JPH0254089A - 管内ライニング後の枝管開口部の穿孔方法およびそれに用いられる止水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、地下もしくは建物内に配管された老巧化した
下水管、水道管、ガス管などを新設管でライニングした
後に枝管の開口部を穿孔するための穿孔方法に関する。

（従来の技術） 近時、老巧化した下水管などを再生させて新設管を布設
するために、例えば更生管工法と呼ばれているライニン
グ工法が用いられている。

この更生管工法とは、合成樹脂製の帯状体をスパイラル
状に巻きながら更新管として既設管内に製管してライニ
ングし、更新管と既設管の隙間に裏込剤を注入する工法
であるが、取付管（枝管）を有する既設管にそのような
更生管工法を採用した場合、前記裏込剤を注入した後、
枝管用の貫通穴を穿孔しなければならない。

従来、既設管が鉄などの磁性体で作られている場合には
磁気センサを利用して枝管の開口部を検出し、更新管内
から枝管用の貫通穴を穿孔する方法が提案されている（
例えば、特開昭５６−１２７４２０号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、既設管がいわゆるヒユーム管等のコンク
リート材からなる非磁性体で構成されていると、上述し
た磁気センサを用いた穿孔方法を適用することができな
い。

これに対し、枝管内に穿孔機を挿入して、枝管側から穿
孔する方法も考えられるが、下水更生管の施工において
は、枝管の配管状況によって穿孔機の挿入が困難な場合
がある。

（課題を解決するための手段） 本発明の管内ライニング後の枝管開口部の穿孔方法は、
枝管を有する本管の内側をライニングして該本管を更生
するに際し、ライニングによって閉塞された前記枝管の
開口部を本管側から穿孔する方法であって、アンテナコ
イルと共振体とから構成され該共振体を励振する励振信
号によって振動し、また該励振信号の停止後は前記アン
テナコイルから前記共振体に残留している共振信号を放
出する位置探知用マーカーが枝管管軸とほぼ一致する位
置に配設されてなる止水栓をライニング前に枝管開口部
に挿着し、ライニングの後、ループ面が前記アンテナコ
イルの軸芯と平行な位置において前記共振信号の極小値
を検知するループアンテナを備えたアンテナ台車を本管
内に走行させて前記位置探知用マーカーの位置を探知し
、該マーカーの位置を目標にして穿孔手段を駆動し、前
記枝管開口部を本管側から穿孔する方法である。

本管内を走行させるアンテナ台車は、例えばマーカーの
共振体に対して励振信号を送る送信用アンテナとしてだ
けでな（、共振体の共振振動に基づく共振信号を受信す
る受信用アンテナとしての機能を有する場合の他に、マ
ーカー側に共振体の励振手段を設けている場合には、ア
ンテナ台車は受信用アンテナとしての機能のみを有すれ
ばよい。

また、本発明の止水栓は、上記の穿孔方法に用いられる
止水栓において、共振体を励振する励振信号によって振
動し、また該励振信号の停止後はアンテナコイルから前
記共振体に残留している共振信号を放出する位置探知用
マーカーが、前記アンテナコイルの軸芯と枝管管軸とが
直交し且つ該コイルの中心が枝管管軸上に位置するよう
に配されたものである。

（作用） アンテナ台車が送信用だけでなく受信用としても作用す
る場合について説明するｉすなわち、ライニング後の本
管内にアンテナ台車を走行させて、ループアンテナから
励振信号を発信すると、ライニング前に枝管開口部に挿
入した止水栓に設けている位置探知用マーカーの共振体
が振動する。この共振体の共振信号はアンテナコイルか
ら送信されるので、これをループアンテナで受信する。

ここで、アンテナ台車のループアンテナは、そのループ
面が上記共振体のアンテナコイルの軸芯と平行している
ので、受信する共振信号の信号レベルは、第７図（ａ）
または同図伽）に示すように、ループアンテナが位置探
知用マーカーに接近するにしたがって小となり、この信
号レベルが極小となる位置が位置探知用マーカーの位置
を示すことになる。

そして、上記信号レベルの変化は橿めて急峻であるので
、信号レベルの極小位置を容易に知ることができ、この
ループアンテナにより位置探知用マーカーの位置を非常
に精度よく探知することが可能となる。このようにして
位置探知用マーカーの位置が探知できたならば、そのマ
ーカー位置を目標にして穿孔手段を駆動し、枝管開口部
を本管側から穿孔する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

本発明の穿孔方法では、ライニング前に位置探知用マー
カー１４を配設した止水栓ｌを枝管Ａの開口部に挿着す
る工程と、既設管２の内周面を新たにライニングする工
程と、ライニング後に前記マーカー位置を検出して枝管
開口部を本管Ｂ側から穿孔する工程を含んでいる。

まず、止水栓１の挿着工程について、第１図を参照して
説明する。

第１図において、この挿着工程に使用される止水栓セッ
ト用ロボット３は、自動走行手段を備えたロボット本体
４に、水平方向を中心軸とした回転可能な駆動部５が取
り付けられたものである。

駆動部５にはシリンダ６が設けられ、このシリンダ６の
シリンダヘッド７は、前記駆動部５の回転が停止された
位置において既設管２の内周面をその径方向に押圧する
ことができる構成である。

前記止水栓１は、第２図に拡大して示すように、スチロ
ール、ウレタンなどの発泡体を材料としたもので、本例
では枝管Ａの内周形状と同じ形状の円盤状の止水本体８
と、該止水本体８の周囲から垂下する脚片９と、該脚片
９の先端に形成された鍔部１０とからなる帽子形状にな
されている。ここで、この脚片９で囲まれた凹部１１は
前記シリンダへラド７が挿着される部分となる。

なお、本発明で使用される止水栓１は、更新管１６と共
に穿孔されて破壊されてしまうものであるので、独立気
泡を有した中実の発泡体からなる安価なものが好ましい
が、例えば非発泡性樹脂からなる中空、中実もしくは腕
形状のものであってもよい。

前記止水本体８の中央部であって、この止水本体８が枝
管Ａの開口部に挿着された時に、枝管Ａの管軸と略同心
状となる位置には位置探知用マーカー１４が埋め込まれ
ている。この位置探知用マーカー１４は、アンテナコイ
ルと共振体とから構成されたもので、管軸とほぼ一致す
る位置に、つまりアンテナコイルの軸芯が管軸と一致す
るよう、もしくは該軸芯が管軸と直交し且つコイルの中
心が管軸上に位置するように配される（本例ではアンテ
ナコイルの軸芯と管軸とを一致させている）。

上記共振体としては、例えば水晶振動子等の圧電振動体
が用いられる。このように共振体に圧電振動体を用いた
場合、これに蓄積されるエネルギー量が多いため、励振
信号に対する共振信号を大きくとることができ、アンテ
ナコイルの巻数をせいぜい数回とすることができ、マー
カ−１４自体を小型化することができる。なお、位置探
知用マーカー１４は、−船釣なＬＣ共振回路で構成され
ていてもよい。ところで、このようになる位置探知用マ
ーカー１４は、必ずしも止水本体８の中央部に埋め込ま
れていなければならないものではなく、枝管Ａの管軸と
略同心状となる位置にあれば、止水本体８の頭部に装着
されていても、あるいは底部に貼着されていてもよい。

また、本例では前記止水栓セット用ロボット３は索引ワ
イヤ３ａを介してテレビカメラ車１５に接続されており
、枝管Ａの開口部の画像はこのテレビカメラ車１５で撮
影されて地上まで送られる。

そして、地上にいる作業者がこの画像を確認しながら、
止水栓セット用ロボット３の走行駆動及び前記シリンダ
６の駆動を制御する。

そして、止水栓セット用ロボット３のシリンダヘッド７
に止水栓１の前記凹部１１を嵌入して、テレビカメラ車
１５とともにライニング前の既設管２内を走行させて枝
管Ａの開口部をテレビカメラ車１５で措影する。作業者
は、このテレビカメラ車１５で撮影された画像を基に枝
管Ａの開口部を検出する。この開口部の検出位置に止水
栓セット用ロボット３の駆動部５を移動し、シリンダヘ
ッド７をシリンダ６の作動により伸張させてこの止水栓
１をセットする。このとき、枝管Ａの開口部は管頂部に
ない場合があるので、駆動部５を遠隔にて適宜回動操作
しながら走行させる。なお、止水栓ｌは枝管Ａ側からロ
ーブ等で吊り下げて挿着してもよく、この場合には、止
水栓１は膨張可能タイプのものである必要があり、縮径
状態にある止水栓１を所定箇所まで到達させた後、空気
等の流体を送り込んで拡径させたり、あるいは止水本体
８を構成する水膨張性樹脂に注水することにより拡径さ
せる必要がある。

第３図は、更生管工法によってライニングした後の状態
を示し、符号１６は更新管、１７は既設管２と更新管１
６との間に注入されたモルタルなどからなる裏込剤を示
している。この更生管工法を用いた場合には、枝管Ａの
開口部の隙間にも裏込剤１７が注入されるとともに該裏
込剤１７が止水栓１を枝管Ａ側へ押し上げるので、止水
栓１が枝管Ａの開口部を強固に密閉して水漏れが防止さ
れ、また、裏込剤１７が枝管Ａ側に漏れることがない。

第４図は、ライニング後に前記マーカー１４の位置を検
出して枝管Ａの開口部を穿孔する工程を説明する図であ
る。この工程に使用される位置探知・穿孔用ロボッ）１
Ｂは、前記止水栓セット用ロボット３と同様に、自動走
行手段を備えたロボット本体１９と駆動部２０とで構成
されている。

この駆動部２０は、回転ヘッド２２を備え、該回転ヘッ
ド２２の一端側にアンテナ２３が取り付けられ、他端側
にコーン状α超鋼刃物からなる穿孔カッタ２４が取り付
けられている。ループアンテナ２３は、そのループ面が
前記位置探知用マーカー１４のアンテナコイルの軸芯と
平行となるよう、換言すれば、ループ面が本管Ｂの管軸
と直交するように設けられている。そして、このループ
アンテナ２３は、送信モードと受信モードが設定周期で
適宜切換えられるようになされているとともに各モード
に対応する信号処理回路（図示省略）に接続されている
。また、ループアンテナ２３は上記したような位置関係
で設けることに限定されず、ループ面が上記マーカー１
４のアンテナコイルの軸芯および本管Ｂの管軸の両者に
対して平行となるように設けてもよい。この場合、後述
するように回転ヘッド２２を回転させて受信レベルが極
小となる位置を検出する際、上記した位置関係でループ
アンテナ２３を設けるよりもその極小点の検出が一層ク
リアーになる。なお、第６図に示すように、前記位置探
知用マーカー１４のアンテナコイルの軸芯が枝管Ａの管
軸と直交している場合、上記ループアンテナ２３は、そ
のループ面が本管Ｂの管軸と平行となるように設けられ
る。テレビカメラ車３５は、穿孔工程を監視するための
ものであり、地上に配置した測定装置１３はループアン
テナ２３の受信特性をグラフ表示等するものである。な
お、前記穿孔カッタ２４はウォータジェット装置等の他
の穿孔装置であってもよい。

しかして、送信モードの時のループアンテナ２３からは
、前記位置探知用マーカー１４を構成する共振体を励振
させる励振信号が発信され、このループアンテナ２３が
位置探知・穿孔用ロボット１８の移動に伴って移動する
。そ−して、ループアンテナ２３が位置探知用マーカー
１４の取付位置（止水栓１の挿着位置）に接近すると、
位置探知用マーカー１４の共振体は一定の共振周波数で
振動し、この振動レベルに対応した共振信号がアンテナ
コイルから送信される。このとき、ループアンテナ２３
が受信モードに切換わるとともに、回転ヘッド２２を作
動して駆動部２０を回転させ、ループアンテナ２３の受
信レベルが極小（第７図（ａｌ参照）となる位置を検出
し、この位置で駆動部２０の回転を停止させるとともに
位置探知・穿孔用ロボット１８を停止させる。

続いて、この位置で回転ヘッド２２を１８０度回転させ
て、穿孔カッタ２４を上記受信レベルが極小となる位置
、すなわち位置探知用マーカー１４の存在位置に向ける
。そして、穿孔カッタ２４を始動して穿孔を開始する（
第５図参照）。この穿孔工程時において、前記止水栓１
は破壊されて更新管１６内へ流される。

なお、本例では、ライニング方法として更生管工法の場
合を例示したが、これに限るものでな（、マンホール３
２の開口部分をさらに大きく開削して新設管を地中まで
直接降ろし、この新設管を順次横送りするライニング方
法や、いわゆる反転工法（例えば、特開昭５５−１５８
５２号公報参照）においても適用できる。また、位置探
知・穿孔用ロボット１８に取り付けたループアンテナ２
３と穿孔カッタ２４の配置関係は上述した実施例に限定
するものでなく、位置探知・穿孔用ロボット１８の前後
に離れて設けてもよく、さらに位置探知用ロボットと穿
孔用ロボットの２台のロボットで構成してもよい。

〈発明の効果） 以上述べたように、本発明方法によれば、ライニング後
の枝管の開口部を本管側から極めて正確に検知すること
ができ、ライニングにより閉塞された枝管の開口部を、
他の箇所を損傷することなく確実に穿孔することができ
る。また、本発明の止水栓を用いれば、アンテナ台車と
併用することにより枝管の開口部を本管側から正確に探
知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管内ライニング後の枝管開口部の
穿孔方法において止水栓のセット工程に使用されるロボ
ット等を示す既設管内の断面図、第２図は止水栓の装着
状態を示す部分拡大断面図、第３図はライニング後の状
態を示す管内断面図、第４図は枝管の開口部の探知およ
び穿孔工程に使用されるロボット等を示す管内断面図、
第５図は穿孔時の状態を示す管内断面図、第６図は位置
探知用マーカーとループアンテナとの他の配置例を示す
部分断面図、第７図（ａ）および同図（ｂ）はループア
ンテナと共振体との位置関係の変化に伴うループアンテ
ナにおける共振信号の受信レベルの変化状態を説明する
ための波形図である。 Ａ・・・枝管　　　　　　　　　Ｂ・・・本管！・・・
止水栓　　　　　　　　２・・・既設管３・・・止水栓
セット用ロボット ４・・・位置探知用マーカー　１６・・・更新管７・・
・裏込剤 ８・・・位置探知・穿孔用ロボット ３・・・ループアンテナ　　　２４・・・穿孔カンタ特
許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　廣１）馨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）枝管を有する本管の内側をライニングして該本管を
   更生するに際し、ライニングによって閉塞された前記枝
   管の開口部を本管側から穿孔する方法であって、 アンテナコイルと共振体とから構成され該共振体を励振
   する励振信号によって振動し、また該励振信号の停止後
   は前記アンテナコイルから前記共振体に残留している共
   振信号を放出する位置探知用マーカーが枝管管軸とほぼ
   一致する位置に配設されてなる止水栓をライニング前に
   枝管開口部に挿着し、ライニングの後、ループ面が前記
   アンテナコイルの軸芯と平行な位置において前記共振信
   号の極小値を検知するループアンテナを備えたアンテナ
   台車を本管内に走行させて前記位置探知用マーカーの位
   置を探知し、該マーカーの位置を目標にして穿孔手段を
   駆動し、前記枝管開口部を本管側から穿孔することを特
   徴とする管内ライニング後の枝管開口部の穿孔方法。 ２）請求項１に記載の穿孔方法に用いられる止水栓にお
   いて、共振体を励振する励振信号によって振動し、また
   該励振信号の停止後はアンテナコイルから前記共振体に
   残留している共振信号を放出する位置探知用マーカーが
   、前記アンテナコイルの軸芯と枝管管軸とが直交し且つ
   該コイルの中心が枝管管軸上に位置するように配されて
   いることを特徴とする止水栓。