JP4898339B2 - 既設管路のライニング工法 - Google Patents

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本発明は、曲がり継ぎ手、特に90°曲がり継ぎ手が使用されている既設管路内に新たな管路を形成するライニング工法に関する。
近年、老朽化した管路を開削せずにライニングする工法の1つとして反転工法が知られている。この反転工法は、熱硬化性樹脂を含浸させたポリエステル樹脂やガラス繊維等のライニングホース材を空気圧や水圧等によって既設管路内に反転挿入したのち、熱硬化性樹脂を硬化させることによって、既設管路内に新しい管路を形成することとしている。
ところが、曲がり継ぎ手のなかでも、特に90°曲がり継ぎ手が使用された既設管路にあっては、90°曲がり継ぎ手によってライニングホース材の挿入が阻まれる場合があることから、そのような90°曲がり継ぎ手が使用された既設管路であってもライニングホース材をスムーズに挿入する工法が必要とされている。
そこで、特許文献1に開示された管路内へのポリエチレン管の挿入工法では、熱可塑性のポリエチレン管を長手方向に2重折りすると共に、2重折りしたポリエチレン管を長尺状の一対の挿入案内ベルトで挟み込んで結束し、その挿入案内ベルトに、屈曲管路内を挿通させておいた牽引ベルトを連結し、繰り出した牽引ベルトを巻き取ることによって、屈曲管路内にポリエチレン管を引き込むこととしている。
特開2003−354295号公報
ところで、屈曲管路内に引き込まれたポリエチレン管は、挿入案内ベルトとの結束が解かれたのち挿入案内ベルトが屈曲管路内から抜出されると、屈曲管路内にて加圧膨張させられた状態で、管内部に蒸気、温水等が循環供給されることによって硬化して、屈曲管路内部に新しい管路を形成するようになっている。
しかしながら、屈曲管路に曲がり継ぎ手、特に90°曲がり継ぎ手が使用されている場合にあっては、ポリエチレン管は、その曲がり継ぎ手によって向きが曲げられてしまうために、曲がり角内面に折り目、シワ、ヒダ(以下、これらを総称して折り目と言う)が生じてしまうことがある。そして、図11に示されるように、折り目ができたままポリエチレン管を硬化させてしまうと、管路内が狭まって管内流量が減少したり、詰まりが生じ易いという問題があった。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、曲がり継ぎ手、特に90°曲がり継ぎ手が使用された既設管路であっても、曲がり角内面の仕上がりが滑らかで折り目が少ない既設管路のライニング工法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を備える。
硬化性樹脂が含浸された円筒状のライナーホースと前記ライナーホースの内表面及び外表面を覆うプラスチックフィルムとを備えた管状のホース材を長手方向に折り畳み、該ホース材の内部に可撓性を有する内面押圧ベルトを挿通させておく工程と、長手方向に折り畳まれた前記ホース材の上下面を一対の挿入案内ベルトで挟み込み、前記ホース材と前記挿入案内ベルトとを結束手段で結束する工程と、前記挿入案内ベルトで挟まれ且つ内部に前記内面押圧ベルトが挿通された前記ホース材を、既設管路内に引き込んだ後、前記ホース材を前記既設管路内で加圧膨張させることで前記締結手段を切断し、その後、前記挿入案内ベルトを前記既設管路から引き抜く工程と、前記ホース材を前記既設管路内で加圧膨張させる間に、前記内面押圧ベルトの両端に引張力を加え、前記内面押圧ベルトを前記ホース材の曲がり角内面に押圧させる工程と、前記ホース材の曲がり角内面を前記内面押圧ベルトによって押圧させた状態で、前記ホース材に含浸させた硬化樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とする既設管路のライニング工法。
本発明の既設管路のライニング工法は、既設管路内に引き込まれるホース材の内部に、曲がり角内面を押圧する内面押圧ベルトを予め挿通させておき、この内面押圧ベルトの両端に引張力を加えて既設管路内に引き込まれたホース材の曲がり角内面を押圧させながら、ホース材に含浸させた硬化性樹脂を硬化させることによって、曲がり角内面の仕上がりが滑らかで折り目が少ない新しい管路を形成することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る既設管路のライニング工法を図面を参照して説明する。
まず、この既設管路のライニング工法に用いられるライニング材について図1,2を用いて説明する。図1は、この既設管路のライニング工法に用いられるライニング材の構成を示す斜視図、図2(a)は、同ライニング材の平面図、(b)は、同ライニング材の側面図である。
図1、2に示されるように、ライニング材1は、ホース材2、内面押圧ベルト3、挿入案内ベルト4,4、結束手段5を備えて構成されている。
ホース材2は、円筒状のガラス繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたライナーホース2aと、このライナーホース2aの内周面及び外周面を覆うプラスチックフィルム2bとを備えて形成されている。既設管路P(図4参照)の管径が50A〜80Aの場合、ライナーホース2aの厚みは約3.5mm、プラスチックフィルム2bの厚みは約0.2mmとされているが、これに限定されるものではない。なお、ライナーホース2aの基材には、ガラス繊維の代わりにフェルト、不織布を用いてもよい。また、熱硬化性樹脂の代わりに光(紫外線)硬化樹脂を用いてもよい。さらにまた、ホース材2は、熱可塑性のポリエチレン管(例えば、塩化ビニル管、ポリブデン管、ポリアミド管等)を用いてもよい。
そして、このホース材2の管内部には、その長手方向に亘って内面押圧ベルト3が挿通されるようになっている。
内面押圧ベルト3は、可撓性を有した長尺状の金属製ベルトであって、90°曲がり継ぎ手が複数使用されている既設管路Pであっても当該管路内に挿入可能とされている。さらに、この内面押圧ベルト3は、詳しいことは後述するが、既設管路P内に挿入された状態において、ホース材2の曲がり角内面を押圧するように予め設定された所定の引張力がその両端に加えられると、ホース材2の曲がり角内面を滑らかにして折り目を少なくするようになっている。
内面押圧ベルト3の厚みは、既設管路Pの管径に関係なくほぼ一定(例えば、約0.5mm)とされているが、横幅は、既設管路Pの管径が大きくなるにしたがって、拡幅されるようになっている。例えば、既設管路Pの管径が50Aの場合、内面押圧ベルト3の横幅は約18mm、既設管路Pの管径が80Aの場合、横幅は約25mmとされているが、長手方向に2重折りされたホース材2の短手方向に収まるのであれば、これに限定されるものではない。
そして、ホース材2は、その管内部に内面押圧ベルト3が予め挿通された状態で、長手方向に2重折りが行われるようになっている。2重折りされたホース材2は、横向きU字状の断面内に内面押圧ベルト3が挿通されているものの、上述したようにホース材2がライナーホース2aとプラスチックフィルム2bとから形成されているので嵩張りが抑えられており、既設管路P内へのスムーズな引き込みが行えるようになっている。なお、内面押圧ベルト3をホース材2の管内部に挿通してからホース材2を長手方向に2重折りするようにしたが、これに限定されるものではなく、ホース材2を長手方向に2重折りしたのち、当該ホース材2内部に内面押圧ベルト3を挿通させるようにしてもよい。また、ホース材2を、長手方向に幾重にも折り畳むようにしてもよい。
挿入案内ベルト4,4は、2重折りされたホース材2を上下方向から挟み込んだ状態で、既設管路P内に挿通させる可撓性を有する上下一対の金属製ベルトである。これら挿入案内ベルト4,4は、図2(a)、(b)に示されるように、挿入先端側において一体化するように連結されていると共に、そのベルト連結部には、連結部材4aが、挿入案内ベルト4,4の先端よりも突出した状態で共締め固定されている。この連結部材4aには、例えば牽引ベルトや牽引ワイヤ等を繋ぎ止めるための連結孔4a1が形成されている。
また、これら挿入案内ベルト4,4は、結束手段5によって長手方向に亘って一体的に結束されるようになっている。結束手段5としては、管内引き込み時にホース材2と挿入案内ベルト4,4とを適度な力で結束し、且つ管内挿入後に行われるホース材2の加圧膨張によって切断されて、ホース材2と挿入案内ベルト4,4とを解き放つような紐、テープ等が用いられる。挿入案内ベルト4,4は、このような結束手段5が挿入案内ベルト4,4を軸として螺旋状に巻き付けられることによって結束されるが、これに限定されるものではなく、予め設定された所定間隔をあけた位置毎に結束手段5によって結束されるようにしてもよい。
次に、図3のフローチャート及び図4〜10を参照して、既設管路Pのライニング工法について説明する。図3(a)は、同ライニング材の準備工程を示したフローチャート、(b)は、同ライニング材を用いて行われる既設管路Pのライニング工法の手順を示したフローチャート、図4〜9は、本実施形態にかかる既設管路Pのライニング工法の一工程を説明するための図、図10(a)は、ホース材の曲がり角内面を内面押圧ベルト3によって押圧させている状態を示した図、(b)は、本実施形態にかかる既設管路Pのライニング工法によって曲がり角内面に折り目の発生がほとんどなかった管路の断面図である。
まず、本既設管路Pのライニング工法に用いられるライニング材の準備工程について図3(a)を参照して説明する。
図3(a)に示されるように、ステップ10において、更生しようとする既設管路Pに応じた長さのホース材2、つまり更生しようとする既設管路Pよりも長めのホース材2を用意すると共に、そのホース材2の管内部の長手方向に沿って内面押圧ベルト3を挿通させる。挿通させる手段としては、気流ピグ、引き込みワイヤ等による周知の手段が用いられる。ホース材2の管内部に内面押圧ベルト3を挿通させる際、内面押圧ベルト3を管内部の片側に寄せておくのが好ましい。そうすることによって、次のステップ12において行われるホース材2の折り畳み作業が容易化される。また、内面押圧ベルト3の長さは、ホース材2の長さとほぼ等しいか、或いはそれよりも長めとされている。
ステップ12では、ホース材2の管内部に内面押圧ベルト3を挿通させた状態で、ホース材2を長手方向に2重折りする。この作業を行う際、内面押圧ベルト3が寄せられていない側のホース材片側部を、内面押圧ベルト3が寄せられている側のホース材片側部の上側に重ね合わせるように長手方向に2重折りすると、折り畳み作業が迅速、且つ容易に行える。なお、内面押圧ベルト3が寄せられていない側のホース材片側部を、内面押圧ベルト3が寄せられている側のホース材片側部の下側に位置させるように長手方向に2重折りしてもよい。また、上述したように、ホース材2を長手方向に2重折りしてから内面押圧ベルト3を管内部に挿通させてもよい。また、ホース材2を、長手方向に幾重にも折り畳むようにしてもよい。
ステップ14では、長手方向に2重折りしたホース材2の上下面を挿入案内ベルト4,4で挟み込み、ステップ16では、ホース材2を挟み込んだ状態の挿入案内ベルト4,4を軸として結束手段5を螺旋巻きしてホース材2と挿入案内ベルト4,4とを結束させる。これにより、ホース材2は、より一層圧縮されて嵩高が低くなる。そして、ホース材2と挿入案内ベルト4,4との結束作業が終了すると、ステップ18において、ライニング材1が形成されて施工準備が整ったことになる。なお、ステップ10〜18の一連の作業は、工場や現場で行われる。
次に、上述したライニング材1を用いて行われる既設管路Pのライニング工法について図3(b)、図4〜10を参照して説明する。
管路更生が行われる既設管路Pは、図4に示されるように、90°曲がり継ぎ手を含む複数の曲がり継ぎ手が使用されており、一方の管端部が地上に臨み、他方の管端部がとう道(本管)6に臨んだ取付管である。なお、この既設管路Pにあっては、既にカメラ点検及びクリーニングが周知の工法で成されている。
ステップ100において、既設管路Pのとう道6側に、牽引ベルト7を繋いだパラシュートピグ8を差し込み、既設管路Pの地上側の管端部から吸引機9による吸引を行って既設管路P内に牽引ベルト7を通線する。なお、符号10は、既設管路Pと吸引機9とを結ぶ吸引ホースである。
ステップ110では、図5に示されるように、既設管路Pの地上側から排出された牽引ベルト7にライニング材1を接続して管内に引き込む。なお、ライニング材1を引き込む際、既設管路P内に対して、引き込み抵抗を軽減するための滑材を予め塗布しておくと、ライニング材1の引き込み時の作業性がより向上すると共に、引き込み時におけるライニング材1、特にホース材2の損傷が防止される。また、ライニング材1を既設管路Pに引き込むのは、牽引ベルト7にのみ限定されるものではなく、他の周知の方法によって行ってもよい。例えば、作業者が手で押し込んでもよい。
ステップ120では、図6〜8に示されるように、既設管路P内に引き込まれたホース材2を加圧膨張させて、ホース材2と挿入案内ベルト4,4とを結束している結束手段5を切断し、ホース材2と挿入案内ベルト4,4とを解き放したのち、挿入案内ベルト4,4を既設管路Pから抜出する。
具体的には、まず、図6,7に示されるように、既設管路Pのとう道6側に位置するホース材2の管端部を封止栓11により封止する。封止する際、封止栓11から内面押圧ベルト3を引き出しておく。なお、ホース材2の管端部を予め封止しておいてから管路内に引き込むようにしてもよい。そして、ホース材2の地上側の管端部にコンプレッサ12の圧力供給ホース13を接続してホース材2の内部を加圧する。やがて、ホース材2の拡径により結束手段5が破断し、ホース材2と挿入案内ベルト4,4との結束が解かれる。それから、コンプレッサ12に代わって吸引機9をホース材2に接続して、拡径したホース材2内部を減圧してホース材2を萎ませる。図8に示されるように、ホース材2が萎んだら、挿入案内ベルト4,4を既設管路Pから抜出する。ところで、破断させた結束手段5は、吸引機9或いはコンプレッサ12が発生する気流により既設管路P外に排出するようにする。
ステップ130では、図9,10(a)に示されるように、既設管路P内でホース材2を再び加圧膨張させたら、内面押圧ベルト3がホース材2の曲がり角内面をしっかりと押圧するように、内面押圧ベルト3の両端に所定の引張力を加える。これにより、内面押圧ベルト3によってしっかりと押圧されたホース材2の曲がり角内面には折り目の発生が抑制される(図10(a)参照)。なお、内面押圧ベルト3の両端をそれぞれ異なる方向に引っ張るのではなく、内面押圧ベルト3の一端を固定しておき、他端を引っ張るようにしてもよい。
ステップ140では、内面押圧ベルト3をホース材2の曲がり角内面にしっかりと押圧させた状態、つまり折り目の発生を抑制した状態でホース材2の熱硬化性樹脂を硬化させる。そして、熱硬化性樹脂が硬化したら内面押圧ベルト3を抜出する。これにより、ステップ150において、曲がり角内面の仕上がりが滑らかで折り目が少ない新たな管路(自立管)を既設管路P内に形成することができるようになる(図10(b)参照)。
具体的には、熱硬化性樹脂の硬化は、図9に示されるように、温水タンク14を備えたコンプレッサ12を用いて行われるものであり、コンプレッサ12の圧力供給ホース13をホース材2の地上側の管端部に接続し、とう道6側の管端部には、ホース材2に供給された加圧温水を温水タンク14に戻すための循環ホース15を接続する。そして、ホース材2とコンプレッサ12との間で加圧温水を循環させることによって、ホース材2を加圧拡径させたままの状態で、ホース材2に含浸させた熱硬化性樹脂を硬化させる。したがって、折り目の発生が抑制された状態でホース材2が自立硬化するので、曲がり角内面の仕上がりが滑らかで折り目が少ない新たな管路を、曲がり継ぎ手、特に90°曲がり継ぎ手が使用された既設管路P内に形成することができるようになる。なお、加圧温水の代わりに加圧蒸気を用いてホース材2を自立硬化させてもよい。加圧熱媒体として加圧温水や加圧蒸気を用いることで、どのような現場であっても容易且つ安価に作業が行えることとなる。
なお、上述したコンプレッサ12に代えて、コンプレッサの機能と吸引機の機能とを有する加圧吸引装置を用いて、結束手段5の破断からホース材2の拡径までの工程を連続的に行ってもよい。すなわち、コンプレッサ12に代わって加圧吸引装置をホース材2に接続し、ホース材2を加圧膨張させて結束手段5を破断させたのち、ホース材2を減圧萎縮させて挿入案内ベルト4,4を既設管路Pから抜出し、既設管路P内にて再びホース材2を加圧膨張させる。これにより、結束手段5の破断からホース材2の拡径までの工程が単一の装置によって連続的に行なわれるので、施工設備が簡素化され、また、作業の迅速化が図られるようになる。
以上述べたように、本実施形態の既設管路のライニング工法によれば、長手方向に折り畳むホース材2の内部に、可撓性を有する内面押圧ベルト3を予め挿通させておく。そして、その内面押圧ベルト3を予め挿通させたホース材2を既設管路P内に引き込んだのち、既設管路P内で加圧膨張させた状態において、内面押圧ベルト3に張力をかけて内面押圧ベルト3をホース材2の曲がり角内面にしっかりと押圧させる。すると、内面押圧ベルト3によって押圧されたホース材2の曲がり角内面には折り目の発生が抑制される。そして、内面押圧ベルト3をホース材2の曲がり角内面に押圧させた状態、つまり折り目の発生を抑制した状態でホース材2の硬化性樹脂を硬化させる。これにより、曲がり継ぎ手、特に90°曲がり継ぎ手が使用された既設管路Pであっても、曲がり角内面の仕上がりが滑らかで折り目が少ない既設管路のライニング工法を提供することができる。
また、ホース材2は、硬化性樹脂が含浸された円筒状のライナーホース2aと、このライナーホース2aの内周面及び外周面を覆うプラスチックフィルム2bとによって形成されている。これにより、ホース材2の内部に内面押圧ベルト3を挿通させた状態でホース材2を長手方向に折り畳んでも、嵩張りを抑えることができると共に、折り畳んだホース材2をよりスムーズに既設管路P内に引き込むことができる。
本実施形態にかかる既設管路のライニング工法に用いられるライニング材を示す斜視図である。 (a)は、同ライニング材の平面図、(b)は、同ライニング材の側面図である。 (a)は、同ライニング材の作成手順を示したフローチャート、(b)は、同ライニング材1を用いて行われる既設管路のライニング工法の手順を示したフローチャートである。 本実施形態にかかる既設管路のライニング工法の一工程を説明するための図である。 本実施形態にかかる既設管路のライニング工法の一工程を説明するための図である。 本実施形態にかかる既設管路のライニング工法の一工程を説明するための図である。 本実施形態にかかる既設管路のライニング工法の一工程を説明するための図である。 本実施形態にかかる既設管路のライニング工法の一工程を説明するための図である。 本実施形態にかかる既設管路のライニング工法の一工程を説明するための図である。 (a)は、ホース材の曲がり角内面を内面押圧ベルトによって押圧させている状態を示した図、(b)は、本実施形態にかかる既設管路のライニング工法によって曲がり角内面に折り目の発生がほとんどなかった管路の断面図である。 従来のライニング工法によって曲がり角内面に折り目が生じてしまった管路の断面図である。
符号の説明
1…ライニング材
2…ホース材
2a…ライナーホース
2b…プラスチックフィルム
3…内面押圧ベルト
7…牽引ベルト(牽引手段)
P…既設管路

Claims (1)

  1. 硬化性樹脂が含浸された円筒状のライナーホースと前記ライナーホースの内表面及び外表面を覆うプラスチックフィルムとを備えた管状のホース材を長手方向に折り畳み、該ホース材の内部に可撓性を有する内面押圧ベルトを挿通させておく工程と、
    長手方向に折り畳まれた前記ホース材の上下面を一対の挿入案内ベルトで挟み込み、前記ホース材と前記挿入案内ベルトとを結束手段で結束する工程と、
    前記挿入案内ベルトで挟まれ且つ内部に前記内面押圧ベルトが挿通された前記ホース材を、既設管路内に引き込んだ後、前記ホース材を前記既設管路内で加圧膨張させることで前記締結手段を切断し、その後、前記挿入案内ベルトを前記既設管路から引き抜く工程と、
    前記ホース材を前記既設管路内で加圧膨張させる間に、前記内面押圧ベルトの両端に引張力を加え、前記内面押圧ベルトを前記ホース材の曲がり角内面に押圧させる工程と、
    前記ホース材の曲がり角内面を前記内面押圧ベルトによって押圧させた状態で、前記ホース材に含浸させた硬化樹脂を硬化させる工程と、
    を有することを特徴とする既設管路のライニング工法。
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