JP4981652B2

JP4981652B2 - 既設管の更生方法

Info

Publication number: JP4981652B2
Application number: JP2007332974A
Authority: JP
Inventors: 知徳山路; 俊男山根; 充彦渡辺
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: JP2009156306A

Description

この発明は、老朽化した下水道管、電力管、通信管などの既設管を更生する既設管の更生方法に関するものである。

従来より、地中に埋設された既設管内に、既設管の内径よりも小径であって、形状記憶温度において円管形状に形状回復する塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂製のライニングパイプを挿入し、ライニングパイプを加熱加圧して膨張拡径させ、円管形状に復元させた後、ライニングパイプを既設管の内周面に密着させてライニングする更生方法が提案され、広く実施されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２３０４１２号公報

このような更生方法において、既設管内を浸入水や不明水などの流水が流下している状態でライニングパイプをライニングするときには、流水が接触することによってライニングパイプが冷却されるため、ライニングパイプを加熱する工程で温度上昇が不十分となることがある。ライニングパイプの加熱による温度上昇が不十分であると、ライニングパイプが円管形状に形状復元する際、あるいは、軟化したライニングパイプを加圧して膨張拡径させ、既設管の内周面に密着させる際、不完全な仕上がり状態となる可能性が高い。

このため、前述した更生方法においては、既設管内を流水が流下する環境下で施工することはできず、流水がライニングパイプと接触しないように、バイパスさせる必要があった。具体的には、ライニング対象の既設管を挟む発進側マンホールおよび到達側マンホール間にわたって道路上にバイパス配管を敷設し、流水をバイパスさせる水替え作業が必要となる。この結果、更生作業に時間を要するばかりでなく、バイパス配管の敷設に伴う交通規制によって渋滞などを招来するという問題があった。

なお、熱硬化性樹脂を含浸した不織布を有するライニング材を利用して既設管をライニングすることも知られており、その施工の際に、流水をライニング材の反転挿入や加熱硬化に利用することが提案されている。しかしながら、このようなライニング方法は、下水などの流水をそのまま利用するため、汚物や砂などの固形物が配管などの閉塞を引き起こしたり、ライニング材の仕上がり品質に影響を与えるおそれがある。また、下水などの流水を加熱して利用することにより臭気が強くなって周辺住民の生活に影響を与えたり、熱水の下流側への排出により下流の管路や処理場の分解能力に影響を与えるおそれもある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、既設管内を流水が流下する環境下であっても、ライニングパイプを必要な温度まで確実に加熱して、既設管を品質を確保して更生することのできる既設管の更生方法を提供するものである。

本発明の既設管の更生方法は、地中に埋設されたライニング対象の既設管内に第１の通線材を挿通した後、一端が密封された断熱性能を有する管状体の内部に予め挿通されて止着されるとともに、一端密封部を通して引き出された第２の通線材の一端を第１の通線材に結束し、第１の通線材を既設管の一端開口側に回収して管状体を他端開口側から既設管内に引き込んで挿入し、次いで、第１の通線材と第２の通線材との結束を解除するとともに、管状体に対する第２の通線材の止着を解除する一方、第２の通線材の他端にウインチワイヤを結束した後、第２の通線材を一端開口側に回収して第２の通線材とウインチワイヤとの結束を解除するとともに、ウインチワイヤの一端を管状体の内径よりも小径の熱可塑性樹脂からなるライニングパイプに連結する一方、管状体の一端を一端開口側に固定した後、ウインチワイヤを巻き取ってライニングパイプを一端開口側から管状体内に引き込んで挿入し、次いで、ライニングパイプを加熱して拡径させることを特徴とするものである。

本発明によれば、ライニング対象の既設管内に第１の通線材を挿通した後、一端が密封された断熱性能を有する管状体の内部に予め挿通されて止着されるとともに、一端密封部を通して引き出された第２の通線材の一端を第１の通線材に結束し、第１の通線材を発進側マンホールなどの一端開口側に回収して管状体を到達側マンホールなどの他端開口側から既設管内に引き込んで挿入する。次いで、既設管の一端開口側において、第１の通線材と第２の通線材との結束を解除するとともに、管状体に対する第２の通線材の止着を解除する。また、既設管の他端開口側において、第２の通線材の他端にウインチワイヤを結束する。その後、第２の通線材を既設管の一端開口側に回収して第２の通線材とウインチワイヤとの結束を解除し、ウインチワイヤの一端を管状体の内径よりも小径の熱可塑性樹脂からなるライニングパイプに連結する一方、管状体の一端を一端開口側に固定する。次いで、ウインチワイヤを巻き取ってライニングパイプを一端開口側から管状体内に引き込んで挿入し、ライニングパイプを加熱して拡径させ、ライニングパイプを管状体に密着させる。さらに、ライニングパイプを加熱し、ライニングパイプおよび管状体を一体に拡径させて既設管の内周面に密着させた後、復元させたライニングパイプおよび管状体を加圧しつつ冷却することにより既設管の内周面に固定する。

この結果、既設管内を流水が流下する環境下であっても、断熱性能を有する管状体によってライニングパイプが流水と接触することを防止できることから、水替え作業を行うことなく更生作業を施工することができ、施工時間を短縮することができるとともに、ライニングパイプを十分に加熱加圧して管状体とともに膨張拡径させて既設管に密着させることができ、仕上がり品質を確保したライニングパイプによって既設管を更生することができる。

しかも、予め通線材を管状体内に挿通させておくことにより、ライニングパイプを引き込むためのウインチワイヤを通線材を利用して簡単に挿通することができることから、管状体内に新たにウインチワイヤを挿通させる作業が不要となり、作業時間を短縮させることができるとともに、軟質な管状体に凹凸が発生した際、通線作業時にウインチワイヤが管状体の凹凸に引っ掛かって挿通ができなくなったり、管状体を損傷させて断熱性能を低下させることもない。

また、ライニングパイプの引き込みに際して、管状体の、ライニングパイプの引き込み側端部が固定されていることにより、管状体がライニングパイプとともに引き込まれることがなく、ライニングパイプのみを確実に引き込むことができる。

ここで、ライニングパイプを形成する熱可塑性樹脂としては、硬質塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。この場合、管状体の内径よりも小径のライニングパイプとしては、管状体内に挿入できればよく、筒状に限らず、例えば、断面Ｕ字状に折り畳んで実質的に縮径したものでもよい。

また、断熱性能を有する管状体としては、ライニングパイプの材質に対応して、硬質塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂の発泡体、不織布あるいは織布、フィルムなどを挙げることができる。

本発明において、断熱性能を有する管状体が、発泡体、もしくは、発泡体およびその外周面に積層された不透水材から形成されることが好ましい。これにより、管状体を軽量化することができるとともに、ライニングパイプの加圧時に発泡体の気泡が容易に圧潰されて厚みを減少させることができ、更生されたライニングパイプの流路断面積を確保することができる。

なお、発泡体の気泡としては、独立気泡、または、気泡同士が連通する連続気泡でもよいが、連続気泡である場合には、連続気泡内部への流水の吸収による断熱性能の低下を防止するため、発泡体の外周面に不透水層が積層されていることが必要になる。

ここで、不透水材としては、硬質塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などを挙げることができる。

本発明によれば、既設管内を流水が流下する環境下であっても、ライニングパイプを必要な温度まで確実に加熱して、既設管を品質を確保して更生することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の既設管の更生方法には、ライニングパイプ１と、断熱性能を有する管状体２が使用される。

ライニングパイプ１は、硬質塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂によって円管形状に成形されたものであり、後述する管状体２に挿入される前の状態では、その断面形状が略Ｕ字状に折り畳まれて管状体２の内径よりも実質的に小径に形成されている。そして、ライニングパイプ１は、所定の形状記憶温度（例えば、８０℃）に加熱されることによって円管形状に形状回復する性能を有している。

断熱性能を有する管状体２は、硬質塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂からなり、断熱材、具体的には、内部に気泡を含有する発泡体によって円管形状に形成され、その一端は、シールテープなどのシール材２ａ（図２参照）で覆って密封されて、内部に流水が浸入することが防止されている。そして、管状体２の内部には、予めケブラーワイヤーなどの第２の通線材１２が挿通されており、管状体２の一端部近傍の内周面に止着されて、管状体２の両端から一定長さ引き出されている。

なお、通線材１２は、密封性能が低下しないように、一端部を密封するシール材２ａと一体に連結されている。

次に、これらのライニングパイプ１および断熱性能を有する管状体２を用いた既設管Ｋの更生方法について説明する。

なお、流水が、施工区間の既設管Ｋを通して上流側から下流側にかけて、すなわち、施工区間の始端となる発進側マンホールＭ１から終端となる到達側マンホールＭ２にかけて流下しているものとする。

この更生作業は、既設管Ｋ内周面の高圧水洗浄および自走式テレビカメラによる管内調査が行われた後に実行される。この際、管内調査に使用する自走式テレビカメラＴにケブラーワイヤなどの第１の通線材１１を連結し、施工区間にわたって第１の通線材１１を敷設する（図１参照）。

次いで、到達側マンホールＭ２において、第１の通線材１１の先端に、管状体２の内部に挿通されてシール材２ａを通して外部に引き出されている第２の通線材１２の一端を結束し、第１の通線材１１を始端側マンホールＭ１側から巻き取って回収する。これにより、第１の通線材１１に結束された第２の通線材１２、すなわち、第２の通線材１２が止着された管状体２が到達側マンホールＭ２から発進側マンホールＭ１に向けて既設管Ｋ内に引き込まれて挿入される（図２参照）。この場合、管状体２は、発進側マンホールＭ１および到達側マンホールＭ２内に一定の余裕長さを有するように敷設される。

この際、管状体２は、既設管Ｋ内を流水が流下する場合でも、シール材２ａによって引き込み側先端が密封されており、内部に流水が浸入することはない。また、管状体２は、発泡体から形成されて軽量であることから、人力によっても十分に牽引して既設管Ｋ内に引き込むことができる。

管状体２の敷設が終了すれば、第１の通線材１１と第２の通線材１２との結束を解除するとともに、管状体２に対する第２の通線材１２の止着を解除した後、到達側マンホールＭ２側にウインチＷを設置し、そのウインチワイヤ１３と第２の通線材１２の他端とを結束する（図３参照）。次いで、始端側マンホールＭ１において、管状体２からシール材２ａを離脱させた後、第２の通線材１２を巻き取って回収し、第２の通線材１２に結束されたウインチワイヤ１３を管状体２の内部に挿通して発進側マンホールＭ１から引き出す。そして、発進側マンホールＭ１に運び込まれたライニングパイプ１のピンチした先端にウインチワイヤ１３を結束する（図４参照）。

一方、発進側マンホールＭ１内に一定長さ引き出された管状体２は、軸線方向に複数箇所切断し、管状体２の底部をインバートにアンカーＡを介して固定するとともに、切断された管状体２を折り返してマンホール内壁にアンカーＡを介して固定する（図５、図６参照）。この場合、流水が管状体２の外周面側を流下するように、インバートから浮かせて固定する。

管状体２のアンカー固定が終了すれば、ウインチＷを駆動してウインチワイヤー１３を巻き取り、ライニングパイプ１を管状体２の内部に引き込んで挿入する（図７参照）。この際、流水は、管状体２の外周面に接触して既設管Ｋ内を流下するが、ライニングパイプ１は、管状体２の内部に挿入されているため、ライニングパイプ１に流水が接触することは防止されている。また、管状体２が発進側マンホールＭ１にアンカーＡを介して固定されているため、ライニングパイプ１の引き込みに際して管状体２がともに引き込まれることがない。

管状体２内にライニングパイプ１を引き込めば、発進側マンホールＭ１および到達側マンホールＭ２において、冷却時の線膨張を考慮してライニングパイプ１を一定長さマンホール側に延出させた状態でそれぞれ切断した後、その各端部に栓体１４を装着して閉塞する一方、一端側栓体１４に、加熱蒸気発生機Ｇに一端が接続された熱媒体供給管１５の他端を接続するとともに、他端側栓体１４に熱媒体排出管１６の一端を接続する。

次いで、加熱蒸気発生機Ｇを駆動して加熱蒸気を熱媒体供給管１５を通してライニングパイプ１に供給すれば、加熱蒸気の熱をライニングパイプ１に伝える。この場合、前述したように、流水は、管状体２と接触しているが、その内方に挿入されたライニングパイプ１と接触することは阻止されていることから、ライニングパイプ１は、その内部に供給された加熱蒸気によって内周面側から十分に加熱されて軟化し、円管形状に形状回復するとともに、加熱蒸気の圧力によって加圧され、膨張拡径されて管状体２の内周面に密着する（図８参照）。さらに、加熱蒸気発生機Ｇを駆動して加熱蒸気を熱媒体供給管１５を通してライニングパイプ１に供給すれば、一体となったライニングパイプ１および管状体２は、加熱蒸気によって加熱されて軟化するとともに、加熱蒸気の圧力によって加圧され、膨張拡径されて既設管Ｋの内周面に密着する（図９参照）。

この際、管状体２の断熱材を構成する発泡体の気泡が圧縮されることにより、管状体２の厚みが減少し、ライニングパイプ１による仕上がり内径が大きくなり、更生管路の流路断面積の減少を抑えることができるとともに、既設管Ｋに対するライニングパイプ１の密着を確保することができる。

また、管状体２によってライニングパイプ１に流水が接触することはなく、流水の接触によるライニングパイプ１の温度低下が防止されることから、仕上がり品質を確保することができる。

なお、ライニングパイプ１に供給された過剰の加熱蒸気は、熱媒体排出管１６を通して排出され、ライニングパイプ１の内部圧力を一定に維持している。

一体となったライニングパイプ１および管状体２が加熱蒸気によって設定時間加熱加圧されることにより、既設管Ｋの内周面に密着したならば、加熱蒸気発生機Ｇの駆動を停止する一方、冷却媒体、例えば、常温の加圧空気を図示しない送風機を駆動して熱媒体供給管１５を通してライニングパイプ１に供給する。ライニングパイプ１に常温の加圧空気が供給されることにより、ライニングパイプ１は、加熱蒸気に代わって供給された常温の加圧空気と熱交換し、加圧空気による加圧を継続しつつ冷却される。

ライニングパイプ１が冷却され、ガラス転移温度を超えて設定温度以下に低下したならば、加圧空気の供給を停止した後、アンカーＡを除去するとともに、既設管Ｋの管口際でライニングパイプ１および管状体２を切断し、マンホール内壁の管口処理およびアンカーＡによる穴埋め処理を行う。これにより、既設管Ｋの内周面に密着したライニングパイプ１および管状体２に沿って既設管Ｋ内の流下が阻止された流水が流下を再開する。

なお、本実施形態においては、加熱媒体として加熱蒸気を採用した場合を説明したが、熱風や熱水であってもよく、また、冷却媒体として常温の加圧空気を採用したが、水であってもよい。

また、発進側マンホールＭ１の上流にメッシュ状のスクリーンＳを設けて固形物を濾過したり、流量に対応する高さの堰を設け、堰の上流部に固形物を溜め、流水が堰を越流するようにして固形物を除去し、固形物ない、あるいは、固形物の少ない流水を流下させることが好ましい。これにより、ライニングパイプ１が既設管Ｋの内周面に密着する際、固形物を噛み込んで突出部などを形成することを防止できる。

一方、管状体２を発泡体から形成する場合、発泡体の気泡は独立気泡でも連続気泡でもよいが、連続気泡の場合には、その内部に流水が吸収されて断熱性能の低下を招来するものとなる。したがって、発泡体の気泡が連続気泡である場合は、連続気泡に流水が吸収されないように、発泡体の外周面に不透水材を積層することが必要である。さらに、不透水材の外周面には、不透水材の損傷を防止するため、保護材を積層することが好ましい（図１０参照）。

ところで、前述した実施形態においては、発進側マンホールと到達側マンホール間の既設管をライニングする場合について説明したが、マンホール間の既設管のみをライニング対象に限定するものではない。具体的には、マンホール間を連通する埋設管（本管）と、地表付近に設けられた桝とを連通する埋設取付管（枝管）を既設管としてライニングすることもできる。この場合は、本管と枝管との接続箇所である取付管口および地表付近に設けられた桝を、一端開口側または他端開口側と見做して対応すればよい。

本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図である。本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図である。本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図である。本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図である。本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図である。マンホールにアンカー固定された管状体の正面図である。本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図およびその拡大断面図である。本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図およびその拡大断面図である。本発明の既設管の更生方法の一実施形態を説明する工程図およびその拡大断面図である。管状体の変形例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ライニングパイプ
２管状体
２ａシール材
１１第１の通線材
１２第２の通線材
１３ウインチワイヤー
１４栓体
１５熱媒体供給管
１６熱媒体排出管
Ｇ加熱蒸気発生機
Ｗウインチ
Ｋ既設管
Ｍ１，Ｍ２マンホール

Claims

地中に埋設されたライニング対象の既設管内に第１の通線材を挿通した後、一端が密封された断熱性能を有する管状体の内部に予め挿通されて止着されるとともに、一端密封部を通して引き出された第２の通線材の一端を第１の通線材に結束し、第１の通線材を既設管の一端開口側に回収して管状体を他端開口側から既設管内に引き込んで挿入し、次いで、第１の通線材と第２の通線材との結束を解除するとともに、管状体に対する第２の通線材の止着を解除する一方、第２の通線材の他端にウインチワイヤを結束した後、第２の通線材を一端開口側に回収して第２の通線材とウインチワイヤとの結束を解除するとともに、ウインチワイヤの一端を管状体の内径よりも小径の熱可塑性樹脂からなるライニングパイプに連結する一方、管状体の一端を一端開口側に固定した後、ウインチワイヤを巻き取ってライニングパイプを一端開口側から管状体内に引き込んで挿入し、次いで、ライニングパイプを加熱して拡径させることを特徴とする既設管の更生方法。
請求項１記載の既設管の更生方法において、前記断熱性能を有する管状体が、発泡体、もしくは、発泡体およびその外周面に積層された不透水材から形成されることを特徴とする既設管の更生方法。