JP6250216B1 - 新設配管、パネル部材、および既設配管の更新方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立坑を用いることなく、十分な構造強度を備える新設配管を既設配管の内部に設置する。【解決手段】既設配管の内部に、既設配管の周方向に配置された複数のパネル１０を備える新設配管において、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を接続するヒンジ構造２０であって、隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第１のパネル１０の周方向における第１端１１に設けられ、既設配管の軸方向に延びる第１のヒンジ筒２１と、隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第２のパネル１０の周方向における第２端１２に設けられ、軸方向に延び、第１のヒンジ筒２１と軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒２２と、軸方向に延び、第１および第２のヒンジ筒２１、２２に挿通される芯棒２３と、を備えることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、既設配管の更新に用いられるヒンジ構造、新設配管、パネル部材、および既設配管の更新方法に関する。

近年、高度成長期に建設された上水道の既設配管の老朽化が進んでいる。また、既設配管の耐震性の強化が求められている。新設配管を既設配管の内部に設置することにより、老朽化した既設配管を更新する、あるいは既設配管の耐震性を強化する方法が知られている。

下記特許文献１には、補強板を用いた既設配管の更新方法が開示されている。補強板を、マンホールから既設配管の内部に搬入し、既設配管の内部で筒状に曲げることにより、新設配管を形成する。

特開２００２−１２２２８７号公報

特許文献１に示される更新方法においては、既設配管の内部で補強板を曲げることにより新設配管を形成するため、補強板の材質が限られてしまい、耐震性を含む新設配管の構造強度を十分に確保することが難しい。

既設配管の更新箇所の上部から立坑を掘り、予め筒状に形成されている新設配管を立坑から既設配管の内部に搬入して設置する方法も考えられる。この方法により新設配管の構造強度を確保することはできるが、この方法は周辺環境により立坑を掘ることができない場所には適用できない。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、立坑を用いることなく、十分な構造強度を備える新設配管を既設配管の内部に設置することができる既設配管の更新に用いられるヒンジ構造、新設配管、パネル部材、および既設配管の更新方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る新設配管は、既設配管の内部に、前記既設配管の周方向に配置された複数のパネルと、前記複数のパネルのうち前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士を接続するヒンジ構造と、を備え、前記ヒンジ構造は、前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第１のパネルの前記周方向における第１端に設けられ、前記既設配管の軸方向に延びる第１のヒンジ筒と、前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第２のパネルの前記周方向における第２端に設けられ、前記軸方向に延び、前記第１のヒンジ筒と前記軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒と、前記軸方向に延び、前記第１および第２のヒンジ筒に挿通される芯棒と、を備え、前記隣り合って配置される前記パネル同士の間の隙間は、前記隣り合って配置される前記パネル同士を溶接する際の開先として用いられ、前記第１のヒンジ筒および前記第２のヒンジ筒は、前記第１のパネルの前記第１端の外周面および前記第２のパネルの前記第２端の外周面にそれぞれ固定されており、前記隣り合って配置される前記パネル同士を溶接する際の前記開先の裏当て金として用いられることを特徴とする。

本発明に係るパネル部材は、既設配管の内部に配置される新設配管の周方向の一部分を形成するパネルと、前記パネルの前記周方向における第１端に設けられ、前記既設配管の軸方向に延びる第１のヒンジ筒と、前記パネルの前記周方向における第２端に設けられ、前記軸方向に延び、前記第１のヒンジ筒と前記軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒と、を備え、前記第１および第２のヒンジ筒には、前記軸方向に延びる芯棒が挿通可能であり、前記パネルと前記周方向に隣り合う他のパネルとの間の隙間は、前記パネルと前記周方向に隣り合う前記他のパネルとを溶接する際の開先として用いられ、前記第１のヒンジ筒および前記第２のヒンジ筒は、前記パネルの前記第１端の外周面および前記パネルの前記第２端の外周面にそれぞれ固定されており、前記芯棒が挿通された前記第１および第２のヒンジ筒は、前記パネルと前記周方向に隣り合う前記他のパネルとを溶接する際の前記開先の裏当て金として用いられることを特徴とする。

本発明に係る既設配管の更新方法は、既設配管の内部に、前記既設配管の周方向に複数のパネルを配置するとともに前記周方向に隣り合って配置されるパネル同士を接続して、前記既設配管の内部に、前記複数のパネルによって形成される新設配管を設置する既設配管の更新方法であって、前記複数のパネルを前記既設配管の内部へ搬入する搬入工程と、前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第１のパネルの前記周方向における第１端に設けられ、前記既設配管の軸方向に延びる第１のヒンジ筒、および、前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第２のパネルの前記周方向における第２端に設けられ、前記軸方向に延び、前記第１のヒンジ筒と前記軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒に、前記軸方向に延びる芯棒を挿通する接続工程と、前記搬入工程及び前記接続工程の後、前記既設配管の内部にて、前記複数のパネルを円管形状に組み立てて前記新設配管を形成する組立工程と、を備え、前記組立工程において、前記複数のパネルを前記円管形状に組み立てた後に、前記第１および第２のヒンジ筒を裏当て金として、前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士を溶接することを特徴とする。

新設配管を形成する複数のパネルを、マンホールから既設配管の内部へ搬入することができる。したがって、立坑を掘ることができない場所であっても、立坑を用いることなく既設配管の内部に新設配管を設置することができる。
また、ヒンジ構造により、隣り合って配置されるパネル同士を容易に接続することができる。
また、ヒンジ構造を用いてパネル同士を接続するため、隣り合って配置されるパネル同士は、ヒンジ構造を中心として相対回転可能となる。したがって、複数のパネルを接続した状態でも、パネルの運搬や設置等の取り扱いが容易となる。
さらに、複数のパネルをヒンジ構造により互いに接続し、円管形状に組み立てるのみで新設配管が形成されるため、既設配管の内部でパネルを曲げる等の作業が不要である。したがって、パネルの組み立てとの観点からはパネルの材質が制限されず、十分な構造強度を備える新設配管（パネル）を既設配管の内部に設置することができる。

新設配管を形成する際には、ヒンジ構造により互いに接続された複数のパネルを円管形状に組み立てた後に、周方向に隣り合って配置されるパネル同士を溶接する。通常、パネル同士の溶接は、新設配管の内側から行われる。第１のヒンジ筒および第２のヒンジ筒が第１端の外周面および第２端の外周面にそれぞれ固定されているため、複数のパネルを円管形状に組み立てた際に、第１のヒンジ筒と第２のヒンジ筒とは、新設配管の外側において、軸方向に一直線となるよう配置される。したがって、第１および第２のヒンジ筒を、パネル同士を溶接する際の裏当て金として用いることができる。この結果、パネル同士の溶接作業を簡略化できる。

また、本発明に係る新設配管においては、前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士の間の隙間は、前記既設配管の径方向の内側から外側に向かうに従って前記周方向の幅が小さくなる先細り形状となっていてもよい。
この場合、周方向に隣り合って配置されるパネル同士の間の隙間を、パネル同士を溶接する際の開先として用いることができる。したがって、パネル同士の溶接作業を簡略化できる。

また、本発明に係る既設配管の更新方法においては、前記円管形状に組み立てられた前記複数のパネルにおいて、前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士の間には開先が形成されていてもよい。
この場合、周方向に隣り合って配置されるパネル同士の間の隙間をそのまま、パネル同士を溶接する際の開先として用いることができるため、パネル同士の溶接作業を簡略化できる。

また、本発明に係る既設配管の更新方法においては、前記搬入工程において、前記複数のパネルを前記既設配管の内部へ搬入した後に、前記複数のパネルを前記既設配管および前記新設配管よりも小径な管状の予備形状に変形させてもよい。
この場合、複数のパネルを小径な予備形状に変形させることにより、既設配管の内部での複数のパネルの取扱性が向上する。

また、本発明に係る既設配管の更新方法においては、前記搬入工程において、前記複数のパネルが前記予備形状に変形された後に、前記複数のパネルを前記既設配管に設けられた搬送手段により搬送されてもよい。
この場合、予備形状に変形された複数のパネルを、所定の位置（新設配管の設置位置）まで容易に移動させることができる。

また、本発明に係る既設配管の更新方法においては、前記搬入工程において、前記複数のパネルが所定の位置まで搬送された後に、前記組立工程において、前記予備形状に変形された前記複数のパネルを前記所定の位置において前記円管形状に組み立ててもよい。
この場合、予備形状に変形された複数のパネルを拡径させるのみで、複数のパネルを容易に円管形状に組み立てることができる。

また、本発明に係る既設配管の更新方法においては、前記新設配管は前記既設配管の軸方向に沿って複数形成され、前記組立工程の後に、前記新設配管の外周面に、帯状板を前記外周面に沿うように取り付け、前記帯状板を裏当て金として前記複数の新設配管を前記軸方向に溶接する工程をさらに備えてもよい。
この場合、複数の新設配管を軸方向に接続することにより、既設配管の更新が必要な部分の全てに新設配管を設置することができる。

本発明によれば、立坑を用いることなく、十分な構造強度を備える新設配管を既設配管の内部に設置することができる。

本発明の一実施形態に係る新設配管（円管形状の複数のパネル）の（ａ）正面図および（ｂ）側面図である。 本発明の一実施形態に係る搬入形状の複数のパネルを示す図である。 本発明の一実施形態に係る予備形状の複数のパネルを示す図である。 本発明の一実施形態に係るパネルの（ａ）正面図、および（ｂ）側面図である。 本発明の一実施形態に係るヒンジ構造の（ａ）斜視図および（ｂ）正面図である。 本発明の一実施形態に係る既設配管の更新方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る既設配管の更新方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る吊り金具を示す図である。 本発明の一実施形態に係る既設配管の更新方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る既設配管の更新方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る帯状板を取り付けた新設配管の（ａ）正面図および（ｂ）側面図である。 本発明の一実施形態に係る既設配管の更新方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る既設配管の更新方法を説明するための図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る新設配管１を説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は本発明の一実施形態に係る新設配管１（円管形状の複数のパネル１０）の（ａ）正面図および（ｂ）側面図である。図２は搬入形状の複数のパネル１０を示す図である。図３は予備形状の複数のパネル１０を示す図である。図４はパネル１０の（ａ）正面図および（ｂ）側面図である。図５はヒンジ構造２０の（ａ）斜視図および（ｂ）正面図である。

本実施形態の新設配管１は、既設配管２の内部に設置することにより、老朽化した既設配管２を更新するために用いられる。新設配管１として、例えば、直径１１００ｍｍの既設配管２を更新する場合、既設配管２よりも直径が１００ｍｍ小さい、直径１０００ｍｍの新設配管１を使用することができる。
以下、既設配管２の周方向を単に周方向と、既設配管２の軸方向を単に軸方向と、既設配管２の径方向を単に径方向とも称する。新設配管１を既設配管２の内部に設置した際、新設配管１の周方向は既設配管２の周方向と、新設配管１の軸方向は既設配管２の軸方向と、新設配管１の径方向は既設配管２の径方向と一致する。

図１に示されるように、新設配管１は、新設配管１の周方向に分割されてなる複数（本実施形態では４つ）のパネル１０（１０Ａ〜１０Ｄ）を備える。すなわち、パネル１０は、新設配管１の周方向の一部分を形成する。
複数のパネル１０のうち、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士は、ヒンジ構造２０により、ヒンジ構造２０を中心として相対回転可能に接続されている。これにより、複数のパネル１０は、図１に示される円管形状と、図２に示される搬入形状と、図３に示される予備形状との間で変形自在となるよう構成されている。円管形状は、複数のパネル１０が新設配管１を形成するよう円管状に組み立てられた形状である。搬入形状は、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの一部（本実施形態では、パネル１０Ａとパネル１０Ｄとの間）を非接続とし、複数のパネル１０を上下方向に連ねた形状である。予備形状は、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの一部を非接続とし、複数のパネル１０を円管形状よりも小径な管状とした形状である。本実施形態では、予備形状の複数のパネル１０は、パネル１０Ａとパネル１０Ｄとが径方向に重なり合った略三角形状となる。
本実施形態においては、既設配管２の内部に、既設配管２の周方向に複数のパネル１０を配置するとともに、ヒンジ構造２０により周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を接続する。これにより、既設配管２の内部に、複数のパネル１０によって形成される新設配管１を設置する。

図４に示されるように、パネル１０は、円弧状に曲げられた鋼板である。本実施形態では、パネル１０は新設配管１が周方向に４分割されてなるため、パネル１０の周方向の長さは新設配管１の円周の４分の１程度となる。パネル１０の径方向の長さ（厚さ）は、例えば９ｍｍ程度である。パネル１０の軸方向の長さ（幅）は、例えば４００ｍｍ程度である。
パネル１０は、第１端１１および第２端１２を備えている。第１端１１および第２端１２は、パネル１０の周方向における端部（端面）である。第１端１１および第２端１２は、パネル１０を軸方向から見た場合において、径方向に対して傾斜している。これにより、パネル１０の外周面（径方向の外側を向く面）は、パネル１０の内周面（径方向の内側を向く面）よりも周方向に長くなっている。

パネル１０の第１端１１の軸方向の中央部には、軸方向に沿って延びる第１のヒンジ筒２１が設けられる。パネル１０の第２端１２には、軸方向に沿って延びる一対の第２のヒンジ筒２２が設けられる。一対の第２のヒンジ筒２２は、軸方向において第１のヒンジ筒２１を挟むように設けられる。すなわち、第１のヒンジ筒２１および一対の第２のヒンジ筒２２は、軸方向に互いにずらされた位置に配置される。なお、パネル１０の軸方向の両端部には、後述する帯状板６０Ａ、６０Ｂが取り付けられるため、ヒンジ筒が配置されない。また、第１のヒンジ筒２１および第２のヒンジ筒２２は、第１端１１の外周面および第２端１２の外周面にそれぞれ溶接により固定されている。
なお、パネル１０と、第１のヒンジ筒２１と、第２のヒンジ筒２２とにより、パネル部材３が形成される。第１のヒンジ筒２１および第２のヒンジ筒２２は、ヒンジ構造２０の一部を構成する。

図１および図５を参照して、ヒンジ構造２０について説明する。
図５に示されるように、ヒンジ構造２０は、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第１のパネル１０（例えば、パネル１０Ｂ）に設けられる第１のヒンジ筒２１と、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第２のパネル１０（例えば、パネル１０Ａ）に設けられる一対の第２のヒンジ筒２２と、芯棒２３と、一対の留め具２４と、を備える。第１のヒンジ筒２１は、第１のパネル１０（パネル１０Ｂ）の周方向における端のうち、第２のパネル１０（パネル１０Ａ）に近い側に位置する第１端１１に設けられる。第２のヒンジ筒２２は、第２のパネル１０（パネル１０Ａ）の周方向における端のうち、第１のパネル１０（パネル１０Ｂ）に近い側に位置する第２端１２に設けられる。すなわち、ヒンジ構造２０の第１および第２のヒンジ筒２１、２２は、周方向に隣り合って配置される第１のパネル１０の第１端１１および第２のパネル１０の第２端１２にそれぞれ設けられる。

第１のパネル１０（パネル１０Ｂ）の第１端１１に設けられる第１のヒンジ筒２１と、第２のパネル１０（パネル１０Ａ）の第２端１２に設けられる一対の第２のヒンジ筒２２とは、軸方向に一直線となるよう配置される。芯棒２３は、軸方向に延び、第１のヒンジ筒２１および一対の第２のヒンジ筒２２に挿通される。一対の留め具２４を一対の第２のヒンジ筒２２のそれぞれに外側から挿入することにより、芯棒２３をヒンジ筒２１、２２内に固定する。これにより、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士（パネル１０Ａおよびパネル１０Ｂ）は、ヒンジ構造２０により、ヒンジ構造２０を中心として相対回転可能に接続される。

図１（ｂ）に示されるように、第１のヒンジ筒２１と、一対の第２のヒンジ筒２２とは、軸方向に連続して延びるよう配置される。これにより、ヒンジ構造２０のヒンジ筒２１、２２を、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を溶接する際の裏当て金として用いることができる。
また、図５（ｂ）に示されるように、円管形状の複数のパネル１０において、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第１のパネル１０（例えば、パネル１０Ｂ）の第１端１１と、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第２のパネル１０（例えば、パネル１０Ａ）の第２端１２との間の隙間は、径方向の内側から外側に向かうに従って周方向の幅が小さくなる先細り形状となっている。これにより、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士の間の隙間を、パネル１０同士を溶接する際の開先Ｇとして用いることができる。

次に、上記構成の新設配管１（複数のパネル１０）を用いた既設配管２の更新方法について、図６〜１２を参照して説明する。
図６に示されるように、本実施形態では、以下の手順で既設配管２の更新が行われる。まず、搬入形状の複数のパネル１０をマンホールＭから既設配管２の内部へ搬入する（搬入工程）。既設配管２内で、複数のパネル１０を予備形状に変形させ、所定の位置まで搬送する。複数のパネル１０を円管形状に組み立て、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を溶接することにより、新設配管１を形成する（組立工程）。軸方向に隣り合って配置される新設配管１同士を溶接することにより、所定の長さの新設配管アセンブリを形成する。新設配管１と既設配管２との間にグラウト材を打設し、新設配管１の内面を塗装する。これにより、既設配管２の更新が完了する。なお、上記手順は、並行して行うことが可能である。以下、それぞれの手順について詳述する。

まず、工場にて予めヒンジ構造２０により互いに接続された複数のパネル１０を、トラック等で工事現場まで搬送する。工事現場にて、搬入形状の複数のパネル１０を、パネル１０の上端に取り付けられた吊り金具３０を介してクレーン１０００で吊り下げ、マンホールＭから既設配管２の内部へ搬入する。複数のパネル１０は上下方向に連ねた搬入形状とされているため、複数のパネル１０を、例えば直径６００ｍｍ程度のマンホールＭから搬入することができる。

図８に示されるように、吊り金具３０は、第１の係合部３１と、第２の係合部３２と、シャックル３３と、を備える。第１の係合部３１は、開口３１ｂを有するプレート３１ａと、プレート３１ａの下端に取り付けられた芯棒３１ｃと、を有する。第２の係合部３２は、開口３２ｂを有するプレート３２ａと、プレート３２ａの下端に取り付けられた芯棒３２ｃと、を有する。シャックル３３は、両端に開口３３ｂが形成されるＵ字状の吊り部３３ａと、吊り部３３ａの開口３３ｂに挿通されるボルト３３ｃと、を有する。シャックル３３に、クレーン１０００のフックが掛けられる。
吊り金具３０は、パネル１０に設けられる第１のヒンジ筒２１を利用して、パネル１０に取り付けられる。具体的には、図８（ａ）に示されるように、第１の係合部３１の芯棒３１ｃと、第２の係合部３２の芯棒３２ｃとを、第１のヒンジ筒２１に両側から挿入する。このとき、プレート３１ａとプレート３２ａとは一部重なり合い、開口３１ｂと開口３２ｂとの位置が一致する。その後、図８（ｂ）に示されるように、吊り部３３ａをプレート３１ａおよびプレート３２ａを挟むように取り付け、ボルト３３ｃを開口３３ｂ、３１ｂ、３２ｂに挿通して固定する。

図７を参照して、クレーン１０００で吊り下げられた複数のパネル１０をマンホールＭから既設配管２の内部へ搬入する手順について詳述する。本実施形態では、長尺のガイド部材４０を利用して、複数のパネル１０を既設配管２の内部へ搬入する。ガイド部材４０として、例えば、ナイロンスリングが用いられる。
図７（ａ）に示されるように、ガイド部材４０の第1の端部４１は、搬入形状の複数のパネル１０の上端部に固定される。ガイド部材４０は、第1の端部４１から下方に向けて、複数のパネル１０に沿うように延びる。ガイド部材４０の中部４２は、マンホールＭから既設配管２の内部に挿入され、既設配管２の内部で折り返された後に、既設配管２の外側（すなわち、マンホールＭの内部）へ延びる。ガイド部材４０の第２の端部４３は、複数のパネル１０を間に挟んで第1の端部４１の反対側からマンホールＭの外部に引き出される。なお、ガイド部材４０の第２の端部４３は、搬入形状の複数のパネル１０に固定されていない。
この状態で、クレーン１０００によって複数のパネル１０を下降させながら、ガイド部材４０の第２の端部４３を、例えばウィンチにより巻き取ることにより引っ張る。図７（ｂ）および図７（ｃ）に示されるように、ガイド部材４０の第1の端部４１は下方へと移動し、これに伴い、複数のパネル１０はマンホールＭから既設配管２の内部へ搬入されていく。また、図７（ｄ）〜図７（ｆ）に示されるように、複数のパネル１０を、既設配管２の内部で、ガイド部材４０の中部４２の折り返し形状に沿わせつつ搬入形状から予備形状へ変形させる。このとき、複数のパネル１０は、後述する搬送手段２０００を取り囲むように予備形状へ組み立てられる。

その後、予備形状に組み立てられた複数のパネル１０は、搬送手段２０００を用いて、既設配管２の内部を所定の位置まで搬送される。搬送手段２０００としては、例えば、予備形状の複数のパネル１０の内部に配置されて複数のパネル１０を支持するローラを有する台車などを用いてもよい。
複数のパネル１０は、所定の位置まで搬送されると、予備形状のまま仮置きされる。

その後、所定の位置に搬送された予備形状の複数のパネル１０を拡径させて、円管形状に組み立てる。ヒンジ構造２０のヒンジ筒２１、２２を裏当て金として、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を径方向の内側から溶接する。このとき、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士の間の先細り形状の隙間が、パネル１０同士を溶接する際の開先Ｇとなり、開先Ｇに溶接部Ｗが形成される。これにより、複数のパネル１０と、ヒンジ構造２０と、溶接部Ｗとを備える新設配管１が形成される。

本実施形態では、図９に示されるように、軸方向に複数の新設配管１を形成し、軸方向に隣り合って配置される新設配管１同士を溶接することにより、所定の長さの新設配管アセンブリを形成する。
図１０および図１１に示されるように、先に形成された新設配管１（図１０の左側の新設配管１）の下半周部の外周面に、半円状に曲げられた帯状板６０Ａを径方向の内側から点付け溶接しておく。また、新たに形成された新設配管１（図１０の右側の新設配管１）の上半周部の外周面に、半円状に曲げられた帯状板６０Ｂを径方向の内側から点付け溶接する。なお、位置決めのため、帯状板６０Ａ、６０Ｂの端部は斜め（軸方向に対し、先に形成された新設配管１から、新たに形成された新設配管１に向かうに従い下側に向かう斜め）に形成されることが好ましい。その後、新たに形成された新設配管１を、先に形成された新設配管１に接続させる。このとき、帯状板６０Ａと帯状板６０Ｂとにより、新設配管１の接続部分が周方向に外側から覆われる。帯状板６０Ａ、６０Ｂを裏当て金として用い、軸方向に隣り合って配置される新設配管１同士を径方向の内側から溶接する。
なお、新設配管１において、ヒンジ構造２０および溶接部Ｗの剛性は、他の部分（パネル１０）の剛性と異なる。このような剛性の違いに起因して、新設配管１に働く応力が周方向の局所的な部分に集中してしまうことを防止するために、図９および図１０に示されるように、軸方向に隣り合う新設配管１のヒンジ構造２０の周方向の位置は互いにずらされている。
その後、新たに形成された新設配管１に対し、仮止め用のゴム５０を、新設配管１と既設配管２との間に周方向に間隔を空けて複数打ち込む。

その後、図１２に示されるように、新設配管１と既設配管２との間にグラウト材７０を打設する。グラウト材７０は、例えば、新設配管１（複数のパネル１０）の周方向および軸方向に間隔を空けて形成された複数のグラウトホールを介して、新設配管１と既設配管２との間に注入される。
その後、新設配管１の内面の溶接部Ｗをエポキシ樹脂等で塗装する。これにより、既設配管２の更新作業が完了する。

本実施形態のヒンジ構造２０は、既設配管２の内部に、既設配管２の周方向に配置された複数のパネル１０を備える新設配管１において、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を接続する。ヒンジ構造２０は、隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第１のパネル１０の周方向における第１端１１に設けられ、既設配管２の軸方向に延びる第１のヒンジ筒２１と、隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第２のパネル１０の周方向における第２端１２に設けられ、軸方向に延び、第１のヒンジ筒２１と軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒２２と、軸方向に延び、第１および第２のヒンジ筒２１、２２に挿通される芯棒２３と、を備える。
また、本実施形態の新設配管１は、既設配管２の内部に、既設配管２の周方向に配置された複数のパネル１０と、複数のパネル１０のうち周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を接続するヒンジ構造２０と、を備える。
また、本実施形態のパネル部材３は、既設配管２の内部に配置される新設配管１の周方向の一部分を形成するパネル１０と、パネル１０の周方向における第１端１１に設けられ、既設配管２の軸方向に延びる第１のヒンジ筒２１と、パネル１０の周方向における第２端１２に設けられ、軸方向に延び、第１のヒンジ筒２１と軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒と、を備え、第１および第２のヒンジ筒２１、２２には、軸方向に延びる芯棒２３が挿通可能であり、芯棒２３が挿通された第１および第２のヒンジ筒２１、２２は、パネル１０と周方向に隣り合う他のパネル１０とを溶接する際の裏当て金として利用可能である。
本実施形態の既設配管２の更新方法においては、既設配管２の内部に、既設配管２の周方向に複数のパネル１０を配置するとともに周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を接続して、既設配管２の内部に、複数のパネル１０によって形成される新設配管１を設置する。本実施形態の既設配管２の更新方法は、複数のパネル１０を既設配管２の内部へ搬入する搬入工程と、隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第１のパネル１０の周方向における第１端１１に設けられ、既設配管２の軸方向に延びる第１のヒンジ筒２１、および、隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第２のパネル１０の周方向における第２端１２に設けられ、軸方向に延び、第１のヒンジ筒２１と軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒２２に、軸方向に延びる芯棒２３を挿通する接続工程と、搬入工程及び接続工程の後、既設配管２の内部にて、複数のパネル１０を円管形状に組み立てて新設配管１を形成する組立工程と、を備える。

新設配管１を形成する複数のパネル１０を、マンホールＭから既設配管２の内部へ搬入することができる。したがって、立坑を掘ることができない場所であっても、立坑を用いることなく既設配管２の内部に新設配管１を設置することができる。
また、ヒンジ構造２０により、隣り合って配置されるパネル１０同士を容易に接続することができる。
また、ヒンジ構造２０を用いてパネル１０同士を接続するため、隣り合って配置されるパネル１０同士は、ヒンジ構造２０を中心として相対回転可能となる。したがって、複数のパネル１０を接続した状態でも、パネル１０の運搬や設置等の取り扱いが容易となる。
さらに、複数のパネル１０をヒンジ構造２０により互いに接続し、円管形状に組み立てるのみで新設配管１が形成されるため、既設配管２の内部でパネル１０を曲げる等の作業が不要である。したがって、パネル１０の組み立てとの観点からはパネル１０の材質が制限されず、十分な構造強度を備える新設配管１（パネル１０）を既設配管２の内部に設置することができる。

また、本実施形態のヒンジ構造２０においては、第１のヒンジ筒２１および第２のヒンジ筒２２は、第１のパネル１０の第１端１１の外周面および第２のパネル１０の第２端１２の外周面にそれぞれ固定されている。
新設配管１を形成する際には、ヒンジ構造２０により互いに接続された複数のパネル１０を円管形状に組み立てた後に、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を溶接する。通常、パネル１０同士の溶接は、新設配管１の内側から行われる。第１のヒンジ筒２１および第２のヒンジ筒２２が第１端１１の外周面および第２端１２の外周面にそれぞれ固定されているため、複数のパネル１０を円管形状に組み立てた際に、第１のヒンジ筒２１と第２のヒンジ筒２２とは、新設配管１の外側において、軸方向に一直線となるよう配置される。したがって、第１および第２のヒンジ筒２１、２２を、パネル１０同士を溶接する際の裏当て金として用いることができる。この結果、パネル１０同士の溶接作業を簡略化できる。

また、本実施形態の新設配管１においては、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士の間の隙間は、既設配管２の径方向の内側から外側に向かうに従って周方向の幅が小さくなる先細り形状となっている。
これにより、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士の間の隙間を、パネル１０同士を溶接する際の開先として用いることができる。したがって、パネル１０同士の溶接作業を簡略化できる。

また、本実施形態においては、組立工程において、複数のパネル１０を円管形状に組み立てた後に、第１および第２のヒンジ筒２１、２２を裏当て金として、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を溶接する。
第１および第２のヒンジ筒２１、２２を裏当て金としても用いることができるため、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士の溶接作業を簡略化できる。

また、本実施形態においては、円管形状に組み立てられた複数のパネル１０において、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士の間に開先が形成される。
周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士の間の隙間をそのまま、パネル１０同士を溶接する際の開先として用いることができるため、パネル１０同士の溶接作業を簡略化できる。

また、本実施形態においては、搬入工程において、複数のパネル１０を既設配管２の内部へ搬入した後に、複数のパネル１０を既設配管２および新設配管１よりも小径な管状の予備形状に変形させる。
複数のパネル１０を小径な予備形状に変形させることにより、既設配管２の内部での複数のパネル１０の取扱性が向上する。

また、本実施形態においては、搬入工程において、複数のパネル１０が予備形状に変形された後に、複数のパネル１０を既設配管２に設けられた搬送手段２０００により搬送する。
これにより、予備形状に変形された複数のパネル１０を、所定の位置（新設配管１の設置位置）まで容易に移動させることができる。

また、本実施形態においては、搬入工程において、複数のパネル１０が所定の位置まで搬送された後に、組立工程において、予備形状に変形された複数のパネル１０を所定の位置において円管形状に組み立てる。
これにより、予備形状に変形された複数のパネル１０を拡径させるのみで、複数のパネル１０を容易に円管形状に組み立てることができる。

また、本実施形態においては、新設配管１は軸方向に沿って複数形成され、組立工程の後に、新設配管１の外周面に、帯状板６０Ａ、６０Ｂを外周面に沿うように取り付け、帯状板６０Ａ、６０Ｂを裏当て金として、軸方向に隣り合って配置される新設配管１同士を溶接する工程をさらに備える。
複数の新設配管１を軸方向に接続することにより、既設配管２の更新が必要な部分の全てに新設配管１を設置することができる。

本実施形態の既設配管２の更新方法においては、新設配管１がその周方向に分割されてなる複数のパネル１０を利用して、既設配管２の内部に新設配管１を設置する。本実施形態の既設配管２の更新方法は、複数のパネル１０を、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を相対回転可能に接続させた状態で既設配管２の内部へ搬入する搬入工程と、既設配管２の内部にて、複数のパネル１０を円管形状に組み立てて新設配管１を形成する組立工程と、を備える。搬入工程では、複数のパネル１０を上下方向に連ねた搬入形状にて、複数のパネル１０を既設配管２の内部へ搬入する。

搬入形状の複数のパネル１０をクレーン１０００等により吊り下げ、マンホールＭから既設配管２の内部へ搬入することができる。したがって、複数のパネル１０の搬入作業が容易となる。
また、複数のパネル１０は、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士が接続した状態で既設配管２の内部へ搬入されるため、既設配管２の内部にて、複数のパネル１０を容易に円管形状に組み立てることができる。

また、本実施形態においては、搬入工程において、ガイド部材４０の中部４２を既設配管２の内部へ搬入し、複数のパネル１０をガイド部材４０の内側に挿入するとともにガイド部材４０の一端（第２の端部４３）を引き上げることにより、既設配管２内で複数のパネル１０を既設配管２および新設配管１よりも小径な管状の予備形状に組み立てる。
複数のパネル１０を小径な予備形状に変形させることにより、既設配管２の内部での複数のパネル１０の取扱性が向上する。
また、ガイド部材４０の一端（第２の端部４３）を引き上げることにより、複数のパネル１０を、ガイド部材４０に沿わせつつ、既設配管２の内部に容易に搬入し、また予備形状に容易に変形させることができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、搬入工程の前に、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士のうちの第１のパネル１０の第１のヒンジ筒２１、および第１のパネルの第２のヒンジ筒２２に芯棒２３を挿通し、複数のパネル１０をヒンジ構造２０により互いに接続する接続工程が行われた。また、搬入工程において、搬入形状の複数のパネル１０をマンホールＭから既設配管２の内部へ搬入した。
しかしながら、図１３に示されるように、複数のパネル１０は、互いに接続されていない状態で、マンホールＭから既設配管２の内部へ１つずつ搬入されてもよい。あるいは、複数のパネル１０は、互いに接続されずに重ねられた状態で、マンホールＭから既設配管２の内部へ搬入されてもよい。この場合、既設配管２の内部へ搬入された複数のパネル１０は、搬送手段２０００としての台車の上に重ねて載せられ、既設配管２の内部を所定の位置まで搬送される。既設配管２の内部における新設配管１の設置箇所の近傍にて、複数のパネル１０をヒンジ構造２０により互いに接続する接続工程が行われる。その後、複数のパネル１０を円管形状に組み立てる組立工程が行われる。
また、搬入工程の後、マンホールＭの近傍にて、複数のパネル１０をヒンジ構造２０により互いに接続する接続工程が行われてもよい。この場合、接続工程の際に複数のパネル１０を予備形状に組み立て、搬送手段２０００を用いて所定の位置まで搬送してもよい。

また、上記実施形態においては、新設配管１を周方向に４分割することによりパネル１０を形成した。しかしながら、新設配管１の分割数は、４分割以外であってもよい。
また、上記実施形態においては、ヒンジ構造２０を裏当て金として、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士を溶接した。しかしながら、パネル１０同士の溶接用の裏当て金を、ヒンジ構造２０とは別に設けてもよい。
また、上記実施形態においては、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士、および軸方向に隣り合って配置される新設配管１同士を溶接により接続した。しかしながら、接続方法は溶接に限られず、例えば、周方向に隣り合って配置されるパネル１０同士、および軸方向に隣り合って配置される新設配管１同士が接着されてもよい。
また、上記実施形態においては、長尺のガイド部材４０を利用して、複数のパネル１０を既設配管２の内部へ搬入した。しかしながら、ガイド部材を利用せずに、複数のパネル１０を既設配管２の内部へ搬入してもよい。
また、上記実施形態においては、搬送手段２０００を用いて、既設配管２の内部を所定の位置まで搬送した。しかしながら、搬送手段２０００を用いずに、例えば複数のパネル１０の下端にキャスタを取り付けて、複数のパネル１０を作業者が搬送してもよい。
また、上記実施形態においては、複数のパネル１０を既設配管２の内部にて予備形状に変形させ、予備形状から円管形状へ組み立てた。しかしながら、複数のパネル１０を予備形状にすることなく、所定の位置へ搬送し、円管形状へ組み立ててもよい。
また、上記実施形態においては、ヒンジ構造２０が、１つの第１のヒンジ筒２１と、一対の（２つの）第２のヒンジ筒２２と、を備えていた。しかしながら、第１のヒンジ筒２１及び第２のヒンジ筒２２の数はこれに限られない。例えば、ヒンジ構造２０において、３つの第１のヒンジ筒２１と、４つの第２のヒンジ筒２２とが軸方向に交互に設けられてもよい。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…新設配管 ２…既設配管 １０（１０Ａ〜１０Ｄ）…パネル １１…第1端 １２…第２端 ２０…ヒンジ構造 ２１…第１のヒンジ筒 ２２…第２のヒンジ筒 ２３…芯棒 Ｇ…開先

Claims (9)

1. 既設配管の内部に、前記既設配管の周方向に配置された複数のパネルと、
   前記複数のパネルのうち前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士を接続するヒンジ構造と、
   を備え、
   前記ヒンジ構造は、
   前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第１のパネルの前記周方向における第１端に設けられ、前記既設配管の軸方向に延びる第１のヒンジ筒と、
   前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第２のパネルの前記周方向における第２端に設けられ、前記軸方向に延び、前記第１のヒンジ筒と前記軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒と、
   前記軸方向に延び、前記第１および第２のヒンジ筒に挿通される芯棒と、を備え、
   前記隣り合って配置される前記パネル同士の間の隙間は、前記隣り合って配置される前記パネル同士を溶接する際の開先として用いられ、
   前記第１のヒンジ筒および前記第２のヒンジ筒は、前記第１のパネルの前記第１端の外周面および前記第２のパネルの前記第２端の外周面にそれぞれ固定されており、前記隣り合って配置される前記パネル同士を溶接する際の前記開先の裏当て金として用いられることを特徴とする新設配管。
2. 前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士の間の前記隙間は、前記既設配管の径方向の内側から外側に向かうに従って前記周方向の幅が小さくなる先細り形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の新設配管。
3. 既設配管の内部に配置される新設配管の周方向の一部分を形成するパネルと、
   前記パネルの前記周方向における第１端に設けられ、前記既設配管の軸方向に延びる第１のヒンジ筒と、
   前記パネルの前記周方向における第２端に設けられ、前記軸方向に延び、前記第１のヒンジ筒と前記軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒と、を備え、
   前記第１および第２のヒンジ筒には、前記軸方向に延びる芯棒が挿通可能であり、
   前記パネルと前記周方向に隣り合う他のパネルとの間の隙間は、前記パネルと前記周方向に隣り合う前記他のパネルとを溶接する際の開先として用いられ、
   前記第１のヒンジ筒および前記第２のヒンジ筒は、前記パネルの前記第１端の外周面および前記パネルの前記第２端の外周面にそれぞれ固定されており、前記芯棒が挿通された前記第１および第２のヒンジ筒は、前記パネルと前記周方向に隣り合う前記他のパネルとを溶接する際の前記開先の裏当て金として用いられることを特徴とするパネル部材。
4. 既設配管の内部に、前記既設配管の周方向に複数のパネルを配置するとともに前記周方向に隣り合って配置されるパネル同士を接続して、前記既設配管の内部に、前記複数のパネルによって形成される新設配管を設置する既設配管の更新方法であって、
   前記複数のパネルを前記既設配管の内部へ搬入する搬入工程と、
   前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第１のパネルの前記周方向における第１端に設けられ、前記既設配管の軸方向に延びる第１のヒンジ筒、および、前記隣り合って配置される前記パネル同士のうちの第２のパネルの前記周方向における第２端に設けられ、前記軸方向に延び、前記第１のヒンジ筒と前記軸方向で異なる位置に配置される第２のヒンジ筒に、前記軸方向に延びる芯棒を挿通する接続工程と、
   前記搬入工程及び前記接続工程の後、前記既設配管の内部にて、前記複数のパネルを円管形状に組み立てて前記新設配管を形成する組立工程と、を備え、
   前記組立工程において、前記複数のパネルを前記円管形状に組み立てた後に、前記第１および第２のヒンジ筒を裏当て金として、前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士を溶接することを特徴とする既設配管の更新方法。
5. 前記円管形状に組み立てられた前記複数のパネルにおいて、前記周方向に隣り合って配置される前記パネル同士の間には開先が形成されることを特徴とする請求項４に記載の既設配管の更新方法。
6. 前記搬入工程において、前記複数のパネルを前記既設配管の内部へ搬入した後に、前記複数のパネルを前記既設配管および前記新設配管よりも小径な管状の予備形状に変形させることを特徴とする請求項４または５に記載の既設配管の更新方法。
7. 前記搬入工程において、前記複数のパネルが前記予備形状に変形された後に、前記複数のパネルを前記既設配管に設けられた搬送手段により搬送することを特徴とする請求項６に記載の既設配管の更新方法。
8. 前記搬入工程において、前記複数のパネルが所定の位置まで搬送された後に、前記組立工程において、前記予備形状に変形された前記複数のパネルを前記所定の位置において前記円管形状に組み立てることを特徴とする請求項７に記載の既設配管の更新方法。
9. 前記新設配管は前記既設配管の軸方向に沿って複数形成され、
   前記組立工程の後に、前記新設配管の外周面に、帯状板を前記外周面に沿うように取り付け、前記帯状板を裏当て金として前記複数の新設配管を前記軸方向に溶接する工程をさらに備えることを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の既設配管の更新方法。

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