(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管の内周面をライニングする螺旋管とされるために、螺旋状に巻回されて隣接する側縁部同士が相互に接合される可撓性の帯状体に取り付けられる補強材であって、
帯状体が螺旋状に巻回された際に螺旋状に巻回された帯状体を既設管の内周面に沿った状態に保持するべく塑性変形するように帯状体に対して長手方向に沿って係止される帯状の補強本体部と、
この補強本体部に溶接又は接着剤によって一体的に取り付けられた帯状体の厚さより大径の棒鋼と、
を具備することを特徴とする螺旋管用補強材。
【請求項２】
請求項１に記載の螺旋管用補強材を帯状体に係止させた状態で、帯状体が螺旋管用補強材とともに螺旋状に巻回されて、隣接する側縁部同士が接合されることによって形成されていることを特徴とする螺旋管用補強材を用いた螺旋管。
【請求項３】
請求項１に記載の螺旋管用補強材が取り付けられた帯状体を螺旋状に巻回して隣接する側縁部同士を相互に接合して螺旋管を形成し、形成された螺旋管によって既設管の内周面をライニングした後に、螺旋管と既設管との間に裏込め材を充填することを特徴とする既設管のライニング方法。
【発明の詳細な説明】
【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使用される螺旋管を製造するために使用される帯状体に取り付けられる補強材と、その補強材を用いた螺旋管および既設管のライニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水管等の既設管が老朽化すると、可撓性を有する合成樹脂によって構成された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、特開平２−２４５３１７号公報、特公平３−４８３９２号公報、特公平３−１０４９３号公報等に開示されている。これらのライニング工法では、可撓性を有する帯状体を螺旋状に巻回して隣接する側縁部同士を相互に接合させて螺旋管を形成しつつ、形成された螺旋管を既設管内に挿入して、既設管と螺旋管との間に裏込め材を充填することにより、既設管内周面をライニングするようになっている。
【０００３】
また、特公昭６４−５００５０２号公報には、可撓性を有する帯状体を螺旋状に巻回して螺旋管を製造する際に、帯状体に設けられた補強リブに、薄い帯板状の金属板で構成された補強材を連続的に係合させて、帯状体を補強材とともに螺旋状に巻回することによって、螺旋管を形成する構成が開示されている。このように、帯状体を補強材によって補強した状態で螺旋管に成形することにより、製造される螺旋管は高強度になり、既設管内に挿入された螺旋管と既設管との間に裏込め材を充填する場合にも、螺旋管が座屈して破壊することが抑制される。
【０００４】
【発明が解決使用とする課題】
既設管としてヒューム管等の鉄筋コンクリート管が使用されていると、老朽化によってコンクリートが腐食し、コンクリート内に埋設された鉄筋が露出して腐食するおそれがある。このように、コンクリート内に埋設された鉄筋も腐食した状態になると、鉄筋コンクリート管の強度が著しく低下した状態になる。このために、既設管を螺旋管によって更生する際には、既設管の漏水を防止するとともに、既設管自体の強度も向上させる必要がある。
【０００５】
しかしながら、前述した特開昭６４−５００５０２号公報に開示されているように、帯板状の金属板によって構成された補強材により帯状体を補強した状態で螺旋管を製造しても、製造される螺旋管は、裏込め材による座屈に対する曲げ剛性が大きくなるものの、引っ張り強度を大きくすることはできない。その結果、補強材によって補強された螺旋管では、鉄筋が腐食した鉄筋コンクリート管の強度を復元できない。
【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、老朽化した既設管を、帯状体を螺旋状に巻回して製造される螺旋管によって更生する際に、既設管の強度も同時に復元することができる螺旋管用補強材と、それを用いた螺旋管および既設管のライニング方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の螺旋管用補強材は、既設管の内周面をライニングする螺旋管とされるために、螺旋状に巻回されて隣接する側縁部同士が相互に接合される可撓性の帯状体に取り付けられる補強材であって、帯状体が螺旋状に巻回された際に螺旋状に巻回された帯状体を既設管の内周面に沿った状態に保持するべく塑性変形するように帯状体に対して長手方向に沿って係止される帯状の補強本体部と、この補強本体部に溶接又は接着剤によって一体的に取り付けられた帯状体の厚さより大径の棒鋼と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の螺旋管用補強材を用いた螺旋管は、このような帯状体用補強材を、帯状体に係止させた状態で、帯状体が螺旋管用補強材とともに螺旋状に巻回されて、隣接する側縁部同士が接合されることによって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の螺旋管用補強材を用いた既設管のライニング方法は、前記螺旋管用補強材が取り付けられた帯状体を螺旋状に巻回して隣接する側縁部同士を相互に接合して螺旋管を形成し、形成された螺旋管によって既設管の内周面をライニングした後に、螺旋管と既設管との間に裏込め材を充填することを特徴とする。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は、本発明の螺旋管用補強材が取り付けられた既設管ライニング用帯状体の一例を示す横断面図である。この帯状体１０は、可撓性を有する合成樹脂によって構成されており、帯状になった補強材２０によって全体にわたって補強されている。補強材２０は、帯状体１０が所定の湾曲状態になった際に、補強材２０が塑性変形してその湾曲状態を保持するように、帯状体１０の長手方向に沿って取り付けられている。
【００１２】
帯状体１０は、可撓性を有する合成樹脂によって厚さが２〜４ｍｍ程度の帯板に成形された基板１１を有している。この基板１１の幅方向の一方の側縁部には、基板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。段落ち部１２の側縁部には、基板１１の表面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。
【００１３】
段落ち部１２の中程には、斜め係止リブ１４の突出方向と同方向に突出する半円環状のソケット１３が、基板１１の長手方向に沿って連続して設けられている。このソケット１３は、基板１１の裏面に開口した状態になっている。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た状態になっている。半円環状のソケット１３の外周面には、ソケット１３の接線方向に直線状に延びる補強部１６が設けられている。
【００１４】
基板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螺旋状に巻回されるようになっている。
【００１５】
基板１１における斜め係止リブ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には、基板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１１の表面から垂直に立ち上がった支柱部の先端に断面円形状の嵌合部が設けられており、その嵌合部は、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円形状になっている。
【００１６】
基板１１の外周側の表面には、嵌合突条１５と段落ち部１２のソケット１３との間に、嵌合突条１５と同方向に突出する断面Ｔ字状の一対の補強リブ１７が設けられている。嵌合突条１５に隣接して配置された補強リブ１７は、先端部分が嵌合突条１５側に大きく突出した状態になっている。そして、この補強リブ１７には、図１に二点鎖線で示すように、基板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の先端部が係止されるようになっている。
【００１７】
このような構成の帯状体１０は、基板１１、段落ち部１２、ソケット１３、斜め係止リブ１４、嵌合突条１５、各補強リブ１７が、可撓性を有するポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル等の合成樹脂によって、一体的に成形されている。
【００１８】
基板１１の幅方向の中央部に設けられた一対の補強リブ１７の間には、基板１１の長手方向に沿った帯状に延びる補強材２０が設けられている。図２（ａ）は、この補強材２０の横断面図、図２（ｂ）はその斜視図である。補強材２０は、厚さが１．０〜１．５ｍｍ程度の鋼板、ステンレス板、アルミニウム板等によって帯板状に構成された金属板を、断面Ｗ字状に成形された補強本体部２１と、補強本体部２１の幅方向の中央部における鋭角的に上方に向かって突出した屈曲部に溶接又は接着剤によって一体的に取り付けられた帯状の厚さより大径の棒鋼２２とを有している。補強本体部２１は、幅方向の中央部が上方に向かって鋭角的に突出するように屈曲されるとともに、各側縁が、その幅方向の中央部に対して各側方に位置されて、その中央部と各側縁との中間部が、下方に鋭角的に突出するように、それぞれ屈曲されることによって、断面Ｗ字状に成形されている。
【００１９】
補強材２０の補強本体部２１としては、可撓性を有する帯状体１０よりも弾性率が高いものであれば、特に材質は限定されないが、鉄、アルミニウム等の金属が、加工しやすく好適である。また、耐蝕性を必要とする場合には、ステンレス鋼等がより好適である。
【００２０】
屈曲部に溶接又は接着剤によって一体的に取り付けられた  帯状の厚さより大径の棒鋼２２は、例えば、呼び径Ｄ６の鉄筋コンクリート用棒鋼、即ち、鉄筋が使用されており、補強本体部２１に対して、溶接により、あるいは金属用接着剤によって一体化されている。大径の棒鋼２２も、特に限定されるものではなく、補強本体部と同様の材質であってもよく、また、異なる材質であってもよい。
【００２１】
大径の棒鋼２２と補強本体部２１とは、長手方向に連続して一体化されている必要はなく、帯状体１０とともに螺旋状に巻回された際に補強本体部２１から離脱して製管作業の妨げにならなければ、適当な間隔をあけて、溶接あるいは金属用接着剤によって、一体化されていればよい。
【００２２】
補強材２０における補強本体部２１の各側縁が、基板１１の中央部に設けられた一対の補強リブ１７の先端部に、それぞれ係止されることによって、補強材２０が基板１１に保持されている。
【００２３】
このような帯状体１０は、図３に示すように、下水管３０の内部に搬入される際に、断面Ｗ状の補強本体部２１に大径の棒鋼２２が溶接又は接着剤によって一体に取り付けられた補強材２０が、一対の補強リブ１７間に係止された状態で、螺旋状に巻回されて螺旋管とされ、下水管３０の内周面をライニングするようになっている。この場合、螺旋状に巻回された帯状体１０は、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、補強リブ１７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に係止して抜け止め状態にされる。これにより、帯状体１０は、補強材２０とともに螺旋管状に成形される。
【００２４】
下水管３０内に帯状体１０および補強材２０によって螺旋管が形成された状態になると、下水管３０と螺旋管との間に裏込め材４０が充填される。この場合、帯状体１０と一体的に係合された補強材２０の大径の棒鋼２２は、裏込め材４０の内部に埋設された状態になり、下水管３０と一体化された裏込め材４０が、補強材２０の大径の棒鋼２２によって補強された状態になる。
【００２５】
補強材２０の大径の棒鋼２２は、裏込め材４０と強固に一体化されることによって、下水管３０の強度向上が図れるために、帯状体１０に係止された際に、裏込め材４０との接触面積が大きくなる位置に設けることが好ましく、帯状体１０を螺旋状に巻回した際の裏込め材側に設けることが好ましい。
【００２６】
なお、補強材２０としては、図２に示すように、補強本体部２１が横断面Ｗ形状になっている必要はなく、また、補強本体部２１に対する大径の棒鋼２２の取り付け位置も特に限定されるものではない。例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、幅方向の中央部が円弧状に湾曲した状態で上方に突出した断面形状の補強本体部２１を使用して、その補強本体部２１の幅方向中央部における円弧状に湾曲した部分に大径の棒鋼２２を溶接又は接着剤によって一体的に取り付ける構成、あるいは、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、上方に開口した断面Ｕ字状の補強本体部２１を使用して、その補強本体部２１の内部における幅方向中央部に大径の棒鋼２２を溶接又は接着剤によって一体的に取り付ける構成としてもよい。
【００２７】
次に、本発明の実験例について説明する。
【００２８】
＜実験例１＞
図２に示す補強材２０を、図１に示すように帯状体１０にそれぞれ係止させて螺旋管を製造し、製造された螺旋管によって、図６（ａ）および（ｂ）に示すヒューム管（鉄筋コンクリート管）５１の内周面をライニングし、ヒューム管５１と螺旋管との間に裏込め材を充填して、ヒューム管５１の強度を測定した。ヒューム管の口径は2000mmであり、下水管等としては全く使用されていない新品を使用した。そして、腐食による再現性を実現するために、ヒューム管５１の内周面を、鉄筋が露出するように切削して、内周面側の一層の鉄筋を除去した。
【００２９】
ヒューム管５１内に挿入される螺旋管の口径は1800mmとした。また、ヒューム管５１と螺旋管との間に充填される裏込め材の注入圧力は、0.5kgf／cm2 に設定した。裏込め材が充填された後に、室温にて１週間養生させた。
【００３０】
このようにして、螺旋管によってライニングされたヒューム管５１を製造して、その強度を、図６（ａ）および（ｂ）に示すようにして測定した。すなわち、ヒューム管５１をゴム板５２の上に設置するとともに、ヒューム管５１における受け口以外の部分上にゴム板５３を敷いて角材５４をゴム板５３の全長にわたって載せ、さらに、角材５４上に、その角材５４の全長にわたって形鋼５５を載せて、ヒューム管５１の１／２の位置に荷重Ｐを加えた。そして、ヒューム管５１が破損するときの荷重Ｐを外圧強度（kgf ／m ）として測定した。
【００３１】
また、図５に示す補強材２０を使用して、同様の実験も行った。
【００３２】
図２に示す補強材２０を使用した場合のヒューム管５１の外圧強度は、21900kgf／m であり、また、図５に示す補強材２０を使用した場合のヒューム管５１の外圧強度は、22600kgf／m であった。
【００３３】
比較のために、ヒューム管５１の鉄筋を削除することなく、また、図２に示す補強材２０において、大径の棒鋼２２が設けられずに、補強本体部２１のみによって構成された補強材を、帯状体１０に係止させて、螺旋管を製造し、ヒューム管５１の内周面をライニングして、ヒューム管５１の外圧強度を測定したところ、18200kgf／m であった。
【００３４】
さらに、比較のために、ヒューム管５１の鉄筋を削除せず、また、螺旋管によるライニングもしなかった場合、すなわち、ヒューム管５１自体の外圧強度を測定したところ、13200kgf／m であった。また、ヒューム管５１の鉄筋を削除した状態でのヒューム管５１の外圧強度は、6400 kgf／m であった。結果を表１に示す。
＜実験例２＞
図２に示す補強材２０を、図１に示す帯状体１０にそれぞれ係止させて螺旋管を製造し、製造された螺旋管によって、図７（ａ）および（ｂ）に示す断面正方形状であって鉄筋によって補強されたボックスカルバート６１の内周面をライニングし、ボックスカルバート６１と螺旋管との間に裏込め材を充填して、ボックスカルバート６１の強度を測定した。ボックスカルバート６１の一辺の長さ1200mmであり、下水管等としては全く使用されていない新品を使用した。そして、腐食による再現性を実現するために、ボックスカルバート６１の内周面を、鉄筋が露出するように切削して、内周面側の一層の鉄筋を除去した。
【００３５】
ボックスカルバート６１内に挿入される螺旋管の断面は、一辺1100mmの正方形状とした。また、ボックスカルバート６１と螺旋管との間に充填される裏込め材の注入圧力は、0.5kgf／cm2 に設定した。裏込め材は、ボックスカルバート６１と螺旋管との間に充填した後に、室温にて１週間養生させた。
【００３６】
このようにして、螺旋管によってライニングされたボックスカルバート６１を製造して、その強度を、図７（ａ）および（ｂ）に示すようにして測定した。すなわち、ボックスカルバート６１を一対の形鋼６２上に、それぞれゴム板６５を介して設置するとともに、ボックスカルバート６１における上面の中央部に、厚さ10mm、幅 200mmのゴム板６３を、ボックスカルバート６１の全長にわたって敷いて、形鋼６４をゴム板６３の全長にわたって載せ、さらに、形鋼６４上におけるボックスカルバート６１の全長の１／２の位置に荷重Ｐを加えた。そして、ボックスカルバート６１が破損するときの荷重Ｐを、外圧強度（kgf ／m ）として測定した。
【００３７】
また、図５に示す補強材２０を使用して、同様の実験も行った。
【００３８】
図２に示す補強材２０を使用した場合のボックスカルバート６１の外圧強度は、9600kgf ／m であり、また、図５に示す補強材２０を使用した場合のボックスカルバート６１の外圧強度は、10100kgf／m であった。
【００３９】
比較のために、ボックスカルバート６１の鉄筋を削除することなく、また、図２に示す補強材２０において、鉄筋２２が設けられずに、補強本体部２１のみによって構成された補強材を、帯状体１０に係止させて、螺旋管を製造し、ボックスカルバート６１の内周面をライニングして、ボックスカルバート６１の外圧強度を測定したところ、7900kgf ／m であった。
【００４０】
さらに、比較のために、ボックスカルバート６１の鉄筋を削除せず、また、螺旋管によるライニングもしなかった場合、すなわち、ボックスカルバート６１自体の外圧強度を測定したところ、8200kgf ／m であった。また、ボックスカルバート６１の鉄筋を削除した状態でのボックスカルバート６１の外圧強度は、2400 kgf／m であった。結果を表１に併記する。
【００４１】
【表１】
0003694129.tif 000002
【００４２】
【発明の効果】
本発明の螺旋管用補強材は、このように、可撓性を有する帯状体に係止される補強本体部に、大径の棒鋼が溶接又は接着剤によって一体的に取り付けられて構成されているために、補強材が係止された帯状体によって製造される螺旋管によって既設管を更生させる際に、補強材の大径の棒鋼によって、既設管の強度も同時に復元することができる。従って、その螺旋用帯状体を用いた螺旋管によって既設管を高強度にライニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の螺旋管用補強材を螺旋管とされる帯状体に係止させた状態の横断面図である。
【図２】  （ａ）は、その帯状体に設けられた本発明の螺旋管用補強材の実施の形態の一例を示す横断面図、（ｂ）は、その斜視図である。
【図３】  その螺旋管用補強材が係止された帯状体によって製造された螺旋管による下水管をライニングした状態を示す要部の断面図である。
【図４】  （ａ）は、その帯状体に設けられた本発明の螺旋管用補強材の実施の形態の他の例を示す横断面図、（ｂ）は、その斜視図である。
【図５】  （ａ）は、その帯状体に設けられた本発明の螺旋管用補強材の実施の形態のさらに他の例を示す横断面図、（ｂ）は、その斜視図である。
【図６】  （ａ）は、本発明の螺旋管用補強材を使用してヒューム管を更生した場合のヒューム管の強度を測定する実験の概略を説明する縦断面図、（ｂ）は、その正面図である。
【図７】  （ａ）は、本発明の螺旋管用補強材を使用してボックスカルバートを更生した場合のボックスカルバートの強度を測定する実験の概略を説明する正面図、（ｂ）は、その側面図である。
【符号の説明】
１０  帯状体
１１  基板
１２  段落ち部
１３  ソケット
１４  斜め係止リブ
１５  嵌合突条
１７  補強リブ
２０  補強材
２１  補強本体部
２２  大径の棒鋼
３０  下水管
４０  裏込め材
５１  ヒューム管
６１  ボックスカルバート
【図１】
0003694129.tif 000003
【図２】
0003694129.tif 000004
【図３】
0003694129.tif 000005
【図４】
0003694129.tif 000006
【図５】
0003694129.tif 000007
【図６】
0003694129.tif 000008
【図７】
0003694129.tif 000009