JP2020169498A - 既設管更生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】更生管を一定の断面形状に形成でき、かつ流水阻害を抑えるとともに裏込め材充填時における更生管の浮き上がりを防止する。【解決手段】既設管１の内周に更生管３を構築する。更生管３の上半部にナット１１ひいては雌ネジ孔１２ｃを設ける。雄ネジ２１付きの軸部材２０を、雌ネジ孔１２ｃにねじ込んで既設管１の上半部に突き当てる。その後、既設管１と更生管３との間の管間隙間１ｄに裏込め材４を充填する。【選択図】図１

Description

本発明は、老朽化した既設管を更生する方法に関し、特に更生管及び裏込め材による既設管更生方法に関する。

老朽化した下水管等の既設管の内周に更生管をライニングして裏込めすることによって、既設管を更生することは公知である。裏込め材の充填時には更生管が裏込め材から浮力を受ける。このため、更生管が浮き上がらないように予め浮上防止工を行う必要がある（特許文献１〜３等参照）。

例えば特許文献１においては、更生管の内部に支保装置（浮上防止手段）を設置する。該支保装置は、更生管内に配置された環状のフレームと、該環状フレームの外周の周方向に間隔を置いて設けられた複数の腹起しとを含む。各腹起しが更生管の内周面に押し当てられている。支保装置の上端部には、鉛直な棒材が設けられている。該棒材が、更生管の頂部に形成された貫通孔を通して既設管の頂部に突き当てられている。
特許文献２においては、浮上防止手段として円弧板状の多孔スペーサを既設管の頂部の内周面に設置したうえで更生管を前記多孔スペーサに沿って形成し、その後、裏込め材の充填を行う。
特許文献３においては、円弧状の支持板（浮上防止手段）を既設管の頂部の内周面に設置し、該支持板の周方向に間隔を置いて設けたネジ部材の突出量を調節して、ネジ部材を既設管の内周面に突き当てる。そして、支持板に沿うように更生管を形成する。

特開平１０−１２１５６５号公報 特開平７−１００９２５号公報 特開２０１６−１８８６７１

前掲特許文献１の施工方法は、支保装置が大掛かりな構造であるために更生管の断面内の占有面積が大きい。このため、施工中に流水阻害が発生させるおそれがある。場合によっては、水位が上昇して作業が困難になることが想定される。
特許文献２，３の施工方法は、円弧状の多孔スペーサや支持板を更生管の設置前又は設置と併行して設置するものであるが、既設管の腐食が激しいと正しく設置するのが容易でない。このため、更生管を多孔スペーサや支持板に沿って形成すると、該更生管の断面形状が安定しない。
本発明は、かかる事情に鑑み、更生管を一定の断面形状に形成でき、かつ流水阻害を抑えながら、裏込め材の充填時に更生管の浮き上がりを防止できる更生施工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、本発明は、既設管を更生管及び裏込め材によって更生する方法であって、
前記既設管の内周に沿って前記更生管を構築し、
前記更生管の上半部に前記更生管を貫通する雌ネジ孔を設け、
雄ネジ付きの軸部材を、前記雌ネジ孔にねじ込んで前記既設管の上半部に突き当て、
その後、前記既設管と前記更生管との間の管間隙間に前記裏込め材を充填することを特徴とする。

当該方法によれば、浮上防止手段の設置前に更生管の設置工程を行うことによって、更生管を浮上防止手段の規制を受けることなく一定断面に形成することができる。その後、浮上防止手段として軸部材を更生管の内側から更生管の雌ネジ孔にねじ込む。軸部材のねじ込み量を調整することによって、軸部材の先端部を既設管の内周面に確実に突き当てることができる。たとえ既設管の腐食が進んでいたとしても、軸部材を既設管の内周面に確実に突き当てることができる。これによって、裏込め材の充填時に更生管が浮き上がるのを確実に防止することできる。
更生管の内周面から更生管内へ軸部材の突出量は最小限で済む。したがって、流水阻害が起きるのを抑制ないしは回避できる。

前記更生管の上半部に取付穴を貫通形成し、前記取付穴に前記雌ネジ孔を有するナットを取り付けることが好ましい。
これによって、前記更生管の上半部に前記更生管を貫通する雌ネジ孔を設けることができる。前記軸部材を前記ナットにねじ込んで前記既設管の上半部に突き当てる。

前記裏込め材の硬化後、前記軸部材を撤去して、前記雌ネジ孔を封止することが好ましい。前記雌ネジ孔には止水材及びネジ付き蓋を設けて封止することがより好ましい。
これによって、雌ネジ孔からの漏水を防止できる。

前記更生管の上半部の周方向の複数箇所にそれぞれ前記雌ネジ孔及び前記軸部材を配置することが好ましい。
これによって、裏込め材の充填時に更生管が浮き上がったり変形したりするのを確実に防止することできる。

前記更生管の頂部を０°として周方向における１０°〜８０°の範囲に前記雌ネジ孔及び前記軸部材を配置することが好ましい。前記更生管の頂部を挟んで両側の１０°〜８０°の範囲にそれぞれ前記雌ネジ孔及び前記軸部材を１又は複数配置することが、より好ましい。更生管の頂部（約０°の位置）及び側方部（約９０°の位置）を避けて雌ネジ孔を配置することが好ましい。
これによって、頂部及び側方部においては、荷重が既設管から裏込め材を介して更生管に確実に伝わるようにでき、既設管に過度な応力がかかってひび割れが発生するのを抑制又は防止できる。

前記更生管の内部に柱状の突張部材を立設し、前記突張部材によって前記更生管を上下に突っ張ることが好ましい。
前記軸部材と突張部材とによって、裏込め材の充填時における更生管の浮き上がりを確実に防止できる。特に、更生管の底部を既設管の底部に押し付けて浮き上がりを確実に阻止することができる。

前記突張部材の上端部が、外周面にネジを有して、前記軸部材を構成していることが好ましい。これによって、突張部材が軸部材を兼ねるようにできる。
腹起し材を前記更生管の管軸に沿って延びる腹起し材を前記更生管の底部の内面上に設け、前記突張部材の下端部を前記腹起し材に突き当てることが好ましい。

本発明によれば、更生管を一定の断面形状に形成でき、かつ流水阻害を抑えるとともに裏込め材充填時における更生管の浮き上がりを防止できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る浮上防止装置を用いて更生施工中の既設管を、浮上防止手段の設置後、裏込め材の充填前の状態で示す、図２のＩ−Ｉ線に沿う正面断面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う側面断面図である。 図３は、本発明の第２実施形態に係る浮上防止装置を用いて更生施工中の既設管を、浮上防止装置の設置後、裏込め材の充填前の状態で示す正面断面図である。 図４は、本発明の第３実施形態に係る浮上防止装置を用いて更生施工中の既設管を、浮上防止装置の設置後、裏込め材の充填前の状態で示す正面断面図である。 図５は、本発明の第４実施形態に係る浮上防止装置を用いて更生施工中の既設管を、浮上防止装置の設置後、裏込め材の充填前の状態で示す正面断面図である。 図６は、本発明の第５実施形態に係る浮上防止装置を用いて更生施工中の既設管を、浮上防止装置の設置後、裏込め材の充填前の状態で示す正面断面図である。 図７は、本発明の第６実施形態に係る浮上防止装置を用いて更生施工中の既設管を、浮上防止装置の設置後、裏込め材の充填前の状態で示す正面断面図である。

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及び図２は、本発明の第１実施形態を示したものである。更生対象の既設管１は、老朽化した下水道管である。なお、既設管１は、下水道管に限られず、上水道管、農業用水管、水力発電導水管、ガス管等であってもよい。
既設管１の内周に沿って更生管３がライニングされることで、既設管１が更生される。

詳細な図示は省略するが、更生管３は、例えばポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製の帯状部材（プロファイル）によって構成されている。該帯状部材が螺旋状に巻回されるとともに一周違いに隣接する縁どうしが接合されることによって、螺旋管状の更生管３が製管されている。帯状部材にスチール製の補強帯材が設けられていてもよい。
更生管が、樹脂製の帯板（ストリップ）と嵌合用帯材（ジョイナー）との二条螺旋状になっていてもよい。
さらに更生管は、螺旋管状に限られず、既設管１の軸方向に延びる帯板やセグメントによって形成されていてもよく、形状記憶性の硬質塩化ビニル管によって構成されていてもよい。

更生管３と既設管１との間の管間隙間１ｄにはモルタル、セメントミルクなどの裏込め材４が充填される。充填に先立って浮上防止装置５が設置される。浮上防止装置５は、複数の浮上防止手段１０を含む。
各浮上防止手段１０は、ナット１１と、軸部材２０を含む。ナット１１は、環状又は筒状のナット部１２と、フランジ部１３を一体に有している。ナット部１２の中央部に雌ネジ孔１２ｃが形成されている。雌ネジ孔１２ｃの内周面に雌ネジ１２ｄが形成されている。ナット部１２の外直径は例えば５０ｍｍ程度であるが本発明がこれに限定されるものではない。
ナット部１２における更生管内を向く端部にフランジ部１３が形成されている。

更生管３の上半部には取付穴３ｃが形成されている。取付穴３ｃは、更生管３の内周面から外周面へ貫通している。取付穴３ｃにナット１１が取り付けられている。ナット部１２が取付穴３ｃに嵌められ、フランジ部１３が取付穴３ｃのまわりの更生管３の内周面に当接されている。ナット１１と更生管３との接合手段は、接着剤でもよくビスでもよい。好ましくは、更生管３とナット１１との間は止水材（図示省略）によってシールされている。

軸部材２０は、外周面に雄ネジ２１が形成され、かつ頭部が無いボルトによって構成されている。なお、軸部材２０が頭部付きのボルトであってもよい。
該軸部材２０が、ナット１１にねじ込まれることで更生管３を貫通している。軸部材２０の先端部は、既設管１の内周面に突き当てられている。
軸部材２０の直径は、例えば３０ｍｍ〜４０ｍｍ程度であるが本発明がこれに限定されるものではない。軸部材２０の長さは、既設管１と更生管３との間の管間隙間１ｄより長く、管間隙間１ｄより１ｃｍ〜２０ｃｍ長いのが好ましい。管間隙間１ｄの大きさにもよるが、軸部材２０の長さは２０ｃｍ〜５０ｃｍ程度が好ましい。

図１及び図２に示すように、複数の浮上防止手段１０は、更生管３の周方向及び管軸方向（管軸Ｌ_３に沿う方向）に分散して配置されている。管軸方向における浮上防止手段１０の配置ピッチＰ_１０は、好ましくは２ｍ程度以下であるが、これに限定されるものではない。図１に示すように、浮上防止手段１０は、更生管３の周方向においては例えば更生管３の頂部と、該頂部を挟んで両側とにそれぞれ配置されている。頂部を０°とすると、両側の浮上防止手段１０は、例えば約４５°の位置に配置されている。

既設管１の更生施工は次のようにして行われる。
＜更生管３の構築＞
まず、既設管１の内周に沿って更生管３を構築する。この段階では浮上防止装置５が設置されていないから、浮上防止装置５の規制を受けることなく更生管３を一定断面に形成することができる。
更生管３の構築後、浮上防止装置５の設置を行う。なお、例えば自走式の製管機によって更生管３を一端部から順次構築していく場合、他端部まで構築し終える前であっても、構築済の更生管３において浮上防止装置５の設置を行ってもよい。

＜浮上防止装置５の設置＞
浮上防止装置５の設置工程では、まず更生管３の上半部の各所定箇所に取付穴３ｃを貫通形成する。
続いて、取付穴３ｃにナット１１を取り付ける。これによって、更生管３に雌ネジ孔１２ｃが設けられる。

次に、ナット１１に軸部材２０をねじ込む。これによって、軸部材２０がナット１１を介して更生管３の上半部に固定される。
さらに、軸部材２０の先端部を更生管３よりも外周側へ飛び出させて既設管１の内周面に突き当てる。既設管１の内周面に凹凸があっても、既設管１の腐食が進んでいたとしても、軸部材２０のねじ込み量を調節することによって、軸部材２０を既設管１の内周面に確実に突き当てることができる。
取付穴３ｃの形成、ナット１１の取付け及び軸部材２０のねじ込みの各工程は、更生管３の内側から行うことができる。

＜裏込め材４の充填＞
次に、管間隙間１ｄに裏込め材４を充填する。このとき、更生管３は裏込め材４から浮力を受ける。一方、軸部材２０が更生管３の上半部に固定されるとともに既設管１の上半部に突き当たることで、更生管３の上半部と既設管１の上半部どうしを互いに接近不能に突っ張る。これによって、裏込め材４の充填時に更生管３が浮き上がるのを防止することできる。
更生管３の内周面から更生管内へのナット１１及び軸部材２０の突出量は最小限で済む。したがって、既設管１を下水道として供用中に更生施工を行っても、流水阻害が起きるのを十分に抑制することができる。

＜浮上防止装置５の後処理＞
詳細な図示は省略するが、裏込め材４の硬化後、軸部材２０を撤去する。
ナット１１の雌ネジ孔１２ｃには止水材及びネジ付き蓋を設けて封止する。これによって、雌ネジ孔１２ｃからの漏水を防止できる。
裏込め材４を複数回に分けて管間隙間１ｄの底部、側部、頂部の順に段階的に充填する場合、側部の裏込め材４が硬化したときは、頂部まで充填〜硬化が進んでいなくても、前記側部の雌ネジ孔１２ｃから軸部材２０を撤去して封止を行ってもよい。

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３は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態の浮上防止装置５Ｂにおいては、ナット１１及び軸部材２０からなる浮上防止手段１０が、更生管３の頂部を０°として周方向の両側の１０°〜８０°程度の角度範囲に配置されている。更生管３の頂部（約０°の位置）及び側方部（約９０°の位置）には浮上防止手段１０が設けられていない。図においては、前記角度範囲の両端位置（約１０°の位置と約８０°の位置）にそれぞれ浮上防止手段１０が配置されているが、前記角度範囲内であれば両端位置に限らず１又は複数の中間位置に浮上防止手段１０が配置されていてもよい。
第２実施形態では、浮上防止手段１０を更生管３の頂部（約０°の位置）及び側方部（約９０°の位置）からずらして配置することによって、頂部及び側方部においては、荷重が既設管１から裏込め材４を介して更生管３に確実に伝わるようにできる。これによって、既設管１において頂部や側方部を起点とするひび割れが発生するのを防止できる。

＜第３実施形態＞
図４は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態の浮上防止装置５Ｃは、第２実施形態と同様の角度範囲に配置された浮上防止手段１０に加えて、突張部材３０と、上下の腹起し部材４１，４２を備えている。突張部材３０は、例えば単管によって構成されている。該突張部材３０が、更生管３の内部に上下に延びる柱状に立設されている。突張部材３０の上下両端部には、それぞれジャッキ３１，３２が設けられている。
詳細な図示は省略するが、突張部材３０は、更生管３の管軸（図４の紙面直交方向）に沿って間隔を置いて、好ましくは浮上防止手段１０と同じピッチ（最大でも２ｍ程度）で複数設けられている。

頂部腹起し部材４１は、更生管３の頂部の内周面上に配置され、更生管３の管軸方向（図４の紙面直交方向）に沿って延びている。頂部腹起し部材４１を挟んで両側に約１０°の位置の浮上防止手段１０が配置されている。
底部腹起し部材４２は、更生管３の底部の内周面上に配置され、更生管３の管軸方向（図４の紙面直交方向）に沿って延びている。
なお、詳細な図示は省略するが、腹起し部材４１，４２は、それぞれ複数本、管軸方向に一列に並べられて連ねられている。

上側ジャッキ３１のコ字状のジャッキベース３３が、頂部腹起し部材４１に下から嵌め込まれている。これによって、突張部材３０の上端部が、上側ジャッキ３１を介して頂部腹起し部材４１に突き当てられている。
下側ジャッキ３２のコ字状のジャッキベース３４が、底部腹起し部材４２に上から嵌め込まれている。これによって、突張部材３０の下端部が、下側ジャッキ３２を介して底部腹起し部材４２に突き当てられている。

第３実施形態においては、浮上防止手段１０によって更生管３と既設管１の上半部どうしを互いに接近不能に突っ張るのに加えて、ジャッキ３１，３２を操作することによって、突張部材３０によって更生管３を上下に突っ張る。これによって、更生管３の上下寸法が短くなるのを阻止でき、更生管３の変形を防止できる。更に、裏込め材充填時に更生管３が裏込め材４から受ける浮力で浮き上がるのを確実に防止でき、更生管３の底部を既設管１の底部に確実に接地させておくことができる。
突張部材３０は、柱状であるから更生管３の断面に占める大きさが小さく、流水阻害を殆ど招くことがない。
裏込め材４の硬化後、軸部材２０の撤去と前後して、又は併行して、突張部材３０を撤去する。

＜第４実施形態＞
図５は、本発明の第４実施形態を示したものである。第４実施形態の浮上防止装置５Ｄでは、更生管３の頂部（０°の位置）に浮上防止手段１０が配置されている。該浮上防止手段１０を挟んで両側に一対の頂部腹起し部材４１が平行に配置されている。
突張部材３０の上側ジャッキ３１のジャッキベース３３は、幅広に形成されて２つの頂部腹起し部材４１に跨っている。

＜第５実施形態＞
図６は、本発明の第５実施形態を示したものである。第５実施形態の浮上防止装置５Ｅは、第１実施形態と同様に、更生管３の頂部（０°の位置）とその両側の例えば４５°の位置とにそれぞれ配置された浮上防止手段１０と、突張部材３０Ｅとを備えている。頂部（０°の位置）の浮上防止手段１０においては、軸部材２０が設けられていない。これに代えて、突張部材３０Ｅの上端部３５が、頂部（０°の位置）の浮上防止手段１０における軸部材を構成している。上側ジャッキ３１は省略されている。

詳しくは、突張部材３０Ｅの上端部３５の外周面には雄ネジ３６が形成されている。該雄ネジ３６が頂部のナット１１にねじ込まれている。かつ突張部材３０Ｅの上端部３５が、ナット１１ひいては更生管３を貫通して、既設管１の頂部に突き当てられている。

第５実施形態における施工手順は以下の通りである。
更生管３の構築後、取付穴３ｃを形成し、該取付穴３ｃにナット１１を取り付ける。
突張部材３０Ｅの上端部３５を頂部のナット１１にねじ込むとともに既設管１の頂部に突き当てる。このとき、突張部材３０Ｅの下端部は解放されている。
該突張部材３０Ｅの下端部に下側ジャッキ３２を設ける。
既設管１の底部には底部腹起し部材４２を配置する。
底部腹起し部材４２に下側ジャッキ３２を載せる。
該下側ジャッキ３２を伸長させることによって、更生管３を上下に突っ張る。

浮上防止装置５Ｅにおいては、突張部材３０Ｅの上端部３５によって更生管３の頂部の位置が固定される。かつ突張部材３０Ｅによって更生管３を上下に突っ張るとともに底部腹起し部材４２によって更生管３の底部を押さえることができる。これによって、裏込め材４の充填時における更生管３の浮き上がりを防止できる。さらには、更生管３の上下寸法を固定でき、更生管３の変形を防止できる。

＜第６実施形態（第５実施形態の変形態様）＞
浮上防止手段１０は、更生管３の管軸と直交する断面上に１つ以上あればよい。
図７においては、前記断面上に単一の浮上防止手段１０が設けられている。当該単一の浮上防止手段１０は、更生管３の頂部（０°の位置）に配置されている。突張部材３０Ｅの上端部３５が軸部材を兼ねている点は第５実施形態（図６）と同様である。

本発明は、前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、更生管３に取付穴３ｃに代えて、内周に雌ネジを有する雌ネジ孔を直接形成し、該雌ネジ孔に軸部材を螺合させることで、ナット１１を省略してもよい。
雌ネジ孔の設置（取付穴３ｃの形成及びナット１１の取付）は、更生管３の構築と併行して行ってもよく、更生管３の構築工程前に行ってもよい。
軸部材２０を撤去せず、更生管３の内面から飛び出た部分を切断して除去してもよい。

本発明は、例えば老朽化した下水道管の更生に適用できる。

Ｌ_３ 管軸
１ 既設管
１ｄ 管間隙間
３ 更生管
３ｃ 取付穴
４ 裏込め材
５ 浮上防止装置
５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ 浮上防止装置
１０ 浮上防止手段
１１ ナット
１２ ナット部
１２ｃ 雌ネジ孔
１２ｄ 雌ネジ
１３ フランジ部
２０ 軸部材
２１ 雄ネジ
３０ 突張部材
３０Ｅ 突張部材
３１ 上側ジャッキ
３２ 下側ジャッキ
３５ 上端部（軸部材）
３６ 雄ネジ
４１ 頂部腹起し部材
４２ 底部腹起し部材

Claims (7)

1. 既設管を更生管及び裏込め材によって更生する方法であって、
   前記既設管の内周に沿って前記更生管を構築し、
   前記更生管の上半部に前記更生管を貫通する雌ネジ孔を設け、
   雄ネジ付きの軸部材を、前記雌ネジ孔にねじ込んで前記既設管の上半部に突き当て、
   その後、前記既設管と前記更生管との間の管間隙間に前記裏込め材を充填することを特徴とする既設管更生方法。
2. 前記更生管の上半部に取付穴を貫通形成し、
   前記取付穴に前記雌ネジ孔を有するナットを取り付けることを特徴とする請求項１に記載の既設管更生方法。
3. 前記裏込め材の硬化後、前記軸部材を撤去して、前記雌ネジ孔を封止することを特徴とする請求項１又は２に記載の既設管更生方法。
4. 前記更生管の上半部の周方向の複数箇所にそれぞれ前記雌ネジ孔及び前記軸部材を配置することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の既設管更生方法。
5. 前記更生管の頂部を０°として周方向における１０°〜８０°の範囲に前記雌ネジ孔及び前記軸部材を配置することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の既設管更生方法。
6. 前記更生管の内部に柱状の突張部材を立設し、前記突張部材によって前記更生管を上下に突っ張ることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の既設管更生方法。
7. 前記突張部材の上端部が、外周面にネジを有して、前記軸部材を構成していることを特徴とする請求項６に記載の既設管更生方法。
   

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