JP2009052636A - 既設管の更生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】地中10に埋設された既設管1の中へ新管2を挿入し、既設管1と新管2との間へ中込材5を充填して既設管1を更生する方法であって、膨張可能な膨張袋材3を収縮状態で外周面に配置した新管2を既設管1の中へ挿入する工程と、前記膨張袋材3に充填材4を注入する工程と、既設管1と新管2との隙間へ中込材5を充填して新管2を固定する工程とから成る。
【選択図】図5
Description
特許文献1には、新管の円周方向に複数箇所、管壁を貫通する金属製のネジ孔部材を取り付け、前記新管を既設管の中へ挿入した後、同文献1の図8等に示したように、新管の内部に作業者が入り、人手により前記ネジ孔部材へボルトをねじ込んで既設管の内面との間で新管の芯出しを行い、充填材(中込材)を充填する方法が開示されている。
特許文献2には、新管の外周面下部に車輪を含む管受け部材を、上部には浮き上がり防止ストッパをそれぞれ取り付け、前記新管を既設管の中へ挿入した後、同文献2の図1に示したように、新管の内部に作業者が入り、人手により前記管受け部材および浮き上がり防止ストッパの高さ調節を行い、既設管に対する新管の位置調整を行った後に注入剤(中込材)を充填する方法が開示されている。
特許文献3には、新管の中心を通る水平線より上方の位置に、中込材の充填による浮き上がりを防止する浮き上がり防止具を設置すると共に、左右方向への横ぶれを防ぐぶれ止め具を設置し、前記新管を既設管の中へ挿入した後、同文献3の図7等に示したように、新管の内部に作業者が入り、人手により前記浮き上がり防止具、及びぶれ止め具を位置決めした後に中込材を充填する方法が開示されている。
すなわち、新管を既設管の中へ挿入した後、新管の内部に作業者が入り、人手により新管に設けた多数のネジ孔部材のすべてにボルトをねじ込む等して新管の位置決め作業(芯出し作業)を行わなければならず、大変煩わしい上に工期が長期化するという問題があった。特に、労働安全衛生上、口径が800mm未満の管内での作業は問題があるため、前記技術を使用することはできなかった。
また、新管に多数の孔を設ける構造であるが故に、所定の剛性を保持する精緻な構造設計にしたがって新管に穿設作業を施さなければならず、大変煩わしい上にコストが嵩むという問題もあった。新管の位置決め作業に必要なボルト等の部材点数も多く、新管の位置決め作業を行った後は新管の穿設部位に栓をする等の止水作業を確実に行う必要もあり、これもコストが嵩む要因となっている。
膨張可能な膨張袋材を収縮状態で外周面に配置した新管を、既設管の中へ挿入する工程と、
前記膨張袋材に充填材を注入する工程と、
既設管と新管との隙間へ中込材を充填して新管を固定する工程と、
から成ることを特徴とする。
よって、従来必須であった、作業者が新管の内部に入り、人手により新管に設けた多数のネジ孔部材のすべてにボルトをねじ込む等して新管の浮き上がり限度位置を設定する作業が一切不要となるので、施工性に非常に優れ、工期の短縮を図ることができる。
これに伴い、口径が800mm未満の小口径の新管を使用する場合でも、新管の内部に作業者が入ることなく新管の浮き上がり限度位置を容易、且つ確実に設定することができるので、労働安全衛生を考慮しても十分に実施することができる。よって、汎用性が高い。
また、従来、新管の浮き上がり限度位置を設定するのに必要であったボルト等の部材点数も少なくして実施できるので、経済的である。
さらに、新管の位置決め作業を行った後に新管の穿設部位に栓をする等の止水作業を行う必要も一切なく、工期の短縮を図ることができ、経済的である。
加えて、下記する実施例2〜実施例4に係る既設管の更生方法によれば、新管に穿設加工を施さないで膨張袋材を新管に配置できる。よって、新管の剛性を保持するための精緻な構造設計は無用となるので、施工性、および経済性に非常に優れている。
すなわち、地中10に埋設された既設管1の中へ新管2を挿入し、既設管1と新管2との間へ中込材(又は裏込め材とも言う。以下同じ。)5を充填して既設管1を更生する方法であって、充填材4を注入することにより膨張可能な膨張袋材3を収縮状態で外周面に配置した新管2を、既設管1の中へ必要な長さ挿入する工程と(図1参照)、前記膨張袋材3に充填材4を注入する工程と、既設管1と新管2との隙間へ中込材5を充填して新管2を固定する工程と(図4等を参照)、から成る(請求項1記載の発明)。
具体的に、前記膨張袋材3は通常、前記新管2の外周面における中込材5の充填に伴う新管2の浮き上がりを防止するのに適切な部位S(図1の破線部に囲まれた部位)に配置する。ちなみに、前記適切な部位Sとは、新管2の外周面における新管2の中心を通る水平線より上方部分を示す。ただし、前記既設管1が地盤沈下等に起因して沈下し、既設管1の入り出側の水路と段差が生じた際には、膨張袋材3を新管2の下側に配置して新管2を持ち上げる構成で実施することも考えられる。
なお、前記充填材4は早強モルタル4などのモルタルに限定されず、気泡混合処理土でも同様に実施できる(請求項9記載の発明)。また、前記膨張袋材3は織布の袋材に限定されず、塩化ビニール、強化ナイロン等の合成樹脂製、或いはゴム製のチューブ体で実施することもできる。ただしこの場合は、充填材4として使用するモルタルや気泡混合処理土中の水分を排出して早く固化させるべく、小孔を明ける等して透水性を有する構造で実施することが好ましい(請求項8記載の発明)。
ここで、前記膨張袋材3について膨張する、とは膨張袋材3の体積が増大することをいい、例えばゴム製のように袋材自身の表面積が膨張する場合もあれば、布製のように袋材自身の表面積は変わらない場合もある。
前記膨張袋材3は、図2A、Bに示したように、収縮した状態で、新管2の軸心を通る鉛直線上の頂部外面であって、新管2の軸線方向に沿って当該新管2の全長に亘って長く
連続的に配置している(請求項3記載の発明)。また、本実施例に係る膨張袋材3は均等断面のほぼ円柱体形状に膨張すると、既設管1の頂部の内周面に十分に接触可能な形態で実施している。
なお、前記膨張袋材3は、完全に収縮した状態で実施する場合に限らず、既設管1の中に新管2が挿入できる程度に収縮していればよい。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
前記膨張袋材3を新管2に配置する方法は、本実施例では、新管2の中心を通る水平線より上方の位置で、且つ新管2の中心を通る鉛直線から左右に30度程度ずつ傾斜した部位に、新管2の軸線方向に沿って所要の間隔をあけてボルト通し孔を複数設けておき、前記膨張袋材3の両端縁に沿って形成した接合代3a、3aにも前記ボルト通し孔と一致するボルト通し孔を複数設けておく。そして、前記作業エリア11で、前記膨張袋材3を新管2の頂部にバランスよく載置する際にその接合代3a、3aに設けたボルト通し孔を前記新管2に設けたボルト通し孔へ一致させ、その上に前記各ボルト通し孔と一致する位置に孔あき加工を施したフラットバー6を当てがい、当該一致したボルト通し孔へボルト7を通しナット8で締結することにより、前記膨張袋材3を新管2の頂部外面に配置している。
なお、本実施例では、図2Bに示したように、複数のフラットバー6を所要の間隔をあけて直線状に設け、各フラットバー6毎に4本のボルト7を通して膨張袋材3を新管2の頂部外面に配置しているがこれに限定されず、使用する新管2の剛性等に応じて適宜設計変更可能である。また、前記膨張袋材3における作業スペース11側の端部には充填材注入口(図示省略)が設けられている。
前記レール9は、図3に示したように、建築の現場で所謂単管と通称され多用されている2本のパイプ材9a、9aを例えば400mm程度の間隔をあけてほぼ平行に並べ、これを直角方向に配置した帯鋼板(厚さ3mm、幅32mm程度)による繋ぎ材9bで梯子状に連結した構成である。単管は長さが4m程度、外径が50mm、管厚3mm程度で軽量であるから、レール9は人手による取り扱いに便利である。繋ぎ材9bはレール9の長手方向に例えば1m程度のピッチで(図示例では5本)配置されている。前記構成のレール9は、新管2の挿入時に新管2の重量等の負荷を受けると2本のパイプ材9a、9aが既設管1の底壁面に沿って長手方向に撓み馴染む状態となる。このような構成のレール9を、新管2、ひいては既設管1の長さに応じて敷設することにより、膨張袋材3を備えた新管2は既設管1の中を円滑に順次挿入することができるのである。
なお、前記新管2を既設管1の中へ円滑に挿入するために採用する手段は、2本のパイプ9aと繋ぎ材9bを組み合わせた前記レール9に限定されない。本出願人が先に出願した特開2004−218827公報に開示されているように、新管2にスキー板又はスケートエッジのような滑走具を取り付ける方法(同公報の図2〜図6参照)や、2本のアングル材と繋ぎ材とを組み合わせたレールを既設管の底壁面に敷設する方法(同公報の図16、図17参照)など、更生する既設管1の形状や大きさ、使用する新管2の形状や大きさ等に応じて適宜選択して実施するのである(請求項2記載の発明)。ちなみに、前記既設管1および新管2の形状がともにコルゲートパイプ等の波付加工が施されていない単なる円筒形状の鋼管で実施する場合には、前記レール9、或いは滑走具を用いることなく実施することもできる。
前記新管2を既設管1の全長に亘って挿入した後、前記膨張袋材3内へ前記充填材注入口から早強モルタル(充填材)4を充填すると、図4A、Bに示したように、前記膨張袋材3が徐々に均等断面のほぼ円柱体形状に膨張し既設管1頂部の内周面へ接触する。さらに前記早強モルタル4を膨張袋材3内へ充満させるまで充填し、固化するまで養生すると、当該膨張袋材3が既設管1頂部の内周面を押圧して既設管1に反力をとることにより、新管2の浮き上がり限度位置が設定される。
前記新管2の頂部に設けた膨張袋材3の周辺は、図4Cに示したように、既設管1と新管2をともに波付け加工を施したコルゲートパイプで実施しているので、膨張袋材3と既設管1との間、及び膨張袋材3と新管2との間に隙間が生じている。よって、当該隙間を十分に通過し得る中込材5を使用することが作業上好ましい。
よって、従来必須であった、作業者が新管2の内部に入り、人手により新管2に設けた多数のネジ孔部材のすべてにボルトをねじ込む等して新管2の浮き上がり限度位置を設定する作業が一切不要となるので、施工性に非常に優れ、工期の短縮を図ることができる。
これに伴い、口径が800mm未満の小口径の新管2を使用する場合でも、新管2の内部に作業者が入ることなく新管2の浮き上がり限度位置を容易、且つ確実に設定することができるので、労働安全衛生を考慮しても十分に実施することができる。よって、汎用性が高い。
また、従来、新管2の浮き上がり限度位置を設定するのに必要であったボルト等の部材点数も少なくして実施できるので、経済的である。
さらに、新管2の位置決め作業を行った後に新管2の穿設部位に栓をする等の止水作業を行う必要も一切なく、工期の短縮を図ることができ、経済的である。
また、本実施例に係る膨張袋材3は、図5A、Bに示したように、その幅方向に、膨張袋材3の幅方向への膨張を制限する拘束部材21を、新管2の軸線方向に所定のピッチ(例えば、30〜50cm)で内蔵して実施することもできる(請求項7記載の発明)。具体的に、前記拘束部材21は細長い織布、ロープなどの紐状部材を用い、その両端部を膨張部材3へ定着させて実施する。かくして、前記膨張部材3が膨張する際に、前記拘束部材21が前記膨張部材3の幅方向への膨張を制限し、その分、鉛直方向に膨張させることができ、少ない充填量で新管2の浮き上がり限度位置を速やかに設定することができる利点がある(図4Aと図5Bを対比して参照)。
前記膨張袋材13a、13aを新管2に配置する方法は、本実施例2では新管2に穿設加工を施すことなく、新管2の外周面にフラットバー12を溶接接合して実施している。具体的に、前記フラットバー12は、新管2の外周面における新管2の中心を通る鉛直線上の頂部に当該新管2の軸線方向に沿って若干の隙間をあけて断続的に配置している(図7A、C参照)。前記膨張袋材13a、13aにおけるフラットバー12側の端縁に沿って形成した接合代13b、13bに所要の間隔で複数の通し孔13cを設けておく(図7B参照)。そして、前記作業エリア11で、各膨張袋材13aの通し孔13cに通したワイヤ、ロープ等の紐状部材14を前記フラットバー12の外周に巻き付けて各膨張袋材13aを固定し、当該フラットバー12の両側にバランスよく配置している。前記紐状部材14は、フラットバー12と波付加工が施された新管2との間に紐状部材14を通すに十分な隙間が生じているので、前記フラットバー12の外周に巻き付けることができるのである。
前記新管2を既設管1の全長に亘って挿入した後、前記膨張袋材13a、13a内へ前記充填材注入口から早強モルタル(充填材)4を充填すると、図7A、Cに示したように、前記膨張袋材13a、13aがそれぞれ徐々に均等断面のほぼ円柱体形状に膨張し既設管1の内周面へ接触する。さらに前記早強モルタル4を膨張袋材13a、13a内へ充満させるまで充填し、固化するまで養生すると、当該膨張袋材13a、13aが既設管1の内周面を押圧して既設管1に反力をとることにより、新管2の浮き上がり限度位置が設定される。
前記新管2の頂部に設けた各膨張袋材13aの周辺は、上記実施例1と同様に、既設管1と新管2をともに波付け加工を施したコルゲートパイプで実施しているので、各膨張袋材13aと既設管1との間、及び各膨張袋材13aと新管2との間に隙間が生じている(図4Cを援用して参照)。よって、当該隙間を十分に通過し得る中込材5を使用することが作業上好ましい。
よって、従来必須であった、作業者が新管2の内部に入り、人手により新管2に設けた多数のネジ孔部材のすべてにボルトをねじ込む等して新管2の浮き上がり限度位置を設定する作業が一切不要となるので、施工性に非常に優れ、工期の短縮を図ることができる。
これに伴い、口径が800mm未満の小口径の新管2を使用する場合でも、新管2の内部に作業者が入ることなく新管2の浮き上がり限度位置を容易、且つ確実に設定することができるので、労働安全衛生を考慮しても十分に実施することができる。よって、汎用性が高い。
また、従来、新管2の浮き上がり限度位置を設定するのに必要であったボルト等の部材点数も少なくして実施できるので、経済的である。
さらに、新管2の位置決め作業を行った後に新管2の穿設部位に栓をする等の止水作業を行う必要も一切なく、工期の短縮を図ることができ、経済的である。
また、本実施例に係る膨張袋材13は、上記実施例1と同様に、その幅方向に、膨張袋材13の幅方向への膨張を制限する拘束部材21を、新管2の軸線方向に所定のピッチで内蔵して実施することもできる(図8A参照、請求項7記載の発明)。
すなわち、前記膨張袋材13は、新管2の浮き上がり限度位置を設定する役割を十分に果たすことができれば、新管2の軸線方向に沿って連続的に設ける必要はないのである。
また、前記膨張袋材23は、収縮した状態で、新管2の外周面における頂部外面近傍を覆うように、前記新管2の軸線方向に沿って当該新管2の全長に亘って断続的に複数配置し、隣り合う膨張袋材23、23同士は、連結パイプ19で連通させている(請求項3、6記載の発明)。さらに、本実施例4に係る膨張袋材23は均等断面のほぼ座布団形状に膨張すると、既設管1の頂部近傍の内周面に十分に接触可能な形態で実施している。
前記各膨張袋材23を新管2に配置する方法は、本実施例4では、新管2の中心を通る水平線より上方の位置で、且つ新管2の中心を通る鉛直線から左右に70度程度ずつ傾斜した部位に、新管2の軸線方向に沿って所要の間隔をあけてフラットバー18、18を溶接接合しておき(図11C参照)、前記膨張袋材23の両端縁に沿って形成した接合代23a、23aに所要の間隔で複数の通し孔(図示省略)を設けておく。そして、前記作業エリア11で、前記膨張袋材23の接合代23a、23aにそれぞれ設けた通し孔に通したワイヤ、ロープ等の紐状部材14を前記フラットバー18の外周に巻き付けて膨張袋材23を固定し、新管2の頂部外面近傍を覆うように配置している。前記紐状部材14は、フラットバー18と波付加工が施された新管2との間に紐状部材14を通すに十分な隙間が生じているので、前記フラットバー18の外周に巻き付けることができるのである。
前記新管2を既設管1内の全長に亘って挿入した後、前記複数の膨張袋材23内に連結パイプ19を通じて早強モルタル(充填材)4を充填すると、図11Bに示したように、前記各膨張袋材23がそれぞれ徐々に均等断面の座布団形状に膨張し既設管1の内周面へ接触する。さらに前記早強モルタル4を連結パイプ19を通じて各膨張袋材23内へ充満させるまで充填し、固化するまで養生すると、当該各膨張袋材23が既設管1の内周面を押圧して既設管1に反力をとることにより、新管2の浮き上がり限度位置が設定される。
例えば、上記実施例1では、前記膨張袋材3をその両端縁の接合代3a、3aにボルト7を通す要領で配置しているが、実施例4で実施した手法を応用して、図12に示したように、長尺のフラットバー18を用いて紐状部材14を利用する要領で配置することもできる。
また、上記実施例1〜実施例4については、適用する既設管1の口径が1000mm程度であるのに対し、使用する新管2の口径が700mm程度で実施しているが故に新管2の横ぶれは懸念されなかった。しかし、使用する新管2の口径に対して適用する既設管1の口径が格別大きいなど新管2の横ぶれが懸念される場合は、図12に示したように、前記膨張袋材3(13、23)を転用した横ぶれ防止材20を、例えば実施例2で実施した手法(図6B参照)を応用して、紐状部材14を利用する要領で配置することもできる。新管2の頂部上面に設けた膨張部材3については、新管2と既設管1との間が広くなることも懸念されるため、図12に示したように、その幅方向に前記拘束部材21を設けると特に効果的である(請求項7記載の発明)。
2 新管
3 膨張袋材
4 充填材
5 中込材
6 フラットバー
7 ボルト
8 ナット
9 レール
10 盛土(道路)
11 作業スペース
12 フラットバー
13(13a) 膨張袋材
14 紐状部材
15 パイプ
16 フランジ付きプレート
17 連結パイプ
18 フラットバー
19 連結パイプ
20 横ぶれ防止材
21 拘束部材
23 膨張袋材
Claims (9)
- 地中に埋設された既設管の中へ新管を挿入し、既設管と新管との間へ中込材を充填して既設管を更生する方法であって、
膨張可能な膨張袋材を収縮状態で外周面に配置した新管を、既設管の中へ挿入する工程と、
前記膨張袋材に充填材を注入する工程と、
既設管と新管との隙間へ中込材を充填して新管を固定する工程と、
から成ることを特徴とする、既設管の更生方法。 - 既設管の底壁面にレールを敷設し、新管は前記レール上を滑走させて既設管の中へ挿入し、又は新管の外周面に既設管の底壁面を滑る滑走具を取り付け、新管は滑走具により既設管の底壁面を滑走させて既設管の中へ挿入することを特徴とする、請求項1に記載した既設管の更生方法。
- 膨張袋材は、新管の軸心を通る鉛直線上の頂部外面であって、新管の軸線方向に沿って当該新管の全長に亘って長く連続的に、又は断続的に配置することを特徴とする、請求項1又は2に記載した既設管の更生方法。
- 膨張袋材は、新管の軸心を通る水平線より上方の左右対称配置であって、新管の軸線方向に沿って当該新管の全長に亘って長く連続的に、又は断続的に配置することを特徴とする、請求項1又は2に記載した既設管の更生方法。
- 新管の全長に亘って長く連続的に配置した膨張袋材の長手方向の特定部位に小径の絞り部を形成した構成とすることを特徴とする、請求項3又は4に記載した既設管の更生方法。
- 新管の全長に亘って断続的に配置した隣り合う膨張袋材同士は連結パイプで連通させることを特徴とする、請求項3又は4に記載した既設管の更生方法。
- 膨張袋材は、その幅方向に、膨張袋材の幅方向への膨張を制限する拘束部材を所定のピッチで内蔵していることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一に記載した既設管の更生方法。
- 膨張袋材は、透水性を有する構造であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一に記載した既設管の更生方法。
- 充填材は、モルタル、又は気泡混合処理土であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一に記載した既設管の更生方法。
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