JP4892232B2 - 組み管ピース、該組み管ピースを用いたライニング用組み管 - Google Patents

Description

本発明は組み管ピース、該組み管ピースを用いたライニング用組み管及び該組み管を用いたライニング方法、特に、取付管などの蛇行部や屈曲部の存在する既設管路のライニングを行うための組み管ピース、該組み管ピースを用いたライニング用組み管及び該組み管を用いたライニング方法に関する。

例えば、下水管などにおいては、主たる配管である本管に対して複数の取付管（枝管）が設けられ、これらの取付管を介して、一般家庭やその他からの排水が主たる配管に流れ込む構成が取られている。この様な本管や取付管については、蛇行して設けられているものや、設置後に段差の生じているものが存する。

この様な既設の管路については、経年変化により補修を行う必要が生じるが、例えば、その補修は、設置されている領域の建物の密集状態や交通事情などから開削ができない場合も多く、ライニング、すなわち、既設管の内側に新たな管を形成する作業によって行われることが多い。このライニングの手法としては、例えば、予め準備した未硬化の樹脂製の管を既設管の排水マス側から、反転させつつ挿入し、空気圧又は水圧によって既設管の内壁に密着するように膨らませ、自然硬化又は熱や光を用いて強制的に硬化させることで取付管の内面のライニングを行う方法が知られている。

特許文献１には、屈曲した既設管の内周面に硬化性樹脂管をしわの発生なしに全周に亘って密着させる技術が開示されており、例えば、図５に示したように、既設管内に硬化性樹脂管を一方の端部から内周面が外周面になるように、すなわち反転させながら挿入し、その後に硬化させる技術が開示されている。硬化前の硬化性樹脂管の伸縮性により既設管の内周面への密着性を確保しているものである。挿入後は、熱や光によって硬化性樹脂管を硬化させることが行われる。

特開平６−２４６８３０号

上記従来の技術では、既設管内に挿入するライニング管は施行現場において最終的な形状が形成されることから、施工後の品質は現場での施工管理に依存する割合が大きい。したがって、現場の環境や既設管の状況などによって最終的に設置されたライニング管の品質にバラツキが生じる可能性がある。

この様な状況への対応としては、いわゆる工場で製作した二次製品としてのライニング管を既設管内に挿入することが望ましいが、既設管の状態、例えば、蛇行状態や段差の生じている状況では、二次製品としてのライニング管を挿入することは困難であり、事実そのようなライニング管は存在していない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、施工現場の施工管理状態によって品質にバラツキが生じることなくライニング作業を行うことのできる組み管ピース、組み管ピースを用いたライニング用組み管及び該組み管を用いたライニング方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係る組み管ピースは、
既設管内に設置されるライニング用の管を連結することによって形成するための組み管ピースであって、
両端の端面形状が略円形形状を有し、かつ該両端面が相互に非平行の所定角度をなす所定長さの筒状体として形成され、
前記両端の略円形端面の一方の端面には、凹状部として構成された凹溝が形成され、
他方の略円形端面には、前記凹溝に摺動回転可能な状態で嵌合連結可能な形状を有する凸状部が形成されたことを特徴とする。

これにより、組み管ピースを複数連結することが可能であり、その連結状態で各組み管ピースを摺動回転することができ、相互の回転により所定長さ連結された組み管の伸長形状を変化させることが可能である。すなわち、組み管ピースは、端面の形状が略円形を有していることから、互いに嵌合した状態で摺動回転させることが可能であり、それぞれの組み管ピースの両端面は互いに非平行な面となっていることから、回転させることで伸長形状が変化するすなわち曲げることが可能となる。したがって、既設管のライニングを行うに必要な長さを連結形成し、既設管の蛇行形状あるいは段差形状に対応できる伸長形状に簡単に変形させることができる。したがって、この様な組み管ピースは予め工場段階での製造が可能であることから、二次製品としてのライニング管でありながら、蛇行した既設管への挿入も可能となるものである。これにより施行現場における完成ライニング管の品質の均一化が図られる。

請求項２に係るライニング用組み管は、
既設管内に設置されるライニング用の管において、
請求項１に記載の組み管ピースが前記凹状部と凸状部とを水密性をもって嵌合させて複数連結されて形成されたことを特徴とする。このライニング用組み管によれば、各組み管ピースを摺動回転することで、伸長形状を変化させることができ、既設管のライニングを的確に行うための蛇行形状等を作り出すことができ、既設管への設置は、現場状況によって完成品の品質が異なることもなく品質のバラツキのないものとなる。

請求項３に係るライニング用組み管は、
前記組み管ピースは、前記一方の端面の凹状部が、前記端面形状に沿った円形の凹状部であり底部に拡大部を有する凹状部として構成され、前記他方の端面の凸状部が前記端面形状に沿った円形の凸状部で、頂部に拡張部を有する凸状部として構成され、前記組みピース相互の連結は、前記円形の凹状部と前記円形の凸状部を嵌合させて行われたことを特徴とする。

この様な端面の拡張部を有する凹凸形状とすることによって、安定した連結状態が確保される。すなわち、摺動回転可能で且つ水密性も良好に確保した各組み管ピースの離脱し難い連結状態が確保される。

請求項４に係るライニング用組み管は、
前記組み管ピースの両端面がなす角度は、５度から６０度の範囲で設定されたことを特徴とする。この様な角度を確保することで、各組み管ピースの摺動回転動作の容易性を確保しつつ、回転による角度付けも効率的に行うことができる。

請求項５に係るライニング用組み管は、
前記連結される組み管ピースは、全てほぼ同形状、同サイズに形成されたことを特徴とする。これにより、組み管ピースの量産化が容易なものとなり、且つ、設置長さの計算、更に連結作業の簡略化も達成される。

本発明に係る組み管ピース、該組み管ピースを用いたライニング用組み管及び該組み管を用いたライニング方法によれば、施工現場の施工管理状態の如何に関わらす完成品の品質にバラツキを生じさせることなくライニング作業を行うことができる。すなわち、端面が略円形の組み管ピースを複数連結し、その連結状態で各組み管ピースを相互に摺動回転させることができるので、この回転により所定長さ連結された組み管の伸長形状を変化させることが可能であり、既設管のライニングを行うに必要な長さを連結形成し、既設管の蛇行形状あるいは段差形状に対応できる伸長形状に簡単に変形させることができる。そして、組み管ピースは工場における二次製品として完成しているので完成品の品質は均質である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態に係る組み管ピース１０の構成が示されており、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は側面図を示している。図示のように、組み管ピース１０は所定長さの両端開放筒状体として構成されており、両端面は互いに所定の対向角を有する様に非平行に形成され、端面の形状は略円形とされている。本実施の形態における対向角は約２０度に設定されているが、好適には１５度から３０度の範囲で設定され、更に、５度〜６０度の範囲まで使用することも可能である。

この両端面の形状は、本件発明において重要な構成であり、この略円形の端面形状により後述する組み管ピース１０相互の摺動回転を可能にしているものである。すなわち、直線的形状の断面円形状の筒状体を斜めに切断して、端面形状を楕円形状にしたものではなく、端面形状を略円形とし、両端面をつなぐ筒状部をできるだけ直線上に構成するため断面は正確な円形にはなっていない構成である。

同図（Ｂ）からも明らかなように、組み管ピース１０の一方の端部には凸状部１０ａが形成され、その先端部には拡張部１０ｂが形成されている。また、他方の端部には凹状部１０ｃが形成され、その底部には拡張部１０ｄが形成されている。凸状部１０ａと凹状部１０ｃは互いに拡張部１０ｂ、１０ｃが嵌合し、その嵌合状体で摺動回転可能となる形状とサイズに構成されている。したがって、この組み管ピース１０を複数準備することにより相互に連結することが可能であり、その連結状態となったライニング用組み管は、各組み管ピース１０の両端面の対向角が上述のように角度付けされているので、各組み管ピース１０を回転させることで連結されたライニング用組み管はその伸長形状、すなわち、曲がり具合が変化する。

図２は、２つの組み管ピース１０−１，１０−２を連結する動作を示す図であり、組み管ピース１０−２の凸状部１０ａを組み管ピース１０−１の凹状部１０ｃに嵌合させるものである。図３は、組み管ピース１０−１，１０−２が連結された状態を示しており、図示のように、互いに摺動回転が可能となっている。このため、凸状部１０ａは組み管ピース１０の端面に対してほぼ垂直に立設さており、凹状部１０ｃもこれに対応して端面に対してほぼ垂直に形成されている。

図４は、上記組み管ピース１０を複数連結してライニング用組み管２０を構成した状態が示されている。この状態は、全体がほぼ真っ直ぐに伸長するように各組み管ピース１０の連結状態が調整されている。すなわち、各組み管ピース１０はほぼ同じ形状に形成されており、各組み管ピース１０の両端面の対向角はほぼ共通しているので、隣り合う組み管ピース１０同士は、長さの最も長い側部と長さの最も短い側部の位置を合わせるように摺動回転され、ライニング用組み管２０は真っ直ぐな伸長形状とされている。

図５は、ライニング用組み管２０の所定の組み管ピース１０の回転角度を変えて略Ｓ字形に曲げた状態が示されている。図示のように、組み管ピース１０−３〜１０−６を摺動回転させ、曲がり状態を形成したものである。すなわち、本実施の形態では、組み管ピース１０を複数連結することで、既設管のライニング作業のために必要な長さを確保することができ、また、既設管の蛇行状態に対応する曲がり形状を所定の組み管ピース１０を摺動回転させることによって作り出すことができる。

次に、この様なライニング用組み管２０を用いて実際のライニング作業を行うライニング方法の実施の形態について説明する。図６は、下水管の本管に排水が流れ込むように所々に設けられた取付管のライニングを行う場合を例示している。

図示のように、いわゆるマンホールと呼ばれる縦坑２００と３００との間に本管１００が形成されており、本例ではその本管１００部分の３箇所に取付管３０−１，３０−２，３０−３が設けられている。本実施の形態では取付管３０−２にライニング用組み管２０を挿入している状況である。図示のように、地上には、ライニング用組み管２０を既設管内に挿入するための挿入装置４００が設置されている。この挿入装置４００は、ライニング用組み管２０を既設管３０−２内に押し込んで行く動作を行うが、この動作は、押し下げ動作及び回転動作の双方を行うものである。この動作により、ライニング用組み管２０は、既設管３０−２の蛇行状態に沿う様にその伸長形状を変化させながら前進していく。

すなわち、ほぼ真っ直ぐな状態から挿入がなされ、既設管３０−２の最初の曲がり部で先端部が既設管３０−２の内壁に衝突した場合、先端部の回転が阻害されることから次段の組み管ピース１０又はそれより後ろの組み管ピース１０が回転し、その部分の伸長形状（曲がり具合）が変化する。これにより、ライニング用組み管２０の先端部は衝突状態が解除され、更に先に進んでいくことができる。そして、先端部が本管１００に達するまでこの挿入動作が行われる。

なお、ライニング用組み管２０は、現場に運搬される前に予め所定の長さまで連結されており、必要に応じて現場で連結作業を行うことも可能である。その様に現場で作業を行う場合も連結という動作だけであるので、完成品の品質に変化が生じることがない。

次に、図７は、上記挿入装置４００によるライニング用組み管２０の挿入作業を補助するための構成例を示している。同図（Ａ）は、ライニング用組み管２０の先端部に牽引用のワイヤ２２を取り付け、本管１００側から牽引する様に構成したものである。このワイヤ２２の取り付けは、挿入装置４００による回転挿入動作を許容するために、取り付け部は回転可能な構造とされる。また、牽引のための装置は、取付管３０に沿ってライニング用組み管２０を引くことができる構成であれば既存の牽引装置の種々の構造のものを用いることが可能である。

また、同図（Ｂ）は、牽引手段に代え、ライニング用組み管２０の先端部に錘２４を取り付けたものである。この錘２４によりライニング用組み管２４の先端は下方に引っぱられることから牽引手段と同様の作用を奏することができ、構造の簡略化が図られる。この様な錘２４による引っぱり動作は、図６に示した取付管３０−３の様に途中位置からほぼ垂直に下方に管路が伸長しているような場合にはより好適に作用するものである。

上述のように、挿入装置４００の押し込み動作に加えて、引っぱり方向の力を組み合わせることにより、ライニング用組み管２０の変形しつつ前進する動作をより円滑なものとすることができる。例えば、ライニング用組み管２０の先端部が挿入装置４００の回転押し込み動作により曲がり動作して既設管３０に沿った方向変換をした場合、そこから引っぱり動作を付加することで、挿入装置４００による回転挿入動作と相まって後方のライニング用組み管２０の前進のための変形を促進させることができる。これら引っぱり動作は、挿入装置４００の挿入動作と同時に行っても良いし、交互に力を付加するようにしても良い。

次に、同図（Ｃ）は、ライニング用組み管２０の先端部に拡径破砕機２６を取り付けた例を示している。この拡径破砕機２６を用いた工法に関しては、本願人は特許出願を行っている（特願２００４−３１９８３７号）。拡径破砕機２６は、既設管３０への挿入時には非拡径状態にあり、挿入された所定の位置で拡径動作を行い、障害物を管路外方に除去したり、大きく段差のついた既設管を破砕したりしてライニング管の前進を容易にするものである。図示のように、ライニング管組み管２０の先頭部に取り付けられ、必要に応じて拡径動作を行うものである。この拡径破砕機２６は、挿入装置４００の挿入動作のみによっても前進させることができるが、この拡径破砕機２６の先端部に牽引手段を装着して引っぱることも可能である。

図８は、上記拡径破砕機２６を先頭に取り付けたラニング用組み管２０を用いたライニング作業の例を示している。図示のように、拡径破砕機２６を先頭にして前進動作され、拡径破砕機２６が本管１００内に達するまで挿入される。そして、この拡径破砕機２６の回収が行われるが、例えば、本管１００内に回収装置５００を導入し、ライニング用組み管２０の先端から拡径破砕機２６を取り外し回収が行われる。

なお、図９は、上記拡径破砕機２６の先頭部にチェーン５１０を取り付け、回収装置５００により牽引する様にした構成を示している。この構成により、上述したライニング用組み管２０の押し動作と引っぱり動作による円滑な前進が可能となる。

更に、図示していないが、ライニング用組み管２０の先頭部にカメラを取り付け、撮影した映像情報を地上の作業者に送り、ライニング用組み管２０の前方の状況を映像で確認しながら前進動作を行うようにすることも好適である。

なお、本発明は、上記実施の形態に記載された構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、組み管ピース１０の形状、サイズはほぼ共通のものを用いたが、ライニング対象の既設管の曲がり状態がそれ程大きくない場合、それぞれの組み管ピース１０の長さをより長く設定することも可能である。

また、組み管ピース１０の両端面のなす対向角もより平行に近いものとすれば、回転動作による曲がり度合いは小さいものとなるが、回転に必要な力はより小さいもので足りるので、組み管ピース１０相互の摺動回転による伸長形状の変更はより容易なものとなる。また、上記実施の形態では、取付管３０についてのライニングについて説明したが、これに限られるものではなく、他の種類の管路や本管についても適用が可能である。

更に、図示しないが、挿入装置４００の機能として、ライニング用組み管２０内に挿入可能で蛇行した状態での回転運動の可能な腕部を備え、その腕部の先端により管の内側から、ライニング用組み管２０の所定位置にある組み管ピース１０を個別に回転させる様にしても良い。これにより、より的確に既設管の蛇行等に沿った前進が可能となる。

本発明の実施の形態に係る組み管ピースの構成示しており、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は側面図である。 図１に示した組み管ピースの連結動作を示す説明図である。 図１に示した組み管ピースの連結した状態を示す説明図である。 組み管ピースを連結して構成されたライニング用組み管の真っ直ぐに伸長した状態を示す説明図である。 組み管ピースを連結して構成されたライニング用組み管を曲げた状態を示す説明図である。 実施の形態に係るライニング用組み管を用いたライニング作業の例を示す説明図である。 実施の形態に係るライニング用組み管を用いてライニング作業を行う場合の補助手段の例を示しており、同図（Ａ）は牽引手段を併用する例の説明図、同図（B）は牽引手段に代え錘を用いた例の説明図、同図（C）は先頭に拡径破砕機を取り付けた例を示す説明図である。 先頭に拡径破砕機を付けてライニングを行う場合の作業説明図である。 先頭に拡径破砕機を付けてライニングを行う場合の作業説明図である。

符号の説明

１０ 組み管ピース
１０ａ 凸状部
１０ｂ 拡張部
１０ｃ 凹状部
１０ｄ 拡張部
２２ 牽引用のチェーン
２４ 錘
２６ 拡径破砕機
３０ 取付管
４００ 挿入装置

Claims (5)

1. 既設管内に設置されるライニング用の管を連結することによって形成するための組み管ピースであって、
   両端の端面形状が略円形形状を有し、かつ該両端面が相互に非平行の所定角度をなす所定長さの筒状体として形成され、
   前記両端の略円形端面の一方の端面には、凹状部として構成された凹溝が形成され、
   他方の略円形端面には、前記凹溝に摺動回転可能な状態で嵌合連結可能な形状を有する凸状部が形成されたことを特徴とする組み管ピース。
2. 既設管内に設置されるライニング用の管において、
   請求項１に記載の組み管ピースが前記凹状部と凸状部とを水密性をもって嵌合させて複数連結されて形成されたことを特徴とするライニング用組み管。
3. 前記組み管ピースは、前記一方の端面の凹状部が、前記端面形状に沿った円形の凹状部であり底部に拡大部を有する凹状部として構成され、
   前記他方の端面の凸状部が前記端面形状に沿った円形の凸状部で、頂部に拡張部を有する凸状部として構成され、
   前記組みピース相互の連結は、前記円形の凹状部と前記円形の凸状部を嵌合させて行われたことを特徴とする請求項２に記載のライニング用組み管。
4. 前記組み管ピースの両端面がなす角度は、５度から６０度の範囲で設定されたことを特徴とする請求項２又は３の何れかに記載のライニング用組み管。
5. 前記連結される組み管ピースは、全てほぼ同形状、同サイズに形成されたことを特徴とする請求項２から４の何れかに記載のライニング用組み管。

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