JP2021110372A

JP2021110372A - 更生管及び管更生工法

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Publication number: JP2021110372A
Application number: JP2020002053A
Authority: JP
Inventors: 隆夫神山; Takao Kamiyama; 誠石田; Makoto Ishida
Original assignee: Shonan Plastic Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shonan Plastic Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2021-08-02

Abstract

【課題】周方向に内部骨格構造を多く設け、外力に対して変形が少ない更生管、並びにその更生管を敷設する管更生工法を提供する。【解決手段】管ユニットを構成するセグメント１は、内面板１０１の周方向に延びる両側に立設された側板１０２、１０３と、両側板間に立設された複数の内部板１０６〜１０９を有する。管長方向に見て中央部に位置する内部板１０７、１０８間に周方向に延びる突条１１０が形成される。突条が形成された内部板間と異なる内部板１０６、１０７間並びに内部板１０８、１０９間のそれぞれに、管ユニットの外周を一周して管ユニットを周方向に締め付ける金属製のバンド３０が取り付けられる。突条並びにバンドにより管ユニットの外力に対する変形が抑制できる。【選択図】図３

Description

本発明は、プラスチックからなるセグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットを管長方向に連結してなる更生管、並びにその更生管を敷設する管更生工法に関する。

地中に埋設された下水管等の大口径既設管が老朽化した場合、既設管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補修工法が実用化されている。このような工法では、上述したような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。

セグメントを用いた更生管による管更生では、周方向には、内部骨格構造が少なく、外力に対して変形を起こし易いので、これらの欠点を解決するために、セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットにその外周を包囲して管ユニットを拘束する拘束部材を取り付け、外力に対して変形を起こすのを防止した更生管を構築することが提案されている（特許文献１、２）。

ＷＯ２００６／０２７９３９号公報特開２０１３−１９４３６号公報

特許文献１に記載の更生管では、金属又はカーボン繊維の材質でできたワイヤーあるいはバンドで管ユニットの全周を拘束し、特許文献２に記載の更生管では、アラミド繊維からなるワイヤーで管ユニット全周を拘束している。しかしながら、いずれの更生管でも、管長方向に見て１箇所だけで管ユニット全周を拘束しているだけなので、外力に対しての変形を防止するのが不十分である、という問題があった。また、１箇所だけの拘束では、拘束された箇所では強度が向上するが、他の箇所では弱く、セグメントの管長方向強度が不均一になる、という問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、周方向に内部骨格構造を多く設け、外力に対して変形が少ない更生管、並びにその更生管を敷設する管更生工法を提供することを課題とする。

本発明（請求項１）は、
プラスチックからなるセグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットを管長方向に連結してなる更生管であって、
前記セグメントは、内周面を構成する内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、両側板間に立設された複数の内部板と、を有し、
以下、側板と内部板をそれぞれプレートとして管長方向に見て中央部に位置するプレート間に周方向に延びる突条が形成され、
突条が形成されたプレート間と異なる第１のプレート間と第２のプレート間のそれぞれに、管ユニットの外周を一周して管ユニットを周方向に締め付ける締付部材が取り付けられることを特徴とする。

本発明（請求項６）は、
プラスチックからなるセグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットを管長方向に連結してなる更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
以下、側板と内部板をそれぞれプレートとして管長方向に見て中央部に位置するプレート間に周方向に延びる突条が形成されたセグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てる工程と、
突条が形成されたプレート間と異なる第１のプレート間と第２のプレート間のそれぞれに、管ユニットの外周を一周して管ユニットを周方向に締め付ける締付部材を取り付ける工程と、
締付部材が取り付けられた管ユニットを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、
既設管と更生管の間に充填材を注入して固化させる工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明では、セグメント中央部の２つのプレート間に周方向に延びる突条が設けられるので、セグメントの強度を高めることができる。また、突条が形成されたプレート間と異なる２つのプレート間のそれぞれに、管ユニットの外周を一周して管ユニットを周方向に締め付ける締付部材が取り付けられるので、管ユニットの外力による変形を顕著に抑えることができるとともに、管ユニットの管長方向の強度を均一にすることができる。

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。セグメントに金属製のバンドを取り付けた状態を示す斜視図である。金属製のバンドを管ユニットに一周させ、その両端部を結合して管ユニットを締め付ける状態を示した説明図である。金属製のバンドで周方向に締め付けられた管ユニットを連結部材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。管長方向に連結されたセグメントの縦断面図である。既設管内に更生管を敷設する状態を示す説明図である。

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等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。本実施例では、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、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。

図１には、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、並びに内面板１０１上に等間隔に複数立設された、側板１０２、１０３と同じ高さで同じ板厚の内部板１０６、１０７、１０８、１０９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状にすることもできる。

側板１０２、１０３、並びに内部板１０６、１０９には、セグメント１を管長方向に連結するためにボルトとして構成された連結部材１１及びナット１２（図５）を通すための円形の挿通穴１０２ａ、１０３ａ、１０６ａ、１０９ａが周方向に等間隔に複数形成される。内部板１０７、１０８にも、連結部材１１が挿入できる切り欠き１０７ａ、１０８ａが等間隔に複数形成される。

端板１０４、１０５には、セグメント１を周方向に連結するボルト等の連結部材を通すための円形の挿通穴１０４ａ、１０５ａが形成される。セグメントはその端板１０５と他のセグメントの端板１０４を当接させ、挿通穴に挿入されたボルト６とナット７を螺合させることにより周方向に連結させることができる（図５）。

なお、本実施例のセグメント１では、端板１０４、１０５は、側板１０２と内部板１０６間、並びに側板１０３と内部板１０９との間だけに設けられ、内部板１０６と内部板１０７間、内部板１０７と内部板１０８間、それと内部１０８と内部板１０９間には、設けられていない。

また、管長方向に見て、セグメント中央部の２つの内部板１０７と内部板１０８間の中央には、周方向に延びる突条１１０が、セグメントの全周に渡って内部板１０７、内部板１０８に平行に内面板１０１上に形成されている。この突条１１０はリブとして機能し、セグメント１の強度を高めている。突条１１０は、その高さが側板１０２、１０３、内部板１０６〜１０９より低く、また後述するセグメント１を管長方向に連結する連結部材１１の高さより低くなっている。

セグメントを順次周方向に一周分連結させると、図２に示すようなリング状の管ユニット１０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。セグメントは、この管ユニット１０を、径方向に沿った切断面で周方向Ｃ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２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１０６〜１０９、突条１１０等の補強構造は、煩雑さを避けるために、図示が省略されている。

管ユニット１０には、その強度を高めるために、締付部材が取り付けられる。締付部材は、例えば、金属製のバンド３０であり、図３に示したように、内部板１０６と内部板１０７間と、内部板１０８と内部板１０９間のそれぞれ中央に、管ユニット１０の全周を一周して取り付けられる。

バンド３０は、図４に示したように、両端部に取り付けられるボルト３０ａとナット３０ｂの羅合により締付力を変えて取り付けられる。それにより、管ユニット１０の外力による変形（たわみ）を所望な値に抑えることができる。また、バンド３０は、それぞれ内部板間の中央に取り付けられるので、管長方向に見て突条１１０に対して対称な位置に配置され、管ユニット１０の管長方向の強度を均一にすることができる。なお、バンド３０に形成された矩形あるいは円形の穴は、バンド３０の剛性を軽減するために設けられており、またボルト３０ａを通すための穴としても機能している。

このような突条１１０が形成され、バンド３０で締め付けられた管ユニット１０の各セグメントには、図５に示したように、ボルト１３を用いてナット１２が複数固定される。例えば、セグメント１ｂにセグメント１ａを管長方向に連結する場合、一端にナット１２と螺合するネジ部１１ａが形成され、他端につば１４ａを有する頭部１４が固定された連結部材１１が用いられる。両セグメント１ａ，１ｂの側板１０３、１０２を突き合わせ、連結部材１１を、セグメント１ａの側板１０２、内部板１０６〜１０９の挿通穴ないし切り欠きに通し、ネジ部１１ａをセグメント１ｂに固定されているナット１２にねじ込むと、連結部材１１とナット１２が連結される。頭部１４のつば１４ａがセグメント１ａの最左端の内部板１０６に圧接するまで連結部材１１をナット１２にねじ込むと、両セグメント１ａ、１ｂがボルト締めされ管長方向に連結される。

２つの管ユニットを管長方向に連結したときの縦断面図が図６に図示されており、突条１１０並びにバンド３０の位置関係が明瞭に理解できる。なお、バンド３０は、図６で仮想線で示したように、突条１１０と遠ざかる側の内部板１０６、１０９に寄せて取り付けることもできる。また、バンド３０は、仮想線で示したように、側板１０２と内部板１０６間と側板１０３と内部板１０９間の中央にそれぞれ取り付けるようにすることもできる。この場合も、バンド３０は、中央でなく、内部板１０６、１０９側に寄せて、あるいは側板１０２、１０３側に寄せて取り付けることもできる。なお、側板と内部板は、バンド３０の取り付け位置を示す場合には、例えばそれぞれプレートと名付けることができ、プレート間とは、内部板間、あるいは側板と内部板間の意味になる。

セグメント１を用いて既設管を更生する場合、まず、図７に示すように、マンホール２０を介して既設管２１内にセグメント１を搬入し、マンホール２０内でセグメントを周方向に順次連結し、管ユニット１０を組み立てる。続いて、２つのバンド３０で管ユニット１０を全周に渡って締め付ける。続いて、管ユニット１０を、図５に示す方法で、連結部材１１とナット１２を用いて順次管長方向に連結し、既設管２１内に更生管４０を敷設する。既設管２１と更生管４０の間には、グラウトなどの充填材（不図示）が注入され、充填材が固化されて、既設管２１、更生管４０並びに充填材からなる複合管が構築される。

なお、上述した実施例において、締付部材は金属性のバンドであったが、金属製のワイヤー、あるいはアラミド繊維からなるバンド、あるいはアラミド繊維からなるワイヤーとすることもできる。また、内部板の数は、強度を増すためには、多いほど良いが、通常４個あるいは５個に設定される。

１セグメント
１０管ユニット
２１既設管
３０バンド
４０更生管
１０２、１０３側板
１０６〜１０９内部板
１１０突条

Claims

プラスチックからなるセグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットを管長方向に連結してなる更生管であって、
前記セグメントは、内周面を構成する内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、両側板間に立設された複数の内部板と、を有し、
以下、側板と内部板をそれぞれプレートとして管長方向に見て中央部に位置するプレート間に周方向に延びる突条が形成され、
突条が形成されたプレート間と異なる第１のプレート間と第２のプレート間のそれぞれに、管ユニットの外周を一周して管ユニットを周方向に締め付ける締付部材が取り付けられることを特徴とする更生管。
前記締付部材が、第１と第２のプレート間において管長方向に見て突条に対して対称な位置に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の更生管。
前記締付部材が第１と第２のプレート間のそれぞれ中央に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の更生管。
前記締付部材が第１と第２のプレート間において突条と遠ざかる側のプレートに寄せて取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の更生管。
前記締付部材が金属製、あるいはアラミド繊維のバンド、又はワイヤーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の更生管。
プラスチックからなるセグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットを管長方向に連結してなる更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
以下、側板と内部板をそれぞれプレートとして管長方向に見て中央部に位置するプレート間に周方向に延びる突条が形成されたセグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てる工程と、
突条が形成されたプレート間と異なる第１のプレート間と第２のプレート間のそれぞれに、管ユニットの外周を一周して管ユニットを周方向に締め付ける締付部材を取り付ける工程と、
締付部材が取り付けられた管ユニットを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、
既設管と更生管の間に充填材を注入して固化させる工程と、
を備えることを特徴とする管更生工法。
前記締付部材が、第１と第２のプレート間において管長方向に見て突条に対して対称な位置に取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の管更生工法。
前記締付部材が第１と第２のプレート間のそれぞれ中央に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の管更生工法。
前記締付部材が第１と第２のプレート間において突条と遠ざかる側のプレートに寄せて取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の管更生工法。
前記締付部材が金属製、あるいはアラミド繊維のバンド、又はワイヤーであることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の管更生工法。