JP6144125B2 - 管ライニング工法及び管ライニング管 - Google Patents

Description

本発明は、管ライニング工法及び管ライニング管に係り、より詳しくは、管口シール材と管ライニング材を一体化して圧力流体のもれがないようにできる管ライニング工法及び管ライニング管に関する。

従来から、老朽化した農業用水路、水道管、工業用水路、ガス管などの管路を修復する工法として管ライニング工法が知られ、特許文献１には、圧力パイプラインの管口でのシール方法が記載されている。なお、管ライニング管は、管路内に張り付けた管ライニング材を硬化させて形成した新たな管を指すものとする。

特許文献１には、短い管状樹脂吸着材に液状の硬化性樹脂を含浸し、一端にフランジとなるつばを有する管口シール部材を管口に設置し、次に管状樹脂吸着材に同様の硬化性樹脂を含浸した管ライニング材を管路内へ反転挿入し、管口部で管口シール部材と管ライニング材を重ね合わせ管路壁面に押圧した状態で硬化させることにより一体化させシールすることが記載されている。管ライニング材の硬化に伴い発生する熱収縮を考え、管口部と管口シール部材のつば部との間に隙間を設けておき、管ライニング材の硬化が完了し、管ライニング材の熱収縮がおさまった後、前記隙間を樹脂とグラスファイバー等で埋めシールを行なっていた。

しかしながら、従来の方法では、管口シール部材と管ライニング材の隙間を現場で樹脂を埋め込んで硬化させるため、作業環境により施工性が悪化する問題があった。特に雨天時は、管口シール部材と管ライニング材の一体化が不完全となり、圧力流体が漏れる問題があった。また、現場における作業者の熟練性にも左右されることがあった。そこで、現場環境や作業者の熟練性に左右されない管ライニング工法が望まれている。

特開２０１１−２５４５６号公報

本発明の目的は、管口シール部材と管ライニング材の一体化を完全なものとし、圧力流体の漏れがないようにできる管ライニング工法及び管ライニング管を提供することにある。

本発明による第１実施形態の管ライニング工法は、管路の端部に、一端が管路外周部を覆い、他端が管路の端部から突出する直管形状の型枠を設置する段階と、管路の内部に管ライニング材を挿入する段階と、加熱及び加圧して管ライニング材を管路の内壁に張り付ける段階と、管ライニング材を冷却硬化させて管ライニング管を形成する段階と、型枠を取り外す段階と、管口部となる管路及び管ライニング管の外周部にゴムパッキン（６）を巻き付け、管ライニング管の端部の円周部を覆う端部パッキン（８）を取付けると共に、管路の外側に取り付けられる固定フランジ管と、固定フランジ管に接続され、管路及び管路から突出した管ライニング管の外側を覆うように設けられる連結フランジ管と、連結フランジ管に接続されるシールフランジ管と、で構成される管口シール部材を管口部に取り付け、ゴムパッキン（６）と端部パッキン（８）を押圧してシールする段階と、が備えられることを特徴とする。

前記管ライニング管の管口部にサポートパイプ（１２）が挿入される段階がさらに設けられることを特徴とする。
また、前記管ライニング管の管口部の板厚を管路内の板厚より厚くした管ライニング材が用意される段階がさらに設けられることを特徴とする。

本発明による第２実施形態の管ライニング工法は、
一端が管路の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径して、管口シール部材
となるレデューサー管を設置する段階と、
管路の内部に管ライニング材を挿入する段階と、
加熱及び加圧して管ライニング材を管路の内壁に張り付ける段階と、
管ライニング材を冷却硬化させて管ライニング管を形成する段階と、
前記レデューサー管の他端にシールフランジ管を接続する段階と、
前記管ライニング管の端部と前記シールフランジ管の間をシールするゴムパッキン（２０）を前記シールフランジ管の管状突起（９）で押圧する段階が備えられることを特徴とする。
また、一端が管路の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径して、管口シール部材となるレデューサー管を設置する段階と、
管路の内部に管ライニング材を挿入する段階と、
加熱及び加圧して管ライニング材を管路の内壁に張り付ける段階と、
管ライニング材を冷却硬化させて管ライニング管を形成する段階と、
前記レデューサー管の他端にシールフランジ管を接続する段階と、
前記管ライニング管の端部と前記レデューサー管の間をシールするゴムパッキン（２４）をステンレス製の内面バンド（２５）で押圧する段階と、が備えられることを特徴とする。

本発明による第１実施形態の管ライニング管は、修復する管路（１）に挿入され、加熱して加圧され、管路（１）の内壁に張り付かせた管ライニング管であって、
管口部となる管路（１）の外側に取り付けられる固定フランジ管と、前記固定フランジ管に接続され、管路（１）及び管路（１）から突出した管ライニング管の外側を覆うように設けられる連結フランジ管と、前記連結フランジ管に接続されるシールフランジ管と、
で構成される管口シール部材と、
管口部の管路（１）の外側に巻き付けられ、
前記固定フランジ管と前記連結フランジ管の結合部と管路（１）の間をシールするように設けられるゴムパッキン（６ａ）及び前記管ライニング管の外側に巻き付けられ、
前記連結フランジ管と前記シールフランジ管の結合部と前記管ライニング管の間をシールするように設けられるゴムパッキン（６ｂ）からなるゴムパッキン（６）と、
前記シールフランジ管の内側フランジに当接され、前記管ライニング管の端部の円周部をシールするように設けられる端部パッキン（８）と、が備えられることを特徴とする。

前記管ライニング管の管口部にサポートパイプ（１２）が挿入されることを特徴とする。 また、前記管ライニング管の管口部の板厚が管路内の板厚より厚いことを特徴とする

本発明による第２実施形態の管ライニング管は、
修復する管路（１）に挿入され、加熱して加圧され、管路（１）の内壁に張り付かせた管ライニング管であって、
一端が管路（１）の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径したレデューサー管と、前記レデューサー管の他端に接続されるシールフランジ管と、で構成される管口シール部材と、
前記管ライニング管の端部と前記シールフランジ管の間をシールするように設けられるゴムパッキン（２０）と、
前記ゴムパッキン（２０）を外周方向に押圧する前記シールフランジ管の管状突起（９）と、が備えられることを特徴とする。
また、本発明による第２実施形態の管ライニング管は、修復する管路（１）に挿入され、加熱して加圧され、管路（１）の内壁に張り付かせた管ライニング管であって、
一端が管路（１）の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径したレデューサー管と、前記レデューサー管の他端に接続されるシールフランジ管と、で構成される管口シール部材と、
前記管ライニング管の端部と前記レデューサー管の間をシールするように設けられるゴムパッキン（２４）と、
ゴムパッキン（２４）を外周方向に押圧するステンレス製の内面バンド（２５）と、が備えられることを特徴とする。

本発明による管ライニング工法（第１実施形態、第２実施形態共）によれば、従来のような管口シール部材と管ライニング材の隙間を現場で樹脂を硬化させることでシールする方法とは異なり、ゴムパッキンを管ライニング材の外面に押圧させる（第１実施形態）あるいは内面に押圧させる（第２実施形態）ので、どちらの工法とも、現場での樹脂硬化作業がなく、雨などの現場環境に影響されることがない。押圧は、ボルトやナット、締め付けトルク、油圧ジャッキの拡径力を設定することで、作業者の熟練性はほとんど必要ない。
本発明による第１実施形態の管ライニング工法によれば、管ライニング管の管口部にサポートパイプを挿入したので、管口部の耐座屈圧力を増強できる。管ライニング管の管口部の板厚を管路内の板厚より厚くすることによっても、管口部の耐座屈圧力を増強できる。
本発明による第２実施形態の管ライニング工法によれば、管口部に拡径されたレデューサー管を使用したので、管路端部での管ライニング材の仕上がり内径を大きくでき、管ライニング材内へのサポートパイプの設置や増厚や内面バンド設置による仕上がり内径の局部的な縮小を回避できる。
本発明による管ライニング管（第１実施形態、第２実施形態共）によれば、前述の管ライニング工法と同様の優れた効果を得ることができる。

本発明による管ライニング材のライニング中を示す断面図である。 本発明によるサポートパイプが挿入された場合の断面図である。 本発明による管口付近の構成を示す断面図である。 本発明による管口付近の厚さを部分的に厚くした管ライニング材のライニング中を示す断面図である。 本発明による管口付近の厚さを部分的に厚くした管ライニング材の外部シール状況を示す断面図である。 本発明によるレデューサー管による型枠のライニング中を示す断面図である。 本発明によるレデューサー管による型枠のシール状況を示す断面図である。 本発明による内面バンドによるシール状況を示す断面図である。

以下、本発明について、図面を参照して詳しく説明する。

本発明における管ライニング材には、（ａ）ポリエチレンや塩化ビニールの材質からなる熱可塑性プラスチックパイプを変形させ、周方向に折りたたんだ形状に加工して、管路内にけん引挿入させ、その後熱可塑性プラスチックパイプ内を加圧及び加熱することにより、管路の内壁に張り付けた状態で冷却し、管路内に管ライニング管を形成する管更生工法に使用する材料と、（ｂ）プラスチックフィルムで外表面を覆った管状樹脂吸着材に液状の硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸チューブを管路内に反転挿入させその後、チューブ内を加圧し管路壁面に張り付けた状態を維持し、チューブ内を加熱し硬化性樹脂を硬化させ、管路内に管ライニング管を形成する管更生工法に使用する材料、の２つがある。また、修復する管路は、水道管、農業用水管、工業用水管、ガス管などを対象とする。

作業の手順としては、図１に示すように、管路１の端部に直管形状の型枠３を取り付ける。あるいは図６に示すように、管路１の管口にレデューサー管１８を取り付ける。型枠３の内径は、管路１の内径寸法とほぼ同じか、管路１の外径寸法とほぼ同じにすることができる。型枠３は、例えば軸方向に分割した２つの型枠で構成してもよい。図１では、型枠３の内径を管路１の内径より大きくし、管路１の外径寸法とほぼ同じに設定している。これにより管路１の端部で管ライニング管５の仕上がり内径を大きくできる。これにより、管ライニング材２にサポートパイプ１２を設置すること、図５に示すように管ライニング材２の肉厚を増厚すること、または、図８に示すように内面バンド２５を設置することによる、仕上がり内径の局部的な縮小を回避できる。

図１に示すように、管路１の端部に型枠３の設置が完了すると、管ライニング材２を管路１の内部に挿入し、管ライニング材２の一端にカラー１０を取り付け、締め付けバンド１１で締め付ける。そして、送気管から熱風又はスチーム又は温水を送り込んで熱可塑性の管ライニング材２を加圧して加熱し、管路１の壁面及び型枠３に張り付くように管ライニング材２を軟化あるいは硬化させる。これにより新しい管ライニング管５を管路１の内部に形成する。管路１の内部にプラスチックパイプである管ライニング管５が形成されると、管路１は完全に修復されたことになる。

管路１の修復が完了すると、次に実施する作業は管路１の端部のシールである。管路１の端部のシールの目的は、前述したように、管ライニング材２を加熱することにより軟化あるは硬化させる。そのため、作業が完了して常温まで冷却された時に、熱収縮の作用により収縮し、管路１と管ライニング材２の間に隙間が発生する。その隙間を気密的に密封するため、管路１の端部で、管ライニング材２を気密となるように接続しなくてはならない。すなわち管路１そのものを接続できても、管路１と管ライニング材２の間の隙間から圧力流体が漏れるため、管ライニング材２をシールして接続する必要がある。

管ライニング材２の端部のシール方法としては、図３、図５、図７及び図８に示す方法がある。図３と図５は、管ライニング材２の外部でシールする方法である。図７と図８は、管ライニング材２の内部でシールする方法である。図３と図５の外部シールの方法は、管路１と管ライニング管５の外部にそれぞれゴムパッキン６ａ、６ｂを配置し、ゴムパッキン６ａ、６ｂを固定フランジ管１３と連結フランジ管１４で、および連結フランジ管１４とシールフランジ管２１で挟み込みシールする方法である。ここで固定フランジ管１３、連結フランジ管１４、およびシールフランジ管２１は、管口シール部材に相当する部材である。これらの管は、外側フランジ１６が互いにボルトで結合される。なお、シールフランジ管２１の右端には、さらに延長フランジ管１５で管路が延長される。管ライニング材２に大きな座屈負荷が作用するため、シール部の耐座屈圧力の増強が必要とされる。そこで図２に示すように、管ライニング材２の内部に、ステンレス製のサポートパイプ１２を挿入している。他の方法には、図４と図５に示すように、管ライニング材２の端部の肉厚を厚くする方法がある。図４に示すように、管路１の端部に型枠３が取り付けられると、管路１の内部に管ライニング材２を挿入し、管ライニング材２の一端にカラー１０を取り付け、締め付けバンド１１で締め付ける。そして送水ホース７で温水を送り込み、管ライニング材２を加圧して加熱し、管路１と型枠３の内面の全面に張り付かせライニングを行なう。

図２に示すように、管ラインング材２の端部をサポートパイプ１２で補強し、あるいは、図４に示すように管ライニング材２の端部の板厚を厚くすることによって、耐座屈性を向上させ、ゴムパッキン６を管ライニング材２に確実に密着させ、シール性を良好に保っている。図４に示すように、板厚ｔ２は、板厚ｔ１より厚い。なお、サポートパイプ１２を用いるのは、前述の（ａ）に述べたように、主に熱可塑性プラスチックを用いた管更生法で利用できる。管ライニング材２の端部の板厚を部分的に厚くする手法は、前述の（ｂ）に述べたように、液状の硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸チューブを用いた管更生工法で利用できる。サポートパイプ１２の挿入は、サポートパイプ１２の温度を常温より低い温度、例えば０℃以上〜２０℃以下とし、管ライニング材２の温度を常温より高い３０℃以上〜７０℃以下に加熱し挿入することにより行なう。サポートパイプ１２には、通常、ステンレスパイプが使用される。

型枠３は、通常、管路１の外径とほぼ同等の内径で加工された鉄又はステンレスの短管である。主に使用されるのは２分割管（図示せず）であり、長さが１００〜１０００ｍｍの範囲にあってボルトとナットで組み立てられている。そして、型枠３の一端の一部は、図１に示すように、管路１の外部に差し込むように設置する。ライニング施工中は、管ライニング材２が型枠３の内壁に張り付くまで加圧する。ライニングが完了すると、図２に示すように型枠３を取り外す。管口部４は、管路１と管ライニング材２の一端のシールすべき部分とする。図３と図５に示すように、管ライニング材２の外部にゴムパッキン６、端部パッキン８を設置し、シール加工を行なう。端部パッキン８は、図３と図５に示すように、シールフランジ管２１の内側フランジ１７に当接されて、管ライニング材２の端部の円周部をシールする。

一方、内部シールの方法は、図７と図８に示す。管路１の端部に、一端が管路１の外径と同じで他端が管路１の外径より大きく拡径されたレデューサー管１８を設置する。レデューサー管１８は、型枠３のように取り外されることがない。ここではレデューサー管１８とシールフランジ管２１が管口シール部材に相当する部材となる。レデューサー管１８は、長さが１００〜１０００ｍｍで、通常、鉄又はステンレス製とされる。管路１の端部への取り付けは、図７と図８の例では外面バンド１９で取り付けられる。これに限らずフランジで取り付けてもよい。図６に示すように、管路１の端部にレデューサー管１８と短管の型枠３が取り付けられると、管路１の内部に管ライニング材２を挿入し、その後、送水ホース７で温水を送り込み、管ライニング材２を加圧して加熱し、管路１とレデューサー管１８と型枠３の内面の全面に張り付かせライニングを行なう。ライニングが完了すると、型枠３は取り外され、レデューサー管１８の端部附近で管ライニング材２が切断される。レデューサー管１８の一端には図７と図８に示すように、シールフランジ管２１が連結される。図７では、管ライニング材２の内部にゴムパッキン２０が配置され、シールフランジ管２１の管状突起９で外周方向に押圧している。図８では、管ライニング材２の内部にゴムパッキン２０が配置され、内面バンド２５で外周方向に押圧している。

管ライニング材２の内部に配置された管状のゴムパッキン２４のシール方法は、図８に示すように、ゴムパッキン２４を管ライニング材２の内面とレデューサー管１８の内面に押圧されるように配置した後、外周方向に拡径することで行なう。ステンレス製の内面バンド２５（または拡径バンド）でゴムパッキン２４を挟み込むように拡径して、レデューサー管１８の内面に押圧し、端部をシールする。第１内面バンド２５ａは、奥側でゴムパッキン２４をレデューサー管１８の内面に押圧するバンドである。第２内面バンド２５ｂは、手前側でゴムパッキン２４をレデューサー管１８の内面に押圧するバンドである。内面バンド２５の設置が完了すると、管ライニング材２の端部シールは、完全に実施され、管更生が完成品となる。

また、これとは別の手段として、図７に示すように、ゴムパッキン２０をレデューサー管１８の内面に形成された管ライニング材２の内面に配置して、シールフランジ管２１の先端を差し込み、管ライニング材２の内面にゴムパッキン２０を押圧させることにより端部のシールを行なう。この場合、シール部２６は、レデューサー管１８の部分で行なうことが望ましい。

本発明は、天候に左右されずに施工でき、管口部での圧力流体もれを防止できる管ライニング工法及び管ライニング管として好適である。

１ 管路
２ 管ライニング材
３ 型枠
４ 管口部
５ 管ライニング管
６ ゴムパッキン
６ａ ゴムパッキン（管路側）
６ｂ のゴムパッキン（管ライニング材側）
７ 送水ホース
８ 端部パッキン
９ 管状突起
１０ カラー
１２ サポートパイプ
１３ 固定フランジ管
１４ 連結フランジ管
１５ 延長フランジ管
１６ 外側フランジ
１７ 内側フランジ
１８ レデューサー管
１９ 外面バンド
２０ ゴムパッキン
２１ シールフランジ管
２４ ゴムパッキン
２５ 内面バンド
２５ａ 第１内面バンド
２５ｂ 第２内面バンド
２６ シール部

Claims (10)

1. 管路の端部に、一端が管路外周部を覆い、他端が管路の端部から突出する直管形状の型
   枠を設置する段階と、
   管路の内部に管ライニング材を挿入する段階と、
   加熱及び加圧して管ライニング材を管路の内壁に張り付ける段階と、
   管ライニング材を冷却硬化させて管ライニング管を形成する段階と、
   型枠を取り外す段階と、
   管口部となる管路及び管ライニング管の外周部にゴムパッキン（６）を巻き付け、管ライニング管の端部の円周部を覆う端部パッキン（８）を取付けると共に、管路の外側に取り付けられる固定フランジ管と、固定フランジ管に接続され、管路及び管路から突出した管ライニング管の外側を覆うように設けられる連結フランジ管と、連結フランジ管に接続されるシールフランジ管と、で構成される管口シール部材を管口部に取り付け、ゴムパッキン（６）と端部パッキン（８）を押圧してシールする段階と、が備えられることを特徴とする管ライニング工法。
   
2. 前記管ライニング管の管口部にサポートパイプ（１２）が挿入される段階がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の管ライニング工法。
   
3. 前記管ライニング管の管口部の板厚を管路内の板厚より厚くした管ライニング材が用意される段階がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の管ライニング工法。
   
4. 一端が管路の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径して、管口シール部材
   となるレデューサー管を設置する段階と、
   管路の内部に管ライニング材を挿入する段階と、
   加熱及び加圧して管ライニング材を管路の内壁に張り付ける段階と、
   管ライニング材を冷却硬化させて管ライニング管を形成する段階と、
   前記レデューサー管の他端にシールフランジ管を接続する段階と、
   前記管ライニング管の端部と前記シールフランジ管の間をシールするゴムパッキン（２０）を前記シールフランジ管の管状突起（９）で押圧する段階が備えられることを特徴とする管ライニング工法。
   
5. 一端が管路の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径して、管口シール部材となるレデューサー管を設置する段階と、
   管路の内部に管ライニング材を挿入する段階と、
   加熱及び加圧して管ライニング材を管路の内壁に張り付ける段階と、
   管ライニング材を冷却硬化させて管ライニング管を形成する段階と、
   前記レデューサー管の他端にシールフランジ管を接続する段階と、
   前記管ライニング管の端部と前記レデューサー管の間をシールするゴムパッキン（２４）をステンレス製の内面バンド（２５）で押圧する段階と、が備えられることを特徴とする管ライニング工法。
   
6. 修復する管路（１）に挿入され、加熱して加圧され、管路（１）の内壁に張り付かせた管ライニング管であって、
   管口部となる管路（１）の外側に取り付けられる固定フランジ管と、前記固定フランジ管に接続され、管路（１）及び管路（１）から突出した管ライニング管の外側を覆うように設けられる連結フランジ管と、前記連結フランジ管に接続されるシールフランジ管と、
   で構成される管口シール部材と、
   管口部の管路（１）の外側に巻き付けられ、
   前記固定フランジ管と前記連結フランジ管の結合部と管路（１）の間をシールするように設けられるゴムパッキン（６ａ）及び前記管ライニング管の外側に巻き付けられ、
   前記連結フランジ管と前記シールフランジ管の結合部と前記管ライニング管の間をシールするように設けられるゴムパッキン（６ｂ）からなるゴムパッキン（６）と、
   前記シールフランジ管の内側フランジに当接され、前記管ライニング管の端部の円周部をシールするように設けられる端部パッキン（８）と、が備えられることを特徴とする管ライニング管。
7. 前記管ライニング管の管口部にサポートパイプ（１２）が挿入されることを特徴とする請求項６に記載の管ライニング管。
8. 前記管ライニング管の管口部の板厚が管路内の板厚より厚いことを特徴とする請求項６に記載の管ライニング管。
9. 修復する管路（１）に挿入され、加熱して加圧され、管路（１）の内壁に張り付かせた管ライニング管であって、
   一端が管路（１）の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径したレデューサー管と、前記レデューサー管の他端に接続されるシールフランジ管と、で構成される管口シール部材と、
   前記管ライニング管の端部と前記シールフランジ管の間をシールするように設けられるゴムパッキン（２０）と、
   前記ゴムパッキン（２０）を外周方向に押圧する前記シールフランジ管の管状突起（９）と、が備えられることを特徴とする管ライニング管。
10. 修復する管路（１）に挿入され、加熱して加圧され、管路（１）の内壁に張り付かせた管ライニング管であって、
    一端が管路（１）の端部に外面バンド（１９）で連結され、他端が拡径したレデューサー管と、前記レデューサー管の他端に接続されるシールフランジ管と、で構成される管口シール部材と、
    前記管ライニング管の端部と前記レデューサー管の間をシールするように設けられるゴムパッキン（２４）と、
    ゴムパッキン（２４）を外周方向に押圧するステンレス製の内面バンド（２５）と、が備えられることを特徴とする管ライニング管。

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