JPS6365983A - 管内面のライニング補修工法 - 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、地下に布設されたガス管、水道管などの既設
配管で、特に供給管、支管と称されている小口径の既設
配管に対し、その管内面に布設状態のまま樹脂のライニ
ング塗膜を形成するように補修を施す管内面ライニング
補修工法にＩ′１１１するものである。

【従来の技術】

一般にガス管、水道管などの地下に布設されている既設
配管は、経年により管に腐蝕孔や亀裂が生じて、これに
より漏洩が起るおそれがあることから、その漏洩補修ま
たは予防保全のためにａｙ設状態のまま管内面に樹脂の
ライニング塗膜を形成するような補修が行なわれている
。 その補修工法として、従来、小口径の既設配管では、 ■　例えば特開昭５４−３１６２２号公報、特開昭５５
−３９２７４号公報などにみられるように樹脂を、圧送
空気流と混合して微粒化しつつ管内に圧送して内壁面に
付着または引き伸ばすようにライニングするものく気相
法） ■　また例えば特開昭５５−４４３２０号公報にみられ
るように樹脂を液状のまま、ビグにより管内に移動しつ
つビグ周面から接方へ樹脂を流出させて管内面に付着さ
せるもの（液相法・ビグ移動法）等が知られている。 上記「液相法」　「ビグ移動法」による補修の場合、液
状の樹脂を、ビグにより管内移動する関係から、配管途
中に口径変化部や曲管部等が介在する供給管のような小
口径管の補修の際に、ビグがその管路の口径変化部や曲
管部などに引掛って流通不能、補修不能の事態に陥る不
都合があるところより、従来、小口径管の補修には、一
般的に上記「気相法」によるライニング補修が主流をな
している。

【発明が解決しようとする問題点】

しかし従来の１気相法」によるライニング工法の場合、
次に述べるような問題点があった。 （１）　　まず従来の「気相法」によるライニング工法
では、空気流速、２気粘性を利用して樹脂を所定長さの
補修区間内において長く搬送または引き伸ばさなシブれ
ばならないことから、樹脂粘度は低粘度（例えば１５　
、０００ｃｐｓ以下）の樹脂を使用しイ′に各プればな
らないという制約があり、このため、管内面に付着され
たライニング塗膜は、その塗膜の汐さが殆ど０．５ｍｍ
以下で博（、しかもライニング塗膜は、管内壁の下面側
が厚く、上面側が薄くなるなどの模りが不均一になる上
、また、エルボ等の曲管部では、腐蝕の起り易い管の外
周曲面側の膜厚が極めて薄くなるという現染を避けるこ
とができない等の問題点があった。 （２）　　また従来の「気相法」にょるライニング工法
では、膜厚を厚く且つ厚さをできるだけ均一にしようと
すると、高粘度の樹脂を使用しなければならず、高粘度
の樹脂を所定長さの補修区間の管内に搬送するには、多
産の空気量と高速の気流が必要となることから一般に２
ｋｃｌ／ｃｍ２以上の圧力空気を必要とされるので、機
器設備（例えばコンプレッサ等）が大型化となり、設備
コストが高くなる上に、作業場所によっては機器設備の
搬入が不能で補修作業が行なえないところも発生し、ま
た騒音も大きく、住居地域では作業環境を著しく悪化す
る等の問題点があった。 （３）　　さらに従来の「気相法ｊによろうイニング工
法では、樹脂の圧送気流が、管の内壁面に直接に接触し
ながら流通し、また管内に２　ｋｇ／　ｃｓ２以上の圧
力空気が付加される関係から、例えば管にピンホール状
の腐蝕孔が生じている場合などにその腐蝕孔より管の外
に吹友は現朶が起り、腐蝕孔の確実な孔埋めが期待でき
ないばかりか、腐蝕孔を更に拡大して管を破１Ωする現
染がみられる等の問題点もあった。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、上述の問題点を解消すべく提案された新しい
管内面のライニング補晦工法を１２供することを目的と
するもので、この目的を達成するため本発明による補修
工法は、 （イ）既設配管の一端側の管内に、その開口部から所要
長さにわたって管路内を充満ｒ１１塞するように樹脂を
液状のまま充填し、 ＠　該充填樹脂が、管径、ｍ脂粘度、充填樹脂長などの
関係柔性から管内面に所要の膜厚を形成するに必要な設
定速度で管内を団塊状に流ｅするよう上記充填樹脂の後
端面に所要静圧の押圧力を付与して樹脂団に′ａｆｊｒ
性を与え、Ｑ９　　且つ樹脂団が管内を流動走行する際
、塗膜の形成による樹脂組の減少に応じて上記押圧力を
減衰させて樹脂団の管内流動速度を略一定に保持するよ
うに流動制御してなる、 ことを特徴とするものである。 このような補修工法では、管内に導入されるライニング
樹脂が、静圧の押圧力により押されて管内を流動し、こ
の流動時、管内面に接触しながら流動する時の壁面に対
する付着力で樹脂が管内面に残留し、この残留樹脂で管
内面のライニング塗膜が形成されるようになる。 かかる塗膜の形成では、後述の実験結果からも明らかな
ように管内面に接触付着して残る樹脂の最（塗膜厚さ）
を、樹脂の流動速度、樹脂粘度等の選定により自由にコ
ントロールできるから、ライニング塗膜の厚さを所望（
１１１〜ｉ　０ｍｍＦ１度）の膜厚に調整することがで
き、また、樹脂の通過後に残留形成される塗膜は、樹脂
の後端面に作用プる押圧力が端面全体に均等に分布する
から、管周方向全体に均一膜厚のす膜を形成することが
可１１社となる。 さらに樹脂を流動させる押圧力は、これを小さく使用空
気用も少なくできるから、コンプレッサ等の設備機器は
、これを大［ｔＪに小形化することが可能となり、旦つ
樹脂の押圧空気が、常に低い圧力で、しかし残留樹脂に
よる塗膜形成後のライニング処理管内を流通し、空気流
が、塗膜の介在により管自体の内壁面に直接に接触しな
いから、腐蝕孔からの吹扱は現象も確実に防ＩＪニブる
ことが可能となる。

【実　施　例］ 以下本発明による実施例を添付した図面に基いて説明す
る。 図面において、第１図は、本発明による補昨工法の１例
を概略的に示すもので、符号１は補陀対象の既設配管で
ある。この既設配管１は、地下や建物内部等に布設され
ているガス管、水道管のような既設配管であり、特に本
発明によって補６しようとする対象の既設配管は、ガス
管についていうと一般に口（１１５〜３２１１Ｉ１１程
度の供給管、また口径４０〜１００ａｖ程度の支管と呼
ばれている比較的に管径の小さい既設配管を対象として
いる。 この既設配管１は、補６に際して、所定長さの補修区間
に区切られているもので、その一端間口部にはランチャ
−２が接続され、また他端開口部には、内部を透視でき
るレシーバ３が接続されている。 上記ランチャ−２には、開閉電磁弁５を介して樹脂注入
器４が接続され、この樹脂注入器４からライニング樹脂
へがランチャ−２内に導入されるようにしである。ここ
にライニング樹脂へは、主剤と硬化剤を調合した常温２
液硬化型の樹脂でブクソトロビー性を有する樹脂が使用
される。なお上記樹脂注入器４には、予め主剤と硬化剤
を混合した樹脂を空気加圧式注入器により圧送供給して
もよく、また主剤と硬化剤を別々のポンプに上り圧送し
つつその過程でスタティックミキサーにより両者を混合
供給するにうにしてもよい。 またランチャ−２には、その先端部に送風制御装置１を
介して小型コンプレッサ６が接続されてあり、このコン
プレツナ６からの圧送空気が送風制御装置γで流Ｍ規制
されてランチャ−２内に導入され、既設配管１内に向け
て送り込まれるようにしている。 なお上記コンプレッサ６からの圧送空気は送風制御装置
７と連動する切１１１！！電磁弁８．ガバナ９を介して
前記樹脂注入器４内にも導入され、樹脂注入器４内に設
けた加圧摺動板１０を介してライニング樹脂Ａが、送風
制Ｍ装Ｗｔ７と連動して開放動作される開閉電磁弁５か
ら一定圧力で液状のままランチャ−２内に所定量押出し
充填されるようにしである。 また前記した送風制ｍ装置７は、コンプレッサ６からの
圧送空気を清浄化するフィルタ１１と、圧送空気の流量
を制御する絞り弁１２を備えた流量制御部１３と、圧送
空気の供給、遮断を制御する開閉弁１４とを′４１シ、
また、その送風系路には圧力計１５と、上記開閉弁１４
．レリーフ弁１８．絞り弁１２等を制御する流量コント
ローラ１Ｇとを備えている。この流ｍコントローラ１６
は、後述する樹脂Ａの管内流動速度等の信号をアンテナ
１７により受イ３すると共に、圧力計１５による空気圧
の検知に結いて絞り弁１２．レリーフ弁１８．開閉弁１
４を制御するものである。 一方、既設配置２１の他方の開口部に接続されたレシー
バ３には、遮断弁２８．圧力計２０．流量計２１等が接
続されてあり、この圧力尉２０．流量計２１によってラ
イニング樹脂への流動につれて変化づる排出側の管内圧
力および管内からの排出空気量が検知されて、これらの
検知により、管内にお番プるライニング樹脂Ａの流動速
度が検知され、この検知信号が発信器２２．アンテナ２
５を介して前記始端側のアンテナ１７に送信されて、前
述の送風制御表ｒａ１による制御が行なわれるようにし
である。 また上記レシーバ３の端部には、空気吐出弁２７を備え
たサイクロン式の樹脂分離ホッパ２６が接続されてあり
、ライニング樹脂△が、内部を透視できるレシーバ３に
到達した際、予め閉ざされていた空気吐出弁２７を開放
し、遮断弁２８を閉じることで、残余の樹脂をこの樹脂
分離ホッパ２６内に回収できるようにしている。 次に上述の興行による補昨作業の作業工程を説明すると
、まず始端側のランチャ−２内に、開閉電磁弁５を開い
て樹脂注入器４内から所定債のライニング樹脂Ａを液状
のまま注入する。この樹脂△の注入は、ライニング樹脂
△が、ランチャ−２内よりさらに既設配管１の始端側の
管路内に所定長さにわたって、その管路内を充満閉塞す
るように充填される。 次に上記樹脂Ａの充填が完了すると、開ｒｌｌ電磁弁５
を閉じ、送風系路側の開閉弁１４を開いてコンプレッサ
Ｇからの圧送空気を、絞り弁１２により流量制御しつつ
ランチャ−２の端部より管内に送り込む。 これにより圧送空気が、前記充填樹脂への模端面を後方
から圧縮するように作用し、その静圧の押圧力（圧縮力
）によりライニング樹脂Ａに流動性が付与され、ライニ
ング樹脂Ａが、柱状の状態でランチャ−２内より既設配
管１内に向けて流動されて行き、既設配管１内を一団と
なって流動進行する。この時の樹脂Ａに作用させる圧縮
押圧力は、樹脂Ａに流動性を付与する初期押圧力を大気
圧に対して略１．５ｋｇ　　ｃｍ２以下とし、また、流
動性が付与されて樹脂Ａが既設配管１内を流動進行する
時にはその押圧力を、レリーフ弁１８により調圧して、
大気圧に対し略０．６ｋｇ　　ｃｎ＋２以下の低圧に下
げる。 この樹脂Ａの流動進行により、流動時、管内面に接触し
ながら流動する時の壁面に対づる付着力で、樹脂△が管
内面に残留されつつ進行し、樹脂団の通過侵には、この
Ｉ１５留樹脂によって管内面に所要膜厚のライニング塗
膜が形成される。 ここに実験によると、既設配管１内に充填された樹脂Ａ
を、後方より、静圧の圧縮押圧力により全体的に管内走
行させる場合、圧縮押圧力を作用さける加圧側の樹脂端
面形状は、第２図に示す押圧力ａと、内壁面への付着力
影響係数すと、樹脂ズリ応力Ｃとの合力によって、樹脂
Ａが管内を流動進行する時には第３図に示すような形状
にて走行する。 この走行状態から、さらに上記樹脂端面に対する後方よ
りの圧縮押圧力ａを大きく樹脂への走行速度Ｖを速くし
た場合は、上記の樹脂端面形状は第４図に示すような砲
弾形どなり、一方、圧縮押圧力ａを小さく樹脂Ａの走行
速度■を遅くした場合は、第５図に示すようにその樹脂
端面形状は垂直に近い形態となることが実験の結果より
判明された。 また実験によると、樹脂への粘度ｃｐｓと、走行速度Ｖ
と、形成されるライニング樹脂厚ｔとのＩＷ係は、 ■　走行速度Ｖを一定とした場合、樹脂粘度（５０００
００１）Ｓ　〜５００，０ＯＯＣＩ）Ｓ）が高い方がラ
イニング塗膜の膜厚は薄膜となり、また粘度が低い方が
厚膜となる。 ■　また樹脂粘度を一定とした場合、樹脂の走行速度■
が速い方が厚膜となり、逆に走行速度が遅い方がＲ？膜
となることが判明した。 以上の実験結果によると、 （ｉ）　　まず樹脂への走行速度Ｖを一定として、樹脂
粘度を変化させた場合、′樹脂粘度が低い方が前記樹脂
の端面形状は第４図に示すような砲弾形となって膜厚は
厚く、また、粘度が高い方が第５図に示すような垂直形
の端面形状となって膜厚は薄くなる。 ６ｉ）　　また樹脂粘度を一定にした場合、圧縮押圧力
を高くして樹脂への走行速度を速めると前記樹脂の端面
形状は第４図に示す砲弾形となって膜厚は厚く、また、
圧縮押圧力を低くして走行速度を遅くすると樹脂の端面
形状は第５図に示ず垂直形の端面形状となって膜厚は薄
くなる。 つまり樹脂粘度と走行速度Ｖの関係では、樹脂の端面形
状が、第４図に示すような砲弾形にイするように樹脂Ａ
を流動走行させてやれば膜厚は厚膜となり、また、第５
図に示すような垂直に近い端面形状になるように樹脂Ａ
を流動走行させてやると膜厚は薄膜となる。 これを理論的に考察するに、第４図、第５図におけるＰ
ｌ、Ｒ２点での圧力の分力関係は、端面形状が砲弾形（
第４図示）の場合は第６図に示すように押圧力は樹脂球
面の接線方向Ｓ１に対して直角なＲＯ力方向働らき、そ
の力の分力は、樹脂を流動走行させる分力Ｒ１と、樹脂
を管内壁に押しつける分力Ｒ１とに分解される。 一方、樹脂の端面形状が垂直形（第５図示〉の場合では
、第７図に示すように管内壁面から前記Ｐ１と等距離に
あるＲ２の押圧力は樹脂球面の接線方向Ｓ１に対して垂
直なＱＯ力方向作用し、その分力は樹脂を流動走行させ
る分力Ｑ１と樹脂を管内壁に押しつける分力Ｑ２とに分
解される。 上述の樹脂を流動走行させる分力Ｒ１、Ｑｔと樹脂を管
内壁に押しつける分力Ｒｘ、Ｑｔとを比較した場合、第
４図に示す砲弾形のものは樹脂を流動走行させる分力Ｒ
１が、第５図に示す垂直形のそれに対応する分力Ｑ１よ
りも大巾に小さく、このＲ１の分力が樹脂ズリ応力と付
着力の影響係数の和とバランスした所から樹脂Ａは厚膜
として管内壁に残ることが理解される。 以上の結果より、樹脂△の加圧側の端面形状が砲弾形（
第４図示）となるようにライニング樹脂へを流動走行さ
せれば、ライニング塗膜は、その膜厚が厚膜に形成され
、一方、垂直に近い端面形状（第５図示）となるように
ライニング樹脂Δを流動走行させれば、ライニング塗膜
はその膜厚が７７９Ｗｉに形成されることが実験的、理
論的にも確認され、ここに実験によると管径、樹脂粘度
、充填樹脂長、樹脂走行速度、初期押圧力と膜厚との関
係は第１表に示す結果が得られた。 第　　１　　表 上記第１表に示す管径、樹脂粘度、充填樹脂長の関係か
らすると、管内面に例えばＮＯ２の２．Ｏｍｍの膜厚を
形成しようとすると管内に流動させる樹脂を９ｃｍ　、
ｓｅｃで走行させる必要があり、樹脂の走行速度を適宜
に選ぶことで、形成されるライニング塗膜の厚さを自由
にコントロールできる関係にあることが理解される。 したがって、本発明による補修工法では、まず目的とす
る既設配管１の管内面に形成づべきライニング塗膜の膜
厚を、どの程度の厚さに形成するかを選定し、この膜厚
の選定に暴づいて、補修対象管の管径、使用する樹脂粘
度、充填された樹脂艮などの補修関係条件から、所望す
る膜厚を形成するために必要な樹脂Ａの流動速度を設定
し、この設定された流動速度でライニング樹脂Ａが管内
を流動走行するように、フンプレツナＧからの圧送空気
を制御して充填樹脂への後端面に所要静圧の押圧ノ〕を
付与させる。 この場合、使用する樹脂Ａは、前述したようにチクソト
ロピー性の樹脂が使用され、この秤の樹脂は外力を加え
た場合、その塗料構造が破壊されて軟化現象を起し、外
力を取り去ると時間の経過と共に原状に回復する性質を
有するから、上記樹脂Ａの押圧力は、前述したように流
動後の管内走行時における押圧力（略０．６ｋｇ　　ｃ
ｍ２以下）に対して、流動性を付与する初期押圧力を幾
分高目に略１．５ｋｇ　　ｃｍ２程度の圧力に設定する
。 このような圧力設定の場合、その初期押圧力はランチャ
−２の部分の管内に作用して既設管内には殆ど影響を与
えず、また、既設管内にＪハブる押圧力は、これが大気
圧に対し僅かな圧力差を有するように略０，６ｋｇ　　
ｃｍ＋２以下の低圧に設定されていることで、老朽化し
た既設配管１においても腐蝕孔からの吹抜は現象が確実
に回避できる。 また上記押圧力により樹脂Ａが管内流動してライニング
塗膜の形成が進行し、その塗膜の形成により樹脂Ａの流
動量が減少すると、その樹脂分の減少に対応して上記押
圧力を減衰させ、ライニング樹脂Ａの流動速度が一定と
なるように送風制御装置７によりコンプレツナ６からの
空気量をＩＩＩ　ＩｉＯする。 丈なわら、樹脂量が減少づると、それに伴って樹脂Ａの
流動速度が速くなる傾向に変化し、この流動速度の変化
が、到達側のレシーバ３に設けられた圧力ｆｉｔ　２０
．　＊　ｔｎ　５ｔ　２１によって検知される。これは
樹脂への進行方向前側における既設配管１内の管内圧力
、および管内からの滞留空気の排出間は、共にライニン
グ樹脂への流動速度の変化に関連して相対的に変化する
関係にあるものであるから、この変化の状態を圧力計２
０および流量計２１により検知することで樹脂Ａの流動
速度の変化が検知され、この検知信号が、発信器２２．
アンテナ２５を介して始端側の送風制御装置７のアンテ
ナ１７に受信されることで、圧力計１５からの圧力信り
と共に演算されて、樹脂への流動速度が一定となるよう
な押圧力が得られるようにレリーフ弁１８．絞り弁１２
．制御弁１４がコントロールされて、これによりコンプ
レッサ６からランチャ−２を通して既設配管内に導入さ
れる圧送空気の空気流世がゐＩＩ　Ｉｆｌされ、樹脂量
の減少に合せて樹脂Ａの押圧力が自動釣に減衰されるよ
うに制御される。 かくしてライニング樹脂量は、その管内流動速度が、管
の始端側より、到達側にｈ咄プて略一定に制御されつつ
流動し、この流動によって既設配管の管内面に、その全
長にわたって所要膜厚のライニング塗膜が均一に形成さ
れる。 なお、本発明の補修施工にあたって、前記押圧力による
樹脂Ａの管内流ｖＪｆｆｉには制約があり、また１回分
の充填樹脂量による塗膜形成の長さにも制約があるとこ
ろより、補修対象の既設配管１の良さが長い場合は、そ
の良さに対応して樹脂への充填、流動回数を複数回、繰
り返すように分υ１施工してもよく、これにより補修区
間の良さを所望に増大延長することが可能となる。 また樹脂Ａは、図示の実施例の場合、その後端面をコン
プレッサ６からの圧力空気で押圧するようにしたものを
示したが、この樹脂Ａの流動は例えば、樹脂の進行方向
前側の管内に負圧吸引力を作用させる等して管内に圧力
差を生起させ、この圧力差で樹脂への後端面に押圧力を
付与するようにしてもよい。 ｃｒｅ明の効果】 以上に説明したように本発明によるライニング補湛工法
は、管内に導入される樹脂Ａを、静圧の押圧力により流
動させ、この流動時、管内面に接触しながら流動する時
の、壁面に対する付着力で樹脂を管内面に残し、この残
留樹脂で管内面の塗膜を形成するようにライニングする
ものであるから、次に述べるような効果が得られる。 （１〉　　まず本発明によれば、樹脂の流動時、管内面
に付着残留ザる樹脂のｆｆｌ　（塗膜厚さ）を、樹脂の
流動速度、樹脂粘度等の選定により自由にコントロール
することができるから、ライニング塗膜の膜〃の厚さを
所望（１ｎｕｉ〜ｂ 成ザることができる。 （２）　　また上述のように静圧の押圧力で樹脂を流動
させる場合、樹脂の有するチクソトロピー性により流動
性が付すされた後は、樹脂は、軟化現象を起して小さい
押圧力で且つ少ない空気債で流動するから、使用送８ａ
機はベビーコンプレツナまたは小型ボンベ程度のもので
よく、設備機器を大巾に小形化することがで定る。 （３）　　さらに使用樹脂も、チクソトロピー性を有す
る高粘度樹脂の使用が可能となることよりライニング塗
膜のダレ現象を少なくでき、且つ樹脂はこれを流動させ
る押圧力がその後端面仝体に均簀に分布するため、管の
上面側が岬く、下面側が厚い等の膜厚のバラツキをなく
し、管周方向において均一厚さの塗膜を形成することが
できる。 （４）　　さらに樹脂を流動するため管内に送り込まれ
る空気流は、その圧力が低い上に、常に残留樹脂による
塗膜形成後のライニング処理管内を流通づることで、そ
の管内面にはチクソトロピー性の樹脂による塗膜の介在
により空気流が管自体の内壁面に直かに接触しないから
、従来の気相法にみられるような腐蝕孔からの吹抜は現
象も確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による補修工法の１例を概略的に示す断
面図、第２図および第３図は本発明による樹脂流動時の
押圧力、付着力影響係数、Ｊ−３よび樹脂ズリ応力の関
係を示すベクトル図、第４図および第５図は同じく本発
明による樹脂流動時の樹脂押圧力と、膜厚Ｊ３よび走行
速度との関係を示す樹脂端面形状の説明図、第６図およ
び第７図はそれぞれ第４図および第５図における同一点
の圧力の分力関係を示す説明図である。 １・・・既設配管、２・・・ランブーヤー、３・・・レ
シーバ、４・・・樹脂注入器、５・・・開閉制御弁、６
・・・コンプレッサ、７・・・送風制御ｌ装置、８・・
・切換電磁弁、１１・・・フィルタ、１２・・・絞り弁
、１３・・・流量制御部、１４・・・開閉弁、１５・・
・圧力訓、１Ｇ・・・流量コントローラ、１７・・・ア
ンテナ、１８・・・レリーフ弁、２０・・・圧力計、２
１・・・流量計、２３・・・発信器、２５・・・アンテ
ナ、２６・・・樹脂分離ホッパ、２８・・・遮断弁。 △・・・ライニング樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 既設配管の一端側の管内に、その開口部から所要長さに
   わたつて管路内を充満閉塞するように樹脂を液状のまま
   充填し、 該充填樹脂が、管径、樹脂粘度、充填樹脂長などの関係
   条件から管内面に所要の膜厚を形成するに必要な設定速
   度で管内を団塊状に流動するよう上記充填樹脂の後端面
   に所要静圧の押圧力を付与して樹脂団に流動性を与え、 且つ樹脂団が管内を流動走行する際、塗膜の形成による
   樹脂量の減少に応じて上記押圧力を減衰させて樹脂団の
   管内流動速度を略一定に保持するように流動制御してな
   ることを特徴とする管内面のライニング補修工法。