(57)【要約】【課題】  ライニング時に更生材が移動せず、マンホール内周壁の更生が必要な箇所を確実にライニング更生でき、しかも通常の更生材を利用できる故に、材料や施工工事に掛かる手間やコストを減らすことができるマンホールの更生工法を提供することにある。【解決手段】  マンホール内に筒状更生材を挿入しその筒状更生材の内側に加圧袋を挿入し、加圧袋が、袋の硬質管の上端部及び下端部に外向きに固定された鍔に、加圧袋の上面部と下面部とが取り付けられ、円筒袋状本体が該上面部及び下面部の外周部同士を連結して取り付けられ、筒状更生材を加熱してその内周面の表面温度が所定温度以上とし、加圧袋内に水または空気を圧入して膨張させることで筒状更生材を内側から加圧し拡径させ、筒状更生材とマンホールとの間に配置された裏込め材を介して、筒状更生材外周面をマンホール内面に密着させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側から加熱加圧することで膨張する熱可塑性樹脂製の筒状更生材でマンホール内周面を内張り更生するマンホール更生工法において、マンホール内に筒状更生材を挿入しその筒状更生材の内側に加圧袋を挿入し、該加圧袋が、柔軟性のある材料で形成され、袋の硬質管の上端部及び下端部に外向きに固定された鍔に、加圧袋の上面部と下面部とが取り付けられ、円筒袋状本体が該上面部及び下面部の外周部同士を連結して取り付けられ、上面部に水又は空気の圧入口が設けられ、下面部に水又は空気の排出口が設けられ、円筒袋状本体の軸方向の長さが、更生されるマンホールの軸方向の側壁長さ以上とされ、円筒袋状本体の膨張後の直径が、筒状更生材の拡径後の内径よりも大きくされており、筒状更生材を加熱してその内周面の表面温度が所定温度以上とし、加圧袋内に水または空気を圧入して膨張させることで筒状更生材を内側から加圧し拡径させ、筒状更生材とマンホールとの間に配置された裏込め材を介して、筒状更生材外周面をマンホール内面に密着させることを特徴とするマンホールの更生工法。
【請求項２】
上記筒状更生材が熱可塑性樹脂の発泡体であることを特徴とする請求項１記載のマンホールの更生工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、老朽化したマンホールの内面をライニング工法で更生する工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水道における既設の老朽化したマンホールを、内張りライニング工法で更生する工法としては、内張りに用いる管形状のライニング材を、その外径を既設マンホールに挿入可能な程度に細くなるように折り畳んでマンホール内に挿入した後、ライニング材の内部に加熱・加圧スチームを導入してライニング材を元の管形状に復元し、更に拡径してマンホール壁にライニングした後、冷却固化するという方法が実施されていた。
【０００３】
しかし、従来の加熱・加圧スチームにより復元させるライニング材は一般に管形状であり比較的厚みの薄いものであるため、強度が十分に大きいものではなく、また一般に、更生の対象となる既設マンホールは、地下水が連続して流入している場合が多く、このようなマンホールでは、厚みの薄い管形状ライニング材による更生だけでは不十分であった。
【０００４】
また、更生の対象となるマンホールが大きくなるにつれその最深部の深さが深くなり、更生後にライニング材に掛かる外水圧が大きくなるため、それに耐え得るだけの厚さがあるライニング材を用いる必要がある。例えば、いわゆる１号マンホールの場合では、その最深部深さは約４ｍ程度となり、塩化ビニル樹脂製のライニング材を用いて内張りライニング更生をする場合では、通常、ライニング材の厚さを１５ｍｍ〜２０ｍｍとしなければ外水圧に耐えることができない。
【０００５】
そのような厚みが厚いライニング材を用いてマンホールを更生する方法として、既設マンホールの内部に、周壁に多数の棒状ヒーター挿入孔を有する合成樹脂製の筒形ライニング材を挿入し、棒状ヒーターにより筒形ライニング材を加熱し、昇温軟化状態の筒形ライニング材の内部に、ライニング材拡大用袋を小さく折り畳んで挿入し、該袋を膨らませて筒形ライニング材を既設マンホールの内周壁に沿うように変形せしめ、変形後のライニング材を冷却固化後、袋を取り出す方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−３３９９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記特許文献１の方法では、ヒーターを挿入するための孔が周壁に設けられるためにライニング材の強度が低下するので、必要な強度を確保するためには、ヒーター挿入孔のないものと比較して、より厚い周壁としなければならない。更に、ライニング材に多数の孔を設ける手間もあり製造に手間が掛かる。又、ライニング材を拡径した後、棒状ヒーターの挿入口にはポリマーセメントペースト等の充填剤を流し込まれるため、棒状ヒーターは埋め殺しになってしまうので、施工コストが高くなるという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献１においては、ライニング材拡大用袋がテント地やそのほかの気密性のある織布とされ、これに加圧蒸気を導入し、ライニング材をマンホール壁内に沿うように変形した後、蒸気を空気に切り換えて冷却するようにされている。しかしながら、この方法では、膨張前にはライニング材拡大用袋は折り畳まれてライニング材の中に挿入されており、これを膨張させる際に該袋は直径が大きくなると同時に上又は下方向にも拡大していく。従って、膨張時に、該袋はその外側に接触するライニング材を上又は下方向に移動させることが起こり、最初に設定したライニング材が動いてその位置がずれてしまい、必要な箇所がライニングできなくなるという恐れがある。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ライニング時に更生材が移動せず、マンホール内周壁の更生が必要な箇所を確実にライニング更生でき、しかも通常の更生材を利用できる故に、材料や施工工事に掛かる手間やコストを減らすことができるマンホールの更生工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１記載のマンホールの更生工法（発明１）は、内側から加熱加圧することで膨張する熱可塑性樹脂製の筒状更生材でマンホール内周面を内張り更生するマンホール更生工法において、マンホール内に筒状更生材を挿入しその筒状更生材の内側に加圧袋を挿入し、該加圧袋が、柔軟性のある材料で形成され、袋の硬質管の上端部及び下端部に外向きに固定された鍔に、加圧袋の上面部と下面部とが取り付けられ、円筒袋状本体が該上面部及び下面部の外周部同士を連結して取り付けられ、上面部に水又は空気の圧入口が設けられ、下面部に水又は空気の排出口が設けられ、円筒袋状本体の軸方向の長さが、更生されるマンホールの軸方向の側壁長さ以上とされ、円筒袋状本体の膨張後の直径が、筒状更生材の拡径後の内径よりも大きくされており、筒状更生材を加熱してその内周面の表面温度が所定温度以上とし、加圧袋内に水または空気を圧入して膨張させることで筒状更生材を内側から加圧し拡径させ、筒状更生材とマンホールとの間に配置された裏込め材を介して、筒状更生材外周面をマンホール内面に密着させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明（発明２）は、上記筒状更生材が熱可塑性樹脂の発泡体であることを特徴とする発明１のマンホールの更生工法である。
【００１１】
本発明に用いられる筒状更生材は、加熱して内部から加圧すると拡径する合成樹脂製の筒状体であれば特に制限されない。即ち、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＳ（ポリスチレン）等の熱可塑性合成樹脂管が挙げられる。又、別の例としては、例えばＰＶＣ管を押し出し成型し、その管を、Ｔｇ〜Ｔｇ＋４０℃の温度範囲で縮径して直径を細く変形させて冷却した、又は軸方向に沿って凹状に嵌入させ断面凹状に変形させて冷却し外径が細くなるように変形した管等が挙げられる。この管は、Ｔｇ以上に加熱することで形状が円形に復元する又は直径が元の太さに復元する、いわゆる形状記憶性を有する管である。
【００１２】
更生材の肉厚さは、更生されるマンホールの深さにより適宜決められる。例えば、上記ＰＶＣ製形状記憶管で１号マンホール（外径９００ｍｍ、マンホール内軸方向の側壁長さ４ｍ）を内張りライニング更生する場合では、更生材の厚さは、１５ｍｍ以上とされる。本発明においては、更生材を加熱する方法は特に限定されない。即ち、更生材外側又は内側を高温水蒸気や熱風等で加熱しても良く、また外面又は内面に電気ヒーター等を接触させて通電発熱し、所定の温度になったらヒーターを取り外す方法などが挙げられる。
【００１３】
筒状更生材の外径は、更生されるマンホールの直径よりも細くなるように変形される。従って、更生工事のために、筒状更生材をマンホールの入口からマンホール内部に挿入することが容易となる。
【００１４】
筒状更生材は、上記各種樹脂を押し出し成形し、５倍〜２０倍に発泡して架橋した発泡体であっても構わない。この場合の発泡体は、１００℃以上の耐熱性を有し、従来のＰＥフォームやＥＶＡ（エチレンビニルアセテート共重合樹脂）と比較して耐熱収縮率が小さくかつ剛性が高いものであることが好ましい。熱収縮率があまりに高いと、更生後温水が流れた際に収縮する可能性があり、剛性があまりに低いと更生後内側に撓むという問題点が発生する可能性があるので、更生するマンホールのサイズや深さに応じて、適宜選択して用いられれば良い。発泡体であれば軽量となるので、ライニング作業が容易となる。また、発泡体は更生樹脂で作成されていても良い。
【００１５】
本発明の加圧袋は、筒状のライニング更生材の中に挿入して袋の中に加圧流体を圧入して膨張させ、ライニング材を内側から押す作用を有するものである。従って、加圧袋自体は、必ずしも高度な伸長率は必要としない。
【００１６】
加圧袋は、その内部に圧入される流体が高温の水蒸気や熱風とされて、加圧袋の外側に配置される筒状更生材を加熱することもあるため、袋の材質としては、フレキシブルであり、かつ耐熱性、耐圧性に優れたものであることが好ましい。又、これらの流体による圧力で破損したり、流体が漏れ出したりしないために、高度な気密性が必要である。このような条件を満たす材料として、例えば一例として、有機繊維、ガラス繊維等で補強した、ＰＥやＰＰ、ビニル系樹脂、アミド系樹脂等の熱可塑性樹脂樹脂類；同様に繊維補強された合成ゴム等；或いは消火用ホース等に代表されるような織布等が挙げられる。
【００１７】
加圧袋は円筒形状であり、袋が膨張した後の外径は、拡径後の更生管の内径以上が必要である。例えば１号マンホール（外径９００ｍｍ）の更生を行う際に用いる場合では、８００ｍｍ〜９００ｍｍのものとする。高さは、更生対象のマンホールの深さ即ちマンホール蓋部からインバート部までの長さに見合った長さを確保されれば良い。
【００１８】
円筒状加圧袋は、その内部に、加圧流体を圧入される。従って、内圧が掛かった場合に、直径方向以外に円筒の上又は下方向にも膨張する力が働くため、膨張中に袋が移動しないように上又は下方向に働く力を拘束する必要がある。そのために、本発明に用いられる加圧袋は、芯管として鉄管等の硬質管の上端部及び下端部に外向きに鍔を取付け、その鍔に、加圧袋の上面部と下面部とを取付け、該上面部及び下面部の外周部同士を連結して円筒状の袋本体を取り付けて構成される。上面部には水又は空気の圧入口を設け、下面部にはそれらの排出口を設ける。圧入口又は排出口は、円筒状加圧袋の側面に設けられていたら水又は空気の圧入ができず、又ライニング後のそれらの排出が困難であるために、上面部又は下面部に取り付けられる鍔部、又は上面部、又は下面部に設けられれば良い。
【００１９】
即ち、この加圧袋は、芯管と芯管の上下に固定される鍔部と、フレキシブルな材料で構成される円筒状加圧袋本体と、加圧袋本体と鍔部とに固定されて封鎖している上面部と同下面部とから構成され、それらにより構成された空間に圧力流体が圧入されて円筒状加圧袋の直径が膨張し、しかも軸方向には伸びないようにされたものである。但し、鍔部に固定される上面部又は下面部の直径がマンホール内に挿入できてかつ十分に大きい場合には、加圧袋をマンホール内で拡径膨張した際に、マンホールの上方部内壁又は底面部内壁に突きあたりそれ以上移動しないので、必ずしも芯管が必要であるとは限らない。
【００２０】
上記上面部又は下面部に取り付けられる鍔の外径は、外径が細く折り畳まれた筒状更生管の直径よりも小さくされる。従って、円筒状加圧袋は、マンホール内の挿入された筒状更生管の内部に挿入することができる。また、上記芯管の長さは、更生されるマンホールの深さ即ちライニング更生されるマンホール側面長さとほぼ一致するようにされる。短すぎると、加圧袋が膨張しても筒状更生材内部に均等に接触せず、筒状更生材が不均一に拡径する又は拡径しない部分ができてしまう恐れがある。また、マンホールの軸方向に沿った更生される内側壁長さよりも長くてもライニングは行われるので加圧袋の長さは特に制限されることはないが、あまりにも長いと膨張余長が大きくなりライニング時の作業性が悪くなるので、状況に応じて適宜選択されれば良い。
【００２１】
鉄管等の芯管は、その上下に取り付けられた鍔と共に、加圧袋が上又は下方向に膨張することを防止する機能を有すると共に、その重量が適度に重いので、加圧袋膨張時に下面が大きくは動かない用にする重しの効果が発揮される。従って、更生材をその内側から押し広げる際に、更生材の最初の配置位置から更生材が動くことが少なく、ライニングが確実に行われるようになる。
【００２２】
鍔は硬質の円板形状である。円板状鍔は中心部に貫通孔が設けられていても、いなくても良い。いずれの形状にしても、円板状鍔の中心と芯管の中心とが一致して、芯管の端部に固定される。鍔には、その周囲に加圧袋の上面部又は下面部が固定されて上又は下方向に膨らむことを防止する機能を有するので、曲げ強度が高い硬質な板であれば良い。例えば、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂板；ガラス繊維、カーボン繊維、合成樹脂繊維等で補強した熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の繊維強化樹脂板；鉄、アルミニウム、ステンレススチール等金属板；木板、木と合成樹脂の複合板等の天然材の板等が挙げられる。
【００２３】
芯管と鍔とは、それらが構成される材料によって、溶接、接着、又は芯管端部をフランジ状に折り返しそこに貫通孔を設け鍔にも貫通孔を設けてその貫通孔にボルト等を挿通してナットで緊結する方法等、適宜状況に応じて固定されれば良い。
【００２４】
圧入口又は排出口の取付け構造としては、例えば一例として、上面又は下面の鍔部にカプラー等の雄部を固定し、これにカプラー等の雌部を取り付けた耐熱性又は耐圧性のホースを差し込む構造等が挙げられる。また、圧入口又は排出口の流路開閉方法は通常の開閉バルブを用いる方法で良く、仮にバルブ位置がマンホール底面近傍にある場合は、加圧袋の上面に開閉レバーを設け、バルブと開閉レバーとを連結棒等で連結して、レバーを動かすことで、バルブを開閉可能なようにされていても良い。
【００２５】
圧入口等の取り付け方法は、その取付け部から蒸気、水、空気等が漏れ出さない方法で取り付けられれば良く、特に限定されない。例えば、上面に流体圧入口を設ける場合には、加圧袋の一部を構成している鍔部又は加圧袋の上面部に貫通孔を設け、その貫通孔に硬質管をねじ止又は溶接、接着等の方法で固定してこれにバルブを取り付ける方法などが挙げられる。また、芯管の管壁に貫通孔を設け、この貫通孔にエルボ等の曲がり継手を固定して上方に曲げ、これに硬質管を接続する方法等が挙げられる。
【００２６】
鍔と加圧袋の上面部又は鍔と同下面部との取り付け方法は、その取付け部から蒸気、水、空気等が漏れ出さない方法で取り付けられれば良く、特に限定されない。例えば、鍔部の外径と同じ外径の押さえリング等を用意し、押さえリングと鍔とを貫通するねじ孔を複数個設け、鍔部を覆って上記フレキシブルな材質で構成される上面部を配置して上記貫通孔箇所孔を開け、その上から押さえリング置いて上記貫通孔にボルトを挿通しナットで固定する方法等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、加圧袋が上又は下方向に膨張することがないので、最初に配置した更生材が移動することがない。従って更生材はマンホールの内壁の更生を要する箇所を確実にライニングできる。更に、そのために用いられる更生材は、一般的なライニング更生用の更生材が適用されれば良く、製造、施工に掛かる余計な手間やコストが掛からない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の、既設マンホール内部に形状記憶性能を有する筒状更生材が挿入され、更にその内部に折り畳まれた加圧袋が挿入された状態の一例を示す縦断面図である。図２は、加圧袋が膨張して筒状更生管をモルタル等を介してマンホール周壁にライニングしている様子を示す縦断面図である。図３及び図４は、本発明に用いられる加圧袋の構造の一例を示す縦断面図である。
【００２９】
既存の老朽化したマンホールＭ内に、マンホールＭの入口から、加熱、加圧することで形状が円形に復元しかつ拡径するＰＶＣ製ライニング更生用の更生材１が挿入されてマンホール底面インバートの中央部に配置され、更生材１の中に、円筒状加圧袋が折り畳まれて挿入されている。更生材は下端部が開放され、その長さがマンホールの内壁長さと同一となるように採寸してある。
【００３０】
図２は、ここに用いられた加圧袋２の構造を示す断面図である。鉄管製芯管３の両端部に外向きに鉄製鍔３１、３２が溶接して設けられ、それぞれに、テント地の内面をゴムライニングしたフレキシブルな加圧袋２の上端面２１及び下端面２２が取り付けられている。加圧袋の上端面２１は、上側鍔３１と固定リング３１１とで挟まれ、また、下端面２２は下側鍔３２と固定リング３２１とで挟まれてそれぞれ、ボルトとナット等で固定されている。加圧袋２の上端面２１及び下端面２２の円周部に、円筒状に加圧袋２の本体２２が取り付けられ、芯管３と、上下の鍔３１、３２と、上面部２１と、下面部２２と、加圧袋２本体２３とで、空間が構成されている。上側の鍔部３１には、蒸気の圧入口５が設けられ、外部に配置されたボイラー（図示せず）からの高温高圧蒸気を加圧袋２内部に供給するようにされている。
【００３１】
なお加圧袋の構造は図２の構造に限らず、例えば図３に示すような構造とされていても構わない。図３は、加圧袋２の構造の別の一例で、その上半分を示す断面図である。この場合では、両端部が雄ねじ４１とされた鉄棒４の上端部に上側支持ワッシャー４２（下側支持ワッシャー４３）が設けられ、この支持ワッシャー４２、４３を覆って、円筒状のゴム引きクロス製加圧袋２が被せられている。加圧袋２の上面部２１を挟んで支持ワッシャー４２と上側押さえワッシャー４２１とがナットで固定されている。下半分（図示せず）も、上半分と同様の構造とされており、加圧袋２の下面部２２を挟んで下側支持ワッシャー４３と押さえワッシャー４３１とが、ナット４４で固定されている。この構造では、圧力流体が圧入される空間は加圧袋全体となり、圧力流体の圧入孔や安全弁又は水抜き弁（いずれも図示せず）は、加圧袋２の上面部２１又は下面部２２に設けられる。
【００３２】
上側の鍔部４１には、空気抜き兼圧力過昇防止用の安全弁６が設けられる。また、下方鍔部４２近傍の芯管９の側面には、水抜き弁７が設けられ、マンホールＭ上方から開閉棒７１で弁７の開閉が可能とされている。
【００３３】
ライニング更生工事は、まず更生材１の加熱から行う。そのために、加圧袋２の内部に高温の蒸気を圧入し、これを膨張させながら、更生材１の内側に触れるわずかに押し広げる程度まで膨張させる。この状態で放置すると、更生材１の表面は、加圧袋内に圧入された蒸気により加熱され、その温度がＴｇを超えると更生材１はその形状を元の円形状に復元していく。更生材の形状が復元するに連れて、蒸気を追加圧入していると、更生材１の形状復元がより早く且つ確実になり、完全に元の円形状に復元する。
【００３４】
更生材１が円形状に復元したら更に蒸気を圧入し、加圧袋２を膨張させる。この時、加圧袋２は、上下方向が芯管３及び上側鍔部４１、下側鍔部４２で規制されて、上又は下方向には動かない。従って、加圧袋２の外周面に接触している更生管１は、上下方向には移動せずに円周方向にのみ、均等に拡径して行く。
【００３５】
更生管の外周面がマンホール壁面に近くなったら、水蒸気の圧入を止めその圧力を保ったまま、マントールの内周面と更生材の外周面との間に、モルタル、レジンコンクリート、等裏込め材を圧入する。モルタル等の圧入に際しては、空気が残らないように十分に振動等を与えながら空気抜きを行う。通常、裏込め材の温度は、ライニング中の拡径されている更生材１の表面温度より低いので、更生材１の表面は冷却され、更生材１はその形状を保つ。
【００３６】
開閉棒７２で開閉弁７を開き加圧袋２から蒸気を抜く。その後、加圧袋２内に水を圧入すると、更生管１は内部からも冷却され確実にその形状が固定され、マンホールＭ内周壁面の内張りライニングが完了する。完了後、加圧袋から水等を抜き、マンホールＭの入口から加圧袋２を取り出す。その後、マンホールに接続されている下水管部を開口して適切に下水管接続口を補修し、底面のインバートの補修が行われ、マンホールＭの更生が完了する。
【００３７】
マンホールＭの底面がインバートでない場合は、更生材１は有底筒状とされていても構わない。即ち、インバートがないマンホールの場合では、マンホール底面を予め補修しておき、次いで上記と同様にマンホールＭ周壁をライニング補修すると、同時にマンホール底面も補修される。この後、マンホールＭに接続されている下水管部を開口してマンホール接続口を開口して適切に補修すれば、マンホールＭの更生が完了する。
【００３８】
なお、更生材を有底筒状とする方法は、特に限定されず、一般的なブロー成型法で行われれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の、既設マンホール内部に形状記憶性能を有する筒状更生材が挿入され、更にその内部に折り畳まれた加圧袋が挿入された状態の一例を示す縦断面図である。
【図２】加圧袋が膨張して筒状更生管をモルタル等を介してマンホール周壁にライニングしている様子を示す縦断面図である。
【図３】本発明に用いられる加圧袋の構造の一例を示す縦断面図である。
【図４】加圧袋の構造の別の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  更生管
２  加圧袋
２１  上面部
２２  下面部
２３  円筒状本体部
３  芯管
３１、３２  鍔部
３１１、３２１  固定リング
４  芯棒
４１  雄ねじ
４２、４３  支持ワッシャー
４２１、４３１  押さえワッシャー
４４  ナット
５  水蒸気圧入口
６  空気抜き兼圧力過昇防止弁
７  水抜き弁
７１  開閉棒
８  裏込め材
Ｍ  マンホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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