JP3822686B2 - 既設管のライニング工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、老朽化した既設管を更生するために実施される既設管のライニング工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水管等が老朽化すると、合成樹脂製の帯板状の帯状体を使用して既設管をライニングする工法が実施されている。このようなライニング工法では、帯状体が下水管の内周面に沿った螺旋状に巻回されて配置されると、帯状体と下水管との間に裏込め材が充填される。これにより、下水管が更生される。
【０００３】
老朽化した下水管は、通常、コンクリート製であり、その内周面は、長年にわたる流水によって腐食した状態になることがある。内部に鉄筋が埋設されたヒューム管の場合には、コンクリートが腐食して欠落すると、内部の鉄筋が露出し、露出した鉄筋も、腐食していることもある。このように、コンクリート内に設けられた鉄筋が腐食した状態になると、下水管としての強度は著しく低下する。特に、周囲の土圧によって管壁に生じる引っ張り荷重に対しては、極度に強度が低下している可能性が大きい。
【０００４】
このために、鉄筋が腐食しているような下水管の内周面を、帯板状の帯状体によってライニングする場合には、その帯状体によってライニングを実施する前に、腐食した鉄筋を補強する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
下水管のコンクリートから露出した鉄筋の補強は、通常、下水管内に作業員が入り込んで、作業員の手作業によって、新たな鉄筋を配筋することにより行われている。このように、作業員の手作業による配筋作業は、作業性が悪いために、多大な時間を要するという問題がある。また、そのために、経済性も損なわれる。さらに、作業員が入り込んで作業ができないような下水管の場合には、鉄筋を補強することはできない。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、帯状体によって既設管をライニングする際に、新たな鉄筋を既設管内に容易に配置することができる既設管のライニング工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の既設管のライニング工法は、既設管内に配置された製管機を周回移動させることによって、合成樹脂製の帯状体を螺旋状に巻回するとともに、隣接する側縁部同士を製管機に設けられた接合機構によって接合し、形成された螺旋管を既設管内に残置し、さらに、製管機の周回移動によって既に形成された螺旋管の一方に帯状体を接合して製管する際に、製管機の、螺旋管の製管方向前方に設けられて製管機と一体に周回移動する鉄筋規制部材に接するように鉄筋を供給し、その鉄筋を既設管の内周面に沿って螺旋状に配置することを特徴とする。
【０００８】
前記既設管は断面が矩形状になっており、また、前記鉄筋規制部材は、少なくとも２つのローラーを有しており、一方のローラーは鉄筋の内面に接し、他方のローラーは鉄筋の外面に接することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の既設管のライニング工法の実施状態の一例を示す概略縦断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。既設管である下水管２０は、例えば、ヒューム管によって構成されており、一対のマンホール２８および２９間の土中に設けられている。下水管２０の内部には製管機４０が配置されており、一方のマンホール２９から挿入される帯状体１０が、製管機４０によって螺旋状に巻回されて螺旋管とされる。一対の駆動ローラー４１は、螺旋状に巻回される帯状体の側縁部同士を接合する接合機構を構成している。
【００１１】
図３は、下水管２０内に配置された製管機４０の縦断面図である。製管機４０は、相互に対向する位置にて平行に配置された一対の駆動ローラー４１と、各駆動ローラー４１の間にて周方向に等しい間隔をあけてそれぞれが平行に配置された複数の案内ローラー４２とを有している。各駆動ローラー４１および各案内ローラー４２は、それぞれ支持軸４３に支持されており、螺旋状に巻回される帯状体１０の内周面に転接して周回移動するようになっている。各案内ローラー４２は、支持軸４３に回転可能に支持されているが、各駆動ローラー４１は、支持軸４３と一体になって回転するように支持軸４３に支持されている。各駆動ローラー４１には、押圧ローラー４７がそれぞれ対向して配置されており、相互に対向した各駆動ローラー４１および押圧ローラー４７によって、螺旋状に巻回される帯状体の側縁部同士を接合する接合機構が構成されている。
【００１２】
各支持軸４３のそれぞれの端部は、隣接する各支持軸４３のそれぞれの端部に、平板状をしたリンクアーム４４ａによって、それぞれ回動可能に連結されている。従って、各案内ローラー４２および各駆動ローラー４１の一方の端部同士を連結する各リンクアーム４４ａは、折り曲げ可能になった無端環状の成形フレーム４４をそれぞれ形成している。隣接する一対のリンクアーム４４ａ同士は、相互に一直線に並んだ状態から内周方向へ所定の角度だけ回動し得るように構成されている。
【００１３】
各成形フレーム４４は、隣接するリンクアーム４４ａ同士が相互に屈曲されて、図２に示すように、下水管２０の断面形状に対応した円形状に形成される。各成形フレーム４４の長さは、下水管２０の内周面の周方向長さに基づいて、予め、設定されている。
【００１４】
図３に示すように、駆動ローラー４１が支持された支持軸４３は、ギアボックス４５を介して、油圧モーター４６に連結されており、油圧モーター４６によって、駆動ローラー４１が支持軸４３と一体となって所定方向に回転されるようになっている。
【００１５】
ギアボックス４５には、連結具４８が取り付けられている。この連結具４８は、例えば、鉄鋼製の丸棒によって、各支持軸４３の延出方向とは反対方向に延出して、下水管２０の外周側に向かって直角に屈曲されている。そして、連結具４８の先端部には、下水管２０の軸方向に沿って延びる鉄筋規制ローラー４９が回転可能に支持されている。駆動ローラー４１と一体となった鉄筋規制ローラー４９は、各成形フレーム４４と一体となって周回移動する。そして、鉄筋規制ローラー４９には、帯状体１０と同様に、一方のマンホール２９から下水管２０内に挿入されて、製管機４０内を通って供給される鉄筋３０が転接される。鉄筋規制ローラー４９に転接した鉄筋３０は、下水管２０の内周面に沿うように、順次、螺旋状になるように、その形状が規制される。
【００１６】
図４は、本発明の既設管のライニング工法に使用される帯状体の一例を示す断面図である。この帯状体１０は、帯板状の基板本体部１１を有している。この基板本体部１１は、例えば、厚さが２〜４ｍｍ程度になっており、その幅方向の一方の側縁部には、基板本体部１１の厚さ分だけ外側に位置する段落ち部１２が設けられている。この段落ち部１２には、一方の表面に突出する半円環状のソケット１３が、基板本体部１１の長手方向に沿って連続的に設けられている。このソケット１３は、基板本体部１１が突出する表面とは反対側の表面に開口した状態になっている。
【００１７】
ソケット１３の内部は、開口側部分が狭く、内奥側が円弧状に広がっている。ソケット１３には、開口部の一方の内面に形成された抜け止め段差１３ａが設けられている。半円環状のソケット１３の外側の周面には、段落ち部１２とは平行になったフランジ部１３ｂが設けられている。
【００１８】
ソケット１３の側方には、段落ち部１２の一部を構成する平坦部１２ｂが連続しており、その平坦部１２ｂの側縁部、すなわち、基板本体部１１の側縁部には、ソケット１３の突出側方向であって基板本体部１１の外側に斜めに延出する斜め係止リブ１４が長手方向に連続して設けられている。
【００１９】
基板本体部１１は、ソケット１３、斜め係止リブ１４等が設けられた表面が外周側になるように、下水管２０の内周面に沿って螺旋状に巻回される。
【００２０】
基板本体部１１の斜め係止リブ１４が設けられた側縁とは反対側に位置する側縁の近傍部分の表面には、基板本体部１１に対してソケット１３の突出方向と同方向に垂直に立ち上げられた嵌合突条１５が、基板本体部１１の長手方向に沿って連続して設けられている。この嵌合突条１５は、基板本体部１１の表面から垂直に立ち上がった支柱部１５ａと、その支柱部１５ａの先端に設けられた断面円形状の嵌合部１５ｂとを有している。嵌合部１５ｂは、段落ち部１２に設けられたソケット１３の中空の断面と整合した断面形状になっており、ソケット１３の内周面に設けられた抜け止め段差１３ａに係止する段差が設けられている。
【００２１】
基板本体部１１の表面には、嵌合突条１５に近接して、エラストマー等の軟質弾性体によって構成された帯状の滑り防止材１６が、長手方向に連続して基板本体部１１に一体に取り付けられている。この滑り防止材１６の厚さは１．５ｍｍ程度である。
【００２２】
基板本体部１１の外側面には、嵌合突条１５に対して適当な間隔をあけて、嵌合突条１５と同方向に突出する係合リブ１７が設けられている。この係合リブ１７は、基板本体部１１から垂直に立ち上がった支柱部１７ａと、この支柱部１７ａの先端部にて嵌合突条１５側に突出した係合部１７ｂとを有している。
【００２３】
図４に二点鎖線で示すように、この係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間には、基板本体部１１が螺旋状に巻回されてソケット１３内に嵌合突条１５が嵌合された際に、斜め係止リブ１４の先端部が係合されるようになっている。
【００２４】
基板本体部１１におけるこの係合リブ１７と段落ち部１２との間には、補強リブ１８が、長手方向に連続して設けられている。この補強リブ１８は、係合リブ１７とほぼ同様に、基板本体部１１から垂直に立ち上がった支柱部１８ａと、この支柱部１８ａの先端部にて各側方に延出した張出部１８ｂとによって、断面Ｔ字状に構成されている。
【００２５】
このような構成の帯状体１０は、基板本体部１１、段落ち部１２、ソケット１３、斜め係止リブ１４、嵌合突条１５、係合リブ１７および補強リブ１８が、可撓性を有するポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、繊維強化プラスチック等の合成樹脂によって一体的に成形されている。また、滑り防止材１６は、基板本体部１１等の合成樹脂部分を押出成型する際に、合成樹脂と一体的に押し出され、滑り防止材１６は基板本体部１１の表面に接着状態で取り付けられる。
【００２６】
帯状体１０は、下水管２０内に配置された製管機４０によって、螺旋状に巻回されて、図４に二点鎖線で示すように、段落ち部１２に設けられたソケット１３内に、嵌合突条１５が嵌合されるとともに、斜め係止リブ１４の先端部が、係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間に係合される。ソケット１３内に嵌合された嵌合突条１５は、ソケット１３の抜け止め段差１３ａに係止して抜け止め状態にされる。
【００２７】
このような帯状体１０を使用して、本発明のライニング工法は、次のように実施される。
【００２８】
まず、帯状体１０が導入されるマンホール２９内にて製管機４０が組み立てられる。製管機４０の各成形フレーム４４は、予め、下水管２０の内周面の周方向長さに対応して調整されている。そして、製管機４０の各成形フレーム４４が、下水管２０の断面形状に対応した円形状になるように、各成形フレーム４４を構成する各リンクアーム４４ａを、隣接するもの同士が所定の屈曲状態になるように固定する。このようにして、各成形フレーム４４が所定の円形状に組み立てられると、製管機４０は下水管２０内に配置され、各押圧ローラー４７および鉄筋規制ローラー４９が下水管２０の内周面と適当な間隔をあけた状態とされる。
【００２９】
他方、マンホール２９の開口部に近接した地表には、帯状体１０を巻回した帯状体ドラム５１が配置され、帯状体１０がマンホール２９内に導入される。また、鉄筋３０もマンホール２９内に導入される。
【００３０】
マンホール２９を通って下水管２０内に導入された鉄筋３０は、製管機４０の各案内ローラー４２にて形成された円環状部分内を通って、ガイドローラー４９の周面に湾曲状態で圧接される。
【００３１】
また、下水管２０内に導入された帯状体１０は、製管機４０の一方の駆動ローラー４１と押圧ローラー４７との間に挿入されて、各ガイドローラー４２の外側に沿って螺旋状に巻回され、隣接する帯状体１０の一方に設けられた段落ち部１２のソケット１３内に、他方の帯状体１０の嵌合突条１５が嵌合されるとともに、斜め係止リブ１４の先端部が、係合リブ１７の係合部１７ｂと支柱部１７ａとの間に係合される。このようにして、帯状体１０は、下水管２０の内周面に対して押圧ローラー４７の直径に相当する間隔をあけて、断面円形の管状に成形される。
【００３２】
断面円形の管状に成形された帯状体１０は、下水管２０の端部に、例えば、アンカーボルトによって、あるいは、重量物を載置することによって固定される。これにより、管状に成形される帯状体１０は、下水管２０内にて回動しない状態とされる。
【００３３】
このような状態になると、各駆動ローラー４１が油圧モーター４６によって回転される。これにより、各駆動ローラー４１は、下水管２０に対して固定された管状の帯状体１０の内周面を螺旋状に周回移動し、また、各駆動ローラー４１に対向して配置された各押圧ローラー４７は、下水管２０の内周面に沿って周回移動する。同時に、各ガイドローラー４２も円形状に固定された成形フレーム４４に沿って周回移動する。そして、各駆動ローラー４１、各押圧ローラー４７および各ガイドローラー４２が、下水管２０内周面に沿って周回移動すると、マンホール２９内から下水管２０内に導入された帯状体１０が、順次、各駆動ローラー４１と押圧ローラー４７との間に引き込まれて、下水管２０に固定された帯状体１０のソケット１３に嵌合突条１５が嵌合される。
【００３４】
このようにして、各駆動ローラー４１、各押圧ローラー４７、および各ガイドローラー４２は、下水管２０内を周回移動しつつ、製管機４０全体が、帯状体１０が導入されるマンホール２９から遠ざかるように移動する。
【００３５】
このとき、鉄筋３０も順次、製管機４０に引き込まれており、一方の駆動ローラー４１とともに、下水管２０の内周面に沿って周回移動する鉄筋規制ローラー４９の周面を転接している。そして、鉄筋規制ローラー４９が、製管機４０とともに下水管２０の軸方向に沿って移動されることにより、鉄筋３０は、下水管２０の内周面に沿った螺旋状に湾曲状態に規制される。
【００３６】
このようにして、鉄筋３０が下水管２０の内周面に沿った螺旋状に順次配置された状態になると、製管機４０に順次導入される帯状体１０が、製管機４０によって、下水管２０の内周面に沿った螺旋状に巻回されて螺旋管とされる。その結果、帯状体１０によって形成された螺旋管は、下水管２０の内周面に対して、その内周面に沿って配置された鉄筋３０を間に挟んだ状態に配置されている。
【００３７】
下水管２０の全体にわたって、下水管２０の内周面に沿って鉄筋３０が配置されるとともに、帯状体１０によって形成された螺旋管が配置された状態になると、下水管２０の内周面をライニングする螺旋管に対して、製管機４０内に導入される帯状体１０が切断される。その後、下水管２０内周面をライニングする螺旋管から製管機４０が取り外される。
【００３８】
帯状体１０から製管機４０が取り外されると、下水管２０の内周面と、螺旋管状になった帯状体１０との間に形成された間隙内に、セメントミルク等の裏込め材が注入されて、下水管２０の全長にわたって裏込め材が充填される。下水管２０と螺旋管状の帯状体１０との間には、鉄筋３０が下水管２０の全長にわたって設けられているために、下水管２０と螺旋管状の帯状体１０との間に充填される裏込め材が鉄筋３０によって補強された状態になる。その結果、下水管２０が、周囲の土圧によって破損するようなおそれがない。
【００３９】
本発明の既設管のライニング工法では、断面が円形状になった下水管２０に限らず、図５に示すように、断面が正方形状になったボックスカルバート５０にも適用することができる。この場合、ボックスカルバート５０内に配置される製管機４０は、ボックスカルバート５０の横断面形状と相似形状になった矩形環状の規制フレーム４０ａに、成形フレーム４４が周回移動可能に取り付けられている。製管機４０には、一方の押圧ローラー４７に対して、製管機４０の軸方向への移動方向側にて、押圧ローラー４７とは同心状態で鉄筋規制ローラー４９ａが回転可能に設けられている。この鉄筋規制ローラー４９ａは、製管機４０の軸方向への移動方向側に位置する成形フレーム４４に支持されている。また、成形フレーム４４には、この鉄筋規制ローラー４９ａに対して、押圧ローラー４７の周回移動方向に適当な間隔をあけて、一対の鉄筋規制ローラー４９ｂおよび４９ｃが、それぞれ回転可能に支持されている。
【００４０】
製管機４０内に導入される鉄筋３０は、押圧ローラー４７と同軸に配置された鉄筋規制ローラー４９ａの外周側に圧接されて、その鉄筋規制ローラー４９ａに隣接する鉄筋規制ローラー４９ｂの内周側に圧接され、さらに、その鉄筋規制ローラー４９ｂに隣接する鉄筋規制ローラー４９ｃの外周側に圧接されている。そして、各鉄筋規制ローラー４９が、成形フレーム４４とともに一体的に周回移動することにより、鉄筋３０が、ボックスカルバート５０の内周面に沿った状態に規制される。このようにして、ボックスカルバート５０の内周面に沿って鉄筋３０が配置されると、帯状体１０がボックスカルバート５０の内周面に沿って配置される。
【００４１】
なお、本発明の既設管のライニング方法では、図４に示すような断面形状の帯状体１０に限らず、例えば、図７に示すような断面形状の帯状体８０も使用される。この帯状体８０は、帯板状の本体部材８１と、この本体部材８１を螺旋状に巻回した際に相互に隣接する側縁部同士を接合する帯状の嵌合部材８２とを有している。本体部材８１は、帯板状の基板本体部８１ａの各側縁部にそれぞれ設けられた嵌合部８１ｂと、基板本体部８１ａの背面に等しい間隔をあけて配置された断面Ｔ字状の複数の補強リブ８１ｃとを有している。
【００４２】
各嵌合部８１ｂは、基板本体部８１ａの各側縁部から直角に立ち上げられてそれぞれ外方に直角に屈曲され、さらにその先端が直角に基板本体部８１ａ側に屈曲された断面コ字状になっている。そして、各嵌合部８１ｃの先端部には、断面コ字状の内部側に断面半球状に突出する係合部８１ｄが、それぞれ設けられている。
【００４３】
帯状の嵌合部材８２は、断面Ｕ字状をしており、図７（ｂ）に示すように、本体部材８１が螺旋状に巻回されて、隣接する嵌合部８１ｂ同士が相互に突き合わされた状態になると、突き合わされた状態の各嵌合部８１ｂを一体的に嵌合し得るようになっている。
【００４４】
このような帯状体８０は、下水管２０内に配置された製管機４０によって、本体部材８１が下水管２０の内周面に沿った管状に成形された後に、嵌合部材８２が隣接する嵌合部８１ｂ同士を一体的に内包するように嵌合される。あるいは、本体部材８１が製管機４０内に導入される前に、一方の嵌合部８１ｂに嵌合部材８２を予め嵌合させておいて、製管機４０によって本体部材８１が管状に成形された後に、嵌合部材８２を、管状に成形された本体部材８１における他方の嵌合部８１ｂに嵌合させるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の既設管のライニング工法は、このように、既設管内に配置された製管機によって帯状体を螺旋状に巻回した状態で配置する際に、鉄筋が既設管の内周面に沿った形状に規制された状態で配置されるようになっているために、既設管のライニング作業の作業性が著しく向上する。しかも、作業員が入り込めないような既設管内にも容易に鉄筋を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の既設管のライニング工法の実施の形態の一例を示す下水管の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面の拡大図である。
【図３】そのライニング工法における製管機による製管状態を示す既設管の縦断面図である。
【図４】本発明のライニング工法に使用される帯状体の一例を示す横断面図である。
【図５】本発明の既設管のライニング工法の実施の形態の他の例を示す製管機の製管状態を示す横断面図である。
【図６】その製管機の製管状態を示す縦断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明のライニング工法に使用される帯状体の他の例を示す横断面図、（ｂ）は、その分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ 帯状体
１１ 基板本体
１２ 段落ち部
１３ ソケット
１４ 係止リブ
１５ 嵌合突条
１６ 滑り防止材
１７ 係合リブ
２０ 下水管
３０ 鉄筋
４０ 製管機
４１ 駆動ローラー
４２ ガイドローラー
４３ 支持軸
４４ フレーム
４７ 押圧ローラー
４９ 鉄筋規制ローラー
４９ａ 鉄筋規制ローラー
４９ｂ 鉄筋規制ローラー
４９ｃ 鉄筋規制ローラー

Claims (2)

1. 既設管内に配置された製管機を周回移動させることによって、合成樹脂製の帯状体を螺旋状に巻回するとともに、隣接する側縁部同士を製管機に設けられた接合機構によって接合し、形成された螺旋管を既設管内に残置し、さらに、製管機の周回移動によって既に形成された螺旋管の一方に帯状体を接合して製管する際に、製管機の、螺旋管の製管方向前方に設けられて製管機と一体に周回移動する鉄筋規制部材に接するように鉄筋を供給し、その鉄筋を既設管の内周面に沿って螺旋状に配置することを特徴とする既設管のライニング工法。
2. 前記既設管は断面が矩形状になっており、また、前記鉄筋規制部材は、少なくとも２つのローラーを有しており、一方のローラーは鉄筋の内面に接し、他方のローラーは鉄筋の外面に接することを特徴とする請求項１に記載の既設管のライニング工法。

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