更生管及び該更生管を用いた管更生工法
【課題】外力に対して変形を起こしにくく、管路修復構造を高強度にした更生管並びにこの更生管を用いた管更生工法を提供する。
【解決手段】内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された外壁板とをプラスチックによって一体に形成したセグメント１を周方向並びに管長方向に連結して更生管を組み立てる。セグメントを周方向に連結してなる管ユニットには、その外周を包囲して管ユニットを拘束するアラミド繊維からなるワイヤー３０が取り付けられる。アラミド繊維のワイヤーは、引張強度が高く、既設管と更生管の間に充填される充填材内に埋め込まれ固定化することができるので、高強度の複合管を構築することができる。
【解決手段】内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された外壁板とをプラスチックによって一体に形成したセグメント１を周方向並びに管長方向に連結して更生管を組み立てる。セグメントを周方向に連結してなる管ユニットには、その外周を包囲して管ユニットを拘束するアラミド繊維からなるワイヤー３０が取り付けられる。アラミド繊維のワイヤーは、引張強度が高く、既設管と更生管の間に充填される充填材内に埋め込まれ固定化することができるので、高強度の複合管を構築することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して組み立てられる管路施設修復用の更生管並びにこの更生管を用いた管更生工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された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該管路を補修する管ライニング工法が提案され、既に実用に供されている。
【０００３】
上記管ライニング工法は、例えば管状樹脂吸着材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸せしめて構成される管ライニング材を流体圧によって管路内に反転させながら挿入し、該管ライニング材を流体圧によって管路の内周壁に押圧したまま、管ライニング材を任意の方法によって加熱してこれに含浸された熱硬化性樹脂を硬化させることによって、管路内にプラスチックパイプを形成して管路を補修する工法である。
【０００４】
また、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立て、該管ユニットを管長方向に連結して成る更生管を用いて管路を更生する工法も知られており（特許文献１）、大口径の管路に対しては、この管更生工法が使用されている。
【０００５】
セグメントを用いた更生管による管更生では、周方向には、内部骨格構造が少なく、外力に対して変形を起こし易いので、これらの欠点を解決するために、セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットにその外周を包囲して管ユニットを拘束する拘束部材を取り付け、外力に対して変形を起こすのを防止した更生管を構築することが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８６７４２号公報
【特許文献２】再表２００６／２７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載された更生管では、金属又はカーボン繊維の材質でできたワイヤーあるいはバンドでセグメントを拘束している。これらのワイヤーあるいはバンドは、セグメント更生管と既設管の間に充填されるモルタル充填材内に埋め込まれて、既設管、充填材及びセグメント更生管からなる複合管の強度を高める効果がある。しかしながら、ワイヤーが鉄筋などでできている場合には、引張強度に弱く、複合管に大きな外圧あるいは内圧がかかると、複合管が充填材あるいはセグメント更生管の部分で部分的にあるいは全体が破壊してしまうという問題がある。
【０００８】
カーボン繊維でできた拘束部材を用いると、複合管の強度は増大するが、カーボン繊維は高価であり、また加工が困難であるという欠点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、外力に対して変形を起こしにくく、高強度な更生が可能な更生管及び該更生管を用いた管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】
【００１０】
本発明（請求項１、５、７）は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であり、
請求項１の発明は、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、前記セグメントを周方向に連結して構成される管ユニットが順次管長方向に連結され、該管長方向に連結した管ユニットの外周にスパイラル状に巻回されるアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドが取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明（請求項９、１２〜１６）は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
請求項９の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーを取り付け、
前記ワイヤーが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１４】
請求項１２の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるワイヤーを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とワイヤーの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１５】
請求項１３の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにアラミド繊維からなるワイヤーをスパイラル状に取り付けながら管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれた更生管を既設管内に敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状になったワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項１４の発明は、
スパイラル状に巻かれたアラミド繊維からなるワイヤーを管長方向に延びる方向に既設管内に配置し、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれたワイヤー内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状に巻かれたワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項１５の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを取り付け、
前記バンドが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１８】
請求項１６の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とバンドの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アラミド繊維からなる部材を既設管と更生管の間に充填される充填材内に埋め込み、固定化することができるので、高強度の内部骨格構造が得られ、更生管に作用する外力を骨格構造全体に分散させることができ、大きな内圧あるいは外圧に対して変形を起こしにくい高強度の複合管を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】管ユニットのセグメントを連結部材を用いて管長方向に連結する状態を示した説明図である。
【図５】ワイヤーを管ユニットに取り付けたときのセグメントの斜視図である。
【図６】ワイヤーを管ユニットに一周させ、その両端部を結合した状態を示した説明図である。
【図７】図４の一つの連結部材に沿ってその連結部材を縦断して切断したときのセグメントの断面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿って垂直に切断して見たときのセグメントの断面図である。
【図９】セグメントの端板を示す正面図である。
【図１０】管ユニットを組み立て更生管を敷設する状態を説明した説明図である。
【図１１】管ユニットを組み立て更生管を敷設したときの斜視図である。
【図１２】ワイヤーをスパイラル状に管ユニットに取り付けたときのセグメントの斜視図である。
【図１３】ワイヤーをスパイラル状に管ユニットに取り付けるときに用いられるセグメントの斜視図である。
【図１４】スパイラル状のワイヤーを用いて管ユニットを組み立て更生管を敷設する状態を説明した説明図である。
【図１５】スパイラル状のワイヤー内に管ユニットを組み立て更生管を敷設する状態を説明した説明図である。
【図１６】メッシュ状のバンドを管ユニットに取り付けたときのセグメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて説明する。本発明は、下水管、上水管、トンネル、あるいは農業用水路などの大口径の既設管を更生あるいは修復するのに適しており、各実施例では、更生管は、管長方向に直交する断面形状が円形として説明されるが、矩形など円形以外の形状の更生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ものである。
【実施例１】
【００２２】
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。端板１０４、１０５は、後述するように、セグメントを周方向に縛るワイヤーを通過させるために、Ｗで示した中間部が欠如している。
【００２３】
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。
【００２４】
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と平行に等間隔に立設される。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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２つ形成され、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。
【００２７】
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。このような端板結合は、それぞれ図１で見て手前側と奥側の端板１０４と１０５において行われる。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
このような管ユニット１０の各セグメントは、図４に示したように、連結部材（締め付け部材）１１とナット１２を用いて他の管ユニットのセグメントと連結され管長方向に延ばされる。
【００３２】
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にねじ込み、ナット１２を内部板１０６に締め付けて内部板１０６に固定する。
【００３３】
ナット１２の管長方向の長さは、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、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。
【００３４】
この状態で、連結部材１１を、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、連結部材１１とナット１２が連結される。その後、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。
【００３５】
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４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。
【００３６】
このようにして、管ユニットのセグメントを、他の管ユニットのセグメントと管長方向に連結することにより、管ユニットを管長方向に任意の長さに連結することができ、管ユニットないしセグメントからなる更生管を構築することができる。
【００３７】
上述したようにして組み立てられた管ユニット１０の強度を高めるために、本実施例では、図５、図６に示したように、高強度で高弾性のワイヤー部材、例えば、アラミド繊維からなる断面がほぼ円形のワイヤー３０を管ユニット１０に取り付け、管ユニット１０をワイヤー３０で縛るようにする。アラミド繊維は東レ・デュポン株式会社で開発され、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）の商品名で販売されているもので、アラミド繊維は、特に高強度で高弾性であり、引張強度が極めて高いことが特徴である。このアラミド繊維を組紐状に編んだもの（ファイベックス株式会社が開発）をワイヤーとして、ワイヤーを管ユニットに取り付けるようにする。なお、この組紐状に編んだアラミド繊維上に珪砂を塗布したもの（ファイベックス株式会社が開発）をワイヤーとするようにしてもよい。
【００３８】
ワイヤー３０は、図５に示したように、各セグメントの２つの内部板１０７間に配置され、管ユニット１０の管長方向に見てほぼ中央を周方向に一周し、図６に示したように、その端部３０ａと３０ｂが重ね合され、連結具３１によって連結される。連結具３１は、鋸歯のような歯が形成された細片３１ａを逆歯が形成されたボックス３１ｂの穴に挿通し、逆歯と細片３１ａの歯をかみ合わせることによりワイヤー３０の端部３０ａ、３０ｂを締め付けて連結する市販の連結具である。このような連結具３１でなく、通常の紐で両端３０ａ、３０ｂを結束して連結することもできる。ワイヤー３０は、後述するように、セグメント更生管と既設管の間に充填されるグラウト材などの充填材に埋め込まれて充填材内に固定されるので、ワイヤー３０の端部３０ａ、３０ｂの連結は一時的なものであってよい。
【００３９】
このワイヤー３０を管ユニット１０に取り付けるとき、図７、図８に示したように、ワイヤー３０の下方端部がセグメントの内面板１０１の既設管に向かう面１０１ｂから所定高さＨだけ浮かせて取り付けられるように、内面板１０１の面１０１から垂直に突出したガイド部材３４が内部板１０７間に一体に形成される。このガイド部材３４には、ガイド溝３４ａが形成されており、ワイヤー３０は、このガイド溝３４ａ内に収まるようにして取り付けられる。ワイヤー３０が、セグメントを管長方向に連結する連結部材１１より低い位置に取り付けられるように上記Ｈを定める。
【００４０】
このようなガイド部材３４は、セグメント１の周方向に複数設けられ、図７、図８に示したように、連結部材１１が存在する位置の下方に設けるようにするのが好ましい。このとき、ワイヤー３０と連結部材１１を紐やロープ（不図示）を用いて結束すると、ワイヤー３０の取り付けが容易になる。
【００４１】
なお、ワイヤー３０を管ユニット１０に浮かせて取り付ける場合には、図９に示したように、セグメント１の端板１０４には、セグメントの内面板の既設管に向かう面１０１ｂからの高さがＨとなったガイド溝を有するガイド部１０４ｄが形成される。このガイド部１０４ｄにより、ワイヤー３０を内部板１０１の面１０１ｂからＨだけ浮かせて取り付けることができる。なお、他方の端板１０５も、端板１０４のガイド部１０４ｄと同様なガイド部を設けるようにする。
【００４２】
このように構成されたセグメント１を用いて既設管を更生する方法を説明する。
【００４３】
まず、図１０に示すように、マンホール２０を介して既設管２１にセグメント１を搬入し、図２、図３に示すように、セグメント１を周方向に順次連結して管ユニット１０を組み立てる。続いて、図５、図６に示したように、管ユニット１０にその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤー３０を取り付ける。このとき、図７、図８に示したように、ワイヤー３０を内面板の既設管に向かう面からＨの高さ浮かせて取り付けるようにする。
【００４４】
続いて、ワイヤー３０が取り付けられた管ユニット１０を、図４に示す方法で、連結部材１１を用いて順次管長方向に連結し、図１０、図１１に示したように、既設管２１内に更生管４０を敷設する。
【００４５】
続いて、更生管４０と既設管２１間の隙間Ｓにグラウト材などの充填材を充填し、ワイヤー３０を充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。なお、図１０、図１１においては、連結部材１１などは省略されており、セグメントが簡略化して図示されている。
【００４６】
これにより、既設管２１と更生管４０が充填材により堅固に結合された複合管を構築することができる。既設管２１と更生管４０間に充填材を充填するとき、充填材は、図８で矢印で示すように、ワイヤー３０の上側と下側に充填されるので、ワイヤー３０の四方に充填材が存在し、充填材の固化によりワイヤー３０は充填材内に堅固に固定され、充填材と一体に結合される。ワイヤー３０は、引張強度が極めて高いアラミド繊維でできているので、複合管に大きな外圧あるいは内圧がかかっても、変形を起こしにくい高強度の更生が可能となる。
【００４７】
なお、上述した実施例では、管ユニット１０にワイヤー３０を取り付けてから、ワイヤーが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結したが、ワイヤー３０を取り付ける前に、管ユニット１０を連結部材１１を用いて管長方向に連結し、管ユニットを管長方向に連結するごとに、ワイヤー３０を管ユニット１０の全周に取り付け、この管ユニットの管長方向への連結とワイヤーの取付けを順次行って既設管２１内に更生管４０を構築するようにしてもよい。この場合も、既設管２１と更生管４０の間に充填材が充填されたとき、ワイヤー３０の四方に充填材が存在し、充填材の固化によりワイヤー３０は充填材内に堅固に固定され、複合管に大きな外圧あるいは内圧がかかっても、変形を起こしにくい高強度の更生が可能となる。
【実施例２】
【００４８】
実施例１では、ワイヤー３０は管ユニット１０の全周を一巡してその両端部が結束され、ほぼ円形の形をした一本のワイヤーとなっているが、ワイヤーをスパイラル状にして連続して管ユニットに取り付けるようにすることもできる。その実施例が図１２から図１４に図示されている。
【００４９】
ワイヤー５０は、ワイヤー３０と同様に、アラミド繊維でできており、図１２に示したように、管ユニットのセグメント１の側板１０２、１０３、端板１０４、１０５上に乗るように、所定の螺旋ピッチでスパイラル状に巻回されて管ユニットに取り付けられる。従って、端板１０４、１０５は図１に示したように、Ｗの部分が欠損したものではなく、連続した同じ高さの一枚の板形状にする。
【００５０】
ワイヤー５０をセグメントにスパイラル状に巻くために、図１３に示したように、管ユニットを構成するセグメント１の側板１０２、１０３と端板１０４、１０５の上部にワイヤー５０をスパイラル状に導くためのガイド溝１０２ｅ、１０３ｅ、１０４ｅ、１０５ｅを形成するようにする。このようなガイド溝を、図１３で仮想線で示すように、複数個所に形成しておくと、ワイヤー５０を異なる螺旋ピッチで取り付けることが可能になる。なお、内部板１０６、１０７が存在する場合には、同様にその上部にワイヤー５０をスパイラル状に案内するガイド溝を形成するようにする。
【００５１】
このようなスパイラル状のワイヤー５０を用いて既設管を更生するには、実施例１と同様に、セグメント１を周方向に連結して管ユニット１０を組み立てる。そして、図１４に示したように、管ユニットにワイヤー５０をスパイラル状に取り付けながら管ユニット１０を順次管長方向に連結部材を用いて連結して、ワイヤー５０をスパイラル状に外周に連続して取り付けた更生管４０を既設管２１内に敷設する。なお、ワイヤー５０は、既にワイヤー５０が巻かれている管ユニットに他の管ユニットを連結部材１１で連結してからその管ユニットに取り付けてもよいし、あるいは前もってワイヤーをスパイラル状に設置した管ユニットを、既にワイヤー５０が巻かれている管ユニットに連結部材で連結してスパイラル状に巻くようにしてもよい。
【００５２】
そのあと、敷設された更生管４０と既設管２１間の隙間にグラウト材などの充填材を充填し、スパイラル状になったワイヤー５０を充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。この場合、ワイヤー５０はその全体が充填材内に埋め込まれるので、大きな外圧あるいは内圧がかかっても変形がすくない高強度の複合管を構築することができる。
【００５３】
なお、スパイラル状になったワイヤーの充填材内への埋め込みは、図１５に図示したように、予めワイヤー５０をスパイラル状に管長方向に延びるように既設管内に配置し、それを既設管に固定されたアンカー（不図示）に結合して、安定した形状になるようにし、続いて、セグメントを周方向に連結した管ユニットを、スパイラル状に巻かれたワイヤー内に順次管長方向に連結して更生管を敷設するようにしてもよい。この場合、ワイヤー５０は、更生管４０に密着して取り付けられないが、充填材内に埋め込まれて充填材が固化されたときには、充填材と一体的に結合されるので、同様に、大きな外圧あるいは内圧がかかっても変形がすくない高強度の複合管を構築することができる。
【００５４】
実施例２の場合、ワイヤー５０は連続したスパイラル状になっているので、実施例１のように、ワイヤーを管ユニットに取り付けるごとに、ワイヤーの両端部を結束する必要がなく、更生作業を効率的に行なうことができる。
【実施例３】
【００５５】
図１６には、線状のワイヤーに代わり、アラミド繊維からなるメッシュ状のバンド６０をセグメントないし管ユニットに取り付ける実施例が図示されている。
【００５６】
バンド６０は、管長方向の幅がＬであり、管ユニット１０の全周を一周する長さを有し、その両端はワイヤー３０と同様な連結具３１を介して結合され、管ユニットを縛るような形で管ユニットに取り付けられる。バンド６０は、セグメント１の端板１０４、１０５の上端部の上に載るように取り付けられるので、端板１０４、１０５は図１に示したように、Ｗの部分が欠損したものではなく、連続した同じ高さの一枚の板形状にする。幅Ｌのバンド６０は、ｄ１×ｄ２の矩形の空白領域が多数形成されたメッシュ構造になっている。
【００５７】
このようなメッシュ構造のバンド６０を用いて管更生を行う場合、ワイヤー３０を用いる場合と同様に、セグメント１を周方向に連結して管ユニット１０を構成し、バンド６０を管ユニットの外周に一周させ管ユニットに取り付ける。続いて、バンド６０が取り付けられた管ユニット１０を管長方向に順次連結して既設管２１内に組み立て更生管４０を敷設する。敷設が完了したら、更生管４０と既設管２１間の隙間にグラウト材などの充填材を充填し、バンド６０を充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。
【００５８】
バンド６０の取付けは、管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結してから、行うようにすることができ、この場合には、管ユニットを管長方向に連結するごとに、バンド６０を管ユニット１０の全周に取り付け、管ユニットの管長方向への連結とバンドの取付けを順次行って更生管を既設管内に敷設し、そのあと、更生管と既設管間の隙間に充填材を充填し、バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。
【００５９】
メッシュ状のバンド６０を用いる場合には、アラミド繊維がバンド６０の周方向６０ａだけでなく管長方向６０ｂにも存在するので、バンド６０が充填材内部に埋め込まれた場合、既設管と更生管が充填材で結合された複合管は、周方向だけでなく、管長方向にも、引張強度が大きくなり、大きな外圧あるいは内圧がかかっても変形がすくない高強度の複合管を構築することができる。
【００６０】
バンド６０のメッシュ構造は、図１６に図示したように矩形だけでなく、菱形、円形などの形状が多数できるようなメッシュ構造であってもよい。また、バンド幅Ｌもセグメント１の管長方向の全幅（端板の幅）に広がる幅であってもよい。
【００６１】
なお、スパイラル状のワイヤーが管長方向に渡って連続して充填材内に埋め込まれて固定される場合（実施例２）、あるいはメッシュ状のバンドが充填材内に埋め込まれて固定される場合（実施例３）、既設管と充填材を介して一体的に結合された更生管からなる複合管の強度は、極めて高くなるので、ワイヤーあるいはバンドの材質は、必ずしも、アラミド繊維でなく、鉄筋などの鉄材あるいはその他の金属製でもよい。従って、スパイラル状に管長方向に連続して延びる金属製のワイヤーを更生管に取り付けたり、あるいは金属製のメッシュ構造のバンドを管ユニットの全周に取り付け、更生管を構築するようにしてもよい。スパイラル状のワイヤーあるいはメッシュ構造のバンドは、既設管と更生管の間に充填される充填材に埋め込まれて固定されるので、同様に、高強度の複合管を構築することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ セグメント部材
１０ 管ユニット
１１ 連結部材
１２ ナット
１３ ボルト
１４ ナット
２０ マンホール
２１ 既設管
３０ ワイヤー
３１ 連結具
３４ ガイド部材
４０ 更生管
５０ ワイヤー
６０ バンド
１０１ 内面板
１０２、１０３ 側板
１０４、１０５ 端板
１０６、１０７ 内部板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して組み立てられる管路施設修復用の更生管並びにこの更生管を用いた管更生工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された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該管路を補修する管ライニング工法が提案され、既に実用に供されている。
【０００３】
上記管ライニング工法は、例えば管状樹脂吸着材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸せしめて構成される管ライニング材を流体圧によって管路内に反転させながら挿入し、該管ライニング材を流体圧によって管路の内周壁に押圧したまま、管ライニング材を任意の方法によって加熱してこれに含浸された熱硬化性樹脂を硬化させることによって、管路内にプラスチックパイプを形成して管路を補修する工法である。
【０００４】
また、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立て、該管ユニットを管長方向に連結して成る更生管を用いて管路を更生する工法も知られており（特許文献１）、大口径の管路に対しては、この管更生工法が使用されている。
【０００５】
セグメントを用いた更生管による管更生では、周方向には、内部骨格構造が少なく、外力に対して変形を起こし易いので、これらの欠点を解決するために、セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、該管ユニットにその外周を包囲して管ユニットを拘束する拘束部材を取り付け、外力に対して変形を起こすのを防止した更生管を構築することが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８６７４２号公報
【特許文献２】再表２００６／２７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載された更生管では、金属又はカーボン繊維の材質でできたワイヤーあるいはバンドでセグメントを拘束している。これらのワイヤーあるいはバンドは、セグメント更生管と既設管の間に充填されるモルタル充填材内に埋め込まれて、既設管、充填材及びセグメント更生管からなる複合管の強度を高める効果がある。しかしながら、ワイヤーが鉄筋などでできている場合には、引張強度に弱く、複合管に大きな外圧あるいは内圧がかかると、複合管が充填材あるいはセグメント更生管の部分で部分的にあるいは全体が破壊してしまうという問題がある。
【０００８】
カーボン繊維でできた拘束部材を用いると、複合管の強度は増大するが、カーボン繊維は高価であり、また加工が困難であるという欠点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、外力に対して変形を起こしにくく、高強度な更生が可能な更生管及び該更生管を用いた管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】
【００１０】
本発明（請求項１、５、７）は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であり、
請求項１の発明は、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、前記セグメントを周方向に連結して構成される管ユニットが順次管長方向に連結され、該管長方向に連結した管ユニットの外周にスパイラル状に巻回されるアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドが取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明（請求項９、１２〜１６）は、内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
請求項９の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーを取り付け、
前記ワイヤーが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１４】
請求項１２の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるワイヤーを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とワイヤーの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１５】
請求項１３の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにアラミド繊維からなるワイヤーをスパイラル状に取り付けながら管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれた更生管を既設管内に敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状になったワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項１４の発明は、
スパイラル状に巻かれたアラミド繊維からなるワイヤーを管長方向に延びる方向に既設管内に配置し、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれたワイヤー内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状に巻かれたワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項１５の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを取り付け、
前記バンドが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【００１８】
請求項１６の発明は、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とバンドの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アラミド繊維からなる部材を既設管と更生管の間に充填される充填材内に埋め込み、固定化することができるので、高強度の内部骨格構造が得られ、更生管に作用する外力を骨格構造全体に分散させることができ、大きな内圧あるいは外圧に対して変形を起こしにくい高強度の複合管を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】管ユニットのセグメントを連結部材を用いて管長方向に連結する状態を示した説明図である。
【図５】ワイヤーを管ユニットに取り付けたときのセグメントの斜視図である。
【図６】ワイヤーを管ユニットに一周させ、その両端部を結合した状態を示した説明図である。
【図７】図４の一つの連結部材に沿ってその連結部材を縦断して切断したときのセグメントの断面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿って垂直に切断して見たときのセグメントの断面図である。
【図９】セグメントの端板を示す正面図である。
【図１０】管ユニットを組み立て更生管を敷設する状態を説明した説明図である。
【図１１】管ユニットを組み立て更生管を敷設したときの斜視図である。
【図１２】ワイヤーをスパイラル状に管ユニットに取り付けたときのセグメントの斜視図である。
【図１３】ワイヤーをスパイラル状に管ユニットに取り付けるときに用いられるセグメントの斜視図である。
【図１４】スパイラル状のワイヤーを用いて管ユニットを組み立て更生管を敷設する状態を説明した説明図である。
【図１５】スパイラル状のワイヤー内に管ユニットを組み立て更生管を敷設する状態を説明した説明図である。
【図１６】メッシュ状のバンドを管ユニットに取り付けたときのセグメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて説明する。本発明は、下水管、上水管、トンネル、あるいは農業用水路などの大口径の既設管を更生あるいは修復するのに適しており、各実施例では、更生管は、管長方向に直交する断面形状が円形として説明されるが、矩形など円形以外の形状の更生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ものである。
【実施例１】
【００２２】
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。端板１０４、１０５は、後述するように、セグメントを周方向に縛るワイヤーを通過させるために、Ｗで示した中間部が欠如している。
【００２３】
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。
【００２４】
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と平行に等間隔に立設される。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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２つ形成され、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。
【００２７】
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。このような端板結合は、それぞれ図１で見て手前側と奥側の端板１０４と１０５において行われる。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
このような管ユニット１０の各セグメントは、図４に示したように、連結部材（締め付け部材）１１とナット１２を用いて他の管ユニットのセグメントと連結され管長方向に延ばされる。
【００３２】
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にねじ込み、ナット１２を内部板１０６に締め付けて内部板１０６に固定する。
【００３３】
ナット１２の管長方向の長さは、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、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。
【００３４】
この状態で、連結部材１１を、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、連結部材１１とナット１２が連結される。その後、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。
【００３５】
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４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。
【００３６】
このようにして、管ユニットのセグメントを、他の管ユニットのセグメントと管長方向に連結することにより、管ユニットを管長方向に任意の長さに連結することができ、管ユニットないしセグメントからなる更生管を構築することができる。
【００３７】
上述したようにして組み立てられた管ユニット１０の強度を高めるために、本実施例では、図５、図６に示したように、高強度で高弾性のワイヤー部材、例えば、アラミド繊維からなる断面がほぼ円形のワイヤー３０を管ユニット１０に取り付け、管ユニット１０をワイヤー３０で縛るようにする。アラミド繊維は東レ・デュポン株式会社で開発され、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）の商品名で販売されているもので、アラミド繊維は、特に高強度で高弾性であり、引張強度が極めて高いことが特徴である。このアラミド繊維を組紐状に編んだもの（ファイベックス株式会社が開発）をワイヤーとして、ワイヤーを管ユニットに取り付けるようにする。なお、この組紐状に編んだアラミド繊維上に珪砂を塗布したもの（ファイベックス株式会社が開発）をワイヤーとするようにしてもよい。
【００３８】
ワイヤー３０は、図５に示したように、各セグメントの２つの内部板１０７間に配置され、管ユニット１０の管長方向に見てほぼ中央を周方向に一周し、図６に示したように、その端部３０ａと３０ｂが重ね合され、連結具３１によって連結される。連結具３１は、鋸歯のような歯が形成された細片３１ａを逆歯が形成されたボックス３１ｂの穴に挿通し、逆歯と細片３１ａの歯をかみ合わせることによりワイヤー３０の端部３０ａ、３０ｂを締め付けて連結する市販の連結具である。このような連結具３１でなく、通常の紐で両端３０ａ、３０ｂを結束して連結することもできる。ワイヤー３０は、後述するように、セグメント更生管と既設管の間に充填されるグラウト材などの充填材に埋め込まれて充填材内に固定されるので、ワイヤー３０の端部３０ａ、３０ｂの連結は一時的なものであってよい。
【００３９】
このワイヤー３０を管ユニット１０に取り付けるとき、図７、図８に示したように、ワイヤー３０の下方端部がセグメントの内面板１０１の既設管に向かう面１０１ｂから所定高さＨだけ浮かせて取り付けられるように、内面板１０１の面１０１から垂直に突出したガイド部材３４が内部板１０７間に一体に形成される。このガイド部材３４には、ガイド溝３４ａが形成されており、ワイヤー３０は、このガイド溝３４ａ内に収まるようにして取り付けられる。ワイヤー３０が、セグメントを管長方向に連結する連結部材１１より低い位置に取り付けられるように上記Ｈを定める。
【００４０】
このようなガイド部材３４は、セグメント１の周方向に複数設けられ、図７、図８に示したように、連結部材１１が存在する位置の下方に設けるようにするのが好ましい。このとき、ワイヤー３０と連結部材１１を紐やロープ（不図示）を用いて結束すると、ワイヤー３０の取り付けが容易になる。
【００４１】
なお、ワイヤー３０を管ユニット１０に浮かせて取り付ける場合には、図９に示したように、セグメント１の端板１０４には、セグメントの内面板の既設管に向かう面１０１ｂからの高さがＨとなったガイド溝を有するガイド部１０４ｄが形成される。このガイド部１０４ｄにより、ワイヤー３０を内部板１０１の面１０１ｂからＨだけ浮かせて取り付けることができる。なお、他方の端板１０５も、端板１０４のガイド部１０４ｄと同様なガイド部を設けるようにする。
【００４２】
このように構成されたセグメント１を用いて既設管を更生する方法を説明する。
【００４３】
まず、図１０に示すように、マンホール２０を介して既設管２１にセグメント１を搬入し、図２、図３に示すように、セグメント１を周方向に順次連結して管ユニット１０を組み立てる。続いて、図５、図６に示したように、管ユニット１０にその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤー３０を取り付ける。このとき、図７、図８に示したように、ワイヤー３０を内面板の既設管に向かう面からＨの高さ浮かせて取り付けるようにする。
【００４４】
続いて、ワイヤー３０が取り付けられた管ユニット１０を、図４に示す方法で、連結部材１１を用いて順次管長方向に連結し、図１０、図１１に示したように、既設管２１内に更生管４０を敷設する。
【００４５】
続いて、更生管４０と既設管２１間の隙間Ｓにグラウト材などの充填材を充填し、ワイヤー３０を充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。なお、図１０、図１１においては、連結部材１１などは省略されており、セグメントが簡略化して図示されている。
【００４６】
これにより、既設管２１と更生管４０が充填材により堅固に結合された複合管を構築することができる。既設管２１と更生管４０間に充填材を充填するとき、充填材は、図８で矢印で示すように、ワイヤー３０の上側と下側に充填されるので、ワイヤー３０の四方に充填材が存在し、充填材の固化によりワイヤー３０は充填材内に堅固に固定され、充填材と一体に結合される。ワイヤー３０は、引張強度が極めて高いアラミド繊維でできているので、複合管に大きな外圧あるいは内圧がかかっても、変形を起こしにくい高強度の更生が可能となる。
【００４７】
なお、上述した実施例では、管ユニット１０にワイヤー３０を取り付けてから、ワイヤーが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結したが、ワイヤー３０を取り付ける前に、管ユニット１０を連結部材１１を用いて管長方向に連結し、管ユニットを管長方向に連結するごとに、ワイヤー３０を管ユニット１０の全周に取り付け、この管ユニットの管長方向への連結とワイヤーの取付けを順次行って既設管２１内に更生管４０を構築するようにしてもよい。この場合も、既設管２１と更生管４０の間に充填材が充填されたとき、ワイヤー３０の四方に充填材が存在し、充填材の固化によりワイヤー３０は充填材内に堅固に固定され、複合管に大きな外圧あるいは内圧がかかっても、変形を起こしにくい高強度の更生が可能となる。
【実施例２】
【００４８】
実施例１では、ワイヤー３０は管ユニット１０の全周を一巡してその両端部が結束され、ほぼ円形の形をした一本のワイヤーとなっているが、ワイヤーをスパイラル状にして連続して管ユニットに取り付けるようにすることもできる。その実施例が図１２から図１４に図示されている。
【００４９】
ワイヤー５０は、ワイヤー３０と同様に、アラミド繊維でできており、図１２に示したように、管ユニットのセグメント１の側板１０２、１０３、端板１０４、１０５上に乗るように、所定の螺旋ピッチでスパイラル状に巻回されて管ユニットに取り付けられる。従って、端板１０４、１０５は図１に示したように、Ｗの部分が欠損したものではなく、連続した同じ高さの一枚の板形状にする。
【００５０】
ワイヤー５０をセグメントにスパイラル状に巻くために、図１３に示したように、管ユニットを構成するセグメント１の側板１０２、１０３と端板１０４、１０５の上部にワイヤー５０をスパイラル状に導くためのガイド溝１０２ｅ、１０３ｅ、１０４ｅ、１０５ｅを形成するようにする。このようなガイド溝を、図１３で仮想線で示すように、複数個所に形成しておくと、ワイヤー５０を異なる螺旋ピッチで取り付けることが可能になる。なお、内部板１０６、１０７が存在する場合には、同様にその上部にワイヤー５０をスパイラル状に案内するガイド溝を形成するようにする。
【００５１】
このようなスパイラル状のワイヤー５０を用いて既設管を更生するには、実施例１と同様に、セグメント１を周方向に連結して管ユニット１０を組み立てる。そして、図１４に示したように、管ユニットにワイヤー５０をスパイラル状に取り付けながら管ユニット１０を順次管長方向に連結部材を用いて連結して、ワイヤー５０をスパイラル状に外周に連続して取り付けた更生管４０を既設管２１内に敷設する。なお、ワイヤー５０は、既にワイヤー５０が巻かれている管ユニットに他の管ユニットを連結部材１１で連結してからその管ユニットに取り付けてもよいし、あるいは前もってワイヤーをスパイラル状に設置した管ユニットを、既にワイヤー５０が巻かれている管ユニットに連結部材で連結してスパイラル状に巻くようにしてもよい。
【００５２】
そのあと、敷設された更生管４０と既設管２１間の隙間にグラウト材などの充填材を充填し、スパイラル状になったワイヤー５０を充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。この場合、ワイヤー５０はその全体が充填材内に埋め込まれるので、大きな外圧あるいは内圧がかかっても変形がすくない高強度の複合管を構築することができる。
【００５３】
なお、スパイラル状になったワイヤーの充填材内への埋め込みは、図１５に図示したように、予めワイヤー５０をスパイラル状に管長方向に延びるように既設管内に配置し、それを既設管に固定されたアンカー（不図示）に結合して、安定した形状になるようにし、続いて、セグメントを周方向に連結した管ユニットを、スパイラル状に巻かれたワイヤー内に順次管長方向に連結して更生管を敷設するようにしてもよい。この場合、ワイヤー５０は、更生管４０に密着して取り付けられないが、充填材内に埋め込まれて充填材が固化されたときには、充填材と一体的に結合されるので、同様に、大きな外圧あるいは内圧がかかっても変形がすくない高強度の複合管を構築することができる。
【００５４】
実施例２の場合、ワイヤー５０は連続したスパイラル状になっているので、実施例１のように、ワイヤーを管ユニットに取り付けるごとに、ワイヤーの両端部を結束する必要がなく、更生作業を効率的に行なうことができる。
【実施例３】
【００５５】
図１６には、線状のワイヤーに代わり、アラミド繊維からなるメッシュ状のバンド６０をセグメントないし管ユニットに取り付ける実施例が図示されている。
【００５６】
バンド６０は、管長方向の幅がＬであり、管ユニット１０の全周を一周する長さを有し、その両端はワイヤー３０と同様な連結具３１を介して結合され、管ユニットを縛るような形で管ユニットに取り付けられる。バンド６０は、セグメント１の端板１０４、１０５の上端部の上に載るように取り付けられるので、端板１０４、１０５は図１に示したように、Ｗの部分が欠損したものではなく、連続した同じ高さの一枚の板形状にする。幅Ｌのバンド６０は、ｄ１×ｄ２の矩形の空白領域が多数形成されたメッシュ構造になっている。
【００５７】
このようなメッシュ構造のバンド６０を用いて管更生を行う場合、ワイヤー３０を用いる場合と同様に、セグメント１を周方向に連結して管ユニット１０を構成し、バンド６０を管ユニットの外周に一周させ管ユニットに取り付ける。続いて、バンド６０が取り付けられた管ユニット１０を管長方向に順次連結して既設管２１内に組み立て更生管４０を敷設する。敷設が完了したら、更生管４０と既設管２１間の隙間にグラウト材などの充填材を充填し、バンド６０を充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。
【００５８】
バンド６０の取付けは、管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結してから、行うようにすることができ、この場合には、管ユニットを管長方向に連結するごとに、バンド６０を管ユニット１０の全周に取り付け、管ユニットの管長方向への連結とバンドの取付けを順次行って更生管を既設管内に敷設し、そのあと、更生管と既設管間の隙間に充填材を充填し、バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させる。
【００５９】
メッシュ状のバンド６０を用いる場合には、アラミド繊維がバンド６０の周方向６０ａだけでなく管長方向６０ｂにも存在するので、バンド６０が充填材内部に埋め込まれた場合、既設管と更生管が充填材で結合された複合管は、周方向だけでなく、管長方向にも、引張強度が大きくなり、大きな外圧あるいは内圧がかかっても変形がすくない高強度の複合管を構築することができる。
【００６０】
バンド６０のメッシュ構造は、図１６に図示したように矩形だけでなく、菱形、円形などの形状が多数できるようなメッシュ構造であってもよい。また、バンド幅Ｌもセグメント１の管長方向の全幅（端板の幅）に広がる幅であってもよい。
【００６１】
なお、スパイラル状のワイヤーが管長方向に渡って連続して充填材内に埋め込まれて固定される場合（実施例２）、あるいはメッシュ状のバンドが充填材内に埋め込まれて固定される場合（実施例３）、既設管と充填材を介して一体的に結合された更生管からなる複合管の強度は、極めて高くなるので、ワイヤーあるいはバンドの材質は、必ずしも、アラミド繊維でなく、鉄筋などの鉄材あるいはその他の金属製でもよい。従って、スパイラル状に管長方向に連続して延びる金属製のワイヤーを更生管に取り付けたり、あるいは金属製のメッシュ構造のバンドを管ユニットの全周に取り付け、更生管を構築するようにしてもよい。スパイラル状のワイヤーあるいはメッシュ構造のバンドは、既設管と更生管の間に充填される充填材に埋め込まれて固定されるので、同様に、高強度の複合管を構築することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ セグメント部材
１０ 管ユニット
１１ 連結部材
１２ ナット
１３ ボルト
１４ ナット
２０ マンホール
２１ 既設管
３０ ワイヤー
３１ 連結具
３４ ガイド部材
４０ 更生管
５０ ワイヤー
６０ バンド
１０１ 内面板
１０２、１０３ 側板
１０４、１０５ 端板
１０６、１０７ 内部板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であって、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする更生管。
【請求項２】
前記セグメントの内面板の既設管に向かう面にガイド部材が取り付けられ、前記ワイヤーがガイド部材によって該内面板の既設管に向かう面から所定高さ浮かせて取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の更生管。
【請求項３】
前記セグメントの端板にガイド部が形成され、前記ワイヤーがガイド部により該内面板の既設管に向かう面から所定高さ浮かせて取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の更生管。
【請求項４】
前記ワイヤーは、セグメントを管長方向に連結する連結部材より低い位置に取り付けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の更生管。
【請求項５】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であって、前記セグメントを周方向に連結して構成される管ユニットが順次管長方向に連結され、該管長方向に連結した管ユニットの外周にスパイラル状に巻回されるアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする更生管。
【請求項６】
前記セグメントの側板と端板の上部に、ワイヤーをスパイラル状に導くためのガイド溝が形成されることを特徴とする請求項５に記載の更生管。
【請求項７】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であって、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドが取り付けられることを特徴とする更生管。
【請求項８】
前記バンドは、管長方向と周方向にアラミド繊維が延びるようなメッシュ構造になっていることを特徴とする請求項７に記載の更生管。
【請求項９】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーを取り付け、
前記ワイヤーが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１０】
前記ワイヤーを内面板の既設管に向かう面から所定高さ浮かせて取り付けることを特徴とする請求項９に記載の管更生工法。
【請求項１１】
前記ワイヤーは、セグメントを管長方向に連結する連結部材より低い位置に取り付けられることを特徴とする請求項９又は１０に記載の管更生工法。
【請求項１２】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるワイヤーを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とワイヤーの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１３】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにアラミド繊維からなるワイヤーをスパイラル状に取り付けながら管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれた更生管を既設管内に敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状になったワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１４】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
スパイラル状に巻かれたアラミド繊維からなるワイヤーを管長方向に延びる方向に既設管内に配置し、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれたワイヤー内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状に巻かれたワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１５】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを取り付け、
前記バンドが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１６】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とバンドの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であって、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする更生管。
【請求項２】
前記セグメントの内面板の既設管に向かう面にガイド部材が取り付けられ、前記ワイヤーがガイド部材によって該内面板の既設管に向かう面から所定高さ浮かせて取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の更生管。
【請求項３】
前記セグメントの端板にガイド部が形成され、前記ワイヤーがガイド部により該内面板の既設管に向かう面から所定高さ浮かせて取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の更生管。
【請求項４】
前記ワイヤーは、セグメントを管長方向に連結する連結部材より低い位置に取り付けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の更生管。
【請求項５】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であって、前記セグメントを周方向に連結して構成される管ユニットが順次管長方向に連結され、該管長方向に連結した管ユニットの外周にスパイラル状に巻回されるアラミド繊維からなるワイヤーが取り付けられることを特徴とする更生管。
【請求項６】
前記セグメントの側板と端板の上部に、ワイヤーをスパイラル状に導くためのガイド溝が形成されることを特徴とする請求項５に記載の更生管。
【請求項７】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る、既設管を更生するための更生管であって、前記セグメントを周方向に連結して管ユニットが構成され、該管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドが取り付けられることを特徴とする更生管。
【請求項８】
前記バンドは、管長方向と周方向にアラミド繊維が延びるようなメッシュ構造になっていることを特徴とする請求項７に記載の更生管。
【請求項９】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるワイヤーを取り付け、
前記ワイヤーが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１０】
前記ワイヤーを内面板の既設管に向かう面から所定高さ浮かせて取り付けることを特徴とする請求項９に記載の管更生工法。
【請求項１１】
前記ワイヤーは、セグメントを管長方向に連結する連結部材より低い位置に取り付けられることを特徴とする請求項９又は１０に記載の管更生工法。
【請求項１２】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるワイヤーを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とワイヤーの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記ワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１３】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにアラミド繊維からなるワイヤーをスパイラル状に取り付けながら管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれた更生管を既設管内に敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状になったワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１４】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
スパイラル状に巻かれたアラミド繊維からなるワイヤーを管長方向に延びる方向に既設管内に配置し、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを順次管長方向に連結してスパイラル状に巻かれたワイヤー内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記スパイラル状に巻かれたワイヤーを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１５】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットにその外周を一周するアラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを取り付け、
前記バンドが取り付けられた管ユニットを管長方向に順次連結して既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【請求項１６】
内周面を構成する内面板と、該内面板の周縁に立設された側板並びに端板とをプラスチックによって一体に形成したセグメントを周方向並びに管長方向に連結して成る更生管を用いて既設管を更生する管更生工法であって、
前記セグメントを周方向に連結して管ユニットを構成し、
前記管ユニットを連結部材を用いて管長方向に連結し、
前記管ユニットを管長方向に連結するごとに、アラミド繊維からなるメッシュ状のバンドを該管ユニットの全周に取り付け、
前記管ユニットの管長方向への連結とバンドの取付けを順次行って既設管内に更生管を敷設し、
前記更生管と既設管の間の隙間に充填材を充填し、前記バンドを充填材内に埋め込んで充填材を固化させることを特徴とする管更生工法。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１９４３６（Ｐ２０１３−１９４３６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５１７６５（Ｐ２０１１−１５１７６５）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（５９２０５７３８５）株式会社湘南合成樹脂製作所 (61)
【出願人】（５０１２２０９８３）大森建設株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（５９２０５７３８５）株式会社湘南合成樹脂製作所 (61)
【出願人】（５０１２２０９８３）大森建設株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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