JP6418923B2 - 管更生工法 - Google Patents

Description

本発明は、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並びに管長方向に連結して組み立て既設管を更生する管更生工法に関する。

地中に埋設された下水管等の管路が老朽化した場合、該管路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該管路を補修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。

上記管ライニング工法は、例えば管状樹脂吸収材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸せしめて構成される管ライニング材を流体圧によって管路内に反転させながら挿入し、該管ライニング材を流体圧によって管路の内周壁に押圧したまま、管ライニング材を任意の方法によって加熱してこれに含浸された熱硬化性樹脂を硬化させることによって、管路内にプラスチックパイプを形成して管路を補修する工法である。

また、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成る更生管を用いて管路を更生する工法も知られている（特許文献１）。大口径の管路に対しては、この工法が使用され、既設管内に更生管を組み立てた後、既設管と更生管の間の空間にグラウトなどの充填材を充填して硬化させ複合管が構築される。

更生管を現場に設置する際に、既設管の施工誤差に対応させたり、あるいは他の構造物との取り合いのために更生管の管径を規格の寸法より少しだけ大きくしたい場合がある。そのため、セグメントを周方向に連結するとき、セグメント間に拡径部材を介在させて組み立て、更生管の管径を拡大することが行われている（特許文献２）。

特開２０１１−１２８０３号公報 特開２０１４−７７２６１号公報

断面が円形の既設管を更生する場合には、既設管の円に対応して円を等分割した円弧状のセグメントが用いられ、あるいは、断面が矩形の既設管を更生する場合には、矩形の四辺に対しては直方体セグメントが、また４隅には、その形状に対応して屈曲した屈曲セグメントが用いられる。

既設管に所与の曲率で湾曲する部分があるとき、その曲率に合った規格の円弧セグメントがあれば、それを用いて管路を更生することができるが、曲率が異なるごとに、それに合った円弧状セグメントを作製することはコストを上昇させる要因になる。

従って、既設管の湾曲部の曲率に合った円弧状セグメントがない場合には、その曲率に近い規格の円弧状セグメントを用いることになるが、円弧状のセグメントを周方向に連結するほど、既設管との隔たりが大きくなるという問題がある。そこで、特許文献２に示されるような、拡径部材を介在させてセグメントを連結することが考えられる。しかし、特許文献２は、セグメントを周方向に連結したときの形成される管ユニットの径を拡大させるもので、異なる既設管の湾曲部に合わせるものではない。

そこで、本発明は、既設管の湾曲部を効果的かつ安価に更生することができる管更生工法を提供することを目的とする。

本発明は、
内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、内面板の管長方向に延びる両端に立設された端板とからなるプラスチックでできた一体成形の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既設管を更生する管更生工法であって、
前記既設管の湾曲部の更生に、内面板、側板、端板がいずれも矩形の直方体形状のセグメントが複数用いられ、
前記湾曲部において、前記直方体形状の複数のセグメントが、各セグメントの端板間に間隔保持部材を介在させて周方向に連結されて、該湾曲部の更生が行われ、
前記間隔保持部材が、直方体形状のセグメントの端板と当接する第１の当接面と、該第１の当接面と反対側にある直方体形状のセグメントの端板と当接する第２の当接面を有し、両当接面は所定の角度をなして交わる傾斜面となっていることを特徴とする。

本発明によれば、直方体形状の複数のセグメントを、各セグメントの端板間に間隔保持部材を介在させて周方向に連結させ、既設管の湾曲部を更生するようにしているので、既設管の湾曲部を効果的かつ安価に更生することができる。

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。 （ａ）は図１に示したセグメントの一方の端板の正面図、（ｂ）はその他方の端板の正面図である。 （ａ）は間隔保持部材の正面図、（ｂ）はその側面図である。 管路に敷設された更生管の正面図である。 種々の形状のセグメントを用いて更生管を組み立てる状態を示した説明図である。 間隔保持部材を用いてセグメントを周方向に連結する工程を示した説明図である。

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、トンネル、あるいは農業用水路などの大口径の既設管を更生あるいは修復するのに適しており、実施例では、既設管は、管長方向に直交する断面形状が、湾曲部並びに直線部を有する形状と説明される。しかし、それ以外の形状の既設管にも本発明を適用できることは勿論であり、更に、前記断面形状が管として閉じた形状でなく、例えば馬蹄形や半円形、凹字形など片側が開いた形状である場合にも管と見なして本発明を適用することができるものである。

なお、本明細書において、管長方向とは、既設管ないし更生管が長さ方向に延びる方向をいい、周方向とは、管長方向に垂直な断面で既設管ないし更生管が描く閉曲線の周の方向をいう。

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内面板に対して垂直に立設された側板１０２、１０３と、内面板１０１の管長方向に延びる両端に内面板に対して垂直に立設された端板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、内面板、側板、端板がいずれも矩形（平行四辺形）で、直方体形状のセグメントとなっている。しかし、既設管の断面形状に応じて、特許文献２に記載されているように、円周を複数等分する所定角度、例えば６等分する６０度の円弧状に湾曲した円弧状セグメント、あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた湾曲セグメントも用いられる。
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、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。

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。

側板１０２、側板１０３、並びに内部板１０６には、セグメント１を管長方向に連結する連結具を通すための挿通穴１０２ａ、１０３ａ、１０６ａが複数（４個）形成され、内部板１０７には、同連結具を通す切り欠き１０７ａが複数（同じく４個）形成される。

端板１０４は、図２（ａ）に示すように、側板１０２と側板１０３間に配置され、端板１０４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が複数（５個）形成され、また後述する間隔保持部材（スペーサ）の凸部と嵌合する凹部１０４ｂが２個形成される。更に、端板１０４の下方部には、間隔保持部材の凸部と凹部に嵌合する凹部１０４ｅと凸部１０４ｆが管長方向に全体に渡って形成される。

端板１０５は、図２（ｂ）に示したように、端板１０４と同様な形状であり、端板１０５には、連結部材を通すための円形の挿通穴１０５ａが複数（５個）形成され、また間隔保持部材の凹部に嵌合する凸部１０５ｂが形成される。更に、端板１０５の下方部には、間隔保持部材の凹部と凸部に嵌合する凸部１０５ｅと凹部１０５ｆが管長方向に全体に渡って形成される。

図３には、管路の湾曲部において直方体セグメントを用いて管更生を行うときに使用される間隔保持部材（スペーサ）１２０が図示されている。間隔保持部材１２０は、セグメント１と同様な材質であり、セグメント１の端板１０５と当接する当接面１２０ａとその反対側の当接面１２０ｂは角度αをなして交わるような傾斜平面となっている。間隔保持部材１２０の下面には、連結されるセグメントの各側板、内部板の管長方向の位置に一致する突出部１２２、１２６、１２７、１２３が設けられ、セグメント１の端板１０４、１０５の挿通穴１０４ａ、１０５ａに対応する挿通穴１２０ｉが複数形成される。

また、間隔保持部材１２０の当接面１２０ａには、セグメント１の端板１０５に形成された凸部１０５ｂと嵌合する凹部１２０ｃが、また当接面１２０ｂには、セグメント１の端板１０４に形成された凹部１０４ｂに嵌合する凸部１２０ｄが形成される。更に、当接面１２０ａの上部には、セグメント１の端板１０５に形成された凸部１０５ｅと凹部１０５ｆと嵌合する凹部１２０ｅと凸部１２０ｆが管長方向に全体に渡って形成され、当接面１２０ｂの上部には、セグメント１の端板１０４に形成された凹部１０４ｅと凸部１０４ｆに嵌合する凸部１２０ｇと凹部１２０ｈが管長方向に全体に渡って形成される。

以下に、図４〜図６を参照して、上述したセグメント並び、間隔保持部材を用いて異なる湾曲部がある更生管を既設管内に組み立てる方法を説明する。

図４には、更生すべき既設管１０が示されており、既設管１０は、管長方向に直交する垂直断面で見て凹状に湾曲した湾曲部１０ａ、１０ｃ、直線部１０ｂ、１０ｄ並びに屈曲部１０ｅ、１０ｆを有している。

湾曲部１０ａは、特許文献２に記載されたような、円を６等分する６０度の円弧状に湾曲したセグメント３を用いて更生され、湾曲部１０ｃは、湾曲部１０ａに比較して湾曲が僅かであり、図１に図示した直方体形状のセグメント１と隔保持部材１２０を用いて更生され、直線部１０ｂ、１０ｄは、セグメント１と同様な直方体形状のセグメントで、周方向長さがセグメント１の約２倍のセグメント２を用いて更生され、また、湾曲部１０ｅ、１０ｆは、端板がセグメント１の端板１０４、１０５と同じで、内面板、側板、内部板が直角に丸みを付けて折り曲げた形状のセグメント４を用いて更生される。

図５は、各種セグメント１〜４を周方向並びに管長方向に連結する工程を一部のセグメントを取り出して説明している。

図５の右側に示したように、上から順にセグメント３、２、２、４、１のそれぞれの端板を合わせ、ボルトとナットを用いて各セグメントを締め付けることによりこれらのセグメントが周方向に連結される。
湾曲部１０ｃは、円弧曲率が大きく、規格の円弧状のセグメント３などでは、更生が困難であるので、図６に図示したように、直方体形状のセグメント１、１間に間隔保持部材１２０を介在させて周方向に連結し、湾曲部１０ｃを更生するようにしている。

図６（ａ）において、２つのセグメント１、１の端板１０４、１０５間に間隔保持部材１２０を挿入し、一方のセグメント１の側板１０４に形成された凹部１０４ｂ、１０４ｅ、凸部１０４ｆを、間隔保持部材１２０の当接面１２０ｂに形成された凸部１２０ｄ、１２０ｇ、凹部１２０ｈに位置合わせするとともに、他方のセグメント１の側板１０５に形成された凸部１０５ｂ、１０５ｅ、凹部１０５ｆを、間隔保持部材１２０の当接面１２０ａに形成された凹部１２０ｃ、１２０ｅ、凸部１２０ｆに位置合わせする。

続いて、図６（ｂ）に図示したように、それぞれ位置合わせされた凸部とそれに対応する凹部を嵌合させ、２つのセグメント１、１の端板１０４、１０５と間隔保持部材１２０の当接面１２０ｂ、１２０ａをそれぞれ当接させる。その状態で、端板１０５の挿通穴１０５ａから間隔保持部材１２０の挿通穴１２０ｉ、端板１０４の挿通穴１０４ａにボルト６を通して反対側のナット７に螺合させ、両セグメント１、１を締め付けることにより両セグメント１、１を周方向に連結する。

図４に示す湾曲部１０ｃの４つのセグメント１は、それぞれその間に間隔保持部材１２０を介在させて連結されるので、図４に拡大して示すように、セグメント１の側板１０２の上側（図４では下側）と湾曲部１０ｃ間の隙間が少なくなり、湾曲部１０ｃの緩やかな円弧に対応した円弧状セグメントを周方向に連結したときに得られるのと同様な効果が得られる。

なお、間隔保持部材１２０の当接面１２０ａと１２０ｂのなす傾斜角αは、既設管の湾曲部の曲率、セグメント１の周方向長さなどで決めるようにする。例えば、湾曲部の曲率が大きく（曲率半径が小さく）湾曲度が大きい場合、あるいはセグメント１の周方向長さが長い場合には、それに応じて当接面１２０ａ、１２０ｂの傾斜を大きくし傾斜角αを大きくする。このようにすることにより、間隔保持部材を介して周方向に連結されたセグメントのなす湾曲を、湾曲部の湾曲により良好に合わせることが可能になる。

このように、周方向に全てのセグメントを連結すると、図５の中央に図示したような周方向に連結されたリング状の管が得られる。そのリング状の管の各セグメントを既に周方向に連結が終わった図５の左に示すリング状の管のセグメントと管長方向に連結する。このような管長方向のセグメントの連結は、特許文献１、２に記載されたように、一方のセグメントに固定されたナットに、他方のセグメントからボルト状の連結具を螺合させ、両セグメントを締め付けることにより行われる。

すべてのセグメントを管長方向に連結し、既設管１０内に更生管を組み立てた後、既設管と更生管間の隙間にグラウトなどの充填材を注入し、固化させ、既設管と更生管からなる複合管を構築して、既設管の更生を終了する。

なお、上述した間隔保持部材は、それを規格のセグメント間に介在させてセグメントを周方向に連結し組み立てられる更生管の管径を拡大させる拡径部材として用いることもできる。

１、２、３、４ セグメント
６ ボルト
７ ナット
１０ 既設管
１０１ 内面板
１０２、１０３ 側板
１０４、１０５ 端板
１０６、１０７ 内部板
１２０ 間隔保持部材

Claims (3)

1. 内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、内面板の管長方向に延びる両端に立設された端板とからなるプラスチックでできた一体成形の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既設管を更生する管更生工法であって、
   前記既設管の湾曲部の更生に、内面板、側板、端板がいずれも矩形の直方体形状のセグメントが複数用いられ、
   前記湾曲部において、前記直方体形状の複数のセグメントが、各セグメントの端板間に間隔保持部材を介在させて周方向に連結されて、該湾曲部の更生が行われ、
   前記間隔保持部材が、直方体形状のセグメントの端板と当接する第１の当接面と、該第１の当接面と反対側にある直方体形状のセグメントの端板と当接する第２の当接面を有し、両当接面は所定の角度をなして交わる傾斜面となっていることを特徴とする管更生工法。
2. 前記間隔保持部材の両当接面がなす傾斜角は、既設管の湾曲部の曲率並びに直方体形状のセグメントの周方向長さに基づいて決められることを特徴とする請求項１に記載の管更生工法。
3. 前記直方体形状のセグメントの端板の内面部側の下方部に、管長方向に全体に渡って延びる凹部と凸部が形成され、前記端板と当接する間隔保持部材の第１あるいは第２の当接面には、該端板に形成された凹部と凸部に嵌合する凸部と凹部が管長方向に全体に渡って形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の管更生工法。

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