JP4499766B2

JP4499766B2 - 既設管更新装置

Info

Publication number: JP4499766B2
Application number: JP2007177999A
Authority: JP
Inventors: 英明山下
Original assignee: 北陸推進工業株式会社
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: JP2009014128A

Description

この発明は、ガス管や水道管、下水管等を敷設するものであって、老朽化した管を新しい管に置き換える既設管更新装置に関する。

従来、ガス管、水道管など地中に敷設されている老朽化した既設管を新しい管に更新する際には、既設管の始点から終点まで地表から溝を掘削して管を交換する方法や、作業穴から廃止管を切断しながら引き抜いて、その後の推進孔に新設管を挿入したりする方法あった。

また、特許文献１に開示されているように、既設管の始点位置と終点位置に作業穴を掘削して、作業穴において既設管を拡径破壊し、拡径破壊跡の推進孔に新設管を挿入する方法も行われている。この他、特許文献２に開示されているように、既設管の始点位置と終点位置に作業穴を掘削して、作業穴において既設管を拡径破壊し、拡径破壊跡の内壁に樹脂層を形成する方法も提案されている。

さらに、特許文献３に開示されているように、既設管を破壊せず、既設管の中に新設管を挿入し、既設管と新設管の隙間にモルタル等の中込材を充填して新設管を固定する方法もある。
特開昭５７−１２０７８９号公報特開平５−２４１１３号公報特開２００４−２１８８２７号公報

しかし、既設管の始点から終点まで溝を掘削して管を交換する方法にあっては、掘削、復旧に多大の労力と費用を要し、更に管の深さや地上に建造物がある場合は作業自体が不可能である等の問題があった。

特許文献１に開示された方法にあっては、既設管の破壊片と新設管とが一体化されずに一定の隙間が残っており、地下水の多い土質の場合に該隙間が水路となって土砂を取り込み、地盤に悪影響を及ぼすおそれがあった。また、地下水位の高い地域の場合に、新設管に対する水圧による曲げ応力等がより加わりやすくなるため、新設管自体の形状又は直線性を維持することが困難であった。

特許文献２に開示された方法にあっては、既設管の破壊片が樹脂層により一体化された新管が形成されるが、例えばコンクリート製の既設管を更新する場合にあっては、荷重に対する管の強度は更新前に比べて著しく低下するという問題があった。

さらに、特許文献３に開示された方法にあっては、新設管は、既設管の内径よりも小さな外径を有するものに限られるため、既設管の更新後のガス又は水道水等の輸送能力は、更新前に比べて低下するという問題があった。

この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、簡単な工法で安全に強度の高い新設管を敷設することができる既設管更新装置を提供することを目的とする。

この発明は、更新する既設管内を進行して拡径破壊する破砕部と、前記破砕部の進行方向後端部に位置し新設管を保持して拡径破壊された前記既設管内に挿入させる新設管保持部と、前記新設管保持部に設けられ、拡径破壊された前記既設管と新設管の隙間に充填される液状の遅硬性滑剤の吐出口を有した遅硬性滑剤吐出部と、前記新設管保持部の前記吐出部を覆うように設けられるとともに、前記吐出口に対して前記破砕部側に位置して前記新設管保持部の側周面を一周して覆い、前記破砕部に向かって外径が小さくなった円錐台状の流動防止材を設け、前記流動防止材は前記吐出口の破砕部側への前記遅硬性滑剤の流入を防止する既設管更新装置である。

さらに、前記遅硬性滑剤吐出部は、前記吐出口の周回部分又は前記新設管保持部側に、前記遅硬性滑剤の流動誘導溝を設けたものである。

この発明の既設管更新装置によれば、短時間かつ低コストで既設管の更新を行うことができる。さらに、更新後は既設管の破壊片と新設管とが遅効性滑剤の硬化層により一体化されて強度が高くなり、地上における地盤沈下等のおそれもない。また、ガスや水道水等の管路の輸送能力は、既設管と同等以上の能力を確保することができる。

さらにこの発明の既設管更新装置によれば、遅硬性滑剤を既設管の破壊作業と同時に充填することにより、新設管の挿入抵抗を低下させ新設管の挿入負荷が軽減され、作業時間もほとんど増加しない。さらに、樹脂吐出部に設けた流動防止材や流動誘導溝により、遅硬性滑剤を既設管と新設管の隙間全体に偏りなく充填することができ、新設管の挿入をより容易なものにする。

以下、この発明の既設管更新装置の一実施形態について、図面をもとに説明する。まず、作業に用いる装置及び設備などの構成について説明する。この実施形態の既設管更新装置は、既設管１０を拡径して破壊する破壊装置１６と、破壊装置１６をワイヤ２０を介して牽引するウインチ１８、及び後述する遅効性滑剤供給装置３４と供給用のホース３６から成る。

破壊装置１６は、既設管１０の内径寸法よりも径が僅かに大きい部分を有する破砕部２４と、ホース３６から供給される遅硬性滑剤を吐出する遅硬性滑剤吐出部３０と、新設管２２の一端を保持する新設管保持部３２を備える。これらは、ワイヤ２０で牽引される側からみて前記の順に形成されている。

遅硬性滑剤吐出部３０は、遅硬性滑剤４４をホース３６を介して受け入れる受入口２６と、それを吐出する吐出口２８を有する。遅硬性滑剤吐出部３０の基端部側には、新設管保持部３２が設けられ、既設管１０を更新する新設管２２の先端部が連結される。

遅硬性滑剤４４は、一般には圧入推進工法等に用いられる材料であって、施工工事中は液状の流動体であって圧入時の摩擦を減少させるとともに、施工工事終了後１〜４ヶ月で硬化して裏込め材としての機能を果たす材料である。例えば、株式会社薬材開発センター社から販売されているＣａＯ、ＳｉＯ_２等を主成分としたセメント系の材料である商品名ＡＨＬや、高炉スラグを利用したユニオンヒューム管株式会社の遅効性滑材がこれに該当する。

さらに、破砕装置１６の遅硬性滑剤吐出部３０は、吐出口２８の前方部分（破砕部側部分）に遅硬性滑剤が流入するのを防御する流動防止材４６と、流動防止材４６を遅硬性滑材吐出部３０に取り付ける固定具４８と、吐出口２８の周回部に設けられ遅硬性滑剤４４の流れを誘導する流動誘導溝５０とを備えている。

流動防止材４６は、図４に示すように、遅硬性滑材吐出部３０に装着するための取付穴５２を有する円筒形の取付部５４と、新設管保持部３２の遅硬性滑材吐出部３０を覆うように設けられ、遅硬性滑材吐出口３０に対して破砕部２４側に位置して、新設管保持部３２の側周面を一周して覆い、破砕部２４側に向かって外径が小さくなり円筒形の一端をラッパ状に広げた開口部５６を有している。流動防止材４６は、例えば既設管１０の拡径破壊作業の途中で破砕装置１６の移動を停止させたり、移動の速度を低下させたとき等に、吐出口２８から吐出された遅硬性滑剤が破砕部側に流れないように防御する働きをする。なお、流動防止材４５の取付部５２は必ずしも円筒形である必要はなく、遅硬性滑材吐出部３０の外周の形状に合わせて周回するように装着できればよい。

流動誘導溝５０は、吐出口２８の位置から側面を一周するように設けられており、吐出口２８から吐出された遅硬性滑剤は流動誘導溝５０に沿って周回し、新設管の外周面全体に偏りなく充填される。

次に、既設管更新装置の動作及び既設管更新方法について説明する。まず、図３に示すように、既設管１０の所定間隔でその両端位置に作業穴１２と作業穴１４を掘削する。一方の作業穴１４側では、ウインチ１８の巻き取り部から引き出したワイヤ２０を既設管１０内に挿通する。他方の作業穴１２では、ワイヤ２０の先端を破壊装置１６の破砕部２４の先端部に固定し、ウインチ１８によりワイヤ２０を巻き取り、破砕装置２４を既設管１０内で摺動させる。新設管２２の一端は破砕装置１６に保持されており、破砕装置１６に追従して挿入される。

また、地上には遅硬性滑剤供給装置３４と、その供給装置から破砕装置１６に接続されるホース３６が設けられ、破砕装置１６に遅硬性滑剤が供給される。

ウインチ１８が回転しワイヤ２０により破砕装置１６が牽引されると、破砕部２４が既設管１０の内径より大きな寸法部分有しているので、既設管１０を拡径破壊する。破砕装置１６の進行に伴って、破砕部２４により形成された推進孔４０に新設管２２が追従して挿入される。同時に、遅硬性滑剤供給装置３４からホース３６を介して受入口２６に送られた所定流量の液状の遅硬性滑剤４４が、吐出口２８から吐出され、推進孔４０と新設管２２の隙間に充填される。液状の遅硬性滑剤４４は適度な流動性を有しており、図２に示すように、拡径破壊された既設管１０と新設管２２の隙間、及び、既設管の破壊片４２の隙間の隅々まで充填される。

さらに、既設管１０全体の拡径破壊作業及び新設管２２の挿入作業が完了した後、所定の期間が経過すると、遅硬性滑剤４４は既設管の破壊片４２及び新設管２２と一体に硬化し、既設管よりも管強度が増強された更新管５８が形成される。

なお、流動誘導溝５０の形状や本数は図５の実施形態に限定されるものではなく、図６に示すように放射状に流動誘導溝６０が形成されたものでも良く、拡径破壊された既設管と新設管の隙間の広さ、既設管及び新設管の材質、遅硬性滑剤の流動性等の性質によって、適宜設定することができる。

また、この発明の既設管更新装置は、一般的には塩化ビニル等の合成樹脂管やコンクリート管等の更新作業に適したものであるが、それに限定するものではない。また、本実施形態においては、遅硬性滑剤吐出部３０には吐出口２８が１箇所だけ設けられているが、複数箇所に設けると、新設管の外周面全体に偏りなく充填され易くなる。また、上記実施形態においては、破砕部２４と他の部分（前記吐出部３０及び前記保持部３２）が別個のユニットであって、連結部３８で連結して破砕装置１６を形成する形態を例示しているが、すべて別個のユニットの各部を連結する形態であっても、各部がすべて一体に形成された形態であってもよい。

この発明の一実施形態の既設管破砕装置を示す拡大断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。この実施形態の発明の既設管の更新方法を説明する全体断面図である。この実施形態の破砕装置の流動防止材を示す正面図及び側面図である。この実施形態の破砕装置の遅硬性滑材吐出部を示す側面図である。この実施形態の破砕装置の遅硬性滑材吐出部の他の例を示す側面図である。

１０既設管
１２、１４作業穴
１６破砕装置
１８ウインチ
２０ワイヤ
２２新設管
２４破砕部
２６受入口
２８吐出口
３０遅硬性滑材吐出部
３２新設管保持部
３４遅硬性滑剤供給装置
３６ホース
３８連結部
４０推進孔
４２破壊片
４４遅硬性滑剤
４６流動防止材
４８固定具
５０，５２流動誘導溝

Claims

更新する既設管内を進行して拡径破壊する破砕部と、前記破砕部の進行方向後端部に位置し新設管を保持して拡径破壊された前記既設管内に挿入させる新設管保持部と、前記新設管保持部に設けられ、拡径破壊された前記既設管と新設管の隙間に充填される液状の遅硬性滑剤の吐出口を有した遅硬性滑剤吐出部と、前記新設管保持部の前記吐出部を覆うように設けられるとともに、前記吐出口に対して前記破砕部側に位置して前記新設管保持部の側周面を一周して覆い、前記破砕部に向かって外径が小さくなった円錐台状の流動防止材を設け、前記流動防止材は前記吐出口の破砕部側への前記遅硬性滑剤の流入を防止すること特徴とする既設管更新装置。
前記遅硬性滑剤吐出部は、前記吐出口の周回部分又は前記新設管保持部側に、前記遅硬性滑剤の流動誘導溝を設けた請求項１記載の既設管更新装置。