JP6555957B2 - 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てなるセグメントを、周方向並びに管長方向に連結して既設管内に更生管を敷設する管更生工法に関する。

地中に埋設された下水管等の大口径既設管が老朽化した場合、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管路を補修する補修工法が実用化されている。このような工法では、上述したようなセグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立て、該管ユニットを連結部材を介して管長方向に連結し管路内に更生管を組み立てている。既設管内に更生管を組み立てた後、既設管と更生管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。

このような工法で、既設管と更生管間に充填材を注入するとき、更生管はプラスチック材からなることから比重が充填材より小さく、充填材上に浮いてしまう。これを防止するために、更生管を所定長さ（例えば１ｍ位）組み立てる毎に、既設管と更生管の間に、下記特許文献１に記載のようなスペーサーを挿入し、更生管を下方に押し付け、更生管の位置調整を行って充填材を注入するようにしている。

特開２００５−２６５０７０号公報

スペーサーは、更生管と既設管間に押し込み突っ張った状態にして設置しているので、設置状態が良好でないと、スペーサーが落下したり、位置がずれたりして、更生管の位置調整を良好に行うことができない、という問題があった。また、スペーサーを各所に適正に設置することは作業工数を増加させることになる、という問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、更生管の位置調整用スペーサーが落下したり、あるいは位置ずれを起こすことなく、既設管の更生を行うことができる管更生工法を提供することを課題とする。

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、側板の内側で内面板の上面に立設された内部板を複数有し、各内部板の管長方向の板厚がそれぞれ等しいセグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に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、
セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てる工程と、
前記管ユニットを組み立てる前、あるいは管ユニットを組み立てた後に、既設管と更生管の間に挿入される更生管の位置調整用スペーサーをスペーサー保持部材を用いてセグメントに取り付ける工程と、
管ユニットを所定長さ管長方向に連結する毎に、前記スペーサーを取り付けたセグメントの管ユニットを連結済みの管ユニットに連結する工程と、
前記各スペーサーにより更生管を既設管に対して位置決めする工程と、
更生管を既設管内に敷設した後、更生管と既設管の間に充填材を注入する工程と、を備え、
前記スペーサー保持部材は、セグメントの内部板の延びる方向に内部板の板厚と同じ幅の溝を有し、該溝内に内部板を圧入することによりセグメントに取り付けられ、
前記スペーサーは管長方向に延びる側壁を両側に有し、また前記スペーサー保持部材は、該側壁と同じ厚さの溝を両側に有し、該両側の溝内にスペーサーの側壁を圧入することによりスペーサーがスペーサー保持部材に保持されることを特徴とする。

本発明によれば、更生管の位置調整用スペーサーは、スペーサー保持部材を介してセグメントに取り付けられるので、更生工事中に、スペーサーが落下したり、あるいは位置ずれを起こすことはなく、更生管が既設管に対して適切に位置決めされ、既設管と更生管間に充填材を確実に注入することが可能になる。

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。 既設管内に更生管を敷設する状態を示す説明図である。 既設管内に組み立てられた更生管を示す斜視図である。 更生管の外周と既設管の内壁面の隙間に充填材を注入する様子を示す断面図である。 （ａ）はスペーサーを構成する第１のクサビ状部材の構造を示す斜視図、（ｂ）はスペーサーを構成する第２のクサビ状部材の下面側の斜視図である。 スペーサーを用いて更生管の外周と既設管の内壁面の隙間を調整する状態を示した説明図である。 （ａ）はスペーサー保持部材６０の斜視図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその正面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその側面図である。 スペーサーをセグメントに取り付ける状態を示した説明図である。 セグメントに取り付けられたスペーサー保持部材の斜視図である。 セグメントに取り付けられたスペーサーの斜視図である。 図１２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 スペーサーにより更生管の位置を調整する状態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等の大口径の既設管を更生あるいは修復するのに適している。本実施例では、更生管は、管長方向に直交する断面形状が円形として説明されるが、矩形等円形以外の形状の更生管にも本発明を適用できることは勿論である。更に、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、凹字形等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。

図１には、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６等分する６０度の円弧状に湾曲した形状となっている。ただし、セグメントは円弧形ないし扇形に限定されず、既設管の断面形状、あるいはその大きさ、あるいは既設管の補修箇所に応じて、直方体あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた形等にすることもできる。

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、本実施例では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、内部板１０６、１０７の管長方向板厚はそれぞれ等しくなっている。

側板１０２、１０３には、セグメント１を管長方向に連結するためにボルトとして構成された連結部材１１及びナット１２（図３）を通すための円形の挿通穴１０２ａ、１０３ａが周方向に等間隔に複数形成される。内部板１０６にも、連結部材１１を通すための円形の挿通穴１０６ａが等間隔に複数形成され、内部板１０７には、連結部材が挿入できる切り欠き１０７ａが等間隔に複数形成される。これらの挿通穴１０２ａ、挿通穴１０３ａ、挿通穴１０６ａ、並びに切り欠き１０７ａは、それぞれ周方向の位置が一致している。

端板１０４、１０５は、側板１０２と側板１０３の間に配置される部材で、端板１０４、１０５には、セグメント１を周方向に連結するボルト等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。

内面板１０１、側板１０２、１０３、端板１０４、１０５、内部板１０６、１０７は、何れも透明、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。

セグメントはその端板１０５と他のセグメントの端板１０４を当接させ、ボルト６とナット７を側板１０２と１０３に形成された作業穴１０２ｂ、１０３ｂを介して挿入し、ボルト６、ナット７を螺合させることにより周方向に連結させることができる（図３）。

セグメント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管ユニット１０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（好ましくは等分）したときに得られる部材に相当する。

なお、図３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等の補強構造は、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の各セグメントは、図３に示したように、管長方向に延びる連結部材１１とナット１２を用いて他の管ユニットのセグメントと連結され、管ユニット１０が順次管長方向に連結される。

セグメントを管長方向に連結する際には、セグメントの一方側の側板に複数の金属製ナット１２がボルト１３を用いて固定される。ナット１２の管長方向の長さは、側板１０２と内部板１０６の間隔より長く、側板１０２からはみ出て他のセグメントの側板１０３の厚さと同等あるいはそれ以上となっている。連結部材１１は、一端にナット１２と螺合するネジ部１１ａが形成され、他端につば１４ａを有する頭部１４が固定された金属製のボルトとして構成される。

図３に示したように、セグメント１ｂにセグメント１ａを連結する場合、セグメント１ｂの側板１０２からはみ出ているナット１２を、セグメント１ａの側板１０３の穴１０３ａに通過させ、両セグメント１ａ，１ｂの側板１０３、１０２を突き合わせる。続いて、連結部材１１を、セグメント１ａの側板１０２の挿通穴１０２ａ、内部板１０６の挿通穴１０６ａ、内部板１０７の切り欠き１０７ａに通し、ネジ部１１ａをセグメント１ｂに固定されているナット１２にねじ込む。これにより、連結部材１１とナット１２が連結される。その後、頭部１４のつば１４ａがセグメント１ａの最左端の内部板１０６に圧接するまで連結部材１１をナット１２にねじ込み、両セグメント１ａ、１ｂをボルト締めして固定する。

このようにして、管ユニットのセグメントを、他の管ユニットのセグメントと管長方向に連結することにより、管ユニットを管長方向に任意の長さに連結することができる。

このように構成されたセグメント１を用いて既設管を更生するために、まず、図４に示すように、マンホール２０を介して既設管２１内にセグメント１を搬入し、セグメントを周方向に順次連結して管ユニット１０を組み立てる。続いて、管ユニット１０を、図３に示す方法で、連結部材１１とナット１２を用いて順次管長方向に連結し、既設管２１内に更生管４０を敷設する。既設管２１と更生管４０間には、グラウトなどの充填材３０が注入され、充填材３０が硬化した後には、図５に示したような、既設管２１、充填材３０、更生管４０からなる複合管が構築される。

上述した更生工事において、更生管４０が既設管２１内に敷設された後、図６に示したように、セグメント１に注入孔４１ａが穿孔され、この注入孔４１ａを介して注入ホース４１を用いて充填材３０が更生管４０と既設管２１間の隙間に注入される。このとき、更生管４０の位置調整を行うために、更生管４０と既設管２１間にスペーサー５０が設置される。

スペーサー５０は、図７（ａ）に上面側を示す第１のクサビ状部材５１と図７（ｂ）に下面側を示す第２のクサビ状部材５２を図８に示すように上下に重ねて構成される。なお、スペーサー５０の高さが不足である場合には、スペーサー５０全体の高さを高くするために、かさ上げ部材５３が用いられる。

このようなスペーサー５０は、特許文献１に記載されたものと同様であり、第１のクサビ状部材５１には、中央部に溝５１ａが形成され、その底部には多数の歯５１ｂが傾斜線方向に沿って例えば数ｍｍ程度の短い所定ピッチで鋸歯状に形成されている。また、溝５１ａと両側の側壁５１ｅ、５１ｆ間には６個の長穴５１ｃが形成される。

第２のクサビ状部材５２には、溝５１ａと嵌合する凸部５２ａとそれに続く弾性変形片５２ｂが形成される。弾性変形片５２ｂの下面には複数（図７（ｂ）の例では２つ）の歯５２ｃが第１のクサビ状部材５１の歯５１ｂのピッチの整数倍の大きなピッチ（例えば１０〜２０ｍｍ程度）で形成されている。また、歯５１ｂと５２ｃは、それぞれ傾斜面と垂直面を有する鋸歯状であり、傾斜面同士が係合すると移動できるが、垂直面が係合すると移動できなくなる、いわゆる一方向クラッチとなるような歯面となっている。また、凸部５２ａと両側の側壁間には、長穴５１ｃと位置が合う６個の長穴５２ｄが形成される。

第１と第２のクサビ状部材５１、５２は逆クサビ形状となっているので、第１のクサビ状部材の溝５１ａに第２のクサビ状部材５２の凸部５２ａを嵌合させて重ねると、図８（ａ）、（ｂ）に示したように、それぞれの底面５１ｄと上面５２ｅは平行になる。

また第２のクサビ状部材５２をＡ方向に押すと、歯５１ｂ，５２ｃは傾斜面が係合してＡ方向には移動するが、逆方向には垂直面が係合して移動が阻止される。それにより、第２のクサビ状部材５２をＡ方向に押すことにより、両部材の高さをＨ１〜Ｈ２のように小さなピッチで段階的に増大させることができる。また弾性変形片５２ｂは弾性変形するので、それを持ち上げると、歯５１ｂと５２ｃの係合がはずれるので、第２のクサビ状部材５２をＡ方向とは逆方向に移動させることができる。

このようなスペーサー５０の設置状態が良好でないと、スペーサー５０が落下したり、位置がずれたりして、更生管の位置調整を良好に行うことができない。そこで、本実施例では、図９に示したような、スペーサー保持部材６０が設けられる。図９において、（ａ）はスペーサー保持部材６０の斜視図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその正面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその側面図である。

スペーサー保持部材６０は直方体形状のプラスチックからなるブロック部材で、管長方向（前後方向）に平面６０ａ、６０ｂを有し、その下方で中央部に幅ｔ１の溝６０ｃが周方向（左右方向）全長に渡って形成される。溝６０ｃの幅ｔ１は、セグメント１の側板１０２、１０３、内部板１０６、１０７の各板厚と同じ値に設定される。このような設定により、図１１に図示したように、スペーサー保持部材６０の溝６０ｃに、例えば内部板１０７を圧入することによりスペーサー保持部材６０を内部板１０７に取り付けることができる。圧入を容易にするために、スペーサー保持部材６０の圧入端部には傾斜面が形成される。

また、スペーサー保持部材６０の左右方向の両端部には、幅ｔ２の溝６０ｄ、６０ｅが形成される。溝６０ｄ、６０ｅの幅ｔ２は、第１のクサビ状部材の側壁５１ｅ、５１ｆの壁厚と同じ値に設定され、スペーサー保持部材６０の溝６０ｄ、６０ｅの外側面間の距離ｔ３は、スペーサー５０の第１のクサビ状部材５１の横幅に等しく設定される。このような設定により、第１のクサビ状部材５１は、図１２、図１３に示したように、スペーサー保持部材６０の溝６０ｄ、６０ｅ内に圧入することができる。圧入を容易にするために、溝６０ｄ、６０ｅの圧入端部には傾斜面が形成される。

このような構成において、管ユニット１０を組み立てるときに、図１１に図示したように、スペーサー保持部材６０を、例えばセグメントの内部板１０７に取り付ける。この取り付けは、スペーサー保持部材６０の溝６０ｃにセグメントの内部板１０７を圧入することにより行われる。内部板１０７は湾曲しているので、取り付けたときその湾曲面１０７ｂは溝６０ｃから僅かに上方に突出する。

このようなスペーサー保持部材６０は、スペーサー５０の設置数に応じて内部板１０７に複数個取り付ける。なお、スペーサー保持部材６０は、他方の内部板１０７、内部板１０６あるいは側板１０２に取り付けるようにしてもよい。

スペーサー保持部材６０を内部板１０７に取り付けた後に、図１２に図示したように、スペーサー５０の第１のクサビ状部材５１をスペーサー保持部材６０に保持する。この保持は、第１のクサビ状部材５１の側壁５１ｅ、５１ｆをスペーサー保持部材６０の溝６０ｄ、６０ｅ内に圧入することにより行われる。なお、第１のクサビ状部材５１のセグメントへの取り付けは、図１４に示したように、第１のクサビ状部材５１の下方に突出する突起５１ｇが内部板１０６の外側面と係合するように、行われる。

第１のクサビ状部材５１のスペーサー保持部材６０への保持は、セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てる前に、あるいは管ユニットを組み立てた後に行われる。管ユニットを所定長さ（例えば１ｍ位）連結する毎に、上述した第１のクサビ状部材５１とスペーサー保持部材６０を取り付けた管ユニット１０を、第１のクサビ状部材５１が上方の位置にくるように、連結する。この状態が図１４に図示されている。第２のクサビ状部材５２の凸部５２ａを第１のクサビ状部材５１の溝５１ａに嵌合させて、第２のクサビ状部材５２をＡ方向に押圧することにより、スペーサー５０の高さが増大し、第２のクサビ状部材５２の上面５２ｅが既設管２１の内面に押圧され、その反力により更生管４０が下方に押圧されて既設管２１の底部に当接し更生管の位置決めが行われる。このような更生管の位置調整は、管ユニットを所定長さ（例えば１ｍ位）連結する毎に行われ、更生管４０が既設管２１の更生すべき全長に渡って敷設された後には、すべての管ユニット１０が既設管２１の底部に当接した状態になっている。

なお、本実施例において、スペーサー保持部材６０に直接保持されるのは、第１のクサビ状部材５１であるが、第２のクサビ状部材５２が第１のクサビ状部材５１から外れて落下しないように、第２のクサビ状部材５２の凸部５２ａを第１のクサビ状部材５１の溝５１ａに嵌合させることができる場合には、第１のクサビ状部材５１をスペーサー保持部材６０に取り付けた後、両部材５１、５２を嵌合させてスペーサー保持部材６０に保持することができる。このように、本実施例では、スペーサー保持部材６０に保持されるスペーサーはスペーサーの一部（第１のクサビ状部材５１）あるいは全体（第１のクサビ状部材５１と第２のクサビ状部材５２）を意味する。

このようにすべての管ユニット１０を管長方向に連結し、更生管４０が既設管２１の更生すべき全長に渡って敷設された後、図６に示したように、セグメント１に注入孔４１ａが穿孔され、この注入孔４１ａを介して注入ホース４１を用いて充填材３０が更生管４０と既設管２１間の隙間に注入される。このように、更生管４０はスペーサー５０により下方に押圧されて既設管２１の底部に当接しているので、更生管４０は、注入された充填材３０上に浮かぶことなく、既設管２１内に適切に位置決めされており、充填材３０が硬化した後には、図５に示したような、既設管２１、充填材３０、更生管４０からなる堅固な複合管が構築される。

上述した実施例では、スペーサー保持部材をセグメントに取り付けてからスペーサーをスペーサー保持部材に取り付けたが、スペーサーをスペーサー保持部材に取り付けた後、スペーサーを取り付けたスペーサー保持部材をセグメントに取り付けるようにしてもよい。

このように、スペーサーは、スペーサー保持部材を介してセグメントに取り付けられるので、更生工事中に、スペーサーが落下したり、あるいは位置ずれを起こすことはなく、更生管が既設管に対して適切に位置決めされ、既設管と更生管間に充填材を確実に注入することができる。

１ セグメント
１０ 管ユニット
２１ 既設管
３０ 充填材
４０ 更生管
５０ スペーサー
５１ 第１のクサビ状部材
５２ 第２のクサビ状部材
６０ スペーサー保持部材

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、側板の内側で内面板の上面に立設された内部板を複数有し、各内部板の管長方向の板厚がそれぞれ等しいセグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に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、
   セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てる工程と、
   前記管ユニットを組み立てる前、あるいは管ユニットを組み立てた後に、既設管と更生管の間に挿入される更生管の位置調整用スペーサーをスペーサー保持部材を用いてセグメントに取り付ける工程と、
   管ユニットを所定長さ管長方向に連結する毎に、前記スペーサーを取り付けたセグメントの管ユニットを連結済みの管ユニットに連結する工程と、
   前記各スペーサーにより更生管を既設管に対して位置決めする工程と、
   更生管を既設管内に敷設した後、更生管と既設管の間に充填材を注入する工程と、を備え、
   前記スペーサー保持部材は、セグメントの内部板の延びる方向に内部板の板厚と同じ幅の溝を有し、該溝内に内部板を圧入することによりセグメントに取り付けられ、
   前記スペーサーは管長方向に延びる側壁を両側に有し、また前記スペーサー保持部材は、該側壁と同じ厚さの溝を両側に有し、該両側の溝内にスペーサーの側壁を圧入することによりスペーサーがスペーサー保持部材に保持されることを特徴とする管更生工法。
2. スペーサー保持部材をセグメントに取り付けてからスペーサーをスペーサー保持部材に保持することを特徴とする請求項１に記載の管更生工法。
3. 前記スペーサーをスペーサー保持部材に保持した後、スペーサーを保持したスペーサー保持部材をセグメントに取り付けることを特徴とする請求項１に記載の管更生工法。

Images