JP4044873B2

JP4044873B2 - 下水取付け管の更生工法

Info

Publication number: JP4044873B2
Application number: JP2003175230A
Authority: JP
Inventors: 伸吾中村; 幸弘高野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: JP2005009189A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、老朽化した下水取付け管の内周面に熱可塑性合成樹脂管をライニングして更生する下水取付け管の更生工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ライナー管により下水取付け管を更生する工法としては、例えば、基端が地下埋設の内面硬質チューブライニング付本管に接続され、先端が実質的に地上に開口された枝管内面に硬質チューブライニングを形成するための工法であって、上記枝管部の先端開口よりその内部に、挿入方向の前端側が前栓により閉塞されると共に外径寸法の減じられた硬質チューブを前栓前端が本管内部に到達するまで挿入する工程、枝管内部に挿入の上記硬質チューブの後端開口よりその内部に加熱流体を供給し該チューブを内部より加熱軟化する工程、加熱軟化状態にある上記チューブを内部より加圧して管半径方向に拡管し内面ライニングを形成する工程及び内面ライニングの本管内余端を、該本体内を遠隔操作的に管軸方向に移動される切断装置により切断し除去する工程、を含み、硬質チューブの加熱軟化工程においては、加熱流体としてスチームを用い、該スチームの一部を、生成するドレーンを同伴させつつ、前栓に設けたリターン通孔並びに該通孔の出口側に接続する導出管を介して地上側にリターンさせ排出することを特徴とする埋設管枝管部内面の硬質チューブライニング工法、が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一般的に、ライナー管により老朽した下水取付け管を内張りして更生する方法においては、いずれも、ライナー管を加熱し、内部から圧力をかけてライナー管を拡径するために、ライナー管の先端が封止され、その先端部は下水本管内に突出した状態となっている。従って、ライニング終了後に、下水本管内に突出しているこの封止部を切り取って、下水流路を開く作業がある。
【０００４】
この作業は、上記文献１記載の工法においては、下水本管内を遠隔操作的に管軸方向に移動される切断装置により切断し除去している。しかしながら、この切断装置は、「遠隔操作的にチューブの本管内余端を切断除去できるような構成のものであれば良く、例えば進行方向の前端に、筒状回転カッターを具備するような構成のものを用い得る」、とされている。
【０００５】
しかしながら、上記文献１の方法では、切断刃である筒状回転カッターとして、下水本管のサイズ毎に適合した直径の筒状回転カッターを用意しなければならず、かつその都度カッターの回転中心を下水本管の管軸中心と一致させねばならないという、面倒な作業となっている。
【０００６】
【特許文献１】
特公平６−０１７０６９号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の技術が有する課題を解決し、下水本管の管サイズによらず、切断刃の交換をせずに、下水本管内に突出したライナー管の端部を切断できる切断機を用いた、下水取付け管の更生工法を提供する目的でなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１記載の下水取付け管の更生工法は、集合桝を介して下水本管に接続された老朽化した下水取付け管を内面ライニング工法で更生する下水取付け管の更生工法であって、集合桝から、下水取付け管内に、先端を封止した該下水取付け管より小径の熱可塑性合成樹脂製ライナー管を挿入し、ライナー管を加熱して軟化し、軟化した状態でライナー管を内部から加圧して拡径し、下水取付け管内周面にライナー管を密着させてライニング被覆し、ライニング完了後、回転軸から放射状に突出してコードが設けられ、そのコードの端部に刃が設けられ、回転軸を高速度で回転して該刃を遠心力で外向きに展開させ、刃を管内周壁に接触させることで管を切断する回転コード式カッターを、集合桝からライナー管内に挿入し、下水本管内に突出している上記ライナー管の先端余端部を下水本管内周壁近傍で切断することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の下水取付け管の更生工法の実施例を図面を参照して説明する。図１から図４は本発明の更生工法の実施手順の一例の工程を工程順に概略的に示す断面図である。図５（ａ）及び（ｂ）は本発明に用いられる回転コード式カッターの刃の一例の側面図である。図６は金属製の刃の更に別の一例の側面図である。
【００１０】
本発明が更生の対象とする下水管は、下水本管１及び下水取付け管２等の管路が、（鉄筋）コンクリート管（いわゆるヒューム管）、陶管、ＦＲＰ（繊維強化合成樹脂）管、ＦＲＰＭ（レジンコンクリート）管等、一般的な下水管用材料で構築されている下水道管である。なお、下水取付け管２とは、住宅等から排出される下水を、地下に埋設されている下水本管１に導くために、各下水排出箇所と下水本管１との間に敷設される下水管をいい、通常、各戸毎から排出される個別下水排出管のいくつかが集合する集合桝３から下水本管１接続部までの間の下水管をいう。下水取付け管の材料も下水本管と同様である。
【００１１】
本発明においては、下水取付け管２が下水本管１に接続されている接続部の止水を行い、次いで下水取付け管２をライニング工法により更生する。
即ち、本発明１をその工程毎に説明すると、
図１から図５に示されるように
第１の工程：下水本管１と下水取付け管２との接合部に、下水本管１側から止水用サドル４を取り付ける工程（図１）、
第２の工程：集合桝３側から、下水取付け管２内に、先端を封止した熱可塑性樹脂からなるライナー管５を、封止した先端部が下水本管１内に突出するまで挿入する工程（図２）、
第３の工程：ライナー管５の他方の末端から高温の水蒸気を吹き込んでライナー管５を加熱軟化し、水蒸気又は圧縮空気によりライナー管５を半径方向に拡径し下水取付け管２内周面にライニングする工程（図３）、
第４の工程：圧縮空気によりライナー管５を冷却して形状を固定し、下水本管１内に突出しているライナー管５の先端余端部を、回転コード式カッターにより切断し除去する工程（図４）、
の４つの工程で構成される、下水取付け管２の更生方法である。
【００１２】
工程１から工程３までは、従来一般的に行われる、ライニング工法による下水取付け管の更生工法と同じ手順である。
即ち、第１の工程において用いられる止水用サドル４は、下水本管１の内周面に沿った鞍型形状の鍔部４１と、鍔部４１のほぼ中央位置に、下水本管１に接続された下水取付け管２の内部に挿入される分岐管４２部が鍔部４１の背側に突出して設けられた構成とされている。止水用サドル４は、耐食性又は耐水性に優れた材料が用いられ、通常、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ＦＲＰ、等の合成樹脂類が用いられる。
【００１３】
止水用サドル４の鍔部４１の背部に、鍔部４１が下水本管１に取り付けられた場合に、鍔部４１背部から下水本管１内への浸入水の止水を行う為の止水材（図示せず。）が貼付される、止水材としては、ゴム弾性を有し且つ変形追随性に優れた止水用のゴムであれば特に限定されないが、例えば一例として、未架橋ブチルゴム等が用いられる。
【００１４】
又、分岐管４２部には、その内周面に少なくとも１本以上の内周面止水リング（図示せず。）が装着され、ライニングに用いられる管（以降、ライナー管５という。）が拡径されてライニングされた時に、この内周面止水リングが押圧されて、ライナー管５外側から止水用サドル４内への浸入水を止水する。内周面止水リングは、止水用に用いられる一般的なゴムであれば良いが、水膨張性ゴムであれば、止水効果が高くなるのでより望ましい。
【００１５】
分岐管４２の外周面は特に何もなくても良いが、水膨張性ゴム、不織布に含浸させた液状の水膨張性ゴム又は未架橋ブチルゴム等からなる外周面止水リング（図示せず。）等が装着されていても良い。このようにすると、より確実に浸入水の止水が可能となる。
【００１６】
止水リングは、通常のゴムリングでも良いが、水を吸収して膨張する性質を有するものであればより止水効果がよくなるのでそのようにされることが望ましい。例えば一例として、水膨張性ゴム、不織布等の基材に含浸させた液状の水膨張性ゴム等や未架橋ブチルゴム等が挙げられる。
【００１７】
止水用サドル４を下水本管１内周面に取り付ける方法としては、例えば一例として、鍔部４１背側に未架橋ブチルゴムを貼付し、これを下水本管１内周面に押圧して未架橋ブチルゴムを介して接着し、かつ鍔部４１背部と下水本管１との止水を行う方法がある。この時、耐水性接着剤を併用して下水管内壁と鍔部４１背側とを接着しても良い。
【００１８】
この時、下水本管１の止水用サドル４取付け面は、ブチルゴムと下水本管１内周面との密着性を確保するために、土砂、水垢、油分等を除去し、清浄な状態にしておかねばならない。そのため、その取付け面は高温高圧の水蒸気で洗浄されると良い。高温高圧の水蒸気は、高圧水と比較して油分の溶解性に優れており、殆どの汚染物を除去できることに加え、洗浄後の下水管表面は高温になっており、洗浄後余分な水分が洗浄面に残存しても蒸発してしまい、表面が乾燥した状態となる。従って、下水本管１内周面と止水用サドル４とは、確実に密着し止水できる。
【００１９】
洗浄に用いられる高温の水蒸気は、水蒸気発生器（図示せず。）を準備してこれを用いて発生させる。また、ライナー管５として、管軸方向に沿って半径方向に押し潰され、略Ｕ字形断面形状に変形された硬質塩化ビニル樹脂管を用いる場合は、ライナー管５の加熱及び拡径用の蒸気発生器から供給される水蒸気をそのまま使用すれば良い。
【００２０】
分岐管４２部は下水取付け管２内に挿入される。この時、分岐管４２外周面には止水ゴムが装着されているので、下水取付け管２の老朽化した箇所から漏れ込んでくる水は、この止水ゴムで、止水用サドル４内に浸水することが防止される。勿論、耐水性接着剤を併用して下水取付け管２内壁と分岐管４２外周面とを接着するようにしても良い。
【００２１】
第２の工程においては、ライナー管５は、硬質塩化ビニル樹脂管であり、加熱して軟化させた後内側から加圧することで円形を保ったまま半径方向に拡径し、下水取付け管２内周面に密着する。
【００２２】
従って、ライナー管５は、下水取付け管２内周面に密着するだけ大きさまで拡径できなければならず、通常、その外径寸法は、下水取付け管２外径より細くかつ下水取付け管２外径の約５０％以上とされる。
【００２３】
ライナー管５は、高温の水蒸気により加熱軟化され、軟化された状態で高圧の水蒸気又は圧縮空気により内側から加圧されるので、圧力が逃げないようにその先端部が封止される。封止方法としては、例えば一例として、ライナー管５の先端部のみを加熱軟化させ、軟化した状態で圧着する方法などが挙げられる。
【００２４】
先端部が封止されたライナー管５は、封止された端部を先頭にして、集合桝３から下水取付け管２内に挿入される。勿論、下水本管１側から下水取付け管２内に挿入することも可能ではあるが、他所にある下水人孔（図示せず。）から下水本管１内にライナー管５を入れ、そこからを該当下水取付け管２の箇所まで運搬して来なければならないことに加え、蒸気や圧縮空気等の供給路が長距離となり、あまり実用的ではない。
【００２５】
第３の工程においては、ライナー管５の集合桝３側の開口末端から、高温の水蒸気を吹き込んでライナー管５を加熱し軟化する。集合桝３側からライナー管５の内部に水蒸気供給チューブ７を挿入し、水蒸気噴出ノズル６から高温の水蒸気を噴出しつつ、水蒸気噴出ノズルが下水本管１内に到達するまでライナー管５内部から管壁が軟化する温度以上となるように加熱する。
【００２６】
加熱温度は、樹脂が軟化する温度より低過ぎると、内部から加圧してもライナー管５が拡径しないか拡径に要する圧力が高くなり過ぎ、樹脂の延びが低下し拡径時に破れることがある。温度が高すぎると蒸気圧で拡径してしまう。また、加熱用の水蒸気を高温にするために燃料が多くかかり不経済となる。従って、通常は、用いられる熱可塑性樹脂の二次転移温度〜二次転移温度＋６０℃程度の温度とされる。
【００２７】
加熱源は、本例では高温の水蒸気で説明したが、他の流体、例えば熱水、高温オイル、高温空気などであっても構わないことはいうまでもない。但し、ライナー管５としてＵ形ライナー管を用いる場合は、高温高圧の水蒸気が用いられる。
【００２８】
加熱されて軟化したライナー管５は、その内部に水蒸気又は圧縮空気等の加圧用媒体を供給して内側から半径方向に拡径し、下水取付け管２内周面に密接されライニングする。
【００２９】
第４の工程においては、ライニングが完了し、圧縮空気等によりライナー管５を冷却し形状を固定する。ライナー管５が充分に冷却されてその形状が安定するまでの間は、ライナー管５内部の加圧圧力が下がらないようにされる。樹脂温度が軟化温度以上である時に加圧圧力が下がれば、下水取付け管２内周面に強く押圧されているライナー管５の押圧力が低下し、ライナー管５と下水取付け管２との密着が不十分になる恐れがある。
【００３０】
冷却が完了し、ライナー管５の形状が安定したら、下水本管１内に突出し風船状に膨張しているライナー管５の先端余端部を、回転コード式カッター８で切断する。
【００３１】
図５は用いられる回転コード式カッター８の一例の外観側面図である。回転コード式カッター８は、本体内に格納された回転駆動装置９の回転軸１０に、回転軸１０から放射状に突出してコード１１が設けられ、そのコード１１の端部に金属製の刃１２が設けられ、回転軸１０を高速度で回転して該刃１２を遠心力で外向きに展開させ、刃１２をライナー管５の内周壁に接触させることでライナー管５の余端を切断する回転コード式カッター８である。
【００３２】
このカッター８は、市販の、いわゆるコードカッター式刈払い機と類似したカッターであり、刃が合成樹脂繊維からコード１１に取付けられた金属製の刃１２に代わり、操作用支持支柱がガイド索１４に代わったものと考えれば良い。但し、刃とはライナー管５を切断できる機能を有するものを言うのであって、ナイフ状の刃のみならず、鋸状や鑢状のものであっても構わない。
【００３３】
刃１２を構成する金属は、刃１２が回転してライナー管５に接触した場合に、ライナー管５を切断可能なものであれば良く特に限定されないが、例えば一例として、鋼、ステンレススチール鋼、モリブデン鋼等のいわゆる刃物用金属等が挙げられる。
【００３４】
コード１１は、遠心力により回転軸１０を中心にして放射状に展開し得る柔軟さを有している必要がある。且つ、ライナー管５内周面に接触してこれを切断するために、ライナー管５に接触する箇所に刃１２が来るようにされていなければならない。
【００３５】
図５は刃１２の一例である。図５（ａ）はコード１１が金属製とされその全体が刃１２であるものの一例の外観図、図５（ｂ）は柔軟な紐状コード１１の先端に小型の金属製の刃１２が設けられたものの一例の側面図、図５（ｃ）は、金属製コードと回転軸とがバネで連結されているものの一例である。
【００３６】
上記のいずれのコード１１も、遠心力により回転軸１０を中心にして放射状に展開し得る柔軟さを有し、かつ遠心力によりコード１１自体が切れてしまってはならない。即ち、図５（ａ）の場合であればコード１１自体が金属線で構成されるが、その太さは金属の種類によって適宜決められる。また、図５（ｂ）の場合であれば、コード１１として、綿等の天然繊維や、延伸ポリエチレン繊維、延伸ポリエステル繊維等の合成繊維等からなる紐が挙げられ、この紐の先端に金属製の刃１２が取り付けられれば良い。図５（ｃ）の場合であれば、コード１１及びバネはいずれも金属線で構成されるものである。
【００３７】
図７に、先端部の刃１２の形状の別の例を示す。図７（ａ）は先が細い錐形状の表面に鑢等が設けられているもの、図７（ｂ）は球形状の表面に鑢等が設けられているもの等であっても良い。
【００３８】
なお、本発明において用いられるカッター８は、その刃１２が回転により遠心力によって回転軸から展開される構造であれば良いのであるから、例えば図６に示すような構造のものであっても構わない。図６（ａ）は回転軸１０と屈曲自在に接続された取り付け部を有する幅が狭い板状刃１２とされたものの一例であって、刃が展開している状態を示す側面図、図６（ｂ）はその回転していない状態の側面図である。この場合では、幅狭で平板状の刃１２が屈曲自在なヒンジ１３等で回転軸１０に取り付けられ、非回転時は、重力により折り曲がった状態となっている。若しくは、弱いバネ等で、回転軸１０に沿って折り畳まれる（図示せず。）ようにされていても良い。いずれの場合でも、回転軸１０が回転すれば遠心力で刃１２の先が回転軸１０から遠ざかるように展開し、その刃先がライナー管５の内周面に当たってライナー管５を切断する。
【００３９】
展開したときの切断刃１２の見かけの最大外径は、ライナー管５の外径以上とされる。最大外径より大であれば、回転したときに、コード１１が最大外径に展開するまでに刃１２の先がライナー管５に接触し切断してしまう。
【００４０】
見かけ最大外径は、ライナー管５よりも小さくされていても良い。この場合であれば、カッター８を使用する際には、コード１１が最大外径に展開した後に、カッター８本体をライナー管５の内周面に向かって移動し、刃１２の先をライナー管５の内周面に接触させてその箇所を切断し、順次切断箇所を移動させて全周を切断するようにする。
【００４１】
コード１１と回転軸１０との固定方法は特に限定されず、例えば一例として、回転軸１０にコード取り付け具を設け、コード１１に貫通孔を開けてこの孔にボルト等を通し、取り付け具に止める方法など、一般的な方法であれば良い。
【００４２】
回転駆動装置９は、電動モーター、圧縮空気、液状流体等をブレードに吹き付けてタービンを回転させるによって回転するものであれば良い。
【００４３】
回転コード式カッター８は、鋼線等からなるガイド索１４の先端に取り付けられる。ガイド索１４の先端には、回転コード式カッター８の動きや到達位置を知るためのＴＶカメラ等やファイバースコープ等（図示せず。）が取り付けられる場合もある。これらに付属して用いられるケーブルやカッター用の動力用ケーブル又は耐圧ホース等（いずれも図示せず。）はいずれもガイド索１４に沿って配置される。
【００４４】
このカッター８は、ライナー管５の冷却が終わった後、集合桝３側の一端が開封されて、その解放口からライナー管５内に、コード１１を先頭にして挿入される。挿入位置は、上記ＴＶカメラやファイバースコープによって確認され、下水本管１内に突出してあたかも風船状に膨張しているライナー管５の先端余端部まで到達したら、回転駆動装置９で回転軸１０を回転させ、コード１１を展開する。
【００４５】
ＴＶカメラやファイバースコープは、ライナー管５内でのカッター８位置を確認する場合に用いられ、カッター８位置を見ながらカッター８を移動させ、コード１１の展開された刃１２の先をライナー管５の内周面に当てて切断し、内周面を一周して切断を完了する。
【００４６】
なお、集合桝３側の余端は、通常の鋸やカッター等で切断されれば良く、切断時に発生するライナー管５と集合桝３との当接面には、例えば耐水性接着剤等（図示せず。）を充填して漏水を防止しておく。
【００４７】
【発明の効果】
以上の通りであるから、本発明の下水取付け管の更生工法は、下水本管の管サイズによらず、切断刃の交換をせずに、下水本管内に突出したライナー管の端部を切断できる切断機を用いた下水取付け管の更生工法となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の更生工法の実施手順の第１の工程を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の更生工法の実施手順の第２の工程を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の更生工法の実施手順の第３の工程を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の更生工法の実施手順の第４の工程を概略的に示す断面図である。
【図５】（ａ）回転コード式カッターの刃の一例の側面図である。
（ｂ）回転コード式カッターの刃の別の一例の側面図である。
（ｃ）回転コード式カッターの刃の更に別の一例の側面図である。
【図６】金属製の刃の更に別の一例の側面図である。
【図７】（ａ）錐形状の表面に鑢等が設けられている刃の一例の側面図である。
（ｂ）球形状の表面に鑢等が設けられている刃の一例の側面図である。
【符号の説明】
１下水本管
２下水取付け管
３集合桝
４止水用サドル
４１鞍型鍔部
４２分岐管
５ライナー管
６水蒸気噴出ノズル
７水蒸気供給チューブ
８回転コード式カッター
９駆動装置
１０回転軸
１１コード
１２金属製刃
１３ヒンジ
１４ガイド索

Claims

集合桝を介して下水本管に接続された老朽化した下水取付け管を内面ライニング工法で更生する下水取付け管の更生工法であって、
集合桝から、下水取付け管内に、先端を封止した該下水取付け管より小径の熱可塑性合成樹脂製ライナー管を挿入し、
ライナー管を加熱して軟化し、
軟化した状態でライナー管を内部から加圧して拡径し、
下水取付け管内周面にライナー管を密着させてライニング被覆し、
ライニング完了後、
回転軸から放射状に突出してコードが設けられ、そのコードの端部に刃が設けられ、回転軸を高速度で回転して該刃を遠心力で外向きに展開させ、刃を管内周壁に接触させることで管を切断する回転コード式カッターを、
集合桝からライナー管内に挿入し、
下水本管内に突出している上記ライナー管の先端余端部を下水本管内周壁近傍で切断する
ことを特徴とする下水取付け管の更生工法。