JP3822686B2 - 既設管のライニング工法 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。
- 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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