JP2009293765A - 管路更生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連結部の強度を維持しつつ、低コストでかつ簡便にその連結作業を行い得るようにする。
【解決手段】老朽化した既設管１の内部に新設管２を搬入し、この新設管２同士の連結部にスペーサ３を介在して連結する。この新設管２と既設管１との間の間隔はスペーサ３の伸縮によって調整し得る。前記連結部の隙間には水膨潤ゴム４が設けてあって、新設管２からの漏水及び外水の浸入が防止される。また、既設管１と新設管２の間にはエアモルタル５が注入固化され、新設管２が安定的に支持される。この新設管２は、その端面同士を突き合わせて連結するので、その先端に連結のための座繰り部（薄肉部）を形成する必要がない。このため十分な連結強度を確保し得る。また、前記水膨潤ゴム４を新設管２の内側から設けるだけで良いので、その施工が非常に容易である。
【選択図】図１

Description

この発明は、老朽化した上下水道・農業用水路等の既設管や隧道の内部に新設管を配管する管路更生方法に関する。

上下水道・農業用水路等の既設管は、年月の経過とともにその管内が老朽化して、その管内に凹凸が生じ、水理特性（管路内での流水の摩擦特性、流速等）が低下する。この水理特性が低下すると、管路内の流量が低下する等の問題を生じることがあるため、定期的に既設管の更新工事を行ってその問題の防止を図るようにしている。

この更新工事の一つとして、既設管の中に新設管を設ける工法（パイプインパイプ工法）がある。この工法は、更新する既設管の一端側から新設管を一本ずつ搬入し、この新設管を既設管内で順次連結するものである。

連結する新設管２の端部には、受け口又は挿し口が形成されており、一方の受け口に他方の挿し口を挿し込んで連結がなされる。また、この連結部分においては、両口の重なり合い部（カラー１２）の分だけ、連結部分以外の場所と比較して通常は若干肉厚となっており、その外径方向に突出している（図６参照）。

このため、新設管２の敷設に際しては、既設管１の内径よりも、カラー１２の突出を考慮して、その分だけ呼び径の小さい新設管２を採用する必要がある。その結果、通水断面積がカラー１２の突出分だけ小さくなり、更生前と比較して、流量が却って低下する問題が生じ得る。

この問題を解決するため、このカラーが新設管の外径方向に突出しないように加工した管を用いた敷設方法が開示されている。この管には、その両端にその肉厚を減じた座繰り部が形成してある。この座繰り部の端面同士を突き合わせ、この突き合わせた座繰り部に、外径方向に突出しないようにカラーを設けるとともに、この座繰り部とカラーとを接着剤で固定して、両管同士を連結する（特許文献１の図４を参照）。
特開平７−９１５６７号公報

特許文献１に示す敷設方法は、それに用いる新設管に予め座繰り部を形成しておく必要があり、その加工のため材料コストが上昇する問題がある。また、その座繰り部が薄肉となるため、連結時の強度が低下する問題もある。

そこで、この発明は、連結部の強度を維持しつつ、低コストでかつ簡便にその連結作業を行い得るようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、既設管内に、新設管をその端面同士が対向するように並べて配置するとともに、両新設管の間に、前記既設管とこの新設管との間の隙間を調節するスペーサを介在して設け、このスペーサの調節によって前記隙間を所定間隔にした後に、前記新設管の内側から、前記端面同士の隙間を塞ぐ止水部材を設ける構成とした。

この新設管の端面には公知発明に示した座繰り部を設ける必要がないので、その座繰り部が薄肉となって強度低下が引き起こされる恐れはない。

また、前記スペーサは、例えば、前記既設管の内面と、前記新設管の外面とにそれぞれ当接する当接板を有するとともに、両当接板に介在してボルトを設け、このボルトのねじ込み量によって、両当接板の間隔を調節し得るようにしたものを採用することができる。

このスペーサの取り付け位置は、前記新設管をしっかりと固定し得るのであれば特に限定されないが、前記新設管の管軸心に対して向かい合う位置にそれぞれ設けるのが特に好ましい。このようにすることによって、前記向かい合う位置にある一方のスペーサによって当接板間隔を狭めるとともに、他方のスペーサによって前記当接板間隔を拡げるようにすれば、この狭めた方向にこの新設管をずらして、容易に位置調節することができるためである。

この工法においては、新設管の内面側からその連結部が視認できるため、その内面側から連結部（新設管同士の隙間）に容易に止水部材を設けることができる。この止水部材は、前記内面側から前記スペーサを完全に覆ってしまうように設けても良いし、漏水等に対する水密性を確保しつつ、前記スペーサのボルトが前記止水部材から突出するように設けても良い。後者のようにすれば、この止水部材を設けた後に、前記ボルトのねじ込みによって前記新設管の位置を再度微調節し得るためである。

この止水部材は、施工後の漏水を防止し得るものであれば、適宜選択することができるが、特に、水膨潤ゴムやブチル系パッキング材が好適である。
この水膨潤ゴムは、周囲の水を吸収して乾燥体積の数倍程度まで膨潤するものである。この膨潤作用によって、その連結部の隙間がその内側から圧接されて前記隙間を閉塞するため、漏水を確実に防止し得る。また、ブチル系パッキング材は、耐候性や耐薬品性に優れ、その素材自体に粘着性があるため、前記隙間を容易にかつ長期間に亘って確実に閉塞し得る。

前記構成においては、前記既設管と前記新設管との間に中込材を注入して、固化した中込材で前記新設管を保持するようにすることもできる。

前記新設管は、その周囲に設けたスペーサによって、前記既設管と所定の間隔を維持しつつ固定されているが、前記中込材を注入することによって、新設管の保持状態が確実なものとなる。この中込材として、例えば、セメント、起泡剤、及び、希釈水等からなる、所謂、エアモルタルを採用し得る。このエアモルタルは、時間とともに硬化して前記新設管を強固に支持するので、スペーサのみの支持と比較して新設管の安定性が格段に向上する。

前記中込材の注入においては、前記スペーサを、前記新設管の下側と上側の双方に設けておいて、前記下側のスペーサが前記既設管の床面と前記新設管との間に所定の隙間を維持し得るようにするとともに、前記上側のスペーサが前記既設管の天井と前記新設管との間とで突っ張った状態となって、前記中込材の注入の際に、前記新設管の浮き止めがなされるようにすることもできる。

この新設管の内部は空洞なので、前記中込材を前記既設管と新設管の間に注入する際に、この新設管に大きな浮力が作用する。その結果、連結した新設管に部分的にゆがみが生じ、その管内の水流が滞る問題が生じ得る。そこで、前記のように浮き止め用のスペーサを設けることで前記ゆがみを防止し、その管内の水理特性を良好な状態に保つことができる。

前記各構成において用いる新設管は、一般的に下水道管等に用いられるヒューム管、強化樹脂管等を幅広く採用し得るが、特に、繊維強化プラスチックと樹脂モルタルとを管径方向に積層した複合材料で構成される積層管を採用するのが好適である。この積層管は、一般的にＦＲＰＭ管と呼ばれている。このＦＲＰＭ管は、鋼管と比較して非常に軽量なので搬送や連結等の作業性に優れるとともに、高い強度を兼ね備えているために施工後の信頼性にも優れている。

この発明によると、連結部に座繰り部を形成することなく新設管同士を連結するようにしたので、その新設管の加工に要するコストを削減し得る。また、座繰り部に伴う薄肉部がないので、その連結部の強度を十分確保し得る。このため、連結部の連結信頼性が高い。また、両新設管の端面同士を突き合わせて、位置調節をした後にその内面側から止水部材を設けることによって連結するので、管同士の挿し込み作業が不要となって、その作業が非常に簡便である。このため、工期を短縮化することができ、作業コストの一層の低減を図り得る。

この発明に係る管路更生方法によって更生した管路を図１及び図２に示す。この管路は、老朽化した既設管１の内部に新設管２を搬入し、この新設管２同士の連結部にスペーサ３を介在して設けたものである。この新設管２と既設管１との間の間隔はスペーサ３の伸縮によって調節し得る。前記連結部の隙間には止水部材４（水膨潤ゴム）が嵌め込んであって、新設管２からの漏水及び外水の浸入を防止するとともに、既設管１と新設管２の間には中込材５（エアモルタル）が注入固化され、新設管２が安定的に支持されるようになっている。

この新設管２は、ガラス繊維強化プラスチックで樹脂モルタルを挟んで積層して管体としたもの（ＦＲＰＭ管）であって、必要な強度を確保しつつ、従来の鋼管と比較して大幅な軽量化を図っている。このため、作業性が非常に良好なものとなっている。
また、その先端において座繰り部（薄肉部）が形成されていないので、新設管２同士を連結した際に十分な強度を確保し得る。

この管路更生方法の手順を図３に示して説明する。
この方法においては、まず、既設管１内に設けた新設管２の後端（さらに新設管２を連結する側）に、この既設管１と新設管２に介在するスペーサ３を設ける。このスペーサ３は、例えば図４に示すものであって、２枚の当接板６に介在して、内面にねじ孔を形成した軸体７と、その軸体７にねじ込む調節ボルト８が設けられている。

この調節ボルト８にはこれと一体に回転する（共回りする）ナット９が設けてあって、この調節ボルト８を調節することによって、自在に両当接板６、６を接離し得るようになっている。このスペーサ３を新設管２の後端に設ける前に、既設管１内面と新設管２外面との間隔を予め実測しておいて、その間隔と両当接板６、６の間隔とが大体同じとなるように予め調節しておく（図３（ａ）参照）。

このスペーサ３の設置位置は、既設管１内で新設管２を安定的に支持し得る限りにおいて適宜決定し得るが、後述する中込材５の注入工程において、この新設管２が浮き上がるのを防止するため、新設管２の下側のみでなく、上側にも設けるのが好ましい（同図（ｂ）参照）。

次に、この既設管１の一端側に形成した竪坑から新設管２をクレーンで下ろし（図示せず）、この新設管２をカゴ台車（図示せず）で連結済みの新設管２の隣まで搬送して、この新設管２の先端を既に設けた新設管の端部のスペーサ３に差し込む。この際、この新設管２の開放端（左端）が自重で垂れ下がらないように、バタ角１０（仮置き用の角材）で支持する（同図（ｃ）参照）。

この嵌め込み後に、各スペーサ３に設けた調節ボルト８を調節して、この新設管２が所定箇所に位置するようにするとともに、各スペーサ３にがたつきが生じないように微調節を行う。さらに、前記開放端側にもスペーサ３を設け、既設管１の内面と新設管２の外面との間隔を予め調節しておく（同図（ｄ）参照）。

隣り合う新設管２同士の位置微調節が完了したら、両新設管２、２の連結部に止水部材として水膨潤ゴム４を嵌め込む。この水膨潤ゴム４に水を吸収させると、乾燥体積の数倍程度に膨潤し、前記連結部の隙間を閉塞する。

この水膨潤ゴム４を嵌め込んだ後、新設管２内に少量の水を流してみて、所定の方向にスムーズに通水できるかどうか試験しても良い。各スペーサ３の調節ボルト８の頭部が、水膨潤ゴム４から露出するようにしておけば、前記通水がスムーズになされるように、各調節ボルト８を調節して新設管２の傾斜を微調節し得る。これにより、新設管２の水理特性をさらに向上することができる。

この新設管２の傾斜が確定したら、前記開放端側の既設管１と新設管２との間に介在して間仕切壁１１を設けて水密性を確保し、新設管２上部に形成した注入孔（図示せず）から、両管１、２の間の隙間に中込材としてエアモルタル５を注入する。

このエアモルタル５の注入は、全ての新設管２を連結した後に、まとめて行うようにしても良いが、数本の新設管２を連結するごとに間仕切壁１１を設け、この間仕切壁１１による区切り単位で行うようにしても良い（同図（ｅ）参照）。
前者のようにまとめて行うと、作業時間の短縮化を図り得るが、はじめに注入したエアモルタル５が作業中に固化し始めて、全体に均一に注入できない恐れがある。その一方で、後者のように区切り単位で行うと、一度に注入するエアモルタル５の分量が少ないために、トータルの作業時間は増大するものの、均一にエアモルタル５を注入し得る。
この作業時間と仕上がりの均一性とのバランスを考慮して、工法（間仕切壁１１の設置間隔等）は適宜選択し得る。

この図３（ａ）〜（ｅ）に示した作業を繰り返して、必要本数分だけ新設管２を順次連結する。

この作業においては、図３（ｂ）に示したように、新設管２の下側及び上側にのみスペーサ３を設けるだけでなく、図５に示すように、この新設管２の横側にも同様に設けるようにしても良い。このようにすれば、中込材５の注入の際に、新設管２が横方向にずれて変位するのを抑制し得る。

上述した止水部材４としては、水膨潤ゴム以外に、耐候性・耐薬品性に優れるとともにその素材自体に粘着性を有するブチル系パッキング材も採用し得る。水膨潤ゴムと同様に高い水密性を確保し得るからである。
また、これ以外にも、水密性を確保するのに用いられる公知の止水部材４を幅広く採用し得る。

また、この既設管は地下に埋設されているため、地下水位が高い状況下においては、この既設管の外周面に高い水圧がかかって破損する恐れがある。そこで、既設管の管体に土砂が入り込むのを防ぐフィルタと弁体を設けた貫通孔を形成するとともに、この貫通孔の位置に対応して、新設管にも貫通孔を形成し、既設管外の地下水が両管に形成した貫通孔を通って新設管内に流れ込むようにする。
これにより、既設管外の水圧を下げ、外水圧によって既設管が破損するのが防止される。

この発明に係る管路更生方法にて更生した管体の一実施形態を示す側面断面図 図１に係る管体の斜視図 この発明に係る管路更生方法の手順を示し、（ａ）はスペーサの設置態様を示す側面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は新設管の搬入を示す側面図、（ｄ）はスペーサの調節を示す側面図、（ｅ）は中込材の注入後を示す側面図 スペーサの一例を示す側面図 スペーサ設置の他の態様を示す管断面図 従来技術に係る管体の（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図

符号の説明

１ 既設管
２ 新設管
３ スペーサ
４ 止水部材（水膨潤ゴム）
５ 中込材（エアモルタル）
６ 当接板
７ 軸体
８ 調節ボルト
９ ナット
１０ バタ角
１１ 間仕切壁

Claims (4)

1. 既設管（１）内に、新設管（２）をその端面同士が対向するように並べて配置するとともに、両新設管（２、２）の間に、前記既設管（１）とこの新設管（２）との間の隙間を調節するスペーサ（３）を介在して設け、このスペーサ（３）の調節によって前記隙間を所定間隔にした後に、前記新設管（２）の内側から、前記端面同士の隙間を塞ぐ止水部材（４）を設けた管路更生方法。
2. 前記既設管（１）と前記新設管（２）との間に中込材（５）を注入して、固化した中込材（５）で前記新設管（２）を保持するようにした請求項１に記載の管路更生方法。
3. 前記スペーサ（３）が、前記新設管（２）の下側と上側の双方に設けてあって、前記下側のスペーサ（３）が前記既設管（１）の床面と前記新設管（２）との間に所定の隙間を維持し得るようにするとともに、前記上側のスペーサ（３）が前記既設管（１）の天井と前記新設管（２）との間とで突っ張った状態となって、前記中込材（５）の注入の際に、前記新設管（２）の浮き止めがなされるようにした請求項２に記載の管路更生方法。
4. 前記新設管（２）を、繊維強化プラスチックと樹脂モルタルとを管径方向に積層した複合材料で構成した請求項１乃至３のいずれか一つに記載の管路更生方法。

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