(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンホールからの搬入が可能な樹脂板を、マンホールまたは既設管内で当該既設管の内周面に略沿うように筒状に形成するとともに、上記マンホールから搬入した高剛性材料からなる複数の補強部材を、上記筒状に形成した樹脂板の外周に対して一体化させつつその外周に沿ったリング状に組み立てることにより、樹脂製の表面材とその外周に一体化された補強リングを有してなる筒状の補修部材を順次組み立てつつ、所要長さが得られるように各補修部材を互いに軸方向に接合し、接合後の補修部材の外面と既設管の内面との間に裏込め材を注入する方法であって、上記樹脂板の既設管内面に向く面に、軸方向に沿って伸びる複数のパイプ状部材が一体化され、その各パイプ状部材に挿入されるシャフトを介して、上記補強部材が樹脂板に一体化されることを特徴とする管路の補修方法。
【請求項２】
上記樹脂板が、所定長さの筒体を周方向に複数に分割した形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の管路の補修方法。
【請求項３】
上記補強部材に、補修部材の筒長方向に貫通する貫通孔が形成されているとともに、その貫通孔と上記樹脂板に一体化されたパイプ状部材に共通のシャフトが挿入されて当該シャフトの両端をナットで締結することにより、上記補強部材が樹脂板に一体化されることを特徴とする請求項１または２に記載の管路の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道管路等の既設管路の補修方法に関し、特に、人が管路内に入って作業可能な口径８００ｍｍ以上の大口径管路を補修するのに適した管路の補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば下水道の大口径管を開削することなく補修する方法として、従来、片面にリブが形成された塩化ビニル製の帯状プロファイルを既設管内で螺旋状に巻回して製管するとともに、その内側から支保材を組んだ状態で、既設管とプロファイルとの間に裏込め材を注入する方法や、同じく塩化ビニル製のやや幅広の帯状（ストリップ）材を管内で螺旋状に巻回して既設管内面に沿わせるとともに、既設管の内面との間に裏込め材を注入する際の注入圧を低く抑えるために、帯状材を巻回する前に、既設管内面の上部に裏込め材注入用ホースを通すスペースを形成するためのスペーサを取り付ける方法、あるいは、スタッドのついたポリエチレンチューブを既設管内に引込み、裏込め材の注入時にチューブ内に水圧をかけることによって、そのチューブの変形を防止する方法等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の管路の補修方法においては、裏込め材の注入時に支保材を組んだり、水圧をかけたり、あるいは前もって裏込め材注入用ホースを通すためのスペーサを設けるなど、多大な労力と時間を要し、その費用も膨大なものとなってしまう。
【０００４】
また、以上の従来の管路の補修方法では、いずれも、補修部材自体の強度が低く、裏込め材との一体化によって必要強度を得るような構造となっているため、帯状プロファイル等の補修部材の裏込め材に接する側の面にリブを密に配する必要があり、その多数のリブの存在によって裏込め材が十分に行き渡らないという問題がある。ここで、その問題を解決するために、および、裏込め材の注入圧を低減させるために、裏込め材に流動化材が添加されるのであるが、その分のコストが上昇するという問題がある。更に、必要強度を裏込め材側に頼っているが故に、裏込め材に相応の強度が要求される結果、その価格が高価なものとなるという欠点もある。更にまた、補修部材自体の強度が低いために、既設管の痛みがひどくその強度が著しく低下している場合の補修に供するには不適当である。
【０００５】
本発明はこのような従来の管路の補修方法における諸問題点を一挙に解決すべくなされたもので、裏込め材の注入時に支保を組んだり水圧をかける等の耐圧対策を必要とすることなく、また、流動化材等を添加することなく裏込め材を既設管と補修部材との間に十分に行き渡らせることが可能で、更に、裏込め材の強度を従来に比して低くして安価な裏込め材を用いても、腐食等による痛みの激しい既設管に適用して補修後の管路の強度を十分に高くすることのできる管路の補修方法の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明の発明の管路の補修方法は、マンホールからの搬入が可能な樹脂板を、マンホールまたは既設管内で当該既設管の内周面に略沿うように筒状に形成するとともに、上記マンホールから搬入した高剛性材料からなる複数の補強部材を、上記筒状に形成した樹脂板の外周に対して一体化させつつその外周に沿ったリング状に組み立てることにより、樹脂製の表面材とその外周に一体化された補強リングを有してなる筒状の補修部材を順次組み立てつつ、所要長さが得られるように各補修部材を互いに軸方向に接合し、接合後の補修部材の外面と既設管の内面との間に裏込め材を注入する方法であって、上記樹脂板の既設管内面に向く面に、軸方向に沿って伸びる複数のパイプ状部材が一体化され、その各パイプ状部材に挿入されるシャフトを介して、上記補強部材が樹脂板に一体化されることによって特徴づけられる。
【０００７】
ここで、請求項１に係る発明の管路の補修方法においては、上記樹脂板が、所定長さの筒体を周方向に複数に分割した形状を有したものとする構成を採用することができる。
【０００８】
また、請求項１に係る発明において、上記補強部材に、補修部材の筒長方向に貫通する貫通孔が形成されているとともに、その貫通孔と上記樹脂板に一体化されたパイプ状部材に共通のシャフトが挿入されて当該シャフトの両端をナットで締結することにより、上記補強部材が樹脂板に一体化される構成（請求項３）を採用することができる。
【０００９】
本発明は、補修部材自体に十分な強度を持たせることによって、裏込め材の注入時における圧力による補修部材の変形を防止すべく支保を組んだり水圧をかけることを不要とするとともに、腐食等の痛みの激しい既設管に対しても十分な強度を付与することを可能とし、しかも、裏込め材との一体化による強度を得るべく多数のリブを密に配することが不要となることから、流動化材を添加することなく補修部材と既設管の間での裏込め材の流動を容易化させようとするものである。
【００１０】
すなわち、本発明においては、既設管の内周面に沿って配置される補修部材として、表面材としての樹脂板と、その樹脂板の外周側、つまり既設管内面側に向く面に一体化される高剛性材料からなる補強部材によって構成されたものが用いられ、樹脂板および補強部材はマンホールから搬入可能な形状・寸法とされる。そして、補強部材は、筒状に形成された樹脂板の周囲に沿ったリング状に組み立てられて補強リングとされるため、補修部材自体の強度が従来に比して大幅に向上し、補修部材自体の強度によって裏込め材の注入時における圧力に対して十分に耐えて有害な変形を生じることがなく、かつ、補修後には外水圧または土圧に抗する役割を担う。従って、裏込め材の強度を特に高くすることなく、腐食等の激しい既設管に用いても十分な強度を与えることができる。また、補修部材自体の強度を高くすることにより、裏込め材に対して一体化すべく補修部材の裏込め材との接触面に必要以上のリブを設けることが不要となり、裏込め材の注入時にその流動を妨げることがない。
【００１１】
また、本発明方法においては、以上のような高強度の補修部材は、樹脂板と補強部材とに適宜に分割してマンホールから搬入し、マンホールまたは既設管内において筒状に組み立てられるため、開削を行うことなく大口径管路の更生が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について述べる。なお、以上の実施の形態においては、補修対象管が円形断面の場合について述べる。図１は本発明を適用した管路の補修方法に用いられる補修部材の複数ユニットを互いに軸方向に接合した状態を示す部分断面正面図であり、図２はその左側面図である。
【００１３】
この例における補修部材の１ユニット、つまり補修部材ユニット１は、全体として長さＬの円筒形をなすものであって、長さＬの円筒を周方向に３等分した形状を有する３個の樹脂板１１と、その３個の樹脂板１１を円筒状に組み合わせた状態で、その周囲に沿って配置される複数の補強リング１２ａ，１２ｂを主体として構成されており、各補強リング１２ａ，１２ｂは、それぞれ後述する３個の円弧状の補強部材１２１ａ，１２１ｂをリング状に組み立てたものである。
【００１４】
樹脂板１１は例えば高密度ポリエチレン製であり、図３に展開状態における要部の正面図（表面図）を示し、図４および図５にはそのＡ−Ａ断面図および平面図を示すように、平板状材料を断面円弧状に賦形した本体部１１ａの片面に、軸方向（母線方向）に沿って伸びる複数のパイプ状部材１１ｂとＴ形のリブ１１ｃが周方向（円弧方向）に一定の間隔を開けて一体化されているとともに、母線方向両端部の対向２辺に規則的な切欠きを有する軸方向接続用フランジ部１１ｄが形成され、他の対向２辺には周方向接続用フランジ部１１ｅが形成されている。なお、図１においては、図面の煩雑化を避けるためにリブ１１ｃについてはその図示を省略している。
【００１５】
補強リング１２ａ，１２ｂを構成する補強部材１２１ａおよび１２１ｂは、鋼材を用いた高剛性部材であり、互いに略同等の円弧形状をしており、図６に補強部材１２１ａを代表させてその正面図を示すように、その厚さ（図６における紙面に直交する方向への寸法）は一様であって、円弧に沿って複数の貫通孔１２０が形成されている。補強リング１２ａおよび１２ｂは、１個の補強部材ユニット１に対してそれぞれ４個ずつ用いられ、中央に４個の補強リング１２ａが、両端部にそれぞれ２個ずつの補強リング１２ｂが用いられる。
【００１６】
各補強リング１２ａ，１２ｂと樹脂板１１との接合一体化は、図７に樹脂板１１のパイプ状部材１１ｂの軸方向に沿った断面図を示すように、補強リング１２ａについては、樹脂板１１に形成されているパイプ状部材１１ｂのうち、一直線上に並ぶ３個のパイプ状部材１１ｂの間の２箇所と、それらの両端部の２箇所にそれぞれ配置した状態で、各パイプ状部材１１ｂおよび各補強リング１２ａの貫通孔１２０をともに貫通するように、両端に雄ねじが形成されたシャフト１３ａを挿入し、その各雄ねじ１３ａにナット１４ａを締結することによって行われている。一方、補強リング１２ｂについては、各補強部材ユニット１の両端のそれぞれにおいて、各軸方向接続用フランジ部１１ｄの内側端面に沿って１個と、それよりも若干内側によった位置に１個が配置される。そして、これらの補強リング１２ｂは、隣り合う補修部材１ユニット１の各端部に２個ずつ配置されたものについて、軸方向接続用フランジ部１１ｄを挟んでそれぞれの貫通孔１２０に共通のシャフト１３ｂを挿入してその両端部に形成されている雄ねじにナット１４ｂを締結することによって、樹脂板１１に対して一体化され、また、このシャフト１３ｂおよびナット１４ｂによって、隣り合う補修部材ユニット１どうしが軸方向に接合一体化される。なお、図７においてＳはスペーサであり、Ｒは軸方向フランジ部１１ｄ間に形成された空隙に埋設した止水パッキンである。
【００１７】
３個の樹脂板１１および複数の補強部材１２１ａ，１２１ｂを周方向に互いに一体化するための構造は、図８に周方向接合部における断面図を示すように、各各樹脂板１１の周方向接続用フランジ部１１ｅを突き合わせた状態で、その両側に、軸方向に伸び、かつ、その方向に複数の貫通孔１５０が形成された周方向接続用金具１５を配し、その各周方向接続用金具１５の貫通孔１５０のそれぞれにボルト１６を貫通させ、ナット１７を締結することによって行われる。この周方向接続用金具１５は、補強部材１２１ａの両端部の内側に形成されている切欠き部Ｕ（図６参照）に嵌まり込んだ状態で補修部材ユニット１に固定される。また、周方向に隣り合う補強部材１２１ａどうし、および１２１ｂどうしは、図１に示すように、各補強部材１２１ａ，１２１ｂの突き合わせ部分に補強部材接続用金具１８を当てがって、その金具１８の両側において補強部材１２１ａまたは１２１ｂに対してボルト締めすることにより、相互に強固に一体化され、補強リング１２ａまたは１２ｂとされる。なお、Ｒは周方向フランジ部１１ｅ間に形成された空隙に埋設した止水パッキンである。また、図１においては、図面の煩雑化を避けるために周方向接続用金具１５およびボルト１６等については図示を省略している。
【００１８】
さて、以上の補修部材ユニット１を構成する部品である樹脂板１１および補強部材１２１ａ，１２１ｂ等は、例えば補修対象管路が１号人孔（マンホール）を有するものである場合には、そのストレート部の直径９００ｍｍを通過する大きさとされ、搬入に当たってはマンホールの蓋の部分のみを拡開する。そして、これらの各部品はマンホールに搬入された上で、そのマンホールおよびそれに通じる既設管内において長さＬの円筒形の補修部材ユニット１に組み立てられ、更にその補修部材ユニット１を軸方向に接合して図１の状態とされる。また、この実施の形態においては、補修部材ユニット１の組立並びに軸方向への接合作業は、既設管内に下水隔離装置が挿入されて下水の流れない領域が形成され、その下水隔離領域において行われる。以下、その具体的な手法について述べる。
【００１９】
図９は、既設管Ｐ内に下水隔離装置２を挿入し、その周囲に形成される下水隔離領域で樹脂板１１や補強部材１２１ａ，１２１ｂ等の部品を用いて円筒形の補修部材ユニット１を組み立てていく状態を示す模式的断面図であり、図１０はそのＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
下水隔離装置２は、筒状本体２１ａにアウターシール２１ｂとインナーシール２１ｃが設けられた止水プラグ２１と、その止水プラグ２１の筒状本体２１ａの下流側端面部に取り付けられる下水隔離用筒体２２とを主体として構成されている。
【００２１】
アウターシール２１ｂおよびインナーシール２１ｃは、それぞれ外部からエアを供給することによって膨張するシールであって、アウターシール２１ｂは筒状本体２１ａの外周に沿って設けられた複数のドーナツ状ホース等によって構成され、エアを供給して膨張させることによって、既設管Ｐの内面に対して水密に当接する。また、インナーシール２１ｃは筒状本体２１ａの内面に周囲が気密に固定された袋状体であり、エアを供給して膨張させることによって、筒状本体２１ａの内側空間を水密に封止することができる。
【００２２】
下水隔離用筒体２２は、既設管Ｐ内において止水プラグ２１に対して取り付けられる。その取付け作業は、止水プラグ２１のアウターシール２１ｂおよびインナーシール２１ｃにエアを供給して既設管Ｐ内の下水の流れを一時的に止めた状態で行われ、その作業において下水に触れることがない。下水隔離用筒体２２を取り付けた後、インナーシール２１ｃ内のエアが排出される。これにより、既設管Ｐ内を流れてきた下水は、止水プラグ２１の筒状本体２１ａおよび下水隔離用筒体２２の内部を流れ、下水隔離用筒体２２の周囲には下水が流れない領域、つまり下水隔離領域が形成される。
【００２３】
以上のような下水隔離装置２を、図９に示すように、止水プラグ２１が既設管Ｐ内に補修対象管路の上流側に位置するマンホールＨに近接してその上流側に位置するように固定し、下水隔離用筒体２２がマンホールＨのインバート部に位置するように装着した状態で、前記した補修部材ユニット１を構成する樹脂板１１および補強部材１２１ａ，１２１ｂ等をマンホールＨ内に順次搬入して、３つの樹脂板１１を円筒形に組み立てつつ、その周囲の規定位置に補強部材１２１ａ，１２１ｂを沿わせてリング状に組み立て、かつ、シャフト１３ａ，ナット１４ａ等により、円筒形に組み立てられた樹脂板１１に対して一体化し、周囲に複数の補強リング１２ａ，１２ｂを有してなる円筒状の補強部材ユニット１を完成させる。１つの補修部材ユニット１を完成させると、その補修部材ユニット１を既設管Ｐの下流側に移動させ、上記と同様の手順により次の補修部材１を組み立て、先に組み立てた補修部材ユニット１に対して軸方向に接合していく。なお、補修部材ユニット１を組み立てた後に下流側に移動させる場合、図９に示すように下流側からワイヤ３で引っ張るとよい。
【００２４】
以上の作業により、補修対象管路長に等しい長さの補修部材ユニット１の接合体が得られたら、例えばその両端部に妻型枠を装着し、各補修部材ユニット１の外周面と既設管Ｐの内周面との間にモルタル等の裏込め材を注入して、作業を終える。
【００２５】
以上の方法において特に注目すべき点は、マンホールＨおよびそれに通ずる既設管Ｐ内で円筒形に組み立てられた各補修部材ユニット１は、その外周に沿って鋼材等の高剛性材料からなる複数の補強リング１２ａ，１２ｂが一体化された構造を有しているため、それ自体の強度が高く、裏込め材の注入圧に対して十分に耐えることができる点であり、これにより、支保を組んだり内側から水圧をかけるといった裏込め材注入圧に対する耐圧のための工法が不要となる。また、補修部材ユニット１自体の強度が高いが故に、腐食等によって既設管Ｐの強度が弱くなっていても、補修により十分な強度を付与することが可能となるとともに、裏込め材として高強度のものを用いる必要もなくなり、更には、裏込め材との一体化を図るために補修部材に設けるリブの数は従来のものに比して少なくすることができる結果、裏込め材に流動化材を添加することなく、補修部材と既設管Ｐの間に裏込め材を十分に行き渡らせることが可能となる。
【００２６】
また、以上の実施の形態のように下水隔離装置２を用いた工法を採用すると、補修部材ユニット１の組み立て並びに軸方向への接合のための作業は下水隔離領域で行うことが可能となり、しかも、その組み立て作業を通じて下水の流れを止める必要がないため、流量の多い下水道や流れの速い下水道に対しても、危険を伴うことなく作業を行うことができる。
【００２７】
本発明は、補強リングの分割数等については、上記した実施の形態に限定されることなく、また、以上の実施の形態においては、既設管が円形断面であるものについて述べたが、例えば矩形渠（ボックスカルバート）や馬蹄形渠（アーチカルバート）に対しても本発明を等しく適用することができ、その場合、補修部材ユニット１，３０は組立によりその管渠の断面形状に応じた形状となるように形成すればよく、また、下水隔離装置２を用いる場合においても、対象とする管渠の断面形状に応じた断面形状のものを用いればよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、既設管内でその内面に略沿った補修部材を配置し、その補修部材と既設管の間に裏込め材を注入する管路の補修方法において、既設管内に補修部材を配置するに当たり、マンホールから搬入した樹脂板を、マンホールおよびそれに通ずる既設管内で筒状に形成して既設管内面に略沿わせ、同じくマンホールから搬入した高剛性材料からなる複数の補強部材を筒状に形成した樹脂板の周囲に対して一体化させながらその外周に沿ったリング状に組み立てることによって、樹脂製の表面材とその外周に一体化された補強リングを有する筒状の補修部材を順次組み立て、所要長さが得られるように複数の補修部材を互いに軸方向に接合していくため、従来の管路の補修方法に比して補修部材自体の強度が大幅に高く、それ自体で裏込め材の注入圧に十分に耐えるため、従来の工法のように支保を組んだり、あるいは内側から水圧をかける等の耐圧のための工事が不要となり、工費を大幅に削減することができる。
【００４１】
また、補修部材の高強度化により、腐食等により強度が著しく低下している既設管の補修に適用しても、特に高強度の裏込め材等を用いることなく十分な強度を付与することができるとともに、従来のように裏込め材との一体化によって強度を得るべく多数のリブを密に配する必要がないため、流動化材を添加した裏込め材を用いることなく、裏込め材の充填度を高くすることができ、裏込め材として安価な材料を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した管路の補修方法に用いられる補修部材ユニット１の複数個を軸方向に接合した状態を示す部分断面正面図である。
【図２】  図１の左側面図である。
【図３】  図１の補修部材ユニット１に用いられている樹脂板１１の展開状態における要部の正面図（表面図）である。
【図４】  図３の平面図である。
【図５】  図３の右側面図である。
【図６】  図１の補修部材ユニット１に用いられている補強部材１２１ａの正面図である。
【図７】  各補強部材１２１ａ，１２１ｂと樹脂板１１との接合一体化の説明図で、樹脂板１１のパイプ状部材１１ｂの軸方向に沿って切断した要部断面図である。
【図８】  各樹脂板１１および補強部材１２１ａ，１２１ｂを周方向に互いに一体化するための構造の説明図で、その周方向接合部における断面図である。
【図９】  本発明を適用した管路の補修方法において、既設管Ｐ内に下水隔離装置２を挿入した状態を示す模式的断面図である。
【図１０】  図９のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１，３０  補修部材ユニット
１１，３１  樹脂板
１１ａ  平板状の本体部
１１ｂ  パイプ状部材
１１ｃ  Ｔ形のリブ
１１ｄ  軸方向接続用フランジ部
１１ｅ  周方向接続用フランジ部
１２ａ，１２ｂ  補強リング
１２０  貫通孔
１２１ａ，１２１ｂ  補強部材
１３ａ，１３ｂ  シャフト
１４ａ，１４ｂ，１７  ナット
１５  周方向接続用金具
１６ボルト
１８  補強部材接続用金具
２  下水隔離装置
２１  止水プラグ
２１ａ  筒状本体
２１ｂ  アウターシール
２１ｃ  インナーシール
２２  下水隔離用筒体
Ｈ  マンホール
Ｐ  既設管
【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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【図９】
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【図１０】
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