JPS6313987A - 既設の本管を新しい本管と取り替える方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は地中に埋設した旧管、たとえば水道管やガス
管などを新管に取り替える方法、特に地表を掘り起さず
に新旧管を取り替える方法に関するものである。

［従来の技術］ 旧管とくに鋳鉄管が埋設後老化して機能を果すのが困難
になったり、需要増大のため能力不足を生じて新管と取
り替える必要が必るとぎ、地上を全面掘削して旧管を掘
り出す工法は費用、労力がかかる上、地上の交通の障害
となるので地表を掘り起さずに新旧本管を取り替えるの
が望ましい。

新管を地中の旧管に挿通するいわゆるパイプインパイプ
方式がこれに該当するが、当然新管の内径は旧管の内径
より小ざくなり、ガス、水道の輸送能力の減退をもたら
す。

本願発明の基礎となる従来技術はこの問題を解決する発
明で「既設の本管を新しい本管と取り替える方法と装置
」　（特公昭６０−２７８７３号公報　第４図〜第６図
）に詳しく開示されている。

また第７図は、この発明を商業ベースで実施した場合の
状態を説明するカタログから引用したものである。

この従来技術は旧管より大きい外径の胴部を有する掘削
機の後端に新管等取り付は両者が共に前進して掘削機の
先端が旧管内へ入りこみ、これを破砕しつつ空隙をおし
ひろげて旧管を新管と取り替える方法および装置である
。

第４図から第６図に示すこの従来技術の実施例に基いて
もう少し具体的に内容を説明する。

掘削機３ａは旧管１ａ内壁へ入り込んで、この壁体を破
断する前方部分と、新管等２ａを牽引するため締結する
漬方部分とからなる。

前方部分は切削面としての切削刃先９をふくむ頭部１０
を有し、その前端は旧管の管列を潜って挿通されてきた
ケーブル５ａを介してウィンチ（図示ぜず）によって前
方へ引張り奇ぜられる。

切削刃先９は羽根１１をふくみ、羽根の少なくとも１つ
は旧管の壁体を効果的に破砕するために掘削機から半径
方向外側に向って回動できるようにする。

第５図において旧管の内部を潜って前方から延びてぎた
流体圧送ホースを通じて圧送された流体（油圧）は、掘
削機の頭部内に設けられたピストン１３を押し上げ、こ
のピストンによって羽根１１の一端が押し上げられて傾
斜角度を増し、旧管１ａの内壁から半径方向外側に向っ
て押し拡げる作用を起す。

この掘削機と後に締結する新管等を前方へ移動するのは
、前述のように掘削機前端に取付けたケーブルによる前
方ウィンチの巻取りであるが、これに加えて第６図のよ
うに掘削機の胴体をくりぬいた孔の内部にエアハンマ１
４を配設し、後端に取付けたエアホース７ａの送気をう
けてエアハンマ内のピストンを前後に滑動さけ、衝撃的
に掘削機へ前進駆動力を共働きする例も示している。

この公報では切削刃先の回動機構について別個も示すが
省略する。

一方第７図はこの発明の実施を示す商業的文書からの転
用であるが、図のように本来、この発明の主たる実施対
象は鋳鉄管の旧管１ａをプラスチック製の新管２ａに取
り替えるガス管布設替えであり、新管は連続した長尺物
で管径は小さく可撓性が大きい。

一般に新しい本管はポリエチレンのような材料で造られ
ており、その滋械的強度（耐外圧力、耐摩耗性）の低さ
を補うために塩化ビニル樹脂のようなこれより遥かに強
靭なプラスチック材料で造られた保護ライナが用いられ
、旧管を保護ライナと取り替えた後、保護ライナ内に新
しい本管を挿入する方法が通常用いられている。

図において１６は前方牽引のウィンチである。

［発明が解決しようとする問題点］ 本願発明は前記従来技術をベースとして、より効果的に
実施ができるように関連技術を開発したものである。

実施上の問題点として、 （１）施工距離に限界がある。

施工距離の延長と共に新管もしくはライナと外周面の土
層との摩擦抵抗が増大し、ウィンチおよび掘削機内のエ
アハンマの推進力だけでは施工距離に大きな制約をうけ
る。

特に細いガス管でなく小中径の水道用鋳鉄管を対象とす
ると、土層の抵抗は外径の増加に伴って急速に増加し前
方へ進めなくなる。

（２）旧管の破砕能力 旧管路途中に継ぎ輪、離脱防止金属金具などの通常より
強度の大きい部分が介在していると、破砕できなくなる
場合がある。

施工中に破砕できなくなると、取り替えの連続作業を中
断して地表からその部分まで掘り返す必要が生じる。

また駆動装置の衝撃力（エアハンマ）も旧管の破砕に寄
与しているが、施工ラインの距離が長くなる程、摩擦抵
抗が増大し衝撃力が低下するので破砕能力が低下せざる
を得ない。

特に中径の鋳鉄管を対象に含めようとすると、管径の増
大に伴って階段的に管厚も増大して衝撃に対する抵抗も
大きくなり施工上大きな障害に直面する。

（３）発進坑の大きさ 地表面から旧管の管列の始端まで連続した新管を無理な
く（可撓性の範囲内）導かなければならないため、旧管
の埋設深度の増加に伴って発進坑の長さが増加し、費用
、労力の増大および地上の大きな交通障害を来たす。

本願発明は、以上に述べた問題点を解決するために施工
距離の限界を大幅に延長し、また耐破砕性の高い中小径
管の鋳鉄管に対しても適用可能とするなど、従来技術の
汎用性を拡張する技術を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明に係る旧管を新管と取り替える方法は、掘進機
の後端にとりつけた新管自体に前方への圧、　　入力を
付勢することにより前記の問題点を解決することができ
た。

ざらに具体的に述べると、取り替えの発進坑を掘設し、
該発進坑内に装着した元押しの油圧ジヤツキにより、前
進する新管の最後端面を圧入する圧入方法をとるのが好
ましい。

または前進する複数の新管の管列の所望の中間に中押し
の油圧ジヤツキを介装して、該中間より前方に位置する
新管を圧入する圧入方法を併用してもよい。

また、新管としては、圧入力の付勢にも耐え得る強度を
有し、かつ発進坑内で接続して容易に管列の距離を延長
できる管が好ましい。

［作用コ 取り替えようと計画する管路の始端に公知の方法で掘削
機を位置させる。

掘削機の前端には、前方へ牽引するように巻き取るウィ
ンチに繋がるケーブルが結着されており、掘削機の後端
には、取り替えるべき新管の始端が締結されており、こ
の新管の内部を挿通してエアホースが接方へ延び、コン
プレッサに繋がっている。

作業がはじまると、ウィンチの巻取力と掘削機内のエア
ハンマによる衝撃的な押圧力の共働きで掘削機は旧管を
破砕しながら前方へ進む。

同時に発進坑内に装着した元押しの油圧ジヤツキが作動
し、坑の内壁を押圧しその反力が新管の後端を押圧して
前方へ圧入力を作用させる。

別の好ましい実施方法としては数本の新管を取り替えた
後であって、目的とする管路の長さ全部を取り替えるた
めには抵抗が大き過ぎて前方への移動が困難と予想され
るとき、あらかじめ計算した位置（Ｆｒ管の管列途中）
に中押しの油圧ジヤツキを装着しておき、所望の場所ま
で管列が取り替わった段階で中押しジヤツキ単独で、ま
たは元押しジヤツキと中押しジヤツキの双方を作動して
前進するための駆動力の不足を補充する。

［実施例コ 第１図から第３図までは本願の実施例を示す正面断面図
でおって、第１図は第１例（特許請求の範囲第２項記載
）第２図と第３図は第２例（同第３項記載）をそれぞれ
示すものである。

旧管１を新管２に取り替えるため掘削機３を旧管の管列
の始端に装着する。

そのためこの始端が露出し、かつ関連の装置器具が収容
できる長さに亘って、発進坑４を地表から掘り下げる。

′　掘削機の先端には前方の旧管を挿通して牽引用のケ
ーブル５が取り付けられ前方に設けられたウィンチ（図
示せず）の巻取力によって旧管を破砕しながら前方へ移
動する。

掘削機の胴部の外径は旧管の外径よりは大きいから破砕
された旧管の破片をふくめ、旧管より大きい間隙がおし
ひろげられて新管がスムースに入れ替って前進する。

本願の特徴は元押し用の油圧ジヤツキ６を発進坑の内壁
に伸縮自在にとりつけた点にあり、この油圧ジヤツキは
２点鎖線で示すように新管２の後端部を強力に圧入する
。

定尺物である新管が１本分土中に圧入された段階で、地
上から次の新管（２点鎖線）を坑内へ吊り下して所定の
位置に据え、油圧ジヤツキを作動して掘削機の前進に同
調して後方から新管を圧入するものである。

新管の後端部からは、管内を挿通して掘削後部に連結す
るエアホース７を地上のコンプレッサ（図示せず）と繋
いで掘削機前進のエアハンマ（図示せず）を作動する。

第２図、第３図は別の実施例を示すもので、第１図の場
合と異なり、中押しの油圧ジヤツキ８を管列の中間に挟
着して、必要おるとき挟着部より前方に位置する新管に
圧入力を付加するものである。

第３図はこの油圧ジヤツキ８の一列を示した部分拡大図
で、嵌合して滑動できる内部材８Ａ、外部材８Ｂと、こ
の両者を軸方向に伸縮できるジヤツキ８Ｃとからなって
いる。

この油圧ジヤツキ８へ作動油を供給するには、地上の油
圧至から新管の管内を挿通してジヤツキに達する給油管
が好ましい例である。

新管の管内を挿通しているエアホース７および中押しの
油圧ジヤツキ８への作動流体のホースは、新管の管列が
増すにしたがって延長しなければならない。

その場合、新管接続時にホースを延長することが好まし
い例である。

［発明の効果］ 本願は以上に述べた構成と作用を生じるから、施工距離
の限界を大幅に延長できる。

、中押しの油圧ジヤツキを適宜中間に挾んで行けば、制
限なく管列の距離を延長することができる筈である。

また、従来の技術に比べて元押し、中押しの油圧ジヤツ
キを加えるだけであるから、構成が単純であり適用が容
易である。

また旧管の破砕力が強化されるので従来の技術で通用不
可能であった旧管の限度をこえて、同一の掘削機でより
大口径、又はより厚肉の旧管の破砕を可能とする。

また新管の接続、延長が発進坑内でなされるので発進坑
の大きさは旧管の埋設深度に影響されず、旧管の埋設深
度によっては従来よりも発進坑の大きざを小さくするこ
とを可能とする。

ざらに、新管の管長を短くすることにより、発進坑を非
常に小さくすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願実施例を示す正面断面図、第２図と第３図
は別の実施例を示す正面断面図とその一部拡大図、第４
図から第６図は従来の技術の実施例を示す正面図または
正面断面図、第７図は従来技術の一般的施工例を説明す
る正面断面図。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）地中に埋設された既設の本管（以下「旧管」とい
   う）より大きい外径の胴部を有する掘削機の後端に新し
   い本管または新しい本管の保護スリーブとして役立つラ
   イナ（以下「新管」という）を取付け、両者が共に前進
   して掘削機の先端が旧管内へ入り込み、これを破砕しつ
   つ空隙をおしひろげて旧管を新管と取り替える方法にお
   いて、掘削機の後端にとりつけた新管自体に前方への圧
   入力を付勢することを特徴とする旧管を新管と取り替え
   る方法。
2. （２）前記圧入力の付勢が、取り替えの発進坑を堀設し
   、該発進坑内に装着した元押しの油圧ジャッキにより、
   前進する新管の最後端面を圧入するものである特許請求
   の範囲第１項記載の旧管を新管と取り替える方法。
3. （３）前記圧入力の付勢が、発進坑内に装着した元押し
   の油圧ジャッキと、新管の管列の所望の中間に装着した
   中押しの油圧ジャッキの双方により新管の最後端面と、
   管列の該中間より前方の新管とを同時又は何れか一方を
   圧入するものである特許請求の範囲第１項記載の旧管を
   新管と取り替える方法。
4. （４）前記新管は圧入力の付勢にも耐え得る強度を有す
   る短管を発進坑内で接続して形成する管列である特許請
   求の範囲第１項記載の旧管を新管と取り替える方法。