JP4360505B2 - 管路の補修方法 - 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方法に関し、特に、人が管路内に入って補修可能な口径８００ｍｍ以上の大口径管路を補修するのに適した管路の補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば下水道の大口径管を開削することなく補修する方法として、従来、片面にリブが形成された塩化ビニル製の帯状プロファイルを既設管内で螺旋状に巻回して製管するとともに、その内側から支保材を組んだ状態で、既設管とプロファイルとの間に裏込め材を注入する方法や、同じく塩化ビニル製のやや幅広の帯状（ストリップ）材を管内で螺旋状に巻回して既設管内面に沿わせるとともに、既設管の内面との間に裏込め材を注入する際の注入圧を低く抑えるために、帯状材を巻回する前に、既設管内面の上部に裏込め材注入用ホースを通すスペースを形成するためのスペーサを取り付ける方法、あるいは、スタッドのついたポリエチレンチューブを既設管内に引込み、裏込め材の注入時にチューブ内に水圧をかけることによって、そのチューブの変形を防止する方法等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の管路の補修方法においては、裏込め材の注入時に支保材を組んだり、水圧をかけたり、あるいは前もって裏込め材注入用ホースを通すためのスペーサを設けるなど、多大な労力と時間を要し、その費用も膨大なものとなってしまう。
【０００４】
また、以上の従来の管路の補修方法では、いずれも、補修部材自体の強度が低く、裏込め材との一体化によって必要強度を得るような構造となっているため、補修部材の裏込め材に接する側の面にリブを密に配する必要があり、その多数のリブの存在によって裏込め材が充分に行き渡らないという問題がある。ここで、その問題を解決するために、および、裏込め材の注入圧を低減させるために、裏込め材に流動化材が添加されるのであるが、その分のコストが上昇するという問題がある。更に、必要強度を裏込め材に頼っているが故に、裏込め材に相応の強度が要求される結果、その価格が高価なものになるという欠点もある。更にまた、補修部材自体の強度が低いために、既設管の痛みがひどくその強度が著しく低下している場合の補修には不適当である。
【０００５】
本発明はこのような従来の管路の補修方法における諸問題点を一挙に解決すべくなされたもので、裏込め材の注入時に支保を組んだり水圧をかける等の耐圧対策を必要とすることなく、また、流動化材等を添加することなく裏込め材を既設管と補修材の間に充分に行き渡らせることが可能で、更に、裏込め材の強度を従来に比して低くして安価な裏込め材を用いても、腐食等による痛みの激しい既設管に適用して補修後の管路の強度を十分に高くすることのできる管路の補修方法の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の管路の補修方法は、マンホールからの搬入が可能なように周方向および軸方向にそれぞれ適宜数に分割された補修部材を、マンホールまたは既設管内で当該既設管の内周面に沿った筒状の補修材に組み立てて既設管内に挿入し、その補修材と既設管との間隙に裏込め材を注入する管路の補修方法において、上記補修部材が、補修後の管路の表面材としての樹脂板と、その樹脂板と既設管内面との間に位置して当該樹脂板と一体化され、裏込め材の注入時における圧力に耐える高剛性の補強材とからなり、上記樹脂板には、筒状に組み立てられた状態で軸方向に沿って伸びる複数のパイプ状部材が一体化されているとともに、その各パイプ状部材に挿入されるシャフトを介して、上記補強材が樹脂板に一体化されることにより補修部材とされ、その補修部材の複数個をマンホールから既設管内に搬入した後、筒状に組み立てることによって特徴づけられる。
【０００９】
本発明は、補修部材自体に十分な強度を持たせることによって、裏込め材の注入時における圧力による補修部材の変形を防止すべく支保を組んだり水圧をかけることを不要とするとともに、腐食等の激しい既設管に対しても十分な強度を付与することができ、しかも裏込め材との一体化による強度を得るべく多数のリブを密に配することが不要となることから、流動化材を添加することなく補修部材と既設管の間での裏込め材の流動を容易化させようとするものである。
【００１０】
すなわち、既設管の内周面に沿って設置される補修部材として、樹脂板からなる表面材と、その表面材の既設管内周面に向く面において一体化される補強材によって構成されたものを用いる。補強材には例えば鋼製等の高剛性材料を用い、樹脂板からなる表面材と一体化して補修部材を構成することによって、補修部材自体の強度が従来に比して大幅に向上し、補修部材自体の強度によって裏込め材の注入時における圧力に十分に耐えて有害な変形を生じることがなく、かつ、補修後には外水圧または土圧に抗する役割を担う。従って、裏込め材の強度を特に高くすることなく、腐食等の激しい既設管に用いても十分な強度を与えることができる。また、補修部材自体の強度を高くすることにより、裏込め材に対して一体化すべく補修部材の裏込め材との接する面に必要以上のリブを設けることが不要となり、裏込め材の注入時にその流動を妨げることがない。
【００１１】
ここで、本発明方法に用いる管路補修材は、マンホールからの搬入が可能なように周方向および軸方向に適宜個数に分割された状態で、かつ、樹脂板と補強材等が一体化された状態で、マンホールまたは既設管内で、既設管内面に沿って筒状に組み立てられるため、開削を行うことなく大口径管路の更生が可能となる。
【００１２】
以上の本発明方法に用いる補修材として、樹脂板に一体化される補強材に、筒状に組み立てられた樹脂板の外周面に沿った複数のリング状部材を含ませることにより、補修材の強度を確実に高くすることが可能となり、また、樹脂板に筒状の軸方向に沿った複数のパイプ状部材を一体化し、そのパイプ状に挿入されるシャフトを介して補強材を一体化する構成を採用することで、樹脂板と補強材との一体化が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について述べる。なお、以下の説明においては、補修対象管が円形断面の場合について述べる。図１は本発明を適用した管路の補修方法に用いられる補修部材１を複数個用いて円筒状に組み立てた状態を示す部分断面正面図であり、図２はその左側面図である。また、図３には、円筒状に組み立てる前の１つの補修部材１の構造を示す模式的斜視図を示す。
【００１４】
この例における補修部材１は、長さＬの円筒を周方向に３等分した形状を有しており、補修後の管路の表面材を構成する樹脂板１１と、その樹脂板１１の外側（円筒の外周面）に位置して樹脂板１１と一体化された補強材１２ａ，１２ｂを主体として構成されている。
【００１５】
樹脂板１１は例えば高密度ポリエチレン製であり、図４に展開状態における要部の正面図（表面図）を示し、図５および図６にはそれぞれそのＡ−Ａ断面図および平面図をそれぞれ示すように、平板状の本体部１１ａの片面に、円筒形の一部形状への湾曲状態において、円筒形の軸方向に沿って伸びる複数のパイプ状部材１１ｂとＴ形のリブ１１ｃが円筒形の周方向に一定の間隔を開けて一体化されているとともに、上記の湾曲状態において円筒形の両端部に相当する対向２辺に規則的な切欠きを有する軸方向接続用フランジ部１１ｄが形成され、他の対向２辺には周方向接続用フランジ部１１ｅが形成されている。なお、周方向接続用フランジ部１１ｅが形成されている辺の長さが上記した長さＬに相当し、軸方向接続用フランジ部１１ｄが形成されている辺の長さが、図１のように円筒形に組み立てられた状態における円周の１／３の長さに相当する。また、図１においては、図面の煩雑化を避けるためにリブ１１ｃについてはその図示を省略している。
【００１６】
補強材１２ａ，１２ｂはそれぞれ鋼材を用いた高剛性部材であり、互いに略同等の形状をしており、図７に補強材１２ａを代表させてその正面図を示すように、それぞれ円を周方向に３等分した円弧状の形状をしており、その厚さ（図７における紙面に直交する方向への寸法）は一様であって、円弧に沿って複数の貫通孔１２０が形成されている。補強材１２ａは、単独の補修部材１に対して４個ずつ用いられているとともに、各補修部材１を軸方向に接続する際には、その両端部に補強材１２ｂが２個ずつ用いられる。
【００１７】
各補強材１２ａ，１２ｂと樹脂板１１との接合一体化は、図８に樹脂板１１のパイプ状部材１１ｂの軸方向に沿った断面図を示すように、補強材１２ａについては、樹脂板１１に形成されているパイプ状部材１１ｂのうち、一直線上に並ぶ３個のパイプ状部材１１ｂの間の２箇所と、それらの両端部の２箇所にそれぞれ配置した状態で、各パイプ状部材１１ｂおよび各補強材１２の貫通孔１２０を貫通するように、両端に雄ねじが形成されたシャフト１３ａを挿入し、その各雄ねじにナット１４ａを締結することによって行われている。一方、補修部材１を軸方向に接続する際に用いられる補強材１２ｂについては、一つの補修部材１について、軸方向接続用フランジ部１１ｄの内側端面に沿って１個と、それよりも若干内側によった位置に１個が配置される。そして、これらの補強材１２ｂは、隣り合う補修部材１の各端部に２個ずつ配置されたものについて、軸方向フランジ部１１ｄを挟んでそれぞれの貫通孔１２０に共通のシャフト１３ｂを挿入してその両端部に形成されている雄ねじにナット１４ｂを締結することによって、樹脂板１１に対して一体化され、また、このシャフト１３ｂ並びにナット１４ｂによって、隣り合う補修部材１どうしが一体化される。なお、図８においてＳはスペーサであり、Ｒは軸方向接続用フランジ部１１ｄ間に形成された空隙に埋設した止水パッキンである。
【００１８】
各補修部材１を周方向に互いに一体化するための構造は、図９に周方向接合部における断面図を示すように、各補修部材１の周方向接続用フランジ部１１ｅを突き合わせた状態で、その両側に軸方向に伸び、かつ、その方向に複数の貫通孔１５０が形成された周方向接続用金具１５を配し、その各周方向接続用金具１５の貫通孔１５０のそれぞれにボルト１６を貫通させ、その両端部に形成されている雄ねじにナット１７を締結することによって行われる。この周方向接続用金具１５は、補強材１２ａ両端部の下側に形成されている切欠き部Ｕ（図７参照）に嵌まり込んだ状態で、単独の補修部材１に当初から固定されている。また、隣り合う補修部材１の補強材１２ａおよび１２ｂどうしは、図１に示すように、各補強材１２ａ，１２ｂの突き合わせ部分に補強材接続用金具１８をあてがって、その金具１８の両側においてそれぞれの補修部材１の補強材１２ａ，１２ｂに対してボルト締めすることにより、相互に強固に一体化される。なお、図９においてＲは周方向接続用フランジ部１１ｅ間に形成された空隙に埋設した止水パッキンである。また、図１においては、図面の煩雑化を避けるために周方向接続用金具１５およびボルト１６等については図示を省略している。
【００１９】
さて、以上の補修部材１は、例えば補修対象管路が１号人孔（マンホール）を有するものである場合には、そのストレート部の直径９００ｍｍを通過する大きさとされ、搬入に当たってはマンホールの蓋の部分のみを拡開する。そして、各補修部材１はマンホール内に搬入された上で、そのマンホールおよびそれに通じる既設管内において図１のように円筒形に組み立てられる。また、この実施の形態においては、各補修部材１の組み立ては、既設管内に下水隔離装置が挿入されて下水の流れない領域が形成され、その下水隔離領域において行われる。以下、その具体的な手法について述べる。
【００２０】
図１０は、既設管Ｐ内に下水隔離装置２を挿入し、その周囲に形成される下水隔離領域で補修部材１を円筒形に組み立てていく状態を示す模式的断面図であり、図１１はそのＡ−Ａ断面図である。
【００２１】
下水隔離装置１は、筒状本体２１ａにアウターシール２１ｂとインナーシール２１ｃが設けられた止水プラグ２１と、その止水プラグ２１の筒状本体２１ａの下流側端面部に取り付けられる下水隔離用筒体２２とを主体として構成されている。
【００２２】
アウターシール２１ｂおよびインナーシール２１ｃは、それぞれ外部からエアを供給することによって膨張するシールであって、アウターシール２１ｂは筒状本体２１ａの外周に沿って設けられた複数のドーナツ状ホース等によって構成され、エアを供給して膨張させることによって、既設管Ｐの内面に対して水密に当接する。また、インナーシール２１ｃは筒状本体２１ａの内面に周囲が気密に固定された袋状体であり、エアを供給して膨張させることによって、筒状本体２１ａの内側空間を水密に封止することができる。
【００２３】
下水隔離用筒体２２は、既設管Ｐ内において止水プラグ２１に対して取り付けられる。その取付け作業は、止水プラグ２１のアウターシール２１ｂおよびインナーシール２１ｃにエアを供給して既設管Ｐ内の下水の流れを一時的に止めた状態で行われ、その作業において下水に触れることがない。下水隔離用筒体２２を取り付けた後、インナーシール２１ｃ内のエアが排出される。これにより、既設管Ｐ内を流れてきた下水は、止水プラグ２１の筒状本体２１ａおよび下水隔離用筒体２２の内部を流れ、下水隔離用筒体２２の周囲には下水が流れない領域、つまり下水隔離領域が形成される。
【００２４】
以上のような下水隔離装置２を、図１０に示すように、止水プラグ２１が既設管Ｐ内に補修対象管路の上流側に位置するマンホールＨに近接してその上流側に位置するように固定し、下水隔離用筒体２２がマンホールＨのインバート部に位置するように装着した状態で、前記した補修部材１をマンホールＨ内に順次搬入し、円筒形に組み立てつつ、軸方向に接合していく。図１２（Ａ）〜（Ｃ）は各補修部材１を円筒形に組み立てていく手順を示す模式的断面図である。３個の補修部材１Ａ，１Ｂ，１Ｃを円筒形に組み立てるに当たっては、各補修部材１Ａ〜１Ｃを順次マンホールＨから搬入して下水隔離用筒体２２の周囲に沿わせるとともに、先に搬入したものを下水隔離用筒体２２の周囲を回動させ、次に搬入したものと互いに周方向に接合していく。図１２（Ｃ）に示すように、３個の補修部材１Ａ〜１Ｃを周方向に接合して円筒体１０を形成すると、その円筒体１０を既設管Ｐの下流側に移動させ、次の円筒体１０を組み立てると同時に、先の円筒体１０に対して軸方向に接合していく。なお、補修部材１を円筒体１０に組み立てた後に下流側に移動させる場合、図１０に示すように下流側からワイヤ３で引っ張っるとよい。
【００２５】
以上の作業により、補修対象管路長に等しい円筒形の補修材が組み立てられたら、例えばその両端部に妻型枠を装着し、補修材の外周面と既設管内周面との間にモルタル等の裏込め材を注入して、作業を終える。
【００２６】
以上の方法において特に注目すべき点は、複数の補修部材１を組み立てることによって既設管Ｐの内面に沿って形成される補修材は、その外周にそれぞれが３個ずつの円弧状の補強材１２ａ，１２ｂを周方向に強固に接合してなる複数のリング状の高剛性材料が一体化されているため、それ自体の強度が高く、裏込め材の注入圧に対して十分に耐えることができる点であり、これにより、支保を組んだり内側から水圧をかけるといった裏込め材注入圧に対する耐圧のための工法が不要となる。また、補修材自体の強度が高いが故に、腐食等によって既設管Ｐの強度が弱くても、補修により十分な強度を付与することが可能となるとともに、裏込め材として高強度のものを用いる必要もなくなり、更には、裏込め材との一体化を図るためのリブの数は従来のものに比して少なくすることができる結果、裏込め材に流動化材を添加することなく、補修材と既設管Ｐの間に裏込め材を十分に行き渡らせることが可能となる。
【００２７】
また、以上の実施の形態において用いた下水隔離装置２を用いた工法によると、補修部材１の組み立ては下水隔離領域によって行われ、しかも、その組み立て作業を通じて下水の流れを止めないために、流量の多い下水道や流れの速い下水道に対しても、危険を伴うことなく作業を行うことができる。
【００２８】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されることなく、例えば樹脂板１１と補強材１２との一体化構造については、樹脂板１１側に突起を設けるとともに、補強材１２側にその突起が嵌まり込む溝を形成して、その両者の嵌合によって一体化する構造等、他の任意の構造を採用することができる。
【００２９】
また、以上の実施の形態においては、既設管の断面形状が円筒形である場合について述べたが、例えば矩形渠（ボックスカルバート）や馬蹄形渠（アーチカルバート）に対しても本発明を等しく適用することができ、その場合、補修部材１は組み立てによりその管渠の断面形状に応じた形状となるように形成すればよく、また、下水隔離装置２を用いる場合においても、対象とする管渠の断面形状に応じた断面形状のものを用いればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、マンホールからの搬入が可能なように周方向および軸方向にそれぞれ適宜数に分割された補修部材を、マンホールまたは既設管内で筒状に組み立てて既設管の内周面に沿わせるとともに、その補修部材として、補修後の管路の表面材としての樹脂板と、その樹脂板と既設管内面との間に位置して当該樹脂板と一体化され、裏込め材の注入時における圧力に耐える高剛性の補強材によって構成したから、従来の管路の補修方法に比して補修部材自体の強度が大幅に高く、それ自体で裏込め材の注入圧に十分に耐えるため、従来の工法のように支保を組んだり、あるいは内側から水圧をかける等の耐圧のための工事が不要となり、工費を大幅に削減することができる。
【００３１】
また、補修部材の高強度化により、腐食等により強度が大幅に低下している既設管の補修に適用しても、特に高強度の裏込め材等を用いることなく十分な強度を与えることができるとともに、従来のように裏込め材との一体化によって強度を得るべく多数のリブを密に配する必要がないために、流動化材を添加した裏込め材を用いることなく、裏込め材の充填度を高くすることができ、裏込め材として安価な材料を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した管路の補修方法に用いられる補修部材１を複数個を用いて円筒状に組み立てた状態を示す部分断面正面図である。
【図２】 図１の左側面図である。
【図３】 円筒状に組み立てる前の１つの補修部材１の構造を示す模式的斜視図である。
【図４】 図１の補修部材１に用いられている樹脂板１１の展開状態における要部の正面図（表面図）である。
【図５】 図３の平面図である。
【図６】 図３の右側面図である。
【図７】 図１の補修部材１に用いられている補強材１２ａの正面図である。
【図８】 各補強材１２ａ，１２ｂと樹脂板１１との接合一体化の説明図で、樹脂板１１のパイプ状部材１１ｂの軸方向に沿って切断した要部断面図である。
【図９】 各補修部材１を周方向に互いに一体化するための構造の説明図で、補修部材１１の周方向接合部における断面図である。
【図１０】 本発明を適用した管路の補修方法において、既設管Ｐ内に下水隔離装置２を挿入した状態を示す模式的断面図である。
【図１１】 図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】 本発明を適用した管路の補修方法において、各補修部材１を円筒形に組み立てていく手順を（Ａ）〜（Ｃ）の順で示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 補修部材
１１ 樹脂板
１１ａ 平板状の本体部
１１ｂ パイプ状部材
１１ｃ Ｔ形のリブ
１１ｄ 軸方向接続用フランジ部
１１ｅ 周方向接続用フランジ部
１２ａ，１２ｂ 補強材
１２０ 貫通孔
１３ａ，１３ｂ シャフト
１４ａ，１４ｂ，１７ ナット
１５ 周方向接続用金具
１６ ボルト
１８ 補強材接続用金具
２ 下水隔離装置
２１ 止水プラグ
２１ａ 筒状本体
２１ｂ アウターシール
２１ｃ インナーシール
２２ 下水隔離用筒体

Claims (1)

1. マンホールからの搬入が可能なように周方向および軸方向にそれぞれ適宜数に分割された補修部材を、マンホールまたは既設管内で当該既設管の内周面に沿った筒状の補修材に組み立てて既設管内に挿入し、その補修材と既設管との間隙に裏込め材を注入する管路の補修方法において、
   上記補修部材が、補修後の管路の表面材としての樹脂板と、その樹脂板と既設管内面との間に位置して当該樹脂板と一体化され、裏込め材の注入時における圧力に耐える高剛性の補強材とからなり、上記樹脂板には、筒状に組み立てられた状態で軸方向に沿って伸びる複数のパイプ状部材が一体化されているとともに、その各パイプ状部材に挿入されるシャフトを介して、上記補強材が樹脂板に一体化されることにより補修部材とされ、その補修部材の複数個をマンホールから既設管内に搬入した後、筒状に組み立てることを特徴とする管路の補修方法。

Images