JP2006046592A - 管路更生接続方法及びその方法に使用される封止ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 更生管の管端と他の配管の管端とを接続する場合において、接続作業が容易であり且つ信頼性の高い接続状態を得ることができる管路接続方法及び管路接続構造を提供する。
【解決手段】 マンホールＱ１内に臨む既設管３を更生管１によって構成する際、更生管１の管端に封止ユニットを取り付けておき、更生管１の内部を密封した状態で、更生管内部に加圧流体を導入して既設管３の内面に更生管１を密着させる。その後、封止ユニット６のインナ部材６１から閉塞栓部材を離脱させ、更生管１の管端に残ったインナ部材６１のフランジ部６１ｂを利用し、継手管８を介して他方の既設管７と更生管１とを接続する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、例えば既設管をライニングした更生管と他の既設管とを接続する場合などに適用される管路接続方法及び管路接続構造に関する。

一般に、地中に埋設されている管路が老朽化した場合には、この管路内面を樹脂製の更生管でライニングして管路を補強することが行われている。例えば下記の特許文献１には、熱可塑性樹脂製であって形状回復温度において円筒形に形状回復するように襞状に縮退させた断面形状を呈する更生管を使用した更生方法が開示されている。

この更生方法の作業手順について以下に説明する。先ず、襞状に縮退させた断面形状の更生管の一端を閉塞金具などによって閉塞した状態で、この閉塞側から更生管をマンホールを通して既設管内に引き込む。その後、この更生管の他端を蒸気などによって加熱し、部分的に円筒形に形状回復させる。そして、この形状回復した端部に封止ユニットを装着する。この封止ユニットは、例えば、図１３に示すように、スチーム供給管ｂ及びエア供給管ｃを備えたインナコアｄと、このインナコアｄが更生管ｐの端部に装着された状態で更生管ｐの外周面に装着されてインナコアｄの抜け止めを行うリング材ｅとを備えている。このようにして更生管ｐの端部に封止ユニットａを装着した後、スチーム供給管ｂから更生管ｐの内部に蒸気を供給し、この更生管ｐの全体を加熱して円筒形に形状回復させる。更生管ｐから蒸気を抜いた後、エア供給管ｃから更生管ｐの内部に加圧エアを供給し、更生管ｐを拡径させてその外面を既設管の内面に密着させる。その後、上記閉塞金具及び封止ユニットａを更生管ｐから取り外し、更生管の端部処理を行ってライニング作業を終了する。

一方、農業用水などの管路である有圧管にあっては、管端がマンホール内で開放していると、このマンホール内の貯水量が増大した場合に、マンホールから水が溢れ出てしまう可能性がある。このため、この種の管路では、マンホール内に臨む２本の配管（上流側配管と下流側配管）の管端同士を短管状の継手部材によって接続することが行われている。

このため、例えばマンホール内に臨む２本の配管のうちの一方を更生管によってライニングした場合には、この更生管の管端と更生されていない側の既設管の管端とをマンホール内で継手部材によって接続する必要がある。

図１４は、更生管ｐと既設管ｆとをマンホールｇ内で継手部材ｈによって接続した従来の構成を示している。この図に示すように、既設管ｆの管径は予め決まっているため、継手部材ｈの一端（既設管ｆに接続する側の図中左側端部）の内径は、この既設管ｆの外径寸法に略一致して設定されている。一方、他端側である更生管ｐに接続する側の端部（図中右側端部）にあっては、更生管ｐの仕上がり径にバラツキが生じることを考慮し、内径が予め大きく設定してある。そして、この継手部材ｈの他端側の端部内に更生管ｐの管端を挿入した状態で、この更生管ｐの外面と継手部材ｈの内面との間をモルタルｉによって埋めていた。
特開２００２−３０３３７６号公報

しかしながら、上述した如く更生管ｐと継手部材ｈとの間をモルタルｉによって埋める場合、モルタルｉが管路内に流れ込んでしまって（図中矢印参照）管路の有効内径を縮小
させてしまう可能性がある。また、この施工後に水（圧力水）を流した場合に、モルタルｉに割れが生じて漏水が発生してしまう虞もあった。

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、更生管の管端と他の配管の管端とを接続する場合において、接続作業が容易であり且つ信頼性の高い接続状態を得ることができる管路接続方法及び管路接続構造を提供することにある。

−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、更生管による既設管の更生作業（ライニング）時にこの更生管の内部を密封するための部材を利用し、この更生管の管端と他の配管の管端とを接続するようにしている。つまり、更生管の内部を密封するための封止ユニットを複数の構成部材で成し、この封止ユニットの一部の部材を他の部材に連結するための構成をそのまま使用して、この他の部材と継手管との連結構造が得られるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、既設管の内面を更生管によってライニングすると共に、この更生管の管端と他の配管の管端とを、それぞれの管路同士を連通させた状態で接続する方法を前提とする。この管路更生接続方法に対し、更生工程と配管継ぎ工程とを備えさせる。更生工程では、上記更生管の管端に装着される略円環形状の第１部材と、この更生管の管端の開口を閉塞する第２部材とを備えた封止ユニットを更生管の管端に取り付け、更生管を既設管の内部に引き込んだ状態で更生管の内部に加圧流体を導入して更生管を拡径し、既設管の内面に更生管を密着させて既設管の更生を行う。配管継ぎ工程では、上記更生工程の後、更生管の管端から第２部材のみを取り外し、更生管の管端と他の配管の管端との間に継手管を配置して、この継手管と第１部材とを連結する。

この特定事項により、封止ユニットにおける第１部材の第２部材に対する連結構造をそのまま利用して、第１部材と継手管とを連結することが可能になる。例えば、第１部材と第２部材とが、それぞれに形成されたボルト孔によってボルト止めされている場合に、継手管にも同様のボルト孔を形成しておき、第２部材を第１部材から取り外した後に、第１部材のボルト孔と継手管のボルト孔とを位置合わせしてこれらをボルト止めする等といった構成が採用される。

また、本発明に係る管路接続方法が適用される一形態として、マンホール内に臨む２本の（一方が更生管によって更生されている）配管同士を連結することが掲げられる。この場合の上記各工程として、詳しくは、更生工程において更生管がマンホールを通じて既設管の内部に引き込まれるようになっている。また、配管継ぎ工程では、マンホール内に継手管を導入して、この継手管の一方の管端をマンホール内に臨む非更生状態の既設管に連結し、他方の管端を更生管に装着された第１部材に連結するようにしている。

尚、上述した各解決手段のうち何れか一つに記載の管路更生接続方法に使用される封止ユニットも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、更生管の管端内部に嵌め込まれる略筒型形状のドラム部及び更生管の管端外側において外周側に広がるフランジ部を備えた第１部材と、外径寸法が前記フランジ部の外径寸法に略一致する円盤状であってこのフランジ部に重ね合わされることによって更生管の管端の開口を閉塞する第２部材とを備えた封止ユニットである。

本発明では、更生管の内部を密封するための封止ユニットを利用し、この更生管の管端
と他の配管の管端とを接続するようにしている。つまり、封止ユニットを構成する第２部材を第１部材から取り外した後に、この更生管の管端に残った第１部材を利用して継手管を連結するようにしている。従来では、更生管と継手との間をモルタルによって埋めていたため、モルタルが管路内に流れ込んでしまったり、モルタルが割れてしまうといった不具合があったが、本発明によれば、この不具合を解消することができ、接続作業が容易であり且つ信頼性の高い接続状態を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明は、マンホール内における更生管と既設管との接続部分に本発明を適用した場合について説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態について説明する。本発明に係る管路接続方法について説明する前に、マンホール内に臨む２本の既設管のうちの一方に対する更生管による更生動作について説明する。

図１は既設管を更生するための更生管１の更生作業前の状態を示している。この更生管１は、塩化ビニル樹脂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。

また、この更生管１は、所定の形状回復温度（例えば８０℃）に加熱されることによって円筒体に形状回復する性能を有している。この場合、形状回復温度とは、圧力などの外力を作用させることなく、加熱のみで円筒形に形状回復する温度のことである。

この更生管１の製造方法は以下の通りである。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。

このようにして製造された更生管１は、既設管の更生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。

次に、既設管の更生作業について説明する。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。

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。又、下流側マンホールＱ２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。

そして、更生管敷設工程として、図３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、更生管１の先端に予め取り付けておいた先端具５３にワイヤ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。この引き込み途中において、更生管１を切断し、この切断部分に後述する封止ユニット６を取り付けておく。

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４（ａ）に示す。

その後、ライニング工程に進む。このライニング工程では、図５に示すように、上流側マンホールＱ１付近の地上に、蒸気発生・加圧器５５を配設し、下流側マンホールＱ２付近の地上に水・蒸気分離器５６を配設する。更生管１に取り付けた封止ユニット６に蒸気発生・加圧器５５から延びるホース５５ａを連結するともに、更生管１先端の先端具５３に水・蒸気分離器５６から延びるホース５６ａを連結する。

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をその内部より形状回復温度まで加熱して、略元の円筒体に形状回復させる。この際の既設管３内における更生管１の状態を図４（ｂ）に示す。

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より加熱圧縮空気を送って、更生管１を、その内部より加熱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４（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。

次に、更生管１の端部に取り付けられる封止ユニット６について説明する。図６は、この封止ユニット６が更生管１の端部に取り付けられる際の状態を示す分解斜視図である。この図に示すように、封止ユニット６は、更生管１の管端に装着されるインナ部材６１と、このインナ部材６１に取り付けられる閉塞栓部材６２と、インナ部材６１が更生管１から抜け落ちることを防止するバンド６３を備えている。

上記インナ部材６１は、更生管１の管端の内径寸法に略一致する外径寸法を有する筒型形状のドラム部６１ａと、このドラム部６１ａの一端縁から外周側に広がるフランジ部６１ｂとを備えている。このフランジ部６１ｂには、周方向に所定角度間隔を存した複数箇所（本形態では８箇所）に貫通孔で成るボルト孔６１ｃ，６１ｃ，…が形成されている。

また、上記ドラム部６１ａの先端部（フランジ部６１ｂが形成されている側とは反対側の端部）には、山型に外周側に僅かに突出した返り部６１ｄが形成されており、更生管１に装着された際に容易には抜け落ちないようになっている。

一方、閉塞栓部材６２は、外径寸法が上記フランジ部６１ｂの外径寸法に略一致する金属製の円盤状の部材であって、その外周縁部には、このフランジ部６１ｂに重ね合わされた際に上記ボルト孔６１ｃ，６１ｃ，…の形成位置に一致する箇所に同様のボルト孔６２ａ，６２ａ，…が形成されている。このため、この閉塞栓部材６２がインナ部材６１のフランジ部６１ｂに重ね合わされ、且つそれぞれのボルト孔６１ｃ、６２ａに亘ってボルト
が挿通され、このボルトにナットがねじ込まれた状態では、閉塞栓部材６２がインナ部材６１に一体的に組み付けられると共に、このインナ部材６１の開口（ドラム部６１ａの内側の空間）が閉塞栓部材６２によって閉塞されることになる。また、この閉塞栓部材６２には、上記蒸気発生・加圧器５５から延びるホース５５ａを連結するためのエルボ６２ｂ（図８参照）が取り付けられている（図６では図示省略）。

バンド６３は、インナ部材６１のドラム部６１ａが更生管１の内部に挿入された状態で、更生管１の外面側から内周側に向けて締め付けられ、これによって更生管１の内面をドラム部６１ａの返り部６１ｄに強固に係合させてインナ部材６１が更生管１から抜け落ちることを防止するものである。

つまり、この封止ユニット６を更生管１の端部に装着する場合には、先ず、インナ部材６１のドラム部６１ａを更生管１の内部に挿入し、バンド６３を更生管１の外面側から内周側に向けて締め付けることによってインナ部材６１を更生管１に取り付ける。その後、閉塞栓部材６２をインナ部材６１のフランジ部６１ｂに重ね合わせてそれぞれのボルト孔６１ｃ、６２ａに亘ってボルトを挿通し、このボルトにナットをねじ込むことによって閉塞栓部材６２をインナ部材６１に一体的に組み付ける。これによって、封止ユニット６が更生管１の端部に装着されることになる。尚、閉塞栓部材６２をインナ部材６１に組み付けた後に、インナ部材６１を更生管１の内部に挿入して取り付けるようにしてもよい。

次に、更生後の更生管１と、マンホールＱ１内に臨む既設管７とを接続するための継手管８について説明する。図７は、この継手管８を示す斜視図である。この図に示すように、継手管８は、その軸線方向の中央部分が上記既設管７の内径寸法と略一致する内径寸法を有する直管部８１を備えている。そして、この直管部８１よりも既設管接続側は、テーパ部８２を介し、既設管７の外径寸法に略一致する内径寸法を有する既設管接続部８３を備えている。一方、直管部８１よりも更生管接続側は、上記インナ部材６１のフランジ部６１ｂの形状に略一致するフランジ８４が形成されており、このフランジ８４には、上記フランジ部６１ｂが重ね合わされた際に上記ボルト孔６１ｃ，６１ｃ，…の形成位置に一致する箇所に同様のボルト孔８４ａ，８４ａ，…が形成されている。

次に、マンホールＱ１内において更生管１と既設管７とを接続する作業について説明する。上記更生作業で説明したように、更生管１を既設管３の内部に引き込んでいく途中において、更生管１を切断し、この切断部分に封止ユニット６を取り付ける。この更生管１に封止ユニット６を取り付けた後の引き込み状態を図８に示す。尚、更生管１を既設管３内の所定位置まで引き込んだ後に、この更生管１の端部に封止ユニット６を取り付けるようにしてもよい。

所定位置まで更生管１を引き込んだ後、上述した如く、上記蒸気発生・加圧器５５より、ホース５５ａ、封止ユニット６を経て更生管１内に蒸気を連続的に供給する。これにより、更生管１を円筒体に形状回復させる。その後、更生管１内に加熱圧縮空気を送って、更生管１を既設管３の内面に密着させる。この状態を図９に示している。

以上の動作によって更生管１によるライニング動作が完了した後、図１０に示すように、インナ部材６１に閉塞栓部材６２を締結していたボルトＢを取り外して、閉塞栓部材６２をインナ部材６１から離脱させ、この閉塞栓部材６２のみを地上に引き上げる。この状態では、更生管１の端部に取り付けられているインナ部材６１の開口部と既設管７とがマンホールＱ１の内部空間を介して対向している。

その後、継手管８の装着作業に移る。この作業では、先ず、継手管８の既設管接続部８３の内部に既設管７の先端部が入り込むように、継手管８と既設管７とを接合する。そし
て、図１１に示すように、継手管８のフランジ８４とインナ部材６１のフランジ部６１ｂとを重ね合わせ、且つ両部材８４，６１ｂの各ボルト孔８４ａ，６１ｃの位置を一致させる。そして、これら各ボルト孔８４ａ，６１ｃにボルトＢが挿通され、このボルトＢにナットＮをねじ込むことによって継手管８とインナ部材６１とを一体的に組み付ける。これにより、マンホールＱ１内において、継手管８を介して更生管１と既設管７とが管路同士を連通させた状態で接続されることになり、マンホールＱ１から水が溢れ出ない構成を構築することができる。

以上のように本形態では、封止ユニット６にインナ部材６１及び閉塞栓部材６２を備えさせ、閉塞栓部材６２をインナ部材６１から取り外した後に、更生管１の管端に残ったインナ部材６１を利用して継手管８を連結するようにしている。従来では、更生管と継手との間をモルタルによって埋めていたため、モルタルが管路内に流れ込んでしまったり、モルタルが割れてしまうといった不具合があったが、本形態によれば、この不具合を解消することができ、接続作業が容易であり且つ信頼性の高い接続状態を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本形態は、既設管７及び継手管８の形状が上述した第１実施形態のものと異なっている。その他の構成は上述した第１実施形態と同様であるので、ここでは既設管７及び継手管８の形状についてのみ説明する。

図１２は、本形態に係る更生管１と既設管７との接続状態を示している。この図に示すように、本形態に係る既設管７は、開口端縁部にフランジ７１が一体形成されている。これに対応するべく、継手管８の既設管接続側の端部には、上記既設管７のフランジ７１と同様のフランジ７２が形成されている。そして、これら既設管７及び継手管８の各フランジ７１，８４には、互いに位置合わせされたボルト孔が形成されており、これら各ボルト孔にボルトＢが挿通され、このボルトＢにナットＮをねじ込むことによって既設管７と継手管８とが一体的に組み付けられている。

尚、継手管８とインナ部材６１との接続形態は上述した第１実施形態のものと同一であるのでここでの説明は省略する。

−その他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、マンホールＱ１内で、更生管１と非更生状態の既設管７とを接続する際に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、マンホール以外の箇所での配管同士を接続する場合や、更生管同士を接続する場合にも適用可能である。

更生作業前の更生管の一部を示す斜視図である。 更生管の製造工程を説明するための模式図である。 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ための模式図である。 （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り、（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り、（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。 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ための模式図である。 封止ユニットが更生管の端部に取り付けられる際の状態を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る継手管を示す斜視図である。 更生管に封止ユニットを取り付けた状態での引き込み状態を示すマンホール及びその周辺の断面図である。 更生管の拡径工程後の状態を示すマンホール及びその周辺の断面図である。 閉塞栓部材をインナ部材から離脱する際の状態を示すマンホール及びその周辺の断面図である。 継手管によって更生管と既設管とが接続された状態を示すマンホール及びその周辺の断面図である。 第２実施形態おける図１１に相当する図である。 従来例において更生管に封止ユニットが装着された状態を示す斜視図である。 従来例における図１１に相当する図である。

符号の説明

１ 更生管
３，７ 既設管
６ 封止ユニット
６１ インナ部材（第１部材）
６１ａ ドラム部
６１ｂ フランジ部
６２ 閉塞栓部材（第２部材）
８ 継手管

Claims (3)

1. 既設管の内面を更生管によってライニングすると共に、この更生管の管端と他の配管の管端とを、それぞれの管路同士を連通させた状態で接続する方法であって、
   上記更生管の管端に装着される略円環形状の第１部材と、この更生管の管端の開口を閉塞する第２部材とを備えた封止ユニットを更生管の管端に取り付け、更生管を既設管の内部に引き込んだ状態で更生管の内部に加圧流体を導入して更生管を拡径し、既設管の内面に更生管を密着させて既設管の更生を行う更生工程と、
   この更生工程の後、更生管の管端から第２部材のみを取り外し、更生管の管端と他の配管の管端との間に継手管を配置して、この継手管と第１部材とを連結する配管継ぎ工程とを備えていることを特徴とする管路更生接続方法。
2. 上記請求項１記載の管路接続方法において、
   更生工程において、更生管はマンホールを通じて既設管の内部に引き込まれ、
   配管継ぎ工程では、マンホール内に継手管を導入して、この継手管の一方の管端をマンホール内に臨む非更生状態の既設管に連結し、他方の管端を更生管に装着された第１部材に連結することを特徴とする管路更生接続方法。
3. 上記請求項１または２記載の管路更生接続方法に使用される封止ユニットであって、
   上記更生管の管端内部に嵌め込まれる略筒型形状のドラム部及び更生管の管端外側において外周側に広がるフランジ部を備えた第１部材と、外径寸法が前記フランジ部の外径寸法に略一致する円盤状であってこのフランジ部に重ね合わされることによって更生管の管端の開口を閉塞する第２部材とを備えていることを特徴とする封止ユニット。

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