JP6523835B2 - Renewal method of existing pipe - Google Patents
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Description
本発明は、人孔に接続する既設管の更生方法に関する。 The present invention relates to a method of renovating an existing pipe connected to a human hole.
地中に埋設された下水道管等の既設管に補修が必要となった場合、ライニング材を用いて既設管の内面を被覆することにより管路を更生する工法が広く行われている。既設管には、その内径よりも小径に形成された熱可塑性樹脂製のライニング材を挿入した後、ライニング材を加熱して軟化させ、加圧して拡径させる。これにより、ライニング材を既設管の内面に密着させて平滑な管路を形成する(例えば、特許文献1、2等参照)。
When it is necessary to repair an existing pipe such as a sewer pipe buried in the ground, a construction method is widely used to rehabilitate the pipe by covering the inner surface of the existing pipe with a lining material. After inserting a thermoplastic resin lining material formed to a smaller diameter than the inner diameter into the existing pipe, the lining material is heated and softened, and the diameter is increased by pressure. As a result, the lining material is brought into intimate contact with the inner surface of the existing pipe to form a smooth pipe path (see, for example,
従来の更生方法では、図8に例示するように、加熱されたライニング材9は、加圧されて既設管7の内面に沿うように膨張し、その後、空気や水を利用して冷却される。冷却作業の後には、図10に示すように、ライニング材9を既設管7の管口近傍で切断し、管口端縁部の仕上げ処理を行う。例えば、既設管7と人孔8との接続部において、ライニング材9の管口と人孔8との接続部分に、モルタルまたはエポキシ系充填剤等の仕上材91を巻立て、ライニング材9と人孔8との一体化を図る。
In the conventional rehabilitating method, as illustrated in FIG. 8, the heated
この種のライニング材9には、拡径後に、線膨張の分だけ収縮しようとする力が発生する。しかし、図9に示すように、ライニング材9は既設管7に密着していることにより、既設管7との間に生じる摩擦力が抵抗となって収縮できず、その力が残留応力としてライニング材9に蓄えられる。
In the
このため、人孔8とライニング材9とを仕上材91によって接続一体化しても、供用後に発生した振動や地盤変動等によっては、ライニング材9が徐々に収縮し、図11に示すように、仕上材91とライニング材9との間に亀裂や隙間を生じるおそれがあった。
For this reason, even if the
本発明はこのような問題にかんがみてなされたものであり、ライニング材に生じる残留応力を低減し、更生後の管路および人孔と管路との接続部に不具合が発生するのを防止し得る既設管の更生方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of these problems, and reduces the residual stress generated in the lining material, and prevents the occurrence of a failure in the pipeline and the connection between the human hole and the pipeline after the rehabilitation. The present invention provides a method of reworking existing pipes to be obtained.
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、地中に埋設され人孔に接続する既設管に、この既設管の内径よりも小さい外径に成形した熱可塑性樹脂製のライニング材を挿入して拡径し、既設管の内面を被覆する既設管の更生方法を前提とする。本発明では、既設管の更生方法として、既設管の内径と同等以下の内径である円筒空洞部を有する規制部材を、予め既設管と人孔との接続口に密接させて、既設管と同軸上に配設し、ライニング材を、既設管から前記規制部材を挿通させて人孔まで配置し、ライニング材の端部を前記規制部材の人孔側端部から延出させた状態で、ライニング材を拡径および冷却した後、前記規制部材を除去し、ライニング材に対して軸方向の圧縮荷重を負荷する負荷工程を経て、ライニング材の端部を既設管と人孔との接続口に固定する構成としている。 The solution means of the present invention for achieving the above-mentioned purpose is a thermoplastic resin lining material which is formed in an existing pipe which is buried in the ground and connected to a human hole and which has an outer diameter smaller than the inner diameter of the existing pipe. It is premised on a method of reworking an existing pipe which is inserted and diameter-expanded and covers the inner surface of the existing pipe. In the present invention, as a method of renovating the existing pipe, a regulation member having a cylindrical hollow portion having an inner diameter equal to or less than the inner diameter of the existing pipe is brought into close contact with the connection port between the existing pipe and the human hole in advance. The lining material is disposed on the existing pipe, and the regulating member is inserted through the existing pipe to the human hole, and the end of the lining material is extended from the human hole end of the regulating member. After the material is expanded and cooled, the restriction member is removed, and an axial compression load is applied to the lining material, and the end of the lining material is connected to the connection between the existing pipe and the human hole. It is supposed to be fixed.
この特定事項によって、ライニング材は軸方向に押圧されてライニング材の収縮方向に負荷がかかるので、ライニング材に生じる残留応力を低減することができる。そのため、更生後の管路でのライニング材の残留応力の影響を小さくすることができ、長期間にわたり良好に管路を使用することが可能となる。 By this particular matter, the lining material is pressed in the axial direction and a load is applied in the contraction direction of the lining material, so that the residual stress generated in the lining material can be reduced. Therefore, the influence of the residual stress of the lining material in the pipeline after rebirth can be reduced, and it becomes possible to use the pipeline well over a long period of time.
前記既設管の更生方法において、負荷工程の前には、ライニング材を外気温以下の温度まで冷却することが好ましい。 In the method of rehabilitating the existing pipe, it is preferable to cool the lining material to a temperature lower than the ambient temperature before the loading step.
これにより、前記負荷工程の後はライニング材の残留応力を増加させないようにすることができ、負荷工程での残留応力の低減作用をより一層高めることができる。 Thus, the residual stress of the lining material can be prevented from increasing after the loading step, and the reduction effect of the residual stress in the loading step can be further enhanced.
また、ライニング材の外周面に、ライニング材の外周面よりも摩擦抵抗の小さいシート材または滑り材を備えさせることが好ましい。 Moreover, it is preferable to equip the outer peripheral surface of the lining material with a sheet material or a sliding material having a smaller frictional resistance than the outer peripheral surface of the lining material.
これにより、負荷工程における軸方向の圧縮荷重をより効果的にライニング材に作用させることができる。 Thus, the axial compressive load in the loading step can be applied to the lining material more effectively.
また、前記負荷工程では、既設管と人孔との接続口より人孔側に延出したライニング材の両端部に、それぞれ圧縮荷重を負荷することが好ましい。 Further, in the loading step, it is preferable to apply a compressive load to both end portions of the lining material extended from the connection port between the existing pipe and the human hole to the human hole side.
これによっても、負荷工程における軸方向の圧縮荷重をより効果的にライニング材に作用させることができ、残留応力の低減作用を高めることができる。 Also in this case, the axial compressive load in the loading step can be applied to the lining material more effectively, and the reduction effect of the residual stress can be enhanced.
本発明によれば、ライニング材の残留応力を低減させて、長期間にわたり良好な状態の更生管路を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to reduce the residual stress of lining material and to provide the rehabilitated pipeline of a good state over a long period of time.
以下、本発明の実施の形態に係る既設管の更生方法について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a method of rehabilitating an existing pipe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明は、地中に埋設されて人孔8に接続されている既設管7を、ライニング材1を用いて更生するものである。ライニング材1は、既設管7の内径よりも小さい外径に成形された熱可塑性樹脂製の筒状部材であり、既設管7に挿入されて拡径され、既設管7の内面を被覆するものとなる。
According to the present invention, the existing
管路の更生は、更生対象の既設管7の上流端および下流端に位置する人孔8を利用して行う。図1に示すように、あらかじめ人孔8の底部(インバート部)をはつり、規制部材2を配置するための凹部81を設ける。次いで、人孔8と既設管7との接続部に、規制部材2を配設する。
Renewal of the pipeline is performed using
規制部材2は、中心部に貫通する円筒空洞部21を備えており、円筒空洞部21の内径は、既設管7の内径と同等以下の内径とされている。この規制部材2を、既設管7と人孔8との接続口に密接させ、既設管7と同軸上に配設する。規制部材2は、金属製または合成樹脂製であり、既設管7の上流端と下流端の両方に配設されることが好ましい。規制部材2は、繊維織布層を有するホース等の筒状部材であってもよい。
The regulating
次いで、ライニング材1を、上流または下流の一方の人孔8を通して既設管7内へ挿入し、既設管7から規制部材2を挿通させて、図示しない他方の人孔8まで配置する。例えば、ライニング材1の引込み方向の先端部に、先端開口を閉止する端部部材を装着した後、牽引材等を連結して、一方の人孔8から他方の人孔8へとライニング材1を牽引する。
Next, the
ライニング材1は、ポリ塩化ビニル樹脂や高密度ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂材からなり、円筒状に成形されている。さらに、ライニング材1は偏平形状または長手方向に沿って凹溝を有する形状に変形され、縮小した断面形状に成形されている。このライニング材1を既設管7に挿入する前には、ライニング材1を内面から加熱することが好ましく、その断面形状を既設管7の内径よりも小径の略楕円形に回復させる。また、この加熱により、ライニング材1に、既設管7に挿入しやすい程度の柔軟性を付与する。加熱する場合には、ライニング材1を密封状態に閉止する端部部材3(図2参照)を装着してライニング材1の内部を加熱する。
The
既設管7と人孔8との接続部では、図1に示すように、ライニング材1の端部を、人孔8内に露出させた規制部材2の端部から、人孔8内へ延出させた状態で配置する。なお、規制部材2は、あらかじめ既設管7と人孔8との接続部に配設するに限らず、ライニング材1を既設管7に配設した後、既設管7の管口から延出するライニング材1の端部に、人孔8側から規制部材2を外装させて配設するようにしてもよい。
At the connection portion between the existing
既設管7および規制部材2にわたってライニング材1を挿入したならば、図2に示すように、ライニング材1を密封状態に閉止する端部部材3を端部に装着し、または先工程で装着した状態のまま、端部部材3に媒体導入管を接続する。図示しない地上の蒸気発生加圧機から媒体導入管を通して、ライニング材1の内部に水蒸気などの加熱媒体を供給する。これにより、ライニング材1を加熱する。
If the
ライニング材1は加熱されて形状記憶温度に達すると、元の円筒状に形状回復する。ライニング材1が形状回復すれば、加熱を終了する。次いで、蒸気発生加圧機から媒体導入管を通してライニング材1に高圧空気を供給する。これにより、ライニング材1を加圧して、径方向に膨張させる。拡径したライニング材1は、図2に示すように、既設管7の内面の内面に密着する。ライニング材1の端部は、人孔8内に配設した規制部材2によって外径が規制された状態で拡径し、規制部材2(円筒空洞部21:図1)の内面に密着する。また、規制部材2の端部から延出するライニング材1の部分は、規制部材2による外径規制を伴わないことから、規制部材2の内径以上に膨らむ。
When the
ライニング材1を拡径させるために高圧空気をライニング材1へと供給し、その後も引き続き供給することで、ライニング材1を高圧空気によって冷却することができる(冷却作業)。ライニング材1は、既設管7の内面に密着した状態で硬化し、その形状が保持される。既設管7の内面はライニング材1によって被覆された状態となる。ライニング材1の端部の膨らんだ部分は、図3に示すように、冷却作業の終了後に切断して除去する。
The
その後、図4に示すように、ライニング材1の端部に外装されている規制部材2を、ライニング材1の外面から取り外す。ライニング材1の端部から規制部材2を軸方向に引き抜くことで、規制部材2を取り外すことができる。なお、詳細には図示しないが、ライニング材1の外径規制のために、二つ割りされた規制部材を用いてもよい。二つ割りの規制部材を用いる場合は、二つ割りされた規制部材を各別に既設管7の端部に挿着した後、テープやバンド等で結束して一体に固定する。ライニング材1の拡径後は、規制部材の結束を外し、規制部材をライニング材1から容易に取り外すことができる。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the regulating
ライニング材1の冷却期間中、ライニング材1は時間とともに僅かに収縮するが、既設管7との摩擦抵抗により完全には収縮できずに残留応力が発生する。これに対して、実施形態に係る更生方法では、ライニング材1に軸方向の圧縮荷重を負荷する(負荷工程)。この負荷工程では、既設管7と人孔8との接続口より、人孔8側に延出したライニング材1に、軸方向の圧縮荷重を負荷する。
During the cooling period of the
図5に示すように、人孔8の底部には、ライニング材1を軸方向に押圧する油圧ジャッキ等の作動体4を設置する。例えば、既設管7から延出したライニング材1の管口に、この管口を塞ぐ支持板41を設け、支持板41に対して作動体4の一端を固定する。同じ人孔8に接続する他方の既設管7の接続口には、箱状または板状の反力部材42をその手前側に設置し、この反力部材42に作動体4の他端を固定する。そして、作動体4を既設管7の管軸方向に伸張させることで、ライニング材1に軸方向の圧縮荷重を負荷する。
As shown in FIG. 5, at the bottom of the
これによって、ライニング材1に生じた残留応力の低減化を図る。ライニング材1に対する圧縮荷重の負荷は、ライニング材1の両方の端部から行うことが好ましい。
By this, the residual stress generated in the
負荷工程では、ライニング材1に生じる圧縮応力を荷重検知器(ロードセル)にて測定しながら、圧縮応力が所定の範囲となるように負荷荷重を管理する。この場合、ライニング材1の圧縮応力は、ライニング材1に座屈が起こらない応力を上限とし、延長5m分のライニング材1と既設管7との間の周面摩擦抵抗応力を下限として、負荷荷重を管理することが望ましい。ライニング材1の周面摩擦抵抗応力については、測定試験を実施してあらかじめ確認し、ライニング材1に圧縮荷重を負荷する際の目安とする。
In the loading step, while measuring the compressive stress generated in the
実施例として、更生対象管路に施工した、口径が150mmで配管延長が20mであるライニング材1に対して、軸方向の圧縮荷重8.5MPa(20kN)を負荷した(負荷工程)。
As an example, a compressive load of 8.5 MPa (20 kN) in the axial direction was applied to the
この場合、延長5m分のライニング材1の周面摩擦抵抗力は6.13MPaであったので、負荷した圧縮荷重は前記設定範囲内の大きさである。ライニング材1の最大残留応力は、負荷工程の前後で、18.3MPaから5.9MPaに低下したことが確認された。
In this case, since the circumferential friction resistance of the
すなわち、ライニング材1の残留応力は、負荷工程の前後で、12.4MPa低下しており、荷重負荷前のライニング材1に対して約68%も低下し、大幅な残留応力の改善が認められた。既設管7の管路途中に、取付管が設けられていた場合であっても、かかる負荷工程により、低下幅はやや小さくなるものの残留応力の改善は同様に認められた。したがって、ライニング材1の拡径後に負荷工程を実施することで、ライニング材1に生じた残留応力を大幅に低減できることが確認された。
That is, the residual stress of the
なお、既設管7にライニング材1を挿入する前に、予めライニング材1の外周面に、ライニング材1の外周面よりも摩擦抵抗の小さいシート材または滑り材を備えさせてもよい。これにより、負荷工程における軸方向の圧縮荷重をより効果的にライニング材1に作用させることができる。
Before the
負荷工程を経て、ライニング材1の残留応力を低減させたならば、図6に示すように、人孔8内に延出しているライニング材1の部分を、既設管7と人孔8との接続口の近傍で切断し、除去する。また、人孔8の底部に形成した凹部81を埋め戻す。
After the residual stress of the
次いで、図7に示すように、仕上材82を用いて、切断後のライニング材1の端部を、既設管7の管口および人孔8の内面に接続し、管口の仕上げ処理を行う。これにより、既設管7のライニング施工が完了し、既設管7が更生される。
Next, as shown in FIG. 7, using the finishing
以上のように、本発明に係る既設管の更生方法によれば、既設管7の内面に施工したライニング材1の残留応力を低減させた上で、ライニング材1を施工することができる。その結果、更生管路の供用後において亀裂や破損等の発生を防ぐことができ、長期的に良好なライニング状態を維持することが可能となる。
As mentioned above, according to the rehabilitating method of the existing pipe concerning the present invention, after reducing the residual stress of
本発明は、人孔に接続する埋設管路の更生に好適に利用可能である。 The present invention is suitably applicable to the rehabilitation of buried pipelines connected to human holes.
1 ライニング材
2 規制部材
21 円筒空洞部
3 端部部材
4 作動体
41 支持板
42 反力部材
7 既設管
8 人孔
81 凹部
82 仕上材
Claims (4)
既設管の内径と同等以下の内径である円筒空洞部を有する規制部材を、既設管と人孔との接続口に密接させて、既設管と同軸上に配設し、
ライニング材を、既設管から前記規制部材を挿通させて人孔まで配置し、ライニング材の端部を前記規制部材の人孔側端部から延出させた状態で、ライニング材を拡径および冷却し、
前記規制部材を除去した後、ライニング材に軸方向の圧縮荷重を負荷する負荷工程を経て、ライニング材の端部を既設管と人孔との接続口に接続することを特徴とする既設管の更生方法。 A method of reworking an existing pipe in which a thermoplastic resin lining material molded to an outer diameter smaller than the inner diameter of the existing pipe is inserted into the underground existing pipe connected to the human hole and the inner surface of the existing pipe is covered with the lining material And
A restriction member having a cylindrical hollow portion having an inner diameter equal to or less than the inner diameter of the existing pipe is disposed coaxially with the existing pipe, closely contacting the connection port between the existing pipe and the human hole,
The lining material is inserted through the existing pipe and disposed to the human hole, and the lining material is expanded in diameter and cooled with the end of the lining material extended from the human hole end of the regulating member. And
After removing the restriction member, an end portion of the lining material is connected to a connection port between the existing pipe and the human hole through a loading step of applying an axial compressive load to the lining material. How to rehabilitate.
前記負荷工程の前に、ライニング材を外気温以下の温度まで冷却することを特徴とする既設管の更生方法。 In the rehabilitation method of the existing pipe according to claim 1,
Before the loading step, the lining material is cooled to a temperature equal to or lower than the ambient temperature.
予めライニング材の外周面に、ライニング材の外周面よりも摩擦抵抗の小さいシート材または滑り材を備えさせることを特徴とする既設管の更生方法。 In the rehabilitation method of the existing pipe according to claim 1 or 2,
A sheet material or a sliding material having a smaller frictional resistance than the outer peripheral surface of the lining material is provided in advance on the outer peripheral surface of the lining material.
前記負荷工程では、既設管と人孔との接続口より人孔側に延出したライニング材の両端部に、それぞれ圧縮荷重を負荷することを特徴とする既設管の更生方法。 In the rehabilitation method of the existing pipe according to any one of claims 1 to 3,
In the loading step, a compressive load is applied to both end portions of the lining material extended from the connection port between the existing pipe and the human hole to the human hole side.
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