特許 6241593 伏びの応急補修方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6241593

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】伏びの応急補修方法

(51)【国際特許分類】

   F16L 55/18 20060101AFI20171127BHJP

   F16L 58/04 20060101ALI20171127BHJP

   E02B 5/00 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   F16L55/18 B

   F16L58/04

   E02B5/00 Z

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-108433(P2013-108433)

(22)【出願日】2013年5月22日

(65)【公開番号】特開2014-228068(P2014-228068A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2016年5月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】312002831

【氏名又は名称】ＦＣＲ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】599083891

【氏名又は名称】株式会社相川管理

(74)【代理人】

【識別番号】100080458

【弁理士】

【氏名又は名称】高矢 諭

(74)【代理人】

【識別番号】100076129

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 圭佑

(74)【代理人】

【識別番号】100089015

【弁理士】

【氏名又は名称】牧野 剛博

(74)【代理人】

【識別番号】100144299

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 崇

(72)【発明者】

【氏名】小林 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】村山 克之

(72)【発明者】

【氏名】鴨志田 祥子

(72)【発明者】

【氏名】宮島 和彦

(72)【発明者】

【氏名】高橋 仁

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 弘

(72)【発明者】

【氏名】深水 俊圀

(72)【発明者】

【氏名】相川 重幸

【審査官】 礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１１３２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０５９９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０１８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０６１２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０９７３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３２３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００４７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７１９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２２３２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０２０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３１９１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｌ ５５／００ − ５８／１８

Ｆ１６Ｌ １／００ − １／２６

Ｅ０２Ｂ ５／００ − ５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

伏び内に該伏びの内径よりも小さい外径の通水管を設置する工程と、
発泡性材料が注入されるチューブを前記伏び内に設置する工程と、
前記伏び内に設置した前記チューブ内に発泡性材料を注入する工程と、
を有し、
前記チューブは前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に位置しており、前記チューブ内に注入された発泡性材料は前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填され、充填された該発泡性材料は硬化して前記伏びの内面を支持し、前記伏びの崩落を防止することを特徴とする伏びの応急補修方法。

【請求項2】

前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填された前記発泡性材料を高圧水により破壊する発泡性材料破壊工程と、
破壊した前記発泡性材料を前記伏び内から取り除く工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の伏びの応急補修方法。

【請求項3】

前記発泡性材料破壊工程において、前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填された前記発泡性材料に、高圧水を前方に噴射する第１の高圧水放出ノズルで前記伏びの長手方向に孔を開け、次に、開けた該孔に、高圧水を側方に噴射する第２の高圧水放出ノズルを差し込み、該第２の高圧水放出ノズルを前記伏びの長手方向に進行させて、前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填された前記発泡性材料を破壊することを特徴とする請求項２に記載の伏びの応急補修方法。

【請求項4】

前記高圧水の圧力は、１２〜１８ＭＰａであることを特徴とする請求項３に記載の伏びの応急補修方法。

【請求項5】

前記チューブは、該チューブ内に注入された前記発泡性材料が前記伏びの内面方向に膨張することを妨げないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の伏びの応急補修方法。

【請求項6】

前記チューブは、ポリエチレン製で円筒状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の伏びの応急補修方法。

【請求項7】

前記発泡性材料は、発泡硬質ウレタンであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の伏びの応急補修方法。

【請求項8】

前記通水管は、湾曲自在であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の伏びの応急補修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は伏びの応急補修方法に関する発明であり、例えば、鉄道線路を支持する路盤内に埋設された伏びに対して好適に用いることができる。

【背景技術】

【0002】

鉄道線路を支持する路盤内には、農業用水等を横断させて流すために通水管が埋設されている。この通水管は「伏び」と称されている。

【0003】

伏びは、鉄道建設時に主に農業用水を流すために布設された横断管路であり、古いものが多く、伏びのうちの約半分は布設されてから１００年近く経過している。また、陶管、鉄筋コンクリート管、ヒューム管等が伏びとして用いられているが、古くに布設されたものほど陶管が多く用いられており、布設されてから１００年近く経過している伏びの大半は陶管である。

【0004】

そして、長期にわたって供用されてきた陶管からなる伏びには、ひび割れ等の変状が生じているものが多い。ひび割れが存在するとそこから土砂が伏び内に流入してしまって、路盤内に空洞が発生するおそれがある。空洞が大きくなると路盤が陥没してしまい、最悪の場合、重大事故につながってしまう。

【0005】

これに対する対応策として、加熱することにより硬化するライニング部材を伏びの内周面に配置し、所定の熱を加えて硬化させて、伏びの内周面にライニング層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−１３１９１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述したように、ひび割れ等の変状が進んだ伏びは重大事故の原因となるおそれがあるので、このような伏びが発見されたら即座に補修を行うことが必要である。このため、伏びの補修工事における迅速性をより向上させることが求められている。

【0008】

また、鉄道線路の路盤内に埋設された伏びの数は多く、一気に補修を完了することはできず、毎年度、順次補修が進められているのが現状である。

【0009】

このため、本格的な補修がなされるまでの応急措置となり得る安価な補修工法の出現が待たれている。

【0010】

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、現状の伏びの補修工法よりも短工期で、かつ、安価に施工可能な、伏びの応急補修方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】

【0011】

本発明は、以下の伏びの応急補修方法により、前記課題を解決したものである。

【0012】

即ち、本発明に係る伏びの応急補修方法は、伏び内に該伏びの内径よりも小さい外径の通水管を設置する工程と、発泡性材料が注入されるチューブを前記伏び内に設置する工程
と、前記伏び内に設置した前記チューブ内に発泡性材料を注入する工程と、を有し、前記チューブは前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に位置しており、前記チューブ内に注入された発泡性材料は前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填され、充填された該発泡性材料は硬化して前記伏びの内面を支持し、前記伏びの崩落を防止することを特徴とする伏びの応急補修方法である。

【0013】

前記伏びの応急補修方法において、前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填された前記発泡性材料を高圧水により破壊する発泡性材料破壊工程と、破壊した前記発泡性材料を前記伏び内から取り除く工程と、をさらに有していてもよい。

【0014】

前記発泡性材料破壊工程において、前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填された前記発泡性材料に、高圧水を前方に噴射する第１の高圧水放出ノズルで前記伏びの長手方向に孔を開け、次に、開けた該孔に、高圧水を側方に噴射する第２の高圧水放出ノズルを差し込み、該第２の高圧水放出ノズルを前記伏びの長手方向に進行させて、前記伏びの内面と前記通水管の外面との間に充填された前記発泡性材料を破壊するようにしてもよい。

【0015】

ここで、「高圧水を前方に噴射」とは、前記伏びの長手方向であって、かつ、前記発泡性材料に向かう方向を主たる方向として高圧水を噴射することであり、前記主たる方向に加えて前記主たる方向以外に高圧水を噴射することも含む概念である。

【0016】

また、「高圧水を側方に噴射」とは、前記伏びの長手方向と直交する方向の成分を有する方向に高圧水を噴射することであり、例えばノズルの進行方向に対して斜め後方に高圧水を噴射することも含む概念である。

【0017】

前記高圧水の圧力は、１２〜１８ＭＰａであることが好ましい。

【0018】

前記チューブは、該チューブ内に注入された前記発泡性材料が前記伏びの内面方向に膨張することを妨げないことが好ましい。

【0019】

前記チューブは、例えば、ポリエチレン製で円筒状である。

【0020】

前記発泡性材料は、例えば、発泡硬質ウレタンである。

【0021】

前記通水管は、湾曲自在であることが好ましい。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係る伏びの応急補修方法は、現状の伏びの補修工法よりも短工期で、かつ、安価に施工可能である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】鉄道線路を支持する路盤を鉄道線路と直交する面で切断した断面図

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線（伏び１０の長手方向と直交する面）で切断したときの伏び１０およびその内部の断面図

【図3】前半工程αを実施中の状態（発泡硬質ウレタン１４を伏び１０の内側に充填している状態）を、施工に用いる資材を含めて模式的に示す断面図（伏び１０を伏び１０の長手方向に平行な鉛直面で切断した断面図）

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ線（伏び１０の長手方向と直交する面）で切断したときの伏び１０およびその内部の断面図

【図5】前半工程αで用いるスプレーガン２０の模式図

【図6】後半工程βにおいて、伏び１０内に充填された発泡硬質ウレタン１４を高圧水により２段階で破壊する手順を示す模式図で、（Ａ）は前半工程αが終了した状態を示す図で、（Ｂ）は比較的小さい径の孔１４Ａを発泡硬質ウレタン１４に開けている状況を示す図で、（Ｃ）は孔１４Ａの径を拡張するように発泡硬質ウレタン１４を破壊している状況を示す図である。

【図7】高圧水による１段階目の破壊に用いる前方破壊ノズル３０を模式的に示す図

【図8】前方破壊ノズル３０を図７の矢印ＶＩＩＩ方向から見た模式図

【図9】高圧水による２段階目の破壊に用いる側方破壊回転ノズル３２を模式的に示す図

【図10】管径２５０ｍｍのボイド管の内面と管径１００ｍｍの塩ビ管の外面との間隙に発泡硬質ウレタンの充填を開始した直後の状況を撮影した写真

【図11】管径２５０ｍｍのボイド管の内面と管径１００ｍｍの塩ビ管の外面との間隙に発泡硬質ウレタンが充填されていく途中の状況を撮影した写真

【図12】管径２５０ｍｍのボイド管の内面と管径１００ｍｍの塩ビ管の外面との間隙への発泡硬質ウレタンの充填が完了した時の状況を撮影した写真

【図13】充填した発泡硬質ウレタンの硬化後にボイド管を切断して取り出した管径１００ｍｍの塩ビ管の写真

【図14】発泡硬質ウレタン充填のための資材の配置が完了した状態を撮影した写真

【図15】模擬伏び内から引き出した資材を撮影した写真

【図16】インナーチューブ内の硬化後の発泡硬質ウレタンの断面を撮影した写真

【図17】インナーチューブから取り出した硬化後の発泡硬質ウレタンの外観を撮影した写真

【図18】模擬伏び４０の外観を模式的に示す図

【図19】模擬伏び４２の外観を模式的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る伏びの応急補修方法を詳細に説明する。

【0025】

図１は、鉄道線路を支持する路盤を鉄道線路と直交する方向で切断した断面図である。路盤５０には鉄道線路５２と直交する方向に伏び１０が埋設されている。この伏び１０の中央部付近にひび割れ等の変状部１０Ａが生じているものとし、この変状部１０Ａを本発明の実施形態に係る伏びの応急補修方法で応急補修する場合について説明する。

【0026】

本実施形態に係る伏びの応急補修方法は、いくつかの工程を有しているが、それらの工程は大きく分けて前半工程αと後半工程βとに分けられる。

【0027】

前半工程αは、伏び内に通水管および充填チューブを挿入して、充填チューブ内に発泡硬質ウレタンを注入し、伏びの内面と通水管の外面との間に発泡硬質ウレタンを充填する工程であり、後半工程βは、充填した発泡硬質ウレタンを高圧水を用いて破壊して、前半工程αで設置した資材を取り除く工程である。

【0028】

（前半工程α）
前半工程αは、ひび割れ等の変状が進んだ伏び１０内に通水管１２を設置するとともに、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙に発泡硬質ウレタン１４を充填して、伏び１０の変状の進行、伏び１０の崩落および伏び１０の背面の土砂の流出を防ぐことを目的とする。前半工程αを実施することにより、緊急的に重大事故を回避することができ、また、本格的な補修がなされるまでの安全確保をなすことができる。

【0029】

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線（伏び１０の長手方向と直交する面）で切断したときの伏び１０およびその内部の断面図であり、前半工程αを実施した後の伏び１０の状態を主要な構成のみで模式的に示す断面図である。

【0030】

図２に示すように、前半工程αを実施した後の伏び１０の内側には通水管１２が設置されているとともに、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙には発泡硬質ウレタン１４が充填されている。

【0031】

通水管１２により水の通り道が確保されており、本実施形態に係る伏びの応急補修方法を実施した後も、伏び１０内を水が流れることができるようになっている。また、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙には発泡硬質ウレタン１４が充填されており、この充填された発泡硬質ウレタン１４が伏び１０の内面を支持するとともに伏び１０に生じたひび割れを塞ぎ、伏び１０の変状の進行、伏び１０の崩落および伏び１０の背面の土砂の流出を防ぐ。

【0032】

前半工程αをさらに詳細に説明する。

【0033】

図３は、前半工程αを実施中の状態（発泡硬質ウレタン１４を伏び１０の内側に充填している状態）を、施工に用いる資材を含めて模式的に示す断面図（伏び１０を伏び１０の長手方向に平行な鉛直面で切断した断面図）であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線（伏び１０の長手方向と直交する面）で切断したときの伏び１０およびその内部の断面図である。

【0034】

前半工程αを実施する際には、まず、アウターチューブ１８内に通水管１２とインナーチューブ１６とを配置した状態で、それらを伏び１０の全長にわたって送り込む。図１に示すように、通水管１２は伏び１０の端から端まで配置する。

【0035】

通水管１２は、路盤５０の両側間の水の通り道を確保する役割を有し、本実施形態に係る伏びの応急補修方法を実施した後も、伏び１０内を水が流れることができるようにし、伏び１０の通水能力を確保する役割を有する。

【0036】

発泡硬質ウレタン１４は、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙に充填されて、伏び１０の内面を支持し、伏び１０の崩落を防止する役割を有する。また、伏び１０に生じたひび割れを塞ぎ、伏び１０の変状の進行および伏び１０の背面の土砂の流出を防ぐ。

【0037】

発泡硬質ウレタン１４には、こうした役割および効果が求められるので、発泡硬質ウレタン１４の圧縮強度は８Ｎ／ｃｍ²以上であることが好ましく、１０Ｎ／ｃｍ²以上であることがより好ましい。

【0038】

インナーチューブ１６は細長い円筒状のチューブで、発泡硬質ウレタン１４が注入されるチューブであり、注入された発泡硬質ウレタン１４が直接伏び１０の内面に接触しないようにする役割を有する。発泡硬質ウレタン１４は接着性があるので、注入された発泡硬質ウレタン１４が直接伏び１０の内面に接触すると、注入した発泡硬質ウレタン１４を後半工程βで伏び１０の内部から取り除くことが困難になってしまう。

【0039】

アウターチューブ１８は細長い円筒状のチューブであり、通水管１２を伏び１０内に引き込む時に伏び１０の内面を保護するとともに、インナーチューブ１６が破れないようにする役割を有する。

【0040】

なお、伏び１０の片側から発泡硬質ウレタン１４を充填する場合は、インナーチューブ１６は底を有する袋状になっていてもよいが、伏び１０の両側から発泡硬質ウレタン１４を充填する場合は底のない円筒状のチューブとする方がよい。伏び１０の両側から発泡硬質ウレタン１４を充填する場合にインナーチューブ１６が底を有する袋状になっている場合、発泡硬質ウレタン１４を充填するための穴を底に開けなければならないからである。また、アウターチューブ１８は底のない円筒状のチューブとする方がよい。アウターチューブ１８に底がある場合、通水管１２の通水機能を阻害しないように、最終的にはアウターチューブ１８の底に穴を開けなければならないからである。

【0041】

次に、発泡硬質ウレタン１４を噴射するスプレーガン２０を伏び１０の補修個所の最奥部（伏び１０の片側のみから作業する場合）または中心部付近（伏び１０の両側から作業する場合）までガイドパイプ２２により押し込む。ガイドパイプ２２には発泡硬質ウレタン１４の２種類の原料をスプレーガン２０に供給する２本の塩ビ管（図示せず）が取り付けられている。この塩ビ管としては、例えば呼び径１３ｍｍ（外径１８ｍｍ）のものを用いることができる。なお、図３においてガイドパイプ２２が２本存在しているように見えるが、図３は伏び１０を伏び１０の長手方向に平行な鉛直面で切断した断面図であり、図３では１本のガイドパイプ２２の２つの切断面が示されているのであり、ガイドパイプ２２の本数は１本である。

【0042】

図５は、スプレーガン２０の模式図である。スプレーガン２０は、２種類の原料を混合して発泡硬質ウレタン１４を噴射する機能を有する。また、発泡硬質ウレタン１４の噴射の開始および終了ならびに噴射量の調整を遠隔操作により行うことができる機能も有する。

【0043】

スプレーガン２０の上部後方には２本の原料供給用ホース２０Ａが連結されており、この２本の原料供給用ホース２０Ａから発泡硬質ウレタン１４の２種類の原料がスプレーガン２０の中に供給され、スプレーガン２０の中で混合される。そして、遠隔操作用ケーブル２０Ｂを介してレバー２０Ｃを引く量の調整を行い、発泡硬質ウレタン１４の噴射の開始および終了ならびに噴射量の調整を遠隔操作により行う。遠隔操作用ケーブル２０Ｂを介してレバー２０Ｃを引くと、発泡硬質ウレタン１４は噴射口２０Ｄから噴射する。

【0044】

このように発泡硬質ウレタン１４の２種類の原料はスプレーガン２０内で混合されてインナーチューブ１６内に注入される。発泡硬質ウレタン１４のインナーチューブ１６内への注入量に合わせてスプレーガン２０を手前に（注入作業を行っている作業者の方に）引き戻しながら、発泡硬質ウレタン１４を伏び１０の変状部１０Ａを中心とする補修個所に充填する。

【0045】

本実施形態では、発泡硬質ウレタン１４として２液を混合することにより硬化するタイプを用いているが、発泡硬質ウレタン１４として用いることができる発泡硬質ウレタンの種類は特に限定されない。ただし、発泡硬質ウレタン１４としては２液を混合することにより硬化するタイプを用いることが好ましい。このタイプの発泡硬質ウレタンを用いることにより、伏び１０の内側に一気に充填を行っても発泡不良は起こりにくくなる。

【0046】

通水管１２としては、例えば、外圧に耐えることができ、かつ、フレキシブルで湾曲自在な高密度ポリエチレン製波付管を使用することができる。伏び１０には屈曲したものがあり、また埋設当初は直管であっても経年変化で一部が沈み込んで上下に屈曲したものもあるので、通水管１２にはフレキシブルで湾曲自在な管を用いることが好ましい。

【0047】

インナーチューブ１６およびアウターチューブ１８として用いることができるものは特に限定されないが、発泡硬質ウレタン１４の充填の進行とともに伏び１０の内面および通水管１２の外面に追従できる性質に優れるものであることが好ましく、例えば、厚さ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍのポリエチレン製のチューブを用いることができる。ただし、インナーチューブ１６およびアウターチューブ１８の大きさが小さすぎるとインナーチューブ１６内に注入された発泡硬質ウレタン１４が伏び１０の内面に向かう方向に膨張できなくなって、伏び１０の内面の支持が不十分となるおそれがあるので、発泡硬質ウレタン１４が伏び１０の内面に向かう方向に膨張することを妨げない大きさのポリエチレン製のチューブをインナーチューブ１６およびアウターチューブ１８として用いることが好ましい。

【0048】

また、インナーチューブ１６内に注入された発泡硬質ウレタン１４が伏び１０の内面に向かう方向に膨張できなくなくなることを防止する観点から、インナーチューブ１６およびアウターチューブ１８の材質としては、伸縮性のある材質を選択することも好ましい。

【0049】

伏び１０への発泡硬質ウレタン１４の注入終了後、図１に示すように、伏び１０および通水管１２の管口部分において、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙を土のう５４で塞ぐ。通水管１２の固定をするとともに、伏び１０と通水管１２の間隙に土砂が侵入することを防止するためである。

【0050】

ロープ２４（図３、図４参照）は、後述する後半工程βで発泡硬質ウレタン１４を引き出す際に用いる。

【0051】

なお、前半工程αを実施する前に、自動走行するカメラ等で伏び１０内を観察して伏び１０の変状部１０Ａの位置を把握して、発泡硬質ウレタン１４を充填する範囲を明確にしておくことが望ましい。また、前半工程αを実施する前に伏び１０内を浚渫しておくことが望ましい。

【0052】

以上、前半工程αについて説明したが、前半工程αを実施することにより、伏び１０内には通水管１２が設置され、水は通水管１２内を流れ、伏び１０の内面に接触しない。このため、伏び１０の通水能力を確保しつつ、伏び１０の変状が進行することを抑制することができるとともに、伏び１０の背面の土砂が流出することを抑制することができる。また、伏び１０の変状部１０Ａの内面に発泡硬質ウレタン１４を充填することにより、伏び１０の内面を支持することができ、伏び１０の崩落を防止することができる。また、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙に発泡硬質ウレタン１４が充填されて伏び１０内の空間の体積が小さくなるので、万一伏び１０が崩落しても路盤５０の崩落の程度は制限される。

【0053】

以上のことから、前半工程αを実施することにより、緊急的に重大事故を回避することができ、また、本格的な補修がなされるまでの安全確保がなされる。したがって、前半工程αのみでも伏び１０に対する応急補修方法として完結している。

【0054】

なお、前半工程αの標準的な直接工事費は、伏びの内周面にライニング層を形成する現状の補修工法の標準的な直接工事費の３０％程度である。また、前半工程αを行う際の現地での標準的な作業時間は２．５時間程度であり、伏びの内周面にライニング層を形成する現状の補修工法を現地で行う際の標準的な作業時間の３０％程度である。

【0055】

（後半工程β）
後半工程βは、充填した発泡硬質ウレタン１４を高圧水を用いて破壊して、通水管１２等の資材とともに取り出す工程であり、前半工程αで設置した資材を伏び１０内から取り除き、伏び１０に対して本格的な補修を施すことを可能な状態にする工程である。

【0056】

前述したように、前半工程αにおいて、ひび割れ等の変状が進んだ伏び１０内に通水管１２を設置するとともに、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙に発泡硬質ウレタン１４を充填することにより、伏び１０の通水能力を確保しつつ、伏び１０の崩落を防止するとともに伏び１０の変状の進行および伏び１０の背面の土砂の流出を抑制するので、前半工程αのみを応急補修方法と捉えることもできるが、ここでは、伏び１０に対して本格的な補修を施すことを可能な状態にする後半工程βを、前半工程αと組み合わせて考えて、前半工程αと後半工程βとを組み合わせた全体の工程を１つの応急補修方法と捉える。

【0057】

後半工程βをさらに詳細に説明する。

【0058】

後半工程βでは、前半工程αで設置した発泡硬質ウレタン１４等の資材を人力で伏び１０内から引っ張り出すのであるが、前半工程αで伏び１０内に充填した発泡硬質ウレタン１４を事前に破壊することなしに、発泡硬質ウレタン１４等の資材を伏び１０内から人力で引っ張り出すことは困難である。また、過大な力を加えると伏び１０が損傷するおそれがある。

【0059】

そこで、後半工程βでは、まず、伏び１０内に充填された発泡硬質ウレタン１４をある程度（前半工程αで設置した資材を伏び１０内から過大な力を加えずに引っ張り出すことができる程度に）高圧水により破壊する。

【0060】

具体的には、図６に模式的に示すように、後半工程βでは、伏び１０内に充填された発泡硬質ウレタン１４を高圧水により２段階で破壊する。図６（Ａ）は前半工程αが終了した状態（通水管１２の外面と伏び１０の内面との間に発泡硬質ウレタン１４が充填された状態）を示す図である。１段階目の破壊では、図６（Ｂ）に示すように、前方破壊ノズル３０により比較的小さい径（例えば５〜１０ｃｍ程度の径）の孔１４Ａを、伏び１０内に充填された発泡硬質ウレタン１４に伏び１０の長手方向に開ける。そして、２段階目の破壊では、図６（Ｃ）に示すように、側方破壊回転ノズル３２により、孔１４Ａの径を拡張するように発泡硬質ウレタン１４を高圧水により破壊していく。

【0061】

図７は高圧水による１段階目の破壊に用いる前方破壊ノズル３０を模式的に示す図であり、図８は前方破壊ノズル３０を図７の矢印ＶＩＩＩ方向から見た模式図である。図９は高圧水による２段階目の破壊に用いる側方破壊回転ノズル３２を模式的に示す図である。

【0062】

１段階目の破壊に用いる前方破壊ノズル３０は、高圧水を前方に噴射しつつ前方に進む高圧水放出ノズルであり、高圧水を前方に噴射する前方噴射穴３０Ａを４つ備え、前方への推進力を得るための後方噴射穴３０Ｂを６つ備える。さらに詳細には、前方噴射穴３０Ａは、図８に示すように、前方破壊ノズル３０の中心部の１つの穴とそれを取り囲む３つの穴からなる。また、前方破壊ノズル３０の後部は高圧水を供給する給水管３０Ｃ（図６（Ｂ）参照）に取り付けられるようになっている。

【0063】

１段階目の破壊ではこの前方破壊ノズル３０を用いて、図６（Ｂ）に示すように、高圧水を前方に（伏び１０の略長手方向に）噴射させながら前方破壊ノズル３０を伏び１０の長手方向に進行させて、伏び１０内に充填された発泡硬質ウレタン１４に伏び１０の長手方向に孔１４Ａを開ける。

【0064】

２段階目の破壊では側方破壊回転ノズル３２を用いる。側方破壊回転ノズル３２は、高圧水を側後方（斜め後方）に噴射して回転しつつ前方に進む高圧水放出ノズルであり、図９に示すように、高圧水を斜め後方に噴射する側後方噴射穴３２Ａを６つ備える。また、側方破壊回転ノズル３２の後部は高圧水を供給する給水管３２Ｂ（図６（Ｃ）参照）に取り付けられるようになっている。１段階目で開けた孔１４Ａに、側方破壊回転ノズル３２を差し込み、高圧水を斜め後方に噴射させながら側方破壊回転ノズル３２を伏び１０の長手方向に進行させて、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間に充填された発泡硬質ウレタン１４を、図６（Ｃ）に示すように孔１４Ａの径を拡張するように破壊する。

【0065】

伏び１０内に充填された発泡硬質ウレタン１４を、前半工程αで設置した資材を伏び１０内から過大な力を加えずに引っ張り出すことができる程度に破壊できたと判断したら、発泡硬質ウレタン１４を破壊する作業を中断し、前半工程αで設置した資材を伏び１０内から人力で引っ張り出す。前半工程αで設置した資材を伏び１０内から引っ張り出す際には、インナーチューブ１６およびアウターチューブ１８を人力で引っ張るとともに、ロープ２４（図３、図４参照）も人力で引っ張る。前半工程αで設置した資材を伏び１０内から引っ張り出すことが困難な場合には、側方破壊回転ノズル３２を発泡硬質ウレタン１４の孔１４Ｂ（図６（Ｃ）参照）に差し込み、高圧水による破壊作業を再度行い、前半工程αで設置した資材を伏び１０内から過大な力を加えずに人力で引っ張り出すことができる程度まで発泡硬質ウレタン１４を破壊する。

【0066】

前方破壊ノズル３０から放出する高圧水の放出方向は、図６（Ｂ）の状態において、伏び１０の長手方向とのなす角が１５°以下の範囲になるようにすることが好ましい。前記なす角が１５°以下であれば、前方の発泡硬質ウレタン１４を効率的に破壊することができ、伏び１０の長手方向に貫通する比較的径の小さい孔１４Ａを発泡硬質ウレタン１４に短時間に設けることが可能になる。前記なす角が１５°を上回ると、孔１４Ａの径を比較的大きくすることができるが、発泡硬質ウレタン１４を貫通する孔１４Ａを短時間に設けることが困難になる。発泡硬質ウレタン１４を貫通する孔１４Ａの径が比較的小さくても、側方破壊回転ノズル３２を用いて孔１４Ａを拡張する（孔１４Ａの径を大きくするように破壊する）ことは効率的に行うことができ、比較的短時間に行うことができるので、発泡硬質ウレタン１４を貫通する孔１４Ａの径がたとえ比較的小さくても、発泡硬質ウレタン１４を貫通する孔１４Ａを短時間で設けるようにした方が、前半工程αで設置した資材を伏び１０内から引っ張り出すまでのトータルの作業時間は短くなることが多い。

【0067】

また、側方破壊回転ノズル３２から放出する高圧水の放出方向は、図６（Ｃ）の状態において、伏び１０の長手方向とのなす角が４５°〜６０°の範囲になるようにすることが好ましい。前記なす角が４５°を下回ると、孔１４Ａの径を拡張する効率が悪くなるおそれがある。また、前記なす角が６０°を上回ると、側方破壊回転ノズル３２の前方への推進力が小さくなり、発泡硬質ウレタン１４を貫通する孔１４Ａを全長にわたって拡張する作業に時間が多くかかるおそれがある。

【0068】

また、前方破壊ノズル３０および側方破壊回転ノズル３２に供給する高圧水の圧力は、１２〜１８ＭＰａであることが好ましい。高圧水の圧力が１２ＭＰａを下回ると、発泡硬質ウレタン１４を破壊するのに要する時間が長くなるおそれがあり、また、高圧水の圧力が１８ＭＰａを上回ると、高圧水を供給するための設備を小型にすることが困難になるおそれがあるからである。発泡硬質ウレタン１４を破壊するのに要する時間を短くする観点および高圧水を供給するための設備を小型にする観点から、前方破壊ノズル３０および側方破壊回転ノズル３２に供給する高圧水の圧力は、１５〜１７ＭＰａであることがより好ましく、１５．５ＭＰａ〜１６．５ＭＰａであることが特に好ましい。

【0069】

なお、高圧水による発泡硬質ウレタン１４の破壊は、インナーチューブ１６およびアウターチューブ１８が損傷しない程度までに止めておくことが好ましい。インナーチューブ１６およびアウターチューブ１８が損傷していなければ、高圧水によって破壊された発泡硬質ウレタン１４の回収が容易になるからである。

【0070】

以上、後半工程βならびに後半工程βで用いる前方破壊ノズル３０および側方破壊回転ノズル３２について詳細に説明したが、説明した前方破壊ノズル３０および側方破壊回転ノズル３２は発泡硬質ウレタン１４を破壊するのに用いることのできるノズルの一例であり、本発明で用いることのできる高圧水放出ノズルが図７〜図９に示す形状等のノズルに限定されるわけではない。

【0071】

なお、後半工程βの標準的な直接工事費は、伏びの内周面にライニング層を形成する現状の補修工法の標準的な直接工事費の１０％程度であり、前半工程αおよび後半工程βを合わせたトータルの標準的な直接工事費は、伏びの内周面にライニング層を形成する現状の補修工法の標準的な直接工事費の４０％程度である。

【実施例】

【0072】

次に実施例について説明するが、実施例についての以下の説明では、図６に示される構成要素と同様の構成要素には同様の符号を付して説明することがある。

【0073】

（前半工程αについての実施例１）
前半工程αを実施することにより、伏び１０の内面と通水管１２の外面との間隙に発泡硬質ウレタン１４が充填されることを確認するための試験を行った。

【0074】

実際の伏びで試験を行うことは困難なので、管径２５０ｍｍの直管のボイド管を伏びに見立て、管径１００ｍｍの直管の塩ビ管を通水管に見立てて、発泡硬質ウレタンの充填状況を確認するための試験を行った。発泡硬質ウレタンの充填状況を確認するための試験であるので、アウターチューブおよびインナーチューブは用いないで試験を行った。なお、用いた発泡硬質ウレタンの圧縮強度は８．３Ｎ／ｃｍ²である。

【0075】

図１０は、管径２５０ｍｍのボイド管の内面と管径１００ｍｍの塩ビ管の外面との間隙に発泡硬質ウレタンの充填を開始した直後の状況を撮影した写真であり、図１１は、管径２５０ｍｍのボイド管の内面と管径１００ｍｍの塩ビ管の外面との間隙に発泡硬質ウレタンが充填されていく途中の状況を撮影した写真であり、図１２は、管径２５０ｍｍのボイド管の内面と管径１００ｍｍの塩ビ管の外面との間隙への発泡硬質ウレタンの充填が完了した時の状況を撮影した写真であり、図１３は充填した発泡硬質ウレタンの硬化後にボイド管を切断して取り出した管径１００ｍｍの塩ビ管の写真である。

【0076】

図１０〜図１２からわかるように、管径２５０ｍｍのボイド管の内面と管径１００ｍｍの塩ビ管の外面との間隙に発泡硬質ウレタンが良好に充填されていくことを確認することができた。図１３からは、硬化した発泡硬質ウレタンがボイド管と通水管との間にまで入り込んでいることがわかる。また、図１３からは読み取りにくいが、実際には、硬化した発泡硬質ウレタンの表面にはボイド管内面のスパイラル状の表面形状が転写されており、このことからも、発泡硬質ウレタンは小さい間隙であっても良好に充填されることを確認することができた。

【0077】

（前半工程αについての実施例２）
本実施例２では、アウターチューブおよびインナーチューブも用いて発泡硬質ウレタンの充填試験を行った。試験に用いた発泡硬質ウレタンの圧縮強度は８．３Ｎ／ｃｍ²であり、実施例１と同様である。

【0078】

本実施例２では、管径３００ｍｍの直管のボイド管（以下、「模擬伏び」と記すことがある）を伏びに見立て、管径１５０ｍｍの直管のコルゲートポリエチレン管（以下、「模擬通水管」と記すことがある）を通水管に見立てて、発泡硬質ウレタンの充填状況を確認するための試験を行った。

【0079】

アウターチューブおよびインナーチューブは、本来、伏びの管径（ここでは、模擬伏びの管径３００ｍｍ）よりも大きいものを使用するが、本実施例２では、チューブの伸びを確認するために、アウターチューブおよびインナーチューブのどちらにおいても直径２９０ｍｍの円筒状のポリエチレンチューブ（厚さ０．２ｍｍ）を使用した。また、スプレーガン、ガイドパイプ、ロープも用いた。そして、これらの資材を図３と同様に配置した。図１４は、これらの資材の配置が完了した状態を撮影した写真である。

【0080】

そして、インナーチューブ内に発泡硬質ウレタンを充填した。

【0081】

発泡硬質ウレタンの硬化後、模擬伏び内からアウターチューブを人力で引き出すと、模擬通水管および硬化した発泡硬質ウレタンを含む全ての資材とともに容易に引き出すことができた。したがって、発泡硬質ウレタンは模擬伏びの内面に圧力を加えていないと考えられ、本実施例２で用いた発泡硬質ウレタンは、本実施例２で用いたアウターチューブおよびインナーチューブを引き伸ばすことはできなかったと考えられる。したがって、伏びの内面を発泡硬質ウレタンが支持して伏びの崩落を防止するためには、アウターチューブおよびインナーチューブの外径は、伏びの内径よりも十分に大きいものを用いることが好ましいと考えられる。

【0082】

図１５は、模擬伏び内から引き出した資材を撮影した写真である。

【0083】

また、図１６は、インナーチューブ内の硬化後の発泡硬質ウレタンの断面を撮影した写真である。インナーチューブ内の発泡硬質ウレタンは、アウターチューブと模擬通水管に拘束されて、三日月状に硬化していた。

【0084】

また、図１７は、インナーチューブから取り出した硬化後の発泡硬質ウレタンの外観を撮影した写真である。インナーチューブから取り出した硬化後の発泡硬質ウレタンの内面には、模擬通水管（コルゲートポリエチレン管）の形状が転写されており、発泡硬質ウレタンは小さい隙間にも適切に充填されていた。

【0085】

（後半工程βについての実施例３）
前半工程αで伏び内に設けた発泡硬質ウレタン等の資材を撤去するための試験を行った。

【0086】

実際の伏びで試験を行うことは困難なので、図１８に示す模擬伏び４０と、図１９に示す模擬伏び４２を用いて発泡硬質ウレタン等の資材の撤去試験を行った。図１８に示す模擬伏び４０は長さ４ｍで管径２５０ｍｍの塩ビ管であり、直管である。一方、図１９に示す模擬伏び４２は管径２５０ｍｍの２本の塩ビ管４４を角度１１°のエルボ４６で接続してなる、屈曲部を有する全長３．５ｍの管である。模擬伏び４２は２本作製した。

【0087】

屈曲部を有する模擬伏び４２も用いて撤去試験を行った理由は、伏びには屈曲したものがあり、また埋設当初は直管であっても経年変化で一部が沈み込んで上下に屈曲したものも少なからず存在するからである。

【0088】

アウターチューブおよびインナーチューブとしては、直径２９０ｍｍの円筒状のポリエチレンチューブ（厚さ０．２ｍｍ）を使用した。また、前半工程αについての実施例２と同様に、スプレーガン、ガイドパイプ、ロープを図３と同様に配置し、インナーチューブ内に発泡硬質ウレタンを充填し、模擬伏び４０、４２内に発泡硬質ウレタンを充填した。充填した発泡硬質ウレタンの圧縮強度は８．３Ｎ／ｃｍ²であり、実施例１と同様である。

【0089】

模擬伏び４０、４２内に発泡硬質ウレタンを充填してから６日後（５日間養生した後）に、模擬伏び４０内に設けた発泡硬質ウレタン等の資材の撤去試験を行った。

【0090】

図６を参照しながら前述した内容と同様に、模擬伏び４０内に充填された発泡硬質ウレタン１４を高圧水を用いて２段階で破壊した。具体的には、図６（Ｂ）に示したのと同様に、まず、前方破壊ノズル３０（ノズルの直径は５０ｍｍ）で比較的小さい径の孔１４Ａを発泡硬質ウレタン１４に伏び１０の長手方向に開けた。孔１４Ａの直径は７５ｍｍ程度であった。そして、２段階目の破壊では、図６（Ｃ）に示したのと同様に、側方破壊回転ノズル３２により、孔１４Ａの径を拡張するように発泡硬質ウレタン１４を高圧水により破壊した。

【0091】

高圧水の供給は、最高圧力２０ＭＰａ、洗浄水吐出量２３０Ｌ／ｍｉｎの高圧洗浄車により行った。

【0092】

高圧水の圧力を１０ＭＰａ、１２ＭＰａ、１４ＭＰａ、１６ＭＰａと変えて、直管の模擬伏び４０内の発泡硬質ウレタン１４に前方破壊ノズル３０で孔１４Ａを開けた結果を次の表１に示す。

【表1】

【0093】

高圧水の圧力が１０ＭＰａの場合は発泡硬質ウレタン１４を破壊できなかった（孔を開けることができなかった）。高圧水の圧力が１２ＭＰａの場合は発泡硬質ウレタン１４を破壊することはできた（孔を開けることはできた）が、破壊する（孔を開ける）までに時間がかかった。高圧水の圧力が１４ＭＰａの場合は高圧水の圧力が１２ＭＰａの場合よりも短時間に発泡硬質ウレタン１４を破壊することができた（孔を開けることができた）。高圧水の圧力が１６ＭＰａの場合は高圧水の圧力が１４ＭＰａの場合よりも短時間に、かつ、破壊の程度（孔の径）もより大きく発泡硬質ウレタン１４を破壊することができた。

【0094】

この結果から、高圧水の圧力は１６ＭＰａが適当であると判断し、屈曲部を有する模擬伏び４２を用いての撤去試験では、高圧水の圧力は１段階目の破壊および２段階目の破壊とも１６ＭＰａにして試験を行い、破壊作業に要する時間も測定した。

【0095】

まず、前方破壊ノズル３０を用いて比較的小さい径の孔１４Ａ（直径７５ｍｍ程度）を、図６（Ｂ）に示すように伏び１０内に充填された発泡硬質ウレタン１４に伏び１０の長手方向に開けた。２本の模擬伏び４２（Ｎｏ．１とＮｏ．２とする）に孔１４Ａを開けたが、作業に要した時間はＮｏ．１では１２分４３秒であり、Ｎｏ．２では９分４５秒であった。前方破壊ノズル３０を用いて直径７５ｍｍ程度の孔１４Ａを開けただけでは、模擬伏び４２内から発泡硬質ウレタン１４等の資材を引き出すことはできなかった。

【0096】

次に、図６（Ｃ）に示すように、側方破壊回転ノズル３２を用いて孔１４Ａの径を拡張するように発泡硬質ウレタン１４の破壊を行った。しかし、孔１４Ａ内を模擬伏び４２の片道（３．５ｍ）だけ移動させて孔１４Ａの径の拡張を２５秒間程度行っただけでは、模擬伏び４２内から発泡硬質ウレタン１４等の資材を引き出すことはできなかった。

【0097】

そこで、模擬伏び４２内から発泡硬質ウレタン１４等の資材を過大な力を加えずに引き出すことができるまで、側方破壊回転ノズル３２を用いて孔１４Ａの径の拡張を行った。模擬伏び４２から発泡硬質ウレタン１４等の資材を引き出すことができる状態にするまでに要した時間は、Ｎｏ．１では２分４０秒であり、Ｎｏ．２では３分５５秒であった。なお、前方破壊ノズル３０を用いて開けた孔１４Ａの形状（模擬伏び４２の長手方向と直交する断面における形状）はほぼきれいな円形であったが、側方破壊回転ノズル３２を用いて孔１４Ａの径を拡張するように破壊した後は、きれいな円形を保っていなかった。

【0098】

次の表２に、模擬伏び４２内から発泡硬質ウレタン１４等の資材を引き出すことができる状態にするまでに要した、側方破壊回転ノズル３２による作業時間等を示す。

【表2】

【0099】

表２に示す結果からわかるように、模擬伏び４２内から発泡硬質ウレタン１４等の資材を引き出すのに必要な、側方破壊回転ノズル３２による作業時間は、伏び１ｍあたり４０〜７０ｓ程度であると考えられる。ただし、必要な作業時間は現場の状況によっても異なると考えられるので、実際の現場では、伏び内から発泡硬質ウレタン等の資材を過大な力を加えずに引き出すことができる程度まで発泡硬質ウレタンの破壊が進んだかどうかを適宜判断しつつ、後半工程βの作業を進めることが望ましいと考えられる。

【符号の説明】

【0100】

１０…伏び
１０Ａ…変状部
１２…通水管
１４…発泡硬質ウレタン
１４Ａ…孔
１４Ｂ…孔
１６…インナーチューブ
１８…アウターチューブ
２０…スプレーガン
２０Ａ…原料供給用ホース
２０Ｂ…遠隔操作用ケーブル
２０Ｃ…レバー
２０Ｄ…噴射口
２２…ガイドパイプ
２４…ロープ
３０…前方破壊ノズル
３０Ａ…前方噴射穴
３０Ｂ…後方噴射穴
３０Ｃ…給水管
３２…側方破壊回転ノズル
３２Ａ…側後方噴射穴
３２Ｂ…給水管
４０、４２…模擬伏び
４４…塩ビ管
４６…エルボ
５０…路盤
５２…鉄道線路
５４…土のう

【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18】

【図19】