JPH0254088A - 管内ライニング後の枝管開口部の穿孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、地下もしくは建物内に配管された老巧化した
下水管、水道管、ガス管などを新設管でライニングした
後に枝管の開口部を穿孔するための穿孔方法に関する。

（従来の技術） 近時、老巧化した下水管などを再生させて新設管を布設
するために、例えば更生管工法と呼ばれているライニン
グ工法が用いられている。

この更生管工法とは、合成樹脂製の帯状体をスパイラル
状に巻きながら更新管として既設管内に製管してライニ
ングし、更新管と既設管の隙間に裏込剤を注入する工法
であるが、取付管（枝管）を有する既設管にそのような
更生管工法を採用した場合、前記裏込剤を注入した後、
枝管用の貫通穴を穿孔しなければならない。

従来、既設管が鉄などの磁性体で作られている場合には
磁気センサを利用して枝管の開口部を検出し、更新管内
から枝管用の貫通穴を穿孔する方法が提案されている（
例えば、特開昭５６−１２７４２０号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、既設管がいわゆるヒヱーム管等のコンク
リート材からなる非磁性体で構成されていると、上述し
た磁気センサを用いた穿孔方法を適用することができな
い。

これに対し、枝管内に穿孔機を挿入して、枝管側から穿
孔する方法も考えられるが、下水更生管の施工において
は、枝管の配管状況によって穿孔機の挿入が困難な場合
がある。

（課題を解決するための手段） 本発明の管内ライニング後の枝管開口部の穿孔方法は、
枝管を有する本管の内側をライニングして該本管を更生
するに際し、ライニングによって閉塞された前記枝管の
開口部を本管側から穿孔する方法であって、アンテナコ
イルと共振体とから構成され該共振体を励振する励振信
号によって振動し、また該励振信号の停止後は前記アン
テナコイルから前記共振体に残留している共振信号を放
出する位置探知用マーカーが枝管管軸と略同心状となる
位置に配設されてなる止水栓をライニング前に枝管開口
部に挿着し、ライニングの後、ループ面が前記位置探知
用マーカーのアンテナコイルの軸芯と直交し前記共振信
号の極大値を検知する第１ループアンテナと、ループ面
が前記軸芯と平行し前記共振信号の極小値を検知する第
２ループアンテナとを備えたアンテナ台車を本管内に走
行させ、前記極小値の検知結果に基いて前記位置探知用
マーカーの本管管軸方向の位置を探知した後、前記極大
値の検知結果に基いて該位置探知用マーカーの本管周方
向の位置を探知し、該マーカーの位置を目標にして穿孔
手段を駆動し、前記枝管開口部を本管側から穿孔する方
法である。

本管内を走行させるアンテナ台車は、例えばマーカーの
共振体に対して励振信号を送る送信用アンテナとしてだ
けでなく、共振体の共振振動に基づく共振信号を受信す
る受信用アンテナとしての機能を有する場合の他に、マ
ーカー側に共振体の励振手段を設けている場合には、ア
ンテナ台車は受信用アンテナとしての機能のみを有すれ
ばよい。

（作用） アンテナ台車が送信用だけでなく受信用としても作用す
る場合について説明する。

すなわち、ライニング後の本管内にアンテナ台車を走行
させて、まず、２つのループアンテナのうち第２ループ
アンテナから励振信号を発信すると、ライニング前に枝
管開口部に挿入した止水栓に設けている位置探知用マー
カーの共振体が振動する。この共振体の共振信号はアン
テナコイルから送信されるので、これをアンテナ台車の
第２ループアンテナで受信する。ここで、第２ループア
ンテナはそのループ面が上記共振体のアンテナコイルの
軸芯と平行しているので、受信する共振信号の信号レベ
ルは、第６図ｔａ＞に示すように、第２ループアンテナ
が位置探知用マーカーに接近するにしたがって小となり
、この信号レベルが極小となる位！が位置探知用マーカ
ーの位置を示すことになる。そして、上記信号レベルの
変化は極めて急峻であるので、信号レベルの極小位置を
容易に知ることができ、この第２ループアンテナにより
位置探知用マーカーの本管管軸方向の位置を非常に精度
よ（探知することが可能となる。

次に、これに続いて第１ループアンテナもしくは第２ル
ープアンテナから励振信号を発信し、位置探知用マーカ
ーの共振体を再度振動させ、この共振体からの共振信号
を第１ループアンテナで受信する。ここで、第１ループ
アンテナはそのループ面が位置探知用マーカーのアンテ
ナコイルの軸芯と直交しているので、受信する共振信号
の信号レベルは、第６図（ｂ）に示すように、第１ルー
プアンテナが位置探知用マーカーに接近するにしたがっ
て大となり、この信号レベルが極大となる位置が位置探
知用マーカーの存在位置を示すことになる。

つまり、止水栓が本管周方向のいずれの位置にあっても
、第２ループアンテナは常にそのループ面が共振体のア
ンテナコイルの軸芯と平行しているため、位置探知用マ
ーカーの本管管軸方向の位置を探知することはできても
、該マーカーの本管周方向の位置を探知することができ
ないので、該マーカーの本管管軸方向の位置を第２ルー
プアンテナにより探知した後、第１ループアンテナを本
管周方向に沿うようにゆっくりと回転させ、第１ループ
アンテナの受信レベルが極大となる位置を検出すること
により、上記マーカーの本管周方向の位置を探知する。

そして、そのマーカー位置を目標にして穿孔手段を駆動
し、枝管開口部を本管側から穿孔する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

本発明の穿孔方法では、ライニング前に位置探知用マー
カー１４を配設した止水栓１を枝管Ａの開口部に挿着す
る工程と、既設管２の内周面を新たにライニングする工
程と、ライニング後に前記マーカー位置を検出して枝管
開口部を本管Ｂ側から穿孔する工程を含んでいる。

まず、止水栓１の挿着工程について、第１図を参照して
説明する。

第１図において、この挿着工程に使用される止水栓セッ
ト用ロボット３は、自動走行手段を備えたロボット本体
４に、水平方向を中心軸とした回転可能な駆動部５が取
り付けられたものである。

駆動部５にはシリンダ６が設けられ、このシリンダ６の
シリンダヘッド７は、前記駆動部５の回転が停止された
位置において既設管２の内周面をその径方向に押圧する
ことができる構成である。

前記止水栓１は、第２図に拡大して示すように、スチロ
ール、ウレタンなどの発泡体を材料としたもので、本例
では枝管Ａの内周形状と同じ形状の円盤状の止水本体８
と、該止、水本体８の周囲から垂下する脚片９と、該脚
片９の先端に形成された鍔部１０とからなる帽子形状に
なされている。ここで、この男片９で囲まれた凹部１１
は前記シリンダヘッド７が挿着される部分となる。

なお、本発明で使用される止水栓１は、更新管１６と共
に穿孔されて破壊されてしまうものであるので、独立気
泡を有した中実の発泡体からなる安価なものが好ましい
が、例えば非発泡性樹脂からなる中空、中実もしくは腕
形状のものであってもよい。

前記止水本体８の中央部であって、この止水本体８が枝
管Ａの開口部に挿着された時に、枝管Ａの管軸と略同心
状となる位置には位置探知用マーカー１４が埋め込まれ
ている。この位置探知用マーカー１４は、アンテナコイ
ルと共振体とから構成されたもので、管軸と略同心上と
なる位置に、つまりアンテナコイルの軸芯が管軸と一致
するように配される。上記共振体としては、例えば水晶
振動子等の圧電振動体が用いられる。このように共振体
に圧電振動体を用いた場合、これに蓄積されるエネルギ
ー量が多いため、励振信号に対する共振信号を大きくと
ることができ、アンテナコイルの巻数をせいぜい数回と
することができ、マーカ−１４自体を小型化することが
できる。なお、位置探知用マーカー１４は、−ａ的なＬ
Ｃ共振回路で構成されていてもよい。ところで、このよ
うになる位置探知用マーカー１４は、必ずしも止水本体
８の中央部に埋め込まれていなければならないものでは
なく、枝管Ａの管軸と略同心状となる位置にあれば、止
水本体８の頭部に挿着されていても、あるいは底部に貼
着されていてもよい。

また、本例では前記止水栓セット用ロボット３は索引ワ
イヤ３ａを介してテレビカメラ車１５に接続されており
、枝管Ａの開口部の画像はこのテレビカメラ車１５で盪
影されて地上まで送られる。

そして、地上にいる作業者がこの画像を確認しながら、
止水栓セット用ロボット３の走行駆動及び前記シリンダ
６の駆動を制御する。

そして、止水栓セット用ロボット３のシリンダヘッド７
に止水栓１の前記凹部１１を嵌入して、テレビカメラ車
１５とともにライニング前の既設管２内を走行させて枝
管Ａの開口部をテレビカメラ車１５で撮影する。作業者
は、このテレビカメラ車１５で撮影された画像を基に枝
管Ａの開口部を検出する。この開口部の検出位置に止水
栓セット用ロボット３の駆動部５を移動し、シリンダへ
ラド７をシリンダ６の作動により伸張させてこの止水栓
１をセットする。このとき、枝管Ａの開口部は管類部に
ない場合があるので、駆動部５を遠隔にて適宜回動操作
しながら走行させる。なお、止水栓１は枝管Ａ側からロ
ーブ等で吊り下げて挿着してもよく、この場合には、止
水栓１は膨張可能タイプのものである必要があり、縮径
状態にある止水栓１を所定箇所まで到達させた後、空気
等の流体を送り込んで拡径させたり、あるいは止水本体
８を構成する水膨張性樹脂に注水することにより拡径さ
せる必要がある。

第３図は、更生管工法によってライニングした後の状態
を示し、符号１６は更新管、１７は既設管２と更新管１
６との間に注入されたモルタルなどからなる裏込剤を示
している。この更生管工法を用いた場合には、枝管Ａの
開口部の隙間にも裏込剤１７が注入されるとともに該裏
込剤１７が止水栓１を枝管Ａ側へ押し上げるので、止水
栓１が枝管Ａの開口部を強固に密閉して水漏れが防止さ
れ、また、裏込剤１７が枝管Ａ側に漏れることがない。

第４図は、ライニング後に前記マーカー１４の位置を検
出して枝管Ａの開口部を穿孔する工程を説明する図であ
る。この工程に使用される位置探知・穿孔用ロボン）１
８は、前記止水栓セント用ロボット３と同様に、自動走
行手段を備えたロボット本体１９と駆動部２０とで構成
されている。

この駆動部２０は、回転ヘッド２２を備え、該回転ヘッ
ド２２の上部には第１ループアンテナ２３が、また該回
転へラド２２の先頭部２４には第２ループアンテナ２５
とテレビカメラ３５とがそれぞれ取り付けられるととも
に、該回転ヘッド２２の上部にコーン状の超鋼刃物から
なる穿孔カッタ２６が取り付けられている。上記第１ル
ープアンテナ２３は、そのループ面が前記位置探知用マ
ーカー１４のアンテナコイルの軸芯と直交するよう、換
言すれば、ループ面が本管Ｂの管軸と平行となるように
設けられている。また、第２ループアンテナ２５は、そ
のループ面が前記位置探知用マーカー１４のアンテナコ
イルの軸芯と沿うよう、つまり本管Ｂの管軸と直交する
ように設けられている。そして、これら第１ループアン
テナ２３および第２ループアンテナ２５は、それぞれ送
信モードと受信モードが設定周期で適宜切換えられられ
るようになされているとともに各モードに対応する信号
処理回路（図示省略）に接続されている。

なお、第１ループアンテナ２３と第２ループアンテナ２
５とは、図示例のように互いに離して配設するに限らず
、例えば第８図および第９図に示すように、両者を互い
のループ面が直交し且つ両ループ面の中心が一致するよ
うに一体的に組み合わせてもよい。同図中、符号２７は
これらループアンテナ２３．２５を第２ループアンテナ
の中心軸回りに回動可能に支持する支軸を示している。

前記テレビカメラ３５は、穿孔工程を監視するためのも
のであり、穿孔カッタ２６に向けられている。地上に配
置した測定装置１３は第１および第２ループアンテナ２
３．２５の各受信特性をグラフ表示等するものである。

なお、前記穿孔カッタ２６はウォータジェット装置等の
他の穿孔装置であってもよい。

しかして、送信モードの時の第２ループアンテナ２３か
らは、前記位置探知用マーカー１４を構成する共振体を
励振させる励振信号が発信され、この第１ループアンテ
ナ２３および第２ループアンテナ２５が位置探知・穿孔
用ロボッ）１８の移動に伴って移動する。そして、第２
ループアンテナ２５が位置探知用マーカー１４の取付位
置（止水栓ｌの挿着位置）が存する領域に接近すると、
位置探知用マーカー１４の共振体は一定の共振周波数で
振動し、この振動レベルに対応した共振信号がアンテナ
コイルから送信される。このとき、第２ループアンテナ
２５が受信モードに切換わり、第２ループアンテナ２５
の受信レベルが極小（第６図（ａ）参照〕となる位置を
検出し、この位置で位置探知・穿孔用ロボット１８を停
止させる。続いて、第２ループアンテナと第１ループア
ンテナとの管軸方向離間距離分だけ位置探知・穿孔用ロ
ボット１８を後退させ、第１ループアンテナ２３がら励
振信号を一定時間発信する。これにより位置探知用マー
カー１４は再び一定の共振周波数で振動し、この振動レ
ベルに対応した共振信号をアンテナコイルから送信する
ので、今度はこの共振信号を、回転ヘッド２２をゆっく
りと回転させながら（第５図参照）第１ループアンテナ
２３で受信し、その受信レベルが極大となる位置〔第６
図（ｂ）参照〕を検出してこの位置で回転ヘッド２２を
停止させる。この例では、第１ループアンテナの軸芯が
穿孔カッタ２６の軸芯と一致しているので、上記した状
態にて穿孔カッタ２６を始動して穿孔を開始する（第７
図参照）。この穿孔工程時において、前記止水栓１は破
壊されて更新管１６内へ流される。なお、第１ループア
ンテナを穿孔カッタ２６の真下に設置せず、第７図に二
点鎖線で示すように、回転へラド２２の側部に設置して
もよい。この場合、第１ループアンテナ２３′により位
置探知用マーカーＩ４の本管周方向の位置を探知した後
、この位置で回転ヘッド２２を穿孔カッタ２６から第１
ループアンテナ２３′に向がう方向に９０度回転させて
、穿孔カッタ２６を位置探知用マーカー１４の存在位置
、すなわち止水栓１に正対させる必要がある。

また、第２ループアンテナ２５により位置探知用マーカ
ー１４の本管管軸方向の位置を探知する際に、該マーカ
ー１４のアンテナコイルから送信される共振信号を位置
探知・穿孔用ロボット１８を前進させつつ回転ヘッド２
２をゆっくりと回転させながら第１ループアンテナ２３
により受信し、その受信レベルが極大となる位置を検出
して、該マーカー１４の該略の存在領域を探知した後、
今度はこの共振信号を位置探知・穿孔用ロボット１８を
ゆっくりと後退もしくは前進させながら第２ループアン
テナ２５で受信し、その受信レベルが極小となる位置を
検出するようにしてもよい。そして、穿孔カッタ２６を
始動して穿孔を開始する（第７図参照）、この穿孔工程
時において、前記止水栓１は破壊されて更新管１６内へ
流される。

第１０図は、止水栓１の他の実施例を示し、円柱状の止
水栓本体２８の中央上部に小径からなる円柱状の突部２
９を形成し、この突部２９に位置探知用マーカー３０の
アンテナコイルを挿着したものである。またこの場合、
枝管Ａの内周面は、止水栓本体２８の外周面に高さ方向
に間隔をおいて設けた止水リング３１によって止水効果
が高められている。この他に止水栓本体２８を蛇腹体で
構成してもよい。

なお、本例では、ライニング方法として更生管工法の場
合を例示したが、これに限るものでな（、マンホール３
２の開口部分をさらに太き（開削して新設管を地中まで
直接降ろし、この新設管を順次横送りするライニング方
法や、いわゆる反転工法（例えば、特開昭５５−１５８
５２号公報参照）においても適用できる。また、位置探
知・穿孔用ロボット１８に取り付けた第１および第２ル
ープアンテナ２・３．２５と穿孔カッタ２６の配置関係
は上述した実施例に限定するものでなく、位置探知・穿
孔用ロボット１８の前後に離れて設けてもよ（、さらに
位置探知用ロボットと穿孔用ロボットの２台のロボット
で構成してもよい。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明方法によれば、ライニング後
の枝管の開口部を本管側から極めて正確に検知すること
ができ、ライニングにより閉塞された枝管の開口部を、
他の箇所を損傷することなく確実に穿孔することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管内ライニング後の枝管開口部の
穿孔方法において止水栓のセット工程に使用されるロボ
ット等を示す既設管内の断面図、第２図は止水栓の挿着
状態を示す部分拡大断面図、第３図はライニング後の状
態を示す管内断面図、第４図は枝管の開口部の探知およ
び穿孔工程に使用されるロボ７）等を示す管内断面図、
第５図は第１ループアンテナと止水栓との位置関係を示
す断面図、第６図Ｔａ）は第２ループアンテナと共振体
との位置関係の変化に伴う第２ループアンテナにおける
共振信号の受信レベルの変化状態を説明するための波形
図、第６図中）は第１ループアンテナと共振体との位置
関係の変化に伴う第１ループアンテナにおける共振信号
の受信レベルの変化状態を説明するための波形図、第７
図は穿孔時の状態を示す管内断面図、第８図は第１ルー
プアンテナと第２ループアンテナとの他の配設例を示す
側面図、第９図は同部分斜視図、第１０図は止水栓の他
の実施例を示す断面図である。 ２５・・・第２ループアンテナ ２６・・・穿孔カッタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）枝管を有する本管の内側をライニングして該本管を
   更正するに際し、ライニングによって閉塞された前記枝
   管の開口部を本管側から穿孔する方法であって、 アンテナコイルと共振体とから構成され該共振体を励振
   する励振信号によって振動し、また該励振信号の停止後
   は前記アンテナコイルから前記共振体に残留している共
   振信号を放出する位置探知用マーカーが枝管管軸と略同
   心状となる位置に配設されてなる止水栓をライニング前
   に枝管開口部に挿着し、ライニングの後、ループ面が前
   記位置探知用マーカーのアンテナコイルの軸芯と直交し
   前記共振信号の極大値を検知する第１ループアンテナと
   、ループ面が前記軸芯と平行し前記共振信号の極小値を
   検知する第２ループアンテナとを備えたアンテナ台車を
   本管内に走行させ、前記極小値の検知結果に基いて前記
   位置探知用マーカーの本管管軸方向の位置を探知した後
   、前記極大値の検知結果に基いて該位置探知用マーカー
   の本管周方向の位置を探知し、該マーカーの位置を目標
   にして穿孔手段を駆動し、前記枝管開口部を本管側から
   穿孔することを特徴とする管内ライニング後の枝管開口
   部の穿孔方法。