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【発明の名称】 内張りされた管路
【発明者】 【氏名】古川 和義

【氏名】林 茂郎

【氏名】村上 譲二

【氏名】瀬下 雅博

【氏名】八木 伊三郎

【要約】 【課題】施工期間が短く、施工費が低廉で、管路の流下能力がよく、耐薬品性及び耐摩耗性があって耐久性があり、管路の勾配修正、不陸修正したところを化粧することができ、万一、一次覆工の止水が破れ、内張り材に外水圧がかかったときに、浸入水を内張り材の内側に逃がすことにより内張り材の座屈を防止することができる内張りされた管路を提供すること。

【解決手段】一次覆工3の内面に配設した繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材1に、多数の貫通孔6を形成するとともに、貫通孔6に所定の圧力で開口する弁4を取り付けるようにする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 一次覆工内面又は既設管路内面に、繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材を配設してなる内張りされた管路において、前記内張り材には多数の貫通孔が形成されているとともに、該貫通孔には所定の圧力で開口する弁が取り付けられていることを特徴とする内張りされた管路。
【請求項2】 貫通孔を、内張り材の3分の2より上方位置に形成したことを特徴とする請求項1記載の内張りされた管路。
【請求項3】 貫通孔を、内張り材の頂部近傍を除いて形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の内張りされた管路。
【請求項4】 貫通孔に異物詰まり防止機構を設けたことを特徴とする請求項1、2又は3記載の内張りされた管路。
【請求項5】 一次覆工内面又は既設管路内面と、内張り材外面とを非接着状態にしたことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の内張りされた管路。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールドトンネル、例えば、口径が1200〜3000mm程度の下水道汚水管シールドトンネルにおける二次覆工技術に係り、詳しくは、コンクリートによる二次覆工に代えて、一次覆工の内側に繊維材料に合成樹脂が含浸硬化した内張り材を配設した内張りされた管路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、口径が1200〜3000mm程度の下水道汚水管シールドトンネルの構築には、鋼製セグメントシールド工法が汎用されている。この鋼製セグメントシールド工法において用いられる鋼製セグメントは、簀の子状の鋼製格子が内面に表れており、鋼製セグメントシールド工法では、この鋼製セグメントの内面に厚さ20〜30cm程度のコンクリート層を構築する二次覆工を行うようにしている。
【0003】こうした二次覆工には、一次覆工と同程度の工期を要するため、二次覆工を行うことで工期が長期化するだけでなく、トータル的なコストも上昇するという問題があった。
【0004】ところで、下水道の管路では、管路を流れる汚水から嫌気性菌の作用によって硫化水素が発生しやすく、この硫化水素は、好気性菌の作用によって硫酸に変化する。硫酸は、二次覆工コンクリート層のセメント分と化学反応を起こし、コンクリートが劣化する原因になっており、下水道の管路の耐用年数を低下させる原因となっている。
【0005】ところで、近年、鋼製セグメントシールド工法等における一次覆工の止水技術が向上し、止水のために二次覆工を施す必要はほとんどなくなっているのが現状であり、現実の問題として、二次覆工は、鋼製セグメントの腐食の防止やコンクリートの耐薬品性を高める機能が要求されるにすぎない。
【0006】このような問題に対処する方法として、コンクリートによる二次覆工に代えて、一次覆工の内側に各種材料による薄いライニングを行うホースライニング工法等のソフトライニング工法が提案されている。このソフトライニング工法は、既設の下水道の管路を更生する工法として知られており、例えば、特開平9−48073号公報に記載されるように、硬化性樹脂を含浸した不織布等の繊維材料からなる所定厚さの可撓性筒状体を、内外面が逆になるように管路内に反転挿入し、この可撓性筒状体を内張り材として下水道の管路内面に密着、硬化させるものが実用化されている。
【0007】このソフトライニング工法は、一般的に既設の下水道の管路では、地下水などの浸入水対策を前提としており、このため、内側の硬化した内張り材だけで下水道の管路としての役割を果たすように、内張り材を浸入水すなわち外水圧に対抗できる厚さに設計するようにしている。このような設計を行う場合、地下10m程度の深さに埋設されている口径2000mm程度の下水道の管路を想定すると、内張り材の厚さが40mm程度必要となる。
【0008】この場合、このソフトライニング工法の費用は、従来のコンクリートによる二次覆工と比較して、非常に高価なものになるという問題があった。
【0009】また、費用を低減するために厚さの薄い内張り材によりライニングを行うようにすると、外水圧によって内張り材が座屈し、下水道の管路を閉塞する等の事故が発生するおそれがある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来のコンクリートによる二次覆工やソフトライニング工法の有する問題点に鑑み、内張り材に新規な構成を採用することにより、施工期間が短く、施工費が低廉で、管路の流下能力がよく、耐薬品性及び耐摩耗性があって耐久性があり、管路の勾配修正、不陸修正したところを化粧することができ、万一、一次覆工の止水が破れ、内張り材に外水圧がかかったときに、浸入水を内張り材の内側に逃がすことにより内張り材の座屈を防止することができる内張りされた管路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の内張りされた管路は、一次覆工内面又は既設管路内面に、繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材を配設してなる内張りされた管路において、前記内張り材には多数の貫通孔が形成されているとともに、該貫通孔には所定の圧力で開口する弁が取り付けられていることを特徴とする。
【0012】この内張りされた管路は、例えば、一次覆工の止水が破れ、内張り材に外水圧がかかると、内張り材に形成した貫通孔に取り付けられている弁が開口し、貫通孔を介して、浸入水を内張り材の内側に逃がすことにより内張り材の座屈を防止する。
【0013】この場合において、貫通孔を、内張り材の3分の2より上方位置に形成することができる。
【0014】これにより、降雨時等を除き、通常は、貫通孔の形成部に管路内を流下する流体が触れることがなくなり、貫通孔に取り付ける弁に逆止弁のような複雑な機構の弁を使用する必要がなく、また、管路内を流下する流体の圧力によって、貫通孔に取り付けられている弁の開口が妨げられ、内張り材にかかる外水圧を逃がせなくなるような事態が発生することを防止することができる。
【0015】また、貫通孔を、内張り材の頂部近傍を除いて形成することができる。
【0016】これにより、管路の腐食の激しい箇所を避けることができ、弁等に耐食性に特に優れた特別な機構、材質の部材を採用する必要がなく、また、内張り材の頂部近傍は、貫通孔を形成する作業自体も行いにくいことから、この頂部近傍を除いて貫通孔を形成するようにすることにより作業性を向上させることができる。
【0017】また、貫通孔に異物詰まり防止機構を設けることができる。
【0018】これにより、貫通孔に異物が詰まることによって内張り材にかかる外水圧を逃がせなくなるような事態が発生することを防止することができる。
【0019】また、一次覆工内面又は既設管路内面と、内張り材外面とを非接着状態にすることができる。
【0020】これにより、外水圧がかかった位置にかかわらず、内張り材に形成した貫通孔に取り付けられている弁が開口し、貫通孔を介して、浸入水を内張り材の内側に逃がすことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の内張りされた管路の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0022】本発明の内張りされた管路の一実施例を図1〜図2に示す。この管路は、コンポジットセグメントからなる一次覆工3の内面に、繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材1を配設してなる内張りされた管路からなり、この内張り材1の上部位置、好ましくは、内張り材の3分の2より上方位置2に、多数の貫通孔6が形成されているとともに、この貫通孔6には所定の圧力で開口する弁4が取り付けられている。
【0023】内張り材1は、例えば、厚さ数mm〜20mm程度、好ましくは、5mm程度のポリエステル等の合成繊維又はガラス繊維製の不織布11と、この不織布11の内側に熱融着された厚さ0.2mm〜0.5mm程度の線状低密度ポリエチレン等の合成樹脂製シートからなる皮膜12とによって構成されており、不織布11は、含浸硬化した硬化性樹脂によって、自立し得るように固められている。なお、内張り材1としては、不織布11に代えて他の布帛、例えば、織布、編物を使用したものでもよく、また、不織布11と皮膜12の間に織布等を介在させたものを使用することもできる。また、皮膜12は、不織布11や織布等の繊維層に一体化していても、していなくてもよく、皮膜12が一体化していない場合は、硬化性樹脂の硬化後、繊維層から除去する。
【0024】一方、内張り材1に形成されている貫通孔6は、例えば、一次覆工3の止水が破れ、内張り材1に外水圧がかかると、貫通孔6に取り付けられている弁4が開口し、貫通孔6を介して、浸入水5を内張り材1の内側に逃がすためのもので、これにより内張り材1の座屈を防止することができる。このため、貫通孔6は、特に限定されるものではない(管路を埋設する周囲の地盤によって変わる)が、一辺(矩形の場合)又は直径(円形の場合)が、5cm程度のものを、2m2に一箇所程度の割合で形成するようにする。
【0025】ところで、貫通孔6は、内張り材1の上部位置、好ましくは、内張り材1の3分の2より上方位置2に形成するようにしているが、これにより、降雨時等を除き、通常は、貫通孔6の形成部2に管路内を流下する流体が触れることがなくなり、貫通孔6に取り付ける弁4に逆止弁のような複雑な機構の弁を使用する必要がなく、また、管路内を流下する流体の圧力によって、貫通孔6に取り付けられている弁4の開口が妨げられ、内張り材1にかかる外水圧を逃がせなくなるような事態が発生することを防止することができる。
【0026】また、貫通孔6は、内張り材1の頂部近傍を除いて形成することが好ましく、これにより、管路の腐食の激しい箇所を避けることができ、弁4等に耐食性に特に優れた特別な機構、材質の部材を採用する必要がなく、また、内張り材1の頂部近傍は、貫通孔6を形成する作業自体も行いにくいことから、この頂部近傍を除いて貫通孔を形成するようにすることにより作業性を向上させることができる。
【0027】また、一次覆工3の内面と、内張り材1の外面とは、非接着状態に維持することが好ましく、これにより、内張り材1と一次覆工3の間を浸入水が自由に流通することができ、外水圧がかかった位置にかかわらず、内張り材1に形成した貫通孔6に取り付けられている弁4が開口し、貫通孔6を介して、浸入水5を内張り材1の内側に逃がすことができる。
【0028】本実施例において、貫通孔6は、図2及び図3(a)(後述)に示すように、内張り材1にコ字状の切り込みを入れることにより形成し、舌状片を弁4として利用するようにしている。この場合、舌状片からなる弁4は、下流側にその先端側が位置するように形成されている。そして、この舌状片からなる弁4は、例えば、一次覆工3の止水が破れ、内張り材1に外水圧がかかると、図2(c)に示すように変形し、浸入水5を内張り材1の内側に逃がすようにされている。
【0029】ところで、弁4及び貫通孔6の形状、構成等は、特に限定されるものではないが、例えば、図3に示すように、各種の形態のものを採用することができる。図3において、実線は貫通孔6の外縁を、点線は貫通孔6を覆うように内張り材1を構成する線状低密度ポリエチレン等の合成樹脂製シートからなる皮膜12の内面に融着、接着等の方法で一体化した、弁4を構成するフイルム40の破断部を示す。なお、この弁4を構成するフイルム40は、厚さ0.02〜0.05mmの線状低密度ポリエチレン等の薄い合成樹脂製フィルムからなり、0.02〜0.03MPa程度の外水圧で破断するものを使用するようにする。
【0030】そして、具体的には、貫通孔6を内張り材1にコ字状の切り込みを入れることにより形成し、貫通孔6を覆うように内張り材1の表面に合成樹脂製のフイルム40を配設し、フイルム40と共に舌状片を弁4として利用するようにしたり(この場合、切り込みを入れた部分を熱可塑性樹脂等で以て融着して塞ぐようにすることもできる。)(図3(a))、貫通孔6を内張り材1に半円状の切り込みを入れることにより形成し、貫通孔6を覆うように内張り材1の表面に合成樹脂製のフイルム40を配設し、フイルム40と共に舌状片を弁4として利用するようにしたり(この場合、切り込みを入れた部分を熱可塑性樹脂等で以て融着して塞ぐようにすることもできる。)(図3(b))、貫通孔6を内張り材1を矩形状に切り抜くことにより形成し、貫通孔6を覆うように内張り材1の表面に合成樹脂製のフイルム40を配設することにより弁4を形成するようにしたり(図3(c)〜図3(e))、貫通孔6を内張り材1を円形状に切り抜くことにより形成し、貫通孔6を覆うように内張り材1の表面に合成樹脂製のフイルム40を配設することにより弁4を形成するようにする(図3(f)〜図3(h))ことができる。
【0031】そして、弁4を構成する合成樹脂製のフイルム40には、内張り材1に所定の外水圧がかかったときに、フイルム40が確実に開裂するように、案内のための薄肉部40aを形成したり(図3(d)、図3(g))、薄肉溝40bを形成する(図3(e)、図3(h))ことができる。
【0032】また、弁4及び貫通孔6の形状、構成等は、上記のもののほか、図4に示すように、内張り材1に貫通孔6を穿設し、この貫通孔6に内側から栓状の合成樹脂製の弁7を取り付けるようにして構成することもできる。そして、弁7には、内張り材1に所定の外水圧がかかったときに、弁7が確実に開裂するように、案内のための薄肉部又は薄肉溝7aを形成することができる。
【0033】さらに、貫通孔6に異物詰まり防止機構8を設けることができ、これにより、貫通孔6に異物が詰まることによって内張り材1にかかる外水圧を逃がせなくなるような事態が発生することを防止することができる。異物詰まり防止機構8としては、図4(a)に示すように、内張り材1の貫通孔6の裏側に薄い合成樹脂製フィルムの遮断膜を形成するほか、図4(b)に示すように、弁7の背面に中心が開口した半球状の突出片7bを形成して構成することができる。
【0034】次に、コンポジットセグメントを用いて一次覆工3を行い、二次覆工として繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材1によりソフトライニングを行う施工法の一例について説明する。
(1)コンポジットセグメントを用いて内面の平滑な一次覆工を行う。
(2)一次覆工の勾配が不適正であったり、不陸が生じていたりすると、管路の流下能力が低下するため、モルタル等を塗布することで修正する。
(3)内張り材1に硬化性樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)を塗布する。具体的には、図5に示すような、縫製することにより円筒状に形成した不織布11の外側に皮膜12を形成した内張り材1の内側に硬化性樹脂Pを注入し、図6に示すように、この内張り材1を塗布ローラー13を通すことによって硬化性樹脂Pを均しながら、内張り材1の内側の不織布11に均一に硬化性樹脂を塗布する。
(4)内張り材を管内に挿入する。内面に硬化性樹脂が含浸された内張り材1を、図7に示すように葛折りに折り畳み、内張り材1の表面に現れている部分にはシリコンオイル等の潤滑剤を十分に塗布する。
(5)内張り材1を袋15の中に入れ、ライニングを施す位置まで引き込む。ライニングは、連続反転機14(例えば、特開平9−48073号公報参照)を用い、図8(a)に示すように、内張り材1を連続反転機14のシール部分14aを貫通させ、内張り材1の先端を折り返して環状固定金具14bに固定する。そして、連続反転機14の空気注入口14cから圧縮空気を導入することによって内張り材1を一次覆工3内で反転させる。
(6)硬化性樹脂を硬化させる。具体的には、図8(b)に示すように、内張り材1の反転折り返し部を到達受け金具16に当てた状態で、内張り材1の内圧を2日〜3日保持しながら、内張り材1に含浸された硬化性樹脂Pを硬化させる。このとき、内張り材1の端部にコントロールベルト17を接続して、一定の張力がかかるようにする。なお、硬化性樹脂Pの硬化は、常温で硬化させるほか、硬化性樹脂Pに応じて、蒸気や湯等による加熱、紫外線照射等の方法を採用することができる。
(7)硬化した内張り材1に貫通孔6を形成する。
(8)貫通孔6に弁4を取り付ける。
(9)内張り材1の端末処理を、早強セメント若しくは樹脂モルタルの塗布又は金属リング等の設置による固定等の方法で行う。
【0035】以上、本発明の内張りされた管路について、コンポジットセグメントからなる一次覆工3の内面に、繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材1を配設する場合について説明したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えば、既設管路の内面に、同様に、繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材を配設することにより、既設管路の補修に利用することができる。
【0036】
【発明の効果】本発明の内張りされた管路によれば、例えば、一次覆工の止水が破れ、内張り材に外水圧がかかると、内張り材に形成した貫通孔に取り付けられている弁が開口し、貫通孔を介して、浸入水を内張り材の内側に逃がすことにより内張り材の座屈を防止することができる。本発明の内張りされた管路は、このように、内張り材に大きな外水圧がかかることがないため、内張り材の厚さを管路の地中埋設深さに関係なく薄く設計することができ、施工費を低廉にできる。また、この繊維材料に硬化性樹脂が含浸硬化した内張り材を配設してなる内張された管路は、管路の流下能力がよく、粗度係数、耐薬品性及び耐摩耗性が向上して耐久性に優れ、管路の勾配修正、不陸修正したところを化粧することができる利点を有している。また、内張り材の厚さを薄く設計することができるため、同じ外径の管路の場合、流量設計が大きくなり、管路設計時のシールド外径の縮小を図ることができ、これによっても、施工費を低廉にできる。さらに、従来のコンクリートによる二次覆工に比べ、一日当たりの施工延長が長いため、工期を短縮することが可能であり、これによっても、施工費を低廉にできる。
【0037】また、貫通孔を、内張り材の3分の2より上方位置に形成することにより、降雨時等を除き、通常は、貫通孔の形成部に管路内を流下する流体が触れることがなくなり、貫通孔に取り付ける弁に逆止弁のような複雑な機構の弁を使用する必要がなく、また、管路内を流下する流体の圧力によって、貫通孔に取り付けられている弁の開口が妨げられ、内張り材にかかる外水圧を逃がせなくなるような事態が発生することを防止することができる。
【0038】また、貫通孔を、内張り材の頂部近傍を除いて形成することにより、管路の腐食の激しい箇所を避けることができ、弁等に耐食性に特に優れた特別な機構、材質の部材を採用する必要がなく、また、内張り材の頂部近傍は、貫通孔を形成する作業自体も行いにくいことから、この頂部近傍を除いて貫通孔を形成するようにすることにより作業性を向上させることができる。
【0039】また、貫通孔に異物詰まり防止機構を設けることにより、貫通孔に異物が詰まることによって内張り材にかかる外水圧を逃がせなくなるような事態が発生することを防止することができる。
【0040】また、一次覆工内面又は既設管路内面と、内張り材外面とを非接着状態にすることにより、外水圧がかかった位置にかかわらず、内張り材に形成した貫通孔に取り付けられている弁が開口し、貫通孔を介して、浸入水を内張り材の内側に逃がすことができる。
【出願人】 【識別番号】390036515
【氏名又は名称】株式会社鴻池組
【識別番号】000156204
【氏名又は名称】株式会社淺沼組
【識別番号】000117135
【氏名又は名称】芦森工業株式会社
【識別番号】392008884
【氏名又は名称】芦森エンジニアリング株式会社
【出願日】 平成11年7月5日(1999.7.5)
【代理人】 【識別番号】100102211
【弁理士】
【氏名又は名称】森 治 (外1名)
【公開番号】 特開2001−20364(P2001−20364A)
【公開日】 平成13年1月23日(2001.1.23)
【出願番号】 特願平11−190095