JP2003314748A - 更生管の管路更生工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】塩化ビニルやポリエチレンなどの熱可塑性樹脂
材料よりなる更生管の軸方向への残留ひずみが除去され
た状態で更生管を管路内に密着することができる熱可塑
性樹脂材料による管路更生工法を提供する。 【解決手段】ドラム２６に巻回された更生管１を導出さ
せて既設管３内に引き込んでから、更生管内に蒸気を送
り込み、更生管に残留する軸方向への残留ひずみを解放
するガラス転移温度以上に更生管を加熱するとともに、
既設管内で更生管が非密着状態となるように更生管の先
端を外方に開口させておき、その後、更生管の両端を圧
力調整可能な状態に拘束してから、圧縮空気により更生
管を内面から加圧し、更生管を既設管内に密着させてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂材料
よりなる更生管により管路内を更生する工法に関し、詳
しくは、施工後における更生管の経時的な縮みを防止す
る対策に係わる。

【０００２】

【従来の技術】一般に、管路内を更生する更生管として
は、ＦＲＰ、塩化ビニル、ポリエチレンなどの材料が適
用されている。そのうち、塩化ビニルやポリエチレンな
どの熱可塑性樹脂材料よりなる更生管により管路内を更
生する場合には、管路内に更生管を引き込む直前に更生
管を加熱し、引き込みやすい状態に軟化させてから、更
生管を管路内に引き込むようにしている。また、更生管
の引き込み後は、更生管の両端にその内部の圧力を調整
可能とする管端栓を装着してから、更生管内に熱媒体を
送り込んで更生管を内方から加圧するとともに加熱し、
更生管を拡径させて管路内に密着させるような手法が採
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
熱可塑性樹脂材料よりなる更生管は、一般的に押し出し
成形により成形されるため、その成形工程において引張
り成形された更生管に軸方向への残留ひずみが残り、施
工する際の熱媒体による加熱、つまり更生管を拡径させ
て管路内に密着させる際の熱媒体による加熱によって更
生管が軸方向に縮むことになる。

【０００４】また、施工後においても更生管に残留ひず
みが残留していることがあり、これによって更生管が経
時的に縮んで、管端口に隙間が発生し、止水性が著しく
悪化するという問題もある。

【０００５】更に、更生管の軸方向に大きな残留ひずみ
が残った状態で、更生管に取付管口を削孔すると、更生
管の取付管口付近に軸方向の亀裂やガラスが破砕したよ
うな亀裂が入ったり、破壊してしまう可能性もある。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、塩化ビニルやポリエ
チレンなどの熱可塑性樹脂材料よりなる更生管の軸方向
への残留ひずみが除去された状態で更生管を管路内に密
着することができる熱可塑性樹脂材料による管路更生工
法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、熱可塑性樹脂材料よりなる更生管によ
り管路内を更生する工法として、ドラムに巻回された更
生管を導出させて管路内に引き込んでから、管路内もし
くは更生管内に熱媒体を送り込み、更生管を熱媒体によ
り加熱するとともに、管路内で更生管が非密着状態とな
るように熱媒体の送り込み圧を調整し、その後、更生管
の両端を圧力調整可能な状態に拘束してから、熱媒体も
しくは冷媒体により更生管を内面から加圧し、更生管を
管路内に密着させている。

【０００８】この特定事項により、ドラムから導出した
更生管を管路内に引き込んだ状態で、管路内もしくは更
生管内に熱媒体を送り込み、更生管を管路内に密着させ
ないように熱媒体により加熱しているので、更生管は、
管路内に密着される施工前段階で、管路内もしくは更生
管内に送り込まれた熱媒体により管路内において自由に
縮み、軸方向への残留ひずみが除去されることになる。

【０００９】このため、更生管を拡径させて管路内に密
着させる際の熱媒体による加熱によって更生管が軸方向
に縮むことが防止される。その上、施工後の更生管の残
留ひずみによる経時的な縮みも防止され、管端口に発生
する隙間による止水性の悪化も確実に解消される。しか
も、更生管の軸方向への残留ひずみが除去されることか
ら、更生管に取付管口を削孔する際に発生する、更生管
の取付管口付近での軸方向の亀裂やガラスが破砕したよ
うな亀裂、または破壊も確実に防止することが可能とな
る。

【００１０】ここで、熱媒体による更生管の加熱温度
を、更生管に残留する軸方向への残留ひずみを解放する
温度以上に設定している場合には、更生管は、管路内に
密着される施工前段階で、管路内もしくは更生管内に送
り込まれた熱媒体により管路内において軸方向への残留
ひずみを完全に解放するまで自由に縮み、軸方向への残
留ひずみが確実に除去されることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１２】図１は本発明に係わる管路更生工法におい
て使用される更生管を示し、この更生管１は、塩化ビニ
ルなどの熱可塑性樹脂材料よりなり、外面に長手方向に
沿って延びる凹部１１を有するように変形されて断面外
形面積が小さくなる襞状に縮退させた形状に成形されて
いる。

【００１３】この更生管１の製造方法は以下のとおりで
ある。図２に示すように、先ず、押出機２１にて熱可塑
性樹脂材料の円筒体１０を押出成形し、その円筒体１０
を冷却水槽２２中に通過させて冷却し、変形装置２３に
て、形状回復温度の雰囲気中で外面を押し潰して、図１
に示す如く外面に長手方向に沿って延びる凹部１１を形
成する。その後、断面外形面積が減少するように引張装
置２４にて円筒体１０を引っ張り、この円筒体１０を、
トラバース部２５を経由して、ドラム２６上に巻き取
る。

【００１４】このようにして製造された更生管１は、管
路としての既設管３の配管現場に搬入されるまでの間
は、外気温の影響を受けて管自身が「自然形状回復」す
ることがないように、拘束手段を用いて拘束するか、低
温保管することが好ましい。また、この更生管１は、所
定の加熱温度、例えばガラス転移温度（塩化ビニル製の
更生管１では５２゜Ｃ）に加熱することによって、円筒
体に形状回復させて更生管１に残留する軸方向への残留
ひずみを解放する性能を有している。この場合、更生管
１がラス転移温度に加熱されると、圧力などの外力を作
用させなくとも円筒形に形状が回復する。

【００１５】また、既設管３は、直径２５０ｍｍのヒュ
ーム管が用いられ、このヒューム管を順次繋ぎ合わせる
ことによって、マンホールＱ１，Ｑ２（図３参照）間に
おいて管路長が１０ｍに及ぶものが構成されるようにな
っている。

【００１６】次に、既設管１の更生工法について説明す
る。

【００１７】ここでは、図３に示すように、上流側マン
ホールＱ１（図３において左側に位置するマンホール）
と下流側マンホールＱ２（図３において右側に位置する
マンホール）との間に埋設されている既設管３を更生す
る場合について説明する。

【００１８】上流側マンホールＱ１付近の地上には、上
記ドラム２６上に巻き取られた更生管１が搬入されてい
る。一方、下流側マンホールＱ２付近の地上には、ウィ
ンチ５１が配設されている。また、下流側マンホールＱ
２の下部には更生管１を牽引するワイヤ５４を案内する
ためのガイド部５２が設けられている。尚、更生管１を
既設管３に挿入するのに先立って、予め、既設管３の内
部を洗浄し且つ突出物を除去しておく。

【００１９】先ず、図３に示すように、ドラム２６にカ
バーＣを被せて密封し、上流側マンホールＱ１付近の地
上に配置した蒸気発生・加圧器５５から延びるホース５
５ａをカバー内に挿通し、蒸気発生・加圧器５５よりカ
バーＣ内のドラム２６に蒸気を連続的に供給し、その蒸
気により、ドラム２６に巻いた更生管１を所定温度（例
えば４０゜Ｃ）まで加熱して、マンホールＱ１，Ｑ２お
よび既設管３内に引き込みやすい状態に軟化させる。

【００２０】次いで、更生管敷設工程として、図４に示
すように、ウインチ５１から導出されるワイヤ５４の先
端を、下流側マンホールＱ２の下端から既設管３内を経
て上流側マンホールＱ１の下端に導いておく。それか
ら、ドラム２６を回転させ、更生管１の先端を上流側マ
ンホールＱ１の下端つまり既設管３の上流側端まで導出
させる。そして、上流側マンホールＱ１内で、更生管１
の先端に先端具５３を取り付けると共に、この先端具５
３に、ウインチ５１から延びるワイヤ５４の先端を係止
する。その後、ドラム２６から送り出された更生管１の
先端を既設管３の内部に挿入した状態で、ウィンチ５１
によってワイヤ５４を巻き取ることにより更生管１を牽
引し、更生管１を既設管３の内部に引き込んでいく。こ
の動作により、更生管１を、上流側マンホールＱ１側か
ら下流側マンホールＱ２側まで導いて、上流側マンホー
ルＱ１と下流側マンホールＱ２との間を結ぶ既設管３内
の全長に亘って敷設する。この際の既設管３内における
更生管１の配置状態を図５（ａ）に示す。

【００２１】その後、更生管１の基端側（ドラム２６
側）を地上で十分な長さを存して切断し、アニール工程
に進む。このアニール工程では、図６に示すように、ウ
インチ５１から延びるワイヤ５４の先端を更生管１先端
の先端具５３に係止した状態で、地上で切断した更生管
１の基端に蒸気発生・加圧器５５のホース５５ａを挿通
し、蒸気発生・加圧器５５より更生管１内に蒸気を連続
的に供給し、その蒸気により、更生管１をガラス転移温
度（５２゜Ｃ）以上、例えば６０゜Ｃに加熱して、マン
ホールＱ１，Ｑ２および既設管３内に引き込んだ更生管
１に残留している軸線方向の残留ひずみを既設管３内で
自由に縮ませて除去する。このとき、更生管１の先端
は、先端具５３が取り付けられているものの、外方に開
口しており、蒸気発生・加圧器５５の蒸気圧によって更
生管１が拡径して既設管３内で密着しないようになされ
ている。この際の既設管３内における更生管１の状態を
図５（ｂ）に示す。

【００２２】それから、ライニング工程に進む。このラ
イニング工程では、図７に示すように、既設管３の両管
端に対し更生管１の両端を５０ｃｍ程度導出させた状態
で切断し、更生管１の前端（先端）に栓５７ａを取り付
けるとともに、更生管１の後端にエルボ５７ｂを取り付
ける。そして、下流側マンホールＱ２付近の地上に水・
蒸気分離器５６を配設し、上流側マンホールＱ１付近の
地上に配設した蒸気発生・加圧器５５のホース５５ａを
上記エルボ５７ｂに連結するともに、更生管１先端の栓
５７ａに水・蒸気分離器５６から延びるホース５６ａを
連結する。また、栓５７ａおよびエルボ５７ｂには、図
示しない温度センサーを取り付けておく。この状態で、
蒸気発生・加圧器５５より更生管１内に蒸気を連続的に
供給し、その蒸気を水・蒸気分離器５６へ流下させつ
つ、更生管１をその内部より蒸気圧によって、略元の円
筒体に形状回復させる。

【００２３】このようにして更生管１を円筒体に形状回
復させた後、先端具５３を密閉状態にし、その更生管１
の内部に蒸気発生・加圧器５５より圧縮空気を送って、
図９に示すように、更生管１を、その内部より加圧膨張
させて既設管３の内面に密着させ（この際の既設管３内
における更生管１の状態を図５（ｃ）に示す）、この加
圧状態にて、冷却固定して、既設管３の内面のライニン
グ作業を終了する。

【００２４】それから、孔開け工程として、既設管３よ
り分岐する取付管（図示せず）に対応する更生管１の対
応箇所に、図示しないエンドミルなどの加工具を備えた
孔開け装置によって取付管口（図示せず）を削孔する。

【００２５】ここで、アニール工程の有無による更生管
１の収縮量および削孔時の割れを図８に基づいて説明す
る。

【００２６】図８に示すように、アニール工程を行わず
にライニング工程を行うアニール無しの場合には、ライ
ニング時の更生管の収縮量は８０ｃｍ、ライニング後の
削孔時の割れは無いものの、１ヶ月経過時の更生管の収
縮量は２ｃｍとなり、更生管に残留している軸線方向の
残留ひずみが除去されていないことが判り、判定は×と
なる。また、蒸気により４０゜Ｃでアニール工程を行っ
てライニング工程に移行するアニール有りの場合には、
ライニング時の更生管の収縮量は６０ｃｍあり、ライニ
ング後の削孔時の割れが無く、１ヶ月経過時の更生管の
収縮量は０ｃｍとなり、更生管に残留している軸線方向
の残留ひずみがかなり除去されていることが判るもの
の、判定は△となる。そして、本発明の如く、蒸気によ
りガラス転移温度（５２゜Ｃ）以上の６０゜Ｃでアニー
ル工程を行ってライニング工程に移行するアニール有り
の場合には、ライニング時の更生管１の収縮量は５ｃｍ
となり、ライニング後の削孔時の割れが無く、１ヶ月経
過時の更生管１の収縮量は０ｃｍとなって、更生管１に
残留している軸線方向の残留ひずみが確実に除去されて
いることが判り、判定は○となる。

【００２７】このように、本実施形態では、ドラム２６
から導出した更生管１を既設管３内に引き込んだ状態
で、更生管１内に水・蒸気分離器５６からホース５５ａ
を介して蒸気を送り込み、更生管１を既設管３内に密着
させないように、蒸気によりガラス転移温度（５２゜
Ｃ）以上の温度（例えば６０゜Ｃ）に加熱しているの
で、更生管１は、既設管３内に密着されるライニング工
程前段階で、更生管１内に送り込まれた蒸気により既設
管３内において自由に縮み、軸方向への残留ひずみが確
実に除去されることになる。

【００２８】このため、更生管１を拡径させて既設管３
内に密着させる際の蒸気による加熱によって、更生管１
の軸方向への縮みを確実に防止することができる。その
上、ライニング工程後の更生管１の残留ひずみによる経
時的な縮みも防止され、既設管３の管端口付近に発生す
る隙間による止水性の悪化も確実に解消できる。

【００２９】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の変形例を包含している。例
えば、上記実施形態では、蒸気によりガラス転移温度
（５２゜Ｃ）以上の６０゜Ｃでアニール工程を行った
が、蒸気によりガラス転移温度に満たない４０゜Ｃでア
ニール工程を行ってライニング工程に移行するようにし
てもよく、この場合にも、ライニング工程後から１ヶ月
経過時の更生管１の収縮量は０ｃｍとなることから、更
生管に残留している軸線方向の残留ひずみがかなり除去
されていることになる。

【００３０】また、上記実施形態では、アニール工程に
おいて蒸気発生・加圧器５５より更生管１内に蒸気を連
続的に供給して更生管１をガラス転移温度（５２゜Ｃ）
以上に加熱したが、蒸気発生・加圧器のホースを更生管
と既設管との間に挿通し、更生管と既設管との間に蒸気
を連続的に供給して更生管１を外方からガラス転移温度
以上に加熱するように、アニール工程が行われていても
よい。

【００３１】更に、本実施形態では、塩化ビニルよりな
る更生管１を用いたが、更生管が高密度ポリエチレン等
の熱可塑性樹脂材料により成形されていてもよい。ま
た、更生管がＦＲＰなどの材料によって成形されていて
もよく、この場合には、更生管のアニール工程での加熱
温度は、更生管に残留する軸方向への残留ひずみを解放
する融点温度以上に設定されることになる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明では、更生管を内
面から加圧して管路内に密着させる前段階で、管路内に
引き込んだ更生管を密着させないように熱媒体の送り込
み圧を調整しながら熱媒体により加熱することで、管路
内において更生管が自由に縮んで軸方向への残留ひずみ
を除去でき、更生管を拡径させて管路内に密着させる際
の加熱によって更生管の軸方向への縮みを防止すること
ができる上、施工後の更生管の残留ひずみによる経時的
な縮みを防止して管端口に発生する隙間による止水性の
悪化も確実に解消できる。しかも、更生管に取付管口を
削孔する際に発生する更生管の取付管口付近での軸方向
の亀裂やガラス破砕のような亀裂、または破壊も確実に
防止することができる。

【００３３】更に、熱媒体による更生管の加熱温度を、
更生管に残留する軸方向への残留ひずみを解放する温度
以上に設定することで、管路内に密着される施工前段階
で、管路内において更生管の軸方向への残留ひずみを完
全に解放するまで自由に縮み、軸方向への残留ひずみを
確実に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る更生作業前の更生管を
示す斜視図である。

【図２】更生管の製造工程を説明するための図である。

【図３】更生管を既設管内に引き込む前に軟化させる工
程を説明する図である。

【図４】更生管を既設管の内部に引き込む更生管敷設工
程を説明する図である。

【図５】（ａ）は埋設管内に更生管を引き込んだ状態を
示す断面図である。（ｂ）は更生管を加熱して形状回復
させた状態を示す断面図である。（ｃ）は更生管を加圧
膨張させて埋設本管の内面に密着させた状態を示す断面
図である。

【図６】更生管をアニールするアニール工程を説明する
図である。

【図７】更生管を既設管内にライニングするライニング
工程を説明する図である。

【図８】アニールの有無によるライジング時およびライ
ニング後の更生管の特性を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 更生管 ２６ ドラム ３ 既設管（管路）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂材料よりなる更生管により
   管路内を更生する工法であって、 ドラムに巻回された更生管を導出させて管路内に引き込
   んでから、 管路内もしくは更生管内に熱媒体を送り込み、 更生管を熱媒体により加熱するとともに、管路内で更生
   管が非密着状態となるように熱媒体の送り込み圧を調整
   し、 その後、更生管の両端を圧力調整可能な状態に拘束して
   から、熱媒体もしくは冷媒体により更生管を内面から加
   圧し、更生管を管路内に密着させることを特徴とする更
   生管の管路更生工法。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の更生管の管路更生
   工法において、 熱媒体による更生管の加熱温度は、更生管に残留する軸
   方向への残留ひずみを解放する温度以上に設定されてい
   ることを特徴とする更生管の管路更生工法。