(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路と該管路の内面を覆うようにプラスチックライニング材から組み立てられた管状体との間に裏込め材を注入充填するための装置であって、
イ  管路と管状体との間に管軸方向の全長に亘って設置される注入管、
ロ  上記注入管内に管軸方向にスライド移動自在に嵌装される注入ヘッド、
ハ  上記注入ヘッドに裏込め材を供給するためのホース及び
ニ  上記注入ヘッドを注入管内で管軸方向に往復移動するための往復移動手段、を備え、上記注入ヘッドは径方向に開口する第１注入口を備え、上記注入管は管軸方向に間隔を存して並列する複数個の逆止弁付き第２注入口を備え、第１注入口と選択された１つの第２注入口とを位置合わせした状態で裏込め材の注入充填を行う構成になっていることを特徴とする裏込め注入装置。
【請求項２】
注入ヘッドが管軸方向に間隔を存して並列する一対のスライドシールリングを備え、これらシールリング間で第１注入口が全周に開口していることを特徴とする請求項１記載の裏込め注入装置。
【請求項３】
注入ヘッドが管軸方向に間隔を存して並列する一対のパッカーを備え、これらパッカー間で第１注入口が全周に開口していることを特徴とする請求項１記載の裏込め注入装置。
【請求項４】
請求項１記載の裏込め注入装置を適用して管路と管状体との間の間隔内に裏込めを施すに際し、裏込め材の注入を、下部領域から上部領域に向けて且つ養生硬化に要する時間をあけて段階的に進めて行くことを特徴する裏込め注入工法。
【請求項５】
請求項１記載の裏込め注入装置を適用して管路と管状体との間の間隔内に裏込めを施すに際し、管路の底部と天井部の２箇所に裏込め注入装置を設置し、最初に底部に設置した注入装置を使用して注入を行って管内の滞留水を管路の両端部から排出させた後、次に天井部に設置した注入装置を使用して裏込めを行うことを特徴とする裏込め注入工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は裏込め注入装置及び裏込め注入工法、詳しくは管路の内面を裏込め間隔を存して覆うように形成された管状体の背面に裏込め材を注入充填する裏込め注入装置及び裏込め注入工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種管路の更生工法や二次覆工工法において、管路の内面を覆うようにプラスチックライニング材から管状体を組み立てることが行われ、この際、管路と管状体との間の間隔内には裏込めが施される。図８は従来の裏込め注入工法の一例を示し、予め対象管路ａの天井部位に注入管ｃを設置しておき、管状体ｂの形成後に該管状体ｂの背面側に上記注入管ｃを通じ裏込めを施すようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
裏込め材としては通常セメントミルクが使用される。セメントミルクは比較的粘性があり、また時間の経過につれて徐々に硬化し始めるので、一カ所からの注入で裏込め施工できる距離はせいぜい２０乃至３０ｍ程度である。管路更生工法や二次覆工工法は、通常、長距離施工（例えば５０乃至２００ｍ）であり、例えば施工距離が１００ｍの場合では、２５ｍ間隔で３カ所或いは２０ｍ間隔で４カ所からの注入が必要になる。而して３カ所注入の場合には２５ｍ、５０ｍ及び７５ｍの３本の注入管の設置が、また４カ所注入の場合には２０ｍ、４０ｍ、６０ｍ及び８０ｍの４本の注入管の設置が必要になる。これでは注入管のトータルの設置距離が少なくとも施工距離の１．５乃至２．０倍程度にも達し、注入管の設置に手数がかかる上に注入管の消費量ひいては費用負担も大きくなる。また施工後は注入管内に裏込め材が残り、管が詰まってしまうので有効利用できなくなり、そのまま埋め殺しせざるを得なかった。
【０００４】
また管状体ｂはプラスチックライニング材から組み立てられており強度的にあまり充分とはいえないので、裏込めを全範囲に亘って一度に施してしまうと裏込め材のヘッド圧のために管状体に変形を生ずる恐れがあり、特にこの傾向は大口径（口径８００乃至５０００ｍｍ）のものほど顕著になる。この場合、裏込めを径方向すなわち高さ方向に養生硬化の時間をおいて段階的に行うようにすれば上記問題はなくなるが、上記従来工法では一段階の注入充填を終えた後に、次段階の注入充填の準備のために、直ちに注入管ｃ内の洗浄を行わなければならず、この洗浄時には洗浄水が打設済み裏込め材側に流れ込み、裏込め材の希釈ひいては養生硬化不良等を招く恐れを生ずる。
【０００５】
さらに、既設の下水管路等では一般に地盤変動などに伴う管の不陸や蛇行があり、管の継手部やクラック部から水が侵入しているケースや、流下している下水を停止できない場合には下水を流しながら施工せざるを得ないケースがある。そのような場合は組立てた管状体ｂと管路ａとの間に滞流水が残ってしまい、裏込め材を上部から注入すると滞留水中に分散して希釈されてしまうために硬化不良や強度不足を生じてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、注入管の設置の手間の軽減が可能な上に注入管の消費量ひいては設置費用の低減が可能であり、しかも注入充填後は注入管の有効利用を計れる裏込め注入装置を提供するにある。さらに本発明は打設済み裏込め材の洗浄水による希釈ひいては養生硬化不良の発生の恐れなしに径方向の段階的注入が可能な裏込め注入工法を提供するにある。又、管路内に滞留水があっても裏込め材が希釈されず、品質が低下することのない裏込め注入工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、管路と該管路の内面を覆うようにプラスチックライニング材から組み立てられた管状体との間に裏込め材を注入充填するための装置であって、
イ  管路と管状体との間に管軸方向の全長に亘って設置される注入管、
ロ  上記注入管内に管軸方向にスライド移動自在に嵌装される注入ヘッド、
ハ  上記注入ヘッドに裏込め材を供給するためのホース及び
ニ  上記注入ヘッドを注入管内で管軸方向に往復移動するための往復移動手段、を備え、上記注入ヘッドは径方向に開口する第１注入口を備え、上記注入管は管軸方向に間隔を存して並列する複数個の逆止弁付き第２注入口を備え、第１注入口と選択された１つの第２注入口とを位置合わせした状態で裏込め材の注入充填を行う構成になっていることを特徴とする裏込め注入装置に係る。
【０００８】
本発明の好ましい実施態様に於いては、注入ヘッドとして、管軸方向に間隔を存して並列する一対のスライドシールリングを備え、これらシールリング間で第１注入口が全周に開口している構成のものを適用できる。
【０００９】
又、前記の注入ヘッドにおいて、スライドシールリングに替えて一対のパッカーを備えたものを適用できる。
【００１０】
さらに本発明は、請求項１記載の裏込め注入装置を適用して管路と管状体との間の間隔内に裏込めを施すに際し、裏込め材の注入を、下部領域から上部領域に向けて且つ養生硬化に要する時間をあけて段階的に進めて行くことを特徴する裏込め注入工法に係る。
【００１１】
又、本発明は請求項１記載の裏込め注入装置を適用して管路と管状体との間の間隔内に裏込めを施すに際し、管路の底部と天井部の２箇所に裏込め注入装置を設置し、最初に底部に設置した注入装置を使用して注入を行って管内の滞留水を管路の両端部から排出させた後、次に天井部に設置した注入装置を使用して裏込めを行うことを特徴とする裏込め注入工法に係わる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を添付図面に基づき説明する。尚、図において、同一符号は実質的に同一部分を示している。本発明装置の概要を示す図１から明らかなように、本発明装置は、注入管１と、該注入管１内に管軸方向にスライド移動自在に嵌装される注入ヘッド２と、該注入ヘッド２に裏込め材を供給するためのホース３と、同注入ヘッド２を注入管１内で管軸方向に往復移動させるための往復移動手段例えば牽引部材４を備えている。
【００１３】
注入ヘッド２はスライド移動方向の両端部にスライドシールリング５、５を備え、該シールリング５、５間において第１注入口６が全周に開口され、該第１注入口６は注入通路７を介しホース３に接続されている。
【００１４】
又、スライドシールリング５に替えて図２に概略的に示すように、流体圧によって膨張収縮が可能なパッカーを適用することができる。本例ではホース３の中にさらに小口径のホース（図示せず）を挿入して流路７’に接続されており、さらに流路７’はパッカー１１の内部に開口する流路１０に接続されている。パッカー１１はその両端部においてカシメリング１２を介して注入ヘッドに強固にカシメられている。パッカー１１は流路１０から水や空気などの流体によって加圧されて膨張し、注入管１の内面に密着することにより、シールの役割を果たす。尚、パッカーはゴム製であり、流体圧を開放すればその保有弾性により収縮する。その他の部分の構成は図１に示すスライドシールリング方式と実質的に同じである。本パッカー方式はスライドシールリング方式に較べて構造が複雑であるが、注入管１内を移動する際の摺動抵抗が少なく磨耗が殆ど無いなどの特徴があり施工条件に応じて適宜選択する。
【００１５】
注入管１は定尺寸法例えば０．３ｍ乃至３ｍ程度長さの定尺管（図では省略されている）の継ぎ足しにより構成され、定尺管にはそれぞれ逆止弁例えばゴムリング８を備えた第２注入口９が形成されている。或いは注入管１同士を継ぎ足すのではなく、その間に注入口の無い管を必要な長さ分を挟んでもよい。而して継ぎ足した後の注入管１には所定の間隔で、例えば１０ｍ毎に管軸方向に並列するように逆止弁８付き第２注入口９が備えられることになる。尚、注入管は鋼管或いは塩ビ、ポリエチレン、ＡＢＳなどの樹脂パイプから適宜選択することができるが、特に樹脂パイプは軽量で取り扱い性に優れている事、適度な柔軟性を有しており長尺であってもマンホール口を通じて管路内に容易に搬入できる事、さらに管路がカーブしている場合でも容易にカーブに沿わせられる事などの利点がある。
【００１６】
ホース３は一端側が地上に設置の裏込め材の供給部（図示せず）にまた他端側が注入ヘッド２の注入通路７にそれぞれ接続され、裏込め材を供給部から注入ヘッド２に向けて供給し得るようになっている。
【００１７】
牽引部材４は一端側が注入ヘッド２に取り付け固定され、他端側は例えば地上に設置のウインチ（図示せず）に巻き取られている。牽引部材４は注入ヘッド２の往路の移動に適用され、復路の移動には例えばホース３が適用される。ホース３とは別に、復路移動用の牽引部材を備えてもよい。ホース３を復路移動用の牽引部材として兼用する場合には、ホース３の引っ張り強度を補強材により増強しておくことが好ましい。尚、牽引部材４としてはワイヤーやピアノ線等を使用すればよい。
【００１８】
本発明装置は小口径から大口径の管路の裏込め施工に適用できるが、特に管路内での人手作業が可能な大口径管路（例えば８００乃至５０００ｍｍ）の裏込め施工に適用して有用である。以下大口径管路の裏込め施工に適用した場合について説明する。
【００１９】
本発明装置において、注入管１は、図３に概略的に示すように、予め施工対象の管路ａの全長に亘って例えば天井部位に沿ってアンカーボルト等の取り付け金具（図示せず）の適用のもとに人手作業をして取り付け固定され、更にその内部には牽引部材４（図示せず）が通線される。注入管１の設置は管路ａ内での管状体ｂの組み立てと同時並行的に行ってもよい。
【００２０】
図４に示すように、公知の各種手段を適用して、管路ａ内での管状体ｂの組み立てを終えた後は、図５に示すように、本発明装置を適用して、裏込め施工が行われる。裏込め施工の手順は次の通りである。先に述べたように、本発明装置の注入管１は予め管路ａの天井部位において全長に亘って設置され、更に注入管１内には牽引部材４が通線されているので、まず最初に注入ヘッド２の先端が牽引部材４に取り付け固定され、次に牽引部材４の操作をして注入ヘッド２が注入管１内に後端側に接続のホース３と共に嵌入される。次に注入ヘッド２が牽引部材４の操作をして注入管１内で管軸方向に移動され、注入ヘッド２の第１注入口６が注入管１に備え付けの第２注入口９の内の選択された１つと位置合わせされる。第１注入口６はシールリング５、５間、或いはパッカー１１、１１間で全周に開口しているので、選択された第２注入口９はシールリング５、５間、或いはパッカー１１、１１間に位置していればよく、比較的ラフな位置合わせでよい。第１注入口６と第２注入口９との位置合わせ状況が図１および図２に示されている。
【００２１】
第１、２注入口６、９の位置合わせを終えた後は、裏込め材が供給部からホース４を経て注入ヘッド２に向けて給送され、給送された裏込め材は、第１、２注入口６、９を通じ管路ａと管状体ｂとの間の裏込め間隔内に注入されて行く。１つの第２注入口９からの裏込め材の注入を終えた後は、注入ヘッド２を管内移動させ、他の１つの第２注入口９と位置合わせし再び裏込め材の注入を行う。尚、図２に示すパッカー方式の場合では注入時にパッカーを加圧膨張させ、移動時には圧力を解放してパッカーを収縮させる。このように第２注入口９の選択と裏込め材の注入を繰り返し行うことにより、長距離施工の場合であってもその全長に亘り裏込めを施すことができる。尚、注入管１における第２注入口９の取り付けピッチは、注入した後の裏込め材が概ね水平にレベリングする範囲になるように裏込め材の粘度、硬化時間などに応じて設定する。
【００２２】
裏込め材のヘッド圧による管状体の変形を防ぐために、裏込め施工を段階的に行う場合には、図６に示すように、第１段階において上記手法により例えば裏込め間隔の径方向の１／３程度の高さまで行い、しかる後、注入ヘッド２は注入管１内より抜き出し、洗浄して次段階の注入に備える。注入管１内には裏込め材は残存しないので、注入管１の洗浄は必要でなく、洗浄水が第１段階注入の裏込め材内に流入する恐れはなくなる。第１段階で打設の裏込め材の硬化を待って、第２段階の裏込め材の打設を上記の手法で行い、以下同様にして第３段階まで裏込め材の打設を行うことにより、裏込め材の段階的注入を終えることができる。
【００２３】
裏込め材の注入充填を終えた後は、注入ヘッド２、ホース３及び牽引部材４は回収され、次回の裏込め注入に再使用される。一方注入管１は管路ａ内の取り付け部位例えば天井部分にそのまま残される。注入管１内には裏込め材が残ることがなく、開通状態を保持しているので、注入管１は例えば通信用ケーブル等を敷設するサービスパイプとして有効利用できる。
【００２４】
既設の下水管路等では一般に地盤変動などに伴う管の不陸や蛇行があり、管の継手部やクラック部から水が侵入しているケースや、流下している下水を停止できない場合には下水を流しながら施工せざるを得ないケースがある。そのような場合は組立てた管状体ｂと管路ａとの間に滞流水が残ってしまい、裏込め材を上部から注入すると滞留水中に分散して希釈されてしまうために硬化不良や強度不足を生じてしまう。このような問題を解決するため、図７に示すように本発明装置の注入管１を予め管路の下部の滞留水ｄ内に設置しておき、次に該注入管１を通じて滞留水ｄ内に裏込め材ｅを注入する。裏込め材は一般にセメントミルクをベースとしてブリージング等を防止するためにベントナイトや各種添加材を配合したものを使用するが、この場合比重が１．５或いはそれ以上あるため、前述のように滞留水の下部から裏込め材を注入すればその比重差と粘性により滞留水中に分散希釈されることなく、滞留水を上部に押し上げながら管路の底部に広がっていく。裏込めレベルひいては滞留水レベルがある程度上昇した時点で滞留水を管路の両端部より排出する。
【００２５】
次に、引き続いて下部に設置した注入管１からの注入を継続して全断面の裏込めを完了させることもできるが、一般的には管が大口径の場合、長い注入時間を要しその間に裏込め材の硬化が進行してしまうので下部からの注入を終了する。その場合は、予め管路の上部に注入管を設置しておき、先に述べた手法で上部から裏込め材を注入することで、滞留水による裏込め材への悪影響を回避し、裏込め材の品質を低下させることなく確実な裏込めを施すことができる。
【００２６】
注入ヘッド２への裏込め材の供給はホース３を２本備え、２系統で行うようにしてもよい。例えば主剤と硬化剤とを２系統で別々に供給しつつ注入ヘッド２内で混合するようにすれば、裏込め材として硬化時間が数分から数十分程度の急硬化性のものを適用することができる。先に述べた段階的注入の場合に、急硬化性の裏込め材を適用すれば、段階注入毎に必要な養生硬化時間を短縮でき、施工効率を向上できる。又、先に述べた既設管路において地下水が浸入している場合にも、急硬化性の裏込め材を適用すれば侵入水によって希釈されたり、流出するのを最小限にとどめる事ができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明装置によれば、管路の距離に関係なく単に１本の注入管を設置すればよいので、注入管の設置に要する手間を軽減できると共に消費量ひいては費用負担を軽減でき、しかも裏込め施工後は注入管をサービスパイプとして有効利用できる特徴を有する。
さらに本発明裏込め注入工法に於いては、裏込め材の段階的注入を裏込め材の洗浄水希釈の恐れなしに容易且つ効率的に達成でき、特に大口径の長距離施工に適用して有用である。
又、管路に滞留水が存在する場合においては、管路の底部にも注入管を設置することにより裏込め材が滞留水に希釈されないため、裏込め材の品質を損なうことなく確実な裏込めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明装置の注入管を管路内に設置した状況を概略的に示す横断面図である。
【図４】図３に示す管路内に管状体を形成した状況を概略的に示す横断面図である。
【図５】本発明装置適用による裏込め施工状況を概略的に示す縦断面図である。
【図６】同、段階的注入状況を示す横断面図である。
【図７】本発明装置を適用して滞留水中に裏込め材を注入している状況を示す正面側から見た説明図である。
【図８】従来工法を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１            注入管
２            注入ヘッド
３            ホース
４            牽引部材
５            スライドシールリング
６            第１注入口
７            注入通路
８            ゴムリング
９            第２注入口
１０          パッカー膨張用流路
１１          パッカー
１２          カシメリング
【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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