JPH0471823A - ライニング工法 - 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］ この発明は、下水道、上水道、送油管その他あらゆる既
設配管に適応できるライニング工法、特に既設配管に対
する合成樹脂管の密着性の向上に関するものである。

［従来の技術］ 近年、下水道や上水道等の既設管の強度補強や防食対策
、漏水・浸水対策あるいは流量改善などを目的として、
既設管内面に合成樹脂をライニングしたり、既設管内面
に合成樹脂を形成する反転ライニング工法が脚光を浴び
ている。

例えば、特公昭５５−４３８９０号公報、特開昭６４−
８５７３８号公報に開示された工法は、ニードルフェル
ト層にエポキシ、ポリエステル等の液状熱硬化性樹脂を
含浸した内張り材を既設管内で流体圧力により反転、進
行させ、反転した内張り材を流体圧力によって既設管内
面に圧着し、熱硬化性樹脂を硬化させて既設管内面に合
成樹脂をライニングする方法である。

また、特開昭６４−１６６３３号公報、特開昭６４−１
６６３４号公報あるいは特開昭６３−２８５３９５号公
報に開示された工法は、小口径の熱可塑性プラスチッり
管を既設管内に挿入した後、熱可塑性プラスチック管を
内部より加熱加圧して膨張させ、既設管内面に密着させ
る方法である。

さらに、ヨーロッパ特許ＥＰＯ１８４３６６ＡＩに開示
された工法は螺線状に巻いた薄合成樹脂板を巻取機（製
管ｉ）でスパイラル状に製管しながら既設管内に挿入し
、その後ライニング材と既設管の空間にグラウト材を充
填している。

また、特開平２−７８５２７号公報に開示された工法は
、硬質又は半硬質プラスチック管を内面からスチーム加
熱して軟化させながら既設管内に挿入する方法である。

［発明が解決しようとする課題］ 特公昭５５−４３８９０公報に代表される従来の反転工
法に使用する内張り材は、ニードルフェルト層に含浸し
た液状熱硬化性樹脂は既設管内で反転するときに反転面
の円方向の不均一な押圧力によってフェルト層内を移動
する。このためフェルト層の断面方向の樹脂含浸量に差
が生じ、厚みのバラツキに加え、強度のバラツキを生じ
るという短所があった。

また、特に長尺の内張り材を使用する場合には、液状樹
脂を含浸した柔軟な内張り材を保管するために含浸過程
後巻き取ったり折り重ねる必要がある。このとき内張り
材の各部分に自重ないし押圧力の差によって厚みのバラ
ツキが生じ、液状樹脂に環境圧力差が加えられる。この
ような状態の内張り材で合成樹脂管を形成するとやはり
厚みのバラツキ、強度のバラツキが生じる。

また、液状樹脂を柔軟バック全長に亙って均一に含浸す
るのは非常に困難であり、通常±１５％のバラツキが生
じ、均一な合成樹脂管を形成することができなかった。

また、既設管の枝管や継手部のずれ、はずれ。

クラック等の空隙がある場合、反転後の既設管の押圧力
によって、これら空隙周囲の液状樹脂が空隙内に浸み出
して空隙周囲の強度が低下するほか、液状樹脂が加熱に
よるゲル化まえの粘度低下により地下浸入水と共に流出
してしまい、ポーラスな含浸層となって強度が著しく低
下するという短所もあった。

また、熱硬化性１！ｌ脂を含浸した内張りｆイは反転後
、加熱硬化して成形するが、加熱硬化のときの加熱時間
及び冷却時間の合計時間は、例えば径が３００＋ｕｅ　
、厚さ６ｍｍの内張り材にポリエステル樹脂を使用した
場合で約１５時間を要する。また、エポキシ樹脂の速乾
タイプでも約６〜８時間かかり、作業時間が長くなると
いう短所がある。これは長い加熱保持期間の間に既設管
や周囲土壌に蓄熱され、冷却速度がゆるやかになること
にも起因する。

また、特開昭６４−１６６３３号公報、特開昭６４−１
６６３４号公報あるいは特開昭６３−２８５３９５号公
報に開示された工法のように、既設管径より小断面形状
に加工した熱可塑性樹脂管を加熱・軟化・拡管するには
、樹脂温度差による同一圧力下の伸び率差が大きく、ま
た加熱すると不定形状態となり、自己膨張力が小さく、
形状記憶回復力も弱いので、外圧で強制的に伸長・拡管
せねばならない。

このため既設管内と樹脂管内の円周方向、長手方向のい
ずれの部分でも同一圧力下で均〜に加熱する必要がある
。しかし、実際は加熱温度にバラツキがあり、樹脂管に
シワが発生したり、管厚にバラツキを生ずるほか、既設
管との間に空隙を生じるという短所があった。

また、特開昭６３−２８５３９５号公報に示すように、
曲管内面外側で軟化したパイプを小口径からビグで強制
的、伸ばし圧着すると、外側の管厚が他の部分に比へて
薄くなるという短所があった。

さらに、ヨーロッパ特許ＥＰＯ１８４３６６Ａ＋に開示
されたように、製管しながら既設管に挿入する工法は、
著しい蛇行等がある既設管には挿入不能か、あるいは製
管口径を小さくしなければならず、既設管径に対する断
面積減少が大きいという短所があった。

また、特開平２−７８５２７号公報に示す工法は、剛性
のある熱可塑性プラスチック管を既設管内に挿入すると
きに、スチーム加熱等により軟化させながら挿入してい
るが、この場合、例えばプラスチック管の口径が大きか
ったり、プラスチック管の比重が１４と大きい塩化ビニ
ルを使用したりして自重が重くなるほど、引き込みのと
きに、軟化したプラスチック管に加えられる張力が大き
くなり不規則に伸長したり、既設管継手部のずれ、はず
れ、内部固形残留物又は溶接継手の裏ビートの突起に接
触して損傷を受けるという短所があった。

また　複雑な配管系では曲り部に大きな張力が加わり、
既設管内に挿入できない場合もあった。

特に長距離の既設管の場合にはプラスチック管の自重が
増加し著しく伸長してしまうため、上記短所が顕著に生
じる。

この発明はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、接着剤等を使用せずに合成樹脂管を確実に既設管
内面に密着することができるライニング工法を提供する
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るライニング工法は、既設管の内張り材と
して、熱可塑性樹脂からなり、既設管内径とほぼ同じ外
径に形状記憶されたバイブを、断面積が小さくなるよう
に形状を変えて形成した樹脂バイブと、既設管の内周長
と同じか、やや長い外周長を有し、上記樹脂パイプを覆
う耐熱フィルムチューブとからなる内張り材を使用し、
この内張り材の温度を樹脂パイプの軟化状態の温度範囲
に保持しながら内張り材を既設管内に引き込み、内張り
材内に一端から弾力性を有する拡張治具を圧送するか、
又は加熱流体を供給して樹脂パイプと耐熱フィルムチュ
ーブを拡張することを特徴とする。

［作用］ この発明においては、内張り材として熱可塑性樹脂から
なり、既設管内径とほぼ同じ外径に形状記憶されたバイ
ブを、断面積が小さくなるように形状を変えて形成した
樹脂パイプと、既設管の内周長と同じか、やや長い外周
長を有し、上記樹脂パイプを覆う耐熱フィルムチューブ
とからなる内張り材を使用し、この内張り材を樹脂パイ
プの軟化温度に保持しながら、抗張力のあるフィルムチ
ューブを牽引して既設管内に引き込むことにより、軟化
状態の樹脂パイプを既設管内に挿入する。

このように、充分に軟化状態にある樹脂パイプをフィル
ムチューブで支持しながら既設管内に挿入するから、内
張り材は屈曲部も容易に通過するとかできる。

この内張り材内に加熱流体又は拡張治具を圧送して既設
管と内張り材との間に存在する空気や滞留水を順次送り
出しながら樹脂パイプの形状を回復させる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。図に
おいて、ｌは既設管、２は内張り材である。

内張り材２は熱可塑性樹脂からなり、既設管ｌの内径と
ほぼ同じ外径に形状記憶したバイブを、断面積が小さく
なるように形状を変えて形成した樹脂パイプ３と、既設
管ｌの内周長と同じか、やや長い外周長を有し、樹脂パ
イプ３を覆う耐熱フィルムチューブ４とからなる。

この内張り材２は第２図の加工工程図に示すように、例
えば塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ボリ
ブデン等の熱可塑性合成樹脂を、既設管ｌの内径に対し
て９０〜１０５％の外径になるよう押し出し形状記憶さ
せながら成形して、既設管路長以上の長さの樹脂パイプ
３を形成する。

次に、樹脂パイプ３を軟化状態の温度、例えば塩化ビニ
ルなら８０〜１４０°Ｃの熱加工温度を有する加熱雰囲
気内で軟化させながら、成型ローラや押出しスリット等
の機械的方法により、断面積が既設管ｌの断面積より小
さくなるように扁平にし、あるいは折り曲げる。そして
第２図（ｂ）、（ｃ）に示すような扁平にして折り曲げ
た樹脂パイプ３を形成する。この断面積を小さくした樹
脂パイプ３を形成後、軟化状態を保持したまま直ちに荷
重熱変形温度が熱可塑性樹脂の軟化温度より高い、例え
ば荷重熱変形温度力月６０°Ｃ（４，６Ｋｇｆ／ｃ＋ｏ
”）　（Ｄナイロン、あるいは１３５°Ｃ（４，６Ｋｇ
ｆ’／ｃｍりのポリエステル等のフィルムや、これに補
強繊維を入れたフィルムで形成されたフィルムチューブ
４で覆い、第２図（ｄ）に示すような内張り材２を形成
する。

この軟化状態の樹脂バイブ３をフィルムチューブ４で覆
う方法は、例えば第３図に示すように、既設管内周長よ
り約５０ｍ　ｍ長いフィルムシート４ａを成形ローラ３
０．３１により樹脂バイブ３を包み込むように導き、樹
脂バイブ３からはずれて側端部３２を強圧ローラ３３で
位＠調整しながら、接合手段３４で接合してチューブ状
にする。

この接合手段３４はフィルムシート４ａをミシンによる
２条以上の縫製、もしくはヒートシールインパルスシー
ル、高周波接合等による熱接合又は両者の併用により接
合し、フィルムチューブ４を形成する。なお、既設管ｌ
が５０ｍ以下の場合には、あらかじめ加工したフィルム
チューブ４で直接樹脂バイブ３を覆っても良い。

このようにして形成された内張り材２を加熱流体供給口
を有するドラムに巻き取る。なお、内張り材２をドラム
に巻き取るときは、内張り材２の巻き取り始端をスイベ
ル機構を持った中空トラム軸に連結された加熱流体供給
口と接続して巻き取る。

次に、上記のように形成された内張り材２を使用して既
設管１の内面に合成樹脂管を形成するときの動作を説明
する。

まず、ドラムに巻き取られた内張り材２の樹脂バイブ３
とフィルムチューブ４の先端部を、第４図の斜視図、第
５図の側面断面図に示すように、固定治具４０を使用し
て締め付は固定する。この固定治具４０で固定するとき
は、樹脂バイブ３が例えば塩化ビニルで形成されている
ときには、８０°Ｃ〜９０°Ｃの軟化状態のうち比較的
硬い低温の状態で内側固定油！ｉ４．４０　ａを内張り
材２に当て、内側固定治具４０ａのボルト穴に合せて熱
又はドリルで内張り材２に複数の穴をあける。

次に、外側固定治具４０ｂを内張り材２にかぶせ、ボル
ト穴にボルトを通して締め付は固定する。このとき樹脂
バイブ３の扁平にした端部は固定治具４０に当たらない
ようにして、扁平加工により形成された空隙４２を保持
する。なお、ドラムに巻き取られた内張り材２のフィル
ムチューブ４は、断面積が小さくなるように加工された
樹脂チューブ３とは大きさが相違するため空隙４３が生
じている。

トラム５に巻き取られ、先端部が固定治具４０で固定さ
れた内張り材２を、第１図に示すように密閉容器６に収
納して現地に搬入し、例えば既設管Ｉが下水道管の場合
にはマンホール７の近傍に設置する。このように内張り
材２を巻き取ったトラム５を密閉容器６に収納して搬入
することにより、内張り材２の搬入と次工程の作業を容
易に行なうことができる。

内張り材２を現地に搬入した後、ドラム５のスイベル機
構を有する中空ドラム軸５ａに連結された加熱流体供給
口５ｂをボイラ等の加熱流体発生手段（不図示）に接続
する０次に、内張り材２の先端を密閉容器６から引き出
し、先端の固定治具４０と既設管ｌの他端にあるマンホ
ールから挿入したベルトやローブ等の紐７とを自在継手
８を介して連結する。

この状態で加熱流体、例えば樹脂バイブ３が塩化ビニル
であるときには、塩化ビニルが比較的柔らかい状態にな
る９０°Ｃ−１０５°Ｃの加熱流体を、加熱流体発生手
段から加熱流体供給口５ｂ、中空トラム軸５ａを介して
内張り材２の樹脂バイブ３とフィルムチューブ４との間
に供給する。供給された加熱流体は樹脂バイブ３とフィ
ルムチューブ４との間の空隙４３を流れ、フィルムチュ
ーブ４の先端から排出される。なお、加熱流体の温度を
あまり高くしすぎると、樹脂バイブ３が軟化しすぎ、第
４図に示す両端の空隙４２が密着して伸長し、強度低下
になったり５拡径して形状を回復したときに割れが生じ
るおそれがあるから、例えば塩化ビニルの場合には加熱
流体の温度を１０５°Ｃに抑えることが必要である。

このように、内張つ材２に加熱流体を連続供給しながら
、既設管ｌの他端にあるマンホールから挿入した紐７を
牽引して、第６図に示すように内張り材２を既設管ｌ内
に挿入する。この内張り材２を既設管ｌ内に挿入すると
きに５内張り材２の樹脂バイブ３が加熱流体により軟化
しているから、内張り材２を抵抗なしで既設管ｌ内に引
き込むことができるとともに、既設管ｌに蛇行やエルボ
があったりしても内張り材２を容易に通過させることが
できる。

また、内張り材２のＦＡｒＮバイブ３は耐熱性と抗張力
を有するフィルムチューブ４により覆われているから、
内張り材２を牽引・挿入するときの牽引張力を全てフィ
ルムチューブ４が受は持ち、樹脂バイブ３には張力が加
えられないから、樹脂バイブ３を柔軟化領域の高い温度
、例えば塩化ビニルの場合には９０°Ｃ〜１０５°Ｃの
温度で軟化しても、伸長・変形することを防ぐことがで
きる。

さらに、フィルムチューブ４は引裂強度も比較的高いの
で、既設管１の継手部にずれ、はずれがあったり、ある
いは残留物や裏波溶接部の突部に接触しても裂けること
はなく、軟化している樹脂バイブ２に損傷を与えること
なしに内張り材２を既設管Ｉ内に引き込むことができる
。

上記のようにして内張り材２を引き込み、既設管ｌの全
長にわたり挿入した後、内張り材２の両端を切断してか
らライニング工程に入る。

まず、既設管ｌの管入口１ａにある内張り材２の端部を
バーナ等の加熱工具を使用し加熱して樹脂バイブ３の端
部を軟化させる。この状態で第７図に示すように、樹脂
バイ１３内に拡張治具１０を挿入する。この拡張治具１
０は、例えばポリウレタン等の柔軟性を有する砲弾型の
ビグ１１と、ビグ１１の先端に耐熱性のゴムからなる連
結ホース１２で連結され、耐熱性のシリコンゴムや弗素
ゴムで先端が半球状に形成された拡管膜１３及びビグ１
１の後端に連結された加熱流体圧送ホース１４とで構成
されている。また、連結ホース１２の中間には分岐管１
５が設けられている。

この拡張治具１０の加熱流体圧送ホース１４をボイラ等
の熱源発生手段（不図示）に接続し、樹脂バイブ３が、
塩化ビニルで形成きれている場合には、９５°Ｃ〜Ｉ［
１５°Ｃの加熱加圧流体を熱源発生手段から加熱流体圧
送ホース１４に圧送する。

加熱流体圧送ホース１４に圧送された加熱加圧流体は、
ビグ１１の中軸穴１１ａを通り連結ホース１２に送られ
る。この加熱加圧流体の流量のうち半分以上は分岐管１
５を通って、拡張治具１０と樹脂バイブ３内面で形成さ
れた加熱加圧空間Ｉ６に送られ、ビグ１１の還流穴１１
ｂから熱源発生手段に戻り循環便用される。この加熱加
圧空間１６に送られた加熱加圧流体で樹脂バイブ３を加
熱して軟化させながら、拡管膜１３を押圧して樹脂バイ
ブ３を拡管し形状を円筒状に回復させる。

一方、連結ホース１２に送られた加熱加圧流体の一部は
拡管膜１３の排水穴１３ａを通り樹脂バイブ３の空隙４
２に送られ、樹脂バイブ３の先端から排出される。この
加熱加圧流体が樹脂バイブ３の空隙４２を通るときに、
拡管膜１３の前方にある樹脂バイブ３を加熱して軟化さ
せる。したがって、拡管＠１３は加熱加圧空間１６に送
られた加熱加圧流体の背面圧により、樹脂バイブ３を拡
管しながら前方へ進行する。この拡管１！ｉ１３の進行
にともない、後段のビグ１１がフィルムチューブ４と樹
脂バイブ３を既設管ｌの内面に押圧しながら進行し、既
設管ｌと内張り材２間に存在する空気や滞留水を送り出
しながら樹脂バイブ３の形状を回復する。

このように、拡張治具ｌＯで内張り材２の樹脂バイブ３
を拡管しながら、既設管ｌ内を進行させるときに、拡張
治具」０の拡管膜１３が柔軟性を有するから、扁平状態
から複雑に変形して拡管する樹脂バイブ３の形状変化に
良く追従することができるとともに、既設管ｌに蛇行が
あっても確実に進行することができる。また、既設管Ｉ
に第８図に示すようにエルボ１ｂがあると、エルボｌｂ
の内壁と内張り材２との間に空隙８１．８２を生じ易い
が、拡管１ｊ１３とビグ１１の押圧力により空隙８１．
８２が生じる傾向を抑制することができ、かつ内張り材
２に発生するしわ８３を小さくすることができる。

そして、このように拡径され形状を回復した樹脂バイブ
３の元の外径は既設管ｌの内径の９０〜！０５％に形成
されているから、内張り材２を接着剤なしで既設ｖ！ｒ
１の内面に、完全に密着させることができる。

このようにして、既設管ｌの内面全体に樹脂パイプ３を
密着させた後、拡張治具ｌＯを取り外して、形成した合
成樹脂管の両端切断等の後処理を行ないライニング工程
を終了する。

なお、上記実施例においては内張り材２を既設管Ｉ内に
挿入するときに、既設管ｌに直接添わせて牽引する場合
について説明したが、自重が増加する中・大口径の樹脂
バイブ３を使用したり、比重が大きい塩化ビニルを使用
したりする場合には浮力を利用することにより、より容
易に内張り材２を既設管ｌ内に挿入することができる。

第９図は浮力を利用して内張り材２を既設管ｌに挿入す
る場合の例を示す０図に示すように、例えば下水道管の
ように自然流下配管や水平配管の場合には、既設管ｌの
両端に堰９１．９２を設けて水を張る。この既設管ｌ内
に、加熱流体を供給している内張り材２を紐７で牽引す
ると、内張り材２のフィルムチューブ４に浮力が作用し
、抵抗なしに内張り材２を引き込むことができる。

また、上記実施例は内張り材２をライニングするときに
、拡張治具ｌＯを使用して樹脂パイプ３を拡管した場合
について説明したが、既設管ｌに挿入した内張り材２の
樹脂パイプ３とフィルムチューブ４の両端部を一緒に密
封固定し、一方の端部から樹脂バイブ３内に加熱加圧流
体を供給し、他方の端部から徐々に排出して樹脂パイプ
３を拡管しても良い。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、内張り材として熱可塑
性樹脂からなり、既設管内径とほぼ同じ外径に形状記憶
されたバイブを、断面積が小さくなるように形状を変え
て形成した樹脂パイプと、既設管の内周長と同じか、や
や長い外周長を有し、上記樹脂パイプを覆う耐熱フィル
ムチューブとからなる内張り材を使用し、この内張り材
を樹脂パイプの軟化温度に保持しながら、抗張力のある
フィルムチューブを牽引して既設管内に引き込む°こと
により、軟化状態の樹脂パイプを既設管内に挿入するよ
うにしたから、小さな抵抗で内張り材を牽引・挿入する
ことができるとともに、既設管に蛇行やエルボがあった
りしても内張り材を容易に通過させることができる。

また、内張り材の樹脂パイプは耐熱性と抗張力を有する
フィルムチューブにより覆われているから、内張り材を
牽引・挿入するときの牽引張力を全てフィルムチューブ
が受は持ち、樹脂パイプには張力が加えられないから、
樹脂パイプを柔軟化領域の高い温度で軟化しても、牽引
時の伸長・変形を防止することができ、十分に強度があ
る合成樹脂管を既設管内に形成することができる。

また、樹脂パイプを覆うフィルムチューブは引裂強度も
比較的高いので、既設管の継手部にずれ、はずれがあっ
たり、あるいは残留物や裏波溶接部の突部に接触しても
裂けることはなく、軟化している樹脂パイプに損傷を与
えることなしに内張り材を既設管内に引き込むことがで
きる。

さらに、内張り材を既設管に挿入するときに、断面積が
小さくされた樹脂パイプよりフィルムチューブの外周が
十分に大きいから、多量の加熱流体を供給することがで
き、樹脂パイプを十分に軟化させることができる。

また、既設管内に配設した内張り材内に拡張治具又は加
熱流体を圧送して内張り材の樹脂パイプを拡径するから
、既設管と内張り材との間に存在する空気や滞留水を順
次送り出しながら既設管内面に合成樹脂管を形成するこ
とができる。

また、樹脂パイプを拡径する拡張治具は柔軟性を有する
から、扁平状態から複雑に変形して拡管する樹脂パイプ
３の形状変化に良く追従することができるとともに、既
設管に蛇行やエルボ等の急激な曲りがあっても確実に追
従し進行することができる。

また、拡径され形状を回復した樹脂パイプの元の外径は
既設管の内径とほぼ同じに形成されているから、内張り
材を接着剤なしで既設管の内面に密着させることができ
る。

また、樹脂バイブを正確な管厚に成形後、扁平加工等を
行ない固体状態で保管・運搬するので、保管時の厚みや
強度のバラツキがなくなり、形成された合成樹脂管は均
一管厚、均一強度になり品質面で著しい向上が図れる。

また、接着剤等なしで合成樹脂管を既設管内に形成する
ことができ、接着剤等の硬化時間を必要としないから、
土壌に対する蓄熱もなく冷却時間も掻めて短く、かつ既
設管は簡単な下地処理で済むから、施工時間を大幅に短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図は樹脂
バイブの加工工程を示す斜視図、第３図は内張り材の加
工状態を示す斜視図、第４図、第５図は各々固定治具を
取り付けた内張り材の先端部を示し、第４図は斜視図、
第５図は側面断面図、第６図は内張り材の牽引・挿入工
程を示す断面図、第７図は内張り材のライニング工程を
示す断面図、第８図は既設管のエルボの部分を示す部分
断面図、第９図は他の実施例を示す断面図である。 ｌ・・・・既設管、２・・・・内張り材、３・・・・樹
脂バイブ、４・・・・フィルムチューブ、ｌＯ・・・・
拡張治具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱可塑性樹脂からなり、既設管内径とほぼ同じ外径に形
   状記憶されたパイプを、断面積が小さくなるように形状
   を変えて形成した樹脂パイプと、既設管の内周長と同じ
   か、やや長い外周長を有し、上記樹脂パイプを覆う耐熱
   フィルムチューブとからなる内張り材を使用し、 上記内張り材の温度を樹脂パイプの軟化状態の温度範囲
   に保持しながら内張り材を既設管内に引き込み、 内張り材内に一端から弾力性を有する拡張治具を圧送す
   るか、又は加熱流体を供給して樹脂パイプと耐熱フィル
   ムチューブを拡張することを特徴とするライニング工法
   。