JP6725350B2 - 既設管更生方法 - Google Patents

Description

本発明は、マンホールに接続された既設管の更生方法に関する。

下水道等では、離間したマンホール間を地中に埋設された下水管で接続している。この既設の下水管（以下、既設管という）が老朽化して亀裂が生じると下水が地中に漏れたり、地下水が侵入する等の不都合が生じる。そこで、老朽化した既設管の内側に更生管をライニングすることにより、既設管を更生している。

上記ライニングについて簡単に説明する。断面円形の記憶形状を有する樹脂製の更生管を断面オメガ形状に潰して上記既設管に通し、この更生管に加熱蒸気を供給して断面円形に戻すとともに圧縮空気により拡径することにより、更生管を既設管の内側にライニングする。

既設管の損傷が激しい場合には、既設管の内面の凹凸に更生管が完全に追従できず、更生管と既設管との間に隙間が生じることがある。そのため、既設管の亀裂等から侵入した地下水が上記隙間に入り込み、更生管に沿って流れてマンホールに流れ込んでしまう。このマンホールへの地下水の流れ込みを防ぐために、既設管の管端と更生管との間を全周にわたって止水材で封止している。
しかし、更生管は連続して長く延びており、温度の変化に伴う伸縮量が大きいため、上記止水材を破壊することがあり、地下水の流れ込みを確実に防止することができない。

特許文献１の図６には、更生管を既設管にライニングした後で、ウレタンやセメントミルク等の充填剤を、更生管の端部周壁に形成した穴から更生管と既設管との間の隙間に注入して、この隙間の通路を遮断する方法が開示されている。
特許文献２の段落０００３には、従来技術として次のような止水方法が開示されている。すなわち、ガラスマットにエポキシ樹脂を含浸させた止水材を既設管の端部内側に貼り付けておき、ライニング工程での更生管の拡径により、上記止水材を更生管と既設管との間で挟み、これにより更生管と既設管との間の隙間の通路を遮断する。

特開２０１５−１８６８９８号公報 特開２００４−６９０５３号公報

特許文献１の方法では、更生管の端部周壁に形成された穴を介して充填剤を注入するが、その作業を更生管の端部内の狭いスペースで行わなければならず、作業性が悪い。
特許文献２の方法では、ライニング工程での更生管の熱により、エポキシ樹脂が劣化してしまう。

上記課題を解決するために、本発明は、既設管更生方法において、既設管の内側に樹脂製更生管をその拡径を伴ってライニングするライニング工程と、上記ライニング工程の後で、上記既設管の管端から、上記既設管の端部と上記更生管との間の隙間に接着樹脂を注入する樹脂注入工程と、を備えたことを特徴とする。
上記方法によれば、既設管の管端からの接着樹脂を注入するので、この注入作業を広いスペースで行え、作業性が良い。
充填された接着樹脂は、既設管の端部と上記更生管との間の隙間の通路を遮断するので、止水機能を発揮することができ、既設管の亀裂等から入り込んだ水が上記隙間を経て既設管の管端から流出するのを防止することができる。また、接着樹脂が既設管の端部と更生管の端部を接着固定するので、更生管の温度変化に伴う伸縮を禁じることができる。

好ましくは、上記ライニング工程の後で、上記既設管の管端と上記更生管との間を全周にわたり止水材で封止する封止工程と、上記止水材に、上記既設管の管端に達するとともに上記既設管と上記更生管の間の隙間の端に連なる差し込み穴を形成する穴形成工程と、をさらに備え、上記樹脂注入工程では、上記差し込み穴に注入ノズルを差し込み、この注入ノズルを介して、上記接着樹脂を上記既設管の端部と上記更生管の間の隙間に注入する。
上記方法によれば、既設管の管端に形成した止水材により接着樹脂が既設管の管端から漏れ出るのを防止でき、確実に接着樹脂を既設管と更生管の間の隙間に注入することができる。また、接着樹脂と止水材とが協働して止水するので、既設管の亀裂等から入り込んだ水が上記隙間を経て既設管の管端から流出するのを確実に防止することができる。更生管は既設管で伸縮を抑制されるので、止水材の破壊を防止することができる。

好ましくは、上記既設管の内周には、上記既設管の管端から所定距離にわたって軸方向に延びるガイド溝が形成されており、このガイド溝により、上記注入ノズルから注入された上記接着樹脂を奥に向かって案内する。
上記方法によれば、ガイド溝により接着樹脂を円滑かつ確実に既設管と更生管の間の隙間に注入することができる。

好ましくは、上記ライニング工程に先立ち、上記既設管内に上記既設管の管端から軸方向に沿ってチューブの端部を設置するチューブ設置工程を備え、上記ライニング工程において上記更生管を拡径することにより、上記既設管と上記更生管との間に上記チューブの端部を挟み、上記樹脂注入工程では、上記チューブを介して、上記接着樹脂を上記既設管の端部と上記更生管の間の隙間に注入する。
上記方法によれば、チューブを用いることにより、接着樹脂の注入作業の作業性を向上させることができる。

好ましくは、上記チューブ設置工程において、上記既設管内において、上記チューブの片側または両側に上記チューブに沿って延びるスペーサを設置し、上記ライニング工程において上記更生管を拡径することにより、上記既設管と上記更生管との間に、上記チューブの端部とその片側または両側に配置された上記スペーサを挟む。
上記方法によれば、チューブにより更生管内面に形成される筋状の凸部をなだらかにして更生管の他の内面領域に連ねることができる。また、チューブが柔軟である場合には、更生管の拡径時にこのチューブの潰れを防いでチューブの内部通路を確保することができる。

好ましくは、上記樹脂注入工程において、上記接着樹脂を上記チューブの先端開口から吐出する。

好ましくは、上記チューブの端部周壁において径方向に対峙する一対の壁部分には、吐出口が形成されており、上記樹脂注入工程において、上記接着樹脂を上記チューブの上記吐出口から周方向に吐出する。
上記方法によれば、接着樹脂を円滑かつ確実に既設管と更生管の間の隙間に注入することができる。

好ましくは、上記ライニング工程の後、上記樹脂注入工程の前または後で、上記既設管の管端と上記更生管との間を全周にわたり止水材で封止する封止工程を実行する。
上記方法によれば、接着樹脂と止水材とが協働して止水するので、既設管の亀裂等から入り込んだ水が上記隙間を経て既設管の管端から流出するのを確実に防止することができる。更生管は既設管で伸縮を抑制されるので、止水材の破壊を防止することができる。

本発明によれば、既設管と更生管への接着樹脂の注入作業を作業性良く行うことができ、この接着樹脂で止水と更生管の伸縮抑制の役割を担うことができる。

既設管更生方法の前半工程を順を追って説明する縦断面図で、（Ａ）は既設管がマンホールに接続されている状態を示し、（Ｂ）は更生管を既設管の内側にライニングした状態を示し、（Ｃ）は止水材を既設管の基端に形成した状態を示す。 図１（Ｃ）と同じ状態の縦断面図であり、更生管と止水材を断面にせず側視して示す。 既設管に更生管をライニングする工程を示す横断面図であり、（Ａ）は、断面オメガ形状の更生管を既設管に挿入した状態を示し、（Ｂ）は更生管を拡径して既設管の内側にライニングした状態を示す。 本発明の第１実施形態をなす既設管更生方法の後半工程を示す拡大縦断面図であり、上記止水材に差し込み穴を形成した状態を示す。 同第１実施形態において、上記差し込み穴に注入ノズルを差し込んだ状態を示す拡大縦断面図である。 同第１実施形態において、上記注入ノズルから注入された接着樹脂が既設管と更生管との間に充填されている状態を示す拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態を示す図４相当図である。 本発明の第３実施形態を示す拡大縦断面図であり、チューブの端部を既設管の端部内周に設置した状態を示す。 同第３実施形態において、上記チューブを設置したまま更生管をライニングした状態を示す拡大縦断面図である。 本発明の第４実施形態を示す要部拡大縦断面図である。 本発明の第５実施形態で用いられるチューブを示す側面図である。 同第５実施形態において、チューブの吐出口から既設管と更生管の隙間へと接着樹脂を注入している状態を示す要部拡大横断面図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る既設管更生方法について図１〜図６を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は下水道のマンホール１と、このマンホール１に一端が接続され長期使用により劣化した下水管１０（以下、既設管という）を示す。既設管１０はマンホール１の周壁２を貫通している。既設管１０の管端１１は、周壁２の内周と略一致した位置にある。この管端１１の内周において最も低い部分は、マンホール１の底板３の上面と略同じ高さに位置している。既設管１０の他端も他のマンホール１に同様にして接続されている。

既設管１０の更生方法の前半部分を図１〜３を参照しながら説明する。
ライニング工程
上記既設管１０の内側に更生管２０をライニングする工程である。
更生管２０は、形状記憶機能を有する塩化ビニル樹脂からなる。図３（Ａ）に示すように、断面オメガ形状に潰された状態の更生管２０を、一方のマンホール１から他方のマンホール１まで、既設管１０の全長にわたって挿通する。更生管２０の両端部は、既設管１０の管端１１から突出させる。

上記更生管２０の一端から他端に高温蒸気を流し、更生管２０を形状記憶された断面円形に戻し、さらに圧縮空気を供給して拡径することにより、図３（Ｂ）に示すように、既設管１０の内側に更生管２０をライニングする。
なお、更生管２０の既設管１０の管端１１から突出した端部は、所定長さを残して切断する。これにより、図１（Ｂ）に示すように、更生管２０は突出端部２１を有する。

封止工程
次に、図１（Ｃ）、図２に示すように、既設管１０の管端１１と更生管２０の間を全周にわたって止水材３０で封止する。止水材３０は、例えば速乾エポキシ樹脂や急結モルタルからなるパテからなる。
上記止水材３０は、更生管２０の突出端部２１の拡径部の外周と既設管１０の管端１１の端面との間に形成された部分３１と、更生管２０の突出端部２１の最下位部分の端面とマンホール１の底板３の上面との間に形成された部分３２と、これら部分３１，３２を連ねるようにして底板３の上面と突出端部２１の側部との間に形成された部分３３とを有している。

上述した更生方法の前半工程は、公知である。一般的にはこの前半工程で既設管１０の更生は終了する。本実施形態では、さらに下記の後半工程を実行する。
穴形成工程
図４に示すように、ドリル等を用いて止水材３０又は既設管１０の管口部分に差し込み穴３５を形成する。この差し込み穴３５の内端は、既設管１０と更生管２０の隙間４０の端に連なっている。この隙間４０は、１ｍｍ以下、例えば０．８ｍｍ程度である。図では、理解を容易にするために、隙間４０を全周にわたって均一に示しているが、実際には更生管２０は既設管１０の管底に接するか接近しているため、隙間４０は管底で小さく管頂で大きくなっている。

樹脂注入工程
次に、図５に示すように、上記止水材３０の差し込み穴３５に、注入装置５０の注入ノズル５１を差し込み、ポンプ５２により、チューブ５３および注入ノズル５１を介して、接着樹脂６０（図６にのみ示す）を既設管１０の管端１１から既設管１０と更生管２０の隙間４０に注入する。接着樹脂６０としては、耐水性、耐久性に優れ、低粘度で湿潤接着性の良い高強度なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリマーセメント等が用いられる。エポキシ樹脂の場合、ひび割れ注入工法用エポキシ樹脂、土木補修用エポキシ樹脂、土木用注入エポキシ樹脂等が用いられる。なお、ポンプ５２は足踏み式や手動式でもよいし、モータ駆動でもよい。
なお、樹脂注入工程は、ライニング工程から２４時間以上経過してから実行するのが好ましい。ライニング工程で発生した熱の影響を回避するためである。

上記樹脂注入工程において、止水材３０により既設管１０の管端１１と更生管２０との間が全周にわたって封止されているため、接着樹脂６０は外部に漏れることなく隙間４０の全周にわたって注入される。さらに樹脂注入を円滑に行なうために、上記注入ノズルと差し込み穴３５の開口周縁との間を止水材で塞いでもよい。

図６に示すように、接着樹脂６０が上記隙間４０に所定量充填された時に、上記樹脂注入を終了する。隙間４０における接着樹脂６０が充填されている部位の軸方向長さＬ（既設管１０の管端１１からの軸方向長さ）は、更生管２０の直径の１〜２倍程度にするのが好ましい。例えば、更生管２０の直径が２５ｃｍの場合には、軸方向長さＬは２５ｃｍ〜５０ｃｍである。接着樹脂６０の常温硬化により、既設管１０の端部と更生管２０の端部が接着固定される。
最後に、差し込み穴３５を止水材で塞いで既設管１０の更生が終了する。後述するように、止水材３０による止水の負担が著しく軽減される場合には、差し込み穴３５は塞がなくてもよい。

上記更生方法によれば、既設管１０の端部と更生管２０の端部との間の隙間４０に接着樹脂６０が充填されており、この接着樹脂６０は止水と接着の役割を担うことができる。
まず、止水機能について説明する。接着樹脂６０は既設管１０と更生管２０の隙間２０に実質的に全周にわたり充填されているので、隙間２０の通路を遮断できる。そのため、既設管１０の亀裂から隙間４０に侵入し更生管２０に沿って流れてきた地下水を、せき止め、マンホール１への流れ込みを防止することができる。本実施形態では、さらに既設管１０の管端に止水材３０が形成されているので、より確実に止水することができる。

次に、接着樹脂６０の接着機能について説明する。上述したように既設管１０の端部と更生管２０の端部とが接着樹脂６０により接着固定されているので、更生管２０は既設管１０に拘束されていて熱膨張、熱収縮を禁じられている。そのため、更生管２０の伸縮による止水材３０の破壊を防止することができる。

次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。これら実施形態において、先行する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。

図７に示す第２実施形態では、ライニング工程前に、既設管１０の内面にその管端１１から奥に向かって軸方向に延びるガイド溝１５を形成する。
差し込み口３５は上記ガイド溝１５と周方向位置が一致しており、両者は連なっている。第１実施形態と同様にして注入ノズル５１を差し込み穴３５に差し込んで接着樹脂６０を注入すると、接着樹脂６０はガイド溝１５内を軸方向に流れるとともに、ガイド溝１５の周方向両側から隙間４０に充填される。そのため、接着樹脂６０の充填をより円滑に行なうことができる。

図８、図９に示す第３実施形態では、接着樹脂６０の注入に樹脂製のチューブ７０が用いられる。このチューブ７０は例えば外径６ｍｍ、内径４ｍｍである。以下、詳述する。
チューブ設置工程
図８に示すように、チューブ７０の端部を既設管１０の端部に挿入し、例えば接着テープで内周面に仮止めしておく。なお、チューブ７０の端部を接着テープを用いずに単に既設管１０に挿入しておくだけでもよい。このチューブ１０の挿入長さは、充填される接着樹脂６０の管端１１からの軸方向長さＬ（図６）の半分程度とする。チューブ１０は複数本を並列に設置してもよい。

ライニング工程
次に図９に示すように、更生管２０のライニングを実行する。これにより、チューブ７０の端部は、既設管１０と更生管２０の間に挟持され、その先端開口は既設管１０と更生管２０の間の隙間４０に連なる。

樹脂注入工程
次に、上記チューブ７０にポンプから接着樹脂を供給すると、接着樹脂はチューブ７０を通り、その先端開口から吐出され、上記隙間４０に充填される。先端開口から吐出された接着樹脂の一部は既設管１０の管端１１に向かっても流れる。これにより、第１、第２実施形態と同様に、接着樹脂は管端１１から所定長さにわたって充填される。本実施形態では、接着樹脂の充填領域は管端１１から離れていてもよい。

止水材３０による封止工程は、ライニング工程の後、樹脂注入工程の前後のいずれで実行してもよいし、場合によっては止水材３０を形成しなくてもよい。

図１０に示す第４実施形態では、ライニング工程に先立ち、チューブ７０とともにその両側にスペーサ８０を設置する。このスペーサ８０は断面楔形状をなし、チューブ７０の端部に沿って延びている。スペーサ８０の長さはチューブ７０の既設管１０への挿入長さと略同じである。

ライニング工程において更生管２０が拡径されることにより、スペーサ８０はチューブ７０とともに既設管１０と更生管２０との間に挟持される。楔状のスペーサ８０がチューブ７０に配置されるため、チューブ８０により更生管２０内面に形成される筋状の凸部２５をなだらかにして更生管２０の他の内面領域に連ねることができる。チューブ７０が柔軟である場合には、更生管の拡径時にこのチューブ７０の潰れを防いでチューブ７０の内部通路を確保することができる。
他の工程は第３実施形態と同様である。なお、チューブ７０が柔軟である場合には、樹脂注入工程の後でチューブ７０を抜いてもよい。この場合、スペーサ８０によりスライドできる空間を確保することができる。
更生管２０の凸部２５をなだらかにする目的でスペーサを用いる場合、スペーサを小径のチューブで更生してもよい。
スペーサ７０はチューブ７０の片側だけに設置してもよい。

図１１、図１２に示す第５実施形態では、接着樹脂６０の注入にチューブ７０’を用いる点を除いて他は第３実施形態と同様である。チューブ７０’の端部には径方向に対峙する一対の壁部分に軸方向に間隔をおいて多数の吐出口７１が形成されている。樹脂注入工程において、チューブ７０’に供給された接着樹脂は、先端開口からも吐出されるが、両側の吐出口７１からも吐出されて周方向に流れる。そのため、既設管１０と更生管２０の間の隙間４０に接着樹脂を迅速かつ円滑に充填することができる。
なお、第５実施形態でもスペーサを用いることができるが、このスペーサには接着樹脂の周方向の流れを許容する通路を形成する必要がある。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
第３〜第５実施形態において、チューブは管頂に設置したが管底に設置してもよい。
第１〜第５実施形態において、樹脂注入箇所は１つであったが、周方向に離れた複数箇所から注入してもよい。
例えば、既設管はマンホールの底板の上面から離れていてもよい。この場合、更生管の突出端部と既設管の管端との間に、止水材が全周にわたって形成される。
例えば、既設管は下水管のみならずケーブル保護管等であってもよい。

本発明は、下水道等の既設管を更生する方法に適用することができる。

１０ 既設管
１１ 管端
１５ ガイド溝
２０ 更生管
３０ 止水材
４０ 隙間
５１ 注入ノズル
６０ 接着樹脂
７０，７０’ チューブ
７１ 吐出口
８０ スペーサ

Claims (8)

1. 既設管の内側に樹脂製更生管をその拡径を伴ってライニングするとともに、上記更生管の端部を上記既設管の管端から突出させるライニング工程と、
   上記ライニング工程の後で、上記既設管の管端から突出する上記更生管の端部外周に止水材を配することにより、上記既設管の管端と上記更生管との間を全周にわたり上記止水材で封止する封止工程と、
   上記止水材に、上記既設管の管端に達するとともに上記既設管と上記更生管の間の隙間の端に連なる差し込み穴を形成する穴形成工程と、
   上記差し込み穴に注入ノズルを差し込み、この注入ノズルを介して、接着樹脂を上記既設管の端部と上記更生管の間の隙間に注入する樹脂注入工程と、
   を備えたことを特徴とする既設管更生方法。
2. 上記穴形成工程において、ドリルにより上記止水材に上記差し込み穴を形成することを特徴とする請求項１に記載の既設管構成方法。
3. 上記既設管の内周には、上記既設管の管端から所定距離にわたって軸方向に延びるガイド溝が形成されており、このガイド溝により、上記注入ノズルから注入された上記接着樹脂を奥に向かって案内することを特徴とする請求項１または２に記載の既設管更生方法。
4. 既設管内に上記既設管の管端から軸方向に沿ってチューブの端部を設置するチューブ設置工程と、
   上記チューブ設置工程の後で、上記既設管の内側に樹脂製更生管をその拡径を伴ってライニングするライニング工程と、
   上記ライニング工程の後で、上記既設管の管端から、上記既設管の端部と上記更生管との間の隙間に接着樹脂を注入する樹脂注入工程と、
   を備え、
   上記ライニング工程において上記更生管を拡径することにより、上記既設管と上記更生管との間に上記チューブの端部を挟み、
   上記樹脂注入工程では、上記チューブを介して、上記接着樹脂を上記既設管の端部と上記更生管の間の隙間に注入することを特徴とする既設管更生方法。
5. 上記チューブ設置工程において、上記既設管内において、上記チューブの片側または両側に上記チューブに沿って延びるスペーサを設置し、
   上記ライニング工程において上記更生管を拡径することにより、上記既設管と上記更生管との間に、上記チューブの端部とその片側または両側に配置された上記スペーサを挟むことを特徴とする請求項４に記載の既設管更生方法。
6. 上記樹脂注入工程において、上記接着樹脂を上記チューブの先端開口から吐出することを特徴とする請求項４または５に記載の既設管更生方法。
7. 上記チューブの端部周壁において径方向に対峙する一対の壁部分には、吐出口が形成されており、
   上記樹脂注入工程において、上記接着樹脂を上記チューブの上記吐出口から周方向に吐出することを特徴とする請求項４または５に記載の既設管更生方法。
8. 上記ライニング工程の後、上記樹脂注入工程の前または後で、上記既設管の管端と上記更生管との間を全周にわたり止水材で封止する封止工程を実行することを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の既設管更生方法。

Images