管路の補修工法
【課題】劣化した既設管路の内周面に配置した緩衝材の内側に新管を挿入する際の摩擦抵抗を小さくし、且つ長期間使用しても新管が沈下することがないようにする。
【解決手段】既設管１の内周面に弾性を有する緩衝材３を配置し、更に新管５を挿入して補修する補修工法であって、緩衝材３と新管５との間に摩擦を軽減させる減摩部材を配置して挿入する。減摩部材が管路の長さ方向に配置されたレール４、又は単位管５ａの外周に配置されている減摩部材１０である。
【解決手段】既設管１の内周面に弾性を有する緩衝材３を配置し、更に新管５を挿入して補修する補修工法であって、緩衝材３と新管５との間に摩擦を軽減させる減摩部材を配置して挿入する。減摩部材が管路の長さ方向に配置されたレール４、又は単位管５ａの外周に配置されている減摩部材１０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化した既設管の内部に緩衝材を配置すると共に該緩衝材の内部に新たな管を挿入して補修するための管路の補修工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中には、下水道用の管路、上水道用の管路等の管路を含めて多くの管路が敷設されている。これらの管路は経時的に劣化するため、劣化した管路を更新したり、補修することが行われる。
【０００３】
既設管の補修について下水道用の管路の例を説明する。下水道管路は、所要の位置毎にマンホールを設置すると共に、マンホールの間に複数の鉄筋コンクリート管を配置して敷設されている。このような管路では、長期間の使用によって管の内周面が腐食して強度が低下することがあり、作用する荷重によって破壊する虞が生じる。また、地震や地盤沈下等に起因して、管どうしの間に抜けだしを含むずれが生じたり、管にひび割れが生じることがあり、ずれやひび割れから地下水が浸入する虞がある。そして、管路内に地下水が浸入した場合、下水道処理施設に過大な負担をかけるという問題や、地下水と共に管路周囲の土砂が入り込んで管路の断面積が減少したり、周囲に空洞が生じて道路陥没の原因となるという問題が生じる。
【０００４】
劣化した既設管を補修する場合、既設管の内部に複数の新たな管（新管）を連続させて挿入してマンホール間に新管からなる新たな管路を形成し、更に、新管と既設管との間に形成された隙間にセメントミルクを充填して補修する鞘管工法がある。この鞘管工法では、補修された管路は既設管の強度に硬化したセメントと新管の強度を付加した強度を発揮する。
【０００５】
鞘管工法の場合、新管と既設管との隙間に均一にセメントミルクを充填することが困難であるという問題があり、この問題を解決するために、前記隙間の寸法を大きくとる必要がある。このため、新たな管路の内径は既設管の内径よりもかなり小さくなってしまうという問題が生じる。また、新管と既設管との隙間に充填されたセメントミルクによって新管に浮力が作用して浮上し、新管の中心と既設管の中心との間に偏心が生じるという問題も生じる。
【０００６】
上記の如き鞘管工法に於ける新管と既設管との隙間が大きくならざるを得ないという問題を解決するために、既設管の内周面に弾力性を持った緩衝材による被覆層を形成した後、この被覆層の内側に新管を挿入する被覆工法が提案されている。この被覆工法では、新管の先頭に取り付けた先頭体によって被覆層を圧縮させつつ推進することで、新管を既設管に挿入している。そして、先頭体がマンホールに到達した後、この先頭体を離脱させることで、新管による補修を行っている。
【０００７】
上記被覆工法では、新管を挿入したとき、被覆層は十分に圧縮されて厚みが薄くなっており、新管と既設管との隙間を小さくすることができる。このため、補修した管路の内径を鞘管工法を採用したときと比較して大きい寸法とすることができるという効果を発揮する。また、新管と既設管との間に弾力性を有する被覆層が介在するため、新管と既設管との相対的な変位を吸収することができるという効果も発揮する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記被覆工法であっても全く問題がないわけではなく、既設管の内周面に緩衝材による被覆層を形成した後、該被覆層を圧縮させながら新管を挿入するため、挿入に際し新管と緩衝材との間に大きな摩擦抵抗が生じるという問題がある。この問題は、管の口径が大きくなるのに伴って、又は挿入延長が大きくなるのに伴って顕著になる。
【０００９】
また、新管と既設管との間に存在する被覆層は、弾力性を有する緩衝材によって構成されており、且つ固形化したものではない。このため、長期間の使用に伴って、新管の下部にある緩衝材は上部にある緩衝材に比較して厚みが薄くなり、結果として新管が沈下して新管の中心と既設管の中心との間に偏心が生じるという問題が生じる。この問題は特に大口径の既設管を補修したときに生じる。
【００１０】
本発明の目的は、既設管路の内周面に配置した緩衝材の内側に新管を挿入する際の摩擦抵抗を小さくすることが可能で、且つ長期間使用しても新管が沈下することがないようにした補修工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る管路の補修工法は、既設管の内周面に弾性を有する緩衝材を配置すると共に該緩衝材の内部に新管を挿入して管路を補修する補修工法であって、既設管の内周面に配置した緩衝材と該緩衝材の内部に挿入する新管との間に前記緩衝材と前記新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置して、前記新管を前記緩衝材の内部に挿入することを特徴とするものである。
【００１２】
上記補修工法に於いて、前記減摩部材が、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に且つ管路の長さ方向に配置されているか、又は新管の外周に且つ該新管の長さ方向に配置されていることが好ましい
【００１３】
上記何れかの補修工法に於いて、前記減摩部材が、緩衝材の内部に挿入された新管を支持して該新管の重量が直接緩衝材に作用することを防ぐように構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る補修工法では、既設管の内周面に配置した緩衝材と該緩衝材の内部に挿入する新管との間に、緩衝材と新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置して新管を緩衝材の内部に挿入するので、新管を挿入する際の摩擦抵抗を軽減させることができる。
【００１５】
上記補修工法に於いて、減摩部材が、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に且つ管路の長さ方向に配置されている場合には、軽減した摩擦抵抗の状態で新管を挿入することができる。即ち、挿入に際し、新管には何ら加工する必要がなく、容易に作業を行うことができる。
【００１６】
また、上記補修工法に於いて、減摩部材が、新管の外周に且つ該新管の長さ方向に配置されている場合には、既設管の内周面に緩衝材を配置する以外の作業が必要がなく、減摩部材の施工を全て地上又はマンホールの内部で行うことができる。このため、作業性を向上させることができる。
【００１７】
また、減摩部材が、緩衝材の内部に挿入された新管を支持して該新管の重量が直接緩衝材に作用することを防ぐように構成されている場合には、長期間使用しても挿入された新管が既設管の内部で沈下することがなく、新管の中心と既設管の中心とがずれることを防ぐことができる。
【００１８】
本発明に係る補修工法では、緩衝材が既設管の内周面に配置されるので、この緩衝材の内部に挿入された新管は緩衝材によって支持される。このため、地震時や地盤沈下が生じて既設管が変位するような場合でも、この変位を緩衝材によって吸収することが可能であり、新管に作用する虞のある応力を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施例に係る補修工法を説明する図である。
【図２】第１実施例に係る補修工法の他の例を説明する図である。
【図３】第２実施例に係る補修工法の部分的な拡大図である。
【図４】減摩部材と新管との関係を模式的に説明する図である。
【図５】減摩部材の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る補修工法について説明する。本発明に係る補修工法は、劣化した既設の管路（以下「既設管」という）の内周面に緩衝材からなる被覆層を形成し、この被覆層の内部に新たな管路（以下「新管」という）を構成することによって補修するものである。特に、被覆層の内部に新管を挿入する際に、緩衝材と新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置することによって、新管の挿入を容易に行えるようにしたものである。
【００２１】
補修すべき既設管の口径は限定するものではなく、作業員が中に入ることのできない小口径の既設管から、作業員が中に入って作業することが許される大口径の既設管まで適用することが可能である。特に、緩衝材を既設管の内周面に配置する際の作業性の面からみて、８００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の口径を有する既設管に適用することが有利である。
【００２２】
本発明に於いて、補修すべき既設管の劣化状態を問うものではなく、如何なる劣化状態であっても対応することが可能である。即ち、既設管の劣化状態が、内周面の腐食やひび割れの発生、或いは管の継ぎ目に生じた管どうしのずれや段差等を含むものであって良く、管路の強度が低下したり、内部に地下水が浸入して支障が生じるような場合を含む。しかし、管どうしのずれや段差が大きい場合、補修に先立って、ずれた部分を埋めたり、段差を滑らかにするような前処理が必要となる。
【００２３】
また、「既設管の内周面に緩衝材を配置する」とは、緩衝材が既設管の内周面に固定されているか否か、を問うものではなく、新管を挿入したとき、該新管と既設管の内周面との間に配置されていれば良い。従って、新管の挿入に先立って、緩衝材を既設管の内周面に固定しておく場合と、緩衝材を既設管の内周面に固定することなく単に既設管に内部に通しておくだけの場合とがある。本発明では、何れの場合であっても緩衝材の内部に新管を挿入したとき、緩衝材は既設管の内周面と新管との間に存在することとなり、既設管の内周面に緩衝材を配置したものとする。
【００２４】
既設管の内周面に配置する緩衝材は弾力性を有する緩衝性能を発揮し得るものであれば良く、材質を限定するものではない。このような緩衝材としては、合成繊維や天然繊維或いは無機質繊維からなる織布や不織布があり、これらの中から選択的に採用することが可能である。また、緩衝材としては織布や不織布に限定されるものではなく、弾力性を有する合成樹脂の発泡体を採用することも可能である。
【００２５】
緩衝材の形状は特に限定するものではなく、シート状のものやスリーブ状のものを用いることが可能である。しかし、シート状の緩衝材を用いるか、スリーブ状の緩衝材を用いるかによって既設管の内周面に配置する際の施工法は異なるため、補修すべき既設管の径を含む条件に応じて適宜選択することが好ましい。
【００２６】
例えば、シート状の緩衝材を既設管の内周面に配置する場合、既設管の内周面に緩衝材を沿わせておき、接着或いは釘等の手段によって張り付けておくことが必要となる。このような作業は、既設管の中に作業員が入って行うこととなり、大口径の既設管を対象としたときに有利である。
【００２７】
スリーブ状の緩衝材を既設管の内周面に配置する場合、予め既設管の径に対応させた径を有する緩衝材のスリーブを平たく畳んでおき、この緩衝材を既設管の内部に通した後、内部に圧縮空気を供給して膨らませることで既設管の内周面に配置することが可能である。また、既設管の内部にスリーブ状の緩衝材を平たく畳んだ状態で通しておき、この緩衝材の内部に直接新管を挿入し、挿入した新管を推進することによって緩衝材を既設管の内周面に押し付けて配置することも可能である。
【００２８】
上記の如く、既設管の内周面に緩衝材を配置する際の施工法や、緩衝材の形状は限定することなく、種々のものを選択して採用することが可能である。特に、補修すべき既設管に対する施工の容易さを考慮すると、大口径の既設管に対してはシート状の緩衝材を用い、小口径の既設管に対してはスリーブ状の緩衝材を用いることが好ましい。何れにしても緩衝材は、予め補修すべき既設管の内径に対応した最適なものを選択して採用することが好ましい。
【００２９】
緩衝材の厚さは補修すべき既設管の径や劣化の状態に応じて異なるものの、自由状態で約１０ｍｍ〜約３０ｍｍ程度であることが好ましく、この緩衝材に新管を挿入したときに約３０％〜約８０％程度の圧縮率で圧縮することが好ましい。しかし、既設管や新管はＪＩＳ規格を含む規格によって径が決まっており、目的の既設管の径とこの既設管を補修する新管の径に対応し、前記圧縮率を想定した厚さを持った緩衝材を選択することが好ましい。
【００３０】
例えば、補修すべき管路に不陸が生じていたり、既設管どうしの間に抜けなどに起因する寸法の大きい段差が生じているような場合、緩衝材が上記厚さよりも薄いと新管の挿入が困難になる虞がある。また、緩衝材が上記厚さよりも厚くなると、既設管と新管との隙間を大きくすることになり、補修後の管路の断面積が小さくなるという問題が生じ、更に、緩衝材の内部に新管を挿入する際に必要な推進力も大きくなるという問題が生じる。
【００３１】
緩衝材を繊維や発泡体によって構成した場合、既設管に生じたひび割れや管どうしのずれた部分から地下水と土砂が浸入しても、土砂によって緩衝材が目詰まりを起こして、浸入した地下水が他の部位まで浸透するのを防ぐことが可能であるため好ましい。
【００３２】
既設管を補修する新管の材質は特に限定するものではなく、従来の鞘管工法で用いられる管を用いることが可能である。即ち、合成樹脂管やコンクリート管、鉄管、ＦＲＰ管、ＦＲＰＭ管等の管を選択的に用いることが可能である。
【００３３】
減摩部材は、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に新管を挿入する際に、緩衝材と新管との間に生じる摩擦抵抗を軽減させるものである。このため、緩衝材と新管との摩擦抵抗を軽減させ得るものであれば、材質や形状を限定することなく利用することが可能である。特に、緩衝材と新管との摩擦は両者の全接触面で生じるため、緩衝材の内周面又は新管の外周面或いは両者に減摩部材を設けることで、緩衝材と新管との摩擦を軽減させることが好ましい。
【００３４】
減摩部材としては、緩衝材と新管との間に配置されて、両者と接触し或いは何れか一方と接触して摩擦を軽減させるような部材、或いは緩衝材の一部を圧縮して変形させることで、緩衝材の新管に対する接触を遮断させるような部材、或いは接触面積を減少させるような部材、であって良く、このような部材を緩衝材の材料や新管の材料に対応させて選択することが好ましい。
【００３５】
緩衝材と新管との摩擦を軽減させることが可能なものとして、例えば４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂等の摩擦係数の小さい素材がある。このような素材からなるシートを既設管の内周面に配置した緩衝材の更に内面に張り付けることによって、或いは新管の全外周面に張り付けることによって、減摩部材として利用することが可能である。このようなシートの厚さは特に限定するものではないが、取り扱いを容易とすることの観点から、約０．２ｍｍ〜約０．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３６】
特に、新管の外周面に減摩部材を配置する場合、単に４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂からなるシートを巻き付けておくことでも良い。しかし、シートを巻き付けただけでは緩衝材の内部に挿入する際に、外れてしまう虞がある。このため、新管の全外周に４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂によるコーティングやライニング等の表面処理を施すことで、確実な減摩部材の配置を実現することが可能である。
【００３７】
上記の如く、緩衝材の内周面に又は新管の外周面にシート状の減摩部材を配置した場合には、この減摩部材は新管の外周面、又は緩衝材の内周面と略均一に接触することとなり、新管の挿入時に生じる摩擦を軽減することが可能となる。
【００３８】
また、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に新管を挿入する際に、新管の中心位置と既設管の中心とにずれが生じている場合、新管の挿入の際に生じる緩衝材の圧縮の度合いが不均一になる。このため、緩衝材の新管に対する反力が不均一となり、この結果、新管の全外周にわたって生じる摩擦抵抗が不均一となるため、全体の摩擦抵抗が大きくなる。特に、緩衝材が圧縮されて薄くなった部分では既設管の凹凸や不陸の影響を受け易くなり、大きな抵抗が生じる虞がある。従って、円滑な挿入作業を行うのに支障をきたす虞がある。
【００３９】
このため、緩衝材の内部に新管を挿入する場合、既設管と新管の中心を略一致させることによって、発生する摩擦抵抗の平均化をはかることが可能であり、これにより円滑な挿入作業を実現することが可能となる。例えば、緩衝材の内部に、新管の中心位置が既設管の中心と略一致するように支持する支持部材を設け、該支持部材によって新管を支持することで、既設管と新管の中心を略一致させることが可能である。
【００４０】
上記の如く、緩衝材の内部に設けた支持部材によって新管を支持して新管の中心位置を既設管の中心位置を略一致させることで、新管の挿入に伴って生じる緩衝材の変形量（圧縮される厚さ）は全周にわたって略均一となる。このため、新管の挿入に伴って生じる摩擦抵抗、及び緩衝材の圧縮変形に必要な抵抗も全周にわたって略均一となり、円滑な挿入作業を実現することが可能となる。
【００４１】
支持部材は新管の一部と接触して該新管の重量を支持している。この支持部材が充分に高い剛性と強度を有する。このため、緩衝材が負担する重量を小さくすることが可能となり、この結果、新管の挿入に伴って生じる摩擦抵抗を小さくすることが可能である。
【００４２】
特に、支持部材を新管との摩擦係数の小さい材質とすることで、新管を挿入する際の摩擦抵抗を軽減することが可能となり、この支持部材を減摩部材として用いることが可能である。また、支持部材は緩衝材よりも硬い材質であることが必要である。このように、緩衝材よりも硬い材質からなる支持部材を用いることによって、新管の重量が直接緩衝材に作用することがない。このため、新管を挿入する際に、該新管と緩衝材との接触摩擦を軽減することが可能となる。
【００４３】
上記の如き支持機能を有する減摩部材として、アングル材やチャンネル材、レールを含む鋼やステンレス鋼からなる形材、丸棒や角棒等の棒状の部材、新管との接触部位に４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂等によるコーティング或いはライニング等の表面処理を施した鋼製の形材や棒状の部材、更に、ナイロンを含む摩擦係数の小さい合成樹脂製の形材等があり、これらの中から選択的に採用することが可能である。
【００４４】
減摩部材として上記の如き形材や棒状の部材を用いる場合、これらは長尺状であることが好ましい。このような減摩部材を既設管の内周面に配置した緩衝材の内周面に於ける上部側に配置する場合、減摩部材の落下を防止する目的で予め内周面に固定しておく必要がある。しかし、重量の大きい形材や棒状の部材の場合、緩衝材の内周面の上部側に固定するのは作業に手間がかかるため、緩衝材の内部であって下部側にのみ、該既設管の全長にわたって配置しておくことで良い。そして、新管を挿入する際には予め配置されている形材或いは棒状の部材に挿入すべき新管を載置して推進することで、緩衝材と新管との摩擦抵抗を軽減させることが可能となる。
【００４５】
上記の如く、緩衝材の内部であって下部側に形材や棒状の部材からなる減摩部材を配置したとき、これらの減摩部材によって緩衝材に変形が生じ、該緩衝材と挿入された新管の外周面との間に隙間が形成される。即ち、緩衝材と新管の外周面とが全周にわたって接触することがなく、新管を挿入する際に生じる摩擦抵抗を軽減することが可能となる。
【００４６】
上記の如く、減摩部材を兼ねた支持部材を用いた場合、この支持部材は新管を挿入した後は補修された管路内に残置される。このため、支持部材は緩衝材と比較して圧縮力に対する強度が大きい（緩衝材よりも硬い）ことが好ましい。このような支持部材を用いることで、緩衝材に経時的な変形が生じることを防ぐことが可能となりう、補修された管路が長期間にわたって使用されたとしても、下方の緩衝材が圧縮されて厚さが薄くなってしまう虞がない。従って、長期間使用しても新管と既設管の中心を略一致した状態で保持することが可能である。
【００４７】
また、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に長尺状の支持部材を配置することなく、新管の中心を既設管の中心に略一致させることが可能である。即ち、緩衝材の厚さに対応させた厚さ或いは高さを有する減摩部材を新管の外周面に取り付けておくことで、この新管を緩衝材の内部に挿入したとき、該新管の中心を既設管の中心と略一致させることが可能である。
【００４８】
上記の如き減摩部材の形状としては、新管の外周に嵌め込まれるリング状のもの、複数の滑り面を有するそり状のもの、等がある。また、これらの形状を持つ減摩部材の材質としては、ポリエチレンやナイロンを含む合成樹脂等がある。従って、前記した材料によってリング状に或いはそり状に成形することで、減摩部材を製造することが可能である。
【００４９】
そして、上記の如き形状と材質を有する成形体を新管の外周面に強固に一体化することで、新管を緩衝材の内部に挿入する際には摩擦抵抗を軽減することが可能である。この成形体を一体化させた新管を用いて補修した管路では、前記成形体が緩衝材と比較して圧縮力に対する強度が大きいため、経時的な変形が生じ難く、長期間にわたって使用されたとしても、下方の緩衝材が圧縮されて厚さが薄くなってしまう虞がない。従って、長期間使用しても新管と既設管の中心を略一致した状態で保持することが可能である。
【００５０】
このように、新管の外周めんに成形体を取り付けて新管の中心を既設管の中心に略一致させた場合でも、新管の挿入に伴って生じる緩衝材の変形量を全周にわたって略均一とすることが可能となる。このため、新管の挿入に伴って生じる摩擦抵抗、及び緩衝材の圧縮変形に必要な抵抗も全周にわたって略均一となり、円滑な挿入作業を実現することが可能とである。
【００５１】
更に、シート状の減摩部材を外周面に巻き付けた新管を棒状の支持部材によって支持して緩衝材の内部に挿入することで、或いはシート状の減摩部材を内周面に巻き付けた緩衝材の内部に外周面に減摩部材を取り付けた新管を挿入することで、より摩擦抵抗を軽減させることが可能である。即ち、前述のシート状の減摩部材と支持部材、又はシート状の減摩部材と新管の外周面に取り付ける減摩部材、を夫々併用することも可能である。
【００５２】
緩衝材の内部に新管を挿入する場合、新管の後部から押し込んで推進することで良いが、先頭に配置された新管に先頭体を取り付けておき、この先頭体にワイヤを接続して引っ張ることで推進しても良い。
【００５３】
新管の後部に推力を付与して緩衝材の内部に挿入する場合、新管を構成する単位管どうしの接続は必ずしも強固である必要はなく、通常の推進工法で採用されるジョイントを利用し、或いはソケットを利用して接続部分に於ける水密性を確保し得れば良い。しかし、先頭体にワイヤを接続して引っ張ることで新管を推進する場合、新管を構成する複数の単位管どうしは強固に接続される必要があり、ねじを介した接合等を考慮する必要がある。
【００５４】
次に、第１実施例に係る補修工法について図１を用いて説明する。図に示す補修すべき既設管１は下水道用の管路であり、マンホール２から図示しない他方のマンホールの間に複数のヒューム管を連続させて敷設されている。既設管１の内周面には緩衝材３が配置されている。
【００５５】
緩衝材３はポリエステル繊維からなる不織布（フェルト）を既設管１の内径に対応させたスリーブ状に形成されている。このスリーブを、引込式又は反転式でマンホール２から隣接する他方のマンホールまで挿入した後、圧縮空気を供給して膨らませることで既設管１の内周面に圧接させ、この圧接状態を保持させている。この状態では、緩衝材は自由な状態を保持しており、厚さは略素材の厚さ（例えば３０ｍｍ）を保持している。
【００５６】
尚、前述したように、緩衝材３がシート状に形成されている場合、作業員が既設管１の内部に入り込んで該既設管１の内周面に緩衝材３を沿わせて接着或いは釘等によって張り付けておく。
【００５７】
既設管１の内周面に配置された緩衝材３の内部であって下方には、減摩部材となる一対のレール４が一方のマンホール２から他方のマンホールにむけて、且つ既設管１の全長にわたって配置されている。レール４は、ステンレス鋼や硬質合成樹脂からなるアングル状の形材として構成されており、新管５（単位管５ａ）を載置したとき、既設管１の中心と新管５の中心が略一致し得るような寸法を有している。
【００５８】
上記の如く配置されたレール４は、緩衝材３の内部に単位管５ａを挿入する際に、該単位管５ａと滑り接触しつつ荷重を支持することで、摩擦抵抗を軽減する減摩部材としての機能を発揮すると共に、推進方向を案内するガイド部材としての機能も有している。
【００５９】
上記レール４は摩擦抵抗の小さい素材を用いることが好ましい。しかし、強度的な問題が生じるような場合、強度を優先させてレール４を構成し、少なくとも単位管５ａと接触する表面に４フッ化エチレン樹脂或いはシリコン樹脂等による表面処理を施しておくことが好ましい。
【００６０】
本実施例では、マンホール２には、単位管５ａを推進するジャッキ７が設置されている。ジャッキ７は、単位管５ａを載置して推進方向を案内するベッド７ａと、ベッド７ａに載置された単位管５ａを推進する押輪７ｂと、押輪７ｂを往復駆動する駆動シリンダー７ｃと、を有して構成されている。そして、ジャッキ７はマンホール２の底盤２ａに設置され、単位管５ａの推進時に発生する反力を支持し得るように構成されている。
【００６１】
単位管５ａを緩衝材３の内部に推進するに際し、先頭の単位新管５ａの先端には、外周の径が単位管５ａよりも僅かに大きく設定された先頭体８が取り付けられている。この先頭体８は、ジャッキ７によって単位新管５ａを推進する際に、緩衝材３を既設管１の内周面に押圧して拡径する機能を有する。
【００６２】
次に、第１実施例に係る補修工法の手順について説明する。先ず、マンホール２に設置されたジャッキ７に先頭の単位管５ａを載置し、この単位管５ａに先頭体８を取り付ける。次いで、ジャッキ７の駆動シリンダー７ｃを駆動して押輪７ｂを前進させることで、単位管５ａを推進する。この推進に伴って、先頭体８は緩衝材３を既設管１の内周面に圧接させて厚さを減少させる。
【００６３】
推進された単位管５ａはジャッキ７のベッド７ａからレール４に移り、該レール４に載置された状態で推進される。このため、単位管５ａの重量の一部はレール４に支持されることとなり、該単位管５ａの重量の全てが緩衝材３に直接作用することがない。従って、単位管５ａと緩衝材３の接触部分に作用する荷重が小さくなり、推進に伴って生じる摩擦抵抗が軽減される。１本の単位管５ａの推進が終了すると、押輪７ｂを元の位置に復帰させた後、ベッド７ａに新たな単位管５ａを載置して既に推進された単位管５ａに連続させて推進する。
【００６４】
上記の如くして複数の単位管５ａを連続させて推進し、先頭体８が隣接するマンホールに到着したとき、この先頭体８を離脱させることで、マンホール２及び他方のマンホールの間に敷設されている既設管１を新管５によって補修することが可能となる。
【００６５】
特に、新管５がレール４に対する載置状態を保持していることから、将来長期間にわたって使用されたとしても、内部を流通する下水の重量を含む新管５からの荷重は全て減摩部材４に支持されることとなり、緩衝材３に偏った厚さの変動が生じることがない。従って、既設管１の中心と新管５の中心を略一致させた状態を保持することが可能となる。
【００６６】
また、図２に示すように、減摩部材４として前述のアングル状の形材からなるレールに代えて断面形状が角型の棒状の部材を用いることも可能である。この場合、既設管１の内周面に緩衝材３を配置し、該緩衝材３の下部側の内部に複数本（図には２本）の減摩部材４を配置し、この減摩部材４に単位管５ａを接続した新管５を推進することが可能である。
【００６７】
同図に示すように、複数の減摩部材４に新管５を載置したとき、該新管５の重量は減摩部材４から緩衝材３を経て既設管１に伝えられる。このため、減摩部材４と接触している緩衝材３には伝えられた重量に応じた大きな変形が生じるものの、減摩部材４の間にある緩衝材３には大きな変形が生じることなく、新管４の外周面から離隔するか、僅かに接触するように変形する。即ち、減摩部材４の周囲にある緩衝材３には新管５に対し非接触となる部位が生じる。このため、新管５の推進時に生じる摩擦抵抗を軽減することが可能となる。
【００６８】
上記の如く、新管５の重量の一部が減摩部材４を介して既設管１に伝えられて支持されるため、緩衝材３の一部に新管５の全重量が直接作用することがなく、長期間使用した場合でも偏心荷重によって変形することがない。従って、既設管１の中心と新管５の中心を略一致させた状態を保持することが可能となる。
【００６９】
次に、第２実施例に係る補修工法について図３〜５を用いて説明する。本実施例は、単位管５ａの外周に減摩部材１０を装着して緩衝材３の内部に挿入することで、推進時に生じる摩擦抵抗を軽減すると共に、新管５の中心を既設管１の中心に略一致させた状態を保持し得るようにしたものである。
【００７０】
即ち、図４に示すように、単位管５ａの外周であって前後の端部近傍には、複数の治具１１をリング状に接続することによって構成した減摩部材１０が鉢巻状に装着されている。そして、単位管５ａを緩衝材３の内部に挿入する際に生じる摩擦抵抗を、減摩部材１０によって軽減し得るように構成されている。
【００７１】
治具１１は摩擦抵抗が小さく且つ高い強度を発揮し得る合成樹脂を材料とする成形品として構成されている。この治具１１は、図５に示すように、湾曲状に形成された湾曲部１１ａと、湾曲部１１ａの長手方向の両端部分に形成された接続部１１ｂと、接続部１１ｂの一方側に形成された接続バンド１１ｃと、接続部１１ｂの他方側に形成された接続孔１１ｄと、を有している。
【００７２】
特に、湾曲部１１ａは頂部に力が作用したとき、作用する力に応じてつぶれるように変形して力を吸収するため、該湾曲部１１ａの湾曲形状は減摩部材１０としての強度に影響を与えることになる。また、新管５を挿入した後の緩衝材３の厚さを含む補修時の条件は既設管１の口径に応じて変化する。従って、湾曲部１１ａの湾曲形状や寸法は一義的に設定されるものではなく、既設管１の口径、新管５の口径等の補修条件に対応させて適宜設定される。
【００７３】
本実施例では、湾曲部１１ａは２本の湾曲部材を有して構成されているが、この形状に限定するものではなく、１本又は３本或いはより多数の湾曲部材によって湾曲部１１ａを構成しても良い。このような形状も、前述した補修条件に対応させて適宜設定される。
【００７４】
上記の如く構成された治具１１を、目的の単位管５ａの外周の長さに対応させて複数選択し、夫々のバンド１１ｃを隣接する治具１１の孔１１ｄに挿通して絞ることで接続しつつ、単位管５ａの外周に巻き付けることで装着することが可能である。複数の治具１１を接続して減摩部材１０を構成したとき、治具１１を構成する湾曲部１１ａが自由な湾曲状態を保持している。
【００７５】
次に、第２実施例に係る補修工法の手順について説明する。先ず、既設管１を補修するのに必要な数の単位管５ａを用意すると共に、各単位管５ａ毎に外周に減摩部材１０を装着しておく。
【００７６】
次に、前述の第１実施例と同様に先頭の単位管５ａの先端に、単位管５ａの外径よりも大きく且つ既設管１の内径よりも小さく外径を持った先頭体８を装着する。そして、一方のマンホールから他方のマンホールに向けて推進する。この推進に伴って、図３に示すように、先頭体８が緩衝材３を既設管１の内周面側に押圧して圧縮する。
【００７７】
単位管５ａの外周に装着した減摩部材１０は、個々の治具１１の湾曲部１１ａが橇のように作用する。即ち、湾曲部１１ａが摩擦抵抗の小さい材料によって構成されているため、緩衝材３との接触摩擦が軽減され、単位管５ａの推進に伴う摩擦抵抗を軽減することが可能となる。
【００７８】
また、治具１１の湾曲部１１ａが緩衝材３を既設管１の内周面側に押圧することから、緩衝材３が単位管５ａの外周に接触することが妨げられることとなり、両者の間で生じる摩擦抵抗を略無視することが可能となる。従って、単位管５ａを緩衝材３の内部で推進する際に摩擦抵抗は略緩衝材３と治具１１との間で生じることとなり、この結果、摩擦抵抗を軽減することが可能である。
【００７９】
複数の単位管５ａを連続させて推進し、先頭体８が他方のマンホールに到達した後、先頭体８を離脱させることで、隣接するマンホール間に敷設された既設管１を新管５によって補修することが可能である。このようにして既設管１を補修した新管５は、該新管５を構成する単位管５ａが外周に装着した減摩部材１０によって支持される。このため、新管５に作用する荷重を減摩部材１０によって支持することとなり、長期間にわたって使用しても、緩衝材３の一部（新管の下方）が他の部分よりも薄くなることがなく、新管５の中心と既設管１の中心を略一致させた状態で保持することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る補修工法は、下水道用の既設管のみならず、地中に敷設され、劣化したときに内部に地下水が浸入する虞のある既設管に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 既設管
２ マンホール
２ａ 底盤
３ 緩衝材
４ レール
５ 新管
５ａ 単位管
７ ジャッキ
７ａ ベッド
７ｂ 押輪
７ｃ 駆動シリンダー
８ 先頭体
１０ 減摩部材
１１ 治具
１１ａ 湾曲部
１１ｂ 接続部
１１ｃ 接続バンド
１１ｄ 接続孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化した既設管の内部に緩衝材を配置すると共に該緩衝材の内部に新たな管を挿入して補修するための管路の補修工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中には、下水道用の管路、上水道用の管路等の管路を含めて多くの管路が敷設されている。これらの管路は経時的に劣化するため、劣化した管路を更新したり、補修することが行われる。
【０００３】
既設管の補修について下水道用の管路の例を説明する。下水道管路は、所要の位置毎にマンホールを設置すると共に、マンホールの間に複数の鉄筋コンクリート管を配置して敷設されている。このような管路では、長期間の使用によって管の内周面が腐食して強度が低下することがあり、作用する荷重によって破壊する虞が生じる。また、地震や地盤沈下等に起因して、管どうしの間に抜けだしを含むずれが生じたり、管にひび割れが生じることがあり、ずれやひび割れから地下水が浸入する虞がある。そして、管路内に地下水が浸入した場合、下水道処理施設に過大な負担をかけるという問題や、地下水と共に管路周囲の土砂が入り込んで管路の断面積が減少したり、周囲に空洞が生じて道路陥没の原因となるという問題が生じる。
【０００４】
劣化した既設管を補修する場合、既設管の内部に複数の新たな管（新管）を連続させて挿入してマンホール間に新管からなる新たな管路を形成し、更に、新管と既設管との間に形成された隙間にセメントミルクを充填して補修する鞘管工法がある。この鞘管工法では、補修された管路は既設管の強度に硬化したセメントと新管の強度を付加した強度を発揮する。
【０００５】
鞘管工法の場合、新管と既設管との隙間に均一にセメントミルクを充填することが困難であるという問題があり、この問題を解決するために、前記隙間の寸法を大きくとる必要がある。このため、新たな管路の内径は既設管の内径よりもかなり小さくなってしまうという問題が生じる。また、新管と既設管との隙間に充填されたセメントミルクによって新管に浮力が作用して浮上し、新管の中心と既設管の中心との間に偏心が生じるという問題も生じる。
【０００６】
上記の如き鞘管工法に於ける新管と既設管との隙間が大きくならざるを得ないという問題を解決するために、既設管の内周面に弾力性を持った緩衝材による被覆層を形成した後、この被覆層の内側に新管を挿入する被覆工法が提案されている。この被覆工法では、新管の先頭に取り付けた先頭体によって被覆層を圧縮させつつ推進することで、新管を既設管に挿入している。そして、先頭体がマンホールに到達した後、この先頭体を離脱させることで、新管による補修を行っている。
【０００７】
上記被覆工法では、新管を挿入したとき、被覆層は十分に圧縮されて厚みが薄くなっており、新管と既設管との隙間を小さくすることができる。このため、補修した管路の内径を鞘管工法を採用したときと比較して大きい寸法とすることができるという効果を発揮する。また、新管と既設管との間に弾力性を有する被覆層が介在するため、新管と既設管との相対的な変位を吸収することができるという効果も発揮する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記被覆工法であっても全く問題がないわけではなく、既設管の内周面に緩衝材による被覆層を形成した後、該被覆層を圧縮させながら新管を挿入するため、挿入に際し新管と緩衝材との間に大きな摩擦抵抗が生じるという問題がある。この問題は、管の口径が大きくなるのに伴って、又は挿入延長が大きくなるのに伴って顕著になる。
【０００９】
また、新管と既設管との間に存在する被覆層は、弾力性を有する緩衝材によって構成されており、且つ固形化したものではない。このため、長期間の使用に伴って、新管の下部にある緩衝材は上部にある緩衝材に比較して厚みが薄くなり、結果として新管が沈下して新管の中心と既設管の中心との間に偏心が生じるという問題が生じる。この問題は特に大口径の既設管を補修したときに生じる。
【００１０】
本発明の目的は、既設管路の内周面に配置した緩衝材の内側に新管を挿入する際の摩擦抵抗を小さくすることが可能で、且つ長期間使用しても新管が沈下することがないようにした補修工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る管路の補修工法は、既設管の内周面に弾性を有する緩衝材を配置すると共に該緩衝材の内部に新管を挿入して管路を補修する補修工法であって、既設管の内周面に配置した緩衝材と該緩衝材の内部に挿入する新管との間に前記緩衝材と前記新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置して、前記新管を前記緩衝材の内部に挿入することを特徴とするものである。
【００１２】
上記補修工法に於いて、前記減摩部材が、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に且つ管路の長さ方向に配置されているか、又は新管の外周に且つ該新管の長さ方向に配置されていることが好ましい
【００１３】
上記何れかの補修工法に於いて、前記減摩部材が、緩衝材の内部に挿入された新管を支持して該新管の重量が直接緩衝材に作用することを防ぐように構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る補修工法では、既設管の内周面に配置した緩衝材と該緩衝材の内部に挿入する新管との間に、緩衝材と新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置して新管を緩衝材の内部に挿入するので、新管を挿入する際の摩擦抵抗を軽減させることができる。
【００１５】
上記補修工法に於いて、減摩部材が、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に且つ管路の長さ方向に配置されている場合には、軽減した摩擦抵抗の状態で新管を挿入することができる。即ち、挿入に際し、新管には何ら加工する必要がなく、容易に作業を行うことができる。
【００１６】
また、上記補修工法に於いて、減摩部材が、新管の外周に且つ該新管の長さ方向に配置されている場合には、既設管の内周面に緩衝材を配置する以外の作業が必要がなく、減摩部材の施工を全て地上又はマンホールの内部で行うことができる。このため、作業性を向上させることができる。
【００１７】
また、減摩部材が、緩衝材の内部に挿入された新管を支持して該新管の重量が直接緩衝材に作用することを防ぐように構成されている場合には、長期間使用しても挿入された新管が既設管の内部で沈下することがなく、新管の中心と既設管の中心とがずれることを防ぐことができる。
【００１８】
本発明に係る補修工法では、緩衝材が既設管の内周面に配置されるので、この緩衝材の内部に挿入された新管は緩衝材によって支持される。このため、地震時や地盤沈下が生じて既設管が変位するような場合でも、この変位を緩衝材によって吸収することが可能であり、新管に作用する虞のある応力を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施例に係る補修工法を説明する図である。
【図２】第１実施例に係る補修工法の他の例を説明する図である。
【図３】第２実施例に係る補修工法の部分的な拡大図である。
【図４】減摩部材と新管との関係を模式的に説明する図である。
【図５】減摩部材の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る補修工法について説明する。本発明に係る補修工法は、劣化した既設の管路（以下「既設管」という）の内周面に緩衝材からなる被覆層を形成し、この被覆層の内部に新たな管路（以下「新管」という）を構成することによって補修するものである。特に、被覆層の内部に新管を挿入する際に、緩衝材と新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置することによって、新管の挿入を容易に行えるようにしたものである。
【００２１】
補修すべき既設管の口径は限定するものではなく、作業員が中に入ることのできない小口径の既設管から、作業員が中に入って作業することが許される大口径の既設管まで適用することが可能である。特に、緩衝材を既設管の内周面に配置する際の作業性の面からみて、８００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の口径を有する既設管に適用することが有利である。
【００２２】
本発明に於いて、補修すべき既設管の劣化状態を問うものではなく、如何なる劣化状態であっても対応することが可能である。即ち、既設管の劣化状態が、内周面の腐食やひび割れの発生、或いは管の継ぎ目に生じた管どうしのずれや段差等を含むものであって良く、管路の強度が低下したり、内部に地下水が浸入して支障が生じるような場合を含む。しかし、管どうしのずれや段差が大きい場合、補修に先立って、ずれた部分を埋めたり、段差を滑らかにするような前処理が必要となる。
【００２３】
また、「既設管の内周面に緩衝材を配置する」とは、緩衝材が既設管の内周面に固定されているか否か、を問うものではなく、新管を挿入したとき、該新管と既設管の内周面との間に配置されていれば良い。従って、新管の挿入に先立って、緩衝材を既設管の内周面に固定しておく場合と、緩衝材を既設管の内周面に固定することなく単に既設管に内部に通しておくだけの場合とがある。本発明では、何れの場合であっても緩衝材の内部に新管を挿入したとき、緩衝材は既設管の内周面と新管との間に存在することとなり、既設管の内周面に緩衝材を配置したものとする。
【００２４】
既設管の内周面に配置する緩衝材は弾力性を有する緩衝性能を発揮し得るものであれば良く、材質を限定するものではない。このような緩衝材としては、合成繊維や天然繊維或いは無機質繊維からなる織布や不織布があり、これらの中から選択的に採用することが可能である。また、緩衝材としては織布や不織布に限定されるものではなく、弾力性を有する合成樹脂の発泡体を採用することも可能である。
【００２５】
緩衝材の形状は特に限定するものではなく、シート状のものやスリーブ状のものを用いることが可能である。しかし、シート状の緩衝材を用いるか、スリーブ状の緩衝材を用いるかによって既設管の内周面に配置する際の施工法は異なるため、補修すべき既設管の径を含む条件に応じて適宜選択することが好ましい。
【００２６】
例えば、シート状の緩衝材を既設管の内周面に配置する場合、既設管の内周面に緩衝材を沿わせておき、接着或いは釘等の手段によって張り付けておくことが必要となる。このような作業は、既設管の中に作業員が入って行うこととなり、大口径の既設管を対象としたときに有利である。
【００２７】
スリーブ状の緩衝材を既設管の内周面に配置する場合、予め既設管の径に対応させた径を有する緩衝材のスリーブを平たく畳んでおき、この緩衝材を既設管の内部に通した後、内部に圧縮空気を供給して膨らませることで既設管の内周面に配置することが可能である。また、既設管の内部にスリーブ状の緩衝材を平たく畳んだ状態で通しておき、この緩衝材の内部に直接新管を挿入し、挿入した新管を推進することによって緩衝材を既設管の内周面に押し付けて配置することも可能である。
【００２８】
上記の如く、既設管の内周面に緩衝材を配置する際の施工法や、緩衝材の形状は限定することなく、種々のものを選択して採用することが可能である。特に、補修すべき既設管に対する施工の容易さを考慮すると、大口径の既設管に対してはシート状の緩衝材を用い、小口径の既設管に対してはスリーブ状の緩衝材を用いることが好ましい。何れにしても緩衝材は、予め補修すべき既設管の内径に対応した最適なものを選択して採用することが好ましい。
【００２９】
緩衝材の厚さは補修すべき既設管の径や劣化の状態に応じて異なるものの、自由状態で約１０ｍｍ〜約３０ｍｍ程度であることが好ましく、この緩衝材に新管を挿入したときに約３０％〜約８０％程度の圧縮率で圧縮することが好ましい。しかし、既設管や新管はＪＩＳ規格を含む規格によって径が決まっており、目的の既設管の径とこの既設管を補修する新管の径に対応し、前記圧縮率を想定した厚さを持った緩衝材を選択することが好ましい。
【００３０】
例えば、補修すべき管路に不陸が生じていたり、既設管どうしの間に抜けなどに起因する寸法の大きい段差が生じているような場合、緩衝材が上記厚さよりも薄いと新管の挿入が困難になる虞がある。また、緩衝材が上記厚さよりも厚くなると、既設管と新管との隙間を大きくすることになり、補修後の管路の断面積が小さくなるという問題が生じ、更に、緩衝材の内部に新管を挿入する際に必要な推進力も大きくなるという問題が生じる。
【００３１】
緩衝材を繊維や発泡体によって構成した場合、既設管に生じたひび割れや管どうしのずれた部分から地下水と土砂が浸入しても、土砂によって緩衝材が目詰まりを起こして、浸入した地下水が他の部位まで浸透するのを防ぐことが可能であるため好ましい。
【００３２】
既設管を補修する新管の材質は特に限定するものではなく、従来の鞘管工法で用いられる管を用いることが可能である。即ち、合成樹脂管やコンクリート管、鉄管、ＦＲＰ管、ＦＲＰＭ管等の管を選択的に用いることが可能である。
【００３３】
減摩部材は、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に新管を挿入する際に、緩衝材と新管との間に生じる摩擦抵抗を軽減させるものである。このため、緩衝材と新管との摩擦抵抗を軽減させ得るものであれば、材質や形状を限定することなく利用することが可能である。特に、緩衝材と新管との摩擦は両者の全接触面で生じるため、緩衝材の内周面又は新管の外周面或いは両者に減摩部材を設けることで、緩衝材と新管との摩擦を軽減させることが好ましい。
【００３４】
減摩部材としては、緩衝材と新管との間に配置されて、両者と接触し或いは何れか一方と接触して摩擦を軽減させるような部材、或いは緩衝材の一部を圧縮して変形させることで、緩衝材の新管に対する接触を遮断させるような部材、或いは接触面積を減少させるような部材、であって良く、このような部材を緩衝材の材料や新管の材料に対応させて選択することが好ましい。
【００３５】
緩衝材と新管との摩擦を軽減させることが可能なものとして、例えば４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂等の摩擦係数の小さい素材がある。このような素材からなるシートを既設管の内周面に配置した緩衝材の更に内面に張り付けることによって、或いは新管の全外周面に張り付けることによって、減摩部材として利用することが可能である。このようなシートの厚さは特に限定するものではないが、取り扱いを容易とすることの観点から、約０．２ｍｍ〜約０．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３６】
特に、新管の外周面に減摩部材を配置する場合、単に４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂からなるシートを巻き付けておくことでも良い。しかし、シートを巻き付けただけでは緩衝材の内部に挿入する際に、外れてしまう虞がある。このため、新管の全外周に４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂によるコーティングやライニング等の表面処理を施すことで、確実な減摩部材の配置を実現することが可能である。
【００３７】
上記の如く、緩衝材の内周面に又は新管の外周面にシート状の減摩部材を配置した場合には、この減摩部材は新管の外周面、又は緩衝材の内周面と略均一に接触することとなり、新管の挿入時に生じる摩擦を軽減することが可能となる。
【００３８】
また、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に新管を挿入する際に、新管の中心位置と既設管の中心とにずれが生じている場合、新管の挿入の際に生じる緩衝材の圧縮の度合いが不均一になる。このため、緩衝材の新管に対する反力が不均一となり、この結果、新管の全外周にわたって生じる摩擦抵抗が不均一となるため、全体の摩擦抵抗が大きくなる。特に、緩衝材が圧縮されて薄くなった部分では既設管の凹凸や不陸の影響を受け易くなり、大きな抵抗が生じる虞がある。従って、円滑な挿入作業を行うのに支障をきたす虞がある。
【００３９】
このため、緩衝材の内部に新管を挿入する場合、既設管と新管の中心を略一致させることによって、発生する摩擦抵抗の平均化をはかることが可能であり、これにより円滑な挿入作業を実現することが可能となる。例えば、緩衝材の内部に、新管の中心位置が既設管の中心と略一致するように支持する支持部材を設け、該支持部材によって新管を支持することで、既設管と新管の中心を略一致させることが可能である。
【００４０】
上記の如く、緩衝材の内部に設けた支持部材によって新管を支持して新管の中心位置を既設管の中心位置を略一致させることで、新管の挿入に伴って生じる緩衝材の変形量（圧縮される厚さ）は全周にわたって略均一となる。このため、新管の挿入に伴って生じる摩擦抵抗、及び緩衝材の圧縮変形に必要な抵抗も全周にわたって略均一となり、円滑な挿入作業を実現することが可能となる。
【００４１】
支持部材は新管の一部と接触して該新管の重量を支持している。この支持部材が充分に高い剛性と強度を有する。このため、緩衝材が負担する重量を小さくすることが可能となり、この結果、新管の挿入に伴って生じる摩擦抵抗を小さくすることが可能である。
【００４２】
特に、支持部材を新管との摩擦係数の小さい材質とすることで、新管を挿入する際の摩擦抵抗を軽減することが可能となり、この支持部材を減摩部材として用いることが可能である。また、支持部材は緩衝材よりも硬い材質であることが必要である。このように、緩衝材よりも硬い材質からなる支持部材を用いることによって、新管の重量が直接緩衝材に作用することがない。このため、新管を挿入する際に、該新管と緩衝材との接触摩擦を軽減することが可能となる。
【００４３】
上記の如き支持機能を有する減摩部材として、アングル材やチャンネル材、レールを含む鋼やステンレス鋼からなる形材、丸棒や角棒等の棒状の部材、新管との接触部位に４フッ化エチレン樹脂やシリコン樹脂等によるコーティング或いはライニング等の表面処理を施した鋼製の形材や棒状の部材、更に、ナイロンを含む摩擦係数の小さい合成樹脂製の形材等があり、これらの中から選択的に採用することが可能である。
【００４４】
減摩部材として上記の如き形材や棒状の部材を用いる場合、これらは長尺状であることが好ましい。このような減摩部材を既設管の内周面に配置した緩衝材の内周面に於ける上部側に配置する場合、減摩部材の落下を防止する目的で予め内周面に固定しておく必要がある。しかし、重量の大きい形材や棒状の部材の場合、緩衝材の内周面の上部側に固定するのは作業に手間がかかるため、緩衝材の内部であって下部側にのみ、該既設管の全長にわたって配置しておくことで良い。そして、新管を挿入する際には予め配置されている形材或いは棒状の部材に挿入すべき新管を載置して推進することで、緩衝材と新管との摩擦抵抗を軽減させることが可能となる。
【００４５】
上記の如く、緩衝材の内部であって下部側に形材や棒状の部材からなる減摩部材を配置したとき、これらの減摩部材によって緩衝材に変形が生じ、該緩衝材と挿入された新管の外周面との間に隙間が形成される。即ち、緩衝材と新管の外周面とが全周にわたって接触することがなく、新管を挿入する際に生じる摩擦抵抗を軽減することが可能となる。
【００４６】
上記の如く、減摩部材を兼ねた支持部材を用いた場合、この支持部材は新管を挿入した後は補修された管路内に残置される。このため、支持部材は緩衝材と比較して圧縮力に対する強度が大きい（緩衝材よりも硬い）ことが好ましい。このような支持部材を用いることで、緩衝材に経時的な変形が生じることを防ぐことが可能となりう、補修された管路が長期間にわたって使用されたとしても、下方の緩衝材が圧縮されて厚さが薄くなってしまう虞がない。従って、長期間使用しても新管と既設管の中心を略一致した状態で保持することが可能である。
【００４７】
また、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に長尺状の支持部材を配置することなく、新管の中心を既設管の中心に略一致させることが可能である。即ち、緩衝材の厚さに対応させた厚さ或いは高さを有する減摩部材を新管の外周面に取り付けておくことで、この新管を緩衝材の内部に挿入したとき、該新管の中心を既設管の中心と略一致させることが可能である。
【００４８】
上記の如き減摩部材の形状としては、新管の外周に嵌め込まれるリング状のもの、複数の滑り面を有するそり状のもの、等がある。また、これらの形状を持つ減摩部材の材質としては、ポリエチレンやナイロンを含む合成樹脂等がある。従って、前記した材料によってリング状に或いはそり状に成形することで、減摩部材を製造することが可能である。
【００４９】
そして、上記の如き形状と材質を有する成形体を新管の外周面に強固に一体化することで、新管を緩衝材の内部に挿入する際には摩擦抵抗を軽減することが可能である。この成形体を一体化させた新管を用いて補修した管路では、前記成形体が緩衝材と比較して圧縮力に対する強度が大きいため、経時的な変形が生じ難く、長期間にわたって使用されたとしても、下方の緩衝材が圧縮されて厚さが薄くなってしまう虞がない。従って、長期間使用しても新管と既設管の中心を略一致した状態で保持することが可能である。
【００５０】
このように、新管の外周めんに成形体を取り付けて新管の中心を既設管の中心に略一致させた場合でも、新管の挿入に伴って生じる緩衝材の変形量を全周にわたって略均一とすることが可能となる。このため、新管の挿入に伴って生じる摩擦抵抗、及び緩衝材の圧縮変形に必要な抵抗も全周にわたって略均一となり、円滑な挿入作業を実現することが可能とである。
【００５１】
更に、シート状の減摩部材を外周面に巻き付けた新管を棒状の支持部材によって支持して緩衝材の内部に挿入することで、或いはシート状の減摩部材を内周面に巻き付けた緩衝材の内部に外周面に減摩部材を取り付けた新管を挿入することで、より摩擦抵抗を軽減させることが可能である。即ち、前述のシート状の減摩部材と支持部材、又はシート状の減摩部材と新管の外周面に取り付ける減摩部材、を夫々併用することも可能である。
【００５２】
緩衝材の内部に新管を挿入する場合、新管の後部から押し込んで推進することで良いが、先頭に配置された新管に先頭体を取り付けておき、この先頭体にワイヤを接続して引っ張ることで推進しても良い。
【００５３】
新管の後部に推力を付与して緩衝材の内部に挿入する場合、新管を構成する単位管どうしの接続は必ずしも強固である必要はなく、通常の推進工法で採用されるジョイントを利用し、或いはソケットを利用して接続部分に於ける水密性を確保し得れば良い。しかし、先頭体にワイヤを接続して引っ張ることで新管を推進する場合、新管を構成する複数の単位管どうしは強固に接続される必要があり、ねじを介した接合等を考慮する必要がある。
【００５４】
次に、第１実施例に係る補修工法について図１を用いて説明する。図に示す補修すべき既設管１は下水道用の管路であり、マンホール２から図示しない他方のマンホールの間に複数のヒューム管を連続させて敷設されている。既設管１の内周面には緩衝材３が配置されている。
【００５５】
緩衝材３はポリエステル繊維からなる不織布（フェルト）を既設管１の内径に対応させたスリーブ状に形成されている。このスリーブを、引込式又は反転式でマンホール２から隣接する他方のマンホールまで挿入した後、圧縮空気を供給して膨らませることで既設管１の内周面に圧接させ、この圧接状態を保持させている。この状態では、緩衝材は自由な状態を保持しており、厚さは略素材の厚さ（例えば３０ｍｍ）を保持している。
【００５６】
尚、前述したように、緩衝材３がシート状に形成されている場合、作業員が既設管１の内部に入り込んで該既設管１の内周面に緩衝材３を沿わせて接着或いは釘等によって張り付けておく。
【００５７】
既設管１の内周面に配置された緩衝材３の内部であって下方には、減摩部材となる一対のレール４が一方のマンホール２から他方のマンホールにむけて、且つ既設管１の全長にわたって配置されている。レール４は、ステンレス鋼や硬質合成樹脂からなるアングル状の形材として構成されており、新管５（単位管５ａ）を載置したとき、既設管１の中心と新管５の中心が略一致し得るような寸法を有している。
【００５８】
上記の如く配置されたレール４は、緩衝材３の内部に単位管５ａを挿入する際に、該単位管５ａと滑り接触しつつ荷重を支持することで、摩擦抵抗を軽減する減摩部材としての機能を発揮すると共に、推進方向を案内するガイド部材としての機能も有している。
【００５９】
上記レール４は摩擦抵抗の小さい素材を用いることが好ましい。しかし、強度的な問題が生じるような場合、強度を優先させてレール４を構成し、少なくとも単位管５ａと接触する表面に４フッ化エチレン樹脂或いはシリコン樹脂等による表面処理を施しておくことが好ましい。
【００６０】
本実施例では、マンホール２には、単位管５ａを推進するジャッキ７が設置されている。ジャッキ７は、単位管５ａを載置して推進方向を案内するベッド７ａと、ベッド７ａに載置された単位管５ａを推進する押輪７ｂと、押輪７ｂを往復駆動する駆動シリンダー７ｃと、を有して構成されている。そして、ジャッキ７はマンホール２の底盤２ａに設置され、単位管５ａの推進時に発生する反力を支持し得るように構成されている。
【００６１】
単位管５ａを緩衝材３の内部に推進するに際し、先頭の単位新管５ａの先端には、外周の径が単位管５ａよりも僅かに大きく設定された先頭体８が取り付けられている。この先頭体８は、ジャッキ７によって単位新管５ａを推進する際に、緩衝材３を既設管１の内周面に押圧して拡径する機能を有する。
【００６２】
次に、第１実施例に係る補修工法の手順について説明する。先ず、マンホール２に設置されたジャッキ７に先頭の単位管５ａを載置し、この単位管５ａに先頭体８を取り付ける。次いで、ジャッキ７の駆動シリンダー７ｃを駆動して押輪７ｂを前進させることで、単位管５ａを推進する。この推進に伴って、先頭体８は緩衝材３を既設管１の内周面に圧接させて厚さを減少させる。
【００６３】
推進された単位管５ａはジャッキ７のベッド７ａからレール４に移り、該レール４に載置された状態で推進される。このため、単位管５ａの重量の一部はレール４に支持されることとなり、該単位管５ａの重量の全てが緩衝材３に直接作用することがない。従って、単位管５ａと緩衝材３の接触部分に作用する荷重が小さくなり、推進に伴って生じる摩擦抵抗が軽減される。１本の単位管５ａの推進が終了すると、押輪７ｂを元の位置に復帰させた後、ベッド７ａに新たな単位管５ａを載置して既に推進された単位管５ａに連続させて推進する。
【００６４】
上記の如くして複数の単位管５ａを連続させて推進し、先頭体８が隣接するマンホールに到着したとき、この先頭体８を離脱させることで、マンホール２及び他方のマンホールの間に敷設されている既設管１を新管５によって補修することが可能となる。
【００６５】
特に、新管５がレール４に対する載置状態を保持していることから、将来長期間にわたって使用されたとしても、内部を流通する下水の重量を含む新管５からの荷重は全て減摩部材４に支持されることとなり、緩衝材３に偏った厚さの変動が生じることがない。従って、既設管１の中心と新管５の中心を略一致させた状態を保持することが可能となる。
【００６６】
また、図２に示すように、減摩部材４として前述のアングル状の形材からなるレールに代えて断面形状が角型の棒状の部材を用いることも可能である。この場合、既設管１の内周面に緩衝材３を配置し、該緩衝材３の下部側の内部に複数本（図には２本）の減摩部材４を配置し、この減摩部材４に単位管５ａを接続した新管５を推進することが可能である。
【００６７】
同図に示すように、複数の減摩部材４に新管５を載置したとき、該新管５の重量は減摩部材４から緩衝材３を経て既設管１に伝えられる。このため、減摩部材４と接触している緩衝材３には伝えられた重量に応じた大きな変形が生じるものの、減摩部材４の間にある緩衝材３には大きな変形が生じることなく、新管４の外周面から離隔するか、僅かに接触するように変形する。即ち、減摩部材４の周囲にある緩衝材３には新管５に対し非接触となる部位が生じる。このため、新管５の推進時に生じる摩擦抵抗を軽減することが可能となる。
【００６８】
上記の如く、新管５の重量の一部が減摩部材４を介して既設管１に伝えられて支持されるため、緩衝材３の一部に新管５の全重量が直接作用することがなく、長期間使用した場合でも偏心荷重によって変形することがない。従って、既設管１の中心と新管５の中心を略一致させた状態を保持することが可能となる。
【００６９】
次に、第２実施例に係る補修工法について図３〜５を用いて説明する。本実施例は、単位管５ａの外周に減摩部材１０を装着して緩衝材３の内部に挿入することで、推進時に生じる摩擦抵抗を軽減すると共に、新管５の中心を既設管１の中心に略一致させた状態を保持し得るようにしたものである。
【００７０】
即ち、図４に示すように、単位管５ａの外周であって前後の端部近傍には、複数の治具１１をリング状に接続することによって構成した減摩部材１０が鉢巻状に装着されている。そして、単位管５ａを緩衝材３の内部に挿入する際に生じる摩擦抵抗を、減摩部材１０によって軽減し得るように構成されている。
【００７１】
治具１１は摩擦抵抗が小さく且つ高い強度を発揮し得る合成樹脂を材料とする成形品として構成されている。この治具１１は、図５に示すように、湾曲状に形成された湾曲部１１ａと、湾曲部１１ａの長手方向の両端部分に形成された接続部１１ｂと、接続部１１ｂの一方側に形成された接続バンド１１ｃと、接続部１１ｂの他方側に形成された接続孔１１ｄと、を有している。
【００７２】
特に、湾曲部１１ａは頂部に力が作用したとき、作用する力に応じてつぶれるように変形して力を吸収するため、該湾曲部１１ａの湾曲形状は減摩部材１０としての強度に影響を与えることになる。また、新管５を挿入した後の緩衝材３の厚さを含む補修時の条件は既設管１の口径に応じて変化する。従って、湾曲部１１ａの湾曲形状や寸法は一義的に設定されるものではなく、既設管１の口径、新管５の口径等の補修条件に対応させて適宜設定される。
【００７３】
本実施例では、湾曲部１１ａは２本の湾曲部材を有して構成されているが、この形状に限定するものではなく、１本又は３本或いはより多数の湾曲部材によって湾曲部１１ａを構成しても良い。このような形状も、前述した補修条件に対応させて適宜設定される。
【００７４】
上記の如く構成された治具１１を、目的の単位管５ａの外周の長さに対応させて複数選択し、夫々のバンド１１ｃを隣接する治具１１の孔１１ｄに挿通して絞ることで接続しつつ、単位管５ａの外周に巻き付けることで装着することが可能である。複数の治具１１を接続して減摩部材１０を構成したとき、治具１１を構成する湾曲部１１ａが自由な湾曲状態を保持している。
【００７５】
次に、第２実施例に係る補修工法の手順について説明する。先ず、既設管１を補修するのに必要な数の単位管５ａを用意すると共に、各単位管５ａ毎に外周に減摩部材１０を装着しておく。
【００７６】
次に、前述の第１実施例と同様に先頭の単位管５ａの先端に、単位管５ａの外径よりも大きく且つ既設管１の内径よりも小さく外径を持った先頭体８を装着する。そして、一方のマンホールから他方のマンホールに向けて推進する。この推進に伴って、図３に示すように、先頭体８が緩衝材３を既設管１の内周面側に押圧して圧縮する。
【００７７】
単位管５ａの外周に装着した減摩部材１０は、個々の治具１１の湾曲部１１ａが橇のように作用する。即ち、湾曲部１１ａが摩擦抵抗の小さい材料によって構成されているため、緩衝材３との接触摩擦が軽減され、単位管５ａの推進に伴う摩擦抵抗を軽減することが可能となる。
【００７８】
また、治具１１の湾曲部１１ａが緩衝材３を既設管１の内周面側に押圧することから、緩衝材３が単位管５ａの外周に接触することが妨げられることとなり、両者の間で生じる摩擦抵抗を略無視することが可能となる。従って、単位管５ａを緩衝材３の内部で推進する際に摩擦抵抗は略緩衝材３と治具１１との間で生じることとなり、この結果、摩擦抵抗を軽減することが可能である。
【００７９】
複数の単位管５ａを連続させて推進し、先頭体８が他方のマンホールに到達した後、先頭体８を離脱させることで、隣接するマンホール間に敷設された既設管１を新管５によって補修することが可能である。このようにして既設管１を補修した新管５は、該新管５を構成する単位管５ａが外周に装着した減摩部材１０によって支持される。このため、新管５に作用する荷重を減摩部材１０によって支持することとなり、長期間にわたって使用しても、緩衝材３の一部（新管の下方）が他の部分よりも薄くなることがなく、新管５の中心と既設管１の中心を略一致させた状態で保持することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る補修工法は、下水道用の既設管のみならず、地中に敷設され、劣化したときに内部に地下水が浸入する虞のある既設管に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 既設管
２ マンホール
２ａ 底盤
３ 緩衝材
４ レール
５ 新管
５ａ 単位管
７ ジャッキ
７ａ ベッド
７ｂ 押輪
７ｃ 駆動シリンダー
８ 先頭体
１０ 減摩部材
１１ 治具
１１ａ 湾曲部
１１ｂ 接続部
１１ｃ 接続バンド
１１ｄ 接続孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管の内周面に弾性を有する緩衝材を配置すると共に該緩衝材の内部に新管を挿入して管路を補修する補修工法であって、
既設管の内周面に配置した緩衝材と該緩衝材の内部に挿入する新管との間に前記緩衝材と前記新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置して、前記新管を前記緩衝材の内部に挿入することを特徴とする補修工法。
【請求項２】
前記減摩部材が、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に且つ管路の長さ方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載した補修工法。
【請求項３】
前記減摩部材が、新管の外周に且つ該新管の長さ方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載した補修工法。
【請求項４】
前記減摩部材が、緩衝材の内部に挿入された新管を支持して該新管の重量が直接緩衝材に作用することを防ぐように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載した補修工法。
【請求項１】
既設管の内周面に弾性を有する緩衝材を配置すると共に該緩衝材の内部に新管を挿入して管路を補修する補修工法であって、
既設管の内周面に配置した緩衝材と該緩衝材の内部に挿入する新管との間に前記緩衝材と前記新管との摩擦を軽減させる減摩部材を配置して、前記新管を前記緩衝材の内部に挿入することを特徴とする補修工法。
【請求項２】
前記減摩部材が、既設管の内周面に配置された緩衝材の内部に且つ管路の長さ方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載した補修工法。
【請求項３】
前記減摩部材が、新管の外周に且つ該新管の長さ方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載した補修工法。
【請求項４】
前記減摩部材が、緩衝材の内部に挿入された新管を支持して該新管の重量が直接緩衝材に作用することを防ぐように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載した補修工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４１８８０（Ｐ２０１２−２４１８８０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５８２４（Ｐ２０１１−１１５８２４）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（５９５０５３７７７）吉佳エンジニアリング株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（５９５０５３７７７）吉佳エンジニアリング株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
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