(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側縁部に接合部が形成された長尺状の帯状体を、管渠内面に接合部を螺旋状に接合させながら製管機により製管するとともに、管渠と新たに形成された螺旋管との隙間に高粘度モルタルを注入する既設管の更生方法であって、管渠内に混練部を有するポンプを設置し、フロー値が２００ｍｍ以上の低粘度モルタルを地上から配管を通じて前記混練部を有するポンプに供給するとともに、粘度を増加させる添加剤を前記混練部に供給して混練することによりフロー値が２００ｍｍ未満の高粘度モルタルとし、前記ポンプにより前記隙間に高粘度モルタルを注入することを特徴とする既設管の更生方法。
【請求項２】
前記混練部を有するポンプが、モルタルを一定量押し出すための領域と、添加剤を供給する流入口が設けられ、モルタルと添加剤とを混練する領域とを備えていることを特徴とする請求項１記載の既設管の更生方法。
【請求項３】
前記混練部を有するポンプが、モルタルと添加剤を混練する領域と、混練された高粘度モルタルを前方に圧送する領域とを備えていることを特徴とする請求項１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、両側縁部に接合部が形成された長尺状の帯状体を、管渠（以下「既設管」と言う。）内面に接合部を螺旋状に接合させながら製管機により製管するとともに、既設管と新たに形成された螺旋管との隙間にモルタルを注入する既設管の更生方法に関し、より詳細には、既設管更生時のモルタル裏込め工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、既設管の更生方法として、図３及び図４に示すように、既設管１０内に設置された製管機１１によって、両側縁部に接合部が形成された可撓性を有する帯状のプロファイル１３ａを螺旋状に巻回・接合しつつ螺旋管（更生管）１３を成形して既設管１０内に挿入し、同時に、既設管１０と新設された螺旋管１３との隙間１２に裏込め材であるモルタルを注入充填する既設管の更生方法、いわゆる製管同時裏込め工法が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、既設管１０と螺旋管１３との隙間１２に裏込め材であるモルタルを注入充填する際には、既設管１０内に挿入された螺旋管１３の一端部から既設管１０と螺旋管１１との間の隙間１２に、裏込め材であるモルタルの供給ホース１４の注入ノズル１４ａを挿入してモルタルを注入充填していた。
【０００４】
このモルタルは、従来は水セメント比の小さく設定した高粘度のものであり、このようなモルタルを２０ｋｇなどバッチ単位で混練し、そのバッチ単位で既設管１０内を人力で搬送し、既設管１０内の製管機１１近傍に設置されたポンプ（図示省略）に投入して、供給ホース１４から隙間１２に注入充填していた。
【特許文献１】特公平３−４８３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来は、裏込め材であるモルタルを例えば地上に設置された小型バッチ式混練機（図示省略）で混練し、混練したモルタルを人間が既設管内に入って製管機のところまで搬送していた。これは、例えば地上から配管（ホース）を用いて製管機近傍に設置されたポンプまで圧送しようとしても、モルタルの粘度が高いため、近距離でしか使用できず、遠距離になった場合には送ることができなかったからである。そのため、モルタル裏込め工法は手間と工数がかかるといった問題があった。さらに、管径の小さな管渠では人間が入れないので更生させることが困難であった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、人手による搬送を解消し、ホースによる圧送を可能とすることで、工数の削減と手間の簡略化を図った既設管の更生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の既設管の更生方法は、両側縁部に接合部が形成された長尺状の帯状体を、管渠内面に接合部を螺旋状に接合させながら製管機により製管するとともに、管渠と新たに形成された螺旋管との隙間に高粘度モルタルを注入する既設管の更生方法であって、管渠内に混練部を有するポンプを設置し、フロー値が２００ｍｍ以上の低粘度モルタルを地上から配管を通じて前記混練部を有するポンプに供給するとともに、粘度を増加させる添加剤を前記混練部に供給して混練することによりフロー値が２００ｍｍ未満の高粘度モルタルとし、前記ポンプにより前記隙間に高粘度モルタルを注入することを特徴とする。ここで、フロー値は、ＪＩＳＲ５２０１に準拠した。
【０００８】
本発明の既設管の更生方法において、前記混練部を有するポンプが、モルタルを一定量押し出すための領域と、添加剤を供給する流入口が設けられ、モルタルと添加剤とを混練する領域とを備えた構造であってもよい。
【０００９】
本発明の既設管の更生方法において、前記混練部を有するポンプが、モルタルと添加剤を混練する領域と、混練された高粘度モルタルを前方に圧送する領域とを備えた構造であってもよい。
【００１１】
また、添加剤としては、メタカオリン、アタパルジャイト、ベントナイトの何れか１種以上を水に分散させたものであり、さらに分散剤として例えばリン酸塩系化合物を含んで構成されている。
【００１２】
分散剤としては、トリポリリン酸ナトリウムやチトラポリリン酸ナトリウムなどがある。また、リン酸塩系化合物としては、ピロリン酸ナトリウムなどがある。
【００１３】
また、添加剤としての組み合わせの一例としては、メタカオリン３５重量部、リン酸塩０．７重量部、水１００重量部とした組み合わせがある。
【００１４】
このように、モルタルを低粘度で混練することにより、一般的なセメントミキサーでの混練及びアジテーターでの一時保管が可能となり、かつ、ホースでの安定した一定量の長距離輸送（圧送）が可能となる。また、添加剤もメタカオリン、アタパルジャイト、ベントナイトの何れか１種以上とリン酸塩系化合物を含んだ低粘度のものであり、ホースでの安定した一定量の長距離圧送が可能となる。これにより、低粘度のモルタルと添加剤とを地上からホースで既設管内の製管機近傍まで圧送し、既設管と螺旋管との隙間に注入する直前に一定比率で混合することにより、増粘されたモルタルを隙間に一定量確実に注入することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の既設管の更生方法によれば、フロー値が２００ｍｍ以上の低粘度モルタルを地上から配管により製管機まで圧送し、管渠と螺旋管との隙間への注入前に、低粘度モルタルと粘度を増加させる添加剤とを混練してフロー値が２００ｍｍ未満の高粘度モルタルとした状態で隙間に注入するように構成したので、地上から製管機までの距離が遠距離になった場合でも、高粘度モルタルを隙間に一定量確実に注入することができる。また、人手による搬送が不要となることから、工数の削減と手間を簡略化することができる。さらに、人間が入れない管径の小さな管渠の更生も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態の既設管の更生方法は、両側縁部に接合部が形成された長尺状の帯状のプロファイルを、既設管の内面に接合部を螺旋状に接合させながら製管機により製管するとともに、既設管と新たに形成された螺旋管との隙間に高粘度モルタルを注入する既設管の更生方法、いわゆる製管同時裏込め工法に適用される。
【００１８】
すなわち、流動性の高い低粘度モルタル（以下「Ａ液」とも言う。）を地上から配管により製管機まで圧送し、隙間への注入前に別途配管により供給されるモルタルの粘度を増
加させる添加剤（以下「Ｂ液」とも言う。）を添加することにより高粘度モルタルとし、その高粘度モルタルを既設管と螺旋管との隙間に注入するものである。
【００１９】
Ａ液は、原料として、セメント（普通セメント、早強セメントなど）、無機質混和材（高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒュームなど）、膨張剤（アルミニウム粉、ＣＳＡなど）、混和剤（ポリカルボン酸塩系、ナフタリンスルホン酸塩系など）、ポリマーディスパージョン（アクリル系、ＳＢＲ系、酢酸ビニル系など）が含まれている。これらを混練したＡ液は、流動性の高いフロー値２００ｍｍ以上の低粘度モルタルとなっている。
【００２０】
Ｂ液は、メタカオリン、アタパルジャイト、ベントナイトの何れか１種以上を含み、さらにリン酸塩系化合物からなる分散剤と水とを含んでおり、こちらもフロー２００ｍｍ以上の添加剤となっている。
【００２１】
図１は、本実施形態の更生方法を実施するための各装置の配置関係を示している。
【００２２】
図中の符号１０は既設管、１１は製管機、１３は螺旋管、１３ａはプロファイル、１４は供給ホース、１４ａは注入ノズルであり、これらの構成は図３及び図４に示した従来のものと同様であるので、同符号を付している。また、図中の符号１５はプロファイル供給機であり、本実施形態では台車１６に載せて、製管機１１と共に既設管１０内を螺旋管成形方向（図中、矢符Ｘにより示す）に移動するようになっている。ただし、プロファイル供給機１５は地上に設置してもよい。
【００２３】
一方、製管機１１を挟んでプロファイル供給機１５と反対側に、モルタル混練／供給ポンプ２１と製管機１１を油圧駆動するための油圧ユニット３１とが台車４１上に設置された状態で配置されている。
【００２４】
モルタル混練／供給ポンプ２１は、図２に示すように、Ａ液（低粘度モルタル）を一定量押し出すための定量供給部２２と、Ａ液の粘度を増加させるためのＢ液をＡ液に対して一定比率で供給して混練する混練部２３とを備えており、定量供給部２２と混練部２３とを仕切る仕切壁には、定量供給部２２から混練部２３にＡ液を一定量ずつ押し出すための流入孔２４が設けられている。また、定量供給部２２にはその上部にＡ液流入口２２ａが設けられ、混練部２３にはその上部にＢ液流入口２３ａが設けられている。さらに、混練部２３の前方には、先端部に注入ノズル１４ａ（図１参照）が取り付けられた供給ホース１４の後端部が接続されている。このモルタル混練／供給ポンプ２１は、１軸押出成形機であり、定量供給部２２及び混練部２３に設けられた各スクリュー２２ｂ及び２３ｂによって、Ａ液及びＡ液とＢ液とがそれぞれ均一に混練されるようになっている。
【００２５】
一方、地上には、油圧ユニット３１に電力を供給するための発電機３２、Ａ液を混練するモルタルミキサー（通常のセメントミキサー）３３、混練したＡ液を一時保管するアジテーター３４、Ａ液をモルタル混練／供給ポンプ２１の定量供給部２２に圧送するためのＡ液ポンプ３５、Ｂ液を混練して一時保管するＢ液タンク３６、Ｂ液をモルタル混練／供給ポンプ２１の混練部２３に圧送するためのＢ液ポンプ３７が配置されており、Ａ液ポンプ３５とモルタル混練／供給ポンプ２１の定量供給部２２のＡ液流入口２２ａとがＡ液用ホース３８で接続され、Ｂ液ポンプ３７とモルタル混練／供給ポンプ２１の混練部２３のＢ液流入口２３ａとがＢ液用ホース３９で接続されている。
【００２６】
すなわち、地上において、モルタルミキサー３３により上記組成からなるＡ液を混練し、フロー値２００ｍｍ以上の流動性の高い低粘度モルタルとしてアジテーター３４に一時保管する。そして、Ａ液ポンプ３５により混練したＡ液をＡ液用ホース３８を介してモルタル混練／供給ポンプ２１の定量供給部２２に圧送する。これと同時に、Ｂ液タンク３６により上記組成からなるＢ液を混練して一時保管し、Ｂ液ポンプ３７により混練したＢ液をＢ液用ホース３９を介してモルタル混練／供給ポンプ２１の混練部２３に圧送する。
【００２７】
そして、定量供給部２２に供給されたＡ液はここでさらに均一に混練され、次の混練部２３において添加剤であるＢ液が添加され、Ａ液とＢ液が一定比率で混練されることにより、Ａ液であるモルタルをフロー値２００ｍｍ未満に増粘させることにより高粘度モルタルとし、その高粘度モルタルを、供給ホース１４の注入ノズル１４ａから既設管１０と螺旋管１３との隙間１２（図３参照）に注入する。
【００２８】
なお、上記実施形態では、発電機３２、モルタルミキサー３３、アジテーター３４、Ａ液ポンプ３５、Ｂ液タンク３６、Ｂ液ポンプ３７を地上に配置しているが、場合によっては既設管１０内の油圧ユニット３１の前方側（図１中左側）に配置し、台車等に搭載して製管機１１と共に移動できるようにしてもよい。
【００２９】
次に、モルタルを注入する方法の他の例を図５（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【００３０】
まず、この例では、混練部を有するポンプとして、図５に示す混合充填ポンプ１０１を製管機１１の近傍に配置し、その混合充填ポンプ１０１を用いて、既設管１０と螺旋管１３との隙間１２に増粘状態の高粘度モルタルを注入する。
【００３１】
図５に示す混合充填ポンプ１０１は、地上から圧送された流動性の高い低粘度モルタル（Ａ液）と添加剤（Ｂ液）とを均一に混練する２軸スクリュー型混合機１０２と、この２軸スクリュー型混合機１０２にて均一に混合された増粘状態の高粘度モルタルを注入ノズル１４ａに圧送するスネークポンプ１０３を備えている。
【００３２】
これら２軸スクリュー型混合機１０２及びスネークポンプ１０３はそれぞれ台車（図示せず）上に搭載された状態で、既設管の内部に搬入され製管機１１の近傍に配置される。
【００３３】
２軸スクリュー型混合機１０２の２つの材料投入口１２１，１２２にはそれぞれ地上からのＡ液用ホース３８及びＢ液用ホース３９（図１参照）が接続される。また、２軸スクリュー型混合機１０２の押出口１２３は連結ホース１０４を介してスネークポンプ１０３の吸込口１３１に接続されている。なお、図５において、２軸スクリュー型混合機１０２及びスネークポンプ１０３をそれぞれ駆動する電動機などの機構は図示を省略している。
【００３４】
２軸スクリュー型混合機１０２は、２軸スクリューによる半バッチ式の混合機であって、２つの材料投入口１２１，１２２にそれぞれ供給されたＡ液とＢ液とを、２軸のスクリュー１２０、１２０にて均一に混練しながら前方（押出口１２３側）に押し込んでゆく。このように２軸スクリュー型混合機１０２によってＡ液とＢ液が一定比率（［Ａ液］：［Ｂ液］＝［７〜１５］：［１］）で混練されることにより、Ａ液であるモルタルがフロー値２００ｍｍ未満に増粘される。
【００３５】
スネークポンプ１０３は、例えば、弾性的で復元力のある略横向きＵ字状の弾性筒体（図示せず）と、その弾性筒体のいずれかの部分（一部）を常に圧迫して閉鎖状態とする押圧ローラ（図示せず）とを備えており、前記押圧ローラの駆動回転に伴う弾性筒体の圧迫位置（挾圧位置）の移動によって弾性筒体内の流体つまり２軸スクリュー型混合機１０２にて増粘された高粘度モルタルを一方向に圧送するように構成されている。
【００３６】
そして、以上のスネークポンプ１０３の吐出口１３２に供給ホース１４を接続することにより、この供給ホースの先端の注入ノズル１４ａから、フロー値が２００ｍｍ未満の高
粘度モルタルを既設管１０と螺旋管１３との隙間１２（図３参照）に注入することができる。
【００３７】
なお、図５に示す２軸スクリュー型混合機１０２では、スクリュー１２０の羽根の向きを押出方向に一定としているが、例えば、図６に示すように、材料投入口１２１，１２２の付近の羽根の向きを逆向きにしたスクリュー２２０を使用すれば、混練度が向上するので、Ａ液とＢ液とをより一層均質に混合することができる。また、スクリュー型混合機は２軸に限られることなく、３軸以上の多軸スクリュー型混合機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の更生方法を実施するための各装置の配置関係を示す説明図である。
【図２】モルタル混練／供給ポンプの説明図である。
【図３】製管同時裏込め工法による既設管の更生方法の説明図であり、製管機を正面より見た図である。
【図４】製管同時裏込め工法による既設管の更生方法の説明図であり、製管機部分を示す一部破断した状態の斜視図である。
【図５】本発明の既設管の更生方法に用いる混合充填ポンプの構成を模式的に示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）を併記して示す図である。
【図６】混合充填ポンプを構成するスクリュー型混合機の他の例を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  既設管（管渠）
１１  製管機
１２  隙間
１３  螺旋管（更生管）
１３ａ  プロファイル
１４  供給ホース
１４ａ  注入ノズル
１５  プロファイル供給機
１６  台車
２１  モルタル混練／供給ポンプ
２２  定量供給部
２２ａ  Ａ液流入口
２３  混練部
２３ａ  Ｂ液流入口
２４  流入孔
３１  油圧ユニット
３２  発電機
３３  モルタルミキサー
３４  アジテーター
３５  Ａ液ポンプ
３６  Ｂ液タンク
３７  Ｂ液ポンプ
３８  Ａ液用ホース
３９  Ｂ液用ホース
１０１  混合充填ポンプ
１０２  ２軸スクリュー型混合機
１２０  スクリュー
１２１，１２２  材料投入口
１２３  押出口
１０３  スネークポンプ
１３１  吸引口
１３２  吐出口
１０４  連結ホース
【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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