JP7389661B2 - 既設管更生方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、既設管より小径の螺旋管状の更生管を製管して既設管内に設置した後、拡張機を用いて、該更生管を構成する帯状部材の隣接する縁部分どうしを巻き方向へ相対摺動させることによって、更生管を拡径(拡張)させるエキスパンダー製管方法が記載されている。拡径された更生管が既設管の全周にわたって張り付く。
一方、コーン状管部が短過ぎると、そのテーパ角が過大になり、未拡径の管部(拘束条体の未引き抜き部分)とコーン状管部との間等でバックリング(縁部分どうしの凹凸嵌合の破断)が起きる。特に、既設管の拡張製管機側(第1側)の管口の近くまで拡径が進んだ段階では、コーン状管部の長さを確保できず、バックリングが起きやすくなる。一旦バックリングが起きると、煩雑な補修作業を要し、場合によっては製管をやり直さなければならず、大幅な作業ロスが生じる。
本発明は、かかる事情に鑑み、エキスパンダー製管方法において、特に既設管の拡張製管機側(第1側)の管口の近くで更生管のバックリングが起きるのを防止することを目的とする。
帯状部材を螺旋状に巻回して、前記帯状部材の帯幅方向の両側の互いに一周ずれて隣接する縁部分どうしを接合して強拘束状態にすることによって、前記更生管を前記既設管より小径になるよう作製して前記既設管の内部に配置し、かつ前記更生管における第1側の管端を、前記既設管における第1側の管口と連なる人孔内に配置する製管工程と、
前記更生管における前記第1側とは反対の第2側の管端から前記第1側へ向けて順次、前記縁部分どうしが巻き方向へ相対摺動可能な弱拘束状態にする拘束弱化工程と、、
前記人孔に設置した拡張製管機によって、前記帯状部材における前記更生管に続く帯部分を前記更生管へ送り込むことによって、前記更生管における前記弱拘束状態になった管部を拡径させる拡径工程と、
前記拡径された管部の前記第1側の端部が前記管口の近くの所定位置に配置されるまで前記拡径工程を行なった後、前記人孔内において前記更生管を前記拡張製管機から切り離す切離工程と、
前記切り離された更生管の第1側の管端を手動で捩じることによって、前記更生管における前記所定位置から前記第1側の管端までの第1側管部を拡径させる手動拡径工程と、
を備えたことを特徴とする。
当該既設管更生方法によれば、第1側管部を手動で拡径させることによって、第1側管部における拡径変形中のコーン状管部のテーパ角、長さ、縁部分どうしの接合状態等を目視観察しながら、バックリングが起きないように捩じり力を調整できる。バックリングが起きそうなときは、手動であるから、捩じり操作を直ちに止めることができ、所要の手当てを行なうことができる。この結果、第1側管部においてバックリングが起きるのを未然に防止しながら、第1側の管端まで拡径させることができる。したがって、バックリングの補修や製管のやり直しをする必要が無く、作業ロスを回避できる。
第1側管部の手動拡径に伴って、人孔内に突出された更生管の第1側の管端(切断端)が管口へ向けて漸次移行される。一方、前記切断距離の設定によって、手動拡径工程後、最終的に更生管の第1側の管端が管口よりも既設管の内部に引っ込むことはない。この結果、更生管を、既設管の管口まで張り付かせることができる。更生管の寸法が足らずに管口の内周面が露出されるのを防止できる。
これによって、第1側管部を第2側から第1側の管端へ向けて順に拡径でき、第1側管部における第1側の管端に近い部分が先に拡径されて張り付け不良が起きるのを防止できる。
前記拘束弱化工程において、前記条体における前記更生管から引き出されて前記更生管の管内空間に通された引き取り部分を引っ張ることによって、前記条体を順次引き抜き、
前記切離工程においては、前記条体における前記第1側の管端に埋まった部分を前記第1側の管端と共に切断し、かつ該条体の切断端を前記第1側の管端に止着する一方、前記引き取り部分は切断しないことが好ましい。
条体の引き抜きによって、前記縁部分どうしの拘束力を弱めることができる。
前記所定位置まで前記拘束弱化工程及び前記拡径工程を行なった後、前記拘束弱化工程を一旦停止して前記切離工程を行ない、その後、前記拘束弱化工程を再開し、かつ前記手動拡径工程を行なうことが好ましい。
拘束弱化工程の再開時には、条体の引き取り部分を引っ張ることで、第1側管部における第2側から第1側の管端へ向かって順次、条体を引き抜いて拘束弱化状態にすることができる。
前記拘束弱化工程における前記条体の引き抜きによって、前記嵌合凸部の一部が切断されることが好ましい。
前記一部の嵌合凸部の切断によって、縁部分どうしの拘束力を確実に弱めることができる。
これによって、同一の装置を用いて製管工程及び拡径工程を行なうことができる。
図1に示すように、更生対象の既設管1は、例えば地中に埋設された下水道管であるが、本発明は、これに限定されず、上水道管、農業用水管、ガス管、水力発電導水管その他の埋設管のほか、トンネルなどが挙げられる。老朽化した既設管1の内周に更生管3がライニングされることによって、既設管1が更生される。
図2(a)に示すように、帯状部材10は、一定の断面形状を有して、同図の紙面と直交する帯長方向へ延びている。詳しくは、帯状部材10は、平帯状の帯板部11と、該帯板部11の帯幅方向の中間の複数条のリブ12と、帯幅方向の両側の凹凸状の嵌合部13,14を一体に有している。帯状部材10の帯幅方向の一方側の縁部分10aには、第1の嵌合部13が設けられている。第1嵌合部13は、2条(複数条)の嵌合凸部13a,13bを含む。帯状部材10の帯幅方向の他方側の縁部分10bには、第2の嵌合部14が設けられている。第2嵌合部14は、2条(複数条)の嵌合溝14a,14bを含む。
なお、帯状部材10の断面形状は適宜改変できる。
<製管工程>
図1に示すように、元押し式の製管機20を用意する。該製管機20を既設管1の発進側(第1側)の管口1eに連なる人孔4の底部に設置する。地上の巻取りドラム(図示省略)から帯状部材10を順次繰り出して製管機20に供給する。
製管機20において、帯状部材10を螺旋状に巻回し、互いに一周ずれて隣接する縁部分10a,10bの嵌合部13,14どうしを凹凸嵌合させて接合する。これによって、螺旋状の更生管3を作製する。図2(b)に示すように、嵌合凸部13aは嵌合溝14aに嵌め、嵌合凸部13bは嵌合溝14bに嵌める。これら嵌合部13,14の2条(複数)の凹凸嵌合によって、縁部分10a,10bどうしが、巻き方向へほぼ相対摺動不能な強拘束状態になる。
好ましくは、嵌合溝14a内には接着剤51を設け、嵌合溝14b内にはシール剤52を設けておく。更に好ましくは、シール剤52は潤滑性を有している。
なお、ワイヤ41の先端側の引き取り部分41bは、予め、元押し製管前の巻き出し段階の更生管3の先端3fから引き出して折り返させ、更生管3の内部空間に通して、発進側人孔4内の巻取リール43に巻き付けておく。先端3fには、ワイヤ41の折り返し部41cが設けられる。
図1に示すように、製管時の更生管3の外径(製管径)は、既設管1の内径より小径にする。これによって、既設管1内へ押し込み中の更生管3と既設管1との間の摩擦が低減される。
更生管3における発進側(第1側)の管端は、人孔4内の製管機20と係合されている。
製管後、図3に示すように、巻取リール43によって引き取り部分41bを巻き取りながら管軸方向に引っ張る。これによって、ワイヤ41の前記埋め込まれていた部分41aが更生管3から順次引き抜かれ、ワイヤ41の折り返し部41cが、第2側から第1側(図3において右側から左側)へ向けて螺旋状の巻き方向に沿って移行される。このとき、図2(c)に示すように、嵌合部13の一部の嵌合凸部13aの根元部分が、前記ワイヤ41の折り返し部41cによって切断される。これによって、更生管3の先端3fから第1側へ向けて順次、縁部分10a,10bどうしの拘束力が弱められて、これら縁部分10a,10bどうしが巻き方向へ相対摺動可能な弱拘束状態になる。
前記ワイヤ41の巻取りによる拘束弱化工程と併行して、製管機20によって、帯状部材10における更生管3に続く帯部分19を更生管3へ送り込んで更生管3に組み込む。これによって、更生管3における強拘束状態のままの一定径のストレート状の管部3aが捩じられる。すなわち、ストレート状管部3aの全体が一体的に回転されながら第2側(図3において右側)へ押し込まれる。更生管3における弱拘束状態となった管部においては、縁部分10a,10bどうしが巻き方向に沿って互いにずれるように滑り、拡径(拡張)される。該弱拘束状態となった管部における、拡径変形中の管部3cは、第2側へ向かって拡径するコーン状(円錐台状)になる。該コーン状管部3cの更に第2側に拡径済のストレート状の管部3bが連なる。ストレート状管部3bは、強拘束状態のストレート状管部3aより大径であり、既設管1の内周面の全周にわたって張り付いてる。
製管工程で用いた製管機20が拡張製管機となる。
拘束弱化工程及び拡径工程の進行に伴って、コーン状管部3cが第1側(図3において左側)へ移行し、大径ストレート状管部3bが第1側へ伸長し、かつ小径ストレート状管部3aが縮小していく。
所定位置1dは、コーン状管部3cがバックリングを生じないテーパ角及び長さに維持可能なように、製管機20までの距離等を考慮して設定する。
管口1eと所定位置1dとの間の所定距離L1は、ストレート状管部3aの巻きピッチP3aに対して、L1=1×P3a~30×P3a程度が好ましい。
<切離工程>
そして、人孔4内において更生管3を拡張製管機20から切り離す。詳しくは、拡張製管機20と管口1eとの間の位置3pにおいて更生管3を切断する。切断位置3pと管口1eとの間の切断距離L2は、後記手動拡径工程後の更生管3の第1側の管端3e(切断端)が管口1eより少し突出されるように設定する。好ましくは、設定に際して、ストレート状管部3aと管口1eとの直径差、距離L1、ピッチP3a等を考慮する。
引き取り部分41bは、切断せずに巻取リール43と繋げておく。
前記切離工程後、拘束弱化工程を再開する。すなわち、巻取リール43によって引き取り部分41bを巻き取ることによって、ワイヤ41を引っ張る。これによって、更生管3における所定位置1dから管端3eまでの小径ストレート状の第1側管部3gを、所定位置1dから管端3eへ向けて順次、弱拘束状態にする。
図5に示すように、前記再開した拘束弱化工程と併行して、管端3eを手動で捩じり、第1側管部3gにおける拘束弱化状態になった部分を順次拡径させる。
好ましくは、管端3eの近くに穴3hを開けて直管等の棹材5を貫通させ、該棹材5を手で回すことで、第1側管部3gに捩じり力を加える。穴3hは、嵌合部13,14ひいてはワイヤ41の埋設部分41aを避けて形成する。
したがって、図6に示すように、既設管1の管口1eまで更生管3を確実に張り付けることができる。更生管3の寸法が足らずに管口1eの内周面が露出されるのを防止できる。
拡径後の管端3eがちょうど管口1e内に位置されるように、切断距離L2を設定しておいてもよい。
既設管1の内周面と更生管3との間には、モルタル等の裏込め材を充填してもよい。
このようにして、既設管1が更生される。
例えば、第1側管部3gを管端3eまで拘束解除したうえで、手動拡径工程を行なってもよい。この場合、切離工程後に管端3eまで拘束解除してもよく、管端3eまで拘束解除した後、切離工程を行なってもよい。
製管工程では、更生管における螺旋状の帯状部材の隣接する縁部分どうし間に拘束用の条体を挟むことによって、これら縁部分どうしを強拘束状態とし、拘束弱化工程では、前記拘束用条体を前記縁部分どうし間から引き抜くことで、強拘束状態が解除されて弱拘束状態となるようにしてもよい。
切離工程においては、拡張製管機を分解するなどして更生管3から分離してもよい。
拡張製管機が、製管工程を行なう製管機とは別に用意されてもよい。牽引式の製管機によって製管工程を行ない、元押し式の製管機からなる拡張製管機によって拡径工程を行なってもよい。
拡径(拡張)後の更生管の断面形状は、円でなくてもよく、楕円や四角でもよい。
L2 切断距離
P3a 巻きピッチ
1 既設管
1d 所定位置
1e 発進側(第1側)の管口
1f 到達側(第2側)の管口
3 更生管
3a 小径ストレート状管部
3b 大径ストレート状管部
3c コーン状管部
3d 小径側端部(拡径された管部の第1側の端部)
3e 管端(第1側の管端)
3f 先端(第2側の管端)
3g 第1側管部
3p 切断位置
4 人孔
10 帯状部材
10a,10b 縁部分
13 第1嵌合部(嵌合部)
13a 嵌合凸部(一部の嵌合凸部
13b 嵌合凸部
14 第2嵌合部(嵌合部)
14a,14b 嵌合溝
19 帯部分
20 製管機(拡張製管機)
41 ワイヤ(条体)
41a 埋設部分
41b 引き取り部分
41c 折り返し部
41e 切断端
44 クランプ(止着手段)
Claims (7)
- 既設管を螺旋管状の更生管によって更生する方法であって、
帯状部材を螺旋状に巻回して、前記帯状部材の帯幅方向の両側の互いに一周ずれて隣接する縁部分どうしを接合して強拘束状態にすることによって、前記更生管を前記既設管より小径になるよう作製して前記既設管の内部に配置し、かつ前記更生管における第1側の管端を、前記既設管における第1側の管口と連なる人孔内に配置する製管工程と、
前記更生管における前記第1側とは反対の第2側の管端から前記第1側へ向けて順次、前記縁部分どうしが巻き方向へ相対摺動可能な弱拘束状態にする拘束弱化工程と、
前記人孔に設置した拡張製管機によって、前記帯状部材における前記更生管に続く帯部分を前記更生管へ送り込むことによって、前記更生管における前記弱拘束状態になった管部を拡径させる拡径工程と、
前記拡径された管部の前記第1側の端部が前記管口の近くの所定位置に配置されるまで前記拡径工程を行なった後、前記人孔内において前記更生管を前記拡張製管機から切り離す切離工程と、
前記切り離された更生管の第1側の管端を手動で捩じることによって、前記更生管における前記所定位置から前記第1側の管端までの第1側管部を拡径させる手動拡径工程と、
を備え、前記所定位置から前記管口まで距離が、前記更生管における前記強拘束状態の管部の巻きピッチの1倍~30倍であることを特徴とする既設管更生方法。 - 前記切離工程においては、前記拡張製管機と前記管口との間において前記更生管を切断し、かつ該切断位置と前記管口との距離を、前記手動拡径工程後の更生管の前記第1側の管端が前記管口内に位置されるか又は前記管口より突出されるように設定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。
- 前記切離工程後、前記第1側管部に対する前記拘束弱化工程及び前記手動拡径工程を併行して又は交互に行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の既設管更生方法。
- 前記製管工程において、前記帯状部材の前記縁部分どうしの間に条体を挟み、
前記拘束弱化工程において、前記条体における前記更生管から引き出されて前記更生管の管内空間に通された引き取り部分を引っ張ることによって、前記条体を順次引き抜き、
前記切離工程においては、前記条体における前記第1側の管端に埋まった部分を前記第1側の管端と共に切断し、かつ該条体の切断端を前記第1側の管端に止着する一方、前記引き取り部分は切断しないことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の既設管更生方法。 - 前記所定位置まで前記拘束弱化工程及び前記拡径工程を行なった後、前記拘束弱化工程を一旦停止して前記切離工程を行ない、その後、前記拘束弱化工程を再開し、かつ前記手動拡径工程を行なうことを特徴とする請求項4に記載の既設管更生方法。
- 前記帯状部材の一方側の縁部分には複数条の嵌合凸部が形成され、他方側の縁部分には、前記嵌合凸部がそれぞれ嵌る複数条の嵌合溝が形成されており、
前記拘束弱化工程における前記条体の引き抜きによって、前記嵌合凸部の一部が切断されることを特徴とする請求項4又は5に記載の既設管更生方法。 - 前記人孔に製管機を設置して、該製管機によって前記製管工程を行ない、
その後、前記製管機を前記拡張製管機として用いることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の既設管更生方法。
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