【実施例】
【0015】
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。
【0016】
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6等分する60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。
【0017】
内面板101の上面にはセグメント1の機械的強度を補強するために、側板102、103の内側に、側板と同様な形状の複数、この実施例では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。セグメント1の強度が十分な場合には、内部板106、107の一方または両方を省くこともできる。
【0018】
内面板101、側板102、103、端板104、105、内部板106、107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。
【0019】
図2(a)は側板102、103の詳細図、
図2(b)は
図2(a)の切断線B−Bにおける断面図である。以下の説明は、側板102について行うが、側板103も側板102と同様の構造となっている。
【0020】
側板102は、円弧状の薄板部材で、その上部102dは下部102eより板厚が薄くなっている。これは、管長方向の隣のセグメントと接続したときに、2枚の側板102、103の上部に隙間を形成し、ここに外部から入り込む土砂等を誘導、収納するためである。
【0021】
側板102の下部102eには、セグメント1を管長方向に連結する金具を通すための穴102aが円周上に等間隔で複数個設けられている。側板102の穴102aと側板103の穴103aは、周方向の位置が一致している。
【0022】
側板102の周方向の両端部の端板104、105の付近にはセグメント1を周方向に連結する作業に利用するための開口部102bが1個ずつ設けられている。開口部102bは偶角部を面取りした長方形形状で、その下端は側板102の下端とほぼ一致し、上端は側板102の上端からやや下がった位置となっている。セグメントを周方向に接続する際には、開口部102bを介してボルト・ナットなどの連結部材をセットしたり締め付けたりする(
図5(c)も参照)。
【0023】
また、開口部102bは、既設管とセグメント更生管の隙間に充填される充填材が、この開口部に流入あるいは流出できるようになっており、充填時には充填材がこの開口部102bを滑らかに、また速く通過できるようになっている。開口部102b、103bは、端板104付近または端板105付近の一方だけに設けるようにしてもよい。
【0024】
側板102の上部には、充填材を流入あるいは流出させ、通過させるための切り欠き102cが設けられている。切り欠き102cの形状は上端が空いている半円状となっている。切り欠き102cの周方向の位置は穴102aの周方向の位置からずれた位置になっている。より具体的には、最も端板104、105よりの穴102aと次の穴102aの間に設けられ、そこから穴102aの2個おきに全部で7個が設けられている。
【0025】
図2(c)は、
図2(a)のA−A線から見た端板105の詳細図である。以下の説明は、端板105について行うが端板104も端板105と同様の構造となっている。
【0026】
端板105は、側板102と側板103の間に配置される長方形の薄板部材で、内面板101の外面からの高さは側板102、103よりもやや低くなっている。端板105において側板102と内部板106の間、内部板106と内部板107の間、2個の内部板107の間、内部板107と内部板106の間、及び内部板106と側板103の間にはセグメント1を周方向に連結するボルトなどの連結部材を通すための円形の挿通穴105aが、それぞれ1個設けられている。
【0027】
内面板101の管長方向の一方の端部(
図2(c)では右端)には、凹部101aと凸部101bが周方向の全長にわたって設けられ、他端にはこれと凹凸が逆になるように凸部101cと凹部101dが設けられている。そのため、セグメントを管長方向に連結するとき、管長方向に隣り合ったセグメントの凹部と凸部がかみ合ってガイドあるいは位置決めの役割を果たし、セグメントの管長方向の連結作業が容易になっている。
【0028】
また、端板105の下端部の、側板102、103の内側、内部板106の両側、内部板107の両側には、充填材を流入ないし流出させ通過させるための長方形形状の開口部105dが設けられている。
【0029】
端板105の内部板107と連結する位置の外側には、凸部105cが設けられ、周方向に隣接するセグメントの端板104の対応する位置に設けられた凹部104cとはめ合わせられる(
図5(b)も参照)。
【0030】
図3(a)は内部板106の詳細図、
図3(b)は、
図3(a)の切断線C−Cにおける断面図である。内部板106は、側板102、103と外形がほぼ同一の薄板部材で、その下部にはセグメント1を管長方向に連結する連結部材を通すための円形の穴106aが等間隔に設けられている。穴106aの周方向の位置は側板102の穴102aの周方向の位置と一致している。穴106aは、内部板106の板厚の中心付近から外側(側板の側)に向かって拡径している。
【0031】
また、内部板106の上部には、充填材を流入ないし流出させ、通過させるための切り欠き106bが設けられている。切り欠き106bの形状は上端が空いている半円状となっている。切り欠き106bの周方向の位置は穴102a、106aの周方向の位置とは異なる位置になっている。より具体的には、最も端板104、105寄りの穴106aより更に端板寄りに設けられ、そこから穴106aの2個おきに全部で8個が設けられている。そのため、切り欠き106bの周方向の位置は、側板102の切り欠き102cの周方向の位置とは穴106aの周方向の間隔分ずれており、切り欠き106bと102cはセグメントを上から見たとき蛇行した配置となっている。これは、側板103に設けた充填材通過用の切り欠き103cと、側板103に隣接する内部板106に形成された同切り欠き106bについても当てはまる。
【0032】
図4は、内部板107の詳細図である。内部板107は、側板102、103と外形がほぼ一致する薄板部材で、その下端付近から上端にかけて複数の切り欠き107aが設けられている。切り欠き107aの下部の半円形の部分の周方向の位置が、側板102の穴102aおよび内部板106の穴106aの周方向の位置と一致している。また、切り欠き107aのうちセグメント1の周方向の中央部分に配置されたものの方向は、内面板101に垂直となっていて、その他の切り欠き107aの方向は中央のものと平行になっている。切り欠き107aの向きをこのようにすることによって、セグメントを一体成形するとき、その金型から抜き取るのを容易にしている。
【0033】
図5(a)、(b)、(c)は、セグメント1の周方向の連結方法を説明する図である。2個のセグメント1、1を一方のセグメントの端板105と他方のセグメントの端板104が当接するように保持し、セグメントの側板102の開口部102bからスパナ等の工具や作業者の指を入れてボルト6を挿通穴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、2個のセグメント1、1は周方向に連結される。端板104には、凹部104cが、端板105には凹部104cに嵌合する凸部105cが、それぞれ管長方向の内部板107の位置に2個ずつ形成されている。
【0034】
また、端板104の下端部には凹部104eと凸部104fが、端板105の下部には、凹部104eと凸部104fに嵌合する凸部105fと凹部105eが管長方向に全長に渡って形成されている。このため、セグメントを周方向に連結するとき両セグメント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。このようなボルト止めは、側板102とこれと隣接する内部板106の間、および、側板103とこれと隣接する内部板106の間の2箇所で行われる。この2箇所での連結では、連結強度が不十分な場合には、内部板106、107の間で、セグメントの上方から連結部材を他の挿通孔104a、105aにセットし、周方向の連結を強化する。
【0035】
また、
図5(a)では、1箇所当たり1組のボルトとナットが用いられているが、大径の既設管に使用されるセグメントで端板104、105の高さが大きい場合には、1箇所当たり2組以上のボルトとナットでセグメントを周方向に連結してもよい。
【0036】
このように、セグメントの周方向の連結を側板102、103に設けた開口部102b、103bを介して行うようにすると、更生管の敷設後に既設管と更生管の隙間に充填材を充填する際には、両セグメントの側板102と103が密接して各開口部102b、103bが、一つの一体の開口部のようになっているので、充填材は、この一体となった開口部102b、103bを流入ないし流出し、更生管内に向かって下方部に漏れ出すことはない。従って、開口部102b、103bを塞ぐ必要がなく、内部板101に開口部を設けた場合に比べて、周方向の連結を簡単化することができる。
【0037】
セグメント1を順次周方向に一周分連結させると、
図6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。
【0038】
なお、
図6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。
【0039】
このような管ユニット10の各セグメントは、
図7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。
【0040】
ナット12を一方のセグメント1a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。
【0041】
ナット12の管長方向の長さは、側板102と内部板106との間隔よりやや長く、上述のようにセットしたときにセグメント1a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1b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1bの側板103の穴103aにナット12を通過させ、両セグメント1a、1bを突き合わせる。
【0042】
この状態で、連結部材11を、セグメント1b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をセグメント1a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、頭部14のつば14aがセグメント1bの最左端の内部板106に圧接するまで連結部材11をナット12にねじ込み、両セグメント1a、1bを締め付けて固定させる。
【0043】
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7に示した例では、中央に位置するセグメント1a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1cにおけるナット12の位置と、周方向にみて側板102の穴102aの間隔だけずれている。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
まず、
図8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5、
図6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。
【0047】
続いて、管ユニット10を、
図7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8、
図9に示したように、既設管21内に更生管40を敷設する。なお、
図8、
図9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。
【0048】
あるいは、更生管の径が大きい場合には、搬入されたセグメント1を、実際に設置される位置まで運搬し、そこで、周方向及び管長方向の連結を行うようにしてもよい。この場合、周方向の連結をする際には、セグメントの外側と既設管との隙間が狭く、セグメントの外側からボルト・ナットのセットの取り付けができない場合があり、側板に周方向連結用の開口部を設けることの有用性が特に高い。
【0049】
続いて、
図9に示したように、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30を充填し、充填材を固化させる。隙間Sの両端部はレジンパテ、モルタル等のシール剤で塞いでおく。充填材30は、例えば内面板101に穴をあけその開口部から注入を行い、更生管の全体に行き渡り管長方向の両端のセグメントの側板から流出し始めるまで行う。側板102、103に設けたセグメントの周方向連結用の開口部102b、103bには、充填時には充填材30が管長方向に流入ないし流出するので、充填作業の効率が向上する。
【0050】
このとき、セグメント1の側板102、103、内部板106にはそれぞれ切り欠き102c、103c、106bが設けられているから、隙間Sが小さい場合や隙間S内に障害物がある場合でも充填材はスムーズに管長方向に流れることができる。また、側板102あるいは103に形成した切り欠き102c、103cとそれに隣接する内部板106に形成した切り欠き106bは、セグメントを上方(外側)から見たとき周方向に蛇行しているので、充填材はジグザグ状に充填され、充填材を均一に充填させることができる。
【0051】
また、端板104、105の高さは側板102、103、内部板106、107の高さより小さくなっていて端板104、105の上端と既設管21との間のすきまが大きくなっているから充填材は周方向にもスムーズに流れることができる。端板104、105の下部に設けられている穴104d、105dは、充填材を流入あるいは流出させ、通過させると共に、充填材の充填に伴って押し出される既設管21と内面板101との間の空気の通過口としても役立つため、一層充填材がスムーズに流れることができる。
【0052】
この充填を行うことにより、既設管21と更生管40が充填材30により堅固に結合され、既設管、充填材並びに更生管からなる複合管を構築することができる。