JP6370636B2 - 枝管ライニング材及び枝管ライニング工法 - Google Patents

枝管ライニング材及び枝管ライニング工法 Download PDF

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本発明は枝管ライニング材及び枝管ライニング工法に係り、より詳しくは、枝管ライニング材に金属製円筒の外周を樹脂製材で覆って2層構造とした穿孔用保護部材を接合させた枝管ライニング材及び枝管ライニング工法に関する。
従来、枝管ライニング後、本管ライニングを実施し、枝管取り付け部を開口するため穿孔作業を行うに当たり、穿孔作業による枝管取り付け部の損傷を防止するために穿孔保護部材を使用していた。
特開2000−052426号公報には、枝管ライニング材を傷付けることなく本管ライニング材の穿孔を行うことができる管ライニング工法に関する発明が記載されている。
特許文献1(特開2000−052426号公報)による枝管ライニング材は、管状樹脂吸着材に未硬化の液状硬化性樹脂を含浸させた硬化性樹脂含浸部の一端につばを形成し、つば部に円筒状の穿孔保護部材を取り付けたものであるが、穿孔保護部材は、単一素材で構成され、耐食性、耐切削性を考慮してコスト的に最も安いステンレスが採用されていた。
ステンレス鋼板で、穿孔保護部材を製作するには、円環状つばに円筒を溶接加工する必要があり、加工そのものは安価であったが、溶接加工の点から板厚2.0mm以上が必要であった。そのため、素材費が高くなり、厚肉のため加工費も高価となった。その上、つば内周部に穿孔保護部材を取り付けるには、複雑な形状であるため接着剤による接合が困難でボルトナットによる固定が必要だったため加工費が高価となった。
従来、枝管ライニング作業は以下の手順で進めていた。
まず、つばを有する枝管ライニング材を圧力バッグ内に収納し、管内作業用ロボットと圧力バッグ内を連結して管内を移動させる。
次に、TVカメラの画像を見ながら管内作業用ロボットで枝管ライニング材のつば部を枝管開口部に合わせる。
次いで、圧力バッグ内を加圧して枝管ライニング材を枝管内に反転挿入する。
枝管ライニング材の枝管内への挿入が終わると枝管ライニング材内を加圧して、枝管ライニング材を枝管壁に張り付け、この状態で硬化させて枝管のイニングを完成させていた。
即ち、本管壁面につばが張り付き、硬化性樹脂含浸ライニング材を枝管内壁に張り付いた状態で硬化させ、枝管全体または部分的にライニングを施す。
次に、管状樹脂吸着材の外表面を覆って気密性をもたせ、硬化性樹脂を含浸させた本管ライニング材を既設本管内に反転挿入させる。
挿入が完了すると、本管ライニング材を加圧して本管壁面に張り付いた状態を維持し、本管ライニング材を硬化させる。
この時枝管ライニング材のつばは、既設本管壁面と本管ライニング材に挟まれて本管ライニング材が強くつばに押し付けられた状態となり、本管ライニング材の硬化とともに、つばと本管ライニング材が一体結合した状態で硬化する。
枝管ライニング材は、本管壁に張り付いた状態で硬化し、枝管開口部では、つばと一体結合し硬化している。硬化した本管ライニング材は、枝管開口部を塞いでいるため、本管内に穿孔ロボットを配備し、穿孔を行っていた。
しかし、この穿孔作業は、穿孔ロボットを遠隔操作するため枝管内壁に傷を付けることがあった。
特開2000−052426号公報に開示された発明は、上記問題を解決するためになされた発明であった。
特開2000−052426号公報
本発明の目的とするところは、枝管ライニング材のつばと本管ライニング材が一体となるように硬化させた後、本管内に穿孔ロボットを配備して、枝管接続部の穿孔を行う作業時の保護部材であって、つばに接着可能で、耐食性、耐切削性を有し、安価で大量生産が可能な穿孔用保護部材を提供することにある。
本発明は、管状樹脂吸着材に液状硬化性樹脂を含浸させ、1端に本管内周部と同一形状を有する硬化させたつば部を装着した枝管ライニング材において、
前記つば部の内周面に、金属製円筒の外周を樹脂製材で覆って2層構造とした穿孔用保護部材を接合させたことを特徴とする。
前記金属製円筒は、ステンレス板製、ステンレス製網かご、または、前面パンチ孔入りステンレス板製であることを特徴とする。
前記穿孔用保護部材と同位置の枝管ライニング材を枝管ライニング材の外周面から挟み込むように枝管ライニング材の外周面に拡径防止材を取り付けたことを特徴とする。
また、本発明は、つば部付きの枝管ライニング用部材を使用して枝管及び本管を補修する管ライニング方法であって、
枝管ライニング材の1端のつば部につば部けん引ロープを取り付けるとともに枝管ライニング材の他端に枝管ライニング材けん引ロープを取り付ける段階と、 本管入り口から枝管ライニング材けん引ロープを本管内に挿入して枝管出口からけん引するとともに、本管出口から、つば部けん引ロープをけん引する段階と、 枝管ライニング材の1端のつば部が本館の枝管取り付け部に到達しつば部が本館の内周部に密着したことをTVカメラで確認する段階と、
つば部けん引ロープを本管入り口方向に引き抜き撤去する段階と、
本管に密着したつば部に押圧装置で圧力を掛ける段階と、
枝管ライニング材の内部に配置された枝管の内径より大きい外径を有する加圧装置で枝管ライニング材を枝管の内周部に押し付ける段階と、
管状樹脂吸着材の外表面を樹脂フィルムで覆い、硬化性樹脂を含浸させた管ライニング材を本管内に反転挿入させる段階と、
前記管ライニング材を加圧して本管壁内周面及びつばの前記管ライニング材と接する面に押し付ける段階と、
前記状態を維持して管ライニング材を硬化させる段階と、
本管内から枝管接続部を管内ロボット穿孔機で穿孔する段階と、
を含むことを特徴とする。
本発明によれば、枝管ライニング材のつば内周部にステンレス鋼製の穿孔用保護部材が取り付けられているため、枝管ライニング材のつば部を含む内周部を傷つけることなく穿孔することが可能となった。
また、穿孔用保護部材で枝管ライニング材が保護されているため、熟練者でなくてもバリを残さずに穿孔することが可能となった。
本発明による穿孔保護部材の円筒物を示す図である。 本発明による穿孔保護部材の構成を示す図である。 本発明による拡径防止材の構成を示す図である。 本発明による反転式枝管ライニング材の構成を示す図である。 本発明による引き込み式枝管ライニング材の構成を示す図である。 本発明による樹脂含浸前の引き込み式枝管ライニング材の状況を示す図である。 本発明による樹脂含浸前の反転式枝管ライニング材の状況を示す図である。 本発明による枝管ライニング材の本管内けん引状況を示す図である。 枝管ライニング材の枝管内への引き込み状況を示す図である。 引き込み式枝管ライニング材の硬化中の状況を示す図である。 反転式枝管ライニング材の反転挿入状況を示す図である。 反転式枝管ライニング材の硬化中の状況を示す図である。 本管ライニング材の反転挿入状況を示す図である。 穿孔中の状況を示す図である。 本発明による穿孔保護部材の問題点を示す図である。
以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は、穿孔保護部材20の円筒物21を示す図である。
図1に示す通り、穿孔保護部材20の円筒物21は、厚さ0.3〜2.0mmのステンレス鋼板またはステンレス鋼板に複数のパンチング孔22を穿けたステンレスパンチング板を円筒状に加工し両端部をスポット溶接またはロウ付けするか、あるいは、ステンレス線を円筒状に編み上げたものである。
図2は、穿孔保護部材20の構成を示す図である。図2に示す通り、穿孔保護部材20は、ステンレスパンチング板を円筒状に加工したものの外周にグラスファイバー、カーボンファイバー、ケブラー、ポリエステルフェルト等の樹脂吸着材に不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂等の液状硬化性樹脂を吸着させた樹脂吸着材23を巻き付け、樹脂を硬化させたものである。
ステンレス製の円筒に、樹脂が硬化後強固に接着することが望ましいため、ステンレス製円筒の外周は荒仕上げ研磨してプライマーを塗布しておく。ステンレスパンチング板を円筒状に加工したものや、ステンレス線を円筒状に編み上げたものは、凹部に樹脂が入り込むため硬化樹脂との結合は良好である。
円筒物21に液状硬化性樹脂を吸着させた樹脂吸着材23を巻き付けたものの厚さは、0.5〜6.0mmである。
本発明の穿孔保護部材20は、異なる素材から構成される二層構造であるが、三層としてもよい。
図3は、拡径防止材24の構成を示す図である。穿孔保護部材20をつば3の内周部に取り付けると図15に示す通り、枝管ライニング材1と穿孔保護部材20の接続部に凹部25が出来、ごみが溜まる。
そこで、図3に示す通り、枝管ライニング材1とつば3の接合部の外周に拡径防止材24を取り付け枝管ライニング材1と穿孔保護部材20の接続部に凹部が出来ないようにする。
拡径防止材24は、織布、ひも、金属バンド、あるいは、伸び難い樹脂製の円環からなり、穿孔保護部材20取り付け部に相当する枝管ライニング材1と穿孔保護部材20の接続部で枝管ライニング材1と穿孔保護部材20の接続部を挟んでその外周に取り付ける。拡径防止材24により枝管ライニング材1を加圧する際の枝管ライニング材1の拡管が防止できる。
図4は、反転式枝管ライニング材26の構成を示す図、図5は、引き込み式枝管ライニング材27の構成を示す図である。
図4、5に示す通り、穿孔保護部材20は、枝管ライニング材1のつば3の内周に取り付ける。取り付け方法には、接着剤による接着や、ボルト、ナット等の締結具による方法があるが、接着剤による取り付け方法が簡単で安価である。
つば3の接着に使用する接着剤と同種の接着剤を使用すれば接着力がかなり向上する。
接着剤は、不飽和ポリエステル、エポキシ、ビニルエステル、ウレタン、シリコーン系のものがよい。
穿孔保護部材20の内層をステンレス製として穿孔刃で傷がつかないようにし、外層をつばと同種の樹脂や接着剤と同種の液状硬化性樹脂と樹脂吸着材で形成することにより、枝管ライニング材1のつば3内周と穿孔保護部材20の接着による取り付けが簡単で接着状況も良好となる。
次に、枝管ライニング方法について説明する。
枝管ライニングの実施に当たっては、先ず、管状の樹脂吸着材2の1端につば3を取り付ける。
つば3は、液状硬化性樹脂を含浸させた枝管ライニング材1の1端を花弁状に折り返し、硬化させたものである。
管状の樹脂吸着材2の外表面をプラスチックフィルム6で覆った所定長さの枝管ライニング材1の1端に、本管内壁に接合できるよう本管内周と同形状をなす円環状のつば3を形成する。
1端につば3を形成した枝管ライニング材1の樹脂吸着材2には、飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ビニールエステル等の液状硬化性樹脂を含浸させ、枝管内に挿入した後、加圧して枝管壁面に張り付けた状態で含浸させた硬化性樹脂を硬化させる。
次いで、枝管ライニング材1の1端のつば3につばけん引ロープ9を取り付けるとともに枝管ライニング材1の他端に枝管ライニング材けん引ロープ11を取り付ける。
図8は、枝管ライニング材1の本管15内のけん引状況を示す図であり、枝管ライニング材1を本管入口12から本管15内に挿入し、枝管出口14から枝管ライニング材1の他端10に取り付けられた枝管ライニング材けん引ロープ11でけん引して枝管ライニング材1を枝管16まで移動させる状況を示したものである。
枝管ライニング材けん引ロープ11で枝管ライニング材1を枝管出口14にけん引するとともに、本管出口13から、つばのつば牽引ロープ9を通す孔8に通したつばのつば牽引ロープ9をけん引して枝管ライニング材1の本体とつば3が円滑に本管15内を移動できるようにしている。
図9は、枝管ライニング材1の枝管16内への引き込み状況を示す図であり、枝管ライニング材けん引ロープ11で枝管ライニング材1を枝管出口14にけん引するとともに、つばけん引ロープ9をけん引する際のつば3とストッパーの関係を示したものである。
つば3にはつば牽引ロープ9を通す孔8が穿けられており、つばけん引ロープ9の中間付近に孔8より径の大きいロープの通過をロックするストッパー17が設けられている。このストッパー17により、つばけん引ロープ9をけん引することでつば3が本管出口13方向に移動できるようになっている。
枝管ライニング材1の1端のつば3が本管15の本管枝管接続部18に到達しつば3が本管15の内周部に密着したことをTVカメラ36aで確認し、つばけん引ロープ9を本管入り口12方向に引き抜き撤去する。
その後、本管15に密着したつば3に押圧装置で圧力を掛け、枝管ライニング材1の内部に配置された枝管16の内径より大きい外径を有する加圧装置で枝管ライニング材1を枝管16の内周部に押し付けて枝管ライニング1を完成させる。
枝管ライニング材1を枝管16内へ挿入する方法としては、引き込み式と反転式の2種がある。
図5は、引き込み式枝管ライニング材27の構成を示す図、図6は、樹脂含浸前の引き込み式枝管ライニング材27の状況を示す図である。
また、図4は、反転式枝管ライニング材26の構成を示す図、図7は、樹脂含浸前の反転式枝管ライニング材26の状況を示す図である。
図10は、引き込み式枝管ライニング材27の硬化中の状況を示す図、図11は、反転式枝管ライニング材26の反転挿入状況を示す図、図12は、反転式枝管ライニング材26の硬化中の状況を示す図、図13は、本管ライニング材28の反転挿入状況を示す図である。
図5、6に示す通り、引き込み式枝管ライニング材27は、チューブ状プラスチックフィルム6からなるアウトライナー29と、樹脂吸着材2からなるインライナー5で構成され、インライナー5の1端の外周にアウトライナー29の1端の内周が重なり、アウトライナー29の1端と、インライナー5の1端がつば3の1面に接合され、インライナー5の1端とアウトライナー29の1端がつば3の1面に接合された接合部のアウトライナー29の外周に拡径防止材24が装着され、円環状のつば3の内周部に穿孔保護部材20の外周部が接合される構成となっている。
アウトライナー29の1端は、つば3に接続され、他端は端末近くにヴァキュームポンプ30が接続できるようになっており、端末には閉止部31が設けられている。
インライナー5の1端は、 アウトライナー29の1端の内周部に配置されてつば3に接続され、他端からは不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂等の液状硬化性樹脂が注入できるようになっている。
アウトライナー29の他端の端末近くに接続されるヴァキュームポンプ30から空気を抜くとともに、インライナー5の他端からは液状硬化性樹脂を注入し樹脂吸着材23に硬化性樹脂を含浸させる。硬化性樹脂の含浸が完了すると、インライナー5の外周面を加圧してアウトライナー29内に反転挿入させる。
図7に示す通り、反転式枝管ライニング材26は、管状樹脂吸着材23とチューブ状プラスチックフィルム6からなり、
管状樹脂吸着材23の1端の外周にチューブ状プラスチックフィルム6の1端の内周が重なり、
管状樹脂吸着材23の1端と、チューブ状プラスチックフィルム6の1端がつば3の1面に接合され、
管状樹脂吸着材23の1端とチューブ状プラスチックフィルム6の1端がつば3の1面に接合された接合部のチューブ状プラスチックフィルム6の外周に拡径防止材24が装着され、円環状のつば3の内周部に穿孔保護部材20の外周部が接合される構成となっている。
管状樹脂吸着材23の1端は、つば3に接続され、他端は端末近くにヴァキュームポンプ30が接続できるようになっており、端末には閉止部31が設けられている。
チューブ状プラスチックフィルム6の1端は、 管状樹脂吸着材23の1端の外周部に配置されてつば3に接続され、図7に示す通り、チューブ状プラスチックフィルム6の他端から液状硬化性樹脂を注入してチューブ状プラスチックフィルム6の内部で、管状樹脂吸着材23との間に液状硬化性樹脂を充満できるようになっている。
管状樹脂吸着材23の他端を閉止した後、端末近くに接続されたヴァキュームポンプ30で空気を抜き端末には閉止部31が設けられている。
ヴァキュームポンプ30で空気を抜き、管状樹脂吸着材23をチューブ状プラスチックフィルム6の内部に反転挿入させると管状樹脂吸着材23への樹脂含浸が行われる。
図10は、引き込み式枝管ライニング材27の硬化中の状況を示す図であり、引き込み式枝管ライニング材27の末端からインライナー5の中に温水ホース7を挿入し、温水ホース7は、引き込み式枝管ライニング材27の外部のボイラー32、ポンプ33に接続されて温水が供給できるようになっている。引き込み式枝管ライニング材27に挿入された温水ホース7の端末から放出される温水は還流されてインライナー5の末端に接続された戻りホース34によりポンプ33に戻り、再加熱されて再度温水ホース7に送られ引き込み式枝管ライニング材27を硬化するようになっている。
インライナー5の圧力は、0.03〜0.2MPa、温度は、70℃以上が適当である。
図11は、反転式枝管ライニング材26の反転挿入状況を示す図であり、反転式枝管ライニング材26を収納した圧力バッグ35と、管内作業用ロボット36を連結して本管15内を移動させ、管内作業用ロボット36を操作して本巻枝管接合部18にあわせて反転式枝管ライニング材26のつば3を押し付ける。
次に、圧力バッグ35を水または空気で加圧し、インライナー5及び反転式枝管ライニング材26を枝管16内に反転挿入させる。
図12は、反転式枝管ライニング材26の硬化中の状況を示す図である。反転式枝管ライニング材26は、図12に示す通り、インライナー5を内部に収納した圧力バッグ35を利用するもので、圧力バッグ35の1端には温水を注入する温水ホース7と温水の戻りホース34を繋ぐ後部カラー37を設け、他端の先端カラー38はつば3に連結されるとともに管内作業用ロボット36とも連結されている。
温水ホース7を通じてインライナー5に温水を送り、温水の戻りホース34から温水を回収して地上のボイラー32及びポンプ33で再加熱し、反転式枝管ライニング材26を15〜45分かけて硬化させる。硬化後インライナー5を抜き取り反転式枝管ライニング材26が完成する。
枝管16のライニングが完了すると、ライナー材に硬化性樹脂を含浸させた本管ライニング材28を反転挿入させ、枝管ライニング材1のつば3と反転した本管ライニング材28が重なるようにする。
本管ライニング材28の反転挿入が完了すると、本管ライニング材1が、本管壁と枝管ライニング材のつば3及び穿孔保護部材20に押圧されるよう加圧し、この状態を維持しながら本管ライニング材28を硬化させる。
図13は、本管ライニング材28の反転挿入状況を示す図である。本管ライニング材28の反転挿入には、ダウンチューブ39を使用する。ダウンチューブ39の1端には本管ライニング材28が取り付けられ、ダウンチューブ39の1端の近傍にボトムノズル40が設けられている。
本管ライニング材28をダウンチューブ39に挿入し、挿入した1端を反転してダウンチューブ39の1端に締め付けバンド41で強固に取り付ける。
ボトムノズル40から本管ライニング材28に温水を送って本管ライニング材28内部の圧力を上げ本管ライニング材28を本管15壁面及び枝管16のつば3に押し付ける。この状態を維持しながらボトムノズル40から本管ライニング材28内に温水を送り、本管ライニング材28を硬化させる。
温水は循環させて使用する。
図14に示す通り、本管ライニング材28の硬化が完了すると、本管15内に穿孔用の管内作業用ロボット36を挿入してTVカメラ36aを見ながら本管枝管接合部18を穿孔する。
管内作業用ロボット36の穿孔刃42は、ワイヤーブラシ、超硬合金。砥石、タングステンカーバイト、ダイヤモンド等で作られており、管内作業用ロボット36に取り付けられた電動、油圧、空気圧駆動装置で駆動される。
管内作業用ロボット36は、遠隔操作され、ライニング後の本管枝管接合部18を穿孔し開口する。
本管ライニング材28、枝管ライニング材1の硬化は、光硬化、熱硬化で行われるが、通常、温水、温水シャワー硬化システムが多く用いられる。
本発明の穿孔作業では、枝管ライニング材1のつば3内周部に内面がステンレス鋼製の穿孔用保護部材20が取り付けられているため、枝管ライニング材1のつば3を含む内周部を傷つけることなく穿孔することが可能となった。
また、穿孔用保護部材20で枝管ライニング材1が保護されているため、熟練者でなくてもバリを残さずに穿孔することが可能となった。
1 枝管ライニング材
2 樹脂吸着材
3 つば
4 エポキシ樹脂含浸樹脂吸着材
5 インライナー
6 プラスチックフィルム
7 温水ホース
8 孔
9 つば牽引ロープ
10 枝管ライニング材の他端
11 枝管ライニング材けん引ロープ
12 本管入口
13 本管出口
14 枝管出口
15 本管
16 枝管
17 ストッパー
18 本管枝管接合部
20 穿孔用保護部材
21 円筒物
22 パンチング孔
23 樹脂吸着材
24 拡径防止材
25 凹部
26 反転式枝管ライニング材
27 引き込み式枝管ライニング材
28 本管ライニング材
29 アウトライナー
30 ヴァキュームポンプ
31 閉止部
32 ボイラー
33 ポンプ
34 戻りホース
35 圧力バッグ
36 管内作業用ロボット
37 後部カラー
38 先端カラー
39 ダウンチューブ
40 ボトムノズル
41 締め付けバンド
42 穿孔刃
50 挿入マンホール
51 圧力計
52 中間カラー
53 フラットホース
54 ホース
55 ガイドバッグ
56 管状樹脂吸着材
57 チューブ状プラスチックフィルム
58 液状硬化性樹脂
60 ライナーエンド
61 シャワーホース
62 TVケーブル













Claims (3)

  1. 管状樹脂吸着材に液状硬化性樹脂を含浸させ、1端に本管内周部と同一形状を有する硬化させたつば部を装着した枝管ライニング材において、
    前記つば部の内周面に、金属製円筒の外周を樹脂製材で覆って2層構造とした穿孔用保護部材を接合させ、
    前記穿孔用保護部材と同位置の枝管ライニング材を枝管ライニング材の外周面から挟み込むように枝管ライニング材の外周面に拡径防止材を取り付けた、ことを特徴とする枝管ライニング材。
  2. 前記金属製円筒は、ステンレス板製、ステンレス製網かご、または、全面パンチ孔入りステンレス板製であることを特徴とする請求項1記載の枝管ライニング材。
  3. つば部付きの枝管ライニング用部材を使用して枝管及び本管を補修する管ライニング方法であって、
    前記つば部の内周面に、金属製円筒の外周を樹脂製材で覆って2層構造とした穿孔用保護部材を接合させる段階と、
    前記穿孔用保護部材と同位置の枝管ライニング材を枝管ライニング材の外周面から挟み込むように枝管ライニング材の外周面に拡径防止材を取り付ける段階と、
    枝管ライニング材の1端のつば部につば部けん引ロープを取り付けるとともに枝管ライニング材の他端に枝管ライニング材けん引ロープを取り付ける段階と、
    本管入り口から枝管ライニング材けん引ロープを本管内に挿入して枝管出口からけん引するとともに、本管出口から、つば部けん引ロープをけん引する段階と、
    枝管ライニング材の1端のつば部が本の枝管取り付け部に到達しつば部が本の内周部に密着したことをTVカメラで確認する段階と、
    つば部けん引ロープを本管入り口方向に引き抜き撤去する段階と、
    本管に密着したつば部に押圧装置で圧力を掛ける段階と、
    枝管ライニング材の内部に配置された枝管の内径より大きい外径を有する加圧装置で枝管ライニング材を枝管の内周部に押し付ける段階と、
    管状樹脂吸着材の外表面を樹脂フィルムで覆い、硬化性樹脂を含浸させた管ライニング材を本管内に反転挿入させる段階と、
    前記管ライニング材を加圧して本管壁内周面及びつばの前記管ライニング材と接する面に押し付ける段階と、
    前記状態を維持して管ライニング材を硬化させる段階と、
    本管内から枝管接続部を管内ロボット穿孔機で穿孔する段階と、
    を含むことを特徴とする枝管ライニング方法。
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