JP7063697B2 - 既設管の更生構造および更生方法 - Google Patents

Description

本発明は、下水道管その他の既設管の内周に更生管をライニングすることで既設管を更生する構造および方法に関する。

老朽化した下水道管等の既設管を更生管でライニングすることにより更生することは公知である。
特許文献１～３に開示された更生方法では、帯状体を螺旋状に巻くとともに帯状体の隣接する巻き部分の縁同士を嵌合させて更生管を製管して既設管の内周に配置し、既設管と更生管との間にモルタル等からなる裏込め材を充填している。

また、次の更生方法も公知である。既設管の内周に沿う鋼製リングを既設管の軸方向に間隔をおいて配置し、この鋼製リングに軸方向に延びる嵌合部材を、周方向に間隔をおいて嵌め込み、さらに軸方向に延びる表面部材の両縁部を篏合部材に嵌合させる。この表面部材が周方向に隙間なく並べることにより更生管を構築する。最後に既設管と更生管との間に裏込め材を充填する。

特開２０１４－６５１７０号公報 特開２０１５－１０５６５８号公報 特開２０１６－４３５５５号公報

特許文献１～３に開示された方法では、既設管が、強化プラスチック等の樹脂管や鋼管である場合、または既に樹脂製の更生管でライニングされている場合に、既設管の内面が滑らかなため、既設管に対する裏込め材の付着性が弱く、既設管と更生管が裏込め材を介して一体化しにくい。

上述の鋼製リングを用いる方法では、既設管と更生管の一体性を確保できるが、多数の鋼製リングを既設管内に配置し、これら鋼製リングに軸方向に延びる嵌合部材を架け渡し、さらにこれら嵌合部材に多数の表面材を篏合させるため、部品点数が多く、コスト高であった。

上記課題を解決するため、本発明は、既設管を更生する構造であって、上記既設管の軸方向に延びるベース部とこのベース部から径方向内方向に突出する突起を有し、上記既設管の周方向に間隔をおいて配置された複数の介装部材と、上記介装部材のベース部を上記既設管の内面に固定する固定手段と、径方向外方向に突出する係合部を有し、上記係合部が上記突起に係合された状態で、上記既設管の内周にライニングされた更生管と、を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、既設管の内面が滑らかであっても、介装部材を介して既設管と更生管を一体化することができる。しかも鋼製リングが不要であり、コストを低減できる。

好ましくは、上記固定手段がアンカーボルトを有し、このアンカーボルトが上記介装部材の上記ベース部を貫通して上記既設管に打ち込まれている。
上記構成によれば、介装部材を既設管に強固に固定できる。

好ましくは、上記更生管が上記アンカーボルトを覆っている。
上記構成によれば、更生管の滑らかな内面を維持することができる。

好ましくは、上記既設管と上記更生管の間に充填材が充填されている。
上記構成によれば、既設管と更生管を、より一層確実に一体化することができる。

好ましくは、上記更生管が、螺旋状に巻かれた帯状体からなり、この帯状体の隣接する巻部分が嵌合することにより構成され、この帯状体には、上記係合部として、上記帯状体の長手方向に延びるとともに幅方向に離間した複数の突条が形成され、上記突条間に上記介装部材の上記突起が入り込んでいる。
上記構成によれば、更生管は帯状体を螺旋状に巻くことにより構成されるので、既設管の軸方向に伸縮可能であり、地震等の際に変形や破壊を免れる。

好ましくは、上記介装部材の上記突起の先端部は一対の返し部を有して矢尻形状をなし、上記帯状体の上記突条は先端部に上記返し部が引っ掛かる引掛部を有している。
上記構成によれば、介装部材と帯状体が確実に係合され、ひいては既設管と更生管をより一層確実に一体化することができる。

本発明の他の態様は、既設管を更生する構造であって、上記既設管の周方向に間隔をおいて配置され、軸方向に延びるベース部とこのベース部から径方向内方向に突出する突起を有し、上記ベース部が上記既設管の内面に固着された複数の介装部材と、上記介装部材の突起により上記既設管の内周から離隔された状態でライニングされた更生管と、上記既設管と上記更生管の間に充填された充填材と、上記更生管と上記充填材を貫通して上記既設管に打ち込まれたアンカーボルトと、を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、充填材とアンカーボルトにより既設管と更生管の一体化を図ることができる。しかも鋼製リングが不要であり、コストを低減できる。

好ましくは、上記更生管が、螺旋状に巻かれた帯状体からなり、この帯状体の隣接する巻部分が嵌合することにより構成され、この帯状体には、上記帯状体の長手方向に延びるとともに幅方向に離間した複数の突条が形成され、上記突条間に上記介装部材の突起が入り込んでおり、上記アンカーボルトは上記介装部材のベース部をも貫通している。
上記構成によれば、介装部材も既設管と更生管との一体化に寄与することができる。

本発明のさらに他の態様は、既設管を更生する方法であって、上記既設管の軸方向に延びるベース部とこのベース部から径方向内方向に突出する突起を有する複数の介装部材を、周方向に間隔をおいて上記既設管の内面に固定する工程と、帯状体を螺旋状に巻くとともに上記帯状体の隣接する巻部分同士を嵌合させることにより更生管を製管し、この更生管により上記既設管の内周をライニングする工程であって、上記帯状体がその長手方向に延びるとともに幅方向に間隔をおいて形成された複数の突条を有し、上記突条間に上記突起を入り込ませながら製管する工程と、上記既設管と上記更生管の間に充填材を充填する工程と、を備えたことを特徴とする。
上記方法によれば、更生管を製管する過程で、更生管と介装部材を係合することができる。

上記方法において、一つの具体的態様では、上記介装部材を上記既設管に固定する工程では、アンカーボルトを上記介装部材のベース部を貫通させて上記既設管に打ち込む。
他の具体的態様では、さらに、上記充填材を充填する工程の後で、アンカーボルトを、上記既設管と上記充填材を貫通させて上記既設管に打ち込む工程を備えている。

本発明によれば、既設管の内面が滑らかであっても、低コストで更生管との一体化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る既設管の更生方法を順を追って説明する概略横断面図であり、（Ａ）は既設管の更生前の状態、（Ｂ）は軸方向に延びる介装部材を既設管内周にアンカーボルトで固定した状態、（Ｃ）は上記介装部材を介して更生管をライニングした状態をそれぞれ示す。 更生前の既設管を示す要部拡大縦断面図である。 上記介装部材を既設管の内周に上記アンカーボルトで固定した状態を示す要部拡大縦断面図である。 帯状体により更生管を製管しながら、帯状体を上記介装部材に係合させる工程を示す要部拡大縦断面図である。 更生管が完成した状態を示す要部拡大縦断面図である。 既設管と更生管との間に裏込め材を充填した状態を示す要部拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る既設管の更生方法において、既設管の内周に軸方向に延びる介装部材を固定した状態を示す要部拡大縦断面図である。 同第２実施形態において、帯状体により更生管を製管しながら、帯状体を上記介装部材に係合させる工程を示す要部拡大縦断面図である。 更生管をアンカーボルトで既設管に固定した状態を示す要部拡大縦断面図である。

以下、本発明の第１実施形態を図１～図６を参照しながら説明する。更生対象の既設管は、例えば地中の下水道管である。図１（Ａ）、図２に示すように、本実施形態の既設管１０は、老朽化した元管１１を一度更生させたものであり、元菅１１の内側に旧更生管１２がライニングされ、元管１１と旧更生管１２との間にモルタル等の裏込め材１３が充填されている。本実施形態の旧更生管１２は樹脂製であり、後述する新更生管４０と同様の構成であるので詳述しないが、内面が平滑であるためモルタル等の裏込め材が付着しにくい。なお、旧更生管１２は他の構造を有する樹脂管であってもよい。

上記既設管１０の更生方法を順を追って説明する。最初に、図１（Ｂ）、図３に示すように、既設管１０の軸方向に延びる複数の細長い介装部材２０が、周方向に等間隔をおいて既設管１０の内面に固定される。本実施形態では、介装部材２０は９０°間隔で４箇所に配置されている。

介装部材２０は、直線状に延びる細長い板形状のベース部２１と、このベース部２１と一体をなしベース部２１の長手方向に等間隔をおいて複数（本実施形態では３つ）形成された突起２２とを有している。

突起２２は先端部が矢尻形状をなしており、上記ベース部２１から既設管１０の径方向内方向に向かって突出する板状の主部２２ａと、この主部２２ａの先端からベース部２１に向かって斜めに延びる一対の返し部２２ｂとを有している。これら一対の返し部２２ｂは、主部２２ａに対してベース部２１の長手方向両側に配置されている。

介装部材２０のベース部２１の一端部２１ａは他の部位より、ベース部２１の厚み分だけ既設管１０の径方向内側に偏倚しており、このベース部２１の一端部２１ａと既設管１０の内面との間に、隣接する介装部材２０のベース部２１の他端部２１ｂが入り込んでいる。このようにして複数の介装部材２０のベース部２１は、既設管１０の内面に接するとともに、端部２１ａ，２１ｂ同士が重なり合うようにして既設管１０の軸方向に連なっている。
なお、介装部材２０の軸方向位置合わせは、旧更生管１２の線状痕（帯状体の継目）を目安にするので、事前の測定を必要としない。

上記介装部材２０は、その長手方向に間隔をおいて複数箇所（本実施形態では３箇所）で固定手段３０により、既設管１０に固定される。固定手段３０はアンカーボルト３１を有し、このアンカーボルト３１は、介装部材２０のベース部２１を貫通して既設管１０に打ち込まれる。

上記アンカーボルト３１は、既設管１０における旧更生管１２を貫通し、元管１１と裏込め材１３の少なくとも一方に突き刺さっていればよい。例えば、図１（Ａ）に示すように、旧更生管１２の中心が元管１１の中心より下方に偏倚している場合には、図１（Ｂ）に示すように下側のアンカーボルト３１は、元菅１１だけに突き刺さり、上側のアンカーボルト３１は元管１１に達せず、裏込め材１３だけに突き刺さり、左右のアンカーボルト３１は、裏込め材１３と元管１１の両方に突き刺さっている。

アンカーボルト３１には、介装部材２０のベース部２１から既設管１０の径方向内方向に突出する端部に雄ネジ部が形成されており、この雄ネジ部に螺合されたナット３２を締め付けることにより、上記介装部材２０が固定されている。

次に、図１（Ｃ）、図４、図５に示すように、樹脂製、例えばポリエチレン製の長尺の帯状体４１を用いて新規に更生管４０が既設管１０内周にライニングされる。この帯状体４１の一方の面は平滑であり、他方の面には長手方向に延びる突条４２が幅方向に等間隔で複数形成されている。これら突条４２は断面Ｔ字形をなし、先端に横に張り出す一対の引掛部４２ａを有している。突条４２は、後述する裏打ち材５０（充填材）との付着性を向上させる役割を担うが、選択された突条４２は、後述するように介装部材２０の突起２２と係合する係合部としての役割も担う。
帯状体４１は、幅方向の一方側の縁に雌型嵌合部４３を有し、他方の縁に雄型嵌合部４４を有している。

図４に示すように、既設管１０内において、製管機（図示しない）を用いて帯状体４１を螺旋状に巻き、隣接する巻部分４１ａの縁部同士を重ね合わせ、一方の巻き部分４１ａの雌型嵌合部４３に他方の巻き部分４１ａの雄型嵌合部４４を篏合させることにより、図５に示すように新規の更生管４０が製管される。更生管４０の内周面は帯状体４１の平滑な面により構成されるので、平滑である。この製管方法は特許文献１～３に示すように公知であるので詳細な説明を省略する。

上記更生管４０を製管する際、帯状体４１の各巻き部分４１ａの突条４２間に、介装部材２０の突起２２が係合される。より具体的には、突起２２の一対の返し部２２ｂが弾性変形しながら突条４２間に入り込んで係合される。突起２２の一対の返し部２２ｂが、その両側の突条４２の引掛部４２ａに引っ掛かるので、帯状体４１ひいては更生管４０は、既設管１０の内周面から離間した状態で、介装部材２０に安定して支持されている。

上述のように介装部材２０を介して更生管４０を製管することにより、更生管４０は既設管１０の内周から離間した状態で支持される。
最後に図６に示すように、既設管１０の内周と更生管４０の外周との間に、モルタル等の裏込め材５０（充填材）を充填する。この裏込め材５０の硬化により既設管１０の更生が完了する。

図６の更生構造では、既設管１０の内周面すなわち樹脂製の旧更生管１２の内周面は平滑であるが、アンカーボルト３１によって既設管１０に固定された介装部材２０に、更生管４０が係合されているので、鋼製リング等を用いることなく少ない部品点数で、既設管１０と更生管４０を一体化することができる。裏込め材５０は、水圧による更生管４０の変形や劣化を防止する役割を有するが、介装部材２０の突起２２と帯状体４１の突条４２との係合構造を固めるので、既設管１０と更生管４０の一体化にも寄与している。

上記実施形態において、地震が発生して裏込め材５０がひび割れても、更生管４０は軸方向に伸縮して破壊を免れる。更生管４０が帯状体４１を螺旋状に巻いて嵌合することにより構築されているため伸縮可能であり、しかも介装部材２０が軸方向に多数並べてあり、更生管４０の伸縮を許容するからである。

上記実施形態において、裏打ち材５０が充填される場合には、介装部材２０の突起２２は返し部２２ｂを省き、帯状体４１の突条４２間に緩く挿入することにより係合状態を得てもよい。
なお、更生管４０は帯状体４１で螺旋状に巻いて構成しない場合でも、軸方向に伸縮可能な構造例えばベローズ構造にするのが好ましい。

次に、図７～図９を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る更生方法について説明する。この第２実施形態において第１実施形態に対応する構成部には同番号または類似番号を付してその詳細な説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の既設管１０Ａは、強化プラスチック管等の樹脂製管からなるので、その内周面が平滑であり、裏込め材が付着しにくい。

最初の工程で、既設管１０Ａの内周に、細長い介装部材２０Ａが第１実施形態と同様の配置で、接着剤等で固定される。
介装部材２０Ａは、ベース部２１と長手方向に間隔をおいて配置された平板形状の突起２２Ａとを有している。

次に、図８に示すように、帯状体４１を用いて新規に更生管４０が製管され既設管１０内周にライニングされる。この工程は第１実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
更生管４０の製管の際、帯状体４１の各巻き部分４１ａの２つの突条４２間に、介装部材２０Ａの突起２２Ａが入り込んで係合される。突起２２Ａは、更生管４０を既設管１０Ａの内周から離隔する役割も担う。

次に、図９に示すように既設管１０Ａの内周と更生管４０の外周との間の隙間に、モルタル等の裏込め材５０を充填する。この裏込め材５０の硬化後に、アンカーボルト３１が更生管４０、裏込め材５０および介装部材２０のベース部２１を貫通して既設管１０Ａに打ち込まれる。このアンカーボルト３１の雄ネジ部に螺合されたナット３２を締め付けることにより、更生管４０が固定され、既設管１０の更生が完了する。

上記構成では、介装部材２０およびアンカーボルト３１により、更生管４０を既設管１０と強固に一体化することができる。
本実施形態の介装部材２０は、アンカーボルト３１が貫通していること、更生管40と係合していることにより、更生管４０と既設管１０を離隔させる役割を果たすだけではなく、更生管４０と既設管１０の一体化に寄与することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
既設管に打ち込まれるアンカーボルトは、既設管を突き抜けていてもよい。
介装部材は、端部を重ねることなく軸方向に並べてもよいし、間隔をおいて軸方向に並べてもよい。
充填材は、既設管と更生管との間において、軸方向に間隔をおいて充填してもよい。また充填材として衝撃吸収材を用いてもよい。
更生管は短冊状の板材を繋ぎ合わせることにより構成してもよい。
既設管は、下水道管に限られず、上水道管、農業用水管、ガス管等であってもよい。

本発明は、例えば老朽化した下水道管の更生に適用できる。

１０，１０Ａ 既設管
２０，２０Ａ 介装部材
２１ ベース部
２２，２２Ａ 突起
２２ｂ 返し部
３０ 固定手段
３１ アンカーボルト
４０ 更生管
４１ 帯状体
４１ａ 巻き部分
４２ 突条（係合部）
４２ａ 引掛部
５０ 裏込め材（充填材）

Claims (7)

1. 既設管を更生する構造であって、
   上記既設管の内周にライニングされた更生管と、上記既設管と上記更生管の間に充填された充填材と、を備え、
   上記更生管が、帯状体を螺旋状に巻くとともに隣接する巻部分の側縁を嵌合の手段で連結することにより構成され、上記帯状体の幅方向両側縁から離れた箇所には、上記帯状体の長手方向に延びるとともに径方向外方向に突出する複数の突条が幅方向に離間して形成され、
   さらに上記既設管の周方向に間隔をおいて配置された複数の介装部材を備え、各介装部材は、前記更生管の複数の巻部分にわたって上記既設管の軸方向に延びるベース部と、このベース部から径方向内方向に突出するとともに軸方向に離れた複数の突起を有し、
   上記介装部材のベース部が固定手段により上記既設管の内面に固定され、上記介装部材の複数の突起が上記更生管の複数の巻部分の上記突条間にそれぞれ入り込んでいることを特徴とする既設管の更生構造。
2. 上記固定手段がアンカーボルトを有し、このアンカーボルトが上記介装部材の上記ベース部を貫通して上記既設管に打ち込まれていることを特徴とする請求項１に記載の既設管の更生構造。
3. 上記更生管が上記アンカーボルトを覆っていることを特徴とする請求項２に記載の既設管の更生構造。
4. 既設管を更生する構造であって、
   上記既設管の内周にライニングされた更生管と、上記既設管と上記更生管の間に充填された充填材と、を備え、
   上記更生管が、帯状体を螺旋状に巻くとともに隣接する巻部分の側縁を嵌合の手段で連結することにより構成され、上記帯状体の幅方向両側縁から離れた箇所には、上記帯状体の長手方向に延びるとともに径方向外方向に突出する複数の突条が幅方向に離間して形成され、
   さらに上記既設管の周方向に間隔をおいて配置された複数の介装部材を備え、各介装部材は、前記更生管の複数の巻部分にわたって上記既設管の軸方向に延びるベース部と、このベース部から径方向内方向に突出するとともに軸方向に離れた複数の突起を有し、上記ベース部が上記既設管の内面に固着されており、
   上記更生管が、上記介装部材の突起により上記既設管の内周から離隔された状態でライニングされ、
   上記介装部材の複数の突起が上記更生管の複数の巻部分の上記突条間にそれぞれ入り込んでおり、
   さらに、上記更生管と上記充填材と上記介装部材のベース部を貫通して上記既設管に打ち込まれたアンカーボルトを備えていることを特徴とする既設管の更生構造。
5. 既設管を更生する方法であって、
   帯状体を螺旋状に巻くとともに上記帯状体の隣接する巻部分の側縁を嵌合の手段で連結することにより更生管を製管し、この更生管により上記既設管の内周をライニングするライニング工程と、
   上記既設管と上記更生管の間に充填材を充填する工程と、
   を備え、
   上記帯状体の上記帯状体の幅方向両側縁から離れた箇所には、上記帯状体の長手方向に延びるとともに径方向外方向に突出する複数の突条が、幅方向に離間して形成され、
   さらに、上記ライニング工程に先立ち、複数の介装部材を、周方向に間隔をおいて上記既設管の内面に固定する工程を備え、
   上記介装部材は前記更生管の複数の巻部分にわたって上記既設管の軸方向に延びるベース部と、このベース部から径方向内方向に突出するとともに軸方向に離れた複数の突起を有し、上記ベース部が上記既設管の内面に固定され、
   上記ライニング工程では、上記介装部材の複数の突起を、それぞれ上記帯状体の複数の巻き部分の上記突条間に入り込ませながら上記更生管を製管することを特徴とする既設管の更生方法。
6. 上記介装部材を上記既設管に固定する工程では、アンカーボルトを上記介装部材のベース部を貫通させて上記既設管に打ち込むことを特徴とする請求項５に記載の既設管の更生方法。
7. さらに、上記充填材を充填する工程の後で、アンカーボルトを、上記既設管と上記充填材を貫通させて上記既設管に打ち込む工程を備えたことを特徴とする請求項５に記載の既設管の更生方法。

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