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