JP2018052007A - 螺旋管の製管方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状部材から螺旋管を形成する際、巻出し作製を簡易かつ短時間で行う。【解決手段】製管装置１によって帯状部材９０から螺旋管９を形成する際、帯状部材９０を巻出し端９０ｅから一周以上螺旋状に巻回することによって、巻出すべき螺旋巻回帯部９１を形成する。後続帯部９２及び螺旋巻回帯部９１のうち何れか一方の帯部を、製管装置１に係止させる、後続帯部９２を係止したときは、製管装置１の駆動ローラ２１，２２を後続帯部９２の送り込み方向へ正転させる。螺旋巻回帯部９１を係止したときは、駆動ローラ２１，２２を送り込み方向とは反対方向へ逆転させる。【選択図】図７

Description

本発明は、製管装置を用いて帯状部材から螺旋管を製管する方法に関し、特に、製管の初期段階において螺旋管を所定径になるまで巻出し作製する方法に関する。

老朽化した下水管等の既設管を更生管でライニングすることによって更生することは公知である。例えば特許文献１〜２等には、更生方法の一例として、ＳＰＲ（Spiral Pipe Renewal）工法が開示されている。製管装置を用いて、合成樹脂製の帯状部材を既設管の内壁に沿って螺旋状に巻回しながら、前記帯状部材における、先行して螺旋管状に形成された螺旋管部と後続帯部との互いに隣接する縁どうしを凹凸嵌合によって接合させている。

この工法の初期段階では巻出し作製を行なう必要がある。すなわち、帯状部材の巻出し端を製管装置に組み付けるとともに、巻出し端から少なくとも一周以上螺旋状に巻回し、更に製管装置の環状の成形フレームにぴったり巻き付く所定径になるまで製管装置を駆動させる。通常、５〜１０周程度で帯状部材が前記所定径になる。巻出し端から前記所定径になるまでの間の帯状部材は切断されて除去される。

特許第４８６６４２８号公報 国際公開番号ＷＯ２０１２／１０８４３４

従来の巻出し作製は、帯状部材を５〜１０周程度巻回して切断する必要があるため時間を要する。特に高剛性の帯状部材は作業者への負担が大きく、時間がかかる。人孔内で作業する場合は、所定径になる前に、切断作業を随時行なう必要が生じることもある。また、ハンマーで叩いたりクランプしたりする必要が生じることもあり煩雑である。
本発明は、前記事情に鑑み、帯状部材から螺旋管を形成する際に、巻出し作製を簡易かつ短時間で行う方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明方法は、製管装置によって帯状部材を螺旋状に巻回しながら前記帯状部材の一周違いに隣接する縁どうしを接合することによって螺旋管を形成する製管方法であって、
帯状部材を巻出し端から一周以上螺旋状に巻回することによって、巻出すべき螺旋巻回帯部を形成した後、
前記螺旋巻回帯部に続く後続帯部及び前記螺旋巻回帯部のうち何れか一方の帯部を、前記製管装置に係止した状態で、前記後続帯部を係止したときは、前記製管装置の駆動ローラを前記後続帯部の送り込み方向へ正転させ、前記螺旋巻回帯部を係止したときは、前記駆動ローラを、前記送り込み方向とは反対方向へ逆転させることを特徴とする。

後続帯部を製管装置に係止して駆動ローラを正転させると、後続帯部は前記係止によって停止される一方、螺旋巻回帯部が送り込み方向（順方向）へ送られることで、螺旋巻回帯部が縮径される。螺旋巻回帯部を製管装置に係止して駆動ローラを逆転させると、後続帯部が螺旋巻回帯部に対して送り込み方向とは逆向きに戻されることで、螺旋巻回帯部が縮径される。縮径によって、螺旋巻回帯部を環状成形フレームにぴったりと巻き付けて所定径にすることができる。この結果、簡易かつ短時間で巻出し作製を完了することができる。

前記一方の帯部に係止部材を設け、前記正転又は逆転によって前記係止部材を前記製管装置のハウジングに突き当てることが好ましい。
係止部材がハウジングに突き当たることで、前記後続帯部及び螺旋巻回帯部のうち一方の帯部を、係止部材を介してハウジングに係止できる。元押し式製管工法及び牽引式製管工法等において特に有効である。

前記製管装置の環状成形フレームに係止受け治具を設け、前記一方の帯部に係止部材を設け、前記正転又は逆転によって前記係止部材を前記係止受け治具に突き当てることにしてもよい。
係止部材が係止受け治具に突き当たることで、前記後続帯部及び螺旋巻回帯部のうち一方の帯部を係止受け治具を介して環状成形フレームに係止できる。自走式製管工法等、係止部材を係止可能なハウジングが無い製管装置を用いる場合に特に有効である。

前記係止受け治具が、前記螺旋巻回帯部の前記環状成形フレームからの外れ止め部材を兼ねていることが好ましい。
外れ止め部材によって、螺旋巻回帯部が環状成形フレームから脱落するのを防止できる。係止受け治具が外れ止め部材を兼ねることで、治具の必要数を削減でき、かつ治具設置作業を効率化できる。

本発明によれば、帯状部材から螺旋管を形成する際、巻出し作製を簡易かつ短時間で行うことができる。

図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る元押し式又は牽引式製管装置を用いた製管方法における巻出し作製の様子を示す断面図である。図１（ｂ）は、更生施工済みの既設管を示す断面図である。 図２は、正転方式による巻出し方法において、係止部材を後続帯部に設置した段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う正面図である。 図３は、前記係止部材の設置段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す斜視図である。 図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う前記帯状部材の断面図である。 図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う前記帯状部材及び製管装置の断面図である。 図６は、前記正転方式による巻出し方法において、係止部材が製管装置のハウジングに突き当たった段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。 図７は、前記正転方式による巻出し方法の完了段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。 図８は、逆転方式による巻出し方法において、係止部材を螺旋巻回帯部に設置した段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。 図９は、前記逆転方式による巻出し方法において、前記係止部材の設置段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す斜視図である。 図１０は、前記逆転方式による巻出し方法において、係止部材が製管装置のハウジングに突き当たった段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。 図１１は、前記逆転方式による巻出し方法の完了段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態に係る自走式製管装置を用いた製管方法における逆転方式による巻出し方法において、係止部材を螺旋巻回帯部に設置した段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。 図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１４は、前記第２実施形態の巻出し方法において、係止部材が外れ止め部材兼係止受け治具に突き当たった段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。 図１５は、前記第２実施形態における巻出し方法の完了段階における製管装置及び帯状部材を模式的に示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
［第１実施形態］
図１（ａ）は、老朽化した既設管３を更生する様子を示したものである。既設管３としては、下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管等が挙げられる。図１（ｂ）に示すように、更生によって、既設管３の内壁に更生管９（螺旋管）がライニングされる。更生管９は、発進人孔４から到達人孔４Ｂまでの間の既設管３の全長にわたって設けられる。更生管９は、１本の長尺の帯状部材９０によって構成され、螺旋管状になっている。帯状部材９０が、螺旋状に巻回され、かつ一周違いに隣接する縁どうしが接合されている。

図３に示すように、帯状部材９０は、帯本体９３と、補強帯材９４を含む。帯本体９３は、例えばポリ塩化ビニル等の合成樹脂にて構成されている。帯本体９３における外面（既設管３の内面を向く面）の幅方向の中央部に補強帯材９４が設けられている。補強帯材９４は、鋼鉄等の金属にて構成されている。帯状部材９０の幅方向の一方側の縁には、凸状の第１嵌合部９５が形成され、他方側の縁には凹状の第２嵌合部９６が形成されている。図５に示すように、螺旋状にされた帯状部材９０における一周違いに対向する縁の嵌合部９５，９６どうしが凹凸嵌合される。

図１（ａ）に示すように、発進人孔４の底部には、製管装置１が配置されている。製管装置１によって、帯状部材９０から更生管９が製管される。図２に示すように、製管装置１は、ハウジング１０と、駆動モータ２０と、一対の駆動ローラ２１，２２と、環状成形フレーム３０を備えている。駆動モータ２０によって駆動ローラ２１，２２が回転駆動される。図３に示すように、内側駆動ローラ２１と外側駆動ローラ２２とは互いに平行に対峙されている。図５に示すように、これら駆動ローラ２１，２２どうしの間にローラ間隙２３が形成されている。ローラ間隙２３は、駆動ローラ２１，２２の軸線方向における一側（図５において右側）の先行ローラ間部分２３ａと、他側（図４において左側）の後続ローラ間部分２３ｂを含む。駆動モータ２０及び駆動ローラ２１，２２は、ハウジング１０によって保持されている。図５において二点鎖線によって簡略化して示すように、ハウジング１０は、歯車箱１１と、枠体１２とを含む。詳細な図示は省略するが、歯車箱１１には、駆動モータ２０と駆動ローラ２１，２２とをトルク伝達可能に繋ぐ歯車群が収容されている。枠体１２に外側駆動ローラ２２が収容されている。

図２に示すように、環状成形フレーム３０は、複数の案内ローラ３３と連結板３２を有している。案内ローラ３３が環状に並べられている。隣接する案内ローラ３３どうしが連結板３２を介して連結されている。環状成形フレーム３０の直径は、製管すべき更生管９の直径に合わせられている。環状成形フレーム３０の周方向の両端部がハウジング１０に接合されている。環状成形フレーム３０の前記両端部どうしの間に内側駆動ローラ２１が配置されている。枠体１２及び外側駆動ローラ２２は、環状成形フレーム３０よりも径方向の外側に配置されている。

製管装置１を用いて、帯状部材９０から更生管９を製管する方法を、初期段階における帯状部材９０を巻出す方法を中心に説明する。
製管装置１等の機材をばらして、発進人孔４の地上開口部から内部に降ろし、発進人孔４内で組み立てる。これによって、図１（ａ）に示すように、発進人孔４内に製管装置１が設置される。発進人孔４内で巻出し作業を行なう。
なお、地上開口部が製管装置１を組んだまま出し入れ可能な程度に大きい場合には、地上で巻出し作業を行なった後、製管装置１を人孔４内に降ろすことにしてもよい。
図１（ａ）において、巻出し作業時の製管装置１は、環状成形フレーム３０が鉛直に立てられた状態になっているが、環状成形フレーム３０が水平に倒れた状態になっていてもよい。環状成形フレーム３０を鉛直状態にするには、例えば吊装置（図示省略）によって製管装置１を吊って支持する。
帯状部材９０の巻出し端９０ｅから或る長さ領域の補強帯材９４には、適宜な間隔で切込みを入れることで曲げ易くしておくことが好ましい。

巻出し方式として、正転式と逆転式とがある。正転式の詳細は以下の通りである。
＜正転式巻出し方法＞
まず、巻出し端９０ｅをローラ間隙２３の後続ローラ間部分２３ｂに通す。更に、図３に示すように、巻出し端９０ｅから一周分の帯状部材９０を環状成形フレーム３０に沿って一周だけ環状に巻回し、巻出し端９０ｅを再びローラ間隙２３に通す。このとき、巻出し端９０ｅは、先行ローラ間部分２３ａに通す。巻出し端９０ｅから一周違いの部分は後続ローラ間部分２３ｂに通す。かつ、巻出し端９０ｅの第１嵌合部９５を、一周違いの第２嵌合部９６に嵌め込む。これによって、螺旋巻回帯部９１が形成される。図２に示すように、この段階の螺旋巻回帯部９１は、環状成形フレーム３０よりも直径が大きい。図３及び図５に示すように、螺旋巻回帯部９１において、先行ローラ間部分２３ａ内に在る部分は、先行側駆動力受部９１ａとなり、後続ローラ間部分２３ｂ内に在る部分は、後続側駆動力受部９１ｂとなっている。

次に、図２及び図３に示すように、螺旋巻回帯部９１に続く後続帯部９２（一方の帯部）に係止部材５を設ける。係止部材５としては、シノ等の工具を用いることができる。係止部材５の先端部を後続帯部９２の補強帯材９４に突き立てて固定する。

次に、図６に示すように、駆動ローラ２１，２２を順方向（後続帯部９２を送り込む方向）へ正転駆動させる。これによって、後続帯部９２がローラ間隙２３の後続ローラ間部分２３ｂへ向けて移動される。やがて、係止部材５がハウジング１０の枠体１２に突き当たって係止される。

図７に示すように、更に、駆動ローラ２１，２２を正転させる。このとき、後続帯部９２は、係止部材５を介してハウジング１０に係止されているために、ローラ間隙２３への送り込みが停止される。したがって、螺旋巻回帯部９１における後続側駆動力受部９１ｂ（図５）も停止される。一方、螺旋巻回帯部９１における先行側駆動力受部９１ａ（図５）は、駆動ローラ２１，２２の駆動によって送り込み方向（図７において時計まわり方向）へ送られる。このとき、先行側駆動力受部９１ａの第１嵌合部９５が、後続側駆動力受部９１ｂの第２嵌合部９６に対して滑る。これによって、螺旋巻回帯部９１が、環状成形フレーム３０にぴったりと巻き付けられるまで縮径され、所定径になる。このようにして、簡易かつ短時間で巻出し作製を完了することができる。

その後、係止部材５を撤去する。そして、駆動ローラ２１，２２を正転させる。これによって、更生管９を漸次製管しながら、既設管３内へ挿入していく（元押し方式）。前記巻出し作製を行なっておくことによって、更生管９を一定の径で安定的に製管することができる。なお、図１（ａ）において二点鎖線にて示すように、牽引ロープ８を到達人孔４Ｂ側から更生管９の先端部に繋ぎ、更生管９を到達人孔４Ｂ側へ牽引することにしてもよい（牽引方式）。

＜逆転式巻出し方法＞
図８〜図１１は、逆転式による巻出し方法を示したものである。 図８及び図９に示すように、逆転式巻出し方法は、帯状部材９０を巻出し端９０ｅからローラ間隙２３に通し、かつ一周以上巻回して螺旋巻回帯部９１を形成するまでは、正転式と同じである。
逆転式においては、螺旋巻回帯部９１（一方の帯部）における先行側駆動力受部９１ａと巻出し端９０ｅとの間に係止部材５を設ける。
次に、図１０に示すように、駆動ローラ２１，２２を逆方向（後続帯部９２の送り込み方向とは逆向き）に回転駆動させる。これによって、巻出し端９０ｅがハウジング１０側へ戻される。後続帯部９２も送り込み方向とは逆側へ戻される。やがて、係止部材５がハウジング１０に突き当たって係止される。

図１１に示すように、更に駆動ローラ２１，２２を逆転駆動させる。このとき、先行側駆動力受部９１ａ（図５参照）は、係止部材５の前記係止によって停止される。一方、後続側駆動力受部９１ｂ（図５参照）は、送り込み方向とは逆側すなわち後続帯部９２の側（図１１において左側）へ戻される。後続側駆動力受部９１ｂの第２嵌合部９６は、先行側駆動力受部９１ａの第１嵌合部９５に対して滑る。
これによって、螺旋巻回帯部９１を縮径させて環状成形フレーム３０にぴったりと巻き付けて所定径にすることができ、簡易かつ短時間で巻出し作製を完了することができる。
このように本発明形態によれば、後続帯部９２及び螺旋巻回帯部９１のうち片方を強制的に固定することで、短時間で巻出しを作製できる。大掛かりな装置又は治具は不要であり、かつ施工時間を短縮できるから、安価に施工できる。

その後、係止部材５を撤去する。そして、駆動ローラ２１，２２を正転方向へ回転駆動させることによって、更生管９を漸次製管しながら、元押し方式又は牽引方式によって既設管３内へ挿入していく。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
［第２実施形態］
図１２〜図１５は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態の製管装置１Ｂは自走式である。すなわち、製管装置１Ｂは、更生管９の製管の進展に伴って、既設管３の内壁に沿って更生管９の巻回方向に移動されるようになっている。自走式製管装置１Ｂには、枠体１２が設けられていない。すなわち、係止部材５を直接的に係止可能な要素が存在しない。

図１２に示すように、第２実施形態の巻出し作業においては、帯状部材９０を巻出し端９０ｅからローラ間隙２３に通し、かつ一周以上巻回して螺旋巻回帯部９１を形成した後、製管装置１Ｂに複数の外れ止め部材５０を設ける。これら外れ止め部材５０は、環状成形フレーム３０の周方向に間隔を置いて配置される。

図１３に示すように、外れ止め部材５０は、一対の支柱部５１と、架渡し部５２を有している。一対の支柱部５１が、環状成形フレーム３０の幅方向（図１３において左右、図１２において紙面直交方向）の両端部に取り付けられている。支柱部５１は、環状成形フレーム３０の径方向外側（図１３において上方）へ突出されている。これら支柱部５１どうしの間に架渡し部５２が架け渡されている。架渡し部５２は、支柱部５１の長手方向（図１３において上下）に沿って位置調節可能に固定されている。かつ、架渡し部５２は、螺旋巻回帯部９１の径方向外側（図１３において上側）に配置されている。環状成形フレーム３０の案内ローラ３３と、架渡し部５２と、一対の支柱部５１とによって作られた四角形の枠内に螺旋巻回帯部９１が通されている。これによって、螺旋巻回帯部９１が、環状成形フレーム３０から脱落するのが阻止されている。
なお、製管装置１Ｂにおいては、後続帯部９２は、螺旋巻回帯部９１の内部を通ってローラ間隙２３に導入されている。

＜逆転式巻出し方法＞
図１２及び図１３に示すように、製管装置１Ｂにおいて逆転式の巻出しを行なう場合、ハウジング１０よりも巻出し端９０ｅ側の外れ止め部材５０Ａ（係止受け治具）と、巻出し端９０ｅとの間における螺旋巻回帯部９１に係止部材５を設ける。
次に、図１４に示すように、駆動ローラ２１，２２を逆方向（後続帯部９２を螺旋巻回帯部９１へ送り込む方向とは逆向き）に回転駆動させる。これによって、巻出し端９０ｅがハウジング１０側へ戻される。後続帯部９２も送り込み方向とは逆側へ戻される。やがて、係止部材５が外れ止め部材５０Ａの架渡し部５２に突き当たって係止される。これによって、巻出し端９０ｅひいては先行側駆動力受部９１ａ（図５参照）を、係止部材５及び外れ止め部材５０Ａを介して環状成形フレーム３０に係止させることができる。
すなわち、第２実施形態においては、螺旋巻回帯部９１の環状成形フレーム３０からの外れ止め部材５０Ａが、係止部材５を受ける係止受け治具を兼ねている。これによって、治具の必要数を削減でき、かつ治具設置作業を効率化できる。

図１５に示すように、更に駆動ローラ２１，２２を逆転方向へ回転駆動させる。これによって、先行側駆動力受部９１ａ（図５参照）は、前記係止によって停止される一方、後続側駆動力受部９１ｂ（図５参照）は、送り込み方向とは逆側すなわち後続帯部９２の側（図１５において左側）へ戻される。後続側駆動力受部９１ｂの第２嵌合部９６は、先行側駆動力受部９１ａの第１嵌合部９５に対して滑る。
これによって、螺旋巻回帯部９１を縮径させて環状成形フレーム３０にぴったりと巻き付けて所定径にすることができる。このようにして、簡易かつ短時間で巻出し作製を完了することができる。

その後、係止部材５及び外れ止め部材５０を撤去する。そして、駆動ローラ２１，２２を正転方向へ回転駆動させることによって、自走式製管装置１Ｂを既設管３の内壁に沿って螺旋状に移動させながら、更生管９を製管していく。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、第１実施形態においても、製管装置１の環状成形フレーム３０等に外れ止め部材５０を設け、螺旋巻回帯部９１又は後続帯部９２に設けた係止部材５を、外れ止め部材５０を介して間接的に製管装置１に係止することによって、螺旋巻回帯部９１を縮径させて巻き出すことにしてもよい。
第２実施形態においても、後続帯部９２に係止部材５を設け、駆動ローラ２１，２２を正転させることで、製管装置１Ｂに係止部材５を直接又は外れ止め部材５０を介して間接的に係止することで、螺旋巻回帯部９１を縮径させて巻出すことにしてもよい。

本発明は、例えば老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管等の既設管を螺旋状の更生管によって更生する技術に適用できる。

１，１Ｂ 製管装置
５ 係止部材
９ 更生管（螺旋管）
１０ ハウジング
２１ 内側駆動ローラ（駆動ローラ）
２２ 外側駆動ローラ（駆動ローラ）
３０ 環状成形フレーム
５０Ａ 外れ止め部材（係止受け治具）
９０ 帯状部材
９０ｅ 巻出し端
９１ 螺旋巻回帯部
９２ 後続帯部

Claims (4)

1. 製管装置によって帯状部材を螺旋状に巻回しながら前記帯状部材の一周違いに隣接する縁どうしを接合することによって螺旋管を形成する製管方法であって、
   帯状部材を巻出し端から一周以上螺旋状に巻回することによって、巻出すべき螺旋巻回帯部を形成した後、
   前記螺旋巻回帯部に続く後続帯部及び前記螺旋巻回帯部のうち何れか一方の帯部を、前記製管装置に係止した状態で、前記後続帯部を係止したときは、前記製管装置の駆動ローラを前記後続帯部の送り込み方向へ正転させ、前記螺旋巻回帯部を係止したときは、前記駆動ローラを、前記送り込み方向とは反対方向へ逆転させることを特徴とする螺旋管の製管方法。
2. 前記一方の帯部に係止部材を設け、前記正転又は逆転によって前記係止部材を前記製管装置のハウジングに突き当てることを特徴とする請求項１に記載の製管方法。
3. 前記製管装置の環状成形フレームに係止受け治具を設け、前記一方の帯部に係止部材を設け、前記正転又は逆転によって前記係止部材を前記係止受け治具に突き当てることを特徴とする請求項１に記載の製管方法。
4. 前記係止受け治具が、前記螺旋巻回帯部の前記環状成形フレームからの外れ止め部材を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載の製管方法。

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