JP2009023295A - 既設管の更生工法に使用される長尺状の帯状体および既設管の更生工法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設管の更生工法に使用される帯状体の補強部材が腐食するのを防止することを課題とする。
【解決手段】両側縁部に接合部が形成された帯状部材２と、該帯状部材に嵌合された金属板材からなる補強部材３とを備え、既設管内において連続的に供給して螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を相互に接合して管状体を形成する帯状体である。前記補強部材は、管状体を形成する前記帯状部材の外側に設けられ、前記補強部材の金属板材材は、防食性を有する樹脂被膜で被覆されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管の内周面に長尺の帯状部材を螺旋状に巻回して管状体（更生管）を形成する長尺状の帯状体および既設管の更生工法に関する。

農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管においては、ひび割れや腐食などにより既設管が老朽化した際の対策として、既設管の内周面を合成樹脂などにてライニングすることによって管状体を形成し既設管を更生する方法が採られている。

このような既設管の内周面に管状体を施工する方法としては、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状体（長尺プロファイル）を既設管内において螺旋状に巻回して製管する方法が知られている。

例えば、長尺プロファイルを巻いたドラムを地上に設置する一方、既設管内に製管装置を配置し、ドラムから帯状部材を製管装置に連続的に供給し、製管装置によって帯状部材を螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を相互に接合して既設管内に管状体を形成し、既設管内面と管状体の外面との間に生じる間隙に裏込め材を注入充填することで、既設管、裏込め材および管状体からなる複合管を形成する更生工法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

かかる更生工法は、裏込め材を注入する工程を必要とするとともに、裏込め材の材料コストが必要となり、さらに、形成された管状体は既設管よりも内径が小さくなるため、内部を流すことができる最大水量が少なくなるという欠点があった。

そこで、既設管と管状体との間に隙間を形成させずに管状体を製管することができる更生工法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。かかる更生方法は、長尺プロファイルを螺旋状に巻回して管状体を形成するにあたり、既に巻回された長尺プロファイルを案内ローラで外周方向に押し広げることにより、既設管の内面に押し付けて管状体を形成するものである。

また、前記それぞれの更生工法に使用される長尺プロファイルは、複数のリブが長手方向に沿って形成された長尺帯状の帯状部材と、リブ間に嵌合された金属製の補強部材とからなるものである。
特開２００３−２６２２８８号公報 特表２００２−５２５５２６号公報

長尺プロファイルは、管状体に形成された際には、補強部材が管状体の外側に位置する。このため、前記既設管内面と管状体の外面との間に生じる間隙に裏込め材を注入充填する特許文献１に記載の更生工法は、既設管の老朽化等による雨水の漏水に晒されることはほとんどないが、特許文献２に記載の更生工法においては、裏込め材を注入充填しないため、補強部材が漏水等に晒され腐食しやすくなる問題がある。仮に、補強部材を無くした長尺プロファイルを使用した場合には、裏込め材を注入充填しない特許文献２に記載の更生工法においては、複合管の強度が十分に得られず強度的に問題がある。

本発明は、それぞれの既設管の更生工法に使用される帯状体の補強部材が腐食するのを防止することを第１の課題とする。

さらに、本発明は、強度復元を要求される補強部材を備えた帯状体を採用する場合でも、裏込め材の注入充填工程を省略することができ、安価で高強度な更生管を形成することができることを第２の課題とする。

本発明は上記問題点を解決するため、以下の様な構成とするものである。

本発明の長尺状の帯状体は、両側縁部に接合部が形成された帯状部材と、該帯状部材に嵌合された金属板材からなる補強部材とを備え、既設管内において連続的に供給して螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を相互に接合して管状体を形成する帯状体であって、前記補強部材は、管状体を形成する前記帯状部材の外側に設けられ、前記補強部材の金属板材は、防食性を有する樹脂被膜で被覆されていることにある。

本発明の長尺状の帯状体の前記補強部材は、帯状部材に所定の間隔を有して突設されたリブ間に嵌合され、しかも、前記補強部材は、リブの先端面よりも内側に設けられている。

本発明の長尺状の帯状体の前記互いに隣接するリブ間には、補強部材を覆うように保護シートが取り付けられているのが好ましい。

本発明の既設管の更生工法は、既設管内において、両側縁部に接合部が形成された前記請求項１に記載の長尺状の帯状体を連続的に供給して螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を製管装置の内面ローラおよび外面ローラにより、相互に接合して管状体を形成する既設管の更生工法において、前記製管装置の前記内面ローラが前記帯状部材の内面を転動し、且つ外面ローラが、前記補強部材に接触しないように前記帯状部材の外面を転動することにある。

本発明の既設管の更生工法は、前記外面ローラが、前記帯状部材のリブの先端面を転動するのが好ましい。

本発明は、帯状体の補強部材が防食性を有する樹脂被膜で被覆されているので、補強部材が腐食するのを防止できるとともに、強度復元を要求される既設管の更生に使用することができる。

また、裏込め材を注入充填しない既設管の更生工法にも帯状体を採用でき、安価で高強度な更生管を形成することができる。

本発明の長尺状の帯状体の一実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
既設管の更生工法に使用される帯状体としての長尺プロファイル１は、図１および図２に示すように、帯状部材２と補強部材３によって構成されている。

帯状部材２は、合成樹脂（例えば硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）を長尺帯状に成形した部材である。帯状部材２の外面には複数のＴ字状のリブ２１ａ、２１ｂが長手方向に沿って形成されている。リブ２１ａ、２１ｂは、突出部２３と、突出部２３の先端から左右方向（帯状部材２の幅方向）に延設された帯状部２４とからなる。

帯状部材２の両端部にはそれぞれ互いに内外に重なり合って係合する接合凸部２２ａと接合凹部２２ｂとが長手方向に沿って形成されている。

前記補強部材３は、長尺状の金属板材（例えば鋼板）を断面略Ｗ字形に加工したものである。すなわち、補強部材３は、一対の脚部３ａ、３ａと、両脚部３ａ、３ａの上端を連結する第１連結部３ｂと、両脚部３ａ、３ａの両側に位置する一対の外側部３ｃ、３ｃと、両脚部３ａ、３ａの下端と外側部３ｃ、３ｃの下端とを連結する第２連結部３ｄ、３ｄとを備えている。

補強部材３の全表面には、防食性を有する樹脂被膜５が被覆されている。かかる樹脂被膜５は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂からなる。

補強部材３は、帯状部材２の互いに隣接するリブ２１ａ、２１ｂ間に嵌合されており、第２連結部３ｄ、３ｄが樹脂被膜５を介して帯状部材２の平坦部の表面に当接し、外側部３ｃ、３ｃの先端が、樹脂被膜５を介してリブ２１ａ、２１ｂの帯状部２４に係合している。

また、図２に示すように、補強部材３は帯状部材２のリブ２１ａ、２１ｂよりも内側に設けられている。すなわち、帯状部材２のリブ２１ａ、２１ｂの先端面（帯状部２４の表面）よりも補強部材３の第１連結部３ｂの表面が、所定寸法Ｔだけ低く設定されている。従って、長尺プロファイル１を後述するように、管状体に形成した際に、補強部材３が帯状部材２から径外方向に突出しないようになっている。

そして、長尺プロファイル１は、帯状部材２に補強部材３を嵌め込んだ状態でドラムに巻き付けられ、この状態で施工現場に供給される。また、長尺プロファイル１は、帯状部材２と補強部材３とが別々にドラムに巻き取られ、施工現場において、帯状部材２のリブ２１ａと２１ｂとの間に補強部材３を嵌め込みながら施工することも可能である。

次に、前記構成からなる補強部材３の製造方法について、図３〜図１０を参照しながら説明する。

図３〜図５に補強部材の第１製造方法（Ａ方式）を示す。本Ａ方式は、図３に示す平板被覆ラインと、図４に示すロール成形ラインとにより実施する。

先ず、平板被覆ラインにおいて、アンコイラ５０に、長尺状の鋼材５１ａがコイル状に巻かれた原反コイル５１（図５（ａ）にこのときの鋼材の断面を示す。）をセットし、その原反コイル５１を外周から巻きほぐす。このとき、レベラ５２にてコイル状に巻かれていた鋼材５１ａの巻き癖を除去した後に、鋼材５１ａをヒーター５３で予備加熱する。

次に、予備加熱された鋼材５１ａを樹脂被覆装置５５に送る。樹脂被覆装置５５は、接着剤被覆用金型５６と、接着剤被覆用金型５６に接着剤を押し出す押出機５７と、樹脂被覆用金型５８と、この樹脂被覆用金型５８にＰＶＣまたはＰＥＴ等の樹脂を押し出す押出機５９とを備えている。そして、予備加熱された鋼材５１ａが接着剤被覆用金型５６を通過する際に、鋼材５１の表面に接着剤を押出機５７で押し出して塗布する。

さらに、接着剤５４が塗布された鋼材５１ａの表面に、樹脂を押出機５９で押し出して樹脂被膜５を被覆する（図５（ｂ）にこのときの鋼材の断面を示す。）。さらに、冷却金型６０ａで所定温度に冷却した鋼材５１ａを、引取機６０で搬送し、鋼材５１ａを被覆済みコイル５１ｂに巻き取る。

さらに、ロール成形ラインにおいて、被覆済みコイル５１ｂをアンコイラ５０ａにセットし、その鋼材５１ａを外周から巻きほぐし、加熱装置としての加温槽６３で６０°Ｃ〜８０°Ｃの範囲の所定温度で加熱した後に、成形装置（フォミングロール）６４を通過させながら次第に長尺状の補強部材３に成形する（図５（ｃ）このときの補強部材の断面を示す。）。所定形状に成形した補強部材３を、ベントロール６５により湾曲させた後にドラムに巻き取る。

補強部材の製造方法は、前記のＡ方式に限定されるものではなく、他の補強部材の第２製造方法（Ｂ方式）を、図６および図７に示す。本Ｂ方式は、ロール成形ラインの後方に樹脂被覆ラインを配置したものである。先ず、原反コイル５１をアンコイラ５０ｂにセットし（図７（ａ）にこのときの鋼材の断面を示す。）、加温槽６３で６０°Ｃ〜８０°Ｃの範囲で加熱し、その後にフォミングロール６４を通過させて鋼材５１ａを所定形状に成形する（図７（ｂ）にこのときの鋼材の断面を示す。）。

次に、所定形状に成形した鋼材５１ａを樹脂被覆装置５５に送る。樹脂被覆装置５５において、接着剤被覆用金型５６を通過する鋼材５１の表面に、接着剤５４を押出機５７で押し出して塗布する。接着剤５４が塗布され且つ樹脂被覆用金型５８を通過する鋼材５１ａの表面に、樹脂を押出機５９で押し出して被覆し、長尺状の補強部材３を成形する（図７（ｃ）にこのときの補強部材の断面を示す。）。さらに、冷却金型５９で所定温度に冷却した補強部材３を、ベントロール６５により湾曲させた後にドラムに巻き取る。

更に、他の補強部材の第３製造方法（Ｃ方式）を、図８〜図１０に示す。本Ｃ方式は、ＰＶＣまたはＰＥＴ等のフィルム６２を鋼板５１ａに接着してなるラミネート鋼板５１ｃを使用する（図９（ａ）にラミネート鋼板の断面を示す。）。ラミネート鋼板５１ｃがコイル状に巻かれた原反コイル５１をアンコイラ５０ｃにセットし、加温槽６３で６０°Ｃ〜８０°Ｃの範囲で加熱し、フォミングロール６４を通過させてラミネート鋼板５１ｃを所定形状に成形する（図９（ｂ）にこのときの補強部材の断面を示す。）。

本Ｃ方式により製造される補強部材１は、ラミネート鋼板５１ｃを所定形状に成形したものであるため、鋼板５１ａの両端が露出することとなる。従って、補強部材３の外側部３ｃ、３ｃの先端部と、帯状部材２のリブ２１ａ、２１ｂとの間には、止水剤６５ａが補強部材１の長手方向にわたって介在されている（図９（ｃ）参照）。この止水剤６５ａにより、補強部材１の外側部３ｃ、３ｃの先端部と、帯状部材２のリブ２１ａ、２１ｂとの間を水密状にシールすることができ、補強部材１の外側部３ｃ、３ｃの両端が腐食するのを防止できる。

また、補強部材１は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、外側部３ｃ、３ｃの先端部をフランジ状に両側に屈曲させることも可能である。このように、外側部３ｃ、３ｃの両端部をフランジ状に両側に屈曲させた場合には、その両端部とリブ２１ａ、２１ｂとの間に止水剤６５ｂを介在させ、また、第２連結部３ｄと帯状部材２との間に止水剤６５ｃを介在させる。

次に、前記構成からなる長尺プロファイル１を用いた既設管の更生工法の実施の形態について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。

先ず、図１１に示すように、既設管１００には所定スパンごとにマンホール１０１、１０２が設けられており、既設管１００内に管状体１０５を製管する。管状体１０５の製管には、長尺プロファイル１を巻いた中出し式の帯状部材用ドラム８１、製管装置９０、油圧ユニット８３及び発電機８２などを使用する。製管装置９０及び油圧ユニット８３は、マンホール１０１を通じて、更生対象となる既設管１００内の上流側端部に搬入し設置しておく。

製管装置９０は、図１２に示すように長尺プロファイル１を複数の案内ローラ９１で外周方向に押し広げる公知ものが使用される。製管装置９０は、接合機構部９２を備え、接合機構部９２は、内面ローラ９３と、内面ローラ９３とは逆方向に回転する外面ローラ９４とを有する。これらの内面ローラ９３及び外面ローラ９４の間に長尺プロファイル１を挟み込んで送り出すようになっている。

内面ローラ９３は、図１３に示すように、長尺プロファイル１の幅に略相当する長さを有した円筒状に形成され、その外周面が管状体の内周面となる側の長尺プロファイル１の平坦な内面に接触して回転する。

外面ローラ９４は、長尺プロファイル１の隣接するリブ２１ａ、２１ｂ間にわたって配置されるように、そのリブ２１ａ、２１ｂの帯状部２４、２４の外側縁と略同等の長さに設定されている。従って、外面ローラ９４の両端部の外周面９４ａは、長尺プロファイル１のリブ２１ａ、２１ｂの帯状部２４の表面に接触して回転する。なお、外面ローラ９４の外周面は、ローレット加工が施されており、長尺プロファイル１を滑ることなしに送り出す。

また、外面ローラ９４の両端部の外周面９４ａ以外の部分（リブ接触面間の部分）９４ｂは、リブ接触面９４ａの直径よりも小径に設けられており、前記補強部材３は帯状部材２のリブ２１ａ、２１ｂよりも内側に設けられていることと相まって、このリブ接触面間の部分９４ｂが補強部材３に接触しないようになっている。

これにより、互いに逆方向に回転する内面ローラ９３及び外面ローラ９４により、新たに供給された長尺プロファイル１を挟み込んで既に螺旋状に巻回された長尺プロファイル１に向けて送り出すことができる。このとき、外面ローラ９４は、補強部材３に接触しないため、樹脂被膜５を剥がしてしまうことはない。

製管装置９０の周回移動（公転）により、先に巻回された長尺プロファイル１の接合凹部２２ｂに、新たに供給される長尺プロファイル１の接合凸部２２ａが接合され、管状体１０５が順次製管されていく。このような製管過程によって，製管装置９０は、任意の外径の管状体を製管することができる。しかも、この製管装置９０は、既設管２００の内周面に隙間なく管状体を製管することができるため、モルタル充填工程が不要となる。

既設管１００の施工対象領域（更生領域）の全長にわたって管状体の製管が終了すれば、製管装置を分解し、製管装置及び油圧ユニット８３などの機器類を撤去する。

前記工法において、一つのドラムから繰り出される長尺プロファイル１の供給量だけで不足する場合、このドラムから繰り出される長尺プロファイル１の末端部に、別のドラムから繰り出される長尺プロファイル１の先端部を継ぎ足し接続することで、長尺プロファイル１を連続供給するようにしている。

次に、その接続方法について図１４から図１６を参照しながら説明する。なお、補強部材３は塩化ビニル被膜により被覆されている。

まず、長尺プロファイル１の端部の帯状部材２のみを所定幅だけ切断することにより、補強部材３の端部を突設させる（図１４（ａ）参照）。そして、補強部材３の端部同士を金属溶接によって接続後、塩化ビニル溶接で樹脂被覆層を形成すること６７によって接続する（図１４（ｂ）参照）。さらに、帯状部材間の端部間の間隙は、接続板（塩化ビニル板）７０を補強部材３の両面に配置し、帯状部材２と塩化ビニル板７０とを溶接する（図１４（ｃ）参照）。

また、補強部材３の端部に塩化ビニル製のプラグ７１を外嵌することにより、補強部材３の端部同士を接続する（図１５（ａ）参照）。さらに、帯状部材２の端部間の間隙は、塩化ビニル板７２を配置し溶接する（図１５（ｂ）参照）。

また、長尺プロファイル１の端部の帯状部材のみを所定幅だけ切断することにより、補強部材３を突設させて挿し接続部３ｅを形成する。また、他方は、帯状部材２から補強部材３を凹設させた受け接続部を形成する（図１６（ａ）参照）。そして、補強部材３同士を金属溶接によって接続後、塩化ビニル溶接で樹脂被覆層を形成することによって接続するとともに、受け挿し接続を行い帯状部材２の端部同士を溶接する（図１６（ｂ）参照）。

以上のような長尺プロファイル１の接続方法を採用することにより、補強部材の金属面を露出することなく、長尺プロファイル１を接続することができる。

本発明の長尺プロファイル１を用いた更生工法は、前記のものに限定されるものではない。既設管内面と管状体の外面との間に生じる間隙に裏込め材を注入充填する特許文献１に記載の更生工法にも採用可能である。かかる工法では、製管装置に送りローラとして外面送りローラと内面送りローラとを備えている。この外面送りローラも長尺プロファイル１の補強部材３が接触しない構造とすることができる。

また、製管装置を上流側マンホールに設置して長尺プロファイルを送り込む元押式の更生工法にも採用可能である。

図１７（ａ）に示すように、帯状部材２のリブ２１ａ、２１ｂの先端部には、互いに対向する断面コの字状の凹部２５がそれぞれ設けられている。この凹部２５に長尺状の保護シート２６の両端部を嵌合することにより、この保護シート２６で補強部材３を保護するようにしてもよい。

また、図１７（ｂ）に示すように、前記保護シートを使用しない場合も実施可能である。

また、図１７（ｃ）に示すように、弾性材料からなる変形拘束ロール９５を外面ローラ９４に設けてもよい。

本発明の帯状体としての長尺プロファイルを示す断面斜視図である。 同断面正面図である。 本発明の長尺プロファイルフィルムに使用される補強部材の製造方法における平板被覆ラインの工程を示す斜視図である。 同ロール成形ラインの工程を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図３および図４に示す補強部材の製造方法におけ補強部材の断面図である。 本発明の長尺プロファイルに使用される補強部材の製造方法におけるロール成形・樹脂被覆ラインの工程を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図６に示す補強部材の製造方法におけ補強部材の断面図である。 本発明の長尺プロファイルに使用される補強部材の製造方法におけるロール成形ラインの工程を示す斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、図８に示す補強部材の製造方法におけ補強部材の断面図、（ｃ）は長尺プロファイルの断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図８に示す補強部材の製造方法におけ補強部材の断面図、（ｃ）は長尺プロファイルの断面図である。 本発明の既設管の更生工法の概略を示す断面図である。 同更生工法における使用される製管装置の概略図である。 同製管装置の外面ローラで長尺プロファイルを案内する状態の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、長尺プロファイル同士を接続する方法をそれぞれ示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、長尺プロファイル同士を接続する方法をそれぞれ示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、長尺プロファイル同士を接続する方法をそれぞれ示す概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、長尺プロファイルの他の例をそれぞれ示す断面図である。

符号の説明

１ 長尺プロファイル（帯状体）
２ 帯状部材
２ａ，２ｂ 接合部
３ 補強部材
５ 樹脂被膜
２１ａ、２１ｂ リブ
２２ａ 接合凸部
２２ｂ 接合凹部
２６ 保護シート
９０ 製管装置
９１ 案内ローラ
９２ 接合機構部
９３ 内面ローラ
９４ 外面ローラ
１００ 既設管

Claims (5)

1. 両側縁部に接合部が形成された帯状部材と、該帯状部材に嵌合された金属板材からなる補強部材とを備え、既設管内において連続的に供給して螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を相互に接合して管状体を形成する既設管の更生工法に使用される帯状体であって、
   前記補強部材は、管状体を形成する前記帯状部材の外側に設けられ、前記補強部材の金属板材は、防食性を有する樹脂被膜で被覆されていることを特徴とする既設管の更生工法に使用される長尺状の帯状体。
2. 前記補強部材は、帯状部材に所定の間隔を有して突設されたリブ間に嵌合され、しかも、前記補強部材は、リブの先端面よりも内側に設けられている請求項１に記載の既設管の更生工法に使用される長尺状の帯状体。
3. 前記互いに隣接するリブ間には、補強部材を覆うように保護シートが取り付けられている請求項１に記載の既設管の更生工法に使用される長尺状の帯状体。
4. 既設管内において、両側縁部に接合部が形成された前記請求項１に記載の長尺状の帯状体を連続的に供給して螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を製管装置の内面ローラおよび外面ローラにより、相互に接合して管状体を形成する既設管の更生工法において、
   前記製管装置の前記内面ローラが前記帯状部材の内面を転動し、且つ外面ローラが、前記補強部材に接触しないように前記帯状部材の外面を転動することを特徴とする既設管の更生工法。
5. 前記外面ローラが、前記帯状部材のリブの先端面を転動する請求項４に記載の既設管の更生工法。

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