JP4160483B2 - 既設管路の更新工法 - Google Patents

Description

本発明は、既設管路の更新工法に係り、特に、推進管に用いて好適な更新工法に関する。

最近、都市部では、下水管などの老朽化した既設管路（例えば、既設推進管列）を新しい更新管路（例えば、更新推進管列）に交換する必要性が高まっている。既設管路を撤去して更新管路に交換する工法の一例として、地上から施工する開削工法がある。しかし、この開削工法は、埋設物が輻輳する幹線道路においては、埋設物が障害となり、採用することができなかった。また、同工法は、長期間に渡って地上の交通に影響を与えることや、広範囲な掘削にともなって周辺地盤に悪影響を与えることなどから、採用される場所が限定されていた。このため、非開削で既設管路の撤去と更新管路の更新布設を同時に行う推進工法として、二重ケーシング工法が採用されていた（例えば、非特許文献１参照。）。

この二重ケーシング工法は、まず、既設管路の外周を覆うようにケーシングである部分さや管（例えば、鋼管）を第１の立坑から第２の立坑まで推進させて、部分さや管内から既設管路の既設管を１本ずつ第１の立坑に引き抜き、回収する。そして、第１の立坑から部分さや管内に更新管路の更新管を挿入布設する。最後に、更新管路と部分さや管との間隙に中込材を注入して更新管路を固定する。これによって更新工事が終了する。

社団法人 日本下水道管渠推進技術協会出版 月刊推進技術 ２０ ０１年８月号 Ｖｏｌ．１５ Ｎｏ．８（４１頁）

しかし、二重ケーシング工法により布設した管渠は、将来、老朽化して更に更新する場合、中込材で一体化された外周部の部分さや管が邪魔になり、非開削で更新することが困難であった。

本発明は、さや管が残らないようにして、既設管路を更新管路に更新する、既設管路の更新工法を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、例えば、図１乃至図７に示すように、更新すべき既設管路（２）の両端に第１の立坑（６）及び第２の立坑（７）を形成し、該第１の立坑（６）から部分さや管（２７）を継ぎ足しつつ圧入することによって、前記既設管路（２）の外周を掘削しつつ、複数の部分さや管（２７）からなるさや管（２５）を前記既設管路（２）の外周を覆うように配置し、前記既設管路（２）を構成する既設管（３）を、前記さや管（２５）を通して前記第１の立坑（６）へ順次搬送して撤去し、前記さや管（２５）を前記第２の立坑（７）に到達させて全ての既設管（３）を撤去した後は、前記さや管（２５）内に更新管（７３）を設置する工程と、前記第２の立坑（７）の側から引き込まれた裏込め材注入パイプ（７８）を該設置した更新管（７３）に着脱可能な状態で接続して該更新管（７３）と前記部分さや管（２７）との隙間（Ｇ）に裏込め材（７５）を注入する工程と、該裏込め材（７５）の注入を行った後に前記さや管（２５）を前記第１の立坑（６）の側へ所定ストロークだけ移動させる工程と、前記第１の立坑（６）にて部分さや管（２５）を取り外す工程と、を繰り返し実施することにより、前記さや管内に前記第２の立坑（７）の側から順次更新管（７３）を設置して更新管路（７９）を構築することを特徴とする既設管路の更新工法にある。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、図２乃至図４に示すように、前記既設管（３）の搬送及び前記更新管（７３）の設置は、前記部分さや管（２７）内を走行可能な搬送車（２１）によって行う、ことを特徴とする既設管路の更新工法にある。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、図６、図７に示すように、前記更新管（７３）には、径方向に貫通する貫通穴（７３ａ）を形成してあり、前記裏込め材注入パイプ（７８）を前記貫通穴（７３ａ）に接続して、前記貫通穴（７３ａ）から前記部分さや管（２７）と前記更新管（７３）との隙間に裏込め材（７５）を注入する、ことを特徴とする既設管路の更新工法にある。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、図２乃至図７に示すように、前記さや管（２５）の先端には、削進チューブ（２６）が設けられており、該削進チューブ（２６）により前記既設管路（２）の外周を掘削してさや管（２５）を圧入し、該さや管（２５）の先端が前記第２の立坑（７）に到達した後、該第２の立坑（７）内で前記さや管（２５）の先端から前記削進チューブ（２６）を切り離す、ことを特徴とする既設管路の更新工法にある。

請求項１の発明によれば、さや管（２５）内に更新管（７３）を設置しながらさや管（２５）の部分さや管（２７）を撤去して、更新管路（７９）を構築し、非開削工法でさや管（２５）が残らないようにしたので、更新管路（７９）を、将来更新するようなことがあっても、その更新管路（７９）をさらに新しい更新管路（７９）に容易に更新することができる。

また、部分さや管（２７）と更新管（７３）との隙間（Ｇ）に裏込め材（７５）を注入するようになっているので、部分さや管（２７）を抜き取ったとき地盤（５）と更新管（７３）との間に隙間（Ｇ）がほとんど生じることが無く、地盤（５）の陥没や沈下等の崩壊を防止することができる。

さらに、更新管路（７９）をさや管（２５）に構築するため、更新管路（７９）の径を既設管路（２）の径よりも小径にすることができる。また、さや管（２５）の径を既設管路（２）の径よりも大きくした分だけ、更新管路（７９）の径を既設管路（２）の径よりも大径にすることができる。すなわち、更新管路（７９）の径を容易に変更することができる。

また、既設管路（２）の外周にさや管（２５）を敷設し、該さや管（２５）を通して既設管路（２）を構成する既設管（３）をさや管（２５）から所定の数撤去して、既設管路（２）を撤去するようにしているので、地盤（５）と既設管（３）との間に作用する摩擦力に起因する牽引力（圧縮力）を既設管（３）に作用させることなく、既設管路（２）の撤去を容易に行うことができる。また、老朽化した既設管路（２）の撤去を確実に行うことができる。

また、消耗品やメンテナンスが少なく、工程管理が容易であり、施工期間を容易に短縮することができる。

請求項２の発明によれば、既設管（３）の搬送と更新管（７３）の設置とを搬送車（２１）で行うようになっているので、既設管路（２）と更新管路（７９）の交換を速やかに行うことができる。

請求項３の発明によれば、貫通穴（７３ａ）は、裏込め材を注入するのに使用されるだけでなく、更新管（７３）を、搬送車（２１）によって部分さや管（２７）内を搬送するとき、搬送車（２１）との係合部分にも使用することができる。このため、更新管（７３）に搬送車（２１）と係合する部分を特別に設ける必要が無い。

請求項４の発明によれば、削進チューブ（２６）をさや管（２５）の先端に設けてあるので、削進チューブ（２６）の取り外しを到達した第２の立坑（７）から容易に取り外すことができる。

なお、図番と括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであり、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであって、特許請求の範囲に何ら影響を及ぼすものではない。

以下、本発明の実施形態の既設管路の更新工法を図面に基づいて説明する。

図１ないし図１０は、本発明の実施形態の既設管路の更新工法の一例を示す工程図である。図１は、本発明の既設管路の更新工法における立坑形成工程の一例を示す工程図である。図２は、本発明の既設管路の更新工法におけるさや管挿入工程の一例を示す工程図である。図３は、本発明の既設管路の更新工法における既設管搬出工程の一例を示す工程図である。図４は、本発明の既設管路の更新工法における既設管撤去工程の一例を示す工程図である。図５は、本発明の既設管路の更新工法における削進チューブの取り外し工程の一例を示す工程図である。図６は、本発明の既設管路の更新工法における更新管搬入工程の一例を示す工程図である。図７は、図６の更新管部分の拡大図である。図８は、本発明の既設管路の更新工法に使用する削進チューブ拡大図である。図９は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。図１０は、調心装置の一例を示す拡大図である。

図１乃至図４及び図８に示すように、更新対象となる既設の推進トンネル１は、既設管路２を形成する、相互に直列に接続された複数の既設管（既設推進管）３で構成されている。なお、推進トンネル１（既設推進管列２）を構成する各既設管３の長さＬ１は、例えば、２．４３ｍに形成されている。

本発明による既設管路２の更新工法に使用する装置は、推進トンネル１が埋設された地盤５にさや管２５を揺動圧入して、前記推進トンネル１の外周の掘削を行うと共に、さや管２５を敷設する揺動式のオールケーシング掘削機１０（図２、図４乃至図６）と、掘削時に前記推進トンネル１とさや管２５の軸心ＣＴ１を一致させる調心装置３５（図８乃至図１０参照）と、前記推進トンネル１とさや管２５との間の間隙からさや管２５内に水や土砂が侵入するのを防止するための妻板装置４５（図８、図９参照）と、掘削時に前記推進トンネル１（既設管３）を内側から支え、その破損を防止するリング保持装置５０（図８、図９参照）と、既設管路２から既設管３を切り離す際に、既設管３を支持する切離し装置５５（図３参照）と、既設管３の切離しと搬送を行う搬送車（自走台車）２１（図２、図３、図４参照）と、裏込め材注入パイプ７８（図６、図７参照）等、を有している。

また、図示していないが、給水管３１（図２参照）を通して掘削部に水を供給する給水装置と、該給水装置から掘削部に供給された水と掘削された土砂を前記妻板装置４５に接続された排土管４８（図２、図７、図８参照）を介して地上に排出する吸引装置と、前記オールケーシング掘削機１０、さや管２５、既設管３、調心装置３５、妻板装置４５、リング保持装置５０、切離し装置５５、搬送車２１、及び裏込め材注入パイプ７８等の供給、撤去を行うクレーン等を備えている。

図２に示すように、揺動式のオールケーシング掘削機１０は、駆動部１０ａと、該駆動部１０ａによって駆動され、推進トンネル１の周囲を掘削、推進するさや管２５と、前記駆動部１０ａに対して前記さや管２５や既設管３の受け渡しを行うための管受架台２０等を有している。

前記オールケーシング掘削機１０の駆動部１０ａは、前記推進トンネル１の軸心ＣＴ１を中心として揺動可能に配置され、その軸心部を貫通する前記さや管２５の外周を着脱自在に保持する環状のチャック１６を備えている。前記チャック１６は、前記推進トンネル１の軸心ＣＴ１を中心とする所定の円周上に、その円周方向に所定の間隔で、それぞれ前記軸心ＣＴ１と平行な方向に移動可能に配置された複数の圧入フレーム１５に固定されている。

前記チャック１６の外周部には、油圧供給装置１２に接続された揺動ジャッキ１７が連結されて、該揺動ジャッキ１７により、該チャック１６と、このチャック１６と一体の圧入フレーム１５とが軸心ＣＴ１を中心として揺動駆動される。また、前記各圧入フレーム１５には、ベース１１の端面１１ａに前記既設管路２の軸心ＣＴ１を中心とする円周の接線方向に揺動自在に配置され、前記油圧装置１２から圧油を供給自在に接続された複数の圧入ジャッキ１３が、それぞれ、例えば、球面軸受け（図示せず）を介して揺動自在に連結され、該各圧入ジャッキ１３により、各圧入フレーム１５が軸心ＣＴ１と平行な方向に移動駆動される。

すなわち、前記圧入ジャッキ１３は、前記圧入フレーム１５を介して前記チャック１６を前記軸心ＣＴ１に沿って移動させる。また、前記揺動ジャッキ１７は、前記チャック１６と、このチャック１６と一体の圧入フレーム１５とを、前記軸心ＣＴ１を中心として所定の角度往復回転（揺動）させるようになっている。

前記管受架台２０には、図示しない支持台が配置され、該支持台上に前記さや管２５を搭載したとき、該さや管２５と前記推進トンネル１の各軸心ＣＴ１が一致するように支持する。また、該管受架台２０は、載置されたさや管２５と該推進トンネル１の軸心が一致するように設定された原点位置Ｄ（図２に実線で示す位置）と、さや管２５の接続、切り離しを行う操作位置Ｅ（図２に一点鎖線で示す位置）との間で矢印Ｘ方向（軸心ＣＴ１方向）に移動可能である。また、撤去される前記既設管３を搭載するときには、前記原点位置Ｄと、前記さや管２５と管受架台２０との間で既設管３が円滑に移動し得る搬送位置Ｆ（図２に二点鎖線で示す位置）との間で矢印Ｘ、Ｚ方向に移動可能に構成されている。受台６３は、削進チューブ２６を推進トンネルの軸心ＣＴ１と一致させて支持するようになっている。

図２に示すように、前記さや管２５は、さや管２５の最先端に装着され、前記駆動部１０ａで揺動駆動され、前記推進トンネル１の外周を掘削する削進チューブ２６と、該削進チューブ２６の後端に接続され、既設管３の撤去された後の推進トンネル１の外周を覆う複数の部分さや管（ケーシングチューブ）２７とにより構成される。なお、前記削進チューブ２６の長さＬ２は、３ｍ、部分さや管２７の長さＬ３、Ｌ４は、２ｍと３ｍに形成されている。そして、削進チューブ２６を含め、３ｍのチューブと２ｍのチューブを交互に接続して用いる。すなわち、例えば３ｍの削進チューブ２６の後に２ｍの部分さや管２７を接続するとその長さは５ｍになり、略既設管３の２本分の長さ４．８６ｍ（２．４３ｍ×２）になる。

前記削進チューブ２６の先端部２６ａには、所定の間隔で複数のカッタービット２８が固定されている。また、該削進チューブ２６の後端部には、後続の部分さや管２７を接続するための接続部２６ｂが形成されている。また、前記各部分さや管２７の先端部には、前記削進チューブ２６もしくは先行する部分さや管２７の後端に接続するための接続部２７ａが形成され、後端部には、後続の部分さや管２７を接続するための接続部２７ｂが形成されている。

また、前記削進チューブ２６には、図９に示すように、その後端部から先端に向けて軸心ＣＴ１と平行な給水穴３０が形成されている。該給水穴３０の後端部には、第２の立坑７（図１参照）側から引かれた給水管３１（図２参照）が接続され、前記削進チューブ２６の内部を通してカッタービット２８が取り付けられた先端部に水を供給するようになっている。

図２に示すように、前記削進チューブ２６と部分さや管２７、部分さや管２７と部分さや管２７の接続は、図２に示すように、先行する削進チューブ２６または部分さや管２７の後端が、前記圧入フレーム１５の端面より第１の立坑である発進立坑６側に突出した状態で行う。

前記接続は、先行する削進チューブ２６または部分さや管２７の接続部２６ｂまたは２７ｂに、後続の部分さや管２７の接続部２７ａを嵌合させ、各接続部２６ｂと２７ａ、または接続部２７ｂと２７ａを貫通する穴にロックピン等を打ち込むことにより行う。なお、各接続部にパテ等を塗布し、水等の侵入を防止するシール部を形成することができる。

前記管受架台２０上には、搬送車２１が移動自在に支持されている。該搬送車２１は、該管受架台２０上だけでなく、前記さや管２５内を前記軸心ＣＴ１に沿って移動し、前記既設管路２から既設管３を分離し、分離した既設管３の搬送を行う。また、図３に示すように、搬送車２１の一端（推進トンネル１と対向する側の端部）には、連結用のブラケット２２と、牽引ロッド２３が配置されている。

図８及び図９に示すように、第１の立坑６（図１、図２参照）側の既設管３の端部には、調心装置３５と、妻板装置４５と、リング保持装置５０がそれぞれ着脱自在に配置されている。

図１０に示すように、前記調心装置３５は、既設管３の端部に嵌合するコの字形のブラケット３６と、該ブラケット３６に固定された球座３７と、該球座３７に固定され、前記削進チューブ２６の内周面２６ｃと対抗する面に貫通穴３８ａが形成されたハウジング３８を有している。前記球座３７とハウジング３８で囲まれる空間には、その一部が前記管通穴３８ａから突出する形で鋼球４１が転動自在に支持されている。前記ハウジング３８の貫通穴３８ａの内周面には、貫通穴３８ａと鋼球４１の隙間を覆う形でダストシール４０が固定されている。

この調心装置３５は、既設管３の端部に所定の間隔で３個配置され、削進チューブ２６の軸心を、推進トンネル１の軸心ＣＴ１と一致させるように、既設管３に対する削進チューブ２６の位置を規制する。なお、この調心装置３５は、既設管３を第１の立坑６へ搬送する際に、既設管３の先端と後端に取り付けることによりの搬送手段（車輪）を兼ねられるようになっている。

図９に示すように、前記妻枠装置４５は、前記既設管３の端面に固定され、前記削進チューブ２６の内周面２６ｃに向けて突出する４分割された妻板４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと、該妻板４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと削進チューブ２６の内周面２６ｃとの間の隙間を埋めるゴムパッキン４７（図８参照）を有している。

図８、図９に示すように、前記妻板４６ｃには、前記第２の立坑７（図１参照）から引かれた排土管４８が接続されている。この排土管４８は、該第２の立坑７の外部に配置された吸引装置（図示せず）に接続されている。そして、前記削進チューブ２６で掘削され水と混合された土砂を吸引排出する。

図８、図９に示すように、リング保持装置５０は、前記既設管３の内周面３ｂと接触する円弧面５１ａが形成された一対の保持部材５１、５１と、該保持部材５１、５１を互いに近接、離間させる方向に移動自在に接続する一対の間隔調整部材５２、５２（例えば、ターンバックル、両ねじボルト等）とにより構成されている。

図３に示すように、前記既設管路２の既設管３の分離部には、切り離し装置５５が配置される。該切り離し装置５５は、既設管路２側に残る既設管３の滑材注入穴３ａに着脱自在に嵌合する複数の支持金具５６で支持されたレール５７を有している。該レール５７には、該レール５７に沿って矢印Ｘ方向に移動自在なトロリー５８が支持されている。該トロリー５８には、切り離される既設管３の既設管路２側の滑材注入穴３ａに着脱自在に嵌合する吊り金具６０が固定されている。なお、切り離される既設管３の搬送車２１側の滑材注入穴３ａにも、前記牽引ロッド２３を接続するために吊り金具６０が取り付けられる。

図５に示すように、第２の立坑７側の受台６３は、該受台６３上に削進チューブ２６（図１参照）が載置されたとき、削進チューブ２６の軸心ＣＴ１が、さや管２５（推進トンネル１）の軸心ＣＴ１と一致するように支持する。

本実施の形態による既設管路の更新工法は次のようにして行う。まず、図１に示すように、撤去する推進トンネル１の両端に第１の立坑６と第２の立坑７を形成する。そして、第１の立坑６と第２の立坑７の推進トンネル１と接する位置に、発進坑口６ａと到達坑口７ａを形成する。なお、該第１の立坑６及び第２の立坑７は、推進トンネル１の敷設時に形成され、その後、メンテナンス用のマンホールとして使用してもよい。

図２に示すように、第１の立坑６内に、オールケーシング掘削機１０と管受架台２０を設置する。オールケーシング掘削機１０は、チャック１６の軸心が推進トンネル１の軸心ＣＴ１と一致するように、そのベース１１を前記発進坑口６ａに取り付ける。また、管受架台２０は、前述のように、原点位置Ｄにあるとき、削進チューブ２６、部分さや管２７を載置すると、これら削進チューブ２６及び部分さや管２７の軸心が推進トンネル１の軸心ＣＴ１と一致するように、第１の立坑６の底面に設置する。

図５に示すように、第２の立坑７には、受台６３を設置する。該受台６３は、削進チューブ２６を載置したとき、その軸心がさや管２５（推進トンネル１）の軸心ＣＴ１と一致するように第２の立坑７の底面に設置する。また、第２の立坑７の外部に設置された図示しない給水装置に接続された給水管３１と吸引装置に接続された排土管４８を、図２に示すように、第２の立坑７から推進トンネル１を通して第１の立坑６側へ向けて、既設管３の長さ（２．４３ｍ）と略同じ長さの管を継ぎ足しながら延長し配管する。

第１の立坑６の管受架台２０上に、削進チューブ２６を吊り下ろす。管受架台２０に削進チューブ２６が載置された状態で、オールケーシング掘削機１０の圧入ジャッキ１３を伸長させ、圧入フレーム１５を削進チューブ２６の外周に外嵌させる。同時に、管受架台２０を発進坑口６ａ側に移動させて、削進チューブ２６の先端がチャック１６を貫通し発進坑口６ａ側に突出するように挿入する。そして、チャック１６で削進チューブ２６を固定する。

この状態で、圧入ジャッキ１３を収縮させると共に、揺動ジャッキ１７を作動させる。すると、チャック１６が発進坑口６ａ側に移動して、削進チューブ２６の先端に固定されたカッタービット２８を発進坑口６ａに押し付けると共に、軸心ＣＴ１を中心として揺動させる。このカッタービット２８の揺動と押し付け力によって、発進坑口６ａが掘削される。そして、削進チューブ２６のカッタービット２８が発進坑口６ａを貫通すると、削進チューブ２６の先端部が既設管３の外周を取り囲む形で推進トンネル１方向、すなわち、矢印Ａ方向に推進され、これにより既設管３の周囲の地盤５の掘削が開始される。

削進チューブ２６による掘削が所定の深さ（調心装置３５、妻板装置４５の取り付けが可能になる深さ、例えば、５００ｍｍ程度）まで掘削すると、一旦、圧入ジャッキ１３及び揺動ジャッキ１７を停止させる。そして、削進チューブ２６内に露出した既設管３の端部に、リング保持装置５０、調心装置３５及び妻板装置４５を取り付ける。

図８、図９に示すように、既設管３の内部に保持部材５１、５１間の間隔を縮小したリング保持装置５０を挿入し、間隔調整部材５２を操作して、保持部材５１の円弧面５１ａを既設管３の内周面３ｃに接触させる。ついで、図１０に示すように、既設管３の端部に調心装置３５のブラケット３６を装着して、鋼球４１がリング保持装置５０の保持部材５１と対応するように位置決めして、図示しない固定部材で固定する。

さらに、図８、図９に示すように、既設管３の端面に、ゴムパッキン等のシール部材を介して妻板４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄを取り付ける。また、削進チューブ２６の内周面２６ｃと各妻板４６ａ乃至４６ｄとの隙間にゴムパッキン４７を配置する。そして、図２に示すように、妻板４６ｃに排土管４８を接続すると共に、給水管３１を削進チューブ２６の給水穴３０（図９参照）に接続する。

図示しない吸引装置で、排土管４８を通して地盤５、既設管３、妻板４６ａ乃至４６ｄ及び削進チューブ２６の内周面２６ａで囲まれる掘削空間内の土砂を吸引しつつ、図示しない給水装置から給水管３１、給水穴３０を通して掘削部に水を供給する。

この状態で、圧入ジャッキ１３と揺動ジャッキ１７を作動させ、掘削を再開させる。なお、掘削により発生する土砂は比較的細かい粒子となるので、前記吸引装置で吸引することにより、掘削部に供給された水と共に排出することができる。また、既設管３は、削進チューブ２６から調心装置３５を介して圧縮力を受けることになるが、その内周面３ｂをリング保持装置５０で支持されているため、該圧縮力によって変形することはなく、破損を防止することができる。

なお、圧入ジャッキ１３による圧入フレーム１５の移動距離、すなわち、削進チューブ２６の移動距離は、圧入ジャッキ１３のストロークにより設定され、削進チューブ２６の長さに比べかなり小さくなっている。従って、圧入ジャッキ１３のストローク分だけ削進チューブ２６が移動したら、チャック１６による削進チューブ２６の固定を解除し、圧入ジャッキ１３を伸長させて、チャック１６を図２矢印Ｂ方向に後退させる。そして、チャック１６で削進チューブ２６を再度固定した後、圧入ジャッキ１３と揺動ジャッキ１７を作動させて、掘削を再開させる。

このような操作を繰り返し、図８に二点鎖線で示すように、削進チューブ２６の先端が、撤去する既設管３に隣接する既設管３の所定の位置まで掘削したら、圧入ジャッキ１３及び揺動ジャッキ１７を停止させ、掘削を停止させる。給水管３１からの給水を停止させ、所定の時間経過した後、排土管４８の吸引を停止させる。なお、給水停止後の吸引時間は、地盤５、既設管３、妻板４６ａ乃至４６ｄ及び削進チューブ２６の内周面２６ｃで囲まれる掘削空間に残る水と土砂を排出するのに必要な時間とする。

排土管４８による前記掘削空間の土砂の吸引が終了したら、作業者が削進チューブ２６内に移動して、まず、給水管３１を削進チューブ２６から外し、排土管４８を妻板４６ｃから外す。ついで、既設管３から妻板４６ａ乃至４６ｄを外す。そして、妻板４６ａ乃至４６ｄを第１の立坑６へ撤去する。

図３に示すように、切り離し装置５５を搬入して、支持金具５６を既設管路２側に残る既設管３の滑材注入穴３ａに装着し、該支持金具５６にレール５７を固定する。該レール５７に移動自在に支持されたトロリー５８に吊り金具６０を接続し、該吊り金具６０の一端を切り離す既設管３の滑材注入穴３ａに装着する。また、切り離される既設管３の他方の滑材注入穴３ａにも、牽引用の吊り金具６０を取り付ける。

ついで、管受架台２０を前記搬送位置Ｆに移動させ、搬送車２１を管受架台２０上から削進チューブ２６内に移動させる。そして、搬送車２１のブラケット２２と前記牽引用の吊り金具６０を牽引ロッド２３で接続する。この状態で、撤去する既設管３と隣接する既設管３とを接続金具で接続している場合には、その接続金具を取り外す。搬送車２１を矢印Ｘ１方向（第１の立坑６側）に移動させると、牽引ロッド２３を介して切り離すべき既設管３が、図３に示す矢印Ｘ１方向に引っ張られ、既設管路２から切り離される。

このとき、切り離された既設管３の既設管路２側（第２の立坑７側）の端部は、吊り金具６０を介してトロリー５８に吊り下げられているので、落下することはない。この状態で、既設管３の切り離された側（既設管路２側）の端部下方に、２個の調心装置３５を搬送用の車輪として所定の間隔で取り付ける。

図４に示すように、トロリー５８と吊り金具６０を切り離し、搬送車２１を矢印Ｘ１方向に走行させて、二点鎖線で示すように、切り離された既設管３を管受架台２０上に搬送する。既設管３が管受架台２０上に搬出されると、管受架台２０は、前記原点位置Ｄに復帰する。また、搬送車２１と既設管３を接続する牽引ロッド２３を切り離す。

管受架台２０上に搬出された既設管３は、第１の立坑６の外に配置されたクレーン（図示せず）等で地上に搬出され、撤去される。なお、既設管３に付設された調心装置３５と吊り金具６０は、第１の立坑６内で取外してもよいし、第１の立坑６外へ撤去してから取外すようにしてもよい。

また、既設管路２の第１の立坑６側の端部の既設管３に設置されている切離し装置５５を、該既設管３から取外し、第１の立坑６側に搬出する。なお、該切り離し装置５５は、既設管３から取り外した状態で、既設管路２内に押し込む形で保管するようにしてもよい。

一方、第２の立坑７側では、既設管３の１本分の給水管３１と排土管４８を切離す。切り離された給水管３１と排土管４８は、第２の立坑７の外部に設置されたクレーン等で、第２の立坑７の外へ搬出する。

この状態で、図８、図９に示すように、前記と同様の作業を行い、削進チューブ２６内に露出した既設管３の端部に、リング保持装置５０、調心装置３５及び妻板装置４５を取り付ける。そして、妻板４６ｃに排土管４８を接続すると共に、図２に示すように、給水管３１を削進チューブ２６の給水穴３０に接続する。

図２に示すように、既設管３が第１の立坑６から撤去された後、管受架台２０上に部分さや管２７を吊り下ろす。そして、管受架台２０を前記操作位置Ｅに移動させ、削進チューブ２６の後端の接続部２６ｂに、部分さや管２７の先端の接続部２７ａを嵌合させる。各接続部２６ｂ、２７ａに形成された貫通穴に図示しないロックピンを打ち込むことにより、削進チューブ２６と部分さや管２７を接続する。そして、該削進チューブ２６の接続部２６ｂと部分さや管２７の接続部２７ａに、防水シール用のパテ等を塗布して接続作業を終了する。

このような操作を繰り返すことにより、既設管路２を形成するすべての既設管３を１本ずつ撤去する。削進チューブ２６が第２の立坑７に到達した後、最後の既設管３が撤去され、全ての既設管３の撤去が終了する。なお、最後の既設管３を撤去するときには、第２の立坑７内に切離し装置５５を設置し、該既設管３の第２の立坑７側の一端を支持させるようにする。

削進チューブ２６の先端が第２の立坑７内に突出し、最後の既設管３を撤去したら、図５に示すように、削進チューブ２６全体を第２の立坑７内に送り込む。このとき、給水管３１及び排土管４８は、すべて第２の立坑７から撤去する。そして、削進チューブ２６を後続の部分さや管２７から切り離し、第２の立坑７から外部に設置されたクレーン等で撤去する。

削進チューブ２６と部分さや管２７の切り離しは、それらの接続部２６ｂ、２７ａに塗布されたパテを除去し、ロックピンを抜いた後、さや管２５を第１の立坑６側に移動させることにより行うことができる。

既設管３をすべて撤去した後、新設の更新管７３をクレーンで第１の立坑６内に吊り下ろす。そして、更新管７３の先端と後端とに調心装置３５を設け、中間部分に調整台７６を設けた後に、更新管７３を管受架台２０上に降ろす。その後、更新管７３の貫通穴７３ａに牽引ロッド２３の吊り金具６０を係合して更新管７３と搬送車２１とを連結する。そして、更新管７３を搬送車２１によってさや管２５内に搬入する。更新管７３は、調心装置３５の鋼球４１（図１０参照）に支持されてさや管２５内を走行させられて、先端が第２の立坑７に到達した時点で停止させられる。

更新管７３の先端に漏れ防止部材７４を設ける。漏れ防止部材７４は、到達坑口７ａに当接して、後述する裏込め材７５の到達坑口７ａからの漏れ防止のために設けてある。そして、更新管７３から調心装置３５を取り外して、更新管７３の後端（第１の立坑６側）に、妻止めチューブ７７を装着する。妻止めチューブ７７は、更新管７３の後端から後述する裏込め材７５が漏れないようにするために設ける。調心装置３５を外された更新管７３は、調整台７６に支持されてさや管２５内に載置される。

さらに、更新管７３の貫通穴７３ａに裏込め材注入パイプ７８を接続する。裏込め材注入パイプ７８は、外端を不図示の裏込め材注入装置に接続してあり、裏込め材注入装置によって貫通穴７３ａから、さや管２５と更新管７３との隙間Ｇに裏込め材７５を注入する。なお、更新管７３は、第１の立坑６側から搬入され、裏込め材注入パイプ７８は、第２の立坑７側から搬入されているので、更新管７３の搬入時に、裏込め材注入パイプ７８が邪魔になることがなく、裏込め材注入パイプ７８の損傷を防止して、速やかに、更新管７３の敷設を行うことができる。

隙間Ｇに裏込め材７５が充填された後、第１の立坑６内のオールケーシング掘削機１０を作動させて、該さや管２５を第１の立坑６に引き込む。この操作は、次のようにして行われる。すなわち、チャック１６による部分さや管２７の固定を解除し、圧入ジャッキ１３を収縮させる。すると、圧入フレーム１５を介してチャック１６が発進坑口６ａ側に移動する。この状態でチャック１６により部分さや管２７を固定し、圧入ジャッキ１３を伸長させる。すると、圧入フレーム１５を介してチャック１６が発進坑口６ａから離間する方向に移動する。このとき、チャック１６に固定された部分さや管２７が、圧入ジャッキ１３のストローク分だけ第１の立坑６内に引き出される。

このとき、操作位置Ｅに管受架台２０を待機させてあり、発進坑口６ａを貫通した部分さや管２７は、管受架台２０上に移動して載置される。

その後、オールケーシング掘削機１０は、チャック１６を発進坑口６ａ側へ移動させ、該チャック１６で部分さや管２７を固定した状態で待機する。この状態で、さや管２５から管受架台２０上に載置された部分さや管２７を切り離す。この切り離し作業は、前後に接続された各部分さや管２７の接続部２７ａ、２７ｂに塗布されたシール材を除去し、前記ロックピンを抜き、各接続部２７ａ、２７ｂの結合を解除した後、管受架台２０を前記原点位置Ｄへ移動させることにより行われる。

さや管２５から切り離された部分さや管２７は、第１の立坑６の外部に設置されたクレーン等で第１の立坑６の外部に撤去される。

図７に示すように、さや管２５は、オールケーシング掘削機１０によって、更新管７３から抜き取られるようにして第１の立坑６側に移動して、更新管７３と裏込め材７５が残る。さや管２５が移動しても、裏込め材７５が充填されるため、更新管７３の周囲の土砂が崩れるようなことがなく、地盤５の陥没や沈下等の崩壊を防止することができる。

図７において、さや管２５の右端（先端）が更新管７３の左端（後端）近くまで移動したとき、さや管２５の移動を停止させる。そして、妻止めチューブ７７を取り外す。その後、後続の更新管７３を搬送車２１によってさや管２５に搬入して、既に敷設した更新管７３に接続する。接続する直前に、搬入した更新管７３から調心装置３５を取り外して、更新管７３が調整台７６によってさや管２５内に支持された状態にする。また、調心装置３５を取り外したとき、更新管７３に妻止めチューブ７７を取り付ける。さらに、裏込め材注入パイプ７８を延長して、搬入した更新管７３の貫通穴７３ａに接続する。そして、裏込め材注入パイプ７８によって、貫通穴７３ａを埋めるなどの後処理後のさや管２５と更新管７３との隙間Ｇに裏込め材７５を注入する。隙間Ｇに裏込め材７５が充填された後、第１の立坑６側のオールケーシング掘削機１０を作動させて、該さや管２５を第１の立坑６に引き込む。

このようにして、更新管７３のさや管２５内への搬入、裏込め材７５の注入、さや管２５全体の第１の立坑６側への移動、第１の立坑６に突出した部分さや管２７のさや管２５からの取り外しとの繰り返しによって、さや管２５を地盤から抜き取って、複数の既設管３からなる既設管路２を複数の更新管７３からなる更新管路７９と交換したところで、第１の立坑６の外部に設置してあるクレーン等で、第１の立坑６から、搬送車２１、管受け架台２０、オールケーシング掘削機１０等を撤去する。また、第２の立坑７から受台６３、裏込め材注入パイプ７８等を撤去する。これら工事用設備を撤去した後、第１の立坑６と、第２の立坑７は、例えば、マンホールとして使用される。なお、本実施形態の既設管路の更新工法において、第１の立坑６と、第２の立坑７は、新たに形成しているが、従来から有る既設の立坑を使用してもよいのであって、新設の立坑に限定されるものではない。

また、既設管３の取り外し、さや管２５の部分さや管２７の取り外し、更新管７３の搬入は、１本ずつ、或いは複数本ずつ行うようになっている。

また、更新管７３の径は、既設管路２の径とほぼ同一であるが、既設管路２の径よりも小径であってもよい。また、さや管２５の内径を大きくすると、既設管路２より大径の更新管７３に簡単に交換することができる。すなわち、更新管７３の径を容易に変更することができる。

また、部分さや管２７の抜き取りと、更新管７３の搬入は、第１の立坑６側から行っているが、第２の立坑７側から行っても良い。

以上説明したように、本発明の実施形態の工法は、更新する推進トンネルに沿ってさや管２５を敷設しつつ、さや管２５の内部で既設の推進トンネルを構成する既設管３を撤去した後、さや管２５内に更新管７３を搬入しながらさや管２５を撤去して、更新管７３を敷設するようになっている。

従って、さや管２５の内部で既設の推進トンネルを構成する既設管３を撤去するので、老朽化した推進トンネル１であっても、確実に撤去することができる。

また、さや管２５内に更新管７３を搬入しながらさや管２５を撤去して、更新管７３を敷設するようになっているので、非開削工法で既設管３を更新管７３に速やかに、かつ簡単に交換することができる。

本発明の既設管路の更新工法における立坑形成工程の一例を示す工程図である。 本発明の既設管路の更新工法におけるさや管の挿入工程の一例を示す工程図である。 本発明の既設管路の更新工法における既設管搬出工程の一例を示す工程図である。 本発明の既設管路の更新工法における既設管撤去工程の一例を示す工程図である。 本発明の既設管路の更新工法における削進チューブの取り外し工程の一例を示す工程図である。 本発明の既設管路の更新工法における更新管搬入工程の一例を示す工程図である。 図６の更新管部分の拡大図である。 本発明の既設管路の更新工法に使用する削進チューブ拡大図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 調心装置の一例を示す拡大図である。

符号の説明

ＣＴ１ 軸心
Ｇ 部分さや管と既設管との隙間
１ 推進トンネル
２ 既設管路
３ 既設管
５ 地盤
６ 第１の立坑
６ａ 発進坑口
７ 第２の立坑
７ａ 到達坑口
１０ オールケーシング掘削機
１２ 油圧供給装置
１３ 圧入ジャッキ
１５ 圧入フレーム
１６ チャック
１７ 揺動ジャッキ
２０ 管受架台
２１ 搬送車
２５ さや管
２６ 削進チューブ
２７ 部分さや管
２８ カッタービット
３０ 給水穴
３１ 給水管
３２ 削進穴
３５ 調心装置
４１ 鋼球
４５ 妻板装置
５０ リング保持装置
５５ 切り離し装置
６７ 隔壁ジャッキ
７３ 更新管
７３ａ 貫通穴
７４ 漏れ防止部材
７５ 裏込め材
７６ 調整台
７７ 妻止めチューブ
７８ 裏込め材注入パイプ
７９ 更新管路

Claims (4)

1. 更新すべき既設管路の両端に第１の立坑及び第２の立坑を形成し、
   該第１の立坑から部分さや管を継ぎ足しつつ圧入することによって、前記既設管路の外周を掘削しつつ、複数の部分さや管からなるさや管を前記既設管路の外周を覆うように配置し、
   前記既設管路を構成する既設管を、前記さや管を通して前記第１の立坑へ順次搬送して撤去し、
   前記さや管を前記第２の立坑に到達させて全ての既設管を撤去した後は、前記さや管内に更新管を設置する工程と、前記第２の立坑の側から引き込まれた裏込め材注入パイプを該設置した更新管に着脱可能な状態で接続して該更新管と前記部分さや管との隙間に裏込め材を注入する工程と、該裏込め材の注入を行った後に前記さや管を前記第１の立坑の側へ所定ストロークだけ移動させる工程と、前記第１の立坑にて部分さや管を取り外す工程と、を繰り返し実施することにより、前記さや管内に前記第２の立坑の側から順次更新管を設置して更新管路を構築する、
   ことを特徴とする既設管路の更新工法。
2. 前記既設管の搬送及び前記更新管の設置は、前記部分さや管内を走行可能な搬送車によって行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の既設管路の更新工法。
3. 前記更新管には、径方向に貫通する貫通穴を形成してあり、前記裏込め材注入パイプを前記貫通穴に接続して、前記貫通穴から前記部分さや管と前記更新管との隙間に裏込め材を注入する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の既設管路の更新工法。
4. 前記さや管の先端には、削進チューブが設けられており、該削進チューブにより前記既設管路の外周を掘削してさや管を圧入し、
   該さや管の先端が前記第２の立坑に到達した後、該第２の立坑内で前記さや管の先端から前記削進チューブを切り離す、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の既設管路の更新工法。

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