JP4146191B2

JP4146191B2 - 耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管

Info

Publication number: JP4146191B2
Application number: JP2002244985A
Authority: JP
Inventors: 眞金氏; 達也岡本
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-08-26
Also published as: JP2004084750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、劣化した既設の下水管きょの更生に使用する耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
劣化した既設の下水管きょの更生工法には、例えば、既設管きょの残存強度に期待する複合管方式と、既設管きょの残存強度を全く期待しない自立管方式とがある。
【０００３】
複合管方式は、（１）既設管きょの内面に耐蝕性材料からなる管体を挿入する、（２）耐蝕性材料からなる帯体を巻き回して管体を形成して既設管きょ内に挿入する、（３）耐蝕性材料からなる帯体を既設管きょ内において巻き回して管体を形成する、（４）耐蝕性材料からなる帯体を既設管きょの管軸方向に並べて管体を形成する、などの方法によって既設管きょの内側にそれ自体高い強度を有していないが耐蝕性効果の優れた管体（耐蝕性管体）を挿入、または形成し、既設管きょと耐蝕性管体との間にモルタルまたはグラウトを充填して既設管きょと一体とする方式である。
【０００４】
このような複合管方式では、前記のように既設管きょが一定の残存強度を有していることが前提条件となるが、次に述べる理由により一般に既設の下水管きょのコンクリート管体はかなりの劣化が進行している場合がほとんどであり、また、既存の管体の残存強度を詳細に調査することも困難である。さらに、複合管の強度確認も困難である。
【０００５】
すなわち、下水管きょにおいて、コンクリート管体が腐食するメカニズムは、下記の４つの段階を経て起こっていると考えられている。まず、硫酸塩還元細菌の働きによって下水中の硫酸塩から硫化水素が生成され（第１段階）、これが気中に放散されて気相部の管きょ内壁の結露に溶け込み（第２段階）、そこで硫黄酸化細菌の働きによって硫酸が生成され（第３段階）、この硫酸によって管きょ気相部のコンクリートが腐食する（第４段階）。
【０００６】
前記の第３段階で生成される硫酸は強酸であるため、大量の硫化水素が発生する環境でのコンクリート腐食は極めて急速に進行する。特に、分流方式の汚水幹線では常時大量の汚水が流下しているばかりでなく、管きょがほぼ密閉状態にあるため発生した硫化水素が充満して高濃度になる環境にあり、必然的にコンクリート腐食の進行が速いだけでなく、管体の腐食状況を調査することすら容易ではない。
【０００７】
したがって、硫化水素に起因するコンクリート管体の腐食が発生しているような環境にある既設管きょの更生を実施しようとする場合、既存のコンクリート管体はかなりの劣化が進行している場合がほとんどであり、また、既存の管体の残存強度を詳細に調査することも困難である。よって、既存管の残存強度に期待する複合管方式の適用は困難な場合が多い。
【０００８】
一方、自立管方式では、既設管きょ内に挿入または構築する更生管は、強度だけでなく耐硫酸性も要求される。従来から下水管きょの管体としては主に鋼構造またはコンクリート構造が用いられてきているが、自然流下の管きょのように内圧がかからない管体に対しては、引っ張り強度は低いが圧縮強度が高いコンクリート構造が多く用いられている。
【０００９】
よって、自立管方式の更生管においても新設管きょと同様の条件であるから、コンクリート構造のものを用いる方法が有力であるが、更生管にコンクリート構造のものを採用する場合、コンクリート構造では更生管の肉厚が大きくなるため、更生管の内径は小さくなり、更生後の管きょの流下能力が更生前よりも大きく低下するという問題が発生する。特に、既設管きょの内径が比較的小さい場合には顕著である。
【００１０】
そこで、肉厚を小さくできる更生管の構造として、繊維補強プラスチック管（以下、ＦＲＰ管と称す）を採用することが考えられるが、一般にＦＲＰ管はコンクリート管に比較して高価であるため、従来は下水管きょにはほとんど使用されていなかった。しかしながら、耐酸性に優れ、コンクリート管よりも薄肉で同等の強度を得られるという特性を有することから、自立管方式の更生管ではその特性を十分に活用することが可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
下水管きょに使用するＦＲＰ管は、ガラス繊維で補強されたポリエステル樹脂構造のものが多く用いられており、このポリエステル樹脂は耐酸性に優れているのでＦＲＰ管本体は、下水管きょ内で生成される硫酸に対して十分な耐蝕性能を有している。
【００１２】
一方、ＦＲＰ管のリング間接合部の構造は、鋼製またはＦＲＰ製の連結用カラーと止水シール部材とからなっており、ＦＲＰ製カラーの場合はそれ自体が耐酸性を有し、また、鋼製カラーの場合も耐蝕性のあるステンレススチール製カラーを用いることにより耐蝕性を確保できる。ところが、止水シール部材はゴム製であり、硫酸に対して長期的な耐蝕性能を有していない。
【００１３】
かかる止水シール部材はもちろんのこと、鋼製カラーに対してもこれを硫酸腐食から防護する手段としては、出願人が先に出願した特願２００１−２４３３６０号に記載のような耐蝕シール構造があるが、この耐蝕シール構造はコンクリート管のような肉厚の大きいものを対象としており、ＦＲＰ管のような薄肉のものにかかる耐蝕シール構造を適用しようとしても、耐蝕シール構造の部分がＦＲＰ管の肉厚のほとんどを占めてしまうために、適用困難である。
【００１４】
本発明の目的は前記事情に鑑みてなされたもので、ＦＲＰ管のような薄肉のものを更生管に使用した場合、止水シール部材や結合部材（カラー）を下水管きょ内で生成される硫酸から保護できる耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）製のリングの接合により構成され、既設管きょ内に配設する更生管において、リング間目地部の外周部に耐蝕シール部材を配設し、その外側に止水シール部材と結合部材を順次配設してリング間を接合することを要旨とするものである。
【００１６】
第２に、リング間目地部の外周側端部を面取りし、この面取り部と耐蝕シール部材とで空隙を形成することを要旨とするものである。
【００１７】
第３に、耐蝕シール部材のリングとの接触面に凹凸を設けてリングとの間に空隙を形成すること、第４に、耐蝕シール部材は、リングの外周面に形成した凹部内に配置されること、第５に、耐蝕シール部材は、止水シール部材内に嵌め込まれることを要旨とするものである。
【００１８】
第６に、止水シール部材の内面側に、耐蝕性を有する弾性体を固定することを要旨とするものである。
【００１９】
請求項１記載の本発明によれば、リング間目地部の外周部には止水シール部材の内側に耐蝕シール部材が配設されるから、下水管きょ内で生成される硫酸が目地部から外周部に浸入してきても、止水シール部材や結合部材であるカラーを硫酸から保護できる。
【００２０】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、面取り部と耐蝕シール部材とで空隙を形成することにより、毛細管現象による硫酸の浸透が遮断され硫酸がＦＲＰ管外周面と耐蝕シール部材との間を伝ってリングの外側に浸透することを防止する。目地部に浸入した硫酸は重力の働きによって落下し液相部の下水に混入して無害となる。
【００２１】
請求項３記載の本発明によれば、前記作用に加えて、耐蝕シール部材のリングとの接触面、特に耐蝕シール部材を接着などにより一方のＦＲＰ管端部に固定した場合の他方のＦＲＰ管端部におけるリングとの接触面に、凹凸を設けてリングとの間に空隙を形成することで、接着などがされていない側のＦＲＰ管端部における耐蝕シール部材とリングとの接触面から硫酸が毛細管現象により浸透することを防止できる。
【００２２】
請求項４、５記載の本発明によれば、前記作用に加えて、耐蝕シール部材をリングの外周面に形成した凹部内に配置することで、または、止水シール部材内に嵌め込むことで、耐蝕シール部材の厚み分だけリング接合部の外径が大きくなることが防止され、更生管の内径が小さくなって流下能力が低下することを避けることができる。
【００２３】
請求項６記載の本発明によれば、止水シール部材の内面に耐蝕性を有する弾性体を固定することによって、止水シール部材の耐蝕性を改善することができる。また、止水シール部材全体をこのような耐蝕性を有する弾性材料で製作することも可能となる。この場合、毛細管現象による硫酸の浸入を遮断するための空隙は、ＦＲＰ管目地部の外周側端部を面取りすることによって達成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管の第１実施形態を示す要部である目地部の縦断正面図、図２は本発明の既設管きょの更生管を使用する自立管方式による更生方法の一例を示す縦断正面図で、自立管方式による更生方法の概略から説明する。
【００２５】
自立管方式による更生工法は、劣化した下水管きょなどの既設管きょ１内に、クレーン３で吊り下げたＦＲＰ製のリング５を立坑４から搬入し、立坑４の下方でリング５を順次結合しながら、既設管きょ１内に押し込んでいく元押し工法であり、複数のリング５の結合により更生管２を既設管きょ１内に構築する。そして、更生管２の挿入後、更生管２と既設管きょ１との間の隙間にグラウト材を充填して更生管２と既設管きょ１との一体化を図る。
【００２６】
本発明の更生管２は、かかる自立管方式による既設管きょの更生工法に使用するもので、図３にも示すように複数のリング５をカラー６で結合することにより構成される。リング５は前記のようにガラス繊維で補強されたポリエステル樹脂製とした繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）製とする。
【００２７】
リング５間の結合構造として、図１にも示すように一方のリング５の接合端面（リング間目地部）の外周部に、耐蝕性能を有する部材、例えば樹脂製の帯板を耐蝕シール部材７として接着、またはネジなどの固定部材で取り付ける。この場合、耐蝕シール部材７が取り付けられる部位の両リング５の外周面には、取付用の凹部８を形成するとともに、リング間目地部の外周側の縁部を面取り部９に形成しておくことが好適である。この場合、面取り部９は接合されるリング５の両方に形成してもよいが、少なくとも一方のリング５、好ましくは耐蝕シール部材７が予め取り付けられない側のリング５に形成する。
【００２８】
耐蝕シール部材７の外側に位置させて弾性ゴムなどの水密性能を有する素材による止水シール部材１０を配設し、さらにその外側に重ねてＦＲＰ製または鋼製のカラー６を配設する。鋼製のカラー６の場合は耐蝕性のあるステンレススチール製カラーとする。この場合も、リング５の外周面に止水シール部材１０とカラー６との挿着用の凹部１１を形成して、止水シール部材１０とカラー６とがリング５の外方に突出してリング５の外径が接合部で大きくならないようにする。
【００２９】
なお、耐蝕シール部材７は止水シール部材１０とカラー６よりも幅狭に形成する。
【００３０】
以上のようにして構成したリング５を接合することで更生管２が構築されるが、耐蝕シール部材７が予め装着されていない側のリング５には面取り部９が形成されているから、リング５の接合時に耐蝕シール部材７がスムーズに凹部８に挿入される。
【００３１】
そして、接合後は、リング５間目地部の接合部において、その外周部の最も内側には耐蝕シール部材７が配設されているから、既設管きょ１内で生成されて目地部を伝って浸入してきた硫酸から止水シール部材１０が保護される。また、目地部において面取り部９によって耐蝕シール部材７との間に断面三角形状の空隙１２が形成されるから、毛細管現象によって目地部を伝って浸入してきた硫酸がそれ以上、耐蝕シール部材７とリング５の外周面との間を浸透して奥に浸入することを遮断し、既設管きょ１内の液相部（下水）に落下させることができる。
【００３２】
さらに図４に示すようにリング５の外周面に取り付けられていない側の耐蝕シール部材７の下面に複数の突起１３を適宜間隔で突設し、耐蝕シール部材７とリング５との接触面を凹凸に形成して空隙１４を確保すれば、硫酸が耐蝕シール部材７とリング５の外周面との間に毛細管現象によって浸透することをさらに確実に阻止できる。
【００３３】
図５は第２実施形態を示し、耐蝕シール部材７の固定方法は第１実施形態のようにリング５に直接取り付けるものに限定されるものではなく、カラー６の内側に取り付けてもよい。止水シール部材１０は接着などの方法でカラー６に固定されるが、このとき、止水シール部材１０のリング５側の中央部分に窪み１５を形成しておき、この窪み１５に耐蝕シール部材７を嵌め込む（図６参照）。
【００３４】
この第２実施形態では、耐蝕シール部材７は止水シール部材１０の内部に嵌め込まれて止水シール部材１０から突出しないから、リング５の外周部に取付用の凹部８を設ける必要はない。
【００３５】
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、耐蝕シール部材７が一方のリング５に予め取り付けられるものではないから、リング５の目地部の接合部外周と耐蝕シール部材７とが接触する部分には、図６に示すように耐蝕シール部材７の下面に突起１３を突設して両方のリング５との接触部に空隙１４を確保することができる。よって、耐蝕シール部材７とリング５との全接触面において、毛細管現象によって目地部から浸入してきた硫酸の浸透をさらに確実に阻止できる。
【００３６】
図７は第３実施形態を示し、止水シール部材１０の内面側に、シリコン系ゴム、軟質塩化ビニルなどの樹脂などの耐蝕性を有する弾性体１６を、接着、溶着または一体成型などの方法で固定した。これにより、止水シール部材の耐蝕性を改善することができる。また、止水シール部材１０全体をこのような耐蝕性を有する弾性体１６で製作することも可能となる。この場合、毛細管現象による硫酸の浸入を遮断するための空隙は、リング５間目地部の外周側端部を面取りすることによって達成される。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管は、耐蝕シール部材を更生管の外周面に取り付けることができ、しかもシート状のものを配設するだけであるから、ＦＲＰ管のような薄肉のものを更生管に使用した場合でも実施が可能で、止水シール部材や結合部材（カラー）を下水管きょ内で生成される硫酸から保護できる。
【００３８】
しかも、耐蝕シール部材を取り付けても、そのために更生管の外径が特に大きくなることもなく、その結果、更生管の内径も小さくならず従前通りの流下能力を確保できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管の第１実施形態を示す目地部の縦断正面図である。
【図２】本発明の既設管きょの更生管を使用する自立管方式による更生方法の一例を示す縦断正面図である。
【図３】本発明の既設管きょの更生管の全体斜視図である。
【図４】本発明の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管の第１実施形態を示す要部の縦断正面図である。
【図５】本発明の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管の第２実施形態を示す目地部の縦断正面図である。
【図６】本発明の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管の第２実施形態を示す要部の縦断正面図である。
【図７】本発明の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管の第３実施形態を示す要部の縦断正面図である。
【符号の説明】
１…既設管きょ２…更生管
３…クレーン４…立坑
５…リング６…カラー
７…耐蝕シール部材８…凹部
９…面取り部 10…止水シール部材
11…凹部 12…空隙
13…突起 14…空隙
15…窪み 16…弾性体

Claims

繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）製のリングの接合により構成され、既設管きょ内に配設する更生管において、リング間目地部の外周部に耐蝕シール部材を配設し、その外側に止水シール部材と結合部材を順次配設してリング間を接合することを特徴とする耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管。
リング間目地部の外周側端部を面取りし、この面取り部と耐蝕シール部材とで空隙を形成する請求項１記載の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管。
耐蝕シール部材のリングとの接触面に凹凸を設けてリングとの間に空隙を形成する請求項１または請求項２に記載の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管。
耐蝕シール部材は、リングの外周面に形成した凹部内に配置される請求項１から請求項３のいずれかに記載の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管。
耐蝕シール部材は、止水シール部材内に嵌め込まれる請求項１から請求項３のいずれかに記載の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管。
止水シール部材の内面側に、耐蝕性を有する弾性体を固定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の耐蝕シール構造を有する既設管きょの更生管。