JP2012127381A - 管路の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金網と補修材とを一体化させることによって補修材の保形性を高め、硬化性充填材の充填圧力により補修材が変形することを防止することが可能な、管路の補修方法を提供すること。
【解決手段】本管Ｐ１内に筒状の金網１を設置した後、硬化性樹脂液が含浸された筒状の補修材２を、その内外面を反転させながら金網１の内側に挿入する。さらに、硬化性樹脂液を硬化させて補修材２を金網１に接着した後に、本管Ｐ１の内面と補修材２との間に硬化性充填材３を充填する。
【選択図】図８

Description

本発明は、管路の補修方法に関し、特に、管路内に筒状の補修材を挿入した後に、管路内面と補修材との間に硬化性充填材を充填して補修する方法に関する。

老朽化した下水道管等の既設管路を補修する方法として、従来から、管路内に筒状の補修材を挿入した後、管路の内面と筒状の補修材との隙間にモルタルやセメントミルク等の硬化性充填材を充填し硬化させることで、管路の内側に筒状の補強構造を構築する方法が知られている。

その中でも、特許文献１に開示されている補修方法においては、まず、管路内に筒状の金網（鉄条筒）を挿入してから、その内側に筒状の補修材（内挿管）を挿入し、その上で、管路内面と補修材との間にセメントミルクを充填している。これにより、管路内面と補修材との間に金網によって補強されたセメント層を形成している。

特開昭５６−１３１８７９号公報

前記特許文献１の補修方法においては、筒状の金網（鉄条筒）とこの金網内に挿入された補修材とが一体化されておらず、金網は補修材の保形性向上には何ら寄与していない。そのため、硬化性充填材が補修材の外側に充填されたときにその充填圧力によって補修材が押し潰されるように変形してしまう虞がある。

上記の問題に関して、補修材内にエア等の流体を供給して内圧を作用させるなどして補修材の保形性を高め、充填材の充填圧力による補修材の変形を防止することは可能ではあるが、工程が余分に増えて補修に要する時間が長くなる。また、補修材として、剛性が高く保形性を備えたものを使用することも考えられるが、このような補修材は扁平に折り畳むことができずに嵩張り、長尺なままでは運搬できないことから長さを短くせざるを得ない。従って、長尺な補修材を使用して長い距離を一度に補修するということができなくなるために作業効率が悪くなり、その結果、やはり補修に要する時間が長くなってしまう。

本発明の目的は、金網と補修材とを一体化させることによって補修材の保形性を高め、硬化性充填材の充填圧力により補修材が変形することを防止することが可能な、管路の補修方法を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の管路の補修方法は、管路内に筒状の金網を設置し、硬化性樹脂液が含浸された筒状の補修材を、その内外面を反転させながら前記金網の内側に挿入し、前記硬化性樹脂液を硬化させて前記補修材を前記金網に接着した後に、前記管路内面と前記補修材との間に硬化性充填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、管路の内側に、硬化性樹脂液が硬化した剛直な筒状の補修材と、この補修材と管路の内面との隙間に形成され、金網によって補強された硬化性充填材の層とを有する、強固な補強構造が構築される。

ここで、筒状の補修材は、管路内への設置後に硬化性樹脂液を硬化させることによってそれ自体の保形性が高くなる。また、筒状の補修材を、その内外面を反転させながら筒状の金網内に挿入する方法を採用することで、金網とほぼ同じ径を有する補修材を金網内にスムーズに挿入することができ、挿入後には補修材が金網に密着して両者が一体化する。さらに、補修材に含浸された硬化性樹脂液によって補修材と金網とが接着されることによって両者の一体性が高まる。従って、硬化性充填材の充填時にその充填圧力によって補修材が変形することが防止される。尚、筒状の補修材は、硬化性樹脂液が硬化することによって高い保形性を発現すればよく、硬化性樹脂液が硬化する前は補修材自体には高い保形性は要求されないことから、長尺なまま折り畳んで運搬することが可能となる。

第２の発明の管路の補修方法は、前記第１の発明において、筒状の前記金網には、径方向外側に突出する突起が周方向に複数設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、金網に周方向に設けられた複数の突起によって、金網が管路内の中央位置に保持されるため、硬化性充填材の充填時に金網及び補修材が浮き上がることが防止される。また、管路の内面と金網との間に周方向にわたって一定の隙間が確保されることから、硬化性充填材の充填厚みを周方向に均一にすることができる。

第３の発明の管路の補修方法は、前記第１又は第２の発明において、前記管路には分岐管が接続されており、前記分岐管に分岐管閉塞用のプラグを挿入するとともに、前記管路内に設置した前記金網の、前記管路の前記分岐管との接続口を覆う部分を、前記補修材を前記金網の内側に挿入する前に切断して除去することを特徴とするものである。

本発明によれば、分岐管内にプラグを挿入してから、管路の内面と補修材との間に硬化性充填材を充填することで、硬化性充填材が分岐管内に入り込むことが防止される。また、補修材を金網の内側に挿入する前に、分岐管との接続口を覆う部分の金網を予め除去しておくことで、硬化性充填材の硬化後に分岐管からプラグを取り外す際に、硬化性充填材に埋め込まれている金網を切断するという面倒な作業が不要となり、プラグの取り外し作業が容易になる。

第４の発明の管路の補修方法は、前記第３の発明において、前記金網の設置後にこの金網の前記接続口を覆う部分を除去してから、前記プラグを前記管路側から前記分岐管へ挿入するとともに、前記プラグの基端部を前記接続口から前記金網を越えて前記管路内に突出させ、前記金網の内側に挿入した前記補修材を、前記管路内に突出した前記プラグの基端部に接触させることを特徴とするものである。

本発明によれば、金網設置後に接続口を覆う部分を除去した後、プラグを分岐管に挿入したときに、このプラグの基端部を接続口から金網を越えて管路内へ突出させる。そして、次に補修材を金網の内側に挿入したときに、金網が一部除去された位置において補修材がプラグと直接接触する。従って、金網が一部除去されていても、この部分の補修材には硬化性充填材の充填圧力が作用しないことから、補修材が変形することがない。

補修時における本管（下水道管）内の状態を示す断面図である。 金網及び補修材の設置時における本管内を示す図であり、（ａ）は本管の一部切欠斜視図、（ｂ）は本管の断面図である。 分岐管へのプラグ挿入時の、本管と分岐管との接続部分の断面図である。 補修材の斜視図である。 補修材への樹脂含浸の工程を示す図である。 補修材設置後における、本管と分岐管との接続部分の断面図である。 補修材の挿入完了状態における本管の断面図である。 硬化性充填材の充填時における本管内を示す図であり、（ａ）は本管の一部切欠斜視図、（ｂ）は本管の断面図である。 硬化性充填材３の充填後における本管と分岐管との接続部分の断面図である。 変更形態における本管の一部切欠斜視図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、地中に埋設された既設の下水道管（以下、本管ともいう）の内面を補修する際に、本発明を適用した一例である。図１は、補修時における本管Ｐ１内の状態を示す断面図である。本実施形態では、中に作業員が入って作業できる、管径が８００〜２０００ｍｍ程度の大径の下水道管を特に対象としている。

図１に示すように、地中に埋設された本管Ｐ１（管路）には２つのマンホールＭが接続されている。また、２つのマンホールＭの間において本管Ｐ１からは上方に延びる分岐管Ｐ２が分岐しており、この分岐管Ｐ２は各家庭に設置されている家庭桝１１に接続されている。本実施形態では、２つのマンホールＭに挟まれた本管Ｐの補修を行うが、本管Ｐ内には下水Ｗが流れていることから、図１に示すように、本管Ｐの補修区間の上流側に止水装置１０を設置して下水Ｗを堰き止め、補修区間内に下水Ｗが存在しない状態で補修を行う。

本実施形態の補修方法では、本管Ｐ１の上記補修区間内にマンホールＭから筒状の金網１を設置した後に、この金網１内に、筒状の補修材２をその内外面を反転させながら挿入する。補修材２の設置後、補修材２と本管Ｐ１の内面との間に、図示しないポンプに接続されたホース１２を介してモルタル等の硬化性充填材３を充填し、硬化性充填材３を硬化させる。これにより、本管Ｐ１の内側に、補修材２と、金網１によって補強された硬化性充填材３の層を有する、強固な補強構造を構築する。

本実施形態の本管Ｐ１の補修方法について、以下順を追って詳細に説明する。まず、本管Ｐ１内に金網１と補修材２を設置する工程について説明する。図２は、金網１及び補修材２の設置時における本管Ｐ１内を示す図であり、（ａ）は本管Ｐ１の一部切欠斜視図、（ｂ）は本管Ｐ１の断面図である。

筒状の金網１はマンホールＭから本管Ｐ１内に搬入する。尚、金網１を構成する線材同士がずれないように、交点を溶接等で止めておくことが好ましい。

また、筒状の金網１の本管Ｐ１内への設置は、例えば、所定幅に切断したシート状の金網１をマンホールから本管Ｐ１内に搬入し、本管Ｐ１内において作業員が金網１を丸めて両端部を接合して所定径の筒状に形成するという作業を繰り返すことによって、本管Ｐ１全長にわたって金網１を設置することができる。あるいは、円弧状の複数枚の金網片を本管Ｐ１内で周方向に連結することによって筒状に金網１に形成してもよい。または、事前に長尺な筒状に形成した金網１をマンホールＭから本管Ｐ１内にワイヤ等で引き込んで一度に設置するようにしてもよい。

また、図２に示すように、金網１には、径方向外側へそれぞれ突出する複数の突起５が周方向に適当間隔を空けて設けられている。これら複数の突起５が本管Ｐ１の内面にそれぞれ当たってスペーサーの役割を果たすことで、金網１が、本管Ｐ１と軸心が一致した状態で本管Ｐ１内の中央位置に保持される（センタリング）。尚、突起５の形状や材質は特に問わないが、突起５によって本管Ｐ１の内面が傷つくことがないように、合成樹脂やゴム等の低剛性（低硬度）の材料で突起５を形成することが好ましい。

また、図１に示されるように、本管Ｐ１の補修区間からは、家庭桝１１に接続される分岐管Ｐ２が分岐している。そして、本実施形態では、上記金網１を本管Ｐ１内に設置した段階で、本管Ｐ１側から分岐管Ｐ２へ硬化性充填材３が入り込むことを防ぐ、分岐管Ｐ２閉塞用のプラグ６を分岐管Ｐ２に挿入する。図３は、分岐管Ｐ２へのプラグ６の挿入時の、本管Ｐ１と分岐管Ｐ２との接続部分の断面図である。ここでは、金網１を設置した後、図３に示すように、金網１の、分岐管Ｐ２と本管Ｐ１との接続口７を覆う部分１ａを切断して除去した上で、本管Ｐ１側から分岐管Ｐ２へプラグ６を挿入する。また、このプラグ６は、その基端側に設けられた鍔部６ａが、接続口７から金網１を越えて本管Ｐ１内に突出するように設置する。

図４は補修材２の斜視図である。図４に示すように、補修材２は、ポリエステル繊維などの経糸及び緯糸によって織成された筒状織物であるジャケット１３と、このジャケット１３の外側に重ねて設けられた、低密度ポリエチレンなどの合成樹脂材料からなる筒状の樹脂層１４とを有する。さらに、この補修材２のジャケット１３には、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂などの硬化性樹脂液が含浸されている。

図５は、補修材２への樹脂含浸の工程を示す図である。上述した補修材２はリール３０に巻回されている。そして、リール３０から補修材２をその外側の端部から引き出すともに、この端部から内部に硬化性樹脂液３１を注入し、樹脂液３１が注入された部分をローラーコンベヤ３２によって搬送する。さらに、補修材２をローラーコンベヤ３２の搬送方向下流側に位置する１対のニップローラ３３で絞って、樹脂液３１の含浸量を調整した後、圧力容器３４内に収容されたリール（図示省略）に巻回して収納する。

また、補修材２は、筒状に形成された金網１の径よりもやや小さい径のものを使用する。そして、補修材２を、その内外面を反転させながら金網１の内側に挿入させ、内圧によって径を膨張させて貼り付ける（反転工法）。より詳細には、図２（ｂ）に示すように、補修材２に加圧エア等の流体圧力を作用させ、先端の反転部分２ａを本管Ｐ１の長さ方向に進行させていくことで、補修材２の内外面を反転させる。この反転工法を採用することによって、金網１に近い径を有する補修材２を金網１内にスムーズに挿入することができる。このようにして金網１内に反転挿入された補修材２の外面（図４のジャケット１３）は金網１に密着し、補修材２と金網１とが一体化する。

また、図６は、補修材２の設置後における、本管Ｐ１と分岐管Ｐ２との接続部分の断面図である。前述したように、分岐管Ｐ２内に挿入されたプラグ６が、その一部（鍔部６ａ）が金網１を越えて本管Ｐ１内に突出している。そのため、図６に示すように、金網１の内側に挿入された補修材２は、金網１が一部除去された位置においてプラグ６の鍔部６ａに直接接触することになる。

図７は、補修材２の挿入完了状態における本管Ｐ１の断面図である。補修材２の端部２ｂは縫製されて反転しないようになっており、この端部２ｂが本管Ｐ１とマンホールＭとの接続口に達したときに補修材２の反転挿入が完了する。補修材２の挿入が完了したら、補修材２に含浸されている硬化性樹脂液を硬化させる。常温硬化性の硬化性樹脂液を使用する場合は、図７のように、補修材２内が密閉されて内圧が作用している状態で一定時間放置することで、硬化性樹脂液を硬化させる。また、熱硬化性の硬化性樹脂液を使用する場合には、補修材２内に加熱エア等の加熱流体を供給して補修材２を内側から加熱することによって、補修材２中の熱硬化性樹脂を硬化させる。このように、硬化性樹脂液を硬化させることで、筒状の補修材２が強度の高い剛直な管となる。さらに、硬化性樹脂液の硬化によって補修材２と金網１とが接着されることになり、両者の一体性が高まる。

尚、上述した硬化性樹脂液の含浸工程（図５参照）において、ニップローラ３３の絞り量を調整する（絞りを少し緩める）ことによって、補修材２にやや多めの量（ジャケット１３に含浸される量を超える量）の硬化性樹脂液を含ませることが好ましい。これにより、補修材２の表面にも硬化性樹脂液が存在する状態となり、補修材２と金網１とを確実に接着することができる。

次に、本管Ｐ１の内面と補修材２の外面との隙間にモルタル等の硬化性充填材３を充填する。図８は、硬化性充填材３の充填時における本管Ｐ１内を示す図であり、（ａ）は本管Ｐ１の一部切欠斜視図、（ｂ）は本管Ｐ１の断面図である。図８に示すように、まず、本管Ｐ１とマンホールＭとの接続口に、補修材２の両端において本管Ｐ１内面との隙間を塞ぐように妻型枠１６を設置する。次に、補修材２の一部に内側から貫通孔をあけ、この孔に、硬化性充填材３を注入するポンプ（図示省略）と接続されたホース１２を接続する。そして、ポンプから送り出される硬化性充填材３を、ホース１２を介して補修材２と本管Ｐ１の内面との隙間に充填する。その後、一定時間放置することにより硬化性充填材３を硬化させる。これにより、本管Ｐ１の内側に、硬化性樹脂液が硬化した剛直な補修材２と、この補修材２と本管Ｐ１の内面との隙間の、金網１で補強された硬化性充填材３の層とを有する、強固な補強構造が構築される。

ここで、硬化性充填材３の充填時には、筒状の補修材２の外周面には硬化性充填材３の充填圧力が作用する。しかし、前述したように、筒状の補修材２は含浸された硬化性樹脂液が硬化して、剛直で保形性の高い管となっている上、さらに、その外側の筒状の金網１と接着されて一体化している。そのため、硬化性充填材３の充填圧力によって補修材２が変形することが防止される。尚、金網１を構成する線材が細いものであるほど、樹脂が線材を包み込み、金網１と補修材２の接着が良くなる。

また、筒状の補修材２は、硬化性樹脂液が硬化することによって高い保形性を発現すればよく、樹脂液が硬化する前の補修材２自体には高い保形性は要求されないことから、長尺なままで折り畳んで運搬することが可能となる。従って、長尺な補修材２を用いて本管Ｐ１の長い距離を一度に補修することが可能となり、作業効率が向上して単位長さ当たりの補修時間を短くすることができる。

また、筒状の金網１は、径方向外側に突出する複数の突起５によって本管Ｐ１の中央位置に保持されており（センタリング）、硬化性充填材３の充填時に金網１及び補修材２が浮き上がることが防止される。また、金網１が本管Ｐ１内でセンタリングされていることで、金網１に密着して一体化された補修材２と本管Ｐ１の内面との隙間、即ち、硬化性充填材３の充填厚みが周方向に均一となるため、硬化性充填材３の層の強度が高くなる。尚、複数の突起の高さは全て等しくする必要はなく互いに異ならせてもよい。例えば、上下、あるいは、左右で突起の高さを変えることで、硬化性充填材３の充填厚みを意図的に異ならせるようにしてもよい。

また、図９は、硬化性充填材３の充填後における本管Ｐ１と分岐管Ｐ２との接続部分の断面図である。図９に示すように、硬化性充填材３の充填前に、金網１の接続口７を覆う部分が除去されて、本管Ｐ１から分岐する分岐管Ｐ２内にプラグ６が挿入されて分岐管Ｐ２が閉塞されているため、硬化性充填材３が本管Ｐ１側から分岐管Ｐ２に入り込むことが防止される。また、プラグ６の基端部（鍔部６ａ）が金網１を越えて本管Ｐ１内に突出しており、この鍔部６ａが補修材２と直接接触した状態で硬化性充填材３が充填される。従って、接続口７を覆う部分において金網１が除去されていても、補修材２がプラグ６と直接接触しているために硬化性充填材３の充填圧力が作用せず、補修材２が変形することがない

また、このプラグ６は、硬化性充填材３が硬化した後に、本管Ｐ１内から補修材２の一部を切除して本管Ｐ１側から取り外す。ここで、本実施形態では、金網１の、本管Ｐ１と分岐管Ｐ２の接続口７を覆う部分を、補修材２の挿入前に先立って除去しており、また、プラグ６の鍔部６ａが金網１を越えて突出しているために金網１内に挿入された補修材２と接触している。そのため、補修材２を一部切除するのみでプラグ６を露出させることができ、さらに、硬化性充填材３に埋め込まれている金網１を切断するという面倒な作業が不要となるため、プラグ６の取り外し作業が容易である。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］前記実施形態では１枚の金網１を本管Ｐ１内に設置していたが、必要とされる強度に応じて、複数枚の金網１を重ねて設置してもよい。また、図１０に示すように、金網１に加えて、鋼棒等からなる筒状の補強枠２０を金網１の外側に設置して、さらなる強度向上を図るようにしてもよい。

２］補修材としては、不織布を用いたものであってもよい。例えば、不織布の表面が樹脂層で被覆されて筒状に丸められたものや、筒状織物のジャケットに不織布が重ねられたものであってもよい。

３］分岐管Ｐ２へのプラグ６の取付に関して、前記実施形態の図３で示すように、本管Ｐ１内に金網１を設置して、この金網１の分岐管Ｐ２との接続口７を覆う部分を除去してからプラグ６を挿入するのではなく、先にプラグ６を分岐管Ｐ２に挿入してから本管Ｐ１内に金網１を設置してもよい。この場合でも、硬化性充填材３の充填硬化後におけるプラグ６の取り外し作業を容易にするために、金網１の設置後に接続口７を覆う部分を切断して除去した上で、補修材２を金網１の内側に挿入することが好ましい。

４］以上説明した実施形態及びその変更形態は、本発明を下水道管の補修に適用した例であるが、例えば、上水道管やガス管など、下水道管以外の既設管路の補修に本発明を適用することも可能である。

１ 金網
２ 補修材
３ 硬化性充填材
５ 突起
６ プラグ
６ａ 鍔部
７ 接続口
３１ 硬化性樹脂液
Ｐ１ 本管
Ｐ２ 分岐管

Claims (4)

1. 管路内に筒状の金網を設置し、
   硬化性樹脂液が含浸された筒状の補修材を、その内外面を反転させながら前記金網の内側に挿入し、
   前記硬化性樹脂液を硬化させて前記補修材を前記金網に接着した後に、前記管路内面と前記補修材との間に硬化性充填材を充填することを特徴とする管路の補修方法。
2. 筒状の前記金網には、径方向外側に突出する突起が周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の管路の補修方法。
3. 前記管路には分岐管が接続されており、
   前記分岐管に分岐管閉塞用のプラグを挿入するとともに、
   前記管路内に設置した前記金網の、前記管路の前記分岐管との接続口を覆う部分を、前記補修材を前記金網の内側に挿入する前に切断して除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の管路の補修方法。
4. 前記金網の設置後にこの金網の前記接続口を覆う部分を除去してから、前記プラグを前記管路側から前記分岐管へ挿入するとともに、前記プラグの基端部を前記接続口から前記金網を越えて前記管路内に突出させ、
   前記金網の内側に挿入した前記補修材を、前記管路内に突出した前記プラグの基端部に接触させることを特徴とする請求項３に記載の管路の補修方法。
   

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