JP2005308100A - 更生管の敷設方法 - Google Patents

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Kenji Fujii
Takeshi Hasegawa
Takao Kamiyama
Koji Kaneda
隆夫 神山
謙治 藤井
光司 金田
武司 長谷川
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Shonan Plastic Mfg Co Ltd
株式会社湘南合成樹脂製作所
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    • E03F2003/065Refurbishing of sewer pipes, e.g. by coating, lining

Abstract

【課題】既設管内に更生管を敷設する方法で、更生管の変形と浮き上がりを防止でき、敷設を簡単に短時間で行なえコストダウンが図れる方法を提供する。
【解決手段】既設管4内で、セグメント部材1を更生管3の周方向に連結すると共に、セグメント部材1に棒状の連結部材11を更生管3の管長方向に挿通してセグメント部材1を管長方向に連結することにより更生管3を組み立て、敷設する。セグメント部材1を管長方向に連結する前に、連結部材11を挿通する穴を有したアンカーリング8を既設管4の内壁面に固定しておき、管長方向の連結時に、連結部材11をセグメント部材1に対して管長方向に挿通すると共にアンカーリング8の穴に挿通して連結を行なうことにより、連結されたセグメント部材1が連結部材11を介してアンカーリング8により支持され、組み立てられる更生管3が支持されるようにする。
【選択図】図5

Description

本発明は、下水管などの既設管内で、既設管を更生するための更生管を組み立てて敷設する更生管の敷設方法に関するものである。
下水管などの既設管を更生するために、既設管内で外径が既設管の内径より少し小さな更生管を組み立てて敷設し、この更生管の外周と既設管の内壁面との隙間に充填材を充填し硬化させて、更生管と充填材と既設管を一体化した複合管を構築する既設管の更生方法が下記の特許文献1などにより知られている。更生管の組み立ては、更生管をその周方向と管長方向に分割して得られるブロック状部材に相当するセグメント部材を前記周方向と管長方向に連結して行なわれる。
組み立てられた更生管は、その自重、及び組み立て後に充填される充填材の重量により、そのままでは下方向につぶれるように歪んだ形状に変形してしまう。従来では、その対策として、
1.セグメント部材を厚くしてその強度を上げる
2.更生管の外周に鉄筋をリング状にして付設する
3.充填材の充填前に、更生管内に、支柱などからなるサポートを管長方向に数m間隔で設置する
などの方法が採られていた。
また、更生管は、下端の外周が既設管の管底に接する位置で更生管の中心が既設管の中心の真下になる位置に位置決めする必要があるが、比重が充填材より軽いため、そのままでは充填材の充填時に上記の位置より浮き上がってしまう。これに対して、従来では、スペーサを更生管の左右から上側の外周と既設管の内壁面との間に挟み込ませて更生管を浮き上がらないように押えて上記の位置に位置決めしていた。
特開2003−286742号公報
しかしながら、セグメント部材を厚くすると、セグメント部材の重量が増加して、厚生管の組み立てを行なう作業者の負担が大きくなると共に、セグメント部材を形成する材料である樹脂の量も増加してコストアップになってしまうという問題があった。また、鉄筋をリング状にして付設する方法では、その付設のための作業に非常に手間と時間がかかってしまうという問題があった。また、サポートを設置する方法では、充填材の充填作業時に狭い更生管内を移動して作業する作業者にとってサポートが邪魔になり、作業性が悪くなると共に、充填材の硬化後にサポートを撤去する作業が必要になるという問題があった。また、スペーサにより更生管の浮き上がりを押える方法では、それだけでは更生管の変形を防止できないため、上記のいずれかの変形防止方法を併用することが必要になってしまう。
本発明の課題は、このような問題を解決し、上述した更生管の変形と浮き上がりを防止することができると共に、更生管の敷設工事をより簡単に短時間で行なえ、セグメント部材の軽量化とコストダウンも図れる更生管の敷設方法を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明による更生管の敷設方法は、
既設管内で、既設管を更生するための更生管をその周方向と管長方向に分割して得られるブロック状部材に相当するセグメント部材を前記周方向に連結すると共に、セグメント部材に対し前記管長方向に挿通される棒状の連結部材により管長方向に連結して更生管として組み立て、更生管を敷設する更生管の敷設方法であって、
セグメント部材を管長方向に連結する前に、前記連結部材を挿通する穴を有した支持部材を既設管の内壁面に固定しておき、
管長方向の連結時に、前記連結部材をセグメント部材に対して管長方向に挿通すると共に前記支持部材の穴に挿通して連結を行なうことにより、連結されたセグメント部材が前記連結部材を介して前記支持部材により支持され、組み立てられる更生管が支持されるようにすることを特徴とする。
本発明の更生管の敷設方法によれば、セグメント部材を管長方向に連結するときに、セグメント部材に対して管長方向に挿通される支持部材を、予め既設管の内壁面に固定された支持部材の穴にも挿通して連結を行なうことにより、組み立てられる更生管が支持されるので、更生管の自重および充填材の重量による更生管の変形を防止できると共に、充填材の充填時の更生管の浮き上がりを防止できる。従って、セグメント部材を薄くして軽量化とコストダウンが図れると共に、予め既設管の内壁面に支持部材を固定しておくだけでよく、補強用の鉄筋の付設や変形防止用のサポートの設置が不要となるので、更生管の敷設工事をより簡単に短時間で行なうことができるという優れた効果が得られる。
以下、添付した図を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは、管長方向に直交する断面形状が円形の既設管内に円形の更生管を敷設する実施例を示すが、矩形など他の形状の更生管の敷設においても本発明の方法を適用できることは勿論である。
本発明の実施例では、図5に示すように円形の下水管などの既設管4内に、外径が既設管4の内径より所定量小さな更生管3を敷設する。更生管3は、セグメント部材1を周方向並びに管長方向に連結して組み立てることにより既設管4内に敷設される。
更生管3の単位組み立て部材となるセグメント部材1は、図1に示すように、内面板101、側板102,103、端板104,105、及びそれぞれ2枚の補強板106,107を透明、半透明あるいは不透明なプラスチックで一体成形したブロックとして形成されている。透明なプラスチックとしては、塩化ビニル、ABS、デュラスターポリマー(商品名)等が使用され、半透明プラスチックとしてはPVC、ポリエチレン等が使用され、不透明プラスチックとしてはPVC、ポリエステル、ABS、ポリエチレン、ポリプロピレン等が使用される。
内面板101は、円周を複数等分する所定角度、例えば5等分する72度分の円弧状に湾曲した所定幅の板として形成されており、その下面が更生管の内周面となり、円弧の周方向が更生管の周方向、幅方向が更生管の管長方向となる。内面板101の周方向の両端部のそれぞれには、セグメント部材1どうしを周方向に連結するための作業を内側から行うための長方形の開口部101aが複数形成されている。
側板102,103は、内面板101の周方向に沿う両側縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成され、内面板101の上面の両側縁部に所定高さで管長方向と直交する方向に外側に向けて立設されている。側板102,103のそれぞれには、後述する連結部材を管長方向に挿通するための挿通穴102a,103aが周方向に所定間隔で複数(ここでは14個)形成されている。
端板104,105は、内面板101の周方向の両端で内面板の幅方向(管長方向)に沿う両端縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成されており、内面板101の上面の両端縁部に各側板と同じ高さで径方向に外側に向けて立設されている。端板104,105には、セグメント部材1どうしを周方向に連結するボルトを挿通するための挿通穴104a、105aが複数箇所に形成されている(図3も参照)。
補強板106,107は、セグメント部材1全体の機械的強度を補強するものであり、側板102,103の内側で内面板101の上面に外側に向かって所定高さで立設されている。補強板106,107には、連結部材を管長方向に挿通するための複数の挿通穴106aと切り欠き部107aが側板102,103の挿通穴102a,103aのそれぞれに対応する位置に形成されている。
また、側板102,103の内側面と補強板106,107の両側面には、それぞれの変形を防ぐために側方に張り出した小さな直角三角形の凸板103b,106b,107b(側板102の凸板は不図示)が複数箇所に形成され、リブ構造となってセグメント部材1の強度を高めている。
補修すべき既設管の断面形状が円管であるとしたとき、セグメント部材1は、既設管の曲率に応じた曲率を有する外周円と内周円を同心とした円管を管長方向に垂直に所定幅で輪切りに切断し、それを径方向に沿って管長方向に切断して周方向に複数個に分割(好ましくは等分)したときに得られるブロック部材に相当している。
補強板の数、あるいは凸板の数は、要求されるセグメント部材の強度に応じて増減させることができ、強度がある場合には、その一部あるいは全部を省くことができる。また、セグメント部材は、任意の更生部材ないし補修部材として機能するので、図1に示したような円弧型ないし扇型に限定されず、既設管の断面形状、あるいはその大きさ、あるいは既設管の補修箇所に応じて、直方体あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた形などにすることもできる。
セグメント部材は、いずれも、管として組み立てたとき管の内周面となる平坦なあるいは既設管の内壁面に応じた所定の曲率で湾曲した内面を有する矩形状の内面板と、内面板の周方向に沿った各側縁部(側辺部)に外側に向けて立設した2つの側板と、内面板の管長方向に沿った各端縁部(端辺部)に外側に向けて立設した2つの端板とをプラスチックで一体に形成した部材であり、必要に応じて強度を高めるための補強板あるいはリブ構造が一体に設けられるものである。内面板、各側板並びに各端板を一体に形成したセグメント部材は、組み立てられる管を管長方向に垂直に所定幅で輪切りに切断し、それを径方向に沿って管長方向に切断して周方向に所定の長さを持つように分割したときに得られるブロック状部材に相当しており、セグメント部材の各側板の外側面は、ブロック状部材の管長方向に垂直に延びる切断面と同じ面で同じ形状となっており、各端板の外側面は、ブロック状部材の管長方向に延びる切断面と同じ面で同じ形状となっており、内面板の内面は、ブロック状部材の管内面に対応する面と同じ面で同じ形状となっている。
このような構成の各セグメント部材の各端板の外側面を互いに密着させ、各内面板の内面が均一な面となるようにセグメント部材を順次周方向に連結すると、周方向に閉じた所定の短い長さの管が組み立てられ、また、各セグメント部材の各側板の外側面を互いに密着させ、各内面板の内面が均一な面となるようにセグメント部材を管長方向に順次連結することにより、均一で隙間のない内壁面を有する更生管を組み立てることができる。
次に、既設管内で更生管をセグメント部材1で組み立てて敷設する敷設方法の詳細を説明する。
まず、更生管を組み立てる前に、図6に示すように、アンカーリング8を既設管4の内壁面に固定する。アンカーリング8は、前述した更生管の変形と浮き上がりを防止するために更生管を支持する支持部材であり、図7に示すように、楕円形の穴8aを形成したリングであり、ねじ溝を切られたねじ部8bが一体に形成されており、アンカーボルト9を介して既設管4の内壁面に固定される。ねじ部8bは楕円形の穴8aの短軸方向に沿うように設けられている。
アンカーボルト9は、ねじ溝が切られたねじ穴9aを有し、先端部にスリット9bと凹部9cが形成され、テーパ部材9dが嵌合されている。既設管4の内壁面にドリルで下穴をあけて下穴にアンカーボルト9を挿入して打ち込むことにより、先端部がテーパ部材9dを圧入されて押し広げられ、下穴の壁に食い込んでアンカーボルト9が固定される。そのアンカーボルト9のねじ穴9aにアンカーリング8のねじ部8bをねじ込むことにより、アンカーリング8を既設管4の内壁面に固定することができる。
アンカーリング8は、既設管4内で更生管を敷設する長さの範囲において、内壁面上で管長方向に適当な任意の間隔(例えば1m〜数m)を置いた複数の位置のそれぞれで、図6に示すように、既設管4の周方向に適当な角度の間隔を置いた複数の位置(ここでは上側と下側に2箇所ずつ計4箇所の位置)に固定する。その周方向の固定位置は、後述する管長方向連結用の連結部材11(図4参照)がセグメント部材1に挿通される挿通位置の周方向の位置に対応する位置とする。また、アンカーボルト9を既設管4の内壁面に垂直に固定することにより、穴8aの楕円形の長軸方向が既設管4の周方向に沿うようにアンカーリング8が固定されるようにする。また、アンカーボルト9のねじ穴9aに対するアンカーリング8のねじ部8bのねじ込み量を加減することにより、アンカーリング8の穴8aの位置を既設管4の径方向に調整可能であり、その径方向の位置を連結部材11の挿通位置の径方向の位置に対応する位置に調整しておく。また、アンカーリング8の管長方向の固定位置は、例えば後述の図4に示すように、セグメント部材1の側板102,103と補強板106,107に当たらない位置で例えば補強板106と107の中間の位置とする。
なお、アンカーリング8の楕円形の穴8aは、連結部材11のロッド11bを挿通するので、長軸方向の径は勿論として短軸方向の径がロッド11bの径より大きいことは言うまでもない。
また、ここでは更生管の組み立て前にアンカーリング8を全ての固定位置に固定するものとするが、更生管を順次アンカーリング8の管長方向の固定位置の間隔に対応する長さだけ組み立てる毎に、既設管4の内壁面上で次に管長方向に連結されるセグメント部材1に対応する位置にアンカーリング8を固定して、その後、次の管長方向の連結を行なうようにしてもよい。
以上のように、アンカーリング8を固定してから、更生管の組み立てを行なう。まず、既設管にセグメント部材1を搬入し、図2に示すように、周方向に順次連結していく。この連結は、図3に詳細に示すように、各セグメント部材1を各内面板101の内面が同一面となるように、また各側板102の外側面が同一面となり、各側板103の外側面がそれぞれ同一面となるように、位置決めして、各セグメント部材1の端板104と105の外側面を密着させ、内面板101の開口部101aからボルト6を挿通穴104a、105aに挿通させてナット7を螺合させ、両端板104、105を締め付けることにより行う。なお、端板104には、凹部104b、104cが、また端板105には、その凹部に嵌合する凸部105b、105cが管長方向に全長に渡って形成されているので、連結時両セグメント部材を位置決めして密着させる作業が容易になり、また嵌合部に不図示のシール材を塗布しておくことにより、連結部の水密性を高めることができる。また、連結が終了すると、各開口部101aは、蓋(不図示)などにより密閉される。このとき、蓋の内面が各内面板の内面と連続し均一な内面が形成されるようにする。
このようにセグメント部材がリング環となるまで、あるいは既設管の形状に応じて他の所定形状となるまで所定数のセグメント部材を周方向に連結したら、図2に示すように、連結された周方向の各セグメント部材1に対して他のセグメント部材1’を管長方向に連結し、更生管を組み立てる。なお、ここで他のセグメント部材1’をリング環となるまで周方向に連結してからリング環どうしでセグメント部材1,1’を管長方向に連結(リング連結)しても良いし、セグメント部材1’を単体で順次リング環のセグメント部材1のそれぞれと管長方向に連結(単体連結)してからセグメント部材1’を周方向に連結してもよい。前述したアンカーリング8が固定されている位置では、それが邪魔になってリング連結はできないので、単体連結する。
管長方向の連結は、図4に示したように、一端がねじ部11aとなり、このねじ部11aと螺合するねじ穴11dを形成したナット部11cが他端となった両端部をロッド11bで一体結合した金属からなる棒状の連結部材11を用いて行われる。
図4で、右側の連結部材11は、すでに一点鎖線で示された他の連結部材のナット部11cに結合されていてセグメント部材1と係止されセグメント部材1に固定されているものとする。この状態で、他のセグメント部材1’をこのセグメント部材1と連結するには、まず、両セグメント部材1,1’を各内面板101の内面が連続して均一な面となるように位置合わせして、両セグメント部材1、1’の側板102と103の外側面を密着させ、セグメント部材1の側板102から突出しているナット部11cを、セグメント部材1’の側板103の挿通穴103aに嵌合させる。
続いて、連結部材11’をセグメント部材1’の側板102の挿通穴102aより挿通して、そのねじ部11a’を連結部材11のナット部11cのねじ穴11dにねじ込む。このとき、ねじ部11a’とロッド11b’を挿通穴102aから挿通穴106a、2つの切り欠き部107a、及び挿通穴106aと挿通させてねじ込むが、図示のようにアンカーリング8が挿通位置に臨んで固定されていて、その穴8aの位置が挿通位置に合致していれば、穴8aにも挿通させる。
連結部材11’のナット部11c’がセグメント部材1’の補強板106に当接するまでねじ部11a’をねじ穴11dにねじ込むと、連結部材11’がセグメント部材1’と係止する。このとき、ナット部11c’がセグメント部材1’の補強板106を締め付けるので、セグメント部材1’と連結部材11’の係止が確実に行われ、連結部材11’がセグメント部材1’に固定されるとともに、両セグメント部材1と1’の連結が行われる。各セグメント部材の連結は、1セグメント当たり例えば4本の連結部材を用いて行われるので、両セグメント部材1、1’は管長方向に強固に連結される。連結されたセグメント部材1、1’は、アンカーリング8の穴8aに挿通された連結部材11’を介してアンカーリング8により支持される。
なお、セグメント部材の側板102には、凸条102cが、また側板103には、これと嵌合する凹条103cが各側板の周方向に全周にわたって形成されているので、周方向の連結と同様に、管長方向の連結時も両セグメント部材を位置合わせして密着させる作業が容易になり、また嵌合部に不図示のシール材を塗布しておくことにより、連結部の水密性を高めることができる。
また、図4においてセグメント部材1が管長方向で最初のセグメント部材であるときには、図示したような連結部材を用いることができないので、何らかの手段でセグメント部材1に固定できるナット部11cと同様の構造の固定部材を連結部材として用いるようにする。
以上のようにして、図5に示すように既設管4内でセグメント部材1どうしを、周方向並びに管長方向に順次連結して更生管3として組み立て、更生管3を敷設することができる。この組み立てにおいて、前述したように、既設管4の内壁面上で既設管4の管長方向と周方向のそれぞれに適当な間隔を置いて複数の位置に固定されたアンカーリング8のそれぞれに対向するように配置されるセグメント部材1のそれぞれを管長方向に前のセグメント部材と連結するときに、連結部材11をセグメント部材1のそれぞれに対して管長方向に挿通すると共に、アンカーリング8のそれぞれの穴8aに挿通して連結を行なうことにより、組み立てられる更生管3が上記の管長方向と周方向のそれぞれに間隔を置いた複数の位置で連結部材11を介してアンカーリング8により支持される。
なお、更生管3は、一応はアンカーリング8の支持により位置決めされるが、必ずしも正確に位置決めできる訳ではないので、必要な場合は、不図示のスペーサを更生管3の外周と既設管4の内壁面の間に挿入するなどの手段を併用して位置決めするようにする。
敷設が完了したら、既設管4と更生管3の各セグメント部材1との間の隙間に、不図示の充填材を充填し、硬化させて複合管として既設管4と一体化させる。ここで、更生管3は、管長方向と周方向のそれぞれに複数の位置でアンカーリング8により上下方向に支持されているので、更生管3の自重および充填材の重量による変形を防止できるとともに、充填材中での浮き上がりを防止することができる。
なお、図5では連結されたセグメント部材1は、単なるブロック状の形として簡略化して示してあり、アンカーリング8と連結部材11を図示したセグメント部材1も、その補強板は一枚しか図示されていない。また他のアンカーリング8の位置と、連結部材11の挿通位置が一点鎖線で図示されている。なお、図5では、各セグメント部材1は、管長方向に各端板を揃えて連結されているが、端板の位置をずらせて(オフセットさせて)連結させることもできる。また、セグメント部材1の1つ当たりの連結部材11の挿通本数は4本に限らないことは勿論である。
以上では、セグメント部材を既設管の管長方向の片側のみに順次連結したが(片側連結)、管長方向の両側に順次連結させる(両側連結)こともできる。この場合には、セグメント部材を両側から組み立てることができるので、敷設時間を短縮することができる。
以上のような実施例によれば、上述したように、敷設される更生管3が管長方向と周方向のそれぞれに複数の位置でアンカーリング8により上下方向に支持されるので、更生管3の自重および充填材の重量による変形を防止できるとともに、充填材中での浮き上がりを防止することができる。従って、セグメント部材1を薄くしてその軽量化とコストダウンが図れると共に、予め既設管4の内壁面にアンカーリング8を固定しておくだけでよく、従来のような補強用の鉄筋の付設や変形防止用のサポートの設置が不要となるので、更生管の敷設工事をより簡単に短時間で行なうことができる。
なお、以上に説明した実施例では、固定されたアンカーリング8の穴8aの位置と、連結部材11の挿通位置の位置ずれに対処することを考慮して、穴8aを楕円形のものとしたが、その位置ずれを少なくできれば、穴8aを円形とし、その径を連結部材11のロッド11bに近い径としてもよい。また、ロッド11bの断面形状に応じて穴8aを他の形状としてもよいことは勿論である。
本発明の実施例で更生管の敷設に用いられるセグメント部材の概略構成を一部省略し、一部を断面にして示した斜視図である。 セグメント部材を周方向並びに管長方向に組み立てる状態を示した斜視図である。 セグメント部材どうしを周方向に連結した状態を示す連結部の周方向に沿った縦断面図である。 セグメント部材どうしを連結部材により管長方向に連結した状態を示す管長方向に沿った径方向の断面図である。 既設管内でセグメント部材を連結して更生管を組み立てた状態を示す一部波断斜視図である。 既設管の内壁面にアンカーリングを固定した様子を示す管長方向に直交する断面図である。 アンカーリングとこれを固定するためのアンカーボルトの構造を説明する平面図である。
符号の説明
1 セグメント部材
3 更生管
4 既設管
6 周方向連結用のボルト
8 アンカーリング
9 アンカーボルト
11 管長方向連結用の連結部材
101 内面板
102,103 側板
104,105 端板
106,107 補強板

Claims (4)

  1. 既設管内で、既設管を更生するための更生管をその周方向と管長方向に分割して得られるブロック状部材に相当するセグメント部材を前記周方向に連結すると共に、セグメント部材に対し前記管長方向に挿通される棒状の連結部材により管長方向に連結して更生管として組み立て、更生管を敷設する更生管の敷設方法であって、
    セグメント部材を管長方向に連結する前に、前記連結部材を挿通する穴を有した支持部材を既設管の内壁面に固定しておき、
    管長方向の連結時に、前記連結部材をセグメント部材に対して管長方向に挿通すると共に前記支持部材の穴に挿通して連結を行なうことにより、連結されたセグメント部材が前記連結部材を介して前記支持部材により支持され、組み立てられる更生管が支持されるようにすることを特徴とする更生管の敷設方法。
  2. 前記支持部材を既設管の内壁面上で既設管の管長方向と周方向のそれぞれに間隔を置いて複数の位置に固定しておき、固定された支持部材のそれぞれに対向するように配置されるセグメント部材のそれぞれを管長方向に連結するときに、前記連結部材をセグメント部材のそれぞれに対して管長方向に挿通すると共に、前記支持部材のそれぞれの穴に挿通して連結を行なうことにより、組み立てられる更生管が前記複数の位置で連結部材を介して支持部材により支持されるようにすることを特徴とする請求項1に記載の更生管の敷設方法。
  3. 前記既設管の内壁面に固定された支持部材の穴の位置を既設管の径方向に調整可能なようにすることを特徴とする請求項1または2に記載の更生管の敷設方法。
  4. 前記支持部材は、前記穴の形状を略楕円形として、既設管の内壁面に対して前記穴の楕円形の長軸方向が既設管の周方向に沿うように固定することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の更生管の敷設方法。
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