説明

ライニング材で補修した管路のひずみ計測方法

【課題】ライニング硬化材によって補修された補修済み管路において、変形・損傷箇所等のひずみを計測する技法を提供する。
【解決手段】本発明による管路ひずみ計測方法は、既設管路(2)内をライニング材(5)で補修する際に既設管路(2)とライニング材(5)との間に少なくとも1本の光ファイバ(6)を配設し、光ファイバ(6)にパルス光を入射して、既設管路(2)のひずみを計測することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ライニング材で補修した管路のひずみを計測する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ケーブルが収容されていない不良管路には、錆の成長や土砂の流入などに起因しケーブルが布設できないものや、建設年度が古く耐震性能が劣る老朽化した弱体管路(これ以降、「老朽弱体管路」と称する)がある。それらを補修する技術として、ライニング補修技術がある。このライニング補修技術は、既設の老朽弱体管路の内部に、樹脂系の硬化材を含む補修用ライニング材(これ以降「ライニング硬化材」と称する)を挿入し、新たに3mm程度の厚みを持った樹脂膜を形成するものである。このライニング補修技術を適用すれば、強度不足などで使用できなかった老朽弱体管路を再生可能なため、管路を撤去し新設するよりも安価である。
【0003】
このライニング補修は、補修用ライニング硬化材を空気圧又は水圧によって反転繰り出し挿入後、温水又は蒸気などで硬化させ管路を補修するものである(例えば、特許文献1を参照)。補修用ライニング硬化材の硬化状況の管理は、温水、加熱空気及びスチームなどの循環的な流れを連続的に発生させる循環装置によって、温度を測定しながら行う。補修用ライニング硬化材による管路の補修は、新たに管路を構築するより安価なことから、今後適用が増加してくると思われる。
【0004】
【特許文献1】特開平5−16238号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
補修用ライニング硬化材によって補修された上記補修済み管路においても、補修完了後に、経年劣化、自然災害、人災、近接施工又はその他の外的要因による変形及び損傷等のひずみが生じるおそれがある。従来、このようなひずみの特定・計測には、管路内部に挿入したパイプカメラなどでその位置や状態を確認する方法が取られている。しかしながら、補修済み管路は、補修用のライニング硬化材によって内径が縮小し、さらに内部にケーブルが設置されること等から、パイプカメラを挿入するスペースが確保できず、補修済み管路内のひずみを計測するのは困難である。補修済み管路における上記変形・損傷箇所の把握は必須であるが、その状況を把握する方法は提案されていない。
【0006】
従って、本発明の目的は、上述のような諸問題を解決し、ライニング硬化材によって補修された補修済み管路において、変形・損傷箇所等のひずみを計測する技法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決すべく、本発明による管路ひずみ計測方法は、
既設管路内を(硬化性樹脂を含む)ライニング材で補修する際に(同時に)前記既設管路と前記ライニング材との間に少なくとも1本の光ファイバを配設し、(パルス試験機によって)当該光ファイバにパルス光を入射して、前記既設管路のひずみを計測する、ことを特徴とする。
【0008】
また、本発明の実施態様に係る管路ひずみ計測方法は、
前記光ファイバは空孔付単一モード光ファイバである、ことを特徴とする。
【0009】
また、本発明の別の実施態様に係る管路ひずみ計測方法は、
前記光ファイバのブリルアン散乱光から測定される前記光ファイバ内のひずみ分布に基づき、前記既設管路のひずみを計測する、ことを特徴とする。
【0010】
また、本発明の他の実施態様に係る管路ひずみ計測方法は、
前記既設管路内をライニング材で補修した際に予め測定した前記光ファイバ内のひずみ分布との差から、前記既設管路のひずみを計測する、ことを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明のさらなる実施態様に係る管路ひずみ計測方法は、
前記ライニング材は、(空圧、水圧等の)圧送により前記既設管路内に反転(繰り出し)挿入し、前記光ファイバは、反転前の前記ライニング材の内部に予め挿入し、(前記ライニング材の一端と前記光ファイバの一端とを前記既設管路の開口部に固定して、)前記既設管路内に反転挿入される前記ライニング材に伴い、前記既設管路の内壁と前記ライニング材との間に配設する、ことを特徴とする。
【0012】
上述したように本発明の解決手段を方法として説明してきたが、本発明はこれらの方法に実質的に相当するプログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。その際、方法やプログラムの各ステップは、データの処理においては必要に応じて、CPU、DSPなどの演算処理装置を使用するものであり、入力したデータや加工・生成したデータなどをHDD、メモリなどの記憶装置に格納するものである。
【0013】
また、上述したように本発明の解決手段を方法として説明してきたが、本発明はこれらの方法を実行する装置としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ライニング硬化材によって補修された補修済み管路において、パイプカメラが挿入不可能な箇所でも、変形・損傷箇所等のひずみを計測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、諸図面を参照しながら、本発明の実施例について詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明による管路ひずみ計測方法において、光ファイバを管路内に配設する方法を説明する概略図である。図1のように、本発明は、人孔1間を結ぶ既設管路(老朽弱体管路)2を樹脂系の硬化材である補修用のライニング硬化材5で補修する際に、光ファイバ6を同時に設置し、その光ファイバ6によって既設管路2のひずみを計測する。送り込み装置4は、空気圧又は水圧を送出する。反転機3は、送り込み装置4から送り込まれる水圧又は空気圧を用いてライニング硬化材5を圧送し、既設管路2内にライニング硬化材5を反転繰り出し挿入する。図1のように、光ファイバ6は、反転前のライニング硬化材5内に予め挿入しておき、ライニング硬化材5が反転繰り出し挿入されるのに伴い、ライニング硬化材5を既設管路2内に配置するのと同時に、既設管路2の内壁とライニング硬化材5との間に配設する。なお、光ファイバ6としては、空孔付単一モード光ファイバを用いるのが好適である。空孔付単一モード光ファイバは、所定の屈折率分布を有する単一モード光ファイバに対して多数の空孔部を付与した構造であり、曲げ損失特性及び曲げ耐性に優れていることが知られている(例えば、国際公開第2004/092793号を参照)。従って、ライニング硬化材を圧送にて反転繰り出し挿入することによって光ファイバ6を管路に配設する際に、光ファイバ6を図1に示すように折り曲げても、光ファイバ6の性能が劣化することがない。
【0017】
図2は、ライニング硬化材の硬化処理を説明する図である。図2に示すように、ライニング硬化材5が既設管路2の端部にまで繰り出されると、ライニング硬化材を切断し、既設管路2の端部を閉塞する。その際、光ファイバ6は、既設管路2の内壁とライニング硬化材5との間、及び既設管路2の内部に延在している。図3に、図2におけるA−A′の断面図を示す。図に示すように、既設管路2の内壁に沿って、ライニング硬化材5が被膜され、既設管路2の内壁とライニング硬化材との間に、光ファイバ6が配設されている。既設管路2とライニング硬化材5との間の光ファイバ6は、補修後の既設管路2のひずみ計測に用いる。また、光ファイバ6は、既設管路2の内部にも存在している。既設管路2の内部に存在する光ファイバ6は、後述するライニング硬化材5の硬化時に、管路2内の温度を測定するのに用いる。
【0018】
図2の説明に戻る。送り込み装置4′は、温水、加熱空気又はスチーム等を、閉塞された既設管路2の内部に送出する。この際、パルス試験機7、信号処理部8、及び既設管路2の内部に存在する光ファイバ6を用いて、既設管路2内部の温度を、ライニング硬化材5が硬化する条件を満たすように管理する。温度管理の方法としては、例えば、パルス試験機7から入射したパルス光の反射光に基づき、信号処理部8によって所定の処理を行って温度を測定することで行う。ライニング硬化材5が硬化すると、既設管路2の補修が完了する。図4に、補修完了後の既設管路2及び光ファイバ6の概略図を示す。図4のように、補修が完了すると、既設管路2の内部に存在する光ファイバ6は取り除かれ、既設管路2の内壁と硬化したライニング硬化材5との間の光ファイバ6のみが残置される。なお、補修後の既設管路2が、自然災害、人災、地下構造物の近接施工又はその他の外的要因により、離脱、変形又は損傷をうけひずみが生じることが想定される。図5に、ひずみが生じた場合の既設管路2を示す。本発明によれば、このひずみの有無や発生箇所を特定することが可能となる。
【0019】
ここで、光ファイバ6のひずみ分布計測について説明する。図4及び図5のように、既設管路2とライニング硬化材5との間の光ファイバ6に、パルス試験機7に接続された光ファイバ6′を接続する。パルス試験機7によって、計測用のパルス光を光ファイバ6′の一端から入射し、それによって光ファイバ6で発生したブリルアン散乱光を入射端で観測する。ブルリアン散乱光の周波数は、光ファイバ6の長さ方向に生じているひずみに比例してシフトする。この現象を利用して、光ファイバ6のひずみの有無を求め、パルス光を入射してからブルリアン散乱光を観測するまでの時間から、散乱光の発生源、すなわちひずみの位置を求めることができる(成瀬 央、“光ファイバひずみ計測システムの開発と実用化”、日本機会学会誌、平成15年7月、第106巻,第1016号,p.551 を参照)。なお、信号処理部8は、パルス試験機7によって得られた情報に基づき、上述の演算処理を行う。
【0020】
本発明によれば、既設管路2の補修直後(図4)に、予め光ファイバ6内のひずみ分布を計測しておく。そして、例えば地下鉄、管路の新設等の地下構造物の近接施工による影響の有無を計測すべく近接施工後に、又は定期検査時に、図5のように、再度ブルリアン散乱光を計測する。図6に、観測されたブルリアン散乱光のグラフの一例を示す。図において、横軸は光ファイバ距離、縦軸はブルリアン散乱光の情報変化量(振幅)である。図6(a)は、既成管路2の補修直後(図4)に計測した場合、同図(b)は、補修後の管路2にひずみが生じた場合(図5)のブルリアン散乱光である。図6のように、補修直後に計測したブルリアン散乱光と、ひずみが生じた場合のブルリアン散乱光との間には差異(例えば、ピークP1)があり、この差異に基づき、補修後の管路2にひずみが発生したか否か、及びその位置を把握することが可能となる。
【0021】
本発明の特徴及び効果を再度述べる。本発明は、ライニング硬化材によって補修され、補修時に同時に光ファイバを配設した補修済み管路において、補修直後に予め光ファイバによって管路のひずみを計測しておき、補修直後のひずみの計測値と、その後の定期検査時や近接施工の影響を調査する際の計測値とを比較することによって、管路のひずみの有無及び位置を計測する。本発明によれば、ライニング硬化材によって内径が狭まり、パイプカメラを挿入できない管路においても、ひずみを計測することが可能となる。また、光ファイバとして、曲げ損失特性及び曲げ耐性に優れた空孔付単一モード光ファイバを用いるため、ライニング硬化材を管路内に反転繰り出し挿入するのに伴い、同時に、既設管路の内壁とライニング硬化材との間に光ファイバを配設することができる。
【0022】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。なお、図4及び図6(a)の例では、補修時に管路にひずみがない場合を説明したが、本発明によれば、補修直後の管路2にひずみがある場合でも、補修直後に上述のように光ファイバ6によってひずみ分布を予め測定しておくため、補修後に新たに発生したひずみの位置を、上述した方法によって把握することができる。また、図において、光ファイバは1本のみ示したが、本発明はこれに限られるものではなく、複数の光ファイバを、上述した方法によって配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】光ファイバを管路内に配設する方法を説明する概略図である。
【図2】ライニング硬化材の硬化処理を説明する図である。
【図3】図2におけるA−A′の断面図である。
【図4】補修完了後の既設管路2及び光ファイバ6の概略図である。
【図5】ひずみが生じた場合の既設管路である。
【図6】(a)補修直後に観測されるブルリアン散乱光のグラフの一例である。 (b)ひずみが生じた場合に観測されるブルリアン散乱光のグラフの一例である。
【符号の説明】
【0024】
1 人孔
2 既成管路(老朽弱体管路)
3 反転機
4、4′ 送り込み装置
5 ライニング硬化材
6、6′ 光ファイバ(空孔付単一モード光ファイバ)
7 パルス試験機
8 信号処理部
P1 ピーク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
既設管路内をライニング材で補修する際に前記既設管路と前記ライニング材との間に少なくとも1本の光ファイバを配設し、当該光ファイバにパルス光を入射して、前記既設管路のひずみを計測する、
ことを特徴とする管路ひずみ計測方法。
【請求項2】
前記光ファイバは空孔付単一モード光ファイバである、
ことを特徴とする、請求項1に記載の管路ひずみ計測方法。
【請求項3】
前記光ファイバのブリルアン散乱光から測定される前記光ファイバ内のひずみ分布に基づき、前記既設管路のひずみを計測する、
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の管路ひずみ計測方法。
【請求項4】
前記既設管路内をライニング材で補修した際に予め測定した前記光ファイバ内のひずみ分布との差から、前記既設管路のひずみを計測する、
ことを特徴とする、請求項3に記載の管路ひずみ計測方法。
【請求項5】
前記ライニング材は、圧送により前記既設管路内に反転挿入し、前記光ファイバは、反転前の前記ライニング材の内部に予め挿入し、前記既設管路内に反転挿入される前記ライニング材に伴い、前記既設管路の内壁と前記ライニング材との間に配設する、
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の管路ひずみ計測方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−38829(P2010−38829A)
【公開日】平成22年2月18日(2010.2.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−204465(P2008−204465)
【出願日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【出願人】(000004226)日本電信電話株式会社 (13,992)
【Fターム(参考)】