JP2012091402A

JP2012091402A - 既設管の更生方法及び二重管構造物

Info

Publication number: JP2012091402A
Application number: JP2010240675A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Uemichi; 司上道; Tatsuro Baba; 達郎馬場; Shinichi Kubota; 慎一久保田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2012-05-17

Abstract

【課題】本発明は、管路に不陸や蛇行が生じている既設管に対し、不陸や蛇行に追随することなく更生管を敷設することができる新規な既設管の更生方法及び二重管構造物を提供することを目的とする。
【解決手段】長尺の帯状部材１００を螺旋状に巻回すことによって更生管Ｓを形成し、この更生管Ｓを既設管Ｌの管路内に敷設する既設管Ｌの更生方法において、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所に支持部材１を配置し、支持部材１で更生管Ｓを支持しつつ、更生管Ｓを既設管Ｌの管路内に敷設する。
【選択図】図９

Description

本発明は、老朽化した下水管路、上水管路、農業用水路などの既設管を更生する既設管の更生方法及び二重管構造物に関する。

従来、下水管路、上水管路、農業用水路などの既設管が、老朽化によってひび割れたり、腐食したりした場合の対策の一つとして、既設管の管路内に更生管を敷設することによって既設管を更生する方法が実施されている（例えば、下記特許文献１及び２参照。）。

特許文献１に記載の更生方法は、既設管の内周面に沿って回転しながら、連続的に供給される帯状部材を螺旋状に巻き回して更生管を形成し、形成された更生管を残置しつつ、施工開始地点から施工終了地点に向かって移動することによって、既設管の管路に沿って更生管を敷設する自走式の製管機を用いた更生方法である。

一方、特許文献２に記載の更生方法は、施工開始地点にて定点設置され、連続的に供給される帯状部材を螺旋状に巻き回して更生管を形成しつつ、形成された更生管を回転させながら施工終了地点に向かって順次挿入することによって、既設管の管路に沿って更生管を敷設する元押し式の製管機を用いた更生方法である。

特許文献１及び２に記載の更生方法によれば、いずれも既設管内に存在する水を排除する水替え作業を行うことなく更生管を敷設することができることから、水替えのためのバイパス管の設置作業、及びバイパス管の設置作業に伴う地上での交通規制等が不要となる利点がある。

特開平８−２００５４７号公報特開平６−１９０９２２号公報

ところで老朽化した既設管においては、地震、地盤沈下、侵食、或いは地上を通行する自動車の荷重を長年にわたって繰り返し受け続けることによって、管路に不陸や蛇行が生じている場合がある。管路に不陸や蛇行が存在すると水の速やかな流下が阻害され、又、砂や汚泥等が堆積していくことから管の流下能力が低下する。

前記特許文献１及び２に記載の更生方法は、いずれも既設管の管路に沿って更生管を敷設するものであることから、これらの更生方法を管路に不陸や蛇行が生じている既設管に適用した場合、敷設された更生管は既設管の管路の不陸や蛇行に追随した形状となる。

この点につき、既設管内に更生管を敷設する前に、既設管の管路に生じている不陸や蛇行の凹み箇所をモルタルで埋める手段も考えられる。しかしながらモルタルを使用するにあたっては既設管内に存在する水を排除する必要が生じるため、水替え作業を行うことなく更生管を敷設することができる前述の利点が生かされなくなる。

本発明は、このような技術的課題を解決するために開発されたものであり、管路に不陸や蛇行が生じている既設管に対し、不陸や蛇行に追随することなく更生管を敷設することができる新規な既設管の更生方法及び二重管構造物を提供することを目的とする。

本発明の既設管の更生方法は、長尺の帯状部材を螺旋状に巻回すことによって更生管を形成し、この更生管を既設管の管路内に敷設する既設管の更生方法において、既設管の管路に生じた凹み箇所に支持部材を配置し、支持部材で更生管を支持しつつ、更生管を既設管の管路内に敷設することを特徴とする（以下、本発明方法と称する。）。

老朽化した既設管には、長年にわたる使用の間、地震、地盤沈下、侵食、或いは地上を通行する自動車の荷重を長年にわたって繰り返し受け続けることによって、当初には存在していなかった窪みや、管の連結部の不整合、或いは管の変形が生じ、管路に不必要な不陸や蛇行が生じることが往々にしてある。本発明方法において、「既設管の管路に生じた凹み箇所」とは、このような既設管の管路に生じている不必要な不陸や蛇行における後退部分を意味する。

本発明方法によれば、このような既設管の管路に生じている不陸や蛇行における凹み箇所に支持部材を配置した上で更生管を形成することから、更生管は支持部材に支えられた状態で既設管の管路内に敷設される。これにより、既設管に生じている不陸や蛇行に追随することなく、既設管の管路内に更生管を敷設することができる。

本発明方法において用いられる支持部材としては、更生管を支持しつつ、一定の形状を維持することができるものであれば、特に限定されるものではない。

ここで、本発明方法において用いられる支持部材としては、凹み箇所の底面に接地させた状態で配置されて、橋脚として更生管を支持するもの（以下、橋脚式支持部材と称する。）と、凹み箇所に掛け渡した状態で配置されて、橋桁として更生管を支持するもの（以下、橋桁式支持部材と称する。）とに大きく分けられる。

本発明方法において、支持部材として橋脚式支持部材を用いる場合にあっては、様々な高さ（支持位置）を有する橋脚式支持部材を複数準備し、凹み箇所の凹みの程度（後退の程度）に応じた高さを有する橋脚式支持部材を適宜選択することによって対応する。

この際、橋脚式支持部材に対し、その高さを変更し得るスペーサーを介在させたり、橋脚部材に対し、その高さを変更し得るアジャスター機構を付与したりして、凹み箇所の凹みの程度に対応しても良い。

又、支持部材として橋脚式支持部材を用いる場合にあっては、凹み箇所に複数の橋脚式支持部材を配置することによって、複数の支点で更生管を支持しても良い。

ところで、既設管の管路に生じた凹み箇所の範囲は様々であり、例えば、侵食や管の変形等によって管路に生じる凹み箇所は局所的なものが多く、管の連結部の不整合等によって生じる凹みは、比較的広範囲にわたっているものが多い。

本発明方法において、管路に局所的に生じている凹み箇所に支持部材を配置するにあたっては、前記橋脚式支持部材を用いることが好ましい。

一方、管路に広範囲にわたって生じている凹み箇所に支持部材を配置するにあたっては、橋桁式支持部材を用いることが好ましい。

支持部材として橋桁式支持部材を用いれば、管路に広範囲にわたって生じている凹み箇所に対しても、橋桁式支持部材を凹み箇所に掛け渡した状態で配置するだけで、容易に凹み箇所の凹みを是正することができる。

橋桁式支持部材の具体例としては、凹み箇所に掛け渡した状態で配置し得る長さを有する板状部材や棒状部材、或いは複数の棒状部材が横架材を介して結合された梯子状部材などを挙げることができる。又、橋桁式支持部材には、その強度を向上すべく、凹み箇所の底面に接地し得る橋脚部が設けられていても良い。

本発明の二重管構造物は、既設管の管路内に、長尺の帯状部材を螺旋状に巻回すことによって形成された更生管が敷設されてなる二重管構造物であって、この二重管構造物は、既設管の管路に生じた凹み箇所に配置された支持部材によって更生管が支持されてなることを特徴とする。

即ち、本発明の二重管構造物は、前記本発明方法によって既設管を更生した後の結果物である。なお、本発明の二重管構造物においては、更生管の外壁と既設管の内壁との間に存する間隙には、モルタル等の裏込め剤が充填されていても良い。

本発明によれば、管路に不陸や蛇行が生じている既設管に対し、不陸や蛇行に追随することなく更生管を敷設することができる。

図１（ａ）は、帯状部材の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、帯状部材を接合した状態を示す断面図である。図２（ａ）は、自走式の製管機で更生管を製管している状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、元押し式の製管機で更生管を製管している状態を示す断面図である。図３は、従来法により、不陸又は蛇行が生じている既設管の管路に沿って更生管を敷設した状態を示す断面図である。図４は、橋脚式支持部材の一例を示す斜視図である。図５（ａ）は、既設管に橋脚式支持部材を配置した状態を示す断面図であり、図５（ｂ）は、橋脚式支持部材を配置した上で更生管を製管している状態を示す断面図であり、図５（ｃ）は、敷設された更生管が橋脚式支持部材によって支持されている状態を示す断面図である。図６（ａ）は、橋脚式支持部材の他の一例を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、この橋脚式支持部材によって更生管を支持している状態を示す正面図である。図７（ａ）は、橋脚式支持部材の更に他の一例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、この支持部材によって更生管を支持している状態を示す断面図である。図８は、橋桁式支持部材の一例を示す斜視図である。図９（ａ）は、既設管に橋桁式支持部材を配置した状態を示す断面図であり、図９（ｂ）は、橋桁式支持部材を配置した上で更生管を製管している状態を示す断面図であり、図９（ｃ）は、敷設された更生管が橋桁式支持部材によって支持されている状態を示す断面図である。図１０（ａ）は、帯状部材の他の一例を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、その接合状態を示す断面図である。図１１（ａ）は、帯状部材の更に他の一例を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、その接合状態を示す斜視図である。

図１（ａ）に帯状部材１００の一例を示す。この帯状部材１００は、ポリエチレン樹脂を押出成形したものである。この帯状部材１００においては、長尺帯板状の基板１０１の裏面長さ方向に沿って、補強リブ１０２が複数条、直立した状態で設けられている。なお、補強リブ１０２には、金属製の補強部材１０４が埋設されている。又、基板１０１の一方の側縁部（以下、一側縁部という。）には、基板１０１の厚み分だけ裏面側に段落ちした段落ち部１０３が形成されている。

図１（ｂ）に示すように、段落ち部１０３は、帯状部材１００を螺旋状に巻き回した際に、後続する帯状部材１００における基板１０１の他方の側縁部（以下、他側縁部という。）を重ね合わせる部分である。製管時において、段落ち部１０３と他側縁部とを重ね合わせた状態で融着することによって、先行する帯状部材１００の一側縁部と後続する帯状部材１００の他側縁部とが接合される。

図２（ａ）に示すように、この帯状部材１００を自走式の製管機１０にて螺旋状に巻き回して更生管Ｓを形成した場合、製管機１０は、連続的に供給される帯状部材１００を螺旋状に巻き回して更生管Ｓを形成し、形成された更生管Ｓを残置しつつ、施工開始地点から施工終了地点に向かって移動することによって、既設管Ｌの管路に沿って更生管Ｓを敷設する。

一方、図２（ｂ）に示すように、この帯状部材１００を元押し式の製管機１０にて螺旋状に巻き回して更生管Ｓを形成した場合、製管機１０は、施工開始地点(発進側立坑Ｌ１)にて定点設置され、連続的に供給される帯状部材１００を螺旋状に巻き回して更生管Ｓを形成しつつ、形成された更生管Ｓを回転させながら施工終了地点に向かって順次挿入することによって、既設管Ｌの管路に沿って更生管Ｓを敷設する。

自走式の製管機１０及び元押し式の製管機１０は、いずれも更生管Ｓを既設管Ｌの管路に沿って敷設するものであることから、図３に示すように、既設管Ｌに不陸や蛇行が生じている場合、敷設された更生管Ｓは既設管Ｌの不陸や蛇行に追随した形状となる。

−実施形態１（橋脚式支持部材を用いた既設管の更生方法）−
図４に、実施形態１において用いられる支持部材１を示す。この支持部材１は、既設管Ｌの管路に生じている不陸や蛇行における凹み箇所の底面に接地させた状態で配置されて、橋脚として更生管Ｓを支持する橋脚式支持部材である。

実施形態１に用いられる支持部材１は、互いに向かい合う一対の支持部材本体２と、一対の支持部材本体２を一定の間隔をあけた状態で連結する２本の連結棒３とからなる。

支持部材本体２は、正面視、環状体を扇状に切断した如きの形状（以下、扇面形状と称する。）を有し、円弧状の接地縁部２１と円弧状の支持縁部２２を有する。接地縁部２１の曲率半径は、既設管Ｌの内周面の曲率半径と等しくなるように設定されている。一方、支持縁部２２の曲率半径は、更生管Ｓの外周面の曲率半径と等しくなるように設定されている。又、支持部材本体２には、面方向に貫通する連結孔２３が二箇所設けられている。この支持部材本体２は、例えば、スチール製の平板を、扇面形状に打ち抜き加工することによって形成することができる。

連結棒３は、スチール製の丸棒からなる。一対の支持部材本体２にそれぞれ設けられた連結孔２３に、連結棒３の両端を挿入固定することによって、一対の支持部材本体２は、互いに向かい合った状態で一定の間隔をあけて連結される。なお、一対の支持部材本体２の間隔は、帯状部材１００に設けられたリブ１０２の間隔より狭くなるように設定されている。

支持部材１における接地縁部２１と支持縁部２２との距離は、支持部材１の高さとなる。本実施形態においては、接地縁部２１と支持縁部２２との距離を異ならせた、様々な高さを有する支持部材１を複数準備し、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所の凹みの程度に応じて、高さの異なる複数の支持部材１から適当な高さを有するものを選択して用いる。

図５（ａ）に、支持部材１を既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所に配置した状態を示す。

支持部材１は、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所において複数個、一定の間隔を空けて配置される。凹み箇所の凹みの程度が小さい箇所においては、接地縁部２１と支持縁部２２との距離が小さい支持部材１が配置され、凹み箇所の凹みの程度が大きい箇所においては、接地縁部２１と支持縁部２２との距離が大きい支持部材１が配置される。

支持部材１における接地縁部２１の曲率半径は、既設管Ｌの内周面の曲率半径と等しくなるように設定されているから、支持部材１は、既設管Ｌの内周面に沿って安定して設置される。なお、支持部材１は、既設管Ｌの内周面に対し、接着剤で接着したり、ボルトで締結したりすることによって、更生管Ｓの形成中、配置された位置からずれないように固定することが好ましい。

支持部材１を既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所に配置した後、本実施形態においては、元押し式の製管機１０にて帯状部材１００を螺旋状に巻き回し、もって更生管Ｓを形成した。

図５（ｂ）に示すように、回転しながら既設管Ｌ内に順次挿入されていく更生管Ｓは、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所に至り、凹み箇所に配置された支持部材１によって支持される。更生管Ｓの外周面と接触する支持縁部２２の曲率半径は、更生管Ｓの外周面の曲率半径と等しくなるように設定されているから、既設管Ｌ内に挿入された更生管Ｓは、支持部材１によって安定して支持される。

製管時における更生管Ｓは、支持部材１によって支持されることによって、既設管Ｌに生じている不陸や蛇行に追随することなく、直進性を維持したまま施工終了地点に向かって押し進められる。

既設管Ｌ内に挿入された更生管Ｓの先端が施工終了地点に到達したら、製管機１０による製管作業を停止する。図５（ｃ）に示すように、更生管Ｓは、支持部材１によって支持された状態のまま、既設管Ｌの管路内に敷設される。これより、既設管Ｌに生じている不陸や蛇行に追随することなく、既設管Ｌ内に更生管Ｓが敷設された二重管構造物を構築することができる。

最後に、更生管Ｓの外壁と既設管Ｌの内壁との間に存する間隙に、モルタル等の裏込め剤を充填し、更生管Ｓを固定する。

ところで、本実施形態においては、図４に示す形状の支持部材１を用いて既設管を構成しているが、図４に示す支持部材１はあくまでも支持部材１の一例であり、支持部材１としては、更生管Ｓを支持しつつ、一定の形状を維持することができるものであれば、図４に示す形状のものに限られない。図６及び図７にその他の形状の支持部材１を例示する。

図６（ａ）に示す支持部材１は、互いに向かい合う一対の支持部材本体２と、一対の支持部材本体２を一定の間隔をあけた状態で連結する２本の連結棒３とからなる。

支持部材本体２は、既設管Ｌの内周面の曲率半径と等しくなるように湾曲された支持フレーム２４の両端に支持円盤２５をそれぞれ配した形状を有する。又、支持部材本体２には、面方向に貫通する連結孔２３が二箇所設けられている。この支持部材本体２は、例えば、スチール製の平板を打ち抜き加工することによって形成することができる。

支持部材本体２における支持円盤２５の直径は、支持部材１の高さとなる。従って、本実施形態において、図６（ａ）に示す支持部材１を用いる場合にあっては、支持円盤２５の直径を異ならせた、様々な高さを有する支持部材１を複数準備し、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所の凹みの程度に応じて、高さの異なる複数の支持部材１から適当な高さを有するものを適宜選択する。

図６（ａ）に示す支持部材１は、既設管Ｌの管路に生じている不陸や蛇行における凹み箇所の底面に支持フレーム２４を接地させた状態で配置される。図６（ｂ）に示すように、支持部材１は、支持フレーム２４の両端に配された支持円盤２５を更生管Ｓの外周面に接触させることによって更生管Ｓを支持する。

支持円盤２５と更生管Ｓの接触面積は比較的小さくなることから、回転しながら既設管Ｌ内に挿入される更生管Ｓの外周面と支持円盤２５との間に生じる摩擦力は小さくなり、更生管Ｓの形成中、更生管Ｓの外周面は支持円盤２５上を滑らかに滑る。

なお、支持円盤２５を支持フレーム２４と別体とし、支持円盤２５の中心を支持フレーム２４の両端にて軸支することによって、支持円盤２５を回転可能にすれば、より一層、更生管Ｓの外周面と支持円盤２５との間に生じる摩擦力は小さくなる。

一方、図７（ａ）に示す支持部材１は、一定の厚みを有するブロック体からなり、正面視、扇面形状を有する。ブロック体底面に存する曲面状の接地面２６の曲率半径は、既設管Ｌの内周面の曲率半径と等しくなるように設定されており、ブロック体上面に存する曲面状の支持面２７の曲率半径は、更生管Ｓの外周面の曲率半径と等しくなるように設定されている。

支持面２７には、その中心線に沿って溝部２８が形成されている。この溝部２８の幅寸法は、帯状部材１００の裏面に設けられた補強リブ１０２の厚さ寸法より若干大きくなるように設定されている。又、この溝部２８の深さ寸法は、補強リブ１０２の高さ寸法より若干大きくなるように設定されている。この支持部材１は、例えば、スチール製の鋼材を削り出し加工することによって形成することができる。

支持部材１における接地面２６と支持面２７との距離は、支持部材１の高さとなる。従って、本実施形態において、図７（ａ）に示す支持部材１を用いる場合にあっては、接地面２６と支持面２７との距離を異ならせた、様々な高さを有する支持部材１を複数準備し、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所の凹みの程度に応じて、高さの異なる複数の支持部材１から適当な高さを有するものを選択して用いる。

図７（ａ）に示す支持部材１は、既設管Ｌの管路に生じている不陸や蛇行における凹み箇所の底面に接地面２６を接地させた状態で配置される。図７（ｂ）に示すように、この支持部材１は、支持面２７を更生管Ｓの外周面に接触させるとともに、溝部２８にて補強リブ１０２を保持することによって更生管Ｓを支持する。これにより、更生管Ｓを安定して支持することができる。

−実施形態２（橋桁式支持部材を用いた既設管の更生方法）−
図８に、実施形態２において用いられる支持部材１を示す。この支持部材１は、既設管Ｌの管路に生じている不陸や蛇行における凹み箇所に掛け渡した状態で配置されて、橋桁として更生管Ｓを支持する橋桁式支持部材である。

実施形態２に用いられる支持部材１は、互いに平行関係にある一対の支持棒４と、一対の支持棒４を一定の間隔をあけた状態で連結する複数の横架材５とからなる。

支持棒４は、スチール製の丸棒からなる棒状部材である。

横架材５は、一定の曲率半径で湾曲された丸棒からなり、その曲率半径は、既設管Ｌの内周面の曲率半径と等しくなるように設定されている。一対の支持棒４を平行に並べた状体で、横架材５の両端を一対の支持棒４にそれぞれ溶接することによって、一対の支持棒４は、平行関係を維持したまま一定の間隔をあけて連結される。

図９（ａ）に、支持部材１を既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所に配置した状態を示す。

支持部材１は、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所に掛け渡した状態で配置される。

支持部材１における横架材５の曲率半径は、既設管Ｌの内周面の曲率半径と等しくなるように設定されているから、支持棒４に固定された複数の横架材５の内、少なくとも支持棒の両端付近に配された横架材５は、既設管Ｌの内周面に沿って接地する。これより、支持部材１は、安定して凹み箇所に配置される。なお、支持部材１は、既設管Ｌの内周面に対し、接着剤で接着したり、ボルトで締結したりすることによって、更生管Ｓの形成中、配置された位置からずれないように固定することが好ましい。

図９（ｂ）に示すように、回転しながら既設管Ｌ内に挿入された更生管Ｓは、既設管Ｌの管路に生じた凹み箇所に至り、凹み箇所に配置された支持部材１における支持棒４によって支持される。支持棒４は互いに平行関係にある一対の丸棒からなり、又、既設管Ｌの長さ方向に沿って配置されていることから、回転しながら既設管Ｌ内に挿入される更生管Ｓを外周面と支持縁部２２との間に生じる摩擦力は小さくなり、更生管Ｓの形成中、更生管Ｓの外周面は支持棒４上を滑らかに滑る。

既設管Ｌ内に挿入された更生管Ｓの先端が施工終了地点に到達したら、製管機１０による製管作業を停止する。図９（ｃ）に示すように、更生管Ｓは、支持部材１によって支持された状態のまま、既設管Ｌの管路内に敷設される。これより、既設管Ｌに生じている不陸や蛇行に追随することなく、既設管Ｌの管路内に更生管Ｓが敷設された二重管構造物を構築することができる。

ところで、前記実施形態１及び実施形態２においては、いずれも図１に示す帯状部材１００を用い、接着によって一側縁部と他側縁部を接合しているが、本発明方法は、図１に示す如きの帯状部材１００のみが用いられるものではない。図１０及び図１１にその他の形状の帯状部材１００を例示する。

図１０（ａ）に示す帯状部材１００は、帯状部材１００の一側縁部に雄型１０５を設ける一方で、他側縁部に雌型１０６を設けたものである。図１０（ｂ）に示すように、この帯状部材１００は、一側縁部に設けた雄型１０５を他側縁部に設けた雌型１０６に嵌め込むことによって、一側縁部と他側縁部を接合するものである。

一方、図１１（ａ）に示す帯状部材１００は、帯状部材１００の一側縁部と他側縁部とに係合部１０７を設けたものである。図１１（ｂ）に示すように、この帯状部材１００は、隣接させた係合部１０７に、別体の嵌合材１０８を嵌め込むことによって、一側縁部と他側縁部を接合するものである。

又、前記実施形態１及び実施形態２においては、いずれも図２（ｂ）に示す元押し式の製管機１０を用いて更生管Ｓを製管しているが、本発明方法は、図２（ａ）に示す自走式の製管機１０を用いて更生管Ｓを製管しても良い。

１支持部材
１０製管機
１００帯状部材
Ｓ更生管
Ｌ既設管

Claims

長尺の帯状部材を螺旋状に巻回すことによって更生管を形成し、この更生管を既設管の管路内に敷設する既設管の更生方法において、
既設管の管路に生じた凹み箇所に支持部材を配置し、
支持部材で更生管を支持しつつ、更生管を既設管の管路内に敷設することを特徴とする既設管の更生方法。
請求項１に記載の既設管の更生方法において、
支持部材として、凹み箇所の底面に接地させた状態で配置されて、橋脚として更生管を支持するものを用いる既設管の更生方法。
請求項１に記載の既設管の更生方法において、
支持部材として、凹み箇所に掛け渡した状態で配置されて、橋桁として更生管を支持するものを用いる既設管の更生方法。
既設管の管路内に、長尺の帯状部材を螺旋状に巻回すことによって形成された更生管が敷設されてなる二重管構造物であって、
この二重管構造物は、
既設管の管路に生じた凹み箇所に配置された支持部材によって更生管が支持されてなることを特徴とする二重管構造物。