JP6230296B2 - 下水管の更生工法 - Google Patents

Description

本発明は、下水管の更生工法、更に詳細には、下水管内の底部に仮排水管が管長方向にライン状に延びて設置されている下水管内にセグメントを周方向並びに管長方向に連結して更生管を組み立て下水管を更生する下水管の更生工法に関する。

地中に埋設された下水管等の既設管が老朽化した場合、該既設管を地中から掘出することなく、その内周面にライニングを施して既設管を補修、更生する管ライニング工法が提案され、既に実用に供されている。

既設管が大口径のものである場合には、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向に連結して閉じたリング状の管ユニットを組み立て、該管ユニットを管長方向に連結して管路を更生する工法（下記特許文献１〜３）が知られている。

特開２００３−２８６７４２号公報 特開２００４−３５３４４６号公報 特開２０１１−１２８０３号公報

上記特許文献に記載されたセグメントを用いて行われる更生工法では、更生すべき既設管（下水管）に下水を流しながら更生作業を行うことができる。しかしながら、セグメントの連結作業は既設管内で行われるので、雨水が増大などして管内水位が高くなるほど更生作業は困難になる。また下水に含まれる雑物により更生管と既設管の間に注入される充填材の品質が劣化する恐れがある。

そこで、上流側マンホールから下流側マンホールを通過して更に下流の既設管に延びる仮排水管を敷設して排水しながら既設管を更生することが行われている。下水は仮排水管を介して下流の既設管に排水されるので、マンホール内及びその間の既設管内には、下水は侵入せず、ドライ化して更生作業を行うことができる。

しかしながら、仮排水管は既設管内の底部に管長方向にライン状に延びて敷設されるので、セグメントを周方向に連結して閉じたリング状の管ユニットを組み立てると、管ユニット内に仮排水管を通すことが困難になり、既設管内を排水しながら更生作業を行うことが困難になるという問題があった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、下水管内の底部に仮排水管が管長方向にライン状に延びて設置されている下水管でも、セグメントの周方向と管長方向の連結を簡単に行うことができる下水管の更生工法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明は、
下水を排水する仮排水管が管長方向にライン状に延びて底部に設置されている下水管内にセグメントを周方向並びに管長方向に連結して更生管を組み立て下水管を更生する下水管の更生工法であって、
一部セグメントを残してセグメントを周方向に連結し該一部セグメント分の隙間が形成された部分管ユニットを組み立てる工程と、
前記部分管ユニットの一部セグメント分の隙間を下水管の底部に向け、該隙間から仮排水管を部分管ユニット内に通す工程と、
前記部分管ユニットの隙間から仮排水管を部分管ユニット内に通したあと、該部分管ユニットの隙間が下水管の上部にくるまで回転させ該部分管ユニットに残りの前記一部セグメントを周方向に連結してリング状の管ユニットを組み立てる工程と、
前記組み立てたリング状の管ユニットを順次管長方向に連結する工程と、を備えることを特徴とする。

このような構成では、一部セグメントを残してセグメントを周方向に連結し該一部セグメント分の隙間が形成された部分管ユニットを組み立て、該部分管ユニットの一部セグメント分の隙間を下水管の底部に向け、その部分管ユニットの隙間から仮排水管を部分管ユニット内に通したあと、該部分管ユニットの隙間が下水管の上部にくるまで回転させ部分管ユニットに残りの一部セグメントを周方向に連結してリング状の管ユニットに組み立てている。従って、下水管内の底部に仮排水管が管長方向にライン状に延びて設置されていても、簡単に仮排水管を部分管ユニットの隙間から部分管ユニット内に通すことができ、リング状の管ユニットの組み立てが容易になり、更生作業を効率的に行うことができる。

更生管の組み立てに使用されるセグメントの構造を示した斜視図である。 セグメントを周方向に連結してリング状の管ユニットを組み立てた状態を示す斜視図である。 管ユニットのセグメントを連結部材を用いて管長方向に連結する状態を示した説明図である。 管ユニットを管長方向に連結し更生管を既設管内に組み立てる施工作業を説明した説明図である。 (ａ）は仮排水管を乗せるための台車の正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその上面図である。 更生管を組み立てる流れを説明した説明図である。 仮排水管を乗せた台車を管ユニット内に配置した状態を示す軸芯と直交する横断面図である。 仮排水管を乗せた台車を管ユニット内に配置した状態を示す軸芯と平行な縦断面図である。 台車を既設管底部に配置して更生を行う状態を示した縦断面図である。 台車を既設管底部に配置して更生を行う状態を示した縦断面図である。 台車を既設管底部と管ユニット内に配置して更生を行う状態を示した縦断面図である。

以下に本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて説明する。本発明は、下水管、上水管、通信管、あるいは農業用水路などの大口径の既設管で、既設管内底部に、仮排水管、あるいは光ケーブルなどの敷設物が管長方向にライン状に延びて設置されている既設管を更生あるいは修復するのに適している。

図１には、既設管を更生する更生管の組立単位部材となる更生管用セグメント１（以下、単にセグメントという）の構造が図示されている。セグメント１は、更生管の内周面を構成する内面板１０１と、該内面板１０１の周方向に延びる両側に垂直に立設された同形状の側板１０２、１０３と、内面板１０１の管長方向に延びる両端に垂直に立設された同形状の端板１０４、１０５とからなるプラスチックでできた一体成形のブロック状の部材である。セグメント１は、本実施例では、円周を複数等分する所定角度、例えば４等分する９０度の円弧状に湾曲した形状となっている。

内面板１０１の上面にはセグメント１の機械的強度を補強するために、側板１０２、１０３の内側に、側板と同様な形状の複数、この実施例では４個の内部板１０６、１０７が側板１０２、１０３と平行に等間隔に立設される。

側板１０２、１０３には、セグメント１を管長方向に連結するボルトとして構成された連結部材を通すための円形の挿通穴１０２ａ、１０３ａが周方向にその位置を一致させて等間隔に複数形成され、側板１０２、１０３の周方向端部には、セグメント１を周方向に連結する作業に利用するための開口部１０２ｂ、１０３ｂが形成される。また、端板１０４、１０５には、セグメント１を周方向に連結するボルトなどの連結部材を通すための円形の挿通穴１０４ａ、１０５ａが複数形成される。

内部板１０６の下部には、セグメント１を管長方向に連結する連結部材を通すための円形の挿通穴１０６ａが側板１０２、１０３の挿通穴１０２ａ、１０３ａの周方向の位置と一致させて形成される。また、内部板１０７には、連結部材が挿入できる複数の切り欠き１０７ａが、側板１０２、１０３、内部板１０６の挿通穴１０２ａ、１０３ａ、１０６ａの周方向の位置と一致させて形成されている。

内面板１０１、側板１０２、１０３、端板１０４、１０５、内部板１０６、１０７は、いずれも透明、半透明あるいは不透明な同じ材質のプラスチックでできており、公知の成形技術を用いて一体に成形される。

セグメント１の周方向の連結は、一方のセグメント１の端板１０５と他方のセグメント１の端板１０４が当接するように保持し、セグメント１の側板１０２、１０３の開口部１０２ｂ、１０３ｂからボルトを挿通穴１０４ａ、１０５ａに挿通してナットと螺合させ、ボルトとナットにより両端板１０４、１０５を締め付けることにより行われる。

セグメント１を順次周方向に一周分連結させると、図２に示すようなリング状の閉じた所定の短い長さの短管体１０（以下、管ユニットという）を組み立てることができる。管ユニット１０は、円管を管長方向Ｘに垂直に所定幅Ｄで輪切りに切断したときに得られる形状となっており、その外径が更生すべき既設管の内径より少し小さな値となっている。セグメント１は、この管ユニット１０を、径方向Ｒに沿った切断面で周方向Ｃに複数個に分割（図示では４等分割）したときに得られる部材に相当する。

なお、図２では、セグメント１の主要な構造部材である内面板１０１、側板１０２、１０３、端板１０４、１０５が図示されていて、内部板１０６、１０７などの補強構造は、煩雑さを避けるために、図示が省略されている。

このような管ユニット１０のセグメント１は、図３に示したように、公知技術（例えば特開２０１１−１２８０３に記載）を用いて、他の管ユニット１０のセグメント１と連結され、管長方向に延ばされる。管長方向の連結には、両側板１０２、１０３の穴１０２ａ、１０３ａを通過する長いナット１２を内部板１０６に当接させ、ボルト１３を内部板１０６の反対側からナット１２にねじ込み、ナット１２をセグメント１に固定する。両セグメント１を突き合わせた状態で、連結部材１１を、一方のセグメント１の側板１０２の穴１０２ａ、内部板１０６の穴１０６ａ、内部板１０７の切り欠き１０７ａに通し、連結部材１１のネジ部１１ａをそのナット１４のつば１４ａが最左端の内部板１０６に圧接するまで他方のセグメント１に固定されているナット１２にねじ込んで両セグメント１を締め付け連結する。

以下、このようなセグメント１を用いて既設管を更生する流れを説明する。

既設管が下水管の場合、既設管内には下水が流れており、この下水が更生しようとする既設管に流れ込むと、作業者は下水内で更生作業を行うことになるので、作業効率が落ちる。そのために、図４に示したように、上流側マンホール２０の上流側に堰２３を築き、この堰に仮排水管２４を取り付け既設管２２内の水を排水しながら更生管５０を組み立てる。

仮排水管２４は下流側マンホール２１を通過して更に下流の既設管２２に延びており、堰２３に取り付けたシャッタ（不図示）を開放すると、下水２５は仮排水管２４を介して下流の既設管２２に排水されるので、マンホール２０、２１内及びその間の既設管２２内には、下水は侵入せず、ドライ化して更生作業を行うことができる。

セグメント１は下流側のマンホール２１から搬入され、図２に示したように管ユニット１０に組み立てられ、図３に示した方法で管長方向に連結される。しかし、既設管２２の底部には仮排水管２４が敷設されているので、セグメント１を周方向に連結して閉じたリング状の管ユニット１０に組み立てると、仮排水管２４を管ユニット１０内に通す必要がある。そこで、本実施例では、一部セグメント１を残してセグメント１を周方向に連結し該一部セグメント１分の隙間のある部分管ユニット１０’を組み立て、仮排水管２４を隙間から部分管ユニット１０’内に入れてから残りの一部セグメント１を周方向に連結して閉じた管ユニット１０に組み立てる。

部分管ユニット１０’の隙間から仮排水管２４を部分管ユニット１０’内に入れるには、仮排水管２４を既設管２２の底部から持ち上げる必要がある。本実施例では、この持ち上げに台車４０を用いる。

図５は台車４０の構成を示す図で、台車４０には、基台４１の両側に設けた支持板４２に軸受板４３を介して回転自在に取り付けられた４個の車輪４４が設けられる。基台４１上には、軸受板４５を介して仮排水管２４を載せることができる２つのローラー４６が回転自在に取り付けられ、支持板４２には、台車４０を移動させるために、作業者がつかむハンドル４７が取り付けられる。

台車４０は、それを既設管２２ないし既設管２２を更生する更生管５０（管ユニット１０）の底部上に配置して作業者がハンドル４７を引くと、該底部と車輪４４との摩擦により車輪４４が回転し台車４０を既設管２２ないし更生管５０の底部上で移動できるようになっている。また、ローラー４６上に仮排水管２４を載置してハンドル４７を引くと、仮排水管２４とローラー４６との摩擦接触によりローラー４６が回転して台車４０を仮排水管２４に対して相対的に移動させることができる。

なお、本実施例においては、ハンドル４７は、仮排水管２４をローラー４６上に保持するためのガイドローラーとしての機能も有している。

以下、上述したセグメント１、台車４０などを用いて既設管２２を更生する流れを説明する。

セグメント１は、図４に示したように、下流側マンホール２１から順次搬入されて管ユニット１０として組み立てられ、組み立てられた管ユニット１０は上流側のマンホール２０側に順次設置されて管長方向に連結される。

図６には、既に２つの管ユニット１０が連結され、連結された管ユニット１０内に台車４０が搬入され、仮排水管２４が台車４０のローラー４６上に乗っている状態が図示されている。また、この状態が図７、図８にも拡大されて図示されている。

続いて、３つのセグメント１が周方向に連結され、１セグメント分の隙間のある部分管ユニット１０’が組み立てられる。図２に図示したように閉じたリング状の管ユニット１０に対して一部セグメント１を残してセグメント１が周方向に連結され該一部セグメント分の隙間のある管ユニットを部分管ユニット１０’という。

部分管ユニット１０’は、図６の左上に図示されたように、管長方向に連結されている最左端の管ユニット１０側に運搬される。連結された管ユニット１０内には、ローラー４６上に仮排水管２４を乗せた台車４０が配置されているので、仮排水管２４は最左端の管ユニット１０の位置において既設管２２の底部から隙間Ｓ１を隔てて持ち上げられた状態になる。そこで、部分管ユニット１０’の隙間を既設管２２の底部に向け、仮排水管２４が該隙間を通過するように、部分管ユニット１０’を下降させる。

続いて、図６の左下に示したように、部分管ユニット１０’を、隙間Ｓ１をくぐらせ部分管ユニット１０’の隙間が既設管２２の上部にくるまで回転させる。

続いて、図６の右上に示したように、部分管ユニット１０’をその上部が管ユニット１０から離間するように作業者の手前に傾斜させ、離間により発生した隙間Ｓ２を利用して残りの一部セグメント１を部分管ユニット１０’に連結し、閉じたリング状の管ユニット１０を組み立てる。このようにして組み立てられた管ユニット１０は、図６の右下に図示されているように、既に施工済みの管ユニット１０と、図３に図示した方法で管長方向に連結される。

このようにして管ユニット１０の管長方向の連結が終了すると、台車４０が最左端の管ユニット１０まで移動され、図６の左上に示したように、再び該最左端の管ユニット１０の位置において隙間Ｓ１が発生するので、同様な工程で部分管ユニット１０’を順次閉じた管ユニット１０に組み立て管長方向に連結することができる。

なお、最初あるいは２番の管ユニット１０の組み立てには、図６に示したように、台車４０を管ユニット１０内に搬入できないので、図９に図示したように、台車４０を直接既設管２２の底部上に配置し、作業者が仮排水管２４を持ち上げてローラー４６上に乗せて作業を行う。ここで、仮排水管２４が重たくて作業者による持ち上げが困難な場合には、堰２３に取り付けたシャッタ（不図示）を一瞬閉じて仮排水管２４を軽くしてもよい。

仮排水管２４と既設管２２の底部には、隙間Ｓ２と同様な隙間Ｓ３が発生するので、図６に示したように、組み立てた部分管ユニット１０’を、隙間Ｓ３をくぐらせて回転させたあと、残りの一部セグメント１を部分管ユニット１０’に連結し、閉じたリング状の管ユニット１０を組み立てることができる。

最初の管ユニット１０を組み立てたあと、台車４０を下流側マンホール２１側に移動させて同様な流れで２番目の管ユニット１０を組み立て管長方向に連結すると、図６に示したように、台車４０を管ユニット１０内に搬入できるので、順次管ユニット１０を連結して、図４に示したように、既設管２２内に更生管５０を構築することができる。

この他、例えば上流側マンホール２０の底部に更生管５０の底部と同じ高さの床を設けて、この床の上に台車４０を配置した後、最初の管ユニット１０の組み立てを開始することもできる。

台車４０は、図６のように施工済みの管ユニット１０内に搬入するのではなく、図１０に示したように、管ユニット１０を管長方向に連結するごとに台車４０を既設管２２の底部上で移動させ、管ユニット１０の組み立て連結を行って更生管５０を構築するようにしてもよい。

あるいは、図１１に示したように、施工済みの管ユニット１０内と、既設管２２の底部上に台車４０をそれぞれ配置し、管ユニット１０を管長方向に連結するごとに２台の台車４０を移動させて、管ユニット１０の組み立て連結を行い更生管５０を構築するようにしてもよい。このように施工済みの管ユニット１０内と、既設管２２の底部上に台車４０を配置する場合には、隙間Ｓ２、Ｓ３より大きな隙間Ｓ４が既設管２２の底部と仮排水管２４間に形成されるので、作業能率を向上させることができる。

いずれの方法でも、台車４０は既設管２２ないし更生管５０の底部上を管長方向に自由に移動させることができ、また仮排水管２４と摩擦接触するローラー４６は台車４０の移動に応じて自在に回転するので、台車４０を管長方向に移動させても、仮配水管２４が管長方向に位置ずれすることがない。従って、更生作業を効率的に行うことができる。

マンホール２０、２１間にわたって更生管５０が構築されると、既設管２２と更生管５０間の隙間にグラウト材などの充填材が注入される。充填材が固化すると、既設管２２、充填材、更生管５０からなる強度ある複合管が構築される。複合管が構築された後、堰２３、仮排水管２４などが除去される。

上述した実施例では、既設管底部に仮排水管が敷設される場合の更生を例示したが、本発明は、光ケーブルなどの通信ケーブルが底部に敷設されている通信管など、敷設物が管長方向に延伸して底部に設置されている既設管の更生にも適用することができる。

また、敷設物は１本に限らず、２本以上複数本あっても、本発明を使用して既設管２２内に更生管５０を構築することができる。

また、セグメントは、管ユニットを４等分した形状であったが、５等分、６等分あるいはそれ以上に細かくした複数等分のセグメントを用いることができる。その場合、いくつのセグメントを残して部分管ユニットを組み立てるかは、既設管の内径と敷設物の外径に関係するが、可能な限り少なくするのが組み立て作業上好ましい。

１ セグメント
１０ 管ユニット
２０、２１ マンホール
２２ 既設管
２３ 堰
２４ 仮排水管
２５ 下水
４０ 台車
４１ 基台
４２ 支持板
４３、４５ 軸受板
４４ 車輪
４６ ローラー
４７ ハンドル
５０ 更生管

Claims (5)

1. 下水を排水する仮排水管が管長方向にライン状に延びて底部に設置されている下水管内にセグメントを周方向並びに管長方向に連結して更生管を組み立て下水管を更生する下水管の更生工法であって、
   一部セグメントを残してセグメントを周方向に連結し該一部セグメント分の隙間が形成された部分管ユニットを組み立てる工程と、
   前記部分管ユニットの一部セグメント分の隙間を下水管の底部に向け、該隙間から仮排水管を部分管ユニット内に通す工程と、
   前記部分管ユニットの隙間から仮排水管を部分管ユニット内に通したあと、該部分管ユニットの隙間が下水管の上部にくるまで回転させ該部分管ユニットに残りの前記一部セグメントを周方向に連結してリング状の管ユニットを組み立てる工程と、
   前記組み立てたリング状の管ユニットを順次管長方向に連結する工程と、を備えることを特徴とする下水管の更生工法。
2. 前記仮排水管を台車を用いて下水管底部から持ち上げ該仮排水管を部分管ユニット内に通すことを特徴とする請求項１に記載の下水管の更生工法。
3. 前記台車は下水管底部上あるいは管長方向に連結された管ユニット底部上を移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の下水管の更生工法。
4. 前記台車には、台車上で回転自在なローラーが設けられ、該ローラー上に仮排水管が乗せられることを特徴とする請求項２又は３に記載の下水管の更生工法。
5. 前記台車は、部分管ユニットをリング状の管ユニットに組み立てて連結済みの管ユニットに連結されるごとに、新たに連結された管ユニットの底部上を連結済み管ユニットと反対側に移動されることを特徴とする請求項２に記載の下水管の更生工法。

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