JP6863766B2

JP6863766B2 - 既設管の更生方法

Info

Publication number: JP6863766B2
Application number: JP2017027746A
Authority: JP
Inventors: 武司寺尾; 上道　司; 司上道; 恵太久瀬; 明彦高谷
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: JP2018130923A

Description

本発明は、既設管の更生方法に関する。

地中に埋設された下水道管、上水道管、農水管などの既設管が老朽化した場合には、その管路を掘削することなく、管路の内面にライニングを施して管路を補修する更生工法が種々提案されており、実用化されている。そのような更生工法の一つとして、例えば、特許文献１では、熱可塑性樹脂により形成されたライニング材を用いて既設管の更生を行う方法が提案されている。この方法では、まず、ライニング材を外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状に変形させた状態で、既設管に挿入する。続いて、ライニング材の内部空間に加熱用の蒸気を注入することで、凹部が膨れるように変形させ、既設管の内壁面に密着するように、円筒形状に拡径させる。これに続いて、ライニング材の内部空間に冷却用のエアを注入し、ライニング材を冷却させる。こうして、ライニング材の施工が完了する。

特開２００８−１８３８４０号公報

ところで、特許文献１の方法では、蒸気を注入する管部材に、エアを注入してライニング材を冷却している。しかしながら、蒸気が通過した後の管部材は、高温となっているため、この管部材に冷却用の空気を注入するとエアが熱せられる。そのため、このようなエアでライニング材の冷却を行っても、冷却効率が低いという問題があった。本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、熱可塑性樹脂により形成されたライニング材を拡径して既設管に密着させる更生方法において、冷却効率を向上することができる、既設管の更生方法を提供することを目的する。

本発明に係る既設管の更生方法は、熱可塑性樹脂により筒状に形成されたライニング材であって、外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状の態様から、当該ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで、少なくとも前記凹部が膨れるように変形し、円筒形状に拡径可能なライニング材を準備するステップと、前記異形状のライニング材を、既設管に挿入するステップと、前記ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで前記ライニング材を拡径させ、前記ライニング材を前記既設管の内壁面に密着させるステップと、前記既設管の内壁面に密着した前記ライニング材に冷却用の流体を注入することで、当該ライニング材を冷却するステップと、を備え、前記加熱用の流体を前記ライニング材の内部空間に注入する経路と、前記冷却用の流体を前記ライニング材の内部空間に注入する経路とが、別経路で構成されている。

従来例では、加熱用の流体と冷却用の流体とを同じ経路を使ってライニング材に供給しているため、加熱用の流体によって高温になった経路に冷却用の流体を供給することになり、冷却用の流体が加熱されていた。そのため、冷却に時間を要していた。これに対して、本発明によれば、ライニング材を施工する際、加熱用の流体を供給する経路と、冷却用の流体を供給する経路を別々にしている。これにより、冷却用の流体が加熱用の流体の影響により高温になることを防止することができる。その結果、ライニング材の冷却時間を短縮することができる。

上記既設管の更生方法においては、前記冷却用の流体として、冷却した気体を注入することができる。これにより、冷却効率をさらに向上することができる。

上記既設管の更生方法においては、前記冷却用の流体として、液体を注入することができる。これにより、エアを用いるよりも冷却効率を向上することができる。

上記既設管の更生方法において、前記ライニング材を既設管の内壁面に密着させるステップでは、前記冷却用の流体を前記ライニング材の内部空間に注入することで前記密着を行うことができ、前記ライニング材を冷却するステップでは、前記ライニング材を既設管の内壁面に密着させるステップに引き続き、前記冷却用の流体を注入することで前記冷却を行うことができる。

上記既設管の更生方法においては、前記加熱用の流体を注入するステップの後、当該加熱用の流体を注入する経路を介して前記ライニング材に気体を注入することで、前記ライニング材の内部空間を加圧状態とするステップをさらに備えることができる。

この構成によれば、ライニング材に対し、加熱用の流体、加圧用の気体、及び冷却用の流体の３つを注入しているが、加熱用の流体と加圧用の流体を同じ経路で注入しているため、注入用の経路を少なくすることができる。これにより、作業効率を向上することができる。

本発明によれば、熱可塑性樹脂により形成されたライニング材を拡径して既設管に密着させる更生方法において、冷却効率を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る既設管の改修方法が適用される既設管の断面図である。ライニング材の断面図である。ライニング材の施工方法を示す図である。ライニング材の施工方法を示す図である。ライニング材の断面図である。ライニング材の他の施工方法を示す図である。ライニング材の他の施工方法を示す図である。ライニング材の他の施工方法を示す図である。

以下、本発明に係る既設管の更生方法の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＜１．既設管＞
まず、本実施形態に係る更生方法が適用される既設管について説明する。図１に示すように、この既設管１は円筒状に形成され、２つの縦坑を結ぶように、地中で水平方向に延びている。ここでは図１の左側の縦坑を第１縦坑２１、右側の縦坑を第２縦坑２２と称することとする。また、既設管１において第１縦坑２１と接続される端部開口を第１開口１１、第２縦坑２２と接続される端部開口を第２開口１２と称することとする。本実施形態では、この既設管１に対し、熱可塑性樹脂製のライニング材３を第１縦坑２１側から挿入して施工する。以下、詳細に説明する。

＜２．ライニング材の概要＞
続いて、ライニング材３の施工について説明する。まず、ライニング材３について説明する。ライニング材３は、硬質塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により形成されている。また、このライニング材３は、施工前には、異形状に変形され、既設管１に挿入された後、加熱されることで拡径し、既設管１に施工される。

より詳細に説明すると、まず、ライニング材３は、押出成形により円筒状に成形される。このとき、図２（ａ）に示すように、ライニング材３は、既設管１の内径よりも大きい外径（例えば、１０５％程度まで）を有している。また、このライニング材３は、熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度において、この外径の円筒形状を形状記憶している。そして、このような初期状態のライニング材３を冷却して既設管１の内径よりも小さい外径に縮径（例えば、既設管の内径の９０〜９５％程度）した後、図２（ｂ）に示すように、軸方向に凹部３１を有するように異形状に変形する。そして、異形状に変形されたライニング材３は、巻取機に巻き取られて保管される。また、巻き取られたライニング材３の先端には、後述するように、先端固定具３２が取り付けられ、この先端固定具３２には、第３管部材５３が取り付けられる。なお、先端固定具３２は後述するライニング材の施工時に取り付けてもよい。

＜３．ライニング材の施工＞
次に、上記ライニング材３を施工について説明する。まず、図３に示すように、第２縦坑２２の地上の開口付近にウインチ４１を配置し、ウインチ４１から繰り出されるワイヤー４２を第２縦坑２２、及び既設管１を通じて、第１縦坑２１まで引き出す。次に、第１縦坑２１の地上の開口付近に配置された巻取機４３からライニング材３を繰り出し、第１縦坑２１内にライニング材３の先端固定具３２を配置する。続いて、ワイヤー４２を先端固定具３２に連結し、ウインチ４１によりワイヤー４２を牽引する。これにより、ライニング材３が既設管１内に挿入される。そして、ライニング材３が既設管１の全長に亘って配置されると、ライニング材３の第１開口１１付近の部位を切断した後、この切断した端部に封止部材３３を取り付け、封止する。なお、この封止部材３３には、後述する第１管部材５１及び第２管部材５２が取り付けられる。また、ライニング材３を既設管１内に挿入した後、先端固定具３２もしくはライニング材３の第２開口１２付近を切断除去し、その管端部に封止部材を取り付けてもよい。

次に、図４に示すように、第１縦坑２１の地上の開口付近にボイラー６１を配置し、ボイラー６１と封止部材３３とを第１管部材５１で接続する。また、第１縦坑２１の地上の開口付近に、コンプレッサー６３を配置し、このコンプレッサー６２と封止部材３３とを第２管部材５２で接続する。さらに、第２縦坑２２の地上の開口付近に、水・蒸気分離器４４を配置し、この水・蒸気分離器４４と先端固定具３２とを第３管部材５３で接続する。これにより、ボイラー６１及びコンプレッサー６２から供給される流体が、第１及び第２管部材５１，５２を介してライニング材３内に供給された後、第３管部材５３を介して水・蒸気分離器４４へと排出されるようになる。なお、第１〜第３管部材５１〜５３を形成する材料は、特には限定されないが、例えば、ホースなどの樹脂材料で形成することができる。この点は、本明細書で示される全ての管部材について、同じである。

続いて、ボイラー６１から第１管部材５１を介して、ライニング材３内にガラス転移温度以上の蒸気を供給する。これにより、ライニング材３は、図５に示すように、凹部３１が膨れつつ円筒形状に復元される。そして、蒸気の供給を停止する。この過程において、ライニング材３内に供給された蒸気は、第３管部材５３を介して水・蒸気分離器４４に流れ出す。

次に、コンプレッサー６２から第２管部材５２を通じて冷却用のエアを供給する。これにより、ライニング材３はさらに拡径して既設管１の内壁面に密着し、同時にライニング材３が冷却され始める。すなわち、ライニング材３の内部空間は加圧状態が維持されたまま冷却され、既設管１の内壁面に固定される。こうしてライニング材の施工が終了する。

＜４．特徴＞
従来例では、蒸気とエアを同じ経路を使って供給しているため、蒸気によって高温になった経路にエアを供給することになり、冷却に時間を要していた。これに対して、本実施形態によれば、ライニング材３を施工する際、加熱用の蒸気を供給する経路と、冷却用のエアを供給する経路を別々にしている。すなわち、本実施形態では、第１管部材５１を介して蒸気を供給した後、これとは異なる第２管部材５２を介してエアを供給しているため、エアが蒸気の影響により高温になることを防止することができる。その結果、冷却時間を短縮することができる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は、適宜組み合わせ可能である。

＜５−１＞
冷却効率を向上するためには、例えば、図６に示すように、第２管部材５２の途中にクーラー等の冷却機器４５を配置し、コンプレッサー６２からのエアをこの冷却機器４５を通過させる。これにより、コンプレッサー６２から排出されるエアを冷却することができ、冷却されたエアをライニング材３に供給することができる。そのため、冷却時間をさらに短縮することができる。

＜５−２＞
冷却用の流体としては、上記実施形態のようなエアのほか、水のような冷却用の液体を供給することができる。例えば、図７に示すように、水のタンク４６を第１縦坑２１の地上の開口付近に配置する。なお、このタンク４６の代わりに、施工前に既設管を洗浄するための給水車を利用しても良い。そして、ライニング材３の封止部材３３とタンク４６とを第４管部材５４で接続するとともに、この第４管部材５４の途中にポンプ４８を配置する。これにより、タンク４６の水をライニング材３内に供給することができる。したがって、蒸気を供給してライニング材３を拡径させた後、エアでライニング材３をさらに拡径して既設管１の内壁面に密着させるとともに、内部空間を加圧した状態で、水を供給すれば、ライニング材３を効果的に冷却することができる。あるいは、エアと水とを混合してライニング材３を冷却することもできる。

＜５−３＞
図７の例では、３本の管部材５１、５２，５４を封止部材３３に連結したが、例えば、図８に示すようにすることができる。図８の例では、第１管部材５１と第２管部材５２とを、第１縦坑２１の地上の開口付近に配置した切替弁４９に接続している。そして、この切替弁４９から第５管部材５５を延ばし、封止部材３３に連結している。これにより、第１管部材５１からの蒸気、及び第２管部材５２からのエアは、ともに切替弁４９から第５管部材５５を通じてライニング材３内に供給される。このように、蒸気とエアは同じ第５管部材５５を通じて供給されるが、水は別経路である第４管部材５４を通じて供給されるため、冷却効率には影響はない。したがって、このような態様であれば、第１縦坑２１内の管部材の数を少なくすることができ、作業効率を向上することができる。この場合、第５管部材５５をできるだけ短くすれば、蒸気によるエアへの温度の影響を低減できるため、エアによる冷却効果も得ることができる。その結果、冷却効率をさらに向上することができる。

＜５−４＞
上記実施形態では、封止部材３３に管部材５１，５２，５４，５５をそれぞれ接続しているが封止部材３３の直近であれば、例えば、第１管部材５１に第２管部材５２を接続し、第２管部材５２、つまり１本の管部材のみを封止部材３３に接続することもできる。これにより、エアや水などの冷却用の流体が蒸気の影響を受けるのを最小限にすることができる。したがって、このような態様も本発明の一態様として含まれる。縦坑内や縦坑開口部付近で第１管部材５１に第２管部材５２を接続してもよい。

＜５−５＞
上記実施形態では、蒸気、エア、及び水をそれぞれボイラー６１、コンプレッサー６２、及びタンク４６から供給しているが、これ以外でも、ライニング材３を加熱、冷却できる流体であれば、その供給源を含め、特には限定されない。

＜５−６＞
また、ライニング材３の構成も特には限定されず、熱可塑性樹脂により筒状に形成され、施工前に、外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状の態様を有し、加熱用の流体を注入することで、少なくとも凹部が膨れるように変形し、円筒形状に拡径可能なライニング材であればよい。

１既設管
３ライニング材
５１第１管部材（加熱用の流体の経路）
５２第２管部材（冷却用の流体の経路）
５４第４管部材（冷却用の流体の経路）

Claims

熱可塑性樹脂により筒状に形成されたライニング材であって、外周面に軸方向に延びる少なくとも一つの凹部を備えた異形状の態様から、当該ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで、少なくとも前記凹部が膨れるように変形し、円筒形状に拡径可能なライニング材を準備するステップと、
前記異形状のライニング材を、既設管に挿入するステップと、
前記ライニング材の内部空間に加熱用の流体を注入することで前記ライニング材を拡径させ、前記ライニング材を前記既設管の内壁面に密着させる、ステップと、
前記加熱用の流体を注入するステップの後、前記ライニング材に気体を注入することで、前記ライニング材の内部空間を加圧状態とするステップと、
前記既設管の内壁面に密着した前記ライニング材に冷却用の流体を注入することで、当該ライニング材を冷却するステップと、
を備え、
前記加熱用の流体を前記ライニング材の内部空間に注入する経路と、前記冷却用の流体を前記ライニング材の内部空間に注入する経路とが、別経路で構成されている、既設管の更生方法。
前記冷却用の流体として、冷却した気体を注入する、請求項１に記載の既設管の更生方法。
前記冷却用の流体として、液体を注入する、請求項１または２に記載の既設管の更生方法。
前記ライニング材の内部空間を加圧状態とするステップでは、
前記加熱用の流体を注入する経路を介して前記ライニング材に気体を注入する、請求項１から３のいずれかに記載の既設管の更生方法。