JP4015917B2 - 取付管のライニング方法及びその方法に使用される更生管切断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば地中に埋設された本管に対して接続された取付管（枝管）を樹脂製更生管によってライニングする際のライニング方法及びそのライニング方法において更生管の先端部分を切断する工程で使用する更生管切断装置に係る。特に、本発明は、樹脂製更生管によるライニング作業の作業性の向上を図るための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中には下水用等の管路が多々埋設されている。この管路は、一般に、マンホール間を連通する本管と、この本管に接続された複数本の取付管とからなっている。取付管は、通常、地表付近に設けられた桝と本管とを通じるように設けられるが、本管やマンホールとは異なり、管径が小さく簡易的に構成されている。このため、その老朽化に伴って取付管の内面に破損や亀裂を生じることが多い。また、施工当初は堅固に取り付けられていた本管と取付管との接続箇所が、地盤変動などの影響により弛んでしまうこともある。この場合、その接続箇所から雨水や湧き水などの土中水が管路内に流入し、本管内の水量が許容水量を超えてしまう可能性がある。
【０００３】
このように老朽化した取付管については、従来より、その内面を樹脂製の更生管によりライニングして管路を補強することが行われている（例えば下記特許文献１）。また、本出願の出願人も、取付管に対する更生管のライニング方法として例えば特願２００１−１１８０７７号のような技術を開発し、本出願に先立って特許出願している。
【０００４】
この種のライニング方法は、少なくとも、更生管の挿入工程、更生管の拡径工程、更生管の切断工程を備えている。
【０００５】
図１に示すように、更生管１は、ポリ塩化ビニルや高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂製であり、その外面に軸方向に沿って延びる襞状部１ａが形成されて、径方向に縮退されている。この更生管１は、所定の形状記憶温度（例えば８０℃）に加熱及び加圧されることによって円筒体状に形状回復する性能を有している。更生管１の先端部は引込栓４によって絞り込まれるように閉止され、この引込栓４にワイヤー５が連結されている。
【０００６】
更生管１の挿入工程では、先ず、取付管内への更生管１の挿入を円滑に行うべく、予め更生管１を水蒸気によって予熱して可撓性を備えさせる。その後、図３に示すように、枡側の地表付近に設置した巻取り機７から更生管１を取付管８内に繰り出す一方、引込栓４に連結したワイヤー５を、本管２及びマンホールＭを通じてウィンチ１０で引張することによって更生管１を取付管８内へ挿入する。
【０００７】
この挿入工程の後、更生管１の拡径工程では、更生管１内に高圧の水蒸気を吹き込んで更生管１を加熱膨張させる。この高温・高圧の水蒸気の吹き込みにより、更生管１は水蒸気の圧力によって膨張し取付管８の内面に密着する（図５参照）。これにより、取付管８の内面が更生管１によってライニングされ、管路が補強される。
【０００８】
その後の切断工程では、本管２内に突出した更生管１の先端部を、本管２内に搬入した切断機によって切除し、更生管１の切断端を本管２内に開口させる。このとき、更生管１の切断端部が本管２内に若干突出するようにしておく。その後、本管２内に搬入した図示しない加熱成形装置によって上記切断端部を押圧し、この切断端部を下方から押し拡げて鍔状のフランジを成形する。こうして成形されたフランジが本管２の内面に沿って取付管口の周囲を覆うことにより、本管２と取付管８との接続箇所においても良好な止水性を得ることができるようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１０７３６０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来のライニング方法にあっては、図１３（ワイヤー５を省略している）に示すように、上記切断工程において本管２内に切断機１７を搬入し、この切断機１７によって更生管１の先端部を切除していた。このため、その切断位置を適切な位置に設定することが困難であった。以下、この不具合の発生原因について詳述する。
【００１１】
図１３の如く、切断工程では、切断機１７を本管２内で走行させながら、この切断機１７の上部に設けた切断刃１７ａを更生管１の外面に押圧して切除している。このため、この切断機１７が更生管１に接触した際にその押圧力を受けて更生管１に撓みが生じ、この撓んだ状態のまま切断機１７が水平方向に走行して更生管１の先端部を切除することになる。そして、切断工程の終了後に上記押圧力が解除されて更生管１が元の状態（垂下した状態）に戻った際には、図１４に示すように、切断端部１ｂの下端面が傾斜面となって、この切断端部１ｂの各所の本管２内への突出量が不均一になってしまう。
【００１２】
この状態で切断端部１ｂを下方から押し拡げて上記フランジを成形した場合、図１５に示すように、フランジ１ｄの各所の幅寸法も不均一になり、部分的に止水性が十分に確保されていない領域が生じる可能性がある。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、取付管を樹脂製更生管によってライニングするに際し、更生管の先端部を切除する切断工程において、その切断位置を適切な位置に設定することができ、これによって本管と取付管との接続箇所における止水性を良好に確保することができる取付管のライニング方法及びその方法に使用される更生管切断装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、取付管に挿入された樹脂製更生管の先端部分を切断する際に、更生管切断装置を樹脂製更生管の内部に挿入し、この更生管切断装置によって樹脂製更生管をその内周側から外周側に向けて切断するようにしている。これにより、樹脂製更生管の外面に押圧力を作用させないことにより、この樹脂製更生管に撓みを生じさせない状態で切断することを可能にしている。
【００１５】
−解決手段−
具体的には、本管に対して接続された取付管を樹脂製更生管によってライニングする方法を対象とする。このライニング方法に対し、挿入工程、切断工程、止水工程を備えさせている。挿入工程では、樹脂製更生管を取付管の内部に挿入し、この樹脂製更生管の先端部分を本管の内部まで引き込む。切断工程では、挿入工程の後、樹脂製更生管の内部に更生管切断装置を挿入し、この更生管切断装置によって樹脂製更生管の先端部分をその内周側から外周側に向けて切断して除去する。止水工程では、切断工程の後、本管の内部に臨む樹脂製更生管の切断端周辺部分を本管の内面に密着させる。
【００１６】
この特定事項により、上記切断工程において、樹脂製更生管の先端部分をその内周側から外周側に向けて切断するため、樹脂製更生管に撓みを生じさせない状態で切断することが可能である。例えば、取付管が鉛直下方に延びて本管に接続している場合、樹脂製更生管を、取付管に沿った鉛直下方に延びる姿勢を維持したまま切断することが可能になり、その切断端部の各所の本管内への突出量を均一にすることができる。このため、止水工程において、例えば切断端部を鍔状のフランジとして成形する場合には、フランジの各所の幅寸法が均一になり、全体に亘って均一な止水性を得ることができる。
【００１７】
また、挿入工程時には、樹脂製更生管の断面形状を、取付管への挿入を容易にするように縮小させておき、この挿入工程の後、切断工程に先立って、更生管を形状回復させて取付管の内面に密着させる拡径工程を行うようにしている。これによれば、更生管を取付管内面に密着させて取付管を補強した後に上記切断工程が行われることになり、取付管に対する更生管の位置ずれを生じさせることなしに、切断工程及び止水工程を行うことができる。つまり、切断工程の途中や切断工程後に取付管に対する更生管の位置がずれてしまって切断端部の本管内への突出量が均一になってしまうといった不具合を生じさせることがない。その結果、切断位置の適正化が図れ、良好な止水構造を得ることができる。
【００１８】
上記ライニング方法の切断工程において使用される更生管切断装置も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、この更生管切断装置は、外周側に向けられた切断刃を有し、樹脂製更生管の内部に挿入された後に、この切断刃が樹脂製更生管の内面に接触して、樹脂製更生管の先端部分をその内側から外側に向けて切断するよう構成されている。
【００１９】
また、更生管切断装置は位置決め手段を備えている。この位置決め手段は、樹脂製更生管内への装置挿入作業時、この樹脂製更生管内部の所定位置に装置本体が達した際に外周側に拡径して樹脂製更生管の内面に密着することで、切断装置本体を所定位置に位置決めする。
【００２０】
また、更生管切断装置に、装置本体から突出する位置決め用ピンを設けてもよい。この位置決め用ピンの突出寸法は、装置本体が樹脂製更生管内の適切な位置に達した時点で樹脂製更生管内の先端部分に当接するように設定されている。
【００２１】
以上の位置決め手段や位置決め用ピンを備えさせることにより、切断工程時における更生管切断装置の位置が適切に得られ、また、その位置での更生管切断装置の位置決めが良好に行われ、切断位置の適正化を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
−更生管の説明−
図１に示すように、本形態において使用される更生管１は、従来のものと同様に、ポリ塩化ビニルや高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、その外面に軸方向に沿って延びる襞状部１ａが形成されて、径方向に縮退されている。また、この更生管１は、所定の形状記憶温度（例えば８０℃）に加熱及び加圧されることによって円筒体状に形状回復する性能を有している。尚、この更生管１の先端部は引込栓４によって絞り込まれるように閉止され、この引込栓４にワイヤー５が連結されている。このワイヤー５を利用した更生管挿入工程については後述する。
【００２４】
−更生管切断装置の説明−
次に、取付管８の内部に挿入された更生管１の先端部分を切断して除去する切断工程に使用される更生管切断装置９について説明する。図２は更生管切断装置９の斜視図であって、図２（ａ）は更生管１の内部に挿入される際の更生管切断装置９の状態を示し、図２（ｂ）は更生管１の先端部分を切断する際の更生管切断装置９の状態を示している。
【００２５】
これら図に示すように、更生管切断装置９は、装置本体９１の内部に収容された位置決め手段としての拡径器９２と、装置本体９１の先端部に取り付けられた切断刃ユニット９３とを備えている。
【００２６】
装置本体９１は、円盤状のアッパベース９１ａとロアベース９１ｂとを備え、この各ベース９１ａ，９１ｂ同士が複数本の連結バー９１ｃ，９１ｃ，…によって連結されている。
【００２７】
拡径器９２は、このアッパベース９１ａ、ロアベース９１ｂ、連結バー９１ｃによって囲まれた空間に収容されている。この拡径器９２はゴム等の弾性材料で形成された中空の袋体で形成されている。そして、アッパベース９１ａにはエア供給管９４が接続されており、このエア供給管９４から拡径器９２の内部に高圧エアが供給可能となっている。つまり、このエア供給管９４から拡径器９２内部に高圧エアが供給されることにより、図２（ｂ）に示すように拡径器９２の一部が連結バー９１ｃ，９１ｃ同士の隙間から外周側へ張り出して、装置全体としての外径寸法を拡大するようになっている。また、ロアベース９１ｂには、切断刃ユニット９３を回転駆動するための図示しない電動モータが取り付けられている。
【００２８】
そして、切断刃ユニット９３は、上記電動モータの回転軸の先端部にボルト止めされた回転円盤９３ａと、この回転円盤９３ａの前面との間に小間隙を形成した状態で取り付けられた回転リング９３ｂと、これら回転円盤９３ａと回転リング９３ｂとの間の小間隙に配設された複数（本形態のものは４個）の切断刃９３ｃ，９３ｃ，…とを備えている。
【００２９】
切断刃９３ｃは、先端部分（外周側端縁）のみが先細り状の刃となっている。また、切断刃９３ｃは、基端部を除く全体が均一な矩形断面となっている一方、基端（内周側端縁）には抜け止め部９３ｄが一体的に形成されてこの部分のみの断面形状が大きく設定されている。そして、上記回転円盤９３ａと回転リング９３ｂとの間に形成されている小間隙は、上記切断刃９３ｃにおける基端部を除く矩形断面形状と略一致する形状の開口として形成されている。つまり、この切断刃９３ｃは、この回転円盤９３ａと回転リング９３ｂとの間に形成されている小間隙（開口）から抜け止めされた状態で回転円盤９３ａの外周縁から出没自在に保持されている。このため、上記電動モータの回転駆動に伴って回転円盤９３ａ及び回転リング９３ｂが一体的に回転すると、その遠心力によって切断刃９３ｃは外周側に向かって移動し、回転円盤９３ａの外縁よりも外側に突出するようになっている（図２（ｂ）参照）。
【００３０】
また、切断刃９３ｃには、内周側に向かう方向への付勢力を与えるスプリング９３ｅが係止されており、上記電動モータが回転駆動していない状態（遠心力が作用していない状態）では、この切断刃９３ｃはスプリング９３ｅの付勢力によって内周側に向かって移動し、回転円盤９３ａの外縁よりも外側に突出しないようになっている。
【００３１】
尚、図２における９５は上記電動モータへの給電を行うケーブルであり、拡径器９２の内部を挿通され、または連結バー９１ｃに沿って電動モータに接続されている。また、図中の９６は、この更生管切断装置９を更生管１の内部に挿入して後述する切断工程を行った後に更生管切断装置９を更生管１から引き出すための牽引用ワイヤーである。
【００３２】
−ライニング作業の説明−
次に、取付管８の内部を更生管１によってライニングする作業について説明する。このライニング作業は、▲１▼挿入工程、▲２▼拡径工程、▲３▼切断工程、▲４▼止水工程からなる。本形態では、図３に示すように、更生管１の挿入工程に先立って、本管２の内面が同様の更生管３によって予めライニングされ、更にこの更生管３における取付管８との接続箇所には、取付管８の内側に立ち上げられたスリーブ状の取付管口３ａが形成されている（図４参照）。
【００３３】
＜▲１▼更生管の挿入工程＞
本工程においては、図３に示すように、枡６側の地表付近に設置した巻取り機７から更生管１を取付管８内に繰り出す一方、引込栓４に連結したワイヤー５を、本管２及びマンホールＭを通じてウィンチ１０で引張する。なお、符号１１及び１２はワイヤー５の軌道を変える滑車であり、本管２の内底面に設置されている。
【００３４】
この挿入工程おいて、巻取り機７に巻き取られている更生管１は、水蒸気によって予熱されており、ある程度の可撓性を有している。
【００３５】
＜▲２▼更生管の拡径工程＞
更生管１の挿入作業によって、図４（ワイヤー５を省略している）に示すように、引込栓４を伴う更生管１の先端部が本管２内にまで達する。続いて、図５に示すように、更生管１内に高圧の水蒸気を吹き込んで更生管１を加熱膨張させる。加熱膨張に際しては、図６に示すように、更生管１の繰り出し端（地表側の端）を切断し、この切断部にソケット１３を気密状態で設ける。このソケット１３には、地上に設置した蒸気発生加熱機１４からの給気ホース１５及び排気ホース１６を接続する。そして、給気ホース１５から高温・高圧の水蒸気を吹き込むと、更生管１は水蒸気の圧力によって膨張し、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように襞状部１ａを縮小させながら拡径して、図５に示したように取付管８の内面に密着する。このようにして、蒸気圧によって更生管１は形状回復して取付管８の内面に密着し、これによって取付管８がライニングされる。なお、排気ホース１６は、過剰の水蒸気を管外に排出するためのものである。
【００３６】
＜▲３▼更生管の切断工程＞
次に、本形態の特徴とする工程である上記更生管切断装置９を使用した切断工程について説明する。この切断工程では、図８に示すように、地表側から更生管１の内部に更生管切断装置９を挿入していく。そして、この更生管切断装置９が更生管１の先端部に達した時点で更生管切断装置９の姿勢が起立姿勢となるように僅かにワイヤー９６を引き上げる。この状態では、電動モータは駆動しておらず、切断刃９３ｃはスプリング９３ｅの付勢力によって回転円盤９３ａの外縁よりも内側に没入している（図２（ａ）参照）。
【００３７】
この状態で、エア供給管９４から拡径器９２の内部に高圧エアを供給して拡径器９２を拡径させることにより（図２（ｂ）参照）、この拡径器９２の外周面が更生管１の内周面に押圧され、これによって更生管切断装置９が更生管１内の所定位置で位置決めされる。
【００３８】
その後、この更生管切断装置９を駆動して更生管１の先端部分をその内周側から外周側に向けて切断する。具体的には、更生管切断装置９の電動モータを駆動させる。この駆動に伴って回転円盤９３ａ及び回転リング９３ｂが一体的に回転し、その遠心力によって切断刃９３ｃは回転円盤９３ａと共に回転しながら外周側に向かって移動する（図２（ｂ）参照）。これにより、各切断刃９３ｃ，９３ｃ，…の先端部は、更生管１の内周面に接触し、外周側に向けて更生管１を切断していく。
【００３９】
そして、切断刃９３ｃが更生管１の外周面に達して更生管１の先端部が完全に離脱された後に、電動モータの駆動を停止する。この停止に伴い、スプリング９３ｅの付勢力によって各切断刃９３ｃ，９３ｃ，…は内周側に向かって移動し、回転円盤９３ａの内側に格納される。
【００４０】
そして、地上からワイヤー９６を引き上げることにより、更生管１の内部から更生管切断装置９を取り出す。この更生管切断装置９を取り出した後の状態を図９に示す。
【００４１】
＜▲４▼止水工程＞
この止水工程では、図１０に示すように、更生管１の突出部１ｃの切断端１ｂを本管２内に搬入した加熱成形装置１８により下方から押し拡げて、図１１に示すような鍔状のフランジ１ｄを成形する。こうして成形されたフランジ１ｄが本管２の内面に沿って取付管口３ａの周囲を覆うことにより、本管２と取付管８との接続箇所においても良好な止水性を得ることができる。
【００４２】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本形態では、上記切断工程時、更生管切断装置９を利用して更生管１をその内周側から外周側に向けて切断している。つまり、更生管１の外面に押圧力を作用させないことにより、この更生管１に撓みを生じさせない状態で切断することが可能となっている。そのため、更生管１を、取付管８に沿った鉛直下方に延びる姿勢を維持したまま切断することが可能になり、その切断端部１ｂの各所の本管２内への突出量を均一にすることができる。その結果、止水工程において形成されるフランジ１ｄの各所の幅寸法を均一にでき、全体に亘って均一な止水性を得ることが可能になる。
【００４３】
−変形例−
次に、更生管切断装置９の変形例について説明する。本例に係る更生管切断装置９は、図１２に示すように、その先端部分に位置決め用ピン９７が取り付けられていることにある。その他の構成は上述した実施形態に係る更生管切断装置９と同様である。従って、ここでは位置決め用ピン９７についてのみ説明する。
【００４４】
図１２に示すように、位置決め用ピン９７は、切断刃ユニット９３の先端中央部に取り付けられている。この位置決め用ピン９７の先端部には平板状の当接板９７ａが一体的に取り付けられている。
【００４５】
そして、この位置決め用ピン９７の突出寸法は、更生管切断装置９が更生管１内の適切な位置に達した時点で更生管１内の先端部分に当接するように設定されている。つまり、この位置決め用ピン９７の当接板９７ａが更生管１内の先端部分に当接した時点で拡径器９２を拡径させることにより、更生管切断装置９を更生管１内の適切な位置で位置決めすることができる。
【００４６】
−その他の実施形態−
上述した実施形態では、更生管３によって予めライニングされた本管２に接続された取付管８に対して更生管１によるライニングを行う場合について説明した。本発明はこれに限らず、ライニングされていない本管２に接続された取付管８に対して更生管１によるライニングを行う場合にも適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、取付管に挿入された樹脂製更生管の先端部分を切断する際に、更生管切断装置を樹脂製更生管の内部に挿入し、この更生管切断装置によって樹脂製更生管をその内周側から外周側に向けて切断するようにしている。これにより、樹脂製更生管の外面に押圧力を作用させないことにより、この樹脂製更生管に撓みを生じさせない状態で切断することを可能にしている。このため、例えば、取付管が鉛直下方に延びて本管に接続している場合、樹脂製更生管を、取付管に沿った鉛直下方に延びる姿勢を維持したまま切断することが可能になり、その切断端部の各所の本管内への突出量を均一にすることができる。その結果、止水工程において、例えば切断端部を鍔状のフランジとして成形する場合には、フランジの各所の幅寸法が均一になり、全体に亘って均一な止水性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る更生管の構成例を示す部分斜視図である。
【図２】（ａ）は更生管の内部に挿入される際の更生管切断装置の状態を示す斜視図であり、（ｂ）は更生管の先端部分を切断する際の更生管切断装置の状態を示す斜視図である。
【図３】更生管を取付管内に挿入する工程の概要を示す地中管路の断面図である。
【図４】更生管を取付管内に挿入した状態を示す地中管路接続箇所の部分断面図である。
【図５】拡径した更生管を取付管の内面に密着させた状態を示す地中管路接続箇所の部分断面図である。
【図６】更生管を取付管内で拡径する工程の概要を示す地中管路の断面図である。
【図７】更生管の拡径状態を（ａ）から（ｃ）の順に示す断面図である。
【図８】更生管の内部に更生管切断装置を挿入した状態を示す地中管路接続箇所の部分断面図である。
【図９】切断工程終了時の状態を示す地中管路接続箇所の部分断面図である。
【図１０】更生管の先端部にフランジを成形するに際して、更生管の突出部に加熱成形装置を押し当てた状態を示す地中管路接続箇所の部分断面図である。
【図１１】更生管の先端部に形成したフランジの状態を示す地中管路接続箇所の部分断面図である。
【図１２】変形例における更生管切断装置の斜視図である。
【図１３】従来例における切断工程開始時の状態を示す断面図である。
【図１４】従来例における切断工程終了時の状態を示す断面図である。
【図１５】従来例におけるフランジの形成状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 更生管
２ 本管
８ 取付管
９ 更生管切断装置
９１ 装置本体
９２ 拡径器（位置決め手段）
９７ 位置決め用ピン

Claims (5)

1. 本管に対して接続された取付管を樹脂製更生管によってライニングする方法であって、
   上記樹脂製更生管を取付管の内部に挿入し、この樹脂製更生管の先端部分を本管の内部まで引き込む挿入工程と、
   この挿入工程の後、樹脂製更生管の内部に更生管切断装置を挿入し、この更生管切断装置によって樹脂製更生管の先端部分をその内周側から外周側に向けて切断して除去する切断工程と、
   この切断工程の後、本管の内部に臨む樹脂製更生管の切断端周辺部分を本管の内面に密着させる止水工程とを備えていることを特徴とする取付管のライニング方法。
2. 請求項１記載の取付管のライニング方法において、
   挿入工程時には、樹脂製更生管の断面形状を、取付管への挿入を容易にするように縮小させておき、この挿入工程の後、切断工程に先立って、更生管を形状回復させて取付管の内面に密着させる拡径工程を行うことを特徴とする取付管のライニング方法。
3. 本管に対して接続された取付管を樹脂製更生管によってライニングする際、樹脂製更生管を取付管の内部に挿入して、この樹脂製更生管の先端部分を本管の内部まで引き込んだ後に、その樹脂製更生管の先端部分を切断する更生管切断装置において、
   外周側に向けられた切断刃を有し、樹脂製更生管の内部に挿入された後に、この切断刃が樹脂製更生管の内面に接触して、樹脂製更生管の先端部分をその内側から外側に向けて切断するよう構成されていることを特徴とする更生管切断装置。
4. 請求項３記載の更生管切断装置において、
   位置決め手段を備えており、この位置決め手段は、樹脂製更生管内への装置挿入作業時、この樹脂製更生管内部の所定位置に装置本体が達した際に外周側に拡径して樹脂製更生管の内面に密着することで、切断装置本体を所定位置に位置決めするよう構成されていることを特徴とする更生管切断装置。
5. 請求項３または４記載の更生管切断装置において、
   装置本体から突出する位置決め用ピンが設けられており、この位置決め用ピンの突出寸法は、装置本体が樹脂製更生管内の適切な位置に達した時点で樹脂製更生管内の先端部分に当接するように設定されていることを特徴とする更生管切断装置。

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