JP2006052819A - 止水構造及び既設管と更生管の止水方法 - Google Patents

止水構造及び既設管と更生管の止水方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 既設管の亀裂等によって既設管と更生管との間に土中水が流入しても立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる止水構造を得る。
【解決手段】 既設管11に樹脂製の長尺な更生管13を挿入し、更生管13を既設管11の内周面11aに密着させる止水構造において、更生管13の端部における更生管13と既設管11との間に、更生管13の外周面13aと既設管11の内周面11aとを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層23を設けた。
【選択図】 図1

Description

本発明は、地中に埋設された既設管を更生管によってライニングする止水構造及び既設管と更生管の止水方法に関する。
地中に埋設されている下水用等の既設管(本管)が老朽化した場合、湧水や雨水等の土中水が既設配管内に流入し、本管内の水量が許容水量以上に達してしまう虞がある。この老朽化による流入水は、特に本管に枝管が接続されている場合、地盤変動などからの影響を受け易いことから顕著となる。
従来、このような漏水箇所を補修するための技術として、例えば既設管の管路内面を樹脂製の更生管によりライニングすることで、既設管を補修することが行われている。このライニング法によれば、既設管に長尺の樹脂製の更生管を挿入し、この更生管を加熱して元の形状に復元させて既設管の内面に密着させるので、平滑な内面が得られ、既設管を補強して更生させることができた。
しかしながら、更生管は、加熱して、元の形状に復元させることにより既設管の内面に密着して、新たな管路内面を形成するものの、既設管との間を水密構造で完全に封止するものではない。このため、既設管自体に亀裂が生じている場合や、枝管との接続部が老朽化して開口している場合には、これらの亀裂や接続部から浸入した流入水が、既設管と更生管との間を伝わり、立坑やマンホールに接続した既設管の開口部において、既設管と更生管との間隙を出口として洩れ出る問題があった。これに対し、立坑やマンホールの既設管開口部において、既設管と更生管との間隙出口をコーキング等によって止水処理することも行われているが、間隙出口から十分に深く、かつ全周にわたって止水処理するは困難であり、完全な止水処理が行えていないのが現状であった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その第一の目的は、既設管の亀裂等によって既設管と更生管との間に土中水が流入しても立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる止水構造を得ることにある。また、その第二の目的は、前工程を増やすことなく、立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる既設管と更生管の止水方法を得ることにある。
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項1記載の止水構造は、既設管11に樹脂製の長尺な更生管13を挿入し、該更生管13を前記既設管11の内周面11aに密着させる止水構造において、
前記更生管13の端部における該更生管13と前記既設管11との間に、該更生管13の外周面13aと前記既設管11の内周面11aとを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層23が設けられることを特徴とする。
この止水構造では、立坑やマンホール31との接続部25に至る直前の既設管端部において、更生管13と既設管11との間が水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層23によって水密シールされる。したがって、既設管11と更生管13との間に形成される間隙が、コーキングを用いる場合に比べ、立坑やマンホール33で開口する間隙出口27から十分に深い位置まで止水処理可能となる。また、新たなシール層となる止水層23に水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーが用いられるので、水の浸入により膨張し、既設管11と更生管13との密着性が一層高まり、より高い水密シール性が発揮されることになる。
請求項2記載の既設管と更生管の止水方法は、既設管11に樹脂製の長尺な更生管13を挿入し、該更生管13を前記既設管11の内周面11aに密着させることにより前記既設管11を更生する既設管の止水方法において、
前記更生管13の端部の外周面13aに、水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーからなる止水バンド21を外挿し、
前記既設管11に前記更生管13を挿入し、
前記既設管11内で前記更生管13を加熱し、前記更生管13を前記既設管11に密着させて、前記止水バンド21を前記既設管11の内周面11aと更生管13の外周面13aとの間に設けることを特徴とする。
この既設管と更生管の止水方法では、更生管13の挿入とともに止水バンド21の挿入が行え、かつ更生管13の加熱と同時に止水バンド21が拡径され、立坑やマンホール33に至る直前の既設管端部で、既設管11と更生管13との間に容易に止水バンド21が密着可能となる。
本発明に係る請求項1記載の止水構造によれば、更生管の端部と既設管との間に、更生管の外周面と既設管の内周面とを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層を設けたので、立坑やマンホールとの接続部に至る直前の既設管端部において、止水層が更生管と既設管との間を水密シールし、既設管と更生管との間隙を、立坑やマンホールで開口する間隙出口から十分に深い位置まで止水処理できる。この結果、既設管の亀裂等によって既設管と更生管との間に土中水が流入しても、止水層が吸水によって膨張して間隙出口を水密封止でき、立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる。
請求項2記載の既設管と更生管の止水方法によれば、更生管の端部の外周面に、水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーからなる止水バンドを外挿し、既設管内で加熱し元の形状に復元させる更生管とともに止水バンドを拡径させて、止水バンドを既設管の内周面と更生管の外周面に密着させるので、更生管の挿入とともに止水バンドの挿入が行え、かつ更生管の加熱と同時に止水バンドを、立坑やマンホールに至る直前の既設管端部と更生管との間に密着させることができる。この結果、前工程を増やすことなく、容易に立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる。
以下、本発明に係る止水構造及び既設管と更生管の止水方法の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る止水構造の第一の実施の形態を表す断面図、図2は図1に示した止水構造の加熱復元前の断面図である。
本実施の形態による止水構造は、図2に示すように、既設管11の内部に樹脂製の更生管13が挿入される止水構造に採用される。ここで、既設管11は、立坑やマンホール等の管壁15に端部が接続されている。更生管13は、熱可塑性樹脂よりなる管体であり、その材質には例えばポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等を使用することができる。更生管13は、外径が、ライニング対象となる既設管11の内径と略同一に成形される。
更生管13は、成形直後の高温、約60℃の軟化状態において、図3(a)に示す断面略円形状の状態から図3(b)に示すように外周の一部が凹状に変形され潰され、さらに図3(c)に示す略U字状に折りたたまれる。略U字状とされた更生管13は、図4に示すリール17に巻き取られ、室温まで自然冷却されて硬化することとなる。更生管13は、このリール17に巻かれた状態で保管され、布設現場等へ搬送供給される。
更生管13の既設管11への挿入は、後に詳述するように、高温(例えば約60℃)に加熱され、軟化状態となって繰り出されることで行われる。既設管11に挿入された更生管13は、さらに加熱(例えば約80℃)されることで、元の形状に復元して既設管11の内壁面に密着される。このような止水構造において、更生管13の端部には止水バンド21が外挿されている。止水バンド21は、厚さが1〜3mm、好ましくは2mm程度の厚さの水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーからなり、水分と接触することにより膨張する性質を有している。
止水バンド21は、所定長を有した円筒形状に形成される。また、止水バンド21は、更生管13の端部に配置され、更生管13とともに既設管11に挿入されてもよく、或いは、更生管13の端部がマンホール等の管壁15に到達した時点で、マンホール側から更生管13の端部に外挿されてもよい。このように更生管13に外挿された止水バンド21は、図1に示すように、更生管13が加熱されることで、既設管11の内周面に密着されることとなる。これにより、更生管13の端部における、更生管13と既設管11との間には、更生管13の外周面13aと既設管11の内周面11aとを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層23が設けられることになる。
この止水構造では、立坑やマンホールとの接続部25に至る直前の既設管端部において、更生管13と既設管11との間が止水層23によって水密シールされる。したがって、既設管11と更生管13との間に形成される間隙が、コーキングを用いる場合に比べ、立坑やマンホールで開口する間隙出口27から十分に深い位置Lまで止水処理可能となる。また、新たなシール層となる止水層23に水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーが用いられるので、水の浸入により吸水膨張し、既設管11と更生管13との密着性が一層高まり、より高い水密シール性が発揮されることになる。
したがって、この止水構造によれば、更生管13の端部と既設管11との間に、更生管13の外周面13aと既設管11の内周面11aとを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層23を設けたので、立坑やマンホールとの接続部27に至る直前の既設管端部において、止水層23が更生管13と既設管11との間を水密シールし、既設管11と更生管13との間隙を、立坑やマンホールで開口する間隙出口27から十分に深い位置まで止水処理できる。この結果、既設管11の亀裂等によって既設管11と更生管13との間に土中水が流入しても、止水層23が吸水し膨張して間隙出口27を水密封止でき、立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる。
次に、本発明に係る既設管と更生管の止水方法を説明する。
図3は更生管の変形過程を(a)〜(c)で表した説明図、図4は更生管を巻回したリールの斜視図、図5は更生管の挿入状況を表した説明図、図6は止水バンドの配設状況を表した説明図、図7は更生管の挿入完了状況を表した説明図、図8は更生管の加熱復元過程を(a)〜(d)で表した説明図である。
更生管13は、上記したようにリール17に巻回状態で、布設現場へ搬送供給される。そして、図5に示すように、この巻回状態の更生管13を再び高温軟化状態にして既設管11の内部に繰り出す。
更生管13を高温軟化状態として繰り出すには、専用の復元装置(図示せず)が用いられる。この復元装置は、例えば、硬化したロール状の更生管13を、再び高温軟化温度まで加熱できる加熱チャンバーと、リール17に装着されている更生管13を回転させながらその先端を繰り出し可能とした繰出部と、更生管13の内部へ高温流体を圧送可能な高温流体圧送部等を備える。
既設管11に布設するには、布設の対象となる既設管11の全長より若干長い更生管13のロールが復元装置にセットされる。更生管13は、復元装置の加熱チャンバー内で、軟化状態まで加熱される。この場合の加熱流体としては、空気、蒸気等を好適に用いることができる。布設の対象となる既設管11は、例えば、マンホール31等の設けられている位置を布設開始端とし、また布設終端もマンホール33等の設けられている位置とされる。すなわち、マンホール31,33間をつなぐ既設管11が更生対象となる。
地上より既設管11へ布設される場合には、復元装置が布設開始端のマンホール31の近傍に設置される。続いて、復元装置の加熱チャンバー内で繰出部に巻装された更生管13が引き出され、先端が布設開始端のマンホール31を介して既設管11内へと導入される。この際、更生管13の端部(先端部分近傍)には、止水バンド21を取り付け、例えば接着剤などで仮固定しておく。なお、止水バンド21は、更生管13の端部がマンホール33に到達した時点で、マンホール33から更生管13の端部に外挿してもよい。
マンホール31内への導入は、例えば更生管13の先端に固定した引っ張りベルトが、布設終端側のマンホール33から引っ張られることにより行われる。また、このような引っ張りベルトを使用しない場合には、自走ロボット等を既設管11内に取り込み、この自走ロボット等により牽引させてもよい。
このようにして、更生管13は、布設対象となる既設管11の布設開始端から布設終端まで図6に示すように挿通される。すなわち、更生管13の挿通とともに、この更生管13に外挿された止水バンド21も布設対象の既設管11内に挿通されることになる。更生管13が既設管11に挿通完了したなら、図7に示すように、更生管13を切断する。この更生管13の切断端からは他の止水バンド21が外挿され、他の止水バンド21はマンホール31側の既設管11の端部に配置される。
布設対象となる既設管11の全長に更生管13が挿通されたなら、更生管13が、布設開始端と布設終端との間で所定の張力を付与した状態で支持される。これにより、更生管13の弛み等が除去される。このようにして更生管13の張架が行えたなら、復元装置の高温流体圧送部によって、更生管13の基端側から高温流体が圧送される。この場合の高温流体としては、例えば90℃の蒸気など空気と水の混合流体が用いられる。
なお、更生管13には、先端となる布設終端側の開口面積を所定量絞って減少させる構造とすることが好ましい。すなわち、更生管13の布設終端である先端にクランプ部材などを取り付け、小径な開口部分を形成させ、更生管13内に圧送される高温流体の逃げ口を設ける。これにより、更生管13内の圧力を高めさせることが可能となり、高温流体圧送部からの圧力が、更生管13を既設管11の内壁面へ密着させる方向に効率良く作用するようになる。
高温流体が内部に供給されると、更生管13は、先ず、図8(a)に示す略U字状に変形された状態から、図8(b)に示すように潰された内部空間35が半径方向外側に拡がる状態へ展開される。この状態から高温流体圧送部よりさらに高温流体が圧送されると、図8(c)に示すように、更生管13がさらに径方向に復元し、断面形状が円形状に近くなる。
図8(d)に示すように更生管13が略元の断面形状まで復元されたなら、更生管13の終端側を絞り、所定時間、高温高圧の流体が加えられた状態のままとする。これにより、更生管13は、完全に元の形状に復元され、外周面13aが既設管11の内壁面11aに密着されることになる。これと同時に、既設管内で加熱し元の形状に復元される更生管13とともに止水バンド21が拡径され、この止水バンド21が既設管11の内周面11aと更生管13の外周面13aに密着される。したがって、更生管13の挿入とともに止水バンド21の挿入が行え、かつ更生管13の加熱による復元と同時に止水バンド21が拡径され、マンホール33に至る直前の既設管端部で、既設管11と更生管13との間に容易に止水バンド21が密着可能となる。
したがって、この既設管と更生管の止水方法によれば、更生管13の端部の外周面に、水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーからなる止水バンド21を外挿し、既設管内で加熱によって復元する更生管13とともに止水バンド21を拡径させて、止水バンド21を既設管11の内周面11aと更生管13の外周面13aに密着させるので、更生管13の挿入とともに止水バンド21の挿入が行え、かつ更生管13の加熱による復元と同時に止水バンド21を、既設管11と更生管13との間に密着させることができる。この結果、前工程を増やすことなく、既設管11と更生管13との間に止水層23を構成して、容易に立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる。
次に、本発明に係る止水構造及び既設管と更生管の止水方法の第二の実施の形態を説明する。
図9は本発明に係る止水構造の第二の実施の形態を表す断面図である。なお、図1〜図8に示した部材及び部位と同一の部材及び部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
この実施の形態による止水構造は、枝管41の接続された既設管11に樹脂製の更生管13を挿入し、更生管13を加熱し元の形状に復元させて既設管11と枝管41との内周面に密着させる止水構造に採用される。
すなわち、この止水構造では、更生管13と、既設管11及び枝管41の接続部43との間に、更生管13の外周面13aと接続部43の内周面43aとを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層23が設けられている。
この止水構造では、地盤変動等によって開口し易い枝管41の接続部43における内周面43aが、止水層23によって裏張り(ライニング)され、更生管13のみによるライニングでは不十分であった接続部43が、止水層23によって確実に止水処理される。また、新たな止水層に水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーが用いられるので、水が浸入した場合には吸水膨張し、更生管13と接続部43との密着性が一層高まり、より高い水密シール性が発揮されることになる。
したがって、この止水構造によれば、更生管13と、既設管11及び枝管41の接続部43との間に、更生管13の外周面13aと接続部43の内周面43aとを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層23を設けたので、地盤変動等によって開口し易い枝管接続部43の内周面43aを、止水層23によってライニングして止水処理できる。この結果、枝管接続部43の開口43b等から土中水が流入しようとしても、止水層23が吸水膨張して開口からの浸入を阻止し、既設管11を伝わることでの立坑やマンホール内への漏水を確実に防止することができる。
次に、第二の実施の形態の既設管と更生管の止水方法を説明する。
図10は更生管の挿入状況を表した説明図、図11は止水バンドが接続部に配設された状況を表した説明図、図12は更生管の挿入完了状況を表した説明図、図13は更生管の加熱復元過程を(a)〜(d)で表した説明図、図14は穴あけ工程を表した接続部断面図である。
この止水方法においても、更生管13を繰り出すには、上記した復元装置が用いられる。図10に示すように、既設管11に挿入される更生管13には、端部から所定の距離Tに、止水バンド21が取り付けられ、例えば接着剤にて仮固定される。この距離Tは、図11に示すように、更生管13の端部がマンホール33に到達した際の、更生管先端から枝管41までの距離Tと一致させる。
なお、枝管41の接続部43を水密シールする手段としては、上記した円筒状の止水バンド21の他、接続部43を覆う面積を有するものであれば、更生管13の外周の周方向の長さ(周長)の3/4〜4/5円周長程度を有するシート材であってもよい(図15参照)。この場合のシート材は、接続部43に対面する更生管13の上面に、予め接着剤等によって貼着し、仮固定しておく。
更生管13の端部がマンホール33に到達し、止水バンド21が枝管41の位置に配置されたなら、図12に示すように、更生管13の基端側が切断される。次いで、上記のようにして、更生管13の張架が行えたなら、復元装置の高温流体圧送部によって、更生管13の基端側から高温流体が圧送される。高温流体が内部に供給されると、更生管13は、先ず、図13(a)に示す略U字状に変形された状態から、図13(b)に示すように潰された内部空間35が半径方向外側に拡がる状態へ展開される。この状態から高温流体圧送部よりさらに高温流体が圧送されると、図13(c)に示すように、更生管13がさらに径方向に復元し、断面形状が円形状に近くなる。
更生管13が略元の断面形状まで復元されたなら、更生管13の終端側を絞り、所定時間、高温高圧の流体が加えられた状態のままとする。これにより、更生管13は、完全に元の形状に復元され、外周面13aが既設管11の内壁面11aに密着されることになる。これと同時に、既設管内で加熱し、元の形状に復元される更生管13とともに止水バンド21が拡径され、この止水バンド21が既設管11の内周面11aと更生管13の外周面13aに密着される。したがって、更生管13の挿入とともに止水バンド21の挿入が行え、かつ更生管13の加熱による復元と同時に止水バンド21が拡径され、枝管41の接続部43の位置で、既設管11と更生管13との間に容易に止水バンド21が密着可能となる。
上記のようにして既設管11の内周面11aに密着させた止水バンド21及び更生管13は、枝管41へ向けて穴あけがなされる。穴あけは、更生管13と止水バンド21の枝管41に対応する箇所に、枝管41の内径よりも小径の貫通孔を更生管13の内側から形成する。この孔開け工程では、図示しないエンドミル等の加工具を備えた穴あけ装置51を更生管13の内部に搬入し、枝管41の接続位置に対応した位置に設置する。穴あけ装置51は、図示しないセンサやカメラからの情報によって位置決めされるようになっている。
穴あけ装置51は、枝管41に位置決めされた状態で、更生管13に向かって加工具を上昇させ、更生管13及び止水バンド21に円形状の貫通孔を形成する。次いで、貫通孔の周縁部を張出具53によって更生管13の内側から枝管41の内部に向かって押し広げることで、止水バンド21及びこの止水バンド21に連続する張出部55を枝管41の内部に張出させて、枝管41の内周面41aに密着させる。なお、張出具53は、加熱ヒータなどを内蔵した構成とされ、枝管41の内部に向けて更生管13と止水バンド21とを熱変形させて、その張出部55を形成する。
このように、更生管13が枝管41に張出されることで、貫通孔の同時に穿設された止水バンド21も枝管41へ張出されることとなり、止水バンド21は、接続部43の内周面43aを覆うこととなる。
したがって、この既設管と更生管の止水方法によれば、更生管13の外周面に水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーからなる止水バンド21を固定し、既設管内で加熱によって復元する更生管13とともに止水バンド21を枝管接続部43で拡径させ、更生管13及び止水バンド21を枝管内へ向けて穴あけした後、穴の周縁を同方向へ張出させて枝管41の内周面41aに密着させるので、既設管11への更生管13の挿入工程を利用して、既設管11の途中部分に位置する枝管接続部43に止水バンド21を配置させることができ、さらに更生管13の加熱による復元と同時に止水バンド21を接続部43で拡径させることができる。そして、拡径後の更生管13及び止水バンド21を枝管41へ向けて張出させることで、接続部43における管路内周面43aを既設管11と枝管41とに渡って止水バンド21によって覆われ、止水層23が形成されることとなる。この結果、予め止水バンド21を挿入貼付けする等の前工程を増やすことなく、枝管接続部43からの土中水流入を確実に防止することができる。
なお、上述した各実施の形態では、止水バンド21を水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーにて、所定長を有した円筒形状に形成される例として述べたが、この止水バンドは、所定長の全長にわたって水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーにて形成しなくともよく、長さ方向の中途に、周方向で連続するような略環状に水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水部を備え、その他の部分では、非水膨張性ゴム等を素材として、全体が略筒状に形成されるような構造として、上述した各止水構造を構成させることとしてもよい。
本発明に係る止水構造の第一の実施の形態を表す断面図である。 図1に示した止水構造の加熱復元前の断面図である。 更生管の変形過程を(a)〜(c)で表した説明図である。 更生管を巻回したリールの斜視図である。 更生管の挿入状況を表した説明図である。 止水バンドの配設状況を表した説明図である。 更生管の挿入完了状況を表した説明図である。 更生管の加熱復元過程を(a)〜(d)で表した説明図である。 本発明に係る止水構造の第二の実施の形態を表す断面図である。 更生管の挿入状況を表した説明図である。 止水バンドが接続部に配設された状況を表した説明図である。 更生管の挿入完了状況を表した説明図である。 更生管の加熱復元過程を(a)〜(d)で表した説明図である。 穴あけ工程を表した接続部断面図である。 他の実施の形態による止水構造の断面図である。
符号の説明
11…既設管
11a…既設管の内周面
13…更生管
13a…更生管の外周面
21…止水バンド
23…止水層

Claims (2)

  1. 既設管に樹脂製の長尺な更生管を挿入し、該更生管を前記既設管の内周面に密着させる止水構造において、
    前記更生管の端部における該更生管と前記既設管との間に、該更生管の外周面と前記既設管の内周面とを水密シールする水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーよりなる止水層が設けられることを特徴とする止水構造。
  2. 既設管に樹脂製の長尺な更生管を挿入し、該更生管を前記既設管の内周面に密着させることにより前記既設管を更生する既設管の止水方法において、
    前記更生管の端部の外周面に、水膨張性ゴム及び/又は水膨張性エラストマーからなる止水バンドを外挿し、
    前記既設管に前記更生管を挿入し、
    前記既設管内で前記更生管を加熱し、該更生管を前記既設管に密着させて、前記止水バンドを前記既設管の内周面と更生管の外周面の間に設けることを特徴とする既設管と更生管の止水方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014193042A1 (ko) * 2013-05-29 2014-12-04 한국에너지기술연구원 열에너지용 배관
WO2019013260A1 (ja) 2017-07-11 2019-01-17 クオリカプス株式会社 腸溶性硬質カプセル

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