(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂により形成されたライニング材を拡径して既設管に密着させる更生方法において、冷却効率を向上することができる、既設管の更生方法を提供する。【解決手段】本発明に係る既設管の更生方法は、熱可塑性樹脂により筒状に形成されたライニング材であって、外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状の態様から、当該ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで、少なくとも前記凹部が膨れるように変形し、円筒形状に拡径可能なライニング材を準備する第１ステップと、前記異形状のライニング材を、既設管に挿入する第２ステップと、前記ライニング材の内部空間に、加熱用の流体を注入することで、前記ライニング材を拡径させ、既設管の内壁面に密着させる第３ステップと、前記既設管の内壁面に密着した前記ライニング材の内部空間を加圧した状態で、当該内部空間に冷却用の液体を注入することで、当該ライニング材を冷却する第４ステップと、を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂により筒状に形成されたライニング材であって、外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状の態様から、当該ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで、少なくとも前記凹部が膨れるように変形し、円筒形状に拡径可能なライニング材を準備する第１ステップと、
前記異形状のライニング材を、既設管に挿入する第２ステップと、
前記ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで前記ライニング材を拡径させ、前記既設管の内壁面に密着させる第３ステップと、
前記既設管の内壁面に密着した前記ライニング材の内部空間を加圧した状態で、当該内部空間に冷却用の液体を注入することで、当該ライニング材を冷却する第４ステップと、
を備えている、既設管の更生方法。
【請求項２】
前記第４ステップでは、加圧用のエアと前記冷却用の液体を混合して、前記ライニング材の内部空間に供給する、請求項１に記載の既設管の更生方法。
【請求項３】
前記第４ステップでは、前記ライニング材の内部空間に、前記液体を噴射する少なくとも１つの噴射口を有する管部材を配置し、当該噴射口から前記液体を噴射する、請求項１または２に記載の既設管の更生方法。
【請求項４】
前記管部材は、複数の前記噴射口を有し、
前記第４ステップでは、前記管部材を前記ライニング材の軸方向に沿って配置し、前記複数の噴射口から前記液体を噴射する、請求項３に記載の既設管の更生方法。
【請求項５】
前記第４ステップでは、前記管部材を、前記ライニング材の軸方向に沿って移動させながら、前記噴射口から前記液体を噴射する、請求項３に記載の既設管の更生方法。
【請求項６】
前記第４ステップでは、地上に配置したガイド部材によって前記管部材をガイドしながら、当該管部材を前記ライニング材の軸方向に沿って移動させる、請求項５に記載の既設管の更生方法。
【請求項７】
前記第４ステップでは、拡径した前記ライニング材の内部に、前記冷却用の液体を所定量貯留することで、当該ライニング材を冷却する、請求項１から３のいずれかに記載の既設管の更生方法。
【請求項８】
前記ライニング材の軸方向の一端部に加圧用のエアの注入部を設けるとともに、前記ライニング材の軸方向の他端部において、当該ライニング材の上下方向の中間から上端部までの間に加圧用のエアの排出部を設ける、請求項７に記載の既設管の更生方法。
【請求項９】
前記ライニング材の軸方向の他端部に、検知用の排水部を設け、
前記検知用の排水部は、前記内部空間側において、前記排出部の開口よりも下方に開口を有し、当該ライニング材の外部へ延びている、請求項８に記載の既設管の更生方法。
【請求項１０】
前記第４ステップでは、前記冷却用の液体の注入及び注入量の制御を地上にて行う、請求項１から９のいずれかに記載の既設管の更生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設管の更生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された下水道管、上水道管、農水管などの既設管が老朽化した場合には、その管路を掘削することなく、管路の内面にライニングを施して管路を補修する更生工法が種々提案されており、実用化されている。そのような更生工法の一つとして、例えば、特許文献１では、熱可塑性樹脂により形成されたライニング材を用いて既設管の更生を行う方法が提案されている。この方法では、まず、ライニング材を外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状に変形させた状態で、既設管に挿入する。続いて、ライニング材の内部空間に加熱用の蒸気を注入することで、凹部が膨れるように変形させ、既設管の内壁面に密着するように、円筒形状に拡径させる。これに続いて、ライニング材の内部空間に冷却用のエアを注入し、ライニング材を冷却させる。こうして、ライニング材の施工が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の方法では、蒸気を注入する管部材に、エアを注入してライニング材を冷却している。しかしながら、蒸気が通過した管部材は、高温となっているため、この管部材に冷却用の空気を注入するとエアが熱せられる。そのため、上記の方法では、冷却効率が低いという問題があった。本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、熱可塑性樹脂により形成されたライニング材を拡径して既設管に密着させる更生方法において、冷却効率を向上することができる、既設管の更生方法を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る既設管の更生方法は、熱可塑性樹脂により筒状に形成されたライニング材であって、外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状の態様から、当該ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで、少なくとも前記凹部が膨れるように変形し、円筒形状に拡径可能なライニング材を準備する第１ステップと、前記異形状のライニング材を、既設管に挿入する第２ステップと、前記ライニング材の内部空間に、加熱用の流体を注入することで前記ライニング材を拡径させ、前記既設管の内壁面に密着させる第３ステップと、前記既設管の内壁面に密着した前記ライニング材の内部空間を加圧した状態で、当該内部空間に冷却用の液体を注入することで、当該ライニング材を冷却する第４ステップと、を備えている。
【０００６】
本発明によれば、ライニング材の冷却に液体を用いているため、エアよりも冷却効率が高い。したがって、ライニング材の冷却時間を短縮することができる。
【０００７】
上記既設管の更生方法において、前記第４ステップでは、加圧用のエアと前記冷却用の液体を混合して、前記ライニング材の内部空間に供給することができる。
【０００８】
上記既設管の更生方法において、前記第４ステップでは、前記ライニング材の内部空間に、前記液体を噴射する少なくとも１つの噴射口を有する管部材を配置し、当該噴射口から前記液体を噴射することができる。これにより、ライニング材の内壁面に直接液体を噴射できるため、冷却効率をさらに向上することができる。
【０００９】
上記既設管の更生方法において、前記管部材は、複数の前記噴射口を有することができ、前記第４ステップでは、前記管部材を前記ライニング材の軸方向に沿って配置し、前記複数の噴射口から前記液体を噴射することができる。これにより、ライニング材の内壁面に、軸方向に沿って直接液体を噴射できるため、冷却効率をさらに向上することができる。
【００１０】
上記既設管の更生方法において、前記第４ステップでは、前記管部材を、前記ライニング材の軸方向に沿って移動させながら、前記噴射口から前記液体を噴射することができる。これにより、ライニング材の内壁面に、軸方向に沿って直接液体を噴射できるため、冷却効率をさらに向上することができる。
【００１１】
上記既設管の更生方法において、前記第４ステップでは、地上に配置したガイド部材によって前記管部材をガイドしながら、当該管部材を前記ライニング材の軸方向に沿って移動させることができる。
【００１２】
上記各既設管の更生方法において、前記第４ステップでは、拡径した前記ライニング材の内部に、前記冷却用の液体を所定量貯留することで、当該ライニング材を冷却することができる。
【００１３】
上記既設管の更生方法において、前記ライニング材の軸方向の一端部に加圧用のエアの注入部を設けるとともに、前記ライニング材の軸方向の他端部において、当該ライニング材の上下方向の中間から上端部までの間に加圧用のエアの排出部を設けることができる。
【００１４】
上記既設管の更生方法において、前記ライニング材の軸方向の他端部に、検知用の排水部を設け、前記検知用の排水部は、前記内部空間側において、前記排出口の開口よりも下方に開口を有し、当該ライニング材の外部へ延びているものとすることができる。
【００１５】
上記各既設管の更生方法において、前記第４ステップでは、前記冷却用の液体の注入及び注入量の制御を地上にて行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱可塑性樹脂により形成されたライニング材を拡径して既設管に密着させる更生方法において、冷却効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る既設管の改修方法が適用される既設管の断面図である。
【図２】ライニング材の断面図である。
【図３】ライニング材の施工方法を示す図である。
【図４】ライニング材の施工方法を示す図である。
【図５】ライニング材の断面図である。
【図６】ライニング材の他の施工方法を示す図である。
【図７】ライニング材の他の施工方法を示す図である。
【図８】ライニング材の他の施工方法を示す図である。
【図９】ガイド部材を示す図である。
【図１０】ライニング材の他の施工方法を示す図である。
【図１１】ライニング材の先端固定具の他の例を示す拡大図である。
【図１２】ライニング材の先端固定具の他の例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る既設管の更生方法の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
＜１．既設管＞
まず、本実施形態に係る更生方法が適用される既設管について説明する。図１に示すように、この既設管１は円筒状に形成され、２つの縦坑を結ぶように、地中で水平方向に延びている。ここでは図１の左側の縦坑を第１縦坑２１、右側の縦坑を第２縦坑２２と称することとする。また、既設管１において第１縦坑２１と接続される端部開口を第１開口１１、第２縦坑２２と接続される端部開口を第２開口１２と称することとする。本実施形態では、この既設管１に対し、熱可塑性樹脂製のライニング材３を第１縦坑２１側から挿入して施工する。以下、詳細に説明する。
【００２０】
＜２．ライニング材の概要＞
続いて、ライニング材３の施工について説明する。まず、ライニング材３について説明する。ライニング材３は、硬質塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により形成されている。また、このライニング材３は、施工前には、異形状に変形され、既設管１に挿入された後、加熱されることで拡径し、既設管１に施工される。
【００２１】
より詳細に説明すると、まず、ライニング材３は、押出成形により円筒状に成形される。このとき、図２（ａ）に示すように、ライニング材３は、既設管１の内径よりも大きい外径（例えば、１０５％程度まで）を有している。また、このライニング材３は、熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度において、この外径の円筒形状を形状記憶している。そして、このような初期状態のライニング材３を冷却して既設管１の内径よりも小さい外径に縮径（例えば、既設管の内径の９０〜９５％程度）した図２（ｂ）に示すように、軸方向に凹部３１を有するように異形状に変形する。そして、異形状に変形されたライニング材３は、巻取機４３に巻き取られて保管される。また、巻き取られたライニング材３の先端には、先端固定具３２が取り付けられている。この先端固定具３２には、後述するように、第３管部材５３が取り付けられる。なお、先端固定具３２は後述するライニング材の施工時に取り付けてもよい。
【００２２】
＜３．ライニング材の施工＞
次に、上記ライニング材３を施工について説明する。まず、図３に示すように、第２縦坑２２の地上の開口付近にウインチ４１を配置し、ウインチ４１から繰り出されるワイヤー４２を第２縦坑２２、及び既設管１を通じて、第１縦坑２１まで引き出す。次に、第１縦坑２１の地上の開口付近に配置された巻取機４３からライニング材３を繰り出し、第１縦坑２１内にライニング材３の先端固定具３２を配置する。続いて、ワイヤー４２を先端固定具３２に連結し、ウインチ４１によりワイヤー４２を牽引する。これにより、ライニング材３が既設管１内に挿入される。そして、ライニング材３が既設管１の全長に亘って配置されると、ライニング材３の第１開口１１付近を切断した後、この切断した端部に封止部材３３を取り付け、封止する。なお、この封止部材３３には、後述する第１管部材５１及び第２管部材５２が取り付けられる。また、ライニング材３を既設管１内に挿入した後、先端固定具３２もしくはライニング材３の第２開口１２付近を切断除去し、その管端部に封止部材を取り付けてもよい。
【００２３】
次に、図４に示すように、第１縦坑２１の地上の開口付近に、ボイラー６１、コンプレッサー６２、及び切替弁６３を配置する。そして、ボイラー６１と切替弁６３とを第１管部材５１で接続するとともに、コンプレッサー６２と切替弁６３とを第２管部材５２で接続する。さらに、切替弁６３と封止部材３３とを第３管部材５３で接続する。また、第１縦坑２１の地上の開口付近に、水のタンク４６を配置する。タンク４６の代わりに、施工前に既設管を洗浄するための給水車を利用しても良い。そして、ライニング材３の封止部材３３とタンク４６とを第４管部材５４で接続するとともに、この第４管部材５４の途中にポンプ４８を配置する。一方、第２縦坑２２の地上の開口付近には、水・蒸気分離器４４を配置し、この水・蒸気分離器４４と先端固定具３２とを第５管部材５５で接続する。なお、第１〜第５管部材５１〜５５を形成する材料は、特には限定されないが、例えば、ホースなどの樹脂材料で形成することができる。この点は、本明細書で示される全ての管部材について、同じである。
【００２４】
続いて、ボイラー６１から第１管部材５１、切替弁６３、及び第３管部材５３を介して、ライニング材３内にガラス転移温度以上の蒸気を供給する。これにより、ライニング材３は、図５に示すように、凹部３１が膨れつつ円筒形状に復元される。そして、蒸気の供給を停止する。この過程において、ライニング材３内に供給された蒸気は、第５管部材５５を介して水・蒸気分離器４４に流れ出す。
【００２５】
次に、切替弁６３を切り替え、コンプレッサー６２から第２管部材５２、切替弁６３、及び第３管部材５３を通じて加圧用の非加熱のエアを供給する。これにより、ライニング材３は既設管１の内壁面に密着し、同時にライニング材３が冷却され始める。ここで、非加熱のエアでライニング材３を既設管１に密着させたが、蒸気を用いてもよい。これに続いて、ポンプ４８を駆動し、タンク４６から第４管部材５４を介して、ライニング材３の内部空間に水を供給する。これにより、加圧状態のライニング材３が冷却され、既設管１の内壁面に固定される。なお、図示を省略するが、ライニング材３の先端固定具３２には、排水管が設けられており、この排水管から内部空間に供給された水を逐次排水することができる。こうしてライニング材３の施工が終了する。
【００２６】
＜４．特徴＞
本実施形態では、ライニング材３の冷却に水を用いている。したがって、従来例のようにエアを用いてライニング材を冷却するのに比べ、冷却効率を向上することができる。その結果、冷却時間を短縮することができる。
【００２７】
＜５．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は、適宜組み合わせ可能である。
【００２８】
＜５−１＞
上記実施形態では、第４管部材５４を封止部材３３に連結しているが、例えば、第３管部材５３の途中に第４管部材５４を連結し、第３管部材５３を介してライニング材３の内部空間に水を供給することもできる。あるいは、第４管部材５４の途中に第３管部材５３を連結することもできる。
【００２９】
＜５−２＞
上記実施形態では、加圧用のエアを供給した後、水を供給しているが、エアと水とを同時にライニング材３に供給することもできる。あるいはエアと水とを混合した上で、ライニング材３に供給することもできる。また、上記実施形態では、第１管部材５１と第２管部材５２とを切替弁６３に接続した上で、ライニング材３の封止部材３３に接続しているが、第１管部材５１及び第２管部材５２を封止部材３３に直接接続することもできる。
【００３０】
＜５−３＞
水の供給方法は特には限定されず、例えば、以下の方法がある。図６に示すように、水の噴射口が設けられたノズル４７を有する第６管部材５６を準備し、この第６管部材５６をライニング材３の内部空間に配置する。また、この第６管部材５６は、封止部材３３を介して第４管部材５４に連結され、水が供給されるようになっている。こうすることで、ノズル４７からライニング材３の内壁面に直接、水を当てることができるため、冷却効果をより向上することができる。
【００３１】
＜５−４＞
あるいは、図７に示すように、第６管部材５６をライニング材３の概ね全長に亘って延長するとともに、ノズル４７を第６管部材５６の軸方向に所定間隔をおいて複数配置する。これにより、ライニング材３の内壁面の概ね全長に亘って水を当てることができるため、冷却効果をさらに向上することができる。
【００３２】
＜５−５＞
さらに、図８に示すようにすることもできる。すなわち、第６管部材５６を伸縮自在に構成し、ライニング材３の内部空間で軸方向に移動できるようにする。これにより、第６管部材５６の先端に設けたノズル４７から噴射される水を、ライニング材３の内壁面の概ね全長に亘って水を当てることができる。したがって、冷却効果をさらに向上することができる。なお、第６管部材５６を伸縮させる代わりに、例えば、第４管部材５４をライニング材３の内部まで延長して、先端にノズル４７を取り付けた上で、ライニング材３の内部で移動させることもできる。
【００３３】
このとき、ポンプ４８に接続された第４管部材５４とライニング材３の内部空間に配置される第６管部材５６とを接続し、第４管部材５４を、地上に配置されたガイド部材９によって進行させたり退出させることができる。例えば、図９に示すガイド部材９は、円弧状に形成され、内部に円弧状の通路が形成されたガイドレール９１を備えている。そして、この通路９２に第４管部材５４が通される。また、ガイドレール９１の通路９２には、第４管部材５４を挟むように配置された複数の組のローラ９３が配置されており、これによって第４管部材５４は、通路９２内をスムーズに通過することができる。
【００３４】
このようなガイド部材９を用いて、第４管部材５４を進退させると、ライニング材３の内部空間での第６管部材５６の進退を地上において、容易に行うことができる。また、ライニング材３の内部空間は内圧が高められているため、管部材の操作を地上で行うことで、作業を安全に進めることができる。なお、このようなガイド部材９は、これまで説明した管部材の操作においても、利用することができる。また、ガイド部材の構成は特には限定されず、管部材が進退できるような通路が形成されていればよい。
【００３５】
＜５−６＞
地上に配置されたポンプ４８の近傍には、ライニング材３に、水の供給のＯＮ，ＯＦＦを行うためのバルブ、及び流量計を配置することができる。これにより、水の供給及び供給量の制御を地上にて行うことができる。これは、ライニング材３の内部空間は内圧が高められているため、水の供給の制御を地上で行う方が安全であることによる。また、ライニング材３の下流側、つまり先端固定具３２に設けられた排水管に対しても、水の排水及び排水量の制御を行うことができる、バルブや流量計を地上に設けることができる。
【００３６】
＜５−７＞
冷却用の水は、ライニング材３の内部空間に貯留することもできる。例えば、図１０及び図１１に示すように、ライニング材３の先端固定具３２には、空気を排出する排気管（排気部）３５と、水を排出する排水管３６とが設けられている。排気管３５は、ライニング材３の上下方向の中間と上端部との間に設けられており、特に、上端部付近に設けることが好ましい。そして、図１１に示すように、ライニング材３の内部空間側において、排気管３５の開口３５１は、上方を向くように配置されている。これにより、ライニング材３の内部空間の上部付近まで水が供給されても、内部空間の上部に溜まる空気を外部に排出することができる。したがって、排気管３５の位置や開口の位置は、供給する水の量によって決めることができる。
【００３７】
また、排気管３５は、先端固定具３２からライニング材３の外部に突出しており、ライニング材３の内外を連通するように構成されている。排気管３５の外側の端部は、上述した第５管部材５５に接続することもできるし、単に外部に開放されていてもよい。
【００３８】
一方、排水管３６は、ライニング材３の上下方向の下端部付近に設けられており、内部空間の水を外部に排出できるようになっている。
【００３９】
以上のような構成により、ライニング材３を冷却するときには、タンク４６からポンプ４８によってライニング材３に水を供給する。このとき、排水管３６は閉じておく。これにより、ライニング材３の内部空間に水が貯留されていく。そして、所定の量の水が内部空間に供給されると、所定時間これを保持する。但し、水の供給の間、及び冷却の間も非加熱のエアも供給を続け、ライニング材３の内圧を保持する。供給されたエアは、排気管３５からライニング材３の外部に排出されていく。また、水を供給しているときには、例えば、排気管３５に水が浸入し、外部に漏れ出したところで、水の供給を停止することができる。これにより、排気管３５からのエアの排出を確保する。これは、排気管３５から排出されるエアに水が混じると、内圧が確保しがたいからである。
【００４０】
こうして、例えば、ライニング材３の温度が所定温度以下（例えば、３０℃以下）になったところで、排水管３６を開き、内部空間の水を排出する。このように、ライニング材３の内部空間に水を貯留し、所定時間保持することで、高い冷却効果を得ることができる。なお、ライニング材３の温度が低下しがたい場合には、上記の工程を繰り返すことができる。すなわち、ライニング材３が所定の温度になるまで水の供給と排水を繰り返す。
【００４１】
また、水の供給を簡単に検知するには、先端固定具３２を次のように構成することができる。すなわち、図１２に示すように、先端固定具３２に検知用の排水管（検知用の排水部）３７を取り付ける。この検知用の排水管３７は、ライニング材３の内外を連通するように、先端固定具３２に取り付けられている。そして、内部空間側の開口３７１が、排気管３５の開口３５１よりも下方に配置され、外部の開口３７２が排気管３５よりも下方に配置されている。これにより、ライニング材３の内部空間に供給される水が、排気管３５の開口３５１に入る前に、検知用の排水管３７の開口３７１に入り、外部に排出される。そのため、内部空間に十分な量の水が供給されたことを容易に検知することができる。
【００４２】
＜５−８＞
上述したような各種のライニング材３に水を供給するための管（例えば、第６管部材５６）は、ライニング材３に封止部材３３を取り付けるときに、この封止部材３３に同時に取り付けておくことができる。これにより、ライニング材３の内圧が上昇する前に管部材の取り付け作業を完了でき、より安全である。
【００４３】
＜５−９＞
上記実施形態では、蒸気及びエアをそれぞれボイラー６１及びコンプレッサー６２から供給しているが、これ以外でも、ライニング材３を加熱、加圧できる流体であれば、その供給源を含め、特には限定されない。また、水以外の液体を供給することもでき、その供給源を含め、特には限定されない。
【００４４】
＜５−１０＞
また、ライニング材３の構成も特には限定されず、熱可塑性樹脂により筒状に形成され、施工前に、外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状の態様を有し、加熱用の流体を注入することで、少なくとも凹部が膨れるように変形し、円筒形状に拡径可能なライニング材であればよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  既設管
３  ライニング材
３５  排気管（排気部）
３７  検知用の排水管（検知用の排水部）
５１  第１管部材（加熱用の流体の経路）
５２  第２管部材（加圧用の流体の経路）
５４  第４管部材（冷却用の液体の経路）
９  ガイド部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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