JP6170294B2

JP6170294B2 - 既設管の置換方法

Info

Publication number: JP6170294B2
Application number: JP2012268737A
Authority: JP
Inventors: 歩山根; 真中島; 宮崎　俊彦; 俊彦宮崎; 岡本　真也; 真也岡本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP2014040903A

Description

この発明は、地面を開削することなく地中に埋設された既設管を更生管に置換する既設管の置換方法に関するものである。

従来より、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管等の既設管を更生することが提案されている。例えば、特許文献１に示されるように、モールと称される管分割拡張装置を既設管に挿入し、既設管に沿って強制的に移動させることにより、既設管を破砕し、その破砕片を周囲に押し退けるとともに、管分割拡張装置に連結した更生管を既設管を破砕して形成された空間に順に導入し、既設管を更生管に置換することが知られている。

特表２００１−５０８１６１号公報

ところで、地震等によって、特に液状化した地域においては、地中において既設管の浮上や沈降による不陸、蛇行といった被害が発生する。この場合、開削工法による現状復旧が原則であるが、交通量の多い国道下の場合、あるいは、軌道下又は河川下等、環境によっては、開削による現状復旧が困難であることも多い。

このような場合において、前述した既設管を更生管に置換する工法を適用することが考えられる。しかしながら、同工法は既設管を更生するのを目的としており、既設管に不陸や蛇行がある場合には採用することはできない。すなわち、地震等によって不陸や蛇行が発生した場合、前述した工法では、既設管と置換した更生管に不陸等が残ることになる。したがって、例えば、下水道管の場合、上流側から下流側に向かって自然流下するように配管されているが、既設管と置換した更生管に不陸による流下障害の発生を避けることができず、下水道管としての機能を果たし得ないものである。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、地震等によって不陸や蛇行が発生した下水道管等の既設管を、土地を開削することなく不陸等を修正しつつ更生管に置換することのできる既設管の置換方法を提供するものである。

本発明は、地中に埋設された既設管を更生管で置き換える既設管の置換方法であって、到達立坑より発進立坑にわたって既設管内に牽引ワイヤを挿通し、既設管を破砕する破砕刃を備えた破砕ヘッドに牽引ワイヤを連結するとともに、破砕ヘッドを前記発進立抗から既設管に挿入し、前記破砕ヘッドに、先導鋼管を連結して前記牽引ワイヤを牽引し、前記先導鋼管に更生管を連結し、前記先導鋼管は、少なくとも先端に配設される第１の先導鋼管と、これに続く第２の先導鋼管とを含み、これらの先導鋼管同士を相互にねじ結合して連結しており、前記破砕ヘッドの移動によって前記既設管を破砕してその破砕片を周囲に押し退ける一方、前記既設管を破砕して形成した空間に前記先導鋼管、前記更生管の順に導入することを特徴とするものである。

ここで、発進立坑における既設管の軸心と到達立坑における既設管の軸心を結んで牽引ワイヤが牽引されることから、牽引ワイヤは、立坑間に敷設された既設管内の最短距離を通過する。したがって、牽引ワイヤに連結された破砕ヘッドは、牽引ワイヤによる最短距離に沿って既設管を破砕し、その破砕片を押し退けて移動する。また、破砕ヘッドに連結された先導鋼管も、破砕ヘッドが押し退けた空間を牽引ワイヤによる最短距離に沿って移動する。この際、仮に既設管を構成する一組もしくは複数組の管体の接合部が離脱し、既設管に１箇所もしくは複数箇所の不陸等が存在したとしても、先導鋼管は牽引ワイヤによる最短距離に沿うように牽引されるため、不陸等を修正するように移動する。そして、先導鋼管によって不陸等が修正された空間に更生管が導入される。

この結果、地震及び地震に伴う液状化現象等によって下水道管等の既設管に該既設管を構成する管体間の接合部の離脱に基づく１箇所もしくは複数箇所の不陸や蛇行が発生したとしても、土地を開削することなく不陸等を修正しつつ既設管を更生管に置換することができる。

本発明において、前記先導鋼管が少なくとも先端に配設される第１の先導鋼管と、これに続く第２の先導鋼管とを含む場合には、先導鋼管の１本当たりの長さを短縮できることから、道路事情等に基づいて掘削する立坑の長さを含む開口面積を最小限度に抑えることができる。

本発明において、既設管に取付管が接続されている場合に、既設管を更生管に置換するのに先立って取付管を既設管から切り離すとともに、既設管を更生管と置換した後、更生管における取付管との接続部に接続口を形成し、切り離された取付管の管端部と更生管の接続口を補修部材を介して接続することが好ましい。これにより、既設管を破砕ヘッドを介して破砕する際、取付管が既設管に引きずられて接続口が移動することを防止できる。また、更生管と取付管の管端部とを補修することができ、接続部分の水密性を確保できることにより、取付管の使用に影響を与えることはない。

本発明において、前記先導鋼管の後端部内方に先頭牽引管が連結されるとともに、先端牽引管に複数本の牽引管が順に連結される一方、後部押し治具が最終の更生管の後端部に突き当たった状態で最終の牽引管に固定されることが好ましい。これにより、破砕ヘッドの牽引によって形成された既設管に対応する空間を破砕ヘッドに連結された先導鋼管が移動するとき、先導鋼管に先頭牽引管を介して複数本の牽引管が連結され、最終の牽引管に固定された後部押し治具が最終の更生管に突き当てられていることから、先導鋼管に連結された更生管は、先導鋼管と一体の先頭牽引管、複数本の牽引管及び後部押し治具を介して到達立坑に向けて押し出される。したがって、破砕ヘッドの牽引力を更生管に対して軸心方向の推進力として作用させることができることから、更生管の連結部分に曲げ引張応力が作用することはなく、更生管の脱落を確実に防止することができる。

本発明によれば、地震等によって不陸や蛇行が発生した下水道管等の既設管を、土地を開削することなく不陸等を修正しつつ更生管に置換することができる。

本発明の既設管の置換方法の一実施形態を説明する地中管路の断面図である。図１の既設管の置換方法に使用される破砕ヘッド及びアダプタを先端先導鋼管とともに示す斜視図である。図１の既設管の置換方法に使用される先導鋼管を示す斜視図である。図１の既設管の置換方法に使用される更生管を終端先導鋼管とともに示す斜視図である。図１の既設管の置換方法に使用される反力回収装置を示す斜視図である。図５の反力回収装置のＡ−Ａ線断面図である。本発明の既設管の置換方法を説明する地中管路の断面図及びＢ部拡大図である。図７に続いて既設管の置換方法を説明する地中管路の断面図及びＣ部拡大図である。図８に続いて既設管の置換方法を説明する地中管路の断面図である。図９に続いて既設管の置換方法を説明する地中管路の断面図及びＤ部拡大図である。図１０に続いて既設管の置換方法を説明する地中管路の断面図及びＥ部拡大図である。図１１に続いて既設管の置換方法を説明する地中管路の断面図及びＦ部拡大図である。図１２に続いて既設管の置換方法を説明する地中管路の断面図及びＧ部拡大図である。本発明の既設管の置換方法の他の実施形態を説明する地中管路の断面図である。図１４の既設管の置換方法に使用される破砕ヘッド及びアダプタを先端先導鋼管とともに示す斜視図である。図１４の既設管の置換方法に使用される先導鋼管を示す斜視図である。図１４の既設管の置換方法に使用される更生管を終端先導鋼管及び牽引管とともに示す斜視図である。図１４の既設管の置換方法に使用される後部押し治具を牽引管を介して更生管に固定して示す断面図である。更生管を牽引管及び後部押し治具を介して押し出す工程を示す説明図である。到達立坑において先導鋼管の牽引治具を用いた引出工程を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明の既設管の置換方法の一実施形態が模式的に示されている。

この既設管の置換方法は、更生対象の既設管１００の始端及び終端に発進立坑Ｓ１及び到達立坑Ｓ２をそれぞれ掘削し、発進立坑Ｓ１から到達立坑Ｓ２にかけて埋設された既設管１００を破砕するとともに、破砕された既設管１００の破砕片を周囲に押し退けることによって形成された空間に既設管１００と同一呼び径の更生管４を敷設するものである。

ここで、既設管１００は、基準長さの管体を順に接合して形成されている。例えば、長さが４０００ｍｍの塩化ビニル管を順に接合して形成された既設管や、長さが２０００ｍｍのヒューム管を順に接合して形成された既設管を挙げることができる。

この置換方法を実施するため、既設管１００を破砕する破砕ヘッド１と、破砕ヘッド１にアダプタ２を介して連結される先導鋼管３と、先導鋼管３に連結される複数本の更生管４と、これらの破砕ヘッド１、アダプタ２、先導鋼管３及び複数本の更生管４を牽引ワイヤ５を介して牽引するワイヤ牽引装置６と、ワイヤ牽引装置６を支持する反力回収装置７が使用される。

破砕ヘッド１は、図２に示すように、前端から後端近傍にかけてテーパー面に形成された略中空円錐台形状の基体１２の外周面に１８０度隔てて２枚の破砕刃１３を軸線方向に固定してなる破砕ヘッド本体１１と、牽引軸１４と、牽引軸１４の先端部とねじ結合可能な牽引ヘッド１５とからなり、牽引軸１４に破砕ヘッド本体１１を嵌挿するとともに、牽引軸１４の先端部に牽引ヘッド１５をねじ結合し、破砕ヘッド本体１１を牽引軸１４と牽引ヘッド１５との間で固定して構成される。そして、破砕ヘッド１の基体１２は、後述するアダプタ２の前方連結部２１と連結するため、後端部に周方向に間隔をおいて複数個の連結穴１１ａ（雌ねじ）が形成されている。また、破砕ヘッド１の基体１２は、前端側外径が既設管１００の内径よりも小径に設定され、後端側外径が既設管１００の外径と同等以上に設定されている。さらに、破砕刃１３は、斜辺部に刃１３ａを設けた三角形状に形成されて、基体１２に軸心方向に沿って形成された溝に配置されている。この場合、破砕刃１３の刃１３ａは、基体１２の前端側外径にほぼ一致する高さから後方に向かって基体１２の外周面から徐々に高くなるようにテーパー状に形成され、その後端部は、既設管１００の外径を越える高さに設定されている。

なお、牽引ヘッド１５には、牽引ワイヤ５のエンドクランプ５１がピンを介して連結される。

アダプタ２は、破砕ヘッド１における基体１２の後端部内周面に対応する外周面を有するとともに、その後端部に形成された連結穴１１ａに対応して、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴２１ａを形成した前方連結部２１と、後述する先導鋼管３と連結するため、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴２３ａ（雌ねじ）を形成した後方連結部２３と、これらの前方連結部２１と後方連結部２３を接続する、前方連結部２１から後方連結部２３に向かって末広がりのテーパー面に形成された中間部２２とからなり、後方連結部２３の外径は、既設管１００の外径よりも大きな外径に形成されている。

これにより、アダプタ２の前方連結部２１を破砕ヘッド１の基体１２の後端部内周面に嵌挿し、それらの連結穴１１ａ，２１ａを合わせてボルトをねじ込むことにより、破砕ヘッド１にアダプタ２を連結することができる。この際、破砕ヘッド１の基体１２の外周面側後端縁がアダプタ２の中間部２２におけるテーパー面の外周面側前端縁と一致するように設定されている。つまり、破砕ヘッド１にアダプタ２を連結した場合、破砕ヘッド１の基体１２の後端縁にアダプタ２の中間部２２のテーパー面が基体１２の勾配よりも大きな勾配で連続する。

先導鋼管３は、前述したアダプタ２の後方連結部２３の内径に対応する外径の管本体３１及び該管本体３１の後端部外周面に溶着された短筒状の受け口３２，３３から主要部が構成され、立坑Ｓ１，Ｓ２に対応して先端先導鋼管３Ａ、１本又は複数本の中間先導鋼管３Ｂ及び終端先導鋼管３Ｃが用意されている。

先端先導鋼管３Ａは、設定長さの管本体３１及び該管本体３１の後端部外周面にその後端縁から設定長さ突出するように溶着された受け口３２からなり、管本体３１の外周面には、前端部を除いて軸心方向に延びる複数本の補強リブ（丸棒）３１１が周方向に設定間隔をおいて溶着されている。そして、先端先導鋼管３Ａの管本体３１の前端部には、アダプタ２の後方連結部２３に形成された連結穴２３ａに対応して、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３１ａが形成され、また、受け口３２の後端部には、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３２ａが形成されている。

中間先導鋼管３Ｂは、設定長さの管本体３１及び該管本体３１の後端部外周面にその後端縁から設定長さ突出するように溶着された受け口３２からなり、管本体３１の外周面には、前端部を除いて軸心方向に延びる複数本の補強リブ（丸棒）３１１が周方向に設定間隔をおいて溶着され、また、管本体３１の前端部内周面には、その内径に対応する外径の短筒状補強リング３１２が溶着されている。そして、中間先導鋼管３Ｂの管本体３１の前端部及び補強リング３１２には、先端先導鋼管３Ａの受け口３２に形成された連結穴３２ａに対応して、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３１ｂが形成され、また、受け口３２の後端部には、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３２ａが形成されている。

終端先導鋼管３Ｃは、設定長さの管本体３１及び該管本体３１の後端部外周面にその後端縁から設定長さ突出するように溶着された受け口３３からなり、管本体３１の外周面には、前端部を除いて軸心方向に延びる複数本の補強リブ（丸棒）３１１が周方向に設定間隔をおいて溶着され、また、管本体３１の前端部内周面には、その内径に対応する外径の短筒状補強リング３１２（中間先導鋼管３Ｂ参照）が溶着されている。そして、終端先導鋼管３Ｃの管本体３１の前端部及び補強リング３１２には、中間先導鋼管３Ｂの受け口３２に形成された連結穴３２ａに対応して、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３１ｂが形成され、また、受け口３３の後端部には、後述する更生管４とボルトを介して連結するため、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３３ａが形成されている。

これにより、先端先導鋼管３Ａの管本体３１の前端部をアダプタ２の後方連結部２３の内周面に嵌挿し、それらの連結穴２３ａ，３１ａを合わせてボルトを挿入し、ナットをねじ込むことにより、アダプタ２に先端先導鋼管３Ａを連結することができる。

また、最先の中間先導鋼管３Ｂの管本体３１の前端部を先端先導鋼管３Ａの受け口３２の内周面に嵌挿し、それらの連結穴３１ｂ，３２ａを合わせてボルトを挿入し、ナットをねじ込むことにより、先端先導鋼管３Ａに最先の中間先導鋼管３Ｂを連結することができる。同様に、後続する中間先導鋼管３Ｂの管本体３１の前端部を先行する中間先導鋼管３Ｂの受け口３２の内周面に嵌挿し、それらの連結穴３１ｂ，３２ａを合わせてボルトを挿入し、ナットをねじ込むことにより、先行する中間先導鋼管３Ｂに後続する中間先導鋼管３Ｂを連結することができる。さらに、終端先導鋼管３Ｃの管本体３１の前端部を最終の中間先導鋼管３Ｂの受け口３２の内周面に嵌挿し、それらの連結穴３１ｂ，３２ａを合わせてボルトを挿入し、ナットをねじ込むことにより、最終の中間先導鋼管３Ｂに終端先導鋼管３Ｃを連結することができる。

なお、中間先導鋼管３Ｂの補強リング３１２の内周面及び終端先導鋼管３Ｃの補強リング３１２の内周面には、それぞれ軸心に関して左右対称に一対のステー３１３が配設されており、後述するように、ステー３１３に牽引具を係合させて引き出すことができる。

この実施形態においては、先導鋼管３は、発進立坑Ｓ１及び到達立坑Ｓ２を長さ２．５ｍ×幅１．５ｍの最小限度の開口面積に抑えるため、先端先導鋼管３Ａ、複数本の中間先導鋼管３Ｂ及び終端先導鋼管３Ｃを順に連結し、既設管１００を構成する基準長さの管体、具体的には、長さが４０００ｍｍの塩化ビニル管（呼び径２５０ｍｍ）に対応する４０００ｍｍ以上の長さに形成する場合を例示したが、立坑Ｓ１，Ｓ２を開削するのに制約がない場合は、既設管１００を構成する管体の基準長さ以上の長さの１本の先導鋼管３であっても構わない。例えば、長さが２０００ｍｍのヒューム管を順次接合して既設管が形成されているときには、２０００ｍｍ以上の１本の先導鋼管３で施工できる。この場合は、先導鋼管３の管本体３１の前端部にアダプタ２との連結穴３１ａを形成するとともに、後端部に更生管４との受け口３３を溶着すればよい。同様に、２本の先導鋼管３（先端先導鋼管３Ａ及び終端先導鋼管３Ｃ）を連結して２０００ｍｍ以上に形成してもよい。

したがって、既設管１００を構成する管体が折損して既設管１００に不陸や蛇行が存在した場合に、不陸等を発生した管体に跨がって先導鋼管３を配置することができる。

更生管４は、前述した終端先導鋼管３Ｃの受け口３３の内径に対応する外径の合成樹脂製管体４１であって、先端更生管４Ａ、１本又は複数本の中間更生管４Ｂ及び終端更生管４Ｃが用意されている。具体的には、先端更生管４Ａは、設定長さの管体４１の後端部内周面に雌ねじ４１ｂが形成され、中間更生管４Ｂは、設定長さの管体４１の前端部外周面に雄ねじ４１ａが、後端部内周面に雌ねじ４１ｂがそれぞれ形成され、終端更生管４Ｃは、設定長さの管体４１の前端部外周面に雄ねじ４１ａが形成されたものである。

これにより、先端更生管４Ａの前端部を終端先導鋼管３Ｃの受け口３３の内周面に沿って嵌挿するとともに、受け口３３の連結穴３３ａに合わせて先端更生管４Ａの前端部に連結穴（雌ねじ）を形成し、それらの連結穴を通してボルトをねじ込むことにより、終端先導鋼管３Ｃに先端更生管４Ａを連結することができる。また、中間更生管４Ｂの前端部に形成された雄ねじ４１ａを先端更生管４Ａの後端部に形成された雌ねじ４１ｂ又は先行する中間更生管４Ｂの後端部に形成された雌ねじ４１ｂにねじ込むことにより、先端更生管４Ａに中間更生管４Ｂをねじ結合し、あるいは、先行する中間更生管４Ｂに後続する中間更生管４Ｂをねじ結合することができる。さらに、終端更生管４Ｃの前端部に形成された雄ねじ４１ａを最終の中間更生管４Ｂの後端部に形成された雌ねじ４１ｂにねじ込むことにより、最終の中間更生管４Ｂに終端更生管４Ｃをねじ結合することができる。

この実施形態においては、更生管４として、硬質塩化ビニル製スパイラル推進管を採用したが、このような例に限定されず、例えば、耐衝撃性硬質塩化ビニル管や耐熱性硬質塩化ビニル管にねじを形成して使用することもできる。

また、前述したように、発進立坑Ｓ１の開口面積の関係から、長さが１０００ｍｍの更生管４を用いたが、発進立坑Ｓ１を開削するに際して制約がない場合には、長さが２０００ｍｍの更生管４を用いることもでき、長さを限定するものではない。

ワイヤ牽引装置６は、市販品であって、１対の油圧シリンダ６１、牽引ワイヤ５を把持可能なグリップ装置（図示せず）及び後述する反力回収装置７に連結されて回転自在に支持されたプーリ６２から構成される。そして、油圧シリンダ６１を伸長作動させると、グリップ装置がプーリ６２を巻回する牽引ワイヤ５を把持して上方に移動することにより、牽引ワイヤ５を牽引して引き上げる。一方、油圧シリンダ６１を縮小作動させると、グリップ装置が牽引ワイヤ５の把持を解除して下方に移動することにより、牽引ワイヤ５を静止状態に維持し、結局、油圧シリンダ６１の伸縮作動によって、牽引ワイヤ５を間欠的に牽引することができる。

なお、ワイヤ牽引装置６によって引き出された牽引ワイヤ５は、到達立坑Ｓ２近傍の地上に配置されたワイヤドラム５２に巻き取られる。また、油圧シリンダ６１に圧油を供給する油圧ユニット（図示せず）が到達立坑Ｓ２近傍の地上に設置される。

反力回収装置７は、図５及び図６に示すように、鍵穴状の開口７１ａが下端縁から中間部にかけて形成された方形状の前方支持板７１及び長溝状の開口７２ａが下端縁から中間部にかけて形成された方形状の後方支持板７２の対向する各隅角部を４本の管状の連結材７３を介して連結するとともに、前方支持板７１から設定間隔をおいて鍵穴状の開口７４ａが下端縁から中間部にかけて形成された方形状の反力板７４をその開口７４ａの中心と前方支持板７１の開口７１ａの中心とを一致させて前方支持板７１にボルトを介して連結して構成されている。そして、反力回収装置７は、前方支持板７１の開口７１ａの中心が既設管１００の軸心と一致するように、到達立坑Ｓ２に架台７５（図１参照）を介して設置される。その際、前方支持板７１の開口７１ａを通して到達立坑Ｓ２の壁面から突出された既設管１００の管端部を通過させ、さらに、既設管１００の管端面に反力板７４を突き当てて前方支持板７１とボルトを介して連結する。

なお、反力板７４の開口７４ａの周縁部には、既設管１００の外径に対応する段差部７４ｘが形成されており、既設管１００の管端面が反力板７４の段差部７４ｘに突き当てられて支持されている。

また、反力回収装置７の連結材７３の長さ及び左右の連結材７３間の間隔は、先導鋼管３の直径及び長さに基づいて設定されており、後述するように、到達立坑Ｓ２に到達した先導鋼管３を反力回収装置７における上方の一対の連結材７３，７３間を通して引き上げることができる。

次に、このように構成された機材を用いて不陸等が発生した既設管１００を複数本の更生管４で置き換える施工手順について説明する。

なお、図１においては、破砕ヘッド１の牽引軸１４にエアハンマ１６を固定し、必要に応じてエアハンマ１６による振動を破砕ヘッド１を介して既設管１００に作用させながら破砕ヘッド１を牽引して既設管１００を破砕する場合を示している。このため、エアハンマ１６に圧縮空気を供給するエア配管１６１にアダプタ２、先導鋼管３を順に通過させ、破砕ヘッド１にアダプタ２を連結した後、アダプタ２に先導鋼管３を連結し、次いで、更生管４を順にエア配管１６１に通して先導鋼管３、先行する更生管に連結する構成を示しているが、以下の施工手順においては、エアハンマ１６及びエア配管１６１は省略されている。

まず、更生対象の既設管１００の施工区間の始端及び終端において、それぞれ立坑を掘削する。ここで、既設管１００の上流側立坑を発進立坑Ｓ１とし、下流側を到達立坑Ｓ２とする。そして、各立坑Ｓ１，Ｓ２において、壁面からそれぞれ設定長さだけ突出させた状態で既設管１００を切断するとともに、切断した既設管（管体）を除去する。

次いで、既設管１００に取付管２００が接続されている場合には、破砕ヘッド１の移動に際して、取付管２００が既設管１００に引きずられて接続口が前方に移動しないように、既設管１００から取付管２００を切り離す。具体的には、掘削した発進立坑Ｓ１（到達立坑Ｓ２）からＴＶカメラ３０及び削孔機４０を搬送した後、既設管１００と取付管２００との接続口１００ａをＴＶカメラ３０で確認しつつ、削孔機４０のカッター刃４０１を回転させながら上昇させ、接続口１００ａの周縁を切削する。すなわち、取付管２００の、既設管１００と連結している端縁部を設定長さにわたって切除し、既設管１００から切り離す（図７参照）。

取付管２００を既設管１００から切り離したならば、図示しない通線材を介して到達立坑Ｓ２から発進立坑Ｓ１にかけて既設管１００内に牽引ワイヤ５を挿通するとともに、発進立坑Ｓ１に破砕ヘッド１を搬入し、牽引ワイヤ５の先端に設けたエンドクランプ５１をピンを介して破砕ヘッド１の牽引ヘッド１５に連結する。

次いで、到達立坑Ｓ２に反力回収装置７を搬入し、到達立坑Ｓ２の壁面から突出する既設管１００の管端部に前方支持板７１の開口７１ａを通して落とし込んで設置する。すなわち、既設管１００の軸心に前方支持板７１の開口７１ａの中心及び後方支持板７２の開口７２ａの中心が一致するように、到達立坑Ｓ２に架台７５を介して設置する。さらに、既設管１００の管端面に反力板７４を突き当てて前方支持板７１とボルトを介して連結した後、反力回収装置７の後方支持板７２にワイヤ牽引装置６を連結するとともに、牽引ワイヤ５をワイヤ牽引装置６のグリップ機構に嵌合させる。

一方、発進立坑Ｓ１において、その壁面から突出する既設管１００の管端部に破砕ヘッド１の牽引ヘッド１５側を挿入する。そして、破砕ヘッド１にアダプタ２を連結した後、アダプタ２に先導鋼管３（先端先導鋼管３Ａ、設定本数の中間先導鋼管３Ｂ、終端先導鋼管３Ｃ）の順に連結する。

次いで、ワイヤ牽引装置６の油圧シリンダ６１を伸長作動させると、グリップ装置を介して牽引ワイヤ５を把持して引き上げる。これにより、牽引ワイヤ５は、既設管１００を経て到達立坑Ｓ２側に牽引され、さらに、反力回収装置７における前方支持板７１の開口７１ａの中心、反力板７４の開口７４ａの中心及び後方支持板７２の開口７２ａの中心を経てプーリ６２を巻回して引き取られる。引き取られた牽引ワイヤ５は、ワイヤドラム５２に順に巻き取られる。油圧シリンダ６１がストロークエンドに達すれば、油圧シリンダ６１を縮小作動させ、その際、グリップ装置による牽引ワイヤ５の把持を解除する。以下、油圧シリンダ６１の伸縮作動により、牽引ワイヤ５は、到達立坑Ｓ２に向けて間欠的に牽引される。すなわち、牽引ワイヤ５は、発進立坑Ｓ１における既設管１００の軸心及び到達立坑Ｓ２における既設管１００の軸心を結ぶ、既設管１００内の最短距離に沿って牽引される。

牽引ワイヤ５の牽引により、牽引ワイヤ５が連結された破砕ヘッド１は、到達立坑Ｓ２に向けて強制的に移動する。破砕ヘッド１が移動すれば、破砕刃１３が既設管１００を切断して破砕するとともに、その破砕片を基体１２に沿って周囲に押し退ける。したがって、破砕ヘッド１によって既設管１００が破砕されて押し退けられた空間は、発進立坑Ｓ１における既設管１００の軸心と到達立坑Ｓ２における既設管１００の軸心を結ぶ最短距離に沿うように形成される。

その後、破砕ヘッド１に連結されたアダプタ２が移動し、破砕ヘッド１が破砕した既設管１００の破砕片をさらに外方に押し退ける。つまり、破砕ヘッド１が既設管１００を破砕するとともに、その破砕片を周囲に押し退けることによって既設管１００にほぼ対応する空間を形成した後、アダプタ２が破砕した既設管１００の破砕片をさらに外方に押し退けて既設管１００にほぼ対応する空間よりも大きな空間を形成し、アダプタ２によって形成された空間に先導鋼管３（先端先導鋼管３Ａ、中間先導鋼管３Ｂ・・・）を導入する。

この際、牽引ワイヤ５による軸線方向の牽引力は、到達立坑Ｓ２の周壁に対して反力回収装置７によって支持される。また、牽引ワイヤ５がワイヤ牽引装置６のプーリ６２を巻回することで発生する牽引力による曲げモーメントは、反力回収装置７の反力板７４の段差部７４ｘに既設管１００の管端面が嵌合されることにより、既設管１００に作用する曲げモーメントとして作用し、既設管１００の剛性によって支持することができる。

なお、牽引ワイヤ５の牽引力は、反力回収装置７を到達立坑Ｓ２の周壁に押し付けるように作用することから、反力板７４の段差部７４ｘが既設管１００の管端部から外れることはない。

また、先導鋼管３に作用する土圧や摩擦力による座屈荷重は、補強リブ３１１及び補強リング３１２によって支持される。

以下、破砕ヘッド１が到達立坑Ｓ２に向けて移動すれば、移動した長さを補充するように、設定本数の中間先導鋼管３Ｂ・・・を順に連結し、既設管１００が破砕され、その破砕片が押し退けられた空間に導入する。そして、最終の中間先導鋼管３Ｂに終端先導鋼管３Ｃを連結し、既設管１００を構成する管体の長さ以上の先導鋼管３を形成する。これにより、先端先導鋼管３Ａ、設定本数の中間先導鋼管３Ｂ及び終端先導鋼管３Ｃが一体に連結されて既設管１００を構成する管体の長さ以上の長さの先導鋼管３がアダプタ２に続いて移動する。

ところで、仮に地震及び地震に伴う液状化現象等によって既設管を構成する１本もしくは複数本の管体が折損し、既設管１００に１箇所もしくは複数箇所の不陸等が発生していたとしても、既設管１００を構成する管体の長さ以上の長さを有する先導鋼管３は、一体に連結された破砕ヘッド１及びアダプタ２とともに各不陸等を発生した管体に跨がって牽引ワイヤ５による最短距離に沿うように移動することにより、各不陸等を順に修正することができる（図９参照）。

具体的には、施工前後において、地上面よりロケータにより設定間隔毎にビーコンを用いて既設管１００及び更生管４の深度（管底高）を１ｍ間隔で計測し、最大値と最小値の差を算出したところ、当初、既設管１００では１８９ｍｍであったのに対し、更新後は更生管４では５０ｍｍ以下であり、ロケータとビーコンの測定誤差も考慮すると、不陸が修正されたことを示している。

なお、既設管１００の破砕片を周囲に押し退けることから、地盤への影響が考えられたが、施工前後における地盤高の変化は最大でも±５ｍｍであり、誤差の範囲内と考えられる。

さらに、破砕ヘッド１が到達立坑Ｓ２に向けて移動すれば、先導鋼管３（終端先導鋼管３Ｃ）に更生管４（先端更生管４Ａ、中間更生管４Ｂ・・・）を順に連結し、先導鋼管３が移動した距離を補充するように連結する。

なお、更生管４のねじ結合に際しては、ねじ結合部分から不明水が浸入するのを防止するため、雄ねじ４１ａに水と反応して膨潤し、シール効果を発現する接合剤を塗布する。

以下、牽引ワイヤ５をワイヤ牽引装置６を介して牽引し、破砕ヘッド１が移動することに合わせて中間更生管４Ｂを順に連結することにより、既設管１００を破砕してその破砕片を周囲に押し退けるとともに、既設管１００の不陸等を修正した空間に更生管４を順に導入することを繰り返す（図９参照）。

破砕ヘッド１が到達立坑Ｓ２に到達すれば、破砕ヘッド１を反力回収装置７の後方支持板７２近傍まで牽引した後、アダプタ２と先端先導鋼管３Ａとの連結を解除するとともに、先端先導鋼管３Ａと最先の中間先導鋼管３Ｂとの連結を解除し、破砕ヘッド１及び先端先導鋼管３Ａを地上に回収する。次いで、詳細には図示しないが、Ｔ字状の牽引具を最先の中間先導鋼管３Ｂの２本のステー３１３に係合させ、ウインチ等を利用して次段の中間先導鋼管３Ｂとともに到達立坑Ｓ２に引き出す。この後、最先の中間先導鋼管３Ｂと次段の中間先導鋼管３Ｂの連結を解除するとともに、次段の中間先導鋼管３Ｂと後続する中間先導鋼管３Ｂの連結を解除し、最先の中間先導鋼管３Ｂ及び次段の中間先導鋼管３Ｂを地上に回収する。

以下同様に、Ｔ字状の牽引具を先行する中間先導鋼管３Ｂの２本のステー３１３に係合させ、ウインチ等を利用して後続する中間先導鋼管３Ｂとともに到達立坑Ｓ２に引き出した後、先行する中間先導鋼管３Ｂと後続する中間先導鋼管３Ｂとの連結を解除するとともに、後続する中間先導鋼管３Ｂとその後段の中間先導鋼管３Ｂとの連結を解除し、引き出した２本の中間先導鋼管３Ｂを地上に回収することを繰り返して全ての中間先導鋼管３Ｂを回収する。最後に、終端先導鋼管３Ｃを引き出して回収すれば、終端先導鋼管３Ｃに連結された先端更生管４Ａの前端部が到達立坑Ｓ２に引き出される（図１０参照）。

先端更生管４Ａの前端部が到達立坑Ｓ２内に突出すれば、ワイヤ牽引装置６及び反力回収装置７を地上に回収する。

次いで、更生管４と取付管２００とを接続する。具体的には、図１０に示すように、取付管２００の桝等を利用して地上から削孔機５０を下ろし、更生管４に取付管２００との接続口４ａを形成するためのパイロット穴４ｘ（図１１（ｂ）参照）を形成する。次いで、発進立坑Ｓ１（到達立坑Ｓ２）からＴＶカメラ３０及び削孔機４０を搬送し、更生管４に形成されたパイロット穴４ｘをＴＶカメラ３０で確認しつつ、削孔機４０のカッター刃４０２を回転させながら上昇させ、パイロット穴４ｘの周縁を切削し、取付管２００との接続口４ａ（図１２（ｂ）参照）を形成する（図１１参照）。

更生管４に取付管２００との接続口４ａを形成したならば、補修用パッカー６０を縮径させ、その外周面に更生管４と同一の材料である塩化ビニル樹脂製のチーズ状補修部材７０を配設して更生管４内に搬入し、その接続口４ａまで搬送する（図１２参照）。次いで、ＴＶカメラ３０で確認しつつ、補修用パッカー６０に加熱空気を供給して拡径させ、その首部を接続口４ａを通して取付管２００内に突出させ、補修部材７０の首部分を取付管２００の下端部内周面に密着させるとともに、補修部材７０の胴部分を更生管４の内周面に密着させる。この際、補修部材７０は、加熱空気によって加熱されることにより、軟化溶融して取付管２００の下端部内周面及び接続口４ａ近傍の更生管４の内周面にそれぞれ密着状態で貼着する（図１３参照）。

これにより、既設管１００の更生作業に先立って既設管１００との接続が切り離された取付管２００の下端部が更生管４とその接続口４ａを通して補修部材７０によって補修されて接続される。そして、更生管４と取付管２００とが補修部材７０を介して接続されたならば、加熱空気に代えて冷却空気を供給して補修部材７０を硬化させた後、空気の供給を中止して補修用パッカー６０を縮径させ、更生管４を通して立坑側に引き出せばよい。

ここで、既設管１００の不陸が下方に凸であれば、不陸を修正した更生管４と、先に切り離された取付管２００の管端部との間隔は接近するため補修部材７０を用いて両者を接続するのに問題はない。一方、既設管１００の不陸が上方に凸であれば、不陸を修正した更生管４と、取付管２００の管端部との間隔は拡大することになる。したがって、更生管４と取付管２００の管端部との間隔が設定高さ以上になった場合には、補修部材７０のみによる補修は不可能となる。

この場合は、詳細には図示しないが、従来公知の取付管更生方法を併用すればよい。すなわち、取付管２００内に、取付管２００の内径よりも小径であって、形状記憶温度において円管形状に形状回復する塩化ビニル等の熱可塑性樹脂製のライニングパイプを挿入し、ライニングパイプを加熱加圧して膨張拡径させ、円管形状に復元させて取付管２００の内周面に密着させた後、更生管４内に突出したライニングパイプの端部を切断し、更生管４の接続口４ａ周縁との間を補修部材７０を用いて接続すればよい。

また、逆に、更生管４と取付管２００の管端部との間隔が設定範高さ以下の場合は、チーズ状の補修部材７０の他、鞍状の管口サドルを補修部材として用いることもできる。

以上のように、本発明によれば、既設管１００に不陸等が存在したとしても、その不陸等を修正しつつ更生管４に置き換えて敷設することができることから、地震等によって不陸等が発生した下水道管等を開削工法によって現状復旧することが困難な場合であっても、使用可能な状態に速やかに復旧させることができる。

また、既設管１００に取付管２００が接続されている場合であっても既設管１００と置き換えて敷設した更生管４と簡単に接続して、使用可能な状態に速やかに復旧させることができる。

ところで、前述した実施形態においては、既設管１００に取付管２００が接続されている場合の施工手順について説明したが、取付管２００が既設管１００に接続されていない場合は、取付管２００に対する作業を省略して施工すればよいことは、説明するまでもなく明らかである。

また、前述した実施形態においては、破砕ヘッド１によって破砕した既設管１００の破砕片を既設管１００の管径よりも大径のアダプタ２を介して外方に押し退けて先導鋼管３を導入する場合を説明したが、土質等によってはアダプタ２を用いることなく破砕ヘッド１に先導鋼管３（先端先導鋼管３Ａ）を直接連結してもよい。この場合は、破砕ヘッド１の基体１２後端部を先導鋼管３に対応するように設計すればよい。

ところで、図１４には、本発明の既設管の置換方法の他の実施形態が模式的に示されている。

この既設管の置換方法も、前述した実施形態と同様に、更生対象の既設管１００の始端及び終端に発進立坑Ｓ１及び到達立坑Ｓ２をそれぞれ掘削し、発進立坑Ｓ１から到達立坑Ｓ２にかけて埋設された既設管１００を破砕するとともに、破砕された既設管１００の破砕片を周囲に押し退けることによって形成された空間に既設管１００と同一呼び径の更生管４を導入して敷設するものである。ただし、既設管１００に取付管２００は接続されていない。

この置換方法を実施するため、既設管１００を破砕する破砕ヘッド１と、破砕ヘッド１にアダプタ２を介して連結される先導鋼管３と、先導鋼管３に連結される複数本の更生管４と、これらの破砕ヘッド１、アダプタ２、先導鋼管３及び複数本の更生管４を牽引ワイヤ５を介して牽引するワイヤ牽引装置６と、ワイヤ牽引装置６を支持する反力回収装置７と、先導鋼管３に連結されて更生管４を推進させる牽引管８及び後部押し治具９が使用される。

ここで、破砕ヘッド１、アダプタ２、更生管４、牽引ワイヤ５、ワイヤ牽引装置６及び反力回収装置７については、アダプタ２の径を若干拡大した以外、前述した実施形態と同一であり、主に先導鋼管３、牽引管８及び後部押し治具９について説明する。

先導鋼管３は、図１６に示すように、管本体３５及び該管本体３５の後端に溶着された短筒状の受け口部３６、管本体３５の前端に溶着された短筒状の挿し口部３７から主要部が構成され、立坑Ｓ１，Ｓ２に対応して先端先導鋼管３Ａ、複数本の中間先導鋼管３Ｂ及び終端先導鋼管３Ｃが用意されている。

先端先導鋼管３Ａは、アダプタ２の後方連結部２３の内径に対応する外径の設定長さの管本体３５及び該管本体３５の後端に溶着された受け口部３６からなり、管本体３５の後端部外周面には、前端部を除いて軸心方向に延びる設定長さの複数本の補強リブ（丸棒）３５１が周方向に設定間隔をおいて溶着されている。そして、先端先導鋼管３Ａの管本体３５の前端部には、アダプタ２の後方連結部２３に形成された連結穴２３ａに対応して、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３５ａが形成され、また、受け口部３６の内周面には雌ねじ（台形ねじ）３６ａが形成されている。

中間先導鋼管３Ｂは、先端先導鋼管３Ａの管本体３５と同径の設定長さの管本体３５、該管本体３５の前端に溶着された挿し口部３７及び管本体３５の後端に溶着された受け口部３６からなり、管本体３５の前端部外周面及び後端部外周面には、軸心方向に延びる複数本の設定長さの補強リブ（丸棒）３５１が周方向に設定間隔をおいてそれぞれ溶着されている。そして、中間先導鋼管３Ｂの挿し口部３７の外周面には、前述した先端先導鋼管３Ａの受け口部３６に形成された雌ねじ３６ａに対応する雄ねじ（台形ねじ）３７ａが形成されるとともに、受け口部３６の内周面には挿し口部３７の雄ねじ３７ａに対応する雌ねじ（台形ねじ）３６ａが形成されている。

終端先導鋼管３Ｃは、更生管４の外径に対応する内径の設定長さの管本体３５及び該管本体３５の前端に溶着された挿し口部３７からなり、管本体３５の前端部外周面には、軸心方向に延びる設定長さの複数本の補強リブ（丸棒）３５１が周方向に設定間隔をおいて溶着されている。そして、終端先導鋼管３Ｃの挿し口部３７の外周面には、前述した中間先導鋼管３Ｂの受け口部３６に形成された雌ねじ３６ａに対応する雄ねじ（台形ねじ）３７ａが形成されている。また、終端先導鋼管３Ｃの挿し口部３７は、その後端に隔壁３７１を有し、該隔壁３７１の中心部には、内周面に雌ねじ（管用テーパねじ）３７２ａを形成した継手３７２が溶着されている。この継手３７２は、後述する牽引管８を構成する継手８１と同一のものである。さらに、終端先導鋼管３Ｃの管本体３５の後端部には、更生管４とボルトを介して連結するため、周方向に間隔をおいて複数個の連結穴３５ｂが形成されている。

これにより、先端先導鋼管３Ａの管本体３５の前端部をアダプタ２の後方連結部２３の内周面に沿って嵌挿し、それらの連結穴２３ａ，３５ａを合わせてボルトを挿通し、ナットをねじ込むことにより、アダプタ２に先端先導鋼管３Ａを連結することができる。

また、最先の中間先導鋼管３Ｂを軸心回りに回転させてその挿し口部３７を先端先導鋼管３Ａの受け口部３６にねじ込むことにより、先端先導鋼管３Ａに最先の中間先導鋼管３Ｂをねじ結合することができる。同様に、後続する中間先導鋼管３Ｂを軸心回りに回転させてその挿し口部３７を先行する中間先導鋼管３Ｂの受け口部３６にねじ込むことにより、先行する中間先導鋼管３Ｂに後続する中間先導鋼管３Ｂをねじ結合することができる。さらに、終端先導鋼管３Ｃを軸心回りに回転させてその挿し口部３７を最終の中間先導鋼管３Ｂの受け口部３６にねじ込むことにより、最終の中間先導鋼管３Ｂに終端先導鋼管３Ｃをねじ結合することができる。

このように、先導鋼管３を順に雌ねじ３６ａに雄ねじ３７ａをねじ込んでねじ結合することにより、それらの連結部分の剛性を大きく向上させることができ、既設管１００の不陸等、例えば、一組の管体の接合部の離脱に伴う不陸等を修正する際に作用する大きな曲げ引張応力に抗することができるとともに、連結作業を効率よく遂行することができる。すなわち、隣接する先導鋼管３を複数本のボルトナットを介して連結する場合において、ボルトナットが緩むと（特に、エアハンマ１６を使用すると、挿入方向に対して平行に前後動させるため、半径方向に伸びるボルトナットの緩みが発生し易い。）、先導鋼管３はその連結部分を起点として曲げ引張応力によって折れ曲がる可能性が大きくなり、不陸修正能力が低下することになるが、このような事態を防止することができる。

この実施形態においては、先導鋼管３は、発進立坑Ｓ１及び到達立坑Ｓ２を長さ２．５ｍ×幅１．５ｍの最小限度の開口面積に抑えるため、先端先導鋼管３Ａ、複数本の中間先導鋼管３Ｂ及び終端先導鋼管３Ｃを順に連結し、既設管１００を構成する基準長さの管体、具体的には、基準長さが４０００ｍｍの塩化ビニル管（呼び径２５０ｍｍ）一組に相当する８０００ｍｍ以上の長さに形成する場合を例示したが、立坑Ｓ１，Ｓ２を開削するのに制約がない場合は、既設管１００を構成する管体の基準長さに相当する長さの先導鋼管３を組み合わせて、一組の管体の長さに相当する長さに形成してもよい。例えば、基準長さが２０００ｍｍのヒューム管を順次接合して既設管が形成されているときには、２０００ｍｍの先端先導鋼管３Ａ及び２０００ｍｍの終端先導鋼管３Ｃを連結して一組の管体の長さに相当する４０００ｍｍの長さの先導鋼管３を形成してもよい。

したがって、既設管１００を構成する一組の管体の接合部が離脱して既設管１００に不陸や蛇行が発生した場合に、不陸等を発生した一組の管体に跨がって先導鋼管３を配置することができる。

牽引管８は、図１７に示すように、内周面に雌ねじ（管用テーパねじ）が形成された継手８１及び該継手８１に前端部が溶着され、後端部に継手８１の雌ねじに対応する雄ねじ（管用テーパねじ）８２ａが形成された鋼管８２からなり、継手８１は、前述した終端先導鋼管３Ｃに設けられた継手３７２と同一のものである。

ただし、牽引管８は、標準長さの更生管４に合わせて、標準長さの鋼管８２及び継手８１からなる標準牽引管とともに、標準長さよりも短小な更生管４に合わせて標準長さよりも短小な鋼管８２及び継手８１からなる調整牽引管が用意されている。

また、終端先導鋼管３Ｃに設けられた継手３７２には、該継手３７２と、最先の牽引管８を仲介するため、継手３７２の雌ねじ３７２ａ、牽引管８の継手８１の雌ねじに対応する雄ねじ（管用テーパねじ）８３ａが前後各端部にそれぞれ形成された鋼管である先頭牽引管８３がねじ結合される（図１６参照）。

したがって、終端先導鋼管３Ｃの継手３７２にねじ結合された先頭牽引管８３の雄ねじ８３ａに、最先の牽引管８を軸心回りに回転させてその継手８１の雌ねじをねじ結合した後、以下順に、先行する牽引管８における鋼管８２の雄ねじ８２ａに後続する牽引管８の継手８１の雌ねじをねじ結合することにより、設定長さの牽引管８を形成することができる。

後部押し治具９は、図１８に示すように、更生管４の後端部に装着される治具本体９１と、更生管４に装着された治具本体９１が脱落しないように牽引管８（鋼管８２）に対して固定するナット部材９２、ボルト部材９３及びストッパ９４とから構成されている。治具本体９１は、更生管４の外径に対応する外径の円盤９１１と、円盤９１１の外周面に溶着された短筒状の外筒部９１２と、更生管４の雌ねじ４１ｂの内径に対応する外径を有し、円盤９１１に外筒部９１２と同心上に溶着された短筒状の内筒部９１３とからなり、円盤９１１の中心部には、後述するように、ボルト部材９３の軸部９３２が挿通可能な穴９１ａが形成されている。また、治具本体９１の内筒部９１３の外周面は、更生管４の雌ねじ４１ｂを含む後端部内周面形状に対応する形状に形成されており、更生管４の後端部内周面に位置決めすることができる。

ナット部材９２は、ナット９２１に座板９２２を溶着して形成され、該座板９２２には、ボルト部材９３の軸部９３２を挿通可能な穴が形成されている。

ボルト部材９３は、頭部９３１及び軸部９３２からなり、全長にわたって牽引管８の鋼管８２を挿通可能な挿通穴９３ａが軸部９３２の中心と同一軸心上に形成されるとともに、軸部９３２には、ナット部材９２のナット９２１に形成された雌ねじに対応する雄ねじが形成されている。

ストッパ９４は、牽引管８の鋼管８２の外径に略対応する内径の貫通穴（図示せず）が形成された中空円筒状のストッパ本体９４１を半割りして形成され、半割りされた左右のストッパ本体９４１には、その軸心を挟む上半部及び下半部において軸心方向に間隔をおいて軸心方向と直交する水平方向に形成された複数個の雌ねじ及び連結穴がそれぞれ形成され、一方のストッパ本体９４１の連結穴を通して他方のストッパ本体９４１の雌ねじに連結ボルト９４２をねじ込むことにより、一体に連結される。

なお、左右のストッパ本体９４１の貫通穴には、鋼管８２の外径を谷の径とする雌ねじが形成されており、左右のストッパ本体９４１を牽引管８の鋼管８２に装着し、連結ボルト９４２をねじ込んで左右のストッパ本体９４１を一体に連結した際、その雌ねじの山が鋼管８２に食い込み、鋼管８２に対して移動しないように固定することができる。

なお、ボルト部材９３とストッパ９４との間には、ワッシャ９５が配設されており、ボルト部材９３がストッパ９４に直接接触することが防止されている。

なお、図１４においては、破砕ヘッド１の牽引軸１４にエアハンマ１６を固定した場合を示している。このため、エアハンマ１６に圧縮空気を供給するエア配管１６１にアダプタ２、先導鋼管３、更生管４を順に通過させ、破砕ヘッド１にアダプタ２を連結し、次いで、アダプタ２に先導鋼管３を連結し、さらに、先導鋼管３、先行する更生管４を連結する。この場合、終端先導鋼管３Ｃの隔壁３７１及び後部押し治具９の治具本体９１の円盤９１１には、エア配管１６１を通過させる穴（図示せず）が形成されている。

まず、更生対象の既設管１００の施工区間の始端及び終端において、それぞれ発進立坑Ｓ１、到達立坑Ｓ２を掘削する。そして、各立坑Ｓ１，Ｓ２において、壁面からそれぞれ設定長さだけ突出させた状態で既設管１００を切断するとともに、切断した既設管（管体）を除去する。

既設管（管体）を除去したならば、到達立坑Ｓ２から発進立坑Ｓ１にかけて既設管１００内に牽引ワイヤ５を挿通するとともに、発進立坑Ｓ１に破砕ヘッド１を搬入し、牽引ワイヤ５の先端に設けたエンドクランプ５１をピンを介して破砕ヘッド１の牽引ヘッド１５に連結する。

次いで、到達立坑Ｓ２に反力回収装置７を搬入し、前述したように設置した後、反力回収装置７にワイヤ牽引装置６を連結するとともに、牽引ワイヤ５をワイヤ牽引装置６のグリップ機構に嵌合させる。

一方、発進立坑Ｓ１において、その壁面から突出する既設管１００の管端部に破砕ヘッド１の牽引ヘッド１５側を挿入する。そして、破砕ヘッド１にアダプタ２を連結した後、アダプタ２に先導鋼管３（先端先導鋼管３Ａ、中間先導鋼管３Ｂ・・・）を順に連結する。

その後、ワイヤ牽引装置６の油圧シリンダ６１を伸長作動させ、グリップ装置を介して牽引ワイヤ５を把持して引き上げる。これにより、牽引ワイヤ５は、既設管１００を経て到達立坑Ｓ２側に牽引され、反力回収装置７の中心を経てプーリ６２を巻回して引き取られる。引き取られた牽引ワイヤ５は、ワイヤドラム５２に順に巻き取られる。油圧シリンダ６１がストロークエンドに達すれば、油圧シリンダ６１を縮小作動させ、その際、グリップ装置による牽引ワイヤ５の把持を解除する。以下、油圧シリンダ６１の伸縮作動により、牽引ワイヤ５は、到達立坑Ｓ２に向けて間欠的に牽引される。すなわち、牽引ワイヤ５は、発進立坑Ｓ１における既設管１００の軸心及び到達立坑Ｓ２における既設管１００の軸心を結ぶ、既設管１００内の最短距離に沿って牽引される。

以下、破砕ヘッド１が到達立坑Ｓ２に向けて移動すれば、移動した長さを補充するように、設定本数の中間先導鋼管３Ｂ・・・を順にねじ結合し、既設管１００が破砕され、その破砕片が押し退けられた空間に導入する。そして、最終の中間先導鋼管３Ｂに終端先導鋼管３Ｃをねじ結合し、既設管１００を構成する一組の管体の長さ以上の先導鋼管３を形成する。これにより、先端先導鋼管３Ａ、設定本数の中間先導鋼管３Ｂ及び終端先導鋼管３Ｃが一体に連結されて既設管１００を構成する一組の管体の長さ以上の長さの先導鋼管３がアダプタ２に続いて移動する。

一方、先導鋼管３の終端先導鋼管３Ｃが破砕ヘッド１及びアダプタ２を介して既設管１００を破砕するとともに、その破砕片を押し退けて形成された空間に導入されたならば、終端先導鋼管３Ｃに設けられた継手３７２に先頭牽引管８３の前端部をねじ結合するとともに、先頭牽引管８３の後端部に、牽引管８の継手８１をねじ結合する。次いで、先端更生管４Ａをその内部に牽引管８及び先頭牽引管８３が位置するように挿通させるとともに、その前端部を終端先導鋼管３Ｃの管本体３５の後端部内周面に嵌挿した後、終端先導鋼管３Ｃの管本体３５の連結穴３５ｂを通して先端更生管４Ａの前端部にボルトをねじ込み、終端先導鋼管３Ｃに先端更生管４Ａを連結する。この状態では、先端更生管４Ａの後端部から牽引管８の鋼管８２の後端部が突出しており、この鋼管８２の突出部分を利用して、先端更生管４Ａの後端部に後部押し治具９を取り付ける。

具体的には、牽引管８の鋼管８２に治具本体９１を挿通し、その内筒部９１３及び外筒部９１２をそれぞれ先端更生管４Ａの後端部内外周面に沿わせて差し込み、装着する。次いで、牽引管８の鋼管８２にナット部材９２及びボルト部材９３を順に挿通するとともに、ナット部材９２の雌ねじにボルト部材９３の軸部９３２に形成された雄ねじをねじ込む。さらに、牽引管８の鋼管８２にワッシャ９５を挿通するとともに、ボルト部材９３の近傍において、ストッパ９４の二つ割りされた左右のストッパ本体９４１を牽引管８の鋼管８２に装着した後、一方のストッパ本体９４１の雌ねじに他方のストッパ本体９４１の連結穴を通して連結ボルト９４２をねじ込み、左右のストッパ本体９４１を連結し、鋼管８２を挟み込む。この際、牽引管８の鋼管８２の外周面に、ストッパ本体９４１の貫通穴に形成された雌ねじが食い込み、ストッパ９４を牽引管８に対して移動しないように固定する。さらに、ボルト部材９３をナット部材９２に対して緩めれば、ナット部材９２からボルト部材９３の頭部９３１が離れる方向に移動する。この際、ボルト部材９３の頭部９３がワッシャ９５を介してストッパ９４に突き当たり、それ以上の後退が阻止される。なおも、ボルト部材９３を緩めれば、相対的にナット部材９２を前進させることから、ナット部材９２が治具本体９１を押し出し、先端更生管４Ａの後端部に突き当てる。

この結果、先端更生管４Ａは、先導鋼管３（終端先導鋼管３Ｃ）に対して先端部が周方向に間隔をおいて複数本のボルトを介して連結されるとともに、先頭牽引管８３、牽引管８及び後部押し治具９を介して連結される。

この状態において、ワイヤ牽引装置６を作動させると、前述したように、牽引ワイヤ５は、到達立坑Ｓ２に向けて間欠的に牽引され、破砕ヘッド１が既設管１００を破砕しつつ到達立坑Ｓ２に向けて移動し、アダプタ２を介して破砕ヘッド１に連結された先導鋼管３、その終端先導鋼管３Ｃに連結された更生管４（先端更生管４Ａ）が到達立坑Ｓ２に向けて移動する。この場合、終端先導鋼管３Ｃに対して先端更生管４Ａが先頭牽引管８３、牽引管８及び後部押し治具９を介して一体に連結されていることにより、終端先導鋼管３Ｃを含む先導鋼管３の到達立坑Ｓ２方向への移動は、先端更生管４Ａを到達立坑Ｓ２に向けて押し出すことになる。これにより、ワイヤ牽引装置６による牽引力を、先端更生管４Ａに対して軸心方向の推進力として作用させることができ、終端先導鋼管３Ｃと先端更生管４Ａとを連結する複数本のボルトに剪断力が作用することを防止できるとともに、終端先導鋼管３Ｃに対する先端更生管４Ａの連結部分に曲げ引張応力が作用することを防止できる。

先導鋼管３の牽引に追従して先端更生管４Ａが牽引され、先端更生管４Ａが破砕ヘッド１及びアダプタ２を介して既設管１００を破砕するとともに、その破砕片を押し退けて形成された空間に導入されたならば、先端更生管４Ａの後端部に取り付けられた後部押し治具９を取り外す。すなわち、ボルト部材９３をナット部材９２に対して若干ねじ込み、ストッパ９４に対する突き当たりを若干緩めた後、ストッパ９４の連結ボルト９４２を緩め、左右のストッパ本体９４１の連結を解除して牽引管８から抜き出すとともに、ワッシャ９５、ねじ結合されたボルト部材９３及びナット部材９２を牽引管８から抜き出す。さらに、先端更生管４Ａの後端部に装着された治具本体９１を離脱させ、同様に牽引管８から抜き出す（図１９（ａ）参照）。

先端更生管４Ａから後部押し治具９を離脱させたならば、先端更生管４Ａの後端部から突出している最先の牽引管８の鋼管８２に新たな牽引管８の継手８１をねじ込んだ後（図１９（ｂ）参照）、最先の中間更生管４Ｂをその内部に牽引管８が位置するように挿通させるとともに、その雄ねじ４１ａを先端更生管４Ａの雌ねじ４１ｂにねじ結合する（図１９（ｃ）参照）。この状態では、最先の中間更生管４Ｂの後端部から後続する牽引管８の鋼管８２の後端部が突出している。次いで、最先の中間更生管４Ｂの後端部に後部押し治具９を取り付ける。具体的には、後続する牽引管８の鋼管８２に治具本体９１を挿通し、その内筒部９１３及び外筒部９１２を最先の中間更生管４Ｂの後端部内外周面に沿わせて差し込み、装着する（図１９（ｄ）参照）。次いで、後続する牽引管８の鋼管８２に、ねじ結合されたナット部材９２及びボルト部材９３、ワッシャ９５、さらには、連結ボルト９４２を介して緩やかに連結された左右のストッパ本体９４１からなるストッパ９４を順に挿通した後、ボルト部材９３の近傍において、連結ボルト９４２をねじ込み、左右のストッパ本体９４１を連結し、鋼管８２を挟み込む（図１９（ｅ）参照）。この際、牽引管８の鋼管８２に、ストッパ本体９４１の貫通穴に形成された雌ねじが食い込み、ストッパ９４を牽引管８に対して移動しないように固定する。さらに、ボルト部材９３をナット部材９２に対して緩めることにより、その頭部９３をワッシャ９５を介してストッパ９４に突き当てる。なおも、ボルト部材９３を緩めれば、相対的にナット部材９２を前進させるとともに、ナット部材が９２が突き当てられた治具本体９１を前進させ、最先の中間更生管４Ｂの後端部に突き当てる。

この結果、最先の中間更生管４Ｂは、先端更生管４Ａに対してねじ結合されるとともに、先導鋼管３（終端先導鋼管３Ｃ）に対して先頭牽引管８３、牽引管８及び後部押し治具９を介して連結される。

この状態において、ワイヤ牽引装置６を作動させることにより、牽引ワイヤ５は、到達立坑Ｓ２に向けて間欠的に牽引され、破砕ヘッド１が既設管１００を破砕しつつ到達立坑Ｓ２に向けて移動し、アダプタ２を介して破砕ヘッド１に連結された先導鋼管３、その終端先導鋼管３Ｃに連結された更生管４（先端更生管４Ａ及び最先の中間更生管４Ｂ）が到達立坑Ｓ２に向けて移動する。この場合、最先の中間更生管４Ｂは、終端先導鋼管３Ｃに対して先端更生管４Ａを介して連結されるとともに、先頭牽引管８３、牽引管８及び後部押し治具９を介して一体に連結されていることにより、終端先導鋼管３Ｃを含む先導鋼管３の到達立坑Ｓ２方向の移動は、最先の中間更生管４Ｂを到達立坑Ｓ２に向けて押し出すことになる。これにより、先端更生管４Ａ及び最先の中間更生管４Ｂのねじ結合部分に曲げ引張応力が作用することを防止できる。すなわち、既設管１００の不陸等を通過する際、連結部分に曲げ引張応力が作用し易く、更生管４が脱落する可能性があるが、ワイヤ牽引装置６による牽引力を、更生管４に対して軸心方向の推進力として作用させることができることから、更生管４の連結部分に曲げ引張応力が作用することはなく、更生管４の脱落を確実に防止することができる。

先導鋼管３の牽引に追従して先端更生管４Ａ及び最先の中間更生管４Ｂが牽引され、最先の中間更生管４Ｂが破砕ヘッド１及びアダプタ２を介して既設管１００を破砕するとともに、その破砕片を押し退けて形成された空間に導入されたならば（図１９（ｆ）参照）、最先の中間更生管４Ｂの後端部に取り付けられた後部押し治具９を取り外した後、前述したように作業すればよい。

すなわち、最終の牽引管８に対する後部押し治具９のストッパ９４の固定を解除して牽引管８から抜き出すとともに、ワッシャ９５、ボルト部材９３及びナット部材９２を牽引管８から抜き出し、さらに、治具本体９１を最先の中間更生管４Ｂ（先行する中間更生管４Ｂ）から離脱させて牽引管８から抜き出す。次いで、後続する牽引管８の継手８１を先行する牽引管８の鋼管８２にねじ結合した後、後続する牽引管８を通して後続する中間更生管４Ｂを先行する中間更生管４Ｂにねじ結合する。そして、後部押し治具９の治具本体９１を後続する牽引管８の鋼管８２を通して後続する中間更生管４Ｂの後端部に装着するとともに、ボルト部材９３及びナット部材９２、ワッシャ９５を順に後続する牽引管８の鋼管８２に挿通した後、ストッパ９４を後続する牽引管８の鋼管８２に挿通し、ボルト部材９３の近傍において牽引管８の鋼管８２に固定する。次いで、ボルト部材９３を介して治具本体９１を後続する中間更生管４Ｂの後端部に固定した後、ワイヤ牽引装置６を作動させることにより、牽引ワイヤ５を介して破砕ヘッド１が既設管１００を破砕しつつ到達立坑Ｓ２に向けて移動し、先導鋼管３（終端先導鋼管３Ｃ）に連結された更生管４（先端更生管４Ａ及び中間更生管４Ｂ・・・）が到達立坑Ｓ２に向けて移動する。この場合、後続する中間更生管４Ｂは、終端先導鋼管３Ｃに対して先端更生管４Ａを含む先行する中間更生管４Ｂを介して連結されるとともに、先頭牽引管８３、複数本の牽引管８及び後部押し治具９を介して一体に連結されていることにより、終端先導鋼管３Ｃを含む先導鋼管３の到達立坑Ｓ２方向の移動は、後続する中間更生管４Ｂの後端部を到達立坑Ｓ２に向けて押し出すことになる。これにより、先端更生管４Ａ及び最先の中間更生管４Ｂを含む先行する中間更生管４Ｂ及び後続する中間更生管４Ｂのねじ結合部分に曲げ引張応力が作用することを防止できる。

なお、中間更生管４Ｂの接続に際しては、更生管４の内径に対応する外径を有するとともに、牽引管８の鋼管８２の外径に対応する内径の挿通穴を有する中空円筒状の発泡スチロール等のスペーサを牽引管８の鋼管８２に挿通して更生管４内に設定間隔をおいて介在させ、更生管４に土砂等の異物が侵入することを防止することが好ましい。

ところで、仮に地震及び地震に伴う液状化現象等によって既設管を構成する一組もしくは複数組の管体の接合部が離脱し、既設管１００に１箇所もしくは複数箇所の不陸等が発生していたとしても、既設管１００を構成する一組の管体の長さ以上の長さを有する先導鋼管３は、一体に連結された破砕ヘッド１及びアダプタ２とともに各不陸等を発生した一組の管体に跨がって牽引ワイヤ５による最短距離に沿うように移動することにより、各不陸等を順に修正することができる。この際、既設管１００の不陸等を修正する先導鋼管３に大きな曲げ引張応力が作用するが、先端先導鋼管３Ａ、複数本の中間先導鋼管３Ｂ、終端先導鋼管３Ｃが互いにねじ結合されて、連結部分の剛性を大きく向上させていることにより、曲げ引張応力に抗することができる。

以下、ワイヤ牽引装置６を作動させて牽引ワイヤ５を牽引し、破砕ヘッド１が移動することに合わせて中間更生管４Ｂが導入されたならば、その中間更生管４Ｂに固定された後部押し治具９を取り外した後、牽引管８を連結するとともに、後続する中間更生管４Ｂを連結し、後部押し治具９を装着して固定し、牽引ワイヤ５を牽引し、既設管１００を破砕してその破砕片を周囲に押し退けるとともに、既設管１００の不陸等を修正した空間に後続する中間更生管４Ｂを導入することを繰り返す。

破砕ヘッド１が到達立坑Ｓ２に到達すれば、破砕ヘッド１を反力回収装置７の後方支持板７２近傍まで牽引した後、アダプタ２と先端先導鋼管３Ａとの連結を解除するとともに、先端先導鋼管３Ａと最先の中間先導鋼管３Ｂとのねじ結合を解除し、破砕ヘッド１及び先端先導鋼管３Ａを地上に回収する。次いで、図２０に示す牽引治具３８、具体的には、中間先導鋼管３Ｂの挿し口部３７の雄ねじ３７ａに対応する雌ねじ３８ａが形成されるとともに、牽引ワイヤ５のエンドクランプ５１とピンを介して連結可能な牽引ヘッド３８１を備えた短筒蓋状の牽引治具３８を用意し、牽引治具３８の雌ねじ３８ａを最先の中間先導鋼管３Ｂの雄ねじ３７ａにねじ結合するとともに、その牽引ヘッド３８１に牽引ワイヤ５のエンドクランプ５１をピンを介して連結した後、ワイヤ牽引装置６を作動させることにより、最先の中間先導鋼管３Ｂを先頭に後続する複数本の中間先導鋼管３Ｂ・・・を到達立坑Ｓ２に引き出すことができる。次いで、最先の中間先導鋼管３Ｂから牽引治具３８を離脱させるとともに、最先の中間先導鋼管３Ｂと後続する中間先導鋼管３Ｂとのねじ結合を解除した後、最先の中間先導鋼管３Ｂを地上に回収する。以下同様に、先行する中間先導鋼管３Ｂと後続する中間先導鋼管３Ｂとのねじ結合を解除し、先行する中間先導鋼管３Ｂを地上に回収することを繰り返して、到達立坑Ｓ２に引き出した中間先導鋼管３Ｂを取り除く。到達立坑Ｓ２に到達した中間先導鋼管３Ｂを取り除いたならば、前述したように、到達立坑Ｓ２に臨む先行する中間先導鋼管３Ｂに牽引治具３８を連結し、ワイヤ牽引装置６を作動させて複数本の中間先導鋼管３Ｂを到達立坑Ｓ２に引き出した後、先行する中間先導鋼管３Ｂから順に後続する中間先導鋼管３Ｂとのねじ結合を解除して地上に回収することを繰り返す。以下同様に作業して、複数本の中間先導鋼管３Ｂとともに最終の中間先導鋼管３Ｂにねじ結合された終端先導鋼管３Ｃを到達立坑Ｓ２に引き出し、互いのねじ結合を順に解除して地上に回収する。

この際、中間先導鋼管３Ｂの引き出しに合わせて、中間更生管４Ｂの導入が継続され、終端先導鋼管３Ｃの引き出しに合わせて終端更生管４Ｃが導入される。

終端先導鋼管３Ｃを回収すれば、終端先導鋼管３Ｃに連結された先端更生管４Ａが到達立坑Ｓ２に引き出される。

この場合、終端先導鋼管３Ｃには、その継手３７２に先頭牽引管８３以下、複数本の牽引管８が順に連結されていることから、先端更生管４Ａに対する終端先導鋼管３Ｃのボルト連結を解除するとともに、終端先導鋼管３Ｃを軸心回りに回転させて先頭牽引管８と継手３７２とのねじ結合を解除すると、更生管４内に先頭牽引管８３以下複数本の牽引管８が残される。これらの先頭牽引管８３及び複数本の牽引管８については、ロープ等を掛け回し、ウインチを利用して到達立坑Ｓ２に順に引き出し、ねじ結合を解除して地上に回収することを繰り返すことにより、更生管４から除去することができる。

先頭牽引管８３及び複数本の牽引管８を除去すれば、ワイヤ牽引装置６及び反力回収装置７を地上に回収する。

以上のように、地震及び地震に伴う液状化現象等によって下水道管等の既設管１００に該既設管１００を構成する管体間の接合部の離脱に基づく１箇所もしくは複数箇所の不陸や蛇行が発生したとしても、それらの不陸等を修正しつつ更生管４に置き換えて敷設することができることから、地震等によって不陸等が発生した下水道管等を開削工法によって現状復旧することが困難な場合であっても、使用可能な状態に速やかに復旧させることができる。

１破砕ヘッド
２アダプタ
３先導鋼管
３Ａ先端先導鋼管
３Ｂ中間先導鋼管
３Ｃ終端先導鋼管
３１，３５管本体
３２，３３受け口
３６受け口部
３７挿し口部
３８牽引治具
４更生管
４Ａ先端更生管
４Ｂ中間更生管
４Ｃ終端更生管
５牽引ワイヤ
６ワイヤ牽引装置
７反力回収装置
８牽引管
８１継手
８２鋼管
８３先頭牽引管
９後部押し治具
９１治具本体
９２ナット部材
９３ボルト部材
９４ストッパ
１００既設管
２００取付管

Claims

地中に埋設された既設管を更生管で置き換える既設管の置換方法であって、
到達立坑より発進立坑にわたって既設管内に牽引ワイヤを挿通し、
既設管を破砕する破砕刃を備えた破砕ヘッドに牽引ワイヤを連結するとともに、破砕ヘッドを前記発進立抗から既設管に挿入し、
前記破砕ヘッドに、先導鋼管を連結して前記牽引ワイヤを牽引し、前記先導鋼管に更生管を連結し、
前記先導鋼管は、少なくとも先端に配設される第１の先導鋼管と、これに続く第２の先導鋼管とを含み、これらの先導鋼管同士を相互にねじ結合して連結しており、
前記破砕ヘッドの移動によって前記既設管を破砕してその破砕片を周囲に押し退ける一方、前記既設管を破砕して形成した空間に前記先導鋼管、前記更生管の順に導入することを特徴とする既設管の置換方法。
請求項１に記載の既設管の置換方法において、
既設管に取付管が接続されている場合に、既設管を更生管に置換するのに先立って取付管を既設管から切り離すとともに、既設管を更生管と置換した後、更生管における取付管との接続部に接続口を形成し、切り離された取付管の管端部と更生管の接続口を、補修部材を介して接続することを特徴とする既設管の置換方法。
請求項１又は２に記載の既設管の置換方法において、
前記先導鋼管の後端部内方に先頭牽引管を連結するとともに、先端牽引管に複数本の牽引管を順に連結する一方、後部押し治具を、最終の更生管の後端部に突き当てた状態で最終の牽引管に固定することを特徴とする既設管の置換方法。