JP2639671B2

JP2639671B2 - 管内面のライニング補修工法

Info

Publication number: JP2639671B2
Application number: JP63012215A
Authority: JP
Inventors: 宣勝池; 謙二大島
Original assignee: HATSUKOO KK
Current assignee: HATSUKOO KK
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPH01189374A

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

本発明は、地下に布設されているガス管、水道管など
の既設配管の老朽化対策として管内面に樹脂を用いてラ
イニング膜を形成する管内面のライニング補修工法に関
する。

【従来の技術】

地下に布設されているガス管、水道管などの既設配管
は、布設年限が長くなると経年により管に腐蝕孔が生
じ、漏洩が起るおそれがあることからその漏洩予防ある
いは保全のため、施工後、所要の時期に、既設配管に対
し、布設状態のまま管内の更生修理が行われている。この更生修理技術の１つとして、液状樹脂を用いて管
内面に樹脂のライニング膜を形成する補修が行なわれて
いる。この樹脂ライニング工法としては、特開昭57−10
5270号公報および特開昭61−268386号公報等に記載され
た先行技術が知られている。これらの先行技術は、既設配管の一端側の管内に、管
内を所要長さにわたり充満するように所要量の液状樹脂
をプラグ状に注入し、且つ樹脂プラグの前後管内に圧力
差を生起させ、この圧力差により樹脂プラグが管内を流
動する行程で管内面に所要膜厚のライニングを形成する
ようにしており、本出願人も先にこの種の先行技術を提
唱している。（特開昭63−65983号公報参照；以下この
種の補修工法を「厚膜ライニング工法」と称する）

【発明が解決しようとする課題】

上述の厚膜ライニング工法では、既設配管の補修区間
が長い場合、管内に流動進行させる樹脂プラグの１回の
注入量を大量にできない制約から、複数回に分けて分割
注入する方式としている。この場合、従来の方式では、既設配管のライニング開
始側の一端開口部より管内に樹脂プラグを注入し、１回
目の樹脂プラグが吹き抜けを起すと、次回目以降の樹脂
プラグも、再び、その開始側の一端開口部より管内に繰
り返し注入する方式としている。このような方式による場合、次回目以降の樹脂プラグ
は、前回の樹脂プラグが流動進行した跡を繰り返し通行
して前回の樹脂プラグによるライニング終了個所まで運
び込まれる結果、追加の樹脂プラグを、前回のライニン
グ終了個所まで運び込むのに相当の時間を擁する。また
樹脂を追加するのに、先きの樹脂プラグが吹き抜けるま
で待たなければならないので、この点からも施工に相当
の長時間を要する問題点があった。なお従来、追加する樹脂プラグの注入に関して、特開
昭61−268386号公報には、既設配管に分岐管がある場
合、分岐管を利用して追加樹脂を注入する先行技術が開
示されている。この先行技術による場合、分岐管を介して既設配管の
管内に注入される追加樹脂は、既設配管の管内を充満す
るように注入され、注入個所の管内には空気流の流通が
ないから、既設配管を流動進行する樹脂プラグによっ
て、分岐管より追加される複数の追加樹脂プラグも管内
を同時進行するようになり、この場合追加樹脂のプラグ
には管内の圧力差による押圧力が直接に作用しないた
め、同時進行する複数個の樹脂プラグ間に流動速度の変
化が生じて管内に形成される塗膜厚さが不均一になる問
題点がある。本発明は、上記した問題点を解消し、施工時間の大幅
な短縮を可能にできる厚膜ライニング工法を提供するこ
とを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本発明は、既設配管の管内
に、管内を所要長さにわたり充満するように液状樹脂を
プラグ状に注入し、且つ樹脂プラグの前後管内に低圧の
圧力差を生起させ、圧力差により樹脂プラグが管内を所
要距離流動すると管内面にライニング膜を形成して吹き
抜けを起し、この樹脂プラグの注入を複数回繰り返して
ライニング形成区間を順に延長させる管内面のライニン
グ補修工法において、初回に注入する樹脂プラグは既設配管の一端側より流
動進行させ、２回目以降に注入する樹脂プラグは、既設
配管の他端側の開口部より、前回の樹脂プラグが吹き抜
けを起す直前位置の管内に対し管内を空気流が流通可能
な状態に順次追加注入する方式としてなることを特徴と
する。

【作用】

このような補修工法によると、初回に注入する樹脂プ
ラグが、既設配管の一端側より管内を流動進行する過程
で、２回目以降に追加する樹脂プラグを既設配管の他端
側開口部より注入可能となることから、従来のように追
加樹脂を注入する際に、先きの樹脂プラグが吹き抜けを
起すまで待つ必要がなく、またライニング完了領域を重
複して長く通行させる必要もなくなって、施工時間の大
幅な短縮化を図ることができる。また、この場合、追加する樹脂は、管内を空気流が流
通可能であるから、既設配管内を流動進行する樹脂プラ
グは、その進行方向の前側の管内が大気に通じること
で、管内に生起させた圧力差は樹脂プラグの押圧力とし
て作用し、複数個所に追加注入される樹脂プラグは、１
つの樹脂プラグ毎が、独立して管内を進行するようにな
る結果、樹脂プラグの継続が安定し、ライニング施工を
円滑かつ能率的に実現することができる。

【実施例】

以下、本発明による実施例を添付した図面に基いて説
明する。図面において、第１図は、本発明による補修工法の実
施例を概略的に示すもので、符号１は補修対象の既設配
管である。この既設配管１は、地下や建物内部等に布設
されているガス管，水道管のような既設配管であり、特
に本発明によって補修しようとする対象の既設配管１
は、ガス管についていうと一般に口径15〜40mm程度の供
給管、口径50〜100mm程度の低圧支管、100mm以上の本管
と呼ばれている既設配管を対象としている。この既設配管１は、補修に際して、所定長さの補修区
間に区切られているもので、その一端開口部には所定長
さを有するランチャー２がフランジ３を介して接続され
ている。上記ランチャー２には、樹脂供給手段である電磁開閉
弁５を介して樹脂注入器４が接続され、この樹脂注入器
４から所定長さにわたって管路内を充満閉塞するように
液状のライニング脂Ａがランチャー２内に導入されるよ
うにしてある。ここにライニング用の樹脂は、主剤と硬
化剤を調合した常温２液硬化型の樹脂でチクソトロピー
性を有する樹脂が使用される。なお上記樹脂注入器４に
は、予め主剤と硬化剤を混合した樹脂を空気加圧式注入
器により圧送供給してもよく、また主剤と硬化剤を図示
しない別々のポンプにより圧送しつつその過程でスタテ
ィックミキサーにより両者を混合供給するようにしても
よい。また、上記ランチャー２には樹脂注入器４の電磁開閉
弁５と連動して逆向きに動作する電磁開閉弁７が設置さ
れ、その後方に演算装置６′によって演算制御される流
動調整弁11および16と、それらの基体流量を計測する流
量計9,17および気体供給圧を計測する圧力計8,10などか
らなる制御装置６を介して小型コンプレッサ12が接続さ
れており、このコンプレッサ12からの圧送空気が制御装
置６で流量制御されてランチャー２内に導入され、既設
配管１内に向けて送り込まれるようにしている。また、上記コンプレッサ12からの圧送空気は、制御装
置６によって制御される三方切換弁13を介してランチャ
ー２内に導入されると共に、流量調整弁14を介して樹脂
注入器４内にも導入され、樹脂注入器４内に設けた加圧
摺動板15を介してライニング用樹脂が、制御装置６によ
って制御される電磁開閉弁７と連動して開放動作される
電磁開閉弁５から一定圧力で液状のままランチャー２内
に所定量押出し充填されるようにしてある。一方、上記既設配管１の他端開口側（ライニング作業
の終了側）には、上記と同様の樹脂注入器４′および加
圧摺動板15′が用意してあり、これには電磁開閉弁５′
を介して弁５′樹脂注入ホース18が接続してある。また
前記コンプレッサ12からは（別にコンプレッサを用意し
てもよいが）流量調整弁14′を介して加圧空気が上記樹
脂注入器４′が供給される。なお、上記流量調整弁14′
および電磁開閉弁５′の制御は、演算装置６′での演算
結果に基いて、上記制御装置６からの制御信号で行なわ
れる。次に上述の装置による補修作業の作業工程を説明する
と、まず既設配管１の始端側開口部に接続されたランチ
ャー２内に、電磁開閉弁７を閉じるとともに、電磁開閉
弁５を開いて樹脂注入器４内から所定量のライニング樹
脂を液状のまま注入する。この樹脂の注入は、ライニン
グ樹脂が、ランチャー２内よりさらに既設配管１の始端
側の管路内に所定長さにわたって、その管路内を充満す
るようにプラグ状に注入される。次に上記樹脂プラグＡの充填が完了すると、電磁開閉
弁５を閉じるとともに、送風系路側の電磁開閉弁７を開
いてコンプレッサ12からの圧送空気を、三方切換弁13を
切換えて流量調整弁11および流量計９を通してランチャ
ー２の端部より管内に送り込むように制御される。これにより、圧送空気が、注入された樹脂プラグＡの
後端面を後方から押圧するように作用し、その押圧力に
よりライニング樹脂Ａに流動性が付与され、樹脂プラグ
Ａが、柱状の状態でランチャー２内より既設配管１内を
団塊となって流動進行する。この時の樹脂プラグＡに作
用させる押圧力は、樹脂に流動性を付与する初期押圧力
を大気圧に対して略1.5kg/cm程度とし、また流動性が付
与されて樹脂プラグＡが既設配管１内を流動進行する時
には、その押圧力を流動量調整弁16により減圧して、大
気圧に対し略0.6kg/cm以下の低圧に下げる。この樹脂プラグＡの流動進行により、流動時、管内面
に接触しながら流動する時の壁面に対する付着力で、樹
脂が管内面に残留されつつ進行し、樹脂プラグＡの通過
後には、この残留に樹脂によって管内面に所要膜厚のラ
イニング塗膜ａが均一に形成される。ここで、まず樹脂プラグＡの走行速度Ｖを一定とし
て、樹脂粘度を変化させた場合、樹脂粘度が低い方が、
前記樹脂の端面形状は第２図に示すような砲弾形となっ
て膜厚は厚く、また粘度が高い方が、第３図に示すよう
な垂直形の端面形状となって膜厚は薄くなる。また樹脂粘度を一定にした場合、押圧力Ｐを高くして
樹脂プラグＡの走行速度を速めると、前記樹脂の端面形
状は、第２図に示す砲弾形となって膜厚は厚くなる。ま
た押圧力を低くして走行速度を遅くすると、樹脂の端面
形状は第３図に示す垂直形の端面形状となって膜厚は薄
くなる。つまり、樹脂粘度と走行速度Ｖの関係では、樹脂の端
面形状が、第２図に示すような砲弾形になるように樹脂
プラグＡを流動走行させれば、膜厚は厚膜に形成され、
また第３図に示すような垂直に近い端面形状になるよう
に樹脂プラグＡを流動走行させると、膜厚は薄膜に形成
されることが実験的、理論的にも確認されている。したがって本発明による補修工法では、まず目的とす
る既設配管１の管内面に形成すべきライニング塗膜の膜
厚を、どの程度の厚さに形成するかを選定し、この膜厚
の選定に基づいて、補修対象管の管径、使用する樹脂粘
度、充填された樹脂長など当の補修関係条件から、所望
する膜厚を形成するために必要な樹脂プラグＡの流動速
度を設定し、この設定された流動速度で樹脂プラグＡが
管内を流動走行するように、コンプレッサ12からの圧送
空気を制御装置６により制御して注入された樹脂プラグ
Ａの後端面に所要静圧の押圧力を付与させる。この場合、使用する樹脂プラグＡは、前述したように
チクソトロピー性の樹脂が使用され、この種の樹脂は、
外力を加えた場合、その塗料構造が破壊されて軟化現象
を起し、外力を取り去ると時間の経過と共に原状に回復
する性質を有するから、上記樹脂プラグＡの押圧力は、
前述したように流動後の管内走行時における押圧力（略
0.6kg/cm以下）に対して、流動性を付与する初期押圧力
を幾分高目に略1.5kg/cm程度の圧力に設定する。このような圧力設定の場合、その初期押圧力はランチ
ャー２の部分の管内に作用して既設配管１内には殆ど影
響を与えず、また、既設配管１内における押圧力は、こ
れが大気圧に対し僅かな圧力差を有するように略0.6kg/
cm以下の低圧に設定されていることで、老巧化した既設
配管１においても腐蝕孔からの吹抜け現象が確実に回避
できる。また上記押圧力により樹脂プラグＡが管内流動してラ
イニング塗膜の形成が進行し、その塗膜の形成により樹
脂プラグＡの流動量が減少すると、その樹脂量の減少に
対応して上記押圧力を減衰させ、樹脂プラグの流動速度
が一定となるように制御装置６、流量調整弁11および16
により管内に流入する空気量を制御する。すなわち、樹脂プラグが管内を移動して樹脂量が減少
すると、それに伴って樹脂プラグＡの流動速度が速くな
る傾向になるが、この流動速度は、既設配管１内に導入
された押圧気体の管内圧力に関連して変化するものであ
り、さらに管内圧力は管内に流入した押圧気体の量と、
樹脂プラグの位置、すなわち樹脂プラグの後方側の体積
によって定まるものであるから、管内に流入した押圧気
体の量を流量計9,17により計測し、さらに管内の気体量
を計測した各時点における管内圧力を計測することによ
り、演算装置６′により管内の気体の体積の変化、すな
わち樹脂の位置の変化から樹脂プラグＡの速度を算出す
ることができる。これによって始端側の制御装置６によ
り樹脂プラグＡの流動速度が一定になるような押圧力が
得られるように、流量調整弁11（R₁）と流量調整弁16
（R₂）とがコントロールされて、樹脂量の減少に合せて
樹脂プラグＡの流動速度が一定となるように樹脂の押圧
力が自動的に減衰されるように制御される。以下、樹脂プラグＡの流動速度を一定に保持する制御
装置６の作動について詳しく説明する。まず、管内に流入した押圧気体の量Q₁、管内の圧力P₁
とすれば、 π/4・d²・l₁・P₁＝Q₁・P₀……（１）の関係にあるので、ある時刻T₁におけるQ₁,P₀,P₁を測定
すれば、上記（１）式よりl₁を知ることができる。管内に流入した押圧気体Q₁とは、流量計９による計測
値F₁と、流量計17による計測値F₂との差である。この流
量計9,17には質量流量計を使用すると気体の温度の影響
がないので都合がよい。ここで、l₁は時刻T₁における樹脂位置、P₀は圧力計10
の計測値、P₁は圧力計８の計測値、ｄは既設配管１内の
ライニング内径である。次に樹脂流動速度を検知するために、ある時間（ｔ
秒）だけ空気供給を停止し、圧力計８により管内圧力の
変化P₁→P₂を計測し、このときの樹脂位置をl₂とすれ
ば、 l₁・P₁＝l₂・P₂となり、 P₂を知ればある時間ｔ秒後の樹脂位置l₂を知ることが
できる。したがって樹脂流動速度Ｖは、Ｖ＝l₂−l₁/tとなる。また、空気の供給を停止せず、前状態の一定流入をつ
づける場合は、ある時刻T₂における押圧気体の流入量
Q₂、管内の圧力P₂を測定し、 π/4・d²・l₂・P₂＝Q₂・P₀から、 l₂＝Q₂・P₀/π/4・d²・P₂となり、樹脂流動速度Ｖは、Ｖ＝l₂−l₁/T₂−T₁となる。このようにして、演算装置６′と制御装置６により樹
脂流動速度Ｖが一定となるように流量調整弁11（R₁）と
流量調整弁16（R₂）を制御する。かくしてライニング用樹脂は、既設配管１の注入側管
端に接続された所定長さのランチャー２より液状のまま
管内の所定の長さを充満するようにプラグ状に注入さ
れ、上記注入樹脂プラグＡに流動性を付与する押圧気体
圧力を、その管内流動速度が管の始端側における押動気
体の質量流量および管内圧力を計測して得られた樹脂位
置と、所定時間毎に計測された樹脂位置の差から算出さ
れた樹脂速度を一定にするように管内の押圧気体の量を
制御して既設配管１の管内面に、均一な所要膜厚のライ
ニング塗膜ａを形成して行く。一方、本発明の補修工法では、樹脂注入ホース18が、
既設配管１の他端開口部から挿入され、第１図に示して
いるように所定個所毎に一定量のまとまった追加樹脂
Ａ′を形成するように、あるいは第４図のように、長さ
方向に一定量に連続的に注入した追加樹脂Ａ″を形成す
るように、上記注入器４′から追加樹脂を供給する。第１図の実施例の場合、初回の樹脂プラグＡが、所定
距離流動してライニングの形成により樹脂プラグが吹き
抜けを起す直前位置で、次の追加樹脂Ａ′に到達するよ
うに、間隔ｌ′で追加樹脂Ａ′を供給することが望まし
い。このためこのような間隔ｌ′は演算装置６′で演算
され、制御装置６では、樹脂注入ホース18の押入長さを
適当な送り手段例えばウインチ19で調節するように制御
する。また流量調整弁14′の開度制御および電磁開閉弁
５′の開閉制御を上記制御装置６で行なう。また、第４図の実施例では、追加樹脂Ａ″の単位長さ
における樹脂量がその単位長さにおける既設配管１の内
面ライニング塗膜に使う樹脂量に相当するように樹脂供
給を、演算装置６′、制御装置６の働きで実現すれば、
上記追加樹脂Ａ″に前回の樹脂プラグＡが到達して以後
は、樹脂プラグとしての移動総量に変化がなくなるの
で、圧送空気の圧力を一定に保つように、単位時間当り
の供給空気量を一定にすることができ、樹脂プラグＡの
移動速度も一定にできるので、これに見合った均一の膜
厚を容易に得られ、制御が有利となる。なお、第５図にみられる実施例では、初回の樹脂プラ
グＡを、圧送空気が吹き抜けた段階で、樹脂注入ホース
18を介して、次の所要の追加樹脂Ａ″を供給する補給の
方式が示されている。なお上記実施例において、管内樹脂の注入量を所定の
量に制限することにより樹脂の押圧気体圧は、低圧力に
抑えることが可能となり、これによって補修対象管に腐
蝕孔などがあった場合でも吹き抜けを起すことなく良好
なライニングができるものである。なお本発明による補修施工において、既設配管１の途
中に大きい腐蝕孔がある場合や、バルブが閉止されてい
ない分岐管が接続されている場合には、樹脂プラグが通
過した直後に、押圧気体がそこから吹抜けて急激な押圧
力の低下をひき起し、それ以上樹脂プラグＡの流動進行
がしなくなることがある。この場合は、制御装置６内の圧力計８、流量計９によ
り検知されて、時間当りの吹き抜け気体の流量が算出さ
れるので、その流量が加算され、樹脂プラグの押動速度
を維持するようになっている。すなわち上記押圧気体の吹き抜けが生じた場合は、直
にマップ化された吹き抜け前の押圧気体の流量と、時間
当りの吹き抜け気体の流量より算出された補正流量が、
吹き抜け後の押圧気体に加算されて元の押圧速度に戻さ
れて再び樹脂プラグの流動を開示させるとともに、管内
を移動する樹脂量の減少に対応してライニング樹脂の流
動速度を一定に保持するよう押圧力を制御することがで
きるようになっている。なお、上記実施例では、初回の樹脂プラグＡはランチ
ャー２を介して既設配管１の前側（ライニング開始端）
から供給したが、上述の樹脂注入ホース18を介して、既
設配管１の後側（ライニング終了端）から供給し、それ
もランチャー２内へと最初に供給する形で実施してもよ
い。この場合には、ランチャー２への樹脂供給のための
装置、すなわち樹脂注入器４、電磁開閉弁５などを省略
できる。

【発明の効果】

以上に説明したように本発明によるライニング補修工
法によれば、初回に注入する樹脂プラグが、既設配管の
一端側より管内を流動進行する過程で、２回目以降に追
加する樹脂プラグを既設配管の他端側開口部より注入可
能となることから、従来のように追加樹脂を注入する際
に、先きの樹脂プラグが吹き抜けを起すまで待つ必要が
なく、またライニング完了領域を重複して長く通行させ
る必要もなくなって、施工時間の大幅な短縮化を図るこ
とができる。また、この場合、追加する樹脂は、管内を空気流が流
通可能であるから、既設配管内を流動通行する樹脂プラ
グは、その進行方向の前側の管内が大気に通じること
で、管内に生起させた圧力差は樹脂プラグの押圧力とし
て作用し、複数個所に追加注入される樹脂プラグは、１
つの樹脂プラグ毎が、独立して管内を進行するようにな
る結果、樹脂プラグの継送が安定し、ライニング施工を
円滑かつ能率的に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による補修工法の実施例を概略的に示す
断面図、第２図および第３図は本発明による樹脂流動時
の樹脂押圧力と、膜圧および走行速度との関係を示す樹
脂端面形状の説明図、第４図および第５図は別の実施例
の要部の断面図である。１……既設配管、２……ランチャー、4,4′……樹脂注
入器、5,5′……電磁開閉弁、６……制御装置、６′…
…演算装置、７……電磁開閉弁、８……圧力計、９……
流量計、10……圧力計、11……流量調整弁、12……コン
プレッサ、13……三方切換弁、14,14′……流量調整
弁、15……加圧摺動板、16……流量調整弁、17……流量
計、18……分岐管、19……自動閉止バルブ、18……樹脂
注入ホース。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】既設配管の管内に、管内を所要長さにわた
り充満するように液状樹脂をプラグ状に注入し、且つ樹
脂プラグの前後管内に低圧の圧力差を生起させ、圧力差
により樹脂プラグが管内を所要距離流動すると管内面に
ライニング膜を形成して吹き抜けを起し、この樹脂プラ
グの注入を複数回繰り返してライニング形成区間を順に
延長させる管内面のライニング補修工法において、初回に注入する樹脂プラグは既設配管の一端側より流動
進行させ、２回目以降に注入する樹脂プラグは、既設配
管の他端側の開口部より、前回の樹脂プラグが吹き抜け
を起す直前位置の管内に対し管内を空気流が流通可能な
状態に順次追加注入する方式としてなることを特徴とす
る管内面のライニング補修工法。