JP4033335B2 - 既設管路の補修部材および補修構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道管路等の既設管路の補修部材および補修構造に関し、更に詳しくは、特に劣化の進んだ大口径の既設管路を更生すべく、その管路内に搬入した補強部材を用いて管路内面を補修する補修部材および補修構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
老朽化した下水道管路等の既設管路の補修方法として、既設管路の内面を内張り材（内面部材）で全面的に覆う方法が知られている。このような補修方法として、特に管路内に人が入って作業可能な大口径管の補修に関し、本出願人らは既に、特開２００１−３１１３８７号において、既設管を充分に補強でき、また補修時に支保工を必要としない補修方法並びにその方法により得られる管路の補修構造について提案している。また、その既設管路補修に用いる内張り材（内面部材）に関して、特願２００１−１０８９４０号において、管路の補修長が長く、内面部材の必要長が長い場合でも、その製造上の問題や輸送上の問題を解決することのできる管路の内張り構造について提案を行っている。
【０００３】
図５から図１０は、特開２００１−３１１３８７号の提案に係る従来の既設管路の補修方法とその構造を示した模式図である。この既設管路の補修方法は、高剛性材料（例えば鋼等）からなる中空骨組み状の補強体を既設管路内において組み立て、この補強体の内側に樹脂あるいは金属等からなる内張り材（内面部材）を取り付けた後、これら内張り材と管路内面とで形成される空間に硬化性充填材（裏込め材）を充填するものである。
【０００４】
図５は、既設管の径方向に沿って切断した断面図（以下、この方向への断面図を横断面図と称する）であり、図６は、既設管の筒長方向に沿って切断した断面図（以下、この方向への断面図を縦断面図と称する）である。図５に示すように、この補修方法は、先ず既設管１０の内部に、管路内面１０ａに略沿った形状のリング状補強部材１を組み立てる。このリング状補強部材１は、マンホール等から搬入した複数の分割補強部材２（この例においては、３個の分割補強部材）を結合部材３によって相互に結合して、全体として管路内面１０ａに略沿ったリング状に組み立てられる。この分割補強部材２の径方向内側には、後述する嵌合部材２１を嵌め込むための複数の嵌合用凹部２ａが、周方向に等間隔に形成されているとともに、その外縁には周方向に一様に連続する凹凸２ｂが形成されている。また、この分割補強部材２および結合部材３には、筒長方向に貫通する貫通孔２ｃおよび３ｃがそれぞれ周方向に一定の間隔で形成されており、複数のリング状補強部材１が形成された段階で、図６に示すように、パイプ材４ａとボルト４ｂおよびナット４ｃからなる連結部材４によって、これらのリング状補強部材１を既設管の筒長方向に一定の間隔で連結・一体化し、全体として中空骨組み状の補強体とされる。
【０００５】
次に、図７に横断面図を示すように、弧状補部材２の嵌合用凹部２ａのそれぞれに、長尺の嵌合部材２１を既設管１０の筒長方向に沿って互いに平行に取り付ける。その後、図８に横断面図を、図９には図８のＸ−Ｘ線矢視断面図をそれぞれ示すように、各嵌合部材２１を介してリング状補強部材１の内側に、内面部材２２が取り付けられることとなる。この例における内面部材２２は、既設管１０の筒長方向に沿った断面略コの字状の長尺体であり、上記の嵌合部材２１と同様に、例えば既設管１０のマンホール〜マンホール間の長さを有している。
【０００６】
次に、図１０に示す横断面図のように、この内面部材２２と管路内面１０ａとの間の空隙に硬化性充填材２３が注入される。硬化性充填材２３の材料としては、例えばセメントミルク、モルタル、コンクリート等のセメント系材料、あるいは不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などが用いられる。この注入された硬化性充填材２３は、リング状補強部材１ごとに筒長方向に区切られた空隙の区画を既設管の底部側から充填しながら、分割補強部材２の凹凸２ｂによって形成されたすき間、あるいは分割補強部材２と管路内面１０ａとのすき間等から、次の空隙区画へと順次流れ込んで行くこととなる。
【０００７】
この既設管路の補修方法は、継ぎ目のない水密構造が得やすく、中空骨組み状補強体の強度を十分なものとできる結果、硬化性充填材（裏込め材）として、流動性が良好で安価な材料、例えば水分比率の大きいモルタル等を選択することができるという特徴を持つ。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような既設管路の補修構造において、硬化性充填材の注入時に、既設管１０の底部近傍で、内面部材２２と管路内面１０ａとの間に既設管内の滞留水や空気が噛み込んでしまい、硬化性充填材２３の未充填部位が形成されてしまうことがあった。この未充填部位Ｒは、図１１に既設管１０底部近傍の拡大図を示すように、分割補強部材２の径方向内縁と内面部材２２とが接する部位の近傍（図示網線部分）において発生する可能性があり、万一この未充填部位が形成されてしまった場合、既設管路の補修を構造上不完全なものとしてしまう恐れがある。特に、底面が直線状である馬蹄形管や矩形管（ボックスカルバート）等においては、未充填部位Ｒの形成が著しかった。
【０００９】
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、硬化性充填材の未充填部位を形成することのない既設管路の補修部材および補修構造を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、既設管路内に複数の分割補強部材を用いて当該管路内面に沿ったリング状補強部材を組み立て、そのリング状補強部材を既設管路筒長方向に複数個配置して、前記各分割補強部材に設けられた既設管路筒長方向の貫通孔に、連結部材を挿通させて相互に一体化することにより、既設管路内面に略沿った中空骨組み状の補強体を構築するとともに、その補強体の内側に複数の内面部材を取り付けて、既設管路内面の筒長方向に沿った筒状に組み立てた後、内面部材と既設管路内面との間の空隙内に硬化性充填材を注入する既設管路の補修に使用される補修部材において、前記各分割補強部材の内縁に、前記内面部材に接するようにして既設管路筒長方向両側の空間を連通させる切り込みが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、既設管路の内面とこれを覆う内面部材との間の空隙内に設置されるリング状補強部材の内縁に、硬化性充填材を管路筒長方向に通過させる切り込みを設け、既設管内の滞留水や空気の逃げ道を確保することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１２】
すなわち、請求項１に係る発明によれば、リング状補強部材の構築に用いられる分割補強部材の内縁に、該分割補強部材に設けられた貫通孔とは異なる、既設管路筒長方向両側の空間を連通させる切り込みを形成することにより、この分割補強部材と内面部材との間に管路筒長方向に連続するすき間が形成される。このすき間によって、既設管路の底部近傍に設置された分割補強部材であっても、硬化性充填材の注入によって押し出されてきた滞留水や空気の通り道が確保され、これらを管路筒長方向へ逃がすことができる。従って、本発明の既設管路の補修部材は、硬化性充填材の管路筒長方向の流動をスムーズにし、硬化性充填材の未充填部位の発生を防止することができる。
【００１３】
ここで、分割補強部材の構造として、前記切り込みが、前記連結部材により前記リング状補強部材を一体化する際に用いられる「既設管路筒長方向の貫通孔」に連通している構造（請求項２）を好適に採用することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、分割補強部材の切り込みを貫通孔と同時に形成することができ、分割補強部材の形状加工を簡略化することができる。特に、この形状加工にレーザー加工を用いた場合、従来、別の工程で行っていた分割補強部材の輪郭を形成する加工と、貫通孔を形成する加工とを、いわゆる一筆書きの要領で同時に行うことができるようになり、分割補強部材の加工費を削減することできる。また、この切り込みによって開環する貫通孔の開環部位の幅は、この貫通孔に挿通される連結部材が抜け落ちることがないように、連結部材の幅よりも狭く形成することが望ましい。このような構造により、リング状補強部材を組み立てる時の手間を増やすことなく、分割補強部材の加工費を削減でき、ひいては既設管路の補修構造全体としてのコストの低減を達成することが可能になる。
【００１５】
一方、請求項３に記載の発明は、複数の分割補強部材を既設管路内面に沿うように組み立ててなるリング状補強部材が、既設管路筒長方向に複数個配置され、その各リング状補強部材が、前記各分割補強部材に設けられた既設管路筒長方向の貫通孔に挿通された連結部材により相互に一体化されて、中空骨組み状の補強体が構築され、その補強体の内側に取り付けられた複数の内面部材と既設管路内面との間の空隙内に、硬化性充填材が充填されてなる既設管路の補修構造であって、前記各分割補強部材の内縁に、前記内面部材に接するようにして既設管路筒長方向両側の空間を連通させる切り込みが形成され、これら切り込みにも、前記硬化性充填材が充填されていることを特徴とする
【００１６】
すなわち、請求項３に係る発明によれば、リング状補強部材の組み立てに、請求項１または２に記載の「切り込み」が形成された分割補強部材を使用することによって、既設管路の底部近傍においても、硬化性充填材の注入によって押し出されてきた滞留水や空気を管路筒長方向へ逃がすことができ、硬化性充填材を空隙内にすき間無く充填することができる。また、この分割補強部材の切り込みの間に、硬化性充填材が入り込んだ状態で硬化するため、硬化性充填材とリング状補強部材とはアンカー効果により相互の結合力が大きくなり、補修構造のより安定した強度を得ることができる。
【００１７】
また、前記既設管路の補修構造においては、前記分割補強部材の切り込みが、前記連結部材を挿通させる貫通孔に連通して形成され、これら切り込みと貫通孔にも、前記硬化性充填材が充填されている構成（請求項４）を好適に採用することができる。
また、前記内面部材が、前記リング状補強部材の内側に装着された複数の嵌合部材を介して、前記補強体に取り付けられている構成（請求項５）としても良い。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、請求項２に記載の発明と同様、リング状補強部材を組み立てる時の手間を増やすことなく、分割補強部材の加工費を削減でき、ひいては既設管路の補修構造全体としてのコストの低減を達成することが可能になる。
請求項５に係る発明によれば、内面部材を剛体であるリング状補強部材に対して直接嵌合させる場合に比して、この補強部材と内面部材との嵌合部分の寸法に余裕を持たすことができ、施工性が向上する。また、内面部材の材質を管路に要求される機能に合わせて選定する自由度が向上する。更に、継ぎ目の無い水密構造を得やすいという利点もある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、この実施の形態における既設管路補修用のリング状補強部材が、既設管路内に組み立てられた状態を示す横断面図であり、図２は、そのＰ部拡大図である。また、図３は、本実施の形態における既設管路の底部近傍の補修構造を示す要部拡大図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
【００２０】
この既設管路の補修方法も、基本的には従来例と同様、高剛性材料（例えば鋼等）からなる中空骨組み状の補強体を既設管路内において組み立て、この補強体の内側に樹脂あるいは金属等からなる内張り材（内面部材）を取り付けた後、これら内張り材と管路内面とで形成される空間に硬化性充填材（裏込め材）を充填したものである。図１の横断面図に示すように、この補修方法も、先ず既設管１０の内部に、管路内面１０ａに略沿った形状のリング状補強部材１を組み立てる。このリング状補強部材１は、マンホール等から搬入した複数の分割補強部材２を結合部材３によって相互に結合して、全体として管路内面１０ａに略沿ったリング状に組み立てたものである。
【００２１】
この分割補強部材２の径方向内側には、後述する嵌合部材２１を嵌め込むための複数の嵌合用凹部２ａが、周方向に等間隔に形成されているとともに、その外縁には周方向に一様に連続する凹凸２ｂが形成されている。また、この分割補強部材２および結合部材３には、筒長方向に貫通する貫通孔２ｃおよび３ｃがそれぞれ周方向に一定の間隔で形成されており、これらの貫通孔２ｃ，３ｃを略一致させた状態でリング状補強部材１が組み立てられる。
【００２２】
その後、本実施の形態におけるリング状補強部材１も、図６に示す従来例と同様の方法により、複数のリング状補強部材１が形成された段階で、パイプ材４ａとボルト４ｂおよびナット４ｃからなる連結部材４によって、これらのリング状補強部材１を既設管の筒長方向に一定の間隔で連結・一体化し、全体として中空骨組み状の補強体が構築される。また、弧状補部材２の嵌合用凹部２ａのそれぞれには、図７から図９に示す従来例と同様の方法で、長尺の嵌合部材２１が既設管１０の筒長方向に沿って互いに平行に取り付けられ、これら各嵌合部材２１を介して、リング状補強部材１の内側に長尺の内面部材２２が取り付けられることとなる。
【００２３】
本実施の形態におけるリング状補強部材１の特徴は、図２に示すように、分割補強部材２の径方向内縁に、各貫通孔２ｃに連通する切り込み２ｄ，２ｄ，・・・が形成されている点である。これらの切り込み２ｄは、各貫通孔２ｃに挿通される各連結部材４の脱落を防止するため、それぞれの貫通孔２ｃの開環部位２ｆの幅が、連結部材４の幅より小さくなるように形成されている。この構造により、分割補強部材２に嵌合部材２１と内面部材２２とが取り付けられた場合でも、図３のように、内面部材２２に接する分割補強部材２の内縁近傍に、既設管路筒長方向両側の空間を連通させるすき間Ｓが形成される。
【００２４】
ここで、従来例である図１０と同様に、内面部材２２と管路内面１０ａとの間の空隙に硬化性充填材２３が注入された場合、この硬化性充填材２３は、上述のすき間Ｓおよび分割補強部材２外縁の凹凸２ｂによって形成されたすき間、あるいは分割補強部材２と管路内面１０ａとのすき間等から、リング状補強部材１ごとに筒長方向に区切られた空隙の区画を既設管の底部側から充填しながら、次の空隙区画へと順次流れ込んで行くこととなる。
【００２５】
この硬化性充填材２３の注入時において、特に注目すべき点は、図３のように、既設管路１０の底部近傍に設置された分割補強部材２であっても、筒長方向に連続するすき間Ｓによって、硬化性充填材２３の管路筒長方向の流動がスムーズに維持される点である。このような既設管路の補修構造は、長尺の内面部材２２が、同じく長尺の嵌合部材２１を介してリング状補強部材に取り付けられているため、継ぎ目の無い水密構造が特徴である。そのため、管内に残った滞留水や空気も、この内面部材２２と既設管内面１０ａとの間に密閉された状態となってしまう。しかしながら、本実施の形態における既設管路の補修構造は、この筒長方向に連続するすき間Ｓによって、硬化性充填材２３の注入によって押し出されてきた管内の滞留水や空気が、管路筒長方向へ容易に移動することができるため、硬化性充填材２３の未充填部位の発生を未然に防止することが可能となる。
【００２６】
また、この切り込み２ｄは、硬化性充填材２３が入り込んだ状態で硬化するため、アンカー効果により硬化性充填材２３とリング状補強部材１との相互の結合力を高める効果を奏することもできる。
【００２７】
なお、以上の実施の形態においては、円筒状の既設管１０の補修に本発明を適用した例を説明したが、本発明の分割補強部材２は、底面が直線状で底部近傍に硬化性充填材の未充填部位が生じる可能性の高い馬蹄形管や矩形管（ボックスカルバート）等の既設管の補修に採用すれば、更に高い効果を発揮でき得ることは言うまでもない。
【００２８】
また、以上の実施の形態で用いた分割補強部材２の形状加工方法は、特に限定されるものではないが、この加工にレーザー加工を用いた場合、従来、別の工程で行っていた分割補強部材２の輪郭を形成する加工と、貫通孔２ｃを形成する加工とを、同時に行うことができるようになり、好適である。そして、分割補強部材２に形成される切り込み２ｄの形状も、この例に限定されることなく、図４に示すようなテーパー状の切り込み２ｅ，２ｅ，・・・や、その他の形状を採用しても良い。
【００２９】
また更に、分割補強部材２の結合に使用される結合部材３も、既設管路１０の底部近傍に設置される場合も考えられるため、分割補強部材２と同様の切り込みを形成しておくことが望ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、既設管路の補修に本発明の分割補強部材を用いることにより、既設管路の底部近傍においても、硬化性充填材の注入によって押し出されてきた滞留水や空気の通り道が確保され、硬化性充填材の未充填部位の発生を防止することができる。
【００３１】
また、この分割補強部材の切り込みは、補強体と硬化性充填材の相互の結合力を高め、より安定した強度の補修構造を得ることができる。
【００３２】
そして、分割補強部材の構造として、この切り込みが貫通孔に連通している構造を採用することにより、従来、別の工程で行っていた補強部材の輪郭を形成する加工と、貫通孔を形成する加工とを同時に行うことができるようになり、補強部材の加工費の削減効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における既設管路の補修方法を示す説明図で、既設管１０の内部にリング状補強部材１を組み立てた状態を示す横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における分割補強部材２の切り込み形状を示す図１のＰ部拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態における既設管１０の底部近傍の補修構造を示す要部拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態における分割補強部材２の別の切り込み形状を示す要部拡大図である。
【図５】従来の既設管路の補修方法を示す説明図で、既設管１０の内部にリング状補強部材１を組み立てた状態を示す横断面図である。
【図６】従来の既設管路の補修方法を示す説明図で、リング状補強部材１を連結部材４によって筒長方向に一体化した状態を示す縦断面図である。
【図７】従来の既設管路の補修方法を示す説明図で、リング状補強部材１に嵌合部材２１を取り付けた状態を示す横断面図である。
【図８】従来の既設管路の補修方法を示す説明図で、嵌合部材２１に内面部材２２を取り付けた状態を示す横断面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図１０】従来の既設管路の補修構造を示す横断面図である。
【図１１】従来の既設管路の補修構造を示す既設管１０底部近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１ リング状補強部材
２ 分割補強部材
２ａ 嵌合用凹部
２ｂ 凹凸
２ｃ 貫通孔
２ｄ，２ｅ 切り込み
２ｆ 開環部位
３ 結合部材
３ｃ 貫通孔
４ 連結部材
４ａ パイプ材
４ｂ ボルト
４ｃ ナット
１０ 既設管
１０ａ 管路内面
２１ 嵌合部材
２２ 内面部材
２３ 硬化性充填材
Ｒ 未充填部位
Ｓ すき間

Claims (5)

1. 既設管路内に複数の分割補強部材を用いて当該管路内面に沿ったリング状補強部材を組み立て、そのリング状補強部材を既設管路筒長方向に複数個配置して、前記各分割補強部材に設けられた既設管路筒長方向の貫通孔に、連結部材を挿通させて相互に一体化することにより、既設管路内面に略沿った中空骨組み状の補強体を構築するとともに、その補強体の内側に複数の内面部材を取り付けて、既設管路内面の筒長方向に沿った筒状に組み立てた後、内面部材と既設管路内面との間の空隙内に硬化性充填材を注入する既設管路の補修に使用される補修部材において、
   前記各分割補強部材の内縁に、前記内面部材に接するようにして既設管路筒長方向両側の空間を連通させる切り込みが形成されていることを特徴とする既設管路の補修部材。
2. 前記切り込みが、前記連結部材を挿通させる貫通孔に連通して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の既設管路の補修部材。
3. 複数の分割補強部材を既設管路内面に沿うように組み立ててなるリング状補強部材が、既設管路筒長方向に複数個配置され、その各リング状補強部材が、前記各分割補強部材に設けられた既設管路筒長方向の貫通孔に挿通された連結部材により相互に一体化されて、中空骨組み状の補強体が構築され、その補強体の内側に取り付けられた複数の内面部材と既設管路内面との間の空隙内に、硬化性充填材が充填されてなる既設管路の補修構造であって、
   前記各分割補強部材の内縁に、前記内面部材に接するようにして既設管路筒長方向両側の空間を連通させる切り込みが形成され、これら切り込みに前記硬化性充填材が充填されていることを特徴とする既設管路の補修構造。
4. 前記分割補強部材の切り込みが、前記連結部材を挿通させる貫通孔に連通して形成されているとともに、これら切り込みと貫通孔に前記硬化性充填材が充填されていることを特徴とする請求項３に記載の既設管路の補修構造。
5. 前記内面部材が、前記リング状補強部材の内側に装着された複数の嵌合部材を介して、前記補強体に取り付けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の既設管路の補修構造。

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