(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された複数のマンホール間の既設管の内周面に未硬化の硬化性樹脂を含む可撓性を有する補修用ライニング材を密着させて硬化させることで補修する既設管のライニング方法であって、既設管のマンホール近傍の内周面に全周にわたって溝が形成されると共に該溝に弾性を持ち且つ可撓性を有する補修用ライニング材が膨張して接触したとき該補修用ライニング材を内周面側に突出させることがないパッキンが挿入され、更に、前記パッキンに未硬化の補修用ライニング材を密着させた状態で該補修用ライニング材を硬化させることによって、前記パッキンに接触して硬化した補修用ライニング材が配置されていることを特徴とする既設管のライニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に敷設された既設管の内周面を補修用ライニング材によって補修する既設管のライニング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地中に多数の管を接続して敷設した例えば下水道管路等の管渠は、使用期間の経過に伴う敷設された管（既設管）の老巧化により、或いは地震や地盤沈下、重量車両の通行等の影響により、既設管にクラック等の破損が生じて土砂が本管内に流入したり、漏水が発生するような虞がある。このため、前記の如き不具合が生じた管渠を補修することで、更生させることが行なわれている。
【０００３】
管渠の補修方法としては、地面を掘削して補修すべき管を撤去した後新たな管を敷設する開削方式や、管渠の構成されたマンホールを利用して管渠のないしゅう面を補修する非開削方式等各種の工法が採用されている。開削方式では全く新たな管渠が構成されるため、管渠の径や管材の選択に大きな自由度があるものの、交通の障害となるという問題がある。また非開削方式では既設管の内周面にライニング等による補修を行うため、管渠の径が小さくなるという問題があるものの。交通の障害となることが少ないという利点もある。
【０００４】
特に、特公平４−５６７３８号公報に開示された技術は、複数のマンホール間に於ける補修すべき管渠の内周面をライニングすることによって、非開削方式で補修するものである。この技術では、一方のマンホールから他方のマンホールに向けてに硬化性樹脂を含有させたチューブ状の未硬化ライニング材を導入し、この未硬化ライニング材の内部に所定の圧力に調整されたガス又は液体等の流体を流入させることで未硬化ライニング材を既設管の内周面に密着させ、この状態を保持して未硬化ライニング材の内部に該未硬化ライニング材を硬化させるための機構を導入して移動させて硬化性樹脂を硬化させることで、硬化したライニング材によって管渠の内周面をライニングするものである。
【０００５】
上記技術では、硬化したライニング材が極めて高い強度を発揮するため、管渠を構成するヒューム管や陶管等の既設管がクラックの発生や他の原因により、充分な強度を保証し得ないような場合であっても、該既設管の強度に依存することなく採用することが出来るため有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記硬化性樹脂を含有した未硬化ライニング材は、硬化する際に僅かに収縮するという性質を有している。このため、硬化したライニングと既設管の内周面との間に僅かな間隙が形成されることがある。そして前記間隙が形成されている場合、クラック等が生じている管渠では、該クラックから地下水が浸透したり、流通している汚水が地盤に漏洩する等の問題が生じる虞がある。
【０００７】
上記問題を解決するために、既設管の内周面の全周にわたって止水パッキンを取り付けることがあるが、この場合、可撓性を持った未硬化ライニング材を導入してガス又は液体等の流体圧により既設管の内周面に密着させたとき、該未硬化ライニング材が高い柔軟性を有するため、止水パッキンに倣って内周面側へのリング状の突起となり必然的にシワが発生し、且つこの状態で硬化してしまうことになり、汚水の流れに対する抵抗となったり、せきとなって汚泥をせき止めてしまうという問題が生じている。
【０００８】
また既に敷設されている一般的な管渠では、マンホールの側壁に既設管となるヒューム管を接続する場合、接続部位にモルタル等を充填することで剛的に接合されている。このような管渠では、地震発生時には、既設管の挙動とマンホールの挙動とが微妙に異なり、前記接合部位に大きな力が作用して既設管の管端が破損するという問題が発生している。特に、既設管の内周面を硬化したライニング材によって補修した場合、既設管とマンホールとの接合部位に作用する力が硬化したライニング材にも作用し、該ライニング材に不都合が生じるという問題も生じている。
【０００９】
本発明の目的は、管渠を構成する既設管をライニングによって補修する際に、漏水を防止すると共に地震の影響を最小限にすることが出来るライニング方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る既設管のライニング方法は、予め設定された複数のマンホール間の既設管の内周面に未硬化の硬化性樹脂を含む可撓性を有する補修用ライニング材を密着させて硬化させることで補修する既設管のライニング方法であって、既設管のマンホール近傍の内周面に全周にわたって溝が形成されると共に該溝に弾性を持ち且つ可撓性を有する補修用ライニング材が膨張して接触したとき該補修用ライニング材を内周面側に突出させることがないパッキンが挿入され、更に、前記パッキンに未硬化の補修用ライニング材を密着させた状態で該補修用ライニング材を硬化させることによって、前記パッキンに接触して硬化した補修用ライニング材が配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記既設管のライニング方法では、既設管の内周面に全周にわたって形成した溝に弾性を持ったパッキンが挿入されており、該パッキンと接触して硬化した補修用ライニング材（ライニング材）が配置されているので、既設管に発生したクラック等を介して地下水が浸透した場合であっても、浸透した水が管渠の内部に浸入することがない。
【００１２】
特に、パッキンが既設管に形成された溝に挿入されるため、既設管の内周面からの突出高さを止水機能を発揮させるのに充分な寸法とすれば良い。従って、未硬化状態で極めて柔軟性に富んだライニング材を膨張させた場合であっても、膨張したライニング材がパッキンと接触して内周面側に突出することがなく、このライニング材が硬化したとき、パッキンと接触した部位にシワがよったり、リング状に突出したせきとなることがない。
【００１３】
更に、溝をマンホールの近傍に於ける既設管の内周面に形成することによって、既設管とマンホールとの接合部位の近傍で既設管の内周面とライニング材との密着をパッキンによって遮断することとなり、地震時或いは交通振動によって、前記接合部位に力が集中して作用するような場合であっても、この力が直接硬化したライニング材に伝達されることがない。従って、既設管とライニング材との間に不具合が生じることがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る既設管のライニング方法の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１は本発明に係るライニング方法の実施例を説明する図である。図２は図１の要部を拡大した図である。図３は既設管の内周面に溝を切削する切削装置の例を説明する図である。図４は既設管をライニングする際に既設管の内周面を洗浄する工程を説明する図である。図５は既設管に未硬化ライニング材を反転挿入する工程を説明する図である。図６は既設管に挿入したライニング材を硬化する工程を説明する図である。図７は既設管に未硬化ライニング材を引き込み挿入する工程を説明する図である。
【００１５】
本発明に係る既設管のライニング方法は、図１，図２に示すように、複数のマンホールＢの間に多数のヒューム管や陶管からなる既設管１を連続させて構成した管渠Ａの内周面をライニング材２によって更生するに際し、既設管１とマンホールＢの直壁管３との接合部の近傍に於ける既設管１に溝４を形成して止水用のパッキン５を挿入し、該パッキン５によって既設管１の内周面とライニング材２との間の隙間をシールすることで漏水を防止し得るように構成したものである。
【００１６】
管渠Ａ，マンホールＢは地中に敷設された後、長期間が経過しているのが一般的であり、管渠Ａの端部に配置された既設管１とマンホールＢを構成する直壁管３とは剛接合されている。即ち、マンホールＢの直壁管３の側面所定位置に既設管１の外径よりも大きい径を持った孔３ａが形成されており、この孔３ａに既設管１の管端を差し込んで間隙にモルタルに代表される充填材６を充填することで、両者は互いに強固に接合されている。従って、管渠ＡとマンホールＢは一体化した構造となっている。
【００１７】
本実施例に係るライニング方法では、管渠Ａを更生する際に、該管渠Ａに挿入したライニング材２は該管渠Ａの全長にわたって既設管１の内周面に密着する。従って、マンホールＢの近傍に於けるライニング材２がパッキン５によって既設管１の中心側に突出させられることがなく、該ライニング材２を硬化させたとき、シワが発生することのない円滑な内周面を形成することが可能となり、内部を流通する汚水の流れを阻害することがない。
【００１８】
特に、管渠Ａを構成する既設管１にクラック等が発生しており、且つ管渠Ａの内周面とライニング材２との間に隙間が生じているような場合であっても、管渠Ａに於ける両端部分で既設管１とライニング材２とがパッキン５によって止水されているため、既設管１に生じたクラックからの漏水が管渠Ａの内部に浸入することがない。
【００１９】
また、既設管１の内周面にライニングされたライニング材２であって、マンホールＢの近傍に於けるライニング材２は、パッキン５の影響によって既設管１と一体化することがない。このため、例えば地震発生時に、管渠ＡとマンホールＢとが異なる挙動を起こしたときに、既設管１と直壁管３との接合部に充填されたモルタルに代表される充填材６を介して大きな力が作用したときであっても、この力が直接ライニング材２に悪影響を与えることがない。
【００２０】
本発明に於いて、管渠Ａを構成する既設管１としては内周面を切削して溝４を形成し得るものであれば良く、ヒューム管，陶管或いは他の管であって良い。更生が必要となる一般的な管渠Ａでは、既設管１は、予め設定された内径と単位長さを持ったヒューム管、或いは陶管によって構成されている。
【００２１】
ライニング材２としては、未硬化の状態では高い可撓性を発揮し、且つ硬化したときに充分に高い強度と剛性を発揮し得るものを用いている。この条件を満足するものであれば、硬化プロセスや施工方法等を限定するものではない。
【００２２】
上記の如きライニング材２として本実施例では、光硬化性不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた樹脂層をアウターフィルム，インナーフィルムで被覆し、未硬化状態では高い可撓性を有するスリーブとして形成され、既設管１の内周面に密着させた後、紫外線を照射し、或いは加熱することで硬化して、下水道用硬質塩化ビニル管と同等以上の強度を発揮し得るものを採用している。このようなライニング材２及び施工方法は、インパイプ及びインパイプ工法として確立されている。
【００２３】
マンホールとしては、組立式マンホールと、現場で型枠を組み立てて生コンクリートを打設して構成した現場施工のマンホールとがある。本発明では何れのマンホールでも適用することが可能である。
【００２４】
本実施例に於いて、マンホールＢとして組立式マンホールを採用しており、直壁管３は円筒状の管によって構成され、側面に管渠Ａを構成する既設管１の外径よりも大きい径を持った孔３ａが形成され、該孔３ａと既設管１の外周面との間にはモルタルに代表される充填材６が充填され、これにより、管渠ＡとマンホールＢとが強固に一体化し、且つ両者の接合部位である孔３ａからの漏水を防止している。
【００２５】
管渠Ａの端部に配置されマンホールＢと直接接合される既設管１には、マンホールＢの近傍にパッキン５を挿入する溝４が形成されている。この溝４は、既設管１の内周面の全周にわたって形成されており、パッキン５を挿入して止水するのに充分な幅と深さを有している。前記寸法は特に限定するものではなく、パッキン５の性状に応じて適宜設定される。
【００２６】
本実施例では、既設管１の内周面を全周にわたって、深さが約５mm程度で、幅が約１５０mm程度のリング状に切削して溝４を形成している。
【００２７】
既設管１に溝４を形成するには、図３に示すように構成された切削装置Ｃを利用することが可能である。この切削装置Ｃは、本件出願人が開発して特許権を取得（特許第２５１８６８７号）したものであり、各マンホールＢに設けたウインチによって牽引される機体11の先端にカッター12が設けられており、所定の切削部に到達したとき、ジャッキ13を作動させて機体11を既設管１の内部で固定し、モーター14を駆動してカッター12を回転させると共に作業ヘッド15を回転させることで、既設管１の内周面を予め設定された深さで切削することが可能である。
【００２８】
パッキン５は適度な弾性と充分な止水性と、経時的な劣化の少ないものであれば利用することが可能である。特に、マンホールＢの直壁管３に接合された既設管１とライニング材２との間に形成された僅かな隙間から水が浸透してパッキン５に触れ、或いは既設管１に形成されたクラック等から浸透した地下水が触れるため、該パッキン５として水膨張性の止水パッキンを利用することが好ましい。
【００２９】
上記の如く、パッキン５として水膨張性パッキンを利用した場合、既設管１の内周面に密着させたライニング材２が充分に硬化した後、パッキン５の膨張が開始されるため、ライニング材２はパッキン５の膨張に関わらず、初期硬化した形状を維持することが可能である。このため、パッキン５の膨張に伴ってライニング材２にシワが生じることがなく、円滑な内周面を維持することが可能である。
【００３０】
次に、マンホールＢ，Ｂ間に形成された管渠Ａを構成する既設管１の内周面に対し、反転挿入法により挿入したライニング材２をライニングして更生する手順について図４〜図６により簡単に説明する。
【００３１】
２つのマンホールＢの間の管渠Ａをライニングによって更生する場合、先ず、図４に示すように、マンホールＢ間の管渠Ａを洗浄する。このとき、管渠Ａの上流側には止水栓21が配置されて上流側のマンホールＢに対する汚水の流入が遮断される。管渠Ａの下流側は開放した状態を保持し、目的の管渠Ａに洗浄水が噴射されたとき、下流側の管渠に流れ込むようにしている。
【００３２】
地上には、洗浄車22が設置され、該洗浄車22からマンホールＢを通ってホース23が挿入されると共に該ホース23の先端に取り付けたノズル24から高圧水を噴射して管渠Ａを更生する既設管１の内周面を洗浄する。管渠Ａの洗浄が終了した後、図示しない管内探査ロボットを用いて管渠Ａに於けるクラックの有無や、取付管の位置及び方向を検出してデータを集積しておく。
【００３３】
次に、管渠Ａ内に図３に示す切削装置Ｃを挿入し、各マンホールＢの近傍に於ける既設管１の内周面を切削して溝４を形成する。前述したように、目的の溝４の幅に対応させた寸法を持ったカッター12を装着し、このカッター12がマンホールＢの直壁管３の内面（既設管１の端部）から約５００mm〜６００mm程度になるように位置させた後、モーター14を駆動してカッター12，カッターヘッド15を回転させることで溝４を切削する。既設管１に溝４を形成した後、この溝４にパッキン５を挿入しておく。
【００３４】
次いで、図５に示すように、上流側のマンホールＢにスリーブ挿入装置25を設置すると共に作業車26を配置し、該作業車26から未硬化状態のライニング材２を繰り出すと共に、ライニング材２の内部に圧縮空気又は圧力水等の圧力流体を送ってライニング材２を既設管１の内周面に密着させつつ、管渠Ａの内部に反転挿入し、該ライニング材２の端部を下流側のマンホールＢに設置した誘導パイプ27に導入させる（図６参照）。
【００３５】
未硬化状態のライニング材２が上流側のマンホールＢから下流側のマンホールＢに到達して誘導パイプ27に導入したとき、該ライニング材２は高い可撓性を有するため、圧力流体の作用によって既設管１の内周面に沿って容易に密着する。
【００３６】
特に、マンホールＢの近傍に設けたパッキン５に対応する部分でも、パッキン５の有無に関わらず、ライニング材２は既設管１の内周面及びパッキン５の内周部分に密着する。
【００３７】
次いで、図６に示すように、既設管１の内周面に密着させたライニング材２の内部にライトトレイン（紫外線照射ランプを取り付けた台車を複数台連結したもの）28を挿入し、上流側をワイヤ29ａを介して作業車26に設けたウインチに接続すると共に、下流側をワイヤ29ｂを介してウインチ30に接続し、紫外線照射ランプを作動させつつ、ライトトレイン28をライニング材２の内部で移動させることで、ライニング材２に含浸された未硬化樹脂が硬化する。
【００３８】
ライニング材２に含浸された未硬化樹脂の硬化に伴って、既設管１の内周面に密着しているライニング材２は密着状態を維持して硬化することで、硬質塩ビ管よりも充分に高い強度を発揮する。
【００３９】
未硬化樹脂が硬化したとき、ライニング材２が既設管１の内周面と一体化することが好ましい。しかし、未硬化樹脂の硬化に伴ってライニング材２が僅かに収縮することがあり、この収縮によってライニング２と既設管１の間に極めて小さい隙間が生じることがある。
【００４０】
即ち、ライニング材２と既設管１とは必ずしも一体化するものではない。しかし、硬化したライニング材２が硬質塩ビ管と同等以上の強度を有するため、既設管１の強度が期待し得ないような場合であっても、ライニング材２が独立して管渠Ａとしての強度を発揮することが可能である。
【００４１】
特に、管渠ＡとマンホールＢとの接合部位の近傍に於けるパッキン５の配置部位では、ライニング材２がパッキン５と接触しているため、積極的に隙間が形成される。即ち、ライニング材２のパッキン５と対向する部位を中心とした周囲では、該ライニング材２は確実に既設管１の内周面との間に隙間が形成される。このため、ライニング材２と既設管１との間に相対的な移動の自由度が生じることになる。
【００４２】
上記の如くして２つのマンホールＢの間の管渠Ａの内部に未硬化状態のライニング材２を挿入すると共に既設管１の内周面に密着させ、この状態を維持して紫外線を照射して未硬化樹脂を硬化させ、その後、硬化したライニング材２を各マンホールＢの直壁管３に対応する部位で切断することで、管渠Ａを硬化したライニング材２によって更生することが可能である。
【００４３】
マンホールＢの直壁管３に接合された既設管１の開口部に於いて、既設管１とライニング材２との間に僅かな隙間が形成されていても、この隙間はマンホールＢの近傍に形成した溝４に挿入したパッキン５によって遮断されるため、マンホールＢを流通する汚水が前記隙間に浸入してもパッキン５で遮断することが可能であり、且つ管渠Ａを構成する何れかの既設管１にクラックが発生している場合に該クラックから地下水が浸透しても、該地下水はパッキン５で遮断される。従って、汚水が地中に漏水することがなく、且つ地下水が管渠Ａに浸透することもない。
【００４４】
またパッキン５が溝４に収容されるため、未硬化状態のライニング材２を膨らませたとき、該ライニング材２は既設管１の内周面に密着すると共にパッキン５に密着する。このため、ライニング材２はパッキン５の存在にも関わらず、内周側に突出することのない面を形成することが可能となり、この状態で硬化させることによって、パッキン５に対応する部位でもシワが発生することのない円滑な内周面を実現することが可能となる。従って、内部を流通する汚水や汚物をせき止めることがない。
【００４５】
またパッキン５が既設管１に於けるマンホールＢの近傍に配置されるため、未硬化状態のライニング材２を膨張させた状態では該ライニング材２を既設管１の内周面及びパッキン５に密着させることが可能であるが、ライニング材２を硬化させたとき、パッキン５の周囲を含むマンホールＢ側のライニング材２を既設管１の内周面に対し少なくとも強固に一体化することがなく、両者の間には円周方向及び長手方向への相対的な移動の自由度が発生する。
【００４６】
このため、地震時のように、管渠Ａの挙動とマンホールＢの挙動に違いが生じる場合、この挙動の違いを上記自由度の範囲内で吸収することが可能となる。即ち、マンホールＢの直壁管３と既設管１の端部との接合部位に作用する力が、直接既設管１とライニング材２との接合部分に伝達されることがない。従って、直壁管３と既設管１との接合部位に破損等の障害が発生するような場合であっても、既設管１とライニング材２との間に破損等が生じることがない。
【００４７】
前述の実施例では、管渠Ａに未硬化状態のライニング材２を圧力流体によって膨らませながら反転挿入すると共に、既設管１の内周面に密着させて硬化させる工法について説明したが、この工法にのみ限定するものではなく、ライニング材２を先端部分から引き込む工法であっても良い。
【００４８】
この引込工法は、図７に示すように、管渠Ａの内部にスリップシート31を敷き込み、一方のマンホールＢに作業車26を配置すると共に他方のマンホールＢにウインチ32を設置し、ライニング２の先端部分にワイヤ33を連結してウインチ32を作動させて引き込むようにしたものである。そして管渠Ａにライニング材２を引き込んだ後、ライニング材２の内部に圧力流体を作用させ、ライニング材２を既設管１の内周面に密着させて硬化させることで、管渠Ａを更生することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る既設管のライニング方法では、管渠を構成する既設管のマンホールとの接合部分の近傍に内周面の全周にわたる溝を形成すると共に該溝にパッキンを挿入し、このパッキンを介してライニング材を配置したので、既設管の内周面とライニング材との隙間をパッキンによって遮断することが出来る。このため、管渠内を流通する汚水が地中に漏水することがなく、また地下水がマンホールに浸透することもない。
【００５０】
またパッキンが溝に挿入されるため、未硬化状態で高い可撓性を有するライニング材を膨らませたとき、このライニング材は既設管の内周面に密着すると共にパッキンにも密着するものの、該パッキンに影響されて管渠の内周面側に突出することがなく、従って、この突出に伴うシワの発生がない。このため、管渠の内部を流通する汚水や汚物をせき止めるような不都合が生じることがない。
【００５１】
更に、パッキンがマンホールの近傍に配置されるため、ライニング材が硬化したとき、パッキンの配置位置からマンホール側のライニング材が既設管と一体化することがなく、両者の間に相対的な移動の自由度が発生する。このため、地震時のようにマンホールと既設管との接合部位に大きな力が作用した場合であっても、この力が直接ライニング材に作用することがなく、破損等が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るライニング方法の実施例を説明する図である。
【図２】図１の要部を拡大した図である。
【図３】既設管の内周面に溝を切削する切削装置の例を説明する図である。
【図４】既設管をライニングする際に既設管の内周面を洗浄する工程を説明する図である。
【図５】既設管に未硬化ライニング材を反転挿入する工程を説明する図である。
【図６】既設管に挿入したライニング材を硬化する工程を説明する図である。
【図７】既設管に未硬化ライニング材を引き込み挿入する工程を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ                      管渠
Ｂ                      マンホール
Ｃ                      切削装置
１                      既設管
２                      ライニング材
３                      直壁管
３ａ                    孔
４                      溝
５                      パッキン
６                      充填材
11                      機体
12                      カッター
13                      ジャッキ
14                      モーター
15                      作業ヘッド
21                      止水栓
22                      洗浄車
23                      ホース
24                      ノズル
25                      スリーブ挿入装置
26                      作業車
27                      誘導パイプ
28                      ライトトレイン
29ａ，29ｂ              ワイヤ
30，32                  ウインチ
31                      スリップシート
33                      ワイヤ
【図１】
0004410455.tif 000002
【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】
0004410455.tif 000008