CN101589261A - 管道补修结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在管道底部固定物难以堆积，并且就算有堆积的情况，也能够轻易去除的管道补修结构。使用在管道(1)内侧以一定节距设有嵌合部(2p)的补强部件(2)，构筑略沿着管道(1)截面形状的中空骨架状补强体，在该补强体的内侧安装树脂制的内面部件(10)后，在以这些内面部件(10)与管道内壁(1a)形成的空间填充固化性填充料，在形成填充料层(3)的管道补修结构中，将内面部件(10)的本体部(10c)朝其宽度方向形成为凹状。并且，通过该凹形状，在管道底部形成沟槽，能够降低相对沿着管内流动的流水的阻力。因此，本发明在马蹄形管、矩形管(矩形涵洞)等底部成平面状而管内物流下速度低的管道中，能够提高其流下能力。

Description

管道补修结构

技术领域

本发明涉及一种在大口径下水管道、雨水管道等包括泥、固形物在内的水流动的管道中，使用搬入其管道内的内面部件，修补管道内壁的管道补修结构，并且，涉及一种适于底部呈平面状的马蹄形管、矩形管等的管道补修结构。

背景技术

作为老化的下水管道等既设管道的修补方法，公知的有，利用内面部件(内衬材料)将管道内面全面包覆的方法(例如参照专利文献1～专利文献2等)。

另外，作为这种修补方法，尤其对于人可进入管道内实施作业的大口径管的修补，本申请人提出了在修补时无需工人，能够实现简单化施工、缩短工期等的管道修补方法(专利文献3)，能够充分地补强无法充分保证强度的逐渐劣化的管道、变形管道的修补方法，及由该方法得到的管道的修补结构(专利文献4)。

如上所述的管道修补方法，是将内面部件朝管道的筒长方向连续设置，在管道的筒长方向上进行无缝连接，因而具有能够提高管内物体向下流动的能力等的优点，但是，随着管道补修长度的拉长，内面部件的总长度也变大，因此输送及制造设备困难。

并且，在使用骨架状补强体的管道补修结构中，当注入固化性填充料时，在管道底部附近，内面部件与管道壁面之间会啮入管内的滞留水、空气，因而导致会残留没有被填充的部位(未填充部位)的可能性。尤其可以看出，马蹄形管、矩形管(矩形涵洞)等底部呈平面状的管道在其底部附近的内面部件与管道壁面之间容易引起滞留水、空气的啮入，导致未填充部位的形成。

因此，本申请人提出了将朝管道的筒长方向具有一定长度的定长内面部件朝其长度方向及宽度方向抵接配设，在管道内将这些进行一体化，由此解决了输送上或者制造设备上的问题，并且提出了施工现场中的安装及作业性能良好的管道补修结构(专利文献5)。

还有，提出了在管道壁面与包覆管道壁面的内面部件之间的空隙内设置的补强体的内边上，设置使固化性填充料朝管道的筒长方向通过的切口，使固化性填充料朝管道筒长方向的流动顺畅，从而防止固化性填充料发生未填充部位的管道修补结构(专利文献6)。

图11至图14为用于说明这些提案所涉及的以往的管道修补结构的概略图。该管道的补修方法将由高刚性材料(例如钢等)构成的中空骨架状补强体在管道内进行装配，在该补强体的内侧安装由树脂或金属等构成的内面部件(内衬材料)，之后向由这些内面部件与管道壁面形成的空间填充固化性填充料(灌浆材料)。

例如，如图11的例子所示，在截面呈圆形的既设管道的情况下，首先在既设管道1的内部，装配略沿着管道内壁1a形状的补强部件2。该补强部件2将从人孔等搬入的多个分割补强部件(本例中为3个分割补强部件2a、2b、2c)相互进行结合，装配成整体略沿着管道内壁1a的环状补强部件2。在该补强部件2的管道径向内侧，朝圆周方向以一定节距形成有用于嵌合后面将要叙述的嵌合部件11与内面部件30的多个嵌合用凹部(嵌合部2p)，并且，在其外边缘朝圆周方向形成有同样连续的凹凸。

此外，该环状补强部件2，在圆周方向以一定间隔分别形成朝筒长方向贯通的贯通孔2q，将多个环状补强部件2在管道内相隔一定距离进行配设，通过管材和螺栓及螺母等构成的连接部件(未图示)，在既设管道的筒长方向以一定间隔将这些环状补强部件2进行连接、一体化，从而作为整体形成中空骨架状补强体。并且，在补强部件2的径向内边缘，形成有与各贯通孔2q连通的切口2r，从而即使安装有内面部件30的状态下，也能够在与该内面部件30连接的补强部件2的内边缘附近，形成朝既设管道的筒长方向连通的空隙。

接着，如图14所示，在补强部件2的每个嵌合部2p上，沿着既设管道1的筒长方向相互平行地安装嵌合部件11，通过这些各嵌合部件11安装内面部件30。如图12所示，该内面部件30为具有一定长度如5m左右长度的左右对称的截面相同的带状体，由平板状本体部30c，本体部30c的两边缘的朝单面侧突出的嵌合用突出部30a、30b一体形成而构成。该嵌合用突出部30a、30b之间的距离与形成在补强部件2内侧的嵌合部2p之间的距离(节距)相等，相互邻接的内面部件30一侧的嵌合用突出部30a与另一侧内面部件30的嵌合用突出部30b以对接嵌合的状态，分别插入嵌合部件11的开口部。由多个该内面部件30形成的管道径向内侧面，作为补修面形成补修后的管道内表面。此外，也有在这些嵌合用突出部30a、30b与嵌合部件11之间，夹入用于防水的密封部件12而进行配设的情况。

之后，如图13及图14所示，在该内面部件30与管道内壁1a之间的空隙注入固化性填充料，形成填充料层3。所述注入的固化性填充料，将每个环状补强部件2朝筒长方向划分的空隙间隔，从既设管道的底部侧进行填充，并且从由补强材料2外边缘的凹凸形成的间隙、或由所述切口2r而形成在补强部件2内边缘附近的间隙等，顺次灌入下一个空隙间隔。

【专利文献1】专利第2614669号公报

【专利文献2】专利第2742986号公报

【专利文献3】日本特开2002-120290号公报

【专利文献4】日本特开2001-311387号公报

【专利文献5】日本特开2002-310378号公报

【专利文献6】日本特开2003-328430号公报

发明内容

但是，公知的是，在下水管道、雨水管道等的底部，会堆积被称之为沉积砂的固形污物，作为以往以来的愿望，在使这些含有泥、固定物在内的水向下流动的管道上，需要一种沉积砂尽量不会滞留的结构及易扫除(去除)该沉积砂的结构。

但是，马蹄形管、矩形管(矩形涵洞)等底部为平面状的管道，管内物的流下速度低，存在固形物易堆积的倾向，相比截面为圆形的管道，存在多发生沉积砂的情况。

并且，参照图11至图14进行说明的上述补修方法及补修结构所使用的内面部件30，由于对抗固化性填充料的注入压等，因此要求高刚性。因此，可以想到通过增加内面部件30的本体部30c的厚度来进行应对，但补修结束后的补修管道的内径变小，因此不是优选方案。

本发明是鉴于这种实情而作出的，其目的在于提供一种在管道底部固形物难以堆积，并且就算有堆积的情况，也能够轻易去除，同时补修后强度高的管道补修结构。

为实现上述目的，提供一种管道补修结构，包括：中空补强体，包括分别将以一定节距具有嵌合部的多个分割补强部件略沿着管道内壁相互进行连接、在管道的筒长方向相隔一定间隔配置的环状的多个补强部件和用于将该多个补强部件相互进行连接的多个连接部件；多个内面部件，朝管道筒长方向延伸，在管道的周方向通过所述补强体的嵌合部相连而形成管道内的补修面，该内面部件包括与所述补强部件的嵌合部直接或间接嵌合的突出部和与该突出部一体成形、管道的径向内侧面构成所述补修面的本体部；以及，填充材料层，在所述多个内面部件与管道内壁之间填充固化性填充料而构成，其中，所述内面部件的本体部的截面具有凹部或凸部，在补修面的底部至少形成有多个槽或肋条。

沿着管道流动的水通常在管道内壁附近受到特别大的阻力，但若在管道壁面形成效仿水流的凹凸形状(沟槽：Riblet)，则能促进纵漩涡的发生，从而能够控制壁面附近乱流界面层的发生，能够将壁面附近的乱流抵力减小3～10％左右，这已通过各种实验得到确认。因此，本发明通过在管道的底部表面沿着水流方向形成沟槽，减少相对该水流的抵抗，达到预期的目的。

即，在大口径下水管道、雨水管道等有包含泥、固形物在内的水流动的管道底部，通过朝管道筒长方向形成的由多个槽或肋条构成的沟槽，降低了相对管内物的摩擦阻力。因此，本发明的管道在管道底部固定物难以堆积，并且就算有堆积的情况下，也能够作为轻易去除的管道。

本发明将朝管道筒长方向(即水流方向)排列的内面部件的节距宽度利用为沟槽的重复宽度。即，在利用以规定节距宽度配设的内面部件的补修方法中，将配置在管道底部内面部件的各个表面(补修面)朝其宽度方向设置为凹状或凸状，由此能够起到由上述沟槽带来的降低阻力的效果。

并且，通过形成在内面部件本体部上的凹凸形状，组装成的内面部件能够得到更高的外压抵抗性能，提高对于固化性填充料的注入压等的强度。

并且本发明涉及，为了在补修面上形成槽或肋条，内面部件管道圆周方向的两端角部在管道筒长方向的全长上具有R形状的补修结构。

进而本发明涉及，为了在补修面上形成槽或肋条，内面部件管道周方向的两端角部在管道筒长方向的全长上进行倒角加工的补修结构。

并且本发明涉及，内面部件在管道圆周方向上具有两倍以上的整数倍于嵌合部节距的宽度，在设置于内面部件管道周方向两端上的突出部之间、具有使朝管道径向外侧突出的至少一个结合部与嵌合部对应的位置的、管道补修结构。

根据本结构，能够在内面部件的施工时，减少作业工时。并且，通过设在内面部件突出部之间的至少一个结合部，在当注入固化性填充料时，防止由注入压引起的内面部件的浮起，并且通过形成在该结合部与补强部件嵌合部之间的间隙，即使不设置以往形成在补强体内边缘上的切口等，也能够使固化性填充料的管道筒长方向的流动顺畅。因此，本实施方式中的管道补修结构，内面部件与管道内壁之间的滞留水、空气的啮入少，能够防止管道底部的固化性填充料的未填充部位的发生。

进而本发明涉及，相对于连接内部部件宽度方向的两端而形成的假想基准面，形成在内面部件本体部上的凹部的最大深度或凸部的最大高度为0.5～5.0mm的管道补修结构。

沟槽其凹凸需要某种程度的高度差，但在当适合下水管道、雨水管道等时，由于要求为容易扫除(去除)堆积的沉积砂的结构，因此其高度优选地抑制在5.0mm以下。

进而，本发明还涉及上述的内面部件，朝管道的筒长方向延伸，构成与管道内壁之间填充固化性填充料的管道补修结构，其中，包括：突出部，对于含有以一定节距嵌合部的环状补强部件的中空骨架状补强体，与所述嵌合部直接或间接嵌合；本体部，与该突出部一体成形，当所述突出部与所述补强部件的嵌合部嵌合时，管道的径向内侧面构成补修面，其中，所述本体部的截面具有凹部或凸部，在补修面上形成槽或肋条。

如上所述，根据本发明的管道补修结构，通过在补修管道的底部形成沿着水流的沟槽形状，从而即使在管道补修之后，也能够维持管内顺畅的流动，同时在管道底部固定物难以堆积，并且就算有堆积的情况下，也能容易去除。尤其，在马蹄形管、矩形管(矩形涵洞)等底部呈平面状而流下速度低的管道中，也能够提高其流下的能力。

此外，在沿着管道内壁进行组装的中空骨架状补强体的管道内侧，将以上述嵌合部节距宽度在管道通常方向具有一定长度的内面部件，朝其长度方向及宽度方向抵接配设，在这些内面部件与管道内壁之间填充有固化性填充料的管道修补结构中，通过使用具有两倍以上的整数倍于上述补强体嵌合部节距的宽度的内面部件，能够减少内面部件施工时的作业工序数，并且能够防止管道底部中的固化性填充料的未填充部位的发生。

而且，通过在内面部件的本体部设置凹凸形状，在填充料注入时及管道补修之后，能够得到相对外压具有更高强度的补修结构。

附图说明

图1为表示本发明第一实施方式的管道补修结构的管道径向的截面图；

图2为图1中A部分的放大模式图；

图3为本发明第一实施方式的内面部件10的截面形状的示例图；

图4为本发明第一实施方式的内面部件10的其他截面形状的示例图；

图5为本发明第一实施方式的内面部件10的另一其他截面形状的示例图；

图6为表示本发明第二实施方式的管道补修结构的管道径向的截面图；

图7为图6中B部分的放大模式图；

图8为本发明第二实施方式的内面部件20的截面形状的示例图；

图9为本发明第二实施方式的内面部件20的其他截面形状的示例图；

图10为本发明第二实施方式的内面部件20的另一其他截面形状的示例图；

图11为表示以往管道补修方法的说明图，为表示在既设管道1的内部装配有补强部件状态的管道径向截面图；

图12为以往的管道补修方法所使用的内面部件的外观斜视图；

图13为表示以往管道补修方法的管道径向的截面图；

图14为图13中C部分的放大模式图。

符号说明：

1、管道；

1a、管道内壁；

2、补强部件；

2a、2b、2c、分割补强部件；

2p、嵌合部；

2q、贯通孔；

2r、切口；

3、固化性填充料层；

10、内面部件；

10a、10b、嵌合用突出部；

10c、本体部；

10d、角部；

11、嵌合部件；

12、密封部件；

20、内面部件；

20a、20b、嵌合用突出部；

20c、结合部；

20d、本体部；

20e、中央部；

20f、角部；

30、内面部件；

30a、30b、嵌合用突出部。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1为表示本发明第一实施方式中的管道补修结构的管道径向的截面图，图2为图1中A部分的放大模式图。并且，图3为所述第一实施方式中内面部件10的截面形状示例图。另外，具有与以往的例子相同功能的构成部件，使用相同的符号，适当省略详细的说明。

所述第一实施方式中的管道补修结构，同样首先将由高刚性材料(例如钢等)构成的、在管道内侧以一定节距设有截面形状略呈C形的嵌合部2p的分割补强材料，沿着管道内壁1a的圆周方向进行装配，从而形成略沿着管道1截面形状的呈环状的补强材料2。然后，将该补强材料2朝筒长方向相隔一定间隔配置多个，同时将这些补强材料2通过连接部件(未图示)在管道1的筒长方向上相互进行一体化，从而构筑中空骨架状的补强体。

之后，在补强材料2的每个嵌合部2p上，将截面形状略呈C形的嵌合部件11沿着既设管道1的筒长方向相互平行地进行安装，相互邻接的截面形状略呈

字状的内面部件10一侧的嵌合用突出部10a与另一侧内面部件10的嵌合用突出部10b以对接的状态，通过密封部件12分别插入嵌合部件11的开口部。其后，向该内面部件10与管道内壁1a之间的空隙注入固化性填充料，从而形成填充料层3。在补修作业结束之后，内面部件10本体部10c的管道径向内侧面作为补修面形成管道内表面。

所述第一实施方式中的管道补修结构与以往的补修结构的不同点在于，如图3所示，形成内面部件10管道内侧表面的本体部10c，在其宽度方向(管道周方向)形成为凹状的点。并且，该内面部件10，相对于连接宽度方向两端角部10d、10d的顶点之间的假想基准面，所述凹形状的最大深度H_最大为2mm。

根据这种结构，在本实施方式中的管道内面，会形成效仿水流的凹凸形状(沟槽：Riblet)。因此，本实施方式中的管道同样即使在补修之后，也能够维持管内顺畅的流动，并且在管道底部不易堆积固形物，就算有堆积的情况，也能作为去除容易的管道。

并且尤其，如本例中的马蹄形管、矩形管(矩形涵洞)等底部呈平面状的管道，虽然存在管内物流下速度低而容易堆积沉积砂的倾向，但如本实施方式所示，通过在管道内面形成沟槽结构，从而能够提高管内物的流下能力。

另外，该沟槽结构如图4所示，可以将内面部件10本体部10c宽度方向两端的角部10d形成为R形状，或者，如图5所示，也可以在宽度方向两端的角部10d上实施倒角加工而构成。并且，即使将这些形状与上述凹形状组合而构成，也能起到同样的效果。

并且，将内面部件的本体部10c朝其宽度方向形成为凹状，由此内面部件10在其安装到补强部件2之后，本体部10c对于管道内壁即对于外压作用的方向成为凹状，相比以平面状形成的情况，耐外压性能有所提高。进而，当在内面部件10上施加外压时(例如将填充料向内面部件10与管道内壁1a之间进行填充时)，相临的内面部件10朝宽度方向压合，由此嵌合部件2与内面部件10之间的密封性能比以往得到提高。

下面，对本发明的第二实施方式进行说明。

图6为表示本发明第二实施方式的管道补修结构的管道径向的截面图，图7为图6中B部分的放大模式图。另外，图8为表示所述第二实施方式中内面部件20的截面形状的图。

本实施方式中的管道补修结构，同样与第一实施方式一样，使用在管道内侧以一定节距设有嵌合部2p的补强部件2，构筑略沿着管道1截面形状的呈中空骨架状补强体，在该补强体的内侧安装由树脂制成的内面部件20，之后向这些内面部件20与管道内壁1a形成的空间填充固化性填充料，从而形成填充料层3。

本实施方式中管道补修结构的特征在于，如图7所示，内面部件20以两倍于补强部件2的嵌合部2a节距的宽度形成，并且，在该内面部件20宽度方向的中央，形成有朝管道外侧突出而与上述嵌合部2a结合的结合部20c的点上。

并且，所述两倍宽度的内面部件20的本体部20d(管道内侧表面)以夹住其宽度方向的中央部20e而分别朝宽度方向呈凹状地形成，并且相对于连接本体部20d宽度方向中央部20e与宽度方向两端的角部20f、20f的顶点的假想基准面P，该凹形状的最大深度H最大分别形成为2mm。

另外，与第一实施方式相同地，代替将两倍的内面部件20的本体部20d作为凹状，也可以是将该管道内侧表面20d中宽度方向两端的角部20f、20f形成为R形状(图9)，或者在本体部20d中的宽度方向两端的角部20f、20f上实施倒角加工(图10)。并且，也可以在形成有结合部20c的宽度方向中央部20e的管道内侧表面(补修面)，形成朝长度方向连续的槽、肋条等，进而，还可以将这些角部20f及宽度方向中央部20e的形状与所述凹形状组合而构成。

根据这种结构，在当注入固化性填充料时，能够防止由注入压引起的内面部件20的浮起，并且通过形成在该结合部20c与补强部件2嵌合部2p之间的间隙，使固化性填充料的朝管道筒长度方向的流动顺畅。因此，本实施方式中的管道补修结构，内面部件20与管道内壁1a之间的滞留水、空气的啮入少，即使在马蹄形管、矩形管(矩形涵洞)等底部呈平面状的管道中，也能够防止管道底部的固化性填充料的未填充部位的发生。

并且，由该补修结构形成的管道内面，通过形成在内面部件20本体部20d上的凹部，起到与上述第一实施方式相同的沟槽效果。因此，本实施方式中的管道补修结构，同样在管道底部固形物难以堆积，并且就算在有堆积的情况下，也能够成为轻易去除的管道，并且，能够提高底部呈平面状管道的管内物的向下流动能力。

进而，在以上的管道补修结构中，将施工现场中所安装的内面部件20制成两倍于以往产品的宽度，由此能够减少所述的安装作业的时间。并且，能够使固化性填充料的填充顺畅，因此无需设置形成在以往补强部件内边缘上的切口(图11中的符号2r)。进而，由于没有设置该切口，因此无需考虑起因于切口的强度的降低，能够将补强部件2的管道径向宽度及管道筒长方向的厚度，以比以往的宽度窄、壁薄地设置，并且其形状加工容易。因此，本实施方式中的管道补修结构，根据这些效果，能够比以往降低其成本。在上述例子中，将内面部件的宽度以两倍形成的形态进行了说明，但不限于此，根据管道直径大小，可进行适当设计，以2倍～10倍等(例如3倍、4倍)进行适当设计。此时，结合部20c根据内面部件的宽度可设置在多个部位。

另外，在以上的两个实施方式中，作为例子，对使用树脂制内面部件的管道补修结构进行了说明，但本发明中的内面部件尤其不限于树脂制，可以由金属其他具有硬质且耐水性的材料形成，其形状同样可以为朝管道筒长方向连续的样子(长内面部件等)。

并且，本发明显而易见地能够适用在具有各种截面形状的管路，除补修过的既设管道之外，还可以适用在使用内面部件施工管道内面的新设管道。

Claims (6)

1、一种管道补修结构，其中包括：

中空骨架状的补强体，包括分别将以一定节距具有嵌合部的多个分割补强部件略沿着管道内壁相互进行连接、在管道的筒长方向相隔一定间隔配置的环状的多个补强部件和用于将该多个补强部件相互进行连接的多个连接部件；

多个内面部件，朝管道筒长方向延伸，在管道的周方向通过所述补强体的嵌合部相互连接而形成管道内的补修面，该内面部件包括与所述补强部件的嵌合部直接或间接嵌合的突出部和与该突出部一体成形、管道径向内侧面构成所述补修面的本体部；以及，

填充材料层，在所述多个内面部件与管道内壁之间填充固化性填充料而构成，其中，

所述内面部件的本体部截面具有凹部或凸部，在补修面的至少底部形成有多个槽或肋条。

2、如权利要求1所述的管道补修结构，其中，为了在补修面上形成槽或肋条，内面部件管道周方向的两端角部在管道筒长方向的全长上具有R形状。

3、如权利要求1所述的管道补修结构，其中，为了在补修面上形成槽或肋条，内面部件管道周方向的两端角部在管道筒长方向的全长上进行了倒角加工。

4、如权利要求1～3中任一项所述的管道补修结构，其中，内面部件在管道周方向上具有两倍以上的整数倍于嵌合部节距的宽度，在设置于内面部件管道圆周方向两端上的突出部之间，使朝管道径向外侧突出的至少一个结合部具有与嵌合部对应的位置。

5、如权利要求1～4中任一项所述的管道补修结构，其中，对于连接内部部件宽度方向的两端而形成的假想基准面，形成在内面部件本体部上的凹部的最大深度或凸部的最大高度为0.5～5.0mm。

6、一种内面部件，朝管道的筒长方向延伸，构成向与管道内壁之间填充固化性填充料的管道补修结构，其中，包括：

突出部，对于包含以一定节距具有嵌合部的环状补强部件的中空骨架状补强体，与所述嵌合部直接或间接嵌合；

本体部，与该突出部一体成形，当所述突出部与所述补强部件的嵌合部嵌合时，管道的径向内侧面构成补修面，其中，

所述本体部的截面具有凹部或凸部，在补修面上形成槽或肋条。

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