JP2015131488A

JP2015131488A - 管路修復方法

Info

Publication number: JP2015131488A
Application number: JP2015027215A
Authority: JP
Inventors: 島康弘横; Yasuhiro Yokoshima
Original assignee: Yokoshima and Co
Current assignee: Yokoshima and Co
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: JP5947414B2

Abstract

【課題】管路の接続部や継ぎ目に耐震性のあるフレキシブルな構造を持たせることができる管路修復方法を提供する。
【解決手段】マンホールと既設本管の結合部で、既設本管の内周壁と、底部のインバートの表面劣化層を削りスペーサ挿入用空間を確保する段階と、切削面にエポキシ樹脂系のプライマーとエポキシ樹脂を塗布して表面被覆する段階と、切削箇所に管状のスペーサを填め込む段階と、別のマンホールから既設本管内に本管ライニング材を反転挿入する段階と、反転した本管ライニング材の内部を加圧して本管ライニング材を既設本管の内壁とスペーサに押付け、硬化させる段階と、マンホールと既設本管の結合部でスペーサを引き抜く段階と、その跡にパッキンを挿入して既設本管の内壁面と本管ライニング材の外周面をシールする段階と、本管ライニング材の切断側からパッキン方向に管状のパッキンストッパーを挿入する段階と、パッキンストッパーを固定する段階と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、管路修復方法に係り、より詳しくは、地震、地盤沈下、あるいはパッキンの老朽化などにより管路のジョイント部が破損した上水道管、下水道管、工業用水路、農業用水路などを修復する管路修復方法に関する。

従来、地震、地盤沈下、あるいはパッキンの老朽化などにより管路のジョイント部、特に、下水道管渠では、マンホールや支管などの取付管と本管管路の接続部が破損して漏水や地下水の浸入が発生することがあった。このような事故に対処する方法として、特許文献１には、枝管ライニング材の鍔部と本管ライニング材との接合一体化を確実に行うことができる枝管ライニング材及び管ライニング工法が開示されている。

特許文献１に示された技術は、漏水等の問題がある老朽化した取付管（枝管）のある下水本管を修復するもので、樹脂含浸本管ライニング材を老朽本管内に反転挿入し、本管内壁に樹脂含浸本管ライニング材を押し付けたまま加熱、硬化させることにより、老朽本管内で枝管ライニング材の鍔部と本管ライニング材との接合一体構造管路を形成するものである。しかしながら、本管ライニング材と枝管ライニング材の鍔部との結合部は、一体構造であるがフレキシブルな構造となっていないため耐震性に問題があった。下水道管渠におけるマンホールと本管の接続部、農業用管水路に於ける本管と分水管の接続部、管路途中の継ぎ目などには、耐震上、可撓性を有するフレキシブルな構造が求められている。

特開平９−２１６２８４号公報

本発明の目的は、管路の接続部や継ぎ目に耐震性のあるフレキシブルな構造を持たせることができる管路修復方法を提供することにある。

本発明による管路補修法は、マンホールと既設本管の結合部を修復する管路修復方法であって、マンホールと既設本管の結合部で、既設本管の内周壁と、底部に設けられている凹状の溝であるインバートの表面の劣化層を削り取りスペーサ挿入用空間を確保する段階と、切削面にエポキシ樹脂系のプライマーを塗布し、その上にエポキシ樹脂を塗布して表面被覆する段階と、切削箇所に管状のスペーサを填め込む段階と、修復対象とは別のマンホールから既設本管内に本管ライニング材を反転挿入する段階と、反転した前記本管ライニング材の内部を加圧して前記本管ライニング材を既設本管の内壁とスペーサに押付け、硬化させる段階と、前記マンホールと前記既設本管の結合部で前記本管ライニング材を切断してスペーサを引き抜く段階と、その跡にパッキンを挿入して前記既設本管の内壁面と前記本管ライニング材の外周面をシールする段階と、前記本管ライニング材の切断側からパッキン方向に管状のパッキンストッパーを挿入する段階と、前記パッキンを押付けた状態で前記パッキンストッパーを固定する段階と、を備え、
前記切削面には、プライマーを塗布する前に中性化防止処理を行うことを特徴とする。

前記パッキンは、水に接触すると膨潤する水膨潤パッキンまたは天然ゴム製のものが使用されることを特徴とする。

また、本発明は、既設本管の中間部を補修する管路修復方法であって、前記既設本管の端部とフレキシブル構造継手の樹脂フランジの間にスペースを確保して緩衝材を装着し、前記フレキシブル構造継手を前記既設本管の端部に設置する段階と、本管ライニング材を前記既設本管内に反転挿入する段階と、前記本管ライニング材に内圧をかけ、前記本管ライニング材の外周壁を前記既設本管の内壁及び前記フレキシブル構造継手の管部内壁に押付ける段階と、前記本管ライニング材の外周壁を前記既設本管の内壁及び前記フレキシブル構造継手の管部内壁に押付けた状態で、前記本管ライニング材と前記フレキシブル構造継手の未硬化部を同時に硬化させ一体化させる段階と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、既設本管の劣化部を修復し、マンホールと既設本管の結合部で既設本管と本管ライニング材との間に水膨潤パッキンを設置したので、水密性が確保できて地下水の浸入防止が可能であり、本管ライニング材の変動にも追従できるため地震などによる地盤変動にも対応できる効果がある。また、構造上水膨潤パッキングの交換が可能である。
また、本発明によれば、既設本管の端部とフレキシブル構造継手の樹脂フランジの間にスペースを設けて緩衝材を装着したことにより地震などによる地盤変動に対応できる効果がある。

本発明による取付管ライニング材の長手方向及び円周方向断面を示す図である。本発明による取付管の管路を修復する状況を示す図である。本発明による取付管の管路を修復する状況を示す図である。本発明によるマンホールと既設本管の結合部を修復する状況を示す図である。図４のＡ部拡大図である。本発明によるマンホールと既設本管の結合部の修復における本管ライニング材硬化中の状況を示す図である。図５のＡ−Ａ断面図である。本発明による既設本管の端部を本管ライニング材とフレキシブル構造継手により補修する状況を示す図である。

以下、図面を参照して本発明による管路修復方法について説明する。

実施例１は、既設本管から分岐する取付管を修復する管路修復方法に関する。図１は、取付管ライニング材１０の長手方向及び円周方向断面を示す図である。取付管ライニング材１０は、円周方向Ｂ−Ｂ断面図に示す通り、樹脂含浸チューブ１１の内周をクッション材１２でライニングしたものである。取付管ライニング材１０の１端は、内部のクッション材１２が外側になるよう折返して反転され円環状の鍔（つば）１３の１表面に接合されている。

クッション材１２は、内外面何れも樹脂フィルムで覆って気密とした管状不織布を使用している。不織布のかわりに管状ゴムを使用してもよい。通常、多くの修復工事に使用される取付管ライニング材１０は、直径が１５０ｍｍφ、肉厚が３．０〜７．０ｍｍの管状不織布である。取付管ライニング材１０の先端に設けられる鍔１３の表面には、取付管ライニング材１０との接合強度を増すために厚さ約１ｍｍの薄肉の樹脂吸着材１３ｂが塗布される。鍔１３の取付け孔１３ａは、圧力バッグ１４の鍔を取り付けるためのものである。

図２は、取付管の管路を修復する状況を示す図である。図２に示すように、取付管ライニング材１０の鍔１３は、圧力バッグ１４の鍔１３に結合され閉じた袋状のものである。取付管ライニング材１０と圧力バッグ１４は、管内作業ロボット１５に連結され、既設本管１内を移動させて、取付管接続部に来るように鍔１３を位置合わせする。鍔１３を既設本管１の取付管接続部の壁面に合わせて押し付けた後、圧力バッグ１４内に圧縮空気又は高圧水を注入して、取付管ライニング材１０を取付管２内に突出反転させる。取付管ライニング材１０のクッション材１２は取付管２の内壁に押付けられる。取付管ライニング材１０の取付管２内への突出反転が完了すると、クッション材１２を含む取付管ライニング材１０が取付管２内の管壁に押付けれた状態で硬化させる。図２では、コンプレッサー１６から高圧の空気がエアーホース１７で圧力バッグ１４に送られる。管内作業ロボット１５は、油圧ホース１５ｂによりアームが駆動され鍔１３を取付管２の入口に押し付けるなどの作業ができる。また、ＴＶカメラ１５ａを備えて、管路内での位置を確認できる。左右の側に張られた牽引ロープ１８で、取付管ライニング材１０、圧力バッグ１４および管内作業ロボット１５を動かす。

図３は、取付管の管路を修復する状況を示す図である。図２の取付管の修復方法とは異なる方法を示す。図３の場合、取付管ライニング材１０にはクッション材１２が取り付けられておらず、硬化性樹脂からなるライニング材のみで構成されるとする。そこで、あらかじめ管状クッション材３０を鍔１３に取り付け、既設本管１側から地上に向けて引き込んでおく。その後、圧力バッグ１４内に圧縮空気又は高圧水を注入して、取付管ライニング材１０を取付管２内に突出反転させる。これにより管状クッション材３０が取付管２の内壁に押付けられる。取付管ライニング材１０の取付管２内への突出反転が完了すると、取付管ライニング材１０がクッション材１２を含めて取付管２内の管壁に押付けられる。この状態を維持して取付管ライニング材１０を硬化させる。これによれば、図１のようにクッション材１２が一体化された取付管ライニング材１０を使用しないでも、クッション材を取付管２に装着することができる。

実施例２は、図４と図５に示す通り、破損又は老朽化したマンホール３と既設本管１の結合部を修復する方法に関する。図５は図４のＡ部拡大図である。この方法は、分水口（図示なし）あるいは管端接合部などの結合部にも適用可能である。実施例２の修復に使用する本管ライニング材２０は、図１に示す取付管ライニング材１０からクッション材１２と鍔１３を取除いたものである。既設本管１の修復では、マンホール３と既設本管１の結合部、分水口（図示なし）または管端接合部（図示なし）の水密性を確保し、かつ、フレキシブル機能を付与する必要がある。

実施例２の方法は、マンホール３と既設本管１の結合部で、既設本管１の内周壁と、底部に設けられている凹状の溝であるインバートの表面の劣化層を削り取り、パッキンとスペーサ挿入用空間を確保する（第１段階）。次に、防水加工のため切削面にプライマーを塗布し、その上に樹脂を塗布して表面被覆する（第２段階）。切削箇所に管状のスペーサ６を填め込む（第３段階）。修復対象とは別のマンホールから既設本管１内に本管ライニング材２０を反転挿入（第４段階）する。反転した本管ライニング材２０の内部を加圧して本管ライニング材２０を既設本管１の内壁とスペーサに押付け、その状態で硬化させる（第５段階）。マンホール３と既設本管１の結合部で本管ライニング材２０を切断して、スペーサ６を引き抜く（第６段階）。その跡にパッキン７を挿入し、既設本管１の内壁面と本管ライニング材２０の外周面をシールする（第７段階）。本管ライニング材２０の切断側からパッキン方向に管状のパッキンストッパー８を挿入する（第８段階）。パッキン７を押付けた状態でパッキンストッパー８を固定する（第９段階）。

マンホール３は、下水道に適用されるもので内圧は作用しないため、マンホールの水密性は外水圧、すなわち外部からの浸水に対する水密性を確保すればよい。図６に示すように、マンホール３と既設本管１の結合部では、既設本管１の内周壁４と、底部に設けられている凹状の溝であるインバート５の表層を切削機により削りとり、コンクリート表面の劣化層を除去する。これによりスペーサ６を挿入する空間を確保する。切削深さは、２．０ｍｍ〜８．０ｍｍが好ましい。切削機としては、電動式または空気圧駆動方式のサンダーが利用できる。マンホール３と既設本管１の結合部やインバート５の劣化層は、広範囲に除去してもよい。

劣化層の除去完了後、マンホール３と既設本管１の結合部、インバート５に中性化防止処理を行なうことが好ましい。コンクリートの中はアルカリ性に保たれており、そのアルカリ性が鉄筋を酸化から保護しているが、コンクリート中に浸透した炭酸ガスによりアルカリ性が低下しコンクリートが中性化する。コンクリートが中性化すると中性化がコンクリート内部に向かって進行し鉄筋まで達すると鉄筋が発錆し、鉄筋の構造強度が低下する。また、発錆による体積膨張のためにひび割れが発生する。これを防ぐためにコンクリートに塗装を行って中性化防止処置を施す。

図６に示すように、中性化防止処置の後、エポキシ樹脂系のプライマーを切削面に塗布し、その上にエポキシ樹脂を塗布して表面被覆を行う。次に切削箇所に管状の金属製のスペーサ６を填め込む。スペーサ６は、ステンレス製、アルミニウム製または鋼鉄製とすることができる。サイズは、切削後の既設本管１の内径より小径で、肉厚が５．０ｍｍ〜１５ｍｍ、長さが１００ｍｍ〜５００ｍｍのものが適用される。なお、スペーサ６の長さａは、インバート５の長さｂの半分よりは短く（ａ＜ｂ／２）している。

マンホール３と既設本管１の結合部の切削箇所にスペーサ６を設置することが完了すると、図６に示すように、修復対象とは別のマンホール３から既設本管１内に本管ライニング材２０を反転挿入し、反転した本管ライニング材２０の内部に温水シャワーホースまたは空気ホースを挿入し、温水圧または空気圧によって内部を加圧して本管ライニング材２０を既設本管１の内壁とスペーサ６に押付けた状態で硬化させる。本管ライニング材２０の硬化が完了すると、マンホール３と既設本管１の結合部で本管ライニング材２０を切断してスペーサ６を引き抜く。その跡に、図５に示すように、水に接触すると膨潤する水膨潤パッキン７または天然ゴム製のパッキン７を挿入して既設本管１の内壁面と本管ライニング材２０の外周面をシールする。水膨潤パッキン７は、複数枚使用することもできる。

本管ライニング材２０の切断側から、最後にパッキン７方向に管状の樹脂製または金属製パッキンストッパー８を挿入する。そしてパッキン７を押付けた状態でインバート５の切削面を修復材である樹脂パテ１９で埋め、パッキンストッパー８を固定する。パッキン７は樹脂パテ１９を除去することにより取替えが可能である。図７は、図５のＡ−Ａ断面図である。マンホール３のある位置でのパッキンストッパー８が挿入された状態を示している。

実施例３は、図８に示す通り、破損又は老朽化した既設本管１の端部を本管ライニング材２０とフレキシブル構造継手２１により補修する方法に関する。既設本管１の中間部において、既設本管１の端部と樹脂フランジ２２ａを結合し、樹脂フランジ２２ｂと本管ライニング材２０の間に緩衝材２３を挿入して結合した後樹脂フランジ２２ｂを備えるフレキシブル構造継手２１を設け、既設本管１に可撓性を有するフレキシブルな構造をもたせている。

樹脂フランジ２２ａ、２２ｂは、硬化性樹脂を含浸させた樹脂吸収材を管状に加工し、１端を花弁状に切開いた後円環状の樹脂吸収材を重合わせてフランジに加工する。フランジ部の樹脂吸収材は、あらかじめ液状の硬化性樹脂が含浸され硬化済みとなっている。樹脂吸収材としては、グラスファイバーと樹脂製不織布をシート状に複合構成させたものを使用する。フランジ部は、硬化済みであるが、管状部は本管ライニング材２０に含浸させたものと同じ硬化性樹脂を含浸させて施工時に本管ライニング材２０と同時に硬化させる。

フレキシブル構造継手２１は、図８に示す通り、既設本管１の管端と樹脂フランジ２２ｂとの間に緩衝材２３のスペースを設けて既設本管１の管端にセットする。緩衝材２３のスペースは、３０ｍｍ〜１０００ｍｍで、管路の口径と管の長さにより決定される。フレキシブル構造継手２１のセットが完了した後、既設本管１内に本管ライニング材２０を反転挿入させ、本管ライニング材２０の内部の圧力を上げて既設本管１の内壁及びフレキシブル構造継手２１の管部内壁に押付けた状態で、本管ライニング材２０とフレキシブル構造継手２１の未硬化部を同時に硬化させ一体化させる。また、他の既設本管１との結合部も中間にフレキシブル構造継手２１を設けて接続する。その際、樹脂フランジ２２ａ、２２ｂと既設本管１の端部とのスペースは、緩衝材２３で埋めておく。緩衝材２３に使用する材料はゴム、不織布、発泡樹脂等で外表面を被覆材でカバーしたものを使用する。

樹脂含浸チューブを利用した管路修復方法では、樹脂の硬化発熱や加熱によりライニング材の温度が上昇し熱収縮が発生する。このため、ライニング材と既設本管の壁面との間には隙間が形成される。既設本管１の壁面は、表面の老朽層を完全に除去しない限りライニング材と密着することはないため、通常は、ライニング材と既設本管１の壁面との間に隙間が形成される。この隙間により、ライニング材が可撓性を有する一体構造体として機能することになり、地震、地盤沈下などの地盤変動に追随できる効果が発生する。しかし、この僅かな隙間に地下水が浸入し、内圧が作用する管路では管内から漏水することがあるため、マンホールと既設本管の結合部、分岐路、取付管接続部などでは、気密、水密シールが要請されていた。さらに、シール部では、応力集中を避けるためライニング材がフレキシブルに動く構造が要求されていた。

実施例１に示す既設本管から分岐する取付管を修復する管路修復方法では、取付管壁面と取付管ライニング材との間にクッション材を挿入したことにより、取付管鍔部と本管ライニング材が一体結合していても、クッション材の板厚分変動代を有する構造であるため、一体結合により水密性が確保できるとともに耐震性にも優れている。

また、実施例２に示すマンホールと既設本管の結合部を修復する管路修復方法では、既設本管の劣化部を修復し、マンホールと既設本管の結合部で既設本管と本管ライニング材との間に水膨潤パッキンを設置することで水密性を確保して地下水の浸入などを防止するとともに、本管ライニング材の変動にも追従できる。

実施例３に示す破損又は老朽化した既設本管の中間部を補修する管路修復方法では、フレキシブル構造継手で連結したことにより浸水に対応でき、緩衝材を装着したことにより地震などによる地盤変動にも対応できる。

本発明は、耐震性を有する管路修復方法として好適である。

１既設本管
２取付管
３マンホール
４内周壁
５インバート
６スペーサ
７パッキン
８パッキンストッパー
１０取付管ライニング材
１１樹脂含浸チューブ
１２クッション材
１３鍔（つば）
１３ａ取付け孔
１３ｂ樹脂吸着材
１４圧力バッグ
１５管内作業ロボット
１５ａＴＶカメラ
１５ｂ油圧ホース
１６コンプレッサー
１７エアーホース
１８牽引ロープ
１９樹脂パテ
２０本管ライニング材
２１フレキシブル構造継手
２２ａ、２２ｂ樹脂フランジ
２３緩衝材
２４防水加工
２５温水シャワーホース
２６温水
２７マンホール底部
２８硬化部
２９未硬化部
３０管状クッション材

Claims

マンホールと既設本管の結合部を修復する管路修復方法であって、
マンホールと既設本管の結合部で、既設本管の内周壁と、底部に設けられている凹状の溝であるインバートの表面の劣化層を削り取りスペーサ挿入用空間を確保する段階と、
切削面にエポキシ樹脂系のプライマーを塗布し、その上にエポキシ樹脂を塗布して表面被覆する段階と、
切削箇所に管状のスペーサを填め込む段階と、
修復対象とは別のマンホールから既設本管内に本管ライニング材を反転挿入する段階と、
反転した前記本管ライニング材の内部を加圧して前記本管ライニング材を既設本管の内壁とスペーサに押付け、その状態で硬化させる段階と、
前記マンホールと前記既設本管の結合部で前記本管ライニング材を切断してスペーサを引き抜く段階と、
その跡にパッキンを挿入して前記既設本管の内壁面と前記本管ライニング材の外周面を
シールする段階と、
前記本管ライニング材の切断側からパッキン方向に管状のパッキンストッパーを挿入する段階と、
前記パッキンを押付けた状態で前記パッキンストッパーを固定する段階と、を備えることを特徴とする管路修復方法。
前記切削面には、プライマーを塗布する前に中性化防止処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の管路修復方法。
前記パッキンは、水に接触すると膨潤する水膨潤パッキンまたは天然ゴム製のものが使用されることを特徴とする請求項１に記載の管路修復方法。
既設本管の中間部を補修する管路修復方法であって、
前記既設本管の端部とフレキシブル構造継手の樹脂フランジの間にスペースを確保して緩衝材を装着し、前記フレキシブル構造継手を前記既設本管の端部に設置する段階と、
本管ライニング材を前記既設本管内に反転挿入する段階と、
前記本管ライニング材に内圧をかけ、前記本管ライニング材の外周壁を前記既設本管の内壁及び前記フレキシブル構造継手の管部内壁に押付ける段階と、
前記本管ライニング材の外周壁を前記既設本管の内壁及び前記フレキシブル構造継手の管部内壁に押付けた状態で、前記本管ライニング材と前記フレキシブル構造継手の未硬化部を同時に硬化させ一体化させる段階と、を備えることを特徴とする管路修復方法。