JPH10305484A - 管状体の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質塩化ビニル樹脂製の帯状部材を使用して
既設の管渠の内面に管状体を形成しライニングする方法
において、帯状部材が破壊されたり施工に困難を伴うこ
となしに管状体を形成する（製管する）方法を提供す
る。 【解決手段】 両側縁部に接合部が形成された硬質塩化
ビニル樹脂製の長尺の帯状部材１００を、加熱装置Ｈで
その製管時の表面温度が２０℃以上８０℃以下となるよ
うに加熱しながら管渠Ｐ内の製管機１に連続的に供給
し、製管機１で螺旋状に巻回し、相接する接合部を接合
して製管する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上水道管、下水道
管、ガス管等の既設の管渠の内面に管状体を形成（製
管）し、この管状体（ライニング管）により既設管渠を
更生する場合などにおける、管状体の形成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上水道管、下水道管、ガス管等の既設の
管渠が老朽化した場合、老朽化した既設管渠の内面を合
成樹脂等の被覆層でライニングすることにより、管渠を
更生することが行われている。例えば、本出願人は特開
平８−２６１３６３号公報に示すような異形断面管渠に
おけるライニング施工方法とその施工装置を提案してい
る。

【０００３】上記特開平８−２６１３６３号公報記載の
ライニング施工方法は、異形断面の管渠内に両側縁部に
接合部が形成された長尺の帯状部材を連続的に供給し、
屈撓自在なフレームに配置された案内ローラをガイドと
して内面に当接させつつ螺旋状に巻回し、次いで内面ロ
ーラと外面ローラの挟着作用により接合部を係合させ
て、異形断面の管渠内に連続的にライニング管を形成す
るものである。

【０００４】上記ライニング施工方法において使用する
帯状部材、即ちライニング層の材料は特に限定されるも
のではなく、各種合成樹脂あるいは金属材料が使用可能
であるが、耐蝕性、成形のしやすさ、強度、コストなど
の面から、硬質塩化ビニル樹脂が特に適しており、広く
使用されている。

【０００５】しかるに、硬質塩化ビニル樹脂は、引張強
さ、伸び、硬度、耐衝撃性等の温度依存性が強く、特に
低温では急激に伸びと耐衝撃性が低下して脆くなるとい
う欠点を有する。従って冬期など低温下で、硬質塩化ビ
ニル樹脂製品に大きい力、モーメントあるいは衝撃を与
えるような加工をしたりするような場合、加工や取り扱
いに著しく困難を伴ったり、材料が破壊してしまうこと
がある。

【０００６】一方、上記のライニング施工方法によって
既設の管渠内にライニング施工する場合、下記のような
原因が単一または複数関係することによって、帯状部材
あるいは形成されたライニング管に大きい応力やモーメ
ントが発生することがある。即ち、 ライニング管はフレームに配設された案内ローラをガ
イドとして帯状部材を引っ張りながら巻回して形成する
ので、帯状部材には大きい引張応力が発生するととも
に、螺旋状に巻回することにより、巻径（曲率半径）が
小さい場合には特に、外面側になる部分に曲げにより更
に大きい引張応力が加わる。 接合部の雄部を雌部に押し込んで嵌め合わせる場合、
雌部には大きい引張応力が発生する。 ライニング管にはある程度の水密性が要求されるの
で、接合部における雄部と雌部の接触面圧を高くしなけ
ればならない。そのために隣り合う帯状部材同士が接合
部で相対的に滑動しにくく、接合部に大きい引張応力や
ねじり応力が発生する。 ライニング管形成後に案内ローラが配設されたガイド
をライニング管から抜き出す場合、ガイドの通過によっ
てライニング管は内面からしごかれ、拡径しようとする
フープ応力が作用して、外面側の引張応力が更に大きく
なる。

【０００７】硬質塩化ビニル樹製の帯状部材を使用し、
上記特開平８−２６１３６３号公報記載のライニング施
工方法によって既設管渠内にライニング施工する場合に
おいても、前記のような原因によって、帯状部材あるい
は接合部に大きい応力やモーメントが発生し、その結
果、帯状部材が破壊されたり、施工に著しく困難を伴っ
たり、施工を続けることが全く不可能となることがあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、特に低
温下において、硬質塩化ビニル樹脂製の帯状部材を使用
して、既設の管渠の内面に管状体を形成しライニングす
る方法において、帯状部材が破壊されたり、施工に困難
を伴うことなしに容易に実施することができる管状体
（ライニング管）の形成方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、両側縁部に接合部が形成された硬質塩
化ビニル樹脂製の長尺の帯状部材を管渠内に連続的に供
給するとともに螺旋状に巻回し、相接する接合部を接合
して管渠内に管状体を形成することにより、管渠の内面
をライニング施工する方法において、帯状部材の表面温
度を２０℃以上８０℃以下の温度に加熱して管状体を形
成することを特徴とするものである。

【００１０】帯状部材の表面温度は、２０℃以上８０℃
以下、好ましくは３０℃以上５０℃以下とする。２０℃
未満では伸び及び耐衝撃性が不充分なために、管状体を
形成する際に破壊が生じたり、硬度が高すぎて巻回しに
くく、管状体を形成するのが困難となることがある。ま
た、８０℃を超えると弾性が急激に低下し、いわゆる
「腰が弱い」状態となって、正しい断面形状のライニン
グ管が得られにくかったり、接合部での接合がゆるくな
って、形成されたライニング管の水密性が低下すること
がある。更に、帯状部材の表面が軟化して、接合部でス
ムーズに滑動しにくくなり、作業が困難となることがあ
る。なお、帯状部材の表面温度は、巻回時の曲げにより
最大の引張応力がかかる外表面の部分の温度を他の部分
より高くすることが好ましい。

【００１１】帯状部材を加熱する手段としては特に限定
されないが、帯状部材を赤外線ヒーター照射、温風吹き
つけ、温水浸漬等により加熱する方法、案内ローラや挟
着用のローラを電熱、蒸気・温水・加熱油等の循環によ
り加熱しておいて、これらを圧接して加熱する方法など
が好適に実施される。また、必要に応じて保温を施した
り、局部的な追加加熱、再加熱等が行えるようにしても
よい。

【００１２】なお、管状体の断面形状としては、円形、
楕円形、四角形などが挙げられ、四角形のときは角の部
分の曲率半径が小さいために大きい応力が発生し、割れ
やすくなるが、本発明により帯状部材の表面が軟化して
応力が小さくなり、割れを防止することができる。 （作用）管状体を形成する際の帯状部材の表面温度を２
０℃以上８０℃以下とすることによって、帯状部材の表
面部分の弾性率が下がり、伸びと耐衝撃性が上がる。そ
の結果、巻回や接合部の嵌め合わせなどの加工が容易に
なり、また、加工の際に発生する応力やモーメントが低
下して、破壊が発生にくくなる。また、加熱温度は硬質
塩化ビニル樹脂の軟化８０℃以下であるから、腰が弱い
状態まで軟化することはない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照しながら具体的に説明する。 （実施の形態１）図１は本発明方法の実施態様を示す説
明図、図２は本発明に使用される帯状部材の一例を示す
横断面図、図３は本発明に使用される製管機の一例を示
す縦断面図である。

【００１４】図１に示すように、地上に設置された巻出
機Ｔから巻出される帯状部材１００は、マンホールＭを
通して地下に埋設されている既設管渠Ｐ内へ送りこま
れ、製管機１によって既設管渠Ｐ内で巻回され、両側縁
部の接合部が接合されてライニング管Ｌが形成され、同
時に製管機１が矢印のように右側へ進んで、形成された
ライニング管Ｌは既設管渠Ｐ内に残置されてライニング
がなされる。

【００１５】しかるに、マンホールＭ内の製管機１の手
前には加熱装置Ｈが設置されていて、帯状部材１００は
製管機１に送りこまれる前に加熱装置Ｈを通過すること
により、管状体に形成されるときの表面温度が２０℃以
上８０℃以下となるように加熱される。

【００１６】帯状部材１００（Ａタイプと称する）は、
硬質塩化ビニル樹脂の押出成形により製せられたもの
で、図２に示すように、本体部１０１は一定厚さの平板
状をなし、本体部１０１の外面側（図の上側）には、凹
溝１０５が形成された、断面がほぼ円環状の突条１０２
ａ、ほぼＩ字状断面の長い突条１０２ｂ、同じくほぼ逆
Ｌ字状断面の突条１０２ｃ、Ｉ字状断面の短い突条１０
２ｄが長手方向にそれぞれ連続して突設されている。こ
れらの突条は帯状部材１００を巻回して管状体を形成し
たときに管状体に剛性を付与するための補強リブとな
る。

【００１７】また、帯状部材１００の左端側（突条１０
２ａの左側）には斜方向上向きの張出し部１０３が延設
され、右端側（突条１０２ｄの右側）には傾斜縁部１０
４が延設されている。そして、突条１０２ａと張出し部
１０３を含む左端部が左側の接合部１００Ａ、突条１０
２ｄと傾斜縁部１０４を含む右端部が右側の接合部１０
０Ｂを形成していて、突条１０２ｄの上から突条１０２
ａの凹溝１０５を嵌合するようにして接合部１００Ｂに
接合部１００Ａを重ね合わせ、挟圧することにより管状
体（ライニング管）が形成され、管状体の内面側（図の
下側）はほとんど段差なく接合されるように構成されて
いる。なお、１０６は形成された管状体の水密性を確保
するための弾性シール部材である。

【００１８】製管機１は、前記特開平８−２６１３６３
号公報記載のものと基本的に同じ構造を有するものであ
る。即ち、図３に示すように、成形フレーム２に多数個
の案内ローラ３及び１８０°の間隔を置いて油圧モータ
７によって駆動される一対の内面ローラ４と外面ローラ
５よりなる接合ローラ部が設けられている。

【００１９】次に、図１に示す帯状部材１００と図２に
示す製管機１を用いて既設管渠の内面をライニング施工
する工程を説明する。製管機１は最初ライニングされる
既設管渠Ｐ内の一端側に置かれている。巻出機Ｔに巻か
れている帯状部材１００を引出し、加熱装置Ｈを通過さ
せて、その先端部を製管機１の回転する内面ローラ４と
外面ローラ５で挟むと、帯状部材１００は巻出装置Ｔか
ら連続的に巻き出される。巻き出される帯状部材１００
を成形フレーム２に沿って配置されている案内ローラ３
に沿わせてその外側を通過させ、成形フレーム２上に配
置されている駆動式の内面ローラ４と外面ローラ５より
なる接合ローラ部６Ａを通過させ、次いで１８０°隔た
った接合ローラ部６Ｂに導いて、先端部の右側の接合部
１００Ｂと先端部から１周（１ピッチ）後方の部分の左
側の接合部１００Ａとを重ね合わせると、重ね合わせた
部分が内面ローラ４と外面ローラ５で挟圧されて、図２
に示すように、相接する接合部１００Ｂと接合部１００
Ａが螺旋状に接合されて、短管が形成される。

【００２０】引き続いて、内面ローラ４と外面ローラ５
を駆動回転することにより、巻出装置Ｔから帯状部材１
００が巻き出され、上記と同様にして隣り合う右側の接
合部１００Ｂと更に１ピッチ後方の部分の左側の接合部
１００Ａが連続的に挟圧され接合されて、上記短管に続
いて帯状部材１００が螺旋状に接合される。そして、そ
れと同時に製管機１の全体は管周方向に公転し、且つ矢
印イの方向に前進する。これにより帯状部材１００は螺
旋状に連続的に巻回され接合されて、ライニング管Ｌが
形成され、ライニング管Ｌは既設管渠Ｐ内に残置され
て、既設管渠Ｐの内面がライニングされる。

【００２１】上記の工程において、周囲温度が２０℃以
下と低い場合、あるいはライニング管Ｌに製管する際の
帯状部材１００の表面温度が所望の温度以下の場合に
は、加熱装置Ｈにより、管状体が形成されるときの帯状
部材１００の表面温度が２０℃以上８０℃以下の所望の
温度となるように加熱する。これによって帯状部材１０
０の硬度が低下して柔軟になり、伸びと耐衝撃性が向上
して、巻回及び接合が行いやすくなるとともに、帯状部
材１００あるいは形成されたライニング管Ｌが低温によ
り脆性破壊することが防止される。

【００２２】（実施の形態２）図４（Ａ）は本発明に使
用される帯状部材の他の一例を示す横断面図、（Ｂ）は
帯状部材の接合の仕方を示す斜視図、図５は製管機の他
の一例を示す縦断面図である。

【００２３】図４に示す帯状部材２００（Ｂタイプと称
する）は主材（主帯状部材）２０１と嵌合材２０２との
組み合わせよりなる。主材２０１は硬質塩化ビニル樹脂
の押出成形により製せられたものであって、突条２０１
ａ及び溝２０１ｂを有し、その両端部には接合部２０１
Ａ及び２０１Ｂが形成されていて、相接する接合部２０
１Ａと２０１Ｂが突き合わされることによって嵌合溝２
０１Ｃが形成される。

【００２４】嵌合材２０２も同じ硬質塩化ビニル樹脂の
押出成形により製せられたものである。嵌合材２０２は
主材２０１によって形成される嵌合溝２０１Ｃに弾圧的
に嵌合する嵌合突条２０２ａを有していて、突き合わせ
て並べられた主材２０１の接合部２０１Ａと２０１Ｂに
よって形成された嵌合溝２０１Ｃに嵌合材２０２を嵌合
させることにより、突き合わされた両側の主材２０１が
接合される構成とされている。

【００２５】図５に示す製管機８は管渠Ｐａの一端側に
固定状態で据えつけられている。内面ローラ９と外面ロ
ーラ１０とが一組となって成形フレーム１１に軸支さ
れ、これら一組の内面ローラ９と外面ローラ１０は既設
管渠Ｐの内径に合わせて、成形フレーム１１の任意の円
周上に固定できる。そして内面ローラ９と外面ローラ１
０はそれぞれ駆動ベルト１２、１３を介して電動モータ
１４と接続され、互いに逆方向に回転する。外面ローラ
１０の外面は、主材２０１と嵌合材２０２に同時に噛み
合って同時に送りながら挟圧することができる形状とさ
れている。

【００２６】製管機８は、製管機８の手前には加熱装置
Ｈａが設置されていて、主材２０１及び嵌合材２０２と
も製管機８に送りこまれる前に加熱装置Ｈａを通過する
ように構成されている。

【００２７】次に、図４に示す帯状部材２００と図５に
示す製管機８を用いて既設管渠の内面をライニング施工
する工程を説明する。図示しない巻出機に巻かれている
主材２０１を、内面ローラ９と外面ローラ１０で引出し
つつ螺旋状に巻回する。そして、その接合部２０１Ｂ
と、１周（１ピッチ）後方の部分の接合部２０１Ａを突
き合わせると、嵌合溝２０１Ｃが形成される。

【００２８】同じく図示しない巻出機に巻かれている嵌
合材２０２を内面ローラ９と外面ローラ１０で引出しつ
つ挟圧して、前記のようにして形成された嵌合溝２０１
Ｃに嵌合することにより、相接する主材２０１の接合部
２０１Ａと２０１Ｂが接合される。これによって主材２
０１は嵌合材２０２で螺旋状に連続的に接合されて、ラ
イニング管Ｌａが形成され、既設管渠Ｐａの内面がライ
ニングされる。

【００２９】上記実施の形態２の工程においても、加熱
装置Ｈａにより、管状体が形成されるときの主材２０１
及び嵌合材２０２の表面温度が２０℃以上８０℃以下の
所望の温度となるように加熱する。これによって主材２
０１及び嵌合材２０２の硬度が低下して柔軟になり、伸
びと耐衝撃性が向上して、巻回及び接合が行いやすくな
るとともに、主材２０１、嵌合材２０２、あるいは形成
されたライニング管Ｌａが低温により脆性破壊するのが
防止される。

【００３０】（実施の形態３）図６は製管機の更に他の
例を示す正面図、図７は挟圧用の一対の内面ローラと外
面ローラの縦断面図である。

【００３１】図６に示す製管機１５は、巻出機に近い側
からＮｏ．１ローラ、Ｎｏ．２ローラ、Ｎｏ．３ローラ
の三対の挟圧用ローラを有し、各挟圧用ローラは図７に
示すように、内面ローラ１６と外面ローラ１７よりな
る。Ｎｏ．１ローラは帯状部材１００（図２に示すもの
と同じ）を送り込むためのローラ、Ｎｏ．２ローラ及び
Ｎｏ．３ローラは送り込まれた帯状部材１００を螺旋状
に巻回するとともに、接合部を重ね合わせ、挟圧するた
めのローラである。

【００３２】図７に示すように、内面ローラ１６及び外
面ローラ１７は内部に電熱線を巻回した電熱ヒータ１８
が内蔵されていて、外部電源より電熱ヒータ１８に通電
することにより電熱ヒータ１８が発熱して内面ローラ１
６と外面ローラ１７が加熱され、内面ローラ１６と外面
ローラ１７に接する帯状部材１００（図２に示すものと
同じ）の表面が加熱される。電熱ヒータ１８の発熱量は
図示しない可変抵抗機により調節可能とされていて、帯
状部材１００の表面温度を所望の温度に加熱することが
できる。

【００３３】なお、図６に示す製管機１５は、通常、螺
旋状に巻回を始めるＮｏ．２ローラのところで最も大き
い応力やモーメントが発生すると考えられるので、帯状
部材１００の破壊に対しては、手前側のＮｏ．１ローラ
で予熱するとともに、Ｎｏ．２ローラで本格加熱するの
が有効と考えられる。しかし周囲温度や風の状態や各ロ
ーラの位置関係等により、いずれか一対のローラだけで
の加熱や、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３全ローラでの加熱を行う
ようにしてもよい。

【００３４】図８は挟圧用ローラの他の例を示す縦断面
図である。内面ローラ１９及び外面ローラ２０の内部に
は加熱油流路２２が設けられていて、図示しない油加熱
機から供給される加熱油はローラ軸２１を通って内面ロ
ーラ１９と外面ローラ２０に流入し、加熱油流路２２を
流通して内面ローラ１９、外面ローラ２０が加熱される
構造とされている。

【００３５】以下に本発明の具体的な実施例について説
明する。 （実施例１〜４）図３に示す製管機１を用いて、突条の
高さｈ₁ が約２１．５ｍｍのＡタイプの硬質塩化ビニル
樹脂製帯状部材１００を螺旋状に巻回し、内径１０００
ｍｍ、長さ１０ｍのライニング管を製管した。周囲温度
は−１０℃であったが、温水浸漬または温風吹きつけに
よって、製管時の帯状部材の表面温度が２０℃以上８０
℃以下となるように加熱した。なお、製管速度は１５ｃ
ｍ／分であった。そして、各実施例について、製管工程
中及び製管後の帯状部材及び接合部について、割れ、折
れ、変形、その他の異常の有無を検査した。

【００３６】（実施例５〜８）図５に示す製管機７を用
いて、突条の高さｈ₂ が約８ｍｍのＢタイプの硬質塩化
ビニル樹脂製帯状部材１００を螺旋状に巻回し、内径２
５０ｍｍのライニング管を製管した。製管時の帯状部材
の表面温度は２０℃以上８０℃以下となるように加熱し
た。なお、製管速度は３０ｃｍ／分であった。そして、
各実施例について、実施例１〜４と同じように、製管工
程中及び製管後の異常の有無を検査した。

【００３７】（実施例９）図６に示す製管機１５（電熱
式）を用い、Ｎｏ．１ローラ及びＮｏ．２ローラの内面
ローラ１６及び外面ローラ１７の両方を、製管時の帯状
部材の表面温度が２０℃となるように加熱して、突条の
高さｈ₁ が約２１．５ｍｍのＡタイプの硬質塩化ビニル
樹脂製帯状部材１００を螺旋状に巻回し、内径１０００
ｍｍ、長さ１０ｍのライニング管を製管した。外気温度
は０℃、製管速度は３０ｃｍ／分であった。そして、実
施例１〜４と同じように、製管工程中及び製管後の異常
の有無を検査した。

【００３８】（比較例１，２）加熱しない帯状部材及び
製管時の帯状部材の表面温度を８０℃以上に加熱したも
のを使用した以外は、実施例１〜４と同じ方法で内径１
０００ｍｍのライニング管を製管した。そして、各比較
例について、実施例１〜４と同じように、製管工程中及
び製管後の異常の有無を検査した。

【００３９】（比較例３，４）加熱しない帯状部材及び
製管時の帯状部材の表面温度を８０℃以上に加熱したも
のを使用した以外は、実施例５〜８と同じ方法で内径２
５０ｍｍのライニング管を製管した。そして、各比較例
について、実施例１〜４と同じように、製管工程中及び
製管後の異常の有無を検査した。

【００４０】（比較例５）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３全ローラ
のいずれも加熱しなかった以外は、実施例９と同じ方法
で内径１０００ｍｍのライニング管を製管した。そし
て、実施例１〜４と同じように、製管工程中及び製管後
の異常の有無を検査した。

【００４１】以上の結果を表１にまとめて示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１に示したように、製管時の帯状部材の
表面温度を２０℃以上８０℃以下となるように加熱した
場合には、製管工程中及び製管後の帯状部材及び接合部
について、割れ、折れ、変形、その他の異常は見られな
かった。しかるに、製管時の帯状部材の表面温度が２０
℃以下（非加熱）の場合には割れが発生し、また８０℃
以上の場合には変形が発生して、良好はライニング管が
得られなかった。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、帯状部
材を管渠内で螺旋状に巻回し接合して管状体を形成し、
管渠の内面をライニング施工する方法において、本発明
により管状体を形成することによって、帯状部材の表面
部分の硬度が下がり、伸びと耐衝撃性が上がるので、帯
状部材が破壊することがなく、巻回や接合部の接合が容
易となる。しかも帯状部材が過度に軟化して変形が発生
することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様を示す説明図。

【図２】本発明に使用される帯状部材の一例を示す横断
面図。

【図３】本発明に使用される製管機の一例を示す縦断面
図。

【図４】（Ａ）は本発明に使用される帯状部材の他の一
例を示す横断面図、（Ｂ）は帯状部材の接合の仕方を示
す斜視図。

【図５】本発明に使用される製管機の他の一例を示す縦
断面図。

【図６】本発明に使用される製管機の更に他の一例を示
す正面図。

【図７】図６に示す製管機の挟圧用の内面ローラと外面
ローラの縦断面図。

【図８】挟圧用の内面ローラと外面ローラの他の例を示
す縦断面図。

【符号の説明】

１，８，１５ 製管機 ２，１１ 成形フレーム ３ 案内ローラ ４，９，１６，１９ 内面ローラ ５，１０，１７，２０ 外面ローラ ６Ａ，６Ｂ 接合ローラ部 １８ 電熱ヒータ ２２ 加熱油流路 １００，２００ 帯状部材 １００Ａ，１００Ｂ 接合部 ２０１ 主材 ２０１Ａ，２０１Ｂ 接合部 ２０１Ｃ 嵌合溝 ２０２ 嵌合材 Ｈ，Ｈａ 加熱装置 Ｌ，Ｌａ ライニング管 Ｐ，Ｐａ 既設管渠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両側縁部に接合部が形成された硬質塩化
   ビニル樹脂製の長尺の帯状部材を管渠内に連続的に供給
   するとともに螺旋状に巻回し、相接する接合部を接合し
   て管渠内に管状体を形成することにより、管渠の内面を
   ライニング施工する方法において、帯状部材の表面温度
   を２０℃以上８０℃以下の温度に加熱して管状体を形成
   することを特徴とする管状体の形成方法。