JP6956016B2 - 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。

比較的小さな径の既設管をライニングする方法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、温度の変化に伴う軸方向の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。

特許文献１，２の抱える課題を解決するために、本出願人は特願２０１６−１３９２０６号（出願日：平成２８年7月１４日）に記載の既設管更生方法を開発した。この更生方法では、更生管のライニング後に、既設管の管端と更生管との間の隙間に接着剤を注入する。硬化した接着剤は、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ぐことができるとともに、更生管の軸方向伸縮を禁じて止水材の破壊を防ぐことができる。
しかし、更生管の温度が想定以上に低下した場合に、更生管の径方向収縮に伴う荷重が接着剤に作用し、更生管が接着剤から剥がれ、ひいては既設管から剥がれてしまう可能性が考えられる。
そこで本出願人は、さらなる改良を加えて本発明に至ったのである。

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、上記既設管と上記更生管との間の隙間に接着プライマーを注入する接着プライマー注入工程と、
上記接着プライナー注入工程の次に、上記既設管の管端から、上記既設管と上記更生管との間の隙間に接着剤を注入する接着剤注入工程と、
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作業性良く接着剤を注入することができる。注入された接着剤は、既設管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る。また、更生管の温度変化に伴う伸縮を禁じることができ、既設管の管端に止水材が設けられる場合にはその破壊を防止することができる。
さらに、接着剤注入前に接着ブライマーを注入して更生管の外周を表面処理するため、接着剤と更生管との間の接着強度を格段に高めることができ、更生管が通常想定される温度より低い状況におかれても、更生管が径方向収縮によって接着剤から剥がれるのを防止でき、長期にわたって既設管と更生管の接着状態を維持することができる。

好ましくは、先端から所定長さまでの挿入部と、その残部となる導出部とを有するチューブを用意し、上記ライニング工程において、上記チューブの挿入部を上記既設管の管端から上記既設管の軸方向に挿入した状態で、上記更生管を拡径することにより、上記挿入部を上記既設管と上記更生管との間で挟み、上記導出部を上記既設管の管端からの外部に導出し、上記接着プライマーおよび上記接着剤を、上記チューブを介して上記既設管と上記更生管と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、接着プライマーおよび接着剤を円滑に注入することができる。

好ましくは、上記チューブを、直線状に延びるワイヤを挿入された状態で、上記既設管と上記更生管との間に挿入し、上記ワイヤを、上記接着プライマー注入工程前に抜き取る。
上記方法によれば、ワイヤによりチューブを確実に既設管の軸方向に沿って挿入することができるとともに、チューブの潰れを防止することができる。

好ましくは、上記チューブを、上記既設管の管頂部と上記更生管の管頂部との間に配置する。
上記方法によれば、管頂部から底部に向かって接着プライマーおよび接着剤を流すことができ、既設管と更生管の間の隙間に全周にわたって接着プライマーおよび接着剤を供給することができる。

好ましくは、上記チューブの上記挿入部の先端部が閉塞されており、上記挿入部の周壁には、軸線方向に間隔をおいて複数の吐出部が形成され、各吐出部では、周方向に間隔をおいて複数の吐出口が形成されており、上記接着プライマーおよび上記接着剤は、上記吐出口から吐出される。
上記方法によれば、広い範囲にわたって上記接着プライマーおよび上記接着剤を供給することができる。

好ましくは、上記ライニング工程の後、上記接着プライマー注入工程の前に、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さらに備え、上記チューブの導出部を上記止水材から外部に導出する。
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プライマーや接着剤が既設管の管端から漏れ出るのを防止できる。また、接着剤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。

好ましくは、上記止水材は、上記チューブの導出部の近傍かつ周囲に窪みを有し、上記接着剤注入工程の後に、上記チューブの導出部を上記窪みの底部において切断し、上記窪みを追加止水材で埋める。
上記方法によれば、チューブの開口端を塞ぐことができる。

本発明によれば、既設管と更生管への接着剤の注入作業を作業性良く行うことができ、かつ接着強度を長期にわたり維持することができる。

本発明の一実施形態に係る既設管更生方法において、ライニング工程の途中の状態、すなわち断面Ω形状の更生管を既設管に挿入した状態を示す縦断面図である。 同更生方法においてライニング工程が完了した状態、すなわち更生管を円筒形状に拡径して既設管にライニングするとともに、更生管と既設管との間にチューブを挿入した状態を示す縦断面図である。 同更生方法の封止工程が完了した状態、すなわち更生管を所定の突出量で切断し、既設管の管端と更生管の突出端部とを止水材で封止した状態を示す縦断面図である。 同更生方法において、上記チューブを介して接着プライマーを注入する工程と、接着剤を注入する工程を、概略的に示す縦断面図である。 同更生方法の仕上工程が完了した状態、すなわち上記チューブを切断し、その開口端を追加止水材でシールした状態を示す縦断面図である。 図１のVIーVI線に沿う横断面図である。 図２のVII−VII線に沿う横断面図である。 上記チューブの側面図である。 図８のIX部を拡大して示すもので、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 図８のＸ部を拡大して示すもので、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 図１０に示すチューブの閉塞先端部の形成方法を示す横断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る既設管更生方法について図面を参照しながら説明する。
図１は下水道のマンホール１の一部と、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既設管２を示す。既設管２はマンホール１の周壁１ａを貫通している。既設管２の管端２ａは、周壁１ａの内周と略一致した位置にある。この管端２ａの内周において最も低い部分は、マンホール１の底板１ｂの上面と略同じ高さに位置している。既設管２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。

以下、既設管２の更生方法を順を追って説明する。
ライニング工程（第１段階）
最初に、図１、図６に示すように、断面Ω形状に潰された長尺の更生管３を、一方のマンホール１から他方のマンホール１まで牽引することにより、既設管２の全長にわたって挿入する。更生管３の両端部は、既設管２の管端２ａから突出させる。更生管３は、形状記憶機能を有する塩化ビニル樹脂からなる。更生管３の元々の断面形状は円形で、平らに潰され、さらに二つ折りにされることで断面がΩ形状になっている。

ライニング工程（第２段階）
上記更生管３の一端から他端に高温蒸気を流し、更生管３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２、図７に示すように、既設管２の内側に更生管３をライニングする。この際、過拡径して更生管３と既設管２との間の抵抗力を高める。これによって、更生管３が水平方向にずれにくくなる。また更生管３が冷えて収縮しようとしても、既設管２より過拡径した部分が管端に引っ掛かり、収縮しにくい。

チューブ設置工程
図２に示すように、上記ライニング工程の実行中に、既設管２の管端２ａから所定長さにわたって、１本の樹脂製チューブ１０を挿入する。更生管３の拡径により、チューブ１０は既設管２と更生管３との間に挟まれて支持される。チューブ１０は、既設管２の軸方向に延び、既設管２の管頂部と更生管３の管頂部との間に配置される。

上記チューブ１０について図８〜図１１を参照しながら説明する。
図８に示すように、チューブ１０は先端から所定長さにわたる部位が挿入部１１としてア提供され、残部が導出部１２として提供され、その全長は例えば７０ｃｍである。図２に示すように、チューブ１０の挿入部１１が上述のように既設管２と更生管３との間に挿入され、導出部１２が既設管２の管端２ａから導出されるようになっている。

図８に示すように、挿入部１１には複数例えば４つの吐出部１３が、軸線方向に等間隔例えば１０ｃｍ間隔で形成されている。図９に示すように、各吐出部１３には、複数例えば４つの吐出口１３ａが周方向に等間隔をおいて形成されている。

図８、図１０に示すように、チューブ１０の先端部１４は金属製の圧着端子１５により閉塞されている。すなわち、図１１に示すようにチューブ１０の先端部１４に円筒形状の圧着端子１５を被せた状態で潰すことにより、先端部１４が閉塞されている。

チューブ１０は、チューブ１０より長い直線状をなす金属製のワイヤ１８（図９（Ｂ）にのみ示す）を全長にわたって挿通させた状態で、既設管２と更生管３との間に挿入される。ワイヤ１８の剛性により、チューブ１０は直線をなして既設管２の軸線方向に延びた状態で正確に挿入することができる。また、ワイヤ１８により、更生管３の拡径時にチューブ１０が潰れるのを防止することができる。
更生管３の拡径前に、チューブ１０を予め更生管３の外周または既設管２の内周に接着してもよい。

次に述べる工程は、ライニング工程の終了から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。

封止工程
ワイヤ１８をチューブ１０から抜き、更生管３を、既設管２の管端２ａから所定長さを残して切断する。これにより、更生管３は図３に突出端部３ａを有する。
次に、既設管２の管端２ａと更生管３の突出端部３ａの間を全周にわたって止水材２０で封止する。止水材２０は、例えば速乾エポキシ樹脂や急結モルタル等のパテからなる。
止水材２０には、チューブ１０の導出部１２の近傍かつ周囲に、窪み２１を形成しておく。

接着プライマー注入工程
次に、図４に示すように、チューブ１０を介して接着プライマー（表面処理剤）を、既設管２と更生管３との間に、管端２ａから所定長さにわたる領域に、注入する。以下、詳述する。
足踏み式ポンプ３０を付設したタンク４０を用意する。なお、ポンプ３０は手動式でもよいし、モータ駆動でもよい。

タンク４０に接着ポリマーを収容する。接着プライマーは、塩化ビニル樹脂製の更生管３へのエポキシ樹脂系の接着剤の接着強度を高めるために、更生管３の表面を荒らす溶剤系が好ましい。さらに下記の特性を有するものが好ましい。
速乾性：施工時間を短縮するためである。
耐水性：下水道内は湿度が高く、地下水等も存在するためである。
低粘度：既設管２と更生管３の隙間は、１ｍｍ以下になる場合があり、注入時に低圧で早く注入することが求められるからである。
本実施形態では、接着プライマーとしてコニシ株式会社製の「ボンドプライマー８０」を用いる。「ボンドプライマー８０」は、主成分が特殊合成樹脂で、主溶剤がメチルエチルケトン（ケトン系）であり、上記特性を有している。

ポンプ３０から延びるフレキシブルな接続管３１の先端のコネクタ３２を、チューブ１０の導出部１２の基端に接続した状態で、ポンプ３０を駆動させることにより、タンク４０内の接着プライマーを接続管３１およびチューブ１０を介して既設管２と更生管３との間の隙間に注入する。この注入工程において、止水材２０により既設管２の管端２ａと更生管３との間が全周にわたって封止されているため、接着プライマーが漏れ出るのを防止できる。

接着プライマーは、チューブ１０を通過する過程で、既設管２と更生管３の管頂部からと軸線方向に等間隔離れた４つの吐出部１３の吐出口１３ａから吐出され、下方に向かって流れる過程で広がる。これにより、接着プライマーは、既設管２の管端２ａから所定長さにわたる隙間に、ほぼ全周にわたって均等に行き渡り、更生管３の外周面をコーティングするとともに表面処理することができる。

接着剤注入工程
次に、チューブ１０を介して接着剤を、既設管２と更生管３との間に、管端２ａから所定長さにわたって注入する。以下、詳述する。
接着剤としては、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ものが用いられる。例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリマーセメント等が用いられる。本実施形態では、クラック注入用低粘度エポキシ樹脂として、コニシ株式会社製の「Ｅ２６０１」が用いられる。

エポキシ樹脂の主剤と硬化剤を測量してタンク４０内で混錬し、間をおかずに、ポンプ３０を駆動させることにより、上記接着プライマーと同様に、接続管３１、チューブ１０を介して上記接着剤を既設管２の管端２ａから既設管２と更生管３の隙間に注入する。

接着剤は、管頂部に設置されたチューブ１０の複数の吐出部１３から吐出されて、既設管２の管端２ａから所定長さにわたる隙間に、ほぼ全周にわたって均等に行き渡ること、および止水材２０により外部に漏れ出るのを防止できることは、接着プライマーの場合と同様である。
上記接着剤の常温硬化により、既設管２の管端２ａから所定長さにわたって、既設管２と更生管３が接着固定される。

仕上工程
最後に、図５に示すように、チューブ１０を止水材２０の窪み２１の底部に合わせて切断し、この窪み２１に追加止水材２５を充填することにより、チューブ１０の開口端を塞ぐ。これにより既設管２の更生が終了する。なお、この仕上工程は省いてもよい。

上記更生方法によれば、既設管２の端部と更生管３の端部との間の隙間に充填された接着剤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。接着剤は既設管２と更生管３の隙間に実質的に全周にわたり充填されているので、隙間の通路を遮断できる。そのため、既設管２の亀裂から隙間に侵入し更生管３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２の管端に止水材２０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、接着剤の接着機能について説明する。上述したように既設管２の端部と更生管３の端部とが接着剤により接着固定されているので、更生管３は既設管２に拘束されていて軸方向の熱膨張、熱収縮を禁じられている。そのため、更生管３の伸縮による止水材２０の破壊を防止することができる。

接着剤の注入前に接着プライマーを注入して更生管３の外周を表面処理しているため、接着剤と更生管３との接着強度を格段に高めることができ、更生管３が想定以上の低温にさらされて、径方向の収縮荷重が接着剤に働いても、更生管３と接着剤の間の剥離、ひいては更生管３と既設管２との間の剥離が生じるのを確実に防止することができ、長期にわたって接着機能を維持することができる。

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。
チューブは複数本を並列に設置してもよい。
接着プライマーと接着剤は、チューブの先端開口からも吐出してもよい。
チューブを用いないで接着プライマーと接着剤を注入してもよい。すなわち、既設管の管端と更生管との間を塞ぐ止水材に、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に連なる差し込み穴を形成し、この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、接着プライマーおよび接着剤を、既設管と更生管の間の隙間に注入する。
更生管の「拡径」は、断面円形への復元を含む。例えば、更生管が高温蒸気により潰れた状態から膨らんで記憶された断面円形に復元され、この復元された更生管の外径が既設管の内径と等しい場合も含む。
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。

１ マンホール
２ 既設管
２ａ 管端
３ 更生管
３ａ 突出端部
１０ チューブ
１１ 挿入部
１２ 導出部
１３ 吐出部
１３ａ 吐出口
１４ 閉塞先端部
２０ 止水材
２５ 追加止水材

Claims (7)

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、上記既設管と上記更生管との間の隙間に接着プライマーを注入する接着プライマー注入工程と、
   上記接着プライマー注入工程の次に、上記既設管の管端から、上記既設管と上記更生管との間の隙間に接着剤を注入する接着剤注入工程と、
   を備えたことを特徴とする既設管更生方法。
2. 先端から所定長さまでの挿入部と、その残部となる導出部とを有するチューブを用意し、
   上記ライニング工程において、上記チューブの挿入部を上記既設管の管端から上記既設管の軸方向に挿入した状態で、上記更生管を拡径することにより、上記挿入部を上記既設管と上記更生管との間で挟み、上記導出部を上記既設管の管端からの外部に導出し、
   上記接着プライマーおよび上記接着剤を、上記チューブを介して上記既設管と上記更生管との間の隙間に注入することを特徴とする請求項１に記載の既設管更生方法。
3. 上記チューブを、直線状に延びるワイヤを挿入された状態で、上記既設管と上記更生管との間に挿入し、
   上記ワイヤを、上記接着プライマー注入工程前に抜き取ることを特徴とする請求項２に記載の既設管更生方法。
4. 上記チューブを、上記既設管の管頂部と上記更生管の管頂部との間に配置することを特徴とする請求項２または３に記載の既設管更生方法。
5. 上記チューブの上記挿入部の先端部が閉塞されており、上記挿入部の周壁には、軸線方向に間隔をおいて複数の吐出部が形成され、各吐出部では、周方向に間隔をおいて複数の吐出口が形成されており、
   上記接着プライマーおよび上記接着剤は、上記吐出口から吐出されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の既設管更生方法。
6. 上記ライニング工程の後、上記接着プライマー注入工程の前に、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さらに備え、
   上記チューブの導出部を上記止水材から外部に導出することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の既設管更生方法。
7. 上記止水材は、上記チューブの導出部の近傍かつ周囲に窪みを有し、
   上記接着剤注入工程の後に、上記チューブの導出部を上記窪みの底部において切断し、上記窪みを追加止水材で埋めることを特徴とする請求項６に記載の既設管更生方法。

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