(57)【要約】  【課題】地下埋設管、特に固定構築物に拘束を受ける場所の近傍の管路が、地震等により折損して機能障害を起こすことを防ぐための、埋設管の耐震化構造を提供する。  【解決手段】本発明の埋設管の耐震化構造は、剛性の外管の内側に耐蝕性の内管を設けてなる地下埋設管において、外管の内壁と内管の外壁との間に空隙を設けると共に、地下埋設管が地下の固定構造物に拘束された箇所とその近傍位置を含む箇所とに対応する空隙内に、軟質の弾性充填材を充填封止した一体構造を備えたもので、地下の固定構造物に拘束された剛性の埋設管の内側に、可撓性の環状結合部材で連結した耐蝕性の内管をその外側に空隙を残すように導入し、次いで空隙を封止できる第１環状封止部材を構造物の外側面位置から更に外れた位置までの空隙内に、また同様な第２環状封止部材を構造物の内側面位置の空隙内に装着し、第１環状封止部材と第２環状封止部材との間の空隙内に軟質の弾性充填材を生成する液状原料を注入充填して、一体として固化弾性化させて、製造する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性の外管の内側に耐蝕性の内管を設けてなる地下埋設管において、該外管の内壁と該内管の外壁との間に空隙を設けると共に、該地下埋設管が地下の固定構造物に拘束された箇所とその近傍位置を含む箇所とに対応する前記空隙内に、軟質の弾性充填材を充填封止した一体構造を備えたことを特徴とする、埋設管の耐震化構造。
【請求項２】
地下の固定構造物に拘束された剛性の埋設管の内側に、可撓性の環状結合部材により順次に連結してなる耐蝕性の内管を、該内管の外側に空隙を残すように該埋設管の構造物側開放端より導入して設置し、次いで該構造物側開放端より該空隙を封止できる第１環状封止部材を該構造物の外側面位置から更に外れた位置までの空隙内に導入して装着し、更に該構造物側開放端より該空隙を封止できる第２環状封止部材を該構造物の内側面位置の空隙内に導入して装着し、その後該第１環状封止部材と該第２環状封止部材との間の該空隙空間内に軟質の弾性充填材を生成する液状原料を注入充填し、該液状原料を一体として弾性体化させることを特徴とする、埋設管の耐震化構造の製造法。
【請求項３】
地下の固定構造物に拘束された剛性の埋設管の内側に、該構造物の拘束範囲より長い第１内管であって前端部を囲む第１環状封止部材と後端部を囲む第２環状封止部材とを装着したものを、該埋設管と該第１内管との間に筒状空隙を残すように該埋設管の構造物側開放端より導入して、該埋設管と該第１内管の前端部の間及び該第１内管の後端部の間とにそれぞれ第１及び第２の封止部を形成し、次いで該第１及び第２の封止部により前後を封止された該空隙空間内に軟質の弾性充填材を生成する液状原料を注入充填して該液状原料を弾性体化させる工程と、該第１内管内に挿通可能な後端部を備えた耐蝕性の第２内管を、該第１内管の後端部から該埋設管内の所望の位置までの範囲に導入し、次いで該第２内管の後端部を該第１内管の後端部に結合する工程とを含むことを特徴とする、埋設管の耐震化構造の製造法。
【請求項４】
前記第２内管が可撓性を備えたものである、請求項３に記載の埋設管の耐震化構造の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下埋設管を耐震化するための改良構造に関し、特に信号線を通線する埋設導管や下水管等が地震の発生によって損傷を受けることを防止するための耐震化構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路などの地下には、上水道、下水道、或いは都市ガス、電力、通信等の種々の管路が埋設されていることが多く、これらの管路は土圧に耐える強靱な材料で構築されているのが普通である。しかし、管路が埋設される地盤の構造が一定且つ均一であることは期待し難く、特にマンホールの壁等の固定構築物を貫通するように設置される管路では、固定構築物の周囲を充填する土砂の密度が不均一となり易いため、地震の発生時はもとより近傍を通行する重車両による振動などにより、固定構築物に拘束された位置の近傍で管路の折損や破断等が起こり、ライフラインの機能が停止するなどの心配がある。
【０００３】
そこで、上述の問題の発生を避けるために、欠陥が生じる恐れがある管路の内面を清掃したうえ、内側から合成樹脂などによる新たなライニングを施す工法が提案されているが、材料が高価であるうえ、施工も容易でないという欠点がある。また管路の中に弾性の結合部材で連結した内管を導入して、管路と内管との間にコンクリートなどを充填して補強する工法も提案されているが、コンクリートの充填状態の品質を確保することが難しいという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来から地下に設けられていた埋設管が、地震や交通振動などに伴う地盤の僅かな変形により、地盤内に設置された固定構築物に拘束を受ける位置の近傍で、管路の折損などの欠陥が生じ易く、それに伴う地下水の流入や管内水の漏出によって、管路の機能障害が発生する危険があった。そこで本発明は、地震等の災害や事故による管路の折損などガ起こっても管路の機能障害が発生し難く、しかも比較的に施工が容易であって品質の確保もし易い、地下埋設管の耐震化構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の埋設管の耐震化構造は、剛性の外管の内側に耐蝕性の内管を設けてなる地下埋設管において、該外管の内壁と該内管の外壁との間に空隙を設けると共に、該地下埋設管が地下の固定構造物に拘束された箇所とその近傍位置を含む箇所とに対応する前記空隙内に、軟質の弾性充填材を充填封止した一体構造を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、このような本発明の埋設管の耐震化構造は、地下の固定構造物に拘束された剛性の埋設管の内側に、可撓性の環状結合部材により順次に連結してなる耐蝕性の内管を、該内管の外側に空隙を残すように該埋設管の構造物側開放端より導入して設置し、次いで該構造物側開放端より該空隙を封止できる第１環状封止部材を該構造物の外側面位置から更に外れた位置までの空隙内に導入して装着し、更に該構造物側開放端より該空隙を封止できる第２環状封止部材を該構造物の内側面位置の空隙内に導入して装着し、その後該第１環状封止部材と該第２環状封止部材との間の該空隙空間内に軟質の弾性充填材を生成する液状原料を注入充填し、該液状原料を一体として弾性体化させることによって、製造することができる。
【０００７】
更に、本発明の埋設管の耐震化構造の別な形態としては、地下の固定構造物に拘束された剛性の埋設管の内側に、該構造物の拘束範囲より長い第１内管であって前端部を囲む第１環状封止部材と後端部を囲む第２環状封止部材とを装着したものを、該埋設管と該第１内管との間に筒状空隙を残すように該埋設管の構造物側開放端より導入して、該埋設管と該第１内管の前端部の間及び該第１内管の後端部の間とにそれぞれ第１及び第２の封止部を形成し、次いで該第１及び第２の封止部により前後を封止された該空隙空間内に軟質の弾性充填材を生成する液状原料を注入充填して該液状原料を弾性体化させる工程と、該第１内管内に挿通可能な後端部を備えた耐蝕性の第２内管を、該第１内管の後端部から該埋設管内の所望の位置までの範囲に導入し、次いで該第２内管の後端部を該第１内管の後端部に結合する工程とを含むことによって、製造することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の埋設管の耐震化構造は、剛性の埋設管の内側に耐蝕性の内管を、その間に空隙を残すように設けたもので、地盤の土圧は剛性の外管で受け止められており、また固定構造物を貫通する埋設管、即ち拘束された外管部分は固定構造物と一体となって振動する一方、内管部分は軟質の弾性充填材により外管によって弾性的に支持されているので、地盤の振動の影響から免震された状態となっている。そのため、地震などの強い振動で地盤が変形を起こしても、その変形の程度が小さくて外管が折損するか破断する程度であれば、その変形は内管を囲む空隙部分で吸収され、内管に剪断を起こすような土圧の変化は生じない。また、耐蝕性の内管に変形が生じたとしても破断は起こらないから、外管の破損により地下水の流入があっても、内管に掛かる水圧は外側の空隙部分で平均化されるだけで、地盤が断層の発生等による剪断移動量が特に大きい場合でなければ、内管の機能には影響が及ぶことはなく、優れた耐震効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の埋設管の耐震化構造を、図に基づいて説明する。
図において、１は下水管の中繼地点に設けられている構造物のマンホールであり、このマンホール１は、上流側下水管の流れ方向を転換して、別な下流側下水管の流れ方向に下水を向かわせるための、コンクリ−ト製の固定構造物である。このマンホール１の側壁１ａには、上流側と下流側の下水管と結合される接続孔１ｂが設けてあり、例えば上流側下水管２の端末部２ａが前記の接続孔１ｂに挿着され、セメントモルタルなどを用いて漏水が起こらないように接着されている。
【００１０】
上記の下水管２は、以前の設備では陶管等を順次に接続して構成されていたが、近時ではコンクリート管が多用されており、大型で強度を要求される場合には、繊維を用いた補強コンクリート管なども用いられるようになっている。しかし、地盤の安定性に懸念が残る場合や、環境から受ける振動の強さや頻度に対する安全率を高めたい場合などには、地下に埋設された下水管２が破損したときでも、その下水管としての機能が消滅しないように備えておく必要がある。
【００１１】
そこで本発明の第１の態様においては、コンクリート管などの剛性の下水管２の内壁面を充分に清掃した後に、必要に応じて弾性充填材との接着性を高めるための下処理などを加えたうえ、耐蝕性で使用寿命が長く、且つ脆さが少なくて破損し難い材料、例えば塩化ビニルや繊維強化合成樹脂などの管を、下水を流通させるための内管３として導入し、図２のように設置する。このような内管としては、必ずしも上記の合成樹脂に限られるものではなく、下水に接触しても腐食されずに長期間使用でき、ある程度の外力が掛かって変形しても破損を起こさない材質のものであれば、適宜に選択して利用することができる。そして更に、こうした材質で形成された内管３は、屈曲した形状に敷設された下水管２内に設置できるために、好ましくは弾性合成樹脂などで形成された環状結合部材３１によって、内管ユニット３ａを順次に結合して、内管３を形成しながら下水管２内に導入し、設置することが望ましい。
【００１２】
更に、下水管２内に導入された内管３は、外管である下水管２の内壁と内管３の外壁との間に空隙４が形成されるように、必要に応じて下水管２の底面上に枕材などを設置したのち、例えば下水管２の上流側のマンホールから引き込んだロープなどを用いて、上流に向かって引き込むことが望ましい。そして、内管３の上流端末部を上流側マンホールの接続孔（図示しない）に仮固定すると共に、内管３の下流端末部３ｂを下流側マンホール１の接続孔１ｂに仮固定し、次いで、後述する手順を経て、内管３の上流端末部と下流端末部３ｂとを、それぞれ上流側の接続孔と下流側の接続孔１ｂとの近傍に、仮固定する。
【００１３】
上記下流側マンホール１の接続孔１ｂ部分に内管３の下流側端部３ｂを結合する作業は、先ず、接続孔１ｂの内側に結合された上流側下水管２の端末部２ａの端縁と、内管３の下流端末部３ｂの端縁との位置合わせを行い、仮止めしておく。そして、上記の端末部２ａと上記の下流側端部３ｂとの間に形成された空隙４内に、例えば膨張可能な第１環状封止部材４１を、内管３の周に沿って密着するように装着して、該第１環状封止部材４１を膨張させることで、空隙４の幅が略均一となるよう調整すると共に、第１環状封止部材４１を境として、空隙４を上流側部分と下流側マンホール１の近傍部分、即ち空隙空間４ａとの２つの部分に分割する。
【００１４】
ここで、第１環状封止部材４１の内部には膨張可能な中空部分が設けてあり、例えば逆止弁を設けた膨張材注入コネクタ４１ａなどを介して、例えば空気などの加圧流体や、固化して弾性体を形成する液状樹脂などを送入する膨張材注入チューブなどと，着脱可能に結合できるように構成されているが、膨張材としてはこれらに限られることなく、例えば水を吸収して膨張する吸水性樹脂などを中空部分に充填しておいて、水を注入するようにしてもよく、第１環状封止部材４１の構造やその膨張手段は、特に限定されない。
【００１５】
ところで、第１環状封止部材４１の下水管２に対する装着位置は、例えば地震などで外管である下水管２の折損が発生し易いと考えられる範囲の外方位置、即ち、マンホール１の側壁１ａの外側面位置より、少なくとも下水管２の直径程度離れた位置までとすることが好ましい。従って第１環状封止部材４１は、内管３の後端３ｂの外側、即ち空隙４に導入されたのち、下水管２の端部、即ちマンホール１の側壁１ａの内側面位置より、更に上流側の所望の装着位置まで、空隙４内を移動させることが必要である。そこで、狭い空隙４内の所望位置に第１環状封止部材４１を装着するために、施工対象の下水管２の状況や寸法に適合した封止部材導入具５を準備しておき、それぞれ施工現場の状況に適したものを選択して作業を進めることが好ましい。
【００１６】
上記の封止部材導入具５の例を図３に示すが、その前端には内管３を挿通できる円孔が形成された円環状の押送体５ａ、後端には該押送体５ａと同様な寸法の操作体５ｂが設けられ、該押送体５ａと該操作体５ｂとは、軸と平行な複数の管状の連結体５ｃによって一体に結合されている。また、該押送体５ａの内側縁には、前方に向かう複数の舌状突起５ｄが略等間隔に設けてあり、内管３の後端３ｂを押送体５ａの円孔内に挿通するときは、封止部材導入具５が内管３を取り囲んで前後に移動できるように構成されている。そして更に、このような封止部材導入具５には、第１環状封止部材４１を膨張させるための膨張材供給チューブ５ｅが、操作体５ｂ付近を経由して押送体５ａの位置まで配設されており、膨張材供給チューブ５ｅの先端に設けたノズル５ｆは、上記複数の舌状突起５ｄの周囲に掛け回して保持された該第１環状封止部材４１の、膨張材注入コネクタ４１ａに結合できるように構成されている。なお、膨張材注入後の上記の膨張材注入コネクタ４１ａとノズル５ｆとの切り離しは、操作体５ｂに設けた操作ハンドル（図示しない）などによって、遠隔操作により実施することが望ましい。
【００１７】
このような封止部材導入具５を使用して、第１環状封止部材４１を所望の装着位置まで導入するには、先ず、第１環状封止部材４１を内管３の下流側端末部３ｂの周りに仮装着し、次いで、封止部材導入具５の押送体５ａ部分を上記の下流側端末部３ｂに被せた後、第１環状封止部材４１を下流側端末部３ｂの周りから、複数の舌状突起５ｄの周りを囲む位置に移す。そして更に、第１環状封止部材４１の最高位置となる部位に、例えば繊維束をシートで巻いて構成した排気チューブ４５を、前後に跨がせておく。こうすると、第１環状封止部材４１は封止部材導入具５の舌状突起５ｄに支持されて、空隙４の内部を自由に移動させ得る状態となり、封止部材導入具５の操作体５ｂを把持して移動すれば、第１環状封止部材４１を所望の位置に導入し、装着作業を進めることができる。
【００１８】
こうして、所望の装着位置まで移動した第１環状封止部材４１には、図４に示すように、膨張材供給チューブ５ｅが結合されているから、直ちに第１環状封止部材４１に膨張材を注入し膨張させると、図５に示すように、第１環状封止部材４１を所望位置に装着し固定することができる。そしてその後に、操作体５ｂからの遠隔操作で、膨張材注入コネクタ４１ａから膨張材供給チューブ５ｅをノズル５ｆごと取り外せば、封止部材導入具５を後退させて、膨張材供給チューブ５ｅと共に撤去する一方、図６に示すように、膨張した第１環状封止部材４１を装着位置にそのまま残すことができる。
【００１９】
次いで、上記と同様な方法で、マンホール１の側壁１ａの内側面位置近傍の内管３に、膨張材注入チューブ４３を取り付けた逆止弁付の第２環状封止部材４２を仮装着し、更にその最も低い位置の下側に、後述の弾性充填材の原料を送入するための充填材注入チューブ４４を配設した後に、該第２環状封止部材４２に膨張材注入チューブ４３などを介して膨張材などを注入し、膨張させることで第２環状封止部材４２を装着固定する。こうすると図７に示すように、第１環状封止部材４１と第２環状封止部材４２との間に、閉鎖された筒状の空隙空間４ａが形成される。
【００２０】
前記の空隙空間４ａに充填される軟質の弾性充填材は、地震などによって下水管２が折損したときに、該下水管２の折損部が内管３に直接接触することを防いで、破損の拡大を抑制するものであり、充填材自体は大きな力による変形に耐えて破壊を起こさない、即ち優れたゴム状弾性体であることが好ましい。しかし、本発明において使用される充填材の場合には、外管である下水管２と内管３との間に形成された空隙空間４ａの全部を、均一に充填することが望ましいので、空隙空間４ａ内に先ず液状の原料を注入して行き渡らせた後に、この原料を架橋させてゴム状弾性体に転化させるようにした。このような弾性充填材としては、例えば液状シリコーンゴムやポリウレタンゴムなどを利用することができるが、耐震化に適した強度特性と柔軟性とを備えた材料であれば、これらに限定されることなく、適宜に選択して使用することができる。
【００２１】
上記の空隙空間４ａに注入する充填材は、低い位置に配設された充填材注入チューブ４４を介して空隙空間４ａ内に注入されるが、その際に空隙空間４ａ内の空気は、第１環状封止部材４１の最高位置と下水管２との間に挟み込まれた排気チューブ４５を通じて、高い位置から排出される。そして、低い位置から注入された充填材が空隙空間４ａ内に充満するに至ると、排気チューブ４５には空気に代わって充填材が入り込むので、排気チューブ４５の流通抵抗が高くなって充填材の注入圧が急上昇する。そこで充填材の注入を停止して充填材の架橋反応が進むのを待つこととなる。こうして所定の架橋時間が経過すると、空隙空間４ａに充填された充填材は弾性化して所望の耐震特性を備えるに至り、同時に外管と内管とが軟質の弾性充填材６を介して一体に結合された状態（図８）となる。
【００２２】
そこで、マンホール１の側壁１ａの内面側接続孔１ｂ部分には、内管３の端部が露出したまま残った状態となっているので、次には、露出している内管３の端部や第２環状封止部材４２などのうち、不要な部分を取り除いたうえ、外管である下水管２の端部と内管３の端部との間を、コンクリートなどで充填結合するか、或いは必要ならば新しいフランジ部材３２などを使用して結合するなどの手段を用いて、マンホール１の内壁面を補修すると共に、耐震化構造を備えた新しい下水管系とマンホール１とを接続し、図１に示したような、本発明の埋設管の耐震化構造を完成させることができる。
【００２３】
以上のようにして製造された本発明の埋設管の耐震化構造は、剛性の外管の内側に耐蝕性の内管を設けて、該外管の内壁と該内管の外壁との間に空隙を設けると共に、該地下埋設管が地下の固定構造物に拘束された箇所とその近傍位置を含む箇所とに対応する前記空隙内に、軟質の弾性充填材を充填封止した構造を備えたものであるが、耐震化構造の別な形態としては、先ず剛性の外管の内側に空隙が形成されるように第１内管を設け、上記と同様に該外管の内壁と該内管の外壁との間に軟質の弾性充填材を充填封止して、耐震化構造を形成した後に、該第１内管の内壁面を覆うことができる耐蝕性の第２内管を設けて、埋設管の耐久性を高めることができる。これらの何れの方法によって得られた耐震化構造も、地震などの強い振動により、地盤内に地盤の構造変化のために剛性の外管が破損した場合、外管の破損による形状変化は、内管を包囲して充填封止されている軟質の弾性充填材により緩和されて、内管には軽度の歪力として分散して伝達されるため、埋設管としての機能が失われる恐れが大幅に低減される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の埋設管の耐震化構造は、地震などの地盤に加わる振動によって埋設管の機能が損なわれることを防ぐために、新設埋設管の安全性強化手段として利用できるばかりでなく、地盤構造の変動などによって損傷を受けた既設の埋設管を補修して、その機能を回復させるのに利用することができ、更に既設の埋設管が同様な損傷を受けて、その機能を損なう危険を予防するための手段としても、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の埋設管の耐震化構造を示す縦断面図である。
【図２】耐震化構造を設ける前の埋設管に内管を導入した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の埋設管の耐震化構造を製造する際に用いる封止部材導入具の斜視図である。
【図４】本発明の埋設管の耐震化構造の製造法における第１環状封止部材を導入する工程の説明図である。
【図５】本発明の埋設管の耐震化構造の製造法における第１環状封止部材を装着する工程の説明図である。
【図６】本発明の埋設管の耐震化構造の製造法における第２環状封止部材を導入する工程の説明図である。
【図７】本発明の埋設管の耐震化構造の製造法における第２環状封止部材を装着する工程の説明図である。
【図８】本発明の埋設管の耐震化構造の製造法における空隙空間に弾性充填材を充填する工程の説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１        マンホール
１ａ      側壁
１ｂ      接続孔
２        下水管
２ａ      端末部
３        内管
３ａ      内管ユニット
３ｂ      下流側端末部
３１      環状結合部材
３２      フランジ部材
４        空隙
４ａ      空隙空間
４１      第１環状封止部材
４１ａ    膨張材注入コネクタ
４２      第２環状封止部材
４３      膨張材注入チューブ
４４      充填材注入チューブ
４５      排気チューブ
５        封止部材導入具
５ａ      押送体
５ｂ      操作体
５ｃ      連結体
５ｄ      舌状突起
５ｅ      膨張材供給チューブ
５ｆ      ノズル
６        弾性充填材
【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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