JP2016190387A

JP2016190387A - 管路補修構造

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Publication number: JP2016190387A
Application number: JP2015071459A
Authority: JP
Inventors: 伸吉大岡; Shinkichi Ooka; 張　満良; Mitsuyoshi Cho; 満良張
Original assignee: Yoshika Engineering Co Ltd
Current assignee: Yoshika Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP6619146B2

Abstract

【課題】老朽化した既設管を補修するとともに、管路に耐震性を付与し、その耐震性を長期に亘り維持することができる管路補修構造を提供すること。【解決手段】既設管１００と、該既設管１００の内側に設置された更生管１６と、前記既設管１００と前記更生管１６との間に配置された、繊維を含む中間筒状体１２とを有する管路補修構造において、前記既設管１００の亀裂から該既設管１００の内側に流入する地下水が、前記中間筒状体に沿って流れることを抑制するために、前記中間筒状体の厚さが他の部分よりも減少した抑制部２００を設けたことを特徴とする管路補修構造。【選択図】図５

Description

本発明は下水道管路などの管路の補修構造、特に地盤追従性が付与された管路補修構造に関する。

下水管等の既設管の補修のため、従来から既設管の内側に更生管を設置する補修方法が行われている。更生管としては、筒状の硬化性ライニン材を折り畳まれた状態で既設管内に導入した後、既設管内面に硬化性ライニング材を密着させた状態で硬化させるライニング工法や、既製の複数の筒状ピースを１つずつ連続して既設管内に導入していく鞘管工法が知られている。

近年では、補修後の管路に止水性等の地盤追従性を付与するため、既設管と更生管との間に不織布等の中間筒状体を介在させることが行われている（特許文献１）。

特開２０１１−１１０８５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、補修後に、既設管の亀裂等の破損・亀裂箇所から流入した地下水が、既設管と更生管との間の中間筒状体に沿って流れる場合があり、この場合には止水性が十分に得られないという問題がある。また、この地下水の流れに伴って中間筒状体を構成する繊維が流出し、中間筒状体による機能が経時的に低下する場合があった。

したがって、本発明の目的は、老朽化した既設管を補修するとともに、管路に止水性及び地盤追従性を付与し、その機能を長期に亘り維持することができる管路補修構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の管路補修構造は、
既設管と、該既設管の内側に設置された更生管と、前記既設管と前記更生管との間に配置された、繊維を含む中間筒状体とを有する管路補修構造において、前記既設管の亀裂から該既設管の内側に流入する地下水が、前記中間筒状体に沿って流れることを抑制するために、前記中間筒状体の厚さが他の部分よりも減少した抑制部を設けたことを特徴とする。

この構成によれば、抑制部の存在により、既設管の亀裂等を介して流入した地下水が中間筒状体に沿って中継構造体方向等に流れることを抑制することができるので、高い止水効果が得られ、且つ、中間筒状体に含まれる繊維の流出を防止することが可能となる。したがって、中間筒状体を設置することにより得られる止水性及び地盤追従性を長期に渡り維持することができる。

請求項２に記載の管路補修構造は、前記中間筒状体は少なくとも設置前に空隙を有し、前記抑制部は、前記中間筒状体に、他の部分よりも空隙が少なく密度が高い高密度部を形成することにより設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、高密度部を形成して空隙の少ない部位を中間筒状体に形成することにより、そこで止水性が生じるので、中間筒状体内部における地下水の流れの抑止効果を的確且つ容易に得ることができる。

請求項３に記載の管路補修構造は、前記高密度部は、前記既設管と前記中間筒状体との間、又は、前記更生管と前記中間筒状体との間に、環状のシール材を設けることにより前記他の部分よりも圧縮された状態とされることにより形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、環状のシール材を上記箇所に介在させることで高密度部を的確に形成することができるので、良好に地下水の流れを抑制することができる。

請求項４に記載の管路補修構造は、前記抑制部は、前記既設管と前記更生管とが前記中間筒状体を介さずに直接接触している部分を形成することにより設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、既設管と更生管とが直接接触している部分において、地下水の流れが堰き止められるので、地下水の流れに伴う中間筒状体の繊維の流出を防止することができる。

請求項５に記載の管路補修構造は、前記抑制部は、前記既設管に接続された中継構造体の近傍に設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、本発明の既設管補修構造を設置した後に、シール材を基準として既設管端部とは逆の方向の既設管部分にひびや亀裂が入ったとしてもそのひびや亀裂から流入し得る地下水の流れは最終的にシール材で遮断されるので、補修構造の万全化が図られる。

請求項６に記載の管路補修構造は、前記中間筒状体が水膨張材を含むことを特徴とする。

この構成によれば、流入する地下水により水膨張材が膨張すると、中間筒状体内の空隙が減少することにより止水性が得られるので、既設管の亀裂を介して流入した地下水が中間筒状体に沿って流れることを確実に防止することができる。

請求項７に記載の管路補修方法は、前記更生管は、管状の硬化性ライニング材を未硬化状態で前記既設管内に導入し、前記硬化性ライニング材を前記中間筒状体を介して前記既設管の内面に対して押圧した状態で、前記硬化性ライニング材を硬化することにより形成されたものであることを特徴とする。更生管をライニング工法により形成する方法においても、上記抑制部を形成することにより、管路に止水性及び地盤追従性を付与し、その機能を長期に亘り維持することができる。

請求項８に記載の管路補修構造は、前記更生管は、前記中間筒状体の内側に既製の新管ピースを複数個連続して導入することにより形成されたものであることを特徴とする。新管ピースを連続して導入することにより更生管を形成する方法においても、上記抑制部を形成することにより、管路に止水性及び地盤追従性を付与し、その機能を長期に亘り維持することができる。

本発明によれば、老朽化した既設管が補修されるとともに、管路に耐震性が付与され、その耐震性を長期に亘り維持することができる管路補修構造が提供される。

中間筒状体の説明図である。中間筒状体を導入した状態を示す説明図である。ライニング材を導入した状態を示す説明図である。更生管を形成する過程を示す断面図である。本発明の管路補修構造を示す断面図である。更生管を形成する他の例を示す断面図である。本発明の管路補修構造の他の例を示す断面図である。本発明の管路補修構造の他の例を示す断面図である。本発明の管路補修構造の他の例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の補修構造を形成するのに使用する中間筒状体の一例を示している。中間筒状体１２は、例えば、不織布（例えばフェルト）等が管状に形成されて作製されたものであり、両端近傍の外面上にはそれぞれ環状のシール材１４が設けられている。

中間筒状体１２の外径は補修対象の既設管の内径と略同一である。シール材１４の外径は中間筒状体１２の外径と略同一である。シール材１４自体はＯリングやベルト状（帯状）の環状体等を使用することができる。Ｏリングを使用する場合、直径は０．５〜２ｍｍであることが好ましい。ベルト状の環状体を使用する場合、幅は例えば２０〜１００ｍｍ、好ましくは３０〜５０ｍｍ、厚さは例えば０．５〜２ｍｍである。シール材１４の位置は、中間筒状体１２の設置状態で中間筒状体の両端位置でもよいし、両端から所定間隔を開けた位置、例えば、０．１〜２０ｃｍでもよい。シール材１４は中間筒状体１２の軸方向に間隔を空けて複数個設けても良い。シール材１４の材質としては、通常のゴムや水膨潤ゴムを使用することができる。

本発明において中間筒状体１２は繊維を含み、好ましくは繊維から構成されている。中間筒状体１２は好ましくは少なくとも設置前の状態において空隙を有する。中間筒状体１２は好ましくは不織布等の繊維材（ポリエステル繊維等の繊維材）である。中間筒状体１２は更に好ましくは水膨張材を含む。水膨張材を含有させることにより、設置後において既設管の老朽化部分から流入する地下水により水膨張材が膨張し、中間筒状体内部の空隙がより減少するので、中間筒状体自体でも止水効果が発揮される。

水膨張材としては、例えば、水膨張ポリマー（ポリアクリル酸ナトリウム等）や水膨張ゴムからなる水膨張繊維や水膨張粒子を使用することができる。中間筒状体１２としては、水膨張材を含む繊維材（例えば、不織布、織物、編物等、好ましくはフェルト）を使用することが好ましい。このような繊維材としては、全体が水膨張繊維からなっていてもよいし、水膨張繊維と非水膨張繊維（ポリエチレン繊維やＰＥＴ等のポリエステル繊維等）を組み合わせて繊維材としたものや、非水膨張繊維の繊維材の中に水膨張粒子を含ませたものを使用することができる。水膨張繊維と非水膨張繊維を組み合わせた繊維材の場合、水膨張繊維の重量割合が４０％以上あることが好ましい。

以下、本発明の管路補修構造を形成する過程を説明する。図２は、本発明の管路補修構造を形成する過程を示す説明図である。図示のように、２つの中継構造体１０２−１、１０２−２（例えば、人孔）間に、既設管としての下水道本管１００が連通接続されている。本発明の管路補修構造を形成する作業を行う前に、必要に応じて管路内の洗浄を行う。

本発明の管路補修構造を形成するには、まず、図１で示した中間筒状体１２を、例えば、牽引による引き込み動作により、下水道本管１００内に導入する。中間筒状体１２は、導入した状態では断面円形の状態にはなく、その柔軟性から折りたたまれて凹んだ状態にある。

次に、図３に示すように、中間筒状体１２の内側に管状の硬化性のライニング材１６を未硬化状態の折りたたまれた状態で導入する。ライニング材１６は外径が圧縮前の中間筒状体１２の内径よりも若干大きいもの（下水道本管１００の内径よりは小さい）を使用することが好ましい。ライニング材１６の厚さは下水道本管１００の大きさに合わせて適宜設定することができる。

図４は中間筒状体１２の内側にライニング材１６を導入した後、ライニング材１６を中間筒状体１２を介して既設管１００内面に対して押圧した状態を示す説明図である。

ライニング材１６を導入した後、ライニング材１６の両端を円柱状の密閉部材２０及び環状の締め付けバンド２２で密閉して密閉空間２６を形成した後、ホース２４から密閉空間２６に所定の圧力を有する空気等の気体を導入し、密閉空間２６内の圧力を例えば０．０５〜０．１２ＭＰａとする。これにより、ライニング材１６が中間筒状体１２を介して下水道本管１００の内面に対して押圧される。この作業の前には、目視等によりシール材１４の位置が所望の位置となるように適宜調整する。図示した状態では、シール材１４が下水道本管１００の端部近傍位置に配置されている。図示していないが、反対側（図１で示した中継構造体１０２−２側）の端部でも同様の構成となっている。

ライニング材１６は従来から使用されているものでよく、光又は熱で硬化する硬化性ライニング材や、熱可塑性のライニング材等を使用することができる。ライニング材１６としては、例えば、硬化性樹脂組成物を含む基材層と、基材層の内側に積層された内側保護フィルムと、基材層の外側に積層された外側保護フィルムとを有するライニング材を使用することができる。

基材層はガラス繊維などの基材に硬化性樹脂組成物を含浸させることにより形成することができる。硬化性樹脂組成物は熱硬化性樹脂組成物でも光硬化性樹脂組成物でもよい。内側保護フィルム及び外側保護フィルムはポリエチレンフィルムやＰＥＴフィルム等のフィルムを用いることができる。

次に、図４で示した状態でライニング材１６を硬化させる。ライニング材１６の硬化作業は、ライニング材１６が光硬化性の場合には、例えば、ライニング材１６の内側に紫外線ランプを導入し、紫外線を照射することにより行うことができる。また、ライニング材１６が熱硬化性の場合には、ライニング材１６の内側にヒータを導入し、ライニング材１６を加熱する方法や、ライニング材１６の内側に圧力蒸気を導入して加熱する方法、ライニング材１６内部に穴あきホースを一端から他端に引き込み、そのホースに熱水をライニング材１６に接触させる方法が挙げられる。これら硬化作業は従来から行われている方法と同様に行うことができる。

図５は、ライニング材１６の硬化作業が終了し、中間筒状体１２とライニング材（更生管）１６の管口処理を行い、本発明の管路補修構造が形成された状態を示す説明図である。図示のように、既設管である下水道本管１００の内側に設置された更生管１６が設置され、下水道本管１００と更生管１６との間に中間筒状体１２が配置されている。そして、シール材１４が中間筒状体１２と下水道本管１００との間に設けられた状態となっている。破線２００で示した部分が、下水道本管１００の亀裂１００ａから下水道本管１００の内側に流入する地下水が中間筒状体１２に沿って流れることを抑制する抑制部２００である。抑制部２００では、シール材１４が介在する分、中間筒状体１２の厚さが、他の部分よりも薄くなっている。すなわち、他の部分よりも圧縮度が大きく、密度が高い高密度部となっている。そのため、抑制部２００では中間筒状体１２内部における空隙が他の部分よりも少なくなっており、これにより、地下水が中間筒状体１２で流れることを抑制することが可能となる。したがって、下水道本管１００の亀裂１００ａを介して流入した地下水が、中間筒状体１２に沿って中継構造体１０２−１側に流れるのが抑制され、中間筒状体１２に含まれる繊維が流出することも抑制することができる。これにより、中間筒状体１２による止水機能及び地盤追従性が得られるとともに、補修後長期に亘ってこれらの機能を維持することができる。

また、ライニング材１６を中間筒状体１２を介して下水道本管１００の内面に押し付けているので、中間筒状体１２は、設置前の状態よりも圧縮された状態で配置されている。すなわち、設置状態における中間筒状体１２の厚さは、設置前の状態よりも薄い。設置前の非圧縮状態の中間筒状体１２の厚さは例えば３〜１５ｍｍ、好ましくは４〜１０ｍｍであり、設置後の圧縮状態での厚さは例えば１〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍである。中間筒状体１２のシール材１４と重なる部分の厚さは更に薄くなり、例えば、０．３〜１ｍｍとなる。なお、このような厚さの場合、中間筒状体１２の目付量は一般に２００〜１０００ｇ／ｍ^２、好ましくは３００〜６００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。圧縮後の厚さは一般に、圧縮前の厚さの１／２以下、好ましくは１／３以下である。

圧縮状態で設置されていることにより、中間筒状体１２の内部における空隙が可能な限り小さくなった状態で設置されていることになり、中間筒状体１２の内部で地下水が流れることを極力抑えることができる。特に、中間筒状体１２に水膨張材が含まれている場合、地下水により水膨張材が膨張し、中間筒状体１２の内部の空隙を更に小さくすることができるので、中間筒状体１２全体としての止水性も向上する。

上述した例では、中間筒状体１２とライニング材１６を別々に下水道本管１００内に導入する例を示したが、予めライニング材１６の外側に中間筒状体１２を設けた一体物を作製し、これを下水道本管１００内に導入する方法を採用してもよい。また、シール材１４の位置は、下水道本管１００と中間筒状体１２との間に設けた例を示したが、中間筒状体１２と更生管１６と間に設けた構成としてもよく、中間筒状体１２を２層構成とする場合にはその２層の間に設置する構成としてもよい。シール材１４は、中継構造体１０２−１の近傍、好ましくは下水道本管１００の端から１０ｃｍ以内、好ましくは５ｃｍ以内に設けることが好ましい。これにより、本発明の既設管補修構造を設置した後に、シール材１４を基準として下水道本管１００端部とは逆の方向の既設管１００部分にひびや亀裂が入ったとしてもそのひびや亀裂から流入し得る地下水の流れは最終的にシール材で遮断されるので、補修構造の万全化が図られる。

また、上記した例では、ライニング工法により更生管を形成する方法を示したが、これに限られず鞘管工法により更生管を形成してもよい。鞘管工法は、更生管を形成するための既製の新管ピースを既設管の内側に連続して導入していき、新管ピースを連結させて全体として一つの管を既設管内に形成する工法である。鞘管工法により更生管を形成する方法を以下説明する。

まず、図２と同様に、中間筒状体１２を既設管内に導入する。次いで中間筒状体１２の内側に既製の新管ピースを挿入する作業を行う。図６に、新管ピースを中間筒状体１２の内側に挿入する工程を示している。新管ピース４０−１は、予め工場で製造されたものであり、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレートなどで設置箇所の下水道本管１００の状況に対応した適切な厚さに構成されている。また、形成される新管は、例えば、５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度の長さに形成された、新管ピース４０−１を順次後方から連結して、全長に亘って連続するように挿入設置されるものである。

また、本実施の形態では、先頭の新管ピース４０−１の進行方向の先端部には、先端に向かって外径が漸次小さくなった先頭体４２が着脱可能に取り付けられている。この先頭体４２は、例えば、軽量で且つ進行中に変形しない程度の硬度を備えた鋼製の材料（アルミ、アルミ合金等）にて形成されており、新管ピース４０−１の挿入進行の円滑化を図っているものである。

新管ピース４０−１の進行は、例えば、先頭体４２を矢印３００方向にワイヤー４４等により牽引することにより行われる。先頭体４２の先端にフック部４６を設け、このフック部４６にワイヤー４４等を係止させ、牽引する通常の手法を用いることが可能である。また、牽引だけでなく、後部（発進側）から新管を押して挿入することも可能であり、前部（到達側）からの牽引と後部（発進側）からの押入れの双方を用いて挿入作業を行うこともできる。新管ピース４０−１は、先頭のもののみを図示しているが、この後方から順次、同様の新管ピース４０−１を連結して、下水道本管１００全体に複数の新管ピース４０−１から構成される新管の設置が行われる。

全ての新管ピースを挿入した後、管口処理を行うことにより、本発明の管路補修構造が得られる。図７はその断面図である。図５で示した実施の形態と同様に、下水道本管１００の端部近傍において、下水道本管１００と中間筒状体１２との間にシール材１４が設けられ、抑制部２００が形成されている。

図８は、本発明の管路補修構造の他の実施の形態を示す説明図である。図示のように、下水道本管１００の端部、即ち、下水道本管１００と中継構造体１０２−１の接続部において、ライニング材５６が直接、下水道本管１００と接触しており、端部以外の部分ではライニング材５６は中間筒状体５２を介在させて設けられている。ライニング材５６と下水道本管１００とが直接接触する構造とすることにより、そこで水の流れを遮断することができるので、中間筒状体５２に含まれる繊維が水と共に流れることを防止でき、中間筒状体５２による補修効果を長期に亘り維持することができる。本実施の形態では、破線４００で示した部分が、下水道本管１００の亀裂から流入する地下水が、中間筒状体５２内部に沿って流れることを抑制する抑制部である。この実施の形態は、中間筒状体１２が水膨張材を含むことにより水膨張性となっている場合に特に有利である。水膨張性の場合は中間筒状体１２全体で止水性が発揮され、ライニング材５６と下水道本管１００との間に多少の隙間があったとしても水の流れが防止されるからである。

このような管路補修構造を得るためには、予めライニング材５６の外周上に中間筒状体５２を装着した一体物を下水道本管１００内に導入した後、これを下水道本管１００の内面に押圧した状態で硬化させることにより得ることができる。前記一体物の導入作業、押圧作業及び硬化作業は上述した実施の形態と同様の手法を用いることができる。ライニング材５６及び中間筒状体５２は上述した実施の形態で説明したものと同様のものを用いることができる。

図９は、本発明の管路補修構造の他の実施の形態を示す説明図である。本実施の形態の特徴は、図８で示した抑制部（符号４００）と、図５で示した抑制部（符号２００）とを合わせた例である。すなわち、中間筒状体５２と下水道本管１００とを直接接触させることにより形成された抑制部４００と、抑制部４００を基準として中継構造体１０２−１とは反対側に、中間筒状体５２と下水道本管１００との間にシール材１４を設けて形成された抑制部２００とを有している。このようにして抑制部を２つ設けることにより止水機能の更なる万全化が図られる。図示中、上述した実施の形態と同様の構成は同じ符号で示しており、説明を省略する。

本発明は、上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１２中間筒状体
１４シール材
１６ライニング材（更生管）
２０密閉部材
２２締め付けバンド
２４ホース
４０−１新管ピース
４２先頭体
４４ワイヤー
４６フック部
５２中間筒状体
５６ライニング材
１００下水道本管
１０２−１、１０２−２中継構造体

Claims

既設管と、該既設管の内側に設置された更生管と、前記既設管と前記更生管との間に配置された、繊維を含む中間筒状体とを有する管路補修構造において、
前記既設管の亀裂から該既設管の内側に流入する地下水が、前記中間筒状体に沿って流れることを抑制するために、前記中間筒状体の厚さが他の部分よりも減少した抑制部を設けたことを特徴とする管路補修構造。
前記中間筒状体は少なくとも設置前に空隙を有し、
前記抑制部は、前記中間筒状体に、他の部分よりも空隙が少なく密度が高い高密度部を形成することにより設けられたことを特徴とする請求項１に記載の管路補修構造。
前記高密度部は、前記既設管と前記中間筒状体との間、又は、前記更生管と前記中間筒状体との間に、環状のシール材を設けることにより前記他の部分よりも圧縮された状態とされることにより形成されていることを特徴とする請求項２に記載の管路補修構造。
前記抑制部は、前記既設管と前記更生管とが前記中間筒状体を介さずに直接接触している部分を形成することにより設けられたことを特徴とする請求項１に記載の管路補修構造。
前記抑制部は、前記既設管に接続された中継構造体の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の管路補修構造。
前記中間筒状体が水膨張材を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の管路補修構造。
前記更生管は、管状の硬化性ライニング材を未硬化状態で前記既設管内に導入し、前記硬化性ライニング材を前記中間筒状体を介して前記既設管の内面に対して押圧した状態で、前記硬化性ライニング材を硬化することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の管路補修構造。
前記更生管は、前記中間筒状体の内側に既製の新管ピースを複数個連続して導入することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の管路補修構造。