(57)【要約】【課題】簡単かつ容易に、しかもスムーズに地中に埋設された廃棄水道管の全体に充填剤を注入する。全体が水平に埋設されず、一部に低く下がった部分のある廃棄水道管にも空気溜まりができないように充填剤を充填する。内部の水を押し出しながら充填剤を充填する。【解決手段】廃棄水道管の充填剤注入方法は、地下に埋設している廃棄水道管１に、未硬化状態ではペースト状ないし液状で、硬化する充填剤２を注入する。この充填剤注入方法は、廃棄水道管１に注入される充填剤２の先端にピグ３を入れ、このピグ３を廃棄水道管１に圧入される充填剤２で圧送して、廃棄水道管１に充填剤２を注入する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下に埋設している廃棄水道管(1)に、未硬化状態ではペースト状ないし液状で、硬化する充填剤(2)を注入する方法であって、
廃棄水道管(1)に注入される充填剤(2)の先端にピグ(3)を入れ、このピグ(3)を廃棄水道管(1)に圧入される充填剤(2)で圧送して、廃棄水道管(1)に充填剤(2)を注入する廃棄水道管の充填剤注入方法。
【請求項２】
圧入される充填剤(2)で前進されるピグ(3)の前進をピグ前方の制動流体(4)で制限しながらピグ(3)を前進させて、廃棄水道管(1)に充填剤(2)を充填する請求項１に記載される廃棄水道管の充填剤注入方法。
【請求項３】
前記制動流体(4)に水又は空気を使用する請求項２に記載される廃棄水道管の充填剤注入方法。
【請求項４】
前記廃棄水道管(1)の先端部に、制動流体(4)の排出量をコントロールする制御弁(9)を連結し、この制御弁(9)で制動流体(4)の排出量をコントロールして、ピグ(3)の前進を制動する請求項２に記載される廃棄水道管の充填剤注入方法。
【請求項５】
前記ピグ(3)でもって廃棄水道管(1)に溜まる水を排水しながら充填剤(2)を充填する請求項１ないし４のいずれかに記載される廃棄水道管の充填剤注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設されて使用されなくなった廃棄水道管にモルタル等の充填剤を注入して硬化させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設されて使用されなくなった廃棄水道管は破損して種々の弊害の原因となる。たとえば、地中で廃棄水道管の一部が破損すると内部に土砂が流入して路面を陥没させる原因となる。この弊害を防止するために、廃棄水道管に砂を充填する方法が開発されている。（特許文献１参照）
【０００３】
特許文献１に記載される方法は、廃棄水道管の一端にストレーナーを介して真空ポンプを連結し、他端には砂供給管を介して砂タンクを連結し、真空ポンプで廃棄水道管内の空気を強制的に排気して砂を吸入して充填する。この方法は、廃棄水道管に砂を充填できる。ただ、砂は、モルタル等よりも流動性が少ないため、廃棄水道管への充填が困難であり、容易に地中に埋設できない。
【０００４】
この欠点は、廃棄水道管にモルタル等の充填剤を注入して解消できる。ただ、全ての廃棄水道管にモルタル等の充填剤を注入するのは決して簡単ではない。たとえば、図１に示すように、河川の底を通過する廃棄水道管９１は、川底よりも深く埋設される部分が低くなる。この廃棄水道管９１は、図に示すように、下り勾配となる部分や段差のある部分ができる。この廃棄水道管９１にモルタル９２等の充填剤を注入すると、重いモルタル９２が廃棄水道管９１の底面に沿って流れて、水道管の全体に充満するように充填されず、水道管の上部、とくに段差部の上部に空気溜まり９９ができる。また、図２に示すように、廃棄水道管９１の一部に低く埋設される部分があって、ここに水９３が溜まっていると、この部分に充填されるモルタル９２が底に溜まっている水と撹拌されて強固に硬化しなくなる。とくに、太い廃棄水道管にあっては底部にのみモルタルが充填されて全体をモルタルで満たすのが難しい。
【特許文献１】特開昭５８−１３２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単かつ容易に、しかもスムーズに地中に埋設された廃棄水道管の全体に充填剤を注入できる廃棄水道管の充填剤注入方法を提供することにある。
さらに本発明の他の大切な目的は、全体が水平に埋設されず、一部に低く下がった部分のある廃棄水道管にも空気溜まりができないように充填剤を充填でき、さらに内部の水を押し出しながら充填剤を充填できる廃棄水道管の充填剤注入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の廃棄水道管の充填剤注入方法は、前述の目的を達成するために以下の方法で充填剤を注入する。
充填剤注入方法は、地下に埋設している廃棄水道管１に、未硬化状態ではペースト状ないし液状で、硬化する充填剤２を注入する。この充填剤注入方法は、廃棄水道管１に注入される充填剤２の先端にピグ３を入れ、このピグ３を廃棄水道管１に圧入される充填剤２で圧送して、廃棄水道管１に充填剤２を注入する。
【０００７】
本発明の請求項２の廃棄水道管の充填剤注入方法は、圧入される充填剤２で前進されるピグ３の前進をピグ前方の制動流体４で制限しながらピグ３を前進させて、廃棄水道管１に充填剤２を充填する。
【０００８】
本発明の請求項３の廃棄水道管の充填剤注入方法は、制動流体４に水又は空気を使用する。
【０００９】
本発明の請求項４の廃棄水道管の充填剤注入方法は、廃棄水道管１の先端部に、制動流体４の排出量をコントロールする制御弁９を連結し、この制御弁９で制動流体４の排出量をコントロールして、ピグ３の前進を制動する。
【００１０】
本発明の請求項５の廃棄水道管の充填剤注入方法は、ピグ３でもって廃棄水道管１に溜まる水を排水しながら充填剤２を充填する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の充填剤注入方法は、簡単かつ容易に、しかもスムーズに無理なく地中の廃棄水道管に充填剤を注入できる。また、一部に低く下がった部分や段差部のある廃棄水道管にも空気溜まりができないように充填剤を充填でき、しかも内部の水を押し出しながら充填剤を充填できる特徴がある。それは、本発明の注入方法が、廃棄水道管に注入される充填剤の先端にピグを入れ、このピグを廃棄水道管に圧入される充填剤で圧送しながら、廃棄水道管内に充填剤を注入するからである。とくに、本発明の注入方法は、充填剤が充填されない領域と充填剤の領域とをピグで隔離しながら、ピグを前進して充填剤を充填するので、廃棄水道管内に水が溜まっていても、ピグで排水しながら、また充填剤を水から隔離しながら、充填剤を注入できる。このため、廃棄水道管の底部に水溜まりがあっても、排水しながら、廃棄水道管の全体に充填剤を注入できる特徴がある。
【００１２】
とくに、本発明の請求項２の充填剤注入方法は、圧入される充填剤で前進されるピグの前進をピグ前方の制動流体で制限しながらピグを前進して、廃棄水道管に充填剤を充填する。この方法は、制動流体がピグを押圧する圧力を調整してピグの前進を理想的な状態に制御できる。ピグの前進を制動する制動力は、ピグと廃棄水道管との摩擦抵抗で制御することもできる。ただ、この方法は、摩擦抵抗による制動力をピグを前進させながら変更できない。ピグを前進させる制動力は、廃棄水道管によって最適値が異なり、また充填剤を充填している工程においても最適値が変化する。たとえば、内部に多量の水が溜まる廃棄水道管にあっては、摩擦抵抗を大きくして、確実に排水しながら充填剤を充填する必要がある。ただ、ピグの摩擦抵抗を大きくすると、長い廃棄水道管にスムーズに充填剤を充填できなくなる。また、ピグを前進しているときに、ピグが廃棄水道管に詰まって前進できなくなると、制動力を小さくする必要がある。とくに、本発明は廃棄水道管に充填剤を充填する方法であるが、廃棄水道管は、常に内面がきれいな平滑面では決してなく、長年の使用によって水道管が腐食し、あるいは種々の異物が堆積して局部的に内径が小さくなる部分がある。このため、ピグの外径を廃棄水道管の内径よりも大きくして、摩擦抵抗でピグの前進を制動する方法では、ピグが内径の小さい領域に詰まって移動できなくなることがある。この弊害を避けるために、ピグを小さくして摩擦抵抗を小さくすると、ピグが前進しやすくなって、内部に溜まる水を確実に排水できなくなったり、ピグが下り勾配の廃棄水道管を滑り落ちて、充填剤との間に空気溜まりができるなどの弊害がある。本発明の請求項２の充填剤注入方法は、制動流体でピグの前進を変更できるので、ピグを常に理想的な制動流体で前進させて、廃棄水道管内の水を排水し、また空気溜まりができない状態とし、さらにまた、ピグが廃棄水道管の細くなった部分に詰まると、制動力を小さくしてピグをスムーズに前進させて、ピグの詰まりも解消できる特徴がある。したがって、本発明の請求項２の注入方法は、種々の廃棄水道管に理想的な状態で充填剤を注入できる特徴がある。
【００１３】
また、本発明の請求項３の充填剤注入方法は、制動流体に水又は空気を使用することを特徴とする。制動流体を水とする方法は、水圧でピグの制動力を調整しながら、ピグを理想的な状態で前進できる。とくに、水は非圧縮性の流体であるから、ピグの前進を理想的な状態で調整できる特徴がある。さらに、制動流体を空気とする方法は、ピグの前方にコンプレッサなどで加圧された空気を供給し、さらにこの空気圧を調整してピグの前進を理想的な状態にコントロールできる。
【００１４】
さらに、本発明の請求項４の充填剤注入方法は、廃棄水道管の先端部に制動流体の排出量をコントロールする制御弁を連結して、この制御弁で制動流体の排出量をコントロールして、ピグの前進を制動する。この方法は、制御弁の開度を調整して、ピグ前方の制動流体の圧力を調整して、ピグを前進させる制動力を最適値にコントロールできる。このため、簡単な構造でピグの前進を理想的な状態に制御できる。
【００１５】
また、本発明の請求項５の充填剤注入方法は、ピグでもって廃棄水道管に溜まる水を排水しながら充填剤を充填するので、廃棄水道管から確実に水を排水して、充填剤を充填できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための廃棄水道管の充填剤注入方法を例示するものであって、本発明は充填剤注入方法を以下のものに特定しない。
【００１７】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
図３ないし図１０は、地下に埋設している廃棄水道管１に充填剤２を注入する工程を示している。図３ないし図６は、水平な地面（ＧＬ）に埋設している廃棄水道管１に充填剤２を注入する状態を示し、図７ないし図１０は、河川などの底に埋設している廃棄水道管１に充填剤２を注入する状態を示している。これ等の図に示す充填剤注入方法は、未硬化な状態ではペースト状ないし液状で、硬化して固くなる充填剤２、たとえばモルタルを注入する。注入するモルタルは、たとえば以下の混合比で調整する。
【００１９】
普通ポルトランドセメント………………………５００ｋｇ
流動化材（ピー・エス・テイ株式会社製）………５０ｋｇ
水……………………………………………………８２１ｋｇ
【００２０】
モルタルは、廃棄水道管１の後端から加圧して注入される。廃棄水道管１は、図３と図７に示すように、その後端に、充填剤２の注入ポンプ５と、水ポンプ６とを連結している閉塞具７を水密に連結する。図の閉塞具７は、フランジ７Ａをボルトとナットで廃棄水道管１のフランジ１Ａに締め付けて水密に連結される。この閉塞具７は、後端に注入ポンプ５を連結して、先端部に水ポンプ６を連結している。注入ポンプ５がピグ３の後方に充填剤２を注入し、水ポンプ６がピグ３の前方に水を充填するためである。閉塞具７は、後部にピグ３を入れた状態で廃棄水道管１に連結される。
【００２１】
閉塞具７に挿入されるピグ３は、ゴム状弾性体でもって外径を廃棄水道管１の内径よりもわずかに大きく、たとえば、廃棄水道管１の実質的な内径の１０２％〜１１０％とする。ピグ３の外径とゴム状弾性体の柔軟性は、廃棄水道管１の内面の状態、すなわち、廃棄水道管１の内面に局部的に付着する異物の状態、廃棄水道管１が腐食して局部的に内径が小さくなっている状態などを考慮して最適値に調整する。異物の付着が多く、あるいは腐食が甚だしくて、局部的に内径が小さくなっている廃棄水道管にあっては、ピグに柔軟なゴム状弾性体を使用し、また、外径を小さくしてスムーズに廃棄水道管内を圧送できるようにする。
【００２２】
廃棄水道管１は、圧入される充填剤２で前進されるピグ３の前進を、ピグ前方の制動流体４の水で制限しながらピグ３を前進させる。このことを実現するために、図３と図７に示すように、廃棄水道管１の先端には、制御弁９と圧力計１０を連結している調整閉塞具８を連結する。図の調整閉塞具８は、フランジ８Ａをボルトとナットで締め付けて、廃棄水道管１のフランジ１Ａに水密状態に連結される。制御弁９は、開度で制動流体４の排出量を調整して、ピグ先端側の圧力を変更し、充填剤２で圧送されるピグ３の制動力を調整する。
【００２３】
廃棄水道管１は、図３ないし図１０に示す以下の工程で充填剤２のモルタルを充填する。
（１）図３と図７に示すように、廃棄水道管１の後端に、ピグ３を入れた閉塞具７を水密に連結し、さらに廃棄水道管１の先端には調整閉塞具８を水密に連結する。
（２）水ポンプ６を運転して、閉塞具７から廃棄水道管１に、制動流体４である水を注入する。閉塞具７は、水ポンプ６をピグ３よりも前に連結しているので、制動流体４である水はピグ３の前方に注入される。このとき、調整閉塞具８の制御弁９を開いて、ここから水が排水されるまで給水して、図４と図８に示すように、廃棄水道管１を水で満たす。その後、水ポンプ６の運転を停止して、制御弁９を閉弁する。
（３）注入ポンプ５を運転して、充填剤２のモルタルを閉塞具７からピグ３の後方に注入する。注入されるモルタルに圧送されてピグ３は前進する。このとき、圧力計１０を見ながら制御弁９の開度を調整して、ピグ３の制動力をコントロールする。ピグ３の制動力は、制動流体４の圧力を高くして大きく、圧力を低くして小さく制御できる。
【００２４】
ピグ３が水平、あるいは登り勾配の廃棄水道管１内を前進するとき、制御弁９の開度を大きくしてピグ３の制動力を小さくしてピグ３をスムーズに前進させる。ピグ３が下り勾配の廃棄水道管１内を前進し、あるいは廃棄水道管１の段差部を前進するとき、制御弁９の開度を絞ってピグ３の制動力を大きくして、空気溜まりができないように充填剤２を注入する。ピグ３を前進しやすくすると、図１１に示すように、ピグ３の後方に空気溜まり１１ができるからである。
【００２５】
ピグ３が前進する位置は、注入ポンプ５の充填剤２の吐き出し量から検出する。注入ポンプ５の吐き出し量は、注入ポンプ５の回転数や往復運動する回数から検出する。注入ポンプ５には、吐き出し圧力を高くするために定容積型のポンプが使用される。このタイプのポンプの吐き出し量は、回転数やピストンが往復運動する回数に比例するので、回転数や往復運動回数から充填剤２の吐き出し量を検出できる。
【００２６】
さらに、ピグ３が廃棄水道管１内に詰まって前進し難くなると、制御弁９の開度を大きくしてピグ３の制動力を弱くして前進しやすくする。ピグ３が廃棄水道管１に詰まったことは、注入ポンプ５を駆動する動力源の負荷で検出できる。たとえば、注入ポンプ５の動力源がモータであると、モータに流れる電流からピグ３が詰まったことを検出できる。それは、注入ポンプ５が駆動されなくなって、動力源であるモータの電流が急激に大きくなるからである。したがって、注入ポンプ５を駆動する動力源の負荷が一定の範囲となるように、制御弁９をコントロールして、ピグ３をスムーズに前進できる。また、注入ポンプ５の負荷が一定の範囲となるように制御弁９の開度を調整して、制動流体４でピグ３の前進を制動することで、ピグ３の後方に空気溜まりができないように、また、ピグ３を無理なく前進して、廃棄水道管１に充填剤２を充填することができる。注入ポンプ５の動力源の負荷が所定の範囲となるように制御弁９の開度を調整することは、ピグ３を所定の制動力で制限しながら前進させることになる。したがって、ピグ３の後ろに空気溜まりができないようにピグ３を前進させながら、ピグ３を詰まらないように前進できる。このように、調整閉塞具８の圧力計１０と、注入ポンプ５の動力源の負荷の両方から、制御弁９の開度をコントロールすることで、図５、図６、図９、及び図１０に示すように、理想的な状態でピグ３を前進させて、空気溜まりができないように廃棄水道管１の全体に充填剤２を注入できる。
【００２７】
以上のようにして、廃棄水道管１の全体に充填剤２が充填されると、ピグ３は調整閉塞具８まで前進される。この状態で注入ポンプ５の運転を停止する。
【００２８】
（４）充填剤２のモルタルを所定の硬度まで硬化させた後、調整閉塞具８を廃棄水道管１から外してピグ３を回収する。
【００２９】
以上の方法は、制動流体４に水を利用するので、水が潤滑剤となって、ピグ３を廃棄水道管１内にスムーズに通過させる。ただし、制動流体４には、水に変わって、空気などの気体も使用できる。また、内面が比較的きれいな廃棄水道管にあっては、制動流体でピグの制動力をコントロールすることなく、充填剤でピグを廃棄水道管内に前進して、充填剤を注入することもできる。さらに、充填剤には、モルタルに代わって、未硬化な状態ではペースト状ないし液状であって、固く硬化する全ての充填剤を使用することができる。したがって、本発明は充填剤をモルタルには特定しない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】廃棄水道管にモルタルを注入する一例を示す断面図である。
【図２】廃棄水道管にモルタルを注入する他の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる充填剤注入方法を示す図であって、地下に埋設している廃棄水道管に充填剤を注入する状態を示す断面図である。
【図４】図３に示す廃棄水道管に充填剤を注入する工程を示す断面図である。
【図５】図３に示す廃棄水道管に充填剤を注入する工程を示す断面図である。
【図６】図３に示す廃棄水道管に充填剤を注入する工程を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施例にかかる充填剤注入方法を示す図であって、河川などの底に埋設している廃棄水道管に充填剤を注入する状態を示す断面図である。
【図８】図７に示す廃棄水道管に充填剤を注入する工程を示す断面図である。
【図９】図７に示す廃棄水道管に充填剤を注入する工程を示す断面図である。
【図１０】図７に示す廃棄水道管に充填剤を注入する工程を示す断面図である。
【図１１】ピグが前進してピグの後方に空気溜まりができる状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…廃棄水道管            １Ａ…フランジ
２…充填剤
３…ピグ
４…制動流体
５…注入ポンプ
６…水ポンプ
７…閉塞具                ７Ａ…フランジ
８…調整閉塞具            ８Ａ…フランジ
９…制御弁
１０…圧力計
１１…空気溜まり
９１…廃棄水道管
９２…モルタル
９３…水
９９…空気溜まり
【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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【図１１】
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