JP2014020522A - 管路の内張り構造 - Google Patents

Abstract

【課題】嵌合部材と表面部材の間のシール性を高めた、管路の内張り構造を提供すること。
【解決手段】内張り構造１は、筒状の補強構造体２と、補強構造体２の内周側に取り付けられ、管路中心側へ向けて開口する第１嵌合部３ａを有する嵌合部材３と、嵌合部材３の第１嵌合部３ａに挿入されて第１嵌合部３ａと嵌合する第２嵌合部４ａを有する表面部材４と、嵌合部材３の第１嵌合部３ａ内に設けられ、第１嵌合部３ａ内に挿入された第２嵌合部４ａが押し当てられるシール部材５と、を備えている。表面部材４の第２嵌合部４ａの、シール部材５と接触する部分には突起部４ｂが形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、管路を補修するための内張り構造に関する。

従来から、老朽化した上下水道管や農業用水管等の既設管路を補修する技術として、管路内で各種補強材を組み立てて管路内面を全面的に覆う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、まず、管路の内面に沿って中空骨組み状の管路補強材を設置する。次に、この管路補強材の内周側に、長尺な嵌合部材を周方向に複数並べて取り付ける。各嵌合部材は、その断面形状が、管路の中心に向けて開口したＣ字状の部材である。これらの複数の嵌合部材に、同じく長尺な複数の表面部材（内面部材）が取り付けられ、管路の内面が複数の表面部材によって覆われることになる。

表面部材は、その長手方向と直交する断面において２つの嵌合部（凹状被挿入部）を有する。そして、１つの嵌合部材内に、周方向に隣接する２つの表面部材の嵌合部が挿入されて嵌合することにより、表面部材が嵌合部材に固定される。尚、Ｃ字状の嵌合部材と、この嵌合部材に挿入された表面部材の嵌合部との間には、ゴム製のシール部材が介装されている。

特開２００９−１４０９２号公報

ところで、前記特許文献１に開示されているような管路の内張り構造には、内側から管路内を流れる水の水圧（内水圧）が作用するとともに、外側からも管路周囲の地下水が老朽化した管路を浸透して水圧（外水圧）が作用する。それ故、前記特許文献１の内張り構造では、先にも触れたように、嵌合部材と表面部材の嵌合部との間にシール部材が介装されており、表面部材の嵌合部がシール部材と接触することによって、水漏れが防止されている。

しかしながら、近年、より内水圧又は外水圧が高い使用環境に対する管路構成技術が求められており、従来より更にシール性が高いものが求められている。また、一般的な管路の内周面は湾曲していることから、この管路の内周面に沿って複数の表面部材も全体的に湾曲して配置される。その際に、表面部材の嵌合部材に対する取付角度が傾くと、表面部材がシール部材に十分押し当てられなくなってシール性が低下する虞があり、その場合の対処として、シール部材の厚さを増やすことが考えられるが、そうすると嵌合作業が困難となり、施工性が劣る問題があった。

本発明の目的は、嵌合部材と表面部材の間のシール性を高め、且つ、嵌合作業に支障をきたさない、管路の内張り構造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の発明の管路の内張り構造は、管路内面に沿って配設される筒状の補強構造体と、前記補強構造体の内周側に取り付けられ、管路中心側へ向けて開口する第１嵌合部を有する嵌合部材と、前記嵌合部材の前記第１嵌合部に挿入されて前記第１嵌合部と嵌合する第２嵌合部を有し、前記管路内面を覆う表面部材と、前記嵌合部材の前記第１嵌合部内に設けられ、前記第１嵌合部内に挿入された前記第２嵌合部が押し当てられるシール部材と、を備え、前記表面部材の前記第２嵌合部の、前記シール部材と接触する部分に突起部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明では、表面部材の第２嵌合部の、嵌合部材側のシール部材と接触する部分に、突起部が形成されている。これにより、表面部材が、突起部においてシール部材に局所的に押し付けられるため、シール部材の厚さを増やすことなく、シール性が向上する。また、表面部材の嵌合部材に対する取付角度が多少傾いても、突起部においてシール部材に局所的に接触した状態が維持されるため、シール性が低下しない。更に、突起部をシール部材に食い込ませる構造であることから、嵌合作業に支障を生じず、安定して施工を行える。

第２の発明の管路の内張り構造は、前記第１の発明において、前記シール部材の前記第２嵌合部と接触する部分の表面が、弧状に盛り上がっていることを特徴とするものである。

本発明では、シール部材の表面が弧状に盛り上がっているため、第２嵌合部の突起部が、シール部材に確実に密着する。シール部材が平坦な場合は、突起部によって押しつぶされたシール部材の逃げる部分（変形部分）がないので、シール部材が変形しにくく表面部材の嵌合時に押圧力もより必要となって、嵌合作業が困難となるが、シール部材が盛り上がっていることで、シール部材が、隣接する２つの第２嵌合部の間に形成される凹部へ逃げやすくなり、嵌合作業に支障をきたすことない。以上により、突起部とシール部材が効果的に機能して高い止水効果が発揮される。

第３の発明の管路の内張り構造は、前記第１の発明において、前記嵌合部材の前記第１嵌合部に、前記管路の周方向に隣接する２つの前記表面部材の前記第２嵌合部がそれぞれ挿入されて、１つの前記第１嵌合部に２つの前記第２嵌合部が嵌合し、前記シール部材は、２つの前記第２嵌合部が接触する部分においてそれぞれ表面が盛り上がっていることを特徴とするものである。

本発明では、シール部材の、２つの第２嵌合部が接触する部分においてそれぞれ表面が盛り上がっているため、１つのシール部材に、隣接する２つの表面部材の第２嵌合部の突起部が確実に密着する。また、突起部が嵌合した状態でシール部材の変形部分を、隣接する２つの第２嵌合部の間に形成される凹部に逃がすことができるので、嵌合作業に支障をきたすことなく、突起部とシール部材が効果的に機能し高い止水効果が発揮される。

第４の発明の管路の内張り構造は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記嵌合部材の前記第１嵌合部に、前記管路の周方向に隣接する２つの前記表面部材の前記第２嵌合部がそれぞれ挿入されて、１つの前記第１嵌合部に２つの前記第２嵌合部が嵌合し、隣接する２つの前記表面部材の前記第２嵌合部が互いに接触する面の、前記嵌合部材側の角部をそれぞれＲ形状とし、前記２つの第２嵌合部の前記Ｒ形状の角部で形成される凹部内に、前記突起部の嵌合によって生じる前記シール部材の変形部分が入り込んで密着していることを特徴とするものである。

本発明では、前記嵌合部材の第１嵌合部に、前記管路の周方向に隣接する２つの前記表面部材の第２嵌合部がそれぞれ挿入されて、１つの第１嵌合部に２つの第２嵌合部が嵌合する。また、隣接する２つの表面部材の第２嵌合部が互いに接触する面の、嵌合部材側の角部がそれぞれＲ形状となっている。そして、これら２つの第２嵌合部の前記Ｒ形状の角部の間に形成される凹部内に、前記突起部の嵌合によって生じる前記シール部材の変形部分が入り込んで密着することで、より確実なシール性を発揮することができる。

補修がなされた管路の、長さ方向を含む鉛直面に沿った断面図である。 図１に断面で示される筒状の内張り構造を拡大した図であり、上半分は内張り構造を内面側から見た図、下半分は内張り構造を外面側から見た図である。 図２のIII-III線断面図である。 図３の一部拡大図である。 図４のＢ部拡大図である。 補強構造体を示す図である。 表面部材の、長手方向と直交する面における断面図である。 表面部材の、嵌合部材に対する取付角度の傾きを説明する図である。 最終的な内張り構造の断面図である。 変更形態に係る内張り構造の、図４相当の一部拡大断面図である。 別の変更形態に係る内張り構造の、図４相当の一部拡大断面図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、地中に埋設された下水道管等の既設管路（以下、単に管路ともいう）を補修する場合に、本発明を適用した一例である。図１は、補修がなされた管路の、長さ方向を含む鉛直面に沿った断面図である。本実施形態では、関係が０．８ｍ〜３ｍ程度の大径の管路を対象としている。図１に示される、マンホールＨまたは立坑から管路Ｐ内に各種部材を搬入して組み立て、管路Ｐ内の所定の補修区間に管路Ｐの内面全周を被覆する内張り構造１を構築する。

まず、内張り構造１について説明する。図２は、図１に断面で示される筒状の内張り構造を拡大した図であり、上半分は内張り構造を内面側から見た図、下半分は内張り構造を外面側から見た図である。また、図３は、図２のIII-III線断面図、図４は、図３の一部拡大図、図５は、図４のＢ部拡大図である。尚、後述するように、管路Ｐ内に内張り構造１が構築された後に、管路Ｐの内面との間に硬化性充填材１００が充填されるのであるが（図８参照）、図２、図３は、硬化性充填材１００が充填される前の状態を示している。図２〜図４に示すように、本実施形態の内張り構造１は、管路Ｐの長さ方向に沿って複数配設されたリング状の補強材１０からなる補強構造体２と、補強構造体２の内側に取り付けられた嵌合部材３と、嵌合部材３に取り付けられて管路内面を被覆する表面部材４とを有する。

図６は、補強構造体を示す図である。リング状の補強材１０は、図３における管路Ｐの内面の左側部、右側部、及び、下部に沿って、それぞれ配される３つの円弧状の補強部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃからなる。これら３つの補強部材１０ａ〜１０ｃは、図６に示される結合部材１１によって周方向に連結されている。尚、管路Ｐ内での搬入容易性、作業性等の観点から、上記のように、補強材１０が複数（例えば３つ）の補強部材１０ａ〜１０ｃに分割されていることが好ましいが、これは必須ではなく、補強材１０が、分割されていない１つのリング状部材であってもよい。また、補強材１０は、それぞれ、炭素鋼、ステンレス鋼、硬質合成樹脂等の剛性の高い材料で形成されている。図２、図６に示すように、複数のリング状の補強材１０は、管路Ｐの長さ方向（以下、管軸方向ともいう）に互いに間隔を空けて配設されるとともに、互いに隣り合う補強材１０同士がパイプ状の複数の連結部材１２によって連結されている。これにより、複数のリング状補強材１０が一体化されて筒状の補強構造体２が構成されている。なお、結合部材１１を用いず、円弧状の補強部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃの端部を直接重ねて結合してもよい。

図３、図４に示すように、補強構造体２を構成する補強材１０（円弧状の補強部材１０ａ〜１０ｃ）の内周部には、複数の凹部１３が周方向に間隔を空けて形成され、これら複数の凹部１３には複数の嵌合部材３がそれぞれ嵌め込まれている。嵌合部材３は、管軸方向（即ち、複数の補強材１０が並ぶ方向）に長尺な部材であり、複数のリング状補強材１０に跨って取り付けられる。図４に示すように、嵌合部材３は、その長手方向と直交する断面において、補強材１０に形成された凹部１３の形状とほぼ同様の、やや角張ったＣ字状の断面形状を有する。このＣ字状の嵌合部材３の内部は、次述の表面部材４と嵌合する凹状の第１嵌合部３ａとなっている。複数の嵌合部材３は、それぞれの第１嵌合部３ａが管路の中心側に向けて開口するように、周方向に並べて補強構造体２に取り付けられる。嵌合部材３の第１嵌合部３ａの奥部には、表面部材４との間をシールするためのシール部材５が設けられている。

尚、嵌合部材３の材質は特に限定されるわけではないが、本実施形態では、嵌合部材３は、耐腐食性に優れ、軽量で施工性にも優れ、かつコストも安価なポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂で形成されている。また、シール部材５も一般的なゴム材料で形成されてもよいが、本実施形態のシール部材５は熱可塑性エラストマーで形成されている。さらに、本実施形態では、熱可塑性樹脂からなる嵌合部材３と熱可塑性エラストマーからなるシール部材５とが、一体成型されている。

上記の嵌合部材３には、この嵌合部材３と同じく管軸方向に長尺な表面部材４が取り付けられる。図７は、表面部材４の、長手方向と直交する面における断面図である。図４、図７に示すように、表面部材４は、周方向両端部に２つの凸状の第２嵌合部４ａが形成された、ほぼコの字の断面形状を有する。図４に示すように、１つの嵌合部材３の第１嵌合部３ａに、周方向に隣接する２つの表面部材４の第２嵌合部４ａが互いに接した状態で挿入され、２つの第２嵌合部４ａの先端部がそれぞれ第１嵌合部３ａと嵌合することで、表面部材４が補強構造体２（補強材１０）に固定される。そして、複数の表面部材４が周方向に並べて取り付けられることで、管路Ｐの内周面が表面部材４で覆われる。尚、前記の嵌合部材３と同様、この表面部材４についても材質は特に限定されるものではないが、本実施形態では、嵌合部材３と同じく、ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂で形成されている。

また、嵌合部材３の第１嵌合部３ａ内に挿入された、表面部材４の第２嵌合部４ａは、第１嵌合部３ａの奥部に設けられたシール部材５に押し当てられる。これにより、嵌合部材３と表面部材４の間からの水漏れが防止される。さらに、第２嵌合部４ａの、シール部材５と接触する先端面には、表面部材４の長手方向（図７の紙面直交方向）に延びる突起部４ｂが形成されている。突起部４ｂは、第２嵌合部４ａの先端面の、周方向における中央部に形成されている。

ここで、第２嵌合部４ａのシール部材５に対する接触圧にもよるが、内張り構造１に作用する内水圧、又は、外水圧がかなり高いと、第２嵌合部４ａとシール部材５の間から水漏れが生じる虞がある。また、一般的な管路Ｐの内面は湾曲しており、これに応じて、複数の表面部材４も全体として湾曲して配置される。その際に、表面部材４の嵌合部材３に対する取付角度が傾くことが考えられる。図８に示すように、表面部材４が、図８の二点鎖線で示すようにシール部材５に十分に接触していればよいが、この状態に対して、図８の実線で示すよう傾いて取り付けられた場合には、表面部材４の第２嵌合部４ａがシール部材５に強く押し当てられなくなり、シール性が低下する。この場合の対策として、通常、シール部材５の厚さを増やすことが一般的であるが、そうすると第１嵌合部３ａと第２嵌合部４ａの嵌合時に大きな力が必要となって、嵌合作業に支障をきたす弊害が生じることとなる。

これに対して、本実施形態では、表面部材４の第２嵌合部４ａに突起部４ｂが設けられている。従って、第２嵌合部４ａが突起部４ｂにおいて局所的にシール部材５に押し付けられるため、シール性が向上するとともに、シール部材５の厚さを増やすことなく、シール性を向上できるので、嵌合作業に支障をきたすことがない。さらに、表面部材４の嵌合部材３に対する取付角度が多少傾いても、突起部４ｂにおいてシール部材５に局所的に接触した状態が維持されるため、シール性が低下しない。

また、図５、図７に示されるように、１つの嵌合部材３の第１嵌合部３ａに挿入される、２つの第２嵌合部４ａにおいて、互いに接触する面の嵌合部材３側の角部ＡがＲ形状となっている。この場合、図５に示すように、これら２つの第２嵌合部４ａの前記Ｒ形状の角部Ａの間に形成される凹部内に、突起部４ｂの嵌合によって生じるシール部材５の変形部分５ａが入り込んで密着することで、より確実なシール性を発揮することができる。

尚、嵌合部材３及び表面部材４は、それぞれ管路Ｐの長さ方向に複数本連結されており、これによって表面部材４が補修区間の全長にわたって管路Ｐの内面を覆うようになっている。複数の表面部材４や嵌合部材３を管路Ｐの長さ方向に連結する部材の詳細については説明を省略するが、例えば、特開２００２−３１０３７８号公報や特開２００９−１４０９２号公報に記載されているように、１つの連結材の両端部に、２つの表面部材４（嵌合部材３）の端部をそれぞれ挿入して両者を連結することができる。

次に、管路Ｐ内に上記の内張り構造１を構築して、管路Ｐを補修する方法について説明する。補修に先立って、図１の管路Ｐの補修区間の上流側に例えば止水プラグ（図示省略）を設置するなどの手法により、補修区間内で人が作業できる環境を作る。その上で、まず、リング状の補強材１０を管路Ｐ内面に沿って配設する。先にも述べたが、リング状補強材１０は、３つの補強部材１０ａ〜１０ｃを管路Ｐ内で周方向に連結することによって組み立てる。このリング状の補強材１０を、連結部材１２により管路Ｐの長手方向に複数個結合して、図６に示すように、筒状の補強構造体２を構築する。

次に、リング状の補強材１０の複数の凹部１３に、複数の嵌合部材３をそれぞれ嵌め込む。さらに、各嵌合部材３の第１嵌合部３ａに、周方向に隣接する２つの表面部材４の第２嵌合部４ａを挿入して嵌合させる。このようにして筒状の補強構造体２に複数の表面部材４を全周にわたって取り付けて、管路Ｐの内面を表面部材４で被覆する。

表面部材４を取り付けた後、表面部材４と管路Ｐの内面との間に硬化性充填材１００を注入して硬化させる。図９は、硬化性充填材を注入した最終的な内張り構造の断面図である。硬化性充填材１００としては、例えばセメントミルク、モルタル、コンクリート等のセメント系材料、あるいは不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などを用いることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるわけではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、前記実施形態に対して適宜の変更を加えることが可能である。

前記実施形態では、図４に示すように、嵌合部材３に設けられたシール部材５の、表面部材４の第２嵌合部４ａが接触する表面がほぼ平坦な面となっているが、図１０に示すように、シール部材５の表面が弧状に盛り上がっていてもよい。このように、シール部材５の表面が弧状に盛り上がっていると、第２嵌合部４ａの突起部４ｂが、シール部材５に確実に密着する。また、シール部材５の表面が平坦な場合と比べて、シール部材５が、隣接する２つの第２嵌合部４ａの間に形成される凹部へ逃げやすくなり、嵌合作業に支障をきたすことない。以上により、突起部４ｂとシール部材５が効果的に機能して高い止水効果が発揮される。

あるいは、図１１に示すように、１つの嵌合部材３内に設けられたシール部材５が、２つの第２嵌合部４ａが接触する部分においてそれぞれ表面が盛り上がり、二山形状に形成されていてもよい。この構成では、１つのシール部材５に、隣接する２つの表面部材４の第２嵌合部４ａの突起部４ｂが確実に密着する。この場合も、シール部材の変形部分５ａを、隣接する２つの第２嵌合部４ａの間に形成される凹部に逃がすことができるので、嵌合作業に支障をきたすことなく、突起部４ｂとシール部材５が効果的に機能し高い止水効果が発揮される。

シール部材５が嵌合部材３と一体成型されている必要はない。例えば、ゴム材料で作られたシール部材５を、別に成型した嵌合部材３の第１嵌合部３ａ内に接着剤を用いて貼り付けてもよい。但し、前記実施形態のように、シール部材５が嵌合部材３と一体成型されていると、嵌合時のシール部材５の変形部分５ａ（図５参照）が２つの表面部材４の角部Ａの間の凹部に集中することができるので、より、本発明の効果を高めることができる。

１ 内張り構造
２ 補強構造体
３ 嵌合部材
３ａ 第１嵌合部
４ 表面部材
４ａ 第２嵌合部
４ｂ 突起部
５ シール部材
Ｐ 管路
Ａ 角部

Claims (4)

1. 管路内面に沿って配設される筒状の補強構造体と、
   前記補強構造体の内周側に取り付けられ、管路中心側へ向けて開口する第１嵌合部を有する嵌合部材と、
   前記嵌合部材の前記第１嵌合部に挿入されて前記第１嵌合部と嵌合する第２嵌合部を有し、前記管路内面を覆う表面部材と、
   前記嵌合部材の前記第１嵌合部内に設けられ、前記第１嵌合部内に挿入された前記第２嵌合部が押し当てられるシール部材と、を備え、
   前記表面部材の前記第２嵌合部の、前記シール部材と接触する部分に突起部が形成されていることを特徴とする管路の内張り構造。
2. 前記シール部材の前記第２嵌合部と接触する部分の表面が、弧状に盛り上がっていることを特徴とする請求項１に記載の管路の内張り構造。
3. 前記嵌合部材の前記第１嵌合部に、前記管路の周方向に隣接する２つの前記表面部材の前記第２嵌合部がそれぞれ挿入されて、１つの前記第１嵌合部に２つの前記第２嵌合部が嵌合し、
   前記シール部材は、２つの前記第２嵌合部が接触する部分においてそれぞれ表面が盛り上がっていることを特徴とする請求項１に記載の管路の内張り構造。
4. 前記嵌合部材の前記第１嵌合部に、前記管路の周方向に隣接する２つの前記表面部材の前記第２嵌合部がそれぞれ挿入されて、１つの前記第１嵌合部に２つの前記第２嵌合部が嵌合し、
   隣接する２つの前記表面部材の前記第２嵌合部が互いに接触する面の、前記嵌合部材側の角部をそれぞれＲ形状とし、
   前記２つの第２嵌合部の前記Ｒ形状の角部で形成される凹部内に、前記突起部の嵌合によって生じる前記シール部材の変形部分が入り込んで密着していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の管路の内張り構造。