管修复施工方法与流程

1.本发明涉及一种管修复施工方法，将管片在周方向和管长方向上连结，以在现有管中铺设修复管，该管片用塑料一体地形成构成内周面的内面板、以及竖立在该内面板的周缘的侧板和端板。


背景技术：

2.目前提出有一种管内衬施工方法，当埋设于地下的下水管等管道发生老化时，无需将该管道从地下挖出，而是通过在其内周面设置内衬来修补管道，该施工方法已投入实际使用。
3.在修复大口径的管道时，使用有一种管片，该管片用塑料一体地形成构成内周面的内面板、以及竖立在内面板的周缘的侧板和端板。管片在周方向上连结从而组装成管单元，该管单元通过连结螺栓在管长方向上连结以在现有管中组装修复管。
4.下述专利文献1中公开了如下结构：采用在管片的两个侧板之间横跨管长方向延伸的长连结螺栓，将该连结螺栓固定在管片上，并将连结螺栓互相连结以将管片在管长方向上连结。
5.下述专利文献2中公开了如下结构：通过在一个管片上固定螺母，并将连结螺栓穿过另一个管片与固定在该一个管片上的螺母螺接，从而将两个管片在管长方向上连结。
6.下述专利文献3中公开了如下结构：外周形成有两个突条的连结销被分离销分离成两半，使连结的两个管片的各个侧板夹持在两个突条之间以将两个管片在管长方向上连结。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本特开2005-299711号公报
10.专利文献2：日本特开2011-012803号公报
11.专利文献3：日本特开2010-101390号公报


技术实现要素：

12.发明要解决的问题
13.然而，在如专利文献1所述的管片的连结方法中，由于连结螺栓互相在管长方向上连结，形成为连结成一根的长杆状部件，且各管片在管长方向上连结，因此，有连结螺栓的管片部分牢固地结合，但在没有连结螺栓的部分，无法以足够的强度将管片在管长方向上结合。
14.而在专利文献2所述的管片的连结方法中，通过将螺母在周方向上错位固定，从而使连结螺栓的配置呈z字形，能够以足够的强度将管片在管长方向上结合。但是，由于螺母形成为具有横跨管片的侧板和与其相邻的内部板的长度的长螺母，因此存在如下问题：需要加长与连结螺栓的螺纹部螺接的螺纹部，同时还需要高价格的螺母。
15.另外，由于专利文献2中所述的螺母在管长方向上较长，因此需要通过螺栓紧固将该螺母的一端固定在与管片的侧板相邻的内部板上，而安装螺母需要具有扭矩管理的专用工具。并且还存在如下问题：若螺母安装位置错误，则需要拧松螺栓紧固，将螺母重新安装到正确的位置，这使得更换作业比较费时。
16.专利文献3所述的结构中存在如下问题：由于无法加长从连结销的外周上形成的突条的外周面起算的径向距离，因此突条较低，无法以充分的夹持力夹持两个管片。
17.本发明正是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种管修复施工方法，无需使用螺栓和螺母等固定件，便能够在短时间内将管片在管长方向上牢固地连结。
18.解决问题的方案
19.本发明提供了一种管修复施工方法，将管片的侧板相对接的同时将管片在管长方向上连结，以在现有管中铺设修复管，该管片具有：内面板；在该内面板的周方向上延伸、且竖立于两侧的侧板，该侧板上形成有插通孔；以及在该侧板的内侧，竖立在内面板的上表面上的内面板，该内面板上形成有插通孔，该管修复施工方法的特征在于，包括如下工序：
20.准备包括多个爪的连结件，所述爪在径向上能够弹性变形，且具有穿过相对接的管片的各个侧板的插通孔并突出的长度；
21.将所述连结件以爪穿过一个管片的侧板的插通孔并向外部突出的方式固定在该一个管片上；
22.将从所述一个管片的侧板突出的连结件的爪插入与该一个管片相对接的另一个管片的侧板的插通孔中以将两个管片的侧板相对接，并将连结件的爪突出到另一个管片内；
23.使突出到所述另一个管片内的连结件的爪弹性变形，使爪扩径；以及
24.通过所述扩径后的连结件的爪将另一个管片的侧板按压在一个管片的侧板上以紧固两个侧板，从而将该一个管片和另一个管片在管长方向上连结。
25.发明效果
26.根据本发明，使能够弹性变形的连结件的爪穿过相对接的管片的侧板并使其扩径，通过扩径后的连结件的爪紧固两个管片并将其在管长方向上连结，因此能够在短时间内将管片在管长方向上连结。另外，由于连结件固定在管片上，因此在管片被运送至施工现场之前，可以将连结件以该连结件的爪能够扩径的状态进行安装，能够显著缩短现场的施工时间。
附图说明
27.图1为示出了用于组装修复管的管片的结构的立体图；
28.图2为示出了将管片在周方向上连结并组装成管单元的状态的立体图；
29.图3为示出了将管片在管长方向上连结的状态的说明图；
30.图4a为连结管片的连结件的立体图；
31.图4b为连结管片的连结件的俯视图；
32.图4c为沿穿过连结件的插通孔的中心的图4a中a-a线的剖面图；
33.图4d为连结管片的连结件的侧视图；
34.图5为示出了连结件的爪产生弹性变形的状态的说明图；
35.图6为示出了使连结件固定在管片上的固定件的立体图；
36.图7a为固定件的俯视图；
37.图7b为固定件的侧剖面图；
38.图8为示出了使连结件固定在管片的侧板上的工序的说明图；
39.图9为示出了将使连结件的爪进行扩径的扩径销安装在管片上的工序的说明图；
40.图10为示出了将防止扩径销从管片上脱落的防脱落部件安装在扩径销上的状态的说明图；
41.图11为示出了将连结件的爪进行扩径从而连结管片的工序的说明图；
42.图12a为图8中用虚线表示的部分的横剖面图；
43.图12b为图11中用虚线表示的部分的横剖面图；
44.图13为对组装管单元并将修复管铺设在现有管中的状态进行说明的说明图。
具体实施方式
45.以下，根据附图所示的实施例对本发明进行说明。本发明适用于对下水管、给水管、隧道，或者农业用水渠等大口径的现有管进行修复或者维修。在实施例中，虽然以修复管的与管长方向正交的截面形状为圆形进行了说明，但自不必说，本发明也可以应用于矩形等除圆形以外的形状的修复管。而且，即使截面形状不是如管那样的闭合形状，而是例如马蹄形、半圆形、凹字形等一侧开口的形状时，也将其视作管，同样可以应用本发明。
46.在本说明书中，管长方向是指图2中在管单元10的管的长度方向上延伸的用箭头x表示的方向，周方向是指管单元10的圆的周方向。
47.图1中示出了修复管用管片1(以下，简称为管片)的结构。管片1为由塑料形成的一体成型的块状构件，管片1由：构成修复管的内周面的内面板101；在该内面板101的周方向上延伸、且垂直竖立在两侧的具有相同厚度的侧板102、103；在内面板101的管长方向上延伸、且垂直竖立在两端的端板104、105构成。
48.为了增强管片1的机械强度，在内面板101的上表面，多个与侧板102、103厚度相同或仅比侧板102、103厚度略薄且形状相同的内部板106、107与侧板102、103平行且等间距地竖立在侧板102、103的内侧。
49.虽然管片1的形状为弯曲成预定角度的圆弧形状，该预定角度为将圆周分成若干等份所成的角度，例如分成6等份为60度，但是根据现有管的截面形状，或者其大小，或者现有管的修补位置，也可以是长方体或者直角处弯折成圆角的形状等。
50.在侧板102、103上，为了在管长方向上连结管片1，在周方向上等间距地形成有多个圆形的插通孔102a、103a，以供后述的扩径销11穿过。在内部板106上，也等间距地形成有多个直径小于插通孔102a、103a的圆形的插通孔106a，以供扩径销11穿过，在内部板107上，等间距地形成有多个用作插通孔107a的切口，扩径销能够插入其中。这些插通孔102a、103a、106a、107a在周方向上的位置均一致。
51.端板104、105是在侧板102和侧板103的两个端部配置在管长方向上的部件，在端板104、105上，形成有多个圆形的插通孔104a、105a，以供将管片1在周方向上连结的螺栓等连结部件穿过。
52.管片1通过使其端板105与其他管片的端板104对齐并抵接，并将螺栓6和螺母7(图
3)插入插通孔104a、105a中，使螺栓6和螺母7螺接，从而能够在周方向上连结。
53.将管片依次在周方向上连结一周，可以组装出如图2所示的环状的管单元10，其具有与管长方向x垂直的预定宽度d。管单元10的外径略小于需要修复的现有管的内径。需要说明的是，图2中示出了作为管片1的主要结构部件的内面板101、侧板102、103、以及端板104、105，为了避免繁杂，省略了内部板106、107等加固结构的图示。
54.如图3所示，这样的管单元10通过将管片1a、1b、1c的侧板102、103相对接从而依次在管长方向上连结。在图3中，在管单元的管片1a、1b、1c的侧板103和与侧板103相邻的内部板106之间，安装有多个塑料制的连结件30和塑料制的固定件50。将使连结件30的爪发生扩径的扩径销11插入管片上形成的侧板102、103与内部板106、107上形成的各个插通孔中，如后所述，通过固定件50与连结件30将各个管片1a、1b、1c在管长方向上连结。
55.如图4a～图4d所示，连结件30包括：圆形的基板31，其上形成有直径为r1的圆形的插通孔31a；爪32、33，其竖立在插通孔31a的周缘且在径向上能够弹性变形。插通孔31a的直径r1的值设为能够使直径为d2的圆柱状的扩径销11穿过(图5中下半部分)。爪32、33与基板31由塑料一体形成，在本实施例中，爪32、33形成为在插通孔31a的周缘上与径向相对的位置处配置的一对爪，但也可以在插通孔31a的周缘上相隔间距设置3个以上的多个爪。
56.基板31形成为盘状，具有大于插通孔31a的直径r1的直径r2，两面为平坦面，厚度为t2。为了使基板31的插通孔31a与管片的侧板103(102)的插通孔103a(102a)的高度齐平，切断基板31的一部分而形成切断面31b，若高度相同，则无需切断。在基板31的背面，形成有环状的凹陷31c，其直径大于插通孔31a的直径r1，固定件50嵌合其中。在本实施例中，基板31为圆形，但也可以是矩形形状。
57.爪32、33相对于穿过插通孔31a的中心的垂直面s1(图4b)呈面对称，截面为矩形形状。爪32、33具有：平坦部，与对置面相反侧的面为平坦面32a、33a；弯曲部，其包括从平坦面32a、33a隆起并向彼此远离的方向倾斜的平坦的倾斜面32b、33b和接着向相反方向倾斜的平坦的倾斜面32c、33c。
58.平坦面32a、33a的长度w1(从基板面沿管长方向延伸的长度)设为是相对接的管片的侧板103、102的2倍(2
×
t1)或略小于2倍的值(图5中下半部分)，在本实施例中，弯曲部的长度w2设为大约(2/3)
×
w1的值。连结件30从爪32、33的基板31起算的长度w1+w2设为，穿过爪32、33相对接的管片的侧板103、102的插通孔103a、102a且突出延伸到侧板102内的值。
59.连结件30由能够弹性变形的塑料材料例如与管片1相同材质的硬质氯乙烯(pvc)形成，图5中示出了连结件30的爪32、33在插通孔31a的径向上弹性变形的状态。连结件30的基板31的直径r2大于管片的侧板102(103)的插通孔102a(103a)的直径d1，基板31无法穿过插通孔102a(103a)，但如图5中上半部分所示，爪32、33设计为，通过使两个爪在彼此接近的方向上产生弹性变化从而能够插入侧板102(103)的插通孔102a(103a)中。
60.另一方面，如图5中间部分所示，在将爪32、33插入插通孔102a(103a)中的状态下，如图5中下半部分所示，当将扩径销11插入基板31的插通孔31a与爪32、33之间时，爪32、33在扩径方向上产生弹性变形，并穿过侧板102的插通孔102a，从侧板102突出的爪32、33的倾斜面32b、33b将侧板102按压在侧板103上，从而牢固地紧固两个侧板102、103。
61.如图6、图7a、图7b所示，固定件50是将连结件30固定在管片的侧板103上的工具。固定件50包括：外径为r3的圆柱部51；外径为r4的圆柱部52，r4小于r3；和位于圆柱部51、52
之间且直径不同的圆柱部，在固定件50的内部，形成有直径为r5的圆柱状插通孔50a，扩径销11插入该圆柱状插通孔50a中。
62.圆柱部51的直径r3设为与连结件30的基板31的直径r2相同，插通孔50a的直径r5设为与基板31的插通孔31a的直径r1相同。圆柱部51的外侧面上形成有环状的突起51a，该突起51a嵌入基板31上形成的凹陷31c中。另外，圆柱部51的下部以与基板31同样的方式被切断而形成切断面51b，通过将圆柱部51的突起51a嵌入基板31的凹陷31c中，能够将两个部件以在同一平面上的方式连接。
63.圆柱部52的直径r4大于内部板106的插通孔106a的直径，其值设为圆柱部52不能穿过插通孔106a的值。而在圆柱部52的端面，形成有嵌入插通孔106a中且直径较小的环状的突起52a。
64.如图7a、图8所示，固定件50的管长方向长度为t3，将连结件30的基板31的厚度(管长方向长度)t2和t3相加而得的值t2+t3设为相当于管片的侧板103与内部板106之间的距离t4的值。使连结件30的爪32、33插入侧板103的插通孔103a中，如图12中上半部分所示，以圆柱部51的突起51a嵌入基板31的凹陷31c中，且圆柱部52的突起52a嵌入内部板106的插入孔106a中的方式，压入固定件50时，能够将连结件30固定在侧板103上。在该状态下，侧板102、103的插通孔102a、103a、内部板106的插通孔106a、固定件50的插通孔50a、以及连结件的插通孔31a的各中心均一致，能够将扩径销11插入各插通孔中。
65.固定件50是采用与管片1相同材质的硬质氯乙烯(pvc)通过注塑成型而一体成形的，但该材质不仅可以是硬质氯乙烯，也可以是abs树脂、聚丙烯(pp)、尼龙等可耐受填充材料中的强碱性成分的树脂材料。
66.以这样的结构，对将管片在管长方向上连结的工序进行说明。首先，如图5、图8所示，使连结件30的爪32、33产生弹性变形，并将其插入管片1的侧板103的插通孔103a中。插入爪32、33直至基板31与侧板103相抵接后，爪32、33向侧板103的外部突出。在该状态下，以圆柱部51的突起51a嵌入基板31的凹陷31c中，且圆柱部52的突起52a嵌入内部板106的插入孔106a中的方式，压入固定件50时，如图8中下半部分、图9中上半部分所示，能够将连结件30固定在侧板103上。
67.接着，如图9所示，扩径销11安装在管片1上。扩径销11呈直径为d2的圆柱形状，前端11a呈圆锥形状，向前端逐渐变细。扩径销11的后端形成为圆柱状的头部11b，头部11b的直径d3设为能够穿过侧板102的插通孔102a但无法穿过内部板106的插通孔106a。
68.在扩径销11的长度方向的大致中央处，沿圆周形成有小径部11c。如图9中间部分所示，当扩径销11穿过侧板102和内部板106、107的各插通孔且前端11a插入固定件50的插通孔50a中时，在该小径部11c上安装如图10所示的、防止扩径销11从管片上脱落的呈夹子形状的防脱落部件12。
69.防脱落部件12由能够弹性变形的塑料制成，在上部具有宽度为d4的脚部12a、12b。防脱落部件12的下部形成为开放的空腔部12c，通过在该空腔部12c中插入小径部11c从而将防脱落部件12安装在扩径销11上。即使扩径销11在管长方向上发生移动，也能够通过防脱落部件12与内部板107相接，从而防止扩径销11从管片上脱落。
70.如图9下半部分所示，进一步插入扩径销11时，防脱落部件12与内部板107相抵接。在该状态下，扩径销11的前端11a还没有达到使连结件30的爪32、33发生扩径的程度，在该
状态下，防脱落部件12以进一步与内部板106相接的方式安装。
71.由于防脱落部件12的脚部12a、12b之间的宽度d4设为大于内部板106、107的插通孔106a、107a的直径的值，因此防脱落部件12无法穿过插通孔106a、107a，扩径销11、连结件30、以及固定件50在该状态下成为固定于管片1上的状态。
72.以上描述的工序在将修复管运至铺设的施工现场之前例如在出货工厂内进行。这样，如图13所示，将安装有扩径销11、连结件30、以及固定件50的管片1运送至施工现场，在人孔20内组装管单元10，并将管单元10的各管片与已经在管长方向上连结好的管单元的管片连结。
73.将新组装的管单元的一个管片设为1a，将已经在管长方向上连结好的管单元的一个管片设为1b，将两个管片在管长方向上连结的状态在图11中示出。管片1a上安装的连结件30、固定件50、以及扩径销11在向施工现场的运送途中不会从管片1a上脱落，为如图9中下半部分所示的工厂出货状态。
74.在该状态下，如图11中上半部分所示，将从管片1a的侧板103突出的爪32、33插入管片1b的侧板102的插通孔102a中使两个侧板103a、102a相对接，从而使爪32、33突出到管片1b的侧板102内。由于爪32、33在缩径方向上产生弹性变形，因此爪32、33能够顺利穿过插通孔102a，并突出到管片1b的侧板102内。
75.接着，如图11中间部分所示，当克服防脱落部件12的摩擦阻力压入扩径销11，使其前端11a切入爪32、33之间时，爪32、33发生扩径。如图11中下半部分所示，压入扩径销11直至其头部11b与和侧板102相邻的内部板106相抵接时，爪32、33的倾斜面32b、33b将管片1b的侧板102按压在管片1a的侧板103上以紧固两个侧板，从而在管长方向上牢固地连结两个管片1a、1b。
76.由于连结件30的爪32、33的倾斜面32b、33b为随着爪32、33发生扩径而对侧板102、103的紧固力增强的倾斜面，因此通过改变扩径销11的前端部11a的形状或者与前端部11a接触的爪32、33的形状，能够增强紧固力，从而更加牢固地连结管片。另外，由于扩径销11可以拔出，因此可以拆解连结好的管片1a、1b。
77.图3中示出了3个管片1a、1b、1c在管长方向上连结的状态。每个管片安装有多个连结件30，相邻的管片上安装的连结件在周方向上错位安装。通过这样的安装能够使周方向的连结力均等。
78.这样，通过将管单元的管片与已经连结好的其他管单元的管片在管长方向上连结，能够将管单元在管长方向上连结成任意长度，从而在现有管21内铺设修复管40。当修复管40为预定长度时，在修复管40的外周与现有管21的内壁面之间填充填充材料，使修复管与现有管为一体。
79.在本实施例中，在被运至施工现场之前状态为，连结件30通过固定件50安装在管片上，能够通过扩径销11将连结件30的爪32、33进行扩径，因此在施工现场，只需将新的管单元的管片的侧板与现有的管单元的管片的侧板相对接，将爪32、33进行扩径即可，能够显著减少现场的施工时间。
80.需要说明的是，固定件50和扩径销11可以为金属制，但通过使其为塑料制，可以实现轻量化。另外，固定件50为不同直径的圆柱部件相互连续的形状，但也可以是整体为相同直径的圆柱部件，或者也可以是截面为矩形的长方体形状。
81.附图标记说明
82.1管片
83.10管单元
84.11扩径销
85.12防脱落部件
86.20人孔
87.21现有管
88.30连结件
89.31基板
90.32、33爪
91.40修复管
92.50固定件
93.101内面板
94.102、103侧板
95.104、105端板
96.106、107内部板

技术特征：
1.一种管修复施工方法，将管片的侧板相对接的同时将所述管片在管长方向上连结，以在现有管中铺设修复管，所述管片具有：内面板；在所述内面板的周方向上延伸、且竖立于两侧的侧板，所述侧板上形成有插通孔；以及在所述侧板的内侧，竖立在内面板的上表面上的内面板，所述内面板上形成有插通孔，所述管修复施工方法的特征在于，包括如下工序：准备包括多个爪的连结件，所述爪在径向上能够弹性变形，且具有穿过相对接管片的各个侧板的插通孔并突出的长度；将所述连结件以爪穿过一个管片的侧板的插通孔并向外部突出的方式固定在所述一个管片上；将从所述一个管片的侧板突出的连结件的爪插入与所述一个管片相对接的另一个管片的侧板的插通孔中以将两个管片的侧板相对接，并使连结件的爪突出到另一个管片内；使突出到所述另一个管片内的连结件的爪弹性变形，使爪扩径；以及通过所述扩径后的连结件的爪将另一个管片的侧板按压在一个管片的侧板上以紧固两个侧板，从而将所述一个管片和所述另一个管片在管长方向上连结。2.根据权利要求1所述的管修复施工方法，其特征在于，在使所述爪扩径的工序中，采用插入连结件的爪之间以使所述爪弹性变形的扩径销。3.根据权利要求1所述的管修复施工方法，其特征在于，所述连结件的爪具有前端部向外侧弯曲的弯曲部，在与所述弯曲部的前端相反一侧的面成为倾斜面，爪进行扩径后，所述弯曲部的倾斜面抵压在另一个管片的侧板上。4.根据权利要求2所述的管修复施工方法，其特征在于，所述连结件由：形成有所述扩径销能够穿过的插通孔的基板、以及配置在所述基板的插通孔的周缘上与径向相对的位置处的一对爪构成。5.根据权利要求4所述的管修复施工方法，其特征在于，所述连结件通过形成有扩径销能够穿过的插通孔的固定件固定在管片的侧板上。6.根据权利要求2所述的管修复施工方法，其特征在于，所述扩径销从与固定有连结件的侧板相反一侧的侧板的插通孔插入。7.根据权利要求6所述的管修复施工方法，其特征在于，所述扩径销在端部具有头部，所述头部具有能够穿过侧板的插通孔而无法穿过内部板的插通孔的直径。8.根据权利要求7所述的管修复施工方法，其特征在于，在所述扩径销的头部抵接在与所述相反一侧的侧板相邻的内部板上时，连结件的爪扩径，将另一个管片的侧板按压在一个管片的侧板上。9.根据权利要求2所述的管修复施工方法，其特征在于，防止所述扩径销从管片上脱落的防脱落部件安装在扩径销上。10.根据权利要求5所述的管修复施工方法，其特征在于，所述管片在连结件、固定件、以及扩径销安装在管片上的状态下运送至施工现场。11.根据权利要求5所述的管修复施工方法，其特征在于，所述连结件、固定件、以及扩径销由塑料制成。

技术总结
包括能够弹性变形的爪(32、33)的连结件固定在一个管片(1a)的侧板(103)上。该一个管片(1a)的侧板(103)与另一个管片(1b)的侧板(102)相对接，连结件的爪穿过另一个管片的侧板并突出到管片的内部。突出到另一个管片内的连结件的爪通过扩径销(11)弹性变形从而使得爪(32、33)扩径。通过扩径后的连结件的爪将另一个管片的侧板按压在一个管片的侧板上，从而将两个管片在管长方向上连结。将两个管片在管长方向上连结。将两个管片在管长方向上连结。


技术研发人员：神山隆夫 石田诚
受保护的技术使用者：株式会社湘南合成树脂制作所
技术研发日：2022.02.24
技术公布日：2023/10/15