特許 6132672 既設管更新工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6132672

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】既設管更新工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20170515BHJP

   F16L 1/028 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 311G

   F16L1/028 M

   F16L1/028 E

   F16L1/028 N

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-124769(P2013-124769)

(22)【出願日】2013年6月13日

(65)【公開番号】特開2015-1062(P2015-1062A)

(43)【公開日】2015年1月5日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】藤田 弘司

(72)【発明者】

【氏名】冨田 直岐

(72)【発明者】

【氏名】橋本 健吾

(72)【発明者】

【氏名】下保 哲二

【審査官】 神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−０４０３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００３２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２２０１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０７２１９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｆ１６Ｌ １／０２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記（１）〜（７）からなる工程によって地盤（Ｇ）内に埋設した既設管路（Ａ）を撤去して新設管路（Ｂ）に入れ替える既設管更新工法。
（１） 上記既設管路（Ａ）の更新長さ（Ｌ）隔てて発進立坑（Ｈ１）と到達立坑（Ｈ２）を構築し、その両立坑（Ｈ１、Ｈ２）内の前記既設管路（Ａ）の既設管（ａ）を切断除去する工程
（２） 上記発進立坑（Ｈ１）内において、前面に掘削部（１３）を有する中空の掘進機（１０）を、上記更新する既設管路（Ａ）の既設管（ａ）の一端外周に嵌める工程
（３） 上記発進立坑（Ｈ１）において、複数の管状推進力伝達部材（１５、１６）を順次継ぎ合わせつつその推進力伝達部材によって上記掘進機（１０）を上記既設管路（Ａ）をガイドとして上記到達立坑（Ｈ２）に向かって推進するとともに、掘進機（１０）により既設管路（Ａ）外周面周りの地盤（Ｇ）を掘削推進しながら、前記発進立坑（Ｈ１）から前記一の推進力伝達部材又は送水管（１７）を通してその掘削部位に水（ｗ）を送り込んで掘削された土と混合して泥水とし、その泥水（ｗ）を他の推進力伝達部材又は排水管（１８）を通して発進立坑（Ｈ１）に送り戻す工程
（４） 上記工程（３）を連続して行なって上記掘進機（１０）が到達立坑（Ｈ２）に至ると、新設管（ｂ）の先端を上記既設管路（Ａ）の後端に連結し、その新設管（ｂ）を継ぎ合わせつつ順次圧入推進することによって新設管路（Ｂ）を構築すると共に、前記既設管路（Ａ）の既設管（ａ）を到達立坑（Ｈ２）に送り出し、上記更新長さ（Ｌ）の既設管路（Ａ）を新設管路（Ｂ）に更新する工程
（５） 掘削孔Ｔ内の推進力伝達部材（１５、１６）、送排水管（１７、１８）及び掘進機（１０）を発進立坑（Ｈ１）に引抜いて撤去する工程
（６） 発進立坑（Ｈ１）内において、上記更新された新設管路（Ｂ）の一端を既に更新された新設管路（Ｂ）又は既設管路（Ａ）に接続するとともに、到達立坑（Ｈ２）内において、上記更新された新設管路（Ｂ）の他端を既に更新された新設管路（Ｂ）又は既設管路（Ａ）と接続する工程
（７） その後、前記発進立坑（Ｈ１）と到達立坑（Ｈ２）を埋め戻す工程

【請求項2】

下記（１）〜（４）’、（５）、（５）’〜（７）からなる工程によって地盤（Ｇ）内に埋設した既設管路（Ａ）を撤去して新設管路（Ｂ）に入れ替える既設管更新工法。
（１）上記既設管路（Ａ）の更新長さ（Ｌ）隔てて発進立坑（Ｈ１）と到達立坑（Ｈ２）を構築し、その両立坑（Ｈ１、Ｈ２）内の前記既設管路（Ａ）の既設管（ａ）を切断除去する工程
（２） 上記発進立坑（Ｈ１）内において、前面に掘削部（１３）を有する中空の掘進機（１０）を、上記更新する既設管路（Ａ）の既設管（ａ）の一端部外周に嵌める工程
（３） 上記発進立坑（Ｈ１）において、複数の管状推進力伝達部材（１５、１６）を順次継ぎ合わせつつその推進力伝達部材によって上記掘進機（１０）を上記既設管路（Ａ）をガイドとして上記到達立坑（Ｈ２）に向かって推進するとともに、掘進機（１０）により既設管路（Ａ）外周面周りの地盤（Ｇ）を掘削推進しながら、前記発進立坑（Ｈ１）から前記一の推進力伝達部材又は送水管（１７）を通してその掘削部位に水（ｗ）を送り込んで掘削された土と混合して泥水とし、その泥水（ｗ）を他の推進力伝達部材又は排水管（１８）を通して発進立坑（Ｈ１）に送り戻す工程
（４）’上記工程（３）を連続して行なって上記掘進機（１０）が到達立坑（Ｈ２）に至ると、さや管（ｄ）の先端を上記更新する既設管路（Ａ）の後端に連結し、そのさや管（ｄ）を継ぎ合わせつつ順次圧入推進することによってさや管路（Ｄ）を構築すると共に、前記既設管路（Ａ）の既設管（ａ）を到達立坑（Ｈ２）に送り出し、上記更新長さ（Ｌ）の既設管路（Ａ）をさや管路（Ｄ）に更新する工程
（５） 掘削孔（Ｔ）内の推進力伝達部材（１５）、送排水管（１７）及び掘進機（１０）を発進立坑（Ｈ１）に引抜いて撤去する工程
（５）’ 上記推進力伝達部材（１５）、送排水管（１７）及び掘進機（１０）を撤去すれば、上記さや管路（Ｄ）内に新設管（ｂ）を継ぎ合わせつつ順次挿入推進して到達立坑（Ｈ２）に至らせて新設管路（Ｂ）を構築する工程
（６） 発進立坑（Ｈ１）内において、上記更新された新設管路（Ｂ）の一端を既に更新された新設管路（Ｂ）又は既設管路（Ａ）に接続するとともに、到達立坑（Ｈ２）内において、上記更新された新設管路（Ｂ）の他端を既に更新された新設管路（Ｂ）又は既設管路（Ａ）に接続する工程
（７） その後、前記発進立坑（Ｈ１）と到達立坑（Ｈ２）を埋め戻す工程

【請求項3】

請求項１において上記新設管路（Ｂ）と地盤（Ｇ）の間隙に裏込め材（ｇ）を充填する、又は請求項２において上記さや管路（Ｄ）と地盤（Ｇ）の間隙に裏込め材（ｇ）を充填する既設管更新工法。

【請求項4】

上記（２）の工程において、上記更新する既設管路（Ａ）の両端部周りに止水装置（Ｍ）を設け、上記掘進機（１０）を前記両止水装置（Ｍ）を通り抜け可能とし、前記止水装置（Ｍ）を介して上記掘進機（１０）による掘削孔（Ｔ）に前記泥水（ｗ）を流入排出可能としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の既設管更新工法。

【請求項5】

上記掘進機（１０）は、円環状ケーシング（１１）と、そのケーシング（１１）前面の回転板（１２）と、その回転板（１２）前面に設けた掘削バイト（１３）と、ケーシング（１１）内に設けた前記回転板回転用駆動機（１４）とからなり、上記泥水（ｗ）を送り込む推進力伝達部材（１５、１６）又は送水管（１７）が及び泥水（ｗ）を発進立坑（Ｈ１）に送り戻す推進力伝達部（１５、１６）又は排水管（１８）を前記ケーシング（１１）前面に開口（１９、１９’）したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の既設管更新工法。

【請求項6】

上記（４）又は（４）’の工程において、上記新設管（ｂ）又はさや管（ｄ）による上記既設管路（Ａ）の既設管（ａ）の送り出し時、掘削孔（Ｔ）内の推進力伝達部材（１５）、送排水管（１７、１８）及び掘進機（１０）も同時に送り出すようにし、上記（５）の工程を省略したことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の既設管更新工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、上水道等の流体輸送配管網におけるその既設管更新工法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

上下水道、農業用水、工業用水等の流体輸送配管網の地中（地盤内）に埋設された既設管路の更新は、一般的には、地面を開削し、既設管を掘り起こして除去し、その後に、新設管路を埋め直す開削工法が採用される。
しかし、幹線道路に既設管路が埋設されていたり、近年の交通事情や都心部等での複雑な管路の構築がなされていたりすることにより、開削工法による既設管路の更新が困難となってきている。このため、既設管路をガイドとして掘削機をその既設管の長さ方向に移動させ、その既設管路の外周面周りの地盤を掘削し、その掘削孔を介して、既設管路を引抜く（押し出す）とともに、新設管を挿通埋設して新設管路に更新する技術が開発されている。

【0003】

その技術の一例は、まず、既設管路の更新する長さ隔てて発進立坑と到達立坑を構築し、その両立抗内の前記既設管路を切断除去し、発進立坑において、掘削機を前記更新する既設管路の一端部の外周に嵌め、その掘削機を、回転させながら押込管を介し既設管路をガイドとしてその長さ方向に移動させて、その既設管路の外周面周りの地盤を掘削し、掘削機が到達立坑に至ると、その押込管の後端及び前記既設管路の一端に新設管路の一端を連結し、その新設管路を継ぎ合わせつつ掘削孔内に順次圧入推進することによって、前記既設管路及び押込管を到達立坑に送り出すとともに掘削孔全長に亘って新設管路を敷設する。

【0004】

つぎに、発進立坑内において、上記更新された新設管路の一端を既に更新された新設管路又は更新不要の既設管路に接続するとともに、到達立坑内において、上記更新された新設管路の他端を既に更新された新設管路又は更新不要の既設管路に接続し、その後、前記発進立坑と到達立坑を埋め戻して既設管路を更新する（特許文献１特許請求の範囲、第１〜３図）。

【0005】

また、上記掘削機を、円環管状拡掘治具の前後面に水噴射ノズルを設けた構成とし、その拡掘治具の前面のノズルからの水噴射によって既設管路外周面周りの地盤を掘削するとともに、その掘削した土砂を同後面のノズルからの水噴射によって発進立坑に向かって送り出すようにした技術もある（特許文献２、請求項１、段落０００８〜同００１２、図１〜図６参照）。

【0006】

一方、既設管路をさや管とし、その既設管路に新設管路を挿入する、パイプインパイプ工法によって管路を更新する技術もある（特許文献３〜７参照）。この技術においても、既設管路の更新する長さ隔てて発進立坑と到達立坑を構築し、その発進立坑から新設管を既設管路に挿入して到達立坑に至らせている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平０３−７２１９６号公報

【特許文献2】特開平０９−４９５８６号公報

【特許文献3】特開２００６−５７４４３号公報

【特許文献4】特開２００６−５７８３０号公報

【特許文献5】特開２００６−５７８３１号公報

【特許文献6】特開２００７−２９６９号公報

【特許文献7】特開２００７−２９７０号公報

【特許文献8】特開２００３−２８６７４３号公報

【特許文献9】特開２００１−１７３３６７号公報

【特許文献10】特開２００３−２８７１５７号公報

【特許文献11】特許第３７５６８７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記パイプインパイプ工法による更新技術は、既設管路内に新設管を挿入するため、既設管と同径の新設管を挿入する（敷設する）更新をすることはできない。
一方、上記掘削機による更新技術は、既設管路の外周面周りの地盤を掘削するため、その掘削孔は既設管と同径又はそれより大径であって、既設管路と同径以上の新設管路を埋設し得る利点がある。

【0009】

しかし、特許文献１記載の技術は、その掘削機が掘削した土砂を発進立坑に送り出す（排土）機能を有しないため、その掘削機を押し込む導管（同文献１の符号：Ｂ参照）はその外周の土砂を圧密しながら押し込まれることとなり、自ずとその推進距離が制限される。この制限されることは、発進立坑から到達立坑までの間隔を長くし得ないことであり、発進立坑及び到達立坑を多く構築する必要が生じ、更新管路を数多く分割して更新することとなる。このため、工事時間が長くなってその費用も高くなり、長距離の管路更新になればなるほど、分割数も多くなって費用も莫大となる。

【0010】

また、特許文献２記載の技術は、泥水によって掘削土砂を発進立坑に向かって送り出すため、上記土砂の圧密の恐れはない。しかし、地盤の掘削を水噴射によっているため、その掘削効率が極めて悪いものとなっている。その掘削効率を向上させるには、水噴射圧を高くする必要があるが、大型及び高能力のポンプを使用することとなり、高コスト及び広い設置面積を必要とする等の問題が生じる。

【0011】

この発明は、上記の実状に鑑み、工事時間の短縮と工事コストの低減を図ることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を達成するために、この発明は、既設管路外周面の地盤切削は、掘削工具（ビット）によって行なうこととしたのである。
掘削工具による掘削は、水噴射による掘削に比べれば遙かに効率の高いものである。
つぎに、この発明は、その切削工具を有する掘進機を既設管路をガイドとして押込み、その押込みを推進力伝達部材で行なうこととしたのである。既設管路をガイドとすれば、掘進機が既設管路外周を確実に掘削するとともに、推進力伝達部材による推力（押圧力）も円滑に掘進機に伝達される。
さらに、この発明は、発進立坑から一の推進力伝達部材又は送水管を通してその掘削部位に水を送り込むようにしたのである。
掘削部に泥水が送り込まれれば、その泥水の侵入によって地盤が軟らかくなって掘削効率が向上するとともに、泥水の発進立坑への帰送によって掘削土砂が排出される。

【0013】

この発明の構成としては、下記工程（１）〜（７）によって地盤に埋設した既設管路を撤去して新設管路に入れ替える既設管更新工法の構成を採用することができる。
記
（１） 既設管路の更新長さ隔てて発進立坑と到達立坑を構築し、その両立坑内の前記既設管路の既設管を切断除去する工程
（２） 上記発進立坑において、前面に掘削部を有する中空の掘進機を上記更新する既設管路の既設管の一端外周に嵌める工程
（３） 上記発進立坑において、複数の管状推進力伝達部材を順次継ぎ合わせつつその推進力伝達部材によって上記掘進機を上記既設管路をガイドとして上記到達立坑に向かって推進するとともに、掘進機により既設管路外周面周りの地盤を掘削推進しながら、前記発進立坑から前記一の推進力伝達部材又は送水管を通してその掘削部位に水を送り込んで掘削された土と混合して泥水とし、その泥水を他の推進力伝達部材又は排水管を通して発進立坑に送り戻す工程
（４） 上記工程（３）を連続して行なって上記掘進機が到達立坑に至ると、新設管の先端を上記既設管路の後端に連結し、その新設管を継ぎ合わせつつ順次圧入推進することによって新設管路を構築すると共に、前記既設管路の既設管を到達立坑に送り出し、上記更新長さの既設管路を新設管路に更新する工程
（５） 掘削孔内の推進力伝達部材、送排水管及び掘進機を発進立坑に引抜いて撤去する工程
（６） 発進立坑内において、上記更新された新設管路の一端を既に更新された新設管路又は既設管路に接続するとともに、到達立坑内において、上記更新された新設管路の他端を既に更新された新設管路又は既設管路に接続する工程
（７） その後、前記発進立坑と到達立坑を埋め戻す工程

【0014】

上記既設管路の更新工法は、新設管路を地盤に直接に接するように埋設するものであるが、将来の更新のし易さや耐圧の面及び耐震管路構造等にする面から、さや管路内に新設管路を構築する場合がある。この場合は、下記（１）〜（４）’、（５）、（５）’〜（７）からなる工程によって地盤に埋設した既設管路を撤去して新設管路に入れ替える既設管更新工法を採用することができる。
記
（１） 上記既設管路の更新長さ隔てて発進立坑と到達立坑を構築し、その両立抗内の前記既設管路の既設管を切断除去する工程
（２） 上記発進立坑において、前面に掘削部を有する中空の掘進機を、上記更新する既設管路の既設管の一端外周に嵌める工程
（３） 上記発進立坑において、複数の管状推進力伝達部材を順次継ぎ合わせつつその推進力伝達部材によって上記掘進機を上記既設管路をガイドとして上記到達立坑に向かって推進するとともに、掘進機により既設管路外周面周りの地盤を掘削推進しながら、前記発進立坑から前記一の推進力伝達部材又は送水管を通してその掘削部位に水を送り込んで掘削された土と混合して泥水とし、その泥水を他の推進力伝達部材又は排水管を通して発進立坑に送り戻す工程
（４）’上記工程（３）を連続して行なって上記掘進機が到達立坑に至ると、さや管の先端を上記既設管路の後端に連結し、そのさや管を継ぎ合わせつつ順次圧入推進することによってさや管路を構築するとともに、前記既設管路の既設管を到達立坑に送り出し、上記更新長さの既設管路をさや管路に更新する工程
（５） 掘削孔内の推進力伝達部材、送排水管及び掘進機を発進立坑に引抜いて撤去する工程
（５）’ 上記推進力伝達部材、送排水管及び掘進機を撤去すれば、上記さや管路内に新設管を継ぎ合わせつつ順次挿入推進して到達立坑に至らせて新設管路を構築する工程
（６） 発進立坑内において、上記更新された新設管路の一端を既に更新された新設管路又は既設管路に接続するとともに、到達立坑内において、上記更新された新設管路の他端を既に更新された新設管路又は既設管路に接続する工程
（７） その後、前記発進立坑と到達立坑を埋め戻す工程

【0015】

上記の各構成において、上記「更新する長さ」は、この工法に係る掘進機による発進立坑から掘削推進し得る長さとする。このため、更新既設管路が長い場合は、その掘進機によって掘削推進し得る長さに分割して更新する。
また、掘進機及び推進力伝達部材（送水管、排水管）と既設管路の送り出し（掘削孔からの撤去）は、一緒でも別々でも良いが一緒の方が効率的である。
さらに、新設管路と地盤（土山）の間隙に裏込め材を充填したり、さや管路と地盤の間隙に裏込め材を充填したりすることができる。

【0016】

また、上記各（２）の工程において、上記更新する既設管路の発進立坑又は到達立坑及び両者の両端部周りに、泥水が流入・流出可能な止水装置を設け、上記掘進機、推進力伝達部材、送水管又は排水管をその両止水装置を通り抜け可能とすることができる。
このようにすれば、止水装置によって泥水が掘削孔から漏れ出にくくなるため、泥水の有効利用が図られるとともに、掘削孔内に泥水が充満されるため、掘削効率が向上し、かつ掘削土砂の排出も円滑となる。

【0017】

上記掘進機は、前面に掘削部を有する中空（リング状）のものであれば、種々の態様が考えられるが、例えば、円環管状（リング状）ケーシングと、そのケーシング前面の回転板と、その回転板前面に設けた掘削バイト（ビット）と、ケーシング内に設けた前記回転板回転用駆動機とからなる構成を採用することができる。
この掘進機においては、上記水（泥水）を送り込む推進力伝達部材又は送水管及び泥水を発進立坑に送り戻す推進力伝達部材又は排水管を前記ケーシング前面に開口するものとする。このようにすれば、ケーシング前面に泥水が給排され、掘削部に泥水が供給されて円滑な掘削が行なわれるとともに、掘削土砂が円滑に発進立坑に送り出される。
なお、上記（４）又は（４）’の工程において、上記新設管又はさや管による上記既設管の送り出し時、推進力伝達部材等も同時に送り出すようにし、上記（５）の工程を省略したものとすることができる。

【発明の効果】

【0018】

この発明は、以上のように構成し、掘削工具（掘削部）によって掘削するとともに、その掘削部に泥水を給排するようにしたので、一度に行える管路の更新範囲（距離）を十分に長くすることができるとともに、その掘削時間の短縮を図ることができる。このため、コスト削減のみならず、工事期間の短縮を図ることができ、道路下の工事においても、最小限の交通規制で済む。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1A】この発明に係る既設管更新工法の一実施形態の作業説明図であり、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は同切断側面図

【図1B】この発明に係る既設管更新工法の一実施形態の作業説明図であり、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は到達立坑Ｈ２における左側面図

【図1C】同作業説明図であり、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は発進立坑Ｈ１における右側面図、（ｂ’）は到達立坑Ｈ２における左側面図、

【図1D】同作業説明図であり、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は同切断拡大側面図、（ｃ）は概略切断平面図

【図1E】同作業説明用概略切断正面図

【図1F】同作業説明用概略切断正面図

【図1G】同作業説明用概略切断正面図

【図1H】同作業説明用概略切断正面図

【図1I】同作業説明用概略切断正面図

【図2】同実施形態の掘進機を示し、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は要部切断平面図、（ｄ）は要部切断正面図

【図3F】他の実施形態の作業説明用概略切断正面図

【図3G】同作業説明用概略切断正面図

【図3H-1】同作業説明図であり、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は同切断側面図

【図3H-2】同作業説明用概略切断正面図

【図3I】同作業説明用概略切断正面図

【図4F】他の実施形態の作業説明用概略切断正面図

【図4G】同作業説明用概略切断正面図

【図4H-1】同作業説明図であり、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は同切断拡大側面図

【図4H-2】同作業説明用概略切断正面図

【図4I】同作業説明用概略切断正面図

【図5】同実施形態の掘進機を示し、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は要部切断正面図、（ｄ）、（ｅ）は同作用図

【発明を実施するための形態】

【0020】

『実施形態１』
この発明に係る既設管更新工法の一実施形態を図１Ａ〜図１Ｉ及び図２に示し、この実施形態１は、図１Ａに示すように、幹線道路下に上水道の既設本管（既設路）Ａが埋設され、その一部（長さＬ）を新設管路Ｂに更新するものに係る。その更新する長さＬは、この工法に係る掘進機１０によって掘削推進し得る長さとする。図１Ｂに示すように、その更新する長さＬの両端に発進立坑Ｈ１と到達立坑Ｈ２を構築する（上記工程（１））。この立坑Ｈ１、Ｈ２の構築時、その立坑内の既設管路Ａの既設管ａをその長さ方向両端の一部を残して切断除去する。
なお、更新する既設管路Ａが長い場合は、その掘進機１０によって掘削推進し得る長さに分割し、その分割した長さＬ毎に発進立坑Ｈ１及び到達立坑Ｈ２を構築する。このとき、隣接する更新部分の発進立坑Ｈ１と到達立坑Ｈ２は共用する（同一立坑とする）。

【0021】

掘進機１０は、図２に示すように、円環管状ケーシング１１と、そのケーシング１１前部の回転板（回転体）１２と、その回転板前面に設けた掘削バイト（ビット）１３と、ケーシング１１内に設けた前記回転板１２の回転用駆動機（電動機）１４と、そのケーシング１１の後部に接続された推力伝達管（推進力伝達部材）１５及び保護管１６とからなる。
ケ−シング１１は、左右に鋼管製推力伝達管１５、上下に同鋼管製保護管１６が一体に接続されて円弧状膨出部１１’が形成され、その一方の保護管１６に泥水流入管（送水管）１７、他方の保護管１６に泥水流出管（排水管）１８が挿入されてケーシング（膨出部）の前面に開口して吐出口１９及び吸入口１９’となっている。膨出部（保護管１６、推力伝達管１５）１１’の数は任意であり、その周方向の間隔も任意であるが、等間隔が好ましい。

【0022】

ケーシング１１の前部内側は断面Ｌ字状の上記回転体１２となっており、その内面全周に円環状ラックギア２１が設けられている。また、回転体１２の前面にその放射方向の上記掘削バイト１３が設けられている。この掘削バイト１３の数は任意であり、その周方向の間隔も任意であるが、等間隔が好ましい。なお、ケーシング１１に対する回転体１２の回転支持機構は軸受等による従来周知の構成を採用する。

【0023】

ケーシング１１の上記左右の膨出部１１’（推力伝達管１５）の一方には、同図（ｃ）に示すように、電動機（モータ）１４が設けられて、この電動機１４によって回転するピニオンギア２３が上記ラックギア２１に噛み合っており、電動機１４の駆動によって回転体１２が回転する。電動機１４には推力伝達管１５に通した配線２４を介して電力を供給する。電動機１４の数及び位置は任意であり、この実施形態では、上下に２台設置している。
推力伝達管１５及び保護管１６は、ケーシング１１に一体のもの（最先のもの）を除き、相互に連結自在となって、推力伝達継手２２を介して所要数が連結可能である。また、泥水流入管１７、泥水流出管１８及び配線２４も保護管１６毎に分割されて、その分割泥水流出管等は相互に連結自在となっている。その連結には、周知の継手やコンセントを使用する。

【0024】

発進立坑Ｈ１と到達立坑Ｈ２の既設管路Ａの突出端には止水装置Ｍを取付ける。この止水装置Ｍは、特許文献４〜６に示す止水機構に類似するものであって、例えば、立坑Ｈ１、Ｈ２の側壁に水密に圧接されたり、同側壁の既設管ａ周りに水密に嵌め込まれたりする円筒体と、その円筒体と側壁との水密を維持する弾性体等からなる止水部材と、円筒体の内面の同止水材とからなる。この止水装置Ｍには、掘進機１０、推力伝達管１５，保護管１６及び新設管ｂが水密に挿通されるが、その水密は、全く、水漏れしない程度を言うのではなく、泥水ｗの注入に支障がない程度の水密を言う（以下同様）。その新設管ｂ等の挿通時、円筒体内面の止水材を取り外してその挿入を容易にすることができる。挿入し終われば、止水材は嵌め直す。

【0025】

この掘進機１０によって既設管路Ａの外周面周りの地盤Ｇを掘削するには、図１Ｃに示すように、発進立坑Ｈ１内において、その掘進機１０を、更新する既設管路Ａの既設管ａの一端外周に嵌め（上記工程（２））、その掘進機１０を圧入しつつ駆動（回転体１２を回転）させて既設管路Ａ外周面周りの地盤Ｇを掘削バイト１３でもって掘削する。掘進機１０の既設管ａ一端外周への嵌め込みは、既設管ａの端が立坑Ｈ１、Ｈ２側壁から出ていない場合には、その側壁に嵌め込みできるスペースを掘削して行なう。なお、この掘削作用から、この掘進機１０は既設管路Ａの外周土砂を掘削するため、「管周囲土掘進機」と言える。
このとき、掘進機１０（推力伝達管１５、保護管１６）の押込みには、従来と同様に、ジャッキ等でもって押圧板等を介して行ない、掘進機１０は既設管路Ａをガイドとして掘り進む。

【0026】

この掘削作用と同時に、地上の掘削土砂分離装置Ｎから滑剤を混入させた泥水ｗを止水装置Ｍを介して泥水流入管１７に送り込むと、ケーシング１１の吐出口１９から泥水ｗが掘削部に供給される。このため、その泥水ｗによって地盤Ｇが柔らかくなるとともに掘削土砂と泥水ｗが混合し、掘削した地盤Ｇ界面の安定と推力低減が図られる。また、その泥水ｗの供給力によって、吸入口１９’からは掘削土砂ｅを含んだ泥水ｗが吸引され（泥水ｗが押し出され）、この泥水ｗの循環によって掘削土砂の地上への排出とその土砂の除去された泥水ｗの送り込みがなされる（図１Ｆ参照）。この掘削土砂の送り出しによって、掘進機１０の掘削バイト１３はその掘削土砂の残留による密圧なく、地盤Ｇを円滑に掘削して到達立坑Ｈ２に向かって移動し（上記工程（３）、（４））、既設管路Ａがその周りの土砂ｅとともに掘進機１０内に取り込まれていく。

【0027】

この推進掘削において、掘進機１０の最先の推力伝達管１５及び保護管１６の他端が地盤Ｇ内（既設管路Ａの端）に至る前に、その管１５、１６の他端につぎの推力伝達管１５及び保護管１（泥水流入管１７、泥水流出管１８及び配線２４を含む、以下同じ）を接続し（連結し）、以後、その先行き推力伝達管１５及び保護管１６に後続の推力伝達管１５及び保護管１６を順々に接続し（継いで）、それらの推力伝達管１５及び保護管１６の推力によって掘進機１０が発進立坑Ｈ１から到達立坑Ｈ２に亘って至るようにする（図１Ｅの状態）。
このとき、保護管１６は、掘進機１０の上下位置を規制して鉛直上下方向の方向修正機能を発揮し、また、推力伝達機能及び後述の引抜き時におけるその引抜き力の伝達機能も発揮する。

【0028】

掘進機１０が到達立坑Ｈ２に至ると、その掘削は既設管路Ａの外周囲の土砂をドーナツ状に削っているため、その外周面部分は泥水ｗと土砂ｅが混在するものとなって、既設管路Ａは土砂混入の泥水ｗ（掘削孔Ｔ）内に内蔵されて地盤Ｇとは切り離された（縁切りされた）状態となる。このため、既設管路Ａは泥水ｗから浮力を受けて掘削孔Ｔに対して円滑に移動可能となる（特許文献６、７参照）。
この状態において、図１Ｆに示すように、既設管路Ａ（既設管ａ）の一端に新設管ｂの一端を連結し（押し当て）、その新設管ｂを継ぎ合わせつつ順次圧入推進して新設管路Ｂを構築する。このとき、掘削孔Ｔ内の泥水ｗが押し出されて減少し、既設管ａ、新設管ｂの押込み（押出し）が困難となる場合、その減少を補う泥水ｗの新たな供給を行なう。その泥水ｗの供給は到達立坑Ｈ２側から行なうことができる。また、新設管路Ｂの先端部から送水管（泥水流入管１７とは別の）を介して泥水ｗを注入することもできる。さらに、新設管ｂが呼び径８００以上の大口径であれば、新設管路Ｂ内に作業者が入って作業をすることができるため、推進途中の任意の新設管ｂの管体に泥水注入口を設けて掘削孔Ｔ内に泥水ｗを送りこむようにすることもできる。

【0029】

この推進時、先行きの新設管ｂの他端（後端）が地盤Ｇ内に至る前に、その新設管ｂの他端に後続の新設管ｂを接続し、以後、先行きの新設管ｂに後続の新設管ｂを順々に接続（継いで）圧入して新設管路Ｂを構築すると共に、既設管ａを到達立坑Ｈ２に送り出し（押出し）、上記更新する長さＬの既設管路Ａを新設管路Ｂに更新する（上記工程（４））。
到達立坑Ｈ２に送り出された各既設管ａは、図１Ｆに示すように、その既設管ａ毎に切り離して（解体して）撤去する。このとき、撤去する既設管ａの外周面には土砂ｅが付着している。既設管ａは、継手解体、管体の切断、破砕等によって破砕することができる。

【0030】

既設管路Ａの新設管路Ｂへの更新が完了すれば、図１Ｇに示すように、発進立坑Ｈ１内において、推力伝達管１５及び保護管１６を引き抜き、掘進機１０も掘削孔Ｔから取り出す（上記工程（５））。このとき、掘削孔Ｔ内には泥水ｗが存在するため、その引抜きは円滑である。掘進機１０は止水装置Ｍ内に収納した状態で撤去しても良い。

【0031】

この保護管１６、推力伝達管１５及び掘進機１０の撤去が完了すれば、又はその撤去の前に、図１Ｈに示すように、更新された新設管路Ｂの一端を更新の必要のない（長さＬ以外の）既設管路Ａに接続するとともに、到達立坑Ｈ２内において、上記更新された新設管路Ｂの他端を同様に更新の必要のない（長さＬの外の）既設管路Ａに接続する。このとき、適宜に、短管等の接続管ｃを使用する。また、上記更新長さＬが更新する必要のある既設管路Ａの分割部分の場合は、更新された新設管路Ｂの一端との接続は、既に更新された新設管路Ｂとなる（上記工程（６））。この後、止水装置Ｍを除去する。この除去は更新された新設管路Ｂの既設管路Ａ等への接続前でも良い。
その後、図１Ｉに示すように、発進立坑Ｈ１と到達立坑Ｈ２を埋め戻して更新作業を終了する（上記工程（７））。

【0032】

『実施形態２』
この発明に係る既設管更新工法の他の実施形態を図３Ｆ〜図３Ｉに示し、この実施形態２は、将来の更新のし易さや耐圧又は耐震管路とする等の面から、更新時、ヒューム管又は鋼管等からなるさや管路Ｄに新設管ｂを挿入して新設管路とする場合がある。この場合は、実施形態１における工程（１）〜（４）までは同じ作用によって掘進機１０を到達立坑Ｈ２に至らせる。

【0033】

この後、図１Ｆにおいて、図３Ｆに示すように、新設管ｂに代えてさや管ｄを、止水装置Ｍに水密に通してその一端を既設管路Ａの一端にアタッチメント（押し板）３０を介して連結し（押し当て）、以後、同様に、そのさや管ｄを継ぎ合わせつつ順次圧入推進してさや管路Ｄを構築する。アタッチメント３０は、さや管路Ｄ内及び既設管路Ａ内への泥水ｗの侵入を防止し、その管路外周の掘削孔Ｔ内の泥水ｗの減少を防いで両管ａ、ｄへの浮力を維持し、推進及び押し抜き時の摩擦力の低減効果を担保する。

【0034】

このとき、最初のさや管ｄの他端（後端）が地盤Ｇ（止水装置Ｍ）内に至る前に、先行きのさや管ｄの他端に後続のさや管ｄを接続し、以後、その先行きさや管ｄに後続のさや管ｄを順々に接続（継いで）圧入し、既設管ａを到達立坑Ｈ２に送り出し、上記更新する長さＬの既設管路Ａをさや管路Ｄに更新する（上記工程（４）’、図３Ｆ参照）。また、同様に、図３Ｆに示すように、到達立坑Ｈ２において、各既設管ａ毎に切り離して（解体して）撤去する。
さらに、同様に、掘削孔Ｔ内の泥水ｗが押し出されて減少し、既設管ａ、さや管ｄの押込み（押出し）が困難となる場合、その減少を補う泥水ｗの新たな供給を行なう。このとき、到達立坑Ｈ２側からその泥水ｗの供給を行なうことができる。また、さや管路Ｄを構築するさや管ｄの先端部から送水管を介して泥水ｗを注入することもできる。さらに、さや管ｄが呼び径８００以上の大口径であれば、さや管路Ｄ内に作業者が入って作業をすることができるため、推進途中の任意のさや管ｄの管体に泥水注入口を設けて掘削孔Ｔ内に泥水ｗを送りこむようにすることもできる。

【0035】

このさや管路Ｄが発進立坑Ｈ１から到達立坑Ｈ２に至れば、図３Ｇに示すように、推力伝達管１５、保護管１６及び掘進機１０を発進立坑Ｈ１内に引き抜いて撤去する（上記工程（５））。この撤去は、つぎの工程（５）’の後でも良い。
その後、図３Ｈ−１に示すように、そのさや管Ｄ内に新設管ｂを継ぎ合わせつつ順次推進して発進立坑Ｈ１から到達立坑Ｈ２に至らせて新設管路Ｂを構築する（上記工程（５）’）。
このとき、新設管ｂがＰＩＩ形管のようなパイプインパイプ工法の管であればその工法によってさや管路Ｄ内に新設管ｂを挿入する（特許文献３〜７、９、１０参照）。また、新設管ｂが一般埋設用のダクタイル鉄管の場合は、サドルバンド、キャスタ等を取付けて挿入し（特許文献１１参照）、そのとき、Ｓ形管等のように継手伸縮代を有する耐震管の場合は、そのサドルバンド３１、キャスタ３２に加えて、樹脂発泡体のような推進力伝達部材３３を継手毎に取付け、継手伸縮代を確保したまま挿入して耐震管路とすることができる（特許文献９〜１１参照）。

【0036】

新設管ｂのさや管路Ｄ内への挿入（配設）が完了して新設管路Ｂが構築されれば、同様に、図３Ｈ−２に示すように、発進立坑Ｈ１内において、更新された新設管路Ｂの一端を更新の必要のない（長さＬ以外の）既設管路Ａに接続するとともに、到達立坑Ｈ２内において、上記更新された新設管路Ｂの他端を同様に更新の必要のない（長さＬの外の）既設管路Ａに接続する。このとき、上記更新長さＬが更新する必要のある既設管路Ａの分割部分の場合は、更新された新設管路Ｂの一端は、既に更新された新設管路Ｂとの接続となる（上記工程（６））。止水装置Ｍも除去する。この除去は更新された新設管路Ｂの既設管路Ａ等への接続前でも良い。
その後、図３Ｉに示すように、発進立坑Ｈ１と到達立坑Ｈ２を埋め戻して更新作業を終了する（上記工程（７））。

【0037】

『実施形態３』
この発明に係る既設管更新工法の他の実施形態を図４Ｆ〜図４Ｉ及び図５に示し、この実施形態３は、掘進機１０の構造を変更し、上記実施形態２において、図４Ｆ、同Ｇに示すように、さや管ｄによる既設管ｂの押出し時、推力伝達管１５及び保護管１６も同時に到達立坑Ｈ２側に押し出すようにしたものである。このため、既設管ｄの端面のみならず、周囲の推力伝達管１５、保護管１６の各端面に至るアタッチメント（押え板）３０を介してさや管ｄを既設管ａ、推力伝達管１５及び保護管１６の端面に押し当て、以後、同様に、そのさや管ｄを継ぎ合わせつつ順次圧入推進する。このとき、発進立坑Ｈ１側の止水装置Ｍは、着脱自在の止水板３５を外すことによってアタッチメント３０の通過を許容する。

【0038】

掘進機１０は、図５に示すように、膨出部１１’を全周に亘って形成した断面四角円環管状ケーシング１１とし、そのケーシング１１内に推力伝達管１５及び保護管１６を組込み、その前面に押え板４１をビス止めしている。押え板３１には、保護管１６（泥水流入管１７、泥水流出管１８の開口に対応する吐出口１９及び吸入口１９’が形成されている。なお、掘削バイト１３は押え板４１の前面にあってその回転に支障がないようになっている（図５(ｃ)参照）。

【0039】

この実施形態においては、ケーシング１１に押え板３１がビス止めされた状態で（図５（ａ）、（ｃ）、（ｄ）参照）、上記と同様にして掘進機１０による掘削が行なわれる。このとき、推力伝達管１５及び保護管１６からの推力は押え板４１を介して掘進機１０に伝達される。この掘削によって、掘削孔Ｔが形成された後、図４Ｇに示すように、さや管ｄの推進が行なわれる。
なお、この実施形態３では、図１Ｄ〜同図１Ｅに示す、推力伝達管１５及び保護管１６の接続態様が、図４Ｆ、同Ｇ、図５（Ａ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、それらの管１５、１６と同径の推力伝達継手４２によって行なわれている。このため、下記のように、この継手４２も推力伝達管１５及び保護管１６と同様にケーシング１１から押し出される。

【0040】

掘進機１０が到達立坑Ｈ２（止水装置Ｍ）に至れば、図５（ｅ）に示すように、押え板３１はケーシング１１から取外される。
このため、上記のように、さや管ｄが推進されると、アタッチメント３０を介し、既設管ａとともに、図５（ｅ）に示すように、推力伝達管１５及び保護管１６もケーシング１１から押し出され、図４Ｇに示すように、既設管ａ、推力伝達管１５及び保護管１６が到達立坑Ｈ２に順々に送り出されて、上記更新する長さＬの既設管路Ａをさや管路Ｄに更新する（上記工程（４）’、図４Ｇ参照）。また、同様に、図４Ｇに示すように、到達立坑Ｈ２において、各既設管ａ、各推力伝達管１５及び各保護管１６に切り離して（解体して）撤去する。この実施形態では、上記工程（５）が省略される。

【0041】

既設管路Ａとさや管路Ｄの取替えが完了すれば、上記実施形態２と同様に、図４Ｈ−１に示すように、上記と同様な作用によって、そのさや管路Ｄ内に新設管ｂを継ぎ合わせつつ順次推進して発進立坑Ｈ１から到達立坑Ｈ２に至る新設管路Ｂを構築する（上記工程（５）’）。

【0042】

新設管路Ｂのさや管路Ｄ内の構築（新設管ｂの配設）が完了すれば、同様に、図４Ｈ−２に示すように、発進立坑Ｈ１内において、更新された新設管路Ｂの一端を更新の必要のない（長さＬの外の）既設管路Ａに接続するとともに、到達立坑Ｈ２内において、上記更新された新設管路Ｂの他端を同様に更新の必要のない（長さＬの外の）既設管路Ａに接続する。このとき、上記更新長さＬが更新する必要のある既設管路Ａの分割部分の場合は、更新された新設管路Ｂの一端は、既に更新された新設管路Ｂとの接続となる（上記工程（６））。止水装置Ｍも除去する。この除去は更新された新設管路Ｂの既設管路Ａへの接続前でも良い。
その後、図４Ｉに示すように、発進立坑Ｈ１と到達立坑Ｈ２を埋め戻して更新作業を終了する（上記工程（７））。

【0043】

上記各実施形態１〜３において、新設管路Ｂと地盤Ｇとの間隙、さや管路Ｄと地盤Ｇとの間隙、新設管路Ｂとさや管路Ｄとの間隙にエアモルタル等の裏込め材（グラウト材）ｇを充填することもできる。この裏込め材ｇの充填は、図１Ｈ、図３Ｈ−２、図４Ｈ−２に示すように、新設管路Ｂ又はさや管路Ｄの両端に止水装置Ｍが設置されている状態で行なうことが好ましい。
また、この裏込め材は、発進立坑Ｈ１又は到達立坑Ｈ２において、管路Ｂ、Ｄの端からそれらの間隙に打ち込む（注入する）ことが一般的である。しかし、新設管ｂが呼び径８００以上の大口径であれば、新設管路Ｂ内に作業者が入って作業をすることができるため、新設管路Ｂ又はさや管路Ｄの任意の位置に注入口を形成し（形成しておき）、その注入口から裏込め材を注入することもできる。
さらに、泥水流出管１７、泥水流入管１８は推力伝達管１５、保護管１６で兼用することもできる。

【0044】

実施形態１、２においても、実施形態３と同様に、図１Ｆ、図４Ｆにおける新設管ｂ又はさや管ｄの押込み時、アタッチメント３０を介して既設管ａのみならず、推進伝達管１５、保護管１６、掘進機１０を押込み、到達立坑Ｈ２に押し出すようにすることもできる。
上記実施形態は、上水道の管路更新の場合であったが、この発明は、他の管路、例えば、下水道管路、農業用水管路、工業用水管路などの種々の管路の更新に採用できることは勿論である。

【符号の説明】

【0045】

Ａ 既設管路
ａ 既設管
Ｂ 新設管路
ｂ 新設管
Ｄ さや管路
ｄ さや管
Ｇ 地盤
Ｈ１ 発進立坑
Ｈ２ 到達立坑
ｇ 裏込め材
１０ 掘進機
１１ 掘進機のケーシング
１２ 同回転体
１３ 同掘削バイト（ビット）
１４ 電動機
１５ 推力伝達管
１６ 保護管
１７ 泥水流入管（送水管）
１８ 泥水流出管（排水菅）
３０、３１ アタッチメント（押え板）

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図1H】

【図1I】

【図2】

【図3F】

【図3G】

【図3H-1】

【図3H-2】

【図3I】

【図4F】

【図4G】

【図4H-1】

【図4H-2】

【図4I】

【図5】