JPWO2016088168A1 - 既設管の更生工法 - Google Patents

Abstract

セグメント（１ａ）の一方の側板（１０３）に固定されたオス型連結ピン（４０）の突出部（４４）を、このセグメントに連結されるセグメント（１ｂ）の他方の側板（１０２）と隣接する側板（１０６）間に固定されたメス型連結ピン（２０）の嵌合部（２５）に嵌合させる。各セグメントの各側板（１０２、１０３）が互いに当接するように各セグメントを順次管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立てる。メス型連結ピン（２０）の嵌合部（２５）には、オス型連結ピン（４０）を挿入方向には移動させるが、挿入方向と逆方向にはその移動を阻止する係止部（２４）が複数形成される。オス型連結ピン（４０）をメス型連結ピン（２０）に挿入して嵌合させると、オス型連結ピンはいずれかの係止部（２４）と係止して逆方向移動が不可能になり、各セグメントは管長方向に堅固に連結される。

Description

本発明は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成してなるセグメントを、周方向並びに管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立てて既設管を更生する既設管の更生工法に関する。

地中に埋設された下水管等の管路が老朽化した場合、該管路を地中から掘出することなく、その内周面にライニングを施して管路を補修する管ライニング工法が提案され、既に実用に供されている。

上記管ライニング工法では、例えば管状樹脂吸収材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸せしめて構成される管ライニング材を流体圧によって管路内に反転させながら挿入する。反転挿入後、管ライニング材を流体圧によって管路の内周壁に押圧したまま、任意の方法によって加熱し、管ライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させることによって、管路内にプラスチックパイプを形成して管路を補修する。

また、内周面を構成する内面板と、内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成してなるセグメントを用いて大口径の管路を更生する工法も知られている。この工法では、セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立て、該管ユニットを連結部材を介して管長方向に連結し管路内に更生管を組み立てている。既設管内に更生管を組み立てた後、既設管と更生管の間の空間にグラウトなどの充填材を充填して硬化させ複合管が構築される。

このようなセグメントを用いた工法において、管ユニットないしセグメントを管長方向に連結するために、連結ボルトをセグメントの側板に固定されたナットに螺合させてセグメントを順次管長方向に連結することが行われている（特許文献１）。

また、一方のセグメントにオス型連結ピンを固定し、他方のセグメントには、オス型連結ピンの挿入方向移動は許可するが逆方向移動を阻止するメス型連結ピンを固定し、オス型連結ピンとメス型連結ピンをスナップ嵌合させてセグメントを連結することが提案されている（特許文献２）。

また、一方のセグメントに固定された雄型継手を、他方のセグメントに固定された雌型継手に嵌合させ、雄型継手の挿入方向移動を許可するが逆方向移動を阻止するように、雄型継手と雌型継手を凹凸嵌合させてセグメントを連結することが提案されている（特許文献３）。

特開２０１１−１２８０３号公報 特開２００９−１０８４８４号公報 特開２００４−１０８５１９号公報

特許文献１のように、ボルトナット式の棒状の連結部材でセグメントを連結する場合には、強固な連結が可能であるが、時間と人手を要し効率が悪くなるという問題がある。

また、特許文献２のように、スナップ嵌合式のオス型とメス型の連結ピンを用いてセグメントを連結する場合には、連結作業時間は短くなる。しかし、スナップ嵌合が１段の凹凸嵌合なので、連結強度が弱くなるとともに、オス型とメス型の連結ピンの連結方向長さが短く、その一方端部だけがセグメントの側板に固定されるだけなので、各連結ピンの固定が十分でない、という問題がある。

また、特許文献３では、凹凸嵌合させる部分が多いので、特許文献２のスナップ式嵌合より強度が得られるが、特許文献２と同様に、雄型継手と雌型継手の連結方向長さが短く、各継手をセグメントに固定する強度が弱く、両継手を更にボルト締めする必要があり、連結作業時間が長くなる、という欠点がある。

本発明の課題は、このような問題点を解決するためになされたもので、セグメントの管長方向の連結を容易にし、全体の管更生作業を省力化することができる既設管の更生工法を提供することである。

本発明は、
内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、側板の内側で内面板の上面に立設された内部板を複数有するセグメントを、周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
セグメントの一方の側板側に該側板の外部に突出する突出部を有する第１の連結ピンを固定する工程と、
セグメントの他方の側板側に嵌合部が形成された第２の連結ピンを固定する工程と、
セグメントの一方の側板側に固定された第１の連結ピンの突出部を、このセグメントに連結されるセグメントの他方の側板側に固定された第２の連結ピンの嵌合部に挿入嵌合させ、各側板が互いに当接するように各セグメントを順次管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立てる工程と、を備え、
前記第２の連結ピンは、その嵌合部に、第１の連結ピンを挿入方向には移動させるが、挿入方向と逆方向にはその移動を阻止する係止部が複数形成されており、該嵌合部がセグメントの他方の側板と該側板に隣接する内部板間に位置するように、該側板と該側板に隣接する内部板に支持されて固定されることを特徴とする。

また、本発明は、
内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、側板の内側で内面板の上面に立設された内部板を複数有するセグメントを、周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
セグメントの一方の側板側に該側板の外部に突出する突出部を有する第１の連結ピンを固定する工程と、
嵌合部を有し、該嵌合部に第１の連結ピンを挿入方向には移動させるが、挿入方向と逆方向にはその移動を阻止する係止部が形成された第２の連結ピンをセグメントの他方の側板と該側板に隣接する内部板に支持させて固定する工程と、
前記セグメントを周方向に連結してリング状の管ユニットを組み立てる工程と、
前記管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を組み立てる工程と、を備え、
前記管ユニットのセグメントには、他の管ユニットと連結される前にそれぞれ第１と第２の連結ピンが固定されており、該管ユニットの各セグメントに固定された第１と第２の連結ピンを、他の管ユニットの各セグメントに固定された対応する第２と第１の連結ピンに一度に嵌合させて各管ユニットが管長方向に連結されることを特徴とする。

本発明では、第２の連結ピンの嵌合部には、第１の連結ピンを挿入方向には移動させるが、挿入方向と逆方向にはその移動を阻止する係止部が複数形成されるので、第１の連結ピンを複数の係止部のいずれかの係止部で係止せることができる。第１の連結ピンがどの係止部で係止されるかに従って、セグメントの連結強度が変わるので、本発明では、第１の連結ピンの挿入程度を変えることにより連結ピンの固定位置毎にセグメントの連結強度を調整することができる、という効果が得られる。

また、本発明では、第１と第２の連結ピンは、側板と該側板に隣接する内部板に支持されて固定されるので、各連結ピンのセグメントへの固定が確実になる。また、その固定がセグメントを構成する側板と内部板により行われるので、追加的な部材を必要としない、という効果が得られる。

また、本発明では、セグメントを周方向に連結して組み立てられた各管ユニットのセグメントには、他の管ユニットと連結される前にそれぞれ第１の連結ピンと第２の連結ピンが固定されており、管ユニットの各セグメントに固定された第１と第２の連結ピンを、他の管ユニットの各セグメントに固定された対応する第２と第１の連結ピンに一度にスナップ的に嵌合させることができるので、セグメントを管長方向に連結する時間が顕著に短縮される、という効果が得られる。

更生管の組み立てに使用されるセグメントの構造を示した斜視図である。 セグメントの周方向への連結構造を示す断面図である。 セグメントの周方向への連結構造を示す正面図である。 セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てた状態を示す斜視図である。 管ユニットのセグメントをオス型連結ピンとメス型連結ピンを用いて管長方向に連結する状態を示した説明図である。 メス型連結ピンをセグメントに取り付ける工程を示した説明図である。 メス型連結ピンをセグメントに取り付ける図５に続く工程を示した説明図である。 オス型連結ピンをセグメントに取り付ける工程を示した説明図である。 オス型連結ピンとメス型連結ピンを用いてセグメントを連結する方法を説明する説明図である。 オス型連結ピンがメス型連結ピンに係止される状態を示す断面図である。 オス型連結ピンがメス型連結ピンに係止される状態を示す上面図である。 管ユニットを組み立て更生管を既設管内に敷設する状態を説明した説明図である。 管ユニットを組み立て更生管を既設管内に敷設したときの斜視図である。 管ユニットのセグメントをオス型連結ピンとメス型連結ピンの固定位置を変えて管長方向に連結する状態を示した説明図である。 オス型連結ピンとメス型連結ピンの他の実施例を示した断面図である。 図１３のオス型連結ピンがメス型連結ピンに係止される状態を示す断面図である。 メス型連結ピンの概観を示す正面図である。 メス型連結ピンをピン半体に分離して拡径した状態を示す正面図である。 メス型連結ピンをピン半体として作製したときの正面図である。 メス型連結ピンをピン半体として作製したときの断面図である。 ピン半体を重ねてメス型連結ピンを作製する状態を説明する説明図である。

以下に本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて説明する。本発明は、下水管、上水管、トンネル、あるいは農業用水路などの大口径の既設管を更生あるいは修復するのに適している。各実施例では、更生管は、管長方向に直交する断面形状が円形として説明されるが、矩形など円形以外の形状の更生管にも本発明を適用できることは勿論である。更に、断面形状が管として閉じた形状でなく、例えば馬蹄形や半円形、凹字形など片側が開いた形状である場合にも管と見なして本発明を適用することができるものである。

この明細書において、管長方向とは図３で管ユニット１０の管の長さ方向に延びる矢印Ｘで示した方向を、径方向とは、管ユニット１０の中心軸に向かう放射状の矢印Ｒで示した方向を、周方向とは管ユニット１０の円の周方向をいう。

図１には、既設管を更生する更生管の組立単位部材となる更生管用セグメント１（以下、単にセグメントという）の構造が図示されている。セグメント１は、更生管の内周面を構成する内面板１０１と、該内面板１０１の周方向に延びる両側に垂直に立設された同形状の側板１０２、１０３と、内面板１０１の管長方向に延びる両端に垂直に立設された同形状の端板１０４、１０５とからなるプラスチックでできた一体成形のブロック状の部材である。

セグメント１は、本実施例では、円周を複数等分する所定角度、例えば６等分する６０度の円弧状に湾曲した形状となっている。ただし、セグメントは円弧形ないし扇形に限定されず、既設管の断面形状、あるいはその大きさ、あるいは既設管の補修箇所に応じて、直方体あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた形などにすることもできる。

内面板１０１の上面にはセグメント１の機械的強度を補強するために、側板１０２、１０３の内側に、側板と同様な形状の複数、この実施例では４個の内部板１０６、１０７が側板１０２、１０３と平行に等間隔に立設される。

側板１０２には、セグメント１を管長方向に連結するメス型連結ピン２０（図４）を通すための円形の挿通穴１０２ａが周方向に等間隔に複数形成され、側板１０３には、メス型連結ピン２０と嵌合するオス型連結ピン４０（図４）を通すための円形の挿通穴１０３ａが周方向に等間隔に複数形成される。側板１０２の挿通穴１０２ａと側板１０３の挿通穴１０３ａは、同じ径で周方向の位置が一致している。

側板１０２、１０３の周方向端部には、セグメント１を周方向に連結する作業に利用するための開口部１０２ｂ、１０３ｂが形成される。セグメントを周方向に接続する際には、開口部１０２ｂ、１０３ｂを介してボルト、ナットなどの連結部材をセットしたり締め付けたりする。

端板１０４、１０５は、側板１０２と側板１０３の周方向端部に配置される部材で、内面板１０１の外面からの高さは側板１０２、１０３よりもやや低くなっている。端板１０４、１０５には、セグメント１を周方向に連結するボルトなどの連結部材を通すための円形の挿通穴１０４ａ、１０５ａが複数形成される。

内部板１０６は、側板１０２、１０３と外形がほぼ同一の薄板部材で、メス型連結ピン２０、オス型連結ピン４０を取り付けるための円形の挿通穴１０６ａが周方向に等間隔に複数形成される。各挿通穴１０６ａは側板１０２、１０３の挿通穴１０２ａ、１０３ａより径が小さく、その周方向の位置は挿通穴１０２ａ、１０３ａの周方向の位置と一致している。

内部板１０７は、側板１０２、１０３と外形がほぼ一致する薄板部材で、複数の切り欠き１０７ａが周方向に形成される。その周方向の位置は、側板１０２、１０３、内部板１０６の挿通穴１０２ａ、１０３ａ、１０６ａの周方向の位置とそれぞれ一致している。

内面板１０１、側板１０２、１０３、端板１０４、１０５、内部板１０６、１０７は、いずれも透明、半透明あるいは不透明な同じプラスチックでできており、公知の成形技術を用いて一体に成形される。

図２ａ、図２ｂは、セグメント１の周方向の連結方法を説明する図である。２個のセグメント１、１を一方のセグメントの端板１０５と他方のセグメントの端板１０４が当接するように保持し、セグメントの側板１０２の開口部１０２ｂからボルト６を挿通穴１０４ａ、１０５ａに挿通してナット７を螺合させ、両端板１０４、１０５を締め付けることにより、２個のセグメント１、１は周方向に連結される。

このようなボルト止めは、側板１０２とこれと隣接する内部板１０６の間、および、側板１０３とこれと隣接する内部板１０６の間の２箇所で行われる。この２箇所での連結では、連結強度が不十分な場合には、内部板１０６、１０７の間で、セグメントの上方から連結部材を他の挿通孔１０４ａ、１０５ａにセットし、周方向の連結を強化する。

セグメント１を順次周方向に一周分連結させると、図３に示すようなリング状の閉じた所定の短い長さの短管体１０（以下、管ユニットという）を組み立てることができる。管ユニット１０は、円管を管長方向Ｘに垂直に所定幅Ｄで輪切りに切断したときに得られる形状となっており、その外径が更生すべき既設管の内径より少し小さな値となっている。セグメント１は、この管ユニット１０を、径方向Ｒに沿った切断面で周方向に複数個に分割（好ましくは等分）したときに得られる部材に相当する。

なお、図３では、セグメント１の主要な構造部材である内面板１０１、側板１０２、１０３、端板１０４、１０５が図示されていて、内部板１０６、１０７などの補強構造は、煩雑さを避けるために、図示が省略されている。

このような管ユニット１０は、管ユニットを構成する各セグメントが、図４以下に図示したように、メス型連結ピン（第２の連結ピン）２０、オス型連結ピン（第１の連結ピン）４０などを用いて連結され、管長方向に延ばされる。

メス型連結ピン２０は、図１５ａ、図１５ｂに示したように、その中心軸２０ａを通る紙面に垂直な面に対称な２つのピン半体２１、２１’から構成される。ピン半体２１、２１’は、硬質プラスチック製で、後述するように、射出成形などの公知の成形技術を用いて作製され、ピン半体２１、２１’が合わさった状態では、断面形状は、図１５ａの右側にＡ−Ａ線に沿った断面図として示すように、対称な円弧を上下に合わせた形状になり、一方、後述する分離ピンにより分離されて拡径されたときには、断面形状は、図１５ｂの右側にＡ−Ａ線に沿った断面図として示すように、各部の輪郭線がいずれも円形の形状になる。以下の説明では、ピン半体２１、２１’の各部は、同じ番号で一方に「’」を付して示されている。

メス型連結ピン２０は、図１５ｂに示すように、拡径したとき、その外径がｄ１の円柱部２６、２６’と、外径がｄ１より大きいフランジ部２２、２２’と、外径がｄ１より小さな突出部２３、２３’を有している。図５に示したように、フランジ部２２の上面２２ａと円柱部２６の下面２６ａまでの距離ｄ２は、側板１０２と内部板１０６の内側面間の距離と等しくなっている。

ピン半体２１、２１’の内部は凹状に湾曲しており、内部が中空になっていて、後述するオス型連結ピンが挿入される嵌合穴（以下、嵌合部という）２５が形成される。嵌合部２５の内壁には、リング状に一周して径方向に内部に向けて突出する係止部２４、２４’がメス型連結ピン２０の延びる長さ方向に複数形成される。係止部２４、２４’は、図９ａに示すように、該長さ方向に直交する平面２４ａ、２４ａ’と該平面２４ａ、２４ａ’と交わり該長さ方向に対して上方に傾斜する傾斜面２４ｂ、２４ｂ’を有する。これらの係止部２４、２４’は、嵌合部２５の内面に沿って長さ方向に所定の同じピッチｐ１で複数（１０個）形成される。このようにして形成された複数の係止部２４、２４’の縦断面は、図９ａに示すように、所定ピッチの鋸歯状の形状を示す。

側板１０２の挿通穴１０２ａは、図５の右上に拡大して示すように、側板内側での径ｄ３が外側よりわずかに小さくなっており、その内側径ｄ３がピン半体に分離する前のメス型連結ピン２０の円柱部２６、２６’の外径より大きな形状になっている。また、内部板１０６の挿通穴１０６の径ｄ４は、図５の右下に拡大して示すように、分離前のメス型連結ピン２０の円柱部２６、２６’の外径より小さく、突出部２３、２３’の外径より大きな形状になっている。従って、メス型連結ピン２０を側板１０２の挿通穴１０２ａから内部板１０６の挿通穴１０６ａに向かって挿入すると、図５の中央に示したように、突出部２３、２３’は内部板１０６の挿通穴１０６ａを通過して内部板１０６から突出するが、円柱部２６、２６’は挿通穴１０６ａを通過できず、内部板１０６に当接するようになる。

内部板１０６の内側に当接したメス型連結ピン２０は、図６に示すように、分離ピン３０によりピン半体２１、２１’に分離、拡径されて、側板１０２と内部板１０６間に固定される。

分離ピン３０は、中央部３１と、該中央部３１と分離可能に取り付けられ先が細くなった先端部３２と、中央部３１の上部に形成された把手部３３を有する円柱状のピンで、その外径はメス型連結ピン２０の円柱部２６、２６’の内径より小さく、その突出部２３、２３’の内径とほぼ等しくなっている。

分離ピン２０を、図６に示したように、左から順にメス型連結ピン２０の嵌合部２５に挿入していくと、図６の下部に拡大して示すように、分離ピン３０の先端部３２はメス型連結ピン２０の突出部２３、２３’内部に圧入されていき、分離ピン２０をピン半体２１、２１’に分離して円柱部２６、２６’の径がｄ１に拡径する。

図６の左から４番目に図示したように、分離ピン３０の先端部３２がほぼメス型連結ピン２０の突出部２３、２３’に完全に圧入されると、メス型連結ピン２０の円柱部２６、２６’の下面２６ａ、２６ａ’は内部板１０６の内側面に当接し、フランジ部２２’の上面２２ａ’は右上に拡大して示すように、側板１０２の内側面に当接する。メス型連結ピン２０のフランジ部２２、２２’の上面２２ａ、２２ａ’と円柱部２６、２６’の下面２６ａ、２６ａ’間の距離は、側板１０２と内部板１０６の内側面間の距離ｄ２に等しくなっているので、メス型連結ピン２０は側板１０２と内部板１０６間に挟まれて上下方向に移動できず、また、左右間では、メス型連結ピン２０の突出部２３、２３’が内部板１０６と分離ピン３０の先端部３２間で挟まれて移動できないので、メス型連結ピン２０は側板１０２と内部板１０６のそれぞれに支持されてその間に堅固に固定される。また、メス型連結ピン２０が、２つのピン半体２１、２１’に分離して拡径されたとき、図１５ｂにも示したように、メス型連結ピン２０の先端部２３、２３’の径が内部板１０６の挿通穴１０６ａの径ｄ４とほぼ等しくなるように、またその先端部２３、２３’と反対側端部の径が側板１０２の挿通穴１０２ａの径ｄ３（＞ｄ４）とほぼ等しくなるように、構成されているので、メス型連結ピン２０は、２つの挿通穴１０２ａ、１０６ａに遊びなく嵌合し、メス型連結ピン２０は側板１０２と内部板１０６間に堅固に固定される。この状態で、図６の右に示したように、分離ピン３０の把手部３３を回転することにより、分離ピン３０がその先端部３２から切り離されて除去される。

一方、オス型連結ピン４０は、図７に示したように、硬質のプラスチックで成形された中実の円柱状のピンで、外径がｄ５の円柱部４１と、外径が円柱部４１の外径ｄ５より大きく、側板１０３の挿通穴１０３ａの径ｄ３とほぼ同じ径のフランジ部４２と、円柱部４１の外径ｄ５並びに内部板１０６の挿通穴１０６ａの径ｄ４より大きく、側板１０３の挿通穴１０３ａの径ｄ３より小さな上端部４３と、外径が円柱部４１の外径ｄ５より小さな突出部４４を有する。円柱部４１には、金属製あるいは硬質のプラスチック製のボルト５０のねじ部５０ａと螺合するねじ部４１ａが形成される。

また、オス型連結ピン４０の突出部４４には、メス型連結ピン２０の係止部２４、２４’と係合するリング状に一周する係止部４５が複数形成される。係止部４５は、図９ａ、図９ｂに示すように、突出部４４の周面に対して垂直に延びる平面４５ａと、該平面４５ａと交差しメス型連結ピン２０の係止部２４、２４’の傾斜面２４ｂ、２４ｂ’と同じ傾斜角で下方に傾斜する傾斜面４５ｂを有する。係止部４５は、オス型連結ピン４０の突出部４４の周面にオス型連結ピン４０の延びる長さ方向に所定ピッチｐ２（ｐ２はｐ１の整数倍に設定される）で複数（３個）形成される。オス型連結ピン４０の突出部４４には、割溝（スリット）４４ａが複数形成されて弾力が与えられ、図６の右側に示したように、突出部４４の径が拡大ないし縮小される。

このように構成されたオス型連結ピン４０を、図７の左側に示したように、側板１０３の挿通穴１０３ａから内部板１０６の挿通穴１０６ａに向けて挿入すると、図７の中央に示したように、オス型連結ピン４０の上端部４３は側板１０３の挿通穴１０３ａを通過して、内部板１０６の内側に当接するので、ボルト５０をねじ部４１ａと螺合させ、オス型連結ピン４０をボルト締めすることにより、図７の右側に示したように、オス型連結ピン４０を内部板１０６に固定することができる。このとき、オス型連結ピン４０の上端部４３の上面と、フランジ部４２間の距離は、側板１０３と内部板１０６の内側面間の距離ｄ２に等しくなっているので、フランジ部４２は側板１０３の挿通穴１０３ａ内に位置し、オス型連結ピン４０は側板１０３と内部板１０６のそれぞれに支持されその間に堅固に固定される。

管ユニット１０の各セグメントは、上述したメス型連結ピン２０とオス型連結ピン４０を用いて、管長方向に連結される。

図４には、管長方向に連結される管ユニット１０のセグメント１ａ、１ｂ、１ｃが図示されている。各セグメントには、図５から図７に示した方法で、メス型連結ピン２０がセグメント１ａ、１ｂ、１ｃの各側板１０２と内部板１０６間に複数個挿通穴一つ置きに固定され、オス型連結ピン４０が各側板１０３と内部板１０６間に挿通穴一つ置きに取り付けられる。図４は、セグメント１ｂと１ｃは既に管長方向に連結されており、セグメント１ａをセグメント１ｂに連結する状態を示している。なお、図４では、メス型連結ピン２０、オス型連結ピン４０はその内部が見えるように図示されている。

図４において、セグメント１ａを、既に管長方向に連結された管ユニットのセグメント１ｂに連結する場合、セグメント１ａに固定されたオス型連結ピン４０をセグメント１ｂに固定されたメス型連結ピン２０にそれぞれ位置合わせして、各オス型連結ピン４０の側板１０３から突出している突出部４４を、セグメント１ｂに固定されている対応するメス型連結ピン２０の嵌合部２５に挿入する。この作業は、すべてのオス型連結ピン４０とメス型連結ピン２０に対してほぼ同時に一度に行われる。

図８には、一つのオス型連結ピン４０がメス型連結ピン２０に挿入嵌合される状態が図示されている。図８の左側に図示したように、オス型連結ピン４０とメス型連結ピン２０を位置合わせして、セグメント１ａをセグメント１ｂに近づけていくと、オス型連結ピン４０の突出部４４はメス型連結ピン２０の嵌合部２５を進入し、左から２番目の図に示すように、オス型連結ピン４０の突出部４４に形成された係止部４５が、メス型連結ピン２０の嵌合部２５に形成された係止部２４、２４’と係合するようになる。

オス型連結ピン４０の係止部４５の傾斜面４５ｂは、図９ａに示すように、メス型連結ピン２０の係止部２４、２４、’の傾斜面２４ｂ、２４ｂ’と同じ傾斜角度で下方に傾斜しているので、オス型連結ピン４０をメス型連結ピン２０内に強く押すと、係止部４５の傾斜面４５ｂが係止部２４、２４’の傾斜面２４ｂ、２４ｂ’に沿って移動し、オス型連結ピン４０は、図８、図９ａで下方に移動する。このとき、径方向に作用する押圧力により突出部４４に形成されたスリット４４ａの幅が狭くなるので、突出部４４が縮径し、オス型連結ピン４０の下方移動が円滑になる。

係止部４５の傾斜面４５ｂが係止部２４、２４’の傾斜面２４ｂ、２４ｂ’を乗り越えて移動すると、係止部４５の平面４５ａが係止部２４、２４’の平面２４ａ、２４ａ’の下方に入り込む。これにより突出部４４が拡径して、図９ａに示したように、係止部４５の平面４５ａが係止部２４、２４’の平面２４ａ、２４ａ’と面接触し、係止部４５が係止部２４、２４’に係止する。この係止によりオス型連結ピン４０は上方へは移動できなくなる。

オス型連結ピン４０は、このような傾斜面に沿った移動、係止を繰り返しながら、メス型連結ピン２０内を進み、図８で左から４番目に図示した位置で、セグメント１ａの側板１０３とセグメント１ｂの側板１０２が当接する。このとき、その下方に拡大して図示したように、オス型連結ピン４０の３つの係止部４５がメス型連結ピン２０の係止部２４、２４’に係止されるので、オス型連結ピン４０は、図８で上方への移動はほぼ不可能になり、両セグメント１ａ、１ｂはこの箇所で堅固に連結される。

なお、図８の最も右側に図示したように、オス型連結ピン４０を工具などで叩いてメス型連結ピン２０内に圧入すると、内部板１０６が内側に撓むので、最下位置にある係止部４５を最下位置の係止部２４、２４’より下方に移動させることができ、オス型連結ピン４０を最も多くの係止部２４、２４’により係止させることができ、確実な連結が可能になる。

メス型連結ピン２０の嵌合部２５には、上述したように、係止部２４、２４’が複数形成され、各係止部２４、２４’はオス型連結ピン４０を挿入方向には移動させるが、挿入方向と逆方向にはその移動を阻止する。オス型連結ピン４０をメス型連結ピン２０に嵌合させると、オス型連結ピン４０は、いずれかの係止部２４、２４’により係止されるが、オス型連結ピン４０がどの係止部２４、２４’で係止されるかに従って、セグメントの管長方向の連結強度が変化し、オス型連結ピン４０を深く挿入するほどセグメントの連結強度が大きくなる。従って、オス型連結ピン４０の挿入程度を変えることにより連結ピン２０、４０の固定位置毎にセグメントの連結強度を調整することができる、という効果が得られる。

オス型連結ピン４０の突出部４４に形成される係止部４５は、一つでもよいが、複数設けると各係止部４５をメス型連結ピン２０の各係止部２４、２４’に係止されることができ、多数の箇所でオス型連結ピン４０を係止されることができることから、オス型連結ピン４０の逆方向移動を不可能にする。

図４の実施例では、一つのセグメントにオス型連結ピン４０とメス型連結ピン２０がそれぞれ複数固定されており、側板１０２と１０３の挿通穴１０２ａ、１０３ａの一つ置きにメス型連結ピン２０、オス型連結ピン４０が固定されている。連結強度を高める場合には、挿通穴１０２ａ、１０３ａのすべての位置にメス型連結ピン２０、オス型連結ピン４０を取り付けるようにしてもよい。また、要求される連結強度に応じてメス型連結ピン２０、オス型連結ピン４０の数を減少するようにしてもよい。また、一つのセグメントの側板１０２に取り付けられたメス型連結ピン２０の周方向位置と側板１０３に取り付けられたオス型連結ピン４０の周方向位置を、図４に示したように、ずらして、メス型連結ピン２０とオス型連結ピン４０の上方からみた配列を千鳥状ないしジグザグ状にすると、セグメントの連結箇所も千鳥状ないしジグザグ状になり、管長方向に見て均一な連結強度の更生管を組み立てることができる。

このようなセグメントを用いた既設管の更生は、以下のようにして行われる。
まず、図１０に示すように、マンホール６０を介してセグメント１を搬入し、図２、図３に示すように、マンホール内でセグメント１を周方向に順次連結して管ユニット１０を組み立てる。メス型連結ピン２０とオス型連結ピン４０のセグメント１への固定は、マンホール６０に搬入する前、あるいはその後でもよく、あるいは、マンホール内で管ユニット１０を組み立てるときあるいは組み立てた後に行ってもよい。いずれにしても、管ユニットの各セグメントに全てのオス型連結ピン４０、メス型連結ピン２０を固定しておく。

管ユニット１０は順次既設管６１に運ばれ、すでに既設管内に配置されている管ユニット１０と連結される。この連結は、図４〜図８で説明したようにして行われる。

周方向に連結されて組み立てられた各管ユニットのセグメントには、他の管ユニットと連結される前にそれぞれオス型連結ピンとメス型連結ピンが全て固定される。それにより、管ユニットの各セグメントに固定されたオス型あるいはメス型連結ピンを、他の管ユニットの各セグメントに固定された対応するメス型あるいはオス型連結ピンと一度にスナップ的に嵌合させることができるので、セグメントを管長方向に連結する時間が顕著に短縮される。このとき、上述したように、オス型連結ピン４０の挿入程度を変えることによりその箇所でのセグメントの管長方向の連結強度を変えることができるので、管ユニットを一度にスナップ的に嵌合させた後、後工程として、連結ピン２０、４０の固定位置毎にセグメントの連結強度を調整する。例えば、連結が不足と思われる箇所では、オス型連結ピンを深く挿入し、メス型連結ピンの多数の係止部と係止させる。場合によっては、図８の最も右側に図示したように、オス型連結ピン４０を工具などで叩いて深く挿入し、オス型連結ピン４０を最も多くの係止部２４と係止させる。

このようにして、管ユニットを順次管長方向に連結し、図１０、図１１に示したように、既設管６１内に更生管６２を組み立てる。なお、図１０、図１１においては、メス型連結ピン２０とオス型連結ピン４０などは省略されており、セグメントが簡略化して図示されている。

続いて、図１１に示したように、更生管６２と既設管６１間の隙間にグラウト材などの充填材６３を充填し、充填材を固化させる。充填材６３は、例えば内面板１０１に穴をあけその開口部から注入する。この充填を行うことにより、既設管６１と更生管６２が充填材６３により堅固に結合され、既設管、充填材並びに更生管からなる複合管を構築することができる。

なお、上述した実施例（図４）では、メス型連結ピン２０がセグメント１ｂの一方の側板１０２側に固定され、オス型連結ピン４０がセグメント１ｂと連結されるセグメント１ａの他方の側板１０３側に固定されているが、図１２に示したように、固定位置を逆にし、オス型連結ピン４０をセグメント１ｂの一方の側板１０２側に固定し、メス型連結ピン２０をセグメント１ｂと連結されるセグメント１ａの他方の側板１０３側に固定して両セグメント１ａ、１ｂを連結するようにしてもよい。いずれの場合も、メス型連結ピン２０とオス型連結ピン４０は、それぞれ側板と該側板に隣接する内部板に支持されてその間に固定されるので、セグメントへの固定がより堅固になる。また、メス型連結ピン２０の嵌合部２５は、内部板まで延ばすことができるので、係止長さを長くすることができ、その点でも連結強度を高めることができる。

図１３、図１４に図示した実施例では、オス型連結ピン４０の突出部４４に形成される係止部４５がメス型連結ピン２０の嵌合部２５に形成される係止部２４、２４’より多くなっているが、その機能、効果は、図８、図９ａに示した実施例と同様である。

なお、図９ａに示したように、オス型連結ピン４０とメス型連結ピン２０が嵌合して、それぞれの係止部４５と２４、２４’が確実に係止状態となるためには、係止部４５の平面４５ａと係止部２４、２４’の平面２４ａ、２４ａ’、並びに係止部４５の傾斜面４５ｂと係止部２４、２４’の傾斜面２４ｂ、２４ｂ’の位置と形状がそれぞれ合致していて、その間にがたつきがないようにすることが必要である。

メス型連結ピン２０は、簡単にかつ安価に製造するためには、射出成形で作製するのが普通であるが、図９ａに示したように、係止部２４、２４’は縦断面で鋸歯形状となるので、射出成形では、そのアンダーカット処理が困難になる。そこで、図１６ａ、図１６ｂに示したように、ピン半体２１、２１’を連結部２７を介して水平に展開した形状のメス型連結ピン２０を作製する。このような形状であれば、金型作製が容易になるので、射出成形で成形したメス型連結ピン２０を、図１６ｃに図示したように、折り曲げてピン半体２１、２１’を合わせるようにすれば、図１５ａに示したようなメス型連結ピン２０を安価に製造することができる。

このように製造されたメス型連結ピン２０では、係止部２４、２４’の平面２４ａ、２４ａ’とその傾斜面２４ｂ、２４ｂ’の形状を、オス型連結ピン４０の係止部４５の平面４５ａと傾斜面４５ｂに正確に合わせることができる。また、図６に示したように、メス型連結ピン２０をセグメント１の側板１０２、内部板１０６の挿通穴１０２ａ、１０６ａに挿入して分離ピン３０により、ピン半体２１、２１’に分離し、拡径したとき、図１５ｂに示すメス型連結ピン２０の突出部２３、２３’の外径が内部板１０６の挿通穴１０６ａの径ｄ４とほぼ等しくなるように、またその先端部２３、２３’と反対側端部の径が側板１０２の挿通穴１０２ａの径ｄ３とほぼ等しくなるように、構成することにより、メス型並びにオス型連結ピンの連結並びにセグメントの管長方向の連結を堅固なものにすることができる。なお、連結部２７は、メス型連結ピン２０を作製したときにカットする。あるいはそのまま残し、図６に示したように、分離ピン３０の先端部３２により、メス型連結ピン２０をピン半体２１、２１’に分離したときに、カットないし除去するようにしてもよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ セグメント
１０ 管ユニット
２０ メス型連結ピン
２４ 係止部
２５ 嵌合部
３０ 分離ピン
４０ オス型連結ピン
４４ 突出部
４５ 係止部
６０ マンホール
６１ 既設管
６２ 更生管
６３ 充填材
１０１ 内面板
１０２、１０３ 側板
１０４、１０５ 端板
１０６、１０７ 内部板

Claims (11)

1. 内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、側板の内側で内面板の上面に立設された内部板を複数有するセグメントを、周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
   セグメントの一方の側板側に該側板の外部に突出する突出部を有する第１の連結ピンを固定する工程と、
   セグメントの他方の側板側に嵌合部が形成された第２の連結ピンを固定する工程と、
   セグメントの一方の側板側に固定された第１の連結ピンの突出部を、このセグメントに連結されるセグメントの他方の側板側に固定された第２の連結ピンの嵌合部に挿入嵌合させ、各側板が互いに当接するように各セグメントを順次管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立てる工程と、を備え、
   前記第２の連結ピンは、その嵌合部に、第１の連結ピンを挿入方向には移動させるが、挿入方向と逆方向にはその移動を阻止する係止部が複数形成されており、該嵌合部がセグメントの他方の側板と該側板に隣接する内部板間に位置するように、該側板と該側板に隣接する内部板に支持されて固定されることを特徴とする既設管の更生工法。
2. 前記第１の連結ピンは、セグメントの一方の側板と該側板に隣接する内部板に支持されて固定されることを特徴とする請求項１に記載の既設管の更生工法。
3. 前記第１の連結ピンの突出部には、複数の係止部が形成され、各係止部が第２の連結ピンの嵌合部に形成されたそれぞれの係止部と係止することを特徴とする請求項１又は２に記載の既設管の更生工法。
4. 前記第１の連結ピンの突出部に形成された係止部と第２の連結ピンの嵌合部に形成された係止部は、該突出部ないし嵌合部の延びる方向でのピッチが互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の既設管の更生工法。
5. 前記メス型連結ピンは、面対称な２つのピン半体から構成されており、側板と該側板に隣接する内部板間に２つのピン半体に分離されて固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の既設管の更生工法。
6. 前記セグメントは周方向に連結されて管ユニットが組み立てられ、各管ユニットのセグメントには、他の管ユニットと連結される前にそれぞれ第１と第２の連結ピンが固定されており、該管ユニットの各セグメントに固定された第１と第２の連結ピンを、他の管ユニットの各セグメントに固定された対応する第２と第１の連結ピンに一度に嵌合させて各セグメントが管長方向に連結されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の既設管の更生工法。
7. 内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、側板の内側で内面板の上面に立設された内部板を複数有するセグメントを、周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
   セグメントの一方の側板側に該側板の外部に突出する突出部を有する第１の連結ピンを固定する工程と、
   嵌合部を有し、該嵌合部に第１の連結ピンを挿入方向には移動させるが、挿入方向と逆方向にはその移動を阻止する係止部が形成された第２の連結ピンをセグメントの他方の側板と該側板に隣接する内部板に支持させて固定する工程と、
   前記セグメントを周方向に連結してリング状の管ユニットを組み立てる工程と、
   前記管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を組み立てる工程と、を備え、
   前記管ユニットのセグメントには、他の管ユニットと連結される前にそれぞれ第１と第２の連結ピンが固定されており、該管ユニットの各セグメントに固定された第１と第２の連結ピンを、他の管ユニットの各セグメントに固定された対応する第２と第１の連結ピンに一度に嵌合させて各管ユニットが管長方向に連結されることを特徴とする既設管の更生工法。
8. 前記第１の連結ピンは、セグメントの一方の側板と該側板に隣接する内部板に支持されて固定されることを特徴とする請求項７に記載の既設管の更生工法。
9. 前記第１の連結ピンの突出部と第２の連結ピンの嵌合部には、それぞれ係止部が複数形成されており、第１の連結ピンの各係止部が第２の連結ピンの嵌合部に形成されたそれぞれの係止部と係止することを特徴とする請求項７又は８に記載の既設管の更生工法。
10. 前記第１の連結ピンの突出部に形成された係止部と第２の連結ピンの嵌合部に形成された係止部は、該突出部ないし嵌合部の延びる方向でのピッチが互いに異なることを特徴とする請求項９に記載の更生工法。
11. 前記メス型連結ピンは、面対称な２つのピン半体から構成されており、側板と該側板に隣接する内部板間に２つのピン半体に分離されて固定されることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の既設管の更生工法。

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