JPH0466892A - 管内ライニング後の枝管開口部の探知システム - 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朽化した
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、老朽化した下水管などを再生させて新設管を敷設
するために、例えば更生管工法とよ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バイラル
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知し、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）。

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場合は、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。

これとは別に、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、枝管の配管状況によって
は穿孔機の挿入が困難な場合がある。

そこで出願人は、上記の問題を解決すべく、管内ライニ
ング後の枝管開口部の穿孔方法として先に画期的な方法
をいくつか提案した（例えば、特開平２−５４０８８号
公報、特開平２−５４０８９号公報参照）。

上記出願人が提案した穿孔方法は、ライニングによって
閉塞された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
と略同心状とな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、前記共
振信号の極大値を検知するループアンテナと、前記共振
信号の極小値を検知するループアンテナとの両方又はい
ずれか一方を備えるとともに穿孔手段を装備したロボッ
トを本管内に走行させ、これによっ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。

（発明が解決しようとする課題） 上記の穿孔方法によれば、正確に枝管開口部の位置を探
知することができ、確実に枝管開口部を穿孔することが
できる。しかし、本管（更新管）が、人が出入りできる
ほどの大口径（概ね６０００以上）のものとなると、位
置探知用マーカーの探知及び枝管開口部の穿孔を行うロ
ボットを地上から遠隔操作する上記方法よりも、作業者
が管内に入って直接位置探知用マーカー（止水栓）の位
置を探知して枝管開口部を穿孔する方が作業能率がよい
。ところが、未だそれに好適な探知システムが提供され
ていないのが現状であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、特に、作業者が管内に入って直接止水栓の位置を探知
するのに適したシステムを提供しようとするものである
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明に係る管内ライニング
後の枝管開口部の探知システムは、枝管を有する本管の
内側をライニングして該木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
穿孔するのに先立って該開口部の位置を探知するシステ
ムであって、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設
けられ、前記各枝管開口部に挿着される複数個の止水栓
と、前記励振信号を送信及び前記共振信号を受信する探
知用ループアンテナと、この探知用ループアンテナと接
続され、前記励振信号の発振及び前記共振信号の検知を
行うとともに、検知した共振信号の信号レベルの変化を
示すレベル検知信号を送信する信号処理装置と、管内作
業者によって携帯され、上記信号処理装置から送信され
る前記レベル検知信号に基いて前記位置探知用マーカー
の位置情報を該管内作業者に報知する報知手段とを備え
たものである。

（作用） ライニングに先立ち、位置探知用マーカーが設けられた
止水栓を枝管開口部に挿着しておく。

本管の内側のライニングが完了したならば、管内作業者
は、探知用ループアンテナと、報知手段としての携帯無
線機とレベルメータの両方又はいずれか一方とを持って
本管内に入る。信号処理装置は地上又は管路中のマンホ
ール内に設置しておく。

まず、信号処理装置を励振信号発振モードとし、止水栓
の位置探知用マーカーの共振体を励振させる励振信号を
発振する。これにより探知用ループアンテナからは励振
信号が送信されるので、管内作業者は探知用ループアン
テナを持って本管内を所定距離進む。すると、その通過
したところに位置する止水栓の位置探知用マーカーが、
探知用ループアンテナから送信される励振信号を受信し
て、該マーカーの共振体が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
ら発振される。

次に、信号処理装置を励振信号発振モードから共振信号
検知モードに切り換えるとともに、管内作業者は探知用
ループアンテナを、そのループ面が位置探知用マーカー
のアンテナコイルの軸芯と平行になるように持って、先
程進んできたところを戻る。

止水栓に近づくと、位置探知用マーカーからの共振信号
が探知用ループアンテナによって受信され、信号処理装
置により共振信号が検知される。

信号処理装置はその共振信号の信号レベルの変化を示す
レベル検知信号を、管内作業者の携帯無線機及びレベル
メータに送信する。このときの共振信号の信号レベルの
変化は、探知用ループアンテナ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ことから、第６
図に示すように、探知用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大となり、やがて極大値
に達したのち、探知用ループアンテナが位置探知用マー
カーの軸線上に達すると同時に極小（はぼ零）となる。

この信号レベルの変化は極めて急峻である。

このとき、携帯無線機のスピーカからは上記信号レベル
の変化に応じて大きさ又は周波数く音程）の異なる音声
が出力される。これと同時に、レベルメータの指針が信
号レベルの変化に応して振れる。管内作業者は上記音声
の変化を聞き分けるとともにレベルメータの指針の振れ
具合を見て止水栓の本管管軸方向の位置を知る。

次に、本管管軸方向の位置を探知したところで探知用ル
ープアンテナをそのループ面が位置探知用マーカーのア
ンテナコイルの軸芯と直交するようにして、本管の内壁
面に沿って周方向に動かしていく。

今度は、探知用ループアンテナのループ面が位置探知用
マーカーのアンテナコイルの軸芯と直交していることか
ら、探知用ループアンテナによって受信される共振信号
の信号レベルは、第７図に示すように、探知用ループア
ンテナが位置探知用マーカーに接近するにしたがって大
となり、やがて極大となる。この変化は、上記と同様、
携帯無線機とレベルメータとによって管内作業者に報知
され、管内作業者は位置探知用マーカーの本管周方向に
おける存在位置を知ることになる。

以上で止水栓の位置が探知されたことになる。

このあとは探知した位置に印を付けておき、その印を目
標にして適宜の穿孔装置で穿孔を行う。これにより、枝
管開口部が本管側から穿孔される。

なお、止水栓は穿孔によって破壊され本管内に流される
。

（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
。

本発明の管内ライニング後の枝管開口部の穿孔システム
は、複数個の止水栓１０・・・と、探知用ループアンテ
ナ１１と、信号処理装置１２と、携帯無′ｋＡ機１３と
、レベルメータ１４とを備えたものである。

止水栓１０は、第５図に示すように、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１５と、該止
水本体１５の周囲から垂下する脚片１６と、該脚片１６
の先端に形成された鍔部１７とからなる帽子形状になさ
れている。このようになる止水栓１０は、更新管りと共
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。

上記止水栓１０の止水本体１５の中央部であって、この
止水本体１５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
１９が埋め込まれている。

この位置探知用マーカー１９は、図示しないアンテナコ
イルと共振体とから構成されたもので、枝管Ａの管軸と
略同心上となる位置に、つまりアンテナコイルの軸芯が
該管軸と一致するように配される。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−１９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１９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１９は、必ず
しも止水本体１５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（、枝管Ａの管軸と略同心状となる位
置にあれば、止水本体１５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。

なお、上記止水栓１０は本管Ｂ側から枝管への開口部に
挿着するタイプのものであるが、枝管Ａ側から例えばロ
ーブ等で吊り下げて挿着する場合には、止水栓１０は膨
張可能なタイプのものである必要がある。この場合、縮
径状態にある止水栓１０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１５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。

前記探知用ループアンテナ１１は、止水栓１０の位置探
知用マーカー１９に対する励振信号の送信と、位置探知
用マーカー１９から送信される共振信号の受信とを行う
ためのものである。この探知用ループアンテナ１１は、
第２図及び第３図に示すように、非磁性体からなる円盤
状のケース本体２０内に収納されている。ケース本体２
０の一方の面にはグリップ部２１が該本体２０の直径方
向に沿って設けられている。

前記信号処理装置１２は、第４図に示すように、励振信
号の発振及び共振信号の検知を行う発振・検知回路２２
と、この発振・検知回路２２によって検知された共振信
号の信号レベルの変化を示すレベル信号検知信号を生成
するレベル検知信号生成回路２３と、このレベル検知信
号生成回路２３によって生成された信号を音声信号に変
換して送出するスピーカ２４と、上記各回路に電源を供
給する電池２５とを具備するものである。このようにな
る信号処理装置１２は、前記探知用ループアンテナ１１
と送受信ケーブル２６を介して接続されている。また、
上記スピーカ２４の近傍には、このスピーカ２４から送
出される音声信号を受けてこれを前記携帯無線機１３に
送信する無線送信機２７がセントされている。

前記携帯無線機１３及びレベルメータ１４は、本発明に
おける報知手段を構成するもので、管内作業者Ｐによっ
て携帯される。携帯無線機１３は上記無線送信機２７か
ら送信される信号を受信するためのものであり、レベル
メータ１４は、信号処理装置１２のレベル検知信号生成
回路２３によって生成されたレベル検知信号のレベル変
化を示すためのものである。このレベルメータ１４と信
号処理装置１２のレベル検知信号生成回路２３とは、前
記送受信ケーブル２６と併走して設けられた通信ケーブ
ル２８を介して接続されており、その指針が視認し易い
ように、前記探知用ループアンテナ１１に近接した箇所
に設けられている。また、このレベルメータ１４には、
指針照明用のランプ（図示省略）が設けられており、暗
い本管Ｂ内でも視認することができるように図られてい
る。

次に、上記のようになる探知システムの動作について説
明する。

まず、止水栓１０・・・を持ってライニング前の既設管
Ｃ内に入り、各枝管Ａ・・・の開口部に止水栓１０・・
・を挿着していく。

止水栓１０・・・の挿着作業を完了したならば、更生管
工法等任意の工法によってライニングを行う。

第１図はライニング後の状態を示している。図中の符号
Ｓは既設管Ｃと更新管り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Ｓが注入
されるとともに該裏込剤Ｓが止水栓１０を枝管Ａ側へ押
し上げるので、止水栓１０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Ｓが枝管Ａ側に
漏れることがない。

ライニングが完了したならば、管内作業者Ｐは、探知用
ループアンテナ１１と、携帯無線機１３とレベルメータ
１４の両方又はいずれか一方とを持って本管Ｂ内に入る
。信号処理装置１２は地上又は管路中のマンホールＭ内
に設置してお（。本管Ｂ内に携帯無線機１３とレベルメ
ーク１４の両方を持って入るか又はいずれか一方を持っ
て入るかは、本管Ｂの口径の大小に応じて適宜選択され
るすなわち、木管Ｂの口径が、管内作業者Ｐが立って入
れないような場合には、レベルメータ１４が見にくくな
るので、音声で探知できる携帯無線機１３のみを使用す
るとよ（、管内作業者Ｐが充分に立、、って入れる場合
には、携帯無線機１３とレベルメーク１４の両方を持っ
て入る方が操作性の点からよい。図示例は、携帯無線機
１３とレベルメーク１４の両方を持って本管Ｂ内に入っ
た場合を示している。

次に、信号処理装置１２を励振信号発振モートとし、止
水栓１０・・・の位置探知用マーカー１９・・・の共振
体を励振させる励振信号を発振する。これにより探知用
ループアンテナ１１からは励振信号が送信されるので、
管内作業者Ｐは探知用ループアンテナ１１を持って本管
Ｂ内を所定距離進む。

すると、その通過したところに位置する止水栓１０の位
置探知用マーカー１９が、探知用ループアンテナ１１か
ら送信される励振信号を受信して、該マーカー１９の共
振体が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発振される。

続いて、信号処理装置１２を励振信号発振モードから共
振信号検知モードに切り換えるとともに、管内作業者Ｐ
は探知用ループアンテナ１１を、そのループ面が位置探
知用マーカー１９のアンテナコイルの軸芯と平行になる
ように持って、先程進んできたところを戻る。

止水栓１０に近づ（と、位置探知用マーカー１９からの
共振信号が探知用ループアンテナ１１によって受信され
、送受信ケーブル２６を介して信号処理装置１２に送ら
れる。信号処理装置１２に送られた上記共振信号は発振
・検知回路２２において検知される。信号処理装置１１
２内のレベル検知信号生成回路２３は、それに基いて共
振信号の信号レベルの変化を示すレベル検知信号を生成
する。

このレベル検知信号はスピーカ２４に出力され、該スピ
ーカ２４から音声として送出される。この音声は、無線
送信機２７によって拾われ、無線送信機２７はこれを本
管Ｂ内の携帯無線機１３に送信する。また、それと同時
に、レー・ル検知信号生成回路２３から通信ケーブル２
８を介してレベルメーク１４にレベル検知信号が送信さ
れる。このときの共振信号の信号レベルの変化は、探知
用ループアンテナ１１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ことから、第６図に示す
ように、探知用ループアンテナ１１が位置探知用マーカ
ー１９に接近するにしたがって大となり、やがて極大値
に達したのち、探知用ループアンテナ１１が位置探知用
マーカー１９の軸線上に達すると同時に極小（はぼ零）
となる。この信号レベルの変化は極めて急峻である。

このとき、携帯無線機１３のスピーカからは上記信号レ
ベルの変化に応して大きさ又は周波数（音程）の異なる
音声が出力される。これと同時に、レベルメーク１４の
指針が信号レベルの変化に応じて振れる。管内作業者Ｐ
は上記音声の変化を聞き分けるとともにレベルメータ１
４の指針の振れ具合を見て止水栓１０の本管管軸方向の
位置を知る。

次に、本管管軸方向の位置を探知したところで探知用ル
ープアンテナ１１をそのループ面が位置探知用マーカー
１９のアンテナコイルの軸芯と直交するようにして、本
管Ｂの内壁面に沿って周方向に動かしていく　（第５図
において一点鎖線で示す。）。

今度は、探知用ループアンテナ１１のループ面が位置探
知用マーカー１９のアンテナコイルの軸芯と直交してい
ることから、探知用ループアンテナ１１によって受信さ
れる共振信号の信号レベルは、第７図に示すように、探
知用ループアンテナ１１が位置探知用マーカー１９に接
近するにしたがって大となり、やがて極大となる。この
変化は、上記と同様、携帯無線機１３とレベルメータ１
４とによって管内作業者Ｐに報知され、管内作業者Ｐは
位置探知用マーカー１９の本管周方向における存在位置
を知ることになる。

これで止水栓１０の位置が探知されたことになる。以下
、上記操作を繰り返し、残りの各止水栓１０・・・の位
置を順次探知していく。探知した位置には印を付けてお
き、その印を目標にして適宜の穿孔装置、例えばホルソ
ー等の穿孔カッタ又はウォータジェット装置等を用いて
穿孔を行う。これにより、枝管Ａ開口部が本管Ｂ側から
穿孔される。

この穿孔工程時において、止水栓１０は破壊されて本管
Ｂ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く、マンホールＭ
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５５−１５８５
２号公報参照）においても適用できる。また、信号処理
装置１２と、この信号処理装置１２のスピーカ２４から
送出される音声を本管Ｂ内の携帯無線機１３に送信する
無線送信機２７とを別体としているが、これらを一体と
してもよい。さらに、管内作業者Ｐが携帯する携帯無線
機１３を有線のレシーバに代えてもよい。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、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探知することがで
きる。したがって、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。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る管内ライニング後の枝管開口部の探
知システムの一実施例を示し、第１図は探知システムの
使用状況を示す断面図、第２図は探知用ループアンテナ
を示す底面図、第３図は同正面図、第４図は探知システ
ムの電気的構成を示すブロック図、第５図は探知操作を
説明するための断面図、第６図及び第７図は探知用ルー
プアンテナと共振体との位置関係の変化に伴う共振信号
の信号レベルの変化状態を説明するための図である。 １２・・・信号処理装置 １３・・・携帯無線機（報知手段） １４・・・レベルメータ（報知手段） １９・・・位置探知用マーカー Ａ・・・枝管 Ｂ・・・本管 Ｃ・・・既設管 Ｄ・・・更新管 Ｐ・・・管内作業者 特許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　廣１）馨 １０・・・止水栓 １１・・・探知用ループアンテナ 第２図 第４閏 、−１２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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のに先立って該開口
   部の位置を探知するシステムであって、 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設けられ、前記
   各枝管開口部に挿着される複数個の止水栓と、 前記励振信号を送信及び前記共振信号を受信する探知用
   ループアンテナと、 この探知用ループアンテナと接続され、前記励振信号の
   発振及び前記共振信号の検知を行うとともに、検知した
   共振信号の信号レベルの変化を示すレベル検知信号を送
   信する信号処理装置と、 管内作業者によって携帯され、上記信号処理装置から送
   信される前記レベル検知信号に基いて前記位置探知用マ
   ーカーの位置情報を該管内作業者に報知する報知手段と
   を備えた管内ライニング後の枝管開口部の探知システム
   。