既設管更生工法
【課題】管ライニング材とセグメントを用いて既設管を更生するとともに、強度を持たせて自立管としても機能させる既設管更生工法を提供する。
【解決手段】既設管１０内に、セグメント１を周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管１２を構築する。そのあと、セグメントからなる更生管１２内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材２を挿入して該管ライニング材を該更生管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させ、セグメントからなる更生管の内周面を前記管ライニング材でライニングする。このような構成では、既設管内にセグメントからなる更生管と管ライニング材からなる更生管とが構築され、地震など大きな衝撃が加わっても、破壊ないし損傷が少ない強度を顕著に向上させた自立管を構築することが可能となる。
【解決手段】既設管１０内に、セグメント１を周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管１２を構築する。そのあと、セグメントからなる更生管１２内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材２を挿入して該管ライニング材を該更生管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させ、セグメントからなる更生管の内周面を前記管ライニング材でライニングする。このような構成では、既設管内にセグメントからなる更生管と管ライニング材からなる更生管とが構築され、地震など大きな衝撃が加わっても、破壊ないし損傷が少ない強度を顕著に向上させた自立管を構築することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水管、農業用水管、電力管、通信管などの既設管を更生するための既設管更生工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された上下水管等の管路が老朽化した場合、該管路を地中から掘出することなく、その内周面にライニングを施して管路を補修する管ライニング工法が知られている。この管ライニング工法では、外周面が気密性の高いフィルムで被覆された可撓性の管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめて成る管ライニング材が流体圧によって管路内に反転により挿入され、又は引き込みにより挿入される。管ライニング材は管路内周面に押圧された状態で加温され、管ライニング材に含浸された硬化性樹脂が硬化されて管路の内周面にライニングが施される（特許文献１）。
【０００３】
一方、大口径の既設管を更生するために、セグメントを既設管の周方向及び管長方向に順次連結して更生管として組み立て、この更生管の外周と既設管の内壁面の隙間にグラウト材などの充填材を充填し硬化させて複合管を構築する既設管の更生方法が下記の特許文献２、３などにより知られている。
【０００４】
この更生管の単位部材となるセグメントは、内面板、側板、端板で画成された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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６５１５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４０９８号公報
【特許文献３】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】
従来の熱硬化性樹脂を含浸させたライニング材を用いた管更生、あるいはボックスカルバートの更生では、更生管などに強度を持たせようとすると、ライニング材を厚くしなければならず、多量の樹脂を必要とするので、ライニング材搬送途中に樹脂が硬化してしまうのを防止するために多量の氷や冷却水などの冷却媒体が必要になる。その結果、コストが上昇すると共に、施工工事が困難になるという問題があった。
【０００７】
また、セグメントを用いた更生管や、ボックスカルバートなどの敷設物の更生では、更生管や更生構造物として組み立てたときの各セグメント部材の既設管等に向かう外周面は、むきだしになっている。既設管と更生管又は更生構造物の間にグラウト材などの充填材が充填されるにしても、既設管等の破損が激しい場合には、充填材に直接外部から衝撃が加わることがあり、充填材の強度が弱いことから更生管等の損傷も激しくなるという問題があった。また、セグメントを用いた更生管では、周方向には、内部骨格構造が少なく、外力あるいはウォーターハンマーなどの内部圧力に対して変形を起こし易くなる。さらに技術背景で記載したプラスチックで一体成形したブロック状に形成されているセグメントでは、セグメント強度を増大させるには、板厚を変更しなければならず、また樹脂成形用に金型を製作すると莫大なコストがかかるという欠点があった。
【０００８】
いずれにしても、従来の更生管では、既設管の修復には適しているが、外部又は内部から大きな衝撃を受けた場合には、損傷ないし破壊してしまう場合があり、自立管としては、その強度が不十分であった。
【０００９】
本発明の課題は、このような問題を解決するもので、ライニング材とセグメントを用いて既設管を更生するとともに、強度を持たせて自立管としても機能させることが可能な既設管更生工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明（請求項１）は、
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
既設管と前記セグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
前記セグメントからなる更生管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材をセグメントからなる更生管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、セグメントからなる更生管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
既設管を、セグメントからなる更生管と管ライニング材からなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明（請求項４）は、
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材を既設管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、既設管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
既設管を、管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、既設管内に異なる部材による２層の更生管、つまりセグメントからなる更生管とライニング材からなる更生管とが敷設され、既設管と２層の更生管を一体化させた複合管を構築することができるので、地震など大きな衝撃が加わっても、破壊ないし損傷が少ない強度を顕著に向上させた自立管を構築することが可能となる。
【００１３】
最初に、既設管内にセグメントからなる更生管を構築し、そのセグメントに、隣接するセグメントとの間に間隙を発生させる凹部を形成しておくと、更生管の内周面をライニング材でライニングしたとき、該間隙に流れ込んだライニング材の硬化性樹脂により隣接する各セグメントが接着する。従って、更生管の内周面がライニングされるとともに、隣接するセグメント同士が接着し、各セグメントが堅固に結合されて一体化するので、更に堅固な複合管が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明に使用されるセグメントの構造を示した斜視図、（ｂ）は背面から見たセグメントの斜視図である。
【図２】セグメントを周方向に連結して得られる管ユニットの外観を示した斜視図である。
【図３】管長方向に連結したセグメントを示す上面図である。
【図４】既設管内にセグメントを用いて更生管を敷設したときの既設管の断面図である。
【図５】既設管内に組み立てられたセグメントからなる更生管を示す斜視図である。
【図６】セグメントからなる更生管を既設管内に構築し更に該更生管の内周面を管ライニング材でライニングする方法を示した説明図である。
【図７】管ライニング材の構成を示す斜視図である。
【図８】図６で示す方法で更生された既設管の断面図である。
【図９】内周面に樹脂流入用の凹部が形成されたセグメントの斜視図である。
【図１０】図９に示すセグメントを周方向に連結して得られる管ユニットの斜視図である。
【図１１】図９に示すセグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られる更生管の内周面を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は図９に示すセグメントを用いて更生管を既設管内に組み立て、更に更生管の内周面を管ライニング材でライニングしたときの既設管の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１３】セグメントに樹脂流入用の凹部を形成する他のセグメントの内周面を示す説明図である。
【図１４】セグメントの他の実施例を示す斜視図である。
【図１５】図１４のセグメントを用いて既設ボックスカルバート内に更生ボックスカルバートを構築したときの複合管を示す斜視図である。
【図１６】管ライニング材でライニングされた既設管内にセグメントを組み立てて更生管を構築する方法を示した説明図である。
【図１７】図１６に示す方法で更生された既設管の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、ここでは円管として構成される既設管における実施例を説明するが、管長方向に直交する断面形状が矩形など円形以外の形状の既設管にも本発明を適用できることは勿論であり、更に、前記断面形状が管として閉じた形状でなく、例えば馬蹄形や半円形、凹字形など片側が開いた形状である場合にも管と見なして本発明を適用することができる。また、本発明により更生される既設管は、上下水道などの地中に埋設された流路や、農業用水管、マンホール、電力管、通信管、ボックスカルバート等の構造物、あるいは地上のトンネルなどの種々の構造物を含むものである。
【実施例１】
【００１６】
図１(ａ）、（ｂ）には、既設管を更生する更生管の単位組み立て部材となるセグメント１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のそれぞれ縁部に垂直に立設された側板１０２、１０３と、同内面板１０１の管長方向に延びる両端のそれぞれ縁部に垂直に立設された端板１０４、１０５とをプラスチック材を用いて一体に成形したブロック状の部材である。セグメント１の側板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が、円弧型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。
【００１７】
セグメント１の機械的強度を補強するために、側板１０２，１０３の内側で内面板１０１の上面に垂直に、側板と同様な複数の内部板（補強板）１０６、１０７が側板１０２、１０３と平行に設けられる。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。
【００１８】
側板１０２、１０３には、セグメントを管長方向に連結するボルトやネジなどの連結部材を挿通するための挿通穴１０２ａ、１０３ａが周方向に複数形成されている。また、内部板１０６にも、該連結部材を挿通するための複数の挿通穴１０６ａが形成されている。挿通穴１０６ａの径は、挿通穴１０２ａ，１０３ａの径より小さくなっている。さらに、内部板１０７には、複数の切り欠き部１０７ａが形成されている。また、端板１０４、１０５には、セグメント１どうしを周方向に連結するためにボルトを通す穴１０４ａ、１０５ａが複数形成される。
【００１９】
内面板１０１、側板１０２，１０３、端板１０４，１０５、それに内部板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。
【００２０】
各セグメント１は、その端板１０４と１０５の外側面を密着させ、ボルト６（図３）を挿通穴１０４ａ、１０５ａに挿通させてナット（不図示）を螺合させ、両端板１０４、１０５を締め付けることにより、周方向に連結される。
【００２１】
セグメント１の周方向の連結は、各内面板１０１の内周面が均一な面となるように、また各側板１０２、１０３の外側面がそれぞれ同一面となるように、行われるので、セグメント１を順次周方向に連結させると、図２に示すようなリング状の閉じた所定の短い長さの管体１００（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１００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管の内径より小さな値となっている。セグメント１は、この管ユニット１００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。
【００２２】
なお、図２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２で管ユニット１００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１００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１００の円の周方向をいう。
【００２３】
図３には、１セグメントあたり複数のナットと長ボルトを用いてセグメント１ないし管ユニット１００を管長方向へ連結する状態が図示されている。
【００２４】
ナット４２は、側板１０２、１０３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大きさである。長ボルト４１は、ボルト頭４１ａが側板１０２、１０３の穴１０２ａ、１０３ａを通過でき、内部板１０６の穴１０６ａは通過できず、ボルト芯４１ｂは、側板１０２、１０３の穴１０２ａ、１０３ａ、内部板１０６の穴１０６ａ、内部板１０７の切り欠け部１０７ａを通過できるようになっている。
【００２５】
セグメントの管長方向の連結には、まずナット４２をセグメント１に固定する。この固定は、ナット４２を側板１０２の穴１０２ａに通して内部板１０６に当接させ、反対側からボルト４３をナット４２にねじ込んで、ナット４２をセグメント１の内部板１０６に固定することにより行われる。このとき、ナット４２は側板１０２から突出し、その突出量が、図３で符号ｔで示すように、連結される他のセグメントの側板１０３の板厚より大きくなっている。ナット４２のセグメント１への固定は、図２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４２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１００を構成するようにしてもよい。
【００２６】
続いて、ナット４２が固定されたセグメント１と、そのセグメントに連結しようとする他のセグメント１を、各内面板１０１の内周面が均一な面となるように、また側板１０２の穴１０２ａから突出しているナット４２を他のセグメント１の側板１０３の穴１０３ａに通し、両セグメント１の側板１０２、１０３を密着させる。この状態で、図３で矢印で示したように、長ボルト４１を、他のセグメント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に通しナット４２にねじ込んで、両セグメント１、１を締め付け管長方向に連結する。
【００２７】
なお、管ユニットないしセグメントの管長方向の連結は、図３に示した方法以外の種々の方法で、例えば、特許文献３に示したような連結部材を介して行うこともできる。
【００２８】
図４には、既設管１０内に敷設されたセグメント１からなる更生管１２が図示されている。セグメント１は、マンホール１１に搬入されて、周方向に順次連結して管ユニット１００が組み立てられ、既設管１０内に運ばれる。管ユニット１００のセグメント１は、図３に示した方法、あるいは他の公知の方法で他の管ユニット１００のセグメント１と管長方向に連結される。なお、図３、図４からわかるように、各管ユニット１００は、各管ユニットを構成するセグメント１の周方向の隣接部１ａが互いにずれるように連結される。このような連結によりセグメントからなる更生管の強度を高めることができる。
【００２９】
以上のようにして、管ユニット１００を管長方向に順次連結することにより内周面が均一な更生管１２を既設管１０内に敷設することができる。敷設された更生管１２が図５にも斜視図として図示されている。更生管１２と既設管１０間の間隙と、更生管１２の各セグメントの側板と端板に囲まれた空間には、グラウト材からなる充填材１３が注入されるので、更生管１２は十分な強度を持って既設管１０と一体化される。
【００３０】
本発明では、既設管１０を更に強度を持たせて更生するために、セグメントからなる更生管１２の内周面を管ライニング材を用いてライニングする。この方法が図６に図示されている。
【００３１】
管ライニング材２は、図７に示したように、可撓性の管状樹脂吸収材２０１の外周面（反転後は内周面となる）をポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、又は塩化ビニール等の気密性の高いプラスチックフィルムからなる柔軟なチューブ２０２で被覆した柔軟な管状ライニング材である。管状樹脂吸収材２０１は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどのプラスチック繊維を用いた不織布、織布、あるいはマット；あるいはガラス繊維を用いた織布、あるいはマット；あるいは上記プラスチック繊維とガラス繊維を組み合わせた不織布、織布、あるいはマットからなり、管状樹脂吸収材２０１には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ樹脂などの液状の未硬化の熱硬化性樹脂が含浸される。熱硬化性樹脂の代わりに、あるいは熱硬化性樹脂と共に、光硬化性樹脂を、管状樹脂吸収材２０１に含浸させることもできる。
【００３２】
管ライニング材２の先端部２ａは、図６に示したように、閉じられ、後端部２ｂは開かれており、マンホール１１内に設置された圧力容器２０の下端部に形成された開口部に対して気密性をもって結合される。
【００３３】
圧力容器２０には、エアコンプレッサー２１がパイプ２２を介して接続されている。また、圧力容器２０の下方部には、排水パイプ２３が設けられており、この排水パイプ２３には、地上に設置された温水ポンプ２５に接続された温水ホース２４が接続されている。温水ポンプ２５はパイプ２６を介して蒸気槽２７の下部に接続され、後述するように、硬化中の管ライニング材２の下部に滞留する温水２８を蒸気槽２７に供給する。蒸気槽２７は不図示のヒーターにより加熱され、内部の温水２８が沸騰して蒸気２９が発生する。蒸気槽２７の上部にはパイプ３０を介して蒸気ポンプ３１が接続されており、この蒸気ポンプ３１には蒸気ホース３２が接続されている。
【００３４】
蒸気ホース３２は圧力容器２０に気密性をもって接続され、管ライニング材２内に挿入されて、その先端部３２ａがロープ３３によって管ライニング材２の先端部２ａと結合される。蒸気ホース３２は、管ライニング材２が挿入されるにつれて更生管１２内に挿入される。蒸気ホース３２には多数の噴出口３２ｂが形成されており、その噴出口３２ｂを介して、蒸気がミスト３４として管ライニング材２に向けて噴出される。
【００３５】
このような構成において、管ライニング材２は、圧力容器２０内に収納されて（あるいは外部から気密に圧力容器２０内に供給される）、その開放端２ｂが圧力容器２０の下端部に形成された開口部に気密に取り付けられる。圧力容器２０内にエアコンプレッサー２１から圧縮空気を供給すると、管ライニング材２は反転しながら更生管１２内に挿入されていく。
【００３６】
管ライニング材２が所定長さ挿入されると、蒸気槽２７の蒸気２９が蒸気ポンプ３１により蒸気ホース３２に供給される。管ライニング材２は圧縮空気により円形に膨張して更生管１２の内周面に押し付けられた状態になっており、この状態で、蒸気ホース３２の噴射口３２ｂから蒸気がミスト３４として管ライニング材２に吹き付けられるので、管ライニング材２に含浸された熱硬化性樹脂が硬化し、セグメントからなる更生管１２の内周面にライニングが施される。
【００３７】
管ライニング材２に噴射された蒸気は下方に温水２８として貯留し、この温水が排水パイプ２３などを介して蒸気槽２７に戻されて再び加熱され、蒸気として蒸気ホース３２に供給される。従って、温水の循環システムが形成されるので、省エネルギーを可能にするライニングが施される。また、蒸気はミストとして噴出されるので、均一に樹脂を硬化させることができる。
【００３８】
更生管１２内で硬化した管ライニング材２はその端部２ａ、２ｂが切断され、セグメントからなる更生管１２と一体化された管ライニング材２からなる更生管が形成される。
【００３９】
なお、上述した例では、管ライニング材を反転により既設管内に挿入しているが、引き込みにより挿入することもできる。また、蒸気により熱硬化性樹脂を硬化させているが、温水そのもの又は温水をミストにしてあるいはシャワリングさせて噴射させ、硬化させることもできる。温水ミストあるいは温水シャワリングにより管ライニング材２を硬化させる場合には、蒸気槽２７に代えて温水槽を用い、蒸気ホース３２に代えて、多数の噴射口のある温水ホースを用いるようにする。樹脂を硬化させる熱媒に熱風を用いる場合には、熱風を供給して管ライニング材を硬化させる。また、樹脂吸収材２０１内に光硬化性樹脂を含浸させる場合には、熱媒に代えて、紫外線などの光を管ライニング材に照射し、管ライニング材を硬化させる。
【００４０】
このように、本発明では、図８に示したように、既設管１０内に異なる部材による２層の更生管、つまり管ライニング材２からなる更生管と、セグメント１からなる更生管１２が敷設される。更生管１２と既設管１０は充填材１３を介して一体化されており、また管ライニング材２に含浸された樹脂は更生管１２のセグメントと接着するので、既設管１０と、セグメントからなる更生管１２と、管ライニング材２からなる更生管が一体となった複合管が構築され、地震など大きな衝撃が加わっても、破壊ないし損傷が少ない大強度の自立管が得られる。自立管として要求される強度によっては、つまり、それほど強度が要求されない場合には、管ライニング材を薄くすることもできるので、管ライニング材による更生工事を円滑に、また早く行うことが可能となる。また、管ライニング材を厚くする場合には、セグメントの内部骨格構造を少なくすることができるので、安価なセグメントを用いた更生管を構築することができる。
【実施例２】
【００４１】
管ライニング材２の管状樹脂吸収材２０１に含浸されている樹脂は、接着剤として機能するので、この樹脂を用いてセグメント同士を接着させれば、セグメントからなる更生管の強度を高めることができる。
【００４２】
そのために、図９に示したように、セグメント１の内周板１０１の内周面の四方外周を低くし、樹脂の通路となる凹部（へこみ）１０１ａを形成する。凹部１０１ａは、内周板１０１の外周四方に形成するのではなく、その一方、２方又は３方だけに形成するようにしてもよい。このようにセグメントの内周面に凹部を形成しておくと、セグメントを周方向及び管長方向に連結したとき、図１０、図１１に示したように、隣接するセグメント１、１間に凹部１０１ａによる間隙（ギャップ）１ｂが形成される。
【００４３】
このようなセグメントを用いて既設管内に更生管を組み立てたあと、図６に示したように管ライニング材２を挿入して、圧縮空気を供給して膨張させ、管ライニング材２をセグメントの内周面（更生管１２の内周面）に押圧すると、管状樹脂吸収材２０１に含浸されていた液状の硬化性樹脂は、セグメント１の凹部１０１ａにより形成された間隙１ｂ内に流れ出し、図１２（ａ）、（ｂ）に示したように、セグメント１の間隙１ｂないし凹部１０１ａに管状樹脂吸収材２０１の樹脂１４が貯留するようになる。
【００４４】
この状態で、管ライニング材２を加熱あるいは光照射すると、管状樹脂吸収材２０１に含浸されていた樹脂が硬化することにより、更生管１２の内周面がライニングされる。それと同時に、セグメント１の間隙１ｂないし凹部１０１ａに流れ込んだ樹脂１４も硬化するので、隣接するセグメント同士が接着され、各セグメントが堅固に結合されて一体化する。従って、管ライニング材２によるライニングにより更生管１２の厚みが増加するだけでなく、更生管１２を構成するセグメントが一体になる分も含めて作用する内外圧に対して強度のある構造が得られる。
【００４５】
また、セグメントの接着強度次第で、セグメントを管長方向に連結するボルト４１とナット４２（図３）の数を減少させたり、あるいはボルトとナットによる連結を省略することができ、工事を短縮化して工費を顕著に減少させることができる。なお、セグメント１の間隙１ｂないし凹部１０１ａに樹脂が流れ込むので、この分量を考量して管状樹脂吸収材２０１の樹脂含浸量を多くしておく。
【００４６】
なお、セグメント１の内周面に形成する凹部１０１ａは、セグメントの四方外周部だけでなく、図１３に示したように、側部に矩形状の凹部１０１ｂを形成したり、あるいは溝状の凹部１０１ｃを形成して隣接するセグメントの接着に使用される樹脂が流れ込む隙間を多くすることもできる。また、凹部ないし溝の形状、大きさは、図示したものに限定されるものでなく、隣接するセグメントとの間に樹脂が流れ込む間隙を形成できるものであれば、任意の形状、大きさにすることができる。
【００４７】
また、樹脂が流れ込む間隙は、セグメントの内周面に形成するのではなく、図１４に示したように、セグメントの側板、端板に形成することができる。
【００４８】
図１４に示すセグメント５は、図１５に示したように、断面が矩形状の既設ボックスカルバート５０を更生するもので矩形を４分割して得られる直角に屈曲した形状を有している。セグメント５は、セグメント１と同様に、内面板５０１、側板５０２、５０３、端板５０４、５０５をプラスチックで一体に成形したもので、強度を持たせるために、セグメント１と同様に、内部板（不図示）が設けられており、リブ構造となっている。側板５０２、５０３、端板５０４、５０５には、それぞれセグメント５を周方向、管長方向に連結するためのボルトを挿通するための穴５０２ａ、５０４ａ、５０５ａ（側板５０３の穴は不可視）が形成されている。
【００４９】
セグメント５では、側板５０２と端板５０４に樹脂が流れ込む凹部５０２ｂ、５０４ｂが形成される。凹部５０２ｂ、５０４ｂの占める面積は、側板５０２、端板５０４の全面積の半分ないしそれ以上となっている。また、側板５０３と端板５０５は、均一な平坦な面となっている。
【００５０】
セグメント１と同様に、セグメント５を、周方向並びに管長方向にボルト、ナットなどを用いて連結して既設ボックスカルバート５０内に更生ボックスカルバート５１（図１５）を敷設することができる。このとき、図１５には図示されていないが、既設ボックスカルバート５０と更生ボックスカルバート５１の間隙には、グラウト材などの充填材が充填され、既設ボックスカルバート５０と更生ボックスカルバート５１が一体化される。
【００５１】
セグメント５を周方向に連結すると、セグメント５の端板５０４と他のセグメント５の端板５０５が当接することから、その間に凹部５０４ｂによる間隙が形成され、またセグメントを管長方向に連結すると、セグメント５の側板５０２と他のセグメント５の側板５０３が当接することからその間に凹部５０２ｂによる間隙が形成される。
【００５２】
この状態で、図６に示した方法で管ライニング材２と同様な構成のライニング材２’を更生ボックスカルバート５１内に挿入して圧縮空気により膨張させ、ライニング材２’を更生ボックスカルバート５１の内周面に押圧すると、管状樹脂吸収材に含浸されていた液状の硬化性樹脂は、セグメント５の凹部５０２ｂ、５０４ｂにより形成された間隙に流入する。ここで、ライニング材２’を加熱あるいは光照射すると、管状樹脂吸収材に含浸されていた樹脂が硬化することにより、更生ボックスカルバート５１の内周面がライニングされるとともに、凹部５０２ｂ、５０４ｂに流れ込んだ樹脂も硬化するので、隣接するセグメント同士が接着され、各セグメントが堅固に結合されて一体化し、上述したのと同様な効果が得られる。
【００５３】
なお、セグメントはプラスチックでできており、高熱には弱いので、管ライニング材２あるいはライニング材２’を加熱するとき、蒸気ミストを冷却するか、熱風をかけるかあるいは蒸気ホースから温水を供給し、温水ミストを噴出してライニング材２、２’の熱硬化性樹脂を硬化させるようにしてもよい。また、セグメントの材質、つまりプラスチックの特性に応じて、蒸気や温水などの熱媒の温度を設定するようにしてもよい。
【実施例３】
【００５４】
実施例１、２では、既設管内に最初にセグメントからなる更生管を敷設し、その後に、管ライニング材によるライニングを行って２層の更生管を構築したが、逆に、最初に、管ライニング材を用いて既設管の内周面をライニングし、その後に、ライニングされた既設管内にセグメントからなる更生管を組み立てて２層構造にしてもよい。この方法が図１６に図示されている。
【００５５】
図６に示したのと同様な方法で、管ライニング材２が既設管１０内に挿入され、圧縮空気により膨張されて既設管１０の内周面に押圧される。この状態で、加熱あるいは光照射により管状樹脂吸収材２０１に含浸されていた樹脂が硬化して既設管１０の内周面が管ライニング材２によりライニングされる。この状態が図１６に図示されている。
【００５６】
続いて、セグメントを周方向に連結して得られる管ユニット１００をマンホール１１からライニングされた既設管１０内に搬入し、管ユニット１００を管長方向に連結してセグメント１からなる更生管１２を構築する。この更生管１２の組み立て方は、図２、３に示したのと同様な方法で行われる。
【００５７】
更生管１２が組み立てられると、図１７に示したように、既設管１０のライニング面と更生管１２間の間隙１３、並びに更生管１２の各セグメントの側板と端板に囲まれた空間に、グラウト材からなる充填材が注入され、ライニングされた既設管１０と更生管１２が堅固に結合して両管が一体化する。
【００５８】
以上のようにして、既設管１０の内部に管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管が敷設され、実施例１、２と同様に、既設管、２層の更生管が一体化した複合管を構築することができ、強度のある自立管を敷設することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ セグメント
２ 管ライニング材
５ セグメント
１０ 既設管
１１ マンホール
１２ 更生管
１３ 充填材
１４ 樹脂
２０ 圧力容器
２７ 蒸気槽
３２ 蒸気ホース
４１ ボルト
４２ ナット
４３ ボルト
５０ 既設ボックスカルバート
５１ 更生ボックスカルバート
１００ 管ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水管、農業用水管、電力管、通信管などの既設管を更生するための既設管更生工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された上下水管等の管路が老朽化した場合、該管路を地中から掘出することなく、その内周面にライニングを施して管路を補修する管ライニング工法が知られている。この管ライニング工法では、外周面が気密性の高いフィルムで被覆された可撓性の管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめて成る管ライニング材が流体圧によって管路内に反転により挿入され、又は引き込みにより挿入される。管ライニング材は管路内周面に押圧された状態で加温され、管ライニング材に含浸された硬化性樹脂が硬化されて管路の内周面にライニングが施される（特許文献１）。
【０００３】
一方、大口径の既設管を更生するために、セグメントを既設管の周方向及び管長方向に順次連結して更生管として組み立て、この更生管の外周と既設管の内壁面の隙間にグラウト材などの充填材を充填し硬化させて複合管を構築する既設管の更生方法が下記の特許文献２、３などにより知られている。
【０００４】
この更生管の単位部材となるセグメントは、内面板、側板、端板で画成された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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６５１５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４０９８号公報
【特許文献３】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】
従来の熱硬化性樹脂を含浸させたライニング材を用いた管更生、あるいはボックスカルバートの更生では、更生管などに強度を持たせようとすると、ライニング材を厚くしなければならず、多量の樹脂を必要とするので、ライニング材搬送途中に樹脂が硬化してしまうのを防止するために多量の氷や冷却水などの冷却媒体が必要になる。その結果、コストが上昇すると共に、施工工事が困難になるという問題があった。
【０００７】
また、セグメントを用いた更生管や、ボックスカルバートなどの敷設物の更生では、更生管や更生構造物として組み立てたときの各セグメント部材の既設管等に向かう外周面は、むきだしになっている。既設管と更生管又は更生構造物の間にグラウト材などの充填材が充填されるにしても、既設管等の破損が激しい場合には、充填材に直接外部から衝撃が加わることがあり、充填材の強度が弱いことから更生管等の損傷も激しくなるという問題があった。また、セグメントを用いた更生管では、周方向には、内部骨格構造が少なく、外力あるいはウォーターハンマーなどの内部圧力に対して変形を起こし易くなる。さらに技術背景で記載したプラスチックで一体成形したブロック状に形成されているセグメントでは、セグメント強度を増大させるには、板厚を変更しなければならず、また樹脂成形用に金型を製作すると莫大なコストがかかるという欠点があった。
【０００８】
いずれにしても、従来の更生管では、既設管の修復には適しているが、外部又は内部から大きな衝撃を受けた場合には、損傷ないし破壊してしまう場合があり、自立管としては、その強度が不十分であった。
【０００９】
本発明の課題は、このような問題を解決するもので、ライニング材とセグメントを用いて既設管を更生するとともに、強度を持たせて自立管としても機能させることが可能な既設管更生工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明（請求項１）は、
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
既設管と前記セグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
前記セグメントからなる更生管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材をセグメントからなる更生管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、セグメントからなる更生管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
既設管を、セグメントからなる更生管と管ライニング材からなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明（請求項４）は、
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材を既設管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、既設管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
既設管を、管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、既設管内に異なる部材による２層の更生管、つまりセグメントからなる更生管とライニング材からなる更生管とが敷設され、既設管と２層の更生管を一体化させた複合管を構築することができるので、地震など大きな衝撃が加わっても、破壊ないし損傷が少ない強度を顕著に向上させた自立管を構築することが可能となる。
【００１３】
最初に、既設管内にセグメントからなる更生管を構築し、そのセグメントに、隣接するセグメントとの間に間隙を発生させる凹部を形成しておくと、更生管の内周面をライニング材でライニングしたとき、該間隙に流れ込んだライニング材の硬化性樹脂により隣接する各セグメントが接着する。従って、更生管の内周面がライニングされるとともに、隣接するセグメント同士が接着し、各セグメントが堅固に結合されて一体化するので、更に堅固な複合管が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明に使用されるセグメントの構造を示した斜視図、（ｂ）は背面から見たセグメントの斜視図である。
【図２】セグメントを周方向に連結して得られる管ユニットの外観を示した斜視図である。
【図３】管長方向に連結したセグメントを示す上面図である。
【図４】既設管内にセグメントを用いて更生管を敷設したときの既設管の断面図である。
【図５】既設管内に組み立てられたセグメントからなる更生管を示す斜視図である。
【図６】セグメントからなる更生管を既設管内に構築し更に該更生管の内周面を管ライニング材でライニングする方法を示した説明図である。
【図７】管ライニング材の構成を示す斜視図である。
【図８】図６で示す方法で更生された既設管の断面図である。
【図９】内周面に樹脂流入用の凹部が形成されたセグメントの斜視図である。
【図１０】図９に示すセグメントを周方向に連結して得られる管ユニットの斜視図である。
【図１１】図９に示すセグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られる更生管の内周面を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は図９に示すセグメントを用いて更生管を既設管内に組み立て、更に更生管の内周面を管ライニング材でライニングしたときの既設管の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１３】セグメントに樹脂流入用の凹部を形成する他のセグメントの内周面を示す説明図である。
【図１４】セグメントの他の実施例を示す斜視図である。
【図１５】図１４のセグメントを用いて既設ボックスカルバート内に更生ボックスカルバートを構築したときの複合管を示す斜視図である。
【図１６】管ライニング材でライニングされた既設管内にセグメントを組み立てて更生管を構築する方法を示した説明図である。
【図１７】図１６に示す方法で更生された既設管の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、ここでは円管として構成される既設管における実施例を説明するが、管長方向に直交する断面形状が矩形など円形以外の形状の既設管にも本発明を適用できることは勿論であり、更に、前記断面形状が管として閉じた形状でなく、例えば馬蹄形や半円形、凹字形など片側が開いた形状である場合にも管と見なして本発明を適用することができる。また、本発明により更生される既設管は、上下水道などの地中に埋設された流路や、農業用水管、マンホール、電力管、通信管、ボックスカルバート等の構造物、あるいは地上のトンネルなどの種々の構造物を含むものである。
【実施例１】
【００１６】
図１(ａ）、（ｂ）には、既設管を更生する更生管の単位組み立て部材となるセグメント１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のそれぞれ縁部に垂直に立設された側板１０２、１０３と、同内面板１０１の管長方向に延びる両端のそれぞれ縁部に垂直に立設された端板１０４、１０５とをプラスチック材を用いて一体に成形したブロック状の部材である。セグメント１の側板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が、円弧型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。
【００１７】
セグメント１の機械的強度を補強するために、側板１０２，１０３の内側で内面板１０１の上面に垂直に、側板と同様な複数の内部板（補強板）１０６、１０７が側板１０２、１０３と平行に設けられる。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。
【００１８】
側板１０２、１０３には、セグメントを管長方向に連結するボルトやネジなどの連結部材を挿通するための挿通穴１０２ａ、１０３ａが周方向に複数形成されている。また、内部板１０６にも、該連結部材を挿通するための複数の挿通穴１０６ａが形成されている。挿通穴１０６ａの径は、挿通穴１０２ａ，１０３ａの径より小さくなっている。さらに、内部板１０７には、複数の切り欠き部１０７ａが形成されている。また、端板１０４、１０５には、セグメント１どうしを周方向に連結するためにボルトを通す穴１０４ａ、１０５ａが複数形成される。
【００１９】
内面板１０１、側板１０２，１０３、端板１０４，１０５、それに内部板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。
【００２０】
各セグメント１は、その端板１０４と１０５の外側面を密着させ、ボルト６（図３）を挿通穴１０４ａ、１０５ａに挿通させてナット（不図示）を螺合させ、両端板１０４、１０５を締め付けることにより、周方向に連結される。
【００２１】
セグメント１の周方向の連結は、各内面板１０１の内周面が均一な面となるように、また各側板１０２、１０３の外側面がそれぞれ同一面となるように、行われるので、セグメント１を順次周方向に連結させると、図２に示すようなリング状の閉じた所定の短い長さの管体１００（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１００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管の内径より小さな値となっている。セグメント１は、この管ユニット１００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。
【００２２】
なお、図２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２で管ユニット１００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１００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１００の円の周方向をいう。
【００２３】
図３には、１セグメントあたり複数のナットと長ボルトを用いてセグメント１ないし管ユニット１００を管長方向へ連結する状態が図示されている。
【００２４】
ナット４２は、側板１０２、１０３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大きさである。長ボルト４１は、ボルト頭４１ａが側板１０２、１０３の穴１０２ａ、１０３ａを通過でき、内部板１０６の穴１０６ａは通過できず、ボルト芯４１ｂは、側板１０２、１０３の穴１０２ａ、１０３ａ、内部板１０６の穴１０６ａ、内部板１０７の切り欠け部１０７ａを通過できるようになっている。
【００２５】
セグメントの管長方向の連結には、まずナット４２をセグメント１に固定する。この固定は、ナット４２を側板１０２の穴１０２ａに通して内部板１０６に当接させ、反対側からボルト４３をナット４２にねじ込んで、ナット４２をセグメント１の内部板１０６に固定することにより行われる。このとき、ナット４２は側板１０２から突出し、その突出量が、図３で符号ｔで示すように、連結される他のセグメントの側板１０３の板厚より大きくなっている。ナット４２のセグメント１への固定は、図２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４２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１００を構成するようにしてもよい。
【００２６】
続いて、ナット４２が固定されたセグメント１と、そのセグメントに連結しようとする他のセグメント１を、各内面板１０１の内周面が均一な面となるように、また側板１０２の穴１０２ａから突出しているナット４２を他のセグメント１の側板１０３の穴１０３ａに通し、両セグメント１の側板１０２、１０３を密着させる。この状態で、図３で矢印で示したように、長ボルト４１を、他のセグメント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に通しナット４２にねじ込んで、両セグメント１、１を締め付け管長方向に連結する。
【００２７】
なお、管ユニットないしセグメントの管長方向の連結は、図３に示した方法以外の種々の方法で、例えば、特許文献３に示したような連結部材を介して行うこともできる。
【００２８】
図４には、既設管１０内に敷設されたセグメント１からなる更生管１２が図示されている。セグメント１は、マンホール１１に搬入されて、周方向に順次連結して管ユニット１００が組み立てられ、既設管１０内に運ばれる。管ユニット１００のセグメント１は、図３に示した方法、あるいは他の公知の方法で他の管ユニット１００のセグメント１と管長方向に連結される。なお、図３、図４からわかるように、各管ユニット１００は、各管ユニットを構成するセグメント１の周方向の隣接部１ａが互いにずれるように連結される。このような連結によりセグメントからなる更生管の強度を高めることができる。
【００２９】
以上のようにして、管ユニット１００を管長方向に順次連結することにより内周面が均一な更生管１２を既設管１０内に敷設することができる。敷設された更生管１２が図５にも斜視図として図示されている。更生管１２と既設管１０間の間隙と、更生管１２の各セグメントの側板と端板に囲まれた空間には、グラウト材からなる充填材１３が注入されるので、更生管１２は十分な強度を持って既設管１０と一体化される。
【００３０】
本発明では、既設管１０を更に強度を持たせて更生するために、セグメントからなる更生管１２の内周面を管ライニング材を用いてライニングする。この方法が図６に図示されている。
【００３１】
管ライニング材２は、図７に示したように、可撓性の管状樹脂吸収材２０１の外周面（反転後は内周面となる）をポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、又は塩化ビニール等の気密性の高いプラスチックフィルムからなる柔軟なチューブ２０２で被覆した柔軟な管状ライニング材である。管状樹脂吸収材２０１は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどのプラスチック繊維を用いた不織布、織布、あるいはマット；あるいはガラス繊維を用いた織布、あるいはマット；あるいは上記プラスチック繊維とガラス繊維を組み合わせた不織布、織布、あるいはマットからなり、管状樹脂吸収材２０１には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ樹脂などの液状の未硬化の熱硬化性樹脂が含浸される。熱硬化性樹脂の代わりに、あるいは熱硬化性樹脂と共に、光硬化性樹脂を、管状樹脂吸収材２０１に含浸させることもできる。
【００３２】
管ライニング材２の先端部２ａは、図６に示したように、閉じられ、後端部２ｂは開かれており、マンホール１１内に設置された圧力容器２０の下端部に形成された開口部に対して気密性をもって結合される。
【００３３】
圧力容器２０には、エアコンプレッサー２１がパイプ２２を介して接続されている。また、圧力容器２０の下方部には、排水パイプ２３が設けられており、この排水パイプ２３には、地上に設置された温水ポンプ２５に接続された温水ホース２４が接続されている。温水ポンプ２５はパイプ２６を介して蒸気槽２７の下部に接続され、後述するように、硬化中の管ライニング材２の下部に滞留する温水２８を蒸気槽２７に供給する。蒸気槽２７は不図示のヒーターにより加熱され、内部の温水２８が沸騰して蒸気２９が発生する。蒸気槽２７の上部にはパイプ３０を介して蒸気ポンプ３１が接続されており、この蒸気ポンプ３１には蒸気ホース３２が接続されている。
【００３４】
蒸気ホース３２は圧力容器２０に気密性をもって接続され、管ライニング材２内に挿入されて、その先端部３２ａがロープ３３によって管ライニング材２の先端部２ａと結合される。蒸気ホース３２は、管ライニング材２が挿入されるにつれて更生管１２内に挿入される。蒸気ホース３２には多数の噴出口３２ｂが形成されており、その噴出口３２ｂを介して、蒸気がミスト３４として管ライニング材２に向けて噴出される。
【００３５】
このような構成において、管ライニング材２は、圧力容器２０内に収納されて（あるいは外部から気密に圧力容器２０内に供給される）、その開放端２ｂが圧力容器２０の下端部に形成された開口部に気密に取り付けられる。圧力容器２０内にエアコンプレッサー２１から圧縮空気を供給すると、管ライニング材２は反転しながら更生管１２内に挿入されていく。
【００３６】
管ライニング材２が所定長さ挿入されると、蒸気槽２７の蒸気２９が蒸気ポンプ３１により蒸気ホース３２に供給される。管ライニング材２は圧縮空気により円形に膨張して更生管１２の内周面に押し付けられた状態になっており、この状態で、蒸気ホース３２の噴射口３２ｂから蒸気がミスト３４として管ライニング材２に吹き付けられるので、管ライニング材２に含浸された熱硬化性樹脂が硬化し、セグメントからなる更生管１２の内周面にライニングが施される。
【００３７】
管ライニング材２に噴射された蒸気は下方に温水２８として貯留し、この温水が排水パイプ２３などを介して蒸気槽２７に戻されて再び加熱され、蒸気として蒸気ホース３２に供給される。従って、温水の循環システムが形成されるので、省エネルギーを可能にするライニングが施される。また、蒸気はミストとして噴出されるので、均一に樹脂を硬化させることができる。
【００３８】
更生管１２内で硬化した管ライニング材２はその端部２ａ、２ｂが切断され、セグメントからなる更生管１２と一体化された管ライニング材２からなる更生管が形成される。
【００３９】
なお、上述した例では、管ライニング材を反転により既設管内に挿入しているが、引き込みにより挿入することもできる。また、蒸気により熱硬化性樹脂を硬化させているが、温水そのもの又は温水をミストにしてあるいはシャワリングさせて噴射させ、硬化させることもできる。温水ミストあるいは温水シャワリングにより管ライニング材２を硬化させる場合には、蒸気槽２７に代えて温水槽を用い、蒸気ホース３２に代えて、多数の噴射口のある温水ホースを用いるようにする。樹脂を硬化させる熱媒に熱風を用いる場合には、熱風を供給して管ライニング材を硬化させる。また、樹脂吸収材２０１内に光硬化性樹脂を含浸させる場合には、熱媒に代えて、紫外線などの光を管ライニング材に照射し、管ライニング材を硬化させる。
【００４０】
このように、本発明では、図８に示したように、既設管１０内に異なる部材による２層の更生管、つまり管ライニング材２からなる更生管と、セグメント１からなる更生管１２が敷設される。更生管１２と既設管１０は充填材１３を介して一体化されており、また管ライニング材２に含浸された樹脂は更生管１２のセグメントと接着するので、既設管１０と、セグメントからなる更生管１２と、管ライニング材２からなる更生管が一体となった複合管が構築され、地震など大きな衝撃が加わっても、破壊ないし損傷が少ない大強度の自立管が得られる。自立管として要求される強度によっては、つまり、それほど強度が要求されない場合には、管ライニング材を薄くすることもできるので、管ライニング材による更生工事を円滑に、また早く行うことが可能となる。また、管ライニング材を厚くする場合には、セグメントの内部骨格構造を少なくすることができるので、安価なセグメントを用いた更生管を構築することができる。
【実施例２】
【００４１】
管ライニング材２の管状樹脂吸収材２０１に含浸されている樹脂は、接着剤として機能するので、この樹脂を用いてセグメント同士を接着させれば、セグメントからなる更生管の強度を高めることができる。
【００４２】
そのために、図９に示したように、セグメント１の内周板１０１の内周面の四方外周を低くし、樹脂の通路となる凹部（へこみ）１０１ａを形成する。凹部１０１ａは、内周板１０１の外周四方に形成するのではなく、その一方、２方又は３方だけに形成するようにしてもよい。このようにセグメントの内周面に凹部を形成しておくと、セグメントを周方向及び管長方向に連結したとき、図１０、図１１に示したように、隣接するセグメント１、１間に凹部１０１ａによる間隙（ギャップ）１ｂが形成される。
【００４３】
このようなセグメントを用いて既設管内に更生管を組み立てたあと、図６に示したように管ライニング材２を挿入して、圧縮空気を供給して膨張させ、管ライニング材２をセグメントの内周面（更生管１２の内周面）に押圧すると、管状樹脂吸収材２０１に含浸されていた液状の硬化性樹脂は、セグメント１の凹部１０１ａにより形成された間隙１ｂ内に流れ出し、図１２（ａ）、（ｂ）に示したように、セグメント１の間隙１ｂないし凹部１０１ａに管状樹脂吸収材２０１の樹脂１４が貯留するようになる。
【００４４】
この状態で、管ライニング材２を加熱あるいは光照射すると、管状樹脂吸収材２０１に含浸されていた樹脂が硬化することにより、更生管１２の内周面がライニングされる。それと同時に、セグメント１の間隙１ｂないし凹部１０１ａに流れ込んだ樹脂１４も硬化するので、隣接するセグメント同士が接着され、各セグメントが堅固に結合されて一体化する。従って、管ライニング材２によるライニングにより更生管１２の厚みが増加するだけでなく、更生管１２を構成するセグメントが一体になる分も含めて作用する内外圧に対して強度のある構造が得られる。
【００４５】
また、セグメントの接着強度次第で、セグメントを管長方向に連結するボルト４１とナット４２（図３）の数を減少させたり、あるいはボルトとナットによる連結を省略することができ、工事を短縮化して工費を顕著に減少させることができる。なお、セグメント１の間隙１ｂないし凹部１０１ａに樹脂が流れ込むので、この分量を考量して管状樹脂吸収材２０１の樹脂含浸量を多くしておく。
【００４６】
なお、セグメント１の内周面に形成する凹部１０１ａは、セグメントの四方外周部だけでなく、図１３に示したように、側部に矩形状の凹部１０１ｂを形成したり、あるいは溝状の凹部１０１ｃを形成して隣接するセグメントの接着に使用される樹脂が流れ込む隙間を多くすることもできる。また、凹部ないし溝の形状、大きさは、図示したものに限定されるものでなく、隣接するセグメントとの間に樹脂が流れ込む間隙を形成できるものであれば、任意の形状、大きさにすることができる。
【００４７】
また、樹脂が流れ込む間隙は、セグメントの内周面に形成するのではなく、図１４に示したように、セグメントの側板、端板に形成することができる。
【００４８】
図１４に示すセグメント５は、図１５に示したように、断面が矩形状の既設ボックスカルバート５０を更生するもので矩形を４分割して得られる直角に屈曲した形状を有している。セグメント５は、セグメント１と同様に、内面板５０１、側板５０２、５０３、端板５０４、５０５をプラスチックで一体に成形したもので、強度を持たせるために、セグメント１と同様に、内部板（不図示）が設けられており、リブ構造となっている。側板５０２、５０３、端板５０４、５０５には、それぞれセグメント５を周方向、管長方向に連結するためのボルトを挿通するための穴５０２ａ、５０４ａ、５０５ａ（側板５０３の穴は不可視）が形成されている。
【００４９】
セグメント５では、側板５０２と端板５０４に樹脂が流れ込む凹部５０２ｂ、５０４ｂが形成される。凹部５０２ｂ、５０４ｂの占める面積は、側板５０２、端板５０４の全面積の半分ないしそれ以上となっている。また、側板５０３と端板５０５は、均一な平坦な面となっている。
【００５０】
セグメント１と同様に、セグメント５を、周方向並びに管長方向にボルト、ナットなどを用いて連結して既設ボックスカルバート５０内に更生ボックスカルバート５１（図１５）を敷設することができる。このとき、図１５には図示されていないが、既設ボックスカルバート５０と更生ボックスカルバート５１の間隙には、グラウト材などの充填材が充填され、既設ボックスカルバート５０と更生ボックスカルバート５１が一体化される。
【００５１】
セグメント５を周方向に連結すると、セグメント５の端板５０４と他のセグメント５の端板５０５が当接することから、その間に凹部５０４ｂによる間隙が形成され、またセグメントを管長方向に連結すると、セグメント５の側板５０２と他のセグメント５の側板５０３が当接することからその間に凹部５０２ｂによる間隙が形成される。
【００５２】
この状態で、図６に示した方法で管ライニング材２と同様な構成のライニング材２’を更生ボックスカルバート５１内に挿入して圧縮空気により膨張させ、ライニング材２’を更生ボックスカルバート５１の内周面に押圧すると、管状樹脂吸収材に含浸されていた液状の硬化性樹脂は、セグメント５の凹部５０２ｂ、５０４ｂにより形成された間隙に流入する。ここで、ライニング材２’を加熱あるいは光照射すると、管状樹脂吸収材に含浸されていた樹脂が硬化することにより、更生ボックスカルバート５１の内周面がライニングされるとともに、凹部５０２ｂ、５０４ｂに流れ込んだ樹脂も硬化するので、隣接するセグメント同士が接着され、各セグメントが堅固に結合されて一体化し、上述したのと同様な効果が得られる。
【００５３】
なお、セグメントはプラスチックでできており、高熱には弱いので、管ライニング材２あるいはライニング材２’を加熱するとき、蒸気ミストを冷却するか、熱風をかけるかあるいは蒸気ホースから温水を供給し、温水ミストを噴出してライニング材２、２’の熱硬化性樹脂を硬化させるようにしてもよい。また、セグメントの材質、つまりプラスチックの特性に応じて、蒸気や温水などの熱媒の温度を設定するようにしてもよい。
【実施例３】
【００５４】
実施例１、２では、既設管内に最初にセグメントからなる更生管を敷設し、その後に、管ライニング材によるライニングを行って２層の更生管を構築したが、逆に、最初に、管ライニング材を用いて既設管の内周面をライニングし、その後に、ライニングされた既設管内にセグメントからなる更生管を組み立てて２層構造にしてもよい。この方法が図１６に図示されている。
【００５５】
図６に示したのと同様な方法で、管ライニング材２が既設管１０内に挿入され、圧縮空気により膨張されて既設管１０の内周面に押圧される。この状態で、加熱あるいは光照射により管状樹脂吸収材２０１に含浸されていた樹脂が硬化して既設管１０の内周面が管ライニング材２によりライニングされる。この状態が図１６に図示されている。
【００５６】
続いて、セグメントを周方向に連結して得られる管ユニット１００をマンホール１１からライニングされた既設管１０内に搬入し、管ユニット１００を管長方向に連結してセグメント１からなる更生管１２を構築する。この更生管１２の組み立て方は、図２、３に示したのと同様な方法で行われる。
【００５７】
更生管１２が組み立てられると、図１７に示したように、既設管１０のライニング面と更生管１２間の間隙１３、並びに更生管１２の各セグメントの側板と端板に囲まれた空間に、グラウト材からなる充填材が注入され、ライニングされた既設管１０と更生管１２が堅固に結合して両管が一体化する。
【００５８】
以上のようにして、既設管１０の内部に管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管が敷設され、実施例１、２と同様に、既設管、２層の更生管が一体化した複合管を構築することができ、強度のある自立管を敷設することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ セグメント
２ 管ライニング材
５ セグメント
１０ 既設管
１１ マンホール
１２ 更生管
１３ 充填材
１４ 樹脂
２０ 圧力容器
２７ 蒸気槽
３２ 蒸気ホース
４１ ボルト
４２ ナット
４３ ボルト
５０ 既設ボックスカルバート
５１ 更生ボックスカルバート
１００ 管ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
既設管と前記セグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
前記セグメントからなる更生管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材をセグメントからなる更生管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、セグメントからなる更生管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
既設管を、セグメントからなる更生管と管ライニング材からなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする既設管更生工法。
【請求項２】
前記セグメントに、隣接するセグメントとの間に間隙を発生させる凹部が形成され、該間隙に流れ込んだ管ライニング材の硬化性樹脂により隣接する各セグメントが接着されることを特徴とする請求項１に記載の既設管更生工法。
【請求項３】
前記管ライニング材を硬化させる温度をセグメントの材質に応じて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の既設管更生工法。
【請求項４】
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材を既設管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、既設管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
既設管を、管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする既設管更生工法。
【請求項５】
前記管ライニング材に含浸される硬化性樹脂が、熱及び／又は光により硬化する樹脂であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の既設管更生工法。
【請求項６】
前記管ライニング材が反転あるいは引き込みにより管内に挿入されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の既設管更生工法。
【請求項１】
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
既設管と前記セグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
前記セグメントからなる更生管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材をセグメントからなる更生管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、セグメントからなる更生管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
既設管を、セグメントからなる更生管と管ライニング材からなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする既設管更生工法。
【請求項２】
前記セグメントに、隣接するセグメントとの間に間隙を発生させる凹部が形成され、該間隙に流れ込んだ管ライニング材の硬化性樹脂により隣接する各セグメントが接着されることを特徴とする請求項１に記載の既設管更生工法。
【請求項３】
前記管ライニング材を硬化させる温度をセグメントの材質に応じて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の既設管更生工法。
【請求項４】
既設管内に更生管を構築して既設管を更生する既設管更生工法であって、
既設管内に液状の硬化性樹脂を含浸してなる管ライニング材を挿入して該管ライニング材を既設管の内周面に押し当てた状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、既設管内に管ライニング材からなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管内に、セグメントを周方向並びに管長方向に連結して得られるセグメントからなる更生管を構築し、
前記管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管との間の間隙に充填材を注入し、
既設管を、管ライニング材からなる更生管とセグメントからなる更生管の２層の更生管で更生することを特徴とする既設管更生工法。
【請求項５】
前記管ライニング材に含浸される硬化性樹脂が、熱及び／又は光により硬化する樹脂であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の既設管更生工法。
【請求項６】
前記管ライニング材が反転あるいは引き込みにより管内に挿入され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１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１０６６７７（Ｐ２０１１−１０６６７７Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６８８１（Ｐ２０１０−２８６８８１）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【分割の表示】特願２００９−１５８３１１（Ｐ２００９−１５８３１１）の分割
【原出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【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６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【分割の表示】特願２００９−１５８３１１（Ｐ２００９−１５８３１１）の分割
【原出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【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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