JP3702390B2

JP3702390B2 - 管の内面ライニング工法

Info

Publication number: JP3702390B2
Application number: JP2002294855A
Authority: JP
Inventors: 正明大日向; 昌和西村; 隆一米田; 智明堀; 恒夫宮川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP2004130538A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管の内面ライニング工法、特に既設管の修理及び保護に適用して有用な既設管の内面ライニング工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既設管内面の修理及び保護を目的として、図１〜３に示すように両側部に外方突出の接合用リブ片２、２を備えたストリップ１を用い、該ストリップ１を既設管ａ内で螺旋状に巻回してライナー１Ａを組立てると共に、該ライナー１Ａと既設管ａとの間の間隙ｂ内にセメントミルクやモルタル等の裏込材ｃを注入充填する工法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記従来工法に用いられるストリップ１は例えば硬質ないし半硬質のポリ塩化ビニル製であり、その両側部には、図３に示すように外方へ突出し長手方向に延出する左右一対の接合用リブ片２、２が平行に形成され、該リブ片２、２は左右一対が協働してライナー１Ａの螺旋状接合部１ａ（図２参照）に沿って２本の平行する係合用凹条３、３を形成する。
【０００４】
ライナー１Ａの螺旋状接合部１ａを接合一体化するために、細帯状のジョイナー４が適用され、ジョイナー４は外面側に係合凹条３、３に弾性嵌合する２本の平行する係合用凸条５、５を備え、これら係合用凹凸条３、３、５、５の弾性係合により上記接合部１ａを接合一体化できるような構成になっている。
【０００５】
ストリップ１は外面側に接合用リブ片２、２に平行する適宜本数のＴ字状、Ｙ字状などの補強用リブ片６を備え、該補強用リブ片６の先端は、ライナー１Ａの形成時に既設管ａの内面に衝合し、上記リブ片２、２と協働して既設管ａの内面との間に、裏込材ｃの充填に必要な間隙ｂを形成する。間隙ｂ内への裏込材ｃの注入充填によりコンクリートやモルタルの補強層が形成される。この補強層は、既設管ａの埋設地盤等から作用する外圧に対抗する強度を高める。
【０００６】
しかし、例えば下水処理場における処理槽同士を連結する埋設管や、農業用水の供給管においては、ポンプや、水槽間の水頭差による水の圧送を行っており、このような既設管には管の内面に内圧が作用する。
【０００７】
このように内圧が作用する既設管にライニングされたライナーには、ライナーに０．１〜０．２ＭＰａ程度の内圧が作用する。既設管がコンクリートで形成されている場合、既設管の縦弾性係数が２．１６×１０¹⁰〜３．４３×１０¹⁰Ｎ／ｍ²程度であるのに対して、ライナーの縦弾性係数は１．９６×１０⁹Ｎ／ｍ²程度と非常に小さい。更に、充填される裏込材は、形成される補強層の厚さが比較的薄く、コンクリートやモルタルの性質上、作用する引張り力に対する強度が小さい。
【０００８】
このように、ライナーと裏込材のみでは、作用する内圧に対する強度が充分なものとはいえない。その結果、ライナーに作用する内圧のほとんどが既設管に作用する状態となる。
【０００９】
一部既設管によっては、該既設管内部に鉄筋を配筋し、耐内圧性を向上させたものも用いられている。しかし、老朽化により鉄筋の強度も低下している場合が多く、内圧への対抗上問題がある。
【００１０】
また、大口径管施工の場合、ライナー材上部が自重により垂れたり、裏込材充填時、その圧力により変形する可能性がある。
【００１１】
このような耐内圧性及び施工時の耐外圧性を兼ね備えるライニングが期待されているが、このような要望に対処できる工法はいまだ提供されていない。
【００１２】
【特許文献１】
特開平７−４０４３６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を一掃し、ライニングの耐内圧性及び耐外圧性を向上させ得る工法を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、両側部に外方突出の接合用リブ片と該接合用リブ片に平行する複数の補強用リブ片とを備えたストリップを、管内で螺旋状に巻回してライナーを形成する管の内面ライニング工法において、前記ストリップをプラスチックの押出し成形で製作した後に、隣接する前記補強用リブ片同士の間隙の少なくともひとつに帯状の補強用鋼を挿入し、前記補強用鋼付きのストリップを管内で螺旋状に巻回して上記ライナーの形成を行い、しかる後にライナー背面に裏込材を注入充填する既設管の内面ライニング工法であって、前記ストリップとして、前記補強用リブ片が、前記ストリップ表面から立上る脚部と、前記脚部の先端から両側方へ広がった頭部とを備えたものを用い、前記補強用鋼は、厚みが０．５〜２ｍｍの断面矩形状をなし、隣り合う前記頭部及び脚部で囲まれた空間に保持されるように、前記補強用リブ片の隣り合う頭部間の寸法より１〜５ｍｍ程度大きい幅寸法を有するものを用い、前記ライナーの外側面上に前記補強用鋼を螺旋状に配設することを特徴とする既設管の内面ライニング工法により解決される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。尚全図を通じて、同一又は同種の部分には同一の参照符号を示す。
【００１７】
図４は本発明に係る工法に用いるストリップの断面図である。図４に示すように、ストリップ１は、従来のストリップと同様、硬質塩化ビニル等のプラスチック製であり、外方へ突出し長手方向に延出する左右一対の接合用リブ片２が平行に形成され、接合用リブ片２に平行してライナー１Ａの径方向に突出する複数本のＴ字状の補強用リブ片６を備える。
【００１８】
補強用リブ片６は、図４に示すように、ストリップ表面から立上がる脚部６ｂと、脚部６ｂの先端から両側方へ広がった頭部６ｃとを備える断面Ｔ字状である。補強用リブ片６は、既設管ａとライナー１Ａとの間の間隙ｂに裏込材ｃを充填した際、ライナー１Ａを裏込材ｃに固着させるアンカーとしての役割を果たす。これにより、ライナー１Ａと既設管ａとの固着性を高めることが出来る。補強用リブ片６の断面形状は図４に示した断面Ｔ字状のものに限定されず、断面Ｙ字状等、種々の形状とすることができる。
【００１９】
更に、ストリップ１には、該ストリップ１の押出し成形で製作した後に、隣接する補強用リブ片６同士の間隙６ａの少なくともひとつに、断面帯状の補強用鋼７が挿入される。
【００２０】
補強用鋼７は、ＳＫ材（炭素工具鋼）、ＳＵＰ材（ばね工具鋼）、ＳＫＳ材（合金工具鋼）等、種々の材質を用いることができる。
【００２１】
また、ストリップ１として、補強用リブ片６が、ストリップ１の表面から立上る脚部６ｂと、脚部６ｂの先端から両側方へ広がった頭部６ｃとを備えたものを用いることができる。
【００２２】
補強用鋼７は、隣り合う頭部６ｃ及び脚部６ｂで囲まれた空間に保持されるように寸法決めされる。この場合、補強用鋼７の幅は、隣り合う補強用リブ片６の間隙６ａ（この場合は、隣り合う頭部６ｃと頭部６ｃとの間隙であり、図４にＬで示す。）より少し大きい寸法とされる。具体的には、頭部６ｃの突出度合い（突出寸法）にもよるが、間隙６ａから補強用鋼７を挿入し易く、且つ、挿入した補強用鋼７が間隙６ａから容易に脱落しないような寸法とされ、例えば、補強用鋼７の幅を間隙６ａより１〜５ｍｍ程度大きい寸法、即ち、例えば、補強リブ６の間隙６ａの幅が２３ｍｍの場合には２４〜２８ｍｍ程度の幅の補強用鋼７を用いることができる。このような補強用鋼７を隣り合う頭部６ｃの間隙６ａから挿入するには、例えば、（ｉ）補強用鋼７を、間隙６ａに押し当てて頭部６ｃの保有弾性に抗して隣り合う頭部６ｃを押し広げることにより間隙６ａから挿入するか、或いは、（ｉｉ）ストリップ１（一般には、長さが１００〜２００ｍ程度）を一旦直線状に引き延ばした後、ストリップ１の端部から補強用鋼７を間隙６ａに挿入し、補強用鋼７にワイヤー等を結束しておいてウインチ等で牽引する、等により行うことができる。
【００２３】
このようにして間隙６ａから挿入された補強用鋼７は、ストリップ１に配筋された状態において補強用リブ片同士の間隙６ａから脱落することが防止される。
【００２４】
また、補強用鋼７は、厚さｔが増すに従い強度が増加するが、曲げ剛性は厚さｔの３乗に比例するため、厚すぎるとストリップ１に補強用鋼７を挿入した後の巻回作業が困難となる。従って、補強用鋼７の厚さｔは、管の口径や内圧、或いは間隙６ａの幅、挿入する補強用鋼７の本数等を考慮して決定されるが、例えば、口径が１０００〜２０００ｍｍの場合、０．５〜２ｍｍ程度の厚さが好ましい。
【００２５】
また、補強用鋼７は、隣接する補強用リブ６片同士の間隙６ａのうち、複数の間隙に設けられても良い。例えば、１０本の補強用リブ片６を備えるストリップにおいては、図４に示すように補強用鋼７を３本備えることが出来る。補強用鋼７の本数は、ライナー１Ａに作用する内圧、既設管ａの管径に応じて、適宜決定することが可能である。
【００２６】
図５は、本発明に係る工法におけるライナーの組立て工程を概略的に示す説明図であり、図６は図５におけるライナーの側面図であり、図７は図６のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００２７】
図５に示すように、補強用鋼が配筋されたストリップ１は、ストリップフィーダＤに巻き取られロール体Ｅとされる。ロール体Ｅは、ライニング施工現場まで搬送される。搬送されたロール体Ｅよりストリップ１を引き出し、従来の工法と同様にジョイナー４により既設管ａ内において螺旋状に巻回してライナー１Ａが形成される。ジョイナー４はジョイナーフィーダＦより引き出され、ストリップ１の接合用リブ片を順次螺旋状に結合していく。
【００２８】
このようにしてライナー１Ａを形成することにより、ライナー１Ａの外側面に補強用鋼７を螺旋状に配設した状態とすることができる（図６参照）。これにより、ライナー１Ａの軸線方向の全長に亘る強度の向上が可能となる。
【００２９】
ライナー１Ａの形成工程の前に、スペーサ８の設置工程が行われる。スペーサ８は図７に示すように円弧状断面を有し、外面側に、外方へ突出し管軸方向に延出する２本の縦リブ９、更に該縦リブ９から両側縁に向かって延びる横リブ１０を備えている。横リブ１０は図８に示すように管軸方向に間隔を存して多数形成されている。
【００３０】
また、ライナー１Ａの全体に充填材ｃが分散するように、スペーサ８の縦リブ９の間には、裏込材ｃが通過できる大きさの開口１１がライナー１Ａの軸方向及び周方向に並設されている。
【００３１】
スペーサ８は管軸方向に順次継ぎ足されながら、図５に示すように既設管ａの上部領域に既設管ａの全長に亘るように設置される。この設置状態において、アンカボルトの適宜の固定手段を適用して既設管ａ内に固着される。
【００３２】
スペーサ８の設置状態において、スペーサ８の両サイドの斜め裁断面８ａ、８ａ、縦リブ９及び横リブ１０の上端は管ａの内面に当接している。２本の縦リブ９、９の間には、管軸方向に連通する裏込材注入路１２が形成される。
【００３３】
スペーサの設置を終えた後は、図５に示すようにスペーサ８の上からストリップ１とジョイナ４とを用いて、ライナー１Ａが形成される。ライナー１Ａを形成した後は、スペーサを介在させて裏込材ｃを充填させる。
【００３４】
以上の工法に従えば、補強用鋼７をライナー１Ａの軸方向の全長に亘って螺旋状に配設することが可能となる。これにより、ライニングの耐内圧強度アップを実現することができる。
【００３５】
以下に、本発明にかかる工法により形成されたライナーに内圧が作用する状態を図９を用いて説明する。図９は、補強用鋼が配筋されたライナーに内圧が作用する状態を模式的に表す図である。図９中、矢印の方向は力の作用する方向を示す。
【００３６】
図９において、ライナー１Ａ内部に作用する内圧に対しては、ライナー１Ａ本体、裏込材ｃ及び補強用鋼７に引張り応力が作用する。補強用鋼７は、ライナー１Ａ本体にくらべて非常に高い弾性係数を備えているので、このような内圧に対しても充分に耐え得る。
【００３７】
もちろん、補強用鋼７を螺旋状に巻回できる範囲で厚くするか、或いは使用本数を多くすることで、ライニング管の剛性が増し、外圧に対向する強度も併せて高めることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本工法によれば、両側部に外方突出の接合用リブ片と、前記接合リブ片に平行する複数の補強用リブ片とを備えたストリップを管内で螺旋状に巻回してライナーを形成する管の内面ライニング工法において、前記ストリップをプラスチックの押出し成形で製作した後に、隣接する前記補強用リブ片同士の間隙の少なくともひとつに弾性を有する帯状の補強用鋼を挿入し、前記補強用鋼付きのストリップを管内で螺旋状に巻回して上記ライナーの形成を行い、しかる後にライナー背面に裏込材を注入充填することにより、ライナーの耐内圧強度及び耐外圧強度のアップを実現する工法を提供することができる。
【００３９】
本工法は、ライニング施工現場でのライナー形成前に、工場等において予め補強用鋼を挿入したストリップのロール体を形成するので、ライニング施工現場においてはストリップをロール体から繰り出すことにより、従来とほぼ同様の工法でライナーを形成することができる。
【００４０】
また、ストリップとして、前記補強用リブ片が、前記ストリップ表面から立上る脚部と、前記脚部の先端から両側方へ広がった頭部とを備えたものを用い、前記補強用鋼は、隣り合う前記頭部の間隙から挿入され、隣り合う前記頭部及び脚部で囲まれた空間に保持されるように寸法決めされたものを用いることにより、補強用鋼を補強用リブ片同士の間隙から脱落することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来工法におけるライナーの組立工程の状況を概略的に示す図である。
【図２】ライナーの形成状況を拡大して示す部分断面図である。
【図３】ライナーの螺旋接合部の接合状況を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明工法に用いるストリップの断面図である。
【図５】本発明工法のライナーの組立工程の状況を概略的に示す図である。
【図６】図５のライナーの部分側面図である。
【図７】図６のＸ―Ｘ線に沿う断面図である。
【図８】本発明工法に用いるスペーサの平面図である。
【図９】補強用鋼が配筋されたライナーに内圧が作用する状態を模式的に表す図である。
【符号の説明】
１ストリップ
１Ａライナー
２接合用リブ片
３係合用凹条
４ジョイナー
５係合用凸条
６補強用リブ片
６ａ間隙
６ｂ脚部
６ｃ頭部
７補強用鋼
８スペーサ
９縦リブ

Claims

両側部に外方突出の接合用リブ片と該接合用リブ片に平行する複数の補強用リブ片とを備えたストリップを、管内で螺旋状に巻回してライナーを形成する管の内面ライニング工法において、
前記ストリップをプラスチックの押出し成形で製作した後に、隣接する前記補強用リブ片同士の間隙の少なくともひとつに帯状の補強用鋼を挿入し、
前記補強用鋼付きのストリップを管内で螺旋状に巻回して上記ライナーの形成を行い、
しかる後にライナー背面に裏込材を注入充填する既設管の内面ライニング工法であって、
前記ストリップとして、前記補強用リブ片が、前記ストリップ表面から立上る脚部と、前記脚部の先端から両側方へ広がった頭部とを備えたものを用い、
前記補強用鋼は、厚みが０．５〜２ｍｍの断面矩形状をなし、隣り合う前記頭部及び脚部で囲まれた空間に保持されるように、前記補強用リブ片の隣り合う頭部間の寸法より１〜５ｍｍ程度大きい幅寸法を有するものを用い、
前記ライナーの外側面上に前記補強用鋼を螺旋状に配設することを特徴とする請求項１に記載の内面ライニング工法。