JP7844199B2 - 仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、管渠の改修時に該管渠を補修域と仮流路とに区画し、前記補修域への水の侵入を防ぐために設置する仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法に関するものである。

従来、老朽化した管渠の改修構造として、管渠の内面を内張り材で全面的に覆う管渠の改修構造が数多く提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

ところで、このような管渠の改修構造によって管渠の改修を行う場合において、管渠内の流水が改修作業の障害となるときは、管渠としての機能（例えば、下水道管）を維持しながら管渠の改修を行うために、改修を行う管渠部分において流水をバイパスさせる、所謂、切りまわしが必要となる。
そして、この切りまわしの一例として、改修を行う管渠部分の上流側のマンホールからポンプで流水を汲み上げ、地上に敷設されたホースを通じて下流側のマンホールまで送り、これを下流側の管渠に放流する方法がある（例えば、特許文献３参照。）。

しかしながら、特許文献３に開示された方法は、流水の水量が多い特に大口径管の場合、大容量のポンプや多数のホースが必要になるため地上側のスペースを確保することが困難になり、また仮に大容量のポンプや多数のホースを設置するスペースが確保できても、ホースにおける流体損失により十分な流下容量を確保するのが困難で対応が難しいという問題があった。

一方、ポンプやホースを使用しない管渠の改修方法として、管渠の改修時に該管渠をシート部材からなる仮設壁で補修域と仮流路とに区画し、前記補修域への水の侵入を防いだ状態で補修域の管渠の改修を行う方法が提案されている（特許文献４参照。）。

特許文献４に開示された方法は、シート部材からなる仮設壁で補修域と仮流路とに区画することで、ポンプやホースを使用する切りまわしの問題点を解消することができるものの、限定された領域（人孔）に適用される方法であることから、仮流路が長くなる場合や、下水道管の流水の水量が多く、水位が高くなった場合は、シート部材からなる仮設壁が水圧に耐えきれず、漏水や仮設壁の崩壊等の事故が発生するおそれがあった。

特許第５７４６４４３号公報 特開２０１７－１９８３０５号公報 特開２００１－１１３６００号公報 特開２０１４－２１４４５５号公報

本発明は、従来の老朽化した管渠の改修方法の問題点に鑑み、簡易かつ迅速に設置することができるようにしながら、大きな水圧にも対応できる、管渠の改修時に該管渠を補修域と仮流路とに区画し、補修域への水の侵入を防ぐために設置する仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の仮設壁は、
管渠の改修時に前記管渠を補修域と仮流路とに区画し、前記補修域への水の侵入を防ぐために設置する仮設壁であって、
前記仮設壁は、前記管渠の長手方向に沿って配置される仕切壁と、前記仕切壁の上流端及び下流端で前記補修域の開口を塞ぐ閉止壁とを備え、
前記仕切壁及び前記閉止壁は、複数の支柱と、複数の止水板とを備え、
前記支柱は、支持手段により前記管渠の底部に立設するように固定されており、かつ前記止水板の保持機構を備え、
前記止水板は、前記保持機構により、前記管渠の底部から立設されるようにしてなる
ことを特徴とする。

この場合において、前記支持手段として、前記管渠の対向する両壁に締結した支持桁を備えてなるようにすることができる。

また、前記支持桁は、トラス構造とすることができる。

また、前記保持機構は、前記止水板の端部を挿入する溝とすることができる。

また、前記仕切壁及び閉止壁の少なくとも一部は、同一の前記支柱間に前記止水板を複数積み重ねた構造とすることができる。

また、前記支柱の少なくとも一つは、前記管渠の前記仮流路側の壁と支持索により締結されているようにすることができる。

また、前記止水板は、幅方向に延びる貫通孔を有する中空構造とすることができる。

また、前記止水板は、持ち手が設けられているようにすることができる。

また、前記管渠の底部の少なくとも一部が、改修済みであるようにすることができる。

また、同じ目的を達成するため、本発明の仮設壁を用いる管渠の改修方法は、上記仮設壁を用いる管渠の改修方法であって、
前記支柱を、前記支持手段により固定する工程と、
前記支柱と支柱との間に止水板を設置することで前記仕切壁及び閉止壁を備えた仮設壁を構築し、前記管渠を補修域と仮流路とに区画する工程と、
前記補修域に滞留している水を排出し、前記補修域をドライ状態にする工程と、
前記補修域において、管渠を改修する工程とを含む
ことを特徴とする。

この場合において、所定の作業終了時に、前記閉止壁を構成する止水板を撤去し、前記補修域を流水下とする工程と、
次の作業開始前に、前記閉止壁を構成する止水板を設置する工程と、
前記補修域に滞留している水を排出し、前記補修域をドライ状態にする工程とを実施した後に、
改修作業を再開することをさらに含むようにすることができる。

また、前記補修域は未改修であり、前記仮流路の少なくとも一部が改修済みであるようにすることができる。

本発明の仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法によれば、管渠の改修時に該管渠を補修域と仮流路とに区画し、補修域への水の侵入を防ぐために設置する、大きな水圧にも対応できる仮設壁を、簡易かつ迅速に設置することができる。

本発明の仮設壁を用いる管渠の改修方法の一実施例を示す工程説明図（１）である。 同工程説明図（２）である。 同工程説明図（３）である。 同工程説明図（４）である。 同工程説明図（５）である。 本発明の仮設壁の一実施例を示し、仮設壁を設置した管渠の縦断面図である。 同仮設壁を設置した管渠の平断面図である。 同仮設壁の支柱を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図である。 同仮設壁の止水板を示し、（ａ１）、（ａ２）は平面図、（ｂ１）、（ｂ２）は正面図、（ｃ１）、（ｃ２）は側面図である。 同仮設壁の支柱を立設した状態を示す正面図である。 従来の管渠の更生構造の例を示し、（ａ）は円形断面の管渠の更生構造を示す説明図、（ｂ）は矩形断面の管渠の更生構造を示す説明図である。

以下、本発明の仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１～図１０に、本発明の仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法の一実施例を示す。
ここで、図１～図７は、本発明の仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法を説明するために簡略化して表した図面であり、管渠Ｐの管軸方向の改修長さ等は任意に設定できるものである。
ちなみに、本実施例において、図７における仮設壁の最上流部と最下流部との間の距離は、例えば、約１００ｍである。これは改修対象の管渠（本実施例では下水管路）の所定のマンホールから、下流側の次のマンホールまでの距離に相当する。言い換えると、下水管路の隣り合うマンホール間に仮設壁を設置し改修を行うようにしている。

この仮設壁１は、管渠Ｐの改修時に管渠Ｐを補修域Ｄと仮流路Ｆとに区画し、補修域Ｄへの水の侵入を防ぐために設置するもので、図１～図７（特に図２参照）に示すように、管渠Ｐの長手方向に沿って配置される仕切壁Ｗ１と、仕切壁Ｗ１の上流端及び下流端で補修域Ｄの開口を塞ぐ閉止壁Ｗ２、Ｗ３とを備え、仕切壁Ｗ１及び閉止壁Ｗ２、Ｗ３は、複数の支柱２と、複数の止水板３とを備え、支柱２は、支持手段４により管渠Ｐの底部に立設するように固定されており、かつ止水板３の保持機構５を備え、止水板３は、保持機構５により、管渠Ｐの底部から立設されるようにしている。
ここで、水流（水圧）を考慮して、管渠Ｐの長手方向に沿って配置される仕切壁Ｗ１は、管渠Ｐの幅方向の中心に、仕切壁Ｗ１の上流端及び下流端で補修域Ｄの開口を塞ぐ閉止壁Ｗ２、Ｗ３は、管渠Ｐの長手方向に対して斜めに設けるようにすることが好ましい。
なお、図１～図７において、閉止壁Ｗ２が上流端、閉止壁Ｗ３が下流端である。また、図１～図７において、支柱２、止水板３など、同一の部材が複数使用されている場合は、図が複雑になることを避けるため代表して一つの部材に符号を付している。

ところで、本実施例において改修の対象としている管渠Ｐは、断面が矩形のボックスカルバートであるが、これに限定されるものではなく、断面が円形の鉄筋コンクリート管（ヒューム管）のほか、プレキャスト工法以外の工法で構築された老朽化した管渠も対象にしている。

また、改修によって管渠Ｐの内側に構築する更生管Ｒには、老朽化した下水道管等の既設管を更生するために用いられている公知の更生管を広く用いることができるが、本実施例においては、図１１に記載した更生管（ＦＦＴ工法協会「ストリング工法」（登録商標））（特許文献１及び２参照。）を用いるようにしている。

更生管Ｒは、具体的には、管渠Ｐの内周面に沿って、更生管Ｒの管軸方向に間隔をあけて設置した異形鉄筋からなる環状（管渠Ｐが矩形の場合は略矩形状）の固定部材と、固定部材に配設した連結部材と、連結部材と間隔を規定するスペーサを介して、更生管Ｒの管軸方向に隣接する固定部材に配設した連結部材に架設される高密度ポリエチレン等の合成樹脂製の帯状の内面材と、隣接する内面材同士を連結し、その隙間を覆う高密度ポリエチレン・熱可塑性エラストマ等の合成樹脂製のファスナとを備え、更生管Ｒと管渠Ｐとの間に高流度・高強度モルタル等の充填材を、充填、硬化するようにしている。

支柱２は、本実施例においては、図８に示すように、角形鋼管や形鋼等の鋼材を用いて構成するようにしているが、このほか、Ｈ形鋼や丸形鋼管等の鋼材を用いたり、アルミニウム、ステンレススチール等の鉄以外の金属製の部材や合成樹脂（複合材料を含む。）製の部材を用いて構成することもできる。

支柱２には、止水板３の保持機構５として、図１～図４、図６及び図８に示すように、支柱２の上下方向に延びる、止水板３の端部を挿入する溝２１を形成するとともに、溝２１に挿入した止水板３を固定するネジ（図示せず）を螺入するためのナット２１ａ（図８参照）を設けるようにする。止水板３を固定するネジは、補修域Ｄがドライ状態となり、仮流路Ｆの水圧等により止水板３が自然に安定するまでの間、止水板３を所定の位置に保つために止水板３を補修域Ｄ側に押圧する形で使用する。
なお、止水板３の保持機構５は、これに限定されず、例えば、支柱２に丸形鋼管を用いた場合は、止水板３の保持機構５を、丸形鋼管の凸状の湾曲面と、これと接する止水板３の端部の凹状の湾曲面とで構成することができる。

支柱２の下部には、着底部２２ａ、２２ｂを設け、補修域Ｄ側の着底部２２ａの裏面には、クロロプレンゴム製等のパッキン２２ｃを、仮流路Ｆ側の着底部２２ｂには、レベル調整用のネジを螺入するためのナット２２ｄを、それぞれ設けるようにする。
ここで、支柱２の着底部２２ａ、２２ｂ（及び止水板３）が着底する管渠Ｐの底部は、改修前の管渠Ｐの底部のほか、図３～図４に示すように、改修済みの管渠Ｐの底部、すなわち、更生管Ｒの表面の場合もある。この場合でも、支柱２は後述の支持手段４によって支えられているため、更生管Ｒの表面にかかる負荷は最小限にとどめられており、更生管Ｒの性能を損なうようなことはない。

支柱２の中間部には、図１０に示すように、隣接する支柱２同士を連結するくさび式足場用手すり６を装着するためのくさび受２３を設けるようにする。
くさび式足場用手すり６は、隣接する支柱２同士の間隔が、止水板３の幅寸法に適合した所定寸法になるように連結する位置合わせ部材として使用する。これにより、支柱２及び後述の支持手段４（特に後述の支持桁４１）の設置間隔を容易に定めることができる。また、隣接する支柱２同士を連結することで、仕切壁Ｗ１や閉止壁Ｗ２、Ｗ３の緩み、がたつきを抑制することができる。
なお、図１～図７の各図においては、図が複雑化することを避けるため、くさび式足場用手すり６は図示していない。

本実施例では、支柱２の支持手段４として、管渠Ｐの対向する両壁に締結した支持桁４１を備えるようにしている。
支持桁４１は、両端を、アンカーボルト等を介して管渠Ｐの壁面に固定し、中間位置で、クランプ等により支柱２を固定することで、支柱２を支持するようにしている。
支持桁４１は、軽量化のため、トラス構造のものを用いるようにしているが、これに限定されず、例えば、鋼管や形鋼等の鋼材を用いることもできる。

また、本実施例では支柱２の支持手段４として、支持桁４１に加え、管渠Ｐの仮流路Ｆ側の壁と支柱２とを支持索４２により締結するようにしている。
ここで、支持索４２は、支柱２（止水板３）にかかる水圧に抗する方向に張設するようにする。

本実施例では、支持索４２を、短い鋼製のワイヤーロープの一端を管渠Ｐの壁にアンカーボルトにより固定し、長さ調整機能のある接続部材、例えば、ターンバックル（図示せず）を介して短い鋼製のワイヤーロープの他端と別のワイヤーロープの一端を接続し、別のワイヤーロープの他端を任意の支柱２と締結することで構成するようにしている。これにより、支持索４２の張力を最適なものに調整することができる。
なお、支持索４２には、鋼製のワイヤーロープのほか、伸びの小さい繊維製ロープを用いることもできる。

支持桁４１や支持索４２といった支持手段４は、支柱２（止水板３）にかかる水圧に対応するためのもので、想定される水圧に応じた強度（耐力）を有するように設計するようにする。
なお、支持桁４１や支持索４２は、必ずしもすべての支柱２に設ける必要はなく、例えば、管渠Ｐの壁面に沿って配置する支柱２は、管渠Ｐの壁面に直接固定することができる。言い換えると、管渠Ｐの壁面に直接固定するための金具４３を支持手段４とすることができる。
この際、管渠Ｐの壁面と、管渠Ｐの壁面に沿って配置する支柱２との隙間は、必要に応じ速乾モルタル等の目止め材で止水するようにする。
また、管渠Ｐの壁面に沿って設置する支柱２は、その形状が管渠Ｐの壁面の形状に沿いやすいようオーダーメードで製作してもよい。これにより、止水性を高め、目止め材の使用量を必要最小限とすることができる。

止水板３は、保持機構５である支柱２の溝２１に挿入することで、仕切壁Ｗ１や閉止壁Ｗ２、Ｗ３を構成するもので、想定される水位に応じて、同一の支柱２間に複数積み重ねて、管渠Ｐの底部から立設されるようにしている。

この止水板３は、構築する仕切壁Ｗ１や閉止壁Ｗ２、Ｗ３の寸法に柔軟に対応できるようにするため、図９に示すように、幅寸法の異なる複数種の止水板３を用意することが好ましく、本実施例においては、幅寸法が２０００ｍｍと１０００ｍｍの止水板３を用意している。

また、止水板３は、支柱２に設けた保持機構により確実に保持できる構造であれば種々の態様のものを用いることができるが、幅方向に延びる貫通孔３１を有する中空構造のものを好適に用いることができる。
これにより、作業時の軽量化を図りながら、設置した状態では仮流路Ｆからの貫通孔３１内への水の流入を許容し、止水板３の浮上を防止するようにして、止水板３の設置状態
の安定化を図ることができるようにしている。
なお、止水板３には、想定される水圧に応じた強度（耐力）を有する合成樹脂（複合材料を含む。）製や金属製の部材を用いることができるが、ＦＲＰ製の引抜成形品（例えば、タキロンシーアイシビル社製「プルフロア」（登録商標））を好適に用いることができる。
そして、支柱２の溝２１に挿入される止水板３の端部の補修域Ｄ側の面及び底面に、クロロプレンゴム製等のパッキン３２ａ、３２ｂを、それぞれ設けるようにする。パッキン３２ａ、３２ｂが仮流路の流水の水圧、止水板３本体の重量及び止水板３に流入した水により自然に押圧され止水性能を発揮することで、補修域Ｄへの水の侵入を防ぐようにしている。

さらに、止水板３には、操作性を高めるために、持ち手３３を設けるようにしている。

次に、この仮設壁を用いる管渠の改修方法について説明する。
以下の工程で、図１の工程説明図（１）～図２の工程説明図（２）及び図６～図７に示すように、管渠Ｐの補修を行うようにする。
・流水Ｗの存在下で、管渠Ｐの改修を行う箇所に、支柱２を、くさび型足場用手すり６で間隔を定めながら、支持桁４１や支持索４２といった支持手段４により管渠Ｐの底部に立設するように固定する工程。
・支柱２と支柱２との間に止水板３を設置することで仕切壁Ｗ１及び閉止壁Ｗ２、Ｗ３を備えた仮設壁を構築し、管渠Ｐを補修域Ｄと仮流路Ｆとに区画する工程。
これにより、補修域Ｄが締め切られ、流水Ｗは仮流路Ｆを流れるようになるため、続けて以下の工程を実施する。
・補修域Ｄに滞留している水を排出し、補修域Ｄをドライ状態にする工程。
・補修域Ｄにおいて、管渠Ｐの内側に更生管Ｒを構築し、管渠Ｐを改修する工程。
ここで、図２の工程説明図（２）において、更生管Ｒは、少なくとも、補修域Ｄが締め切りを解除したときに流水Ｗの水位が及ぶ範囲を越えるように構築するようにし、流水Ｗの存在下でも構築できるそれより上部は、適宜段階で構築するようにする。

この場合、例えば、夜間に急に増水した際に、予定外の事象が発生することを防止するため、以下の工程を含むようにすることができる。
・所定の作業終了時、例えば、一日の作業終了時に、閉止壁Ｗ２、Ｗ３を構成する止水板３を撤去し、補修域Ｄを流水Ｗ下とする工程。
・次の作業開始前、例えば、次の日の作業開始時に、閉止壁Ｗ２、Ｗ３を構成する止水板３を設置する工程。
・補修域Ｄに滞留している水を排出し、補修域Ｄをドライ状態にする工程。
上記工程を実施した後に、改修作業を再開することができる。

補修域Ｄにおいて、管渠Ｐの内側に更生管Ｒを構築し、管渠Ｐの半分を改修し終えると、以下の工程で、図３の工程説明図（３）～図４の工程説明図（４）に示すように、管渠Ｐの残りの半分の補修を行うようにする。
・流水Ｗの存在下で、管渠Ｐの改修を行う箇所に、支柱２を、くさび型足場用手すり６で間隔を定めながら、支持桁４１や支持索４２といった支持手段４により管渠Ｐの底部（改修した箇所は、改修済みの管渠Ｐの底部、すなわち、更生管Ｒの表面）に立設するように固定する工程。
・支柱２と支柱２との間に止水板３を設置することで仕切壁Ｗ１及び閉止壁Ｗ２、Ｗ３を備えた仮設壁を構築し、管渠Ｐを補修域Ｄと仮流路Ｆとに区画する工程。
これにより、補修域Ｄが締め切られ、流水Ｗは仮流路Ｆを流れるようになるため、続けて以下の工程を実施する。
・補修域Ｄに滞留している水を排出し、補修域Ｄをドライ状態にする工程。
・補修域Ｄにおいて、先に構築した更生管Ｒに連続して、管渠Ｐの内側に更生管Ｒを構築し、管渠Ｐを改修する工程。
ここで、図４の工程説明図（４）において、更生管Ｒは、少なくとも、補修域Ｄが締め切りを解除したときに流水Ｗの水位が及ぶ範囲を越えるように構築するようにし、流水Ｗの存在下でも構築できるそれより上部は、適宜段階で構築するようにする。

これにより、図５に示すように、管渠Ｐの内側に更生管Ｒを構築し、管渠Ｐを改修することができる。
なお、図５においては更生管Ｒの一部が完成した状態となっているが、実際はこの後通常の足場を組んで更生管Ｒの上部を構築し、図１１（ｂ）に示したような、既設管全周を覆う更生管Ｒを構築するようにする。

以上、本発明の仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成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適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法は、簡易かつ迅速に設置することができるようにしながら、大きな水圧にも対応できることから、管渠の改修時に該管渠を補修域と仮流路とに区画し、補修域への水の侵入を防ぐために設置する仮設壁及びその仮設壁を用いる管渠の改修方法の用途に好適に用いることができる。

１ 仮設壁
２ 支柱
２１ 溝（保持機構）
３ 止水板
４ 支持手段
５ 保持機構
６ くさび式足場用手すり
Ｄ 補修域
Ｆ 仮流路
Ｐ 管渠
Ｒ 更生管
Ｗ 流水
Ｗ１ 仕切壁
Ｗ２ 閉止壁
Ｗ３ 閉止壁

Claims (4)

1. 管渠の改修時に前記管渠を補修域と仮流路とに区画し、前記補修域への水の侵入を防ぐために設置する仮設壁であって、
   前記仮設壁は、前記管渠の長手方向に沿って配置される仕切壁と、前記仕切壁の上流端及び下流端で前記補修域の開口を塞ぐ閉止壁とを備え、
   前記仕切壁及び前記閉止壁は、複数の支柱と、複数の止水板とを備え、
   前記支柱は、支持手段により前記管渠の底部に立設するように固定されており、かつ前記止水板の保持機構を備え、
   前記止水板は、前記保持機構により、前記管渠の底部から立設されるようにしてなり、
   前記支柱の少なくとも一つは、前記管渠の前記仮流路側の壁と支持索により締結されている
   ことを特徴とする仮設壁。
2. 前記支持手段として、前記管渠の対向する両壁に締結したトラス構造をした支持桁を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の仮設壁。
3. 前記止水板は、水の流入を許容する幅方向に延びる貫通孔を有する中空構造をし、かつ、支柱の溝に挿入される止水板の端部の補修域側の面及び底面にパッキンをそれぞれ設けるようにしてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の仮設壁。
4. 管渠の改修時に前記管渠を補修域と仮流路とに区画し、前記補修域への水の侵入を防ぐために設置する仮設壁であって、
   前記仮設壁は、前記管渠の長手方向に沿って配置される仕切壁と、前記仕切壁の上流端及び下流端で前記補修域の開口を塞ぐ閉止壁とを備え、
   前記仕切壁及び前記閉止壁は、複数の支柱と、複数の止水板とを備え、
   前記支柱は、前記管渠の対向する両壁に締結したトラス構造をした支持桁からなる支持手段により前記管渠の底部に立設するように固定されており、かつ前記止水板の保持機構を備え、
   前記止水板は、水の流入を許容する幅方向に延びる貫通孔を有する中空構造をし、前記保持機構により、前記管渠の底部から立設されるようにし、かつ、支柱の溝に挿入される止水板の端部の補修域側の面及び底面にパッキンをそれぞれ設けるようにしてなる
   ことを特徴とする仮設壁。