特開 2024-167534 既設管更生方法

(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】P2024167534

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】既設管更生方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 63/32 20060101AFI20241127BHJP

   F16L 1/00 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

B29C63/32

F16L1/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083674

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003340

【氏名又は名称】弁理士法人湧泉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白瀧 滉司

(72)【発明者】

【氏名】津田 直弥

(72)【発明者】

【氏名】山下 卓也

【テーマコード（参考）】

4F211

【Ｆターム（参考）】

4F211AG08

4F211AH43

4F211SA05

4F211SC03

4F211SD06

4F211SJ11

4F211SJ21

4F211SJ29

4F211SP04

4F211SW26

(57)【要約】

【課題】既設管に屈曲部が有る場合に、その屈曲部に適応した更生管の製管を行なう。
【解決手段】
屈曲部１１を含む既設管１０の内周に沿って、帯状部材２１を螺旋状に巻回してなる更生管２０を製管することにより、既設管１０を更生する方法である。既設管１０の屈曲部１１に連なり屈曲部１１より製管進行側の真直部１３において、屈曲部１１の屈曲形状の外側部に隣接する領域１３Ｒの内面に、所定長さにわたって管軸方向に延びる細長い側部スペーサ５０Ａ，５０Ｂを予め設置する。更生管２０の製管が屈曲部１１を超えて真直部１３を進行する過程において、更生管２０を、側部スペーサ５０Ａ，５０Ｂにより規制する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

屈曲部を含む既設管の内周に沿って、帯状部材を螺旋状に巻回してなる更生管を製管する既設管更生方法であって、
前記既設管の前記屈曲部に連なり前記屈曲部より製管進行側の真直部において、前記屈曲部の屈曲形状の外側部に隣接する領域の内面に、所定長さにわたって管軸方向に延びる細長い側部スペーサを予め設置し、
前記更生管の製管が前記屈曲部を超えて前記真直部を進行する過程において、前記更生管を、前記側部スペーサにより規制することを特徴とする既設管更生方法。

【請求項2】

前記側部スペーサの前記更生管に対向する面は、前記既設管の内面からの高さが製管進行方向に向かって高くなる勾配を有することを特徴とする請求項１に記載の既設管更生方法。

【請求項3】

前記側部スペーサを周方向に離れて複数設置することを特徴とする請求項１に記載の既設管更生方法。

【請求項4】

前記更生管の製管工程に先立ち、前記既設管の管頂又はその近傍部の内面に、管頂スペーサを設置し、
前記複数の側部スペーサは、前記既設管または前記更生管の真横部に設置された第１側部スペーサと、前記管頂スペーサと前記第１側部スペーサとの間の角度範囲において、前記管頂スペーサおよび前記第１側部スペーサから周方向に離れて設置された少なくとも１つの第２側部スペーサと、を含むことを特徴とする請求項３に記載の既設管更生方法。

【請求項5】

少なくとも前記第１側部スペーサの前記更生管に対向する面は、前記既設管の内面からの高さが製管進行方向に向かって高くなる勾配を有していることを特徴とする請求項４に記載の既設管更生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屈曲部を含む既設管を更生する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下水管などの老朽化した既設管を更生する方法として、例えば特許文献１に開示されている自走式の製管機を用い、既設管の内周に沿って帯状部材を螺旋状に巻回して製管することにより、螺旋管状の更生管を構築することは公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開ＷＯ２０１８／０４３６１９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

既設管は、２つのマンホール間に設置されるが、その全長にわたって真っ直ぐとは限らず、屈曲部を含む場合がある。上記自走式の製管機を用いて更生管を製管する工程において、屈曲部の手前の真直部での製管が完了した後、屈曲部での製管の過程で、更生管が徐々に屈曲形状の外側に偏る。この偏りにより、更生管は、屈曲部より製管進行側の真直部おいて屈曲部の外側部に隣接する領域の内面に接し、真円形状を維持できずに変形する。この更生管の偏り、変形状態は、正常な製管状態（既設管に対して左右に偏らず真円形状を維持した状態）に回復するまで、当該真直部の菅軸方向に長く続く。
上記のように屈曲部より製管進行側の真直部において、更生管が屈曲形状の外側に偏るとともに変形して真円形状を保てない状態が長く続くと、更生管の製管完了後に更生管と既設管との間に裏込め材を充填する際に、更生管の左右に均等に充填できず、更生管のバックリング等を誘発する原因となる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、屈曲部を含む既設管の内周に沿って、帯状部材を螺旋状に巻回してなる更生管を製管する既設管更生方法であって、
前記既設管の前記屈曲部に連なり前記屈曲部より製管進行側の真直部において、前記屈曲部の屈曲形状の外側部に隣接する領域の内面に、所定長さにわたって管軸方向に延びる細長い側部スペーサを予め設置し、前記更生管の製管が前記屈曲部を超えて前記真直部を進行する過程において、前記更生管を、前記側部スペーサにより規制することを特徴とする。
この方法によれば、側部スペーサにより既設管の真直部での更生管の偏り・変形を矯正し、短い製管距離で、更生管を正常な製管状態に復帰させることができる。

【0006】

好ましくは、前記側部スペーサの前記更生管に対向する面は、前記既設管の内面からの高さが製管進行方向に向かって高くなる勾配を有する。この方法によれば、円滑に更生管を正常な製管状態に復帰させることができる。

【0007】

好ましくは、前記側部スペーサを周方向に離れて複数設置する。この方法によれば、更生管の偏り・変形をより効果的に抑制することができる。

【0008】

好ましくは、前記更生管の製管工程に先立ち、前記既設管の管頂又はその近傍部の内面に、管頂スペーサを設置し、前記複数の側部スペーサは、前記既設管または前記更生管の真横部に設置された第１側部スペーサと、前記管頂スペーサと前記第１側部スペーサとの間の角度範囲において、前記管頂スペーサおよび前記第１側部スペーサから周方向に離れて設置された少なくとも１つの第２側部スペーサと、を含む。
第１側部スペーサと管頂スペーサとの間の角度範囲では既設管と更生管の間の隙間が大きく、更生管はこの角度範囲において既設管に向かって偏る傾向があるが、この方法では、第２側部スペーサにより更生管が偏るのを確実に抑制することができる。

【0009】

好ましくは、少なくとも前記第１側部スペーサの前記更生管に対向する面は、前記既設管の内面からの高さが製管進行方向に向かって高くなる勾配を有している。
この方法によれば、真横に位置する第１側部スペーサの勾配により、効果的かつ円滑に更生管を正常な製管状態に復帰させることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、屈曲部を含む既設管の内周に螺旋管状の更生管を製管する場合に、特に屈曲部より製管進行側の真直部における更生管の偏りや変形を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る既設管更生方法において、更生管の製管途中の状態を示す平断面図である。

【図2】図１のII－II線に沿う縦断面図であり、製管機を省略して示す。

【図3】図１のIII－III線に沿う拡大横断面図である。

【図4】本方法で用いられる側部スペーサを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は既設管の内面に設置した状態での平面図である。

【図5】同側部スペーサの変形例を示す図４（Ｂ）相当図である。

【図6】同側部スペーサの別の変形例を示す断面図であり、（Ａ）は既設管の屈曲部側の端の断面図、（Ｂ）は製管進行方向側の端の断面図である。

【図7】同側部スペーサのさらに別の変形例を示す図４（Ｂ）相当図である。

【図8】本発明の側部スペーサを用いない場合に生じる更生管の偏り・変形を仮想線で概略的に示す図３相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
＜既設管の構造＞
図１，図２には、地中に埋設された更生対象の既設管１０が示されている。本実施形態の既設管１０は下水道管であり、２つのマンホール（図示しない）間に配置されている。なお、既設管１０は下水道管に限らず、上水道管、農業用水管、水力発電導水管、ガス管、トンネル等であってもよい。

【0013】

図１に示すように、既設管１０はほぼ水平面上で管軸が屈曲する屈曲部１１を含んでおり、その両側に真直部１２，１３が連なっている。後述するように更生管２０の製管は図１、図２の左から右に向かって進む。この製管進行方向を基準にして、屈曲部１１より左側の真直部１２を手前側の真直部と言い、右側の真直部１３を先側（進行方向側）の真直部と言うことにする。

【0014】

＜更生管の構造＞
既設管１０の内周に沿って更生管２０が構築される。更生管２０は、帯状部材２１（プロファイル）からなる螺旋管である。帯状部材２１の主材は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂である。帯状部材２１が、既設管１の内周に沿って螺旋状に巻回されるとともに、一周ずれて隣接する側縁の嵌合部どうしが嵌合されることによって、更生管２０が製管される。

【0015】

＜製管機の概略構成＞
図３に示すように、帯状部材２１から更生管２０への製管は、自走式の製管機３０によって行われる。本実施形態の製管機３０は、ボデイ３１と、このボデイ３１に設けられ互いに離間した駆動部３５と嵌合部３６を有している。駆動部３５は一対の駆動ローラ３５a，３５ｂを有し、嵌合部３６は嵌合ローラ３６ａと受け部材３６ｂを有している。製管機３０はさらにワイヤ（図示しない）を装備している。このワイヤの両端は、ボデイ３１の両端の係着部３１ａ，３１ｂに係着されている。なお、本実施形態の製管機３０は、多数のリンクとローラからなり更生管２０の内周に当接される環状の内周規制体を、備えていない。

【0016】

＜製管機の作用＞
製管機３０の作用を簡単に説明する。巻き癖を付けられた帯状部材２１が、既設管１の図１、図２の左側の端に連なるマンホール（発進側マンホール）を介して供給される。製管機３０は、既設管１の発進側の端から更生管２０の製管を開始し、図１に示すように、常に製管中の更生管２０の延伸方向先端に位置する。帯状部材２０は製管中の更生管２の内部を通ってその延伸方向先端の製管機３０へと送られる。

【0017】

図３に示すように、製管機３０では、帯状部材２１における未製管の後続帯部２１ａが、駆動部３５の一対の駆動ローラ３５ａ，３５ｂ間に導入され、駆動部３５から嵌合部３６へと送り出される。嵌合部３６では、嵌合ローラ３６ａと受け部材３６ｂにより、更生管２０の延伸方向の先端部の帯部と後続帯部２１ａの、一周違いに対向する側縁どうしが嵌合される。これによって、後続帯部２１ａが更生管２０に組み込まれ、更生管２０の製管が進む。製管に伴って、製管機３０が、既設管１の内周を螺旋巻回方向に自走する。製管機３０のワイヤは、製管中の更生管２０の延伸方向の先端部の帯部外周に掛け回されており、これにより更生管２０の周長ひいては管径を調整できる。

【0018】

＜準備工程（管頂スペーサの設置）＞
更生管２０の製管工程に先立ち、図２に示すように既設管１の管頂の内面に管頂スペーサ４０を設置する。管頂スペーサ４０は、既設管１０の管軸に沿って延びる例えば四角形断面の長尺棒状に形成された本体４１と、この本体４１に間隔をおいてねじ込まれた突き当てボルト４５（いもねじ）とを有している。管頂スペーサ４０は、本体４１を貫通して既設管１０に打ち込まれる打ち込みビス４６により既設管１０に固定される。突き当てボルト４５が既設管１に突き当てられることによって、管頂スペーサ４０が既設管１に対して高さ調節可能である。管頂スペーサ４０は複数本連ねることより、実質的に既設管１のほぼ全長にわたって設置される。なお、この管頂スペーサ４０の構造は、後述する側部スペーサの構造と同様であってもよい。

【0019】

＜準備工程（側部スペーサの設置）＞
図１～図３に示すように、既設管１０の先側の真直部１３には、屈曲部１１における屈曲形状の外側部に隣接する領域１３Ｒの内面に,管軸方向に所定長さにわたって延びる細長い第１側部スペーサ５０Ａと第２側部スペーサ５０Ｂを設置する。第１側部スペーサ５０Ａは、既設管１０の真横部（管頂からほぼ９０°離れた部位）または製管されるべき更生管２０の真横部に設置され、第２側部スペーサ５０Ｂは、管頂スペーサ４０と第１側部スペーサ５０Ａ間の角度範囲において両者からほぼ等しい角度離間した位置に設置される。

【0020】

第１、第２側部スペーサ５０Ａ，５０Ｂは、共通の構造を有しており、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、板金を折り曲げ加工してなる本体５１と、突き出しボルト５５（いもねじ）とを有している。本体５１は、基板部とこの基板部の両側縁に連なる断面Ｌ字形の脚部とを有している。突き出しボルト５５は、本体５１に収容固定されたナット５１ａに螺合され、本体５１からの突出高さを調節できるようになっている。本体５１には、貫通穴５１ｂが間隔を置いて複数形成されており、これら貫通穴５１ｂを通る打ち込みビス５６を既設管１０に打ち込むことにより、第１、第２側部スペーサ５０Ａ．５０Ｂが既設管１０に固定される。

【0021】

図４（Ｂ）に示すように、第１側部スペーサ５０Ａの基板部の面５１ｘ（更生管２０を向く面）は、既設管１０の管軸に沿う勾配を有している。より具体的には、３本（複数）の突き出しボルト５５の突出量を変えることにより、基板部の面５１ｘの既設管１０の内面からの高さが、屈曲部１１側の端で低く、屈曲部１１から離れるにしたがって漸次高くなるように傾斜している。なお、図１では第１側部スペーサ５０Ａが概略的に断面で示されている。例えば、本体５１は、長さが２ｍ、厚さが１８ｍｍであり、屈曲部１１側の端で既設管１０の内面に接し（隙間ゼロ）、反対側（製管進行側）の端で既設管１０の内面との間の隙間が１２ｍｍである。

【0022】

第１側部スペーサ５０Ａの製管進行側の端における基板部の面５１ｘの高さは、更生管２０が正常に製管される場合にスペーサ設置箇所に現れる既設管１０と更生管２０の間の間隙に相当する。
第２側部スペーサ５０Ｂの基板部の面は勾配を有さなくてもよいし、第１側部スペーサ５０Ａと同様に勾配を有していてもよい。側部スペーサ５０Ａ，５０Ｂの寸法、勾配は、既設管１０の管径、屈曲部１１の角度等に応じて変えることができる。

【0023】

＜製管工程＞
既設管１０の手前の真直部１２では、上述したように自走式製管機３０により、更生管２０は良好に製管される。すなわち、更生管２０は所定レベルの真円度を確保でき、既設管１０の管軸に対して左右に偏らない。さらに、更生管２０の管頂部が管頂スペーサ４０の下面に当たることによって、既設管１０と更生管２０の管頂部どうしの間隔が保持されるとともに、更生管２０の管底部が既設管１０の管底部に着地された状態が保持される。なお、この管頂スペーサ４０による機能は既設管１０の全長にわたり確保される。

【0024】

既設管１０における手前側真直部１２での更生管２０の製管が完了して屈曲部１１に移行すると、更生管２０は屈曲形状の外側に偏り始め、偏り量が徐々に増大する。ここで、側部スペーサ５０Ａ、５０Ｂを設置しない比較例について図８を参照しながら説明する。この比較例では、更生管２０の製管が屈曲部１１を超えて既設管１０の先側真直部１３に至ると、更生管２０は、実線で示す正常な製管位置から屈曲形状の外側に大きく偏る。より具体的には、更生管２０が矢印Ａで示す方向に膨らみ、想像線で示すように、先側真直部１３において既設管１０の屈曲部１１の外側部に隣接する領域１３Ｒの上半分の内面にほぼ接する。この時、更生管２０の反対側では矢印Ｂで示す方向すなわち想像線で示すように径方向内側に偏る。その結果、更生管２０は全体として屈曲形状の外側に大きく偏るとともに変形して真円形状を保てず、既設管１０と更生管２０の間の左右の隙間が均等でなくなる。このような正常でない製管状態が、長い距離にわたって矯正されない。

【0025】

本実施形態では、側部スペーサ５０Ａ、５０Ｂが既設管１０の先側真直部１３の上記領域１３Ｒに設置されているため、上述した更生管２０の偏りや変形を抑制することができる。詳述すると、更生管２０は製管の際に側部スペーサ５０Ａ．５０Ｂに接して規制されるため、領域１３Ｒの上半分に接することなく、領域１３Ｒの上半分への膨らみを抑制され、反対側でも径方向内側への偏りが抑制される。しかも、第１側部スペーサ５０Ａ（または第１、第２側部スペーサ５０Ａ．５０Ｂ）の更生管２０を向く面５１ｘは勾配を有しており、上記更生管２０を徐々に管軸に向かって押し戻すので、更生管２０が円滑に偏り・変形を矯正され、更生管２０の先端が側部スペーサ５０Ａ，５０Ｂを通過した段階では、更生管２０の偏りがほぼ解消されるとともに真円形状に回復する。このように、比較的短い距離で正常な製管状態に回復することができる。

【0026】

更生管２０を既設管１０の全長にわたって製管した後、更生管２０と既設管１０との間の間隙にモルタル等の裏込め材（図示せず）を充填する。上述したように更生管２０は、外側への偏りを抑制されるとともに比較的短い距離で偏りを解消されるとともに真円形状を回復するので、既設管１０と更生管２０の左右の隙間にほぼ均等に裏込め材を充填できる。なお、裏込め材を充填する際に、管頂スペーサ４０によって更生管２０の浮きを防止でき、更生管２０が既設管１０の管底部に着地された状態に保たれ、更生管２０の流下勾配を確保することができる。

【0027】

屈曲部１１では更生管２０の外側の製管距離が内側の製管距離より長いので、屈曲部１１での製管工程において外側の帯部が内側の帯部に比べて遅れる。この遅れ状態が先側の真直部１３で長い距離続くとバックリングの原因となる。しかし、本実施形態では、側部スペーサ５０Ａ，５０Ｂにより、特に第１側部スペーサ５０Ａの勾配により、円滑かつ強制的に正常な製管状態に復帰するので、上記遅れも短い距離で解消される。

【0028】

＜側部スペーサの配置の他の態様＞
第２側部スペーサ５０Ｂは、図３の配置に限らず、種々の配置が可能である。例えば、管頂と第１側部スペーサ５０Ａとの間のほぼ９０°の角度範囲を２等分する図３の位置Ｐ１，Ｐ２に２本の第２側部スペーサ５０Ｂを配置してもよい。また、位置Ｐ２と位置Ｐ３（第１側部スペーサ５０Ａから下方にほぼ３０°離れた位置）に２本の第２側部スペーサを配置してもよい。さらに、第２側部スペーサ５０Ｂを位置Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３に、あるいは位置Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３およびＰ４（位置Ｐ３よりさらに下方に離れた位置）に配置してもよい。
真横部の第１側部スペーサ５０Ａを省いて、位置Ｐ２，Ｐ３を含む位置に複数の第２側部スペーサ５０Ｂを配置してもよい。
上述した側部スペーサの配置において、選択された側部スペーサ例えば第１側部スペーサだけが勾配を有していてもよいし、全ての側部スペーサが勾配を有していてもよい。

【0029】

＜側部スペーサの変形例＞
次に、勾配を有するスペーサの変形例について説明する。図５に示す側部スペーサ６０は、断面矩形をなす中実の棒材で構成されている。この側部スペーサ６０は既設管の屈曲部側で薄く、屈曲部から離れるにしたがって厚くなっており、これにより更生管を向く面６０ｘが、図４の側部スペーサ５０Ａと同様の勾配を有している。

【0030】

図６に示す側部スペーサ７０は中空円管形状をなしており、既設管の屈曲部側の端で大きく潰れた形状をなし、屈曲部から離れにしたがって潰れ量が小さくなっている。これにより更生管を向く面が、勾配を有している。

【0031】

図７に示す側部スペーサ８０は、長さの異なる細長い複数の薄板８１を積層した形状を有し、屈曲部から離れるにしたがって積層枚数が増大するようになっており、これにより更生管を向く面が、段階的に高くなるような勾配を有している。
なお、図５～図７のスペーサ６０，７０，８０も、図４の側部スペーサ５０Ａと同様に打ち込みビスで既設管に固定される。

【0032】

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
前記実施形態では、既設管において屈曲部を超えた先側の真直部に側部スペーサを設置したが、この側部スペーサを屈曲部まで延伸させてもよい。この場合、側部スペーサの延伸部は屈曲部の内面形状に対応して湾曲される。
管頂スペーサ４０は、管頂に一つ設置したが、例えば管頂の左右近傍部に２つ設置してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0033】

本発明は、例えば、老朽化した下水道管の更生方法に適用できる。

【符号の説明】

【0034】

１０ 既設管
１１ 屈曲部
１２ 手前側の真直部
１３ 先側の真直部
２０ 更生管
２１ 帯状部材
３０ 製管機
４０ 管頂スペーサ
５０Ａ 第１側部スペーサ
５０Ｂ 第２側部スペーサ
５１ｘ 基板部の面（更生管を向く面）
６０，７０，８０ 側部スペーサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】