Ｂとして構成されている。
ワイヤ群のうち中芯ワイヤ群６Ａは、後述するカッター３の拡径および縮径駆動部材８に一端が連結され、他端が減速ギヤボックス５の出力軸に連結されている。
外筒ワイヤ群６Ｂが減速ギヤボックス５の出力軸に一端が連結され、他端が後述するカッター３のカッター刃支持部材７に連結されている。
可撓性軸６を構成する中芯ワイヤ群６Ａは外筒ワイヤ群６Ｂよりも小径とされ、外筒ワイヤ群６Ｂ内に挿通されて回転自在とされている。このため。周速は外筒ワイヤ群６Ｂよりも大きくなる関係とされている。この周速の違いに関しては、後述するカッター刃９の回転速度と既設管１への切り込み速度、いわゆる、カッター刃９の送り速度との関係に基づき設定される。
また、各ワイヤ群において減速ギヤボックス５の出力軸と後述する回転支持部材７と拡径および縮径駆動部材８とにそれぞれ連結されるワイヤは、巻き締め方向への回転が行われるように倦装方向が設定されている。これにより、中芯ワイヤ群６Ａおよび外筒ワイヤ群６Ｂが回転した場合には巻き締められることでワイヤ群の延長方向で緩みがなくなりトルク伝達のロスが低減される。
【００１４】
カッター３は、図３に構成が示されている。
図３は、カッター３に装備されているカッター刃９の縮径時と拡径時とを中心線を境にして上下に表したものであり、中心線の上側が縮径時であり、そして、中心線の下側が拡径時である。
図３において、カッター３には、カッター刃９の回転支持部材７とカッター刃９の拡径および縮径駆動部材８を備えている。
回転支持部材７は、中心部にねじ棒１０が挿通されており、そのねじ棒１０は軸方向の途中が回転支持部材９内に固定されたナット部７Ａに螺合して回転することができる。ねじ棒１０はナット部７Ａによって、回転すると軸方向に移動できるように支持されている。
回転支持部材７の一端には、内部をテーパーコーン状に形成したガイド部７Ｂが設けられており、ガイド部７Ｂの縮径部にはカッター刃９の基部が枢支されている。
【００１５】
カッター刃９は、図３（Ｂ）に示すように、ねじ棒１０の周方向で３分割位置にそれぞれ配置されており、基部に有する支軸９Ａが回転支持部材７に枢支されることで揺動することができ、揺動端には、図３（Ｂ）に示すように、切れ刃としての所定角度を設定された切削刃が設けられている。カッター刃９の枢支位置には、図示しないがカッター刃９を常時縮径するための習性を付与するコイルバネなどの弾性体が介装されている。
【００１６】
図３（Ａ）において拡径および縮径駆動部材８は、回転支持部材７のガイド部７Ｂ側に位置する軸方向一端に外周面がテーパーコーン形状をなす拡径部材８Ａが固定されている。
拡径部８Ａはカッター刃１０の揺動端内側に対向しており、大径部がカッター刃１０の揺動端に対向するとカッター刃１０を径方向に押し動かして拡径方向に移動させることができる。
拡径および縮径駆動部材８の軸方向他端には、図３（Ａ）および図４に示すように、ピン１１が挿通されており、このピン１１が可撓性軸６の中芯ワイヤ部６Ａと連結されている回転体１２に形成された孔１２Ａに挿通されて一体化されている。
【００１７】
本実施例は以上のような構成の切削装置１を用いて次の手順により既設管１の切断が行われる。
（１）既設管１の一端から切断箇所までの距離に応じた長さの可撓性軸６を選択し、選択された可撓性軸６の各端部にカッター３および減速ギヤボックス５の出力軸を連結する。
（２）既設管１の一端からカッター３および可撓性軸６を挿入し、切断箇所にカッター３を位置させる。このとき、既設管１の敷設方向で曲部があった場合には、可撓性軸６が撓み変形することで敷設方向に倣ってカッター３を押し進めることができる。
さらに、土圧による撓み変形によりあるいはライニング処理によって内径が変化している箇所においてもカッター刃９が縮径しているとともに、可撓性軸６が撓み変形できるので、挿通することが可能である。
（３）切断位置にカッター３が達すると、電動モータ４を始動させて既設管１の切断を開始する。
電動モータ４が非作動時には、カッター刃９が弾性体の付勢により縮径しているが、電動モータ４が始動されると可撓性軸６を介してカッター刃９が拡径される。
つまり、可撓性軸６のうち、回転体１２に連結されてねじ棒１０と一体化されている中芯ワイヤ群６Ａは回転支持部材７に連結されている外筒ワイヤ群６Ｂよりも周速が大きいので、ねじ棒１０を迅速に回転させて拡径および縮径駆動部材８の拡径部８Ａをカッター刃９の揺動端に対向させる。これにより、回転支持部材７によって揺動可能に支持されているカッター刃９は、自らの回転に加えて拡径部８Ａの押圧動作による拡径動作によって既設管１を切削していく。
（４）切断が終了すると、電動モータ４を逆回転させてカッター刃９を縮径させ、既設管１の一端から取り出した後、切断された既設管１を土中から引き抜いて撤去する。
【００１８】
上記実施例によれば、減速ギヤボックス５での減速比を適宜変更することにより、切削に必要な最適トルクを設定して切削作業を行うことができる。また、可撓性軸６はカッター刃９の回転駆動部と拡径および縮径駆動部とに対する動力伝達を兼用することができるので、省スペースで動力伝達部材としての機能を発揮することができる。
なお上記実施例では、可撓性軸６のうちで中芯ワイヤ群６Ａが電動モータ４側と直結された構成を挙げたが、電動モータ４とは独立して駆動できるようにすることも可能である。この場合には、手動操作によって回転させて拡径および縮径駆動部材８の拡径部８Ａを移動させてカッター刃９の拡径量を調整する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、可撓性軸をカッター刃の回転駆動力の伝達部材として用いているので、既設管の一端から挿入した場合には、可撓性軸を既設管の敷設状態に応じて撓ませることができ、この状態でカッター刃の回転駆動が行える。しかも、カッター刃が拡径および縮径可能であるので、既設管の内径が異なったり正規の口径と異なる場合でも拡径および縮径のいずれかを調整することで対処することができる。これにより、敷設区間での既設管の状況に拘わらず、所望する位置での切断作業が可能となり、切断された既設管を非開削にて引き抜くことができる。
【００２０】
また、本発明によれば、可撓性軸が倦装されたワイヤ群で構成された中芯ワイヤ群と外筒ワイヤ群であるので、回転駆動源、拡径および縮径駆動部材に連結される層のワイヤ群を巻き締め方向に回転させることで回転駆動力の伝達そして拡径および縮径駆動部材の移動が行える。特に、拡径および縮径駆動部材はワイヤ群の回転に連動して既設管の敷設方向に移動可能なテーパーコーン部材で構成されているので、テーパーコーン部とこれに当接して揺動可能なカッター刃との対向位置を調整することにより既設管の内径が変化した場合でもカッター刃による切り込み深さを調整することができる。これにより、切断箇所での状況に拘わらず、迅速な切断作業が行えるので、開削することなく既設管の引き抜き撤去が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による既設管の撤去工法の作業状態を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した撤去工法に用いられる切断装置の糧旺盛軸を説明するための図であり（Ａ）は中芯ワイヤ群を、（Ｂ）は外筒ワイヤ群を示している。
【図３】図１に示した撤去工法に用いられる切断装置の構成を説明するための図であり、（Ａ）は側面視による断面図、（Ｂ）は（Ａ）中、符号（Ｂ）で示す方向の矢視図である。
【図４】図３に示した切断装置に用いられる拡径および縮径駆動部材の構成を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１      既設管
２      切断装置
３      カッター
４      回転駆動源をなす電動モータ
６      可撓性軸
６Ａ    中芯ワイヤ群
６Ｂ    外筒ワイヤ群
７      回転支持部材
７Ｂ    ガイド部
８      拡径および縮径駆動部材
８Ａ    拡径部
９      カッター刃
１０    ねじ棒
１１    ピン
１２    回転体
【図１】
0003850003.tif 000002
【図２】
0003850003.tif 000003
【図３】
0003850003.tif 000004
【図４】
0003850003.tif 000005