既設管の更生工法
【課題】更生管の強度が均一になるようにセグメントを管長方向に連結することが可能な既設管の更生工法を提供する。
【解決手段】セグメント1を周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管が組み立てられ既設管が更生される。セグメント1に周方向に沿って複数のナット12が固定され、各ナットとネジ部が形成された締め付け部材11の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結される。セグメントにおけるナット12の位置は、そのセグメントと隣接するセグメントのナットの位置と周方向にみてずれている。このようにナットの位置をずらすことにより、締め付け部材とそれと螺合するナットの配置は全体でみて千鳥状になり、セグメントの管長方向の連結強度を均一なものにすることができる。
【解決手段】セグメント1を周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管が組み立てられ既設管が更生される。セグメント1に周方向に沿って複数のナット12が固定され、各ナットとネジ部が形成された締め付け部材11の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結される。セグメントにおけるナット12の位置は、そのセグメントと隣接するセグメントのナットの位置と周方向にみてずれている。このようにナットの位置をずらすことにより、締め付け部材とそれと螺合するナットの配置は全体でみて千鳥状になり、セグメントの管長方向の連結強度を均一なものにすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セグメントを周方向と管長方向に複数個連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、下水道管、上水道管、農業用水管などの既設管が老朽化したとき、セグメントを周方向と管長方向に複数個連結して更生管を組み立て、更生管と既設管の隙間に充填材を充填して更生管と既設管を一体化し複合管を構築する既設管の更生工法が知られている(特許文献1、2)。
【0003】
この更生管の組立単位部材となる更生管用セグメントは、内面板、側板、端板で形成された透明あるいは不透明なプラスチックで一体成形したブロックとして形成されており、適当に補強板、リブを設けてセグメントの強度を高めている。
【0004】
また、セグメントの管長方向への連結には、セグメントの両側板間を管長方向に渡って延びる連結部材が用いられ、この連結部材をセグメントに固定するとともに、連結部材を互いに連結してセグメントを管長方向に連結している(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2003−286742号公報
【特許文献2】特開2005−299711号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献2に記載されたようなセグメントの連結方法では、連結部材が互いに管長方向に連結され、一本に連結された長い棒状の部材となり、各セグメントが管長方向に連結されるので、連結部材が存在するセグメント部分は堅固に結合されるが、連結部材が存在しない部分では、セグメントを十分な強度をもって管長方向に結合することはできない。従って、連結強度が周方向で異なるという問題がある。
【0007】
連結部材をセグメントの周方向に見て多数使用することにより、連結強度を均一にできるとともに、連結強度を増大させることができるが、工数が多くなると共に、費用が増大するという欠点がある。
【0008】
本発明は、上述のような問題を解決し、更生管の強度が均一になるようにセグメントを管長方向に連結することが可能な既設管の更生工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するため、本発明は、
セグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
セグメントに周方向に沿って複数のナットが固定され、各ナットとネジ部が形成された締め付け部材の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結され、
セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして各セグメントが連結されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
このような構成では、ナットとネジ部が形成された締め付け部材の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結され、各セグメントは、セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして管長方向に連結される。従って、締め付け部材とそれと螺合するナットの配置は全体でみて千鳥状になり、セグメントの管長方向の連結強度を均一なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】更生管の組み立てに使用されるセグメントの構造を示した斜視図である。
【図2】セグメントの周方向への連結構造を示す図1のA−A線に沿った断面図である。
【図3】セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図4】セグメントを管長方向に連結するための締め付け部材を示す斜視図である。
【図5】セグメントの管長方向への連結状態を示すセグメントの上面図である。
【図6】セグメントを管長方向に連結する方法を説明する説明図である。
【図7】セグメントを管長方向に連結するための締め付け部材の他の実施例を示す斜視図である。
【図8】セグメントの周方向連結部を周方向にずらしたセグメントの管長方向への連結状態を示すセグメントの上面図である。
【図9】(a)はセグメントを管長方向に連結する連結具の斜視図、(b)はその連結具を分解して示した斜視図である。
【図10】連結具の連結ピン、分離ピン、セグメント側板、内部板の寸法を示す断面図である。
【図11a】分離ピンを圧入して連結ピンを連結ピン半体に分離したときの状態を示す断面図である。
【図11b】分離ピンを更に圧入したときの断面図である。
【図11c】連結ピンを他のセグメントの側板の穴に差し込むときの断面図である。
【図11d】連結具により2つのセグメントを連結したときの断面図である。
【図12】締め付け部材と連結具とを用いたセグメントの管長方向への連結状態を示すセグメントの上面図である。
【図13】セグメントからなる更生管を既設管内で組み立てた状態を示す破断斜視図である。
【図14】既設管内でセグメントからなる更生管を敷設する状態を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付した図を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。本発明では、下水道管、上水道管、農業用水管などの既設管を更生するためのセグメントを既設管内において更生管として組み立て既設管が更生される。
【実施例】
【0013】
図1には、既設管を更生する更生管の組立単位部材となる更生管用セグメント1(以下、単にセグメントという)の構造が図示されている。セグメント1は、更生管の内周面を構成する内面板101と、該内面板101の周方向に延びる両側に垂直に立設された側板102、103と、内面板101の管長方向に延びる両端に垂直に立設された端板104、105とからなるプラスチックでできた一体成形のブロック状の部材である。側板102、103並びに端板104、105は同じ高さで内面板101の周縁を四方から包囲する外壁板となっている。セグメント1は、本実施例では、円周を複数等分する所定角度、例えば5等分する72度の円弧状に湾曲した形状となっている。ただし、セグメントは円弧形ないし扇形に限定されず、既設管の断面形状、あるいはその大きさ、あるいは既設管の補修箇所に応じて、直方体あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた形などにすることもできる。
【0014】
セグメント1の機械的強度を補強する場合には、側板102,103の内側で内面板101の上面に、側板と同様な複数(4個)の内部板106,107が側板102,103と平行に立設して設けられる。また、側板102,103の内側面と内部板106,107の両側面には、それぞれの変形を防ぐために側方に張り出した凸板103b,106b,107bが複数箇所に形成され、リブ構造となってセグメント1の強度を高めている。
【0015】
内面板101、側板102,103、端板104,105、内部板106,107、並びに各凸板は、いずれも透明、半透明あるいは不透明な同じプラスチックでできており、公知の成形技術を用いて一体に成形される。
【0016】
内面板101の両端部には、セグメント1を周方向に連結するための開口部101aが複数形成され、また、セグメント1を管長方向に連結するために、側板102,103及び内部板106には円形の穴102a,103a及び106aが複数形成され、内部板107には切り欠き107aが複数形成される。
【0017】
図2に示したように、セグメント1の開口部101aからボルト6を挿通孔104a、105aに挿通してナット7を螺合させ、両端板104、105を締め付けることにより、セグメント1は周方向に連結される。端板104には、凹部104b、104cが、また端板105には、その凹部に嵌合する凸部105b、105cが管長方向に全長に渡って形成されている。このため、連結時に両セグメント1を位置決めして密着させる作業が容易になる。また嵌合部に不図示のシール材を塗布しておくことにより、連結部の水密性を高めることができる。
連結が終了すると、各開口部101aは、蓋(不図示)などにより密閉される。このとき、蓋の内面が各内面板101の内面と連続し均一な内面が形成されるようにする。なお、ボルト6とナット7による周方向の連結が容易な場合には、特に開口部101aを設ける必要はない。また、図2では、2組のボルトとナットが用いられているが、小径の既設管に使用されるセグメントの場合には、一組のボルトとナットだけでセグメントを周方向に連結することができる。
【0018】
セグメント1を順次周方向に一周分連結させると、図3に示すようなリング状の閉じた所定の短い長さの短管体10(以下、管ユニットという)を組み立てることができる。管ユニット10は、円管を管長方向Xに垂直に所定幅Dで輪切りに切断したときに得られる形状となっており、その外径が更生すべき既設管の内径より少し小さな値となっている。セグメント1は、この管ユニット10を、径方向Rに沿った切断面で周方向に複数個に分割(好ましくは等分)したときに得られる部材に相当する。
【0019】
なお、図3では、セグメント1の主要な構造部材である内面板101、側板102、103、端板104、105が図示されていて、内部板106、107、凸板などの補強構造は、煩雑さを避けるために、図示が省略されている。また、この明細書において、管長方向とは図3で管ユニット10の管の長さ方向に延びる矢印Xで示した方向を、径方向とは、管ユニット10の中心軸に向かう放射状の矢印Rで示した方向を、周方向とは管ユニット10の円の周方向をいう。
【0020】
既設管の更生工事では、図14に示したように、セグメント1をマンホール40を介して搬入して管ユニット10を組み立て、管ユニット10のセグメント1を管長方向に連結して既設管30内に更生管31を組み立てる。
【0021】
図4には、セグメントを管長方向に連結するための締め付け部材(連結部材)11が図示されている。締め付け部材11は、両端にネジ部11a、11bが形成されたロッド状のネジ部材であり、締め付け部材11のネジ部11aにはつば付きナット14が螺合している。締め付け部材11のネジ部11bはナット12と螺合し、ナット12の締め付け部材11と反対側端部には、ネジ部13aを有するつば付きボルト13が螺合する。ナット12は、セグメント1の側板102、103の同径の穴102a、103aを通過でき、内部板106の穴106aは通過できないような形状になっている。また、ナット14のつば14aは、セグメント1の側板102の穴102aを通過でき、内部板106の穴106aは通過できないような大きさになっている。ボルト13のつば13bは内部板106の穴106aよりその径が大きく、締め付け部材11の径は、内部板106の穴106aの径より小さくなっている。締め付け部材11、ナット12、14、ボルト13は、いずれも金属製である。
【0022】
図5、図6には、締め付け部材11とナット12を用いてセグメントを管長方向に連結する方法が図示されている。
【0023】
まず、図6(a)に示したように、ナット12を一方のセグメント1の側板102の穴102aを通過させ、最初の、つまり側板102から最も近い位置にある内部板106に当接させ、ボルト13をナット12にねじ込む。そして、図6(b)に示したように、ナット12を内部板106に締め付けて内部板106に固定する。ナット12のセグメント1への固定は、図3に示したように、セグメント1を周方向に連結した後に行ってもよく、あるいは最初にセグメント1にナット12を固定してから、セグメントを周方向に連結して管ユニット10を構成するようにしてもよい。
【0024】
ナット12の管長方向の長さは、図6(b)の状態でセグメント1の側板102を外側にはみ出すような長さであり、そのはみ出し量が他のセグメント1の側板103の厚さと同等あるいはそれ以上となっているので、図6(c)、(d)に示したように他方のセグメント1の側板103の穴103aにナット12を通過させ、両セグメント1を突き合わせる。この場合、ナット12は、セグメント1の側板102を外側にはみ出し、他のセグメントの側板103に挿入可能なので、両セグメントを管長方向に連結するときのセグメントの位置合わせが容易になる。
【0025】
この状態で、締め付け部材11を、図5、図6(e)に示したように、セグメント1の側板102の穴102a、内部板106の穴106a、内部板107の切り欠き107aに通し、ネジ部11bを一方のセグメント1に固定されているナット12にねじ込む。これにより、締め付け部材11とナット12が連結される。その後、図6(f)に示したように、ナット14のつば14aが最左端の内部板106に圧接するまでナット14をねじ込み、両セグメント1、1を締め付けて固定させる。
【0026】
ナット12は一つのセグメントに周方向に複数個固定され、例えば、要求される強度に応じて側板102に設けられた穴102aの一つ置き、あるいは複数個置きに固定される。各セグメントは、セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして管長方向に連結される。例えば、図5に示した例では、中央に位置するセグメント1におけるナット12の位置は、このセグメントの右側に隣接するセグメント1におけるナット12の位置と、周方向にみて側板102の一つの穴102a分だけずれている。このようにナットの位置が隣接するセグメントで異なることにより、締め付け部材とそれと螺合するナットの配置は全体でみて千鳥状になり、ずらさない場合よりもセグメントの管長方向の連結強度を均一なものにすることができる。
【0027】
また、締め付け部材11のナット14のつば14aが圧接する内部板106は、締め付け部材11と螺合するナット12から最も距離が離れた内部板106、つまり側板102から最も近い位置にある内部板106となっているので、締め付け部材11の管長方向の長さを長くすることができ、セグメントの管長方向の連結強度を増大させることができる。また、締め付け部材11の管長方向の長さは、ナット12の固定された内部板106を超えて延びることはないので、締め付け部材11を不必要に長くする必要がなく、セグメントの管長方向の連結工事を簡単にし、しかも短くすることが可能となる。
【0028】
なお、図5では、周方向の連結は一組のボルトとナットを介して行われ、図5では、その一つのボルト6が図示されている。
【0029】
締め付け部材は、図7に示したように、一端にナット12と螺合するネジ部20aが形成され、他端につば20bを有する6角形部20cが固定された長ボルト20とすることもできる。長ボルト20の径は、締め付け部材11と同径であり、つば20bはナット14のつば14aと同径の円形となっている。長ボルト20は機能的に見て締め付け部材11と同じである。
【0030】
長ボルト20を使用する場合には、締め付け部材11を用いて行うのと同様であり、図8に示すように、つば20bが内部板106に圧接するまで長ボルト20をナット12にねじ込み、両セグメント1、1を締め付けて固定する。
【0031】
なお、図8では、セグメント1は、各セグメント1の周方向の連結部1aが、管長方向に隣接するセグメントの連結部1aとは周方向に所定量ずれて連結されている。各セグメント1の周方向の連結部1aが、管長方向に隣接するセグメントの連結部1aと周方向に所定量ずれていることで、連結部1aがセグメント1の側板102または側板103に挟まれ、連結強度を増すことができる。図8における連結でも、図4に示した締め付け部材11を用いることができることはもちろんである。
【0032】
さらに、管ユニット10ないしセグメント1の管長方向の連結には、図9に示したような連結具50を併用してもよい。連結具50は、連結ピン半体52、53を重ね合わせた構造の中空部を有する管状のプラスチックでできた連結ピン51と、連結ピン51を連結ピン半体52、53に分離するプラスチックの分離ピン54から構成される。
【0033】
連結ピン半体52は、図9(a)、(b)に示すように、先端側の薄肉部52a、円管を管軸x1より上部分で水平方向に切断したときに得られる形状の半管状部52cと、該半管状部52cより先端に向けて突出する径の小さな半管状の突出部52bと、半管状部52cの外周面上を周方向に延びる第1突起部52d、第2突起部52eと、傾斜部52fとを有し、第1突起部52dと第2突起部52eの互いに対向する面は垂直面となっており、逆の部分は傾斜して半管状部52cに連続している。
【0034】
連結ピン半体53は、連結ピン半体52と上下対称の形状をしており、先端側の薄肉部53a、突出部53b、半管状部53c、第1突起部53d、第2突起部53e、傾斜部53fを有している。
【0035】
また、連結ピン半体52、53を重ね合わせたときには、図10に示すように、連結ピンの内部には、径の小さな中空部51a、それより径の大きな中空部51bが形成され、また、第1突起部52d、53dより連結ピンの端部側(右側)の連結ピン半体52、53の肉厚は薄くなっているので、中空部51bより径の大きな中空部51cが形成される。
【0036】
分離ピン54は円柱状のピンであり、円錐状の先端部54a、円柱状の先端部54b、円柱状の中央部54c、円柱状の後端部54dを有している。
【0037】
連結ピン半体52、53を重ね合わせたときに得られる連結ピン51、分離ピン54並びにセグメント1の寸法が図10に図示されている。
【0038】
セグメント1の側板103に形成された円形の穴103aの直径D2は、側板103に隣接する内部板106の円形の穴106aの直径D1より大きく、連結ピン51はその突出部52b、53bが所定の隙間をもって内部板106の穴106aを通過でき、また半管状部52c、53cがほぼ同様の隙間をもって側板103の穴103aを通過できる大きさになっている。連結ピン51の第1突起部52d、53dは、その挿入側(左側)が傾斜しており、強く押せば連結ピン51の弾性により、穴103aを通過できる高さ(突出量)になっている。また、連結ピン51の第2突起部52e、53eも、突起部52d、53dと左右対称で同様な大きさになっている。
【0039】
連結ピン51の突出部52b、53bと半管状部52c、53cとの境界面S1から第1突起部52d、53dの垂直面S2までの距離t1は、セグメント1の側板103と内部板106の対向する面間の距離にほぼ等しく、第1突起部52d、53dと第2突起部52e、53eの対向する垂直面S2、S3間の距離t3は、セグメント1の側板103(あるいは側板102)の管長方向の厚さt2のほぼ2倍となっている。
【0040】
分離ピン54の先端部54b、中央部54c、後端部54dの外径はp1、p3、p2であり、p3>p2>p1の関係になっている。
【0041】
連結ピン半体52、53が重ね合わされた状態では、分離ピン54の中央部54cは、連結ピン51の中空部51cに収納できる大きさで、中空部51bには挿入できない大きさであり、分離ピン54の先端部54bも、連結ピン51の中空部51aには挿入できない大きさである。しかし、分離ピン54に圧力を掛けて押し込むと、分離ピン54の中央部54cが連結ピン51の中空部51bに圧入され、分離ピン54の先端部54bが連結ピン51の中空部51aに圧入される。このとき、連結ピン51は押し広げられ、連結ピン半体52、53に分離し、分離した連結ピン半体52、53が分離ピン54によりセグメント1の側板103と内部板106の各穴103a、106aへ圧接されるようになっている。
【0042】
次に、このように構成された連結具を用いてセグメントを管長方向に連結する方法を説明する。
【0043】
連結ピン51は、連結ピン半体52、53が重ね合わされ、分離ピン54が連結ピン51内に収納された状態で、一つのセグメント1の側板103の穴103aに挿入される。
【0044】
連結ピン51の半管状部52c、53cは、セグメント1の側板103の穴103aを通過でき、また突出部52b、53bは内部板106の穴106aを通過できるので、連結ピンは、所定の隙間をもって各穴103a、106aに挿入される。また、連結ピン51の第1突起部52d、53dの挿入側(左側)が傾斜しているために、分離ピンを強く押せば、連結ピンの弾性により第1突起部52d、53dが穴103aを通過し、そのとき、突出部52b、53bと半管状部52c、53cとの境界面S1から第1突起部52d、53dの垂直面S2までの距離(t1)が側板103と内部板106の対向する面間の距離に等しくなっているので、図11aに示したように、境界面S1は内部板106の内側面に当接し、垂直面S2は側板103の内側面に当接するようになる。
【0045】
この状態で、分離ピン54の後端部54dを押し込むと、連結ピン51は、図11bに示したように、連結ピン半体52、53に分離され、分離した各連結ピン半体52、53は、分離ピン54により押し広げられて側板103と内部板106の各穴103a、穴106aに圧接される。これにより、連結ピン51がセグメント1に固定される。
【0046】
続いて、図11c、11dに示したように、連結ピン半体52、53に分離した連結ピン51の挿入側と反対側の他端を、他のセグメント1’の側板102の穴102aに挿入する。側板102は第2突起部52e、53eの傾斜面を乗り越え、連結ピン51とセグメント1’の側板102はスナップ的に嵌合し固定される。このようにして、セグメント1’が連結ピンに固定されるので、セグメント1と1’を管長方向に堅固に連結することができる。
【0047】
このような連結具50による連結は、図12に示したように、締め付け部材11(又は長ボルト20)とナット12による連結と併用される。最初、ナット12をセグメントに固定し(たとえば、1セグメント当たり3〜4箇所)、続いて、連結具50を数個(たとえば、2〜3個)用いて2つのセグメントを管長方向に連結する。連結具50を用いる場合には、スナップ嵌合的に連結できるので、セグメントを短時間に管長方向に連結できる。その後、締め付け部材11(長ボルト20)をナット12にねじ込んで両セグメントを連結する。この場合、先にセグメントが連結具50を用いて連結されているので、締め付け部材11(長ボルト20)とナット12を用いた連結が容易になる。このように、異なる方式の連結を用いることにより、セグメントを短時間にしかも堅固に管長方向に連結することができる。1セグメント当たり使用される締め付け部材11(長ボルト20)と連結具50の数は、要求される更生管の強度により決めるようにする。
【0048】
以上のようにして、管ユニットないしセグメントを管長方向に連結することにより、図13、図14に示すように、既設管30内に更生管31を組み立てることができる。既設管30と更生管31間の隙間にはグラウト材等の充填材32が充填され、既設管30と更生管31が一体化されて複合管が構築される。
【0049】
なお、図13では、各セグメント1の構造並びにその周方向と管長方向の連結は、図が複雑になるために省略されている。また、図13では、図8に示したように、各セグメント1の周方向の各連結部1aは、管長方向に隣接するセグメントの連結部1aとは周方向に所定量ずれている。
【符号の説明】
【0050】
1 セグメント
11 締め付け部材
12 ナット
20 長ボルト
30 既設管
31 更生管
32 充填材
50 連結具
【技術分野】
【0001】
本発明は、セグメントを周方向と管長方向に複数個連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、下水道管、上水道管、農業用水管などの既設管が老朽化したとき、セグメントを周方向と管長方向に複数個連結して更生管を組み立て、更生管と既設管の隙間に充填材を充填して更生管と既設管を一体化し複合管を構築する既設管の更生工法が知られている(特許文献1、2)。
【0003】
この更生管の組立単位部材となる更生管用セグメントは、内面板、側板、端板で形成された透明あるいは不透明なプラスチックで一体成形したブロックとして形成されており、適当に補強板、リブを設けてセグメントの強度を高めている。
【0004】
また、セグメントの管長方向への連結には、セグメントの両側板間を管長方向に渡って延びる連結部材が用いられ、この連結部材をセグメントに固定するとともに、連結部材を互いに連結してセグメントを管長方向に連結している(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2003−286742号公報
【特許文献2】特開2005−299711号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献2に記載されたようなセグメントの連結方法では、連結部材が互いに管長方向に連結され、一本に連結された長い棒状の部材となり、各セグメントが管長方向に連結されるので、連結部材が存在するセグメント部分は堅固に結合されるが、連結部材が存在しない部分では、セグメントを十分な強度をもって管長方向に結合することはできない。従って、連結強度が周方向で異なるという問題がある。
【0007】
連結部材をセグメントの周方向に見て多数使用することにより、連結強度を均一にできるとともに、連結強度を増大させることができるが、工数が多くなると共に、費用が増大するという欠点がある。
【0008】
本発明は、上述のような問題を解決し、更生管の強度が均一になるようにセグメントを管長方向に連結することが可能な既設管の更生工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するため、本発明は、
セグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
セグメントに周方向に沿って複数のナットが固定され、各ナットとネジ部が形成された締め付け部材の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結され、
セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして各セグメントが連結されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
このような構成では、ナットとネジ部が形成された締め付け部材の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結され、各セグメントは、セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして管長方向に連結される。従って、締め付け部材とそれと螺合するナットの配置は全体でみて千鳥状になり、セグメントの管長方向の連結強度を均一なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】更生管の組み立てに使用されるセグメントの構造を示した斜視図である。
【図2】セグメントの周方向への連結構造を示す図1のA−A線に沿った断面図である。
【図3】セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図4】セグメントを管長方向に連結するための締め付け部材を示す斜視図である。
【図5】セグメントの管長方向への連結状態を示すセグメントの上面図である。
【図6】セグメントを管長方向に連結する方法を説明する説明図である。
【図7】セグメントを管長方向に連結するための締め付け部材の他の実施例を示す斜視図である。
【図8】セグメントの周方向連結部を周方向にずらしたセグメントの管長方向への連結状態を示すセグメントの上面図である。
【図9】(a)はセグメントを管長方向に連結する連結具の斜視図、(b)はその連結具を分解して示した斜視図である。
【図10】連結具の連結ピン、分離ピン、セグメント側板、内部板の寸法を示す断面図である。
【図11a】分離ピンを圧入して連結ピンを連結ピン半体に分離したときの状態を示す断面図である。
【図11b】分離ピンを更に圧入したときの断面図である。
【図11c】連結ピンを他のセグメントの側板の穴に差し込むときの断面図である。
【図11d】連結具により2つのセグメントを連結したときの断面図である。
【図12】締め付け部材と連結具とを用いたセグメントの管長方向への連結状態を示すセグメントの上面図である。
【図13】セグメントからなる更生管を既設管内で組み立てた状態を示す破断斜視図である。
【図14】既設管内でセグメントからなる更生管を敷設する状態を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付した図を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。本発明では、下水道管、上水道管、農業用水管などの既設管を更生するためのセグメントを既設管内において更生管として組み立て既設管が更生される。
【実施例】
【0013】
図1には、既設管を更生する更生管の組立単位部材となる更生管用セグメント1(以下、単にセグメントという)の構造が図示されている。セグメント1は、更生管の内周面を構成する内面板101と、該内面板101の周方向に延びる両側に垂直に立設された側板102、103と、内面板101の管長方向に延びる両端に垂直に立設された端板104、105とからなるプラスチックでできた一体成形のブロック状の部材である。側板102、103並びに端板104、105は同じ高さで内面板101の周縁を四方から包囲する外壁板となっている。セグメント1は、本実施例では、円周を複数等分する所定角度、例えば5等分する72度の円弧状に湾曲した形状となっている。ただし、セグメントは円弧形ないし扇形に限定されず、既設管の断面形状、あるいはその大きさ、あるいは既設管の補修箇所に応じて、直方体あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた形などにすることもできる。
【0014】
セグメント1の機械的強度を補強する場合には、側板102,103の内側で内面板101の上面に、側板と同様な複数(4個)の内部板106,107が側板102,103と平行に立設して設けられる。また、側板102,103の内側面と内部板106,107の両側面には、それぞれの変形を防ぐために側方に張り出した凸板103b,106b,107bが複数箇所に形成され、リブ構造となってセグメント1の強度を高めている。
【0015】
内面板101、側板102,103、端板104,105、内部板106,107、並びに各凸板は、いずれも透明、半透明あるいは不透明な同じプラスチックでできており、公知の成形技術を用いて一体に成形される。
【0016】
内面板101の両端部には、セグメント1を周方向に連結するための開口部101aが複数形成され、また、セグメント1を管長方向に連結するために、側板102,103及び内部板106には円形の穴102a,103a及び106aが複数形成され、内部板107には切り欠き107aが複数形成される。
【0017】
図2に示したように、セグメント1の開口部101aからボルト6を挿通孔104a、105aに挿通してナット7を螺合させ、両端板104、105を締め付けることにより、セグメント1は周方向に連結される。端板104には、凹部104b、104cが、また端板105には、その凹部に嵌合する凸部105b、105cが管長方向に全長に渡って形成されている。このため、連結時に両セグメント1を位置決めして密着させる作業が容易になる。また嵌合部に不図示のシール材を塗布しておくことにより、連結部の水密性を高めることができる。
連結が終了すると、各開口部101aは、蓋(不図示)などにより密閉される。このとき、蓋の内面が各内面板101の内面と連続し均一な内面が形成されるようにする。なお、ボルト6とナット7による周方向の連結が容易な場合には、特に開口部101aを設ける必要はない。また、図2では、2組のボルトとナットが用いられているが、小径の既設管に使用されるセグメントの場合には、一組のボルトとナットだけでセグメントを周方向に連結することができる。
【0018】
セグメント1を順次周方向に一周分連結させると、図3に示すようなリング状の閉じた所定の短い長さの短管体10(以下、管ユニットという)を組み立てることができる。管ユニット10は、円管を管長方向Xに垂直に所定幅Dで輪切りに切断したときに得られる形状となっており、その外径が更生すべき既設管の内径より少し小さな値となっている。セグメント1は、この管ユニット10を、径方向Rに沿った切断面で周方向に複数個に分割(好ましくは等分)したときに得られる部材に相当する。
【0019】
なお、図3では、セグメント1の主要な構造部材である内面板101、側板102、103、端板104、105が図示されていて、内部板106、107、凸板などの補強構造は、煩雑さを避けるために、図示が省略されている。また、この明細書において、管長方向とは図3で管ユニット10の管の長さ方向に延びる矢印Xで示した方向を、径方向とは、管ユニット10の中心軸に向かう放射状の矢印Rで示した方向を、周方向とは管ユニット10の円の周方向をいう。
【0020】
既設管の更生工事では、図14に示したように、セグメント1をマンホール40を介して搬入して管ユニット10を組み立て、管ユニット10のセグメント1を管長方向に連結して既設管30内に更生管31を組み立てる。
【0021】
図4には、セグメントを管長方向に連結するための締め付け部材(連結部材)11が図示されている。締め付け部材11は、両端にネジ部11a、11bが形成されたロッド状のネジ部材であり、締め付け部材11のネジ部11aにはつば付きナット14が螺合している。締め付け部材11のネジ部11bはナット12と螺合し、ナット12の締め付け部材11と反対側端部には、ネジ部13aを有するつば付きボルト13が螺合する。ナット12は、セグメント1の側板102、103の同径の穴102a、103aを通過でき、内部板106の穴106aは通過できないような形状になっている。また、ナット14のつば14aは、セグメント1の側板102の穴102aを通過でき、内部板106の穴106aは通過できないような大きさになっている。ボルト13のつば13bは内部板106の穴106aよりその径が大きく、締め付け部材11の径は、内部板106の穴106aの径より小さくなっている。締め付け部材11、ナット12、14、ボルト13は、いずれも金属製である。
【0022】
図5、図6には、締め付け部材11とナット12を用いてセグメントを管長方向に連結する方法が図示されている。
【0023】
まず、図6(a)に示したように、ナット12を一方のセグメント1の側板102の穴102aを通過させ、最初の、つまり側板102から最も近い位置にある内部板106に当接させ、ボルト13をナット12にねじ込む。そして、図6(b)に示したように、ナット12を内部板106に締め付けて内部板106に固定する。ナット12のセグメント1への固定は、図3に示したように、セグメント1を周方向に連結した後に行ってもよく、あるいは最初にセグメント1にナット12を固定してから、セグメントを周方向に連結して管ユニット10を構成するようにしてもよい。
【0024】
ナット12の管長方向の長さは、図6(b)の状態でセグメント1の側板102を外側にはみ出すような長さであり、そのはみ出し量が他のセグメント1の側板103の厚さと同等あるいはそれ以上となっているので、図6(c)、(d)に示したように他方のセグメント1の側板103の穴103aにナット12を通過させ、両セグメント1を突き合わせる。この場合、ナット12は、セグメント1の側板102を外側にはみ出し、他のセグメントの側板103に挿入可能なので、両セグメントを管長方向に連結するときのセグメントの位置合わせが容易になる。
【0025】
この状態で、締め付け部材11を、図5、図6(e)に示したように、セグメント1の側板102の穴102a、内部板106の穴106a、内部板107の切り欠き107aに通し、ネジ部11bを一方のセグメント1に固定されているナット12にねじ込む。これにより、締め付け部材11とナット12が連結される。その後、図6(f)に示したように、ナット14のつば14aが最左端の内部板106に圧接するまでナット14をねじ込み、両セグメント1、1を締め付けて固定させる。
【0026】
ナット12は一つのセグメントに周方向に複数個固定され、例えば、要求される強度に応じて側板102に設けられた穴102aの一つ置き、あるいは複数個置きに固定される。各セグメントは、セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして管長方向に連結される。例えば、図5に示した例では、中央に位置するセグメント1におけるナット12の位置は、このセグメントの右側に隣接するセグメント1におけるナット12の位置と、周方向にみて側板102の一つの穴102a分だけずれている。このようにナットの位置が隣接するセグメントで異なることにより、締め付け部材とそれと螺合するナットの配置は全体でみて千鳥状になり、ずらさない場合よりもセグメントの管長方向の連結強度を均一なものにすることができる。
【0027】
また、締め付け部材11のナット14のつば14aが圧接する内部板106は、締め付け部材11と螺合するナット12から最も距離が離れた内部板106、つまり側板102から最も近い位置にある内部板106となっているので、締め付け部材11の管長方向の長さを長くすることができ、セグメントの管長方向の連結強度を増大させることができる。また、締め付け部材11の管長方向の長さは、ナット12の固定された内部板106を超えて延びることはないので、締め付け部材11を不必要に長くする必要がなく、セグメントの管長方向の連結工事を簡単にし、しかも短くすることが可能となる。
【0028】
なお、図5では、周方向の連結は一組のボルトとナットを介して行われ、図5では、その一つのボルト6が図示されている。
【0029】
締め付け部材は、図7に示したように、一端にナット12と螺合するネジ部20aが形成され、他端につば20bを有する6角形部20cが固定された長ボルト20とすることもできる。長ボルト20の径は、締め付け部材11と同径であり、つば20bはナット14のつば14aと同径の円形となっている。長ボルト20は機能的に見て締め付け部材11と同じである。
【0030】
長ボルト20を使用する場合には、締め付け部材11を用いて行うのと同様であり、図8に示すように、つば20bが内部板106に圧接するまで長ボルト20をナット12にねじ込み、両セグメント1、1を締め付けて固定する。
【0031】
なお、図8では、セグメント1は、各セグメント1の周方向の連結部1aが、管長方向に隣接するセグメントの連結部1aとは周方向に所定量ずれて連結されている。各セグメント1の周方向の連結部1aが、管長方向に隣接するセグメントの連結部1aと周方向に所定量ずれていることで、連結部1aがセグメント1の側板102または側板103に挟まれ、連結強度を増すことができる。図8における連結でも、図4に示した締め付け部材11を用いることができることはもちろんである。
【0032】
さらに、管ユニット10ないしセグメント1の管長方向の連結には、図9に示したような連結具50を併用してもよい。連結具50は、連結ピン半体52、53を重ね合わせた構造の中空部を有する管状のプラスチックでできた連結ピン51と、連結ピン51を連結ピン半体52、53に分離するプラスチックの分離ピン54から構成される。
【0033】
連結ピン半体52は、図9(a)、(b)に示すように、先端側の薄肉部52a、円管を管軸x1より上部分で水平方向に切断したときに得られる形状の半管状部52cと、該半管状部52cより先端に向けて突出する径の小さな半管状の突出部52bと、半管状部52cの外周面上を周方向に延びる第1突起部52d、第2突起部52eと、傾斜部52fとを有し、第1突起部52dと第2突起部52eの互いに対向する面は垂直面となっており、逆の部分は傾斜して半管状部52cに連続している。
【0034】
連結ピン半体53は、連結ピン半体52と上下対称の形状をしており、先端側の薄肉部53a、突出部53b、半管状部53c、第1突起部53d、第2突起部53e、傾斜部53fを有している。
【0035】
また、連結ピン半体52、53を重ね合わせたときには、図10に示すように、連結ピンの内部には、径の小さな中空部51a、それより径の大きな中空部51bが形成され、また、第1突起部52d、53dより連結ピンの端部側(右側)の連結ピン半体52、53の肉厚は薄くなっているので、中空部51bより径の大きな中空部51cが形成される。
【0036】
分離ピン54は円柱状のピンであり、円錐状の先端部54a、円柱状の先端部54b、円柱状の中央部54c、円柱状の後端部54dを有している。
【0037】
連結ピン半体52、53を重ね合わせたときに得られる連結ピン51、分離ピン54並びにセグメント1の寸法が図10に図示されている。
【0038】
セグメント1の側板103に形成された円形の穴103aの直径D2は、側板103に隣接する内部板106の円形の穴106aの直径D1より大きく、連結ピン51はその突出部52b、53bが所定の隙間をもって内部板106の穴106aを通過でき、また半管状部52c、53cがほぼ同様の隙間をもって側板103の穴103aを通過できる大きさになっている。連結ピン51の第1突起部52d、53dは、その挿入側(左側)が傾斜しており、強く押せば連結ピン51の弾性により、穴103aを通過できる高さ(突出量)になっている。また、連結ピン51の第2突起部52e、53eも、突起部52d、53dと左右対称で同様な大きさになっている。
【0039】
連結ピン51の突出部52b、53bと半管状部52c、53cとの境界面S1から第1突起部52d、53dの垂直面S2までの距離t1は、セグメント1の側板103と内部板106の対向する面間の距離にほぼ等しく、第1突起部52d、53dと第2突起部52e、53eの対向する垂直面S2、S3間の距離t3は、セグメント1の側板103(あるいは側板102)の管長方向の厚さt2のほぼ2倍となっている。
【0040】
分離ピン54の先端部54b、中央部54c、後端部54dの外径はp1、p3、p2であり、p3>p2>p1の関係になっている。
【0041】
連結ピン半体52、53が重ね合わされた状態では、分離ピン54の中央部54cは、連結ピン51の中空部51cに収納できる大きさで、中空部51bには挿入できない大きさであり、分離ピン54の先端部54bも、連結ピン51の中空部51aには挿入できない大きさである。しかし、分離ピン54に圧力を掛けて押し込むと、分離ピン54の中央部54cが連結ピン51の中空部51bに圧入され、分離ピン54の先端部54bが連結ピン51の中空部51aに圧入される。このとき、連結ピン51は押し広げられ、連結ピン半体52、53に分離し、分離した連結ピン半体52、53が分離ピン54によりセグメント1の側板103と内部板106の各穴103a、106aへ圧接されるようになっている。
【0042】
次に、このように構成された連結具を用いてセグメントを管長方向に連結する方法を説明する。
【0043】
連結ピン51は、連結ピン半体52、53が重ね合わされ、分離ピン54が連結ピン51内に収納された状態で、一つのセグメント1の側板103の穴103aに挿入される。
【0044】
連結ピン51の半管状部52c、53cは、セグメント1の側板103の穴103aを通過でき、また突出部52b、53bは内部板106の穴106aを通過できるので、連結ピンは、所定の隙間をもって各穴103a、106aに挿入される。また、連結ピン51の第1突起部52d、53dの挿入側(左側)が傾斜しているために、分離ピンを強く押せば、連結ピンの弾性により第1突起部52d、53dが穴103aを通過し、そのとき、突出部52b、53bと半管状部52c、53cとの境界面S1から第1突起部52d、53dの垂直面S2までの距離(t1)が側板103と内部板106の対向する面間の距離に等しくなっているので、図11aに示したように、境界面S1は内部板106の内側面に当接し、垂直面S2は側板103の内側面に当接するようになる。
【0045】
この状態で、分離ピン54の後端部54dを押し込むと、連結ピン51は、図11bに示したように、連結ピン半体52、53に分離され、分離した各連結ピン半体52、53は、分離ピン54により押し広げられて側板103と内部板106の各穴103a、穴106aに圧接される。これにより、連結ピン51がセグメント1に固定される。
【0046】
続いて、図11c、11dに示したように、連結ピン半体52、53に分離した連結ピン51の挿入側と反対側の他端を、他のセグメント1’の側板102の穴102aに挿入する。側板102は第2突起部52e、53eの傾斜面を乗り越え、連結ピン51とセグメント1’の側板102はスナップ的に嵌合し固定される。このようにして、セグメント1’が連結ピンに固定されるので、セグメント1と1’を管長方向に堅固に連結することができる。
【0047】
このような連結具50による連結は、図12に示したように、締め付け部材11(又は長ボルト20)とナット12による連結と併用される。最初、ナット12をセグメントに固定し(たとえば、1セグメント当たり3〜4箇所)、続いて、連結具50を数個(たとえば、2〜3個)用いて2つのセグメントを管長方向に連結する。連結具50を用いる場合には、スナップ嵌合的に連結できるので、セグメントを短時間に管長方向に連結できる。その後、締め付け部材11(長ボルト20)をナット12にねじ込んで両セグメントを連結する。この場合、先にセグメントが連結具50を用いて連結されているので、締め付け部材11(長ボルト20)とナット12を用いた連結が容易になる。このように、異なる方式の連結を用いることにより、セグメントを短時間にしかも堅固に管長方向に連結することができる。1セグメント当たり使用される締め付け部材11(長ボルト20)と連結具50の数は、要求される更生管の強度により決めるようにする。
【0048】
以上のようにして、管ユニットないしセグメントを管長方向に連結することにより、図13、図14に示すように、既設管30内に更生管31を組み立てることができる。既設管30と更生管31間の隙間にはグラウト材等の充填材32が充填され、既設管30と更生管31が一体化されて複合管が構築される。
【0049】
なお、図13では、各セグメント1の構造並びにその周方向と管長方向の連結は、図が複雑になるために省略されている。また、図13では、図8に示したように、各セグメント1の周方向の各連結部1aは、管長方向に隣接するセグメントの連結部1aとは周方向に所定量ずれている。
【符号の説明】
【0050】
1 セグメント
11 締め付け部材
12 ナット
20 長ボルト
30 既設管
31 更生管
32 充填材
50 連結具
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
セグメントに周方向に沿って複数のナットが固定され、各ナットとネジ部が形成された締め付け部材の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結され、
セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして各セグメントが連結されることを特徴とする既設管の更生工法。
【請求項2】
前記セグメントが、更生管の内周面を構成する内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、側板の内側で内面板の上面に立設され側板と平行な内部板を有し、締め付け部材がセグメントの内部板から、このセグメントに連結されるセグメントに固定されたナットに螺合され、締め付け部材のナットと反対側の他端が内部板と圧接して両セグメントが連結されることを特徴とする請求項1に記載の既設管の更生工法。
【請求項3】
前記内部板が複数個設けられ、前記ナットは側板から最も近い位置の内部板に固定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の既設管の更生工法。
【請求項4】
前記ナットの管長方向の長さは、ナットが前記内部板に固定された状態で最も近い側板の外側にはみ出す長さであり、そのはみ出し量が連結される他のセグメント1の側板の厚さと同等あるいはそれ以上となっていることを特徴とする請求項3に記載の既設管の更生工法。
【請求項5】
前記内部板が複数個設けられ、締め付け部材が圧接する内部板は、締め付け部材と螺合するナットから最も距離が離れた内部板であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【請求項6】
前記締め付け部材が、ナットと螺合する反対側端部にナットが装着されたネジ部材であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【請求項7】
前記締め付け部材がボルトであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【請求項8】
スナップ嵌合式の連結具を用いた連結を併用してセグメントを管長方向に連結することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【請求項1】
セグメントを周方向と管長方向に連結して既設管内に更生管を組み立て既設管を更生する既設管の更生工法であって、
セグメントに周方向に沿って複数のナットが固定され、各ナットとネジ部が形成された締め付け部材の螺合による締め付けにより順次セグメントがナットの固定されたセグメントに対して管長方向に連結され、
セグメントにおけるナット位置を、該セグメントと隣接するセグメントのナット位置と周方向にみてずらして各セグメントが連結されることを特徴とする既設管の更生工法。
【請求項2】
前記セグメントが、更生管の内周面を構成する内面板と、該内面板の周方向に延びる両側に立設された側板と、側板の内側で内面板の上面に立設され側板と平行な内部板を有し、締め付け部材がセグメントの内部板から、このセグメントに連結されるセグメントに固定されたナットに螺合され、締め付け部材のナットと反対側の他端が内部板と圧接して両セグメントが連結されることを特徴とする請求項1に記載の既設管の更生工法。
【請求項3】
前記内部板が複数個設けられ、前記ナットは側板から最も近い位置の内部板に固定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の既設管の更生工法。
【請求項4】
前記ナットの管長方向の長さは、ナットが前記内部板に固定された状態で最も近い側板の外側にはみ出す長さであり、そのはみ出し量が連結される他のセグメント1の側板の厚さと同等あるいはそれ以上となっていることを特徴とする請求項3に記載の既設管の更生工法。
【請求項5】
前記内部板が複数個設けられ、締め付け部材が圧接する内部板は、締め付け部材と螺合するナットから最も距離が離れた内部板であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【請求項6】
前記締め付け部材が、ナットと螺合する反対側端部にナットが装着されたネジ部材であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【請求項7】
前記締め付け部材がボルトであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【請求項8】
スナップ嵌合式の連結具を用いた連結を併用してセグメントを管長方向に連結することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の既設管の更生工法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図11d】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図11d】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2011−12803(P2011−12803A)
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−233178(P2009−233178)
【出願日】平成21年10月7日(2009.10.7)
【出願人】(592057385)株式会社湘南合成樹脂製作所 (61)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年10月7日(2009.10.7)
【出願人】(592057385)株式会社湘南合成樹脂製作所 (61)
【Fターム(参考)】
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