JP5965754B2 - スパイラル巻き管形成用の帯状体及びスパイラル巻き管を用いた管更生工法 - Google Patents

スパイラル巻き管形成用の帯状体及びスパイラル巻き管を用いた管更生工法 Download PDF

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Description

本発明は、スパイラル巻き管形成用の帯状体及びスパイラル巻き管を用いた管更生工法に係り、より詳しくは、老朽化した下水管や農水管の管内に巻き付けて管を更生することができるたるみを有するスパイラル巻き管形成用の帯状体及びスパイラル巻き管を用いた管更生工法に関する。
従来、老朽化した下水管や農水管を更生するために、リブ付きストリップ材の幅方向端部同士を接合させてスパイラル巻き管を形成し、回転させながら老朽管内に挿入する方法または老朽管内部でリブ付きストリップ材の幅方向端部同士を接合させてスパイラル巻き管を形成する方法でスパイラル巻き管を老朽管内に設置し、その後スパイラル巻き管と老朽管壁の間にセメントミルクを充填し、セメントミルクを硬化させることにより老朽管を更生することが行われていた。このような老朽管の更生工法は、特許文献1、2に示されている。
老朽化した下水管や農水管の多くはコンクリート製で、管内にスパイラル巻き管を設置して老朽化した下水管や農水管とスパイラル巻き管の間にセメントミルクを充填して硬化させると剛性が高い一体構造管路となる。しかしながら、剛性が高い一体構造管路は、地盤変化や地震に弱い。また、老朽化した下水管や農水管である既設管は、継ぎ手を有する管路であるため、継ぎ手部が地盤の変化や地震を吸収する特性を有しており、既設管の継ぎ手部の変化に伴い充填剤であるセメントミルクにクラックが入り、スパイラル巻き管の係合部が外れる場合がある。
係合部の外れ対策として、スパイラル巻き管を構成するストリップに伸縮部を設けた場合、係合部の外れを防止する効果はあるが、伸縮部が短い場合は切断されて水漏れが発生し、伸縮部が長い場合はスパイラル巻き管自体の強度が低下し、セメントミルク充填及びスパイラル巻き管の既設管内への挿入が困難となった。さらに、伸縮部がスパイラル巻き管内周面に凹部を形成するので、スパイラル巻き管内周面の平滑性を損なうことになった。
特開平7−40436号公報 特開平5−18478号公報
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、スパイラル巻き管の内周面の平滑性を保持でき、巻き管が伸張もしくは縮小しても破断せず水密性が維持でき、充填剤の注入時に強度を保つことができるスパイラル巻き管を形成する帯状体及びスパイラル巻き管を用いた管更生工法を提供することにある。
本発明によるスパイラル巻き管形成用の帯状体は、幅方向にたるみ(7)を有する伸縮部(5)を設けたストリップ材(1)と、内周面側となる伸縮部(5)を覆う柔軟性のあるカバーストリップ材(2)と、からなる帯状体(10)が備えられ、前記カバーストリップ材(2)は、ストリップ材(1)より柔軟性のある素材で、大形状凸(6c)が大形状凹(6d)に小形状凸(6e)が小形状凹(6f)に嵌合されることにより、ストリップ材(1)に取り付けられ、スパイラル巻き管(100)が帯状体(10)の幅方向両側に設けられた嵌合部(3)を互いに嵌合させて形成されることを特徴とする。
ストリップ材(1)が硬質樹脂からなり、カバーストリップ材(2)が軟質樹脂からなり、一体成形されていることが好ましい。
カバーストリップ材(2)とたるみ(7)の間に、密閉空間が形成されていることが好ましい。
ストリップ材(1)が、伸縮部(5)を有する細幅ストリップ材(1B)と、太幅ストリップ材(1A)からなり、互いに嵌合されることが好ましい。
本発明によるスパイラル巻き管を用いた管更生工法は、帯状体(10)が、幅方向にたるみ(7)を有する伸縮部(5)を設けたストリップ材(1)と、内周面側となる伸縮部(5)を覆う柔軟性のあるカバーストリップ材(2)と、からなり、前記カバーストリップ材(2)が、ストリップ材(1)より柔軟性のある素材からなり、大形状凸(6c)が大形状凹(6d)に、小形状凸(6e)が小形状凹(6f)に嵌合されることにより、ストリップ材(1)に取り付けられ、
スパイラル巻き管(100)が、前記帯状体(10)の幅方向両側の嵌合部(3)を互いに嵌合させて形成され、前記スパイラル巻き管(100)を用いた管更生工法であって、更生される管路(50)の底に水を所定の深さに蓄える段階(A)と、嵌合機(20)に、伸縮部(5)を有するストリップ材(1)と、カバーストリップ材(2)とが供給され、カバーストリップ材(2)をストリップ材(1)の内周面の伸縮部を覆うように取り付ける段階(B)と、ガイドローラ(30)に巻き回して、カバーストリップ材(2)が取り付けられたストリップ材(1)の両側を互いに嵌合し回転しながら押し進め、管路(50)内にスパイラル巻き管(100)を形成する段階(C)と、スパイラル巻き管(100)と管路(50)の間に充填材を注入する段階(D)と、が備えられることを特徴とする。
ストリップ材(1)を太幅ストリップ材(1A)と伸縮部(5)を有する細幅ストリップ材(1B)で構成し、段階(C)で太幅ストリップ材(1A)と細幅ストリップ材(1B)の2つをガイドローラ(30)に巻き回して、互いに嵌合することが好ましい。
本発明による他のスパイラル巻き管を用いた管更生工法は、帯状体(10)が、幅方向にたるみ(7)を有する伸縮部(5)を設けたストリップ材(1)と、内周面側となる伸縮部(5)を覆う柔軟性のあるカバーストリップ材(2)と、からなり、前記カバーストリップ材(2)が、ストリップ材(1)より柔軟性のある素材からなり、大形状凸(6c)が大形状凹(6d)に、小形状凸(6e)が小形状凹(6f)に嵌合されることにより、ストリップ材(1)に取り付けられ、
スパイラル巻き管(100)が、前記帯状体(10)の幅方向両側の嵌合部(3)を互いに嵌合させて形成され、前記スパイラル巻き管(100)を用いた管更生工法であって、伸縮部(5)を有するストリップ材(1)とカバーストリップ材(2)が2台の押し出し機と1台の金型によりあらかじめ一体成形される段階(O)と、更生される管路(50)の底に水を所定の深さに蓄える段階(P)と、ガイドローラ(30)に巻き回して、カバーストリップ材(2)が取り付けられたストリップ材(1)の両側を互いに嵌合し回転しながら押し進め、管路(50)内にスパイラル巻き管(100)を形成する段階(Q)と、スパイラル巻き管(100)と管路(50)の間に充填材を注入する段階(R)と、が備えられることを特徴とする。
本発明のスパイラル巻き管形成用の帯状体によれば、ストリップ材に、幅方向にたるみを有する伸縮部を設けたので、またストリップ材はらせん状に結合されるので、スパイラル巻き管の軸方向あるいは径方向の膨張あるいは縮小に対して破断せず強くできる。スパイラル巻き管の内面の伸縮部を柔軟性のあるカバーストリップ材で覆ったので、管の内周面の平滑性を保つことができる。さらに伸縮部が伸張もしくは縮小してもスパイラル巻き管が破断しないから水密性を維持できる。カバーストリップ材が場合によって破断しても、たるみのある伸縮部は破断しないから、水密性を維持できる。充填剤をスパイラル巻き管と既設管の間に注入する際にも強度を保つようにできる。
カバーストリップ材は、ストリップ材より柔軟性がある素材としたので、たるみのような構造がなくても伸縮できる。内周面の平坦性も維持できる。
ストリップ材(1)を硬質樹脂とし、カバーストリップ材(2)を軟質樹脂として一体成形したので、ストリップ材(1)とカバーストリップ材(2)を嵌合して組み立てる手間を省くことができる。
カバーストリップ材は、大形状凸が大形状凹に小形状凸が小形状凹に嵌合されることにより、ストリップ材に取り付けられるので、スパイラル巻き管が引っ張れたような場合、小形状凸と小形状凹の嵌合部が最初に外れるようにできる。
カバーストリップ材とたるみの間に、密閉空間を形成したので、管内に水を溜めた場合、スパイラル巻き管に浮力を付与することができる。これにより、スパイラル巻き管の推進力が軽減され押し込み作業が容易になる。
細幅ストリップ材と太幅ストリップ材でストリップ材を構成したので、太幅ストリップ材と細幅ストリップ材の素材を分けることができる。伸縮部のある細幅ストリップ材を柔軟性のある素材で形成することができる。
本発明のスパイラル巻き管を用いた管更生工法によれば、嵌合機(20)に帯状体(10)である伸縮部(5)を有するストリップ材(1)とカバーストリップ材(2)を供給し、カバーストリップ材(2)をストリップ材(1)の内周面の伸縮部を覆うように取り付ける段階(B)を設けたので、スパイラル巻き管の内周面の平滑性を保持でき、巻き管が伸張もしくは縮小しても破断せず水密性が維持でき、充填剤の注入時に強度を保つスパイラル巻き管を製作できる。
段階Cで、ガイドローラに細幅ストリップ材と太幅ストリップ材を巻き回して、互いに嵌合してスパイラル巻き管を形成するようにしたので、1本のストリップ材からスパイラル巻き管を作ることに限らず、2本のストリップ材を巻き回してスパイラル巻き管を製作することができる。
本発明の他のスパイラル巻き管を用いた管更生工法によれば、伸縮部(5)を有するストリップ材(1)とカバーストリップ材(2)が2台の押し出し機と1台の金型によりあらかじめ一体成形される段階(O)を設けたので、嵌合機(20)に帯状体(10)であるストリップ材(1)とカバーストリップ材(2)を供給し、カバーストリップ材(2)をストリップ材(1)の内周面の伸縮部を覆うように取り付ける段階をなくすことができる。加えて、スパイラル巻き管の内周面の平滑性を保持でき、巻き管が伸張もしくは縮小しても破断せず水密性が維持でき、充填剤の注入時に強度を保つスパイラル巻き管を製作できる。
本発明によるストリップ材の幅方向断面図である。(実施例1) 図1の要部拡大図である。 接着タイプのカバーストリップ材の断面図である。 ストリップ材とカバーストリップ材を一体成形した場合の断面図である。(実施例2) 大小異なる形状の嵌合凹凸を有するカバーストリップ材の要部断面図である。 ストリップ材が太幅ストリップ材と細幅ストリップ材で構成される場合の嵌合状況を示す断面図である。(実施例3) 図6の太幅ストリップ材の断面図である。 細幅ストリップ材とカバーストリップ材の幅方向断面図である。 本発明による管更生工法の説明図である。(実施例1) 本発明による管更生工法の説明図である。(実施例2) 本発明による管更生工法のフローチャートである。(実施例1、3) 本発明による管更生工法のフローチャートである。(実施例2)
以下、図面を参照して、本発明のスパイラル巻き管形成用の帯状体及びスパイラル巻き管を用いた管更生工法を詳しく説明する。
図1は、本発明によるストリップ材1の幅方向断面図である。スパイラル巻き管100形成用の帯状体10は、所定の幅を有して長さ方向に長い帯状のもので、ストリップ材1とカバーストリップ材2からなる。図1に示すように、ストリップ材1は幅方向断面でみて、左右両側の嵌合部3と、その内側の板状部4と、中央の伸縮部5からなる。板状部4には、長さ方向に延びる複数のリブ8が立設される。リブ8の側を管路50に対向させる。一方(左側)の嵌合部3には、2つの凹嵌合部3aが設けられ、他方(右側)の嵌合部3には、2つの凸嵌合部3bが設けられる。ストリップ材1はらせん状に巻き回され、両嵌合部3が嵌合させることによりスパイラル巻き管100が形成される。なお、スパイラル巻き管100の断面形状は、円形以外に、楕円形や四角形等の形状にもできる。
ストリップ材1は押出機から金型内に押し出して成形される。本実施例では、ストリップ材1は、塩化ビニール樹脂またはポリエチレン樹脂製である。ストリップ材1の板厚は1〜6mm、幅は30〜600mm、長さは100〜3000mであり、伸縮部5の板厚は周辺部より薄くしても良い。地盤変化の状況や地震を予め予測して伸縮長さを設定する。例えば伸縮長さは、37mm以上伸びるようにしておけば、地震による液状化にも対応できる。
図2は、図1の要部拡大図である。ストリップ材1の伸縮部5にはたるみ7が設けられるので幅方向に伸びるが、スパイラル巻き管とした場合には、幅方向には伸びず長さ方向に伸縮できるものとなる。ストリップ材1の伸縮部5の内周面は、カバーストリップ材2で覆われる。この実施例では、中形状凸6aと中形状凹6bが嵌合することにより、カバーストリップ材2がストリップ材1の伸縮部5に取り付けられる。カバーストリップ材2は、押し出し成形され、ストリップ材1と同様の素材で、塩化ビニール樹脂またはポリエチレン樹脂である。この場合カバーストリップ材2の厚さは、隣接するストリップ材1の板厚より薄くする。伸び率が、10%〜500%の軟質塩化ビニールまたは低密度ポリエチレン等の軟質樹脂とすることもできる。このような構成によれば、カバーストリップ材2を取り付けたストリップ材1を幅方向に引っ張ると、伸縮部5が確実に延伸する。カバーストリップ材2に軟質樹脂を使用した場合、ストリップ材1が少しでも延伸すれば、カバーストリップ材2も延伸する。
図3は、接着タイプのカバーストリップ材2の断面図である。図3に示すように、嵌合によらず接着剤11により、カバーストリップ材2をストリップ材1に取り付けることができる。図示しないが一側を接着とし、他側を嵌合とすれば、一定値以上の張力が作用した場合、嵌合が外れて接着した部分が残り、カバーストリップ材2がストリップ材1から脱落しないようにできる。
図4は、ストリップ材1とカバーストリップ材2を一体成形した場合の断面図である。ストリップ材1を形成する押し出し機と、カバーストリップ材2を成形する押し出し機を1つの金型に接続して、同時に金型内に素材を押し出すことで成形する。この実施例では、ストリップ材1が硬質樹脂で、カバーストリップ材2は軟質樹脂である。同一の樹脂であれば、同時成形によりしっかりとそれぞれが結合できる。すなわち、塩化ビニールであれば硬質塩化ビニールと軟質塩化ビニールを使用する。ポリエチレンであれば、高密度ポリエチレンとポリエチレンエストラマーもしくは低密度ポリエチレンの組み合わせを使用する。図4に示すように、ストリップ材1とカバーストリップ材2の間、たるみ7の内側には密閉空間14が形成される。
図5は、大小異なる形状の嵌合凹凸を有するカバーストリップ材2の要部断面図である。大形状凸6cが大形状凹6dに嵌合され、小形状凸6eが小形状凹6fに嵌合される。このような構成の場合、一定値以上の張力が作用すると、小形状凸6eと小形状凹6fの嵌合が外れて、大形状凸6cと大形状凹6dの嵌合部分が残るので、カバーストリップ材2がストリップ材1から脱落しないようにできる。図4の点線で示すように、カバーストリップ材2をストリップ材1に嵌合させた状態では、たるみ7とカバーストリップ材2の間に、密閉空間14が形成される。密閉空間14は、更生する管路内に水を溜めて施工するので、スパイラル巻き管100に浮力を付与できる。スパイラル巻き管100の管内への押し込みが容易になる。
図6は、ストリップ材1が太幅ストリップ材1Aと細幅ストリップ材1Bで構成される場合の嵌合状況を示す断面図である。図7は、図6の太幅ストリップ材1Aの断面図である。図8は、細幅ストリップ材1Bとカバーストリップ材2の幅方向断面図である。図6〜8によれば、太幅ストリップ材1Aと細幅ストリップ材1Bの素材を分けることができる。細幅ストリップ材1Bの両側に凸嵌合部3bを設け、太幅ストリップ材1Aの凹嵌合部3aと嵌合させる。細幅ストリップ材1Bの大形状凹6dと小形状凹6fが、それぞれカバーストリップ材2の大形状凸6cと小形状凸6eに嵌合する。
図9は、本発明による管更生工法の説明図であり、スパイラル巻き管100の嵌合元押し状況を示す図である。マンホール51に設置された嵌合機20に、伸縮部5を有するストリップ材1とカバーストリップ材2が供給され、カバーストリップ材2をストリップ材1に取り付ける。その後、ガイドローラ30にストリップ材1を巻き回して、ストリップ材1の両側を互いに嵌合し、回転しながら押し進め、既設老朽管の管路50にスパイラル巻き管100を形成する。なお、更生する管路50の底には水を所定の深さとなるように投入する。
図10は、本発明による管更生工法の説明図であり、ストリップ材1は、太幅ストリップ材1Aと細幅ストリップ材1Bからなる。嵌合機20によって細幅ストリップ材1Bにカバーストリップ材2が取り付けられる。そして、ガイドローラ30によって太幅ストリップ材1Aと細幅ストリップ材1Bが互いに嵌合される。ガイドローラ50は、2本の異なるストリップ材を巻き回してスパイラル巻き管100を作る。スパイラル巻き管100が管路50内に形成されると、スパイラル巻き管100と管路50の隙間にセメントミルクの充填材15が注入される。
図11は、本発明による管更生工法のフローチャートである。段階Aは、更生される管路50の底に水を所定の深さに蓄える段階である。段階Bは、工事現場の嵌合機20に、ストリップ材1とカバーストリップ材2を供給して、カバーストリップ材2をストリップ材1に取り付ける段階である。段階Cは、ガイドローラ30にストリップ材1を巻き回して、両側を互いに嵌合し回転しながら押し進め、管路50内にスパイラル巻き管100を形成する段階である。段階Dは、スパイラル巻き管100と管路50の間に充填材、例えばセメントミルクを注入する段階である。段階Cは、図9の場合、ガイドローラ30にストリップ材1のみが巻き回されるが、図10の場合はガイドローラ30に太幅ストリップ材1Aと細幅ストリップ材1Bの2つが巻き回される。
図12は、本発明による管更生工法のフローチャートである。段階Oは、ストリップ材1とカバーストリップ材2を2台の押し出し機と1台の金型で一体成形する段階である。段階Pは、更生される管路50の底に水を所定の深さに蓄える段階である。段階Qは、ガイドローラ30にストリップ材1を巻き回して、両側を互いに嵌合し回転しながら押し進め、管路50内にスパイラル巻き管100を形成する段階である。段階Rは、スパイラル巻き管100と管路50の間に充填材、例えばセメントミルクを注入する段階である。
下水管や農水管を更生できる伸縮可能なスパイラル巻き管形成用の帯状体として好適である。
1 ストリップ材
1A 太幅ストリップ材
1B 細幅ストリップ材
2 カバーストリップ材
3 嵌合部
3a 凹嵌合部
3b 凸嵌合部
4 板状部
5 伸縮部
6 係止部
6a 中形状凸
6b 中形状凹
6c 大形状凸
6d 大形状凹
6e 小形状凸
6f 小形状凹
7 たるみ
8 リブ
9 パッキン
10 帯状体
11 接着剤
12 接着剤送りホース
13 油圧ホース
14 密閉空間
15 充填材(セメントミルク)
20 嵌合機
21 ストリップ材送りローラ
30 ガイドローラ
50 管路
51 マンホール
100 スパイラル巻き管
A〜D 工法の各段階
O〜R 工法の各段階

Claims (7)

  1. 幅方向にたるみ(7)を有する伸縮部(5)を設けたストリップ材(1)と、内周面側となる伸縮部(5)を覆う柔軟性のあるカバーストリップ材(2)と、からなる帯状体(10)が備えられ、
    前記カバーストリップ材(2)は、ストリップ材(1)より柔軟性のある素材で、大形状凸(6c)が大形状凹(6d)に小形状凸(6e)が小形状凹(6f)に嵌合されることにより、ストリップ材(1)に取り付けられ、
    スパイラル巻き管(100)が帯状体(10)の幅方向両側に設けられた嵌合部(3)を互いに嵌合させて形成されることを特徴とするスパイラル巻き管形成用の帯状体。
  2. ストリップ材(1)が硬質樹脂からなり、カバーストリップ材(2)が軟質樹脂からなり、一体成形されると共に前記硬質樹脂と前記軟質樹脂は、同一の樹脂からなり硬度が異なることを特徴とする請求項1記載のスパイラル巻き管形成用の帯状体。
  3. カバーストリップ材(2)とたるみ(7)の間に、密閉空間が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のスパイラル巻き管形成用の帯状体。
  4. ストリップ材(1)が、伸縮部(5)を有する細幅ストリップ材(1B)と、太幅ストリップ材(1A)からなり、互いに嵌合されることを特徴とする請求項1に記載のスパイラル巻き管形成用の帯状体。
  5. 帯状体(10)が、幅方向にたるみ(7)を有する伸縮部(5)を設けたストリップ材(1)と、内周面側となる伸縮部(5)を覆う柔軟性のあるカバーストリップ材(2)と、からなり、
    前記カバーストリップ材(2)が、ストリップ材(1)より柔軟性のある素材からなり、大形状凸(6c)が大形状凹(6d)に、小形状凸(6e)が小形状凹(6f)に嵌合されることにより、ストリップ材(1)に取り付けられ、
    スパイラル巻き管(100)が、前記帯状体(10)の幅方向両側の嵌合部(3)を互いに嵌合させて形成され、
    前記スパイラル巻き管(100)を用いた管更生工法であって、
    更生される管路(50)の底に水を所定の深さに蓄える段階(A)と、
    嵌合機(20)に、伸縮部(5)を有するストリップ材(1)と、カバーストリップ材(2)とが供給され、カバーストリップ材(2)をストリップ材(1)の内周面の伸縮部を覆うように取り付ける段階(B)と、
    ガイドローラ(30)に巻き回して、カバーストリップ材(2)が取り付けられたストリップ材(1)の両側を互いに嵌合し回転しながら押し進め、管路(50)内にスパイラル巻き管(100)を形成する段階(C)と、
    スパイラル巻き管(100)と管路(50)の間に充填材を注入する段階(D)と、が備えられることを特徴とするスパイラル巻き管を用いた管更生工法。
  6. ストリップ材(1)が、太幅ストリップ材(1A)と伸縮部(5)を有する細幅ストリップ材(1B)からなり、段階(C)で太幅ストリップ材(1A)と細幅ストリップ材(1B)の2つがガイドローラ(30)に巻き回され、互いに嵌合されることを特徴とする請求項5に記載のスパイラル巻き管を用いた管更生工法。
  7. 帯状体(10)が、幅方向にたるみ(7)を有する伸縮部(5)を設けたストリップ材(1)と、内周面側となる伸縮部(5)を覆う柔軟性のあるカバーストリップ材(2)と、からなり、
    前記カバーストリップ材(2)が、ストリップ材(1)より柔軟性のある素材からなり、大形状凸(6c)が大形状凹(6d)に、小形状凸(6e)が小形状凹(6f)に嵌合されることにより、ストリップ材(1)に取り付けられ、
    スパイラル巻き管(100)が、前記帯状体(10)の幅方向両側の嵌合部(3)を互いに嵌合させて形成され、
    前記スパイラル巻き管(100)を用いた管更生工法であって、
    伸縮部(5)を有するストリップ材(1)とカバーストリップ材(2)が2台の押し出し機と1台の金型によりあらかじめ一体成形される段階(O)と、
    更生される管路(50)の底に水を所定の深さに蓄える段階(P)と、
    ガイドローラ(30)に巻き回して、カバーストリップ材(2)が取り付けられたストリップ材(1)の両側を互いに嵌合し回転しながら押し進め、管路(50)内にスパイラル巻き管(100)を形成する段階(Q)と、
    スパイラル巻き管(100)と管路(50)の間に充填材を注入する段階(R)と、が備えられることを特徴とするスパイラル巻き管を用いた管更生工法。
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