JP2019027594A - 管更生工法 - Google Patents

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Abstract

【課題】更生管の位置調整用スペーサーが落下したり、あるいは位置ずれを起こすことがないようにする。【解決手段】セグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する。スペーサー保持部材60に保持された積み重ね可能なスペーサー50を、既設管と更生管の間に挿入して更生管の既設管に対する位置調整が行われる。スペーサー保持部材に、その内壁面間で周方向並びに高さ方向に移動可能な可動部材70が取り付けられる。スペーサーの周方向の幅並びに積み重ねる数に応じて可動部材が周方向並びに高さ方向に位置決めされ、位置決めされた可動部材とスペーサー保持部材の内壁面間でスペーサーが保持される【選択図】図16

Description

本発明は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成してなるセグメントを、周方向並びに管長方向に連結して既設管内に更生管を敷設する管更生工法に関する。
地中に埋設された下水管等の大口径既設管が老朽化した場合、既設管を地中から掘出することなく、その内周面にライニングを施して管路を補修する補修工法が実用化されている。このような工法では、上述したようなセグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立て、該管ユニットを連結部材を介して管長方向に連結し管路内に更生管を組み立てている。既設管内に更生管を組み立てた後、既設管と更生管間にグラウトなどの充填材を充填して硬化させ複合管が構築される。
このような工法で、既設管と更生管間に充填材を注入するとき、更生管はプラスチック材からなることから比重が充填材より小さく、充填材上に浮いてしまう。これを防止するために、更生管を所定長さ(例えば1m位)組み立てる毎に、既設管と更生管の間に、2枚のクサビ状部材を重ね合わせたスペーサー(下記特許文献1)あるいは長尺形状のスペーサー(下記特許文献2)を挿入し、更生管を下方に押し付け、更生管の位置調整を行って充填材を注入するようにしている。
スペーサーは、更生管と既設管間に押し込み突っ張った状態にして設置しているので、設置状態が良好でないと、スペーサーが落下したり、位置がずれたりして、更生管の位置調整を良好に行うことができない。従って、スペーサーを保持するスペーサー保持部材をセグメントに取り付け、スペーサーがセグメントから落下したり、位置ずれするのを防止している(下記特許文献3)。
特開2005−265070号公報 特開2016−148406号公報 特開2017−25976号公報
しかしながら、特許文献3に記載されたスペーサー保持部材は、2枚のクサビ状部材を重ね合わせたスペーサーが落下したり、位置ずれたりするのを防止できるが、長尺形状のスペーサーの落下あるいは位置ずれを防止することができない。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、長尺形状のスペーサーがセグメントから落下したり、あるいは位置ずれを起こすのを防止して更生管の位置調整を行い、既設管の更生を行うことができる管更生工法を提供することを課題とする。
本発明は、
セグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する管更生工法であって、
セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てる工程と、
既設管と更生管の間に挿入される積み重ね可能な長尺形状の位置調整用スペーサーをスペーサー保持部材を用いてセグメントに取り付ける工程と、
前記スペーサーにより更生管を既設管に対して位置調整しながら管ユニットを管長方向に連結する工程と、
更生管を既設管内に敷設した後、更生管と既設管の間に充填材を注入する工程と、を備え、
前記スペーサー保持部材に、その周方向の両端部に形成された内壁面間で周方向並びに高さ方向に移動可能な可動部材が取り付けられ、
スペーサーの周方向の幅並びに積み重ねるスペーサーの数に応じて該可動部材が周方向並びに高さ方向に位置決めされ、位置決めされた可動部材とスペーサー保持部材の内壁面間でスペーサーが保持されることを特徴とする。
本発明によれば、積み重ね可能な長尺形状の位置調整用スペーサーは、その周方向の幅並びに積み重ねる数に応じて位置決めされる可動部材とスペーサー保持部材の内壁面間に保持され、セグメントに取り付けられる。従って、更生工事中に、スペーサーが落下したり、あるいは位置ずれを起こすことはなく、更生管が既設管に対して適切に位置決めされ、既設管と更生管間に充填材を確実に注入することが可能になる。
更生管の組み立てに使用されるセグメントの構造を示した斜視図である。 セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てた状態を示す斜視図である。 管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結する状態を示した説明図である。 既設管内に更生管を敷設する状態を示す説明図である。 (a)はスペーサーの上面図、(b)はその側面図、(c)はその底面図、(d)は(a)のA−A´線に沿った断面図である。 積み重ねられた2つのスペーサーの断面を示す断面図である。 スペーサーを用いて更生管の外周と既設管の内壁面の隙間を調整する状態を示した説明図である。 スペーサー保持部材を示す斜視図である。 (a)はスペーサー保持部材の正面図、(b)はその上面図、(c)はその側面図である。 (a)はスペーサー保持部材に取り付けられる可動部材を示す側面図、(b)は他の側面を示す側面図である。 スペーサー保持部材に可動部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 スペーサー保持部材と可動部材の係止状態を説明する説明図である。 セグメントに取り付けられたスペーサー保持部材を示す斜視図である。 スペーサーを保持したスペーサー保持部材をセグメントに取り付ける状態を示した斜視図である。 スペーサーにより更生管の位置を調整する状態を示した説明図である。 スペーサーを2個積み重ねてスペーサー保持部材に保持した状態を示す説明図である。
以下に本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて説明する。本発明は、下水管、上水管、トンネル、あるいは農業用水路等の大口径の既設管を更生あるいは修復するのに適している。本実施例では、更生管は、管長方向に直交する断面形状が円形として説明されるが、矩形等円形以外の形状の更生管にも本発明を適用できることは勿論である。更に、断面形状が管として閉じた形状でなく、例えば馬蹄形や半円形、凹字形等片側が開いた形状である場合にも管と見なして本発明を適用することができるものである。
図1には、更生管用セグメント1(以下、単にセグメントという)の構造が図示されている。セグメント1は、更生管の内周面を構成する内面板101と、該内面板101の周方向に延びる両側に垂直に立設された同形状の側板102、103と、内面板101の管長方向に延びる両端に垂直に立設された同形状の端板104、105とからなるプラスチックでできた一体成形のブロック状の部材である。
セグメント1は、本実施例では、円周を複数等分する所定角度、例えば6等分する60度の円弧状に湾曲した形状となっている。ただし、セグメントは円弧形ないし扇形に限定されず、既設管の断面形状、あるいはその大きさ、あるいは既設管の補修箇所に応じて、直方体あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた形等にすることもできる。
内面板101の上面にはセグメント1の機械的強度を補強するために、側板102、103の内側に、側板と同様な形状の複数、本実施例では4個の内部板106、107が側板102、103と平行に等間隔に立設される。側板102、103、内部板106、107の管長方向板厚はそれぞれ等しくなっている。
側板102、103には、セグメント1を管長方向に連結するためにボルトとして構成された連結部材11及びナット12(図3)を通すための円形の挿通穴102a、103aが周方向に等間隔に複数形成される。内部板106にも、連結部材11を通すための円形の挿通穴106aが等間隔に複数形成され、内部板107には、連結部材が挿入できる切り欠き107aが等間隔に複数形成される。これらの挿通穴102a、挿通穴103a、挿通穴106a、並びに切り欠き107aは、それぞれ周方向の位置が一致している。
端板104、105は、側板102と側板103の間に配置される部材で、端板104、105には、セグメント1を周方向に連結するボルト等の連結部材を通すための円形の挿通穴104a、105aが複数形成される。
内面板101、側板102、103、端板104、105、内部板106、107は、何れも透明、半透明あるいは不透明な同じプラスチックでできており、公知の成形技術を用いて一体に成形される。
セグメントはその端板105と他のセグメントの端板104を当接させ、ボルト6とナット7を側板102と103に形成された作業穴102b、103bを介して挿入し、ボルト6、ナット7を螺合させることにより周方向に連結させることができる(図3)。
セグメントを順次周方向に一周分連結させると、図2に示すようなリング状の管ユニット10を組み立てることができる。管ユニット10は、円管を管長方向Xに垂直に所定幅Dで輪切りに切断したときに得られる形状となっており、その外径が更生すべき既設管の内径より少し小さな値となっている。セグメントは、この管ユニット10を、径方向Rに沿った切断面で周方向Cに複数個に分割(好ましくは等分)したときに得られる部材に相当する。
なお、図2では、セグメント1の主要な構造部材である内面板101、側板102、103、端板104、105が図示されていて、内部板106、107等の補強構造は、煩雑さを避けるために、図示が省略されている。
このような管ユニット10の各セグメントは、図3に示したように、管長方向に延びる連結部材11とナット12を用いて他の管ユニットのセグメントと連結され、管ユニット10が順次管長方向に連結される。
セグメントを管長方向に連結する際には、セグメントの一方側の側板に複数の金属製ナット12がボルト13を用いて固定される。ナット12の管長方向の長さは、側板102と内部板106の間隔より長く、側板102からはみ出て他のセグメントの側板103の厚さと同等あるいはそれ以上となっている。連結部材11は、一端にナット12と螺合するネジ部11aが形成され、他端につば14aを有する頭部14が固定された金属製のボルトとして構成される。
図3に示したように、セグメント1bにセグメント1aを連結する場合、セグメント1bの側板102からはみ出ているナット12を、セグメント1aの側板103の穴103aに通過させ、両セグメント1a,1bの側板103、102を突き合わせる。続いて、連結部材11を、セグメント1aの側板102の挿通穴102a、内部板106の挿通穴106a、内部板107の切り欠き107aに通し、ネジ部11aをセグメント1bに固定されているナット12にねじ込む。これにより、連結部材11とナット12が連結される。その後、頭部14のつば14aがセグメント1aの最左端の内部板106に圧接するまで連結部材11をナット12にねじ込み、両セグメント1a、1bをボルト締めして固定する。
このようにして、管ユニットのセグメントを、他の管ユニットのセグメントと管長方向に連結することにより、管ユニットを管長方向に任意の長さに連結することができる。
このように構成されたセグメント1を用いて既設管を更生するために、まず、図4に示すように、マンホール20を介して既設管21内にセグメント1を搬入し、セグメントを周方向に順次連結して管ユニット10を組み立てる。続いて、管ユニット10を、図3に示す方法で、連結部材11とナット12を用いて順次管長方向に連結し、既設管21内に更生管40を敷設する。既設管21と更生管40間には、グラウトなどの充填材30が注入され、充填材30が硬化した後には、既設管21、充填材30、更生管40からなる複合管が構築される。
上述した更生工事において、更生管40が既設管21内に敷設された後、図7に示したように、セグメント1に注入孔41aが穿孔され、この注入孔41aを介して注入ホース41を用いて充填材30が更生管40と既設管21間の隙間に注入される。このとき、更生管40の位置調整を行うために、更生管40と既設管21間にスペーサー50が設置される。
スペーサー50は、図5(a)〜(d)に示すように、上面部51が底面部52より幅が短い断面が台形形状の長尺部材で、特許文献2に記載されているものと同様な構成である。スペーサー50の長手方向の両端部53,54は同方向に傾斜していて長手方向に連結できるようになっている。底面部52には、上面部51の形状に対応した空間55が形成され、空間55内にはスペーサー50の剛性を高めるために補強リブ56が設けられている。また、上面部51には、充填材を通過させる円孔57が複数形成されている。
スペーサー50は、長さがL、幅がW、高さがHで、セグメントの種類、形状に応じてL、W、Hは、それぞれ可変となっている。また、図6に示したように、スペーサーの空間部55に他のスペーサーをはめ込むことにより2つのスペーサーを積み重ねることができ、同様に、3以上のスペーサーを積み重ねて高さを増加させることができる。なお、複数のスペーサーを積み重ねたとき、底面部52の各左端52aは同一垂直線V1上にあり、また各右端52bも同一垂直線V2上にあって垂直線V1、V2は平行になっている。
このようなスペーサー50は、図7に示したように、既設管21と更生管40間の隙間に応じて一つあるいは複数積み重ねて該隙間に挿入され、更生管40が下方に押し付けられ、更生管40が既設管21に対して位置調整される。
スペーサー50の設置状態が良好でないと、スペーサー50が落下したり、位置がずれたりして、更生管の位置調整を良好に行うことができない。そこで、本実施例では、図8に示したような、スペーサー保持部材60を用いてスペーサー50がセグメントに保持される。図9(a)はスペーサー保持部材60の正面図、(b)はその上面図、(c)はその側面図である。
スペーサー保持部材60は直方体形状のプラスチックからなるブロック部材で、管長方向(前後方向)に前面60a、後面60bを有する。後述するように、前面60a、後面60bの下方部には、突起や凹部が複雑に形成されるので、凹凸面となっているが、前面60a、後面60bは、突起や凹部が形成される前は平坦な垂直に延びる垂直面である。スペーサー保持部材60は、その下方で中央部に幅t1の溝60cが周方向(左右方向)全長に渡って形成され、それにより前後に脚部60d、60eが形成される。
溝60cの幅t1は、セグメント1の側板102、103、内部板106、107の各板厚と同じ値に設定される。このような設定により、図13、図14に図示したように、スペーサー保持部材60の溝60cに、側板あるいは内部板のいずれか、例えば内部板107を圧入することによりスペーサー保持部材60を内部板107に取り付けることができる。
スペーサー保持部材60の左右方向の両端部には、溝60f、60gが形成された壁が設けられ、その壁の内壁面60m、60nは互いに平行に管長方向に延びていて、内壁面60m、60n間にスペーサー50が一つあるいは複数積み重ねて配置できるようになっている。なお、溝60f、60gは、特許文献1に記載されたようなクサビ状部材を積み重ねたスペーサーを保持するために設けられている。
スペーサー保持部材60の前面60aの下方部には、突起60pが左右方向にピッチp1で等間隔に複数形成され、突起60pの一方の面(左面)は前面60aに対して直交する垂直面60rを形成し、他方の面(右面)は傾斜して傾斜面60qを形成している。図9(b)、(c)に示したように、後面60bにも、前面60aと同じ位置に突起60pが設けられ、それぞれ垂直面60r、傾斜面60qが形成されている。なお、スペーサー保持部材60の左側の内壁面60mと傾斜面60qの傾斜終点間の距離は、後述するΔwずつ異なるが、使用するスペーサー50の幅Wは、いずれかの傾斜面60qの傾斜終点と内壁面60m間の距離と同じになっているものとする。
このような突起60p、傾斜面60q、垂直面60rの水平に延びる突起配列は、ピッチp2で上下方向(高さ方向)に等間隔に複数配列(本実施例では4配列)設けられる。図9(c)、図12に示したように、各突起配列は、その一方側が前面60a、後面60bと直交する方向に凹んで水平面60hを形成し、続いて前面60a、後面60bに平行な垂直面60iを形成し、この垂直面60iは前面60a、後面60bに向かって傾斜して傾斜面60jを形成している。
スペーサー保持部材60には、図10(a)、(b)、図11に示したような可動部材70が着脱自在に取り付けられる。可動部材70は、2つの脚部70A、70Bを連結部70Cで連結した一体成形の弾性のあるプラスチックからなる部材で、連結部70Cの反対側が開放している。開放端を押し広げることにより可動部材70をスペーサー保持部材60に装着することができ、またスペーサー保持部材から取り外すことができる。
脚部70A、70Bの内側面70a、70bには、スペーサー保持部材60の水平面60h、垂直面60i、傾斜面60jと同じサイズの水平面70h、垂直面70i、傾斜面70jがそれぞれ内側面70a、70bより内側にピッチp2で複数形成される。また、図10(a)、(b)に示したように、可動部材70の一方の側面(右側面)70rは平坦な面に、また他方の側面(左側面)70sも平坦な面になっていて、左側面70sから水平面70h、垂直面70i、傾斜面70jに向かう面は傾斜面70qとなっている。図12の下方に示したように、可動部材70がスペーサー保持部材60に取り付けられたとき、その傾斜面70qはスペーサー保持部材60の傾斜面60qと重なる(当接する)ようになっている。
脚部70A、70Bの内側面70aと70bの距離はスペーサー保持部材60の前面60aと後面60b間の距離t2(図9(c))と同じである。また、可動部材70の左右方向の幅t3(図11、図12)は、スペーサー保持部材60の垂直面60rとその垂直面に対向する傾斜面60qの傾斜終点までの距離と同じになっている。
このような構成において、図11に図示したように、可動部材70の脚部70A、70B間にスペーサー保持部材60を差し込み、可動部材70をスペーサー保持部材60に取り付ける。このときのスペーサー保持部材60と可動部材70の各垂直面、水平面の係止状態が図12に示されている。図12において、左側の断面は、B−B´線に沿っており、下方部に示す断面はC−C´線に沿っている。
可動部材70は、例えば、図12の右側のような位置においてスペーサー保持部材60に取り付けられる。このような状態では、同図で左側に示したように、スペーサー保持部材60の水平面60h、垂直面60i、傾斜面60jは、それぞれ可動部材70の水平面70h、垂直面70i、傾斜面70jに当接する。また、スペーサー保持部材60の垂直面60r、傾斜面60qは、可動部材70の右側面70rと傾斜面70qと当接して、可動部材70はこの位置でスペーサー保持部材60に係止される。
この係止状態では、可動部材70の右側面70rは、スペーサー保持部材60の垂直面60rに当接するので、可動部材70は、図12において右方向には移動できず、一方矢印で示したように、左方向に力を加えると、可動部材70はスペーサー保持部材60の傾斜面60qに沿って移動し、その突起60pを超えて次の係止位置で係止される。
一方、可動部材70の水平面70hは、スペーサー保持部材60の水平面60hと当接しているので、可動部材70は、図12において上方には移動できず、一方矢印で示したように、下方に力を加えると、可動部材70はスペーサー保持部材60の傾斜面60jに沿って移動し、次の垂直面60iを超えて次の係止位置で係止される。
このように、可動部材70は、垂直面60r間の距離Δwずつ段階的に左方向に移動でき、また傾斜面70jの傾斜始点間の距離Δhずつ段階的に下方に移動できるので、スペーサー50の幅、スペーサーの積み重ね数に応じて可動部材70を周方向並びに高さ方向に位置決めすることができる。
図16には、スペーサー50を2枚積み重ねてスペーサー保持部材60に保持する状態が図示されている。スペーサー50の幅Wは、スペーサー保持部材60のいずれかの傾斜面60qの傾斜終点と内壁面60m間の距離と同じになっているので、スペーサー50を内壁面60m、60n間に配置し、その一端(左端)を内壁面60mに当接させる。続いて、可動部材70の左側面70sと内壁面60m間の距離がスペーサー50の幅Wになるまで、可動部材70をΔwずつ左方向に移動させる。このとき、可動部材70の右側面70rは、スペーサー保持部材60の垂直面60rと当接しているので、可動部材70は右方向には移動できず、また左方向には、その左側面70sがスペーサー50の右端に当たっているので、移動できず、可動部材70はこの位置で係止される。つまり、この可動部材70の係止位置では、スペーサー50は、その左端が内壁面60mに当り、またその右端が可動部材70の左側面70sに当たるので、その間に保持されるようになる。続いて、可動部材70を下方にΔhずつ移動させて両スペーサー50が内壁面壁60mと可動部材70の左側面70s間で保持されるようにする。
このようにスペーサー50がスペーサー保持部材60に保持されるので、図14に図示したように、スペーサー保持部材60を、例えばセグメントの内部板107に取り付ける。スペーサー50をセグメントに取り付けた管ユニットは、図15に示したように、更生管40と既設管21管に挿入され、更生管40の位置が調整される。このような位置調整は、更生管を所定長さ(例えば1m位)組み立てる毎に行われる。
スペーサー50は、図13に示したように、スペーサー保持部材60と可動部材70をセグメントに取り付けてからスペーサー50をスペーサー保持部材に保持するようにすることもできる。また、スペーサー50をスペーサー保持部材60を用いてセグメントに取り付ける工程は、管ユニットを組み立てる前、あるいは管ユニットを組み立てた後に行われる。
すべての管ユニット10を管長方向に連結し、更生管40が既設管21の更生すべき全長に渡って敷設された後、図7に示したように、セグメント1に注入孔41aが穿孔され、この注入孔41aを介して注入ホース41を用いて充填材30が更生管40と既設管21間の隙間に注入される。図7に示したように、スペーサー50が1個でよい場合、あるいは3個以上積み重ねられる場合は、それに応じて可動部材70を高さ方向に移動して各スペーサーを保持するようにする。
1 セグメント
10 管ユニット
21 既設管
30 充填材
40 更生管
50 スペーサー
60 スペーサー保持部材
70 可動部材

Claims (7)

  1. セグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する管更生工法であって、
    セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てる工程と、
    既設管と更生管の間に挿入される積み重ね可能な長尺形状の位置調整用スペーサーをスペーサー保持部材を用いてセグメントに取り付ける工程と、
    前記スペーサーにより更生管を既設管に対して位置調整しながら管ユニットを管長方向に連結する工程と、
    更生管を既設管内に敷設した後、更生管と既設管の間に充填材を注入する工程と、を備え、
    前記スペーサー保持部材に、その周方向の両端部に形成された内壁面間で周方向並びに高さ方向に移動可能な可動部材が取り付けられ、
    スペーサーの周方向の幅並びに積み重ねるスペーサーの数に応じて該可動部材が周方向並びに高さ方向に位置決めされ、位置決めされた可動部材とスペーサー保持部材の内壁面間でスペーサーが保持されることを特徴とする管更生工法。
  2. 前記可動部材がスペーサー保持部材に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の管更生工法。
  3. 前記可動部材は、周方向並びに高さ方向においてそれぞれ一方向のみに段階的に移動可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の管更生工法。
  4. 前記スペーサー保持部材には、一方の面が垂直面、他方の面が傾斜面となった突起を周方向に等間隔に複数配列した突起配列が設けられ、前記可動部材が該垂直面に当接して係止されることにより可動部材の周方向移動が制限されることを特徴とする請求項3に記載の管更生工法。
  5. 前記突起配列には、高さ方向に隣接する突起配列との間に水平面が形成され、可動部材の取付面には、該水平面に当接する水平面が形成され、両水平面が当接することにより可動部材の高さ方向移動が制限されることを特徴とする請求項4に記載の管更生工法。
  6. スペーサー保持部材をセグメントに取り付けてからスペーサーをスペーサー保持部材に保持することを特徴とする請求項1に記載の管更生工法。
  7. 前記スペーサーをスペーサー保持部材に保持した後、スペーサーを保持したスペーサー保持部材をセグメントに取り付けることを特徴とする請求項1に記載の管更生工法。
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