JP2018193733A - 更生管用支保工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 老朽化した既設管とこの既設管にライニングされた更生管との間に裏込め材を充填する際に、裏込め材の充填圧による更生管の径方向内側への変形を抑制する。【解決手段】 支保工装置３は、更生管２の管軸方向に間隔をおいて配置されるとともに更生管２の内面と管径方向に対峙する複数の環状のフレーム１０を備えている。フレーム１０には周方向に間隔をおいて複数のジャッキ２０が支持されており、ジャッキ２０の管径方向外側の端部に、管軸方向に延びる支持杆３０が架け渡されている。支持杆３０の管径方向外側には、支持杆３０に沿って延びる弾性部材４０が取り付けられている。ジャッキ２０により支持杆３０が管径方向外方向に移動する際に、弾性部材４０が更生管２の内面の管軸方向の歪みに追従して弾性変形する。弾性部材４０が略全長にわたり更生管２の内面に当たることにより、裏込め材充填時に更生管２に加わる管径方向内方向の圧力を受け止めることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、老朽化した既設管とこの既設管の内周にライニングされた更生管との間に裏込め材を充填する際、更生管の管径方向内側への変形を防止するために用いられる支保工装置に関する。

老朽化した下水道管等の既設管を更生するために、更生管を既設管の内周にライニングすることは知られている。更生管は例えば帯状部材を螺旋状に巻き、隣接する巻き部分の縁部同士を嵌合することにより構成されている。

上記既設管と更生管との間にはモルタル等の裏込め材が充填されるが、この裏込め材の充填圧力による更生管の径方向内側への変形を防ぐために、特許文献１は、支保工装置を提案している。
上記支保工装置は、更生管内に管軸方向に間隔をおいて配置された複数の環状のフレームと、フレームに周方向に間隔をおいて支持されたジャッキと、複数のフレームのジャッキ間に架け渡された腹起し部材を備えている。腹起し部材は、アルミ等の金属で形成されていて剛性を有している。

上記支保工装置は、裏打ち材の充填前に更生管内に設置され、ジャッキにより腹起し部材が更生管の内面に押し当てられる。この支保工装置の設置状態で、裏込め材が充填される。裏込め材により更生管に働く径方向内方向の圧力が腹起し部材で受け止められるため、更生管の変形を防止することができる。

特開平１０−１２１５６５号公報

特許文献１の支保工装置は、更生管の断面形状が真円にちかい円形をなし、この円形の断面形状が管軸方向に沿って維持される場合には有効に働く。
近年、更生管を既設管内周に接するようにライニングする工法が開発されている。この工法では老朽化した既設管内周の凹凸に沿うように更生管が設置されるので、更生管の内面には、周方向のみならず、管軸方向にも歪みが生じている。特許文献１の支保工装置を用いた場合には、更生管の内面と腹起し部材との間に隙間が生じるため、裏込め材の充填時に、更生管が上記隙間に臨む部位で径方向側に変形するのを防ぐことができない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、既設管とこの既設管の内周にライニングされた更生管との間に裏込め材を充填する際に、上記更生管を支持し、上記更生管の管径方向内側への変形を抑制する支保工装置において、
上記更生管の管軸方向に間隔をおいて配置されるとともに上記更生管の内面と管径方向に対峙する複数のフレームと、
管軸方向に延びて上記フレーム間に架け渡されるとともに、上記更生管の周方向に間隔をおいて配置された剛性をなす複数の支持杆と、
上記支持杆に沿って配置されるとともに上記支持杆に支持され、上記更生管の内面の管軸方向の歪みに追従して上記更生管の内面に当たることにより、上記裏込め材充填時に上記更生管に加わる管径方向内方向の圧力を受け止める抗圧手段と、
を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、抗圧手段が上記更生管の内面の管軸方向の歪みに追従して上記更生管の内面に当たるため、裏込め材の充填時に更生管に加わる圧力を良好に受け止めるができ、更生管の変形を抑制することができる。

好ましくは、さらに、上記フレームに上記更生管の周方向に間隔をおいて支持された複数のジャッキを備え、上記ジャッキの管径方向外側の端部に、上記支持杆が架け渡されている。
上記構成によれば、抗圧手段を作業性良く更生管内面に当てることができる。
より好ましくは、上記ジャッキが、上記フレームに螺合されて上記フレームを管径方向に貫通するねじ杆を含む。

一態様では、上記抗圧手段は、上記支持杆に沿って延びるとともに上記支持杆の管径方向外側に支持された弾性部材を含み、上記ジャッキにより上記支持杆が管径方向外方向に移動する際に、上記弾性部材が上記更生管の内面の管軸方向の歪みに追従して弾性変形する。
上記構成によれば、弾性部材を略全長にわたって更生管の内面に当てることができる。

他の態様では、上記抗圧手段は、上記支持杆に沿って延びるとともに上記支持杆の管径方向外側に支持された可撓性のホースを含み、上記ホースには流体が充填されており、上記ジャッキにより上記支持杆が管径方向外方向に移動する際に、上記ホースが上記更生管の内面の管軸方向の歪みに追従して変形する。
上記構成によれば、ホースを略全長にわたって更生管の内面に当てることができる。

さらに他の態様では、上記抗圧手段が、上記支持杆に長手方向に間隔をおいて支持され管径方向外方向への突出量を調節可能な複数の当て部材を有し、上記複数の当て部材が上記更生管の内面の管軸方向の歪みに対応した突出量に調節されることにより、上記複数の当て部材の管径方向外側の端部が上記更生管の内面に当てられる。

好ましくは、上記支持杆が中空をなし、上記当て部材が、管径方向に延びて上記支持管を貫通するロッド部を有し、上記抗圧手段はさらに、上記支持杆に固定されて上記複数の当て部材のロッド部を摩擦により仮止めする仮止め部材と、上記複数の当て部材が上記更生管の内面に当たった突出位置において、これら複数の当て部材を上記支持杆に固定する固定機構を有し、上記固定機構は、上記支持杆内において上記支持杆に沿って延びる受け部と、上記支持杆の内部に収容されるとともに上記支持杆に沿って延びる押圧部材と、上記支持杆に螺合された固定ねじとを有し、上記押圧部材と上記受け部との間に、上記複数の当て部材のロッド部が配置されており、上記固定ねじをねじ込んで上記押圧部材を上記受け部に向けて押し込むことにより、上記複数の当て部材が上記支持杆に固定される。
上記構成によれば、ジャッキにより支持杆を管径方向外方向に移動させて、複数の当て部材を更生管の内面に当てた後で固定ねじをねじ込むことにより複数の当て部材を一度に支持杆に固定することができるので、作業性が良い。

本発明によれば、老朽化した既設管と、この既設管の内周に沿うようにライニングされた更生管との間に裏込め材を充填する際に、裏込め材の充填圧による更生管の径方向内側への変形を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る支保工装置を用いて、老朽化した既設管の内周にライニングされた更生管を、裏込め材充填時に支持している状態を示す横断面図である。 図１のII-II線に沿う縦断面図である。 （Ａ）は、上記更生管が上記既設管内に既設管の内周の凹凸に沿うようにしてライニングされた状態を誇張して示す要部拡大縦断面図であり、（Ｂ）は更生管内周に上記支保工装置の弾性部材を当てた状態を示す要部拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る支保工装置のホースの拡大横断面図であり、（Ａ）は水を充填する前の状態、（Ｂ）は水を充填した後の状態をそれぞれ示す。 同第２実施形態における図３（Ｂ）相当図である。 本発明の第３実施形態に係る支保工装置を示す図２相当図である。 図６のVII-VII線に沿う断面図である。 図６のVIII-VIII線に沿う断面図である。

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図３を参照しながら説明する。図１において符号１は地中に埋設された下水道管等の既設管を示す。既設管１は例えばコンクリート製であり老朽化しており、その内周は腐食により図３（Ａ）に誇張して示すように凹凸を有している。

既設管１の内周には既設管１に沿って延びる更生管２がライニングされている。
更生管２は、例えば帯状部材を螺旋状に巻き、隣接する巻き部分の縁部同士を嵌合することにより構成されている。図において更生管２は単純化した断面形状で示されているが、実際には、更生管２の内周が平滑で、外周では嵌合領域と非嵌合領域が管軸方向に交互に配置され複雑な形状をなしている。

本実施形態では、帯状部材を老朽化した既設管１の内周に更生管２の外周が接するようにして更生管２を製管（はりつけ製管）するため、図３（Ａ）に誇張して示すように、更生管２の内周は既設管１の内周の凹凸に対応した凹凸形状をなしている。

既設管１の内周と更生管２の外周との間にモルタル等の裏込め材を充填する前に、図１、図２に示すように、本発明に係る支保工装置３が更生管２内に設置される。
支保工装置３は、更生管２の全長にわたり管軸方向に間隔をおいて配置された多数（複数）の環状のフレーム１０を備えている。フレーム１０は、更生管２の内面と管径方向に対峙している。

フレーム１０は例えば正八角形をなし、直管形状の８つのサポート部材１１と、１３５°に曲げられた曲管形状の８つのコーナー部材１２とを有している。コーナー部材１２の両端部に隣接するサポート部材１１を挿入し、図示しない固定機構でサポート部材１１をコーナー部材１２に固定することにより、フレーム１０が得られる。
本実施形態では、サポート部材１１のコーナー部材１２への挿入深さを変えることにより、更生管２の管径に合わせてフレーム１０のサイズが拡縮可能であるが、フレームを１つの部材で構成し、更生管２の管径に合うサイズのフレームを選択してもよい。

フレーム１０の８つのサポート部材１１には、それぞれジャッキ２０が支持されている。ジャッキ２０は、サポート部材１１に形成されたねじ穴に螺合されて更生管２の管径方向に延びるねじ杆２１と、このねじ杆２１における管径方向外側の端に回動可能に取り付けられた受座２２と、ねじ杆２１の管径方向内側の端に形成された掛部２３とを有している。受座２２はコ字形の断面形状を有している。掛部２３は６角断面形状を有し、スパナが掛けられるようになっている。

隣り合うフレーム１０のジャッキ２０の受座２２には、支持杆３０が架け渡されるとともにその両端が受座２２に固定されている。支持杆３０は、金属により形成されていて剛性を有しており、管軸方向に直線状に延びている。
支持杆３０はフレーム１０の周方向に等間隔をなして８本配置されている。

支持杆３０の管径方向外側には、ゴム等からなり支持杆３０に沿って延びる弾性部材４０（抗圧手段）が固定されている。本実施形態では、支持杆３０の管径方向外側の面に直線状に延びる溝３１が形成されており、この溝３１に、弾性部材４０の管径方向内側の面に形成された直線状に延びる突条４１が嵌め込まれている。

上記支保工装置３において、ねじ杆２１を回して受座２２ひいては支持杆３０を管径方向外方向に移動させることにより、弾性部材４０が更生管２の内面に当たる。
従来の支保工装置では、図３（Ａ）に想像線で示すように剛性を有する腹起し部材１００が用いられているため、更生管２の歪んだ内面と腹起し部材１００との間に隙間１０１が形成される。
しかし、本実施形態では弾性部材４０が更生管２の内面の一部に当たった後、さらに支持杆３０を管径方向外方向に移動させることにより、図３（Ｂ）に示すように弾性部材４０が更生管２の内面の歪みに追従して弾性変形する。これにより、弾性部材４０は略全長にわたって隙間なく更生管２の内面に当接される。

上記のようにして弾性部材４０を更生管２０の内面に弾性変形を伴って当てた状態で、既設管１の内周と更生管２の外周との間に裏込め材を充填する。この充填圧は更生管２を管径方向内側に変形させる方向に働くが、周方向に等間隔をなして配置された８本の弾性部材４０が弾性変形を伴い略全長にわたって更生管２の内面に当たり、しかもこれら弾性部材４０を剛性の支持杆３０が支えているので、充填圧に抗して更生管２の管径方向内側への変形を防止できる。特に、更生管２の内面が管軸方向に歪みを有していても、更生管２と弾性部材４０との間に隙間を無くすことができるので、更生管２がこの隙間に向かって管径方向内側に変形するのを防止することができる。

以下、本発明の他の実施形態について図を参照しながら説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。
図４、図５に示す第２実施形態では、抗圧手段として、第１実施形態の弾性部材４０の代わりに、可撓性材料からなるホース５０が用いられる。

図４（Ａ）に示すように、支持杆３０Ａの管径方向外側の面には断面半円形状の直線状の溝３２が、支持杆３０Ａの全長にわたって形成されている。この溝３２には、ホース５０が潰された状態で収容されるとともに、溝３２に貼り付けられている。

図４（Ｂ）に示すように、ホース５０には水５１（流体）が充填される。この水５１を充填した状態で、第１実施形態と同様にジャッキ２０により支持杆３０Ａを管径方向外方向に移動させることにより、図５に示すようにホース５０が更生管２の内面の管軸方向の歪みに追随して変形する。その結果、ホース５０と更生管２の内面との間に隙間が生じず、裏打ち材の充填の際に、この隙間に向かう更生管２の管径方向内側への変形を防止することができる。

図６〜図８に示す第３実施形態では、支持杆３０Ｂは、中空で断面矩形をなしている。抗圧手段６０は、支持杆３０Ｂの長手方向に等間隔をおいて配置された多数（複数）の当て部材６１を有している。当て部材６１は、更生管２の管径方向に延びるロッド部６１ａと、管径方向外側の端部に形成された板部６１ｂとを有している。

図８に示すように、支持杆３０Ｂの２つの壁（更生管２の管径方向に対峙する壁）の内面には当て部材６１のロッド部６１ａが貫通する穴３５を囲むようにゴム製の摩擦リング６２（仮止め部材）が固定されており、これら摩擦リング６２がロッド部６１ａの外周に接することにより、当て部材６１は任意の位置で仮止め可能である。

抗圧手段６０はさらに、当て部材６１を固定するための固定機構６５を備えている。
固定機構６５は、受け部材６６（受け部）と、押圧部材６７と、固定ねじ６８を有している。受け部材６６と押圧部材６７は板形状をなして支持杆３０Ｂの長手方向に延び、支持杆３０Ｂ内に配置されている。

受け部材６６と押圧部材６７は更生管２の周方向に対峙して配置され、両者の間に上記当て部材６１のロッド部６１ａが配置されている。受け部材６６と押圧部材６７の対向面はロッド部６１ａの外周面に接する円弧面６６ａ，６７ａを有している。受け部材６６は支持杆３０Ｂ内で固定されており、押圧部材６７は受け部材６６との対向方向に移動可能に支持杆３０Ｂに支持されている。

支持杆３０Ｂにおいて上記押圧部材６７と対向する側壁にはねじ穴３６が形成されており、このねじ穴３６に上記固定ねじ６８が螺合されている。この固定ねじ６８は支持杆３０Ｂの長手方向に間隔をおいて複数配置されているが、当て部材６１より少ない。

第３実施形態では、最初に全ての当て部材６１の支持杆３０Ｂからの管径方向外方向の突出量を一定にしておき、この状態でジャッキ２０により支持杆３０Ｂを管径方向外方向に移動させる。これにより全ての当て部材６１の板部６１ｂが更生管２の内面に当たる。これら当て部材６１の突出量は、この更生管２の内面の管軸方向の歪みに追随して異なっている。

次に、固定ねじ６８をねじ込んで押圧部材６７を受け部材６６に向けて押し込み、これにより、当て部材６１のロッド部６１ａを押圧部材６７と受け部材６６により強い力で挟持する。このようにして、全ての当て部材６１を更生管２の内面に当てた状態で支持杆３０Ｂに一度に固定することができる。

上記のようにして支保工装置を設置した後で、裏込め材を既設管１と更生管２との間に充填する。全ての当て部材６１が更生管２の内面の管軸方向の歪みに追随して当たっているので、更生管２の管径方向側への変形を防止することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その精神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。
フレームは環状に限らず、上下のみの２点支保、上下左右の４点支保（十字支保）等、種々の形状のフレームを用いることができる。
周方向に配置される支持杆の数は実施例に制約されず更生管の管径に応じて任意に選択することができる。
第３実施形態における当て部材の数、固定ねじの数も状況に応じて任意に選択することができる。

本発明は、下水道管等の老朽化した既設管にライニングされた更生管のための支保工装置に適用可能である。

１ 既設管
２ 更生管
３ 支保工装置
１０ フレーム
２０ ジャッキ
２１ ねじ杆
３０，３０Ａ，３０Ｂ 支持杆
４０ 弾性部材（抗圧手段）
５０ ホース（抗圧手段）
５１ 水（流体）
６０ 抗圧手段
６１ 当て部材
６１ａ ロッド部
６２ 摩擦リング（仮止め部材）
６５ 固定機構
６６ 受け部材（受け部）
６７ 押圧部材
６８ 固定ねじ

Claims (7)

1. 既設管と、この既設管の内周にライニングされた更生管との間に裏込め材を充填する際に、上記更生管を支持し、上記更生管の管径方向内側への変形を抑制する支保工装置において、
   上記更生管の管軸方向に間隔をおいて配置されるとともに上記更生管の内面と管径方向に対峙する複数のフレームと、
   管軸方向に延びて上記フレーム間に架け渡されるとともに、上記更生管の周方向に間隔をおいて配置された剛性をなす複数の支持杆と、
   上記支持杆に沿って配置されるとともに上記支持杆に支持され、上記更生管の内面の管軸方向の歪みに追従して上記更生管の内面に当たることにより、上記裏込め材充填時に上記更生管に加わる管径方向内方向の圧力を受け止める抗圧手段と、
   を備えたことを特徴とする更生管用支保工装置。
2. さらに、上記フレームに上記更生管の周方向に間隔をおいて支持された複数のジャッキを備え、上記ジャッキの管径方向外側の端部に、上記支持杆が架け渡されていることを特徴とする請求項１に記載の更生管用支保工装置。
3. 上記ジャッキが、上記フレームに螺合されて上記フレームを管径方向に貫通するねじ杆を含むことを特徴とする請求項２に記載の更生管用支保工装置。
4. 上記抗圧手段は、上記支持杆に沿って延びるとともに上記支持杆の管径方向外側に支持された弾性部材を含み、
   上記ジャッキにより上記支持杆が管径方向外方向に移動する際に、上記弾性部材が上記更生管の内面の管軸方向の歪みに追従して弾性変形することを特徴とする請求項２または３に記載の更生管用支保工装置。
5. 上記抗圧手段は、上記支持杆に沿って延びるとともに上記支持杆の管径方向外側に支持された可撓性のホースを含み、上記ホースには流体が充填されており、
   上記ジャッキにより上記支持杆が管径方向外方向に移動する際に、上記ホースが上記更生管の内面の管軸方向の歪みに追従して変形することを特徴とする請求項２または３に記載の更生管用支保工装置。
6. 上記抗圧手段が、上記支持杆に長手方向に間隔をおいて支持され管径方向外方向への突出量を調節可能な複数の当て部材を有し、上記複数の当て部材が上記更生管の内面の管軸方向の歪みに対応した突出量に調節されることにより、上記複数の当て部材の管径方向外側の端部が上記更生管の内面に当てられることを特徴とする請求項２または３に記載の更生管用支保工装置。
7. 上記支持杆が中空をなし、上記当て部材が、管径方向に延びて上記支持管を貫通するロッド部を有し、
   上記抗圧手段はさらに、上記支持杆に固定されて上記複数の当て部材のロッド部を摩擦により仮止めする仮止め部材と、上記複数の当て部材が上記更生管の内面に当たった突出位置において、これら複数の当て部材を上記支持杆に固定する固定機構を有し、
   上記固定機構は、上記支持杆内において上記支持杆に沿って延びる受け部と、上記支持杆の内部に収容されるとともに上記支持杆に沿って延びる押圧部材と、上記支持杆に螺合された固定ねじとを有し、
   上記押圧部材と上記受け部との間に、上記複数の当て部材のロッド部が配置されており、上記固定ねじをねじ込んで上記押圧部材を上記受け部に向けて押し込むことにより、上記複数の当て部材が上記支持杆に固定されることを特徴とする請求項６に記載の更生管用支保工装置。

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