(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下管路の内面に、未硬化の液状の合成樹脂を含浸した強化繊維基材からなる補修材を付着させた地下管路の補修構造において、
前記補修材として別個に形成された複数枚の強化繊維基材を重ね合わせて用いるとともに、前記地下管路の損傷部分の内面に臨む最外層に強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材を配置したことを特徴とする地下管路の補修構造。
【請求項２】
請求項１記載の地下管路の補修構造において、前記補修材として一面にチョップドストランドマットまたはサーフェスマットを含むスティッチドマットを用いるとともに、そのチョップドストランドマットまたはサーフェスマットの配置された面を地下管路の内面に臨ませて配置したことを特徴とする地下管路の補修構造。
【請求項３】
請求項１記載の地下管路の補修構造において、前記補修材として強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材の内側にロービングまたはクロスを配置したことを特徴とする地下管路の補修構造。
【請求項４】
請求項１または２記載の地下管路の補修構造において、前記補修材を３枚の強化繊維基材で構成したことを特徴とする地下管路の補修構造。
【請求項５】
未硬化の液状の合成樹脂を含浸した可撓性の強化繊維基材からなる補修材を、地下管路の損傷部分の内面に押圧した後、前記合成樹脂を硬化させ、前記補修材を地下管路の損傷部分の内面に付着させる地下管路補修構造の形成方法において、
前記補修材として別個に形成された複数枚の強化繊維基材を重ね合わせて用いるとともに、前記地下管路の損傷部分の内面に臨む最外層に強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材を配置し、この繊維基材の表面を前記地下管路の内面に押圧することを特徴とする地下管路の補修構造の形成方法。
【請求項６】
請求項５記載の地下管路の補修構造の形成方法において、流体圧での膨張収縮を可能とした補修具の可撓膜の表面上に、強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材を外側に位置させて前記補修材を装着し、その補修具に流体圧を導入することを特徴とする地下管路の補修構造の形成方法。
【請求項７】
請求項５記載の地下管路の補修構造の形成方法において、前記補修材を、その繊維基材を内向きとした筒状とするとともに、当該補修材の外側を不透過膜で覆い、前記補修材の一端を前記不透過膜とともに地下管路の一端に反転させて止着して、不透過膜の反転部分内に流体圧を加えて前記反転部分を地下管路内に進行させることにより、前記繊維基材を地下管路の内面に押圧することを特徴とする地下管路の補修構造の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、地下に埋設された地下管路の補修構造およびその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下に埋設された地下管路が損傷した場合にその損傷を補修する技術としては、損傷した地下管路の内面に、合成樹脂を含浸した強化繊維基材からなる補修材を付着させるものがある。
【０００３】
かかる補修技術においては、合成樹脂を含浸させた強化繊維基材からなる補修材を、損傷部分を含む地下管路の内面に押圧させて合成樹脂を硬化させることにより行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地下に埋設された地下管路の損傷部分においては、地中から地下管路内に地下水等（以下、浸入水という）が浸入しがちである。
【０００５】
このような浸入水の存在下において、地下管路の損傷部分に、前記補修材を押圧させると、補修材に含浸された合成樹脂が硬化するまでの間に、未硬化の合成樹脂が前記浸入水の流れによって流失され、補修構造の本来的な目的である水密性が損なわれることがある。
【０００６】
そのため、従来のこの種の補修作業に先立って前記浸入水を防止する止水作業を行い、この後に前記補修作業を行なうことが一般的である。
【０００７】
この発明は、このような事情に基づいてなされたもので、未硬化の液状の合成樹脂を含浸した強化繊維基材からなる補修材を付着させた地下管路の補修構造およびその形成方法において、止水作業を行わずとも未硬化の合成樹脂の流出が軽減され、補修構造による水密性を向上させ、補修作業の信頼性を改善することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、地下管路の内面に、未硬化の液状の合成樹脂を含浸した強化繊維基材からなる補修材を付着させた地下管路の補修構造において、前記補修材として別個に形成された複数枚の強化繊維基材を重ね合わせて用いるとともに、前記地下管路の損傷部分の内面に臨む最外層に強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材を配置したことを特徴とする地下管路の補修構造である。
また、本発明は、未硬化の液状の合成樹脂を含浸した可撓性の強化繊維基材からなる補修材を、地下管路の損傷部分の内面に押圧した後、前記合成樹脂を硬化させ、前記補修材を地下管路の内面に付着させる地下管路補修構造の形成方法において、
前記補修材として別個に形成された複数枚の強化繊維基材を重ね合わせて用いるとともに、前記地下管路の損傷部分の内面に臨む最外層に強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材を配置し、この繊維基材の表面を前記地下管路の内面に押圧することを特徴とする地下管路の補修構造の形成方法である。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、補修材の少なくとも地下管路の内面に臨む部位に、強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材を配置してあるので、前記補修材を地下管路の内面に押圧した状態ではその繊維基材が全体的に均一に押圧変形され、地下管路の内面に均一な接触状態となり、合成樹脂の硬化によって地下管路の内面に均一に付着する。
【００１０】
そして、この繊維基材においては、強化繊維がランダムな方向に配列されているので、未硬化の合成樹脂を含浸した状態で浸入水のある損傷部分に押圧した場合に、その繊維基材の表面に沿う浸入水の流れが個々の強化繊維で細分化され，かつ極めて蛇行することとなり、未硬化の合成樹脂が流失することが抑制される。
【００１１】
したがって、未硬化の液状の合成樹脂を含浸した強化繊維基材からなる補修材を付着させた地下管路の補修構造およびその形成方法において、従来のような合成樹脂の流失の問題がなく，合成樹脂の保持が良好であり、補修材が地下管路の内面に均一に付着することにより、補修構造の水密性が向上し、補修作業の信頼性が高められる。
【００１２】
【実施例】
以下、図面に示す実施例によりこの発明を説明するが、説明の便宜上地下管路への補修構造の形成方法から説明する。
【００１３】
まず補修装置を説明すると、図２において、１は地下管路、２はマンホール、３は補修装置を示し、地下管路１にはひび割れ１ａが存在している。
【００１４】
補修装置３は、補修具であるパッカ４とトラックＴの荷台に搭載された空気圧縮機５と、これらのパッカ４と空気圧縮機５との間を接続するホース６とを有するものである。
【００１５】
この例のパッカ４は、円筒状のフレーム７の両端に固定された端部プレート８，９の間に前記フレーム７の外周まわりに、ゴムシート等からなる可撓膜１１を配設して環状の膨張室１２を形成したものである。
【００１６】
膨張室１２内には、一方の前記端部プレート８に形成された空気出入口１３からホース６を介して圧縮空気の給排が可能となっている。
【００１７】
そして、この膨張室１２への圧縮空気の供給により前記可撓膜１１を膨出させ、その表面上に装着した補修材１４を地下管路１の内面に押圧することによってひび割れ１ａを補修するものである。
【００１８】
なお、この補修装置３は圧縮空気で可撓膜１１の膨張収縮を行なうものであるが、水等の液体圧により可撓膜１１の膨張収縮を行なうものであってもよい。
【００１９】
このような補修装置３を用いて行なう，地下管路１の補修構造の形成作業は次のようである。
【００２０】
まず、地上Ｇにおいて、液状の合成樹脂材料を布状の基材１５に含浸させて補修材１４を準備する。
【００２１】
この合成樹脂材料は熱硬化性の液状の合成樹脂であって、例えば、液状のエポキシ樹脂にエポキシ樹脂用硬化剤と脱泡剤および接着助剤を添加したものである。
【００２２】
また、補修材１４を構成する基材１５は、ガラス繊維等の強化繊維からなる布状のものであって、この実施例ではシート状である。
【００２３】
この実施例における基材１５は、いわゆるスティッチドマットであって、図４に示すように三層構造に構成されたものである。
【００２４】
すなわち、この基材１５において、その表面側の第１層１５ａはチョップドストランドマット、その下側の第２層１５ｂおよび第３層１５ｃはいずれもロービングで形成されており、これらは刺子で一枚となっている。
【００２５】
前記第１層１５ａのチョップドストランドマットは、ストランドを例えば５０ｍｍ程度に切断し、無方向にかつ均一な厚さに積み重ね結合剤で一体に固めたものであり、本願発明における「強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材」に該当するものである。
【００２６】
前記第２層１５ｂおよび第３層１５ｃのロービングは、ストランドを所定の本数，均一に引きそろえて束にして巻いたものである。
【００２７】
前記基材１５において、前記第２層１５ｂおよび第３層１５ｃは、主に基材１５の強度の確保のために用いられ、前記第１層１５ａは主に補修構造による水密性の向上を目的として用いられたものである。
【００２８】
このような基材１５への含浸作業は、前記基材１５を作業台上に拡げ、この上から前記した液状の未硬化の合成樹脂を塗布する等により行なう。
【００２９】
このようにして用意された補修材１４上で、前記膨張室１２が非膨張状態のパッカ４を転動させ、その可撓膜１１の外周面上に前記補修材１４が筒状となるように装着する（図３参照）が、この場合前記第１層１５ａが外向きとなるように行なわれる。
【００３０】
なお、パッカ４に装着される補修材は、前記のようなシート状に限らず、図７に示すようにパッカ４の外径より若干大径の筒状に形成された補修材１６を用いることとしてもよい。この場合、その補修材１６において、その第１層１５ａが外向きとなるように装着することは前記と同様である。
【００３１】
このように補修材１４が装着されたパッカ４は、マンホール２を経て地下管路１内に挿入され、ひび割れ１ａに臨む所要の位置に配置される。
【００３２】
この後、前記空気圧縮機５からパッカ４の膨張室１２内に圧縮空気を供給して、パッカ４を膨張させ、パッカ４の外周上に装着された補修材１４を、所定の圧力でひび割れ１ａを含む地下管路１の内面に押圧状態とする。
【００３３】
この状態では、未硬化の合成樹脂を含浸した第１層１５ａが、地下管路１の内面に臨んで押圧されており、ひび割れ１ａからの浸入水がある場合には、図５に示すように、その浸入水Ｗは前記チョップドストランドからなる第１層１５ａの表面において繊維Ｆがランダムな向きに無方向に配置されているので、これらの繊維Ｆは浸入水Ｗが単一の方向に流れることの妨げとして機能する。
【００３４】
すなわち、前記チョップドストランドからなる第１層１５ａの表面においてランダムな向き（無方向）に繊維Ｆが分散配置されている。前記ひび割れ１ａ等の損傷部分から浸入し、補修材１４の表面に沿って流れる浸入水Ｗは、前記分散配置された繊維Ｆの存在により、その流路が多数に分岐され、かつ複雑に蛇行することを余儀なくされるので浸入水Ｗが単一の方向に集中的に流れることを防止する。
【００３５】
比較例として図６にロービングクロス１９の表面での浸入水Ｗの流れを示すと、ロービングクロス１９のように織り目が規則的に形成されているものの場合には、その織り目に沿って浸入水Ｗの流れが形成されることがわかる。
【００３６】
この比較例との比較から明らかなように、前記チョップドストランドからなる第１層１５ａを地下管路１のひび割れ１ａ等に臨ませた場合には、浸入水Ｗの流れが直線的に形成されることもないので、浸入水の存在下において、地下管路の損傷部分に前記補修材を押圧させ、補修材に含浸された合成樹脂が硬化するまでの間に、液状の合成樹脂が前記浸入水の流れによって流失されず、補修材と地下管路の内面との間に浸入水の流路が形成されて、補修構造の水密性が損なわれることが軽減される。
【００３７】
また、前記補修材１４がスティッチドマットで形成されており、３層構造の各層１５ａ，１５ｂ，１５ｃは互いに構造が異なるので、かかる補修材１４に含浸した前記合成樹脂はこれらの各層間で薄い合成樹脂層を自ずと形成することとなる。
【００３８】
こられの各層１５ａ，１５ｂ，１５ｃ間に形成された合成樹脂層は、浸入水Ｗが補修材１４の厚さ方向に流れる場合に、その浸入水Ｗの流路がそのままさらに内側に向けて進行することを妨げるので、補修構造の水密性が良好に維持される。
【００３９】
とくに、この実施例では３層構造としてあるので、補修材１４の厚さ方向の２箇所に前記合成樹脂層が位置し、補修材１４の厚さ方向の水密性は極めて良好である。
【００４０】
さらに、前記チョップドストランドからなる第１層１５ａにおいては、繊維Ｆが全体的に均一に分散された状態であり，局部的に繊維Ｆが高密度に集中的に配置された部分が無いので、地下管路１の内面との間に形成される樹脂だまりが小さく全体に均一に分散配置されているので、補修材１４の全体を均一に地下管路１の内面に確実に付着させることができる。
【００４１】
前記の押圧状態をそのまま維持し、補修材１４の硬化が完了した後、前記膨張室１２内の空気を排出してパッカ４の可撓膜１１を収縮させ、パッカ４を地下管路１内からマンホール２中に引出し補修作業を終了すると、前記ひび割れ１ａの部位には水密性の確保された補修構造１７が，いわゆるＦＲＰで地下管路１の内面に沿って筒状に形成されている。
【００４２】
このようにして形成された地下管路１の補修構造１７は、図１に断面で示すようである。
【００４３】
すなわち、地下管路１の内面で前記ひび割れ１ａ等の損傷部分を含む部分には、前記補修材１４が硬化してなる補修構造１７が形成されている。
【００４４】
この補修構造１７は、前記のように基材１５と合成樹脂とでいわゆるＦＲＰとして形成されたもので、地下管路１の内面に付着した筒状に形成されている。
【００４５】
この補修構造１７においては、地下管路１の内面にチョップドストランドマットからなる第１層１５ａが臨んで前記合成樹脂により付着している。
【００４６】
したがって、前記したようにひび割れ１ａ等の損傷部分からの浸入水が存在する場合であっても、地下管路１の内面と補修材１４の表面との間に浸入水が流路を形成しにくく、未硬化の液状の合成樹脂を流失させることが少ないので、この補修構造１７による水密性が高く、補修構造１７が地下管路１に強固に付着する利点がある。
【００４７】
また、この補修構造１７においては、前記第１層１５ａの内側に、ロービングで形成された第２および第３層１５ｂ，１５ｃが一体的に形成されるので、これらによって補修構造１７に高い強度を持たせることができる。
【００４８】
さらに、前記実施例においては、スティッチドマットを用いて補修構造１７を形成するので、前記の三層からなる補修構造１７の形成作業が比較的簡単となる利点がある。
【００４９】
なお、かかる補修構造１７を複数層からなる構造とする場合には、各層毎に別個に形成された基材１５を重ねて用いることとしてもよい。
【００５０】
たとえば、スティッチドマットからなる基材１５を用いた前記実施例に相当する補修構造を形成する場合には、前記第１層１５ａに相当するチョップドストランドマットと、第２層１５ｂ，第３層１５ｃに相当する各ロービングとをそれぞれ別個に用意し、これらを重ね合わせた状態で、前記パッカ４に装着することとすればよい。
【００５１】
また、チョップドストランドマットを第１層１５ａとして用いる場合には、第２層１５ｂ，第３層１５ｃとしては、前記のロービングに限らず、各種クロス等の強化繊維材を用いることができる。
【００５２】
さらに、スティッチドマットを単層の基材と把握し、このスティッチドマットの下方にロービング，クロスあるいは同種のスティッチドマットと重ねて使用することも可能である。
【００５３】
なお、スティッチドマットの中には、その表面にサーフェスマットを一体に具備するものがある。この種のスティッチドマットのサーフェスマットは比較的長尺の強化繊維をランダムに湾曲させて薄いシート状としたものであり、その強化繊維の各部分はランダムな方向に配列されている。したがって、かかるスティッチドマットにおいては、前記サーフェスマットが本願の「強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材」として機能することができる。
【００５４】
以上説明した実施例においては、その補修構造１７はパッカ４を用いて形成するものを説明したが、本願発明はこれに限らず、図８に示す次のような方法で形成するものであってもよい。
【００５５】
すなわち、図８において、２１は地下管路、２２は補修材である。補修材２２は不飽和ポリエステル等の熱硬化性合成樹脂を含浸した基材１５と，この基材１５を覆う不透過膜２３とを一体に有するものであり、その基材１５は前記実施例の基材１５と同種のものである。
【００５６】
そして、この実施例の基材１５においては、前記不透過膜２３とは逆側で基材１５が反転された状態で地下管路１の内面に臨む側の部位に、チョップドストランドマットからなる第１層１５ａが配置されている。
【００５７】
このような補修材２２を用いての補修作業は、補修材２２の一端２２ａをめくり返した状態で送り管２４に固着し、これにより形成された反転部分２２ｂを地下管路１の端部に位置させて、不透過膜２３を介して水等の液体２５の圧力で補修材２２を地下管路１の奥に向けて反転させつつ侵入させ、これと同時に液体２５の圧力で前記基材１５の第１層１５ａを地下管路１の内面に押圧させ、これによって前記第１層１５ａを地下管路１の内面に付着させてその補修を行なうものである。
【００５８】
このような方法による地下管路２１の補修部分においては、その補修の範囲が地下管路２１の長さ方向に大きなものとなるが、その補修部分には、前記と同様の補修構造を形成することができ、前記と同様にチョップドストランドマットを地下管路２１の内面に臨ませることによって、前記と同様に合成樹脂の流失の問題を解消し、補修材２２が地下管路２１の内面に均一に付着することにより、補修構造１７の水密性が向上し、補修作業の信頼性を高めることができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、補修材の少なくとも地下管路の損傷部分の内面に臨む部位に、強化繊維がランダムな方向に配列された繊維基材を配置してあるので、前記補修材を地下管路の内面に押圧した状態ではその繊維基材が全体的に均一に押圧変形され、地下管路の内面に均一な接触状態となり、合成樹脂の硬化によって地下管路の内面に均一に付着する。
【００６０】
そして、この繊維基材においては、強化繊維がランダムな方向に配列されているので、未硬化の合成樹脂を含浸した状態で浸入水のある損傷部分に押圧した場合に、その繊維基材の表面に沿う浸入水の流れが個々の強化繊維で細分化され，かつ極めて蛇行することとなり、未硬化の合成樹脂が流失することが抑制される。
【００６１】
したがって、未硬化の液状の合成樹脂を含浸した強化繊維基材からなる補修材を付着させた地下管路の補修構造およびその形成方法において、従来のような合成樹脂の流失の問題がなく，合成樹脂の保持が良好であり、補修材が地下管路の内面に均一に付着することにより、補修構造の水密性が向上し、補修作業の信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地下管路に形成した補修構造の横断面図である。
【図２】地下管路の補修方法の説明図である。
【図３】補修材を装着したパッカの横断面図である。
【図４】基材の構造説明断面図である。
【図５】チョップドストランドマットの表面での浸入水の動作説明図である。
【図６】比較例としてのロービングクロスの表面での浸入水の動作説明図である。
【図７】筒状に形成された補修材を装着したパッカの横断面図である。
【図８】別の方法による補修構造の形成方法説明用断面図である。
【符号の説明】
Ｗ  浸入水
Ｆ  繊維
１  地下管路
４  パッカ（補修具）
１１  可撓膜
１２  膨張室
１４，１６，２２  補修材
１５  基材（強化繊維基材）
１５ａ  第１層
１５ｂ  第２層
１５ｃ  第３層
１７  補修構造
２２ｂ  反転部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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