JP6557514B2 - 既設管とマンホール側壁の接続部分の耐震化工法と止水構造 - Google Patents

Description

本発明は、下水道管等の既設管の管内に更生管を挿入してライニングしてなる既設管と、マンホール側壁との接続部分を止水して耐震化するための工法と、該工法により施工された止水構造に関する。

図１は、従来のこの種の止水構造を示すもので、その工法は図２に示すように、マンホール１と既設管２との接続部分において、既設管２の周りのマンホール側壁を外周側の一部を残して既設管２及びインバート３の所要部を共にハツッタのち、マンホール内から既設管２の管内に更生管４を挿入してライニングし、更に更生管４のマンホール内への突出部分をマンホール内壁面と面一に切断したのち、更生管外周のマンホール側壁に穿けた孔との空隙に耐震継手５を取付け、ついでインバート３のハツリ部分にモルタルを打設して仕上げていた。図１は施工後の断面構造を示している。

図３は、特許文献１に開示される止水構造の一例を示すもので、既設管７内に更生管８を挿入してライニングしたのち、マンホール９内に突出する更生管８の外周と、マンホール側壁の内側面とを環状の可撓止水材１０によって連結してなるもので、可撓止水材１０は管部１０ａと、フランジ部１０ｂと、管部１０ａとフランジ部１０ｂとの間に設けられる変位吸収部１０ｃを備え、その取付けはフランジ部１０ｂをアンカーボルト１１によりマンホール９の側壁に固定すると共に、管部１０ａを更生管８の管端部に外嵌して、その上からリング状の固定パッド１２で締着して更生管８に固定している。

図４は、特許文献２に開示される止水構造を示すもので、既設管１４内に更生管１５を挿入してライニングしたのち、更生管１５の内周と、マンホール側壁の内側面とを環状の止水部材１６で連結してなるもので、止水部材１６は管部１６ａとフランジ部１６ｂと、管部１６ａとフランジ部１６ｂとの間の蛇腹状をなす伸縮可能部１６ｃを備え、その取付けは、フランジ部１６ｂをアンカー１７によりマンホール１８に固定すると共に、更生管１５の管端から更生管内に挿入される管部１６ａを内側から拡径リング１９により固定している。

特許第５４０５８８３号 特許第５０３６３７０号

特許文献１及び２に開示される工法においては、既設管が取付けられるマンホール側壁や既設管の所要部をハツルはつり作業がない分、狭いマンホール内での作業が軽減されるが、止水材が剥き出しになっているため、変位を吸収する伸縮部にゴミが溜まり易く、また止水材を固定する金属製のアンカーやバンドないしリングが腐食し、止水材の固定が損なわれ易い。

そこで本発明は、止水材をモルタルの打設により被覆して上記の問題を解消しようとするものであるが、モルタルを単に打設して被覆するだけでは、止水材が備える伸縮部の機能が損なわれ、伸縮部が地震時の地殻変動による変位を吸収できなくなる。

本発明は、既設管の管内に更生管を挿入してライニングしてなる既設管の更生管とマンホール側壁とを伸縮部を備えた環状の止水材で連結し、該止水材をモルタルで被覆する工法において、モルタルの被覆により伸縮部の機能が損なわれることがないようにする工法及び該工法により施工された止水構造を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、マンホールの側壁に接続される既設管の管内に更生管を挿入してライニングする第１工程と、マンホール側壁の内側面に当てがわれるフランジ部と、更生管管端部に嵌挿される管状部と、前記フランジ部と管状部間に形成される伸縮部を備えた可撓性を有する止水継手の前記管状部を既設管内にライニングされた更生管のマンホール内への突出部に外嵌すると共に、前記止水継手のフランジ部を第１の止着手段によりマンホール側壁に止着する第２工程と、前記止水継手をモルタルで被覆しても該継手の伸縮部の伸縮が確保できるようにするため、前記更生管の突出部に外嵌された前記管状部の外周に伸縮性に富むバックアップ材を前記管状部の全周にわたり、かつ前記伸縮部に隣接して装着する第３工程と、バックアップ材装着後、止水継手とバックアップ材を覆うようにしてモルタルを打設し、バックアップ材側面を覆うモルタルは薄肉に形成する第４工程とよりなることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明により施工された止水構造に関するもので、マンホールの側壁に接続される既設管の管内に挿入してライニングされる更生管と、該更生管のマンホール内への突出部に外嵌される管状部と、マンホール側壁の内側面に当てがわれるフランジ部と、前記管状部とフランジ部間に形成される伸縮部を備えた止水継手と、該止水継手のフランジ部とマンホール側壁とを止着する第１の止着手段と、前記止水継手をモルタルで被覆しても該継手の伸縮部の伸縮を確保することのできるようにするため、マンホール内に突出する更生管の突出部に外嵌された止水継手の管状部の外周に、その全周にわたって前記伸縮部に隣接して装着される、伸縮性に富むバックアップ材と、止水継手とバックアップ材を覆って打設されるモルタルとよりなり、バックアップ材側面を覆うモルタルは薄肉をなすことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第１の止着手段は接着剤又は両面粘着シート等の接着手段であることを特徴とし、
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明において、前記止水継手の管状部と、マンホール内に突出する更生管の突出部を止着する第２の止着手段が設けられ、該第２の止着手段は管状部を外周から締付け固定する締付バンドであることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項２ないし４のいずれかに係る発明において、前記止水継手の管状部と、前記更生管の突出部との間に水膨張性のスポンジを介在させたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項２ないし５のいずれかに係る発明において、前記止水継手のモルタルで被覆されるフランジ部には、強度上必要とされるモルタルの厚みに相当する高さの突起が前記フランジ部周縁の周方向に適当間隔で側方に突出形成されることを特徴とする。

請求項１及び２に係る発明によると、止水継手やバックアップ材をモルタルで覆い、モルタル表面を滑らかに仕上げることでゴミ等の付着を防止することができ、仮に第１の止着手段に金属製のアンカーを用いたとしてもモルタルで被覆することでアンカーの腐食を防ぐことができる。また地震時に地殻変動が起きたときには、バックアップ材側面のモルタルの薄肉部が壊れることによりバックアップ材の伸縮と共に止水継手の伸縮部が伸縮し、バックアップ材を設けたことで止水継手をモルタルで被覆しても伸縮部の伸縮を確保することができ、伸縮部の伸縮に支障を来たすことがない。

請求項３に係る発明によると、第１の止着手段に接着剤や両面粘着シート等の接着手段を用いたことにより、マンホールにアンカーで固定する場合のようなマンホールへのアンカー差込孔を形成する作業やアンカー取付作業が不要となり、止水継手の取付けが容易になる。そのうえ、接着剤や両面粘着シート等の接着手段はモルタルで保護され、下水等により剥離するおそれをなくすことができるため、フランジ部をマンホール側壁に固定するのにアンカーに代えて前記接着手段を用いることができるようになり、また万一マンホール側壁とモルタルとの間より下水等が浸入するようなことがあったとしても、前記接着手段で止水することができる。

止水継手の管状部は更生管の突出部に密嵌状態で挿入することもできなくはないが、その挿入作業は容易でない。この点、請求項４に係る発明のように、締付バンドで管状部を外周から締付けて固定させるようにすれば、管状部を更生管突出部に遊嵌してから締付バンドで固定できるようになり、管状部と更生管突出部との間に例えば止水材を介在させて止水を行うことも容易にできる。

請求項５に係る発明によると、管状部と更生管との間に入り込んだ下水等でスポンジが膨張し、止水機能を確実に果たすことができるようになる。

止水継手の伸縮部は地震時の揺れによりバックアップ材と共に伸縮し、この伸縮はバックアップ材側面を覆う薄肉のモルタルを壊して行われるが、止水継手のフランジ部を覆うモルタルが地震時の揺れにより壊れ、フランジ部先端が露出し、或いはフランジ部端に達するクラックが形成されると、マンホール側壁とフランジ部との間より下水等が浸入するおそれがあり、この対策のためにフランジ部を覆うモルタルには強度上一定の厚みが必要とされる。フランジ部を覆うモルタル層は、厚みを厚くすることにより強度も増すが、モルタル層の厚みを厚くするのは、材料及び手間が嵩み、コスト高を招く。この点、請求項６に係る発明のように、フランジ部周縁に突設される突起をメルクマールとして該突起をモルタルで被覆するようにすれば、モルタル層を必要以上に厚くすることなく、フランジ部周縁でのモルタルの必要強度を確保することができる。また突起がフランジ部の周縁にリング状に設けられれば、メルクマールが周方向に途切れることなく連続して形成され、モルタル打設時に必要厚みのモルタル仕上げを行うのが容易となるが、突起の内外周のモルタルが突起で縁切りされるために突起外周側のモルタルが地震時の揺れにより壊れ易くなる。この点突起が周方向に適当間隔で設けられ、突起の内外周のモルタルが突起を除いて繋がり、一体化されているため、突起外周側のモルタルも強度が確保される。

施工後の既設管とマンホール側壁の接続部分を示す断面図。 はつり工程後の既設管とマンホール側壁との接続部分を示す断面図。 止水構造の従来例を示す断面図。 止水構造の別の例を示す断面図。 本実施形態の第１工程終了後の断面図。 本実施形態の第２及び第３工程の断面図。 本実施形態の施工後の断面図。 図７のＡ−Ａ線断面図。 地震の横揺れにより既設管がマンホールより引き抜かれた状態を示す断面図。 地震により既設管の軸線がθ傾いた状態を示す断面図。 止水継手の別の態様の正面図。 同部分断面側面図。 同継手を用いた施工後の断面図。 図１３の要部拡大断面図。

以下、本発明の実施形態について図面により説明する。
先ず第１工程において、図５に示されるようにマンホール２１のインバート２２をエアハンマー等の工具を用いて所要量ハツッテおく。次にマンホール内からマンホール２１の側壁に固定される下水道管等の既設管２３の管端より塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂性チューブを窄ませ、湾曲断面にした状態で挿入したのち、チューブ内に高温のエア又はスチームを通して加熱し、断面円形に膨らませて既設管内周面に密着させ、ライニングして更生管２４とする。この更生管２４はマンホール内に適当量突出させ、突出部２４ａとしている。前述するインバート２２のハツリは、更生管２４をライニングしたのちに行うことも可能である。

第２工程においては、更生管２４の突出部２４ａの周りのマンホール側壁の内側面に接着剤を塗布する。次に前記更生管２４の突出部２４ａに差込まれる管状部２６ａと、前記マンホール側壁の内側面に接着して固着されるフランジ部２６ｂと、これら両者の間に位置して管状部２６ａと同心円状をなして設けられる、凸状に屈曲した伸縮部２６ｃを備え、フランジ部２６ｂの両側面には、その全周に剥離紙を添付した接着剤層２７を設け、かつ管状部２６ａの内周面全周に水膨張のスポンジ２８を接着した筒状の止水継手２６を用い、管状部２６ａを前記更生管２４の突出部２４ａに挿入し外嵌する。この挿入に前後してマンホール内壁側の前記接着剤層表面の剥離紙を引き剥がす。なお、フランジ部２６ｂの両側面に設けられる接着剤層２７のうち、マンホール側壁に接着される接着剤層２７は、前記下地に塗布される接着剤と共に第１の止着手段を構成する。

剥離紙を引き剥がしたのち、止水継手２６のフランジ部２６ｂを接着剤を塗布した前記下地に当てがい、木槌等の工具を用いてフランジ部２６ｂを叩き、接着剤層を接着面に押し付け、接着する。次に管状部２６ａの外周から第２の止着手段としての締付バンド２９を嵌め込むか、或いは巻き付け、該バンド２９の締め込みにより管状部２６ａを更生管２４の突出部２４ａに水膨張性のスポンジ２８を介して締着する。

この第２工程で用いられる止水継手２６において、フランジ部２６ｂはマンホール内壁に接着剤及び接着剤層２７にて接着されているが、例えば図３及び図４に示すようなアンカーを用いて固着することもできる。

前記伸縮部２６ｃは、ゴム製又は熱可塑性樹脂製の筒状の止水継手２６の周縁の全周に設けられており、図示する実施形態の断面図においては径方向に１箇所設けられているが、径方向に適当間隔をおいて複数個所設けてもよい。前記伸縮部２６ｃはまた、フランジ部側に設けるのではなく、管状部側に該管状部２６ａに続けて設けてもよいが、好ましくは図示するようにフランジ部側にフランジ部２６ｂに続いて設けられる。伸縮部２６ｃをフランジ部側に設けることにより、地震時の上下方向の地殻変動に対しては上下に伸縮して対応できるようになり、また横揺れにも伸縮して対応可能となる。なお、前記止水継手２６を形成する材質のゴムとは例えばＥＰＤＭ、ＮＲ、ＣＲなどのゴム材料であり、熱可塑性樹脂とは、例えば熱可塑性エラストマーや塩化ビニルと言ったゴム様弾性体のことである。

第３工程においては、ゴム又は樹脂製のスポンジよりなる伸縮性に富むリング状のバックアップ材３０を前記締付けバンド２９に被せて管状部２６ａの外周面に密嵌状態で装着する。

このリング状をなすバックアップ材３０は、止水継手２６を後述するモルタルで被覆しても前記伸縮部２６ｃの伸縮が確保できるようにするために設けられるもので、管状部２６ａに装着した状態で外径が止水継手２６の伸縮部２６ｃの外径と同程度とされ、該伸縮部２６ｃに側面より当てて管状部２６ａに装着したとき、該伸縮部２６ｃの側面を覆うようにしてある。バックアップ材３０の外径は伸縮部２６ｃの外径より大で、伸縮部２６ｃより径方向に突出していてもよいし、後述のモルタルで被覆した状態で伸縮部２６ｃの伸縮が確保される範囲内であれば、伸縮部２６ｃの外径より小さく、伸縮部２６ｃより径方向に引っ込んでいてもよい。

図６には、前記第２工程及び第３工程終了後の断面構造が示されている。
この第３工程で用いられるバックアップ材３０はまた、前述する例ではリング状のものを用いているが、テープ状のものを用いて管状部２６ａの外周に巻き付け、一周させて切断し、両端を突き合わせて、接着又は連結具を用いてエンドレスに連結するようにしてもよい。

バックアップ材取付後の第４工程においては、前記更生管２４の突出部２４ａをバックアップ材側面からモルタル塗り代を残してサンダー或いはその他の切断手段を用いて裁断する。裁断後、フランジ部２６ｂのマンホール内側の接着剤層に貼付される剥離紙を剥がし、ついで更生管２４の突出部２４ａの周りの止水継手２６及びバックアップ材３０の全体を覆うようにしてモルタル３１を打設し、表面を均して仕上げる（図７）。モルタル３１は、バックアップ材側面においては突出部２４ａの端面と面一になる程度まで前記塗り代分塗り込められ、バックアップ材側面のモルタルは塗り代分の厚みである薄肉部３１ａとなる。図８は図７のＡ−Ａ線での断面を示すもので、図示するようにモルタル仕上げが突出部端面と面一となるようにして行われることにより、マンホール内の下水等が矢印で示すように継手部分で滞ることなく更生管２４をライニングした既設管２３内に流入するようになる。

モルタル打設後、前述したインバート２２のハツリ部分にモルタルを打設し埋め戻す。埋め戻されたインバート表面には図示していないが、既設管２３に通じ、かつインバートに残る略半円形断面の流路に続く流路が復元して形成される。

図９は、地震時の揺れにより地殻が横方向に変位し、既設管２３が更生管２４と共に図の矢印方向に引き抜かれた状態を示すもので、引き抜きに伴い止水継手２６は管状部２６ａから引きずり込まれ、引き込み量は凸状に屈曲する伸縮部２６ｃが取り崩されて伸びることにより補填される。

図１０は、地震時の揺れにより既設管２３が更生管２４と共に角度θ傾いた状態を示すもので、傾きにより圧縮された側ではモルタル３１の薄肉部３１ａが壊れ、壊れた箇所の伸縮部２６ｃがバックアップ材３０と共に縮み、反対側の引張られる側の伸縮部２６ｃはバックアップ材３０と共に伸びた状態となる。図示する例では、伸びる側のモルタル３１の薄肉部３１ａは壊れないで残っているが、壊れても問題はない。

なお、フランジ部２６ｂを覆うモルタルは厚肉で強固であり、図９及び図１０のいずれの状態になっても、地震時における既設管２３や更生管２４の動きにより壊れることがなく、そのため止水継手２６が守られて、しっかりとマンホール２１に固着された状態を維持する。また地震時の揺れを許容する伸縮部２６ｃは柔軟なバックアップ材３０で覆われ、該バックアップ材を覆うモルタルは薄肉部３１ａとなっているため、地震時の揺れにより薄肉部３１ａが容易に壊れ、これにより伸縮部２６ｃに変形が集中して他への影響が和らぐようになる。

以上のように前記工程で施工された図５及び図６に示す止水構造によると、止水継手２６は全体がモルタル３１で被覆され、ゴミ等が付着することがないうえ、フランジ部２６ｂをマンホール内壁に止着するための第１の止着手段として接着剤を用いて接着しても、接着剤に下水等が接触して接着機能が損なわれる、といった問題を生じにくく止着状態を長期間維持することができ、フランジ部２６ｂの止着がアンカーを用いて行われるのに比べ、簡易に行うことができる。フランジ部２６ｂとモルタル３１は同様に接着剤層によって接着されており、これによりモルタル３１の剥離離脱を生じにくくする。止水継手やバックアップ材３０を被覆するモルタル３１は、表面が滑らかに仕上げられるため、下水が澱むことなくスムースに既設管内に流入するようになり、また地震時の揺れによりモルタル３１の薄肉部３１ａが容易に壊れ、壊れると同時にバックアップ材３０の径方向の伸縮と共に止水継手２６の伸縮部２６ｃの伸縮が行われ、フランジ部２６ｂがモルタル３１で被覆されていてもバックアップ材３０の存在により伸縮部２６ｃの伸縮が確保され、伸縮に支障を生じさせることがない。また管状部２６ａと更生管２４の突出部２４ａとの間には水膨張性のスポンジ２８を介在させることにより、管状部２６ａと突出部２４ａとの間より下水が侵入してもスポンジ２８が膨張することにより管状部２６ａと突出部２４ａとの間の止水を維持することができる。

図１１は別の例の止水継手３４を示すものであり、図１２は図１１に示す止水継手３４の部分断面側面図で、この止水継手３４は前記実施形態の止水継手２６において、フランジ部２６ｂの周縁に突起、好ましくは図示するように先の尖ったピン状の突起３５を周方向に一定間隔で環状部２６ａと同軸に側方に突設してなるもので、図示する例において、突起３５は周方向に一定間隔で４５°ごとに形成されているが、より密に或いは疎に一定間隔でなく適当間隔で形成してもよい。また各突起３５は、外接円がフランジ部２６ｂの外径と一致して形成されているが、フランジ部２６ｂの周端面に該周端面より側方に突出させて各突起３５の内接円がフランジ部２６の外径と一致するように形成してもよいし、フランジ部２６ｂの周端面より中心側に形成し、各突起３５の外接円がフランジ部２６ｂの外径より小さくなるように形成してもよい。先の尖ったピン状とするには、円錐状だけでなく三角錐のような多角錐であってもよい。突起３５はまた、先端に向かって細くなっていなくてもよく、例えば柱状であってもよい。なお突起３５は止水継手３４のフランジ部２６ｂに好ましくは一体成形されるが、別途に成形してフランジ部２６ｂに粘着テープや接着剤などの一般的な接着手段により固着してもよい。

この止水継手３４を用いた止水構造の施工は、前記実施形態と同様にして行われ、前記実施形態と異なるのは、第４工程における、モルタル仕上げが前記実施形態では図７に示すように、バックアップ材側面の薄肉部３１ａの延長上に該薄肉部３１ａと面一となる程度までフランジ部２６ｂを覆って行われているのに対し、止水継手３４を用いた実施形態では、図１３、更には図１４に詳細に示されるように、モルタル仕上げを薄肉部３１ａからマンホール側壁まで突起３５の尖端をメルクマールとして突起３５の尖端が隠れる程度まで、或いは突起尖端と面一になるように傾斜させて行うため、図１４の実線から一点鎖線（図７に示すモルタル被覆量に相当する）に至るまでの量のモルタル量が削減され少なくなっている。モルタル量は少なくなってもフランジ部２６ｂ端では、突起３５の高さ分、モルタル３１の厚みが確保され、しかも突起３５の無い箇所で内外周のモルタルは一体で連結しているため、フランジ端での必要強度が確保され、地震時の揺れにより突起外周側のモルタル３１が壊れて離脱し、これによりフランジ部端が露出し、マンホール側壁とフランジ部２６ｂとの間より下水が浸入するのを防止することができる。

２１・・マンホール
２２・・インバート
２３・・既設管
２４ａ・・突出部
２６、３４・・止水継手
２６ａ・・管状部
２６ｂ・・フランジ部
２６ｃ・・伸縮部
２７・・接着剤層
２８・・スポンジ
２９・・締付バンド
３０・・バックアップ材
３１・・モルタル
３５・・突起

Claims (6)

1. 既設管と、マンホール側壁との接続部分を止水して耐震化するための工法であって、マンホール２１の側壁に接続される既設管２３の管内に更生管２４を挿入してライニングする第１工程と、マンホール側壁の内側面に当てがわれるフランジ部２６ｂと、更生管管端部に嵌挿される管状部２６ａと、前記フランジ部２６ｂと管状部２６ａ間に形成される伸縮部２６ｃを備えた可撓性を有する止水継手２６の前記管状部２６ａを既設管内にライニングされた更生管２４のマンホール内への突出部２４ａに外嵌すると共に、前記止水継手２６のフランジ部２６ｂを第１の止着手段によりマンホール側壁に止着する第２工程と、前記止水継手２６をモルタル３１で被覆しても該継手２６の伸縮部２６ｃの伸縮が確保できるようにするため、前記更生管２４の突出部２４ａに外嵌された前記管状部２６ａの外周に伸縮性に富むバックアップ材３０を前記管状部２６ａの全周にわたり、かつ前記伸縮部２６ｃに隣接して装着する第３工程と、バックアップ材装着後、止水継手２６とバックアップ材３０を覆うようにしてモルタル３１を打設し、バックアップ材側面を覆うモルタル３１は薄肉に形成する第４工程とよりなることを特徴とする耐震化工法。
2. 請求項１記載の耐震化工法で実施された既設管と、マンホール側壁との接続部分における止水構造であって、マンホール２１の側壁に接続される既設管２３の管内に挿入してライニングされる更生管２４と、該更生管２４のマンホール内への突出部２４ａに外嵌される管状部２６ａと、マンホール内壁に当てがわれるフランジ部２６ｂと、前記管状部２６ａとフランジ部２６ｂ間に形成される伸縮部２６ｃを備えた止水継手２６と、該止水継手２６のフランジ部２６ｂとマンホール側壁とを止着する第１の止着手段と、更生管２４の突出部２４ａに外嵌された止水継手２６の管状部外周に、その全周にわたって前記伸縮部２６ｃに隣接して装着され、前記止水継手２６をモルタル３１で被覆しても該継手２６の伸縮部２６ｃの伸縮を確保することのできる伸縮性に富むバックアップ材３０と、止水継手２６とバックアップ材３０を覆って打設されるモルタル３１とよりなり、該モルタル３１はバックアップ材３０の側面とは薄肉をなすことを特徴とする止水構造。
3. 前記第１の止着手段は接着剤２７又は両面粘着シートの接着手段であることを特徴とする請求項２記載の止水構造。
4. 前記止水継手２６の管状部２６ａと、マンホール内に突出する更生管２４の突出部２４ａを止着する第２の止着手段が設けられ、該第２の止着手段は管状部２６ａを外周から締付け固定する締付バンド２９であることを特徴とする請求項２又は３記載の止水構造。
5. 前記止水継手２６の管状部２６ａと、前記更生管２４の突出部２４ａとの間に水膨張性のスポンジ２８を介在させたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかの請求項に記載の止水構造。
6. 前記止水継手３４のモルタルで被覆されるフランジ部２６ｂには、強度上必要とされるモルタル３１の厚みに相当する高さの突起３５が前記フランジ部周縁の周方向に適当間隔で側方に突出形成されることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかの請求項に記載の止水構造。