JP3691728B2 - 既設管路の補修工法 - Google Patents
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【産業上の利用分野】
本発明は、既設管の補修工法に関し、さらに詳しくは、老朽管内に新たな管路材を引き込むための工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
地中に埋設されている鋳鉄管などの金属製管路においては、経年劣化等によって一部に腐食穴が発生するとその部分からガスなどの漏洩を招く。
そこで、従来では、このような箇所を対象として補修工事が行われるが、その工事方法としては、熱可塑性の樹脂チューブを内面に挿通し、工事箇所にて拡径させて内面に樹脂チューブを貼着させる方法や、内面に樹脂ライニングを施すなどの方法がある。
上記両方法においては、いずれの場合にも材料が既設管内面に接着されて一体化されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内面に位置する樹脂チューブや樹脂ライニング膜は内面に接触されているものの、接着力が低下した場合には既設管内部に止まって管内を塞いでしまう虞がある。
特に、熱可塑性樹脂チューブを被覆する場合には、熱源としてのプロパンガスを準備する必要があるばかりでなく、作業に熟練が必要となり、作業性が悪い。しかも、管路内に流れるガスの近傍で熱源となる火気を使用することになり、漏洩しているガスとの関係で作業上、危険が伴い好ましくない。
そこで、老朽化した既設管路内に新たな管路材を既設管路内に引き込むインサーション工法が知られている。
インサーション工法には、次の種類がある。
第1の工法としては、図5に示すように、既設管路P内部に熱可塑性樹脂からなる管路材P1をU字状に折り畳んだ状態で引き込み(図5(A)参照)、既設管路P内に引き込まれた管路材P1内に高温蒸気を導入して膨張させることにより、図5(B)に示すように、既設管路内面の形状に倣わせるようにした工法がある。
第2の工法としては、図6に示すように、既設管路Pよりも小径の管路材P2を直接既設管路P内に引き込む工法がある。
【0004】
第1の工法では、既設管路内に引き込まれる管路材が折り畳まれて既設管路内面との接触面積を小さくされることにより引き込み時での摺擦抵抗が小さく、引き込み作業が容易となる反面、蒸気圧を利用することから膨張率が高くなることにより例えば、100mm以上の口径を対象とする場合に限られ、さらには、蒸気を供給するための設備が大がかりとなる虞がある。
第2の工法では、上述した摺擦抵抗は多くなるものの、蒸気を用いる必要がないことから設備が簡略化できる反面、既設管路よりも小径の管路材を用いることから流量低下が著しくなる虞がある。
さらに、80A以下の小口径管からなる既設管路において上述した工法を適用する場合には、既設管路の曲率半径が小さいと曲面に突き当たってしまうことで引き込みにくくなり、曲部が多くなればなるほど新たな管路材の引き込みが難しくなる虞がある。
【0005】
本発明の目的は、上記従来の既設管路の補修工法における問題に鑑み、簡単な設備により曲部の数に関係なく新たな管路材の引き込みが容易に行えるとともに、流量低下を少なくすることができる既設管路の補修工法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項1記載の発明は、既設管路内に新たな管路材を引き込むことで既設管路の補修を行う工法であって、上記既設管路の内面側から順に加熱層、保温層および保護層をそれぞれ重畳されて上記加熱層表面が平滑に仕上げられた熱可塑性樹脂からなるパイプ状のカバー部材を上記既設管路の内周面に対して接触面積を小さくした状態で引き込み、上記既設管路内への引き込み後、上記カバー部材を発熱させて上記既設管路の内面に倣った形状とし、上記カバー部材内に新たな管路材を引き込む際に該管路材を加熱して軟化させながら引き込むことを特徴としている。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の既設管路の補修工法において、上記カバー部材は、引き込み時、折り畳まれた状態とされ、発熱により既設管路内周面に倣った形状に復元されることを特徴としている。
【0008】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の既設管路の補修工法において、上記カバー部材は、上記既設管路よりも縮径した状態で引き込まれ、発熱により既設管路内周面に倣った形状に復元されることを特徴としている。
【0009】
請求項4記載の発明は、請求項1記載の既設管路の補修工法において、上記加熱層表面は、上記新たな管路材の引き込み抵抗を小さくできる平滑処理が施されていることを特徴としている。
【0010】
請求項5記載の発明は、請求項1記載の既設管路の補修工法において、上記新たな管路材は、熱可塑性、かつ可撓性を有する材料で構成されていることを特徴としている。
【0011】
請求項6記載の発明は、請求項1記載の既設管路の補修工法において、上記加熱層には、電気的抵抗体が配置され、該電気的抵抗体に通電することでカバー自体および新たな管路材をそれぞれ加温可能であることを特徴としている。
【0012】
請求項7記載の発明は、請求項6記載の既設管路の補修工法において、上記加熱層には形状記憶合金が含まれていることを特徴としている。
【0013】
【作用】
請求項1乃至3および5記載の発明では、カバー部材が折り畳まれたりあるいは縮径した状態で既設管路に対する接触面積を小さくした状態で引き込まれ、発熱により既設管路の内周面に倣った形状に復元されるので、引き込み時での摺擦抵抗を低減することで容易に引き込むことができる。しかも、形状復元したカバー部材に対して管路材が引き込まれる際には管路材が加熱により軟化した状態で引き込まれるので、既設管路に曲部が存在していても管路材が曲部の形態に応じて変形することができるので、曲部での挿通が容易となる。
【0014】
請求項4記載の発明では、管路材とカバー部材との摺擦面が摺擦抵抗を低減されているので、カバー部材への管路材の引き込みが容易となるとともに、管路材がカバー部材によって保護された状態となり、既設管路に対して損傷なく引き込まれることになる。
【0015】
請求項6および7記載の発明では、加熱による温度設定によって形状復元が可能な部材を用いることで引き込み時での摺擦抵抗の低減と管路材の引き込み状態の設定を可能にするとともに、機械的剛性をも確保することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明実施例による補修工法に用いられるカバー部材の構成を示す模式図であり、同図においてカバー部材1は、図4に示すように、既設管路2内に引き込まれて該既設管路2の内面に倣った形状に設けられ、新たに引き込まれる管路材5の保護および加熱保温を行うための部材である。本実施例では、管路材5とカバー部材1とは別部材とされているので、管路材5を引き込んだ後に、カバー部材1のみを既設管路2内から引き抜いて再使用することも可能である。
図1においてカバー部材1は、既設管路2の内面側(管路中心側)から順に、加熱層1A、保温層1Bおよび保護層1Cをそれぞれ備えた熱可塑性および可撓性を有した樹脂で構成されたパイプ部材である。このため、例えば、折り畳まれているような場合には、元のパイプ形状に復元できるものである。
加熱層1Aには、形状記憶合金を含む電気的抵抗体が配置されており、その一部には電源ボックス3に接続された給電線4が接続されており、電源ボックス3からの給電により発熱することができる。形状記憶合金は、所定温度、本実施例では、40〜80℃に達するとパイプ形状に復元する特性を有している。なお、加熱層1Aとしては、例えば、上述した形状記憶合金に対して電気的抵抗の高い非金属材料等を組み合わせることも可能である。
加熱層1Aの内部表面は、平滑に仕上げられており、管路材5との間の摩擦抵抗を小さくされている。なお、平滑処理は、管路材5との間の摩擦抵抗を低減する目的であるので、この目的を達成するために、平滑処理に代えて、例えばフッ素樹脂等の耐熱性低摩擦部材を用いた被覆層を表面に設けることも可能である。
【0017】
保温層1Bには発泡ウレタンなどの保温効果の高い材質が用いられ、加熱層1Aにおいて発生した熱による温度を維持させるようになっている。本実施例では、加熱層1Aでの発熱による温度が40〜80℃に維持できるように発泡度が設定されている。
保護層1Cは、既設管路2の内面との間での損傷を防止する部分であり、カバー部材1が既設管路2の内面に密着する方向に膨張した際の強度を確保できる材質が用いられている。
【0018】
本実施例は、以上のような構成のカバー部材1を用いて次の手順により新たな管路材5を既設管路2内に引き込むようになっている。
(1)カバー部材1は、既設管路2との接触面積を小さくした状態で引き込まれる。図2には、接触面積を小さくするために予め、例えば、U字状等に折り畳んで既設管路2内に引き込む状態が示されている。
カバー部材1が折り畳まれているので、既設管路2内に引き込む際の抵抗はきわめて小さく、円滑に引き込むことができる。
また、図示しないが、折り畳む代わりに、縮径させた状態で引き込むようにすることも可能であり、この場合においても既設管路2内に引き込む際の抵抗が低減されて円滑に引き込むことができる。
(2)カバー部材1を加熱して既設管路2の内面に倣った形状に復元する(図3参照)。
カバー部材1の形状復元は、加熱層1Aへの給電により行われる。加熱層1Aが発熱した際の温度上昇によりカバー部材1が引き込み時の形状から元の形状であるパイプ形状に復元するので、既設管路内周面の形状に倣った状態となる。なお、形状記憶合金自体の特性による形状復元に加えて、加熱層1Aの表面側に存在する空気の膨張による内部圧力の上昇を利用できることから、カバー部材1の迅速な形状復元が可能となる。
加熱層1Aでの発熱により40〜80℃に設定されたカバー部材1は、その温度が保温層1Bによって保たれる。このため、加熱層1Aの内表面の温度も同じように維持される。
(3)カバー部材1が既設管路2の内面に倣った形状に復元されると、新たな管路材5が引き込まれる(図4参照)。
管路材5が引き込まれる際には、加熱層1Aの表面での摺擦抵抗が低減されているので、摺擦抵抗を小さくされた状態で牽引することができる。
管路材5の引き込み時には、保温層1Bによって加熱層1Aの温度が所定の温度に維持される。このため、管路材5には、加熱層1Aからの熱が伝達されるので、既設管路2の敷設形態に応じて管路材5が塑性変形することができる。
既設管路2の一部に曲部が存在していると、管路材5はその曲部に沿って変形することができるので、曲部に突き当たって移動を停止するようなことがなく、曲部での挿通が容易となる。しかも、可撓性を有していることで曲部通過後に移動方向の向きを既設管路2の敷設方向に矯正することができる。
【0019】
本実施例によれば、加熱層1Aが自らの熱的な塑性変形による形状復元のために用いられるだけでなく、内部に引き込まれる管路材5に対する加熱源としても用いられるので、既設管路2の形態に応じて管路材5を変形させる際の構成を簡略化することができる。
【0020】
【発明の効果】
請求項1乃至3および5記載の発明によれば、カバー部材が折り畳まれたりあるいは縮径した状態で既設管路に対する接触面積を小さくした状態で引き込まれ、発熱により既設管路の内周面に倣った形状に復元されるので、引き込み時での摺擦抵抗を低減することで容易に引き込むことができる。しかも、形状復元したカバー部材に対して管路材が引き込まれる際には管路材が加熱により軟化した状態で引き込まれるので、既設管路に曲部が存在していても管路材が曲部の形態に応じて変形することができるので、曲部での挿通を容易にすることが可能となる。これにより、摺擦抵抗を小さくするための設備を大がかりなものとしなくても、既設管路の内径に近い口径を有した管路材の引き込みを容易にすることが可能となり、流料の低下を押さえることが可能となる。
【0021】
請求項4記載の発明によれば、管路材とカバー部材との摺擦面が摺擦抵抗を低減されているので、カバー部材への管路材の引き込みが容易となるとともに、管路材がカバー部材によって保護された状態となり、既設管路に対して損傷なく引き込まれることになる。
【0022】
請求項6および7記載の発明によれば、加熱による温度設定によって形状復元が可能な部材を用いることで引き込み時での摺擦抵抗の低減と管路材の引き込み状態の設定を可能にするとともに、機械的剛性をも確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例による補修工法に用いられるカバー部材の構成を説明するための模式図である。
【図2】図1に示したカバー部材が既設管路内に導入される前の状態を示す模式図である。
【図3】図1に示したカバー部材の一態様を説明するために既設管路の正面から見た状態の模式図である。
【図4】既設管路内に新たな管路材が引き込まれた状態を説明するための模式図である。
【図5】既設管路の補修工法に関する従来例を示す模式図である。
【図6】既設管路の補修工法に関する他の従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
1 カバー部材
1A 加熱層
1B 保温層
1C 保護層
2 既設管路
3 電源ボックス
4 給電線
5 管路材
Claims (7)
- 既設管路内に新たな管路材を引き込むことで既設管路の補修を行う工法であって、
上記既設管路の内面側から順に加熱層、保温層および保護層をそれぞれ重畳されて上記加熱層表面が平滑に仕上げられた熱可塑性樹脂からなるパイプ状のカバー部材を上記既設管路の内周面に対して接触面積を小さくした状態で引き込み、上記既設管路内への引き込み後、上記カバー部材を発熱させて上記既設管路の内面に倣った形状とし、
上記カバー部材内に新たな管路材を引き込む際に該管路材を加熱して軟化させながら引き込むことを特徴とする既設管路の補修工法。 - 請求項1記載の既設管路の補修工法において、
上記カバー部材は、引き込み時、折り畳まれた状態とされ、発熱により既設管路内周面に倣った形状に復元されることを特徴とする既設管路の補修工法。 - 請求項1記載の既設管路の補修工法において、
上記カバー部材は、上記既設管路よりも縮径した状態で引き込まれ、発熱により既設管路内周面に倣った形状に復元されることを特徴とする既設管路の補修工法。 - 請求項1記載の既設管路の補修工法において、
上記加熱層表面は、上記新たな管路材の引き込み抵抗を小さくできる平滑処理が施されていることを特徴とする既設管路の補修工法。 - 請求項1記載の既設管路の補修工法において、
上記新たな管路材は、熱可塑性、かつ可撓性を有する材料で構成されていることを特徴とする既設管路の補修工法。 - 請求項1記載の既設管路の補修工法において、
上記加熱層には、電気的抵抗体が配置され、該電気的抵抗体に通電することでカバー自体および新たな管路材をそれぞれ加温可能であることを特徴とする既設管路の補修工法。 - 請求項6記載の既設管路の補修工法において、
上記加熱層には形状記憶合金が含まれていることを特徴とする既設管路の補修工法。
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