JP2022154832A - 既設管更生方法及び更生管用の製管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自走式製管装置を用いて更生管を製管する際に、帯状部材の搬送作業の負担を軽減することができる既設管更生方法を提供する。【解決手段】既設管１内で、自走式の主製管装置５が、帯状部材１０から更生管４を製管し延伸させる。主製管装置５は更生管４の先端で螺旋を描きながら前進する。既設管１の到達側端部には、元押し式の副製管装置７が設置されている。この副製管装置７では、帯状部材１０から更生管４より小径の螺旋管８を製管する。製管された螺旋管８は、製管途中の更生管４内に搬送される。主製管装置５は螺旋管８の帯状部材１０から、更生管４を製管する。主製管装置５で更生管４を製管する際の帯状部材１０の螺旋の向きと、副製管装置７で螺旋管８を製管する際の帯状部材１０の螺旋の向きは逆である。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、既設管を更生する方法及びこの更生方法に用いられる更生管用の製管装置に関する。

老朽化した下水道管等の既設管の内壁に沿って帯状部材からなる螺旋管状の更生管を構築することによって、前記既設管を更生する方法は公知である。帯状部材の帯幅方向の両縁部には雌雄の嵌合部が形成されている。該帯状部材を製管装置によって螺旋状に巻回し、一周違いの帯状部材の雌雄の嵌合部どうしを嵌合させることによって、更生管が製管される。

製管装置として、例えば特許文献１に開示された自走式の製管装置が知られている。自走式製管装置は、帯状部材を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材の縁部どうしを嵌合することにより、更生管を製管し延伸させるとともに、更生管の先端で螺旋を描きながら更生管の延伸方向に自走する。

特開２０１４－１７２３１５号公報

上記自走式の製管装置を用いる場合、地上のドラムに巻かれた帯状部材を、発信側マンホールに通し、製管途中の更生管の先端に位置する製管装置まで供給することになるが、既設管が長い場合には、帯状部材の搬送の負担が大きい。また、既設管に光ファイバーケーブル等のケーブルが通っている場合には、このケーブルに帯状部材が絡みやすく、搬送作業の負担がさらに増大する。

前記課題を解決するため、本発明は、既設管内で、自走式の主製管装置が、帯状部材を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材の縁部どうしを嵌合することにより、更生管を前記既設管の発進側端部から到達側端部に向かって製管し延伸させるとともに、前記主製管装置が前記更生管の先端で螺旋を描きながら前記到達側端部に向かって自走する既設管更生方法において、
前記既設管の前記到達側端部または前記発進側端部において、固定位置に設置された元押し式の副製管装置により、帯状部材を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材の縁部どうしを嵌合することにより、前記更生管より小径の螺旋管を製管する工程と、製管された前記螺旋管を製管途中の前記更生管内に搬送する工程と、製管途中の前記更生管内に配置された前記螺旋管の帯状部材から、前記主製管装置により前記更生管を製管する工程と、を備え、前記主製管装置で前記更生管を製管する際の帯状部材の螺旋の向きと、前記副製管装置で前記螺旋管を製管する際の帯状部材の螺旋の向きを、逆にすることを特徴とする。
この方法によれば、元押し式の副製管装置で製管した小径の螺旋管を、製管途中の更生管内に搬送し、この螺旋管の帯状部材から主製管装置が更生管を製管するので、帯状部材を主製管装置に搬送する作業の負担を軽減することができる。また、主製管装置で更生管を製管する際の帯状部材の螺旋の向きと、副製管装置で螺旋管を製管する際の帯状部材の螺旋の向きを、逆にすることにより、螺旋管からの帯状部材を主製管装置に円滑に供給することができる。

前記既設管にケーブルが通っている場合、前記副製管装置は前記ケーブルを前記螺旋管の内側に通すようにして前記螺旋管を製管し、前記主製管装置は前記ケーブルを前記更生管の内側に通すようにして前記更生管を製管する。
この方法によれば、ケーブルがあっても帯状部材のケーブルへの絡まりを抑制することができる。

好ましくは、前記主製管装置は、嵌合外し部材を有し、前記嵌合外し部材により前記螺旋管の帯状部材の嵌合を外しながら、前記更生管を製管する。
この方法によれば、人手を要さずに螺旋管の帯状部材の嵌合を外すことができ、より一層円滑に帯状部材を主製管装置に供給することができる。

好ましくは、前記既設管にはケーブルが通っており、前記副製管装置は前記ケーブルを前記螺旋管の内側に通すようにして前記螺旋管を製管し、前記主製管装置は前記ケーブルを前記更生管の内側に通すようにして前記更生管を製管し、前記主製管装置は、帯状部材を嵌合させる嵌合製管部と、前記嵌合製管部に連結される環状の内周規制体とを有し、前記嵌合外し部材が直線状をなしてその両端が前記内周規制体に着脱可能に連結され、前記嵌合外し部材により前記内周規制体の内側の空間が、前記嵌合製管部側の第１領域と、前記嵌合製缶部の反対側の第２領域に区分けされ、前記主製管装置は、前記ケーブルを前記第２領域に通した状態で前記更生管を製管する。
この方法によれば、ケーブルと嵌合製管部の干渉を確実に回避することができる。

前記既設管に水が流れている場合、前記螺旋管を前記更生管内へと搬送する工程では、搬送対象の螺旋管の上流側において水量調節手段により前記搬送対象の螺旋管を流れる水量を減じる。
この方法によれば、螺旋管の重量を減じることにより、搬送の負担を軽減できる。

好ましくは、前記水量調節手段が、前記搬送対象の螺旋管の上流端にあてがわれる水量調節板である。
この方法によれば、簡易な手段で水量を調節することができる。

本発明の他の態様は、帯状部材を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材の縁部どうしを嵌合することにより更生管を製管する嵌合製管部を備え、前記更生管を既設管内で製管し延伸させるとともに、前記更生管の先端で螺旋を描きながら前記更生管の延伸方向に前進する自走式の製管装置において、
さらに嵌合外し部材を備え、前記嵌合外し部材は、前記更生管より小径に製管されて前記更生管内に配置された螺旋管の帯状部材の嵌合を外し、当該帯状部材を前記嵌合製管部へと供給する。
この構成によれば、螺旋管の帯状部材の嵌合を製管装置の嵌合外し部材により外すことにより、円滑に帯状部材を製管装置に供給することができる。

好ましくは、さらに前記嵌合製管部に連結された環状の内周規制体を備え、
前記嵌合外し部材は、直線状に延びてその両端が前記内周規制体に着脱可能に連結されている。
この構成によれば、嵌合外し部材を安定して保持することができる。

好ましくは、前記嵌合外し部材が、その軸線方向に伸縮可能である。
この構成によれば、更生管の製管中に内周規制体が回る過程で内径が変動しても、嵌合外し部材が抵抗として働かず、内周規制体への負担を軽減することができる。

好ましくは、前記嵌合外し部材が、同軸をなして配置されるとともに軸線方向に相対移動可能に連結された複数の剛性ロッドを有している。
この構成によれば、比較的簡易な構造で伸縮性を確保できる。

好ましくは、前記複数の剛性ロッドには、樹脂製のカバーが被されている。
この構成によれば、帯状部材を傷つけない。

本発明によれば、自走式製管装置を用いて更生管を製管する際に、帯状部材の搬送作業の負担を軽減することができる。

本発明の一実施形態に係る既設管のライニング工程において、ドラムからの帯状部材により更生管を所定距離まで製管する第１段階を示す概略縦断面図である。 同ライニング工程において、小径の螺旋管を製管して更生管内に搬送する第２段階を実行している状態を示す図１Ａ相当図である。 同ライニング工程において、第２段階が完了した状態を示す図１Ａ相当図である。 更生管の製管に用いられる自走式の主製管装置の正面図であり、小径の螺旋管の帯状部材から更生管を製管している状態を示す。 同主製管装置に組付けられる嵌合外し棒の縦断面図である。 図３のＡ－Ａ矢視断面図である。 小径の螺旋管の製管に用いられる元押し式の副製管装置の概略構成を示す正面図である。 小径の螺旋管の帯状部材から自走式製管装置を用いて更生管を製管している際に、嵌合外し棒により帯状部材の嵌合を外している状態を示す側面図である。 小径の螺旋管の搬送時において水量調節板により水量を調節している状態を、上流側から見た図である。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。図１に示すように、更生対象の老朽化した既設管１は、例えば地中の老朽化した下水道管である。既設管１の両端はマンホール２Ａ，２Ｂに繋がっている。本実施形態では、既設管１には光ファイバーケーブル３（ケーブル）が通っている。

既設管１は、その内側に更生管４をライニングすることで更生される。更生管４は、既設管１内において自走式の主製管装置５により帯状部材１０（プロファイル）から製管される。ここで、後述する更生管４の製管方向（延伸方向）の上流側を発進側と称し、下流側を到達側と称することにする。

帯状部材１０は、例えばポリ塩化ビニルなどの合成樹脂からなり、同一断面を有して帯状に長く延びている。帯状部材１０の幅方向一側縁部には雌型嵌合部（図示しない）が形成され、他側縁部には雄型嵌合部（図示しない）が形成されている。雄型嵌合部と雌型嵌合部は相補形状をなしている。

＜主製管装置の構造＞
図２に示すように、主製管装置５は、嵌合製管部２０と、この嵌合製管部２０に連結された内周規制体３０と、径方向に延びてその両端が内周規制体３０の後側（製管方向の反対側）に着脱可能に連結された嵌合外し棒４０（嵌合外し部材）と、を備えている。

製管部２０は、アウターローラ２１とインナーローラ２２と、油圧モータ２３とを有している。これらローラ２１，２２が、油圧モータ２３により互いに逆方向に回転駆動しながら、製管途中の更生管４の先端に位置する帯状部材１０と新規に供給される帯状部材１０とに跨って、挟圧することにより、一周違いの帯状部材１０の雌型嵌合部と雄型嵌合部が嵌合するようになっている。

内周規制体３０は、多数のセグメント３１を回転可能に連結することにより、環状に組まれている。各セグメント３１にはローラ３２が回転可能に支持されている。内周規制体２０のローラ３２に、嵌合したばかりの帯状部材１０の内周が規制されることにより、更生管４が一定の内径の円形断面となる。

ローラ２１，２２が螺旋に巻かれて嵌合された帯状部材１０に沿って走行することにより、主製管装置５全体が、更生管４の先端に位置しながら螺旋を描いて回転するとともに到達側マンホール２Ｂに向かって進む（自走する）。

図３に示すように、嵌合外し棒４０は、更生管４および内周規制体２０の中心軸線を通り、径方向に延びており、その両端が内周規制体２０に着脱可能に連結されている。
図４、図５に示すように、嵌合外し棒４０は、断面正方形の鉄パイプからなる長尺の主ロッド４１（剛性ロッド）と、この主ロッド４１の両端部に軸方向移動可能に挿入された断面円形の鉄パイプからなる短尺の副ロッド４２（剛性ロッド）と、主ロッド４１と副ロッド４２を被覆する樹脂製のカバー４３と、副ロッド４２に連結された連結金具４４と、を有している。

嵌合外し棒４０は、主ロッド４１と副ロッド４２が軸線方向に相対移動可能であるので、軸線方向すなわち内周規制体３０の径方向に伸縮可能である。連結金具４４は、自在継手を含み、前記セグメント３１に着脱可能に連結されている。

＜副製管装置について＞
本発明では元押し式の副製管装置７も用いられる。この副製管装置７は、到達側マンホール２Ｂにおいて既設管１の端部近傍に設置され、後述するように更生管４より小径の螺旋管８を製管する。
元押し式の副製管装置７の構造は公知であるので詳述しないが、半割体を着脱可能に連結してなる環状のフレーム７ａと、このフレーム７ａの頂部に設けられた嵌合製管部７ｂとを備えている。嵌合製管部７ｂは、自走式の主製管装置５の嵌合製管部２０と同様の構造を有している。副製管装置７は、既設管１の管口に設置され、マンホール２Ｂや既設管１に固定される。副製管装置７は、供給された帯状部材１０をらせん状に巻きつつ嵌合することで、後述する螺旋管８を既設管や更生管内に向けて伸ばしていく。
副製管装置７による螺旋管８の帯状部材１０の螺旋巻き方向と、主製管装置５による更生管４の帯状部材１０の螺旋巻き方向は、逆である。

＜ライニング工程＞
以下、既設管１のライニング工程、すなわち更生管４の製管工程を詳しく説明する。なお、本実施形態では、ライニング工程を、既設管１に水が流れている状態で実行する。

ライニング工程の第１段階
ライニング工程の第１段階では、図１（Ａ）に示すように、帯状部材１０は、発進側マンホール２Ａの近傍の地上に設置されたドラム６から、マンホール２Ａ内に引き出され、既設管１内の発進側端部に設けられた自走式主製管装置５（主製管装置）に供給される。なお、この第１段階では、主製管装置５の嵌合外し棒４０は、内周規制体３０に取り付けられていない。

主製管装置５は、光ファイバーケーブル３を内周規制体３０の内側に通した状態で、帯状部材１０を所定径に巻回しながら、嵌合製管部２０のローラ２１，２２間で一周違いの帯状部材の縁部同士を厚み方向に挟圧することにより、雌雄嵌合部を嵌合させ、更生管４を製管する。製管される前において、帯状部材１０は、ドラム６に巻き付けられていたことにより巻き癖が付いている。

上述したように主製管装置５により、更生管４の先端に位置する帯状部材１０の巻き部分に帯状部材１０の新たな巻き部分が連なり、更生管４が到達側マンホール２Ｂに向かって延伸していく。帯状部材１０は、マンホール２Ａから製管途中の更生管４を通って更生管４の先端の主製管装置５に供給される。主製管装置５は、更生管４が延伸するに伴い螺旋を描きながらマンホール２Ｂに向かって前進する（自走する）。

１ドラム分の帯状部材１０の供給が終了したら、新たなドラム４の帯状部材１０を供給し、更生管４の先端に位置する帯状部材１０の終端と新規の帯状部材１０の始端とを接続して更生管４の製管を続ける。製管途中の更生管４の長さが所定長さ（例えば３０ｍ）を超えてから（すなわち更生管４の先端に位置する主製管装置５が、発進側の既設管１の端部から所定距離を超えてから）、最後の１ドラム分の帯状部材１０の供給が完了した時に、主製管装置５の稼働を停止し、第１段階を終了する。

ライニング工程の第２段階
第１段階の後に実行される第２段階では、ドラム６からの帯状部材１０を、発進側マンホール２Ａ、製管途中の更生管４、既設管１を経て、到達側マンホール２Ｂに設置された元押し式の副製管装置７に供給する。この副製管装置７では、更生管４より小径の螺旋管８を製管する。この螺旋管８は副製管装置７で新たに巻かれる帯状部材１０により発進側に向かって押されるようにして延伸される。

副製管装置７による螺旋管８の製管に際して、最初にフレーム７ａの半割体の連結を外してフレーム７ａの内側に光ファイバーケーブル３を通し、その後で半割体を連結する。この状態で、フレーム７の頂部に位置する嵌合製管部７ｂにより帯状部材１０を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材を雌雄嵌合する。この際、供給される帯状部材１０は光ファイバーケーブル３に絡まず、嵌合製管部７ｂとも干渉しないので、円滑に螺旋管８を製管することができる。

１ドラム分の帯状部材１０による螺旋管８の製管が終了したら、この螺旋管８を製管途中の更生管４内へと搬送する。このような螺旋管８の製管と搬送を繰り返すことにより、製管途中の更生管４に複数の螺旋管８を配置するのが好ましい。

＜ライニング工程の第３段階＞
第２段階が終了したのち、第３段階に移行する。詳述すると、製管途中の更生管４の先端に位置する帯状部材１０の終端と、主製管装置５の近傍に位置する螺旋管８の帯状部材１０の始端とを接続する。また、嵌合外し棒４０を内周規制体２０に連結する。この後、主製管装置５を稼働させて、螺旋管８の帯状部材１０から更生管４を製管する。帯状部材１０が製管された螺旋管８から主製管装置６の近傍で供給されるので、主製管装置６が既設管１の発進側の端部から離れていても帯状部材１０の搬送作業の負担を軽減することができる。また、帯状部材１０の供給の際に光ファイバーケーブル３と絡むことはない。

前述したように、自走式の主製管装置５は製管に伴い螺旋を描いて回転しかつ前進する。この際、図２および図６に示すように、嵌合外し棒４０が螺旋管８の先端部において一周違いの帯状部材１０の間に入り込んでその嵌合を外す。しかも、副製管装置７による螺旋管８の巻き方向と主製管装置５による更生管４の巻き方向が逆であるため、螺旋管８からの帯状部材１０を円滑に主製管装置５の嵌合製管部２０に供給することができる。

上記嵌合外し棒４０は、内周規制体３０の内側の空間を第１領域３５ａと第２領域３５ｂに仕切っている。この第１領域３５aが前記嵌合製管部２０側に配置されており、第２領域３５ｂには光ファイバーケーブル３が通っている。そのため、光ファイバーケーブル３が嵌合製管部２０と干渉することがない。

嵌合外し棒４０は、その軸線方向に伸縮可能であるため、更生管４の製管中に内周規制体３０の内径が変動しても、嵌合外し棒４０が抵抗として働かず、内周規制体３０への負担を軽減することができる。また、樹脂製のカバー４３により、帯状部材１０を傷つけない。

１つの螺旋管８の帯状部材１０による更生管４の製管が完了したら、次の螺旋管８を主製管装置５に近づけ、上記と同様に帯状部材１０の接続後に更生管４の製管を続ける。更生管４内の螺旋管８が無くなったら、主製管装置５の稼働を停止する。

上記の第２段階と第３段階を繰り返すことにより、更生管４が延伸されて既設管１の到達側の端部に達した時に、更生管４の製管、すなわち既設管１のライニングが完了する。

既設管１内を水が流れている場合、水量が多いと螺旋管８の搬送に労力を要することがある。その場合には、図７に示すように、搬送対象の螺旋管８の上流端に水量調節板５０（水量調節手段）をあてがった状態で搬送する。これにより螺旋管８内の水量を減じて螺旋管８の重量を軽減できるので、搬送が楽になる。水が発進側から到達側に向かって流れている場合には、水流による抵抗を減じることもできる。

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。
上述した実施形態のライニング工程の第１段階を省くこともできる。この場合、ライニング工程の開始時には、副製管装置で小径の螺旋管を製管し、この螺旋管を発信側マンホールまで搬送し、既設管の発進側端部に配置された主製管装置がこの螺旋管の帯状部材から更生管の製管を開始する。
副製管装置を発進側マンホールに設置し、更生管内に螺旋管を送り出してもよい。
既設管を水が流れる場合、更生管の延伸方向（主製管装置の自走方向）と逆方向に流れていてもよい。
既設管は、下水道管に限られず、既設管は、上水道管、農業用水管、水力発電導水管、ガス管、トンネル等であってもよい。
既設管内を通るケーブルは、光ファイバーケーブル以外に、他の通信ケーブルや電力ケーブルであってもよい。
主製管装置は、内周規制体を備えないものであってもよく、帯状部材にて更生管を製管しつつ既設管内を移動するようになっていればよい。副製管装置は、自走式製管装置をマンホールや既設管に固定したものであってもよい。

本発明は、老朽化した下水道管等の更生に適用できる。

１ 既設管
３ 光ファイバーケーブル（ケーブル）
４ 更生管
５ 自走式の主製管装置
７ 元押し式の副製管装置
８ 小径の螺旋管
１０ 帯状部材
２０ 嵌合製管部
３０ 内周規制体
４０ 嵌合外し棒（嵌合外し部材）
４１ 主ロッド（剛性ロッド）
４２ 副ロッド（剛性ロッド）
４３ カバー
５０ 水量調節板（水量調節手段）

Claims (11)

1. 既設管内で、自走式の主製管装置が、帯状部材を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材の縁部どうしを嵌合することにより、更生管を前記既設管の発進側端部から到達側端部に向かって製管し延伸させるとともに、前記主製管装置が前記更生管の先端で螺旋を描きながら前記到達側端部に向かって自走する既設管更生方法において、
   前記既設管の前記到達側端部または前記発進側端部において、固定位置に設置された元押し式の副製管装置により、帯状部材を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材の縁部どうしを嵌合することにより、前記更生管より小径の螺旋管を製管する工程と、
   製管された前記螺旋管を製管途中の前記更生管内に搬送する工程と、
   製管途中の前記更生管内に配置された前記螺旋管の帯状部材から、前記主製管装置により前記更生管を製管する工程と、
   を備え、前記主製管装置で前記更生管を製管する際の帯状部材の螺旋の向きと、前記副製管装置で前記螺旋管を製管する際の帯状部材の螺旋の向きを、逆にすることを特徴とする既設管更生方法。
2. 前記既設管にはケーブルが通っており、前記副製管装置は前記ケーブルを前記螺旋管の内側に通すようにして前記螺旋管を製管し、前記主製管装置は前記ケーブルを前記更生管の内側に通すようにして前記更生管を製管す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. 前記主製管装置は、嵌合外し部材を有し、前記嵌合外し部材により前記螺旋管の帯状部材の嵌合を外しながら、前記更生管を製管することを特徴とする請求項１に記載の既設管更生方法。
4. 前記既設管にはケーブルが通っており、前記副製管装置は前記ケーブルを前記螺旋管の内側に通すようにして前記螺旋管を製管し、前記主製管装置は前記ケーブルを前記更生管の内側に通すようにして前記更生管を製管し、
   前記主製管装置は、帯状部材を嵌合させる嵌合製管部と、前記嵌合製管部に連結される環状の内周規制体とを有し、前記嵌合外し部材が直線状をなしてその両端が前記内周規制体に着脱可能に連結され、前記嵌合外し部材により前記内周規制体の内側の空間が、前記嵌合製管部側の第１領域と、前記嵌合製缶部の反対側の第２領域に区分けされ、
   前記主製管装置は、前記ケーブルを前記第２領域に通した状態で前記更生管を製管することを特徴とする請求項３に記載の既設管更生方法。
5. 前記既設管に水が流れており、前記螺旋管を前記更生管内へと搬送する工程では、搬送対象の螺旋管の上流側において水量調節手段により前記搬送対象の螺旋管を流れる水量を減じることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の既設管更生方法。
6. 前記水量調節手段が、前記搬送対象の螺旋管の上流端にあてがわれる水量調節板であることを特徴とする請求項５に記載の既設管更生方法。
7. 帯状部材を螺旋状に巻回するとともに一周違いの帯状部材の縁部どうしを嵌合することにより更生管を製管する嵌合製管部を備え、前記更生管を既設管内で製管し延伸させるとともに、前記更生管の先端で螺旋を描きながら前記更生管の延伸方向に前進する自走式の製管装置において、
   さらに嵌合外し部材を備え、前記嵌合外し部材は、前記更生管より小径に製管されて前記更生管内に配置された螺旋管の帯状部材の嵌合を外し、当該帯状部材を前記嵌合製管部へと供給することを特徴とする更生管用の製管装置。
8. さらに前記嵌合製管部に連結された環状の内周規制体を備え、
   前記嵌合外し部材は、直線状に延びてその両端が前記内周規制体に着脱可能に連結されていることを特徴とする請求項７に記載の更生管用の製管装置。
9. 前記嵌合外し部材が、その軸線方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項８に記載の更生管用の製管装置。
10. 前記嵌合外し部材が、同軸をなして配置されるとともに軸線方向に相対移動可能に連結された複数の剛性ロッドを有していることを特徴とする請求項９に記載の更生管用の製管装置。
11. 前記複数の剛性ロッドには、樹脂製のカバーが被されていることを特徴とする請求項１０に記載の更生管用の製管装置。
    

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