JP2647692B2 - 地中埋設管の敷設替え方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば老朽化した下水道管の更新のよう
に、地中埋設管を敷設替えするための工法およびその装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、既設管の入替工法として、旧管を開削して新管
を入れ換える開削工法が適用されていたが、この工法で
は交通渋滞を招き、地盤の弛緩等の不具合を招き易いと
いう欠陥があった。

このため、開削によらない種々の工法が案出された。

その第１は、既設長より１サイズ小さい径の管を挿入
する、所謂パイプインパイプ工法である。

しかしながら、この工法では、新設管の径が既設管の
径より小さくなり、流量が減少すると共に、下水道管の
場合は管底高さが高くなり、前後の管との関係で不具合
が発生する可能性がある。

さらに、この不具合の発生を防止した工法として、旧
管を膨張破砕して、その後に新管を設置して行く膨張破
砕、圧縮破砕等の破砕による工法が特開昭62−112830号
公報、特開昭62−125197号公報、特開昭62−146395号公
報、特開昭62−21992号公報等に開示されている。

また、既設管を新設管で押し出したり他端から牽引し
て抜き出す押出し工法，牽引工法が特開昭62−137486号
公報、特開昭62−112894号公報、特開昭62−35188号公
報、特開昭62−25697号公報等に開示されている。

さらには、特開昭62−194396号公報に記載のように埋
設管の周囲を掘り抜く工法、特開昭61−290125号公報に
記載のように埋設管の内面を旋削して行く工法もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記破砕工法の適用に際してはコンク
リートに鉄筋が入っている場合とか、接続カラーも鋼製
のものが使用されている場合には、簡単には破砕できな
いし、衝撃力によるものは振動公害が惹起される恐れも
ある。

また上記押出し工法，牽引工法においては、長期間埋
設により土と管の摩擦力は非常に大きく、反力をとる場
所や管の強度にも問題があり、衝撃や振動を加えて抜く
ことも行われているが、騒音が発生し好ましくない。

本発明において解決すべき課題は、地中埋設管の取替
えに際しての従来の工法の問題点を解決して、鉄筋コン
クリート管、陶管、塩ビ管等の他、接続カラーを有する
埋設管を自ら破砕、岩片や土砂を排除し、掘削能率を向
上して、その上、敷設替えを確実に、周辺に何等の被害
をもたらすことなく行うことができるようにすることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の地中埋設管の敷設替えは、地中埋設管を先導
管に設けたカッタービットにより内周面から掘削し、同
掘削による掘削屑を先導管の内部から導出して除去し、
同除去部に推進機により新管を推進埋設することによっ
て、上記課題を解決したものである。

〔実施例〕

第１図〜第３図は本発明の工法に適用するカッターヘ
ッドに取付けるビットの構造を示し、第４図〜第５図は
カッターヘッドの構造とその使用態様を示す。

第１図は上記カッタービット１の外観を示す。同図に
おいて、２は円錐台状本体３の外周に設けられた主刃を
示す。同主刃２は、通常高抗張力合金鋼等から本体３と
一体的に作られている。

第２図は第１図をII−II線方向から見た切断図を示
す。同図に示すように、前記の円錐台状本体３の外周に
設けられた主刃２は、本体３の外周に４個十字形に配列
した第１の刃列21と同第１の刃列21と丁度45度ずらせて
配置した第２の刃列22とがその回転軸の方向に交互に３
列配列されている。４は各主刃２の間の刃底部分に穿設
し掘削した既設管の屑を移送する孔を示す。

同移送孔４の配置および形状は、先端部の主刃は老朽
管及び岩盤の一次破砕、すなわち先導的役割から、また
最後列の主刃は推進機軌道の拡孔の役割といった点か
ら、最前列と最後列を除いて、各刃列21と22における各
刃２との間に１個づつ設けるのが好ましい。

第３図はカッタービット１の縦断面構造を示す図であ
る。同図を参照して、その内部には、先端に設けられた
圧力流体供給孔５と後端に設けられた排土孔６と連通す
る内腔部７が形成され、さらに前記移送孔４が同内腔部
７に連通している。

第４図は本発明のカッタービット１を先導管Ａに取付
けたカッターヘッド10を断面によって示す図であり、第
５図は同カッターヘッド10を正面から見た図である。

これらの図を参照して、カッタービット１は、先導管
Ａの先端のガイドケーシングＢの後部軸Ｃの周囲に通常
４個、ベアリングＤを介して回転可能に取付けられる。
そして、先導管Ａ内の圧搾流体、通常は圧縮空気の通路
Ｅとカッタービット１の圧力流体供給孔５と回転シール
リングＦを介して連通し、その後端の排土孔６は先導管
Ａの排出口Ｇに開口している。そして、第５図に示すよ
うに、カッターヘッド10におけるカッタービット１の取
付け最大半径Ｒは、既設管ａの半径に相当するように構
成されている。

これによって、先導管Ａの内部に装備している駆動機
（図示せず）の回転によってカッターヘッド10が回転し
それに伴ってカッタービット１が回転することにより、
削岩刃２が地下埋設管ａを破砕しながら先導管Ａは推進
機の推力により貫入していく。破砕された管片及び土砂
は、カッタービット１の移送孔４よりカッタービット１
の内部の内腔部７へと送給されると同時に、カッタービ
ット１の先端部の圧力流体供給孔５より圧力流体が圧入
されるので、管片及び土砂は先導管Ａの内部へと移送さ
れ、先導管Ａに溜る管破砕片や土砂の量は減少するの
で、先導管Ａの貫入、摩擦抵抗が減り、推進速度を早め
推進効果を向上させる。

第６図〜第８図は、本発明の工法の実施態様を工程順
に示す図である。

第６図は本発明のカッターヘッド10による既設管ａの
掘削状態を示す。同図において、複数個の既設管ａが発
進側のマンホールｂと到達側のマンホールｃの間に敷設
されている。ｄは発進側マンホールｃの近傍に建て込ん
だ発進用ケーシングを示す。

まず、既設管ａの取替えに際しては、この発進用ケー
シングｄの中に小口径推進機ｅを設置して、上記第１図
〜第５図に示すカッターヘッド10を回転駆動するととも
に、推進機ｅにより推進させる。同小口径推進機ｅとし
ては、特開昭59−198213号明細書において、本願出願人
が開示した推進機を用いることが好ましい。

そして、既設管ａの中にカッターヘッド10を先端に取
付けた先導管Ａを推進機ｅによって推進しながら、既設
管ａを掘削すると共に、既設管ａの掘削屑を後方から排
出し、仮管ｆを先導管Ａに連結していく。

第７図は、第６図に示すカッターヘッド10が推進して
到達マンホールｃに到達し、発進用ケーシングｄと到達
マンホールｃとの間が、先導管Ａに後続して連結された
仮管ｆに置き替わった状態を示す。

そして、第８図は推進器ｅによって、新規本管ｇを推
進し、仮管ｆと置き替えつつある状態を示す。

このようにして、既設管ａは内側から、掘削除去さ
れ、同除去部分に仮管が設置され、さらに、推進機によ
り、仮管が新管によって到達側マンホールに押し出さ
れ、その跡に連続して新管が設置されることになる。

〔発明の効果〕

本発明によって以下の効果を奏することができる。

（１） 既設管を内側から削り取り、その削り屑を推進
機のケーシングから外部に排出するものであるので、取
替交換が可能となる。

（２） 取替えに際して、大きな反力を必要としないの
で、格別の推進機械を必要とせず、従来の小口径推進機
械を利用することができる。

（３） カッターヘッド自身が排土能力を有しているの
で、掘削推進効果が飛躍的に向上する。

（４） 振動等による騒音の発生が少ない。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の実施例を示す図である。 第１図〜第５図は本発明のカッターヘッドを示し、第６
図〜第８図はカッターヘッドによる埋設管の取替え工法
を示す図である。 1:カッタービット、2:主刃 3:ビット本体、4:土砂移送孔 5:圧力流体供給孔、6:排土孔 7:内腔部 10:カッターヘッド 21:第１の刃列、22:第２の刃列

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中埋設管を先導管に設けたカッタービッ
   トにより内周面から掘削し、同掘削による掘削屑を先導
   管の内部から導出して除去し、同除去部に推進機により
   新管を推進埋設することを特徴とする地中埋設管の敷設
   替え方法。
2. 【請求項２】回転主軸方向に主刃列を配置し、同主刃列
   の刃底土砂移送孔を穿設すると共に、カッタービットの
   内部に内腔を設け、先端に設けた圧力流体供給孔と後端
   に設けた排出孔とこの排出孔と移送孔とを前記内腔とそ
   れぞれ連通してなることを特徴とする地中埋設管の敷設
   替え装置。