特開 2024-143785 既設管の更生方法及び既設管の更生に用いられる補強板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143785

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】既設管の更生方法及び既設管の更生に用いられる補強板

(51)【国際特許分類】

   E03F 7/00 20060101AFI20241003BHJP

   E03F 3/04 20060101ALI20241003BHJP

   F16L 55/18 20060101ALI20241003BHJP

   F16L 1/028 20060101ALI20241003BHJP

   F16L 1/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

E03F7/00

E03F3/04 Z

F16L55/18 B

F16L1/028 Z

F16L1/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056662

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】508100055

【氏名又は名称】日本ノーディッグテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119091

【弁理士】

【氏名又は名称】豊山 おぎ

(72)【発明者】

【氏名】中村 忠臣

(72)【発明者】

【氏名】山根 歩

【テーマコード（参考）】

2D063

【Ｆターム（参考）】

2D063BA37

2D063EA07

(57)【要約】

【課題】本発明は、既設管の破損を防止してより確実に更生管を形成する方法及びそのための補強板を提供する。
【解決手段】本発明は、地中に設けられた既設管１の内壁面に補強板３を固定する補強板設置工程と、既設管１の内部に更生管２を形成する更生管形成工程と、浮上防止柱設置工程とを有する既設管１の更生方法に関する。本発明の既設管の更生方法は、更生管２を貫通させた浮上防止柱５の一端が既設管１に当てられる位置に、補強板３を設置してもよい。また、本発明の既設管の更生方法は、補強板３を、既設管１の内壁面の形状に沿うように配置してもよい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中に設けられた既設管の内壁面に補強板を固定する補強板設置工程と、
前記既設管の内部に更生管を形成する更生管形成工程と、
浮上防止柱設置工程とを有する既設管の更生方法。

【請求項2】

前記更生管を貫通させた浮上防止柱の一端が前記既設管に当てられる位置に、前記補強板を設置する請求項１に記載の既設管の更生方法。

【請求項3】

前記補強板は、既設管の内壁面の形状に沿うように配置される請求項１又は２に記載の既設管の更生方法。

【請求項4】

地中に設けられた既設管の内壁面の少なくとも一部の形状に沿って形成され、
前記既設管の内側に設ける更生管の形成前に前記既設管の内壁面に直接固定される既設管の更生に用いられる補強板。

【請求項5】

厚さ方向に貫通孔を有する板部材により形成され、
前記貫通孔に固定具を挿通して前記既設管への固定が可能に形成されている請求項４に記載の既設管の更生に用いられる補強板。

【請求項6】

前記貫通孔は、板部材の偏平面の中央部分に１つ設けられている請求項５に記載の既設管の更生に用いられる補強板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既設管の更生方法及び既設管の更生に用いられる補強板に関する。

【背景技術】

【0002】

老朽化した下水道管等の既設管を更生する方法として、既設管内に硬質塩化ビニル等の合成樹脂製の更生管を製管した後、既設管と更生管との間隙に裏込め材を注入して硬化させる方法が広く採用されている。老朽化が進んだ既設管は、形状が若干偏平に変形していたり、壁部が腐食して内壁面が減肉して薄肉状態になっていたり、薄肉になった結果、既設管の管壁中に設けられた鉄筋が浮き出た状態となっており、外圧に対する耐力がほとんど残っていないことがある。このような場合、更生管としては、それだけで外圧に対する十分な耐力を有する、いわゆる自立管が採用され、自立管を既設管に内挿していくことで既設管の更生が行われる。既設管の更生の過程で既設管と更生管との間に裏込め材を注入して行くと、更生管の浮力により、既設管に対して更生管が浮いてしまうことがあるため、裏込め材の注入前に更生管の頂壁部を貫通させて既設管の内壁面の頂部と更生管底部の間に、浮上防止柱を設置することが行われる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

既設管が著しく腐食し劣化度が大きい場合、既設管に更生管を内挿する工程等で、既設管の一部が破損する懸念が生じる。そのような懸念がある場合には、破損で既設管内面に周辺土砂を引入れる事による陥没が生じ得るという問題がある。また、陥没の可能性を考慮すると、更生管の浮き上がり防止のために設置する浮上防止柱の設置が適切に行えなくなる。その場合、更生管の形成後のモルタル注入による更生管の浮力による浮上りが生じ、更生管の管路勾配が取れず、次工程に進めないという問題が生じる。また、最悪の場合には既設管の更生の中止が発生し、地上の道路の開削を伴い、新管を用いた敷設替え工への計画変更が必要となる。
そこで、本発明は、既設管の破損リスクを低減させて安定的に更生管を形成する方法及びそのための補強板を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の既設管の更生方法は、地中に設けられた既設管の内壁面に補強板を固定する補強板設置工程と、前記既設管の内部に更生管を形成する更生管形成工程と、浮上防止柱設置工程とを有する。
この構成によれば、劣化が進んだ既設管の更生において、破損の虞の高い既設管の内壁を容易かつ確実に補強することができる。

【0005】

本発明の既設管の更生方法は、前記更生管を貫通させた浮上防止柱の一端が前記既設管に当てられる位置に、前記補強板を設置してもよい。
この構成によれば、裏込め材の注入時に更生管の浮上を防止すべく浮上防止柱を設置しこの浮上防止柱が既設管の内壁を押圧する場合でも、補強板の全体で浮上防止柱の押圧を受けることができる。

【0006】

本発明の既設管の更生方法は、前記補強板を既設管の内壁面の形状に沿うように配置してもよい。
この構成によれば、補強板を既設管の内壁面に沿って配置することでより安定的に既設管の内壁を補強することができる。

【0007】

本発明の既設管の更生に用いられる補強板は、地中に設けられた既設管の内壁面の少なくとも一部の形状に沿って形成され、前記既設管の内側に設ける更生管の形成前に前記既設管の内壁面に直接固定される。
この構成によれば、劣化が進み、破損の虞の高い既設管の内壁を良好に補強することができる。

【0008】

本発明の既設管の更生に用いられる補強板は、厚さ方向に貫通孔を有する板部材により形成され、前記貫通孔に固定具を挿通して前記既設管への固定が可能に形成されていてもよい。
この構成によれば、容易かつ確実に補強板の既設管の内壁面への設置を行うことができる。

【0009】

本発明の既設管の更生に用いられる補強板の前記貫通孔は、板部材の偏平面の中央部分に１つ設けられててもよい。
この構成によれば、補強板の設置に伴う既設管の内壁への干渉を最小限に抑えるとともに、簡便かつ確実に補強板の既設管の内壁面への設置を行うことができる。

【発明の効果】

【0010】

本願の各発明は、既設管の破損リスクを低減させて安定的に更生管を形成することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態の既設管の更生方法の一工程であって補強板設置工程を示す概略図である。

【図2】本発明の一実施形態の補強板を示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態の既設管の更生方法の一工程であって補強板設置工程を示す概略図である。

【図4】本発明の一実施形態の既設管の更生方法の一工程であって更生管形成工程を示す概略図である。

【図5】本発明の一実施形態の既設管の更生方法の一工程であって浮上防止柱設置工程を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図を参照して本発明の一実施形態の既設管の更生方法及びこれに用いられる補強板の一実施形態について説明する。

【0013】

図１，図４又は図５に示すように、本発明の既設管１の更生には、更生管２、補強板３、腹起し材４、浮上防止柱５が主として用いられる。

【0014】

図４に示すように、本発明の適用対象となる既設管１は、老朽化が進んで管の形状が若干偏平に変形していたり、壁部が腐食して内壁面が減肉して薄肉状態になっていたり、薄肉になった結果、既設管１の管壁中に設けられた鉄筋が浮き出た状態となった管である。このようなコンクリートの既設管１は、外圧への耐力がほとんど残っていないことが多く、更生管２の形成時に更生管２の浮き上がり防止のための浮上防止柱を突き当てた場合、壁部が崩れてしまうことが懸念される。
適用対象となる既設管１の軸線方向に視た形状としては、軸線方向に直交する断面で視て円形、馬蹄形、概略矩形など公知の様々な形状のものがある。

【0015】

更生管２は、上記のような劣化した既設管１の内壁に沿って新たに設けられる合成樹脂材料を用いた軸線方向に直交する断面形状が円形の管である。本発明は、外圧への耐力をほとんど期待できない既設管１に適用されるものであるため、更生管２としてそれだけで十分な耐力を有する、いわゆる自立管が用いられる。

【0016】

図２に示すように、補強板３としては、厚さが２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上あり、所定の面積を有する鋼板が好適に用いられる。補強板３は、特に限定されないが、３００ｍｍ×３００ｍｍ程度の寸法を有し矩形に形成されている。補強板３の材質としては、一例としてＳＳ４００（一般構造用圧延鋼材）を使用することができる。補強板３は、剛性を十分に担保できるものであれば必ずしも鋼板でなければならないわけではない。

【0017】

補強板３の偏平面３ａの中心部分（例えば対角線の交差部付近）には、厚さ方向に貫通する貫通孔３ｃが１つ形成されている。貫通孔３ｃは中心部その他の箇所に複数あってもよい。貫通孔３ｃを複数作った場合には、所定の位置に補強板３を配して貫通孔３ｃにボルトを挿通させる場合において、貫通孔３ｃが既設管１の内壁に穴を形成することが困難な箇所に位置するとき等に、他の貫通孔３ｃをボルトの挿通孔とすることが可能となる。

【0018】

補強板３は、既設管１の内壁面にほぼ沿うように、補強板３の設置位置に対応する既設管１の内壁面の形状にほぼ沿って形成されている。本実施形態では、既設管１の内壁面の頂部の形状に沿ってわずかに湾曲している。

【0019】

図５に示すように、腹起し材４は、長尺でその長尺な延在方向に貫通するよう中空に形成された鋼管部材である。腹起し材４の形状は様々あるが、本実施形態では、延在方向に視た形状が概略矩形となっている。

【0020】

浮上防止柱５は、鋼単管部材である。浮上防止柱５の一方の端部の管内には、ジャッキボルトが挿入され突っ張りの調整ができる構成となっている。浮上防止柱５の一方の端部の先には、腹起し材４を受けるための皿部材５ｄを有している。

【0021】

次に、本発明の既設管１を構成する方法について説明する。
＜事前工程＞
まず、既設管１の内壁面の頂部で、更生管２の設置後に浮上防止柱５の一端を突き当てる予定位置にカラースプレー等で分かり易い印をつける。浮上防止柱５は、更生管２の大きさにもより特に限定されないが、形成される更生管２の軸線方向に２ｍ弱から３ｍ程度の間隔で、一端が既設管１の内壁面の頂部に突っ張るように設けられるので、前記印は、軸線方向に所定の間隔で複数付される。

【0022】

＜補強板設置工程＞
補強板３の設置位置の印を付けたら、図３に示すように、図2に示す補強板３の偏平面３ａが既設管１の内壁面に沿うようにかつ前記印の位置に従って一つずつ補強板３を配していく。なお、補強板３は、特に限定されないが、既設管１の内壁面において浮上防止柱５が設置される予定の１箇所に１つ設けられればよい。補強板３の既設管１の内壁面への固定は、貫通孔３ｃにボルトＢを挿通させて既設管１の内壁を削りながら螺入してナットで留めることにより行う。既設管１は壁部が大きく劣化しているが、本発明の補強板３のように板の面３ａを当てることで浮上防止柱５のような管端の圧が局所的にかからないため、壁部の破損が防止される。

【0023】

なお、補強板３の既設管１の内壁面への固定に際しては、既設管１内に、作業者が入って作業をすることができる径と長さを有する補強板固定作業用の短管７を適宜移動させながら用いるとよい。このような補強板固定作業用の短管７を用いることで、補強板３の既設管１への固定作業中に作業者の体重が既設管１の内壁に局所的にかかることを防止して、作業用の短管７の底壁に体重を分散してかけることができる。また、補強板３の固定作業中に既設管１の内壁の腐食部分が欠けて落ちた場合であっても、欠けた部分が作業者上に落ちることを防止する等、作業者を極力保護することができるという効果を奏する。

【0024】

＜更生管形成工程＞
補強板３の設置が完了したら、図４に示すように、既設管１内に更生管２を設けていく。
更生管２の製管方法としては、自走式（すなわち不図示の製管機が自走しながら製管し、更生管２を設置していく方法）が採用される。

【0025】

＜腹起し材及び浮上防止柱５の設置工程＞
既設管１の始端から終端まで（又は予定された範囲において）更生管２の形成が完了したら、図５に示すように、既設管１と更生管２との間に裏込め材を注入する前に、更生管２の内側にこの更生管２を支持する腹起し材４及び浮上防止柱５を設置して行く。
具体的に腹起し材４及び浮上防止柱５の更生管２内への設置は、以下のようにして行う。
まず、更生管２の頂部で浮上防止柱５を挿通させる位置に、浮上防止柱５の挿通孔２ｃをホルソー等で形成する。

【0026】

次に、鋼材により形成された長尺な棒状の角材からなる複数の腹起し材４を、更生管２の管底に更生管２の軸線Ｌにほぼ平行に固定していく。腹起し材４としては、浮上防止柱５の設置間隔で連結していける長さの鋼材を連接させながら設置する。
腹起し材４は、浮上防止柱５をその設置予定位置に立てた際に、浮上防止柱５の下端が腹起し材４の連接部分を押さえられるように配置していく。

【0027】

浮上防止柱５はその上端部を挿通孔２ｃに挿通させて、挿通孔２内に臨む既設管１の内壁面に固定された補強板３に突き当てる。浮上防止柱５の下端部には、腹起し材４を受ける断面略逆Ｕ字形の皿部材５ｄを固定して、皿部材５ｄを腹起し材４の上部に嵌合させ、浮上防止柱５の長さを調整して腹起し材４と補強板３との間にしっかりと突っ張らせ、浮上防止処置を行う。
以上の作業によって、更生管２の固定が完了し、更生管２の既設管１に対する位置決めができた状態となる。

【0028】

＜裏込め材注入作業＞
更生管２内に軸線方向に所定の間隔で複数の浮上防止柱５が設置された後、既設管１と更生管２との間に間詰め材又はモルタル等の裏込め材を充填する。裏込め材がある程度養生固化したら、上述した浮上防止柱５及び腹起し材４を設置時の手順と逆の手順で撤去する。

【0029】

本発明の既設管１の更生方法は、浮上防止柱５を腹起し材４と既設管１の内壁面の頂部との間に突っ張らせても、剛性の高い補強板３が既設管１の内壁面の頂部で浮上防止柱５の上端側を受ける。したがって、浮上防止柱５の突っ張り又は裏込め材を入れた際にかかる浮力によって浮上防止柱５の上端部が上方への押圧を高めても、補強板３がその偏平面３ａの全体に押圧力を分散することができ、既設管１の内壁を破損してしまうリスクが大きく軽減される。特に、補強板３は、既設管１の内壁面に沿って配されるため、浮上防止柱５による押圧を補強板３の全体で受けることができる。

【0030】

また、補強板３に形成した貫通孔３ｃの一つにボルトＢを挿通させて既設管１の内壁に螺入するため、補強板３の既設管１の内壁への固定に伴う内壁への干渉を可及的に抑えることができる。したがって、既設管１の内壁の一部を破壊して崩落させてしまうリスクを押さえてより確実かつ安定的に更生管２を形成することができるという効果を奏する。

【0031】

また、上記実施形態では、補強板設置工程において、既設管１の内壁面の頂部に必要な補強板３を更生管２の形成前に全て設置してしまう例を示したが、補強板設置工程は、更生管形成工程と交互に行ってもよい。

【0032】

すなわち、例えば２～３ｍ等の一定の長さの更生管２を形成する毎に更生管２の形成を中断し、次に同じ長さの更生管２を形成する範囲で、浮上防止柱５が当てられる予定の箇所に補強板３を固定し、その後更生管２の形成を再開、補強板３の固定…という工程を繰り返してもよい。

【0033】

このように、更生管２を所定長さ分ずつ形成しながら、中断時に補強板３を固定していくことで、万が一にも補強板３の固定時に既設管１の内壁が崩れても、作業者は既に形成された更生管２内に退避することが可能となるという効果を奏する。

【0034】

なお、浮上防止柱５が突き当てられる箇所以外で既設管１の内壁の老朽化が著しい箇所、例えば既設管１の内部に設けられた骨材（鉄筋）が露出し始め鉄筋自体の腐食も大きく進んで見られる箇所や、内壁の腐食により剥がれが生じて減肉されている箇所などにも補強板３が取り付けられてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１ 既設管
２ 更生管
３ 補強板
３ｃ 貫通孔
４ 腹起し材
５ 浮上防止柱
Ｂ ボルト（固定具）
Ｎ ナット（固定具）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】