JP2586959B2 - 管路の更新方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、地中に埋設されている既設管路を撤去しつ
つその跡に新設管路を敷設することにより管路を更新す
る方法に関する。

（従来の技術） 地中に埋設されている老朽化した既設管路の更新は、
一般に、開削工法により行われている。しかし、この開
削工法では、地盤を開削しなければならないから、施工
可能箇所に制限がある。

このような問題を解決するために、既設管路をトンネ
ル掘削機により掘削することにより除去しつつその跡に
新設管路を敷設する工法が提案されている。

（解決しようとする課題） しかし、既設管路には、一般に、枝管のような取付管
路が連結されているから、既設管路を破壊または掘削す
るときに、取付管路に大きな亀裂が形成され、既設管路
の側の端部が不規則に大きく破損される。その結果、こ
のような取付管路は止水機能を喪失しているから、トン
ネル掘削機を用いる従来の更新方法では、取付管路をも
更新しなければならない。

本発明の目的は、取付管路を不規則に大きく破損する
ことなく、管路を更新する方法を提供することにある。

（解決手段、作用、効果） 本発明の更新方法は、既設管路に接続されている取付
管路を前記既設管路の側の端部において切断して前記既
設管路から分離した後、トンネル掘削機を既設管路に沿
って前進させて前記既設管路を前記トンネル掘削機で掘
削することにより撤去しつつその跡に新設管路を敷設す
ることを含む。

既設管路の撤去時、取付管路は既設管路の側の端部に
おいて既設管路から切り離されているから、既設管路の
側に残存する端部が掘削機により掘削されても、亀裂は
既設管路の側に残存する端部に形成されるのみで、切断
位置に関して既設管路と反対の側の主体部に形成されな
い。

本発明によれば、既設管路を掘削機により掘削する前
に、取付管路を既設管路から切り離すから、既設管路の
側に残存する端部を掘削機により掘削しても、取付管路
の他の部分を不規則に大きく破損することがない。

前記新設管路と前記取付管路とは、前記新設管路に穴
を穿ち、該穴を利用して、不透水性の接続手段により連
通させることができる。

前記接続手段として、伸縮可能のホース部と該ホース
部の一端に一体的に続くフランジ部とを有する手段を用
いることができる。この接続手段は、前記フランジ部が
前記新設管路内となりかつ前記ホース部が前記取付管路
内となるように、前記新設管路および前記取付管路に配
置し、次いで前記フランジ部が前記新設管路の内面に液
密的に接触しかつ前記ホース部が前記取付管路内を伸び
るように、維持することができる。

前記フランジ部と前記新設管路との間の液密性は、半
径方向へ拡開可能に筒の形に巻かれたシート状のベース
を前記新設管路内に配置し、前記ベースを半径方向へ拡
開させて前記フランジ部を前記ベースにより前記新設管
路の内面に押圧し、前記ベースに設けられた複数の係合
部を互いに係合させて前記ベースを拡開させた状態に維
持することにより、保つことができる。

これの代りに、前記フランジ部と前記新設管路との間
の液密性は、弾性変形可能のスリーブと、半径方向へ拡
開可能に筒の形に巻かれた状態で前記スリーブ内に配置
されたシート状のベースとを前記新設管路内に配置し、
前記ベースを半径方向へ拡開させて前記フランジ部を前
記ベースおよび前記スリーブにより前記新設管路の内面
に押圧し、前記ベースに設けられた複数の係合部を互い
に係合させて前記ベースを拡開させた状態に維持するこ
とにより、保つことができる。

さらに、前記新設管路の内面の形状を記憶している形
状記憶合金製または形状記憶樹脂製のスリーブを前記新
設管路内に配置した後、前記スリーブを元の形状に復帰
させ、それにより、前記フランジ部を前記スリーブによ
り前記新設管路の内面に液密的に接触さた状態に維持す
ることができる。

（実施例） 第１図を参照するに、更新すべき既設管路10は、地中
に埋設されている下水導管のような既設管により規定さ
れる。枝管のような取付管路12は、既設管路10から地上
へ向けて伸びており、また、既設管路10に連通されてい
る。

更新時、先ず、取付管路12が、新たに敷設すべき新設
管路14よりやや上方となる位置16において切断される。
これにより、取付管路12は、切断位置16より上方の主体
部12aと既設管路10の側に残存する端部12bとに分割され
る。

取付管路12は、切断装置を地上の側から取付管路12内
に挿入し、該切断装置により、取付管路12の内側から切
断してもよいし、切断装置を既設管路10内から取付管路
12内に挿入し、該切断装置により、取付管路12の内側か
ら切断してもよい。

第２図は、取付管路12をその内側から切断するための
切断装置18の一実施例を示す。切断装置18は、地上に設
置された回転機構（図示せず）により回転されるフレキ
シブル軸20と、該軸の先端部すなわち下端部に回転可能
に取り付けられた位置維持機構22と、該位置維持機構の
下側に回転可能に取り付けられた切断機構24と、フレキ
シブル軸20に回転可能に配置された複数のリング26とを
備える。

位置維持機構22は、取付管路12の半径方向へ伸縮され
る複数のジャッキを備える。切断機構24は、砥石28を、
フレキシブル軸20の回転にともなって軸線30の周りに自
転させつつ軸線32の周りに公転させる公知の機構であ
る。

切断装置18は、取付管路12内に地上の側から挿入され
る。砥石28が切断位置16に到達すると、位置維持機構22
の各ジャッキが作動され、それにより位置維持機構22が
取付管路12に対し変位しないようにすなわち切断機構24
による切断時の回転反力を取付管路12から得るように、
維持される。この状態で、フレキシブル軸20が回転され
る。それにより、砥石28が、自転および公転されて取付
管路12をその内側から切断する。砥石28の自転軸線30
は、取付管路12の切断にともなって半径方向外方へ変位
される。

第３図に示すように、次いで、トンネル掘削機34が既
設管路12およびその周りの土砂を掘削しつつ既設管路10
に沿って前進され、その掘削跡に新設管路14が敷設され
る。

トンネル掘削機34は、管推進工法に用いられているシ
ールド型トンネル掘削機であり、複数のジャッキを基い
た元押し機構により、新設管路14とともに前進される。
トンネル掘削機34としては、たとえば、特開昭63−1895
93号公報に記載されたシールド型トンネル掘削機を用い
ることができる。

第４図に示すように、次に、取付管路12の内径とほぼ
同じ大きの穴36が新設管路14に形成される。穴36は、た
とえば、特開平１−222810号公報に記載されている装置
を用いて新設管路14内から形成してもよいし、特開平１
−105897号公報に記載されている装置を利用して取付管
路12の側から形成してもよい。

穴36を新設管路14の内側から形成する場合は、取付管
路12を利用して新設管路の被穿孔箇所の中心に小さい穴
を穿ち、この穴を目印として利用することにより、穴36
を正確な位置に形成することができる。

次に、第５図に示すように、取付管路12と新設管路14
とが接続部材38,40により連通される。

接続部材38は、筒状部38aと、該筒状部の一端に形成
されたフランジ部38bとを備え、また、耐腐食性を有す
る材料、好ましくは形状記憶合金または形状記憶樹脂に
より形成されている。筒状部38aは、取付管路12の内径
とほぼ同じ外径と、新設管路14の内面から取付管路12ま
での距離より大きい長さとを有する。フランジ部38bの
外径は、穴36の内径より大きい。

接続部材38は、筒状部38aが穴36内および取付管路12
内を伸び、フランジ部38bが新設管路14の内面に接触す
るように、配置される。接続部材38は、新設管路14内か
ら配置してもよいし、形状記憶合金製または合成樹脂製
の場合は取付管路12の側から配置してもよい。

接続部材40は、伸縮可能のホース部40aと、該ホース
部の一端部に一体的に続く弾性変形可能のフランジ部40
bとを有する。ホース部40aは、取付管路12の内径とほぼ
同じ外径を有するとともに取付管路12の長さ以上の長さ
を有しており、また熱硬化性または光硬化性の合成樹脂
からなる。

フランジ部40bは、接続部材38のフランジ部38bの外径
より大きい外径を有するとともにホース部40aの厚さ寸
法よりやや大きい厚さを有する。フランジ部40bは、ホ
ース部40aの軸線の周りを連続して伸びる複数の突出部4
2をホース部40aと反対の側の面に有する。

接続部材40は、フランジ部40bが新設管路14内となり
かつホース部40aが接続部材38内および取付管路12内を
伸びるように、止水部材10が新設管路14内からまたは取
付管路12の上端部の側から取付管路12内に挿入された
後、フランジ部40bが接続部材38のフランジ部38bおよび
新設管路14の内面に係合するように、取付管路12の上端
部の側へ引き止せられる。

接続部材40は、たとえば、ホース部40aの他端を閉鎖
した状態で、圧縮空気のような流体を利用して、ホース
部40aの一部が取付管路12から上方へ突出するまで接続
部材40を取付管路12に挿入することにより、新設管路14
内から配置することができる。

接続部材40は、たとえば、フランジ部40bをこれが取
付管路12内を通過可能の大きさに折り畳み、その状態
で、フランジ部40bを弾性変形可能の１以上の棒状部材
により取付管路12内にその上端部の側から押し込み、フ
ランジ部40bが新設管路14内に到達したことにより、フ
ランジ部40bの折り畳みを解除することにより、配置し
てもよい。

取付管路12と新設管路14の内面との間の液密性は、た
とえば、接続部材40のホース部40aおよびフランジ部40b
をそれぞれ取付管路12および新設管路14の内面に接着剤
等により接着することにより、維持することができる。
この場合、突出部42は不要である。

接続部材40は、たとえば、ホース部40aおよびフラン
ジ部40bの外面に熱溶融性の接着剤を塗布しておくかま
たは同種の接着剤をホース部40aおよびフランジ部40bに
含浸させておき、加熱空気を供給することにより前記接
着剤を溶融させ、ホース部40aおよびフランジ部40bをそ
れぞれ取付管路12および新設管路14に接着することがで
きる。

接続部材38は、接続部材40が取付管路12および新設管
路14に前記のように維持されることにより、所定の状態
に維持される。しかし、接続部材38の筒状部38aおよび
フランジ部38bを、それぞれ、取付管路12および新設管
路14の内面に接着してもよい。また、接続部材40を接続
部材38にも接着してもよい。

接着剤としては、加熱溶融性のもの以外のものを用い
てもよい。

連結部材40のフランジ部40bと新設管路14の内面との
間の液密性を長期間安定に維持するために、新設管路14
の内面の形状を記憶している形状記憶合金製または形状
記憶樹脂製のスリーブを新設管路14内に配置した後、ス
リーブを元の形状に復帰させ、それにより、フランジ部
40bをスリーブにより新設管路14の内面に押圧してもよ
い。

図示の例では、連結部材40のフランジ部40bと新設管
路14の内面との間の液密性を長期間安定に維持するため
に、さらに、第６図に示すシート状のベース44が用いら
れる。ベース44は、弾性変形可能のベース部46と、該ベ
ース部の一端部に形成された複数の雌係合部48と、ベー
ス部46の他端部に形成されかつ雌係合部48と係合可能の
雄係合部50とを有する。

図示の例では、雌係合部48は、Ｚ字状の断面形状を有
しかつベース部46に固定された長尺の金具からり、雄係
合部50は、ベース部46の他端部であり、また、雌係合部
48が設けられた面と反対の面の側へわずかに折り曲げら
れている。

第７図に示すように、ベース44は、雌係合部48の側の
端部が雄係合部50の側の端部の外側となるように、渦巻
き状にすなわち筒の形に巻かれている。この状態におい
て、ベース44は、半径方向へ拡開可能である。

第８図に示すように、ベース44は、これを拡開させる
拡開機52とともに新設管路14内の所定の箇所に配置され
る。拡開機52は、軸部54と、該軸部に該軸部の周りを連
続して伸びるように固定されかつ圧縮空気のような圧力
流体により浮き輪状に膨張される膨張部56と、圧力流体
用のニップル58とを備える。このような拡開機52として
は、本発明の出願人の一人である東亜グラウト工業株式
会社からパッカーなる商品名で販売されている止水栓を
用いることができる。第８図は、膨張部56を膨張させ、
ベース44を半径方向に拡開させた状態を示す。

拡開機52は、膨張部56が収縮された状態で、ベース44
内に配置され、次いで地上に設けられた圧力流体源から
ホースを介してニップル58に供給される圧力流体によ
り、ベース44が拡開機52に対して変位しない程度に膨張
部56が膨張された状態で、ベース44とともに新設管路14
内の所定の位置へ移動される。拡開機52の軸部54には、
膨張部56とニップル58とを連通する流路60が形成されて
いる。

ベース44および拡開機52は、たとえば、作業者が入る
ことができない大きさの新設管路の場合、ロープを新設
管路14の一端から他端に通し、該ロープを新設管路14の
他端部側において拡開機52に連結し、該ロープを新設管
路14の一端部の側へ所定距離移動させることにより、新
設管路14内の所定の位置へ移動させることができる。こ
の場合、テレビジョンカメラを拡開機52に装着し、該テ
レビジョンカメラによる映像をモニタで監視しつつベー
ス44および拡開機52を移動させることが好ましい。

ベース44および拡開機52が所定の位置へ移動される
と、拡開機52のニップル58に圧力流体がさらに供給さ
れ、膨張部56がさらに膨張される。これにより、ベース
44は、ベース部46の両端部が僅かに重なる程度にすなわ
ち雄係合部50がいずれかの雌係合部48と係合可能になる
程度に半径方向へ拡開される。その結果、接続部材40の
フランジ部40bがベース部46により新設管路14の内面に
押圧され、フランジ部40bの突出部42が弾性変形され
る。

その後、膨張部56内の圧力流体が除去されると、ベー
ス44は、突出部42の復元力により、雄係合部50がいずれ
かの雌係合部48と係合するまでわずかに縮小される。こ
のため、フランジ部40bはベース44により新設管路14の
内面に押圧された状態に維持され、新設管路14の内面と
フランジ部40bとの間は液密的に維持され、フランジ部4
0bとベース44との間は気密的に維持される。

ベース44を用いる場合は、ベース44を第８図の状態に
維持し、拡開機を除去した後、接続部材40のホース部40
aを空気により膨張させ、第２の管18の内面に沿って伸
ばし、その状態に加熱空気または光により硬化させても
よい。ホース部40aは、ホース部40aの新設管路14側の端
部開口がベース44により閉鎖されているから、たとえ
ば、他端部の側から圧縮空気を供給することにより膨張
させることができる。

その後、取付管路12と新設管路14とを連通する穴がベ
ース44に形成される。しかし、該穴は、予め形成してお
いていてもよい。

ホース部40aの厚さ、フランジ部40bの厚さ、突出部42
の高さ、およびベース44の厚さは、それぞれ、たとえば
0.2〜5mm、１〜6mm、４〜8mm、および0.5〜3mmとするこ
とができる。

接続部材40はゴム、合成樹脂のような高分子材料製で
あることが好ましい。これに対し、ベース44は、ステン
レス、銅、銅合金のように、耐腐食性を有する金属材料
製であることが好ましい。しかし、ベース44を合成樹脂
製、特に強化プラスチック製としてもよい。

第８図に示すように、接続部材40およびベース44を配
置するに先立って、新設管路14の内面にフランジ部38b,
40bおよびベース44を受け入れる凹所62を形成すること
が好ましい。これにより、フランジ部38b,40bおよびベ
ース44が新設管路14の内面から突出することを防止する
ことができる。

接続部材40の突出部42は、ベース44が拡開されたとき
弾性変形してベース44の雌係合部48と雄係合部50とを係
合させる形状であれば、環状である必要はなく、円錐形
等の多数の突出部であってもよい。また、接続部材40に
突出部を形成する代りに、フランジ部40bの厚さを大き
くしてもよい。

接続部材40に突出部を形成する代りに、第９図に示す
スリーブ64を用いてもよい。スリーブ64は、ゴムのよう
に弾性変形可能の材料からなり、また、新設管路14の内
径より小さい外径を有する。

スリーブ64を用いるとき、ベース44は、第10図に示す
ように筒の形に巻かれた状態でスリーブ64の内側に配置
される。その状態で、ベース44およびスリーブ64は、第
８図に示す拡開機52に配置され、拡開機52とともに新設
管路14内の所定の箇所へ移動され、拡開機52の膨張部56
が膨張されることにより半径方向へ拡開される。

これにより、スリーブ64は、第10図に示すように、弾
性変形されて接続部材40のフランジ部40bを新設管路14
の内面に押圧する。拡開機52の膨張部56が収縮される
と、スリーブ64は、ベース44の雄係合部といずれかの雌
係合部とが係合するように、ベース44を僅かに縮小させ
る。

その後、拡開機52が除去され、取付管路12と新設管路
14とを連通させる穴がベース44およびスリーブ64に形成
される。スリーブ64を用いる場合も、フランジ部38b,40
b、スリーブ64およびベース44を配置する凹所66を新設
管路14の内面に形成することが好ましい。

ベース44の雌係合部としては、ベース部46に形成され
た穴、ベース部46の一部をその一方の面の側から他方の
面の側に打ち出し、打出された部位を変形した舌片等、
他の係合部を用いることができる。雄係合部も、突起の
ような他の係合部とすることができる。

接続部材38は、接続部材38,40が第５図、第８図また
は第10図に示すように配置された状態において、接続部
材40の補強材として作用する。しかし、接続部材の機械
的強度が大きいときは、接続部材38を用いなくてもよ
い。

本発明は、作業者が入ることができない管路の更新方
法として好適であるが、作業者が入ることができる管路
の更新方法にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により更新される既設管路の一実施例を
示す断面図、第２図は取付管路を切断する装置の一実施
例を示す断面図、第３図は既設管路およびその周りの土
砂を掘削機により掘削している状態を示す断面図、第４
図は取付管路と新設管路に形成された穴との位置関係を
示す断面図、第５図は取付管路と新設管路とを接続部材
により接続した状態を示す断面図、第６図はベースの一
実施例を示す斜視図、第７図は筒の形に巻かれたベース
を示す斜視図、第８図は第６図のベースを装着した管路
をベース用の拡開機とともに示す断面図、第９図はスリ
ーブとベースとの組み合わせの斜視図、第10図は第９図
のスリーブおよびベースを新設管路内に配置した状態を
示す断面図である。 10:既設管路、 12:取付管路、 14:新設管路、 16:切断位置、 18:切断装置、 34:シールド型トンネル掘削機、 38,40:接続部材、 40a:ホース部、 40b:フランジ部、 42:突出部、 44:ベース、 46:ベース部、 48:雌係合部、 50:雄係合部、 52:拡開機、 62,66:凹所、 64:スリーブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−35286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−113997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−83482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−245888（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−23189（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中に埋設されている既設管路を撤去し、
   その跡に新設管路を敷設することにより管路を更新する
   方法であって、 前記既設管路に接続されている取付管路を前記既設管路
   の側の端部において切断して前記既設管路から分離する
   ことと、 その後、トンネル掘削機を前記既設管路に沿って前進さ
   せて前記既設管路を前記トンネル掘削機で掘削すること
   により撤去しつつその跡に新設管路を敷設することとを
   含む、管路の更新方法。
2. 【請求項２】さらに、前記新設管路に穴を穿ち、該穴を
   介して前記新設管路と前記取付管路とを連通させる不透
   水性の接続手段を配置することを含む、請求項（１）に
   記載の更新方法。
3. 【請求項３】前記接続手段は、伸縮可能のホース部と該
   ホース部の一端に一体的に続くフランジ部とを有し、該
   接続手段を、前記フランジ部が前記新設管路内となりか
   つ前記ホース部が前記取付管路内となるように、前記新
   設管路および前記取付管路に配置し、次いで前記フラン
   ジ部が前記新設管路の内面に液密的に接触しかつ前記ホ
   ース部が前記取付管路内を伸びるように、前記接続手段
   を維持する、請求項（２）に記載の更新方法。
4. 【請求項４】半径方向へ拡開可能に筒の形に巻かれたシ
   ート状のベースを前記新設管路内に配置し、前記ベース
   を半径方向へ拡開させて前記フランジ部を前記ベースに
   より前記新設管路の内面に押圧し、前記ベースに設けら
   れた複数の係合部を互いに係合させて前記ベースを拡開
   させた状態に維持し、それにより、前記フランジ部を前
   記新設管路の内面に液密的に接触させた状態に維持す
   る、請求項（３）に記載の更新方法。
5. 【請求項５】さらに、前記接続手段および前記ベースを
   配置するに先立って、少なくとも前記フランジ部および
   前記ベースを配置する凹所を前記新設管路の内面に形成
   することを含む、請求項（４）に記載の更新方法。
6. 【請求項６】さらに、弾性変形可能のスリーブと、半径
   方向へ拡開可能に筒の形に巻かれた状態で前記スリーブ
   内に配置されたシート状のベースとを前記新設管路内に
   配置し、前記ベースを半径方向へ拡開させて前記フラン
   ジ部を前記ベースおよび前記スリーブにより前記新設管
   路の内面に押圧し、前記ベースに設けられた複数の係合
   部を互いに係合させて前記ベースを拡開させた状態に維
   持し、それにより、前記フランジ部を前記新設管路の内
   面に液密的に接触させた状態に維持する、請求項（３）
   に記載の更新方法。
7. 【請求項７】さらに、前記接続手段、前記スリーブおよ
   び前記ベースを配置するに先立って、前記フランジ部、
   前記スリーブおよび前記ベースを配置する凹所を前記新
   設管路の内面に形成する、請求項（６）に記載の更新方
   法。
8. 【請求項８】前記新設管路の内面の形状を記憶している
   形状記憶合金および形状記憶樹脂の少なくともいずれか
   一方で作られたスリーブを前記新設管路内に配置した
   後、前記スリーブを元の形状に復帰させ、それにより、
   前記フランジ部を前記スリーブにより前記新設管路の内
   面に液密的に接触さた状態に維持する、請求項（３）に
   記載の更新方法。