JP5744704B2 - 既設管内面の樹脂ライニング工法及び樹脂ライニング治具 - Google Patents

Description

本発明は、既設管内面の樹脂ライニング工法及び樹脂ライニング治具に関するものである。

老朽化した既設管に対して、内面に樹脂ライニング膜を形成することで気密性回復などの改修を行う工法は古くから知られており、現場状況などに応じた多くの工法が提案されている。

下記特許文献１に記載された従来技術は、管の内径に対して若干小径の直径を有する球状のピグを用いる工法である。これによると、管内に挿入したピグの進行方向前方に樹脂を充填して樹脂溜まりを形成し、その樹脂溜まりを押すように管内に沿ってピグを移動させることで、ピグの外周と管内面との間に樹脂ライニング膜を形成する。

特開平８−２４７５８号公報

このようなピグを用いた樹脂ライニング工法では、ピグの中心と管の中心を一致させた状態でピグを移動させることが難しい。この際、ピグの中心が管の中心に対して上方にずれると樹脂ライニング膜の膜厚は上方が薄くなり下方が厚くなる。また逆に、ピグの中心が管の中心に対して下方にずれると樹脂ライニング膜の膜厚は上方が厚くなり下方が薄くなる。

このように、樹脂ライニング膜の膜厚が周方向で不均一になると、薄くなった箇所の膜厚が設定膜厚に達しないことがあり、十分な管の改修ができない問題が生じる。従来は、これを避けるためにピグの外径と管の内径との差を大きくして全体的な膜厚を大きくすることで、最も薄い箇所の膜厚であっても設定膜厚以上になるような施工がなされていた。しかしながら、このような施工では、必要以上に樹脂ライニング膜の膜厚を厚くすることで管内有効径を狭めることになり、また、樹脂を多量に使うことになるので施工コストが高くなる問題があった。

一方、施工対象の既設管の敷設状態は様々であり、比較的短管状態で両端が開放されているような状態では、できるだけ簡易な工法で且つ施工コストを低く抑えることができる工法が求められる。例えば、ガス配管を例に説明すると、道路下の本支管から分岐した供給管は、道路と私有地（宅地）の境界壁や道路沿いの鉄筋構造物の壁を貫通して私有地や建物内に配管される場合がある。このような既設管の敷設状態において、ガス事業者が本支管と供給管の入れ取り替え工事を行う場合に、壁を貫通した管の入れ取り替え工事が困難な場合には、壁を貫通している状態で部分的に配管を残すことが行われており、残された壁貫通管は約２ｍ程度の直線状の短管である。このような壁貫通管に樹脂ライニング膜を形成するには、壁の外側から行う施工が必要であり、しかも、簡易且つ低コストの施工が求められている。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、ピグを用いた既設管内面の樹脂ライニング工法において、簡易な施工でありながら樹脂ライニング膜の周方向の膜厚を均一に施工することができること、樹脂ライニング膜の周方向の膜厚を均一にすることで、膜厚を必要以上に厚くすることを避け、樹脂の使用量を最小限にして低コストの施工を行うことができること、壁貫通管の施工に適した樹脂ライニング工法を提供することができること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による既設管内面の樹脂ライニング工法は、以下の構成を少なくとも具備する。
管の内径に対して小径の直径を有するピグを用い、管内に挿入した前記ピグの進行方向前方に樹脂を充填して樹脂溜まりを形成し、その樹脂溜まりを押すように管内に沿って前記ピグを移動させることで、前記ピグの外周と管内面との間隙に応じた樹脂ライニング膜を管内面に形成する工法であって、前記管の一端側から他端側に向けて牽引紐付きの前記ピグを挿入する工程と、前記管の一端側から管内に樹脂を充填して、手押し棒付きピグを前記管の一端側から他端側に向けて移動することで、樹脂溜まりを前記ピグの手前まで送り込む工程と、前記手押し棒付きピグを前記管の一端側に引き抜いた後、牽引紐を前記管の一端側から引くことで、前記ピグを前記管の他端側から一端側に向けて移動させる工程とを有し、前記ピグの比重を０．３〜０．７にしたことを特徴とする既設管内面の樹脂ライニング工法。

ピグの比重を適正に設定することで、樹脂溜まりを押して移動しながら管内面に樹脂ライニング膜を形成する際に、ピグの位置を管の中心に保持することができる。樹脂ライニングに用いられる樹脂の比重は１．１〜１．２程度の範囲にあり、ピグの比重を０．３〜０．７にすることで、樹脂溜まりの中でピグが浮き上がったり沈み込んだりすることなく移動することができる。これによって、周方向に均一な樹脂ライニング膜を管内面に形成することができる。

周方向に均一な樹脂ライニング膜を形成できることで、気密性確保に必要な最小限の樹脂量での施工が可能になり、低コストの施工が可能になる。

本発明の実施形態に係る樹脂ライニング工法を適用できる配管状態の一例を示した説明図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂ライニング工法の各工程を示した説明図である。 ピグの比重を変えた場合に樹脂ライニング膜の膜厚が管断面の上方位置（１２時の位置）と下方位置（６時の位置）でどのような厚さになるかを実験調査したグラフである。 ピグの比重を変えた場合に樹脂ライニング膜の膜厚が管断面の上方位置（１２時の位置）と下方位置（６時の位置）でどのような厚さになるかを実験調査したグラフである。 ピグの比重毎に１２時の位置の膜厚と６時の位置の膜厚の平均値を求め、その差を縦軸にし、横軸をピグの比重にした相関グラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る樹脂ライニング工法を適用できる配管状態の一例を示した説明図である。ここでは、ガス導管を例にして説明するが、本発明は特にこれに限定されるものでない。

図１（ａ）に示すように、ガス導管における本支管Ｐ１の多くは、道路下に敷設されている。この本支管Ｐ１から分岐した供給管Ｐ２を鉄筋建物Ｍの内部に引き込み、内部のガス機器ｍ１に接続するには、建物基礎の壁（鉄筋壁）を貫通させて供給管Ｐ２を引き込み、ガスメータ（図示省略）やガス栓ｍ２を介してガス機器ｍ１に接続する。このような配管状態では、道路下に埋設された本支管Ｐ１と鉄筋建物Ｍの壁の外側までの供給管Ｐ２がガス事業者の資産で有り、鉄筋建物Ｍ内（敷地内）の配管が需要家の資産になる。

そして、ガス事業者が本支管Ｐ１と供給管Ｐ２の入れ取り替え工事を行う場合には、前述したように、図１（ｂ）に示すように壁Ｍａを貫通している状態で部分的に配管を残すことが行われている。残された壁貫通管Ｐの保守管理はガス事業者が行うことになり、この壁貫通管Ｐに樹脂ライニングを施す場合には、壁Ｍａの外側から作業を行うことが必要になる。

図２は、本発明の一実施形態に係る樹脂ライニング工法の各工程を示した説明図である。本発明の実施形態は、管の内径に対して小径の直径を有するピグを用い、管内に挿入したピグの進行方向前方に樹脂を充填して樹脂溜まりを形成し、その樹脂溜まりを押すように管内に沿ってピグを移動させることで、ピグの外周と管内面との間隙に応じた樹脂ライニング膜を管内面に形成する工法が前提になる。この際のピグの移動は、重量方向に大きな規制がない移動であれば、どのような手段による移動であってもよい。以下の説明では、前述した壁貫通管Ｐを対象にした工法の例を説明するが、特にこれに限定されるものではない。

壁貫通管Ｐは両端が開放した直線状の管であり、これに対して管端の片側から作業を行って管内面に樹脂ライニング膜を形成する。このために、牽引紐１ａ付きのピグ１と手押し棒２ａ付きのピグ２を樹脂ライニング治具として用いる。ピグ１には牽引紐１ａの先端がその中心に連結されており、ピグ２には手押し棒２ａの先端がその中心に連結されている。ピグ１とピグ２は共に、壁貫通管Ｐの内径に対して小径の直径を有する球形状であり、ピグ１の直径に対してピグ２の直径を同径か若しくは若干大きくしている。

図２（ａ）に示した工程では、壁貫通管Ｐの一端側から他端側に向けて牽引紐１ａ付きのピグ１を挿入している。この際、壁貫通管Ｐの一端に導入継手３を装着し、ピグ１を壁貫通管Ｐの一端から管内に挿入する。その後手押し棒２ａ付きピグ２を壁貫通管Ｐの一端から管内に挿入して、手押し棒２ａを壁貫通管Ｐの他端側に向けて押し込むことでピグ１を押して壁貫通管Ｐの他端側まで移動させる。導入継手３には樹脂注入口３ａが設けられている。

図２（ｂ）に示した工程では、手押し棒２ａ付きのピグ２を一端側に一旦引き抜き、図２（ｃ）に示すように、樹脂注入口３ａを通して壁貫通管Ｐの一端側から管内に樹脂４を充填する。その後、図２（ｄ）に示すように、手押し棒２ａ付きのピグ２を壁貫通管Ｐの一端側から他端側に向けて移動することで、樹脂溜まり４ａをピグ１の手前まで送り込む。この際、ピグ２の移動によって管内面には一次ライニング膜が形成される。

図２（ｅ）に示した工程では、手押し棒２ａ付きのピグ２を壁貫通管Ｐの一端側に引き抜いた後、牽引紐１ａを壁貫通管Ｐの一端側から引くことで、ピグ１を壁貫通管Ｐの他端側から一端側に向けて移動させる。これによって、先に形成された一次ライニング膜の上に二次ライニング膜が形成され、併せて設定厚さの樹脂ライニング膜５が形成されることになる。

このような工程を有する樹脂ライニング工法において、ピグ１の比重を適正に設定することで、樹脂ライニング膜５の膜厚を周方向に均一化することができる。図２（ｅ）に示したように牽引紐１ａでピグ１を牽引するような場合には、ピグ１は樹脂溜まり４ａの中で重力方向の規制無く移動するので、ピグ１の重さによって重力方向の挙動が変化する。ピグ１が軽すぎる場合には、移動中に生じる浮力でピグ１が上昇し易くなり、管断面の上方位置（時計針の１２時の位置）で樹脂ライニング膜５の膜厚は薄くなり、それに応じて管断面の下方位置（時計針の６時の位置）で樹脂ライニング膜５の膜厚は厚くなる。これに対して、ピグ１が重すぎる場合には、重力でピグ１が移動中に沈み込み易くなり、管断面の下方位置（時計針の６時の位置）で樹脂ライニング膜５の膜厚は薄くなり、それに応じて管断面の上方位置（時計針の１２時の位置）で樹脂ライニング膜５の膜厚は厚くなる。

本発明の実施形態は、前述したような樹脂溜まり４ａ内でのピグ１の挙動に着目して、ピグ１の比重を適正に設定することで樹脂ライニング膜５の膜厚を周方向で均一化するものである。樹脂ライニングに用いられるエポキシ樹脂などの樹脂は、どのような樹脂であってもその比重が１．１〜１．２の範囲で大きな違いがない。したがって、ピグ１の比重を実験的に得られる適正な値に設定することで、一般に行われる樹脂ライニング工法において、樹脂ライニング膜の均一性を高める効果を得ることができる。

図３及び図４は、ピグの比重を変えた場合に樹脂ライニング膜の膜厚が管断面の上方位置（１２時の位置）と下方位置（６時の位置）でどのような厚さになるかを実験調査したグラフである。ここでは図２に示した工法を採用し、口径８０Ａの管を対象にしている。使用した樹脂は比重１．１５のエポキシ樹脂である。比重が０．２，０．４１，０．５５，０．６４，１．０４と異なるピグ１を用いて、図２（ａ）〜（ｅ）の工程で樹脂ライニング膜５を形成し、管端からの距離が１０ｃｍ，３０ｃｍ，５０ｃｍの位置において、樹脂ライニング膜５の膜厚（ｍｍ）を上方位置（１２時の位置）と下方位置（６時の位置）でそれぞれ計測した。グラフにおける各点の値は複数回の計測値の平均値である。

図５は、図３〜図４の計測結果に基づいて、ピグ１の比重毎に１２時の位置の膜厚と６時の位置の膜厚の平均値を求め、その差を縦軸にし、横軸をピグ１の比重にした相関グラフである。このグラフから明らかなように、ピグ１の比重を適正に設定することで、１２時の位置と６時の位置の膜厚差を最小にすることができる。そして、ピグ１の比重を０．４〜０．６の間にすることで、１２時の位置と６時の位置の膜厚差を極力小さくすることができる。また、ピグ１の比重を０．３〜０．７にすることで実用上支障が無い許容範囲に膜厚差を抑えることができる。

ピグ１の比重調整は各種の方法で行うことができる。例えば、比較的比重が軽い単泡スポンジ等でピグを成形し、その成形時にピグの中心部に比重調整用の錘を内蔵させる方法や、比較的比重の重い高分子材料や金属材料でピグを形成し、その内部に形成する空洞の大きさで比重を調整する方法などがある。ピグ１の材質は比重を設定する上では重要な要因になるが、特定の材質に限定されるものではない。

ピグ１の比重を０．３〜０．７の範囲に設定し、図２に示した工程で壁貫通管Ｐに樹脂ライニング膜５を形成することで、壁貫通管Ｐの片側から行う簡易な施工でありながら、周方向にほぼ均一な厚さを有する樹脂ライニング膜５を形成することができる。そして、樹脂ライニング膜５の周方向の膜厚を均一にすることで、膜厚を必要以上に厚くすることを避け、樹脂の使用量を最小限にして低コストの施工を行うことができる。これによって、特に、壁貫通管Ｐの施工に適した樹脂ライニング工法を提供することができる。

１：ピグ，１ａ：牽引紐，
２：ピグ，２ａ：手押し棒，
３：導入継手，３ａ：樹脂注入口，
４：樹脂，４ａ：樹脂溜まり，
５：樹脂ライニング膜，
Ｐ：壁貫通管，Ｐ１：本支管，Ｐ２：供給管，
Ｍ：鉄筋建物，Ｍａ：壁

Claims (3)

1. 管の内径に対して小径の直径を有するピグを用い、管内に挿入した前記ピグの進行方向前方に樹脂を充填して樹脂溜まりを形成し、その樹脂溜まりを押すように管内に沿って前記ピグを移動させることで、前記ピグの外周と管内面との間隙に応じた樹脂ライニング膜を管内面に形成する工法であって、
   前記管の一端側から他端側に向けて牽引紐付きの前記ピグを挿入する工程と、
   前記管の一端側から管内に樹脂を充填して、手押し棒付きピグを前記管の一端側から他端側に向けて移動することで、樹脂溜まりを前記ピグの手前まで送り込む工程と、
   前記手押し棒付きピグを前記管の一端側に引き抜いた後、牽引紐を前記管の一端側から引くことで、前記ピグを前記管の他端側から一端側に向けて移動させる工程とを有し、
   前記ピグの比重を０．３〜０．７にしたことを特徴とする既設管内面の樹脂ライニング工法。
2. 前記ピグの比重を０．４〜０．６にしたことを特徴とする請求項１記載に記載された既設管内面の樹脂ライニング工法。
3. 請求項１又は２に記載された樹脂ライニング工法に用いる治具であって、前記手押し棒付きピグと前記ピグとからなる樹脂ライニング治具。

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