JP7344039B2 - 管状体の更生方法及び管構造物 - Google Patents

Description

本発明は、老朽化した下水道管やトンネルなどの地中に埋設又は構築された管状体を更生する方法、及び前記管状体を含む管構造物に関する。

老朽化した下水道管の更生方法として、下水道管の内周に更生管（ライニング管）をライニングする方法が知られている（特許文献１等参照）。
特許文献１の更生方法では、ライニング後、十字形状の支保工を更生管内に設置し、該支保工の鉛直な縦支保材の下端部を更生管の底部に突き当て、かつ縦支保材の上端部を、更生管の頂部の貫通孔を通して下水道管の頂部に突き当てて、前記縦支保材を上下に突っ張ることで、更生管の底部を下水道管の底部に押し当てる。支保工の水平な横支保材は更生管の両側の側方部に突き当てる。
その状態で、下水道管と更生管との間の管間隙間に裏込め材を充填する。裏込め材の硬化後、支保工を撤去する。

特開平７－２６８８５３号公報

前掲特許文献１の更生方法においては、更生管の頂部に支保材を通すための貫通孔を形成する必要がある。このため、支保工の撤去後は、貫通孔を閉塞する作業が必要となる。閉塞が不良であると、漏水のおそれがある。
本発明は、かかる事情に鑑み、下水道管やトンネルなどの管状体の更生施工を効率的に行うことを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る管状体の更生方法は、
地中に埋設又は構築された管状体の内周にライニング管をライニングし、
上下へ延びる縦支保材、及び該縦支保材と交差するように延びる横支保材のうち、少なくとも縦支保材を含む支保工を前記ライニング管内に設置し、
前記縦支保材を伸長させることによって、前記ライニング管を上下へ伸びるように変形させて、前記ライニング管の頂部及び底部をそれぞれ前記管状体の頂部及び底部に押し当て、
次いで、前記管状体と前記ライニング管との間の管間隙間に裏込め材を注入し、
前記裏込め材の流動性喪失後、前記支保工を撤去することを特徴とする。
当該更生方法によれば、ライニング管の頂部に支保材を通す貫通孔を形成する必要が無い。その貫通孔を支保工の撤去後に閉塞する必要も無い。閉塞処理の不具合による漏水発生のおそれもない。これによって、管状体の更生施工を効率的に行うことができる。

前記縦支保材の上端部を、前記ライニング管の管軸方向へ延びる頂部腹起し材を介して前記ライニング管の頂部に押し当て、かつ前記縦支保材の下端部を前記管軸方向へ延びる底部腹起し材を介して前記ライニング管の底部に押し当てた状態で、前記縦支保材を伸長させることが好ましい。
これによって、ライニング管の管軸方向にわたる領域の各所を均等に上下へ伸び変形させることができる。
ライニング管の底部及び頂部をそれぞれ管状体の底部及び頂部に密着させることによって、更生後の管底勾配及び管頂勾配を更生前と同じ大きさに維持できる。

本発明物は、地中に埋設又は構築された管状体と、前記管状体の内周にライニングされたライニング管とを備えた管構造物であって、
前記管状体と前記ライニング管との頂部どうしが接することによって頂接触部が形成され、
前記管状体と前記ライニング管との底部どうしが接することによって底接触部が形成され、
前記ライニング管の外周面における両側の側方部どうしを結ぶ横寸法が、前記管状体の内周面における両側の側方部どうしを結ぶ横寸法より小さく、
前記管状体と前記ライニング管との側方部どうし間には管間隙間が形成され、前記管間隙間に裏込め材が充填されていることを特徴とする。
これによって、例えばライニング管内を下水等の流体が通る場合、低水位であっても流速を確保できる。したがって、掃流性が高まり、滞留物の発生を防止又は抑制できる。ライニング管の管底勾配及び管頂勾配を、管状体の管底勾配及び管頂勾配と一致させることができる。

本発明によれば、管状体の更生施工を効率的に行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る管構造物の管軸と直交する断面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う、前記管構造物の管軸に沿う断面図である。 図３（ａ）は、管状体を更生するライニング管の製管工程の一例を示す断面図である。 図３（ｂ）は、管状体を更生するライニング管の製管工程の他の一例を示す断面図である。 図４（ａ）は、製管後のライニング管の内部に支保工を設置する工程を示す、同図（ｂ）のＩＶａ－ＩＶａ線に沿う断面図である。 図４（ｂ）は、同図（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線に沿う断面図である。 図５（ａ）は、前記ライニング管の変形工程を示す、同図（ｂ）のＶａ－Ｖａ線に沿う断面図である。 図５（ｂ）は、同図（ａ）のＶｂ－Ｖｂ線に沿う断面図である。 図６は、裏込め材の充填工程を示す、前記ライニング管の断面図である。 図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る支保工の設置工程を示す、同図（ｂ）のＶＩＩａ－ＶＩＩａ線に沿う断面図である。 図７（ｂ）は、同図（ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線に沿う断面図である。 図８（ａ）は、前記第２実施形態におけるライニング管の変形工程を示す、同図（ｂ）のＶＩＩＩａ－ＶＩＩＩａ線に沿う断面図である。 図８（ｂ）は、同図（ａ）のＶＩＩＩｂ－ＶＩＩＩｂ線に沿う断面図である。 図９は、前記第２実施形態における裏込め材の充填工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態（図１～図６）＞
図１及び図２は、管構造物１を示したものである。管構造物１は、管状体（既設管）２と、ライニング管（更生管）３とを備えている。地中に管状体２が埋設又は構築されている。管状体２は、例えば下水道管であるが、これに限らず、上水道管、農業用水管、水力発電導水管、ガス管などの他、トンネルであってもよい。
図１において管状体２の断面は、真円形断面であるが、これに限らず、楕円、卵形その他の変形円形断面でもよく、方形その他の多角形断面でもよく、馬蹄形その他の異形断面であってもよい。

老朽化した管状体２の内周にライニング管３がライニングされ、これによって、管状体２が更生されている。
ライニング管３は、帯状部材３ｘ（プロファイル）を螺旋状に巻回し、一周違いに対向する縁どうしを接合してなる螺旋管である。詳細な図示は省略するが、帯状部材３ｘは、一定の断面形状の合成樹脂によって形成されている（前掲特許文献１等参照）。さらに帯状部材３ｘがスチール製の補強帯材を有していてもよい。
螺旋状に巻回された帯状部材３ｘの一周違いに対向する縁どうしが連結帯材（ジョイナー）を介して接合されていてもよい。
ライニング管３は、螺旋管に限らず、例えば温度に応じて形状記憶性を有する合成樹脂チューブによって構成されていてもよい。

図１に示すように、ライニング管３の管軸Ｌ３と直交する断面は、楕円形状になっている。同断面の長径は、ライニング管３の頂部３ａと底部３ｂを結ぶように上下方向へ向けられている。同断面の短径は、ライニング管３の両側の側方部３ｃどうしを結ぶように水平方向（図１において左右）へ向けられている。
ライニング管３の外周面における長径すなわち縦寸法（Ａ）は、管状体２の内周面における頂部２ａと底部２ｂを結ぶ縦寸法（Ｃ）と実質的に等しい（Ａ＝Ｃ）。ライニング管３の外周面における短径すなわち横寸法（Ｂ）は、管状体２の内周面における両側の側方部２ｃを結ぶ横寸法（Ｄ）より小さい（Ｂ＜Ｄ）。つまり、ライニング管３は、管状体２よりも横方向に細い円形ないしは楕円断面になっている。

ライニング管３の頂部３ａの外周が管状体２の頂部２ａの内周と接している。これによって、頂接触部１ａが形成されている。
ライニング管３の底部３ｂの外周が管状体２の底部２ｂの内周と接している。これによって、底接触部１ｂが形成されている。

管状体２とライニング管３との互いに同じ側の側方部２ｃ，３ｃどうしの間には、管間隙間４が形成されている。各管間隙間４は、概略三日月状をなす部分環状の断面に形成されている。頂接触部１ａ及び底接触部１ｂによって、両側の管間隙間４どうしが殆ど連通を遮断されている。
裏込め材５が、各管間隙間４に充填されて硬化されている。裏込め材５を介して管状体２とライニング管３とが一体化され、複合管が構成されている。なお、ライニング管３が単独で所要強度を担う自立管であってもよい。

老朽化した管状体２は、次のようにして更生される。
図３（ａ）に示すように、帯状部材３ｘを地上のドラム６から発進人孔７に挿し入れ、例えば元押し式の製管機８に導入する。製管機８によって、帯状部材３ｘを螺旋状に巻回して螺旋管状のライニング管３を形成する。該ライニング管３を製管機８から管状体２の内部へ押し出す。
図示は省略するが、ライニング管３の先端部を到達人孔７Ｂ側から牽引してもよい。
図３（ｂ）に示すように、自走式の製管機８Ｂを用いて、ライニング管３を製管してもよい。自走式の場合、帯状部材３ｘが、製管済のライニング管３の内部を通って、ライニング管３の先端の製管機８Ｂに導入されて製管されるとともに、製管機８Ｂが推進（自走）される。
このようにして、管状体２内の更生すべき領域の全長にわたってライニング管３を設ける。製管時のライニング管３の断面形状は真円に近い円形であり、ライニング管３の外径は管状体２の内径より小さい。

続いて、図４に示すように、ライニング管３の内部に２点支保工１０を設置する。
支保工１０は、複数の縦支保材１１と、底部腹起し材２１及び頂部腹起し材２２を含む。縦支保材１１は、上下に延びる直管状の縦支保本体１１ａと、その両端のジャッキベース１１ｂとを有し、上下に伸縮可能である。腹起し材２１，２２は、太鼓落などの直線材で構成され、管軸Ｌ３（図４（ａ）の紙面と直交する方向）に沿って延びている。

図４（ｂ）に示すように、複数の縦支保材１１を、管軸方向に間隔を置いて配置する。このとき、ライニング管３の底部３ｂには、底部腹起し材２１を設置し、各縦支保材１１の下端部を底部腹起し材２１上に載せる。複数の縦支保材１１の上端部どうし間には、頂部腹起し材２２を架け渡す。該頂部腹起し材２２をライニング管３の頂部３ａに宛がう。
このようにして、縦支保材１１の両端部を、腹起し材２１，２２を介してライニング管３の頂部３ａ及び底部３ｂに押し当てる。

図５（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、続いて、ジャッキベース１１ｂの操作によって縦支保材１１を伸長させることによって、ライニング管３を上下へ伸びるように変形させる。したがって、ライニング管３の縦寸法（Ａ）が大きくなる。ライニング管３の横寸法（Ｂ）は小さくなる。そして、ライニング管３の頂部３ａ及び底部３ｂをそれぞれ管状体２の頂部２ａ及び底部２ｂに強く押し当てて密着させる。一対の管間隙間４がライニング管３の両側に分かれて形成される。

図６に示すように、前記密着状態を維持しながら、各管間隙間４に裏込め材５を注入する。
裏込め材５の流動性喪失後、支保工１０を撤去する。

かかる管状体更生方法によれば、ライニング管３の頂部３ａに縦支保材を通す貫通孔を形成する必要が無い。したがって、支保工の撤去後に前記貫通孔を塞ぐ必要も無い。貫通孔の閉塞処理の不具合による漏水発生のおそれも無い。
これによって、管状体２の更生施工を効率的に行うことができ、工期を短くできる。
ライニング管３は、長径を上下に向けた楕円断面形状に形成されることで真円断面形状の場合より底部２ｂの曲率が大きく（曲率半径が小さく）なっているため、内部を通る下水が低水位であっても流速を確保できる。したがって、掃流性が高まり、滞留物の発生を防止又は抑制できる。
ライニング管３の底部３ｂ及び頂部３ａをそれぞれ管状体２の底部２ｂ及び頂部２ａに密着させることによって、更生後の管底勾配及び管頂勾配を更生前と同じ大きさに維持できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態（図７～図９）＞
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第２実施形態の４点支保工１０Ｂは、複数の十字支保１９と、腹起し材２１，２２，２３を備えている。各十字支保１９は、第１実施形態（図１～図２）と同様の構造の縦支保材１１と、該縦支保材１１と直交（交差）する横支保材１２を有している。横支保材１２は、水平方向（横方向）へ延びる直管状の横支保本体１２ａと、その両端のジャッキベース１２ｂとを有し、水平に伸縮可能である。横支保本体１２ａと縦支保本体１１ａとの中間部どうしが直交クランプ１５を介して連結されている。
一対の側部腹起し材２３は、太鼓落などの直線材で構成され、管軸Ｌ３に沿って延びている。

管状体２を更生する際は、管状体２の内周に沿ってライニング管３を配置した後、第１実施形態と同様にして、ライニング管３の内部に支保工１０Ｂを設置する。各十字支保１９の横支保材１２は、ライニング管３の両側の側方部３ｃを結ぶように水平（横方向）に向ける。両側の側方部３ｃの内面にはそれぞれ側部腹起し材２３を宛がい、横支保材１２のジャッキベース１２ｂを側部腹起し材２３に押し当てる。これによって、横支保材１２の両端部が、側部腹起し材２３を介してライニング管３の側方部３ｃに押し当てられる。
縦支保材１１の両端部を腹起し材２１，２２を介してライニング管３の頂部３ａ及び底部３ｂに押し当てる点は、第１実施形態（図４）と同様である。

図８（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、続いて、ジャッキベース１１ｂの操作によって縦支保材１１を伸長させるとともに、ジャッキベース１２ｂの操作によって横支保材１２を収縮させる。これによって、ライニング管３を上下へ伸び変形させながら、横方向へは確実に縮むようにできる。そして、ライニング管３の頂部３ａ及び底部３ｂを管状体２の頂部２ａ及び底部２ｂに押し当てて密着させる。
図９に示すように、前記密着状態を維持しながら、管間隙間４に裏込め材５を注入する。横支保材１２によりライニング管３の側方部３ｃを内側から押さえることによって、ライニング管３が裏込め材５の圧力で変形するのを防止できる。
裏込め材５の流動性喪失後、支保工１０を撤去する。

本発明は、前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。
例えば、ライニング管３の断面形状は、管状体２の断面形状に応じて、（Ｂ）＜（Ｄ）の関係を満たしていればよく、必ずしも長径を上下へ向けた楕円形状である必要はない。管状体２の断面形状が、長径を水平に向け、短径を上下へ向けた概略楕円状である場合、ライニング管３の断面形状は、長径を横方向へ向け、かつ管状体２よりも真円に近い楕円状ないしは略真円状であってもよい。
第２実施形態（図７～図９）において、横支保材１２を予め収縮させておいたうえで、縦支保材１１によるライニング管３の変形工程を行ってもよい。その後、側部腹起し材２３を介して、横支保材１２をライニング管３の側方部３ｃに突き当て、裏込め工程を行ってもよい。

本発明は、例えば老朽化した下水道管やトンネルの更生に適用できる。

Ｌ３ 管軸
１ 管構造物
１ａ 頂接触部
１ｂ 底接触部
２ 管状体
２ａ 頂部
２ｂ 底部
２ｃ 側方部
３ ライニング管
３ａ 頂部
３ｂ 底部
３ｃ 側方部
３ｘ 帯状部材
４ 管間隙間
５ 裏込め材
１０ ２点支保工
１０Ｂ ４点支保工
１１ 縦支保材
１２ 横支保材
１９ 十字支保
２１ 底部腹起し材
２２ 頂部腹起し材
２３ 側部腹起し材

Claims (3)

1. 地中に埋設又は構築された管状体の内周にライニング管をライニングし、
   上下へ延びる縦支保材、及び該縦支保材と交差するように延びる横支保材のうち、少なくとも縦支保材を含む支保工を前記ライニング管内に設置し、
   前記縦支保材を伸長させることによって、前記ライニング管の頂部と底部を結ぶ縦寸法を前記伸長前よりも伸ばし、かつ前記ライニング管の両側の側方部どうしを結ぶ横寸法を前記伸長前よりも縮ませて、前記ライニング管を、長径を上下へ向けた楕円形の断面になるように変形させて、前記ライニング管の頂部及び底部をそれぞれ前記管状体の頂部及び底部に押し当て、
   次いで、前記管状体と前記ライニング管との間の管間隙間に裏込め材を注入し、
   前記裏込め材の流動性喪失後、前記支保工を撤去することを特徴とする管状体の更生方法。
2. 前記縦支保材の上端部を、前記ライニング管の管軸方向へ延びる頂部腹起し材を介して前記ライニング管の頂部に押し当て、かつ前記縦支保材の下端部を前記管軸方向へ延びる底部腹起し材を介して前記ライニング管の底部に押し当てた状態で、前記縦支保材を伸長させることを特徴とする請求項１に記載の更生方法。
3. 地中に埋設又は構築された管状体と、前記管状体の内周にライニングされたライニング管とを備えた管構造物であって、
   前記管状体と前記ライニング管との頂部どうしが接することによって頂接触部が形成され、
   前記管状体と前記ライニング管との底部どうしが接することによって底接触部が形成され、
   前記ライニング管の外周面における両側の側方部どうしを結ぶ横寸法が、前記ライニング管の外周面における前記頂部及び前記底部どうしを結ぶ縦寸法より小さく、かつ前記管状体の内周面における両側の側方部どうしを結ぶ横寸法より小さく、前記ライニング管の断面が長径を上下へ向けた楕円形であり、
   前記管状体と前記ライニング管との側方部どうし間には管間隙間が形成され、前記管間隙間に裏込め材が充填されていることを特徴とする管構造物。

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