JP4566764B2 - 管路ライニング工法 - Google Patents

Description

本発明は、老朽化した管路を補修するため管路をライニングする管路ライニング工法に関するものである。

地中に埋設された下水道管などの管路が老朽化した場合に、管路の管を掘り出すことなく補修するために、熱硬化性樹脂を含浸させた管状のライニング材を管路に挿入し、空気圧などで膨張させ管路の管内周面に押圧した状態でライニング材を加熱してライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングする管路ライニング工法が既に提案され実施されている。ライニング材の加熱方法としては、図５に示す蒸気（水蒸気）による方法や、図６に示す温水のシャワリングによる方法が採用されている。

図５に示す蒸気による方法では、管路１内に挿入され管内周面に押圧されたライニング材３の一端部側から蒸気噴射ノズル２１によりライニング材３の内側に高温の蒸気２０を噴射し、ライニング材３内に充満させ、その熱によりライニング材３を加熱する。

図６に示す温水のシャワリングによる方法は、下記の特許文献１などで知られており、温水を噴出する噴出口を長さ方向に所定間隔で多数形成した温水ホース２２をライニング材３に挿入してライニング材３と共に管路１に挿入し、ライニング材３を空気圧で膨張させ、これを管内周面に押圧した状態で、温水ホース２２に高温の温水を加圧して供給することにより、温水ホース２２の各噴出口から温水を温水シャワー２３として噴出させ、ライニング材３の内周面に吹き付けてライニング材３を加熱する。
特許第２５０１０４８号公報

しかしながら、図５の蒸気による加熱方法では、蒸気噴射ノズル２１から噴射された蒸気２０がノズル２１から離れるほど温度を奪われて凝結し温水滴となって落下する量が多くなるので、図５に示すように、ライニング材３のノズル２１と反対側の端部近傍では蒸気が希薄になり、加熱の熱量が不足し、ライニング材３の熱硬化性樹脂が硬化しにくくなる。すなわち、ライニング材３の長さ方向に均一に加熱することができない。これをカバーするためには、ノズル２１からの蒸気の噴射量を多くする必要があり、蒸気を発生させるヒーターやボイラーなどに大きなパワーが必要で、効率が悪く、燃料などのコストがかかるという問題があった。

また、図６の温水のシャワリングによる方法では、シャワリングによりライニング材の内周面に噴きつけられる温水シャワー２３の温水が点状であって広がりがないため、ライニング材３を面状に均一に加熱することが困難である。できるだけ面状に均一に近く加熱するには、温水ホース２２の噴出口の数を例えばホース２２の長さ１ｍ当たり２０〜１００とする必要があり、その数を多くすると、温水の消費量が増え、効率が悪くなり、コストがかかってしまう。

そこで本発明の課題は、この種の管路ライニング工法において、ライニング材の加熱をライニング材の長さ方向にも面状にも均一に行なえ、効率良く、低コストで行なえる工法を提供することにある。

上記の課題を解決するための本発明による管路ライニング工法は、熱硬化性樹脂を含浸させた管状のライニング材を管路に反転挿入し、これを膨張させて管路の管内周面に押圧した状態でライニング材に対して温水ミストを吹き当てることによりライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングする管路ライニング工法であって、前記ライニング材にチューブを挿入し、該挿入されるチューブに、該チューブに連通する孔を有しチューブに加圧して供給される温水を噴出するノズルと該ノズルから噴出された温水をはね返してミスト状態に拡散させる拡散部材とを有する噴霧手段を長さ方向に沿って所定間隔を置いて複数設け、前記チューブをライニング材と共に前記管路に挿入し、前記温水ミストを前記噴霧手段からライニング材に吹き付けてライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングすることを特徴とする。

本発明の管路ライニング工法によれば、ライニング材にチューブを挿入し、該挿入されるチューブに、該チューブに連通する孔を有しチューブに加圧して供給される温水を噴出するノズルと該ノズルから噴出された温水をはね返してミスト状態に拡散させる拡散部材とを有する噴霧手段を長さ方向に沿って所定間隔を置いて複数設け、該噴霧手段からライニング材に対して温水ミストを吹き当てるので、広がりが大きいミストでライニング材を面状に均一に加熱することができる。また、ライニング材の長さ方向に温水ミストの広がり幅より短い間隔で吹き当てを行なえば、ライニング材をその長さ方向にも均一に加熱することができる。したがって、ライニング材の加熱を効率良く、低コストで行なうことができるという優れた効果が得られる。

以下、添付した図を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは、管路ライニング工法において、ライニング材に対して蒸気ミスト又は温水ミストを吹き当てることによりライニング材を加熱してライニング材の熱硬化性樹脂を硬化させる実施例を示す。

図１は、実施例の管路ライニング工法を説明するための断面図である。１は地中に埋設された下水道管などの老朽化した管路であり、これを補修するための管路ライニング工事では、まず管路１に連通したマンホール２から管路１内に柔軟な管状のライニング材３が挿入される。その様子は図示していないが、ライニング材３に圧縮空気あるいは水圧などの圧力媒体を作用させることにより、ライニング材３をその表裏を反転させて管路１内に挿入する。

ライニング材３は、ポリエステル、ビニロン、アクリルなどのファイバーからなる不織布を管状に縫製し、その片面（管路１への反転挿入前は外側面となる面）を気密性の高いフィルムで被覆したものとしての柔軟な管状の樹脂吸収材に、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたものとして構成されている。ライニング材３の先端部は閉じられ、後端部は開かれており、その後端部は、マンホール２内に設置された圧力容器４の下端部片側に形成された開口部に対して気密性をもって結合される。

圧力容器４には、エアコンプレッサー５がパイプ６を介して接続されている。また、排水パイプ７が設けられており、この排水パイプ７には、地上に設置された温水ポンプ９に接続された温水ホース８が接続されている。温水ポンプ９はパイプ１０を介して蒸気槽１３の下部に接続され、蒸気槽１３に後述のように温水１８を供給する。蒸気槽１３は不図示のヒーターにより加熱され、内部の温水１８が沸騰して蒸気２０が発生する。蒸気槽１３の上部にはパイプ１４を介して蒸気ポンプ１５が接続されており、この蒸気ポンプ１５には蒸気チューブ（蒸気ホース）１６が接続されている。

蒸気チューブ１６は圧力容器４内を通ってライニング材３に挿入されている。蒸気チューブ１６は、先端部がロープ１７によってライニング材３の先端部に結合されており、ライニング材３が挿入されるにつれて管路１内に挿入される。なお、蒸気チューブ１６が挿通される圧力容器４の上端部における挿通部分は不図示のパッキンなどにより気密性が確保される。

蒸気チューブ１６には、図３の蒸気チューブ１６の上面図に示すように、噴霧手段とし
ての噴霧器１９が蒸気チューブ１６の長さ方向に所定間隔で複数設けられている。この噴霧器１９からは蒸気ミスト２０ａが噴出される。本発明では、蒸気と、蒸気が凝結して得られる霧状になった多数の微小な温水滴（ミスト）の混合体を、蒸気ミストという。

なお、噴霧器１９は、最少限として図３で実線で示すように蒸気チューブ１６の上側にだけ設けるようにしてもよいが、破線で示すように下側にも設けても良く、左右の横側にも設けてもよい。

また、噴霧器１９の構造は図４の（ａ）と（ｂ）に示すようになっている。噴霧器１９はプラスチックから小判形に形成され、外周の全周に渡って溝１９ａが形成されている。一方、蒸気チューブ１６には溝１９ａの奥の面の全周に渡る小判形の形状とその寸法に対応した小判形の孔１６ａが形成されており、蒸気チューブ１６の孔１６ａの周縁部を溝１９ａ中に挟み込ませるようにして、噴霧器１９を孔１６ａに嵌め込み、穴１６ａの周縁部を溝１９ａに接着するなどして固定することにより、噴霧器１９が蒸気チューブ１６に取り付けられる。

噴霧器１９の上面には、横断面形状がビヤ樽形の凸部としての拡散部材１９ｂが中央に形成されており、また、傾斜した中空の円錐台形の２つのノズル１９ｃが互いの間に拡散部材１９ｂを挟んで対向する配置で設けられている。ノズル１９ｃのそれぞれに対向する拡散部材１９ｂの両側面は、上記ビヤ樽形の両側の湾曲した形状に形成されている。ノズル１９ｃのそれぞれの孔１９ｄはノズル１９ｃの先端から噴霧器１９の下面まで貫通しており、蒸気チューブ１６内に連通している。

ライニング時には、反転挿入されたライニング材３にエアコンプレッサー５を介して空気圧をかけ、これを膨張させて管路１の管内周面に押圧させる。そして、押圧させた状態で、蒸気槽１３を加熱する不図示のヒータを駆動して蒸気２０を発生させるとともに、蒸気ポンプ１５を駆動して、蒸気２０を蒸気チューブ１６に対して加圧して供給する。

これにより、図４に示した噴霧器１９において、蒸気チューブ１６内から加圧された蒸気と、蒸気チューブ１６の途中で蒸気の一部が凝結した小量の温水とが孔１９ｄのそれぞれを通ってノズル１９ｃのそれぞれの先端から噴出し、これが拡散部材１９ｂに当たってはね返され、図１及び図２に示すように蒸気ミスト２０ａとして拡散して噴出される。従って、蒸気ミストは、拡散部材を備えた噴霧器により蒸気を拡散部材で拡散させて霧状に噴出させることにより発生させることができる。

なお、先述したように、拡散部材１９ｂにおいてノズル１９ｃに対向する両側面のそれぞれを湾曲した形状に形成しておくことにより、蒸気ミスト２０ａの広がりを大きくすることができる。

このようにして噴霧器１９のそれぞれから蒸気が拡散されて霧状になって噴出されライニング材３の内周面に吹き当てられて、ライニング材３が加熱される。そして蒸気ミスト２０ａは温度を奪われて大きな水滴に凝結し、ライニング材３の内周面を伝わって落下し、ライニング材３と圧力容器４の底部に温水１８として溜まる。この温水１８は、温水ポンプ９の駆動により、排水パイプ７から温水ホース８、温水ポンプ９、パイプ１０を通って蒸気槽１３に戻され、再び加熱されて蒸気２０となり、ライニング材３の加熱に用いられる。

このような循環により、蒸気ミスト２０ａの吹き当てを連続して行なってライニング材３を加熱し、これに含浸された熱硬化性樹脂を硬化させて管路１をライニングする。硬化が完了したら、蒸気槽１３の加熱とポンプ９，１５の駆動を停止した後、ライニング材３
の両端部を切断し、圧力容器４と蒸気チューブ１６を撤去するなどしてライニング工事を終了する。

以上のような本実施例の管路ライニング工法によれば、ライニング材３に対して蒸気ミスト２０ａを吹き当てるので、広がりが大きい蒸気ミスト２０ａでライニング材３を面状に均一に加熱することができる。また、蒸気ミスト２０ａの広がりの幅は、例えば１ｍ前後にすることができるので、蒸気チューブ１６の長さ方向における噴霧器１９の間隔を例えば２０〜８０ｃｍとして、ライニング材３の長さ方向に蒸気ミスト２０ａの広がりの幅より短い間隔で蒸気ミスト２０ａの吹き当てを行なえば、ライニング材３をその長さ方向にも均一に加熱することができる。なお、図１及び図２では図示を簡単にするために蒸気ミスト２０ａを上側にのみ噴射する様子、すなわち噴霧器１９を蒸気チューブ１６の上側にのみ設ける場合を示してあるが、実際には下側及び左右の側にも設けることにより、蒸気ミスト２０ａをライニング材３の周方向に渡って満遍なく均一に吹き当て均一に加熱することができる。このように、本実施例では、ライニング材３をその長さ方向にも面状にも均一に加熱することができるので、ライニング材の加熱を効率良く、低コストで行なうことができる。

なお、以上説明した実施例では蒸気ミストをライニング材に吹き当てるものとしたが、温水ミスト（霧状になった多数の微小な温水滴）を吹き当てるようにしてもよい。その場合、噴霧器１９を設けた蒸気チューブ１６を温水を流す温水チューブとし、蒸気槽１３を温水槽に、蒸気ポンプ１５を温水ポンプに置き換える。そして温水ポンプの駆動により温水槽中の温水を温水チューブに加圧して供給するものとする。

これにより、図４に示した噴霧器１９において、温水チューブから加圧された温水が孔１９ｄのそれぞれを通ってノズル１９ｃのそれぞれの先端から噴出し、これが拡散部材１９ｂに当たってはね返され、温水ミストとして拡散され噴出される。従って、温水ミストは、拡散部材を備えた噴霧器により温水を拡散部材で拡散させて霧状に噴出させることにより発生させることができる。

ここで、蒸気ミストの場合と同様に、拡散部材１９ｂにおいてノズル１９ｃに対向する両側面のそれぞれを湾曲した形状に形成しておくことにより、温水ミストの広がりを大きくすることができる。

このようにして噴霧器１９のそれぞれから温水が拡散されて霧状に噴出されライニング材３の内周面に吹き当てられて、ライニング材３が加熱される。温水ミストによる場合も、蒸気ミストの場合と同様に、ライニング材３を長さ方向にも面状にも均一に加熱することができ、効率良く、低コストで加熱することができる。

ちなみに、前述したように、従来の温水のシャワリングによる方法では、温水ホースの長さ１ｍ当たり２０〜１００の噴出口を形成する必要があったが、上記温水ミストによる方法では、噴霧器１９を温水チューブの長さ１ｍ当たり４〜１２個設ければ、温水ミストをライニング材３の内周面に対して満遍なく均一に吹き当てて均一に加熱することができ、効率良く加熱を行なうことができる。

本発明の実施例の管路ライニング工法を説明するための断面図である。 図１中の矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図である。 図１中の蒸気チューブ１６の拡大上面図である。 （ａ）は図３中の噴霧器１９の構造を示す上面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 従来の管路ライニング工法で蒸気によるライニング材の加熱方法を説明する断面図である。 従来の管路ライニング工法で温水のシャワリングによるライニング材の加熱方法を説明する断面図である。

符号の説明

１ 管路
２ マンホール
３ ライニング材
４ 圧力容器
５ エアコンプレッサー
９ 温水ポンプ
１３ 蒸気槽
１５ 蒸気ポンプ
１６ 蒸気チューブ
１８ 温水
１９ 噴霧器
１９ｂ 拡散部材
１９ｃ ノズル
２０ 蒸気
２０ａ 蒸気ミスト

Claims (3)

1. 熱硬化性樹脂を含浸させた管状のライニング材を管路に反転挿入し、これを膨張させて管路の管内周面に押圧した状態でライニング材に対して温水ミストを吹き当てることによりライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングする管路ライニング工法であって、
   前記ライニング材にチューブを挿入し、該挿入されるチューブに、該チューブに連通する孔を有しチューブに加圧して供給される温水を噴出するノズルと該ノズルから噴出された温水をはね返してミスト状態に拡散させる拡散部材とを有する噴霧手段を長さ方向に沿って所定間隔を置いて複数設け、
   前記チューブをライニング材と共に前記管路に挿入し、
   前記温水ミストを前記噴霧手段からライニング材に吹き付けてライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングすることを特徴とする管路ライニング工法。
2. 前記噴霧手段のノズルとして、複数のノズルが互いの間に前記拡散部材を挟んで対向する配置で設けられたことを特徴とする請求項１に記載の管路ライニング工法。
3. 前記拡散部材は、前記複数のノズルのそれぞれに対向する複数の面のそれぞれが湾曲した形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の管路ライニング工法。