JP4234531B2 - 管渠内のライニング施工方法 - Google Patents
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Description
本発明は特には、小径管渠用として好適なライニング施工装置並びにその施工方法に関する。
すなわち、特開平8−261363号公報に開示された技術は、成形フレームを屈撓自在となし、円形断面の管渠に限定されず矩形断面の管渠にも適用され、かつ、弾性状のライニング管を管渠の断面に可及的に近づけて成形しうるものである。しかしながら、この先行技術にあっては、成形されるライニング管は密着状態を保持することは困難で多少なりとも縮径するものであり、断面損失は避けられない。
また、特開2003−33969は、中折れが規制され屈撓自在の成形フレームを使用し、この成形フレームに油圧をもって駆動される接合機構部を取り付けるとともに、この接合機構部の取付け部の中折れ規制を解除し、更に該接合機構部に相並んで固結材の注入管を配するライニング施工装置を開示する。しかして、当該接合機構部でのライニング管を内方に折り込みつつライニング管を形成し、同時に該接合機構部に相並んで配された固結材の注入管より固結材を注入し、当該部分を過ぎたライニング管はその弾性をもって外方へ復元し、結果として可及的に管渠の断面一杯にライニング管を形成し、断面損失を生じさせず、かつ同時に充填固結材の裏込めをなすものである。この先行技術においては、油圧系と固結材系との管路は、特別に工夫された単一の回転継手の使用をもって設置空間の節約が図られる。
しかしながら、この先行技術の回転継手にあっては、油圧通路並びに固結材用通路とが同等の構成であるので、固結材用通路の断面径が要求される流量に比べて小さく、固結材の流れに円滑性を欠くという不具合がある。更には、ランニング施工の終了後において、固結材系に残存する固結材の固結が始まる虞があり、施工装置の分解に先立って、固結材系を迅速に洗浄する必要がある。
特開2003−42345は、先の特開2003−33969の技術を改良し、油圧用回転継手部の中心に貫通して充填材用回転継手部を配してなる回転継手部が開示されている。
しかしながら、小径管においては、常時の作業者による操作が困難であり、小径管への適用の隘路となっている。
更に、小径管での施工が図られる場合、従来の成形フレームの組立て性によっては、施工途中での製管作用の停止に伴うライニング施工装置の解体をなすことが不可能、もしくは極めて困難な事態に立ち至ることとなることも技術上の隘路として指摘される。
管渠内において、その両側縁部に継手が形成され連続的に供給される長尺の弾性を有する帯状部材を螺旋状に捲回し、相接する継手相互を係合させて形成された管状体を残置させ、前記既に形成された管状体の前方に新たに供給される帯状部材をもって管状体を付加形成するライニング施工方法であって、
所定の幅と横剛性を有する環状の成形フレーム;
前記成形フレーム回りに回転自在に装着され、前記帯状部材を螺旋状に捲回して形成されるライニング管の内面に当接する複数の案内ローラ;
前記成形フレームを介して取り付けられ、前記既に形成されたライニング管と新たに供給される帯状部材との閉合部位に配されるとともに帯状部材を挟着・接合する外面ローラと内面ローラとからなり、かつ該外面ローラ及び又は内面ローラは作動流体によって駆動される作動モータからの駆動力を受けて回転駆動する接合機構部;
前記接合機構部の外面ローラに隣り合い、該接合機構部の進行後方に配され、少なくとも該外面ローラの奥方に充填材の吐出口を有する充填材注入管;
を備え、
前記接合機構部への作動流体路中の作動流体用回転継手の軸中心に、前記充填材注入管に連通する注入継ぎ管を挿脱自在に配し、前記注入継ぎ管に充填材用回転継手を介装させてなり、
前記作業流体用回転継手は、管渠の軸方向に延びるリンク体を介して前記成形フレームに揺動自在に取り付けられ、
かつ、該作業流体用回転継手は該作業流体用回転継手の本体部を管渠の中心に保持するとともに管渠の軸方向への移動のみを許容する伴回り防止機構を備えてなる、ライニング施工装置を使用し、
小径管渠内に前記ライニング装置を配し、前記作動流体用回転継手を介して作動流体を送るとともに、前記充填材用回転継手を介して充填材を送り、帯状部材を該ライニング施工装置の接合機構部を介して成形フレーム回りに捲回する、
ことを特徴とする。
「作動流体」は通常は油圧を採るが、空気圧を除外するものではない。
「充填材」は固結性(セメント等)、非固結性(粒状体)を含み、固結性のものは膨張性、被膨張性を含む。
1)伴回り機構部は、少なくとも2本の放射状に延設される脚の先端に管渠の壁面に押し付けられる車輪を配すること、
2)リンク体の揺動を1軸もしくは2軸とすること、
は適宜採択される選択的事項である。
管渠内での施工において、作動流体はその回転継手を介して接合機構部のローラを回転駆動する作動モータに供給され、接合機構部の内面ローラ・外面ローラによる挟着作用を受けて帯状部材が接合され、成形フレームの回転前進とともにライニング管が前進状に形成されてゆく。
また、充填材はその回転継手を介して充填材注入管内を流れ、その吐出口からライニング管の外面に吐出される。
これとともに、リンク部を介して推力を受けて回転継手も前進する。
回転継手はその伴回り防止機構により、伴回りを生ぜず、該伴回りに伴う作業者の介在を要しない。
図1〜図16は本発明の管渠用ライニング施工装置の一実施形態を示し、図17〜図19は別な実施形態を示す。すなわち、図1〜図4は本ライニング施工装置Sの全体の概略を示し、図5〜図19は本ライニング施工装置Sの各部の構成を示す。また、図20〜図22は施工要領を示し、図23は帯状部材の一態様を示す。
これらの図において、Pは円形断面をなす管渠、Rはライニング管を示す。なお、本装置Sの進行方向(矢印イ)をもって、前部、後部とする。
図23は本実施形態のライニング施工において使用される帯状部材の一例を示す。
帯状部材200は本体が一定厚さの平板状をなし、その外面の長手方向に適宜数(図例では7)の突条202が連続的に縦設される。突条202に先端部にはフランジ202aが形成される。突条202の相互間は溝204もしくは溝空間を形成する。内面206は実質的に平滑に形成される。
帯状部材200の両側には互いに内外に重合して係合する接合部200A,200Bが形成される。すなわち、前縁側接合部200Aはその前端部の突条202Aの基部が膨径され、その内面側より凹溝210が縦設され、更にこの突条202Aより張出し部212が連設される。後縁側接合部200Bは後端部の突条202Bより張出し部214が張設され、該張出し部214の端部寄りに前記前縁側接合部200Aの凹溝210に係合する凸条216が縦設される。
接合時において、相隣れる帯状部材200の前縁部と後縁部とが重なり合い、前縁側接合部200Aに後縁側接合部200Bが後記する接合ローラ部の外面ローラと内面ローラとの挟着作用を受けて、凹溝210内に凸条216が、また、突条202Bのフランジ202a内に張出し部212の端部がそれぞれ嵌り込み、接合される。この場合、主たる係合は凹溝210と凸条216とによりなされ、張出し部212と突条202Bとは従たる係合をなすものであり、従って、場合によっては従たる係合は省略されうる。
更に、本実施形態では張出し部212,214の当接部分にはシール材218が介装され、接合性を高める。なお、接合部200A,200Bにおける嵌合係合で十分であれば、当該シール材23518を省略することができる。
帯状部材は合成樹脂の素材をもって作成され、特に成形性の観点から押出し形成により連続的に成形できる塩化ビニール(PVC)樹脂が好適である。
図1〜図16を参照して、本実施形態のライニング施工装置Sの構成を説明する。
図1〜図4に示されるように、このライニング施工装置Sは、製管部Hと該製管部Hにリンク機構をもって連接される回転継手部Iからなる。
製管部Hは、所定幅を有し複数のリンク枠体により構成されるリンク機構をもって屈撓自在の環状体をなす成形フレーム1、該成形フレーム1のリンク機構の各軸部に配される複数の案内ローラ2、該成形フレーム1を介して取り付けられ、内面ローラ3と外面ローラ4とを含み作動流体をもって駆動される接合機構部5、更には接合機構部5に隣り合って配される充填材注入機構部6の主要部からなる。
回転継手部Iは、回転継手装置7と伴回り防止機構8とからなる。
9はリンク体である。
成形フレーム1(図1、図2、図5〜図10参照)
成形フレーム1は、所要の幅をもって環状体をなし、全体がリンク機構をもって外径方向へは屈撓自在となっており、かつ横剛性を有し、その一部は接合機構部5の取付け部となる。すなわち、この環状体の屈撓性は複数の剛性を有し枠体をなすリンク枠10が回り軸部11を介して揺動自在に連なったリンク連鎖もしくはリンク列より得られる。
リンク枠10は、本実施形態では、図5・図6に示されるように、外側リンク枠10Aと、内側リンク枠10Bとの2態様の枠体を採り、交互に配される。
外側リンク枠10Aは、全体としてH形をなし、相平行する側板12とこれらの中央部においてこれらを剛的に繋ぐ連結板13とからなる。側板12の両側には円形の軸孔14が開設される。
内側リンク枠10Bは、コ字形をなす2つの同形の分割体10a,10bより組み立てられて全体として外側リンク枠10Aと同形のH形をなす。すなわち、この分割体10bは、短側板16と背板17とからなるコ字体をなし、背板17相互を対接してボルト・ナット(図示せず)により剛結され、H形体として一体的に組み立てられる。短側板16には外側リンク枠10Aの側板12の軸孔14に対応して円形の軸孔18が開設される。分割体10a,10bは同形をなし、それらが互いに入れ替っても何ら問題はない。
しかして、外側リンク枠10Aと内側リンク枠10Bとは、外側リンク枠10Aの側板12の内側に内側リンク枠10Bの短側板16を重ねるとともに、それらの軸孔14,18の軸心を一致させ、該軸孔14,18内に固定保持された軸受20を介して軸部11が挿通され、リンク機構を構成する。
上記の構成において、外側リンク枠10Aは単一体、内側リンク枠10Bは分割体の態様をとるが、これらを逆の態様、すなわち外側リンク枠10Aを分割体、内側リンク枠10Bを単一体の態様とすることができる。あるいは又、リンク枠のすべてを分割体としてもよい。
リンク枠10の相互は180°を基準に、外折れが可能とされるが、中折れは防止される。但し、後記するように取付け部はこれに該当しない。
このため、中折れ防止機構が設けられるものであって、図6及び図7にその一例を示す。すなわち、一方のリンク枠10(I)の側板の端部にはストッパー用の凹部22が凹設され、他のリンク枠10(II)の側板には先のリンク体10(I)側に突設するストッパー23が固設されてなり、ストッパー23がストッパー凹部22の一方の端面22aに当接することにより中折れが阻止される。また、ストッパー23はストッパー凹部22の他方の端面22bに当接するまで外折れが可能である。凹部22の開き角度(α、例えば30°)が揺動幅となる。すなわち、その一態様として180°を限度に150°まで外折れ可能となる。
成形フレーム1は取付け部を有し、該取付け部を介して接合機構部5が取り付けられる。
取付け部も成形フレーム1の一部を構成し、リンク枠を構成する。すなわち、取付け部は図8・図9に示すように、内面ローラ3を抱持し、該内面ローラ3の軸部11をもって揺動する2つの分割体25,26からなり、外側の分割体26は接合機構部5との取付けに供される。該取付け部の回転方向のリンク枠10b’は、その前側板を後方へ後退され、細幅状をなす。その後退幅は帯状部材100を受け入れるに十分な幅とされる。
すなわち、図9に示されるように、分割体26の側板の端部には回転軸周りに凹部27が形成され、分割体25の側板には凹部27内に嵌まり込むストッパー28が固設され、該ストッパー28は凹部27の端面27a,27bに当接して凹部27の広がり角度β(例えば60°)の範囲にわたって中折れを許容する。図例ではストッパー28は凹部27の端面27aに当接して180°を保持し、これより240°まで内折れが可能となる。勿論、この中折れ角度は成形フレーム1の周長に応じて適宜に決められる。中折れ角度は、180°の直線状態を対称軸(y)として管渠Pの内壁面の円弧形と対称となる円弧の角度を採る(図22参照)。
本実施の形態の成形フレーム1においては、17個のリンク枠より構成されているが、これを減少させることも、あるいは増加させることも自由である。要は、施工対象となる管渠の径に合わせて増減される。
脱着継手30は、成形フレーム1においてリンク機構の適宜箇所(1又は複数箇所)に配され、当該成形フレーム1の剛性の保持並びに組立て・解体をなす。
図10に示されるように、本脱着継手30は、本実施形態では内側リンク枠10Bに装着され、更に具体的には当該分割体10bの背板17間に装着される。
しかして、この脱着継手3は、相対向する背板17に設けられた凹凸部31,32,33,34と、この凹凸部間に挿通される止めピン36とからなる。
案内ローラ2は、成形フレーム1の各軸部11に回転自在に装着される。該案内ローラ2は本実施例では軸部11に一体に取り付けられたものとなっているが、軸受を介して取り付ける態様もある。ローラ本体は硬質の合成樹脂体あるいは金属体よりなり、帯状部材100の内面に当接する。標準の案内ローラ2(2a)はリンク体10の内幅一杯の長さを有するが、後記する接合機構部7の所要数(通常は1)の前方部の案内ローラ2(2b)は帯状部材100の幅だけ短くされる(図8・図9参照)。
接合機構部5は、成形フレーム1の取付け部に装着される。
該接合機構部5は、内面ローラ3と外面ローラ4とが組となった接合ローラ部50を主体とし、かつ、これらのローラ3,4の同期回転を図る歯車機構51を収めるとともに、該歯車機構51に連動する送り機構52を保持する箱体53、及び該箱体53に取り付けられローラ3,4の回転駆動源としての油圧モータ54を含む。そして、該接合機構部5は螺旋状に捲回される帯状部材200の接合部、すなわち当該帯状部材200が最初に閉合する位置に対応して配される。
箱体53は、図11・図12に示されるように、上部分53Aと下部分53Bとに分かれ、上部分53Aはピン軸56回りに開放可能とされ、閉合装置57をもって上部分53Aを下部分53Bへ閉合する。
箱体53は上下部分53A,53Bにわたってその前後面により歯車機構51の軸部の保持をなす。また、箱体53の下部分53Bにおいて、前面部は油圧モータ54の取付け部に供され、後面部は成形フレーム1の取付け部のリンク体に取り付けられる。
箱体53の他の側面には上部分53Aを下部分53Bへ閉合する閉合装置57が取り付けられる。図示するものはその一例であって、上部分53Aから突設されたリブ58に連結棒59が枢着され、また、下部分53Bにはリブ58と同位相で二又状の受棚60が突設され、連結棒59はこの受棚60の凹部に入り込む。連結棒59にはコイルばね61及びその下部のねじ部に螺合するナット62が順次装着され、ナット62の締込みをもってコイルばね61を受棚60の下面に押し付けるようにされている。これにより、コイルばね61の弾性により上部分52Aの締付け力が適宜に調整される。
歯車機構51は、図22に示されるように、箱体53の前後壁にわたって下方より順次、回転自在に架け渡された3つの軸部64,65,66を有し、各軸部59,60,61に歯車67,68,69が固設される。そして、第2の軸部65には内面ローラ5が連結され、第3の軸部66には外面ローラ6が連結される。図示されるように、第1の軸部64の回転に対して第2軸部65は逆方向に、第3軸部66は順方向に回転し、ひいては内面ローラ5と外面ローラ6とは互いに逆回転となる。なお、これらの歯数を調整することにより軸部65,66の回転数、ひいてはローラ5,6の回転数を調整することができる。更に、第3の軸部66に間隔保持用のスペーサローラ70が回転自在に取り付けられる。なお、該スペーサローラ70は適宜省略されうる。
本実施形態では3つの軸部64,65,66は回転軸受をもって支持固定されてなるが、すべり軸受を用いることは自由である。
この歯車機構51・油圧モータ54により、油圧モータ54の駆動力は第1の軸部64に伝達され、かつ、歯車機構51を介して第2・第3の軸部65,66に伝達される。第2軸部65と第3軸部66とは互いに逆回転となる。
送り機構52は、箱体53の外部において第2の軸部60に固設される駆動スプロケット72、第3の軸部61に回転自在に装着されるスプロケット付き送りローラ73(73aはその送りローラ部、73bはそのスプロケット部)及びチェーン74からなる。もっと詳しくは、駆動スプロケット72は、その外周に歯車歯72aを有し、キーを介して、もしくはスプライン係合をもって第2の軸部65に固定され、該軸部65と一体に回転する。
スプロケット付き送りローラ73は、小径部のスプロケット部73bと大径部の送りローラ部73aとからなり、軸受を介して第3の軸部66に回転自在に装着される。スプロケット部73bはその外周に歯車歯を有する。送りローラ部73aは、本実施形態では鋼製素材よりなるが、適宜、その外周に帯状の弾性輪(図示せず)を装着されうる。
チェーン69は、駆動スプロケット72とスプロケット付き送りローラ73のスプロケット部73bとに巻き掛けられ、駆動スプロケット72の駆動力をスプロケット付き送りローラ73に伝達する。
しかして、送りローラ73の回転は管渠Pの管壁に当接し、その回転をもって本装置Sの回転速度を決めるが、その速度は後述する接合ローラ部50により製管されるライニング管Rの成形速度に同期する。
本装置Sにおいて、自然状態すなわち非拘束状態において、この送り機構52の送りローラ73を含む差し渡し寸法が最大径をなす。
油圧モータ54は図12に示されるように、その駆動軸54aを第1の軸部64に連結して箱体53の前面に取り付けられる。
該油圧モータ54には、該油圧モータ54に油を送るイン側配管76aと、該油圧モータ54から油を排出するアウト側配管76bとが接続される。更に、これらの配管76は、後記する回転継手部Iの油圧用回転継手部7Aに接続され、該油圧用回転継手部7Aは更に外部の圧力源に連なる油圧用配管(外部配管)300が接続される。
接合機構部5の接合ローラ部50は、図13に示すように、内面ローラ3と外面ローラ4とが互いに管軸方向に相並んで、かつ、両ローラ3,4の間に帯状部材200を挟着するように所定の間隔を保って配される。
そして、前記したように、内面ローラ3は第2の軸部65に直結的に取り付けられ、外面ローラ4は第3の軸部66に直結的に取り付けられる。
図13は接合ローラ部50の内面及び外面の2つのローラ3,4を拡大して示すとともに、これらのローラ3,4と帯状部材200との対応関係を示す。図示されるように、本実施形態ではこれらのローラ3,4は帯状部材200の複数(本実施形態では3)スパンにわたって配される。また、Zは帯状部材200相互の最初の閉合部を示す。
充填材注入機構部6は、1本の注入管40を主体とし、その先端に注入口40aを有し、基端は後記する回転継手部Iの回転継手装置7、特には充填材用回転継手部7Bに接合される。そして、充填材注入機構部6は接合機構部5に隣り合い、かつその回転後方部に配される。
注入口40aは、注入管40の水平部の先端部において、接合ローラ部50の外面ローラ4の先端より更に奥方の部分に配され、管径方向に付き管中心方向に向けて、かつ接合機構部5の進行後方へ向けて、単一の注入口をもって開設されている。該注入口40aは複数の注入口を所定間隔を保って開設する態様を採ることもできる。
注入管40の基端は可撓性管いわゆるホース42を介して後記する回転継手部Iの充填材用回転継手部7Bに接続され、該充填材用回転継手部7Bは更に後記する充填材供給管(ホース)310を介して充填材供給装置Kに接続される。
回転継手部Iは回転継手装置7と伴回り防止機構8とからなり、製管部Hとリンク部9をもって連動される。
以下にその詳細を説明する。
本回転継手装置7は、油圧用回転継手部7Aと、該油圧用回転継手部7Aの中心部に貫通して配される充填材用回転継手部7Bとの組み合わせからなる。
(油圧用回転継手部7A)
油圧用回転継手部7Aは、円筒状の回転体80と、該回転体80に回転自在に嵌まり込む円柱状の固定体81との組合せよりなり、該固定体81の軸中心には比較的大径の円孔82が貫通状に開設される。回転体80にはインポートaとアウトポートbとが開設され、それぞれに連通して接続管80A,80Bが固設され、インポートaは接続管80Aを介して配管76のイン側配管76aに接続され、アウトポートbは接続管80Bを介して配管76のアウト側配管76bに接続される。固定体81は回転体80内に液密を保って回転自在に嵌合され、その端面に2つの接続口c,dを有する。固定体81内には、この2つの接続口c,d(イン用接続口c,アウト用接続口d)に連通する油圧通路e,fが穿設され、それぞれは連通孔g,hを介して該固定体81の周面の円周方向に凹設された油溝i,jに連通する。油溝iはインポートaに連通し、油溝jはアウトポートbに連通する。
回転体80と固定体81との液密を保障すべく、各油溝i,jの両側部にOリングが装着される。
しかして、該油圧用回転継手部7Aのイン用接続口cに外部配管300のイン側300aが接続され、該油圧用回転継手部7Aのアウト用接続口dに外部配管300のアウト側300bが接続される。更にまた、外部配管300は油圧駆動源Gに接続される。
この油圧用回転継手部7Aを介することにより、回転動作を伴う油圧モータ54側の配管76と、回転動作のない外部側配管300との間の作動流体の授受をなす。
充填材用回転継手部7Bは、油圧用回転継手部7Aの円孔82に挿通される注入継ぎ管84と、該注入継ぎ管84の前端部に螺合装着される回転継手85との主要部からなる。
もっと詳しくは、注入継ぎ管84は比較的短い一定長さの円管状をなし、その外径を油圧用回転継手部7Aの円孔82内に挿通可能にされ、所定位置に挿通されたとき、前後部において所定の突出長さを保持する。該注入継ぎ管84の内径は十分に大きく採られ、充填材の流通に支障を与えない。該注入継ぎ管84の前端部の外周にはねじが螺設される。
回転継手85は、短管86と、該短管86に回転自在に被嵌される円環体87とからなる。短管86は一端(後端)が閉塞蓋により閉塞される。短管86の中央部付近において、同一円周上に所定の間隔を保って複数の排出ポートoが開設される。円環体87は、短管86の排出ポートに臨んで、該短管86回りに回転自在に、かつ液密に装着される。円環体87の排出ポートoに臨む内周面には幅広の溝pが連続的に形成され、また、該円環体87の1箇所に該溝に連通する吐出ポートqが開設される。該吐出ポートqに連通して該円環体87の外側に吐出管88が固設される。
本発明のライニング施工方法の実施に使用される充填材はセメントペースト、セメントモルタル、接着性合成樹脂材(液状)が使用される。
セメントペーストとしての充填材は、セメント材・水を主体として他に適宜の混和材料、特には発泡性を発揮する発泡剤・ガス発生剤(例えばアルミ粉末等)等が添加されるとともに、適当な自己保持力を有するように粘度が調整される。あるいは又、セメントペースト材に細砂を加え、モルタルを使用することもできる。この場合においても、適宜に同様の混和材料が添加される。
合成樹脂素材の充填材はいわゆる発泡性合成樹脂が使用される。
本発泡性合成樹脂充填材は未硬化状において粘着性を有し、液状体をなす。また、硬化後において所要の強度を発揮する。
取付け
回転継手装置7の組み付けは、充填材用回転継手部7Bに付き、その注入継ぎ管84を油圧用回転継手部7Aの円孔82に挿通し、所定位置で固定する。しかる後、回転継手85の短管86を注入継ぎ管84に螺合して装着する。
取外し
取外しは上記取付け手順の逆となる。すなわち、充填材用回転継手部7Bに付き、回転継手85を逆回動して注入継ぎ管84より取り外し、しかる後注入継ぎ管84を油圧用回転継手部7Aより取り外す。
製管途中において、本施工装置Sを停止し、充填作業を停止する場合においては、回転継手装置7から充填材用回転継手部7Bのみを取り外す。
伴回り防止機構8は、回転継手装置7の前端部に取外し自在に装着される。
もっと詳しくは、該回転回り防止機構8は、回転継手装置7の固定体81の前端部に取外し自在に装着される円筒部90と、該円筒部90の外周面に放射状に延設される複数のリブ部91と、該リブ部91にその基部をピン92aをもって枢着されるとともに先端部は二又部92bに形成され管径方向に延設される2個一対の脚92と、該脚92の先端に装着される車輪93と、脚92の一対の相互に装着されるコイルばね94と、からなる。
(円筒体90)
円筒体90は、円筒体本体90aを主体とし、後部内周90bは回転継手装置7の油圧用継手部7Aの固定体81の外周に挿入嵌合され、その段部90cで挿入位置が決まる。前部内周90dは拡径されており、油圧用配管77及び注入継ぎ管の装着の妨げとならない。
円筒体本体90aは回転継手装置7の固定体81に取付けボルト96等の適宜の固定手段をもって取外し可能に固定される。
(リブ部91/脚92)
リブ部91は2枚1組となり、円筒体90の外周に放射状に複数箇所(本実施形態では3)に固定される。
脚92は2箇一対(前部脚92A、後部脚92B)となり、それぞれの基部はリブ部91にピン92aをもって枢着され、その先端は二又部92bとなる。脚92A,92Bは全て等長をなすが、前部脚92Aの全てと後部脚92Bの全てとが等長であってもよい。要は後述するように、円筒体90を管渠Pの中心に保持できればよい。
(車輪93/コイルばね94)
車輪93は脚92の二又部92bに軸部93aをもって回転自在に枢着される。車輪93は外周縁93bが鋭角状となり、管渠Pの壁面に食い込み状となり、管渠Pの円周方向には容易に滑らない。
コイルばね94はいわゆる引張りコイルばね態様を採り、前部脚92Aと後部脚92Bとの間に介装され、両脚92A,92Bの開きに応じて引張力が導入され、常時において引戻し力が付勢される。
リンク部9は、剛性体よりなるリンク棒100を主体とし、接合機構部5の箱体53と回転継手装置7とにわたって、かつそれら53,7との両側に、それぞれピン101,102を介して取り付けられる。なお、本装置Sの組立ての便宜さを考慮してピン101,102の少くとも1つは取外し自在とされる。
本伴回り防止機構8を回転継手本体7の固定体81の前端部に嵌合固定し、管渠P内に配する。脚92の前後脚92A,92Bは互いに開き、コイルばね94により引戻し力を受け拘束状態となる。放射状に配される3つの脚92により本回転伴回り防止機構8の円筒体90は管渠Pの中心に据えられ、ひいては回転継手本体7を管渠Pの中心に保持する。
本伴回り防止機構8はその車輪93の作用により前後に移動自在で、円周方向の回転動は阻止される。これにより、回転継手本体7の固定体81は回転が阻止される。
製管作用とともに成形フレーム1、接合機構部5、充填材注入機構部6は一体となって回転するものであるが、回転継手装置7の回転体80は接合機構部5の箱体53にリンク部9を介して連動し、これらの回転とともに回転する。
回転継手装置7及び伴回り防止機構8は叙上のものに限定されず、同等の機能を発揮する他の構成を除外するものではない。要は、回転継手装置7は成形フレーム1とリンクで連結されること、伴回り防止機構8は管軸に前後動自在で円周方向への移動は阻止されるものであればよい。すなわち、ソリ形状を除外しない。
図17〜図19に別形態の回転継手部J及びリンク部を示す。
この形態の回転継手部Jにおいても、回転継手装置110と伴回り防止機構111とからなり、製管部Hとリンク部9Aをもって連接されることは先の回転継手部Iと同様である。
本回転継手装置110は、油圧用回転継手部110Aと、該油圧用回転継手部110Aの中心部に貫通して配される充填材用回転継手部110Bとの組み合わせからなる。
(油圧用回転継手部110A)
油圧用回転継手部110Aは、円柱状の回転体115と、該回転体115を回転自在に嵌合保持する円筒状の固定体116との組合せよりなり、該回転体115の軸中心には大径の円孔117が貫通状に開設される。
回転体115にはインポートa及びアウトポートbが開設され、インポートaは配管76のイン側配管76aに接続され、アウトポートbは配管76のアウト側配管76bに接続される。固定体116は回転体115を液密に保って回転自在に外嵌され、その周側面に2つの接続口c,d(イン用接続口c、アウト用接続口d)を有する。回転体115内には、ポートa,bに連通する油圧通路e,fが穿設され、それぞれは連通孔g,hを介して該回転体115の周面の円周方向に凹設された油溝i,jに連通する。油溝iはイン用接続口cに連通し、油溝jはアウト用接続口dに連通する。
回転体115と固定体116との液密を保障すべく、各油溝i,jの両側部にOリングが装着される。
しかして、該油圧用回転継手装置110Aのイン用接続口cに外部配管300のイン側300aが接続され、アウト用接続口dに外部配管300のアウト側300bが接続される。更にまた、外部配管300は油圧駆動源Gに接続される。
この油圧用回転継手装置110Aを介することにより、回転動作を伴う油圧モータ54側の配管76と、回転動作のない外部側配管300との間の作動流体の授受をなす。
充填材用回転継手部110Bは、油圧用回転継手部110Aの円孔117に挿通される注入継ぎ管120と、該注入継ぎ管120の前端部に装備される回転継手121との主要部からなる。
もっと詳しくは、注入継ぎ管120は比較的短い一定長さの円管状をなし、その外径を油圧用回転継手部110Aの円孔117内に挿通可能にされ、所定位置に挿通されたとき、前後部において所定の突出長さを保持する。該注入継ぎ管120の内径は十分に大きく採られ、充填材の流通に支障を与えない。該注入継ぎ管120の前後端部の外周にはねじ120a,120bが螺設される。
回転継手121は、短管123と、該短管123内に回転自在に嵌挿される液密管124と、該液密管124に螺合される接続管125とからなる。液密管124には押し管126が螺合される。
更に詳しくは、短管123はその内孔のねじ部を注入継ぎ管120の前端部のねじ部120aに螺合されて一体的に固定され、その内孔に液密管124が回転を許容して液密に嵌装される。液密管124の前端には接続管125が螺合固定される。該接続管125に充填材注入管310が接続される。また、短管123の前端のねじ部に押し管126が螺合され、液密管124の抜出しを阻止する。
製管機の回転動作に伴い注入継ぎ管120は回転をなし、これと一体の短管123も回転するが、液密管124・接続管125は非回転動作を保持しつつこの回転を許容し、充填材はこれらの内部通路を円滑に流れる。
この充填材用回転継手部110Bによれば、先の充填材用回転継手部7Bよりも取外し、分解が容易である。
伴回り防止機構111は、回転継手装置110の固定体116回りに取外し可能に装着され、3方向に放射状に延設される案内部よりなる。
すなわち、該回り防止機構111は、回転継手装置110の固定体116回りに取外し可能に装着される円筒部130を介して、上部案内部131、両側の下部案内部132が放射状に3方向に配されるが、下部案内部132は前記した伴回り防止機構の構成に準じるが、上部案内部131は本実施形態において特徴ある構成を採る。
(円筒体130)
円筒体130は、固定体116に外嵌され、取付けボルト134により固定体116に所定位置に固定される。円筒体130には、その取付け定位置で、固定体116の接続口ポートc,dに連通する開口130a,130bが開設される。円筒体130の外側には放射状の3方向にそれぞれ取付けリブ135が固設され、該取付けリブ135を介して上部案内部131、下部案内部132が取り付けられる。
(上部案内部131)
上部案内部131は、取付けリブ135に2つ折れの脚部136の一端がピンをもって枢着され、該脚部136の他端は車輪支持枠137の取付けリブ137aにピンをもって枢着される。脚部136は2本のリンク棒136a,136bがピン136cを介して屈撓自在となり、かつ2つのリンク棒には開度を調整する開閉装置136dが介装される。車輪支持枠137には管軸方向に並ぶ複数の車輪138が軸支される。
上部案内部131は脚部136が所定の開度を採ることにより車輪138は管渠Pの内面頂部に押し付けられる。なお又、上部案内部131は脚部136が折り込まれることにより径を縮小する。
(下部案内部132)
下部案内部132は、取付けリブ135を介して、前後の脚部140(前部脚140A、後部脚140B)が枢着され、その先端に車輪141が軸支されることは先の伴回り防止機構8の態様に準じる。前後部の脚部140A,140Bはピン固定された支え棒142によって所定の開度に保持され、該支え棒142のピンを取り外すことにより脚部140A,140Bは外方へ広がり、径を縮小する。
上下部案内部131,132は所定の開度を採ることにより、それらの車輪138,141は管渠Pの管壁に押し付けられ、回転継手装置110を管渠の中心に保持し、また、それらの脚部136,140を縮小させ、伴回り防止機構111の全体の径を縮小させる。
しかして、この伴回り防止機構111によれば、上部案内部131及び下部案内部132により、上記機能をもって先の伴回り防止機構8の機能を発揮し、加えて、複数の車輪を有する上部案内部131により下水道管渠Pの頂部に設けられた取付け管の穴部に嵌り込まず、管渠内を円滑に前進する。
リンク部9Aは、剛性体よりなるリンク棒145を主体とし、接合機構部5の箱体53と回転継手部Jの回転体115とに、かつそれら53,115との両側に、それぞれリンクピン、ヒンジピンを介して取り付けられる。
すなわち、回転体115及び箱体53にはヒンジ取付けリブ146,147が固設され、これらにヒンジピン148,149を介してヒンジ板150,151が揺動自在に取り付けられる。そして、相対設するヒンジ板150,151にピン152,153を介してリンク棒145が枢着されるものである。
(ヒンジ取付けリブ146,147)
ヒンジ取付けリブ146はコ字状断面をもって、回転体115の後面にそのポートa,b及び円孔117の開口を避けて一体に取り付けられ、その後端の張出し部にはヒンジピン148を挿通する円筒部146aを有する。
ヒンジ取付けリブ147は2つの平板体が箱体53の底面に相並んで固設され、その前端の張出し部にはヒンジピン149を挿通する円筒部147aを有する。
(ヒンジ板150,151)
ヒンジ板150は、平板状をなし、ヒンジ取付けリブ146に連なって配される。すなわち、ヒンジ板150に形成された凹部はヒンジ取付けリブ146の張出し部を受け入れ、該ヒンジ取付けリブ146の円筒部146aと同軸に配される円筒部(符号なし)を有し、これらの軸孔にはヒンジピン148が挿通される。
ヒンジ板151 は、ヒンジ板150の構成に準じ、ヒンジ取付けリブ147に連なって配され、両者の間にヒンジピン149が装着される。
しかして、ヒンジ板150,151はヒンジピン148,149回りに揺動自在となる。
(リンク棒145)
リンク棒145は、剛性の棒状体をなし、相対設するヒンジ板150,151間にリンクピン152,153をもって枢着される。リンク棒145は本実施形態では2段に配されるが、1段でもよく、更には3段などの複数段でもよい。
しかして、リンク棒145はヒンジ板150,151間にわたって、かつヒンジ板の板面方向に揺動自在となる。
(機能)
本リンク部9Aによれば、揺動軸が直交する2軸回りとなり、先のリンク部9よりも自由な揺動が可能となり、多様な変動に対処できる。
なお、本リンク部9Aにおいて、ヒンジ板150,151はいずれかが省略可能であり、この場合ヒンジ取付けリブ146,147にリンク棒145がリンクピン152,153をもって枢着される。
叙上のライニング施工装置Sは以下のように管渠内のライニング施工に適用され、操作される。
図20〜図22はその一態様のライニング施工工事の概要を示す。この施工工事では地下埋設管渠として小径の円形断面をなす下水道管渠Pへの適用例を示す。図において、Q1は上流側人孔、Q2は下流側人孔である。
図20に示されるように、地上部においては、上流側人孔Q1側では帯状部材200を巻き付けた回転台付き巻出し装置Tが配され、下流側人孔Q2側では油圧駆動源G及び充填材供給装置Kが配される。
すなわち、油圧駆動源Gは油圧用配管300(送り用300a、戻り用300b)を介して本施工装置Sの回転継手部Iの油圧用回転継手部7Aに接続される。また、充填材供給装置Kは充填材供給管310を介して本施工装置Sの回転継手部Iの充填材用回転継手部7Bに接続される。
なお、工事は上流側から下流側に沿ってなされる。
本ライニング施工装置Sを人孔Q1を介して更生の対象となる管渠P内に搬入する。このため、製管部H、回転継手部I及びリンク部9がそれぞれ分解状態で人孔Q内に搬入される。回転継手部Iは回転継手装置7と伴回り防止機構8とは分離されている。
製管部Hの人孔Q1内への搬入に付いては、人孔Qの開口部は小さいが、成形フレーム1の一箇所の止めピン36を未装着として、成形フレーム1を直列状とし、人孔Q内へ搬入される。搬入後、人孔Q内において未装着のピン36を装着して成形フレーム1を環状になす。次いで、接合機構部5を成形フレーム1に取り付け、充填材注入機構部6を接合機構部5に沿わせて取り付ける。
回転継手部Iは回転継手装置7に伴回り防止機構8を装着し、取付けボルト96をもって固定する。リンク部9は回転継手装置7に取り付ける。
ライニング施工は以下の手順に基づいてなされる。
(1) 回転継手部Iに、油圧用配管300、充填材用配管310を接続し、管渠P内に押し込む。
すなわち、回転継手部Iの油圧継手部7Aの接続口c,dに油圧管300の送り用300a、戻し用300bを接続し、また、回転継手部Iの充填材継手部7Bの注入継手管84に継手(符号なし)を介して充填用管310を接続する。
このようにして、管渠P内に挿入する前段階としてのライニング管(これを初期ライニング管という)Riを形成する。
この取付け部の引込み操作において、保形用具等の適宜の冶具を使用すると便利である。
この引き入れに際し、初期ライニング管Riを含め、本施工装置Sの全ては管渠Pの内径に収まる状態となっている。
すなわち、送り機構52の送りローラ73は管渠Pの管壁に当接し、管壁からの反作用を受けて本施工装置Sを回転駆動させる。また、接合機構部5の内外面ローラ3,4を回転駆動し、内面ローラ4と外面ローラ5との挟着力をもって、帯状部材200の閉合部Zにおいて、その継手構造により初期ライニング管Riに連なって新たに供給される帯状部材200は接合される。成形フレーム1は成形されたライニング管Rの内面を案内ローラ2の回転をもって移動してゆく。これにより帯状部材200は螺旋状に捲回され、ライニング管Rが製管される。
そして、形成されたライニング管Rは残置され、本施工装置Sの全体は管周方向に公転するとともに、新たな帯状部材200が付加されつつ管軸方向に前進する。
すなわち、図21・図22に示されるように、接合機構部5に把持されるライニング管Rの部位においては、送りローラ73・接合機構部5を介して中心方向への押圧力を受け、凹曲面(A)となっているが、接合機構部5より周方向並びに奥行き(軸)方向に遠ざかるにつれ、ライニング管Rの弾性により漸次凸曲面(B)となる。
流動状の充填材は接合機構部5の外面ローラ4の奥方におけるライニング管Rの凹曲面(A)の空間部に吐出され、接合機構部5の進行に伴い該凹曲面(A)は次第に凸曲面(B)に変じ、壁面に密着し、これにより該充填材は幅広に広がり、かつ帯状部材200の溝部204内に入り込む。
製管動作に伴い帯状部材200はねじれ回転をなすが、巻出し装置Tにおいてはこの回転に同期して回転台324をもってこれに追従する。
(8a)先ず、充填材用回転継手部7Bの取外しがなされる。すなわち、注入管40,42を充填材用回転継手部7Bから切り離し、充填材用回転継手部7Bにおいて注入継ぎ管84を回転継手装置7から引き抜く。充填材系は可及的速やかに洗浄される。
更に、作動圧力流体系(油圧系)に付いても、回転継手部Iの油圧用継手7Aより配管300が取り外される。
伴回り防止機構8の取外しは、組付けの逆の手順に準じてなされる。
すなわち、リンク部9を取外し、製管部Hより接合機構部7が取り外され、脱着継手30の止めピン36が引き抜かれ成形フレーム1の解体がなされる。
これらは人孔Qを介して外部へ搬出される。
以上をもって、本実施形態の施工工事は完了する。
以上のように、この実施の形態のライニング施工によると、ライニング管Rの成形の進行とともに管渠Pの断面一杯にライニング管Rを形成することができるものであり、断面損失を生じることなく、かつ同時に注入された充填材の固結による管渠Pとライニング管Rとの一体化による複合管が得られ、全体として経済的な施工を達成しえる。
更に、このライニング施工においては、回転継手装置7,110は伴回りを生ぜず、作業者の介入が不要であり、従来の装置ではできなかった小径管渠での施工が可能となるとともに、ライニング施工装置Sの自動運転が可能となり、施工の効率化を図ることができる。更に、管渠の途中で施工が停止したとき、成形フレーム1を構成する脱着継手30の止めピン36の引抜きにより解体されるので、小径管での施工が保障される。
1)叙上の実施形態では、製管部Hはその成形フレーム1が屈撓性でかつ接合機構部での中折れ態様を採るが、本発明においては剛性の円環状の成形フレーム(これには一体式、セグメント式がある。)を除外するものではない。この場合、管渠Pと成形されるライニング管Rとの間隙は大きくなることは云うまでもない。
あるいは、中折れ防止機構付の成形フレームのみの態様であってもよい。
2)叙上の実施形態では、充填材の注入がなされるが、充填材の注入を省略してもよい。
3)リンク部9,9Aに付き、叙上の実施形態ではその一端部を成形フレームの接合機構部に固設されているが、接合機構部でない成形フレームの他の部位に固設することを除外するものではない。
Claims (1)
- 管渠内において、その両側縁部に継手が形成され連続的に供給される長尺の弾性を有する帯状部材を螺旋状に捲回し、相接する継手相互を係合させて形成された管状体を残置させ、前記既に形成された管状体の前方に新たに供給される帯状部材をもって管状体を付加形成するライニング施工方法であって、
所定の幅と横剛性を有する環状の成形フレーム;
前記成形フレーム回りに回転自在に装着され、前記帯状部材を螺旋状に捲回して形成されるライニング管の内面に当接する複数の案内ローラ;
前記成形フレームを介して取り付けられ、前記既に形成されたライニング管と新たに供給される帯状部材との閉合部位に配されるとともに帯状部材を挟着・接合する外面ローラと内面ローラとからなり、かつ該外面ローラ及び又は内面ローラは作動流体によって駆動される作動モータからの駆動力を受けて回転駆動する接合機構部;
前記接合機構部の外面ローラに隣り合い、該接合機構部の進行後方に配され、少なくとも該外面ローラの奥方に充填材の吐出口を有する充填材注入管;
を備え、
前記接合機構部への作動流体路中の作動流体用回転継手の軸中心に、前記充填材注入管に連通する注入継ぎ管を挿脱自在に配し、前記注入継ぎ管に充填材用回転継手を介装させてなり、
前記作業流体用回転継手は、管渠の軸方向に延びるリンク体を介して前記成形フレームに揺動自在に取り付けられ、
かつ、該作業流体用回転継手は該作業流体用回転継手の本体部を管渠の中心に保持するとともに管渠の軸方向への移動のみを許容する伴回り防止機構を備えてなる、ライニング施工装置を使用し、
小径管渠内に前記ライニング装置を配し、前記作動流体用回転継手を介して作動流体を送るとともに、前記充填材用回転継手を介して充填材を送り、帯状部材を該ライニング施工装置の接合機構部を介して成形フレーム回りに捲回する、
ことを特徴とするライニング施工方法。
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