(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯板状のプロファイルの長手方向に連続して設けられた一対の補強リブ間に、断面Ｗ字状に形成されている長手方向に連続する帯状の補強材を、位置決めローラーと加圧ローラーを有する補強材装着装置により予め装着させた補強材付きプロファイルとされ、この補強材付きプロファイルがプロファイルドラムに巻回された状態で準備され、この補強材付きプロファイルが巻回されたプロファイルドラムをマンホールに近接した地表に回転可能に配置する工程と、プロファイルドラムに巻回され、マンホールに近接した地表に回転可能に配置されたプロファイルドラムから、補強材付きプロファイルを、順次、既設管内に供給して、既設管の内周面に沿うように螺旋状に配置することにより、既設管内にて、順次、螺旋管を製造する工程と、
を包含することを特徴とする既設管のライニング工法。
【請求項２】
前記補強材の各側縁部が、前記プロファイルに設けられた一対の補強リブの先端部に係合されて、補強材付きプロファイルと成されている請求項１に記載の既設管のライニング工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、老朽化した既設管を更生するために、帯板状をしたプロファイルを既設管内周面に沿うように順次螺旋状に配置して既設管内にて螺旋管を製造することによって、既設管の内周面をライニングする既設管のライニング工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属管、ヒューム管等によって構成された上水道や下水道は、長期にわたる使用によって老朽化し、腐食によって割れ等が生じて漏水するおそれがある。このために、老朽化した既設管内に合成樹脂管を挿入して、既設管の内周面を合成樹脂管によってライニングする工法が実施されている。
【０００３】
このようなライニング工法の一例が、特開平６−１９０９２２号公報に開示されている。この公報に開示されたライニング工法では、帯板状をした合成樹脂製のプロファイルと、帯状の補強材とを、それぞれ個別に供給して、プロファイルを螺旋状に巻回する直前に、プロファイルの所定位置に補強材を順次装着するようになっている。そして、補強材が装着されたプロファイルを螺旋状に巻回して螺旋管とし、形成された螺旋管を既設管内に挿入して、既設管と螺旋管との間に裏込め材を充填することによって、既設管の内周面をライニングするようになっている。このように、螺旋管とされるプロファイルに、鋼板等によって構成された補強材を装着することによって、形成される螺旋管の強度は著しく向上し、既設管と螺旋管との間に裏込め材を充填した際に、螺旋管が座屈するようなおそれがない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、プロファイルを既設管の内周面に沿うように順次螺旋状に配置して、既設管内にて螺旋管を製造するライニング工法が開発されている。この場合、既設管内を製管機が回転しつつ軸方向に沿って移動することにより、プロファイルが既設管内周面に沿った状態で既設管内に残存される。従って、プロファイルは、既設管内を移動する製管機に対して、既設管内を通して供給されることになる。このような場合に、製管機に供給されるプロファイルに対して、狭小な既設管の内部にて補強材を順次装着することは容易ではなく、作業性が悪いという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、補強材が装着されたプロファイルによって既設管をライニングする際の作業性を著しく向上させることができる既設管のライニング工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の既設管のライニング工法は、帯板状のプロファイルの長手方向に連続して設けられた一対の補強リブ間に、断面Ｗ字状に形成されている長手方向に連続する帯状の補強材を、位置決めローラーと加圧ローラーを有する補強材装着装置により予め装着させた補強材付きプロファイルとされ、この補強材付きプロファイルがプロファイルドラムに巻回された状態で準備され、この補強材付きプロファイルが巻回されたプロファイルドラムをマンホールに近接した地表に回転可能に配置する工程と、プロファイルドラムに巻回され、マンホールに近接した地表に回転可能に配置されたプロファイルドラムから、補強材付きプロファイルを、順次、既設管内に供給して、既設管の内周面に沿うように螺旋状に配置することにより、既設管内にて、順次、螺旋管を製造する工程と、を包含することを特徴とする。
【０００７】
また、前記補強材の各側縁部が、前記プロファイルに設けられた一対の補強リブの先端部に係合されて、補強材付きプロファイルと成されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の既設管のライニング工法の実施の形態の一例における一工程を示す概略図である。本発明の既設管のライニング工法では、一対のマンホール４２間に配置された老朽化した既設管である下水管４１を更生させるために実施される。下水管４１内には、一方のマンホール４２を通って、帯板状をした合成樹脂製のプロファイル１０が、帯状の鋼板製の断面Ｗ字状の補強材２０（図２参照）が予め装着された状態で供給されており、下水管４１内に配置された製管機５０によって、下水管４１の内周面に沿って順次配置されて螺旋管１０ａとされている。プロファイル１０は、全体にわたって補強材２０が装着されて、プロファイルドラム３１に巻回された状態で準備される。補強材付きプロファイル１０が巻回されたプロファイルドラム３１は、一方のマンホール４２に近接した地表に回転可能に配置されている。
【０００９】
図２は、補強材２０が係合されたプロファイル１０の横断面図である。プロファイル１０は、帯板状の本体基板１１を有しており、この本体基板１１の一方の側縁から適当な間隔をあけて、長手方向に連続して延びる嵌合突条１２が設けられている。嵌合突条１２は、本体基板１１の表面に対して垂直に立ち上げられており、その先端部には、断面半球状の係合部１２ａが長手方向に連続して設けられている。
【００１０】
嵌合突条１２が近接した本体基板１１の側縁とは反対側の側縁部は、本体基板１１の厚さ分だけ嵌合突条１２の突出側に段落ちした段落ち部１３になっており、この段落ち部１３には、本体基板１１が螺旋状に巻回されることにより、隣接する本体基板１１の嵌合突条１２が設けられた側縁部が嵌合し得るようになっている。段落ち部１３には、嵌合される本体基板１１の側縁部に設けられた嵌合突条１２が嵌入する断面半円状の空間が形成された嵌合凹部１４が、長手方向に連続して設けられている。この嵌合凹部１４の突出側外周面には、本体基板１１と平行なフランジ部１４ａが設けられている。嵌合凹部１４には、本体基板１１から離れるにつれて、順次、嵌合凹部１４の突出側に位置するように傾斜状態になった傾斜リブ１５が設けられており、傾斜リブ１５の先端がプロファイル１０の一方の側縁を形成している。
【００１１】
本体基板１１における嵌合突条１２と段落ち部１３との間の表面には、それぞれが長手方向に連続する一対の補強リブ１６が適当な間隔をあけて設けられている。各補強リブ１６は、本体基板１１の表面から嵌合突条１２と同方向に垂直に突出している。各補強リブ１６の先端部は、本体基板１１と平行に各側方にそれぞれ突出した状態になっている。嵌合突条１２に隣接して配置された補強リブ１６の先端は、嵌合突条１２側に大きく突出した状態になっており、その突出部分に、嵌合突条１２が嵌合凹部１４内に嵌合された際に、嵌合凹部１４に連続して設けられた傾斜リブ１５の先端部が係合されるようになっている。
【００１２】
嵌合突条１２に近接した本体基板１１の表面には、嵌合突条１２の帯板状の止水体１７が、長手方向に連続して設けられている。この止水体１７は、嵌合突条１２と嵌合凹部１４とが嵌合されて、傾斜リブ１５の先端部が、補強リブ１６の先端部に係合された状態になると、傾斜リブ１５と嵌合凹部１４との間の部分と本体基板１１との間にて圧接されるようになっている。
【００１３】
このようなプロファイル１０は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル等の合成樹脂によって、例えば、嵌合突条１２の中心から嵌合凹部１４の中心までの距離が７９ｍｍ、本体基板１１の厚さが３．４ｍｍ、本体基板１１の裏面から各補強リブ１６の先端までの距離が２１．５ｍｍに構成される。
【００１４】
プロファイル１０における一対の補強リブ１６の間には、長手方向に連続した帯状の補強材２０が装着されている。補強材２０は、長手方向に連続した帯板状の鋼板を、幅方向中央部が鋭角になるように屈曲させて、各側縁と幅方向中央部とのそれぞれの中間位置を、幅方向中央部の屈曲部分とは反対方向に突出するように鋭角的に屈曲させることによって、断面Ｗ字状に成形されている。補強材２０の各側縁部は、プロファイル１０に設けられた一対の補強リブ１６の先端部に係合されて、プロファイル１０に一体的に装着されている。
【００１５】
補強材２０が所定位置に装着されたプロファイル１０は、プロファイルドラム３１に巻回された状態で準備される。補強材２０は、例えば図３に示すように、押出成形装置によって所定の断面形状に押出成形されて巻き取りドラム３２に巻き取られた状態のプロファイル１０が、巻き取りドラム３２から繰り出されるプロファイル１０に対して、補強材装着装置６０によって所定位置に装着されるようになっている。補強材２０は、適当な長さにわたって所定の断面形状に成形されて、補強材収容容器３３内に巻回された状態で収容されている。補強材装着装置６０によって補強材２０が装着されたプロファイル１０は、プロファイルドラム３１に巻き取られている。
【００１６】
図４は、補強材装着装置６０の要部の一部を破断して示す正面図である。この補強材装着装置６０は、プロファイル１０に対して位置決め状態で係合される位置決めローラー６１と、位置決めローラー６１に対向して配置された加圧ローラー６２とを有しており、位置決めローラー６１と加圧ローラー６２との間を、プロファイル１０および補強材２０が通過するようになっている。
【００１７】
加圧ローラー６２は、ロール軸６２ａに、一定の外径を有するロール本体６２ｂが取り付けられて構成されており、ロール本体６２ｂの外周面が、プロファイル１０における本体基板１１の裏面に転接するようになっている。
【００１８】
位置決めローラー６１は、ロール軸６１ａにロール本体６１ｂが取り付けられて構成されている。ロール本体６１ｂは、軸方向に並んで配置された第１ロール部６１ｃ〜第７ロール部６１ｋの７つのロール部によって構成されている。ロール本体６１ｂの一方の端部に位置する第１ロール部６１ｃは、その外周面にプロファイル１０の嵌合突条１２が嵌入する凹部６１ｍが外周部に設けられており、その外周面は、嵌合突条１２の両側の本体基板１２の表面に圧接されるようになっている。第１ロール部６１ｃに隣接して配置された第２ロール部６１ｄは、プロファイル１０における嵌合突条１２に隣接して配置された一方の補強リブ１６の先端部に圧接されるように、一定の外径の外周面を有している。この第２ロール部６１ｄの外周面には、全周にわたってローレット加工が施されている。
【００１９】
第２ロール部６１ｄに隣接して配置された第３ロール部６１ｅは、プロファイル１０における一対の補強リブ２０間に装着される断面Ｗ形状の補強材２０における幅方向中央部の屈曲部が嵌入し得る断面Ｖ字状の溝部が外周面に設けられている。第３ロール部６１ｅに隣接して配置された第４ロール部６１ｆは、プロファイル１０における嵌合凹部１４に隣接して配置された他方の補強リブ１６の先端部に圧接されるように、一定の外径の外周面を有している。この第４ロール部６１ｆの外周面には、全周にわたってローレット加工が施されている。
【００２０】
第４ロール部６１ｆに隣接して配置された第５ロール部６１ｇは、プロファイル１０における段落ち部１３と本体基板１１との間の傾斜状態になった部分との間にわたって圧接されるように、外周面の一部が傾斜した状態になっている。第５ロール部６１ｇに隣接して配置された第６ロール部６１ｈは、プロファイル１０における嵌合凹部１４のフランジ部１４ａに圧接されるように一定の外径の外周面を有している。この第６ロール部６１ｈの外周面には、全周にわたってローレット加工が施されている。
【００２１】
さらに、第６ロール部６１ｈに隣接して配置された第７ロール部６１ｋは、ロール本体６１ｂの他方の端部に位置しており、プロファイル１０における嵌合凹部１４と傾斜リブ１５との間の段落ち部１３表面に圧接されるように一定の外径の外周面部分と、傾斜リブ１５の表面に圧接されるように傾斜状態になった外周面部分とを有している。
【００２２】
相互に対向して配置された位置決めロール６１および加圧ロール６２は、補強材２０が装着されたプロファイル１０が巻き取られるプロファイルドラム３１の巻き取り速度に同期して、プロファイルドラム３１の幅寸法に等しい距離にわたって、一体的に軸方向に沿って往復移動するようになっている。
【００２３】
このような補強材装着装置６０では、プロファイル１０の端部において、一対の補強リブ１６の間に、断面Ｗ形状になった補強材２０を、所定の状態で装着して、位置決めロール６１と加圧ロール６２との間に挿入され、位置決めロール６１の各ロール部をプロファイル１０の所定位置に当接させる。そして、補強材２０が装着されたプロファイル１０の端部をプロファイルドラム３１に巻き付けておく。
【００２４】
このような状態で、位置決めロール６１および加圧ロール６２が、同方向に等しい速度で回転されるとともに、プロファイルドラム３１が所定の速度でプロファイル１０を巻き取るように回転駆動される。これにより、位置決めロール６１と加圧ロール６２との間に挿入されたプロファイル１０が、一定の速度で位置決めロール６１と加圧ロール６２との間を、位置決めロール６１の各ロール部によって位置決めされた状態で通過する。そして、位置決めロール６１と加圧ロール６２との間をプロファイル１０が通過する間に、補強材２０は、位置決めロール６１の第３ロール部６１ｅに嵌合された状態で、プロファイル１０の一対の補強リブ１６間に順次、押し込まれて、補強材の各側縁が各補強リブ１６に対してそれぞれ係合された装着状態になる。そして、補強材２０が各補強リブ１６間に装着されたプロファイル１０が、プロファイルドラム３１に巻き取られる。
【００２５】
このとき、位置決めロール６１と加圧ロール６２とは、プロファイルドラム３１による補強材付きプロファイル１０の巻き取り速度に同期して、プロファイルドラム３１の幅寸法に等しい距離にわたって往復移動されており、補強材２０が装着されたプロファイル１０は、プロファイルドラム３１の幅方向全体に沿って巻き取られる。
【００２６】
このようにして、補強材装着装置６０によって、プロファイル１０の所定位置に補強材２０が装着されて、プロファイルドラム３１に巻回されると、図１に示すように、プロファイルドラム３１は、一方のマンホール４２に近接した地表に回転可能に配置される。そして、プロファイルドラム３１から、補強材２０が装着されたプロファイル１０が、順次、繰り出されて、マンホール４２内を通って下水管４１内に供給される。下水管４１内には、自走式の製管機５０が配置されており、この製管機５０が、下水管４１の一方の端部から他方の端部に向かって自走する間に、下水管４１内に供給される補強材付きのプロファイル１０が、製管機５０によって、下水管４１の内周面に沿って螺旋状に配置されて、隣接する嵌合突条１２と嵌合凹部１４とが相互に嵌合されて螺旋管１０ａとされる。
【００２７】
なお、下水管４１内に配置された自走式の製管機５０は、下水管４１内に配置された油圧ユニット５１によって駆動されており、また、下水管４１内に配置された油圧ユニット５１は、電源車５２から電気が供給されている。この電源車５２は、補強材付きプロファイル１０が挿入されるマンホール４２とは異なるマンホール４２に近接した地表に配置されている。
【００２８】
補強材装着装置６０における位置決めロール６１の各ロール部は、ロール軸６２に対して着脱可能になっており、プロファイル１０および補強材２０の断面形状が変更されると、その変更された断面形状に対応した各種形状のロール部に取り替えられるようになっている。
【００２９】
補強材２０は、プロファイル１０の断面形状に対応した所定位置に装着される。また、必要に応じて複数の補強材２０をプロファイル１０に装着してもよく、例えば、図５に示すように、プロファイル１０における嵌合凹部１４と、嵌合凹部１４に隣接した補強リブ１６との間に、さらに、断面Ｗ字状の補強材２０を係合させるようにしてもよい。この場合には、補強材装着装置６０における位置決めロール６１の第５ロール部６１ｇを、その補強材２０に対応した形状のものに取り替えられる。これにより、補強材装着装置６０によって、一対の補強材２０がプロファイル１０に同時に装着される。
【００３０】
さらに、上記実施の形態におけるプロファイル１０は、螺旋状に巻回された際に、隣接する各側縁部同士を相互に係合することによって螺旋管１０ａとする構成であったが、このような構成に限らず、例えば、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、プロファイル１０を螺旋状に巻回した際に、隣接する各側縁部同士をプロファイル１０とは別に構成された連結部材１９によって連結することにより螺旋管１０ａとするようにしてもよい。この場合、プロファイル１０における帯板状の本体基板１１の表面には、断面Ｔ字状をした複数の補強リブ１６が、幅方向に適当な間隔をあけて、それぞれ長手方向に連続的に設けられており、本体基板１１の各側縁には、各補強リブ１６と同方向に垂直に突出して、その突出方向先端にて各側方にそれぞれ直角に突出し、さらに突出方向先端にて直角に基板本体１１側に直角に突出した係止溝１８が、長手方向に連続して、それぞれ設けられている。各係止溝１８における外側に位置する各側縁部の先端部には、内側に突出した係止部１８ａがそれぞれ設けられている。各係止溝１８における外側の側縁部は、螺旋状に巻回された際に、相互に当接した状態とされる。
【００３１】
連結部材１９は、断面Ｕ字状の帯状に構成されており、各側縁部が、螺旋状に巻回されたプロファイル１０の相互に当接された各係止溝１８内に、それぞれ嵌入し得るようになっている。そして、連結部材１９の各側縁部における先端部には、係止溝１８の外側に位置する各側縁部の先端に設けられた係止部１８ａに係止する係止部１９ａが、それぞれ設けられている。
【００３２】
プロファイル１０における基板本体１１の幅方向中央部には、断面Ｗ字状の補強材２０が、一対の補強リブ１６の間に、各側縁部が各補強リブ１６にそれぞれ係止された状態で係合されるようになっている。このような構成のプロファイル１０も、補強材２０は、補強材装着装置６０によって、プロファイル１０に予め装着されるようになっている。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、所定の断面形状に成形されたプロファイル１０を、巻き取りドラム３２に巻き取った後に、プロファイルドラム３１に巻き取る際に、補強材２０をプロファイル１０に装着させる構成であったが、図７に示すように、押出成形機３５によって所定の断面形状に押し出されるプロファイル１０を、直接、補強材２０とともに、補強材装着装置６０における位置決めロール６１と加圧ロール６２との間を通過させて、補強材２０をプロファイル１０に装着するようにしてもよい。さらに、図８に示すように、押出成形機３５によって押出成形されるプロファイル１０とともに、補強材成形機３６によって所定の断面形状に成形された補強材２０を、直接、補強材装着装置６０の位置決めロール６１と加圧ロール６２との間に通過させて、補強材２０をプロファイル１０に装着するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の既設管のライニング工法は、上述した通り、帯板状のプロファイルの長手方向に連続して設けられた一対の補強リブ間に、断面Ｗ字状に形成されている長手方向に連続する帯状の補強材を、位置決めローラーと加圧ローラーを有する補強材装着装置により予め装着させた補強材付きプロファイルとされ、この補強材付きプロファイルがプロファイルドラムに巻回された状態で準備され、この補強材付きプロファイルが巻回されたプロファイルドラムをマンホールに近接した地表に回転可能に配置し、このプロファイルドラムから、補強材付きプロファイルを、順次、既設管内に供給して、既設管の内周面に沿うように螺旋状に配置することにより、既設管内にて、順次、螺旋管を製造するようになっているために、狭小な既設管内にて補強材を螺旋管に装着する作業を実施する必要がなく、作業性は著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の既設管のライニング工法の実施工程の一例を示す概略図である。
【図２】そのライニング工法に使用される補強材が装着されたプロファイルの一例を示す断面図である。
【図３】プロファイルに補強材を装着する工程の一例を示す概略図である。
【図４】プロファイルに補強材を装着する際に使用される補強材装着装置の要部の正面図である。
【図５】本発明のライニング工法に使用される補強材が装着されたプロファイルの他の例を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明のライニング工法に使用される補強材が装着されたプロファイルのさらに他の例を示す断面図、（ｂ）は、その要部の斜視図である。
【図７】プロファイルに補強材を装着する工程の他の例を示す概略図である。
【図８】プロファイルに補強材を装着する工程のさらに他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  プロファイル
１０ａ  螺旋管
１１  本体基板
１２  嵌合突条
１３  段落ち部
１４  嵌合凹部
１５  傾斜リブ
１６  補強リブ
２０  補強材
３１  プロファイルドラム
３２  巻き取りドラム
４１  下水管
５０  製管機
６０  補強材装着装置
６１  位置決めロール
６２  加圧ロール
【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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