JPH074856B2

JPH074856B2 - 反転ライニング工法

Info

Publication number: JPH074856B2
Application number: JP22936489A
Authority: JP
Inventors: 隆男山村; 新太郎池田
Original assignee: 日本鋼管工事株式会社
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 1995-01-25
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH0392333A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、下水道，上水道，送油管その他あらゆる既
設配管に適応できる反転ライニング工法に関するもので
ある。

［従来の技術］近年、下水道や上水道等の既設管の強度補強や防食対
策，漏水・浸水対策あるいは流量改善などを目的とし
て、既設管内面に合成樹脂をライニングしたり、既設管
内面に合成樹脂を形成する反転ライニング工法が脚光を
浴びている。

例えば、特公昭55−43890号公報，特開昭64−85738号公
報に開示された工法は、ニードルフェルト層にエポキ
シ，ポリエステル等の液状熱硬化性樹脂を含浸した内張
り材を既設管内で流体圧力により反転，進行させ、反転
した内張り材を流体圧力によって既設管内面に圧着し、
熱硬化性樹脂を硬化させて既設管内面に合成樹脂をライ
ニングする方法である。

また、特開昭64−16633号公報，特開昭64−16634号公報
あるいは特開昭63−285395号公報に開示された工法は、
小口径の熱可塑性プラスチツク管を既設管内に挿入した
後、熱可塑性プラスチツク管を内部より加熱加圧して膨
張させ、既設管内面に密着させる方法である。

［発明が解決しようとする課題］特公昭55−43890公報に代表される従来の反転工法に使
用する内張り材はニードルフエルト層に含浸した液状熱
硬化性樹脂は既設管内で反転するときに反転面の円方向
の不均一な押圧力によってフエルト層内を移動する。こ
のためフェニル層の断面方向における樹脂含浸量に差が
生じ、厚みのバラツキに加え、強度のバラツキを生じる
という短所があった。

また、特に長尺の内張り材を使用する場合には、液状樹
脂を含浸した柔軟な内張り材を保管するために含浸過程
後巻き取ったり折り重ねる必要がある。このため保管状
態のときに、内張り材の各部分に自重ないし押圧力の差
によって厚みのバラツキが生じ、液状樹脂に環境圧力差
が加えられる。このような状態の内張り材で合成樹脂管
を形成するとやはり厚みのバラツキ，強度のバラツキが
生じる。

また、液状樹脂を柔軟バック全長に亙って均一に含浸す
るのは非常に困難であり、通常±15％のバラツキが生じ
て、均一な合成樹脂管を形成することが困難であった。

また、既設管に技管の継手部のズレ，ハズレ，クラック
等の空隙がある場合、反転後の既設管の押圧力によっ
て、これら空隙周囲の液状樹脂が空隙内に浸み出して空
隙周囲の強度が低下するほか、液状樹脂が加熱によるゲ
ル化まえの粘度低下により地下浸入水と共に流出してし
まい、ポーラスな含浸層となって強度が著しく低下する
という短所もあった。

また、熱硬化性樹脂を含浸した内張り材は反転後、加熱
硬化して成形するが、加熱硬化のときの加熱時間及び冷
却時間の合計時間は例えば径が300mm,厚さ6mmの内張り
材にポリエステル樹脂使用した場合で約15時間を要す
る。また、エポキシ樹脂の速乾タイプでも約６〜８時間
かかり、作業時間が長くなるという短所がある。これは
長い加熱保持期間の間に既設管や周囲土壌に蓄熱され、
冷却速度がゆるやかになることにも起因する。

また、熱硬化性樹脂の加熱硬化のときにライニング層の
長手方向と円周方向に収縮が発生する。この収縮により
既設管とライニング層との間に隙間が生じ、侵入水や漏
水の原因になるという短所もあった。

また、特開昭64−16633号公報，特開昭64−16634号公報
あるいは特開昭63−285395号公報に開示された工法のよ
うに、既設管径より小断面形状に加工した熱可塑性樹脂
管を加熱・軟化・拡管するには、樹脂温度差による同一
圧力下の伸び率差が大きく、また加熱すると不定形状態
となり、自己膨張力もないので外圧で強制的に伸長・拡
管せねばならない。このため既設管内と樹脂管内の円周
方向、長手方向いずれの部分でも同一圧力下で均一に加
熱する必要がある。しかし、実際は加熱温度がバラツ
キ、樹脂管にシワが発生したり、管厚にバラツキを生じ
るほか、既設管との間に空隙を生じるという短所があっ
た。

また、特開昭63−285395号公報に示すように、曲管内面
外側で軟化したパイプを小口径からピグで強制的、伸ば
し圧着すると、軟化状態において収縮性がないため外側
が他の部分に比べ管厚が薄くなると共に、内側では伸長
された部分が進行方向下流側でシワになるという短所が
あった。

この発明はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、確実，かつ容易に既設管内面にライニングするこ
とができる反転ライニング工法を提案することを目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］この発明に係る反転ライニング工法は、形状記憶樹脂で
形成された樹脂パイプを形状回復温度以上で形状記憶温
度以下の加熱雰囲気内で軟化して断面積が小さくなるよ
うに形状を変えた扁平樹脂パイプからなる内張り材を使
用した工法であって、次の施工工程からなることを特徴
とする。

（１）．先端に耐熱フィルムホースを接合した内張り材
を樹脂パイプの形状回復温度以上で形状記憶温度以下の
温度に保持した加熱保温槽に収納し、（２）．加熱保温槽の内張り材取出口を先端に円筒状の
内張り材引出口を有する反転圧力容器の内張り材挿入口
に連結し、（３）．反転圧力容器の内張り材挿入口から耐熱フィル
ムホースを引出し、耐熱フィルムホースの先端をホース
内面が外側になるように反転して内張り材引出口に固定
し、（４）．耐熱フイルムホースの先端を固定した内張り材
引出口を既設管管口に近接して設置し、（５）．反転圧力容器に樹脂パイプの形状回復温度以上
で形状記憶温度以下の温度を有する推進加熱流体を連続
供給して既設管内に内張り材を反転進行させる。

［作用］この発明においては、内張り材の先端に接合した耐熱フ
ィルムホースを加熱保温槽から引出して反転圧力容器の
内張り材引出口に反転して固定することにより、内張り
材を常温雰囲気中で反転圧力容器に連結することができ
る。

また、内張り材を反転圧力容器に連結した後、反転圧力
容器に内張り材を構成する樹脂パイプの形状回復温度以
上で形状記憶温度以下の温度の推進加熱流体を連続供給
して、内張り材を既設管内に反転進行させるから、内張
り材を構成する樹脂パイプをゴム状領域で反転すること
ができる。

さらに、反転直後に内張り材が元の厚さに回復すること
により、均一な厚さ合成樹脂管を既設管内に形成する。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。図に
おいて、１は内張り材であり、内張り材１は形状記憶樹
脂、例えばポリスチレンと結晶化ポリブタジエンのブロ
ック共重体（旭化成工業製），トランスポリイソプレン
（クラレ製）あるいはポリウレタン樹脂（三菱重工業
製）等からなる。この内張り材１は第２図に示すように
形状記憶樹脂を形状記憶温度、例えば120℃以上の加熱
雰囲気内でパイプ状に押出成形加工して、既設管の内径
に対して例えば100〜150％の外径を有する形状を記憶さ
せて樹脂パイプ1aを形成する。

次に、樹脂パイプ1aを形状回復温度（ゴム化温度）例え
ば90℃以上から形状記憶温度以下の加熱雰囲気内で軟化
させながら成型ローラや押出しスリット等の機械的方法
により、断面積が既設管の断面積より小さくなるように
扁平にし、折り曲げたりして第２図（ｂ），（ｃ），
（ｄ）に示すような内張り材１を形成する。この内張り
材１の先端に第２図（ｅ）に示すように内張り材１の全
長より長い索引ロープ２を固定した後、内張り材１を円
形巻きか、折りたたんだ状態の最終形成に加工してから
形状回復温度以下に冷却し、円形巻きか折りたたんだ状
態の内張り材１にして保管する。３は第３図に示すよう
に最終形状に加工された内張り材１の先端に接合された
長さが短い耐熱フィルムホースである。

４は加熱保温槽であり、加熱保温槽４は熱風，蒸気等の
加熱流体を供給する加熱流体供給口５と加熱流体を排出
するベンチュレータ６及び内張り材取出口７とを有す
る。

８は反転圧力容器であり、反転圧力容器８は第４図の斜
視図に示すように加熱保温槽４との接続部に設けられた
円弧状の溝とカイドローラ20,シール板22からなる内張
り材挿入口９と先端部に円筒状に設けられた内張り材引
出口10とバルブ11を介して設けられた流体供給口12を有
する。この反転圧力容器８の内部には断面が半円筒状
で、上部に凸部を有する矯正板13が設けられている。

次に上記のように構成された装置により既設管14の内面
に合成樹脂管をライニングする場合の動作を説明する。

まず、内張り材１の先端に接合した耐熱フィルムホース
３の先端部を内張り材取出口７から引き出した状態で、
第１図に示すように索引ロープ２と共に巻き取った内張
り材１を加熱保温槽４に収納する。この加熱保温槽４を
既設管14に近接して配置した反転圧力容器８に隣接した
状態で設置し、加熱保温槽４の内張り材供給口７を反転
圧力容器８の内張り材挿入口９に固定する。この状態で
加熱保温槽４の加熱流体供給口５から熱風，蒸気等の加
熱流体15を供給し、上部のベンチュレータ６から排出し
ながら、加熱保温槽４内を内張り材１を構成する樹脂パ
イプ1aの形状回復温度から形状記憶温度の温度範囲に保
持して、内張り材１を軟化状態にする。

次に、内張り材１の先端に接合した耐熱フィルムホース
３の先端を反転圧力容器８から引き出し、内面が外側に
なるように反転して反転圧力容器８の内張り材引出口10
にスチールバンド16で固定する。耐熱フィルムホース３
の先端を反転固定した後、反転圧力容器８の流体供給口
12から樹脂パイプ1aの形状回復温度から形状記憶温度の
温度を有する推進加熱流体17を連続供給する。この推進
加熱流体17の供給により耐熱フィルムホース３の反転部
18が進行し、加熱保温槽４内で軟化している内張り材１
を内張り材挿入口９を通して反転圧力容器８内に引き出
し、第５図に示すように内張り材１を反転させる。この
ように、加熱して軟化した状態の内張り材１を直接反転
圧力容器８の内張り材引出口10に取り付けることなし
に、耐熱フィルムホース３の反転部18の進行にしたがっ
て内張り材１を引き出して反転することができるから、
内張り材１を容易に反転圧力容器８に連結して反転させ
ることができる。

反転圧力容器８内に推進加熱流体17を供給するにしたが
って内張り材１の反転部19が既設管14内に挿入され、反
転部19内外の圧力差により既設管14内を進行する。この
反転部19が既設管14内を進行する際、反転前の内張り材
１は、その形状回復圧力が金属系形状記憶材と比べて小
さく、かつ推進加熱流体17の圧力により両面から押圧さ
れているため、膨張，拡大することなしに進行する。ま
た、内張り材１の反転部19はゴム弾性体になっており、
さらに反転後は内張り材１を構成する樹脂パイプ1aの形
状回復力が働くので容易に反転・膨張することができ、
従来の内張り材のように強制的に膨張拡大する必要がな
い。このため推進加熱流体17の圧力は反転部19が進行す
る程度の圧力、例えば既設管14が250〜300mm口径管の場
合で0.2Kgf/cm²程度の極めて低い圧力で良い。

また、推進加熱流体17の圧力が低い圧力ですむから、内
張り材１の伸びによる変形を防止することができる。

なお、反転圧力容器８の内部に設けた矯正板13は内張り
材挿入口９から引き出された反転前の扁平な内張り材１
を保持することにより、内張り材１の反転部19が既設管
14内を進行するときに、反転前後の内張り材１が接触し
て摩擦抵抗が生じることを防止している。

このようにして既設管14の内面に内張り材１を反転・進
行させると、形状回復温度以上で軟化している内張り材
１の外面が既設管14の内面に接触し、かつ内張り材１の
内面には推進加熱流体17の圧力が作用しているため、内
張り材１を構成する樹脂パイプ1aの形状回復力と推進加
熱流体17の圧力との相互作用が働き、既設管14の内の空
気や水を排除しながら内張り材１を接着剤なしで既設管
14内面に密着させる。

既設管14の中間にまで反転部19が進行すると内張り材１
の終端部に取り付けられている索引ロープ２が反転圧力
容器８内に引出され、以後反転部19は索引ロープ２の張
力により支持される。そして、反転部19が既設管14の終
端部まで進行した後、樹脂パイプ1aの形状回復温度以下
まで自然冷却するか、冷気，冷水等の冷却流体を供給し
て強制冷却して、内張り材１を硬化させて、既設管14内
に合成樹脂管を形成し、その後形成された合成樹脂管の
両端を切断して既設管14内に自立した合成樹脂管を完成
する。

なお、上記実施例においては、反転圧力容器８を既設管
14に近接して配置できる場合について説明したが、反転
圧力容器８を既設管14に近接して配置することができな
いマンホール内の下水道管やケーブル保護管等にも上記
実施例と同様に適用することができる。

第７図はマンホール内の既設管14に合成樹脂管をライニ
ングする場合を示す断面図である。図に示すように、マ
ンホール21近傍の地表面上に索引ロープ２と耐熱フィル
ムホース３とを接続した内張り材１を収納した加熱保温
槽４を設置する。この加熱保温槽４に先端の内張り材引
出口10がマンホール21の入口に向いた反転圧力容器８を
連結する。この状態で加熱保温槽４に加熱流体15を供給
し、加熱保温槽４内を内張り材１を構成する樹脂パイプ
1aの形状回復温度から形状記憶温度の温度範囲に保持し
て、内張り材１を軟化状態にする。

次に、内張り材１の先端にある耐熱フィルムホース３の
先端を反転圧力容器８内のシール板22,テンションロー
ラ23を通して反転圧力容器８から引き出し、内面が外側
になるように反転して反転圧力容器８の内張り材引出口
10にスチールバンド16で固定する。その後ガイドホース
24を耐熱フィルムホース３の上から被せて内張り材引出
口10に固定し、ガイドホース24の先端部24aを既設管14
の入口に近接して設置する。なお、耐熱フィルムホース
３の長さは反転後ガイドホース24の長さを越えない範囲
にしておく。

その後、反転圧力容器８の流体供給口12から樹脂パイプ
1aの形状回復温度から形状記憶温度までの温度を有する
推進加熱流体17を連続供給することにより、ガイドホー
ス24に沿って耐熱フィルムホース３を反転・進行させ、
さらに第８図に示すように既設管14内に内張り材１を反
転・進行させることができる。

また、長距離の既設管14に施工する場合は推進加熱流体
17として、形状回復温度から形状記憶温度範囲内の温水
や蒸気に温水の混合流体を供給することにより、第９図
に示すように反転後の内張り材１内部に液層25を作り、
この液層25の浮力を利用して反転前の内張り材１を保持
すると、反転前の内張り材１の伸びをより少なくするこ
とができ、簡単に長距離施工ができる。

また、上記各実施例は内張り材１を形状記憶樹脂からな
る樹脂パイプ1aのみで構成した場合について説明した
が、例えば第10図に示すように、扁平にした樹脂パイプ
1a内に粘着材26を充填した内張り材１を使用しても、上
記実施例と同様に施工を行なうことができる。

ここで粘着剤26としては融点（軟化点）が使用する樹脂
パイプ1aの形状回復温度（ゴム化温度）と同程度の温度
を有するものを使用すると、推進加熱流体17で流動状態
になった粘着剤26が、内張り材１の反転・進行にともな
い既設管14の内面の空気や水を排除しながら、例えば第
11図（ａ）〜（ｄ）に示すように既設管14の内面に著し
い腐食によって形成された凹部29や継手はずれ部30,ク
ラック部31あるいはズレ部32等に侵入・充填すると共
に、既設管14内面と樹脂パイプ1aを粘着接合することが
できる。

この粘着剤26は、例えば樹脂パイプ1aが形状回復温度90
℃の形状記憶樹脂で形成されているときには、軟化点が
90℃の瀝青質系，合成ゴム系あるいは瀝青質とSBR系ゴ
ムの粘着剤（例えば、三共油化工業；アンダーコートＭ
−40）やイソプレン系，アイオノマーポリマーなどに代
表されるホットメルト系粘着剤（熱可塑性エラストマ
ー）等から既設管14の種類，腐食度に応じて選択する。

瀝青質系，合成ゴム系，これらを混合した粘着剤はホッ
トメルト系粘着剤に比べて安価であり、かつ充填性，密
閉性が良い。このため、例えば鋼管，鋳鉄管等からなる
既設管の内面が著しい腐食によってあばた状の腐食にな
り、凹部底面まで研掃することができないSIS St2以下
のような下地処理面、あるいは劣化して大きな凹凸を有
するコンクリート内面に使用することにより、凹凸面を
充填し粘着力を発揮することができる。

また、ホットメルト系粘着剤は接着性が良いから、SIS
Sa2・1/2以上の高級な下地処理面に使用すると、既設管
14の内面と内張り材１とを完全に密着させることができ
る。

［発明の効果］この発明は以上説明したように、内張り材の先端に接合
した耐熱フィルムホースを加熱保温槽から引出して反転
圧力容器の内張り材引出口に反転して固定することによ
り、内張り材を常温雰囲気中で反転圧力容器に容易に連
結することができるから、内張り材の反転圧力容器に対
する連結を簡単に行なうことができ、施工時の高温によ
る危険性を防止することができるとともに、施工を容易
に行なうことができる。

また、内張り材を反転圧力容器に連結した後、反転圧力
容器に内張り材を構成する樹脂パイプの形状回復温度以
上で形状記憶温度以下の温度の推進加熱流体を連続供給
して、内張り材を既設管内に反転進行させるから、内張
り材を構成する樹脂パイプをゴム状領域で反転すること
ができ、反転圧力が小さくてすみ、反転時の内張り材の
変形を防止することができ、さらに反転直後に元の厚み
に戻るから、均一な厚さの合成樹脂管を既設管内面に形
成することができて、合成樹脂管の強度を均一にすると
ともに流量特性等も安定させることができる。

また、反転時のゴム状領域においても伸縮性があるた
め、曲管の部分で外側は伸長密着し、内側は既設管内壁
に沿って収縮するから、シワを少なくすることができ
る。

さらに、接着剤や液状樹脂等を使わずに樹脂パイプを既
設管に密着させることができるから、接着剤等の硬化時
間を必要としないとともに、既設管は簡単な下地処理で
すむから、施工時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図は上記
実施例の内張り材の加工工程を示す説明図、第３図は上
記内張り材の先端部を示す斜視図、第４図は上記実施例
の反転圧力容器を示す斜視図、第５図は上記実施例の動
作状態を示す断面図、第６図は反転圧力容器内の内張り
材を示す断面図、第７図，第８図，第９図は各々他の実
施例の動作状態を示す断面図、第10図は上記各実施例に
使用する他の内張り材を示す断面図、第11図（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）は各々第10図に示した内張り材
により施工したときの動作状態を示す説明図である。１……内張り材、1a……樹脂パイプ、２……索引ロー
プ、３……耐熱フィルムホース、４……加熱保温槽、７
……内張り材取出口、８……反転圧力容器、９……内張
り材挿入口、10……内張り材引出口、12……流体供給
口、14……既設管、17……推進加熱流体、18,19……反
転部、24……ガイドホース、26……粘着剤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】形状記憶樹脂で形成された樹脂パイプを形
状回復温度以上で形状記憶温度以下の加熱雰囲気内で軟
化して断面積が小さくなるように形状を変えた樹脂パイ
プからなる内張り材を使用した反転ライニング工法であ
って、先端に耐熱フィルムホースを接合した内張り材を樹脂パ
イプの形状回復温度以上で形状記憶温度以下の温度に保
持した加熱保温槽に収納し、該加熱保温槽の内張り材取出口を先端に円筒状の内張り
材引出口を有する反転圧力容器の内張り材挿入口に連結
し、反転圧力容器の内張り材挿入口から耐熱フィルムホース
を引出し、耐熱フィルムホースの先端をホース内面が外
側になるように反転して内張り材引出口に固定し、耐熱フィルムホースの先端を固定した内張り材引出口を
既設管管口に近接して設置し、反転圧力容器に樹脂パイプの形状回復温度以上で形状記
憶温度以下の温度を有する推進加熱流体を連続供給する
ことを特徴とする反転ライニング工法。