JP4733312B2 - 管渠内のライニング施工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道、上水道、ガス管または農業用水管等の管渠内にライニングを施す方法に関し、特に、老朽化したこれらの管渠の更生に有用なものである。
【0002】
【従来の技術】
下水道、上水道、ガス管または農業用水管等の管渠においては、ひび割れや腐食等による老朽管渠を更生するために、管渠内をライニングすることが知られており、その管渠のライニング施工装置や施工法として、本出願人は、「管渠内において、両側縁端部に接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込んで螺旋状に巻回し、相接する接合部間を嵌合により接合させて形成する帯状部材螺旋接合管状体で管渠内をライニングしていく装置や方法」に関し、既に種々の提案をしている。
【0003】
図9〜図12は、その提案技術の一つである管渠内のライニング施工装置及びその装置を使用したライニング施工法を示している(特開平8−200547号)。 図9の(イ)は管状体に形成される合成樹脂製帯状部材の一例を示し、図9の(ロ)はその帯状部材の相接する縁端部の接合状態を示している。
【0004】
図9において、4′は帯状部材であり、外面に一定の巾方向間隔を隔てて長手方向のT型リブ41′を成形し、帯状部材の一方の縁端側のT型リブの根元に雌型係止溝43′を成形し、帯状部材の他方の縁端側に雄型係止凸条42′を成形してあり、図9の(ロ)に示すように、雌型係止溝43′への雄型係止凸条42′の嵌合により、螺旋状にされた帯状部材の相接する縁端部間が接合される。
【0005】
図10は製管機を示し、前後フレーム11′,12′間に所定の相互間隔でガイドローラ3′を軸支し、外面ローラ21′と内面ローラ22′とギャボックス23′と油圧モータ24′等からなる接合機構部2′をフレーム1′に付設した構成である。
【0006】
この接合機構部2′による帯状部材の相接する縁端部間の接合過程は、図11に示す通りであり、外面ローラ21′と内面ローラ22′との間に油圧モータ24′の駆動力で帯状部材4′が螺旋状に送られ、雌型係止溝43′と雄型係止凸条42′との嵌合により接合された帯状部材螺旋接合管状体40′に、最初の接合機構部に供給されてくる帯状部材4′が接合されていく。
【0007】
図12は上記のライニング施工装置を使用したライニング施工法を示す説明図であり、A′は管渠を、M′は出発側マンホールを、H′は出発側マンホール上に配設した帯状部材供給ドラムを、B′は前記した製管機を、M″は到達側マンホールを、Pは到達側マンホール上に配設した油圧ポンプを、P′は油圧ホースをそれぞれ示している。
【0008】
図12中、製管機B′において、図11により説明した通り、接合機構部の外面ローラ及び内面ローラが油圧モータの駆動で同調回転され、これらのローラで帯状部材4′が製管機B′のガイドローラ上に送り込まれて螺旋状に巻回されていくと共にドラムH′から製管機B′に供給されてくる帯状部材4′の一方の縁端がガイドローラに螺旋状に巻回接合された先の帯状部材の他方の縁端に前記した嵌合接合構造で接合されていく。
【0009】
この場合、製管機B′における油圧モータによる接合機構部の帯状部材の送り速度とドラムからの帯状部材の供給速度とが平衡され、その送り速度に平衡した速度で帯状部材螺旋接合管状体E′が形成されていく。
【0010】
図12において、帯状部材螺旋接合管状体E′の出発マンホールM′側は管渠A′内に実質的に固定されており、油圧モータによる接合機構部の帯状部材の送り速度をv、その送り方向を管状体周方向に対しθとすると、製管機B′がv及びθで規制される速度で前進移動され、その移動に伴い帯状部材螺旋接合管状体E′の長さがv同上速度で増加されていく。
【0011】
また、前記油圧モータ24′により前記接合機構部2′の外面ローラ21′及び内面ローラ22′に加えられる駆動力が送り込み中の帯状部材4′に伝達され、図12において、ライニングされた帯状部材螺旋接合管状体E′がこの伝達力に対して固定であるために製管機B′が回転させる。この場合、帯状部材螺旋接合管状体の1ピッチ分の帯状部材の長さをLとすれば、帯状部材の前記送り速度vに対し、L/v時間で製管機が1回転させるから、製管機の回転速度はv/L(回/時間)で与えられる。
【0012】
而して、図12において、製管機B′が前進速度vcosθ、回転速度v/Lで回転前進されていき、製管機B′が到達マンホールM″に達するとマンホール間の一経間のライニング施工が実質上終了される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ライニング施工装置によるライニング施工では、図12において、製管機B′の回転前進移動に伴い製管機B′の後方にライニングされていく帯状部材螺旋接合管状体E′の外径が製管機B′内の帯状部材螺旋接合管状体の外径に等しく、その管状体面と管渠内面との間に、図10に示すように、接合機構部2′の外面ローラ21′が配設されているために、製管機内の帯状部材螺旋接合管状体の外径が管渠内径に較べて小さくなってライニング外面と管渠内面との間にギャップ△gが残存され、そのライニング内径が前記ギャップが零のときの理想のライニングの内径に較べてかなり小さくなり、更生管渠の流路断面積の相当の低下が避けられない。
【0014】
そこで、本発明者等において、一経間の管渠内を比較的短い複数区間に分け、まず第1区間全体に上記のようにして帯状部材螺旋接合管状体を形成し、この第1区間前端において製管機を逆方向に回転させると共に後退移動させて第1区間内の帯状部材螺旋接合管状体を逆方向捩じりにより拡径し、以後、第2区間、……最終区間へと準時に前記作業を繰り返していくことを試みたが、製管機の背後の帯状部材螺旋接合管状体部分が最初に拡径されて管渠内面に強く緊圧され、それよりも後方の帯状部材螺旋接合管状体部分に前記逆方向捩じり力が伝達されない結果、ライニング内面の、いわゆる瘤玉化の発生が余儀なくされる。
【0015】
本発明の目的は、管渠内において、両側縁端部に接合部を有する長尺の帯状部材を製管機に連続的に送り込んで螺旋状に巻回して管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくと共に形成された管状体で管渠内をライニングする場合、帯状部材螺旋未嵌合接触管状体の外面を管渠内面によく近接させて流路断面積を充分に確保し得るようにすることにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る管渠内のライニング施工法は、管渠内において、製管機により、両側縁端部に接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を接合しつつ螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていく方法において、前記帯状部材の相接する縁端部間の接合界面の摩擦拘束力を、前記製管機の管渠内面の摩擦力に基づき前記接合界面に作用する剪断力よりも小さくすることを特徴とする構成である。
【0017】
本発明に係る管渠内のライニング施工法は、管渠内において、製管機により、両側縁端部に嵌合式接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を未嵌合状態にして螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくと共に前記帯状部材螺旋未嵌合接触管状体を相接する未嵌合状態の縁端部間のすべりにより拡径させて管渠内にライニングしていき、ライニング後に、帯状部材螺旋未嵌合接触管状体の螺旋未嵌合部位を嵌合式接合部の嵌合により接合することを特徴とする構成、または、管渠内において、製管機により、両側縁端部にスライド可能な遊嵌式接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を遊嵌状態にして螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくと共に前記帯状部材螺旋遊嵌管状体を相接するスライド可能な遊嵌状態の縁端部間のすべりにより拡径させて管渠内にライニングしていき、ライニングされた帯状部材螺旋遊嵌管状体の遊嵌部位をシール材でシールすることを特徴とする構成で実施することができる。
【0018】
また、嵌合式接合部などの接合部をシール材でシールする構成、または、シール材を帯状部材の長手方向に延びる複数条の断面略三角形状の突部とし、その各突部間を帯状部材の長手方向に延びる溝内に滑剤を塗布する構成としている。
【0019】
加えて、接合部を帯状部材の短尺方向に少なくとも2つ連設し、そのうちの一方の接合部を、相接する縁端部間をすべりやすい遊嵌状態に接合する遊嵌式接合部とする一方、残る他方の接合部を、相接する縁端部間を嵌合状態に接合する嵌合式接合部としている。
【0020】
また、帯状部材の両側縁端部の接合部を、連続的に送り込まれた相接する縁端部間を面同士の係合によって嵌合する雄型嵌合接合部と雌型嵌合接合部とで構成し、この雄型嵌合接合部と雌型嵌合接合部との互いの係合面を帯状部材の短手方向から見て点接触により係合させている。
【0021】
更に、帯状部材に、その長手方向に沿って延びる鋼線を嵌合して保持する嵌合保持部を設けている。
【0022】
【作用】
図4において、回転前進中の製管機Bに対し、製管機と管渠内面との摩擦により回転反力m′が作用し、既に管渠内にライニングされた管状体Eが回転に対し固定であるから、回転固定の既ライニング管状体と製管機との間の管状体部分eに上記の回転反力m′が作用する。
【0023】
また、回転固定の既ライニング管状体Eと製管機Bとの間の管状体部分eの帯状部材の螺旋未嵌合接触またはスライド可能遊嵌界面に、剪断力τが作用し、管状体の半径がr、巻回角がθである個所の剪断力τが、
【0024】
[数1]
τ≒m′cosθ/r (1)
で与えられる。
【0025】
而るに、帯状部材の螺旋未嵌合接触またはスライド可能遊嵌界面のために、その界面のすべりに対する摩擦拘束力fが極めて小さく、τ>f、すなわち
【0026】
[数2]
m′cosθ/r>f (2)
が成立し、前記の回転固定の既ライニング管状体Eと製管機Bとの間の管状体部分eの帯状部材の螺旋未嵌合接触またはスライド可能遊嵌界面にすべりが生じ、そのすべりを逃がす方向に製管機直後の帯状部材螺旋未嵌合またはスライド可能遊嵌管状体eが変形される。
【0027】
而して製管機直後の帯状部材螺旋未嵌合またはスライド可能遊嵌管状体が拡径されつつ管渠内面にライニングされていき、ライニング外面と管渠内面との間がよく近接されてその間でのギャップ発生が防止される。
【0028】
ここで、嵌合式接合部がシール材でシールされていると、筒状体の内部を流れる水に対する嵌合式接合部のシール性が高められる。
【0029】
また、帯状部材の長手方向に延びる複数条の断面略三角形状の突部よりなるシール材の各突部間の溝内に塗布された滑剤、または、相接する縁端部間を面同士の係合によって嵌合する雄型嵌合接合部と雌型嵌合接合部との点接触による互いの係合面の係合によって、回転固定の既ライニング管状体Eと製管機Bとの間の管状体部分eの帯状部材の螺旋未嵌合接触またはスライド可能遊嵌界面に十分なすべりが生じ、そのすべりを逃がす方向に製管機直後の帯状部材螺旋未嵌合またはスライド可能遊嵌管状体eが円滑に変形する。しかも、複数条の突部よりなるシール材によって、筒状体の内部を流れる水に対する嵌合式接合部でのシール面積が確保され、シール性を図る上でも有利なものとなる。
【0030】
加えて、帯状部材の短尺方向に少なくとも2つ連設した接合部のうちの一方の接合部を遊嵌式接合部に、残る他方の接合部を嵌合式接合部とすることで、遊嵌式接合部のみを係合させておくことで、遊嵌界面に十分なすべりが生じ、そのすべりを逃がす方向に製管機直後のスライド可能遊嵌管状体eが円滑に変形する。そして、ライニング後に、嵌合式接合部を係合させれば、筒状体の内部を流れる水に対する接合部でのシール性が十分に確保されることになる。
【0031】
更に、帯状部材の嵌合保持部に、帯状部材の長手方向に沿って延びる鋼線が嵌合によって保持されていることにより、筒状体の内部を流れる水の内水圧による筒状体の変形が抑制され、筒状体の剛性を高めることが可能となる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【0033】
<第1の実施の形態>
本発明においてライニング施工装置には従来のものを使用でき、図1は、そのライニング施工装置の一例を示す側面図である。
【0034】
図1において、1は円形リング状のフレームであり、前方フレーム11と後方フレームとにより構成してある。2は接合機構部であり帯状部材を挟んで送るための外面ローラ21と内面ローラ22とを有し、これらのローラをギャボックス23を介して油圧モータ24に連結した構成である。24と回転自在継手である。3はフレーム1に所定の間隔で軸支したガイドロールである。
【0035】
図2は本発明において使用する合成樹脂帯状部材4の一例を示し、外面に巾方向に所定の間隔を隔ててT形リブ41を成形し、一縁端に雄型嵌合接合部としての係止凸条42を成形し、他縁端に雌型嵌合接合部としての係止溝付きリブ43を成形し、そのリブ43の下端にリップ部44を成形してある。
【0036】
図3の(イ)は、請求項4の発明における帯状部材螺旋未嵌合接触管状体の未嵌合接触状態を示し、管状体の軸方向に対しては、雄型係止凸条42の雌型係止溝付きリブ43への当接によりシフトのない安定な状態を保持できるが、螺旋接触界面aでの拘束が極めて弱いために、その螺旋接触界面aでのすべりにより管状体が容易に拡径され得る。
【0037】
請求項4の発明により管渠をライニングするには、図4に示すように製管機Bを管渠A内に納め、到達側マンホール上の油圧ポンプPにより油圧ホースP′を介して製管機Bの接合機構部2の外面ローラ21及び内面ローラ22を駆動し、出発側マンホール上のドラムから供給されてくる帯状部材4を接合機構部2の外面ローラ21及び内面ローラ22で螺旋状に送って相接する帯状部材縁端部間を末嵌合で軸方向にずらすことのないように接触させただけの図3に示す帯状部材螺旋未嵌合接触管状体を形成し、接合機構部2による帯状部材の螺旋方向送り力で製管機Bを回転前進させ、製管機Bで形成された帯状部材螺旋未嵌合接触管状体Eを製管機Bの回転前進に伴い管渠内面にライニングさせていく。
【0038】
この場合、接合機構部の外面ローラと内面ローラとによる螺旋方向送り力をw、その送り角(管状体周方向線となす角)をθ、製管機B内の帯状部材螺旋未嵌合接触管状体の半径をr′とすれば、前記油圧モータによる製管機の駆動トルクmは、
【0039】
[数3]
m=r′wcosθ (3)
で与えられる。
【0040】
上記製管機と管渠内面との摩擦による回転反力をm′とすると、上記製管機Bが回転する条件として
【0041】
[数4]
m>m′ (4)
が成立する。
【0042】
而るに、図4において、管渠内面にライニングされた帯状部材螺旋末嵌合接触管状体Eは、前記製管機Bの駆動トルクmに対し、固定であるから(ライニングされた帯状部材螺旋未嵌合接触管状体Eが長くなれば、管渠との摩擦で固定される。
【0043】
帯状部材螺旋未嵌合接触管状体Eが短い初期段階では、治具で固定してもよい)、製管機Bとライニングされた帯状部材螺旋未嵌合接触管状体Eとの間のテーパ管状体部分eに、前記回転反力m′が作用し、そのテーパ管状体部分eのある個所(半径がr、巻回角がβであるとする)の帯状部材の螺旋未嵌合接触界面に発生する剪断力τは、
【0044】
[数5]
τ≒m′cosβ/r (5)
で与えられる。
【0045】
而して、帯状部材の螺旋未嵌合接触界面の摩擦拘束力、すなわち、その接触界面を相互にすべらせ得る最小の剪断力fがその未嵌合状態のために極めて小さいために、τ>f、すなわち
【0046】
[数6]
m′cosβ/r>f (6)
が成立し、製管機直後の帯状部材螺旋未嵌合接触管状体eが帯状部材の螺旋未嵌合接触界面の相互すべりを逃がす方向に変形されつつライニングされていき、そのすべりを逃がす帯状部材螺旋未嵌合接触管状体eの変形が拡径変形に他ならないから、回転前進中の製管機Bの後端から帯状部材螺旋未厳合接触管状体eが拡径されつつ管渠A内にライニングされていく。
【0047】
製管機Bが到達側マンホールに達すると、一経間の管渠内全長が拡径された帯状部材螺旋未嵌合接触管状体でライニングされ、而るのち、管渠から螺旋未嵌合接触界面を手で図2の(イ)に示した嵌合状態に嵌合していく。
【0048】
この嵌合接合界面をシール材でシールすることが好ましく、シール作業の容易化を図るために、シール材を嵌合接合界面に予め付着させておくことが望ましい。
【0049】
図3の(ロ)は、請求項5の発明における帯状部材螺旋スライド可能遊嵌管状体のスライド可能嵌合状態を示し、雄型係止凸条421を雌型係止溝付きリブ431の溝に充分な遊びを確保して遊嵌してある。この遊嵌部のギャップにグリースを充填することもできる。
【0050】
従って、請求項5に係るライニング施工法においても、帯状部材の螺旋遊嵌界面の摩擦拘束力fがその遊嵌状態のために極めて小さく、前記と同様に製管機の回転反力m′に基づきその遊嵌界面に作用する剪断力m′cosβ/rを摩擦拘束力fよりも充分に小さくでき、製管機直後の帯状部材螺旋遊嵌管状体が帯状部材の螺旋遊嵌界面の相互すべりを逃がす方向に変形されつつライニングされていき、そのすべりを逃がす帯状部材螺旋遊嵌管状体の変形が拡径変形に他ならないから、回転前進中の製管機の後端から帯状部材螺旋遊嵌管状体が拡径されつつ管渠内にライニングされていく。
【0051】
製管機が到達側マンホールに達すると、一スパン間の管渠内全長が拡径された帯状部材螺旋遊嵌管状体でライニングされる。而るのち、そのライニング管の遊嵌個所をシール材でシールして、これにて施工を終了する。
【0052】
なお、図3に示した帯状部材のリップ部44は、接合部の水密性を補完するためのものであり、特に請求項4によりライニング施工する場合に有用である。
【0053】
また、図5は、請求項3の発明における帯状部材螺旋スライド可能遊嵌管状体5のスライド可能な嵌合状態を示し、この帯状部材螺旋スライド可能遊嵌管状体5(帯状部材)には、その外面に巾方向に所定の間隔を隔ててT形リブ51が成形され、一縁端に雄型嵌合接合部としての係止凸条52が成形され、他縁端に雌型嵌合接合部としての係止溝53を備えたリブ54が成形されている。上記係止凸条52は、係止溝53に対し充分な遊びを確保して遊嵌されており、この係止凸条52と係止溝53とによって接合部50が構成されている。この接合部50は、係止凸条52と係止溝53との互いの面同士の係合によって遊嵌状態に嵌合している。上記係止凸条52と係止溝53との互いの係合面52a,53aは、係止凸条52の係合面52aが係止溝53の係合面53aに対し所定角度(例えば1〜30゜程度)傾斜するように設定され、帯状部材の短手方向(紙面方向)から見て点Qによる点接触により係合している。
【0054】
従って、請求項3に係るライニング施工法においても、帯状部材の螺旋遊嵌界面の摩擦拘束力fが係止凸条52と係止溝53との遊嵌状態と、係止凸条52と係止溝53との互いの係合面52a,53a同士による点接触とによって極めて小さく、前記と同様に製管機の回転反力m′に基づきその遊嵌界面に作用する剪断力m′cosβ/rを摩擦拘束力fよりも充分に小さくして遊嵌界面に十分なすべりが生じ、製管機直後の帯状部材螺旋遊嵌管状体が帯状部材の螺旋遊嵌界面の相互すべりを逃がす方向に変形されつつライニングされていき、そのすべりを逃がす帯状部材螺旋遊嵌管状体を円滑に拡径変形させることができる。
【0055】
図6の(イ)は、請求項1の発明において使用される帯状部材を示し、図6の(ロ)では、帯状部材螺旋スライド可能管状体のスライド可能嵌合状態を示している。
【0056】
図6の(イ)に示すように、帯状部材6には、その外面に巾方向に所定の間隔を隔ててT形リブ61が成形され、一縁端に雄型嵌合接合部としての係止凸条62が成形され、他縁端に雌型嵌合接合部としての係止溝63を備えたリブ64が成形されている。この係止凸条62と係止溝63とによって接合部60が構成されている。また、上記接合部60にはシール材65が設けられている。このシール材65は、帯状部材6外面の一縁端側(係止凸条62よりも他縁端側)に設けられ、相接する帯状部材縁端部間での係止凸条62と係止溝63との嵌合時に、相接する帯状部材6外面の一縁端側に対し接触する帯状部材6外面の他縁端(係止溝63よりも他縁端側)、つまり嵌合接合界面をシールするようになされている。そして、図7に示すように、上記シール材65は、帯状部材6の長手方向に延びる3条の断面略三角形状の突部65a,…よりなり、この各突部65a間を帯状部材6の長手方向に延びる2条の溝65b,65b内には、それぞれグリースなどの滑剤66が塗布されている。
【0057】
従って、請求項1に係るライニング施工法では、帯状部材6の長手方向に延びる3条の断面略三角形状の突部65aよりなるシール材65の各突部65a間の溝65b内に塗布された滑剤66によって、回転固定の既ライニング管状体Eと製管機Bとの間の管状体部分eの帯状部材6のスライド可能界面に十分なすべりを生じさせることができ、そのすべりを逃がす方向に製管機直後の管状体が円滑に変形させることができる。しかも、各突部65aよりなるシール材65によって、筒状体の内部を流れる水に対する接合部60でのシール面積が確保され、シール性を十分に図ることができる。
【0058】
図8の(イ)は、請求項2の発明において使用される帯状部材を示し、図8の(ロ)では帯状部材螺旋スライド可能管状体のスライド可能嵌合状態を、図8の(ハ)では帯状部材螺旋スライド可能管状体のライジング後のシール状態をそれぞれ示している。
【0059】
図8の(イ)〜(ハ)に示すように、帯状部材7には、その外面に巾方向に所定の間隔を隔ててT形リブ71が成形され、帯状部材7の短手方向(図8では左右方向)に2つの接合部が設けられている。この接合部は、相接する縁端部間をすべりやすい遊嵌状態に接合する遊嵌式接合部72と、相接する縁端部間を嵌合状態に接合する嵌合式接合部73とからなる。
【0060】
上記遊嵌式接合部72は、帯状部材7の一縁端に成形された係止凸条72aと、帯状部材7の他縁端に成形された係止溝72bを有するリブ72cとを備えている。一方、嵌合式接合部73は、遊嵌式接合部72の係止凸条72aよりも帯状部材7一縁端側に成形された係止凸条73aと、遊嵌式接合部72の係止溝72bよりも帯状部材7一縁端側に成形された係止溝73bを有するリブ73cとを備えている。また、遊嵌式接合部72と嵌合式接合部73との間には、シール材74が設けられている。このシール材74は、帯状部材7外面の一縁端側(両係止凸条72a,73aの間)に設けられ、相接する帯状部材縁端部間での遊嵌式接合部72による係合後に嵌合式接合部73による係合が行われた時点で、相接する帯状部材7外面の一縁端側に対し接触する帯状部材7外面の他縁端、つまり嵌合接合界面をシールするようになされている。
【0061】
この場合、図8の(ロ)に示すように、相接する帯状部材縁端部間での遊嵌式接合部72による係合のみが行われた状態では、嵌合式接合部73の係止凸条72aがリブ73cの内端部(図では下端部)に当接して、シール材74によるシールが行われないようになっている。そして、嵌合式接合部73は、帯状部材螺旋遊嵌管状体を拡径変形しつつライニングした後で、係止凸条73aと係止溝73bとが係合し、シール材74による嵌合接合界面のシールが行われるようになっている。
【0062】
従って、請求項2に係るライニング施工法では、遊嵌式接合部72のみを係合させておくことで、遊嵌界面に十分なすべりが生じ、そのすべりを逃がす方向に製管機直後のスライド可能遊嵌管状体を円滑に変形させることができる。そして、ライニング後に、嵌合式接合部73を係合させれば、筒状体の内部を流れる水に対する接合部でのシール性を十分に確保することができる。
【0063】
ここで、製管機直後の帯状部材螺旋未嵌合またはスライド可能遊嵌管状体eが拡径変形する際の帯状部材の係合部(係止凸条42、係止溝付きリブ43、雄型係止凸条421、雌型係止溝付きリブ431、遊嵌式接合部72および嵌合式接合部73)に作用する筒状体軸線方向への引張強度Tkの許容範囲について説明する。
【0064】
この引張強度Tkの許容範囲は、筒状体の製管径によっても異なるが、
【0065】
[数7]
Tk≧20kg/cm (7)
が要求されており、これ以下であると、拡径時の剪断力によって係合が外れることがある。
【0066】
かかる点から、引張強度Tkの許容範囲を、
【0067】
[数8]
Tk≧50kg/cm (8)
とすることで、拡径時の剪断力による係合外れを確実に防止し得るようにしている。
【0068】
また、製管機直後の帯状部材螺旋未嵌合またはスライド可能遊嵌管状体eが拡径変形する際の帯状部材の係合部での剪断方向へのスライドに要する力(Ts)の許容範囲は、
【0069】
[数9]
0.2kg/cm≦Ts≦1.5kg/cm (9)
が要求されており、0.2kg/cmを下回ると、製管後の止水性が確保できない場合が生じ、1.5kg/cmを越えると、スライドさせるために大きな力が必要となり、スライドさせる力によって帯状部材自体が変形したり、装置が大がかりなものとなるなどの不具合を生じることになる。
【0070】
かかる点から、拡径時のスライドに要する力(Ts)の許容範囲を、
【0071】
[数10]
0.3kg/cm≦Ts≦1.0kg/cm (9)
とすることで、拡径時の製管後の止水性を確保し、かつ帯状部材自体の変形防止や大がかりな装置の不要を実践し得るようにしている。
【0072】
そして、図8の(イ)〜(ハ)では、本発明において使用される帯状部材を示している。
【0073】
図8の(イ)〜(ハ)に示すように、帯状部材7には、その外面に巾方向に所定の間隔を隔てて鋼線77を嵌合により保持する嵌合保持部78が成形されている。これらの鋼線77は、製管機による筒状体の形成時に帯状部材7と同様に供給され、帯状部材7の長手方向に沿った状態で嵌合保持される。
【0074】
従って、帯状部材7の各嵌合保持部78に、その帯状部材7の長手方向に沿って延びる鋼線77がそれぞれ嵌合によって保持されていることにより、筒状体の内部を流れる水の内水圧による筒状体の変形が抑制され、筒状体の剛性を高めることができる。
【0075】
ここで、帯状部材7の嵌合保持部78に嵌合により保持される鋼線77の要件について説明する。
【0076】
まず、要求される筒状体内の水の耐内水圧P(kg/cm2)に基づいて帯状部材7に要求される鋼線77の必要総断面積S(cm2)は、ライジング後の筒状体の内直径をD(cm)、帯状部材7の巾(短手方向の長さ)をWp(cm)、鋼線77の引張強度をG(kgf/cm2)、安全率をαとすると、
【0077】
[数11]
S=P×D×Wp×α/2G (11)
となる。
【0078】
しかしながら、設置するリブ内寸法の制約から、鋼線77の半径d(cm)は、帯状部材7のリブの高さをHL(cm)、リブの内寸ピッチをWL(cm)とすると、
【0079】
[数12] (12)
d≦HL/2 d≦WL/2
となる。
【0080】
そして、製管する上で、帯状部材7の柔軟性を確保するために必要な1本当たりの鋼線の直径2dは、
【0081】
[数13]
2d≦10mm (13)
となる。
【0082】
また、帯状部材7に嵌合保持可能な鋼線77の本数Xは、各リブに1本ずつ配置するとして、
【0083】
[数14]
X≦Wp/WL (14)
により得られた整数値の範囲となり、この制約条件範囲内で、次式にて帯状部材7に嵌合保持される鋼線77の半径d、ピッチ、本数Xを決定している。
【0084】
[数15]
d=√{(P×D×Wp×α)/2×G×X×π)} (15)
そして、前記範囲を満たす条件範囲内にて適用口径を決定し、適用口径はないものの、基本的には、口径800mm〜3000mmの管路に適用する。
【0085】
また、鋼線の種類、材質についても特に限定はなく、作業性、コストの面から適した強度、耐久性のあるものが適用される。
【0086】
なお、本発明に係るライニング施工法は、下水道、上水道、ガス管または農業用水管等の管渠内のライニングに使用でき、円形管渠の他、四角形の管渠、例えば、ボックスカルバートのライニングにも使用できる。
【0087】
【発明の効果】
本発明に係るライニング施工によれば、両側縁端部に嵌合式接合部を有する長尺の帯状部材を製管機で帯状部材螺旋未嵌合接触管状体または遊嵌管状体に形成し、その帯状部材螺旋未嵌合接触管状体または遊嵌管状体を自ずと拡径させて管渠内にライニングさせ得、それらの間を充分に近接させることができるから、老朽管渠を充分な流路断面積を確保のうえ更生できる。
【0088】
また、製管機を管渠内に自走式で回転前進させていけばよいから、作業も簡易である。
【0089】
特に、請求項7においては、管渠にライニングした帯状部材螺旋遊嵌管状体の遊嵌界面を最終的にシール材でシールしているから、請求項7によるライニング施工でも充分な水密性を保証できる。
【0090】
また、帯状部材の突部よりなるシール材の突部間の溝内に塗布した滑剤、または、雄型嵌合接合部と雌型嵌合接合部との点接触による互いの係合面の係合によって、螺旋未嵌合接触またはスライド可能遊嵌界面での十分なすべりを逃がす方向に製管機直後の帯状部材螺旋未嵌合またはスライド可能遊嵌管状体を円滑に変形させることができる。しかも、複数条の突部よりなるシール材によってシール面積を確保し、シール性を向上させることができる。
【0091】
加えて、帯状部材の短尺方向に遊嵌式接合部および嵌合式接合部を設けることで、遊嵌式接合部のみを係合させて製管機直後のスライド可能遊嵌管状体を円滑に変形させることができる。そして、ライニング後に、嵌合式接合部を係合させて、接合部でのシール性を十分に確保することができる。
【0092】
更に、帯状部材にその長手方向に沿って延びる鋼線を嵌合保持することで、筒状体内の水の内水圧による変形を抑制し、筒状体の剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明において使用するライニング施工装置の一例を示す図面である。
【図2】 本発明において使用する帯状部材の一例を示す図面である。
【図3】 本発明における帯状部材螺旋未嵌合接触管状体及び帯状部材螺旋遊嵌管状体を示すための図面である。
【図4】 本発明に係わるライニング施工の説明に使用した図面である。
【図5】 本発明における係合面同士の点接触状態を示す係合部の図面である。
【図6】 本発明おいて使用するシール材を備えた帯状部材の図面である。
【図7】 図6におけるシール材の拡大図である。
【図8】 本発明おいて使用する遊嵌式接合部と嵌合式接合部とを備えた帯状部材を示す図面である。
【図9】 従来の管渠内のライニング施工に使用する帯部材を示す図面である。
【図10】 従来のライニング施工に使用されるライニング装置を示す図面である。
【図11】 図10のライニング装置の接合機構部を示す図面である。
【図12】 従来のライニング施工を示す図面である。
【符号の説明】
4 帯状部材
42 係止凸条(雄型嵌合接合部)
43 係止溝付きリブ(雌型嵌合接合部)
50 接合部
52 係止凸条(雄型嵌合接合部)
52a 係合面(面)
53 係止溝(雌型嵌合接合部)
53a 係合面(面)
65 シール材
65a 突部
65b 溝
66 滑剤
72 遊嵌式接合部
73 嵌合式接合部
77 鋼線
78 嵌合保持部
A 管渠
B 製管機
E 帯状部材螺旋未嵌合接触管状体
Claims (5)
- 管渠内において、製管機により、両側縁端部に接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を接合しつつ螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくライニング施工法において、
接合部はシール材でシールされており、このシール材は、帯状部材の長手方向に延びる複数条の断面略三角形状の突部よりなり、この各突部間を帯状部材の長手方向に延びる溝内には、滑剤が塗布されていて、
前記帯状部材の相接する縁端部間の接合界面の摩擦拘束力を、前記製管機の管渠内面の摩擦力に基づき前記接合界面に作用する剪断力よりも小さくすることを特徴とする管渠内のライニング施工法。 - 管渠内において、製管機により、両側縁端部に接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を接合しつつ螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくライニング施工法において、
接合部は、帯状部材の短尺方向に少なくとも2つ連設されており、そのうちの一方の接合部は相接する縁端部間をすべりやすい遊嵌状態に接合する遊嵌式接合部とされ、残る他方の接合部は相接する縁端部間を嵌合状態に接合する嵌合式接合部とされていて、
前記帯状部材の相接する縁端部間の接合界面の摩擦拘束力を、前記製管機の管渠内面の摩擦力に基づき前記接合界面に作用する剪断力よりも小さくすることを特徴とする管渠内のライニング施工法。 - 管渠内において、製管機により、両側縁端部に接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を接合しつつ螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくライニング施工法において、
帯状部材の両側縁端部の接合部は、連続的に送り込まれた相接する縁端部間を面同士の係合によって嵌合する雄型嵌合接合部と雌型嵌合接合部とからなり、この雄型嵌合接合部と雌型嵌合接合部との互いの係合面が帯状部材の短手方向から見て点接触により係合していて、
前記帯状部材の相接する縁端部間の接合界面の摩擦拘束力を、前記製管機の管渠内面の摩擦力に基づき前記接合界面に作用する剪断力よりも小さくすることを特徴とする管渠内のライニング施工法。 - 管渠内において、製管機により、両側縁端部に嵌合式接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を未嵌合状態にして螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくと共に前記帯状部材螺旋未嵌合接触管状体を相接する未嵌合状態の縁端部間のすべりにより拡径させて管渠内にライニングしていき、ライニング後に、帯状部材螺旋未嵌合接触管状体の螺旋未嵌合部位を嵌合式接合部の嵌合により接合することを特徴とする管渠内のライニング施工法。
- 管渠内において、製管機により、両側縁端部にスライド可能な遊嵌式接合部を有する長尺の帯状部材を連続的に送り込み相接する縁端部間を遊嵌状態にして螺旋形に巻回することにより管状体に形成し、管状体の形成に伴い前記帯状部材の送り込み力で製管機を回転させつつ前進させていくと共に前記帯状部材螺旋遊嵌管状体を相接する遊嵌状態の縁端部間のすべりにより拡径させて管渠内にライニングしていき、ライニングされた帯状部材螺旋遊嵌管状体の遊嵌部位をシール材でシールすることを特徴とする管渠内のライニング施工法。
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