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技術 地中管の補修方法及びそれに用いる補修材

出願人 アクアインテック株式会社
発明者 三谷久夫小野田信彦
出願日 2000年7月27日 (18年5ヶ月経過) 出願番号 2000-226648
公開日 2002年2月5日 (16年11ヶ月経過) 公開番号 2002-036362
状態 拒絶査定
技術分野 管の付属装置 プラスチック等のライニング、接合
主要キーワード 輻射材料 取り付け管 有機繊維製 断熱ホース 用筒体 含浸フェルト 円形管 地中管
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

割れなどにより温度の低下が予想される場合にも、硬化時間を短く設定できる補修方法及びそれに用いる補修材を提供する。

解決手段

可撓性の筒状の補修材(ライナーホース)11Aを補修すべき地中管10に配設し、補修材11Aを地中管10の内壁押圧しつつ補修材11Aを熱により硬化させて地中管10の内壁を補修する地中管の補修方法である。この補修材11Aと地中管10の内壁との間に断熱手段12を介在させて補修を行う。

概要

背景

排水管等の地中管補修において、補修材を地中管の内面押圧保持させながら、補修材を加熱硬化させて行なう補修方法が従来から行なわれている。たとえば、可撓性の筒状の補修材を折り畳んだ状態で地中管内に配置させ、その筒状補修材の内部に加圧流体を導入することにより、補修材を筒状に拡げるとともに外側に張り出させ、補修材を地中管の内面側に押圧させつつ加熱し、熱硬化性樹脂硬化させる地中管の補修方法が行われている。

この補修方法によれば筒状の補修材は拡げられて地中管の内面に沿って押しつけられて筒状のまま硬化されて、補修材は自立管を形成するが、その自立管は内面からみれば地中管を被覆しているので、この被覆はライナーと呼ばれている。

このような補修方法において、補修材としては、可撓性のフィルム又はシートの外周側又はフィルム又はシート間に熱硬化性樹脂が含浸された繊維質材料の層を備えたものが用いられ、この熱硬化性樹脂としては、耐久性機械的強度が考慮されて、熱硬化性不飽和ポリエステルエポキシ樹脂などが用いられている。ここで、これらの熱硬化性樹脂の硬化が完結するためには、できるだけ高い温度で、長時間維持されることが望ましい。

ここで、加熱手段として、80℃程度の温水循環する方法は、長手方向に数十mと延びる筒状のライナーを形成する場合、補修材の全体を均一に、かつ、安全に加熱できる等のメリットがあるので、実用的な方法として採用されている。そして、この温度設定により、中に充填される熱硬化性樹脂の種類、量などを考慮して熱硬化性樹脂の硬化が完結するに必要な所定時間が設定されている。

概要

割れなどにより温度の低下が予想される場合にも、硬化時間を短く設定できる補修方法及びそれに用いる補修材を提供する。

可撓性の筒状の補修材(ライナーホース)11Aを補修すべき地中管10に配設し、補修材11Aを地中管10の内壁に押圧しつつ補修材11Aを熱により硬化させて地中管10の内壁を補修する地中管の補修方法である。この補修材11Aと地中管10の内壁との間に断熱手段12を介在させて補修を行う。

目的

そこで、この発明は、割れなどにより温度の低下が予想される場合にも、硬化時間を短く設定できる補修方法及びそれに用いる補修材を提供することを課題としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

可撓性の筒状の補修材補修すべき地中管に配設し、該補修材を前記地中管の内壁押圧しつつ該補修材を熱により硬化させて地中管の内壁を補修する地中管の補修方法において、前記補修材と地中管の内壁との間に断熱手段を介在させて補修を行うことを特徴とする地中管の補修方法。

請求項2

前記断熱手段が前記補修材と一体となった断熱材で形成されていることを特徴とする請求項1記載の地中管の補修方法。

請求項3

前記断熱手段が前記補修材とは別体の断熱材で形成されていることを特徴とする請求項1記載の地中管の補修方法。

請求項4

フィルム又はシートの外周又は間に熱硬化性樹脂を含む層を備えた可撓性の筒体から構成され、該筒体の外周に沿って断熱材の層が設けられていることを特徴とする地中管の補修材。

技術分野

0001

この発明は、排水管等の地中管補修する場合に、補修材を地中管の内面押圧保持させて行なう補修方法及びそれに用いる補修材に関するものである。

背景技術

0002

排水管等の地中管の補修において、補修材を地中管の内面に押圧保持させながら、補修材を加熱硬化させて行なう補修方法が従来から行なわれている。たとえば、可撓性の筒状の補修材を折り畳んだ状態で地中管内に配置させ、その筒状補修材の内部に加圧流体を導入することにより、補修材を筒状に拡げるとともに外側に張り出させ、補修材を地中管の内面側に押圧させつつ加熱し、熱硬化性樹脂硬化させる地中管の補修方法が行われている。

0003

この補修方法によれば筒状の補修材は拡げられて地中管の内面に沿って押しつけられて筒状のまま硬化されて、補修材は自立管を形成するが、その自立管は内面からみれば地中管を被覆しているので、この被覆はライナーと呼ばれている。

0004

このような補修方法において、補修材としては、可撓性のフィルム又はシートの外周側又はフィルム又はシート間に熱硬化性樹脂が含浸された繊維質材料の層を備えたものが用いられ、この熱硬化性樹脂としては、耐久性機械的強度が考慮されて、熱硬化性不飽和ポリエステルエポキシ樹脂などが用いられている。ここで、これらの熱硬化性樹脂の硬化が完結するためには、できるだけ高い温度で、長時間維持されることが望ましい。

0005

ここで、加熱手段として、80℃程度の温水循環する方法は、長手方向に数十mと延びる筒状のライナーを形成する場合、補修材の全体を均一に、かつ、安全に加熱できる等のメリットがあるので、実用的な方法として採用されている。そして、この温度設定により、中に充填される熱硬化性樹脂の種類、量などを考慮して熱硬化性樹脂の硬化が完結するに必要な所定時間が設定されている。

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、実際の地中管の補修では、地中管の外周の状況はその補修箇所により変化している場合がある。たとえば、長手方向に数十mの長さで延びる補修材を用いる場合にはその地中管の長手方向の位置により地中管の外周の状況が異なることがある。また、割れの生じた地中管の補修を行う場合には、その割れ箇所に雨水が浸水するなどによりその割れ箇所近辺での地中管の温度が低下することもある。とくに雨水の浸入は、その流量が必ずしも一定ではなく、不安定性を伴っている。

0007

一方、ライナーを自立管としての強度を保持させ、かつ、その機械的強度を所定以上に保つためには、内部に充填される熱硬化性樹脂やそれを補強する繊維質材料の分布を均一に保つ必要があるが、さらに、その熱硬化性樹脂が全体に亘って確実に硬化されていることが品質管理上重要である。

0008

そこで、実際の補修工程では、どんな場合にも、全ての箇所での補修材の硬化が完結されるに十分な硬化時間が設定される必要がある。このため、割れなどにより温度が低下されるおそれの有る部分を基準として、熱硬化に必要な硬化時間が設定され、通常の補修において、この硬化時間は数時間以上を必要としていた。ここで、この硬化時間の全体の補修作業に占める割合が高い。それゆえ、硬化に必要な設定時間の短縮が望まれる。

0009

このような硬化時間を短縮するうえでは、加熱温度を高め、これによって熱硬化性樹脂の硬化を促進させることが考えられる。しかしながら、安全性や熱効率を考慮すると温水の温度を無闇に高めることは得策ではない。

0010

そこで、この発明は、割れなどにより温度の低下が予想される場合にも、硬化時間を短く設定できる補修方法及びそれに用いる補修材を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段

0011

この目的を達成するために、請求項1記載の発明は、可撓性の筒状の補修材を補修すべき地中管に配設し、該補修材を前記地中管の内壁に押圧しつつ該補修材を熱により硬化させて地中管の内壁を補修する地中管の補修方法において、前記補修材と地中管の内壁との間に断熱手段を介在させて補修を行うことを特徴とする地中管の補修方法である。

0012

このように構成すれば、筒体の外周に沿って設けられた断熱手段により、熱硬化性樹脂を含む層が地中管から断熱されるので、熱硬化性樹脂は地中管の外部の温度の影響を受けずに硬化できる。これにより、地中管に割れのある箇所においてもその他の箇所と同一の硬化時間で硬化でき、また、このようにして得られたライナーは、管路の長さ方向を含めて全体に機械的強度も均一となり、自立管としての性能も向上される。

0013

また、これにより、硬化時間が短縮できるので、硬化による作業時間の短縮に加えて、硬化に必要なエネルギーも少なくてよい。

0014

この断熱手段は、補修材と一体となった断熱材で形成されてもよく、また、補修材とは別体の断熱材で形成されていてもよい。

0015

たとえば、この補修材としては、フィルム又はシートの外周又は間に熱硬化性樹脂を含む層を備え、可撓性の筒体から構成され、該筒体の外周に沿って断熱材の層が設けられている補修材を用いることができる。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づき説明する。

0017

まず、図1図2は、この発明に係る実施の形態に基づき下水管10にライナーを設けた配管構造の断面を説明する図である。

0018

この図において、符号10は地中埋設された下水管等の地中管を示している。この地中管10は、既設のものであり、自立管としての被覆筒体(ライナー)11が断熱材層12を介して形成され、内部に下水が通る管路2が形成されている。また、符号15は地中管10に形成された割れを示している。

0019

ここで、この発明におけるライナー11は、可撓性の筒状の補修材を補修すべき地中管10に配設し、補修材を地中管10の内壁に押圧しつつ補修材を熱により硬化させて地中管の内壁に形成された自立管であり、地中管10への配設は、たとえば、偏平に折り畳んで配設され、また、押圧はその補修材を筒状に膨らませることにより行われる。

0020

このような補修材としては、可撓性のフィルム又はシートの外周側又はフィルム又はシート間に熱硬化性樹脂が含浸された繊維質材料の層を備えたものが用いられている。この補修材は、ライナー11のまだ硬化されていないもので、以下ライナーホース11Aという。

0021

また、この発明において、地中管10は、管種管径管形状等を選ばず自由である。たとえば、それらは、ヒューム管陶管鋼管などであり、また、図示する円形管に限らず、卵型矩形であってもよい。

0022

このようなライナー11は、たとえば、オールライナー協会により管理運営されているオールライナー工法(地下に埋設された古い下水管等を補修する工法)により得られ、たとえば、硬化されたライナー11の曲げ強さは20N/mm2以上、かつ、曲げ弾性率は3000N/mm2以上である。

0023

この補修方法によれば筒状の補修材は拡げられて地中管の内面に沿って押しつけられて筒状のまま硬化されて、補修材は自立管を形成するが、その自立管は内面からみれば地中管10を被覆しているので、この被覆はライナー11と呼ばれている。

0024

ここで、この実施の形態1のライナー11はベースホース13及びキャリブレーションホース14とから大略構成されている。

0025

このベースホース13は、外層不透過性フィルム(又はシート)131と硬化性樹脂が含浸された外層樹脂含浸フェルト132とから構成され、キャリブレーションホース14は、内層不透過性フィルム(又はシート)141と硬化性樹脂が含浸された内層樹脂吸収フェルト142とから構成され、それぞれの硬化性樹脂は硬化されている。

0026

外層不透過性フィルム131は、内部の未硬化の硬化性樹脂が蒸散等により透過、又は飛散することが防止できるように不透過性であり、また、耐久性を考慮して安価な材料を選択することができる。具体的には、たとえば、ポリエチレンポリプロピレンなどのポリオレフィンが例示される。

0027

内層不透過性フィルム141としても同様に内部の未硬化の硬化性樹脂が蒸散等により透過又は蒸散することを防止できるように不透過性である。また、この内層不透過性フィルムは、ライナー11の内面を形成するので、仕上がりの内面の滑らか性、耐傷性、耐久性等を考慮して選択され、たとえば、ポリウレタン等が用いられている。これにより、内部に雨水等が多量に流れる下水管などとしても使用される。

0028

また、硬化性樹脂としては、ライナーの耐久性や力学的性質などを考慮して適宜選択される。たとえば、液状のエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂が例示されるが、これに限定されずに、種々の硬化性樹脂を用いることができる。

0029

これらの硬化性樹脂は、ポリエステルナイロンアクリルビニロンカーボン繊維などの有機繊維製のフェルト等により含浸されて用いられる。もちろんこれらのフェルトなどの繊維質基材の種類はこれに限定されずに、たとえば、機械的強度を増大させたい場合などは有機繊維に限らずに、ガラス繊維などの無機繊維も用いられ、それらの繊維質基材は、編織物、不織布、ウエブマットなどの布帛又はこれらの積層体であってもよい。ライナーは繊維質基材により強化されて曲げ強度曲げ弾性等の機械的強度が増大される。これにより、ライナーは自立管として機能され、長期間に亘って安定である。

0030

ここで、この外層樹脂含浸フェルト132を構成する材料及び厚みは、ライナー11が自立管としての強度を保持させるために目的とする強度に応じて選択されている。

0031

また、繊維質基材にガラス繊維層を含ませることにより、硬化されたライナー11の曲げ強さを100N/mm2以上、曲げ弾性率を5000N/mm2以上、引張強さを50N/mm2以上とすることにより、ライナー11の機械的強度が一層増大されて、地中管10の改築工法に適用することができ、これにより、道路等の地下に埋設された古い下水管等を改築補修する場合においても有効に利用することができるようになる。

0032

次に、断熱材層12は、硬化前のライナーホース(補修材)11Aへの地中管10からの伝熱を抑えるために設けられるものであり断熱性を備えて、地中管の補修に不利益を与えなければ、いかなる材料を選択してもよい。

0033

たとえば、多孔質フィルムスポンジ状フィルムなどのプラスチック発泡体珪酸カルシウム成形体グラスウールロックウール等の繊維状物、その他の真空断熱材、含空気層フィルムなどの筒状物が例示される。断熱材層12を設けることにより、地中管10の外周(地中)に温度変化があっても、断熱材層12により断熱されてライナーホース11Aが熱により硬化される条件に変化を与えない。

0034

これらの断熱材層12は不透水性であるのが好ましい。不透水性であれば補修すべき地中管10にひび割れ15が生じており、雨水が補修作業中にその割れ15から地中管内に浸入する可能性が有る場合にも、この不透水性の断熱材層12により雨水は遮断される。これにより、浸水がライナーホース11Aに直接接触することがなく、硬化不良を起こすことがない。

0035

また、この断熱材層12は、アルミ箔を含んでいたり、その他の反射輻射材料複合させることにより、伝熱と輻射の双方により熱を遮断されていてもよい。この断熱材層12は、外部からの冷却を抑えるのが主目的であるが、硬化のために加熱されたライナーホース11Aの保温を兼ね備えることができる。これにより、ライナーホース11Aの厚みが厚い場合などでは、硬化に要する時間と共に必要なエネルギーを飛躍的に抑えることができる。

0036

これらの断熱材層12は、ライナーホース11Aの製作時にライナーホース11Aの外周に断熱材層12を備えた筒状の断熱ホースチューブ)12A(図3参照)を被せたり、また、ライナーホース11Aの製作時にライナーホース11Aの外表面に一体に断熱材層12を形成するなどして形成することができる。また、管路2内を予め断熱材で被覆してもよく、また、断熱材層12を形成する断熱ホース12Aを管路2に配設し、この断熱ホース12A中にライナーホース11Aを引き込むなど行い地中管10とライナー11との間に設けてもよい。

0037

つぎに、この発明に係る補修作業の一例を図4にしたがい説明する。ここで、S1〜S5は、工場でのライナーホース(ライナー11の硬化前の状態)11Aの準備工程を示し、S11〜S21は現場での施工工程を示している。

0038

まず、S1において、目的に適合した適宜の材料が準備される。材料としては、施工現場の下水管の口径、形状及び長さによりベースホース基材13A及びキャリブレーションホース基材14Aの材料及び断熱ホース12Aが選択され、適宜の長さに切断される。

0039

ここで、断熱ホース12Aとしては、例えば筒状の独立気泡ウレタン発泡体等の合成樹脂発泡体フィルムを用いることができる。

0040

また、ベースホース基材13Aとは、ベースホース13に硬化性樹脂が含浸される前の材料であり、筒状の不透過性フィルム(又はシート)とその内側に積層されたフェルトとから構成され、キャリブレーションホース基材14Aとは、キャリブレーションホース14に硬化性樹脂が含浸される前の材料であり、筒状の不透過性フィルム(又はシート)とその内側に積層されたフェルトとから構成されている。

0041

ついで、S2において、含浸されるべき硬化性樹脂が混合調整され、この硬化性樹脂は、S3においてベースホース基材13A及びキャリブレーションホース基材14Aの各フェルト層に含浸される。ベースホース基材13Aに硬化性樹脂が充分過剰に含浸される場合には、このキャリブレーションホース基材14Aへの含浸は省略されてもよい。

0042

S4において、キャリブレーションホース基材14Aの内外反転され、ベースホース基材13Aの内側に挿入され、また、外側に断熱ホース12Aが被せられる。これにより、このライナーホース11Aは、ベースホース13の内側にキャリブレーションホース14が硬化性樹脂が含浸された外層樹脂含浸フェルト132と硬化性樹脂が含浸された内層樹脂吸収フェルト142とが直接接触され、筒体の外層には、外層不透過性フィルム(又はシート)131が配置され、筒体の内層には、内層不透過性フィルム(又はシート)141が積層された筒状の構成となり、その外周に断熱ホース12Aが全周、全長に亘って層状に被せられた積層体となる。

0043

これにより、筒体の内外層に不透過性のフィルム(又はシート)が積層されることにより、内部の樹脂が筒体の外に漏出するのが防止されている。

0044

このライナーホース11Aは、筒体が偏平に折り畳まれ、運搬や施工の容易さのために巻き取られ、又は折り畳まれ、重ねられて保冷車により低温に保たれた状態で施工現場に搬送される。

0045

一方、施工現場では、S11にてオールライナー工法の施工準備が開始され、S12で、管路2内の洗浄、及びテレビカメラによる調査が行われ、補修にそぐわない箇所の有無等が確認され、S14で、断熱ホース12Aが配設される。

0046

ついで、保冷車から断熱ホース12Aに周囲を覆われたライナーホース11Aが搬送され、ウインチ等により管路2内に引き込まれ、両端に治具(不図示)を取り付け、加熱流体として温水が循環される加熱用ホースが接続される。

0047

ここで、ライナーホース11Aは、折り畳まれているので、管路2内に簡単に配設することができる。なお、この折り畳まれる状態は通常は単純に筒体がつぶれて偏平となった状態であるが、三つ折り多重折りなどでもよい。管路2にライナーホース11Aが誘導されればよく、半ば膨らんだ状態でマンホールに導入されてもよく、その形態は問わない。

0048

ついで、折り畳まれたライナーホース11A内に加圧ユニットによって水圧などの加圧を加えてライナーホース11Aを拡径し、温水を循環させながら、ボイラー等により80℃の温水を循環させながら加熱を行い、含浸樹脂を硬化させる。ここで、硬化に必要な加温保持時間は、安全を考慮した従来のライナー11の加温保持時間が厚みが3mm毎に1時間、すなわち、15mmのライナー11では5時間程度である条件では、その加温保持時間を略半減できる。

0049

これにより、ライナーホース11Aは、管路2の半径方向に膨張し、地中管10の内周面上に断熱ホース12Aを介在し、押圧状態で硬化され、自立管としてのパイプ状のライナー11が形成される。このとき、地中管10にひび割れ15などがあり、そのひび割れ15から雨水等が浸入しても断熱ホース12Aによりこの雨水は遮断されてライナーホース11Aには到達されずに、結果としてライナー11は全体に均一に硬化される。

0050

S17〜S21にしたがい、温水を冷却して排水後、管口仕上げ分岐路などがある場合には、S19により取り付け管穿孔して分岐路を取り付ける。S20により最終確認を行って片づける。

0051

これにより、所要の強度の発現された合成樹脂で筒状に硬化した高い剛性補修構造が管路2の内面上に密着して形成され、管路2のひび割れ15の存在する部位の補修も行える。

0052

なお、ライナー11はガラス繊維により補強されることにより、曲げ強さ100N/mm2以上、曲げ弾性率5000N/mm2以上、引張強さ50N/mm2以上とすることができ、このように構成すれば、ライナー11が高強度の機械的強度を備えるので、地中管10の改築工法を兼ねて行うことができる。これにより、道路の地下に埋設された古い下水管等を改築補修する場合においても有効に利用することができる。

0053

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

0054

たとえば、ライナーホース11Aは、2層のキャリブレーションホースと2層のベースホースとから4層で構成されていたが、たとえば、外表面が気密性の高いプラスチックフィルムで被覆された管状の布帛に硬化性樹脂が含浸された3層構成でも良く、また5層以上の多層であってもよい。

0055

また、硬化に必要な熱(熱硬化手段)は温水を循環させていたが、これに限らずに、加熱空気などの他の加熱流体や赤外線ヒータなどの非接触式加熱手段により内面から加熱してもよい。

発明の効果

0056

以上説明したように、この発明によれば、補修材と地中管の内壁との間に断熱手段を介在させて補修を行うので、補修材が地中管から断熱されて補修材が外部の温度の影響を受けずに硬化できる。これにより、地中管に割れのある箇所においてもその他の箇所と同一の硬化時間で硬化でき、したがって、割れなどにより断熱材を用いなければ温度の低下が予想される場合にも、断熱材を用いることにより硬化時間を短く設定できる補修方法及びそれに用いる補修材を提供することができる。

図面の簡単な説明

0057

図1本発明に係る実施の形態1の配管構造を説明する部分斜視図である。
図2図1の配管構造の部分断面図である。
図3図1の配管構造に用いるの断熱ホースを説明する斜視図である。
図4図1の配管構造を施工工程を説明する工程図である。

--

0058

2管路
10地中管
11ライナー(硬化された被覆用筒体
11A ライナーホース(可撓性の被覆用筒体,補修材)
12断熱材層
12A断熱ホース
13ベースホース
14 キャリブレーションホース

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