JP7577318B2 - 更生管の位置調整用スペーサー及びこれを用いた位置調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設管とこの既設管を修復ないし更生する更生管の隙間に挿入され、更生管の位置調整を行うための位置調整用スペーサー及びこれを用いた位置調整方法に関する。

下水管等の既設管内で外径が既設管の内径より少し小さな更生管を設け、更生管外周と既設管の内壁面の隙間に充填材を充填し硬化させて複合管を構築することにより、既設管を修復あるいは更生する既設管更生方法が知られている。その既設管更生工事において、通常は既設管内での更生管の上下左右方向の位置を既設管と同心の位置から少し下方にずれた位置で、その外周の下端が既設管の管底に接する位置に調整して更生管を固定する必要がある。

これは、更生管の管底を可能な限り既設管の管底に近付けて低くして既設管内の流体の流れを確保するためと、既設管の損傷の大部分は、その上側部分に生じるので、上側で充填材を厚くして強度を強くするためである。これに対して更生管は、プラスチック材からなることから比重が充填材より小さく、充填材に浮いてしまうので、これを下方に押えるために、上記のように位置調整する必要がある。

このような更生管の位置調整のために、挿入方向の奥側が高くなるように所定角度で傾斜した第１のクサビ状部材と、第１のクサビ状部材の傾斜角度と同角度で傾斜し、第１のクサビ状部材に傾斜角度面を合わせて重ねられる第２のクサビ状部材と、第２のクサビ状部材を第１のクサビ状部材に対して挿入方向に移動可能にし、逆方向には移動できないように係止する係止手段と、を設け、スペーサー全体の高さを所定の高さに調整する構成が知られている（下記特許文献１）。

また、第２のクサビ状部材に、第１のクサビ状部材との係止を解除できる弾性変形片を設け、この弾性変形片を弾性変形させて、両クサビ状部材の係止を解除し、第２のクサビ状部材を挿入方向と逆方向に移動させる構成が知られている（下記特許文献２）。

特開２００５－２６５０７０号公報 特開２０１６－１７６５７１号公報

特許文献２に記載の構成では、スペーサー全体の高さを所定の高さに調整して不都合なときは、弾性変形片を弾性変形させて、第２のクサビ状部材を逆方向に移動させ、スペーサー全体の高さを再調整できる。しかしながら、弾性変形片を弾性変形させるとき、弾性変形片が第２のクサビ状部材の下面に当たってしまい、弾性変形片の変位量が少なく、第１のクサビ状部材との係止を解除させるのが困難である、という問題があった。

また、更生管外周と既設管の内壁面の隙間に充填される充填材を流通させるために、スペーサーには、充填材を流通させる長孔が形成される。しかしながら、従来の構成では、充填材が充分スペーサーに流れ込まず、スペーサー内に空洞が発生する、という問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、弾性変形片の変位量を大きくして、第１と第２のクサビ状部材の係止を容易に解除できるとともに、スペーサー内に多量の充填材を流し込むことができる更生管の位置調整用スペーサー及びこれを用いた位置調整方法を提供することを課題とする。

本発明は、
既設管とこの既設管を更生する更生管との隙間に挿入され、更生管の既設管に対する位置を調節する更生管の位置調整用スペーサーであって、
挿入方向の奥側が高くなるように所定角度で傾斜し、所定ピッチで歯が形成されて傾斜方向に延びるガイド溝を備えた第１のクサビ状部材と、
第１のクサビ状部材に傾斜面を合わせて重ねられ、スペーサー全体の高さが高くなる挿入方向には第１のクサビ状部材に対する移動ができるとともに逆方向には移動が阻止されるように、前記ガイド溝の歯と係合する歯が形成された第２のクサビ状部材と、を備え、
前記第２のクサビ状部材には、既設管と更生管の隙間に注入される充填材を通過させる充填材通過穴が形成されており、
前記第２のクサビ状部材の歯が形成された部分は、前記充填材通過穴内に弾性変形することが可能な弾性変形片となっていて、該弾性変形片を充填材通過穴内に弾性変形させたときは、第２のクサビ状部材の歯とガイド溝の歯との係合が外れ、第２のクサビ状部材が挿入方向と逆方向に移動可能になることを特徴とする。
また、本発明は、このようなスペーサーを用いて、第２のクサビ状部材を第１のクサビ状部材に対して挿入方向に移動させ、また該挿入方向と逆方向に移動させることにより、スペーサー全体の高さを調整し更生管の既設管に対する位置調整を行うことを特徴とする。

本発明によれば、弾性変形片を充填材通過穴内に弾性変形させることができるので、弾性変形量を大きくでき、第１と第２のクサビ状部材の歯の係合を簡単に解除して、第２のクサビ状部材を逆方向に移動させることができる。また、弾性変形片が変形して入り込む充填材通過穴が第２のクサビ状部材の幅方向に全域に渡って延びているので、スペーサー内に多量の充填材が流れ込み、スペーサー内に形成される空洞を最小限にできる。

更生管の組み立てに使用されるセグメントの構造を示した斜視図である。 セグメントを周方向に連結して管ユニットを組み立てた状態を示す斜視図である。 管ユニットのセグメントを連結ボルトを用いて管長方向に連結する状態を示した説明図である。 管ユニットを組み立てて更生管を既設管内に敷設する状態を説明した説明図である。 敷設された更生管の外周と既設管の内壁面との隙間に充填材を注入する状態を示す断面図である。 更生管の位置調整用のスペーサーを構成する第１のクサビ状部材の構造を示す斜視図である。 スペーサーを構成する第２のクサビ状部材の下面側を示す斜視図である。 第２のクサビ状部材を第１のクサビ状部材に重ね合わせる状態を示す説明図である。 第２のクサビ状部材の第１のクサビ状部材に対する移動を、両クサビ状部材の幅方向中央で断面して説明する断面図である。 スペーサーにより更生管の位置調整を行う状態を示す説明図である。 第１と第２のクサビ状部材の歯の係合を解除させる過程を示す断面図である。 第２のクサビ状部材を挿入方向と逆方向に移動させる状態を示す断面図である。

以下に本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて説明する。本発明は、下水管、上水管、トンネル、あるいは農業用水路などの大口径の既設管を更生あるいは修復するのに適している。実施例では、更生管は、管長方向に直交する断面形状が円形として説明されるが、矩形など円形以外の形状の更生管にも本発明を適用できることは勿論である。更に、断面形状が管として閉じた形状でなく、例えば馬蹄形や半円形、凹字形など片側が開いた形状である場合にも管と見なして本発明を適用することができるものである。

この明細書において、管長方向とは図２で管ユニット１０の管の長さ方向に延びる矢印Ｘで示した方向を、周方向とは管ユニット１０の円の周方向をいう。

図１には、更生管用セグメント１（以下、単にセグメントという）の構造が図示されている。セグメント１は、更生管の内周面を構成する内面板１０１と、該内面板１０１の周方向に延びる両側に垂直に立設された同じ板厚の側板１０２、１０３と、内面板１０１の管長方向に延びる両端に垂直に立設された端板１０４、１０５とからなるプラスチックでできた一体成形のブロック状の部材である。

内面板１０１の上面にはセグメント１の機械的強度を補強するために、側板１０２、１０３の内側に、側板１０２、１０３と同じ板厚並びに同様な形状の複数の内部板１０６、１０７が側板１０２、１０３と平行に等間隔に立設される。

セグメント１は、円周を複数等分する所定角度、例えば６等分する６０度の円弧状に湾曲した形状となっているが、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。

側板１０２、１０３には、セグメント１を管長方向に連結するために、連結ボルト１１及びナット１２（図３）を通すための円形の挿通穴１０２ａ、１０３ａが周方向に等間隔に複数形成される。内部板１０６にも、連結ボルト１１を通すための円形の挿通穴１０６ａが等間隔に複数形成され、内部板１０７には、連結ボルト１１が挿入でき挿通穴として機能する切り欠き１０７ａが等間隔に複数形成される。これらの挿通穴１０２ａ、１０３ａ、１０６ａ、並びに切り欠き１０７ａは、それぞれ周方向の位置が一致している。

端板１０４、１０５には、セグメント１を周方向に連結するボルト等の連結ボルトを通すための円形の挿通穴１０４ａ、１０５ａが複数形成される。セグメント１はその端板１０５と他のセグメントの端板１０４を当接させ、ボルト６とナット７（図３）を、螺合させることにより周方向に連結させることができる。

セグメントを順次周方向に一周分連結させると、図２に示すような管長方向Ｘに垂直に所定幅Ｄを有するリング状の管ユニット１０を組み立てることができる。管ユニット１０は、その外径が更生すべき既設管の内径より少し小さな値となっている。なお、図２では、セグメント１の主要な構造部材である内面板１０１、側板１０２、１０３、端板１０４、１０５が図示されていて、内部板１０６、１０７等の補強構造は、煩雑さを避けるために、図示が省略されている。

このような管ユニット１０は、図３に示したように、順次管長方向に連結される。図３において、管ユニットのセグメント１ａ、１ｂ、１ｃの内部板１０６には、複数の金属製ナット１２が連結ボルト１３を用いて固定される。ナット１２の管長方向の長さは、側板１０２と内部板１０６の間隔より長く、側板１０２からはみ出てセグメントの他方の側板１０３の厚さと同等あるいはそれ以上となっている。連結ボルト１１は、一端にナット１２と螺合するネジ部１１ａが形成され、他端につば１４ａを有する頭部１４が固定された円柱状の細長いボルトである。

管ユニットのセグメント１ａを隣接する他の管ユニットのセグメント１ｂに連結する場合、セグメント１ｂの側板１０２からはみ出ているナット１２を、セグメント１ａの側板１０３の穴１０３ａに通過させ、両セグメント１ａ，１ｂの側板１０３、１０２を突き合わせる。

続いて、連結ボルト１１を、セグメント１ａの側板１０２の挿通穴１０２ａ、内部板１０６の挿通穴１０６ａ、内部板１０７の切り欠き１０７ａに通し、ネジ部１１ａをセグメント１ｂに固定されているナット１２にねじ込む。これにより、連結ボルト１１とナット１２が連結される。その後、頭部１４のつば１４ａがセグメント１ａの最左端の内部板１０６に圧接するまで連結ボルト１１をナット１２にねじ込み、両セグメント１ａ、１ｂをボルト締めして管長方向に連結する。

セグメント１は、図４に示すように、マンホール２０を介して既設管２１内に搬入され、セグメント１を周方向に順次連結して管ユニット１０が組み立てられる。続いて、管ユニット１０のセグメントが、図３に示したように、順次管長方向に連結され、既設管２１内に更生管４０が敷設され、更生管４０と既設管２１間の隙間に充填材が充填される。

敷設した更生管４０は、プラスチック材からなり比重が小さく充填材に浮くので、これを下方に押えて既設管２１と同心の位置から少し下方にずれた位置で、その外周の下端が既設管２１の管底に接する位置に位置調整する必要がある。このため、本実施例では、管ユニット１０を複数個連結して更生管４０を所定長さ（例えば１ｍ位）組み立てる毎に、図５に示すスペーサー５０を更生管４０の上側外周の複数箇所においてその外周と既設管２１の内壁面の間に挿入して位置調整を行う。

スペーサー５０は、図６に上面側を示すプラスチック製の第１のクサビ状部材５１と図７に下面側を示すプラスチック製の第２のクサビ状部材５２を図８に示すように上下に重ねて構成される。

第１のクサビ状部材５１は、全体の外形がほぼクサビ形状で、上面が挿入方向の奥側が高くなるように所定角度（例えば約１０度）で傾斜し下面が水平になっていて、幅方向の中央部には所定幅のガイド溝５１ａが傾斜線方向に沿って直線状に形成される。ガイド溝５１ａの底面には多数の歯５１ｂが、例えば数ｍｍ程度の短い所定ピッチで鋸歯状に形成される。

ガイド溝５１ａの幅方向の両側には、充填材を通過させるための多数（図示例では１６個）の長孔５１ｃが形成され、第１のクサビ状部材５１の一方端部には、第１のクサビ部材５１をセグメント１に係止するための足５１ｄが形成される。

図７に下面側を示す第２のクサビ状部材５２は、全体の外形がクサビ形状であって、長さと幅が第１のクサビ状部材５１と同じであり、図７で見て上面が第１のクサビ状部材５１の上面と同じ角度で傾斜し、図７で見て下面が水平になっている。

第２のクサビ状部材５２の幅方向の中央部には、第１のクサビ状部材５１のガイド溝５１ａに嵌合する凸部５２ａが形成される。凸部５２ａの一端側は、上下方向に厚さが薄くなっていて、図７で見て下方に弾性変形するように構成されている。以下で、薄くなった凸部５２ａの部分を、弾性変形片５２ｃという。

弾性変形片５２ｃには、複数（図７の例では２つ）の歯５２ｂが第１のクサビ状部材５１の歯５１ｂのピッチの整数倍の大きなピッチ（例えば１０～２０ｍｍ程度）で形成される。図８に示したように、第２のクサビ状部材５２の凸部５２ａを第１のクサビ状部材５１のガイド溝５１ａに嵌合し、両クサビ状部材５１，５２の傾斜面を合わせると、弾性変形片５２ｃの歯５２ｂがガイド溝５１ａの歯５１ｂと係合するようになる。

第２のクサビ状部材５２には、凸部５２ａの両側に充填材を通過させるための多数（図示例では６個）の長孔５２ｄが形成され、弾性変形片５２ｃの部分にも、充填材通過穴５２ｅが形成される。充填材通過穴５２ｅは、長孔５２ｄより大きく、第２のクサビ状部材５２の幅方向全長に渡って延びており、多量の充填材が流通する大きさになっている。また、弾性変形片５２ｃは、後述するように、支障なく充填材通過穴５２ｅ内部に弾性変形できるような長さになっている。

図８に示したように、第１と第２のクサビ状部材５１，５２の傾斜面を合わせ、第２のクサビ状部材５２の凸部５２ａを第１のクサビ状部材５１のガイド溝５１ａに嵌合すると、第２のクサビ状部材５２の歯５２ｂは、第１のクサビ状部材５１の歯５１ｂの何れかと係合し、第１と第２のクサビ状部材５１，５２の傾斜面と反対側の面は互いに平行になる。

、図９に矢印で示すように第２のクサビ状部材５２を挿入方向に押圧すると、歯５１ｂ、５２ｂの一方側係合端が傾斜面となっているので、第２のクサビ状部材５２を挿入方向に移動させることができ、スペーサー５０の全体の高さＨを増大させて所望の高さに調整することができる。一方、第２のクサビ状部材５２を逆方向に引く場合には、歯５１ｂ、５２ｂの他方側係合端がほぼ垂直なっているので、第２のクサビ状部材５２の逆方向移動が阻止される。

第１と第２のクサビ状部材５１，５２の歯５１ｂ、５２ｂが互いに係合している図１１の上段に示した状態で、矢印で示す方向に工具を挿入する。続いて工具で弾性変形片５２ｃを持ち上げて、図１１の下段に示したように、弾性変形片５２ｃを充填材通過穴５２ｅ内に弾性変形させると、歯５１ｂ，５２ｂの係合が解除される。係合が解除されると、図１２に示すように、第２のクサビ状部材５２を、図中矢印方向に移動させることが可能となり、スペーサー全体の高さを、低くなるように調整することが可能になる。なお、弾性変形片５２ｃの先端は、工具の挿入が容易になるように、傾斜面となっている。

以上のような構成で、スペーサー５０を用いて更生管４０の位置調整を行う場合、第１と第２のクサビ状部材５１を重ね合わせた状態で既設管２１と更生管４０の隙間に挿入し、図１０に示したように、第１のクサビ状部材５１の足５１ｄをセグメント１の内部板１０６に係合させて第１のクサビ状部材５１を固定する。続いて、第２のクサビ状部材５２を矢印Ａで示す挿入方向に押圧して移動させることにより、スペーサー全体の高さを順次段階的に増大させ、所望の隙間の寸法に対応した高さに調整することができる。

スペーサー全体の高さが高すぎた場合には、図１１に示したように、工具などで弾性変形片５２ｃを持ち上げて、弾性変形片５２ｃを充填材通過穴５２ｅ内に弾性変形させると、歯５１ｂ，５２ｂの係合が解除される。これにより、図１２に示したように、第２のクサビ状部材５２を逆方向に移動させることができ、スペーサー全体の高さが低くなるように調整することが可能になる。

本実施例では、第１のクサビ状部材５１の歯５１ｂと係合する第２のクサビ状部材５２の歯５２ｂが形成された部分が弾性変形片５２ｃとなっていて、弾性変形片５２ｃを充填材通過穴５２ｅ内に弾性変形させることができる。これにより弾性変形片５２ｃの弾性変形量が大きくなり、歯５１ｂ，５２ｂの係合を簡単に解除することができ、第２のクサビ状部材５２の逆方向移動を容易にすることができる。

このように、第２のクサビ状部材５２を第１のクサビ状部材５１に対して挿入方向あるいは逆方向に移動させて更生管４０の位置を調整したあと、図５に示すように、充填材３０を既設管２１の内壁面と更生管４０の外周の隙間及びセグメント１の内面板１０１の外側のスペースに充填材３０を充填する。充填材３０は、セグメント１の適当な位置に孔４１ａを形成して、これに充填用ホース４１を接続し、このホース４１から注入される。

第１のクサビ状部材５１と第２のクサビ状部材５２のそれぞれに長孔５１ｃや長孔５２ｄ等が形成されており、スペーサー５０に充填材３０が流れ込んで流通するので、スペーサー内に空洞ができることはない。また、弾性変形片５２ｃが変形して入り込む充填材通過穴５２ｅは、第２のクサビ状部材５２の幅方向に全域に渡って延びているので、スペーサー５０内に多量の充填材３０が流れ込み、スペーサー内に形成される空洞を最小限にできる。

なお、第１のクサビ状部材５１の歯５１ｂのピッチは、第２のクサビ状部材５２の歯５２ｂのピッチと異なっているが、同じピッチとすることもできる。

また、本発明は、既設管更生工事における更生管の位置調整に限らず、固定物と位置調整される物との隙間にスペーサーを挿入して行う位置調整にも広く用いることができることは勿論である。

１ セグメント
１０ 管ユニット
２１ 既設管
４０ 更生管
５０ スペーサー
５１ 第１のクサビ状部材
５１ａ ガイド溝
５１ｂ 歯
５２ 第２のクサビ状部材
５２ａ 凸部
５２ｂ 歯
５２ｃ 弾性変形片
５２ｅ 充填材通過穴

Claims (4)

1. 既設管とこの既設管を更生する更生管との隙間に挿入され、更生管の既設管に対する位置を調節する更生管の位置調整用スペーサーであって、
   挿入方向の奥側が高くなるように所定角度で傾斜し、所定ピッチで歯が形成されて傾斜方向に延びるガイド溝を備えた第１のクサビ状部材と、
   第１のクサビ状部材に傾斜面を合わせて重ねられ、スペーサー全体の高さが高くなる挿入方向には第１のクサビ状部材に対する移動ができるとともに逆方向には移動が阻止されるように、前記ガイド溝の歯と係合する歯が形成された第２のクサビ状部材と、を備え、
   前記第２のクサビ状部材には、既設管と更生管の隙間に注入される充填材を通過させる充填材通過穴が形成されており、
   前記第２のクサビ状部材の歯が形成された部分は、前記充填材通過穴内に弾性変形することが可能な弾性変形片となっていて、該弾性変形片を充填材通過穴内に弾性変形させたときは、第２のクサビ状部材の歯とガイド溝の歯との係合が外れ、第２のクサビ状部材が挿入方向と逆方向に移動可能になることを特徴とする更生管の位置調整用スペーサー。
2. 前記充填材通過穴は、第２のクサビ状部材の幅方向に全域に渡って延びていることを特徴とする請求項１に記載の更生管の位置調整用スペーサー。
3. 前記第２のクサビ状部材の歯とガイド溝の歯は同じ又は異なるピッチで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の更生管の位置調整用スペーサー。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の更生管の位置調整用スペーサーを、既設管と更生管の隙間に挿入して更生管の位置調整を行う位置調整方法であって、
   前記第１と第２のクサビ状部材を重ね合わせた状態で既設管と更生管の隙間に挿入した後、第２のクサビ状部材を第１のクサビ状部材に対して挿入方向に移動させ、また該挿入方向と逆方向に移動させることにより、スペーサー全体の高さを調整し更生管の既設管に対する位置調整を行うことを特徴とする位置調整方法。

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