JP2019014216A - 既設管の補修方法及び台車 - Google Patents

Abstract

【課題】既設管と更生管の口径差が小さくても、帯状部材を螺旋状に巻いた更生管によって、既設管の中間部を部分補修可能な工法を提供する。
【解決手段】既設管１の外部で、帯状部材２ａを一周以上螺旋状に巻回することにより更生管２の少なくとも一部からなる螺旋リング２０を作製する。螺旋リング２０の軸方向の両端部の外方にそれぞれ車輪１３を取り付け、螺旋リング２０を既設管１の中間部まで運搬する。到着後、車輪１３を撤去し、製管機３によって更生管２の残り部分を製管する。
【選択図】図６

Description

本発明は、帯状部材を螺旋状に巻回してなる更生管によって地中の既設管を補修する方法及び台車に関し、特に、既設管と更生管の口径差が小さい場合に既設管の中間部を部分補修するのに適した補修方法及び台車に関する。

老朽化した下水管等の既設管の内周面に更生管をライニングすることによって、前記既設管を補修することは公知である。例えば特許文献１〜２等には、補修方法の一例として、製管工法が開示されている。製管工法においては、製管機を用いて、合成樹脂製の帯状部材を既設管の内壁に沿って螺旋状に巻回しながら帯状部材における一周違いに隣接する縁どうしを接合することによって、螺旋管からなる更生管を形成している。製管後、既設管の内周と更生管との間には、モルタル等の裏込め材を充填して封止する。

特許第４８６６４２８号公報 国際公開番号ＷＯ２０１２／１０８４３４

老朽化は、既設管の特定部分だけで進行することがある。例えば、既設管が、大型車両が頻繁に通る道路下や鉄道の軌道下を横断している場合、その横断箇所における既設管の軸方向にクラックが入ることがある。既設管の施工後に地上構造物ができた場合にも、その直下の管部分にクラックが入ることがある。

既設管が部分的に老朽化している場合、コスト削減等の観点から、既設管の全体を補修するのではなく、老朽化している部分だけを補修したいとの要請もある。
部分補修工法として、ＦＲＰ管を既設管の補修対象部分に設置する工法が知られている。しかし、ＦＲＰ管は、既設管の内周のコンクリートとの接着性が悪く、施工後、抜けたり外れたりする懸念があり、恒久的な対策としては認知されておらず、採用例が少ない。

これに対し、前述した製管工法によれば、裏込め材によって既設管と更生管をしっかりと接合でき、恒久的な補修工法として有効である。製管工法によって、既設管の中間部を部分補修する場合には、該中間部まで製管機を挿し入れて設置し、製管を行なうことになる。
製管工法の初期段階では、製管機のリンクローラと呼ばれる環状の内周規制フレームの周りに、帯状部材を数周程度巻回して、巻出しリングを作製する。少なくとも１周目の巻出しリングは人力で巻く必要があり、通常、その直径は、内周規制フレームの直径ひいては更生管の所望直径よりも大径になる。特に、帯状部材が強度負担可能な補強鋼材等を含んでいる場合には、人力で曲げるのは容易でなく、巻出しリングが大径になってしまう。このため、巻出しリングを作製するには、最低限、更生管の所望直径プラス例えば５００ｍｍ程度の直径の作業スペースを必要とする。

しかし、既設管と更生管の口径差が小さい場合、既設管の内部では、作業スペースが足らないために巻出しリングを作製することができず、製管を開始できない。
本発明は、かかる事情に鑑み、既設管と更生管の口径差が小さくても、帯状部材を螺旋状に巻いた更生管によって、既設管の中間部を部分補修可能な工法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明方法は、帯状部材を螺旋状に巻回してなる更生管を地中の既設管の内周に沿って設置することによって、前記既設管を補修する方法であって、
前記更生管の少なくとも一部からなる螺旋リングを、前記既設管の外部で作製する工程と、
前記螺旋リングの軸方向の両端部の外方にそれぞれ車輪を取り付ける工程と、
前記車輪を前記既設管の底部に接地させて転がすことによって、前記螺旋リングを前記既設管の中間部まで運搬する工程と、
前記運搬後、前記車輪を撤去する工程と、
を備えたことを特徴とする。

螺旋リングを既設管の外部で作製することで、作業スペースの制限が解消ないしは緩和される。既設管と更生管の口径差は問題とならない。
作製した螺旋リングの軸方向の両端部にそれぞれ車輪を取り付けて転がすことによって、螺旋リングを小さい力で既設管の中間部の老朽、劣化した補修対象部分まで運搬できる。しかも、車輪を螺旋リングの軸方向の外方に出して取付けることで、螺旋リングの外周の底部と既設管の内周の底部との間に車輪の配置スペースを確保する必要が無く、螺旋リングの持ち上げ量が僅かで済む。したがって、既設管の内径と螺旋リングの外径の差が小さくても、螺旋リングを既設管内に確実に挿し入れることができる。
運搬後、車輪を撤去することで、螺旋リングが既設管の補修対象部分に設置される。螺旋リングが更生管の一部であるときは、前記螺旋リングに続けて更に製管することで、更生管を完成させる。その後、既設管の補修対象部分の内周と更生管の外周との間にモルタル等の裏込め材を充填する。螺旋リングが更生管の全部であるときは、前記車輪の撤去後、更なる製管を省略して、裏込め材充填を行なう。裏込め材によって、既設管と更生管の間を封止できるとともに、既設管と更生管をしっかりと接合できる。

前記作製工程では、前記螺旋リングとして、前記帯状部材を製管機のまわりに一周以上螺旋状に巻回してなる巻出しリングを作製し、
前記運搬工程では、前記巻出しリングと共に前記製管機を前記中間部まで運搬し、
前記運搬後、前記製管機によって前記更生管の残り部分を製管することが好ましい。
既設管の外部で巻出しを行なうことで、作業スペースを広く確保でき、巻出しリングを確実に作製できる。
巻出しリングは、既設管の端部の人孔内で作製することが好ましい。巻出しリングを地上で作製した後、人孔内に降ろしてもよい。
巻出しリングには製管機が組付けられているから、巻出しリングの両端に車輪を付けて既設管の中間部の補修対象部分まで運搬すると、製管機も一緒に既設管の補修対象部分まで運搬される。製管機が一緒であっても、車輪を転がして運搬できるから、人力でも十分に運搬可能である。また、運搬後は、巻出しリングに組付けられた製管機を駆動することによって、製管を短時間で開始できる。

本発明装置は、前記補修方法に用いられる台車であって、
前記螺旋リングに分離可能に固定される固定冶具と、
前記固定冶具よりも前記軸方向の外方に突出するように設けられた車輪支持部と、
を備え、前記車輪支持部に前記車輪が回転可能に支持されていることを特徴とする。
螺旋リングの軸方向の両端部にそれぞれ前記台車を取り付けることによって、巻出しリングを接地面から持ち上げて支持できる。かつ、車輪の転がりによって、小さい力で運搬できる。
当該台車によれば、固定冶具が車輪に対して片持ち状になり、車輪を螺旋リングの軸方向の端部の外方に出して配置できる。したがって、既設管の内径と螺旋リングの外径の差が小さくても、螺旋リングを既設管内に確実に挿し入れることができる。
台車は簡易な構造であり、小型化及び軽量化できる。

本発明によれば、既設管と更生管の口径差が小さくても、帯状部材を螺旋状に巻いた更生管によって、既設管の中間部を部分補修できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る既設管の補修方法における、巻出しリングの１周目の作製工程を示す側面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、前記巻出しリングの正面図である。 図３は、前記１周目以降の巻出しリングの作製工程を示す側面図である。 図４は、巻出しリングの所望直径より大径の部分の切除工程を示す側面図である。 図５は、巻出しリングの両端部に台車を取り付けた状態を示す側面図である。 図６は、巻出し走行体を既設管の中間の補修対象部分へ運搬する工程を示す側面図である。 図７は、前記台車を、固定されるべき巻出しリングを仮想線で示す側面図である。 図７は、前記台車の正面図である。 図９は、前記台車の斜視図である。 図１０は、巻出しリングを補修対象部分の製管開始位置に設置した状態を示す側面図である。 図１１は、更生管の残り部分の製管工程を示す側面図である。 図１２は、補修された既設管の側面断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１０は、地中に埋設された既設管１を示したものである。既設管１としては、下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管等が挙げられる。
永年の供用によって、既設管１の管軸方向（図１０において左右）の中間部にクラック１ｃ（劣化部）が形成されているものとする。一方、既設管１の管軸方向の両端部は、あまり劣化していないものとする。
なお、既設管１の口径（内直径）は、人が出入り可能な大きさであることが好ましく、具体的には９００ｍｍ程度以上であることが好ましい。

図１２に示すように、本発明形態の補修工法においては、既設管１の前記クラック１ｃを含む中間部だけを補修対象部分１ａとする。該補修対象部分１ａの内周に沿って更生管２（螺旋管）をライニングすることによって、既設管１を部分補修する。

図１１に示すように、更生管２は、長尺の帯状部材２ａによって構成されている。図７に示すように、帯状部材２ａは、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂製の帯本体２ｂと、鋼製の補強帯材２ｃを含む。帯状部材２ａが、螺旋状に巻回され、かつ一周違いに隣接する縁どうしが凹凸嵌合により接合されることによって、螺旋管状の更生管２となっている。既設管１と更生管の口径差は十分に小さい。

更生管２は次のようにして製管され、ひいては既設管１が部分補修される。
＜製管機３＞
図１及び図２に示すように、まず、製管機３を用意する。図２に示すように、製管機３は、製管機本体３ａと、内周規制フレーム３ｂを含む。詳細な図示は省略するが、製管機本体３ａには、嵌合ローラ、駆動モータ、ギアブロックなどが設けられている。内周規制フレーム３ｂは、リンクローラとも称され、更生管２の所望直径に合わせた直径の環状になっている。内周規制フレーム３ｂの周方向の一箇所に製管機本体３ａが設けられている。

＜巻出しリング作製工程＞
既設管１の一端に連なる人孔４の上端開口の近くには、巻付ドラム５を設置する（図１０）。該巻付ドラム５から帯状部材２ａを繰り出す。そして、図１及び図２に示すように、更生管２の巻出しリング２０（螺旋リング）を作製する。詳しくは、該帯状部材２ａの端部から一周以上を、製管機３の内周規制フレーム３ｂの周りに螺旋状に巻く。

巻出しリング２０の少なくとも１周目のリング部分２１ａは人力で巻く。該１周目のリング部分２１ａの直径は、通常、内周規制フレーム３ｂの直径ひいては更生管２の所望直径よりも大きくなる。特に、帯状部材２ａが硬い鋼製の補強帯材２ｃを含んでいる場合、曲げ難いために、１周目のリング部分２１ａが大径になりがちである。このため、既設管１と更生管２の口径差が小さいと、リング部分２１ａの外直径が既設管１の内径よりも大きくなりやすい。

前記巻出しリング２０の作製作業は、既設管１の外部で行なう。好ましくは、前記巻出しリング２０の作製作業は、既設管１の一端部に連なる人孔４内で行なう。
これによって、作業スペースの制限を解消ないしは緩和でき、既設管１と更生管２の口径差は問題とならない。リング部分２１ａが更生管２の所望直径より大きくても作業性が損なわれることがない。更には、リング部分２１ａが既設管１の内径より大きくても作業不能にはならない。

図３に示すように、１周目のリング部分２１ａを作製後、製管機３を駆動することによって、巻出しリング２０の巻き数を増やす。これに伴って、新たに巻かれるリング部分が漸次縮径され、やがて内周規制フレーム３ｂにぴったり巻き付くことで所望直径になる。

次に、図４において二点鎖線にて示すように、巻出し端から前記所望直径になるまでの、前記１周目を含む数周分のリング部分２１を切断して除去する。これによって、図４において実線にて示すように、全体が所望直径の巻出しリング２０が形成される。

＜台車取り付け工程＞
図５に示すように、続いて、巻出しリング２０の軸方向（図５において左右）の両端部にそれぞれ台車１０を取り付ける。これによって、巻出しリング２０と２つの台車１０，１０と製管機３からなる巻出し走行体２２を形成する。２つの台車１０は、互いに同一構造になっている。

＜台車１０＞
図７〜図９に示すように、各台車１０は、固定冶具１１と、車輪支持部１２と、車輪１３を備えている。固定冶具１１が、巻出しリング２０に分離可能に固定されている。

詳しくは、固定冶具１１は、底板部１１ａと、端壁部１１ｂと、ビーム１４と、クランプ部１５を含む。底板部１１ａは、巻出しリング２０の外周の曲率に合わせて湾曲された断面円弧形状の板状になっている。底板部１１ａの長手方向の一端部に端壁部１１ｂが立設されている。端壁部１１ｂは、正面視で例えば扇形状に形成されている。端壁部１１ｂの下端部が、底板部１１ａに接合されている。

端壁部１１ｂにはビーム１４を介してクランプ部１５が設けられている。ビーム１４は、端壁部１１ｂの上側部から後方（図７において右方向）へ片持ち状に延びている。ビーム１４の先端部にクランプ部１５が垂直に取り付けられている。クランプ部１５の下端のパッド１５ａが、底板部１１ａと対峙している。

端壁部１１ｂの左右両側部に一対の車輪支持部１２が設けられている。車輪支持部１２は、固定冶具１１よりも前後方向（図７において左右方向に沿う軸方向）の外方に突出されている。車輪支持部１２は、高さ調節機構１６を介して端壁部１１ｂと連結されることによって、固定冶具１１に対して高さ調節可能になっている。高さ調節機構１６は、車輪支持部１２に形成された縦長スリット１６ａと、該縦長スリット１６ａを通して車輪支持部１２と端壁部１１ｂとを止めるボルト１６ｂとを含む。

各車輪支持部１２に車輪１３が回転可能に支持されている。車輪１３の下端部は、底板部１１ａより少し下方へ突出されている。車輪支持部１２の高さ調節によって、車輪１３の前記突出量が調節可能になっている。
固定冶具１１は、車輪１３に対して片持ち状になっている。

図５に示すように、前側（図５において左側）の台車１０の底板部１１ａ上に巻出しリング２０の前端部が載せられ、かつクランプ部１５が締め付けられることで、巻出しリング２０の前端部がクランプ部１５と底板部１１ａとの間に挟持されている。なお、製管機３をも挟み付けるようにしてもよい（図７）。
同じく、後側（図５において右側）の台車１０の底板部１１ａとクランプ部１５との間に巻出しリング２０の後端部が挟持されている。
前後２つの台車１０，１０によって、巻出しリング２０が車輪１３の下端より持ち上げられて支持される。

＜挿し入れ工程＞
図６に示すように、巻出しリング２０及び製管機３を含む巻出し走行体２２を人孔４から既設管１内に挿し入れる。人孔４内で巻出しリング２０を作製しておくことで、巻出しリング２０を地上から人孔４内に降ろす工程を省略でき、既設管１への挿し入れ作業をすぐに行なうことができる。

＜運搬工程＞
更に、図６に示すように、前後の台車１０，１０の車輪１３，１３を既設管１の内周の底部に接地させて転がすことで、巻出し走行体２２を補修対象部分１ａの端部の製管開始位置１ｂ（図１０）まで運搬する。
巻出し走行体２２の重量は、製管機３を含めて例えば２００ｋｇ程度であるが、車輪１３を付けて転がすことで、摩擦係数が例えば０．１程度になり、２０ｋｇ程度の力で運搬することができる。したがって、作業者が１人であっても人力で運搬可能である。もちろん、ウィンチ等の動力源を用いて運搬してもよく、その場合は動力源の所要動力を低減できる。
各台車１０の車輪１３を巻出しリング２０よりも前後外側に配置することで、巻出しリング２０の下側に車輪１３の配置スペースを確保する必要が無く、巻出しリング２０の持ち上げ量が僅かで済む。この結果、既設管１の内径と巻出しリング２０の外径の差が小さくても、巻出しリング２０を既設管１内に確実に挿し入れることができ、更には製管開始位置１ｂまで運搬することができる。
既設管１の内周に段差があるときは、車輪支持部１２ひいては車輪１３を、固定冶具１１に対して高さ調節することで、巻出しリング２０の持上げ高さを調節できる。これによって、巻出し走行体２２が段差を乗り越えることができる。

＜台車撤去工程＞
図１０に示すように、製管開始位置１ｂに到着後、台車１０を撤去し、巻出しリング２０を製管開始位置１ｂに設置する。
運搬中に、巻出しリング２０が周方向にずれていた場合は、ずれた分だけ逆に回して、元の角度に戻す。

＜製管工程＞
次いで、図１１に示すように、製管機３を駆動させて、巻出しリング２０に続く更生管２の残り部分２３を製管する。これによって、既設管１の中間の補修対象部分１ａに更生管２をライニングできる。

＜裏込め工程＞
図１２に示すように、既設管１と更生管２との間の隙間には、モルタル等の裏込め材６を充填する。これによって、既設管１と更生管２との間を封止できるとともに、更生管２を既設管１にしっかりと接合でき、接合状態を恒久的に維持できる。
このようにして、既設管１の補修対象部分１ａを部分補修できる。既設管１の全体を補修するよりも施工コストを低減できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、既設管１の中間部の補修対象部分１ａが短い場合などには、更生管２の全体（螺旋リング）を既設管１の外部で作製し、該更生管２に台車１０を付けて既設管１の中間の補修対象部分１ａまで運搬して設置することにしてもよい。この場合、更生管２を既設管内に挿し入れる際、製管機を更生管２に組み付けておく必要がない。設置後の製管工程は不要である。
更生管２の製管方式は、製管機３が自走する自走方式に限られず（図１１）、元押し式でもよく、牽引式でもよい。

本発明は、例えば老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管等の既設管を螺旋状の更生管によって更生する技術に適用できる。

１ 既設管
１ａ 補修対象部分（中間部）
１ｂ 製管開始位置
１ｃ クラック
２ 更生管
２ａ 帯状部材
２０ 巻出しリング（螺旋リング）
２１ 一周目のリング部分
２２ 巻出し走行体
２３ 更生管２の残り部分
３ 製管機
３ａ 製管機本体
３ｂ 内周規制フレーム
４ 人孔
１０ 台車
１１ 固定冶具
１２ 車輪支持部
１３ 車輪
１５ クランプ部
１６ 高さ調節機構

Claims (3)

1. 帯状部材を螺旋状に巻回してなる更生管を地中の既設管の内周に沿って設置することによって、前記既設管を補修する方法であって、
   前記更生管の少なくとも一部からなる螺旋リングを、前記既設管の外部で作製する工程と、
   前記螺旋リングの軸方向の両端部の外方にそれぞれ車輪を取り付ける工程と、
   前記車輪を前記既設管の底部に接地させて転がすことによって、前記螺旋リングを前記既設管の中間部まで運搬する工程と、
   前記運搬後、前記車輪を撤去する工程と、
   を備えたことを特徴とする既設管の補修方法。
2. 前記作製工程では、前記螺旋リングとして、前記帯状部材を製管機のまわりに一周以上螺旋状に巻回してなる巻出しリングを作製し、
   前記運搬工程では、前記巻出しリングと共に前記製管機を前記中間部まで運搬し、
   前記運搬後、前記製管機によって前記更生管の残り部分を製管することを特徴とする請求項１に記載の補修方法。
3. 請求項１又は２に記載の補修方法に用いられる台車であって、
   前記螺旋リングに分離可能に固定される固定冶具と、
   前記固定冶具よりも前記軸方向の外方に突出するように設けられた車輪支持部と、
   を備え、前記車輪支持部に前記車輪が回転可能に支持されていることを特徴とする台車。

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