(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人孔に接続する地中の既設管に、既設管の内径よりも小さい外径に成形した熱可塑性樹脂製のライニング材を挿入し、既設管の内面をライニング材により被覆する既設管の更生方法であって、
既設管の内径と同等以下の内径である円筒空洞部を有する規制部材を、既設管と人孔との接続口に密接させて、既設管と同軸上に配設し、
ライニング材を、既設管から前記規制部材を挿通させて人孔まで配置し、ライニング材の端部を前記規制部材の人孔側端部から延出させた状態で、ライニング材を拡径および冷却し、
前記規制部材を除去した後、ライニング材に軸方向の圧縮荷重を負荷する負荷工程を経て、ライニング材の端部を既設管と人孔との接続口に接続することを特徴とする既設管の更生方法。
【請求項２】
請求項１に記載の既設管の更生方法において、
前記負荷工程の前に、ライニング材を外気温以下の温度まで冷却することを特徴とする既設管の更生方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の既設管の更生方法において、
予めライニング材の外周面に、ライニング材の外周面よりも摩擦抵抗の小さいシート材または滑り材を備えさせることを特徴とする既設管の更生方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の既設管の更生方法において、
前記負荷工程では、既設管と人孔との接続口より人孔側に延出したライニング材の両端部に、それぞれ圧縮荷重を負荷することを特徴とする既設管の更生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人孔に接続する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等の既設管に補修が必要となった場合、ライニング材を用いて既設管の内面を被覆することにより管路を更生する工法が広く行われている。既設管には、その内径よりも小径に形成された熱可塑性樹脂製のライニング材を挿入した後、ライニング材を加熱して軟化させ、加圧して拡径させる。これにより、ライニング材を既設管の内面に密着させて平滑な管路を形成する（例えば、特許文献１、２等参照）。
【０００３】
従来の更生方法では、図８に例示するように、加熱されたライニング材９は、加圧されて既設管７の内面に沿うように膨張し、その後、空気や水を利用して冷却される。冷却作業の後には、図１０に示すように、ライニング材９を既設管７の管口近傍で切断し、管口端縁部の仕上げ処理を行う。例えば、既設管７と人孔８との接続部において、ライニング材９の管口と人孔８との接続部分に、モルタルまたはエポキシ系充填剤等の仕上材９１を巻立て、ライニング材９と人孔８との一体化を図る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３０４１２号公報
【特許文献２】特開２００３−０７４１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のライニング材９には、拡径後に、線膨張の分だけ収縮しようとする力が発生する。しかし、図９に示すように、ライニング材９は既設管７に密着していることにより、既設管７との間に生じる摩擦力が抵抗となって収縮できず、その力が残留応力としてライニング材９に蓄えられる。
【０００６】
このため、人孔８とライニング材９とを仕上材９１によって接続一体化しても、供用後に発生した振動や地盤変動等によっては、ライニング材９が徐々に収縮し、図１１に示すように、仕上材９１とライニング材９との間に亀裂や隙間を生じるおそれがあった。
【０００７】
本発明はこのような問題にかんがみてなされたものであり、ライニング材に生じる残留応力を低減し、更生後の管路および人孔と管路との接続部に不具合が発生するのを防止し得る既設管の更生方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、地中に埋設され人孔に接続する既設管に、この既設管の内径よりも小さい外径に成形した熱可塑性樹脂製のライニング材を挿入して拡径し、既設管の内面を被覆する既設管の更生方法を前提とする。本発明では、既設管の更生方法として、既設管の内径と同等以下の内径である円筒空洞部を有する規制部材を、予め既設管と人孔との接続口に密接させて、既設管と同軸上に配設し、ライニング材を、既設管から前記規制部材を挿通させて人孔まで配置し、ライニング材の端部を前記規制部材の人孔側端部から延出させた状態で、ライニング材を拡径および冷却した後、前記規制部材を除去し、ライニング材に対して軸方向の圧縮荷重を負荷する負荷工程を経て、ライニング材の端部を既設管と人孔との接続口に固定する構成としている。
【０００９】
この特定事項によって、ライニング材は軸方向に押圧されてライニング材の収縮方向に負荷がかかるので、ライニング材に生じる残留応力を低減することができる。そのため、更生後の管路でのライニング材の残留応力の影響を小さくすることができ、長期間にわたり良好に管路を使用することが可能となる。
【００１０】
前記既設管の更生方法において、負荷工程の前には、ライニング材を外気温以下の温度まで冷却することが好ましい。
【００１１】
これにより、前記負荷工程の後はライニング材の残留応力を増加させないようにすることができ、負荷工程での残留応力の低減作用をより一層高めることができる。
【００１２】
また、ライニング材の外周面に、ライニング材の外周面よりも摩擦抵抗の小さいシート材または滑り材を備えさせることが好ましい。
【００１３】
これにより、負荷工程における軸方向の圧縮荷重をより効果的にライニング材に作用させることができる。
【００１４】
また、前記負荷工程では、既設管と人孔との接続口より人孔側に延出したライニング材の両端部に、それぞれ圧縮荷重を負荷することが好ましい。
【００１５】
これによっても、負荷工程における軸方向の圧縮荷重をより効果的にライニング材に作用させることができ、残留応力の低減作用を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ライニング材の残留応力を低減させて、長期間にわたり良好な状態の更生管路を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る既設管の更生方法の一工程を示す説明図である。
【図２】図１の次工程を示す説明図である。
【図３】図２の次工程を示す説明図である。
【図４】図３の次工程を示す説明図である。
【図５】図４の次工程を示し、人孔の内部を上方からみた断面図である。
【図６】図５の次工程を示す説明図である。
【図７】本発明の更生方法による既設管更生後の様子を示す説明図である。
【図８】従来の更生方法を示す説明図である。
【図９】図８の次工程を示す説明図である。
【図１０】図９の次工程を示す説明図である。
【図１１】従来の更生方法による既設管更生後の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る既設管の更生方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
本発明は、地中に埋設されて人孔８に接続されている既設管７を、ライニング材１を用いて更生するものである。ライニング材１は、既設管７の内径よりも小さい外径に成形された熱可塑性樹脂製の筒状部材であり、既設管７に挿入されて拡径され、既設管７の内面を被覆するものとなる。
【００２０】
管路の更生は、更生対象の既設管７の上流端および下流端に位置する人孔８を利用して行う。図１に示すように、あらかじめ人孔８の底部（インバート部）をはつり、規制部材２を配置するための凹部８１を設ける。次いで、人孔８と既設管７との接続部に、規制部材２を配設する。
【００２１】
規制部材２は、中心部に貫通する円筒空洞部２１を備えており、円筒空洞部２１の内径は、既設管７の内径と同等以下の内径とされている。この規制部材２を、既設管７と人孔８との接続口に密接させ、既設管７と同軸上に配設する。規制部材２は、金属製または合成樹脂製であり、既設管７の上流端と下流端の両方に配設されることが好ましい。規制部材２は、繊維織布層を有するホース等の筒状部材であってもよい。
【００２２】
次いで、ライニング材１を、上流または下流の一方の人孔８を通して既設管７内へ挿入し、既設管７から規制部材２を挿通させて、図示しない他方の人孔８まで配置する。例えば、ライニング材１の引込み方向の先端部に、先端開口を閉止する端部部材を装着した後、牽引材等を連結して、一方の人孔８から他方の人孔８へとライニング材１を牽引する。
【００２３】
ライニング材１は、ポリ塩化ビニル樹脂や高密度ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂材からなり、円筒状に成形されている。さらに、ライニング材１は偏平形状または長手方向に沿って凹溝を有する形状に変形され、縮小した断面形状に成形されている。このライニング材１を既設管７に挿入する前には、ライニング材１を内面から加熱することが好ましく、その断面形状を既設管７の内径よりも小径の略楕円形に回復させる。また、この加熱により、ライニング材１に、既設管７に挿入しやすい程度の柔軟性を付与する。加熱する場合には、ライニング材１を密封状態に閉止する端部部材３（図２参照）を装着してライニング材１の内部を加熱する。
【００２４】
既設管７と人孔８との接続部では、図１に示すように、ライニング材１の端部を、人孔８内に露出させた規制部材２の端部から、人孔８内へ延出させた状態で配置する。なお、規制部材２は、あらかじめ既設管７と人孔８との接続部に配設するに限らず、ライニング材１を既設管７に配設した後、既設管７の管口から延出するライニング材１の端部に、人孔８側から規制部材２を外装させて配設するようにしてもよい。
【００２５】
既設管７および規制部材２にわたってライニング材１を挿入したならば、図２に示すように、ライニング材１を密封状態に閉止する端部部材３を端部に装着し、または先工程で装着した状態のまま、端部部材３に媒体導入管を接続する。図示しない地上の蒸気発生加圧機から媒体導入管を通して、ライニング材１の内部に水蒸気などの加熱媒体を供給する。これにより、ライニング材１を加熱する。
【００２６】
ライニング材１は加熱されて形状記憶温度に達すると、元の円筒状に形状回復する。ライニング材１が形状回復すれば、加熱を終了する。次いで、蒸気発生加圧機から媒体導入管を通してライニング材１に高圧空気を供給する。これにより、ライニング材１を加圧して、径方向に膨張させる。拡径したライニング材１は、図２に示すように、既設管７の内面の内面に密着する。ライニング材１の端部は、人孔８内に配設した規制部材２によって外径が規制された状態で拡径し、規制部材２（円筒空洞部２１：図１）の内面に密着する。また、規制部材２の端部から延出するライニング材１の部分は、規制部材２による外径規制を伴わないことから、規制部材２の内径以上に膨らむ。
【００２７】
ライニング材１を拡径させるために高圧空気をライニング材１へと供給し、その後も引き続き供給することで、ライニング材１を高圧空気によって冷却することができる（冷却作業）。ライニング材１は、既設管７の内面に密着した状態で硬化し、その形状が保持される。既設管７の内面はライニング材１によって被覆された状態となる。ライニング材１の端部の膨らんだ部分は、図３に示すように、冷却作業の終了後に切断して除去する。
【００２８】
その後、図４に示すように、ライニング材１の端部に外装されている規制部材２を、ライニング材１の外面から取り外す。ライニング材１の端部から規制部材２を軸方向に引き抜くことで、規制部材２を取り外すことができる。なお、詳細には図示しないが、ライニング材１の外径規制のために、二つ割りされた規制部材を用いてもよい。二つ割りの規制部材を用いる場合は、二つ割りされた規制部材を各別に既設管７の端部に挿着した後、テープやバンド等で結束して一体に固定する。ライニング材１の拡径後は、規制部材の結束を外し、規制部材をライニング材１から容易に取り外すことができる。
【００２９】
ライニング材１の冷却期間中、ライニング材１は時間とともに僅かに収縮するが、既設管７との摩擦抵抗により完全には収縮できずに残留応力が発生する。これに対して、実施形態に係る更生方法では、ライニング材１に軸方向の圧縮荷重を負荷する（負荷工程）。この負荷工程では、既設管７と人孔８との接続口より、人孔８側に延出したライニング材１に、軸方向の圧縮荷重を負荷する。
【００３０】
図５に示すように、人孔８の底部には、ライニング材１を軸方向に押圧する油圧ジャッキ等の作動体４を設置する。例えば、既設管７から延出したライニング材１の管口に、この管口を塞ぐ支持板４１を設け、支持板４１に対して作動体４の一端を固定する。同じ人孔８に接続する他方の既設管７の接続口には、箱状または板状の反力部材４２をその手前側に設置し、この反力部材４２に作動体４の他端を固定する。そして、作動体４を既設管７の管軸方向に伸張させることで、ライニング材１に軸方向の圧縮荷重を負荷する。
【００３１】
これによって、ライニング材１に生じた残留応力の低減化を図る。ライニング材１に対する圧縮荷重の負荷は、ライニング材１の両方の端部から行うことが好ましい。
【００３２】
負荷工程では、ライニング材１に生じる圧縮応力を荷重検知器（ロードセル）にて測定しながら、圧縮応力が所定の範囲となるように負荷荷重を管理する。この場合、ライニング材１の圧縮応力は、ライニング材１に座屈が起こらない応力を上限とし、延長５ｍ分のライニング材１と既設管７との間の周面摩擦抵抗応力を下限として、負荷荷重を管理することが望ましい。ライニング材１の周面摩擦抵抗応力については、測定試験を実施してあらかじめ確認し、ライニング材１に圧縮荷重を負荷する際の目安とする。
【００３３】
実施例として、更生対象管路に施工した、口径が１５０ｍｍで配管延長が２０ｍであるライニング材１に対して、軸方向の圧縮荷重８．５ＭＰａ（２０ｋＮ）を負荷した（負荷工程）。
【００３４】
この場合、延長５ｍ分のライニング材１の周面摩擦抵抗力は６．１３ＭＰａであったので、負荷した圧縮荷重は前記設定範囲内の大きさである。ライニング材１の最大残留応力は、負荷工程の前後で、１８．３ＭＰａから５．９ＭＰａに低下したことが確認された。
【００３５】
すなわち、ライニング材１の残留応力は、負荷工程の前後で、１２．４ＭＰａ低下しており、荷重負荷前のライニング材１に対して約６８％も低下し、大幅な残留応力の改善が認められた。既設管７の管路途中に、取付管が設けられていた場合であっても、かかる負荷工程により、低下幅はやや小さくなるものの残留応力の改善は同様に認められた。したがって、ライニング材１の拡径後に負荷工程を実施することで、ライニング材１に生じた残留応力を大幅に低減できることが確認された。
【００３６】
なお、既設管７にライニング材１を挿入する前に、予めライニング材１の外周面に、ライニング材１の外周面よりも摩擦抵抗の小さいシート材または滑り材を備えさせてもよい。これにより、負荷工程における軸方向の圧縮荷重をより効果的にライニング材１に作用させることができる。
【００３７】
負荷工程を経て、ライニング材１の残留応力を低減させたならば、図６に示すように、人孔８内に延出しているライニング材１の部分を、既設管７と人孔８との接続口の近傍で切断し、除去する。また、人孔８の底部に形成した凹部８１を埋め戻す。
【００３８】
次いで、図７に示すように、仕上材８２を用いて、切断後のライニング材１の端部を、既設管７の管口および人孔８の内面に接続し、管口の仕上げ処理を行う。これにより、既設管７のライニング施工が完了し、既設管７が更生される。
【００３９】
以上のように、本発明に係る既設管の更生方法によれば、既設管７の内面に施工したライニング材１の残留応力を低減させた上で、ライニング材１を施工することができる。その結果、更生管路の供用後において亀裂や破損等の発生を防ぐことができ、長期的に良好なライニング状態を維持することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、人孔に接続する埋設管路の更生に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１    ライニング材
２    規制部材
２１  円筒空洞部
３    端部部材
４    作動体
４１  支持板
４２  反力部材
７    既設管
８    人孔
８１  凹部
８２  仕上材
【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】
0006523835.tif 000010
【図１０】
0006523835.tif 000011
【図１１】
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