JP2016053262A - 耐震補強管及び管内耐震補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】土管又はヒューム管からなり耐震性に優れた給排水管を提供する。【解決手段】マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに端部に剥離防止手段を構成したことを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、マンホールを含む給排水管に対する耐震補強管及び当該耐震補強管を用いた管内耐震補強工法に関する。

従来から、マンホールを含む管内の耐震補強方法が提案され現実に実施されてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。

そして、一つの提案として特許文献１には、マンホールに接続された管用耐震スリーブが開示されている。

即ち、図３に示すように、マンホ―ル２に接続されている管１の耐震スリ―ブにおいて、一端にマンホ―ル内壁への取付用鍔４を備えた管状継手ゴム３の外周を接着剤を介して前記マンホ―ルに接続されている管１の内面に接着させ、前記取付用鍔を前記マンホ―ル内壁に固定したマンホ―ルに接続された管用耐震スリ―ブである。

また、特許文献２には、マンホ―ルに接続されている管の内面に取り付けられる管状継手を備えた管用耐震スリ―ブにおいて、管の内周面に形成した拡径部に外周両端部側にリング状のシ―ル材を有するゴム筒を収納し、該ゴム筒の内周に円筒状に巻かれた帯状の鉄板を配置し、さらにその内周面に熱硬化性樹脂を巻き付け、該熱硬化性樹脂を加圧硬化させ、これによって形成される樹脂層の内周面を管の内周面と一致させるようにしたマンホ―ルに接続された管用耐震スリ―ブが開示されている。このような構成によって、管内を流れる排水のスム―ズな流れが可能で、しかも耐震スリ―ブが水密に取付けられて長期の使用に耐え得る管用耐震スリ―ブを提供できるというものである。

さらに、特許文献３には、管内の損傷部を補修するための管内損傷部封止バンドおよびそれを用いた管内損傷部封止方法が開示されている。即ち、部分的に管内の損傷部を補修するための管内損傷部封止バンドにおいて、円周方向の両端が楔状に隙間を有し管内の内周面全周囲に亘って敷設されるように薄板で帯状に形成されるとともに円筒方向の両端側に弾性を有する封止パッキンを敷設したバンドと、前記バンドの円周方向の両端に楔状に形成された隙間を埋めるとともに前記バンドを管内周面に密着させるように構成された打ち込み楔とを有し、前記バンドおよび／または前記打ち込み楔には敷設後に封止剤を封入する孔を形成したものである。

つまり、バンドの円周方向の両端に楔状に形成された隙間を埋めるとともに前記バンドを管内周面に密着させるように構成された打ち込み楔とを用いて、前記バンドおよび／または前記打ち込み楔に形成した孔に封止剤を封入することにより、封止した範囲で効率的に管内損傷部を補修するものである。封止剤を円筒方向において効率的に封じ込めるようにバンドを用いているのである。

特開２０００−３３６６８１号公報（図３参照） 特開２００４−１８３３４２号公報 特開２０１４−５８９９５号公報

しかしながら、このような従来技術によれば既設のマンホ―ルに接続されている管の内面に耐震スリ―ブの一端を挿入した後、他端をマンホールに固定するもの、或は管の内周面に熱硬化性樹脂７を巻き付け、該熱硬化性樹脂を加圧硬化させ、これによって形成される樹脂層の内周面を管の内周面と一致させるようにしたマンホ―ルに接続された管用耐震スリ―ブであって、管の内面に密着し難いものであり、一般に脆弱であるとされている損傷を受けやすいマンホールと管との接合部を含む給排水管の損傷に対処した耐震補強管及び耐震補強工法に関しては何ら開示されていない。

さらに、従来のこのような耐震スリーブでは給排水管と耐震スリーブとの接合部に隙間ができ易く、この隙間に気泡の存在を許容することになりそこに細菌が繁殖し易く好ましくない。また、この隙間に管内を高速度で流れる流動体が入りスリーブを剥離すると言う故障の原因にもなり易い。

一般に灌漑用水や下水道のほか液化天然ガスや工業用水などの給排水の給送には、小さなものでは土管が用いられ大きなものではヒューム管が用いられてきた。近年注目されてきた地震による液状化現象のほか給排水用の給送管の損傷などの被害に鑑み耐震構造の重要性が見直されてきた。液状化現象によって管内に周辺の土砂や汚泥などが流入して、正常な給排水の給送が不可能になり被害を拡大することに繋がっている。

本発明はこのような要望に応えて、マンホ−ルを含む給排水管などの耐震構造を強化する構造自体の改善並びに施工を可能にする耐震補強管さらには管内耐震補強工法を提案するものである。即ち、新設や既設を問わず給排水管における耐震補強管及び管内耐震補強工法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに端部に剥離防止手段を構成したことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明によれば、マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域における給排水管の上流側において打ち込み楔を含む金属製バンドにより外径方向に向けて積層部を内周面に圧接したことを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域の端部において円周方向の溝部を形成して外周方向の肉厚部を形成したことを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、既設の土管又はヒューム管からなるマンホールを含む給排水管の管内耐震補強工法において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域の端部に剥離防止手段を構成したしたことを特徴とする。

さらに、請求項５に記載の発明によれば、既設の土管又はヒューム管からなるマンホールを含む給排水管の管内耐震補強工法において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域における給排水管の上流側において打ち込み楔を含む金属製バンドにより外径方向に向けて積層部を内周面に圧接したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに端部に剥離防止手段を構成したことを特徴とする耐震補強管を提供できる。

このような構成、つまり、弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させたものであるから、管内内周面と積層面と塗料面との間に隙間を生じることなく密着性を有し耐震性に強い耐震補強管を提供できる。このように密着性を有し気密性を有するから、このような隙間に生じる気泡内における細菌の発生を防止できるうえ、端部の剥離防止手段により積層された樹脂を保護し、さらに膨潤による土管の腐食による崩落からも給排水管が保護される。

また、請求項２に記載の発明によれば、マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域における給排水管の上流側において打ち込み楔を含む金属製バンドにより外径方向に向けて積層部を内周面に圧接したことを特徴とする耐震補強管を提供できる。

このような構成によって、速乾性樹脂を吹き付けにより積層させたうえで、打ち込み楔を含む金属製バンドにより外径方向に向けて積層部を内周面に圧接したものであるから、流速の早い流動物の給排水に対しても耐震性に強い耐震補強管を提供できる。また、地震等の外圧によって給排水管が損傷を受けた場合においても、液状化現象によって生じた流動物の当該損傷部分から給排水管内への流入が防止され、給排水機能を失うことが防止される。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域の端部において円周方向の溝部を形成して外周方向の肉厚部を形成した耐震補強管を提供できる。

このような構成によって、既設の給排水管の補修であっても容易に実施が可能であり、損傷を受け易い給排水管に施工した場合には、震災後の復旧が早期に回復できるようになる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、既設の土管又はヒューム管からなるマンホールを含む給排水管の管内耐震補強工法において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域の端部に剥離防止手段を構成したことを特徴とする管内耐震補強工法を提供できる。

このような構成によって、既設の給排水管の補修であっても容易に実施が可能であり、損傷を受け易い給排水管に施工した場合には、震災後の復旧が早期に回復できる。

さらに、請求項５に記載の発明によれば、既設の土管又はヒューム管からなるマンホールを含む給排水管の管内耐震補強工法において、円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域における給排水管の上流側において打ち込み楔を含む金属製バンドにより外径方向に向けて積層部を内周面に圧接したことを特徴とする管内耐震補強工法を提供できる。

このような構成によって、上記請求項４における効果と同様に震災後の復旧が早期に回復できるとともに、流速が急峻な流動物の給排水管における上流側において剥離が生じ難く耐震性の向上した管内耐震補強工法を実現できる。

この発明の実施の一形態によるマンホールを含む給排水管の断面図である。 この発明の実施の一形態によるマンホールを含む給排水管にバンドを取り付ける状態を示す断面斜視図である。 従来例による管用耐震スリーブの横方向からの断面図である。 この発明の実施の一形態によるマンホールを含む給排水管の破壊テスト写真である。

以下、この発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図１において、マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管２０には、６０℃くらいに加熱された樹脂液がスプレーノズルによって管内内周面に吹き付けられて管の表面に直接積層され、厚みが２,７〜３,５ｍｍくらいで形成されている。このようにして形成された管内表面は、そこに直接塗料が吹き付けられているから表面に密着して土管又はヒューム管との間に隙間が形成されず、ピンホールなども形成され難く均一なシート状で継ぎ目のない被膜で被覆されている。

ここで使用される樹脂液は、加熱によって吹き付けに適する流動状態となり、常温に戻ると乾燥が比較的早くかつ常温状態で弾力性を有する。具体的な商品の例としてはポリウレア樹脂などであって、ポリイソシアネート成分（Ａ剤）と特殊ポリアミン成分（Ｂ剤）を加温・温調しながら高圧で圧送し、専用ガンによって混合させたうえでスプレーして薄い樹脂被膜Ｍを形成する。

このようにして形成された給送管２０は、全体として耐震補強管２１を構成する。なお、積層される厚さは使用目的に合わせて適宜設定できるが、前述の通り２,７〜３,５ｍｍくらいに設定すると経済的及び耐震耐圧的に好ましいと考えられる。

図１に示すように、地上に連通するマンホ−ルＨと複数の給送管２０が、地面からの深さがそれぞれ違う位置に埋設されている場合には、本発明による実施形態が効率よく機能する。特に、既設の給送管に対してそれぞれの形態に合わせて施工できるから、こうした給送管２０がマンホールＨに対して不規則に連結される部署にはそれぞれの部分が固有の振動や衝撃を受け易いため、地震などの場合に強度を維持し破損や亀裂の発生を減少させられる。

即ち、図１に示すマンホールＨに連結される部分には、地震や衝撃に対して個々の部分が一律ではなく、個別の振動を受けてそれぞれの部分に異常な力が加わり易く、破損や亀裂がほかの直管形状の部分に比べて発生しやすい。そのために、マンホール周辺の強度向上と破損や亀裂の発生を未然に防ぐことが求められるのである。

つまり、個々の耐震補強管２１ａ、２１ｂは、それぞれマンホールＨから離れる方向に延びる部分の振動又は衝撃が、マンホールＨによって拘束されるためにこの接続部分には極度に異常な力が加わり易い。そのためにこの部分に生じる内部応力によってこの接続部に破損や亀裂が生じ易くなるのである。この場合に、個々の給送管２０がマンホールＨとともに連続して内部を樹脂で被覆された耐震補強管２１であれば、土管又はヒューム管に亀裂または破損が生じた場合においても、樹脂被膜Ｍによって保護されているから内部の流動物が外部に流出したり、或いは外部から管内に流入が生じたりする虞が、樹脂被膜Ｍで覆われていることによって極度に軽減される。

即ち、図４は、本発明による耐震補強管２１に対して、高圧衝撃を加えて破壊試験を行ったヒューム管の破損状態を示す。写真から明らかなように給送管２０が破損しても、内側の樹脂積層部分には損傷が見られないことから上述のことが裏付けられる。

図１および図２において、給送管２０からマンホールＨ内部までが樹脂被膜Ｍが切れ目を含むことなく連続した被膜によって覆われているので、個々の耐震補強管２１ａ、２１ｂは、それぞれマンホールＨから離れる方向に延びる部分の振動又は衝撃が、マンホールＨによって拘束されることによりこの接続部分に対して極度に異常な力が加わったとしても、この部分に生じる内部応力によってこの耐震補強管２１ａ、２１ｂ全体に破損や亀裂が生じる恐れは極めて軽減される。

また、給送管２０が樹脂被膜Ｍによって覆われている部分の管内流動物体が流れる上流側は、流動物体の流速が急峻である場合には樹脂被膜Ｍの端部が管内周面から引き剥がされるような力が作用するため、この端部を強固にしておくことが望ましい。

そのために、図２に示すように耐震補強管２１等の内部に封止バンド２２、２３、２４が連結挿入され、さらに打ち込み楔２５が幅の狭い部分２５ａ側から封止バンド２２と２４との間に挿入されるように配置される。打ち込み楔２５の打ち込みには、円筒方向の一口部分から方の広他方狭口部分に向かって、上述の通りに打ち込み楔２５がその狭い幅の部分２５ａのから隙間２８に挿入され、楔状隙間に打ち込まれる。これによって封止バンド２２、２３、２４は樹脂被膜Ｍの端部を管内内周面に貼り付けて、管内の流動物体の流速が急峻な場所であっても、樹脂被膜Ｍの端部が管内周面から引き剥がされるような力が作用することはなく、この部分からの損傷または剥離を防止できる。

ここで、封止バンドを取り付けるまでもなく比較的離反力の小さな部分であれば、バンドに代えてこのような端部の肉厚を補強することによって管内の流動物体の流速によって管内端部が引き剥がされないように、当該部分を強化して頑丈に仕上げることができる。即ち、図１に示すように予め端部に相当する管壁部分に溝Ｈａを形成しておき、樹脂液をスプレーノズルによって管内内周面に吹き付けると直接この部分の溝Ｈａを含む管の表面に積層されるため、溝の部分の肉厚が局部的に増加し円周方向の変形に対する強度を持たせることができる。そのため、この部分の肉厚によって強度が増して管内の流動物体の流速によって引き剥がされないように作用して頑丈に仕上げることができる。なお、図１では理解し易くするために溝Ｈａを誇張して記載してあるが、この溝Ｈａはそれほど深くする必要はない。むしろ深くし過ぎると土管又はヒューム管のこの部分の強度が減少して反ってこの部分からの破損を招くことになるので好ましくない。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で適宜実施形態を変更して実施することができる。

20・・・給送管
21・・・耐震補強管
22・・・封止バンド
23・・・封止バンド
24・・・封止バンド
25・・・打ち込み楔
Ｈ・・・マンホール
Ｍ・・・樹脂被膜

Claims (5)

1. マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、
   円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに端部に剥離防止手段を構成したことを特徴とする耐震補強管。
2. マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、
   円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域における給排水管の上流側において打ち込み楔を含む金属製バンドにより外径方向に向けて積層部を内周面に圧接したことを特徴とする耐震補強管。
3. マンホールを含む土管又はヒューム管からなる給排水管の管内全周に耐震層を設置した耐震補強管において、
   円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域の端部において円周方向の溝部を形成して外周方向の肉厚部を形成したことを特徴とする耐震補強管。
4. 既設の土管又はヒューム管からなるマンホールを含む給排水管の管内耐震補強工法において、
   円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに端部に剥離防止手段を構成したことを特徴とする管内耐震補強工法。
5. 既設の土管又はヒューム管からなるマンホールを含む給排水管の管内耐震補強工法において、
   円筒方向における所定範囲の管内内周面の全周に弾力性を有する速乾性樹脂を吹き付けにより積層させるとともに積層域における給排水管の上流側において打ち込み楔を含む金属製バンドにより外径方向に向けて積層部を内周面に圧接したことを特徴とする管内耐震補強工法。