JP2009281567A - 管体および既設管の更生方法 - Google Patents

管体および既設管の更生方法 Download PDF

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Abstract

【課題】既設管を更生するための管体を既設管内を流下する流水に安定した姿勢で浮かせて運搬する。
【解決手段】管本体部2の一端に受け口1aが、その他端に差し口1bがそれぞれ形成された管体1において、管本体部2の前後各端管底部にそれぞれジャッキ3を介して弓形状の止水板4が着脱自在に固定されるとともに、前後一対の止水板4を貫通するバイパス管5が管体1の軸心と軸心を平行に配設される。これにより、止水板4に衝突する流水をバイパス管5を通して管体1の下流側に流出させ、管体1内部に流れ込む流水量を可及的に抑制することができる。したがって、バイパス管5を流れる流水によって管体1の重心が下方に移動し、一定の浮力を確保しつつ管体1を安定した姿勢で運搬することができる。
【選択図】図1

Description

この発明は、管体および管体を利用した既設管の更生方法に関するものである。
従来より、老朽化した下水路、農業用水路、電力水路などの既設管を更生するため、一端に受け口100aが形成されるとともに、他端に差し口100bが形成され、例えば、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)と樹脂モルタルとの積層構成からなるプラスチック複合管などの管体100(図11参照)を順次接合して更生管を構築した後、既設管と更生管との間隙に裏込め材を充填することが提案され、実施されている。
具体的には、発進側立坑M1に順次管体100を吊り下ろし、運搬台車110のジャッキ111によって支持材112を上昇させて管体100を担ぎ上げた後、作業者によって、あるいは、管運搬用バッテリーカー(図示せず)を利用して既設管S内に搬入し、対向する管体100の受け口100aに差し口100bを順次接合することにより、発進側立坑M1と図示しない到達側立坑との間にわたって複数本の管体100による更生管を構築し、次いで、既設管Sと更生管との間隙にモルタルなどの裏込め材を充填して既設管Sに更生管を固定するようにしている。
ところで、このような管体100を用いて下水路などの既設管を更生する場合、下水などの流水が流下している環境下では、電気部品が故障するおそれがあるため、バッテリーカーなどを利用することができず、既設管を流下する流水をバイパスさせる必要がある。
すなわち、ライニング対象の既設管を挟む発進側立坑やマンホールと到達側立坑やマンホールとの間にわたって道路上にバイパス配管を敷設し、流水をバイパスさせる水替え作業が必要となる。このような水替え作業に伴って、更生作業が長時間に及ぶとともに、バイパス配管の敷設に伴う交通規制によって交通渋滞などを招来するものとなる。このため、主に都市部において、水替え作業が困難な場合が多い。したがって、水替え作業を行うことなく流水が流下している環境下で既設管を更生することが要請されていた。このような要望に対して、管体の外周面に発泡スチロール板を巻き付けるとともに、その外周面に薄い鋼板を巻き付けてリベット止めし、さらに、管体の両端に止水板を取り付けて管体の浮力を確保することにより、流水に浮かせて管体を順次既設管内に運搬して接続することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−285317号公報
ところで、前述した管体においては、発泡スチロール板および鋼板を順次巻き付けて止着しなければならず、事前の準備作業に多くの時間が必要になるとともに、浮力によって流水に浮いた管体を既設管内に運搬する際、止水板に流水が衝突することに伴う負荷を支持する必要があり、また、周方向に回転し易いため、バランスを確保して管体を運搬することが容易でないという問題がある。さらに、運搬中に水位が変化すると、前後の管体の軸心がずれることから、心合わせがしづらい他、管体内に作業者が入り込んで作業する関係上、止水板の高さを一定以下に設定する必要があるが、これに伴って、止水板に衝突した流水が止水板を乗り越えて管体内に流れ込むことで浮力が低下し、場合によっては管体が沈み込んで運搬できない事態を招来するおそれがある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、既設管内を流下する流水に安定した姿勢で浮かせて運搬することのできる管体を提供するとともに、管体を利用して既設管を円滑に更生することのできる既設管の更生方法を提供するものである。
本発明の管体は、管本体部の一端に受け口が、その他端に差し口がそれぞれ形成された管体であって、管本体部の前後各端管底部にそれぞれ固定治具を介して弓形状の止水板が着脱自在に固定されるとともに、前後一対の止水板を貫通するバイパス管が管体の軸心と軸心を平行または略平行に配設されることを特徴とするものである。
本発明によれば、管体は、その管本体部の前後各端部に固定した止水板によって浮力を確保することができ、既設管内を流下する流水に浮かせて既設管内に運搬することができる。この際、止水板に衝突し、止水板を乗り越えて管体内に流れ込もうとする流水は、バイパス管に面する流水がバイパス管を通って管体の下流側に流出されることから、管体内部に流れ込む流水量を可及的に抑制することができる。
この結果、バイパス管を流れる流水によって、さらには、管体内部に流れ込んだ一部の流水が加わって管体の重心を下方に移動させるため、一定の浮力を確保して管体を安定した姿勢で運搬することができるとともに、止水板に衝突する流水による抵抗を削減して少ない労力で管体を運搬することができる。
なお、管体の浮力に見合う水位を確保するには、その水位に見合う高さの堰を既設管の下流側に設け、既設管を流下する流水を貯えて余剰分を溢水させればよい。
本発明において、前記バイパス管の受け口側一端にその他端と接続可能なインクリーザが形成されることが好ましい。これにより、既設管を流下する流水の水位が変化し、先行する管体の軸心に対して後続する管体の軸心が若干ずれたとしても、先行する管体のバイパス管の一端側インクリーザに後続する管体のバイパス管の他端を接続することができる。先行する管体のバイパス管と後続する管体のバイパス管とが接続されたならば、先行する管体の軸心と後続する管体の軸心は一致することから、管体同士の心合わせが容易となる。
本発明において、前記止水板に水位を調整可能な堰が形成されることが好ましい。これにより、管体内に流れ込むことで貯えられる流水量を制限することができ、一定の浮力を確保することができる。
本発明において、前記前後一対の止水板間のバイパス管が可撓管で形成されることが好ましい。これにより、作業者が管体の内部に入り込んで各種作業を行う場合において、バイパス管を変形させて作業することが可能となり、作業スペースを確保することができる。
本発明において、前記固定治具がジャッキであることが好ましい。これにより、工具などを利用することなく簡単に止水板を管体に固定し、あるいは、管体から離脱させることができる。
本発明において、前記固定治具が止水板に対して間隔を調整自在な略半円状の連結バンドであることが好ましい。これにより、止水板の上方空間を確保することができ、管体内に作業者が容易に出入りすることができる。
ここで、止水板と連結バンドとの間隔を調整する機構としては、ボルトナットを利用することができる。例えば、連結バンドにナットを固定し、ナットにボルトをねじ込むことにより、ボルトの先端を止水板に当接させて、相対的に連結バンドを上昇させることができる。これにより、連結バンドが管体における管本体部の管頂部側内周面に押圧され、その反力によって止水板を管体における管本体部の下半部内周面に押圧して固定することができる。一方、ボルトを緩めれば、連結バンドが下降し、管体における管本体部の管頂部側内周面から離脱させることができる。
本発明の既設管の更生方法は、請求項1乃至6の何れか一つに記載の管体を流下する流水に浮かせて既設管の内部に順次運搬し、先頭の管体を既設管に支持固定した後、次の管体の差し口を先頭の管体の受け口に挿入して接合するとともに、次の管体を既設管に支持固定した後、先頭の管体から止水板およびバイパス管を取外し、以下順に後続する管体の差し口を前段の管体の受け口に挿入して接合するとともに、後続する管体を既設管に支持固定した後、前段の管体から止水板およびバイパス管を取外すことにより、既設管の内部に更生管を構築し、次いで、既設管と更生管との間隙に裏込め材を充填することを特徴とするものである。
本発明によれば、請求項1乃至6の何れか一つに記載の管体を流下する流水に浮かせて既設管の内部に順次運搬し、先頭の管体を既設管に支持固定した後、次の管体の差し口を先頭の管体の受け口に挿入して接合する。次いで、次の管体を既設管に支持固定した後、先頭の管体から止水板およびバイパス管を取外す。以下順に後続する管体の差し口を前段の管体の受け口に挿入して接合するとともに、後続する管体を既設管に支持固定した後、前段の管体から止水板およびバイパス管を取外して、既設管の内部に更生管を構築する。次いで、既設管と更生管との間隙に裏込め材を充填するものである。
この結果、既設管を流下する流水に順次管体を安定した姿勢で浮かせて運搬し、接合することが可能となり、複数本の管体からなる更生管を簡単に構築することができ、流水が流下する環境下であっても既設管の更生作業を円滑に施工することができる。
本発明の管体によれば、既設管内を流下する流水に安定した姿勢で浮かせて運搬することができる。
また、本発明の既設管の更生方法によれば、既設管内を流下する流水に安定した姿勢で浮かせて運搬することのできる管体を利用して簡単に更生管を構築することが可能となり、既設管を円滑に更生することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2には、本発明の管体1の一実施形態が示されている。
この管体1は、先に説明したプラスチック複合管であって、一定の内外径を有する直管状の管本体部2の一方の端部に、該管本体部2よりも大径の短筒状の受け口1aが固定されるとともに、管本体部2の他方の端部に、先端に向かって先細のテーパー面である差し口1bが形成されて構成され、一対の管体1,1は、先行する管体1の受け口1aに、後続する管体1の差し口1bが挿入されることにより接合される。
なお、管体1の受け口1aの内周面、あるいは、差し口1bの外周面には図示しない止水ゴムが設けられており、一対の管体1,1が受け口1aに差し口1bを挿入して接合されると、受け口1aと差し口1bとが止水ゴムを介して密封される。
そして、管体1における管本体部2の前後各端部の管底部には、固定治具としてのジャッキ3を介して止水板4がそれぞれ固定されるとともに、前後一対の止水板4,4にわたってバイパス管5が貫通して配設されている。
止水板4は、管体1における管本体部2の内径に対応する外径の円弧と、管本体部2の直径よりも短い弦とを有する弓形状に木材によって形成され、その外周面にパッキン(図示せず)が設けられている。これにより、止水板4の外周面と管体1における管本体部2の内周面との接触面を密封することができる。そして、止水板4の上端部には、堰4xが形成されており、詳細には図示しないが、切欠溝に調整板を差し込むことにより、管体1の止水板4,4間に貯留される流水量を調整することができる。
バイパス管5は、管体1の長さに略相当する長さを有し、止水板4の中心の上方寄りに形成された挿通穴4aにわたって管体1の軸心と軸心が平行または略平行に位置して配設されている。そして、バイパス管5の一端は、先端に向かうにしたがって内径が漸増するテーパー面となったインクリーザ5aに形成されており、後続するバイパス管5の他端5bと容易に接続することができる。これにより、バイパス管5は、インクリーザ5aが管体1の受け口1a側に位置するように配設される。
なお、バイパス管5は、予め管体1を浮き上がらせる水深に対応してその管底部が位置するように、止水板4に対する配設位置が設定されており、下水などの流水が管体1の止水板4に衝突して水位が上昇した際に、バイパス管5に対応する流水がバイパス管5を通って管体1の下流側に流出する。
このように構成された管体1を利用して下水道などの既設管Sに更生管Lを構築して更生する施工要領について説明する。
この更生方法は、まず、既設管Sの施工区間、例えば、発進側立坑M1と到達側立坑M2間の内周面を高圧水によって洗浄した後に実行される。
この場合、既設管Sには、管体1を浮上させて流下させることができる水位の流水が施工区間にわたって流下しているものとする。
なお、流水の水位が必要とする水位に満たない場合は、施工区間の下流側に堰(図示せず)を設けて流水を堰止め、既設管Sの施工区間に必要とする水位を確保すればよい。
また、各管体1の受け口1a側に設けられる止水板4には調整板が差し込まれて堰4xが閉鎖され、差し口1b側に設けられる止水板4からは調整板が取り除かれて堰4xが形成されている。
このような状態において、発進側立坑M1に順次管体1を受け口1aが上流側を向くように吊り下ろし、流下している流水に管体1を浮かせた後、作業者によって管体1を牽引しつつ管体1を流水の流れに乗せて既設管S内を下流側に向けて運搬する。この際、作業者が管体1を流れすぎないように制動するように牽引しているとき、流水が上流側の止水板4に衝突して止水板4を乗り越えようとするが、そのうち、バイパス管5に対応する流水は、止水板4の上面よりも下方に位置して設けられたバイパス管5内に入り込み、その内部を通過して管体1の下流側に流出する。これにより、止水板4を乗り越えて管体1内に入り込む流水量を可及的に抑制することができる。
なお、止水板を乗り越えた一部の流水は管体1の前後一対の止水板4,4間に貯えられるが、設定水位に達すると、堰4xから下流側に溢水して流出する結果、流水量を一定以下に調整することができる。したがって、管体1を流水に浮かせるに必要な浮力を確保することができる。
これにより、バイパス管5を経て流水が流出するとともに、管体1の内部に一部流水が貯留されることにより、管体1の重心が下方に移動し、管体1を安定した姿勢で既設管S内を運搬することができる。しかも、止水板4に衝突した流水の一部は、バイパス管5を経て流出することにより、止水板4に衝突する流水の抵抗が削減され、作業者による管体1の牽引力を低減することができる。
先頭の管体1が施工区間の始端に到達したならば、先頭の管体1の差し口1b側端部および受け口1a側端部に対応する既設管Sの管底部に支持材6を設置するとともに、差し口1b側端部および受け口1a側端部に対応する管頂部を含む略上半部外周面にそれぞれ浮上防止材7を配置し、管体1を既設管Sの軸線に対して軸心が略一致する位置に支持し、固定する(図2および図3参照)。
ここで、浮上防止材7は、図3に示すように、管体1の受け口1aの外径に対応する内径に湾曲形成された円弧状の板材71に周方向に間隔をおいて固定された複数個のボルト(雄ねじ)72に対してそれぞれナット73をねじ込んで構成されている。したがって、管体1の受け口1a側端部の管頂部を含む略上半分に浮上防止材7を配置し、各ボルト72に対してナット73のねじ込み量を調整することにより、各ナット73の先端を既設管Sの管頂部を含む略上半分に周方向に間隔をおいて当接させることができ、管体1を既設管Sに対して支持材6および浮上防止材7を介して支持するとともに、固定することができる。
このようにして、先頭の管体1を施工区間の始端に運搬して支持固定したならば、後続する管体1を運搬し、その差し口1bを先頭の管体1の受け口1aに挿入し、先頭の管体1に後続の管体1を接合する(図4参照)。
この際、既設管Sに支持固定された先行する管体1の軸心と、流水に浮上して運搬される後続する管体1の軸心とは、必ずしも同一軸心上に位置してはいないが、先行する管体1のバイパス管5の上流側一端がインクリーザ5aに形成されていることにより、若干心ズレがあったとしても、先行する管体1のバイパス管5のインクリーザ5aに後続する管体1のバイパス管5の下流側他端5bを挿入することが可能となり、これにより、前後一対の管体1,1の心合わせを容易に行うことができる。
ここで、先行する管体1の受け口1aに後続する管体1の差し口1bを挿入するため、接続治具8が用いられる。この接続治具8は、図5に示すように、一対の接合板81,81を一対のレバーホイスト82を介して連結して構成され、各接合板81は、管体1の管本体部2の端面に係合できるように、長さを調整できるようになっている。そして、接続治具8は、一方の接合板81を後続する管体1における管本体部2の受け口1a側端面に係合させるとともに、他方の接合板81を先行する管体1における管本体部2の差し口1b側端面に係合させた後、レバーホイスト82のワイヤロープ821の先端に設けたシャックル822を各接合板81にそれぞれ係止し、レバーホイスト82を操作して、後続する管体1側のワイヤロープ821を引き取ることにより、先行する管体1に対して後続する管体1を強制的に引き寄せ、先行する管体1の受け口1aに後続する管体1の差し口1bを挿入するものである。
なお、接続治具8の接合板81を管体1における管本体部2の端面に係合させる際、ジャッキ3と干渉しないように、接合板81をその長手方向が水平方向を向くように配置される。
後続する管体1を先頭の管体1に接続したならば、後続する管体1の受け口1a側端部に対応する既設管Sの管底部に支持材6を設置するとともに、受け口1a側端部に対応する管頂部を含む略上半部外周面に浮上防止材7を配置し、管体1を既設管Sの軸線に対して軸心が略一致する位置に支持し、固定する。
後続する管体1を支持固定したならば、先頭の管体1のジャッキ3を緩めて止水板4を管体1から離脱させるとともに、止水板4を分割してバイパス管5を離脱させる(図6参照)。分割した止水板4およびバイパス管5は、後続する管体1を通して既設管Sの上流側に引き出された後、既設管Sを通して発進側立坑M1まで運び出され、再び使い回しされる。
以下同様に、先行する管体1に対して後続する管体1をバイパス管5のインクリーザ5aを利用して略同心上に位置するように対向させた後、接続治具8を利用して先行する管体1に対して後続する管体1を引き寄せて接合するとともに、後続する管体1の受け口1aを支持材6および浮上防止材7を用いて支持固定し、次いで、先行する管体1から止水材4およびパイパス管5を後続する管体1を通して発進側立坑M1に運び出すものである。
このようにして、複数個の管体1を施工区間にわたって接続し、支持固定して更生管Lを構築したならば(図7および図8参照)、施工区間の始端の管体1の差し口1b側端部外周面および終端の管体1の受け口1a側端部外周面に間仕切り壁9を設置し、既設管Sの内周面および複数本の管体1からなる更生管Lの外周面間の間隙を間仕切りする。この際、間仕切り壁9には、管底部側に位置して水抜きパイプ91を連通して配設する一方、管頂部側に位置して空気抜き兼充填確認パイプ92を連通して配設するとともに、高さ方向中間部に位置して充填確認パイプ93を連通して配設した後、管体1に形成されたグラウトホールに管体1の内部を通して注入パイプ10を接続し、裏込め材、例えば、エアモルタルを既設管Sの内周面および更生管Lの外周面間の間隙に充填する(図9参照)。
この際、既設管Sの内周面および更生管Lの外周面間の間隙に滞留する流水は、水よりも比重が大きなエアモルタルによって水抜きパイプ91を経て外部に押し出される。そして、エアモルタルが充填され、充填確認パイプ93および空気抜き兼充填確認パイプ92から順にエアモルタルが押し出されたならば、既設管Sの内周面および更生管Lの外周面間の間隙にエアモルタルが充填されたものとなる。
なお、裏込め材の充填に際して、更生管Lを構成する各管体1の受け口1a側端部に設けられた浮上防止材7によって各管体1が互いに接続されて既設管Sに固定されていることにより、更生管Lは、浮き上がることなく支持される。
また、管体1のグラウトホールは、更生管Lを構築した後、必要とする管体1に形成してもよく、また、予めグラウトホールが形成された管体1を必要とする位置に運び込んで接続してもよい。
この実施形態は、内径1000mmのヒューム管(既設管)に内径800mmのプラスチック複合管(管体)を運搬して接合し、更生管を構築して更生するものであり、プラスチック複合管は、水深26cm(流量0.145m3 /分)の流水下で浮上する。この際、ヒューム管の軸心に対してプラスチック複合管の軸心は、100mm下方に位置するものの、内径200mmのバイパス管(インクリーザの外径300mm)を接続することができ、これにより、プラスチック複合管を心合わせして接合できた。
ところで、前述した実施形態においては、固定治具としてジャッキ3を用いて止水板4を固定する場合を説明したが、ジャッキ3は操作が簡単な反面、管体1の中心部に上下方向にわたって配置される関係上、管体1内外を作業者が出入りする際に邪魔になる。したがって、大口径の管体の場合は、ジャッキ3で問題ないが、中口径の管体1に対しては、図10に示すように、略半円状の連結バンド31を用いることが、作業者の出入り空間を確保する上で好ましい。
この連結バンド31は、弧状バンド311の両端部を弦状バンド312で連結して形成されている。そして、連結バンド31における弦状バンド312の、弧状バンド311との連結部近傍に挿通穴(図示せず)が形成される一方、該挿通穴に臨んでナット32が固定されるとともに、ナット32にボルト33が螺合されている。また、弧状バンド311および弦状バンド312の連結部を跨いで補強プレート313が連結されている。
一方、止水板4の上端面左右端部には、ボルト33が当接されることに対応して支持プレート41が固定されている。
したがって、管体1における管本体部2の下半部側内周面に止水板4を配置するとともに、その上方に連結バンド31を配置し、ナット32に対してボルト33をねじ込むことにより、ボルト33の先端を止水板4に設けた支持プレート41に当接させることできる。ボルト33のねじ込みに伴って、止水板4が管体1における管本体部2の下半部側内周面に押圧されると、連結バンド31が相対的に上昇し、その弧状バンド311が管体1における管本体部2の管頂部を含む略上半部側内周面を押圧する。これにより、連結バンド31が管体1における管本体部2の管頂部側内周面に押圧され、その反力によって止水板4を管体1における管本体部2の下半部内周面に押圧して固定することができる。一方、ボルト33を緩めれば、連結バンド31が下降し、管体1における管本体部2の管頂部側内周面から離脱させることができる。
また、前述した実施形態においては、バイパス管5として、一端がインクリーザ5aに形成された剛性を有する直管を例示したが、止水板4に固定するとともに、接続部となる前端部および後端部を除いて、蛇腹状などの可撓性を有するものであってもよい。このように、バイパス管の止水板に挟まれた部分を可撓性を有する性状に形成した場合、管体1の内部で作業者が作業する場合に、バイパス管を変形させることが可能となる。これにより、管体1の内部において、作業空間を確保することができる。
本発明の管体の一実施形態の断面正面図および側面図である。 本発明の既設管の更生方法の一実施形態の施工要領を説明する地中管路の断面図である。 図2の地中管路の到達側立坑側からの側面図である。 本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する地中管路の断面図である。 管体を接続する接続治具および接続治具を用いた管体の接続要領を説明する説明図である。 本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する地中管路の断面図である。 本発明の既設管の更生方法の一実施形態によって構築された更生管を説明する地中管路の断面図である。 図7の地中管路の到達側立坑側からの側面図である。 本発明の既設管の更生方法の一実施形態を一部省略して説明する地中管路の断面図である。 固定治具の他の実施形態を管体および止水板とともに示す側面図およびA部拡大図である。 従来の既設管の更生方法を説明する発進側立坑の断面図である。
符号の説明
1 管体
1a 受け口
1b 差し口
2 管本体部
3 固定治具(ジャッキ)
31 固定治具(連結バンド)
4 止水板
4x 堰
5 パイパス管
5a インクリーザ
L 更生管
S 既設管

Claims (7)

  1. 管本体部の一端に受け口が、その他端に差し口がそれぞれ形成された管体であって、管本体部の前後各端管底部にそれぞれ固定治具を介して弓形状の止水板が着脱自在に固定されるとともに、前後一対の止水板を貫通するバイパス管が管体の軸心と軸心を平行または略平行に配設されることを特徴とする管体。
  2. 請求項1記載の管体において、前記バイパス管の受け口側一端にその他端と接続可能なインクリーザが形成されることを特徴とする管体。
  3. 請求項1または2記載の管体において、前記止水板に水位を調整可能な堰が形成されることを特徴とする管体。
  4. 請求項1乃至3の何れか一つに記載の管体において、前記前後一対の止水板間のバイパス管が可撓管で形成されることを特徴とする管体。
  5. 請求項1記載の管体において、前記固定治具がジャッキであることを特徴とする管体。
  6. 請求項1記載の管体において、前記固定治具が止水板に対して間隔を調整自在な略半円状の連結バンドであることを特徴とする管体。
  7. 請求項1乃至6の何れか一つに記載の管体を流下する流水に浮かせて既設管の内部に順次運搬し、先頭の管体を既設管に支持固定した後、次の管体の差し口を先頭の管体の受け口に挿入して接合するとともに、次の管体を既設管に支持固定した後、先頭の管体から止水板およびバイパス管を取外し、以下順に後続する管体の差し口を前段の管体の受け口に挿入して接合するとともに、後続する管体を既設管に支持固定した後、前段の管体から止水板およびバイパス管を取外すことにより、既設管の内部に更生管を構築し、次いで、既設管と更生管との間隙に裏込め材を充填することを特徴とする既設管の更生方法。
JP2008136941A 2008-05-26 2008-05-26 管体および既設管の更生方法 Active JP5060392B2 (ja)

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