JP4282329B2 - インサーション工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はインサーション工法に関し、特にたとえば既設管路にインサーション管を挿入して既設管路の更新・更生をするインサーション工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のインサーション工法の一例がたとえば特許文献１に開示されている。インサーション管はたとえばポリエチレン等の合成樹脂からなり、縮径加工によりたとえば断面略ハート形状等に形成された状態で挿入される。挿入の際には、たとえばワイヤ取付具を介して牽引ワイヤをインサーション管の先端に取り付けて、ウインチ等で牽引ワイヤを巻き取ることによって既設管路内に引き込む。そして、挿入後にインサーション管内に加熱・加圧した流体を供給することによって、インサーション管の断面形状を略円形に復元する。このようにして、既設管路内にインサーション管による新たな管路を設け、あるいは、既設管の内周面にインサーション管を略密着させることによって、既設管路が更新・更生される。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６４−５６５３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、既設管路では、継手接続部分に内面段差があったり、また、鋳鉄管等で構成される場合には老朽化による錆等が発生していたりするなど、その内面は平滑ではなく荒れた状態となっている。
【０００５】
従来技術では、縮径状態で挿入することで挿入抵抗を低減することができるが、上述のような荒れた内面を有する既設管路に対して直接インサーション管を挿入しているので、接触状態で移動されてインサーション管の外表面に傷が発生してしまい、管の性能を低下させるおそれがあった。
【０００６】
また、このような既設管路の内面とインサーション管との接触や、内面段差と牽引ワイヤおよびワイヤ取付具等との引掛り等によって、挿入抵抗が大きくなっていた。インサーション管の挿入抵抗が大きくなると、インサーション管に大きい引張荷重が掛かってしまい、管の性能を低下させるおそれがあった。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、インサーション管の外面に傷が発生するのを防止できる、インサーション工法を提供することである。
【０００８】
この発明の他の目的は、挿入抵抗を低減できる、インサーション工法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、既設管路にインサーション管を挿入するインサーション工法であって、(a) 既設管路内にコルゲート管を挿入するステップ、および(b) コルゲート管内にインサーション管を挿入するステップを備える、インサーション工法である。
【００１０】
第２の発明は、既設管路にインサーション管を挿入するインサーション工法であって、（ｃ）既設管路内にコルゲート管とインサーション管とを同時に挿入するステップ、および（ｄ）コルゲート管を既設管路から引き抜くステップを備えるインサーション工法である。
【００１１】
【作用】
第１の発明では、まず、既設管路内にコルゲート管を挿入する。コルゲート管はその管壁がコルゲート形状に形成されているので、既設管路の内面との接触面積が小さく、したがって、挿入抵抗を小さく抑えることができる。そして、コルゲート管内にインサーション管を挿入する。インサーション管はコルゲート管内に挿入されるので、既設管路の内面と接触することがない。牽引ワイヤやワイヤ取付具等も同様である。また、インサーション管とコルゲート管との接触面積も小さいので、挿入抵抗を低減できる。
【００１２】
第２の発明では、コルゲート管とインサーション管とを同時に既設管路内に挿入する。つまり、たとえば、予めコルゲート管内に挿入された状態のインサーション管を既設管路内に挿入する。この挿入時には、インサーション管はコルゲート管内でこれに保護されるので、既設管路の内面と接触することがない。また、コルゲート管と既設管路の内面との接触面積が小さいので、挿入抵抗を低減できる。
【００１３】
さらに、第１および第２の発明では、既設管路内に挿通されたコルゲート管を引き抜くようにしてもよい。このようにして、既設管路をインサーション管によって更新することができる。一方、コルゲート管をそのまま既設管路内に残置した場合には、コルゲート管をインサーション管からなる更新管路の保護管として利用することができる。
【００１４】
また、既設管路は曲がり管部を有するものであってよいし、この場合、インサーション管を復元するようにしてもよい。つまり、このような既設管路にはインサーション管として縮径管を適用してよい。縮径管はたとえば縮径加工によって周方向の一部が押し込まれた断面略ハート形状等を有するものである。縮径管を適用すれば曲がり管部に対しても容易にインサーション管を挿入することができる。そして、たとえばインサーション管内に加熱加圧蒸気等を供給することによって、インサーション管を断面略円形等に復元することができる。なお、復元前にコルゲート管を引き抜いている場合には、たとえば復元後の外径を既設管路の内径と同等に設定していれば、既設管路の内面にインサーション管を略密着させることもできる。一方、コルゲート管を引き抜いていない場合には、インサーション管はコルゲート管内で復元され、上述のようにコルゲート管を保護管として利用できる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、インサーション管の挿入時には、インサーション管の外面と既設管路の内面との間にコルゲート管を介在させるようにしているので、インサーション管が既設管路の内面に接触することがない。したがって、インサーション管の外面に傷が発生することがなく、性能低下を防止できる。
【００１６】
また、インサーション管，ワイヤ取付具および牽引ワイヤ等は、滑らかなコルゲート管の内面を挿通されるので、挿入抵抗を低減することができる。したがって、インサーション管に掛かる引張荷重を小さく抑えることができ、管の性能低下を防止できる。
【００１７】
また、コルゲート管の挿入時においても、既設管路の内面との接触面積を小さく抑えることができるので、挿入抵抗を低減できる。このように、挿入抵抗が小さいので、引き込みのための各種装置（ウインチ等）を小型化できる。
【００１８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１９】
【実施例】
図１に示すこの実施例のインサーション工法は、たとえば図２に示すような既設管路１０内にインサーション管１２を挿入して、既設管路１０を更新・更生するためのものである。このインサーション工法では、インサーション管１２の挿入時等には、既設管路１０の内面とインサーション管１２の外面との間にコルゲート管１４が介在される。
【００２０】
既設管路１０は、老朽化等により更新または更生を必要としているものである。既設管路１０の用途および構成材料は種々のものが適用され得るが、たとえば、ガス，上下水道，通信ケーブル保護または電力ケーブル保護等の用途であってよいし、また、ダクタイル鋳鉄管，鋼管または塩ビ管のような合成樹脂管等から構成される管路であってよい。既設管路１０は、図２に示すように、直線状に配管されている部分すなわち直管部１６と、曲線状に，曲率を有してまたは屈曲して配管されている部分すなわち曲がり管部１８とを含む。
【００２１】
なお、既設管路１０の配管状態は、埋設図や配管図等によって把握することができるし、また、たとえば電磁誘導法，地中レーダ法，音波探査法または管内観察用のカメラ等によって現地で既設管路１０を調査することによっても把握可能である。
【００２２】
既設管路１０を更新する際には、まず、立坑２０ａおよび２０ｂを掘削して、更新対象とする既設管路１０の両端を立坑２０ａおよび２０ｂ内でそれぞれ開口させる。次に、終点の立坑２０ａおよび始点の立坑２０ｂの近辺に、施工に必要な各種装置および挿入する管等を準備（搬入）する。
【００２３】
たとえば、立坑２０ａ側には牽引ワイヤ２２を巻き取るためのウインチ２４を配置する。一方、立坑２０ｂ側には、インサーション管１２が巻き取られたドラム（図示せず）およびコルゲート管１４が巻き取られたドラム２６を準備する。また、ボイラ等の蒸気発生装置２８も配置する。この蒸気発生装置２８は供給管等を介してドラムに巻かれたインサーション管１２またはコルゲート管１４の後端と接続され、これによって、必要に応じて管内に所定温度に加熱し加圧した蒸気等が供給される。また、インサーション管１２またはコルゲート管１４を既設管路１０に挿入する際には、終点の立坑２０ａ側から牽引ワイヤ２２を既設管路１０内に挿通し、挿入すべき管の先端にワイヤ取付具等を介してこの牽引ワイヤ２２を接続する。そして、牽引ワイヤ２２をウインチ２４で巻き取ることによって、挿入すべき管を既設管路１０内に引き込むことができる。なお、図２では、コルゲート管１４を挿入する際の初期の状態が示されており、ドラム２６がセットされ、コルゲート管１４に牽引ワイヤ２２が接続されている。
【００２４】
インサーション管１２は、この実施例では、図３（Ｂ）に示すように、縮径加工により周方向の一部が押し込まれた断面略ハート形状を有する縮径管である。この略Ｕ字状の押し込まれた部分を押し込み部分３０という。なお、縮径管としては、断面形状は略ハート状に限定されるものではなく、たとえば折畳まれて扁平化されたもの等であってもよい。インサーション管１２の構成材料は、合成樹脂（ポリエチレン，ポリブテン，ポリプロピレン，ナイロン，塩化ビニル等）であるが、ここではポリエチレンの実施例を示す。インサーション管１２は既設管路１０の長さよりも長くされた長尺管であり、運搬・保管等を考慮してドラム（図示せず）に巻き取られる。
【００２５】
このインサーション管１２は、所定の温度に加熱しかつ加圧されることにより断面略真円形に復元される。インサーション管１２は、復元したときの外径が既設管路１０の内径とほぼ同じか小さいサイズとなるように設定されている。なお、この実施例では、更新管路においても既設管路１０と同程度の内径寸法すなわち流量が要求される場合の例を示しており、このような場合には、インサーション管１２としては縮径管を適用することによって、挿入時の接触を抑制して抵抗を低減し、曲がり管部１８においても容易に挿通できるようにするのがよい。
【００２６】
このインサーション管１２は、従来公知の方法（特許文献１等）によって製造することができるので、その製造方法の詳細な説明は省略する。簡単に言えば、所定の径および形状で押出成形された直管に対して、軟化点以上融点以下の範囲における所定の温度（この実施例では、たとえば約１００℃程度）に加熱して、押し板やローラ等を用いて縮径加工を施すことによって押し込み部分３０を形成する。したがって、再び軟化点以上融点以下の温度に加熱することによって、押し込み部分３０は外面側へ戻されて、所定形状（断面略真円形等）に復元する。また、復元後に断面が十分な真円となるインサーション管を製造するには、簡単に言えば、押し込まれる部分の曲率半径を復元後の曲率半径よりも小さくした直管を押出成形し、その後、縮径加工により押し込み部分を形成すればよい。この製造方法は特願２００１−４８０５４号に詳述されるので参照されたい。
【００２７】
コルゲート管１４は、図４（Ａ）に示すように、その管壁がコルゲート形状または波形状等に形成され、山と谷とが軸方向に交互に連続して形成される。また、コルゲート管１４の断面形状は、図４（Ｂ）に示すように、略円形にされる。コルゲート管１４は、たとえばポリエチレン，ポリブテン，ポリプロピレン，ナイロンまたは塩化ビニル等の合成樹脂からなる。コルゲート管１４も既設管路１０の長さよりも長くされた長尺管であり、運搬・保管等を考慮してドラム２６に巻き取られる。また、コルゲート管１４の外面側に突出する凸部（山）の外径は、この実施例では、既設管路１０の内径とほぼ同じかやや小さいサイズに設定される。このようなコルゲート管１４は優れた曲げ施工性ないし屈曲性を有しており、既設管路１０内に挿入されるときには曲がり管部１８の曲率に追随して変形（屈曲）することができる。
【００２８】
そして、図１（Ａ）に示すように、この実施例では、まず、コルゲート管１４を既設管路１０内に挿入する。具体的には、牽引ワイヤ２２を立坑２０ａ側から既設管路１０内に挿通し、ワイヤ取付具３２を介してこの牽引ワイヤ２２をコルゲート管１４の先端に接続する。そして、ウインチ２４によって牽引ワイヤ２２を巻き取る。コルゲート管１４はその先端が既設管路１０の立坑２０ａに到達するまで挿入される。この挿入時には、コルゲート管１４の管壁がコルゲート形状に形成されておりコルゲート管１４と既設管路１０の内面との接触面積が小さいので、挿入抵抗を小さく抑えることができる。また、コルゲート管１４は屈曲性に優れるので、曲がり管部１８においても容易に挿入される。挿入後は、立坑２０ｂでコルゲート管１４の後端を切断するとともに、立坑２０ａで牽引ワイヤ２２およびワイヤ取付具３２を取り外す。
【００２９】
次に、図１（Ｂ）に示すように、インサーション管１２を先に挿入されたコルゲート管１４内に挿入する。具体的には、牽引ワイヤ２２を立坑２０ａ側からコルゲート管１４内に挿通し、ワイヤ取付具３４を介してこの牽引ワイヤ２２を立坑２０ｂ側のインサーション管１２に接続する。そして、ウインチ２４を巻き取って、インサーション管１２をその先端が立坑２０ａに到達するまで挿入する。
【００３０】
なお、引き込み（挿入）の際には、必要に応じてたとえば蒸気発生装置２８等を用いてインサーション管１２を所定温度（約８０℃程度）に加熱して軟化させ、インサーション管１２を曲がり易くして挿入抵抗をさらに低減するようにしてもよい。なお、このときの加熱温度は、インサーション管１２の押し込み部分３０を形成したときの温度よりも低く設定されるので、この加熱によってインサーション管１２が復元することはない。
【００３１】
この挿入時には、インサーション管１２はコルゲート管１４内に挿入され、既設管路１０の平滑でなく荒れた状態の内面と接触することがないので、表面に傷が発生するおそれがない。また、コルゲート管１４の管壁がコルゲート形状でありインサーション管１２とコルゲート管１４との接触面積も小さいので挿入抵抗を低減できる。また、インサーション管１２として縮径管を適用しているので接触および抵抗が抑制され、たとえば図５に示すように、曲がり管部１８においても容易に挿入されることとなる。また、牽引ワイヤ２２およびワイヤ取付具３４についても、コルゲート管１４内に挿通されるので、同様にして、挿入抵抗を低減することができる。また、図５に示すように、たとえば既設管路１０の曲がり管部１８において継手部の内面段差３６が存在していても、この段差３６に引っ掛かることもない。挿入後は、立坑２０ａで牽引ワイヤ２２およびワイヤ取付具３４を取り外す。
【００３２】
続いて、図１（Ｃ）に示すように、コルゲート管１４を既設管路１０から引き抜く。具体的には、立坑２０ａでコルゲート管１４の先端にワイヤ取付具３２を介して牽引ワイヤ２２を再び接続し、ウインチ２４で巻き取って、既設管路１０から取り去る。既設管路１０内にはインサーション管１２のみが残される。この引き抜き時にも、コルゲート管１４と既設管路１０の内面との接触面積が小さいので、引き抜き時の抵抗を低減できるのはいうまでもない。
【００３３】
そして、図１（Ｄ）に示すように、インサーション管１２を復元する。具体的には、蒸気発生装置２８からインサーション管１２内に蒸気を供給した後、所定圧力に加圧する。この蒸気の圧力は、インサーション管１２が破裂しない程度（たとえば約０．１〜０．２ＭＰａ程度）に設定される。なお、必要に応じてインサーション管１２の先端にキャップ等を装着して封止する。また、この蒸気の温度は、加圧によって所定温度に上昇するが、その温度は押し込み部分３０を形成したときの温度と同程度（たとえば約１００℃程度）に設定される。
【００３４】
このようにして、インサーション管１２は加熱されるとともに内圧がかけられ、その断面形状が真円または真円に十分に近い略真円形に復元する。なお、準備したインサーション管１２の復元時の外径が既設管路１０内径と略同じサイズに設定されている場合には、図１（Ｄ）に示すように、復元したインサーション管１２の外周面の全体を既設管路１０の直管部１４の内周面の全体に略密着させることができる。つまり、この場合には既設管路１０を更生（補修）できる。
【００３５】
そして、たとえば所定時間経過後、内圧を保持した状態で、インサーション管１２内に冷却空気を供給してインサーション管１２を冷却する。冷却後、インサーション管１２内から圧力空気を排出する。このようにして、インサーション管１２によって、既設管路１２の更新をすることができる。
【００３６】
なお、インサーション管１２の両端部は、既設管路１０の長さに合わせて切断してもよいし、接続の相手方の管ないし管継手等との接続形態等に応じて、適宜長さを調整して切断するようにしてもよい。また、既設管路１０をそのまま残置する場合、既設管路１０はインサーション管１２からなる更新管路の防護管（保護管）として機能する。
【００３７】
この実施例によれば、インサーション管１２の挿入時には、インサーション管１２の外面と既設管路１０の内面との間にコルゲート管１４を介在させるようにしているので、インサーション管１２の外面が既設管路１０の内面に接触することがない。したがって、インサーション管１２の外面に傷が発生することがなく、性能低下を防止できる。
【００３８】
また、インサーション管１２，牽引ワイヤ２２およびワイヤ取付具３４等は、既設管路１０内面と比べて滑らかなコルゲート管１４の内面を挿通されるので、挿入抵抗を低減することができる。したがって、インサーション管１２に掛かる引張荷重を小さく抑えることができ、性能低下を防止できる。
【００３９】
また、コルゲート管１４の挿入時においても、既設管路１０の内面との接触面積を小さく抑えることができるので、挿入抵抗を低減できる。このように、挿入抵抗を小さく抑えることができるので、ウインチ２４等のような引き込みのための装置を小型化することができる。
【００４０】
なお、上述の実施例では、コルゲート管１４を既設管路１０内から引き抜いて、その後、縮径管であるインサーション管１２を復元するようにしているが、たとえば図６に示すように、コルゲート管１４を既設管路１０内から引き抜かずに残したままで、インサーション管１２を復元するようにしてもよい。この場合には、コルゲート管１４をインサーション管１２からなる更新管路の保護管として利用することができる。たとえば既設管路１０の老朽の度合が大きい場合や外部荷重が心配される場合等には、この実施例のようにコルゲート管１４を残置するようにすればよい。なお、この実施例では、コルゲート管１４内で復元されるので、インサーション管１２が復元したときの外径をコルゲート管１４の内面側に突出する凹部（谷）の内径とほぼ同等か小さく設定する。
【００４１】
また、上述の各実施例では、既設管路１０内にコルゲート管１４を挿通した後に、そのコルゲート管１４内にインサーション管１２を挿入するようにしているが、既設管路１０内には、コルゲート管１４とインサーション管１２とを同時に挿入するようにしてもよい。すなわち、たとえば図７に示す他の実施例のインサーション工法では、インサーション管１２が予めコルゲート管１４内に挿通された状態で既設管路１０内に挿入される。つまり、図７（Ｂ）からよくわかるように、コルゲート管１４を外管としインサーション管１２を内管とした二重管を既設管路１０内に挿入するようにしている。この場合にも、インサーション管１２はコルゲート管１４の内管としてこれに保護され、既設管路１０の内面と接触することがない。したがって、インサーション管１２に傷が発生するのを防止できる。また、コルゲート管１４が外管であるため、挿入抵抗を低減できる。さらに、コルゲート管１４とインサーション管１２とを同時挿入するので、たとえば図１実施例のように別々に挿入する場合よりも挿入工程数を低減でき、施工性を向上できる。なお、この実施例では、予めインサーション管１２をコルゲート管１４内に挿通した二重管を準備する必要があり、また、ワイヤ取付具３８にはコルゲート管１４およびインサーション管１２を同時に保持可能なものを適用する。
【００４２】
また、上述の各実施例では、インサーション管１２として、縮径加工を施して挿入後に復元させる縮径管を挿入するようにしているが、たとえば既設管路１０に曲がり管部１８が無い場合、あるいは、曲がり管部１８があってもその曲率が小さくてほとんど直線状の直管部に近いような場合等には、たとえば図８に示すように、インサーション管１２としては、縮径加工を施していない通常の断面略円形等の直管を適用するようにしてよい。この場合には、挿入後の復元工程を省略できるので施工性を向上できるし、また、縮径管を製造・準備する手間を省くことができる。なお、このインサーション管１２の外径はコルゲート管１４の内面側に突出する凹部（谷）の内径とほぼ同等か小さく設定されている。また、インサーション管１２のためのワイヤ取付具３４は断面略円形等のインサーション管１２に取付可能なものが適用される。
【００４３】
また、更新管路において既設管路１０に比べて小さい流量を確保すればよくて、その径が挿入時の加熱等によって曲がり管部１８を有する既設管路１０であっても挿入可能な程度である場合等にも、インサーション管１２としては上述のような縮径加工を施さない通常の断面略円形等の直管を適用することができる。
【００４４】
また、上述の各実施例では、製造および施工時の各温度設定は、インサーション管１２の構成材料がポリエチレンの場合の一例を示しているが、インサーション管１２を他の合成樹脂材料（たとえばポリブテン，ポリプロピレン，ナイロン，塩化ビニル等）で構成する場合には、上述の各実施例と同様に、その合成樹脂材料の融点および軟化点に従って、押し込み部分の成形および復元ならびに挿入時の軟化等を適切に行えるような各温度をそれぞれ選定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図であり、（Ａ）は既設管路にコルゲート管を挿入する工程を示し、（Ｂ）はコルゲート管内にインサーション管を挿入する工程を示し、（Ｃ）はコルゲート管を引き抜く工程を示し、（Ｄ）はインサーション管を復元する工程を示す。
【図２】既設管路内へコルゲート管を引き込む際の初期の状態を示す図解図である。
【図３】図１実施例に適用されるインサーション管を示す図解図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。
【図４】図１実施例に適用されるコルゲート管を示す図解図であり、（Ａ）は一部断面化した正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ断面図である。
【図５】図１実施例で曲がり管部へインサーション管を引き込む際の状態を示す図解図である。
【図６】この発明の他の実施例におけるインサーション管を復元する工程を示す図解図である。
【図７】この発明の他の実施例の一部を示す図解図であり、（Ａ）はインサーション管とコルゲート管とを同時に挿入する工程を示し、（Ｂ）は（Ａ）におけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ断面図である。
【図８】この発明の他の実施例の一部を示す図解図であり、（Ａ）はインサーション管を挿入する工程を示し、（Ｂ）は（Ａ）におけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ断面図である。
【符号の説明】
１０ …既設管路
１２ …インサーション管
１４ …コルゲート管

Claims (4)

1. 既設管路にインサーション管を挿入するインサーション工法であって、
   （ａ）前記既設管路内にコルゲート管を挿入するステップ、および
   （ｂ）前記コルゲート管内にインサーション管を挿入するステップを備える、インサーション工法。
2. 既設管路にインサーション管を挿入するインサーション工法であって、
   （ｃ）前記既設管路内にコルゲート管とインサーション管とを同時に挿入するステップ、および
   （ｄ）前記コルゲート管を前記既設管路から引き抜くステップを備える、インサーション工法。
3. 既設管路にインサーション管を挿入するインサーション工法であって、
   （ｅ）コルゲート管内に縮径加工を施したインサーション管を挿通するステップ、
   （ｆ）前記既設管路内に前記コルゲート管と前記インサーション管とを同時に挿入するステップ、および
   （ｇ）前記インサーション管を加熱しかつ内圧をかけて、当該インサーション管を円形管に復元するステップを備える、インサーション工法。
4. 前記ステップ（ｇ）の前に、前記コルゲート管を前記既設管路から引き抜くステップをさらに備える、請求項３記載のインサーション工法。

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