JP4908246B2

JP4908246B2 - 管路更生工法

Info

Publication number: JP4908246B2
Application number: JP2007020457A
Authority: JP
Inventors: 伊三郎八木; 卓治惣川; 均齊藤; 浩都築; 清美辻
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Ashimori Engineering Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Ashimori Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008183840A

Description

本発明は、管路更生工法、および管路更生用ライナーに関する。さらに詳しくは、本発明は、上下水道管、ガス導管などの既設管路の内面をライニングすることにより既設管路を補強する管路更生工法、およびこの管路更生工法で用いられる管路更生用ライナーに関する。

上下水道管、ガス導管などの主として地中に埋設された老朽化した既設管路の再生ならびに延命化を目的とし、更生後に新管と同等以上の耐荷能力および耐久性を有する更生管を形成するための技術として、硬質ポリエチレンや硬質塩化ビニル樹脂などの硬質熱可塑性樹脂と、ポリエステル繊維などから形成される織布と、からなる管路更生用ライナーを既設管路内面にライニングするための工法や、この管路更生用ライナー自体に関する多くの技術が既に開示されている。例えば、以下のような特許文献１〜４である。

従来、周壁に抗張性補強条が埋設された保形性のある熱可塑性樹脂からなる管体を用いた管の内面ライニング工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の管の内面ライニング工法は、対象管の内径よりも外径の小さい熱可塑性樹脂からなり、周壁に部分的に軸線方向に沿って１ないし複数条の抗張性補強条が埋設された保形性のある管体（ライニング管体）を用い、該管体の内部に高温流体を導入することによって加熱軟化させながら対象管内に挿入する。そして、高温流体の圧力を上げて管体を膨張させ対象管の内面に密着させたのち、冷却固化させることを特徴とする工法である。この工法により、挿入時に管体にかかる引張り荷重を上記抗張性補強条で受けもち、ライニング管体の対象管内への円滑な引き込み挿入を可能にすると、称している。

また、よこ糸の織り縮み率が１０〜１５％である筒状織布の内外面に熱可塑性樹脂の被覆層を形成した管路の補修用管体が知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の管路の補修用管体は、少なくともよこ糸の一部に高剛性糸を使用した織り縮み率が１０〜１５％である筒状織布からなる上記補修用管体が、管路の内径にほぼ一致するように拡張することを特徴とし、これにより、加圧時に過度に径膨張して管路を破壊するようなことはないと、称している。

また、管体の長さ方向の強度および伸びを規定した管路の補修用管体が知られている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に記載の管路の補修用管体は、熱可塑性樹脂よりなる硬質管の内面、外面又は肉厚内に筒状織布を配してなるものにおいて、管体を加熱したときの長さ方向の単位幅当たりの強度が、管路の直径と管体を膨らませるための加熱加圧流体の圧力との積の１．３倍以上であり、かつ管体に１．３ＤＰに相当する荷重を作用させたときの長さ方向の伸びが、１０〜３０％であるものである。この補修用管体を用いることにより、管路の屈曲部において屈曲の外側に補修用管体を沿わせることができ、また屈曲の内側で補修用管体がだぶついて皺が生じることがないと、称している。

また、高温状態での曲げ弾性率を規定した熱可塑性樹脂と高温状態での筒長方向の強度を規定した筒状織布とからなる補修用管体が知られている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献３に記載の管路の補修用管体は、９０℃に加熱した状態における曲げ弾性率が１５００kg/cm²（約１５０ＭＰａ）以下である熱可塑性樹脂よりなる硬質管の内面、外面又は肉厚内に、９０℃に加熱した状態における筒長方向の強度が３０kg/cm以上である筒状の織布を配したものである。この補修用管体を用いることにより、多数の屈曲部があるような管路系においても、小さい力で補修用管体を引き込むことができ、補修用管体が破断するようなことがないと、称している。

特許第２７３５８５６号公報特開平０９−７０８８８号公報特許第３４４２４６３号公報特開平０８−１４４３８号公報

一方、上下水道管、ガス導管などの主として地中に埋設される管路には、下水道管においては汚水桝や雨水桝から本管に接続する取付管、水道管においては配水管から分岐する給水管など、メインとなる管（本管）から分岐する管が存在する。ここで、老朽化した既設管路を上記のような補修用管体（管路更生用ライナー）で補強する場合、例えば、既設管路を管路更生用ライナーでライニングした後、このメインとなる管と分岐管とを連通させるために、メイン管（本管）と分岐管との接続部（開口部）に位置する部分の管路更生用ライナーに穿孔等する必要がある。

しかしながら、特許文献１〜４に記載された管の内面ライニング工法や管路の補修用管体では、既設管路にライニングされた管路更生用ライナーのうち、開口部に位置する部分を特定することが容易でないという問題点がある。また、下水道管路では、先に述べた本管と取付管との接続部に隙間が発生していることがある。この場合、隙間から地下水が管路内に浸入するので管路更生用ライナーの加熱時に温度が上がらず、管路更生用ライナーが十分に膨張しない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、上下水道管、ガス導管などの主として地中に埋設され老朽化した既設管路の補強（ライニング）を容易に行うことができる管路更生工法、および管路更生用ライナーを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明に係る管路更生工法は、上下水道管、ガス導管などの既設管路の内面をライニングすることにより既設管路を補強する管路更生工法に関する。そして、本発明に係る管路更生工法は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の管路更生工法は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明に係る管路更生工法における第１の特徴は、内面及び外面のうちの少なくともいずれかに硬質熱可塑性樹脂層が形成された筒状織布からなり長手方向を有する管路更生用ライナーを加熱することにより柔軟性を持たせる加熱工程と、前記長手方向に直交する断面の断面積を当該断面が円形状の場合よりも縮小させた断面形状で加熱された前記管路更生用ライナーを既設管路に挿入するライナー挿入工程と、前記既設管路に挿入された前記管路更生用ライナーの内側から前記管路更生用ライナーを加熱および加圧することにより前記管路更生用ライナーを拡張させる拡張工程と、拡張した前記管路更生用ライナーの内側から、加圧状態を保ったまま前記管路更生用ライナーを冷却する冷却工程と、を備え、前記管路更生用ライナーは、拡張前の外径が前記既設管路の内径よりも小さく、拡張後の外径が前記既設管路の内径よりも大きく拡張可能であるように形成されていることである。

この構成によると、例えば、既設管路に分岐管が存在する場合、この分岐管と既設管路の本管との接続部の上記管路更生用ライナーは、前記拡張工程により分岐管側に膨らみ、本管に密着した管路更生用ライナーには、管路更生用ライナーの内側から見て、本管の開口部形状に近似した形状のくぼみ状の凹部が形成される。これにより、穿孔等により連通させなければならない分岐管と本管との接続部を容易に特定することができる。よって、既設管路の補強を容易に行うことができる。

また、上記管路更生用ライナーは、加熱により軟化して拡張し、既設管路の内径よりも大きく拡張可能であるため、管路更生用ライナーと既設管路との密着性は非常に高い。また、既設管路が老朽化して管路接続箇所に段差部が生じていたり、不連続な管折れ部が生じていても、既設管路の内径よりも大きく拡張可能で加熱により柔軟性をもった上記管路更生用ライナーは、この段差部や管折れ部にほぼ隙間なく沿って密着することが可能であり、この段差部や管折れ部でシワを生じにくい。

また、本発明に係る管路更生工法における第２の特徴は、前記硬質熱可塑性樹脂は、硬質塩化ビニル樹脂であり、当該硬質塩化ビニル樹脂は、２０℃での曲げ弾性率が２０００〜３５００ＭＰａで、かつ８０℃での曲げ弾性率が３００〜８００ＭＰａであり、前記管路更生用ライナーは、拡張前の外径が前記既設管路の内径よりも５％以上小さく、０．０５〜０．１ＭＰａの加熱加圧流体を用いて拡張させることで拡張前の外径から１０〜２０％拡張可能であることである。

この構成によると、管路更生用ライナーの拡張前の外径を既設管路の内径よりも５％以上小さくすることで、管路更生用ライナーを既設管路に挿入し易い。また、管路更生用ライナーを既設管路に挿入する場合、硬質熱可塑性樹脂層を形成する硬質塩化ビニル樹脂の８０℃での曲げ弾性率が３００ＭＰａ未満であると、硬質熱可塑性樹脂層は外傷を受け易く、硬質塩化ビニル樹脂の曲げ弾性率が８００ＭＰａより大きいと管路更生用ライナーを既設管路へ引き込みにくい。

さらに、管路更生用ライナーの外径を、既設管路の内径よりも、約５〜１５％、大きく拡張できるので、確実に管路更生用ライナーを既設管路に密着させてライニング施工できるとともに、既設管路に分岐管が存在する場合、穿孔等により連通させなければならない分岐管と本管との接続部を容易に特定することができる。また、硬質熱可塑性樹脂層を形成する硬質塩化ビニル樹脂の２０℃での曲げ弾性率が２０００ＭＰａ未満であると、管路更生用ライナーの硬質熱可塑性樹脂層の肉厚を非常に厚くしなければならない。すなわち、例えば下水道管路は前述したように地下水等の浸入水があることが多く、この浸入水が外水圧として管路更生用ライナーに作用する。ライナーの曲げ弾性率はライナー肉厚の３乗に反比例するので、曲げ弾性率が低いと肉厚を厚くすることになり（詳しくは後述する）、ライナーの剛性が上がって施工性が低下してしまう。また、硬質塩化ビニル樹脂の曲げ弾性率が３５００ＭＰａより大きいと、管路更生用ライナーは衝撃に対して割れ易い。

また、本発明に係る管路更生工法における第３の特徴は、本管に少なくとも１本の分岐管が分岐している前記既設管路の内面をライニングすることに用いられることである。

この構成によると、分岐管と既設管路の本管との接続部において管路更生用ライナーは、前記する拡張工程により分岐管側に膨らみ、本管に密着した管路更生用ライナーには、管路更生用ライナーの内側から見て、本管の開口部形状に近似した形状のくぼみ状の凹部が形成される。これにより、穿孔等により連通させなければならない分岐管と本管との接続部を容易に特定することができる。よって、既設管路の補強を容易に行うことができる。

また、本発明に係る管路更生工法における第４の特徴は、前記既設管路が、連続する複数のマンホール間を本管で接続して形成されており、前記ライナー挿入工程において、複数の前記管路更生用ライナーを少なくとも１つのマンホールから前記既設管路に挿入し、前記複数の管路更生用ライナーに対して、同時に前記拡張工程を実施し、かつ、その後同時に前記冷却工程を実施することにより、前記連続する複数のマンホール間の前記本管を同時にライニングすることである。

この構成によると、管路更生用ライナーの上記拡張工程と上記冷却工程とを同時に実施することで施工期間を大幅に短縮することが可能となる。また、例えば１つのマンホールから管路更生用ライナーを既設管路に挿入する場合、ライナーが巻かれたリール等をいちいち別のマンホールに移動する必要がない。

また、本発明に係る管路更生工法における第５の特徴は、前記既設管路が、連続する３つ以上のマンホール間を本管で接続して形成されており、前記連続する３つ以上のマンホールの中央に位置するマンホールから、前記拡張工程および前記冷却工程を実施することにより、前記連続する３つ以上のマンホール間の前記本管を同時にライニングすることである。

この構成によると、上記中央に位置するマンホールから、上記拡張工程および冷却工程を実施することで、拡張工程および冷却工程で用いられる管路更生用ライナーの加熱加圧流体や冷却用流体などが管路更生用ライナー内全範囲に行きわたる時間が大幅に短縮される。これにより、施工期間を大幅に短縮することが可能となる。

また、本発明に係る管路更生工法における第６の特徴は、前記既設管路が、連続する３つ以上のマンホール間を本管で接続して形成されており、前記ライナー挿入工程において、施工対象の両端の２つのマンホール間に、前記本管の全長分の１本の前記管路更生用ライナーを挿入し、前記冷却工程の後、前記マンホールと前記本管との交差部の前記管路更生用ライナーを切断することである。

この構成によると、上記ライナー挿入工程が１回で済む。また、例えばライナーが巻かれたリールやウインチ等を別のマンホール等へ移動させる必要がなくなる。

また、本発明に係る管路更生用ライナーは、既設管路の内面をライニングすることにより既設管路を補強する管路更生工法で用いられる管路更生用のライナーに関する。そして、本発明に係る管路更生用ライナーは、上記目的を達成するために以下のような特徴を有している。

上記目的を達成するための本発明に係る管路更生用ライナーにおける特徴は、前記ライナーは、内面及び外面のうちの少なくともいずれかに２０℃での曲げ弾性率が２０００〜３５００ＭＰａで、かつ８０℃での曲げ弾性率が３００〜８００ＭＰａの硬質熱可塑性樹脂層が形成された筒状織布からなり、前記ライナーの外径は、拡張前の外径が前記既設管路の内径よりも５％以上小さく、０．０５〜０．１ＭＰａの加熱加圧流体を用いて拡張させることで拡張前の外径から１０〜２０％拡張可能であることである。

この構成によると、前記したように、管路更生用ライナーの拡張前の外径を既設管路の内径よりも５％以上小さくすることで、管路更生用ライナーを既設管路に挿入し易い。また、管路更生用ライナーを既設管路に挿入する場合、硬質熱可塑性樹脂層を形成する硬質塩化ビニル樹脂の８０℃での曲げ弾性率が３００ＭＰａ未満であると、硬質熱可塑性樹脂層は外傷を受け易く、硬質塩化ビニル樹脂の曲げ弾性率が８００ＭＰａより大きいと管路更生用ライナーを既設管路へ引き込みにくい。

さらに、管路更生用ライナーの外径を、既設管路の内径よりも、約５〜１５％、大きく拡張できるので、確実に管路更生用ライナーを既設管路に密着させてライニング施工できるとともに、既設管路の本管に接続される分岐管が存在する場合、穿孔等により連通させなければならない分岐管と本管との接続部を容易に特定することができる。よって、既設管路の補強を容易に行うことができる。

また、硬質熱可塑性樹脂層を形成する硬質塩化ビニル樹脂の２０℃での曲げ弾性率が２０００ＭＰａ未満であると、管路更生用ライナーの硬質熱可塑性樹脂層の肉厚を非常に厚くしなければならない。すなわち、例えば下水道管路は前述したように地下水等の浸入水があることが多く、この浸入水が外水圧として管路更生用ライナーに作用する。ライナーの曲げ弾性率はライナー肉厚の３乗に反比例するので、曲げ弾性率が低いと肉厚を厚くすることになり（詳しくは後述する）、ライナーの剛性が上がって施工性が低下してしまう。また、硬質塩化ビニル樹脂の曲げ弾性率が３５００ＭＰａより大きいと、管路更生用ライナーは衝撃に対して割れ易い。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、ここでは本発明に係る管路更生用ライナーの実施形態について最初に説明し、そのあとで、本発明に係る管路更生工法の実施形態について説明する。尚、本発明に係る管路更生工法の実施形態についての説明では、更生させる管路の対象として、下水道管路を選択しているが、これに限られるものではなく、上下水道管（上水道管および下水道管）、ガス導管などの主として地中に埋設される管路全てを対象として、本発明に係る管路更生用ライナー、および本発明に係る管路更生工法を適用できる。

図１は、本発明に係る管路更生用ライナーの一実施形態を示す概略の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る管路更生用ライナー１は、筒状織布１１の内面に内面硬質熱可塑性樹脂層１４、外面に外面硬質熱可塑性樹脂層１５が形成されたものである。ここで、筒状織布１１は、経糸１２に対してスパイラル状に連続して織り込まれた緯糸１３とからなる継ぎ目のない筒状の織布である。このため、筒状織布１１は高い破断応力を有し、かつ長手方向にはほとんど収縮しない。よって、管路更生用ライナー１を既設管路に引き込んでも管路更生用ライナー１にクラックが生じることはない。尚、この筒状織布１１は、内側から加圧されたときに、緯糸１３が周方向に引っ張られて伸びるとともに屈曲部分が直線状に近づくので、これによって筒状織布１１は径方向に拡張する。

また、管路更生用ライナー１は、後述する拡張前の外径が既設管路の内径よりも小さく、拡張後の外径が既設管路の内径よりも大きく拡張可能であるように形成されている。これにより、詳しくは後述するが、例えば、既設管路の本管から分岐する管（例えば、下水道本管に接続する汚水桝や雨水桝からの取付管や水道管においては配水管から分岐する給水管など）が存在する場合、この分岐管と本管との接続部の管路更生用ライナー１は、後述する拡張工程により分岐管側に膨らみ、既設管路に密着した管路更生用ライナー１には、管路更生用ライナー１の内側から見て、本管の開口部形状に近似した形状のくぼみ状の凹部が形成される。これにより、穿孔等により連通させなければならない分岐管と本管との接続部を容易に特定することができる。よって、既設管路の補強を容易に行うことができる。

ここで、本実施形態においては、筒状織布１１の経糸１２として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の１１２０ｔｅｘ／４×６０４本の糸を用い、緯糸１３として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の１１００ｔｅｘ／３×４５本／１０ｃｍの嵩だか加工糸を用いた。このポリエチレンテレフタレートは、非常に熱に強い樹脂であり、約８０℃に加熱しても、常温時の強度に対して８０％程度の強度を有す。そして、筒状織布１１の厚みは、硬質熱可塑性樹脂層に埋入された状態で約０．３ｍｍであった。

また、内面硬質熱可塑性樹脂層１４及び外面硬質熱可塑性樹脂層１５を形成する本実施形態の硬質熱可塑性樹脂は、重量比率で、硬質塩化ビニル樹脂１００部、ＭＢＳ３．５部、安定剤３部、可塑剤５部の硬質塩化ビニル樹脂を用いた。そして、内面硬質熱可塑性樹脂層１４の厚みを約６ｍｍとし、外面硬質熱可塑性樹脂層１５の厚みを約１ｍｍとしている。内面硬質熱可塑性樹脂層１４は、管路更生用ライナー１の内面を形成する層であり、直接、加熱されたり、加圧されたりするため、外面よりも厚く設定されている。また、上記の硬質熱可塑性樹脂層（１４、１５）が形成された筒状織布１１からなる管路更生用ライナー１の破断強度は、２０℃で約１ＭＰａ、８０℃で約０．５ＭＰａである。

好ましくは、内面硬質熱可塑性樹脂層１４及び外面硬質熱可塑性樹脂層１５を形成する硬質熱可塑性樹脂は、２０℃での曲げ弾性率が２０００〜３５００ＭＰａで、８０℃での曲げ弾性率が３００〜８００ＭＰａであることである。硬質塩化ビニル樹脂の２０℃での曲げ弾性率が２０００ＭＰａ未満であると、管路更生用ライナー１の硬質熱可塑性樹脂層の肉厚を非常に厚くしなければならない。すなわち、例えば下水道管路は前述したように地下水等の浸入水があることが多く、この浸入水が外水圧として管路更生用ライナーに作用する。この外水圧によるライナーの潰れの式は、以下の（Ａ）式で表される。

（数１）
Ｐ_ＥＸＴ＝（２Ｅ・Ｆ_１・Ｆ_２／（（１−ν^２）・Ｎ））×（ｔ／Ｄ）^３・・・（Ａ）
Ｐ_ＥＸＴ：圧力、Ｅ：曲げ弾性率、ν：ポアソン比
Ｆ_１：支持向上係数、Ｆ_２：管路の扁平係数
Ｎ：安全率、ｔ：ライナーの肉厚、Ｄ：ライナー外径

（Ａ）式より、ライナーの曲げ弾性率（Ｅ）はライナー肉厚（ｔ）の３乗に反比例するので、曲げ弾性率（Ｅ）が低いと肉厚（ｔ）を厚くすることになり、ライナーの剛性が上がって施工性が低下してしまう。また、曲げ弾性率が３５００ＭＰａより大きいと、管路更生用ライナー１は衝撃に対して割れ易い。また、硬質塩化ビニル樹脂の８０℃での曲げ弾性率が３００ＭＰａ未満であると、硬質熱可塑性樹脂層（１４、１５）は外傷を受け易く、曲げ弾性率が８００ＭＰａより大きいと、管路更生用ライナー１を既設管路へ引き込みにくい。よって、上記のように、硬質塩化ビニル樹脂は、２０℃での曲げ弾性率を２０００〜３５００ＭＰａとし、８０℃での曲げ弾性率を３００〜８００ＭＰａとすることが好ましい。

また、硬質熱可塑性樹脂層（１４、１５）、および筒状織布１１からなる管路更生用ライナー１の外径は、拡張前の外径が既設管路の内径よりも５％以上小さく、０．０５〜０．１ＭＰａの水蒸気や温水などの加熱加圧流体を用いて拡張させることで後述する拡張前の外径から１０〜２０％拡張することが好ましい。管路更生用ライナー１の外径を既設管路の内径よりも５％以上小さくすることで、管路更生用ライナー１を既設管路に挿入し易い。

また、上記管路更生用ライナー１は、加熱により軟化して拡張し、既設管路の内径よりも大きく拡張可能であるため、管路更生用ライナー１と既設管路との密着性は非常に高くなる。また、既設管路が老朽化して管路接続箇所に段差部が生じていたり、不連続な管折れ部が生じていても、既設管路の内径よりも大きく拡張可能で加熱により柔軟性をもった上記管路更生用ライナー１は、この段差部や管折れ部にほぼ隙間なく沿って密着することが可能であり、この段差部や管折れ部でシワを生じにくい。さらに、例えば、既設管路の本管に接続された分岐管が存在する場合、この分岐管と本管との接続部の管路更生用ライナー１は、拡張により分岐管側に膨らみ、管路更生用ライナー１には、管路更生用ライナー１の内側から見て、上記接続部の開口形状に近似した形状のくぼみ状の凹部が形成される。これにより、穿孔等により連通させなければならない分岐管と本管との接続部を容易に特定することができる。

次に、本発明に係る管路更生工法の実施形態について説明する。ここで、まず既設の下水道管路の問題点について説明する。図２、図３は、既設の下水道管路を示す概略図である。

図２（ａ）に示すように、下水道管路１５０の本管１００には、一般に、住宅や道路の側溝などに接続されている汚水桝や雨水桝から延びる取付管１０５が取り付けられている。ここでは、このように既設管路である下水道管路１５０は、本管１００と取付管１０５とから構成されている管路である。この取付管１０５が接続された本管１００の内面を管路更生用ライナー１でライニングする場合、通常、本管１００の内面をライニングしたのち、取付管１０５と本管１００との接続部を穿孔等により連通させるが、この場合、この接続部の特定が容易でないという問題がある。

次に、下水道管路１５０としては、一般に、合成樹脂管、陶管、鉄筋コンクリート管が用いられている。そして、図２（ｂ）に示すように、下水道管路１５０の継手部１０７は、１本のパイプ（下水道管路１５０）の凹形状の端部に別のパイプ（下水道管路１５０）の凸形状の端部を挿入した形式となっていることが多く、下水道管路１５０の敷設状態が悪かったり、地盤が軟弱であったり、下水道管路１５０が老朽化したりすると、上記凹形状の端部が破損して、下水道管路１５０に段差が生じている場合がある。この場合、管路更生用ライナー１を下水道管路１５０内に引き込みにくく、かつ、ライニングされた管路更生用ライナー１が継手部１０７でシワを生じ、下水の流下能力を低下させたり、固形物を滞留させたりするという問題がある。

また、図３（ａ）に示すように、上記凹形状の端部が破損して、下水道管路１５０の継手部１０７で管折れが生じている場合もある。この場合、上記と同様、管路更生用ライナー１を下水道管路１５０内に引き込みにくく、かつ、ライニングされた管路更生用ライナー１が継手部１０７でシワを生じ、下水の流下能力を低下させたり、固形物を滞留させたりするという問題がある。

さらに、図３（ｂ）に示すように、下水道管路１５０の継手部１０７のゴムパッキン（不図示）が経年により劣化したり、継手部１０７がずれたり、下水道管路１５０にクラックが生じたりして、地下水１０３が継手部１０７から下水道管路１５０内に浸入している場合がある（浸入水１０２）。この場合、浸入水１０２を下水道管路１５０外に排出するように、かつ、地下水１０３が下水道管路１５０内に浸入してこないようにライニング施工（管路更生）する必要がある。尚、図２（ｂ）、図３（ａ）、（ｂ）に示す下水道管路１５０は、図２（ａ）に示す本管１００であったり取付管１０５であったりするものである。

（第１実施形態）
次に、本発明に係る管路更生工法の実施形態（第１実施形態）について説明する。図４は、本発明に係る管路更生工法における加熱工程およびライナー挿入工程の一実施形態を示す概略図である。図４に示すように、本実施形態においては、汚水桝や雨水桝（以下、桝１０６と記載する）から延びた取付管１０５が取り付けられた下水道管路１５０の本管１００の管路更生工法について説明する。尚、桝１０６からの取付管１０５が取り付けられていない本管１００にも当然、本発明に係る管路更生工法を適用できる。また、下水道管路１５０の取付管１０５自体にも本発明に係る管路更生工法を適用し得る。

まず、例えばリール等（不図示）に巻き付けられた状態で現場に搬入された管路更生用ライナー１をライニング材料加熱装置２内に入れ、約１００℃の水蒸気で加熱することにより柔軟性を持たせる加熱工程が行われる。尚、本実施形態における管路更生用ライナー１は、約８０℃〜約１００℃に加熱されれば柔軟性を持つため、加熱する温度は、約１００℃に限られない。ライニング材料加熱装置２は、例えば金属製薄板からなる箱体であり、内部にボイラ（不図示）等から水蒸気が供給されるように形成されている。

次に、管路更生用ライナー１の長手方向に直交する断面の断面積を当該断面が円形状の場合よりも縮小させた断面形状で加熱された管路更生用ライナー１を本管１００に挿入するライナー挿入工程が行われる。長手方向に直交する断面の断面積を当該断面が円形状の場合よりも縮小させた断面形状とは、例えば上記長手方向に直交する断面形状が、扁平、Ｖ字状、又はＵ字状の形状であることであり、これにより、管路更生用ライナー１を容易に本管１００に挿入することができる。

ライナー挿入工程では、まず、管路更生用ライナー１の先端を、他のマンホール１０４上に設置したウィンチ４から本管１００、マンホール１０４を経由して地上まで伸ばされたワイヤロープ５の一端に連結する。そして、加熱された管路更生用ライナー１の柔軟性が落ちないようにライニング材料予備加熱装置３を通して予備加熱しながら、マンホール１０４に管路更生用ライナー１を引き込んでいく。ここで、ライニング材料予備加熱装置３とは、図４に示すように筒状体の加熱装置であり、例えば内部にボイラ（不図示）等から水蒸気が供給されるように形成されたり、筒状体を電気ヒータで加熱できるように形成されたりしているものである。

マンホール１０４の底部まで管路更生用ライナー１が引き込まれると、次に、管路更生用ライナー１をマンホール１０４と本管１００との接続部の角部等に設置された回転自在のガイド６に沿わせながら、ウィンチ４でワイヤロープ５を巻き取っていくことにより、本管１００内に引き込んでいく。

ここで、管路更生用ライナー１を構成する硬質熱可塑性樹脂（１４、１５）の硬質熱可塑性樹脂は、８０℃での曲げ弾性率が３００〜８００ＭＰａであることが好ましい。前記したように、上記硬質塩化ビニル樹脂の８０℃での曲げ弾性率が３００ＭＰａ未満であると、硬質熱可塑性樹脂層（１４、１５）は、マンホール１０４および本管１００内への引き込み時に外傷を受け易く、一方、８０℃での曲げ弾性率が８００ＭＰａより大きいと、管路更生用ライナー１をマンホール１０４および本管１００内に引き込みにくい。

また、管路更生用ライナー１は、後述する拡張工程前の外径が本管１００の内径よりも５％以上小さいことが好ましい。これにより、長手方向に直交する断面の断面積を筒状の場合よりも縮小させることと合わせて、管路更生用ライナー１を本管１００に挿入し易く、かつ、図２（ｂ）、図３（ａ）に示すように、下水道管路１５０（本管１００）に段差、管折れが生じていても管路更生用ライナー１を本管１００に挿入し易くなる。

次に、図５は、本発明に係る管路更生工法における拡張工程および冷却工程の一実施形態を示す概略図である。

図５に示すように、ライニング対象のマンホール１０４間全長に管路更生用ライナー１を挿入したのち、管路更生用ライナー１の両端に金具（不図示）等の連結部材を介してホース２１を取り付ける。また、管路更生用ライナー１の一方に取り付けられたホース２１の他端は、マンホール１０４上の空気圧縮機８とボイラ７とが接続された蒸気、空気、および水を混合できる混合装置９に取り付けられ、管路更生用ライナー１の他方に取り付けられたホース２１の他端は、他のマンホール１０４上の消音消煙装置１０に取り付けられる。

そして、本管１００に挿入された管路更生用ライナー１の内側から管路更生用ライナー１を加熱および加圧することにより管路更生用ライナー１を拡張させる拡張工程が行われる。

この拡張工程では、混合装置９から加熱加圧流体である水蒸気を管路更生用ライナー１に供給することにより、長手方向に直交する断面の断面積を筒状体の場合よりも縮小させられた管路更生用ライナー１は筒状に膨らみ、本管１００の内面に密着する。そして、管路更生用ライナー１は、本管１００の内径よりも大きく拡張可能であるため、取付管１０５と本管１００との接続部において、管路更生用ライナー１には、管路更生用ライナー１の内側から見て、本管１００の開口部形状に近似した形状のくぼみ状の凹部２３が形成される。これにより、穿孔等により連通させなければならない取付管１０５と本管１００との接続部を容易に特定することができる。

尚、管路更生用ライナー１は、０．０５〜０．１ＭＰａの水蒸気を用いて拡張させることで拡張前の外径から１０〜２０％拡張可能であることが好ましい。

次に、拡張した管路更生用ライナー１の内側から、加圧状態を保ったまま管路更生用ライナー１を冷却する冷却工程が行われる。

この冷却工程では、混合装置９に接続されたボイラ７の運転を停止し、混合装置９に接続された空気圧縮機８から空気を管路更生用ライナー１に供給して加圧状態を保ったまま管路更生用ライナー１を冷却する。この際、空気のみでは熱エネルギー（熱カロリー）が低いので、水を加えると管路更生用ライナー１の冷却が速くできる。尚、水を加える場合でも、空気で加圧することはやめるべきではない。いきなり水だけで加圧状態を保ったまま冷却しようとすると、ウォーターハンマーが生じる場合があるので、水と空気を少しずつ切り替えるようにする。

ここで、管路更生用ライナー１を構成する硬質熱可塑性樹脂（１４、１５）は、２０℃での曲げ弾性率が２０００〜３５００ＭＰａであることが好ましい。前記したように、硬質塩化ビニル樹脂の２０℃での曲げ弾性率が２０００ＭＰａ未満であると、管路更生用ライナー１の硬質熱可塑性樹脂層の肉厚を非常に厚くしなければならない。すなわち、下水道管路（本管１００、取付管１０５）は前述したように地下水等の浸入水があることが多く、この浸入水が外水圧として管路更生用ライナー１に作用する。ライナーの曲げ弾性率はライナー肉厚の３乗に反比例するので、曲げ弾性率が低いと肉厚を厚くすることになり、ライナーの剛性が上がって施工性が低下してしまう。また、曲げ弾性率が３５００ＭＰａより大きいと、管路更生用ライナー１は衝撃に対して割れ易い。

次に、図６は、本発明に係る管路更生工法における端部切断工程の一実施形態を示す概略図である。

図６に示すように、管路更生用ライナー１の冷却が完了すれば、空気圧縮機８を停止して管路更生用ライナー１内の圧力を抜き、作業員１０６がハンドグラインダーなどの工具を用いて管路更生用ライナー１の端部を本管１００（既設管路）の端部に合わせて切断する端部切断工程が行われる。

次に、図７は、本発明に係る管路更生工法における開口部穿孔工程の一実施形態を示す概略図である。

図７に示すように、管路更生用ライナー１の端部切断工程が完了すれば、次に、取付管１０５を塞いでいる管路更生用ライナー１の内側から見て凹部２３形状をした管路更生用ライナー１の一部（図５、６参照）を、穿孔等により除去する開口部穿孔工程が行われる。この開口部穿孔工程では、マンホール１０４上に発電機等の電源装置（不図示）を設置して、その電源装置から電力が供給された穿孔機２１とテレビカメラ装置２２をそれぞれ操作して、凹部２３形状をした上記管路更生用ライナー１の一部を除去する。ここで、穿孔機２１には、ダイヤモントチップを埋め込んだビッドが取付けられている。穿孔箇所は、凹部２３形状となっているため、テレビカメラ装置２２で非常に特定し易い。

次に、図２、および図３に示した、既設の下水道管路を本実施形態に係る管路更生工法でライニングした状態について説明する。図８、図９は、本発明の一実施形態に係る管路更生用ライナーで下水道管路をライニングした状態を示す概略図である。

まず、図８（ａ）は、図２（ａ）に示す下水道管路をライニングした状態を示す概略図である。前記したように、取付管１０５と本管１００との接続部において、管路更生用ライナー１には、管路更生用ライナー１の内側から見て、本管１００の開口部形状に近似したくぼみ状の凹部２３が形成される。これにより、穿孔等により連通させなければならない取付管１０５と本管１００との接続部をテレビカメラ装置２２等の手段（図７参照）を用いて容易に特定することができる。

図８（ｂ）は、図２（ｂ）に示す下水道管路をライニングした状態を示す概略図である。図８（ｂ）に示すように、下水道管路１５０の継手部１０７に段差が生じていても、下水道管路１５０の内径よりも大きく拡張可能な柔軟性のある管路更生用ライナー１でライニングされることにより、管路更生用ライナー１は、この継手部１０７の段差部にほぼ隙間なく沿って密着し、この段差部でシワを生じにくい。よって、この継手部１０７で下水の流下能力が低下したり、固形物が滞留したりすることは防止される。

図９（ａ）は、図３（ａ）に示す下水道管路をライニングした状態を示す概略図である。
上記と同様に、図９（ｂ）に示すように、下水道管路１５０の継手部１０７に管折れが生じていても、下水道管路１５０の内径よりも大きく拡張可能な柔軟性のある管路更生用ライナー１でライニングされることにより、管路更生用ライナー１は、この継手部１０７の管折れ部にほぼ隙間なく沿って密着し、この管折れ部でシワを生じにくい。よって、この継手部１０７で下水の流下能力が低下したり、固形物が滞留したりすることは防止される。

図９（ｂ）は、図３（ｂ）に示す下水道管路をライニングした状態を示す概略図である。図９（ｂ）に示すように、地下水１０３が継手部１０７から下水道管路１５０内に浸入していたとしても（図３（ｂ）参照）、地下水１０３の外水圧以上の所定の水蒸気圧で、管路更生用ライナー１を拡張することにより、浸入水１０２をほぼ排出することができる。また、管路更生用ライナー１は筒状織布１１で補強され十分に強度が高いため破断するようなことはない。

（第２実施形態）
図１０は、本発明に係る管路更生工法の第２実施形態を示す概略図である。尚、本実施形態の説明においては、前記の第１実施形態と同様の各形態については、その説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態に係る前記ライナー挿入工程においては、２つの加熱された管路更生用ライナー（１ａ、１ｂ）を図１０の３つの奇数個のマンホール（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）の中央のマンホール１０４ｂから本管１００に挿入する。そして、管路更生用ライナー（１ａ、１ｂ）に対して、同時に前記の拡張工程を実施し、かつ、その後同時に前記の冷却工程を実施することにより、連続する３つのマンホール１０４間の本管１００を同時にライニングする。これにより、管路更生用ライナー（１ａ、１ｂ）の上記拡張工程と上記冷却工程とを同時に実施することで施工期間を大幅に短縮することが可能となる。また、上記中央に位置するマンホール１０４ｂから、上記拡張工程および冷却工程を実施することで、拡張工程および冷却工程で用いられる水蒸気や冷却用の空気、水などが管路更生用ライナー（１ａ、１ｂ）内全範囲に行きわたる時間が大幅に短縮される。

また、管路更生用ライナーの挿入が中央のマンホール１０４ｂからのみとなるため、ウインチやライナーを巻いたリール等を移動させることなくライナー挿入工程が一度に実施でき、さらにリール等の設置場所は施工区間の中ほどになるため、作業スペースも広く確保できる。

（第３実施形態）
図１１は、本発明に係る管路更生工法の第３実施形態を示す概略図である。尚、本実施形態の説明においては、前記の第１、２実施形態と同様の各形態については、その説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態における特徴は、前記の第２実施形態においては、２つの管路更生用ライナー（１ａ、１ｂ）を用いているが、本第３実施形態においては、３つのマンホール（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）間の本管１００を１つの管路更生用ライナー１ｃでライニングし、かつ、拡張工程および冷却工程をいずれも管路更生用ライナー１ｃの中央部から行っていることである。これにより、拡張工程および冷却工程で用いられる水蒸気や冷却用の空気、水などが管路更生用ライナー１ｃ内全範囲に行きわたる時間が大幅に短縮される。管路更生用ライナー１ｃは、両端の２つのマンホール（１０４ａ、１０４ｃ）間の施工対象である本管１００の全長分の長さを有するライナーである。

そして、冷却工程の後、マンホール１０４ｂと本管１００との交差部の管路更生用ライナー１ｃを、例えば図６に示すように切断する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

例えば、上記第２実施形態においては、２つの加熱された管路更生用ライナー（１ａ、１ｂ）を用いて３つのマンホール１０４間の本管１００を同時にライニングしているが、３つ以上の管路更生用ライナーを用いて、４つ以上のマンホール１０４間の本管１００を同時にライニングしてもよい。

本発明に係る管路更生用ライナーの一実施形態を示す概略の斜視図である。既設の下水道管路を示す概略図である。既設の下水道管路を示す概略図である。本発明に係る管路更生工法における加熱工程およびライナー挿入工程の一実施形態を示す概略図である。本発明に係る管路更生工法における拡張工程および冷却工程の一実施形態を示す概略図である。本発明に係る管路更生工法における端部切断工程の一実施形態を示す概略図である。本発明に係る管路更生工法における開口部穿孔工程の一実施形態を示す概略図である。本発明の一実施形態に係る管路更生用ライナーで下水道管路をライニングした状態を示す概略図である。本発明の一実施形態に係る管路更生用ライナーで下水道管路をライニングした状態を示す概略図である。本発明に係る管路更生工法の第２実施形態を示す概略図である。本発明に係る管路更生工法の第３実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１管路更生用ライナー
１１筒状織布
１２経糸
１３緯糸
１４内面硬質熱可塑性樹脂層
１５外面硬質熱可塑性樹脂層
１００本管（既設管路）
１０５取付管（既設管路）
１０４マンホール

Claims

内面及び外面のうちの少なくともいずれかに、２０℃での曲げ弾性率が２０００〜３５００ＭＰａで、かつ８０℃での曲げ弾性率が３００〜８００ＭＰａの硬質塩化ビニル樹脂層が形成された筒状織布からなり長手方向を有する管路更生用ライナーを加熱することにより柔軟性を持たせる加熱工程と、
前記長手方向に直交する断面の断面積を当該断面が円形状の場合よりも縮小させた断面形状で加熱された前記管路更生用ライナーを、本管に少なくとも１本の分岐管が分岐してなる既設管路の本管に挿入するライナー挿入工程と、
前記本管に挿入された前記管路更生用ライナーの内側から前記管路更生用ライナーを加熱および加圧することにより前記管路更生用ライナーを拡張させる拡張工程と、
拡張した前記管路更生用ライナーの内側から、加圧状態を保ったまま前記管路更生用ライナーを冷却する冷却工程と、を備え、
前記管路更生用ライナーは、拡張前の外径が前記本管の内径よりも小さく、拡張後の外径が前記本管の内径よりも大きく拡張可能であるように形成されており、
前記拡張工程により、前記分岐管と前記本管との接続部の前記管路更生用ライナーが分岐管側に膨らんで当該管路更生用ライナーにくぼみ状の凹部が形成され、
前記冷却工程により冷却された前記管路更生用ライナーの前記凹部を除去する工程をさらに備えることを特徴とする、管路更生工法。
前記既設管路が、連続する複数のマンホール間を本管で接続して形成されており、
前記ライナー挿入工程において、複数の前記管路更生用ライナーを少なくとも１つのマンホールから前記本管に挿入し、
前記複数の管路更生用ライナーに対して、同時に前記拡張工程を実施し、かつ、その後同時に前記冷却工程を実施することにより、前記連続する複数のマンホール間の前記本管を同時にライニングすることを特徴とする、請求項１に記載の管路更生工法。
前記既設管路が、連続する３つ以上のマンホール間を本管で接続して形成されており、
前記連続する３つ以上のマンホールの中央に位置するマンホールから、前記拡張工程および前記冷却工程を実施することにより、前記連続する３つ以上のマンホール間の前記本管を同時にライニングすることを特徴とする、請求項１または２に記載の管路更生工法。
前記既設管路が、連続する３つ以上のマンホール間を本管で接続して形成されており、
前記ライナー挿入工程において、施工対象の両端の２つのマンホール間に、前記本管の全長分の１本の前記管路更生用ライナーを挿入し、
前記冷却工程の後、前記マンホールと前記本管との交差部の前記管路更生用ライナーを切断することを特徴とする、請求項１または３に記載の管路更生工法。