(57)【要約】【課題】ガス導管等の配管の更新処理を行って再生させるために、既設配管内にポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなる更新管を円滑に引き込んで挿通させることが可能な牽引治具を提供する。また短工期でガス導管等の配管の更新処理を行えるインサーション工法を提供する。【解決手段】牽引治具５は、牽引手段が係止されるフック部を有しかつ自由端側がスリーブ５ｂで束ねられた牽引ワイヤ５ａと、牽引ワイヤ５ａの自由端側を保持する熱可塑性樹脂からなる平板状挟着部材５ｃとを備え、挟着部材５ｃは既設管路４の中にインサートされる断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂からなる更新管１０の先端に熱融着される。インサーション工法は、既設管４の両端を掘削し、断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂からなる更新管１０の先端に上記牽引治具５を熱融着し、そのフック部５０に牽引ワイヤを係止し、この牽引ワイヤをウインチ９で巻き上げることにより、更新管１０を既設管４内に挿通させ、次いで更新管１０を加熱・復元する工程を含む。【選択図】        図１
2004330612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
牽引手段が係止されるフック部を有しかつ自由端側が固定部材で束ねられた牽引ワイヤと、前記牽引ワイヤの自由端側を保持する熱可塑性樹脂からなる平板状挟着部材とを備え、前記挟着部材は既設管路の中に挿入される断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂管の先端に熱融着されることを特徴とする牽引治具。
【請求項２】
前記固定部材は、アルミニウム合金製スリーブからなることを特徴とする請求項１記載の牽引治具。
【請求項３】
既設管路の両端を掘削し、断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂管の先端に請求項１記載の牽引治具を熱融着し、前記牽引治具のフック部に牽引ワイヤを係止し、この牽引ワイヤを巻き上げることにより、前記熱可塑性樹脂管を既設管内に挿通させ、次いで前記熱可塑性樹脂管を加熱・復元することを特徴とするインサーション工法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂管の内部に加熱空気を吹き込むことを特徴とする請求項３記載のインサーション工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長期間地中に埋設された（老朽化した）既設配管内にポリエチレン等の熱可塑性樹脂管を引き込んで挿通させるために使用される牽引治具及びそれを用いたインサーション工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガスや水の配管の分野では、本管とそこから分岐される供給管及び両者を接続する継手を含む配管部材は、耐食性が大で、しかも伸び特性が良好で耐震性に優れている熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン）で形成されることが多い。
ＰＥ管を使用したガス配管の分野では、長期にわたって地下に埋設され老朽化した既設管を更新する場合は、工期短縮や工事費の低減を図るために、インサーション工法が提案されている（例えば特許文献１参照）。現在実用化が検討されているインサーション工法は、既設管の両端を掘削し、ガスを遮断後更正する既設管を切断し、既設管より１サイズ小さく（例えば口径１５０Ａの既設管に対しては１００Ａ）かつ断面Ｕ字形に折り畳んだライナー管（ＰＥ管）をウインチで引き込み、次いでＰＥ管を蒸気などで加熱することによりＰＥ管を元の円形管に膨張復元し、その後ＰＥ管を非更新の既設管とバット融着で接続する工程を含む。
このインサーション工法においては、牽引治具にワイヤを掛けて大きな牽引力（口径５０ＡのＰＥ管で７００〜８００Ｋｇ程度）でライナー管を引き込むので、牽引治具の構造やその固定方法について種々の工夫が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献２には、断面Ｕ字形に形成された長尺パイプライナーの先端部の凹部内に、凹部側の側面がパイプライナーの先端に向かうにつれて次第に縮径するように傾斜面に形成された拡径防止板を挿入し、その外周にバンドを被せてパイプライナーの先端部の加熱時の熱膨張を拘束した後、パイプライナーの先端にアイボルト付椀状本体部の基端部に基板が設けられた牽引治具を融着することにより、パイプライナーを既設管路内に敷設した後、牽引治具を固定したまま形状回復・膨張を行うことが提案されている。また、特許文献３には、長尺パイプライナーの先端部を把持する固定リングに対してカッター保持具と、熱板保持具と牽引治具保持具とを順次進退自在に連結した固定装置が記載されている。この固定装置によれば、断面Ｕ字形に形成された長尺パイプライナーの端面をカッターにて平滑面に切削し、その端面を熱板にて溶融し、そこにアイボルト付椀状本体部の基端部を固定することにより、牽引治具が固定される。この他、更新管としてコルゲート管を使用したインサーション工法も検討され、特許文献４には、管長手方向に連続する凹凸形状を有する中空のコルゲート管における内周面側の凹部に嵌合自在で周方向に分割した複数の係止部材を設け、凹部の全周に亘って嵌合し、かつ、コルゲート管内を気密に保持するシール部材を設け、シール部材を、凹部に嵌合させた複数の係止部材と被牽引部材とで挟持して、それら全てを連結部材で連結固定することによりコルゲート管と一体化させ、牽引用ワイヤの牽引操作によりコルゲート管を移動可能に構成した牽引治具が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１１８４６５号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】
特開平１１−２３０４７３号公報（第３−４頁、図３）
【特許文献３】
特開平１１−３１１３７０号公報（第３−４頁、図３〜１１）
【特許文献４】
特開２００２−１８８７５５号公報（第３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら既設管は、途中で折り曲がっており、例えば８曲がり単純配管では、８箇所で直角に折れ曲がっているため、椀状に形成されかつ段差のある特許文献２に記載された牽引治具は、基端部が既設配管内面に引っ掛かり、このような単純配管（８曲がり管）の内部を円滑に通過できず、更新管の先端部に設けた案内部材が、曲り部内おいて案内部材の移動抵抗よりも大きな当接抵抗を生じるとそれ以上更新管を挿通移動させることができなくなり、引張り抵抗の荷重が極度に増加し、牽引治具の基端面の融着部が剥がれるといった問題がある。曲り部の数が多い場合にはさらに移動抵抗が増大し、牽引用ワイヤ又はライナー管が破断し、さらに大きな牽引力が印加されると破損に至るという問題がある。牽引治具は椀状に形成されているので、金属製カバーを被せてもこのような不具合を解消することはできない。また特許文献３に記載された固定装置によれば、パイプライナーと牽引治具との固定力は増加するが、固定具部で既設配管内面との摩擦抵抗が大幅に増加するため、既設管に曲り部があると途中で挿通できなくなるという不具合が発生する。さらに特許文献４に記載された牽引治具は、連結部材の部品点数が多いので、コルゲート管と牽引治具との接続に長時間を要し、また８曲り既設配管に適用すると途中で挿通できなくなるという不具合が発生する。この他引張り抵抗が過大になり、コルゲート管の凹部の係止部材がコルゲート管の凹部を塑性変形させ、牽引治具とコルゲート管との接合部が破壊するという不具合がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、曲がり部を有する既設配管内を円滑に通過することができる牽引治具を提供することである。
本発明の他の目的は、上記問題点を解消し、簡単な構造を有する牽引治具を使用して曲がり部を有する既設配管を新たな熱可塑性樹脂管に速やかに更新することができるインサーション工法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の牽引治具は、牽引手段が係止されるフック部を有しかつ自由端側が固定部材で束ねられた牽引ワイヤと、前記牽引ワイヤの自由端側を保持する熱可塑性樹脂からなる平板状挟着部材とを備え、前記挟着部材は既設管路の中にインサートされる断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂管の先端に熱融着されるものである。この牽引治具によれば、牽引ワイヤの自由端側には平板状挟着部材が固着され、全体が扁平形状に形成されているので、曲がり部を有する既設配管を円滑に通過することができる。
【０００８】
本発明の牽引治具は、自由端側が簡単に束ねられるようにするために、前記固定部材は、アルミニウム合金製スリーブからなることが好ましい。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のインサーション工法は、既設管路の両端を掘削し、断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂管の先端に上記牽引治具を熱融着し、前記牽引治具のフック部に牽引ワイヤを係止し、この牽引ワイヤを巻き上げることにより、熱可塑性樹脂管を既設管内に挿通させ、次いで前記熱可塑性樹脂管を加熱・復元することを特徴とする。このインサーション工法によれば、牽引治具を更新管に容易に接続することができ、しかも牽引治具は既設管を速やかに通過できるので、短い工期で既設管を更新することができる。
【００１０】
本発明のインサーション工法においては、既設管に挿通された後の更新管を復元する際の環境汚染を防止するために、熱可塑性樹脂管の内部に加熱空気を吹き込むことが好ましい。
【００１１】
【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説明する。
図１（ａ）は本発明の牽引治具の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）をＡ方向から見た矢視図、図２（ａ）は図１の牽引治具を構成する部品を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）をＢ方向から見た矢視図、図３（ａ）は図２の部品を組み立てる途中の状態を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）をＣ方向から見た矢視図、図４（ａ）は図２の部品を組み立てた状態を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）をＤ方向から見た矢視図、図５（ａ）は牽引治具に熱可塑性樹脂管を接続する状態を示す正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）をＥ方向から見た矢視図である。
【００１２】
図１に示す牽引治具５は、牽引手段（不図示）が係止されるフック部を有する牽引ワイヤ５ａと、その自由端側を束ねる断面Ｏ字形に形成された複数の圧着スリーブ５ｂと、その外周を挟み付ける断面Ｕ字形に形成された板状挟着部材５ｃで構成され、板状挟着部材５ｃの端面には断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂からなる更新管１０が固着されている。この牽引治具５は、例えば図２〜図５に示す手順で組立てられる。まず図２に示すようにワイヤロープ５ａの自由端にアルミニュウム合金などの軟質金属で形成されたスリーブ５ｂを複数個装着し、各スリーブをかしめることにより、ワイヤロープ５ａの自由端をロック加工する。次いで図３に示すように断面Ｕ字型に折り曲げられた熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン）からなる板状挟着部材５ｃでロック加工部を挟み付けた後、図３に示すように｛図３（ｂ）に矢印で示す方向に｝板状挟着部材５ｃの接合端面を熱融着することにより、あるいは、ワイヤロープ５ａと板状挟着部材５ｃとをインサート成形により一体化することにより、図４に示すように牽引治具５が組み立てられる。そして図５に示すように牽引治具５の板状挟着部材５ｃの端面を断面Ｕ字形に折り畳まれた熱可塑性樹脂からなる更新管１０の先端と突合せて、例えばバット融着の手法により両者を熱融着することにより、更新管１０の先端に全体が扁平形状に形成された牽引治具５が固着される。
【００１３】
上記牽引治具を使用するインサーション工法を図６〜図９により説明する。図６は本発明の実施の形態に係わるインサーション工法における更新管が既設管に挿通される前の状態を示す概略断面図、図７は加熱装置の正面図、図８は本発明の実施の形態に係わるインサーション工法における更新管が既設管に挿通された後の状態を示す概略断面図、図９は更新管が挿通された既設管の断面図である。まず図６に示すように、既設管路の更新を行う工事区間の両端側に、立て坑Ｈ１とＨ２を開削して既設管路の両端部を露出させる。しかる後、一方の立て坑Ｈ１側に、ドラム状に巻回された更新管１０を保持する受け台１を設置し、その前方に更新管１０を加熱する加熱装置２０とデフォーマ２を配設し、デフォーマ２と既設管４との間に接続ガイド管３を配置する。他方の立て坑Ｈ２側には、更新管１０を巻き取るために案内ローラ７ａ、７ｂ及びウインチ８を配置する。
【００１４】
加熱装置２０は、図７に示すように、更新管１０を取り囲む加熱炉２０ａと、ヒータ２６が装着された送風ダクト２１と、加熱炉２０ａの内部に熱風を供給するブロアー２２と、その温度と風量を制御するコントローラ２７と、加熱炉２０ａより排出した熱を回収する吸引ダクト２３とを備えている。コントローラ２７は、給気ダクト２１の出口側に設けられた温度センサ２５により検出された加熱炉２０に入る前の熱風温度を基準値と比較してヒータ２６の発熱量を制御し、加熱炉２０ａ内を均一な温度に維持するように構成されている。この加熱装置２０によれば、加熱炉２０ａから排出された熱風は、廃熱回収ダンパー２４で外気と混合しながら吸引ダクト２３に吸い込まれてブロアー２２により再び加熱炉２０ａに供給されるので、加熱装置２のエネルギー損失を低減することができる。
【００１５】
次に、立て抗Ｈ１に露出する牽引治具５の先端（フック部）に牽引用ワイヤ６を連結し、この牽引用ワイヤ６を既設管４の内部に配置してから、例えば立て抗Ｈ１から立て抗Ｈ２に向って圧縮空気を送り込むことにより、牽引用ワイヤ６を立て抗Ｈ２から引き出しておく。しかる後図８に示すように更新管１０の先端に接続された牽引治具５に係止された牽引用ワイヤ６をガイドローラ７ａ、７ｂに懸架した状態でウインチ８に接続し、ウインチ８を巻き上げることにより、更新管１０を接続ガイド管３及び既設管４の内部に挿通させることができる。この時、更新管１０の先端に熱融着された板状挟着部材に先導されて牽引治具５が挿通されるので、挿通時の摩擦抵抗が低減され、更新管１０の既設管４内への誘導を円滑に行うことができる。
【００１６】
このインサーション工法においては、架台１から引き出された更新管１０はデフォーマ２を通過することにより、図９に示すように断面Ｕ字形に変形した（折り畳まれた）状態で既設管４を通過するので、既設管内への挿通完了後は例えば次の手順で元の形状に復元される。まず、更新管の両端は溶着しているのでその部分を切断した後、更新管の引き入れ側（図６の立て抗Ｈ１側）においては、ガイド管３の端部に加熱空気（圧縮空気）を供給する手段を設け、更新管の引き出し側（図６の立て抗Ｈ２側）においては、加熱された更新管の冷却時に更新管の内部を加圧する手段を更新管の端部に設置する。次いで、更新管に加熱空気を供給しながら、更新管の両端部を暖めて既設管内を挿通した時に変形した管端を円形に復元した後、更新管にその材料の軟化点付近の温度に加熱された空気を供給し、更新管が充分に加熱された後には更新管の内面に圧力を加えて更新管が既設管の内面に当接するまで膨らませる。例えばガス配管用ポリエチレン管で使用される高密度ポリエチレンの軟化点は１００℃〜１２０℃の範囲にある。更新管が元の形状に復元した後、更新管内に圧力を印加しながら冷却を行う。なお上記の加熱工程は更新管を挿通する時の余熱が在るうちに実施することが望ましい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の牽引治具によれば、牽引ロープの自由端側に固着された熱可塑性樹脂からなる板状部材が熱可塑性樹脂からなる更新管と熱融着されるため、全体が扁平形状に形成されているので、既設配管内との摩擦抵抗が小さくなり、複雑に折れ曲がった既設管内に熱可塑性樹脂管を円滑に挿通させることができると共に、大きな牽引力をかけても牽引治具が外れるのを防止することができる。また本発明のインサーション工法によれば、牽引治具を更新管に容易に接続することができ、しかも牽引治具は既設管を速やかに通過できるので、短い工期で既設管を更新することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる牽引治具の正面図（ａ）、図１（ａ）をＡ方向から見た矢視図（ｂ）である。
【図２】図１の牽引治具を構成する部品を示す平面図（ａ）、図２（ａ）をＢ方向から見た矢視図（ｂ）である。
【図３】図２の部品を組み立てる途中の状態を示す平面図（ａ）、図３（ａ）をＣ方向から見た矢視図（ｂ）である。
【図４】図２の部品を組み立てた状態を示す平面図（ａ）、図４（ａ）をＤ方向から見た矢視図（ｂ）である。
【図５】牽引治具に熱可塑性樹脂管を接続する状態を示す正面図（ａ）、図５（ａ）をＥ方向から見た矢視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わるインサーション工法の更新管を既設管に挿通する状態を示す概略断面図である。
【図７】加熱装置の概略正面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係わるインサーション工法の更新管を既設管に挿通した後の状態を示す概略断面図である。
【図９】既設管内に熱可塑性樹脂管を挿通した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｈ１：立て抗
Ｈ２：立て抗
１：架台
２：デフォーマ
３：接続ガイド管
４：既設管
５：牽引治具
５ａ：ワイヤロープ
５ｂ：スリーブ
５ｃ：板状挟着部材
６：牽引用ワイヤ
７ａ、７ｂ：ガイドローラ
８：ウインチ
１０：更新管
２０：加熱装置
２０ａ：加熱炉
２１：送風ダクト
２２：ブロアー
２３：吸引ダクト
２４：廃熱回収ダンパー
２５：温度センサ
２６：ヒータ
２７：コントローラ
【図１】
2004330612.tif 000003
【図２】
2004330612.tif 000004
【図３】
2004330612.tif 000005
【図４】
2004330612.tif 000006
【図５】
2004330612.tif 000007
【図６】
2004330612.tif 000008
【図７】
2004330612.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004330612.tif 000011