JP2005308010A - 更生管用セグメント部材 - Google Patents

Abstract

【課題】既設管を更生する更生管を敷設するために更生管の周方向と管長方向、又は管長方向のみに連結される更生管用セグメント部材において、管長方向の連結作業を簡単に短時間で行え、管長方向の連結部分での水密性も向上できるようにする。
【解決手段】セグメント部材１の側板１０２，１０３の外側面（管長方向の両側の連結面）の図中で下端部（更生管の径方向の外方端部）に、外側面より凹んだ凹部１０２ｄ，１０３ｄが更生管の周方向に延びて形成されている。既設管の管底４ａに接するように配置されるセグメント部材１，１’どうしを連結するときに、管底４ａ上のゴミなどが挟まっても、そのゴミが側板１０２，１０３の外側面の下端部間に凹部１０２ｄ，１０３ｄにより形成される隙間のスペース内に収まる限り、それを除去しなくても、側板１０２，１０３の外側面を互いに密着させて連結できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、下水管などの既設管を更生するために既設管内で組み立てられる更生管を構成する更生管用セグメント部材に関するものである。

下水管などの既設管を更生するために、図５に示すように既設管４内で外径が既設管の内径より少し小さな更生管３を組み立てて敷設し、この更生管３の外周と既設管４の内壁面との隙間に充填材を充填し硬化させて複合管を構築する既設管の更生方法が下記の特許文献１などにより知られている。更生管３が円管で径が１０００〜１８００ｍｍ程度までの場合、更生管３の組み立ては、更生管３を構成するセグメント部材１を更生管３の周方向に複数連結して短いリングを形成した後、リングどうしを順次更生管３の管長方向に連結して組み立てている（リング組み立て）。また、更生管３が径２０００ｍｍ程度以上の大口径のもの或いは矩形管などである場合は、リング組み立てが困難であるため、セグメント部材１を単体で順次１つづつ更生管３の周方向と管長方向に連結して組み立てている（単体組み立て）。
特開２００３−２８６７４２号公報

上述した更生管の敷設工事において更生管はその下端部の外周が既設管の管底に接するように位置決めされるのが普通である。このため、特にリング組み立ての場合、図７に管長方向の断面を示すように、既設管内で既に更生管の下端部に組み付けられ既設管の管底４ａに接しているセグメント部材１に対して他のセグメント部材１’を管長方向に密着させて連結しようとするときに、セグメント部材１’をその下端部の外周が既設管の管底４ａをこするように移動させることになるが、管底４ａ上にはゴミや砂などが存在しているのが普通である。

これに対して、図７に示す従来のセグメント部材１，１’では、管長方向の両側に側板１０２，１０３が設けられ、それぞれの外側面が管長方向の連結面となるが、その外側面の全面が平面に形成されている。このため、図示のように、セグメント部材１，１’の互いの側板１０２，１０３の外側面間に既設管の管底４ａ上のゴミや砂などが挟まって隙間ができ、側板１０２，１０３の外側面どうしを密着させることができなくなる場合が多く、その場合は挟まったゴミを除去しなければならず、その除去作業に手間がかかってしまい、連結作業に時間がかかってしまう。特にリング組み立ての場合は除去作業がしにくく手間がかかってしまう。また、挟まったゴミが除去されないまま連結が行なわれた場合は、上記外側面（管長方向の連結面）どうしが密着していないので、管長方向の連結部分（連結面どうしの接合部分）における水密性を確保できなくなってしまうという問題があった。

本発明の課題は、このような問題を解決し、更生管の敷設工事において管長方向の連結作業をより簡単に短時間で行え、管長方向の連結部分での水密性を向上することもできる更生管用セグメント部材の構造を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明による更生管用セグメント部材は、
既設管を更生する更生管を敷設するために更生管の周方向と管長方向、又は管長方向のみに連結される更生管用セグメント部材であって、
管長方向の両側の連結面において更生管の径方向の外方端部に、前記連結面より凹んだ凹部が前記周方向に延びて形成されており、
セグメント部材どうしのそれぞれの管長方向の連結面を互いに密着させた状態で、該連結面のそれぞれの前記外方端部どうしの間に前記凹部により隙間が形成されるようにしたことを特徴とする。

本発明による更生管用セグメント部材の構造によれば、既設管内で既に更生管の下端に組み付けられたセグメント部材に対して他のセグメント部材を管長方向に連結するときに、既設管の管底上のゴミなどがセグメント部材どうしの間に挟まっても、それが上記凹部により形成される隙間のスペースに収まる限り、そのゴミなどを除去せずに、互いの管長方向の連結面どうしを密着させてセグメント部材どうしを連結することができるので、管長方向の連結作業を従来より簡単に短時間で行えると共に、管長方向の連結部分における水密性を向上することもできるという優れた効果が得られる。

以下、添付した図を参照して本発明の実施の形態を説明する。

本発明の実施例の更生管用セグメント部材（以下、セグメント部材と略す）は、図５に示したように、既設管４より少し径が小さな円形の更生管３を構成する単位組み立て部材であり、このセグメント部材１を更生管３の周方向並びに管長方向に連結して更生管３が組み立てられ、敷設される。

セグメント部材１は、図１に示すように、内面板１０１、側板１０２，１０３、端板１０４，１０５、及びそれぞれ２枚の補強板１０６，１０７を透明、半透明あるいは不透明なプラスチックで一体成形したブロックとして形成されている。透明なプラスチックとしては、塩化ビニル、ＡＢＳ、デュラスターポリマー（商品名）等が使用され、半透明プラスチックとしてはＰＶＣ、ポリエチレン等が使用され、不透明プラスチックとしてはＰＶＣ、ポリエステル、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン等が使用される。

内面板１０１は、円周を複数等分する所定角度、例えば５等分する７２度分の円弧状に湾曲した所定幅の板として形成されており、その下面が更生管の内周面となり、円弧の周方向が更生管の周方向、幅方向が更生管の管長方向となる。内面板１０１の周方向の両端部のそれぞれには、セグメント部材１どうしを周方向に連結するための作業を内側から行うための長方形の開口部１０１ａが複数形成されている。

側板１０２，１０３は、内面板１０１の周方向に沿う両側縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成され、内面板１０１の上面の両側縁部に所定高さで管長方向と直交する方向に外側に向けて立設されており、それぞれの外側面がセグメント部材１の管長方向の連結面となる。側板１０２，１０３のそれぞれには、後述する連結部材を管長方向に挿通するための挿通穴１０２ａ，１０３ａが周方向に所定間隔で複数（ここでは１４個）形成されている。また、図１では図示していないが、後述する図４に示したように、側板１０２，１０３のそれぞれの外側面の下端部（更生管の径方向の内方端部）には、互いにほぼ合致する形状の凸部（凸条）１０２ｃと凹部（凹条）１０３ｃが内面板１０１の側縁に沿って、すなわち周方向に沿って側板１０２，１０３の全長に渡って延びて形成されている。

また、図４及び図６に示したように、側板１０２，１０３のそれぞれの外側面において、更生管の径方向の外方端部（図４中で上端部、図６中で下端部）には、凹部１０２ｄ，１０３ｄがセグメント部材１の周方向に沿って側板１０２，１０３の全長に渡って延びて形成されている。凹部１０２ｄ，１０３ｄの図４，６中で左右方向の深さは、側板１０２，１０３の厚さの半分程度で、例えば厚さを６ｍｍ程度として深さを３ｍｍ程度とし、図４，６中で上下方向の幅寸法は、例えば１０ｍｍ程度以上とするのが好ましい。なお、これらの寸法が特に限定されるものでないことは勿論である。

端板１０４，１０５は、内面板１０１の周方向の両端で内面板１０１の幅方向（管長方向）に沿う両端縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成され、内面板１０１の上面の両端縁部に各側板と同じ高さで径方向に外側に向けて立設されており、それぞれの外側面がセグメント部材１の周方向の連結面となる。端板１０４，１０５には、セグメント部材１どうしを周方向に連結するボルトを挿通するための挿通穴１０４ａ，１０５ａが複数箇所に形成されている（図３も参照）。また、図１では図示していないが、図３に示したように、端板１０４，１０５のそれぞれの外側面の中間部と下端部に互いにほぼ合致する形状の凹部１０４ｂ，１０４ｃと凸部１０５ｂ，１０５ｃが端板１０４，１０５の幅方向（管長方向）に沿い全幅に渡って延びて形成されている。

補強板１０６，１０７は、セグメント部材１全体の機械的強度を補強するものであり、側板１０２，１０３の内側で内面板１０１の円弧の外側に向かって所定高さで立設されている。補強板１０６，１０７には、連結部材を管長方向に挿通するための複数の挿通穴１０６ａと切り欠き部１０７ａが側板１０２，１０３の挿通穴１０２ａ，１０３ａのそれぞれに対応する位置に形成されている。

また、側板１０２，１０３の内側面と補強板１０６，１０７の両側面には、それぞれの変形を防ぐために側方に張り出した小さな直角三角形の凸板１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂ（側板１０２の凸板は不図示）が複数箇所に形成され、リブ構造となってセグメント部材１の強度を高めている。

補修すべき既設管の断面形状が円管であるとしたとき、セグメント部材１は、既設管の曲率に応じた曲率を有する外周円と内周円を同心とした円管を管長方向に垂直に所定幅で輪切りに切断し、それを径方向に沿って管長方向に切断して周方向に複数個に分割（好ましくは等分）したときに得られるブロック部材に相当している。

補強板の数、あるいは凸板の数は、要求されるセグメント部材の強度に応じて増減させることができ、強度がある場合には、その一部あるいは全部を省くことができる。また、セグメント部材は、任意の更生部材ないし補修部材として機能するので、図１に示したような円弧型ないし扇型に限定されず、既設管の断面形状、あるいはその大きさ、あるいは既設管の補修箇所に応じて、直方体あるいは直角に丸みを付けて折り曲げた形などにすることもできる。

セグメント部材は、いずれも、管として組み立てたとき管の内周面となる平坦なあるいは既設管の内壁面に応じた所定の曲率で湾曲した内面を有する矩形状の内面板と、内面板の周方向に沿った各側縁部（側辺部）に外側に向けて立設した２つの側板と、内面板の管長方向に沿った各端縁部（端辺部）に外側に向けて立設した２つの端板とをプラスチックで一体に形成した部材であり、必要に応じて強度を高めるための補強板あるいはリブ構造が一体に設けられるものである。内面板、各側板並びに各端板を一体に形成したセグメント部材は、組み立てられる管を管長方向に垂直に所定幅で輪切りに切断し、それを径方向に沿って管長方向に切断して周方向に所定の長さを持つように分割したときに得られるブロック状部材に相当しており、セグメント部材の各側板の外側面は、ブロック状部材の管長方向に垂直に延びる切断面と同じ面で同じ形状となっており、各端板の外側面は、ブロック状部材の管長方向に延びる切断面と同じ面で同じ形状となっており、内面板の内面は、ブロック状部材の管内面に対応する面と同じ面で同じ形状となっている。

このような構成の各セグメント部材の各端板の外側面を互いに密着させ、各内面板の内面が均一な面となるようにセグメント部材を順次周方向に連結すると、周方向に閉じた所定の短い長さの管が組み立てられ、また、各セグメント部材の各側板の外側面を互いに密着させ、各内面板の内面が均一な面となるようにセグメント部材を管長方向に順次連結することにより、均一で隙間のない内壁面を有する更生管を組み立てることができる。

次に、以上の構造からなるセグメント部材１を用いて既設管内で更生管を組み立てて敷設する敷設方法の詳細を説明する。

まず、既設管内にセグメント部材１を搬入し、図２に示すように、周方向に順次連結していく。この連結は、図３に詳細に示すように、各セグメント部材１の凹部１０４ｂ，１０４ｃと凸部１０５ｂ，１０５ｃを嵌合させることにより各内面板１０１の内面が同一面となるように位置決めし、また各側板１０２の外側面が同一面となり、各側板１０３の外側面がそれぞれ同一面となるように位置決めして、各セグメント部材１の端板１０４と１０５の外側面どうしを密着させ、内面板１０１の開口部１０１ａからボルト６を挿通穴１０４ａ、１０５ａに挿通させてナット７を螺合させ、両端板１０４、１０５を締め付けることにより行う。なお、この連結の前に不図示のシール材を凹部１０４ｂ，１０４ｃに塗布しておくことにより、連結部の水密性を高めることができる。また、連結が終了すると、各開口部１０１ａは、蓋（不図示）などにより密閉される。このとき、蓋の内面が各内面板の内面と連続し均一な内面が形成されるようにする。

このようにしてセグメント部材がリング環となるまで、あるいは既設管の形状に応じて他の所定形状となるまで所定数のセグメント部材を周方向に連結したら、図２に示すように、連結された周方向の各セグメント部材１に対して他のセグメント部材１’を管長方向に連結し、更生管を組み立てる。ここでセグメント部材１’は上記のリング環あるいは他の所定形状に連結されたものとして連結してもよいし、１個ずつ単体で連結してもよい。

管長方向の連結は、図４に示したように、一端がねじ部１１ａとなり、このねじ部１１ａと螺合するねじ穴１１ｄを形成したナット部１１ｃが他端となった両端部をロッド１１ｂで一体結合した金属からなる連結部材１１を用いて行われる。

図４で、右側の連結部材１１は、すでに、一点鎖線で示された他の連結部材のナット部１１ｃに結合されていてセグメント部材１と係止されセグメント部材１に固定されているものとする。この状態で、他のセグメント部材１’をこのセグメント部材１と連結するには、まず、セグメント部材１の側板１０２から突出しているナット部１１ｃをセグメント部材１’の側板１０３の挿通穴１０３ａに嵌合させ、セグメント部材１，１’の凸部１０２ｃと凹部１０３ｃを嵌合させることにより、各内面板１０１の内面が連続して均一な面となるようにセグメント部材１，１’を位置合わせして、それぞれの側板１０２，１０３の外側面どうしを密着させる。なお、この前に不図示のシール材を凹部１０３ｃに塗布しておくことにより水密性を高めることができる。

続いて、連結部材１１’をセグメント部材１’の側板１０２の挿通穴１０２ａより挿通して、そのねじ部１１ａ’を連結部材１１のナット部１１ｃのねじ穴１１ｄにねじ込む。連結部材１１’のナット部１１ｃ’がセグメント部材１’の補強板１０６に当接するまでねじ込むと、連結部材１１’がセグメント部材１’と係止する。このとき、ナット部１１ｃ’がセグメント部材１’の補強板１０６を締め付けるので、セグメント部材１’と連結部材１１’の係止が確実に行われ、連結部材１１’がセグメント部材１’に固定されるとともに、両セグメント部材１と１’の連結が行われる。各セグメント部材の連結は、１セグメント当たり例えば４本の連結部材を用いて行われるので、両セグメント部材１、１’は管長方向に強固に連結される。

なお、図４においてセグメント部材１が管長方向で最初のセグメント部材であるときには、図示したような連結部材を用いることができないので、何らかの手段でセグメント部材１に固定できるナット部１１ｃと同様の構造の固定部材を連結部材として用いるようにする。

ところで、上述した図４における管長方向の連結において、図６に示すように、セグメント部材１が前述したリング環の下端に位置して既設管の管底４ａに接するものとし、これに対してセグメント部材１’をその下端部の外周が既設管の管底４ａをこするように移動させてセグメント部材１，１’の側板１０２，１０３の外側面どうしを密着させて、連結を行なおうとする場合には、図示のように管底４ａ上にゴミが存在すれば、ゴミがセグメント部材１’の側板１０３に押されて、セグメント部材１，１’の側板１０２，１０３の下端部（更生管の径方向の外方端部）の外側面間に挟まることになる。

しかし、セグメント部材１，１’の側板１０２，１０３の外側面どうしを互いに密着させた状態で外側面のそれぞれの下端部どうしの間に凹部１０２ｄ，１０３ｄにより隙間が形成される。このため、挟まったゴミが大量ではなく、その粒が大きくもなくて前記隙間のスペース内に収まる限り、そのゴミを除去しなくても、側板１０２，１０３の外側面どうしを密着させてセグメント部材１，１’どうしを管長方向に連結することができる。

なお、側板１０２，１０３の下端部は、凹部１０２ｄ，１０３ｄを形成されて肉薄となっているため、その厚さ方向すなわち管長方向に弾性変形可能である。このため、挟まったゴミの量が多かったり、ゴミの粒が大きかったりした場合は、側板１０２，１０３の下端部が挟まったゴミに押圧されて、図６の下側の拡大図中に矢印で示すように、互いに離間するように管長方向の一方向とその逆方向に弾性変形し、ゴミを収容できる隙間のスペースが大きくなり、ある程度は対応することができる。このように、ゴミがある程度挟まっても、側板１０２，１０３の外側面どうしを密着させてセグメント部材１，１’どうしを管長方向に連結することができる。

以上のようにして、図５に示すように、既設管４内でセグメント部材１どうしを周方向並びに管長方向に順次連結して更生管３として組み立て、更生管３を敷設することができる。敷設が完了したら、既設管４と更生管３の各セグメント部材１との間の隙間に、不図示のグラウト材を充填し、硬化させて複合管として既設管４と一体化させる。なお、図５では連結されたセグメント部材１は、単なるブロック状の形として簡略化して示してあり、連結部材１１を図示したセグメント部材１も、その補強板は一枚しか図示していない。また他の連結部材１１の挿通位置が一点鎖線で図示されている。なお、図５では、各セグメント部材１は、管長方向に各端板を揃えて連結されているが、端板の位置をずらせて（オフセットさせて）連結させることもできる。また、セグメント部材１の１つ当たりの連結部材１１の挿通本数は４本に限らないことは勿論である。

以上では、セグメント部材を既設管の管長方向の片側のみに順次連結したが（片側連結）、管長方向の両側に順次連結させる（両側連結）こともできる。この場合には、セグメント部材を両側から組み立てることができるので、敷設時間を短縮することができる。

以上のような実施例によれば、図６で前述したように、既設管内で既に更生管の下端に組み付けられたセグメント部材１に対して他のセグメント部材１’を管長方向に連結するときに、セグメント部材１，１’の側板１０２，１０３の外側面下端部どうしの間に既設管の管底４ａ上のゴミが挟まっても、それが凹部１０２ｄ，１０３ｄによる隙間のスペース内に収まる限り、そのゴミを除去しなくても、側板１０２，１０３の外側面（管長方向の連結面）どうしを密着させてセグメント部材１，１’どうしを管長方向に連結することができる。したがって、管長方向の連結作業を従来より簡単に短時間で行えると共に、管長方向の連結部分における水密性を向上することもできる。

なお、以上に説明した実施例では、セグメント部材を周方向と管長方向に連結して更生管が組み立てられるものとしたが、セグメント部材の管長方向に直交する断面形状を更生管の管長方向に直交する断面形状に対応する形状、例えば円形、矩形、Ｕ字形、半円形などの形状として、セグメント部材を管長方向にのみ連結して更生管を組み立てることも可能であり（ここではＵ字形など開いた形状でも管の範疇に入れる）、この場合も本発明を適用することができる。

本発明の実施例のセグメント部材の概略構成を一部省略して示した斜視図である。 セグメント部材を周方向並びに管長方向に連結する様子を示した斜視図である。 セグメント部材どうしを周方向に連結した状態を示す連結部の周方向に沿った縦断面図である。 セグメント部材どうしを連結部材により管長方向に連結した状態を示す管長方向に沿った径方向の断面図である。 既設管内でセグメント部材を連結して更生管を組み立てた状態を示す一部波断斜視図である。 実施例のセグメント部材の管長方向の連結時に既設管の管底上のゴミが挟まる様子を示す説明図である。 従来例のセグメント部材の管長方向の連結時に既設管の管底上のゴミが挟まる様子を示す説明図である。

符号の説明

１ セグメント部材
３ 更生管
４ 既設管
６ 周方向連結用のボルト
１１ 管長方向連結用の連結部材
１０１ 内面板
１０２，１０３ 側板
１０２ｄ，１０３ｄ 凹部
１０４，１０５ 端板
１０６，１０７ 補強板

Claims (2)

1. 既設管を更生する更生管を敷設するために更生管の周方向と管長方向、又は管長方向のみに連結される更生管用セグメント部材であって、
   管長方向の両側の連結面において更生管の径方向の外方端部に、前記連結面より凹んだ凹部が前記周方向に延びて形成されており、
   セグメント部材どうしのそれぞれの管長方向の連結面を互いに密着させた状態で、該連結面のそれぞれの前記外方端部どうしの間に前記凹部により隙間が形成されるようにしたことを特徴とする更生管用セグメント部材。
2. 前記管長方向の両側のそれぞれに、その外側面が管長方向の連結面となる板部材が設けられ、該板部材のそれぞれの前記外方端部が前記凹部を形成されて肉薄となって管長方向に弾性変形可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の更生管用セグメント部材。
   

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