JP3657029B2 - 既設管ライニング用プロファイルおよびそれを使用した既設管のライニング工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、老朽化した既設管を更生するためのライニング工法に使用される可撓性を有するプロファイル、および、それを使用した既設管のライニング工法に関し、特に、断面が四角形、卵形状等のように円形状とは異なった異形の断面を有する既設管のライニングに使用されるプロファイル、および、それを使用した既設管のライニング工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水管等の既設管が老朽化すると、合成樹脂製の帯状のプロファイルを使用して既設管をライニングする工法が実施されている。例えば、特公昭６１−２８４９３号公報には、マンホール内に設置された製管機によって、可撓性の帯状プロファイルを螺旋状に巻回して、隣接する各側縁部同士を係合状態にして螺旋管を形成し、形成された螺旋管を既設管内に挿入して、螺旋管を既設管内に回転しつつ推進させることによって、既設管をライニングするようになっている。
【０００３】
このようなライニング工法では、断面が円形状になっている通常の既設管のライニングに使用されるために、既設管内に挿入された螺旋管は、既設管の内周面に沿って円滑に回転して推進することができる。しかしながら、既設管が、ボックスカルバートのように、断面が矩形状の場合には、既設管内に挿入された螺旋管は、既設管の内周面に沿って円滑に回転することができず、このようなライニング工法を実施することができない。
【０００４】
特公平３−１１６１１号公報には、既設管内に配置される製管機が、既設管の内周面に沿って回転しつつ推進することにより、既設管内に導入されたプロファイルを、既設管内周面に沿った螺旋管に成形し、この成形された螺旋管によって既設管内周面をライニングする工法が開示されている。このライニング工法に使用される製管機は、リング状のフレームに固定された一対のローラーを有しており、これらのローラー間にプロファイルが導入されると、フレームが既設管内を回転しつつ管軸方向に推進し、プロファイルは、フレームに沿った螺旋管とされる。
【０００５】
このようなライニング工法では、製管機によって製管される螺旋管が、リング状のフレームに対応した一定の直径の断面円形状の螺旋管しか製造することができない。このために、ボックスカルバートのような断面が矩形状の既設管の場合には、既設管内に挿入することができる断面円形状の螺旋管でなければ既設管の内周面をライニングすることができず、その結果、既設管の有効断面積に対してプロファイルの有効断面積が著しく小さくなるという問題がある。また、既設管路が屈曲しているような場合には、リング状のフレームを有する製管機では、その屈曲部分に対応した屈曲状態の螺旋管を製造できないという問題もある。
【０００６】
さらに、特表平６−５１１０７１号公報には、合成樹脂製のプロファイルを螺旋状に巻回した後に、プロファイルの外周面に帯状の金属製補強材を嵌合して補強する構成が開示されている。金属製の補強材は、適当な断面形状のプロファイルに沿って屈曲されることにより永久（塑性）変形し、プロファイルを断面形状を、既設管の断面形状に対応した形状にすることができる。従って、このようなプロファイルによって、異形断面の既設管であっても、その内周面に沿ってライニングすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなライニング工法では、プロファイルと補強材が別体になっており、プロファイルが螺旋管状に成形された後に、螺旋管の外周面に金属製の補強材をプロファイルに係合させるようになっているために、プロファイルを所定の断面形状に成形する工程が煩雑になる。特に、螺旋状に巻回されたプロファイルの各側縁部同士を内周側から嵌合させる構成であれば、補強材をプロファイルの外周側に係合させることは容易ではない。
【０００８】
しかも、金属製の補強材は、プロファイルに対して露出した状態になっており、容易に腐食するために、樹脂コーティング処理等の必要がある。
【０００９】
金属製の補強材は、ドラム等に螺旋状に巻回されて現場まで搬送され、ドラム等から繰り出されると、円弧が連続する螺旋状に巻回された状態で製管機にまで搬送されて、プロファイルの外周面に係合される。このために、既設管の断面が異形の場合には、その断面形状に対応した形状で搬送されず、プロファイルに携行させることが容易ではない。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、断面矩形状等の既設管に対しても、可撓性のプロファイルを同様の断面形状の管に容易に成形することができる既設管ライニング用プロファイルを提供することにある。本発明の他の目的は、そのプロファイルを使用して、断面矩形状等の既設管の内周面を容易にライニングすることができる既設管のライニング工法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の既設管ライニング用プロファイルは、可撓性を有する合成樹脂を押し出し成型して形成される帯板状からなり、かつ、既設管の内周面に沿うように螺旋状に巻回された際に、隣接する各側縁部同士が係合状態とされる既設管ライニング用プロファイルであって、前記押し出し成型する際に合成樹脂内に長手方向に連続して埋設される補強材を有し、この補強材が、前記既設管内周への施工前に内周側に中空部を形成するように幅方向に屈曲されているとともに、既設管内周面に沿うように屈曲された際に塑性変形する帯状の金属板とされていることを特徴とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
本発明の既設管のライニング方法は、そのような既設管ライニング用プロファイルを使用した既設管のライニング工法であって、既設管の内周面を転接して周回移動する押圧ローラーと、その押圧ローラーに対向した状態で周回移動する駆動ローラーと、既設管の内周面に沿って配置されて周回移動する複数のガイドローラーとを有する製管機を既設管内に配置する工程と、前記プロファイルを製管機の各ガイドローラーに螺旋状に巻回して押圧ローラーと駆動ローラーとの間を通過させることにより、隣接する各側縁部同士を係合状態にするとともに、各ローラーの周回移動によって前記補強材を塑性変形させてプロファイルを管状に成形する工程と、管状に成形されたプロファイルと既設管内周面との間に裏込め材を充填する工程と、を包含することを特徴とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１４】
本発明の既設管ライニング用プロファイルでは、合成樹脂内に埋設された金属製の補強材が、既設管の内周面に沿うように屈曲されると、その補強材が塑性変形し、プロファイルは、既設管の内周面に沿った状態に保持される。
【００１５】
本発明の既設管のライニング工法では、合成樹脂内に金属製の補強材が埋設されたプロファイルが、既設管内に配置された製管機の複数のガイドローラーに螺旋状に巻回される。そして、プロファイルは、製管機の押圧ローラーと駆動ローラーとの間を通過することにより、隣接する各側縁部同士が係合状態とされる。押圧ローラーは既設管の内周面に転接して、駆動ローラーおよび各ガイドローラーとともに周回移動し、プロファイルは既設管の内周面に沿った管状に成形される。同時に、プロファイルの合成樹脂内に長手方向に連続して埋設された金属製の補強材が塑性変形し、プロファイルは、既設管の内周面に沿った断面形状に保持される。
【００１６】
製管機の押圧ローラー、駆動ローラーおよび各ガイドローラーは、既設管の内周面に沿って周回移動しつつ、管軸方向に推進し、既設管の内周面がプロファイルによって全体にわたってライニングされる。プロファイルは、塑性変形した既設管の内周面に沿った断面形状に保持されており、そのプロファイルと既設管内周面との間に裏込め材が充填される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の既設管ライニング用プロファイルの一例を示す断面図である。このプロファイル１０は、例えば、断面が正方形状になった異形管であるボックスカルバートの内周面をライニングするために使用される。このプロファイル１０は、帯板状の基板本体部１１を有している。この基板本体部１１は、例えば、厚さが２〜４ｍｍ程度になっており、その幅方向の一方の側縁部には、基板本体部１１の厚さ分だけ外側に位置する段落ち部１２が設けられている。この段落ち部１２には、一方の表面に突出する半円環状のソケット１３が、基板本体部１１の長手方向に沿って連続的に設けられている。このソケット１３は、基板本体部１１が突出する表面とは反対側の表面に開口した状態になっている。
【００１９】
ソケット１３の内部は、開口側部分が狭く、内奥側が円弧状に広がっている。ソケット１３は、開口部の一方の内面に形成された抜け止め段差１３ａを有している。半円環状のソケット１３の外側の周面には、段落ち部１２とは平行になったフランジ部１３ｂが設けられている。
【００２０】
ソケット１３の側方には、段落ち部１２の一部を構成する平坦部１２ｂが連続しており、その平坦部１２ｂの側縁部、すなわち、基板本体部１１の側縁部には、ソケット１３の突出側方向であって基板本体部１１の外側に斜めに延出する斜め係止リブ１４が長手方向に連続して設けられている。
【００２１】
基板本体部１１は、ソケット１３、斜め係止リブ１４等が設けられた表面が外周側になるように、ボックスカルバート２０の内周面に沿って螺旋状に巻回される。
【００２２】
基板本体部１１の斜め係止リブ１４が設けられた側縁とは反対側に位置する側縁の近傍部分の表面には、基板本体部１１に対してソケット１３の突出方向と同方向に垂直に立ち上げられた嵌合突条１５が、基板本体部１１の長手方向に沿って連続して設けられている。この嵌合突条１５は、基板本体部１１の表面から垂直に立ち上がった支柱部１５ａと、その支柱部１５ａの先端に設けられた断面円形状の嵌合部１５ｂとを有している。嵌合部１５ｂは、段落ち部１２に設けられたソケット１３の中空の断面と整合した断面形状になっており、ソケット１３の内周面に設けられた抜け止め段差１３ａに係止する段差が設けられている。
【００２３】
基板本体部１１の表面には、嵌合突条１５に近接して、エラストマー等の軟質弾性体によって構成された帯状の滑り防止材１６が、長手方向に連続して基板本体部１１に一体に取り付けられている。この滑り防止材１６の厚さは１．５ｍｍ程度である。
【００２４】
基板本体部１１の外側面には、嵌合突条１５に対して適当な間隔をあけて、嵌合突条１５と同方向に突出する係合リブ１７が設けられている。この係合リブ１７は、基板本体部１１から垂直に立ち上がった支柱部１７ａと、この支柱部１７ａの先端部にて嵌合突条１５側に突出した係合部１７ｂとを有している。
【００２５】
図１に二点鎖線で示すように、この係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間には、基板本体部１１が螺旋状に巻回されてソケット１３内に嵌合突条１５が嵌合された際に、斜め係止リブ１４の先端部が係合されるようになっている。
【００２６】
基板本体部１１におけるこの係合リブ１７と段落ち部１２との間には、その中央部が係合リブ１７と同方向に突出する補強部１８が、長手方向に連続して設けられている。この補強部１８は係合リブ１７とソケット１３との中央部にて、ほぼ直角に屈曲された状態になっており、この補強部１８と基板本体部１１とによって囲まれた部分は中空になっている。
【００２７】
基板本体部１１から突出した補強部１８内には、金属板によって構成された帯状の補強材１９が、長手方向に連続して埋設されている。この補強材１９は、補強部１８と同様に、幅方向の中央部にてほぼ直角に屈曲されている。
【００２８】
このような構成のプロファイル１０は、基板本体部１１、段落ち部１２、ソケット１３、斜め係止リブ１４、嵌合突条１５、各係合リブ１７および補強部１８が、可撓性を有するポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、繊維強化プラスチック等の合成樹脂によって一体的に成形されている。また、補強部１８に埋設された補強材１９は、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属によって構成されており、帯状の滑り防止材１６はエラストマー等の軟質弾性体によって構成されている。そして、補強材１９および滑り防止材１６は、基板本体部１１等の合成樹脂部分を押出成型する際に、合成樹脂と一体的に押し出され、これによって、補強材１９は補強部１８に埋設状態になるとともに、滑り防止材１６は基板本体部１１の表面に接着状態でに取り付けられる。
【００２９】
図２は、本発明の既設管のライニング工法用プロファイル１０を使用したボックスカルバートのライニング工法の実施状態を示す概略縦断面図、図３は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。ボックスカルバート２０は、図２に示すように、断面が正方形状になっており、その内周面が、本発明のプロファイル１０によってライニングされる。
【００３０】
ボックスカルバート２０は、図１に示すように、一対のマンホール２８および２９間に設けられている。そして、一方のマンホール２９から帯状のプロファイル１０が挿入される。
【００３１】
プロファイル１０は、ボックスカルバート２０内に配置された製管機４０によって、螺旋状に巻回されて、図１に二点鎖線で示すように、段落ち部１２に設けられたソケット１３内に、嵌合突条１５が嵌合されるとともに、斜め係止リブ１４の先端部が、係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間に係合される。ソケット１３内に嵌合された嵌合突条１５は、ソケット１３の抜け止め段差１３ａに係止して抜け止め状態にされる。
【００３２】
このとき、合成樹脂製の補強部１８に埋設された金属製の補強材１９は、ボックスカルバート２０の各角部に沿って屈曲されることにより塑性変形する。これにより、プロファイル１０は、ボックスカルバート２０の内周面に沿った断面正方形状になった管状に成形されて、その形状を保持する。
【００３３】
プロファイル１０を管状に成形するために、ボックスカルバート２０内に配置されて、ボックスカルバート２０の内周面に沿って回転しつつ管軸方向に移動する製管機４０が使用される。図４は、製管機４０の使用状態を示すボックスカルバート２０の断面図、図５はその要部の拡大図である。製管機４０は、図３および図４に示すように、相互に対向する位置にて平行に配置された一対の駆動ローラー４１と、各駆動ローラー４１の間にて周方向に等しい間隔をあけてそれぞれが平行に配置された複数の案内ローラー４２とを有している。各駆動ローラー４１および各案内ローラー４２は、それぞれ支持軸４３に支持されており、螺旋状に巻回されるプロファイル１０の内周面に転接して周回移動するようになっている。各案内ローラー４２は、支持軸４３に回転可能に支持されているが、各駆動ローラー４１は、支持軸４３と一体になって回転するように支持軸４３に支持されている。
【００３４】
各支持軸４３のそれぞれの端部は、隣接する各支持軸４３のそれぞれの端部に、平板状をしたリンクアーム４４ａによって、それぞれ回動可能に連結されている。従って、各案内ローラー４２および各駆動ローラー４１の一方の端部同士を連結する各リンクアーム４４ａは、折り曲げ可能になった無端環状のフレーム４４をそれぞれ形成している。隣接する一対のリンクアーム４４ａ同士は、相互に一直線に並んだ状態から内周方向へ所定の角度だけ回動し得るように構成されている。
【００３５】
各フレーム４４は、隣接するリンクアーム４４ａ同士が相互に屈曲されて、図２に示すように、ボックスカルバート２０の断面形状に対応した矩形状に形成される。各フレーム４４の長さは、ボックスカルバート２０の内周面の周方向長さに基づいて、予め、設定されている。
【００３６】
図５に示すように、各駆動ローラー４１の一方の端部は、プロファイル１０の段落ち部１２内に嵌合し得る大径部４１ａになっており、その大径部４１ａには、プロファイル１０の段落ち部１２に設けられたソケット１３内に嵌合し得る鍔部４１ｂが設けられている。
【００３７】
図４に示すように、この駆動ローラー４１が支持された支持軸４３は、ギアボックス４５を介して、油圧モーター４６に連結されており、油圧モーター４６によって、駆動ローラー４１が支持軸４３と一体となって所定方向に回転されるようになっている。
【００３８】
図５に示すように、各駆動ローラー４１の外周側には、各駆動ローラー４１と平行になった押圧ローラー４７がそれぞれ対向状態で配置されており、各押圧ローラー４７と各駆動ローラー４１との間に、螺旋状に巻回されるプロファイル１０が、ソケット１３内に嵌合突条１５が嵌合されて、係止リブ１４が係合リブ１７に係止した状態で通過するようになっている。
【００３９】
各押圧ローラー４７は、駆動ローラ４１の支持軸４３と平行になった支持軸４７ｘを有しており、この支持軸４７ｘの一方の端部には、プロファイル１０の斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合する大径ローラー部４７ａと、この大径ローラー部４７ａとによってソケット１３を位置決めする位置決めローラー部４７ｂとが、端面側からそれぞれ順番に設けられている。
【００４０】
さらに、その位置決めローラー部４７ｂの側方には、螺旋状に巻回されたプロファイル１０の係合リブ１７に係止した斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合して、段落ち部１２を押圧する大径ローラー部４７ｃと、この大径ローラー部４７とともにソケット１３を位置決めして段落ち部１２の端部を押圧する位置決めローラー部４７ｄとが設けられている。
【００４１】
この位置決めローラー４７ｄの側方には、三角形状に突出した補強部１８の係合リブ１７に近接した傾斜面に当接する傾斜ローラー部４７ｅと、螺旋状に巻回されたプロファイル１０の係合リブ１７に係止した斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合する大径ローラー部４７ｆと、その大径ローラー部４７ｆとともにソケット１３を位置決めして段落ち部１２の端部を押圧する位置決めローラー部４７ｇとが順番に設けられている。
【００４２】
さらに、位置決めローラー部４７の側方には、三角形状に突出した補強部１８の係合リブ１７に近接した傾斜面に当接する傾斜ローラー部４７ｈと、螺旋状に巻回されたプロファイル１０の係合リブ１７に係止した斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合する大径ローラー部４７ｍと、その大径ローラー部４７ｍとともにソケット１３を位置決めして段落ち部１２の端部を押圧する位置決めローラー部４７ｎとが順番に設けられている。
【００４３】
大径ローラー部４７ａと位置決めローラー部４７ｂとの間の部分、大径ローラー部４７ｂと位置決めローラー部４７ｃとの間の位置決めローラー部４７ｂに近接した部分、大径ローラー部４７ｃと位置決めローラー部４７ｄとの間の部分、大径ローラー部４７ｄと傾斜ローラー４７ｅとの間の部分、大径ローラー部４７ｆと位置決めローラー部４７ｇとの間、位置決めローラー部４７ｇと傾斜ローラー部４７ｈとの間、大径ローラー部４７ｍと位置決めローラー部４７ｎとの間、大径ローラー部４７ｎの側方部分のそれぞれにおける押圧ローラー４７の表面には、ローレット加工部４７ｐが設けられている。
【００４４】
このような構成の製管機４０を使用しての本発明のライニング工法は、次のように実施される。
【００４５】
まず、プロファイル１０が導入されるマンホール２９内にて製管機４０が組み立てられる。製管機４０のフレーム４４は、予め、ボックスカルバート２０の内周面の周方向長さに対応して調整されている。そして、製管機４０の各フレーム４４が、ボックスカルバート２０の断面形状に対応した矩形状になるように、各フレーム４４の連続した複数のリンクアーム４４ａを所定の屈曲状態で固定する。組み立てられた製管機４０はボックスカルート２０内に配置され、各押圧ローラー４７が、ボックスカルバート２０の内周面に接触した状態とされる。
【００４６】
他方、マンホール２９の開口部に近接した地表に、プロファイル１０を巻回したプロファイルドラム５１が配置されて、プロファイル１０がマンホール２９内に導入される。プロファイルドラム５１に巻回されたプロファイル１０は、補強部１８内に埋設された金属製の補強材１９が塑性変形しない程度の屈曲状態となるように巻回されており、プロファイルドラム５１から繰り出されたプロファイル１０は、マンホール２９内を、金属製の補強材１９が塑性変形しないようにほぼ直線状態で搬送される。プロファイルドラム５１は、支持台５２上に垂直軸回りに回転可能に載置されている。
【００４７】
マンホール２９を通ってボックスカルバート２０内に導入されたプロファイル１０は、製管機４０の一方の駆動ローラー４１と押圧ローラー４７との間に挿入されて、各ガイドローラー４２の外側に沿って螺旋状に巻回され、隣接するプロファイル１０の一方に設けられた段落ち部１２のソケット１３内に、他方のプロファイル１０の嵌合突条１５が嵌合されるとともに、斜め係止リブ１４の先端部が、係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間に係合される。このようにして、プロファイル１０は、ボックスカルバート２０の内周面に対して押圧ローラー４７の直径に相当する間隔をあけて、断面正方形の管状に成形される。
【００４８】
このとき、プロファイル１０の補強部１８内に埋設された補強材１９は、断面正方形状のボックスカルバート２０の各角部においてほぼ直角に屈曲され、これにより、補強材１９は塑性変形して、その直角に屈曲された状態を保持する。
【００４９】
断面正方形の管状に成形されたプロファイル１０は、ボックスカルバート２０の端部に、例えば、アンカーボルトによって、あるいは、重量物を載置することによって固定される。これにより、管状に成形されるプロファイル１０は、ボックスカルバート２０内にて回動しない状態とされる。
【００５０】
このような状態になると、各駆動ローラー４１が油圧モーター４６によって回転される。油圧モーター４６に対する配管４８は、自在継手等によって回転可能に接続されて、ボックスカルバート２０内を、プロファイル１０が導入されるマンホール２９から離れる方向に挿通している。そして、他方のマンホール２８を通って、そのマンホール２８の開口部近傍の地表に配置された圧力源４９に接続されている。
【００５１】
各駆動ローラー４１は、ボックスカルバート２０に対して固定された管状のプロファイル１０の内周面を螺旋状に転接して周回移動し、また、各駆動ローラー４１に対向して配置された各押圧ローラー４７は、ボックスカルバート２０の内周面に沿って周回移動する。同時に、各ガイドローラー４２も矩形状に固定されたフレーム４４に沿って周回移動する。そして、各駆動ローラー４１、各押圧ローラー４７および各ガイドローラー４２が、ボックスカルバート２０内周面に沿って周回移動すると、マンホール２９内からボックスカルバート２０内に導入されたプロファイル１０が、順次、各駆動ローラー４１と押圧ローラー４７との間に引き込まれて、ボックスカルバート２０に固定されたプロファイル１０のソケット１３に嵌合突条１５が嵌合される。
【００５２】
プロファイル１０の補強部１８内に埋設された補強材１９は、ボックスカルバート２０の各角部においてほぼ直角に屈曲されることによって塑性変形し、その直角に屈曲された状態を保持する。その結果、プロファイル１０は、ボックスカルバート２０の内周面に対して、押圧ローラー４７の直径分だけ内周側に位置する断面正方形状の管状に成形される。
【００５３】
このとき、管状に成形されるプロファイル１０は、ボックスカルバート２０の各角部に沿ってほぼ直角に屈曲されるが、その他の部分では直線状になるために、マンホール２９およびボックスカルバート２０内をほぼ直線状に搬送される。そして、プロファイル１０は、製管機４０に導入される際に、プロファイル１０の軸心回りに回転されて、プロファイル１０は捩じれた状態になる。しかしながら、地表に配置されたプロファイルドラム５１は支持台５２上にて垂直軸回りに回転することにより、プロファイル１０の捩じれは解消される。なお、プロファイルドラム５１は、垂直軸回りに回転可能に吊り下げておいてもよい。
【００５４】
このようにして、各駆動ローラー４１、各押圧ローラー４７、および各ガイドローラー４２は、ボックスカルバート２０内を周回移動しつつ、プロファイル１０が導入されるマンホール２９から遠ざかるように移動する。
【００５５】
そして、ボックスカルバート２０の内周面が、全体にわたってプロファイル１０によりライニングされると、ボックスカルバート２０をライニングする管状になったプロファイル１０に対して、製管機４０内に導入されるプロファイル１０が切断される。その後、ボックスカルバート２０をライニングする管状になったプロファイル１０から、製管機４０が取り外される。
【００５６】
プロファイル１０から製管機４０が取り外されると、ボックスカルバート２０の内周面と管状になったプロファイル１０との間に形成された間隙内に、セメントミルク等の裏込め材が注入される。そして、ボックスカルバート２０の全長にわたって裏込め材が充填される。プロファイル１０は、補強部１８内に埋設された金属製の補強材１９が塑性変形した状態になっているために、所定の断面形状を保持した状態で補強されており、ボックスカルバート２０とプロファイル１０との間隙内に充填される裏込め材によって、プロファイル１０が破損するおそれがない。
【００５７】
プロファイル１０の補強部１８内に埋設される金属製の補強材１９は、プロファイルドラム５１に巻回された際の曲率と、製管機４０によって管状に成形される際の曲率とによって、その厚さ等が決定される。すなわち、プロファイルドラム５１に巻回された状態では塑性変形せず、管状に成形された際に塑性変形するように、厚さ等が設定される。補強材１９の厚さは、少なくとも、プロファイルドラム５１に巻回された際に、補強材１９に生じる最大歪みが、圧縮および引っ張りのいずれもが約１０００μｍ以下になるように設定される。また、補強材１９は、ボックスカルバート２０の各角部に沿って所定の曲率に屈曲された場合に塑性変形域に達する歪みが生じるような厚さとされる。プロファイル１０の断面形状等によって補強材１９の厚さは変化するが、２ｍｍ程度の金属板を使用した場合には、補強材が塑性変形しないようなプロファイルドラム５１の直径は、１８００〜２２００ｍｍ程度である。
【００５８】
なお、プロファイル１０とボックスカルバート２０との間の裏込め材の充填は、ボックスカルバート２０の全体にわたってプロファイル１０によりライニングした後に実施する構成に限らず、適当な長さにわたってプロファイル１０がボックスカルバート２０内周面をライニングした際に、そのライニングされた距離だけ裏込め材を充填するようにしてもよい。
【００５９】
図６は、本発明のプロファイルの他の実施例を示す断面図である。このプロファイル１０は、三角形状に突出する補強部１８の屈曲部に対向する基板本体部１１の部分に、貫通孔１１ａが設けられている。それ以外の構成は、図１に示すプロファイル１０と同様になっている。
【００６０】
このような構成のプロファイル１０では、プロファイルドラム５１に巻回した際に、図６に一点鎖線で示すように、貫通孔１１ａが幅方向に広がって、金属製の補強材１９の自由変形度が大きくなり、プロファイル１０の基板本体部１１と補強部１８の先端部との間隔が小さくなる。プロファイル１０の補強部１８の先端部は、プロファイルドラム５１に巻回された際に最も外周側に位置するために、プロファイル１０の軸心方向に引っ張り力が発生してその引っ張り力によって伸びようとする。しかし、このように、基板本体部１１と補強部１８の屈曲部との間隔を小さくすることにより、補強材１９に加わる引っ張り力が抑制され、補強材１９に発生する歪みも抑制される。その結果、プロファイルドラム５１に巻回した際の補強材１９の塑性変形が抑制される。
【００６１】
貫通孔１１ａ内には、貫通孔１１ａが幅方向に広がることの支障にならないような弾性体が埋設されていてもよい。
【００６２】
図７（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明のプロファイルのさらに他の実施例を示す断面図である。本発明のプロファイル１０は、図７（ａ）に示すように、ソケット１３と係合リブ１７との間に、２つの補強部１８を設けて、各補強部１８に、金属製の補強材１９を設ける構成であってもよく、また、図７（ｂ）に示すように、補強部１８が断面半円環状であって、補強部１８内に埋設される補強材１９も半円環状であってもよい。
【００６３】
さらに、図７（ｃ）に示すように、補強部１８に替えて、断面Ｔ字状の補強リブ１８ａを配置して、基板本体部１１内に平板状の金属製の補強材１９を埋設する構成であってもよく、この場合には、図７（ｄ）に示すように、補強リブ１８ａも、２つ、あるいはそれ以上設ける構成であってもよい。
【００６４】
図８（ａ）は本発明のさらに他の実施例を示すプロファイルの断面図である。このプロファイル８０は、帯板状の本体部材８１と、この本体部材８１を螺旋状に巻回した際に相互に隣接する側縁部同士を接合する帯状の嵌合部材８２とを有している。本体部材８１は、帯板状の基板本体部８１ａの各側縁部にそれぞれ設けられた嵌合部８１ｂと、基板本体部８１ａの背面に等しい間隔をあけて配置された断面Ｔ字状の複数の補強リブ８１ｃとを有している。
【００６５】
各嵌合部８１ｂは、基板本体部８１ａの各側縁部から直角に立ち上げられてそれぞれ外方に直角に屈曲され、さらにその先端が直角に基板本体部８１ａ側に屈曲された断面コ字状になっている。そして、各嵌合部８１ｃの先端部には、コ字状の内側に断面半球状に突出する係合部８１ｄが設けられている。
【００６６】
基板本体部８１ａ内には、ほぼ全域にわたって平板状の金属板によって構成された補強材８９が埋設されている。この補強材８９も、プロファイルドラム５１に巻回された際には塑性変形せず、ボックスカルバート２０内の各角部に沿って屈曲されることによって塑性変形するようになっている。
【００６７】
帯状の嵌合部材８２は、断面Ｕ字状をしており、図８（ｂ）に示すように、本体部材８１が螺旋状に巻回されて、隣接する嵌合部８１ｂ同士が相互に突き合わされた状態になると、突き合わされた状態の各嵌合部８１ｂを一体的に嵌合し得るようになっている。
【００６８】
このようなプロファイル８０は、ボックスカルバート２０内に配置された製管機４０によって、本体部材８１がボックスカルバート２０の内周面に沿った管状に成形された後に、嵌合部材８２が隣接する嵌合部８１ｂ同士を一体的に内包するように嵌合される。あるいは、本体部材８１が製管機４０内に導入される前に、一方の嵌合部８１ｂに嵌合部材８２を予め嵌合させておいて、製管機４０によって本体部材８１が管状に成形された後に、嵌合部材８２を、管状に成形された本体部材８１における他方の嵌合部８１ｂに嵌合させるようにしてもよい。
【００６９】
なお、補強材８９は、本体部材８１の基板本体部８１ａ内に埋設する構成に限らず、図９（ａ）に示すように、基板本体部８１ａの中央部に断面長方形状の補強ブロック８１ｅを配置して、その補強ブロック８１ｅ内に、金属板を幅方向の中央部にて屈曲した断面倒立Ｖ字状の一対の補強材８９を、長手方向に連続して埋設するようにしてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、嵌合部材８２内に、金属板を断面コ字状に屈曲して構成した補強材８９を、長手方向に連続して埋設する構成としてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の既設管ライニング用プロファイルは、このように、合成樹脂内に金属製の補強材が長手方向に連続して埋設されており、既設管の内周面に沿って屈曲された際に、補強材が塑性変形するようになっているために、プロファイルは、既設管の内周面に沿った断面形状に保持される。従って、断面が正方形等の異形になった既設管の内周面を容易にライニングすることができる。金属製の補強材は、合成樹脂内に埋設されているために、腐食するおそれがなく、また、腐食を防止するための処理を施す必要もない。また、プロファイルは既設管内を直線に近い状態で搬送することができるために、ライニング作業が容易になる。
【００７１】
本発明の既設管のライニング工法は、このようなプロファイルを使用することにより、既設管内周面に沿った断面形状にプロファイルを保持することができ、既設管内周面とプロファイルとの間に確実に充填材を充填することができる。
プロファイルは、既設管の断面形状に対応した断面形状にすることができるために、既設管に対するプロファイルの有効断面積が大幅に減少するおそれがない。プロファイルは、既設管内にて回転しないために、既設管内周面との摩擦抵抗を受けず、円滑に管状に成形することができる。従って、長い既設管であっても、プロファイルによって支障なくライニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の既設管のライニング工法用プロファイルの一例を示す横断面図である。
【図２】そのプロファイルを使用して実施されるボックスカルバートのライニング工法の実施状態を示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面の拡大図である。
【図４】そのライニング工法における製管機による製管状態を示す既設管の縦断面図である。
【図５】その製管機の要部の拡大図である。
【図６】本発明の既設管のライニング工法用プロファイルの他の例を示す横断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す横断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す横断面図、（ｂ）はその分解斜視図である。
【図９】（ａ）は本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す横断面図、（ｂ）は本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ プロファイル
１１ 基板本体
１２ 段落ち部
１３ ソケット
１４ 係止リブ
１５ 嵌合突条
１６ 滑り防止材
１７ 係合リブ
１８ 補強部
１９ 補強材
２０ ボックスカルバート
２１ 底面
２２ 側面
２３ 上面
４０ 製管機
４１ 駆動ローラー
４２ ガイドローラー
４３ 支持軸
４４ フレーム
４７ 押圧ローラー
【発明の属する技術分野】
本発明は、老朽化した既設管を更生するためのライニング工法に使用される可撓性を有するプロファイル、および、それを使用した既設管のライニング工法に関し、特に、断面が四角形、卵形状等のように円形状とは異なった異形の断面を有する既設管のライニングに使用されるプロファイル、および、それを使用した既設管のライニング工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水管等の既設管が老朽化すると、合成樹脂製の帯状のプロファイルを使用して既設管をライニングする工法が実施されている。例えば、特公昭６１−２８４９３号公報には、マンホール内に設置された製管機によって、可撓性の帯状プロファイルを螺旋状に巻回して、隣接する各側縁部同士を係合状態にして螺旋管を形成し、形成された螺旋管を既設管内に挿入して、螺旋管を既設管内に回転しつつ推進させることによって、既設管をライニングするようになっている。
【０００３】
このようなライニング工法では、断面が円形状になっている通常の既設管のライニングに使用されるために、既設管内に挿入された螺旋管は、既設管の内周面に沿って円滑に回転して推進することができる。しかしながら、既設管が、ボックスカルバートのように、断面が矩形状の場合には、既設管内に挿入された螺旋管は、既設管の内周面に沿って円滑に回転することができず、このようなライニング工法を実施することができない。
【０００４】
特公平３−１１６１１号公報には、既設管内に配置される製管機が、既設管の内周面に沿って回転しつつ推進することにより、既設管内に導入されたプロファイルを、既設管内周面に沿った螺旋管に成形し、この成形された螺旋管によって既設管内周面をライニングする工法が開示されている。このライニング工法に使用される製管機は、リング状のフレームに固定された一対のローラーを有しており、これらのローラー間にプロファイルが導入されると、フレームが既設管内を回転しつつ管軸方向に推進し、プロファイルは、フレームに沿った螺旋管とされる。
【０００５】
このようなライニング工法では、製管機によって製管される螺旋管が、リング状のフレームに対応した一定の直径の断面円形状の螺旋管しか製造することができない。このために、ボックスカルバートのような断面が矩形状の既設管の場合には、既設管内に挿入することができる断面円形状の螺旋管でなければ既設管の内周面をライニングすることができず、その結果、既設管の有効断面積に対してプロファイルの有効断面積が著しく小さくなるという問題がある。また、既設管路が屈曲しているような場合には、リング状のフレームを有する製管機では、その屈曲部分に対応した屈曲状態の螺旋管を製造できないという問題もある。
【０００６】
さらに、特表平６−５１１０７１号公報には、合成樹脂製のプロファイルを螺旋状に巻回した後に、プロファイルの外周面に帯状の金属製補強材を嵌合して補強する構成が開示されている。金属製の補強材は、適当な断面形状のプロファイルに沿って屈曲されることにより永久（塑性）変形し、プロファイルを断面形状を、既設管の断面形状に対応した形状にすることができる。従って、このようなプロファイルによって、異形断面の既設管であっても、その内周面に沿ってライニングすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなライニング工法では、プロファイルと補強材が別体になっており、プロファイルが螺旋管状に成形された後に、螺旋管の外周面に金属製の補強材をプロファイルに係合させるようになっているために、プロファイルを所定の断面形状に成形する工程が煩雑になる。特に、螺旋状に巻回されたプロファイルの各側縁部同士を内周側から嵌合させる構成であれば、補強材をプロファイルの外周側に係合させることは容易ではない。
【０００８】
しかも、金属製の補強材は、プロファイルに対して露出した状態になっており、容易に腐食するために、樹脂コーティング処理等の必要がある。
【０００９】
金属製の補強材は、ドラム等に螺旋状に巻回されて現場まで搬送され、ドラム等から繰り出されると、円弧が連続する螺旋状に巻回された状態で製管機にまで搬送されて、プロファイルの外周面に係合される。このために、既設管の断面が異形の場合には、その断面形状に対応した形状で搬送されず、プロファイルに携行させることが容易ではない。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、断面矩形状等の既設管に対しても、可撓性のプロファイルを同様の断面形状の管に容易に成形することができる既設管ライニング用プロファイルを提供することにある。本発明の他の目的は、そのプロファイルを使用して、断面矩形状等の既設管の内周面を容易にライニングすることができる既設管のライニング工法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の既設管ライニング用プロファイルは、可撓性を有する合成樹脂を押し出し成型して形成される帯板状からなり、かつ、既設管の内周面に沿うように螺旋状に巻回された際に、隣接する各側縁部同士が係合状態とされる既設管ライニング用プロファイルであって、前記押し出し成型する際に合成樹脂内に長手方向に連続して埋設される補強材を有し、この補強材が、前記既設管内周への施工前に内周側に中空部を形成するように幅方向に屈曲されているとともに、既設管内周面に沿うように屈曲された際に塑性変形する帯状の金属板とされていることを特徴とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
本発明の既設管のライニング方法は、そのような既設管ライニング用プロファイルを使用した既設管のライニング工法であって、既設管の内周面を転接して周回移動する押圧ローラーと、その押圧ローラーに対向した状態で周回移動する駆動ローラーと、既設管の内周面に沿って配置されて周回移動する複数のガイドローラーとを有する製管機を既設管内に配置する工程と、前記プロファイルを製管機の各ガイドローラーに螺旋状に巻回して押圧ローラーと駆動ローラーとの間を通過させることにより、隣接する各側縁部同士を係合状態にするとともに、各ローラーの周回移動によって前記補強材を塑性変形させてプロファイルを管状に成形する工程と、管状に成形されたプロファイルと既設管内周面との間に裏込め材を充填する工程と、を包含することを特徴とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１４】
本発明の既設管ライニング用プロファイルでは、合成樹脂内に埋設された金属製の補強材が、既設管の内周面に沿うように屈曲されると、その補強材が塑性変形し、プロファイルは、既設管の内周面に沿った状態に保持される。
【００１５】
本発明の既設管のライニング工法では、合成樹脂内に金属製の補強材が埋設されたプロファイルが、既設管内に配置された製管機の複数のガイドローラーに螺旋状に巻回される。そして、プロファイルは、製管機の押圧ローラーと駆動ローラーとの間を通過することにより、隣接する各側縁部同士が係合状態とされる。押圧ローラーは既設管の内周面に転接して、駆動ローラーおよび各ガイドローラーとともに周回移動し、プロファイルは既設管の内周面に沿った管状に成形される。同時に、プロファイルの合成樹脂内に長手方向に連続して埋設された金属製の補強材が塑性変形し、プロファイルは、既設管の内周面に沿った断面形状に保持される。
【００１６】
製管機の押圧ローラー、駆動ローラーおよび各ガイドローラーは、既設管の内周面に沿って周回移動しつつ、管軸方向に推進し、既設管の内周面がプロファイルによって全体にわたってライニングされる。プロファイルは、塑性変形した既設管の内周面に沿った断面形状に保持されており、そのプロファイルと既設管内周面との間に裏込め材が充填される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の既設管ライニング用プロファイルの一例を示す断面図である。このプロファイル１０は、例えば、断面が正方形状になった異形管であるボックスカルバートの内周面をライニングするために使用される。このプロファイル１０は、帯板状の基板本体部１１を有している。この基板本体部１１は、例えば、厚さが２〜４ｍｍ程度になっており、その幅方向の一方の側縁部には、基板本体部１１の厚さ分だけ外側に位置する段落ち部１２が設けられている。この段落ち部１２には、一方の表面に突出する半円環状のソケット１３が、基板本体部１１の長手方向に沿って連続的に設けられている。このソケット１３は、基板本体部１１が突出する表面とは反対側の表面に開口した状態になっている。
【００１９】
ソケット１３の内部は、開口側部分が狭く、内奥側が円弧状に広がっている。ソケット１３は、開口部の一方の内面に形成された抜け止め段差１３ａを有している。半円環状のソケット１３の外側の周面には、段落ち部１２とは平行になったフランジ部１３ｂが設けられている。
【００２０】
ソケット１３の側方には、段落ち部１２の一部を構成する平坦部１２ｂが連続しており、その平坦部１２ｂの側縁部、すなわち、基板本体部１１の側縁部には、ソケット１３の突出側方向であって基板本体部１１の外側に斜めに延出する斜め係止リブ１４が長手方向に連続して設けられている。
【００２１】
基板本体部１１は、ソケット１３、斜め係止リブ１４等が設けられた表面が外周側になるように、ボックスカルバート２０の内周面に沿って螺旋状に巻回される。
【００２２】
基板本体部１１の斜め係止リブ１４が設けられた側縁とは反対側に位置する側縁の近傍部分の表面には、基板本体部１１に対してソケット１３の突出方向と同方向に垂直に立ち上げられた嵌合突条１５が、基板本体部１１の長手方向に沿って連続して設けられている。この嵌合突条１５は、基板本体部１１の表面から垂直に立ち上がった支柱部１５ａと、その支柱部１５ａの先端に設けられた断面円形状の嵌合部１５ｂとを有している。嵌合部１５ｂは、段落ち部１２に設けられたソケット１３の中空の断面と整合した断面形状になっており、ソケット１３の内周面に設けられた抜け止め段差１３ａに係止する段差が設けられている。
【００２３】
基板本体部１１の表面には、嵌合突条１５に近接して、エラストマー等の軟質弾性体によって構成された帯状の滑り防止材１６が、長手方向に連続して基板本体部１１に一体に取り付けられている。この滑り防止材１６の厚さは１．５ｍｍ程度である。
【００２４】
基板本体部１１の外側面には、嵌合突条１５に対して適当な間隔をあけて、嵌合突条１５と同方向に突出する係合リブ１７が設けられている。この係合リブ１７は、基板本体部１１から垂直に立ち上がった支柱部１７ａと、この支柱部１７ａの先端部にて嵌合突条１５側に突出した係合部１７ｂとを有している。
【００２５】
図１に二点鎖線で示すように、この係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間には、基板本体部１１が螺旋状に巻回されてソケット１３内に嵌合突条１５が嵌合された際に、斜め係止リブ１４の先端部が係合されるようになっている。
【００２６】
基板本体部１１におけるこの係合リブ１７と段落ち部１２との間には、その中央部が係合リブ１７と同方向に突出する補強部１８が、長手方向に連続して設けられている。この補強部１８は係合リブ１７とソケット１３との中央部にて、ほぼ直角に屈曲された状態になっており、この補強部１８と基板本体部１１とによって囲まれた部分は中空になっている。
【００２７】
基板本体部１１から突出した補強部１８内には、金属板によって構成された帯状の補強材１９が、長手方向に連続して埋設されている。この補強材１９は、補強部１８と同様に、幅方向の中央部にてほぼ直角に屈曲されている。
【００２８】
このような構成のプロファイル１０は、基板本体部１１、段落ち部１２、ソケット１３、斜め係止リブ１４、嵌合突条１５、各係合リブ１７および補強部１８が、可撓性を有するポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、繊維強化プラスチック等の合成樹脂によって一体的に成形されている。また、補強部１８に埋設された補強材１９は、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属によって構成されており、帯状の滑り防止材１６はエラストマー等の軟質弾性体によって構成されている。そして、補強材１９および滑り防止材１６は、基板本体部１１等の合成樹脂部分を押出成型する際に、合成樹脂と一体的に押し出され、これによって、補強材１９は補強部１８に埋設状態になるとともに、滑り防止材１６は基板本体部１１の表面に接着状態でに取り付けられる。
【００２９】
図２は、本発明の既設管のライニング工法用プロファイル１０を使用したボックスカルバートのライニング工法の実施状態を示す概略縦断面図、図３は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。ボックスカルバート２０は、図２に示すように、断面が正方形状になっており、その内周面が、本発明のプロファイル１０によってライニングされる。
【００３０】
ボックスカルバート２０は、図１に示すように、一対のマンホール２８および２９間に設けられている。そして、一方のマンホール２９から帯状のプロファイル１０が挿入される。
【００３１】
プロファイル１０は、ボックスカルバート２０内に配置された製管機４０によって、螺旋状に巻回されて、図１に二点鎖線で示すように、段落ち部１２に設けられたソケット１３内に、嵌合突条１５が嵌合されるとともに、斜め係止リブ１４の先端部が、係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間に係合される。ソケット１３内に嵌合された嵌合突条１５は、ソケット１３の抜け止め段差１３ａに係止して抜け止め状態にされる。
【００３２】
このとき、合成樹脂製の補強部１８に埋設された金属製の補強材１９は、ボックスカルバート２０の各角部に沿って屈曲されることにより塑性変形する。これにより、プロファイル１０は、ボックスカルバート２０の内周面に沿った断面正方形状になった管状に成形されて、その形状を保持する。
【００３３】
プロファイル１０を管状に成形するために、ボックスカルバート２０内に配置されて、ボックスカルバート２０の内周面に沿って回転しつつ管軸方向に移動する製管機４０が使用される。図４は、製管機４０の使用状態を示すボックスカルバート２０の断面図、図５はその要部の拡大図である。製管機４０は、図３および図４に示すように、相互に対向する位置にて平行に配置された一対の駆動ローラー４１と、各駆動ローラー４１の間にて周方向に等しい間隔をあけてそれぞれが平行に配置された複数の案内ローラー４２とを有している。各駆動ローラー４１および各案内ローラー４２は、それぞれ支持軸４３に支持されており、螺旋状に巻回されるプロファイル１０の内周面に転接して周回移動するようになっている。各案内ローラー４２は、支持軸４３に回転可能に支持されているが、各駆動ローラー４１は、支持軸４３と一体になって回転するように支持軸４３に支持されている。
【００３４】
各支持軸４３のそれぞれの端部は、隣接する各支持軸４３のそれぞれの端部に、平板状をしたリンクアーム４４ａによって、それぞれ回動可能に連結されている。従って、各案内ローラー４２および各駆動ローラー４１の一方の端部同士を連結する各リンクアーム４４ａは、折り曲げ可能になった無端環状のフレーム４４をそれぞれ形成している。隣接する一対のリンクアーム４４ａ同士は、相互に一直線に並んだ状態から内周方向へ所定の角度だけ回動し得るように構成されている。
【００３５】
各フレーム４４は、隣接するリンクアーム４４ａ同士が相互に屈曲されて、図２に示すように、ボックスカルバート２０の断面形状に対応した矩形状に形成される。各フレーム４４の長さは、ボックスカルバート２０の内周面の周方向長さに基づいて、予め、設定されている。
【００３６】
図５に示すように、各駆動ローラー４１の一方の端部は、プロファイル１０の段落ち部１２内に嵌合し得る大径部４１ａになっており、その大径部４１ａには、プロファイル１０の段落ち部１２に設けられたソケット１３内に嵌合し得る鍔部４１ｂが設けられている。
【００３７】
図４に示すように、この駆動ローラー４１が支持された支持軸４３は、ギアボックス４５を介して、油圧モーター４６に連結されており、油圧モーター４６によって、駆動ローラー４１が支持軸４３と一体となって所定方向に回転されるようになっている。
【００３８】
図５に示すように、各駆動ローラー４１の外周側には、各駆動ローラー４１と平行になった押圧ローラー４７がそれぞれ対向状態で配置されており、各押圧ローラー４７と各駆動ローラー４１との間に、螺旋状に巻回されるプロファイル１０が、ソケット１３内に嵌合突条１５が嵌合されて、係止リブ１４が係合リブ１７に係止した状態で通過するようになっている。
【００３９】
各押圧ローラー４７は、駆動ローラ４１の支持軸４３と平行になった支持軸４７ｘを有しており、この支持軸４７ｘの一方の端部には、プロファイル１０の斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合する大径ローラー部４７ａと、この大径ローラー部４７ａとによってソケット１３を位置決めする位置決めローラー部４７ｂとが、端面側からそれぞれ順番に設けられている。
【００４０】
さらに、その位置決めローラー部４７ｂの側方には、螺旋状に巻回されたプロファイル１０の係合リブ１７に係止した斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合して、段落ち部１２を押圧する大径ローラー部４７ｃと、この大径ローラー部４７とともにソケット１３を位置決めして段落ち部１２の端部を押圧する位置決めローラー部４７ｄとが設けられている。
【００４１】
この位置決めローラー４７ｄの側方には、三角形状に突出した補強部１８の係合リブ１７に近接した傾斜面に当接する傾斜ローラー部４７ｅと、螺旋状に巻回されたプロファイル１０の係合リブ１７に係止した斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合する大径ローラー部４７ｆと、その大径ローラー部４７ｆとともにソケット１３を位置決めして段落ち部１２の端部を押圧する位置決めローラー部４７ｇとが順番に設けられている。
【００４２】
さらに、位置決めローラー部４７の側方には、三角形状に突出した補強部１８の係合リブ１７に近接した傾斜面に当接する傾斜ローラー部４７ｈと、螺旋状に巻回されたプロファイル１０の係合リブ１７に係止した斜め係止リブ１４とソケット１３との間に嵌合する大径ローラー部４７ｍと、その大径ローラー部４７ｍとともにソケット１３を位置決めして段落ち部１２の端部を押圧する位置決めローラー部４７ｎとが順番に設けられている。
【００４３】
大径ローラー部４７ａと位置決めローラー部４７ｂとの間の部分、大径ローラー部４７ｂと位置決めローラー部４７ｃとの間の位置決めローラー部４７ｂに近接した部分、大径ローラー部４７ｃと位置決めローラー部４７ｄとの間の部分、大径ローラー部４７ｄと傾斜ローラー４７ｅとの間の部分、大径ローラー部４７ｆと位置決めローラー部４７ｇとの間、位置決めローラー部４７ｇと傾斜ローラー部４７ｈとの間、大径ローラー部４７ｍと位置決めローラー部４７ｎとの間、大径ローラー部４７ｎの側方部分のそれぞれにおける押圧ローラー４７の表面には、ローレット加工部４７ｐが設けられている。
【００４４】
このような構成の製管機４０を使用しての本発明のライニング工法は、次のように実施される。
【００４５】
まず、プロファイル１０が導入されるマンホール２９内にて製管機４０が組み立てられる。製管機４０のフレーム４４は、予め、ボックスカルバート２０の内周面の周方向長さに対応して調整されている。そして、製管機４０の各フレーム４４が、ボックスカルバート２０の断面形状に対応した矩形状になるように、各フレーム４４の連続した複数のリンクアーム４４ａを所定の屈曲状態で固定する。組み立てられた製管機４０はボックスカルート２０内に配置され、各押圧ローラー４７が、ボックスカルバート２０の内周面に接触した状態とされる。
【００４６】
他方、マンホール２９の開口部に近接した地表に、プロファイル１０を巻回したプロファイルドラム５１が配置されて、プロファイル１０がマンホール２９内に導入される。プロファイルドラム５１に巻回されたプロファイル１０は、補強部１８内に埋設された金属製の補強材１９が塑性変形しない程度の屈曲状態となるように巻回されており、プロファイルドラム５１から繰り出されたプロファイル１０は、マンホール２９内を、金属製の補強材１９が塑性変形しないようにほぼ直線状態で搬送される。プロファイルドラム５１は、支持台５２上に垂直軸回りに回転可能に載置されている。
【００４７】
マンホール２９を通ってボックスカルバート２０内に導入されたプロファイル１０は、製管機４０の一方の駆動ローラー４１と押圧ローラー４７との間に挿入されて、各ガイドローラー４２の外側に沿って螺旋状に巻回され、隣接するプロファイル１０の一方に設けられた段落ち部１２のソケット１３内に、他方のプロファイル１０の嵌合突条１５が嵌合されるとともに、斜め係止リブ１４の先端部が、係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間に係合される。このようにして、プロファイル１０は、ボックスカルバート２０の内周面に対して押圧ローラー４７の直径に相当する間隔をあけて、断面正方形の管状に成形される。
【００４８】
このとき、プロファイル１０の補強部１８内に埋設された補強材１９は、断面正方形状のボックスカルバート２０の各角部においてほぼ直角に屈曲され、これにより、補強材１９は塑性変形して、その直角に屈曲された状態を保持する。
【００４９】
断面正方形の管状に成形されたプロファイル１０は、ボックスカルバート２０の端部に、例えば、アンカーボルトによって、あるいは、重量物を載置することによって固定される。これにより、管状に成形されるプロファイル１０は、ボックスカルバート２０内にて回動しない状態とされる。
【００５０】
このような状態になると、各駆動ローラー４１が油圧モーター４６によって回転される。油圧モーター４６に対する配管４８は、自在継手等によって回転可能に接続されて、ボックスカルバート２０内を、プロファイル１０が導入されるマンホール２９から離れる方向に挿通している。そして、他方のマンホール２８を通って、そのマンホール２８の開口部近傍の地表に配置された圧力源４９に接続されている。
【００５１】
各駆動ローラー４１は、ボックスカルバート２０に対して固定された管状のプロファイル１０の内周面を螺旋状に転接して周回移動し、また、各駆動ローラー４１に対向して配置された各押圧ローラー４７は、ボックスカルバート２０の内周面に沿って周回移動する。同時に、各ガイドローラー４２も矩形状に固定されたフレーム４４に沿って周回移動する。そして、各駆動ローラー４１、各押圧ローラー４７および各ガイドローラー４２が、ボックスカルバート２０内周面に沿って周回移動すると、マンホール２９内からボックスカルバート２０内に導入されたプロファイル１０が、順次、各駆動ローラー４１と押圧ローラー４７との間に引き込まれて、ボックスカルバート２０に固定されたプロファイル１０のソケット１３に嵌合突条１５が嵌合される。
【００５２】
プロファイル１０の補強部１８内に埋設された補強材１９は、ボックスカルバート２０の各角部においてほぼ直角に屈曲されることによって塑性変形し、その直角に屈曲された状態を保持する。その結果、プロファイル１０は、ボックスカルバート２０の内周面に対して、押圧ローラー４７の直径分だけ内周側に位置する断面正方形状の管状に成形される。
【００５３】
このとき、管状に成形されるプロファイル１０は、ボックスカルバート２０の各角部に沿ってほぼ直角に屈曲されるが、その他の部分では直線状になるために、マンホール２９およびボックスカルバート２０内をほぼ直線状に搬送される。そして、プロファイル１０は、製管機４０に導入される際に、プロファイル１０の軸心回りに回転されて、プロファイル１０は捩じれた状態になる。しかしながら、地表に配置されたプロファイルドラム５１は支持台５２上にて垂直軸回りに回転することにより、プロファイル１０の捩じれは解消される。なお、プロファイルドラム５１は、垂直軸回りに回転可能に吊り下げておいてもよい。
【００５４】
このようにして、各駆動ローラー４１、各押圧ローラー４７、および各ガイドローラー４２は、ボックスカルバート２０内を周回移動しつつ、プロファイル１０が導入されるマンホール２９から遠ざかるように移動する。
【００５５】
そして、ボックスカルバート２０の内周面が、全体にわたってプロファイル１０によりライニングされると、ボックスカルバート２０をライニングする管状になったプロファイル１０に対して、製管機４０内に導入されるプロファイル１０が切断される。その後、ボックスカルバート２０をライニングする管状になったプロファイル１０から、製管機４０が取り外される。
【００５６】
プロファイル１０から製管機４０が取り外されると、ボックスカルバート２０の内周面と管状になったプロファイル１０との間に形成された間隙内に、セメントミルク等の裏込め材が注入される。そして、ボックスカルバート２０の全長にわたって裏込め材が充填される。プロファイル１０は、補強部１８内に埋設された金属製の補強材１９が塑性変形した状態になっているために、所定の断面形状を保持した状態で補強されており、ボックスカルバート２０とプロファイル１０との間隙内に充填される裏込め材によって、プロファイル１０が破損するおそれがない。
【００５７】
プロファイル１０の補強部１８内に埋設される金属製の補強材１９は、プロファイルドラム５１に巻回された際の曲率と、製管機４０によって管状に成形される際の曲率とによって、その厚さ等が決定される。すなわち、プロファイルドラム５１に巻回された状態では塑性変形せず、管状に成形された際に塑性変形するように、厚さ等が設定される。補強材１９の厚さは、少なくとも、プロファイルドラム５１に巻回された際に、補強材１９に生じる最大歪みが、圧縮および引っ張りのいずれもが約１０００μｍ以下になるように設定される。また、補強材１９は、ボックスカルバート２０の各角部に沿って所定の曲率に屈曲された場合に塑性変形域に達する歪みが生じるような厚さとされる。プロファイル１０の断面形状等によって補強材１９の厚さは変化するが、２ｍｍ程度の金属板を使用した場合には、補強材が塑性変形しないようなプロファイルドラム５１の直径は、１８００〜２２００ｍｍ程度である。
【００５８】
なお、プロファイル１０とボックスカルバート２０との間の裏込め材の充填は、ボックスカルバート２０の全体にわたってプロファイル１０によりライニングした後に実施する構成に限らず、適当な長さにわたってプロファイル１０がボックスカルバート２０内周面をライニングした際に、そのライニングされた距離だけ裏込め材を充填するようにしてもよい。
【００５９】
図６は、本発明のプロファイルの他の実施例を示す断面図である。このプロファイル１０は、三角形状に突出する補強部１８の屈曲部に対向する基板本体部１１の部分に、貫通孔１１ａが設けられている。それ以外の構成は、図１に示すプロファイル１０と同様になっている。
【００６０】
このような構成のプロファイル１０では、プロファイルドラム５１に巻回した際に、図６に一点鎖線で示すように、貫通孔１１ａが幅方向に広がって、金属製の補強材１９の自由変形度が大きくなり、プロファイル１０の基板本体部１１と補強部１８の先端部との間隔が小さくなる。プロファイル１０の補強部１８の先端部は、プロファイルドラム５１に巻回された際に最も外周側に位置するために、プロファイル１０の軸心方向に引っ張り力が発生してその引っ張り力によって伸びようとする。しかし、このように、基板本体部１１と補強部１８の屈曲部との間隔を小さくすることにより、補強材１９に加わる引っ張り力が抑制され、補強材１９に発生する歪みも抑制される。その結果、プロファイルドラム５１に巻回した際の補強材１９の塑性変形が抑制される。
【００６１】
貫通孔１１ａ内には、貫通孔１１ａが幅方向に広がることの支障にならないような弾性体が埋設されていてもよい。
【００６２】
図７（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明のプロファイルのさらに他の実施例を示す断面図である。本発明のプロファイル１０は、図７（ａ）に示すように、ソケット１３と係合リブ１７との間に、２つの補強部１８を設けて、各補強部１８に、金属製の補強材１９を設ける構成であってもよく、また、図７（ｂ）に示すように、補強部１８が断面半円環状であって、補強部１８内に埋設される補強材１９も半円環状であってもよい。
【００６３】
さらに、図７（ｃ）に示すように、補強部１８に替えて、断面Ｔ字状の補強リブ１８ａを配置して、基板本体部１１内に平板状の金属製の補強材１９を埋設する構成であってもよく、この場合には、図７（ｄ）に示すように、補強リブ１８ａも、２つ、あるいはそれ以上設ける構成であってもよい。
【００６４】
図８（ａ）は本発明のさらに他の実施例を示すプロファイルの断面図である。このプロファイル８０は、帯板状の本体部材８１と、この本体部材８１を螺旋状に巻回した際に相互に隣接する側縁部同士を接合する帯状の嵌合部材８２とを有している。本体部材８１は、帯板状の基板本体部８１ａの各側縁部にそれぞれ設けられた嵌合部８１ｂと、基板本体部８１ａの背面に等しい間隔をあけて配置された断面Ｔ字状の複数の補強リブ８１ｃとを有している。
【００６５】
各嵌合部８１ｂは、基板本体部８１ａの各側縁部から直角に立ち上げられてそれぞれ外方に直角に屈曲され、さらにその先端が直角に基板本体部８１ａ側に屈曲された断面コ字状になっている。そして、各嵌合部８１ｃの先端部には、コ字状の内側に断面半球状に突出する係合部８１ｄが設けられている。
【００６６】
基板本体部８１ａ内には、ほぼ全域にわたって平板状の金属板によって構成された補強材８９が埋設されている。この補強材８９も、プロファイルドラム５１に巻回された際には塑性変形せず、ボックスカルバート２０内の各角部に沿って屈曲されることによって塑性変形するようになっている。
【００６７】
帯状の嵌合部材８２は、断面Ｕ字状をしており、図８（ｂ）に示すように、本体部材８１が螺旋状に巻回されて、隣接する嵌合部８１ｂ同士が相互に突き合わされた状態になると、突き合わされた状態の各嵌合部８１ｂを一体的に嵌合し得るようになっている。
【００６８】
このようなプロファイル８０は、ボックスカルバート２０内に配置された製管機４０によって、本体部材８１がボックスカルバート２０の内周面に沿った管状に成形された後に、嵌合部材８２が隣接する嵌合部８１ｂ同士を一体的に内包するように嵌合される。あるいは、本体部材８１が製管機４０内に導入される前に、一方の嵌合部８１ｂに嵌合部材８２を予め嵌合させておいて、製管機４０によって本体部材８１が管状に成形された後に、嵌合部材８２を、管状に成形された本体部材８１における他方の嵌合部８１ｂに嵌合させるようにしてもよい。
【００６９】
なお、補強材８９は、本体部材８１の基板本体部８１ａ内に埋設する構成に限らず、図９（ａ）に示すように、基板本体部８１ａの中央部に断面長方形状の補強ブロック８１ｅを配置して、その補強ブロック８１ｅ内に、金属板を幅方向の中央部にて屈曲した断面倒立Ｖ字状の一対の補強材８９を、長手方向に連続して埋設するようにしてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、嵌合部材８２内に、金属板を断面コ字状に屈曲して構成した補強材８９を、長手方向に連続して埋設する構成としてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の既設管ライニング用プロファイルは、このように、合成樹脂内に金属製の補強材が長手方向に連続して埋設されており、既設管の内周面に沿って屈曲された際に、補強材が塑性変形するようになっているために、プロファイルは、既設管の内周面に沿った断面形状に保持される。従って、断面が正方形等の異形になった既設管の内周面を容易にライニングすることができる。金属製の補強材は、合成樹脂内に埋設されているために、腐食するおそれがなく、また、腐食を防止するための処理を施す必要もない。また、プロファイルは既設管内を直線に近い状態で搬送することができるために、ライニング作業が容易になる。
【００７１】
本発明の既設管のライニング工法は、このようなプロファイルを使用することにより、既設管内周面に沿った断面形状にプロファイルを保持することができ、既設管内周面とプロファイルとの間に確実に充填材を充填することができる。
プロファイルは、既設管の断面形状に対応した断面形状にすることができるために、既設管に対するプロファイルの有効断面積が大幅に減少するおそれがない。プロファイルは、既設管内にて回転しないために、既設管内周面との摩擦抵抗を受けず、円滑に管状に成形することができる。従って、長い既設管であっても、プロファイルによって支障なくライニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の既設管のライニング工法用プロファイルの一例を示す横断面図である。
【図２】そのプロファイルを使用して実施されるボックスカルバートのライニング工法の実施状態を示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面の拡大図である。
【図４】そのライニング工法における製管機による製管状態を示す既設管の縦断面図である。
【図５】その製管機の要部の拡大図である。
【図６】本発明の既設管のライニング工法用プロファイルの他の例を示す横断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す横断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す横断面図、（ｂ）はその分解斜視図である。
【図９】（ａ）は本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す横断面図、（ｂ）は本発明の既設管のライニング工法用プロファイルのさらに他の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ プロファイル
１１ 基板本体
１２ 段落ち部
１３ ソケット
１４ 係止リブ
１５ 嵌合突条
１６ 滑り防止材
１７ 係合リブ
１８ 補強部
１９ 補強材
２０ ボックスカルバート
２１ 底面
２２ 側面
２３ 上面
４０ 製管機
４１ 駆動ローラー
４２ ガイドローラー
４３ 支持軸
４４ フレーム
４７ 押圧ローラー
Claims (2)
- 可撓性を有する合成樹脂を押し出し成型して形成される帯板状からなり、かつ、既設管の内周面に沿うように螺旋状に巻回された際に、隣接する各側縁部同士が係合状態とされる既設管ライニング用プロファイルであって、
前記押し出し成型する際に合成樹脂内に長手方向に連続して埋設される補強材を有し、
この補強材が、前記既設管内周への施工前に内周側に中空部を形成するように幅方向に屈曲されているとともに、既設管内周面に沿うように屈曲された際に塑性変形する帯状の金属板とされていることを特徴とする既設管ライニング用プロファイル。 - 請求項１に記載された既設管ライニング用プロファイルを使用した既設管のライニング工法であって、
既設管の内周面を転接して周回移動する押圧ローラーと、その押圧ローラーに対向した状態で周回移動する駆動ローラーと、既設管の内周面に沿って配置されて周回移動する複数のガイドローラーとを有する製管機を既設管内に配置する工程と、
前記プロファイルを製管機の各ガイドローラーに螺旋状に巻回して押圧ローラーと駆動ローラーとの間を通過させることにより、隣接する各側縁部同士を係合状態にするとともに、各ローラーの周回移動によって前記補強材を塑性変形させてプロファイルを管状に成形する工程と、
管状に成形されたプロファイルと既設管内周面との間に裏込め材を充填する工程と、
を包含することを特徴とする既設管のライニング工法。
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-
1995
- 1995-07-10 JP JP17331795A patent/JP3657029B2/ja not_active Expired - Lifetime
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