JP2001311481A - 埋設管の薄肉化工法 - Google Patents
埋設管の薄肉化工法Info
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- JP2001311481A JP2001311481A JP2000129328A JP2000129328A JP2001311481A JP 2001311481 A JP2001311481 A JP 2001311481A JP 2000129328 A JP2000129328 A JP 2000129328A JP 2000129328 A JP2000129328 A JP 2000129328A JP 2001311481 A JP2001311481 A JP 2001311481A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】充填性に優れ、車両等の荷重の負荷に対して変
形しにくい埋め戻し材を用いることにより、埋設管の肉
厚を薄くして、管埋設工事のコストの低減を図る。 【解決手段】埋設管１を布設するにあたり、地表面２を
開削して掘削溝３を掘り、当該掘削溝３に管１を設置
し、この掘削溝３を埋め戻しする際に、変形係数Ｅ 50が
約５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の流動化処理土４により埋
め戻す。
形しにくい埋め戻し材を用いることにより、埋設管の肉
厚を薄くして、管埋設工事のコストの低減を図る。 【解決手段】埋設管１を布設するにあたり、地表面２を
開削して掘削溝３を掘り、当該掘削溝３に管１を設置
し、この掘削溝３を埋め戻しする際に、変形係数Ｅ 50が
約５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の流動化処理土４により埋
め戻す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、埋設管を布設するに
あたり、当該埋設管の肉厚を薄いものにして、コストダ
ウンを図る埋設管の薄肉化工法に関するものである。
あたり、当該埋設管の肉厚を薄いものにして、コストダ
ウンを図る埋設管の薄肉化工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】掘削を伴う管埋設工事、例えば、地中送
電線管路の設置工事や火力発電所の取放水管路等の設置
工事は、地盤の掘削、管路の設置、土砂の埋め戻し、復
旧の工程で行われている。この様な工事においては一般
に、掘削による発生土は残土として捨土処分し、埋め戻
し材として未使用の天然砂（山砂）を購入し、使用する
方法が採られている。従って、上記の各開削工事での残
土の発生量は莫大な量になると共に、また近年、これに
関連して、都市部における残土処分地の確保難や、山砂
資源の枯渇化や、山砂採取に伴う自然環境への影響、残
土や山砂の運搬に伴う交通公害や渋滞への影響等が大き
な問題になりつつある。
電線管路の設置工事や火力発電所の取放水管路等の設置
工事は、地盤の掘削、管路の設置、土砂の埋め戻し、復
旧の工程で行われている。この様な工事においては一般
に、掘削による発生土は残土として捨土処分し、埋め戻
し材として未使用の天然砂（山砂）を購入し、使用する
方法が採られている。従って、上記の各開削工事での残
土の発生量は莫大な量になると共に、また近年、これに
関連して、都市部における残土処分地の確保難や、山砂
資源の枯渇化や、山砂採取に伴う自然環境への影響、残
土や山砂の運搬に伴う交通公害や渋滞への影響等が大き
な問題になりつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この山
砂での埋め戻しにおいては、管回り部への締め固めが必
要であり、この締め固め作業は極めて煩雑で、多大な作
業時間を要し、またこの締め固めの際には、騒音、振動
が少なからず発生する等の欠点がある。また、山砂の場
合、圧密沈下や、液状化を起こす場合がある。また、変
形係数に関しては、浅層部の剛性が低い等の性状があ
る。そこで、これらの山砂の性状により、土圧や、車両
走行時の管のひずみの変化等を考慮して埋設管の肉厚を
大きくし、これらの負荷に耐え得るものとする必要があ
った。従って、肉厚の厚い埋設管を使用するため、コス
ト高をまねいていた。
砂での埋め戻しにおいては、管回り部への締め固めが必
要であり、この締め固め作業は極めて煩雑で、多大な作
業時間を要し、またこの締め固めの際には、騒音、振動
が少なからず発生する等の欠点がある。また、山砂の場
合、圧密沈下や、液状化を起こす場合がある。また、変
形係数に関しては、浅層部の剛性が低い等の性状があ
る。そこで、これらの山砂の性状により、土圧や、車両
走行時の管のひずみの変化等を考慮して埋設管の肉厚を
大きくし、これらの負荷に耐え得るものとする必要があ
った。従って、肉厚の厚い埋設管を使用するため、コス
ト高をまねいていた。
【０００４】そこでこの発明は、充填性に優れ、車両等
の荷重の負荷に対して変形しにくい埋め戻し材を用いる
ことにより、埋設管の肉厚を薄くして、管埋設工事のコ
ストの低減を図ることを目的としたものである。
の荷重の負荷に対して変形しにくい埋め戻し材を用いる
ことにより、埋設管の肉厚を薄くして、管埋設工事のコ
ストの低減を図ることを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１項の発明は、埋
設管を布設するにあたり、地表面を開削して掘削溝を掘
り、当該掘削溝に管を設置し、この掘削溝を埋め戻しす
る際に変形係数Ｅ50が約５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の流
動化処理土により埋め戻す、埋設管の薄肉化工法とし
た。一般に、流動化処理土とは、掘削工事で発生した発
生土（残土）に水とセメントあるいはセメント系固化材
を混練して製造したもので、多量の水を配合して流動性
を有し、且つ固化材により短期で硬化し、さらに長期に
わたって硬くなり過ぎず強度を地盤並みに維持するもの
である。この発明では、特にこの流動化処理土のうち、
変形係数Ｅ50が約５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上のものを用
いるもので、この変形係数Ｅ50を約５００ｋｇｆ／ｃｍ
2とするには使用土の土質や固化材の添加量及び水量等
を調整することにより達せられる。また、上記埋設管の
管材としては、鋼管、樹脂管、樹脂とファイバーから成
る複合管（ＰＦＰ管）、ヒューム管等が挙げられる。
設管を布設するにあたり、地表面を開削して掘削溝を掘
り、当該掘削溝に管を設置し、この掘削溝を埋め戻しす
る際に変形係数Ｅ50が約５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の流
動化処理土により埋め戻す、埋設管の薄肉化工法とし
た。一般に、流動化処理土とは、掘削工事で発生した発
生土（残土）に水とセメントあるいはセメント系固化材
を混練して製造したもので、多量の水を配合して流動性
を有し、且つ固化材により短期で硬化し、さらに長期に
わたって硬くなり過ぎず強度を地盤並みに維持するもの
である。この発明では、特にこの流動化処理土のうち、
変形係数Ｅ50が約５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上のものを用
いるもので、この変形係数Ｅ50を約５００ｋｇｆ／ｃｍ
2とするには使用土の土質や固化材の添加量及び水量等
を調整することにより達せられる。また、上記埋設管の
管材としては、鋼管、樹脂管、樹脂とファイバーから成
る複合管（ＰＦＰ管）、ヒューム管等が挙げられる。
【０００６】
【実施の形態例】以下この発明の実施の形態例を図に基
づいて説明する。図１に示すごとく、埋設管１を土中に
布設するにあたり、地表面２を開削して掘削溝３を掘
り、当該掘削溝３内に埋設管１を設置し、この掘削溝３
を埋め戻しする際に流動化処理土４により埋め戻すもの
である。なお、この流動化処理土４の上には、舗装層５
を設ける。
づいて説明する。図１に示すごとく、埋設管１を土中に
布設するにあたり、地表面２を開削して掘削溝３を掘
り、当該掘削溝３内に埋設管１を設置し、この掘削溝３
を埋め戻しする際に流動化処理土４により埋め戻すもの
である。なお、この流動化処理土４の上には、舗装層５
を設ける。
【０００７】この流動化処理土４の強度（変形係数）を
パラメータとして上載荷重による地中埋設管の変形量に
ついてＦＥＭ（有限要素法）解析を行った。これは図２
に示すように、肉厚６ｍｍ、管径８００ｍｍの鋼管を、
掘削溝３に設置し、流動化処理土４で埋め戻し、土被り
厚２．３ｍとし、これらの上に車両荷重３０ｔを載荷し
た。その解析結果を、流動化処理土の変形係数と管の変
形量の関係について図３及び図４のグラフに示す。この
ことから、変形係数Ｅ50が概ね５００ｋｇｆ／ｃｍ2以
上あれば、変形量（管のつぶれ）は極めて小さくなるこ
とが分かる。
パラメータとして上載荷重による地中埋設管の変形量に
ついてＦＥＭ（有限要素法）解析を行った。これは図２
に示すように、肉厚６ｍｍ、管径８００ｍｍの鋼管を、
掘削溝３に設置し、流動化処理土４で埋め戻し、土被り
厚２．３ｍとし、これらの上に車両荷重３０ｔを載荷し
た。その解析結果を、流動化処理土の変形係数と管の変
形量の関係について図３及び図４のグラフに示す。この
ことから、変形係数Ｅ50が概ね５００ｋｇｆ／ｃｍ2以
上あれば、変形量（管のつぶれ）は極めて小さくなるこ
とが分かる。
【０００８】また、この流動化処理土と従来使用してい
る山砂による埋め戻し部における車両走行時のそれぞれ
の埋設管発生応力を比較した。これは、図５に示すよう
に、管路模型（掘削部：Ｌ：２．２ｍ、Ｂ：１．２ｍ
Ｈ：１．８ｍ）にて、固化材（セメント）：８０ｋｇ／
ｍ3、土（砂質土）：１１５０ｋｇ／ｍ3、水：３７０ｋ
ｇ／ｍ3の配合で作った、変形係数Ｅ50＝４８０ｋｇｆ
／ｃｍ2の流動化処理土と木更津産の埋め戻し用山砂そ
れぞれ約４．８ｍ3を埋め戻した後、仮復旧を経て、そ
の上で４ｔトラックを２００回まで走行させた。流動化
処理土、山砂埋め戻し部それぞれに埋設したＳＶＰ管
（スーパービニロンパイプ）φ１３０×９条の中央最上
段管にひずみゲージを軸方向と円周方向に取り付け、ト
ラック走行により埋設管に発生するひずみを測定した。
トラック２００回走行時に流動化処理土及び山砂埋め戻
しの部の管に発生した最大ひずみを図６に、トラック走
行回数と軸方向最大応力との関係を図７に示す。
る山砂による埋め戻し部における車両走行時のそれぞれ
の埋設管発生応力を比較した。これは、図５に示すよう
に、管路模型（掘削部：Ｌ：２．２ｍ、Ｂ：１．２ｍ
Ｈ：１．８ｍ）にて、固化材（セメント）：８０ｋｇ／
ｍ3、土（砂質土）：１１５０ｋｇ／ｍ3、水：３７０ｋ
ｇ／ｍ3の配合で作った、変形係数Ｅ50＝４８０ｋｇｆ
／ｃｍ2の流動化処理土と木更津産の埋め戻し用山砂そ
れぞれ約４．８ｍ3を埋め戻した後、仮復旧を経て、そ
の上で４ｔトラックを２００回まで走行させた。流動化
処理土、山砂埋め戻し部それぞれに埋設したＳＶＰ管
（スーパービニロンパイプ）φ１３０×９条の中央最上
段管にひずみゲージを軸方向と円周方向に取り付け、ト
ラック走行により埋設管に発生するひずみを測定した。
トラック２００回走行時に流動化処理土及び山砂埋め戻
しの部の管に発生した最大ひずみを図６に、トラック走
行回数と軸方向最大応力との関係を図７に示す。
【０００９】図６のひずみ分布が示すように、山砂によ
る埋め戻し部では、管の下部で軸方向の引っ張りひずみ
が卓越しており、交通荷重により管が軸方向中央部にお
いて下方にたわんでいることが分かる。また円周方向の
ひずみにおいても管の上部、下部で圧縮ひずみが認めら
れることから管が上下方向でつぶれるような変形がある
ことが分かる。これに対し、流動化処理土では、軸方
向、円周方向ともに特筆すべきひずみの発生は見られず
管は極めて安全な状態であると言える。これは、いわば
流動化処理土により荷重の大部分が負担され、管への荷
重が軽減された状態であり、外力に対し管は保護されて
いると考えられる。また、図７から流動化処理土による
埋め戻し部において管に発生した応力（軸方向最大応
力）は山砂による埋め戻し部の１／１０程度であること
がわかる。
る埋め戻し部では、管の下部で軸方向の引っ張りひずみ
が卓越しており、交通荷重により管が軸方向中央部にお
いて下方にたわんでいることが分かる。また円周方向の
ひずみにおいても管の上部、下部で圧縮ひずみが認めら
れることから管が上下方向でつぶれるような変形がある
ことが分かる。これに対し、流動化処理土では、軸方
向、円周方向ともに特筆すべきひずみの発生は見られず
管は極めて安全な状態であると言える。これは、いわば
流動化処理土により荷重の大部分が負担され、管への荷
重が軽減された状態であり、外力に対し管は保護されて
いると考えられる。また、図７から流動化処理土による
埋め戻し部において管に発生した応力（軸方向最大応
力）は山砂による埋め戻し部の１／１０程度であること
がわかる。
【００１０】次に、地中送電線管（ＰＦＰφ１５０ｍ
ｍ）の薄肉化の実験例について説明する。図８及び図９
に示すように、通常の砂埋めの場合に用いるＰＦＰ標準
管（肉厚ｔ＝１２ｍｍ）と、比較用としてのＰＦＰ管
（肉厚ｔ＝７ｍｍ）にて管路を作り、前者は山砂、後者
は変形係数Ｅ50＝約６００ｋｇｆ／ｃｍ2の流動化処理
土で埋め戻した後、同条件にて車両荷重（２０ｔ）を載
荷し、管の頂部における管軸方向のひずみを測定した。
この結果、標準管（山砂埋め戻し）は図１０に示すよう
に、圧縮ひずみが発生し、さらに走行回数の増加に伴
い、ひずみが増大、残留することが確認された。一方、
薄肉管（流動化処理土埋め戻し）では、図１１に示すよ
うにほとんどひずみが発生せず、増大、残留も認められ
ない。従って、流動化処理土で埋めれば薄肉管でもじゅ
うぶんな安全性が得られる。
ｍ）の薄肉化の実験例について説明する。図８及び図９
に示すように、通常の砂埋めの場合に用いるＰＦＰ標準
管（肉厚ｔ＝１２ｍｍ）と、比較用としてのＰＦＰ管
（肉厚ｔ＝７ｍｍ）にて管路を作り、前者は山砂、後者
は変形係数Ｅ50＝約６００ｋｇｆ／ｃｍ2の流動化処理
土で埋め戻した後、同条件にて車両荷重（２０ｔ）を載
荷し、管の頂部における管軸方向のひずみを測定した。
この結果、標準管（山砂埋め戻し）は図１０に示すよう
に、圧縮ひずみが発生し、さらに走行回数の増加に伴
い、ひずみが増大、残留することが確認された。一方、
薄肉管（流動化処理土埋め戻し）では、図１１に示すよ
うにほとんどひずみが発生せず、増大、残留も認められ
ない。従って、流動化処理土で埋めれば薄肉管でもじゅ
うぶんな安全性が得られる。
【００１１】また、火力発電所の冷却水を取り込む内径
１７００ｍｍの取水管の埋設時の埋め戻し材として、現
場内の発生土を利用した流動化処理土を用いた。埋め戻
し断面を図１２に示す。従来は取水管の埋め戻し材とし
て山砂を用いていたが、それに替えて変形係数Ｅ50が約
５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の流動化処理土を用いること
で、管厚を薄くすることができた。発生土の性状は含水
比２０．９％の細粒分混じり砂で、流動化処理土は材齢
２８日で一軸圧縮強度＝５．４ｋｇｆ／ｃｍ2、変形係
数Ｅ50＝１７００ｋｇｆ／ｃｍ2であった。埋め戻し材
として山砂を用いる場合の管厚は設計荷重９ｔｆ／ｍ2
に対して２４ｍｍ必要であるが、上記流動化処理土を用
いることで１８ｍｍとなり、６ｍｍ管厚を低減すること
が出来た。
１７００ｍｍの取水管の埋設時の埋め戻し材として、現
場内の発生土を利用した流動化処理土を用いた。埋め戻
し断面を図１２に示す。従来は取水管の埋め戻し材とし
て山砂を用いていたが、それに替えて変形係数Ｅ50が約
５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の流動化処理土を用いること
で、管厚を薄くすることができた。発生土の性状は含水
比２０．９％の細粒分混じり砂で、流動化処理土は材齢
２８日で一軸圧縮強度＝５．４ｋｇｆ／ｃｍ2、変形係
数Ｅ50＝１７００ｋｇｆ／ｃｍ2であった。埋め戻し材
として山砂を用いる場合の管厚は設計荷重９ｔｆ／ｍ2
に対して２４ｍｍ必要であるが、上記流動化処理土を用
いることで１８ｍｍとなり、６ｍｍ管厚を低減すること
が出来た。
【００１２】以上に示すように、従来使用されていた山
砂による埋め戻しと比べ、流動化処理土を用いた埋め戻
しでは、埋設管が、高荷重に耐えられ、ひずみも少な
い。その結果、地中送電線管では、従来の管の厚さの６
０％程度の厚さの埋設管を使用することができ、また、
発電所の取放水管でも、これに近い大幅な薄肉化が可能
であることが分かった。
砂による埋め戻しと比べ、流動化処理土を用いた埋め戻
しでは、埋設管が、高荷重に耐えられ、ひずみも少な
い。その結果、地中送電線管では、従来の管の厚さの６
０％程度の厚さの埋設管を使用することができ、また、
発電所の取放水管でも、これに近い大幅な薄肉化が可能
であることが分かった。
【００１３】
【発明の効果】以上の様に、開削溝への埋設管の布設時
には、埋め戻し材として、流動化処理土を用いれば、当
該流動化処理土の埋設管への荷重軽減効果により、当該
埋設管の肉厚を薄くすることができる。従ってこれによ
り、埋設管のコストダウンを図ることができる。また、
当該流動化処理土は、透水係数が小さく、水を通さない
ので、止水効果を有し、また、密実であるため、埋設管
周囲への植生の根張りの防止ともなる。さらに、当該流
動化処理土を用いれば、上記の埋設管への荷重軽減効果
により、管の埋設位置を浅層化することもできる。
には、埋め戻し材として、流動化処理土を用いれば、当
該流動化処理土の埋設管への荷重軽減効果により、当該
埋設管の肉厚を薄くすることができる。従ってこれによ
り、埋設管のコストダウンを図ることができる。また、
当該流動化処理土は、透水係数が小さく、水を通さない
ので、止水効果を有し、また、密実であるため、埋設管
周囲への植生の根張りの防止ともなる。さらに、当該流
動化処理土を用いれば、上記の埋設管への荷重軽減効果
により、管の埋設位置を浅層化することもできる。
【図１】この発明の実施例の形態例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】この発明の実施例の形態例の上載荷重による地
中埋設管の変形量についてのＦＥＭ解析の条件を示す説
明図である。
中埋設管の変形量についてのＦＥＭ解析の条件を示す説
明図である。
【図３】流動化処理土の変形係数と変形量の関係を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図４】流動化処理土の変形係数ごとの埋設管の変形分
布図である。
布図である。
【図５】この発明の流動化処理土と山砂による埋め戻し
部における車両走行試験を示す説明図である。
部における車両走行試験を示す説明図である。
【図６】この発明の流動化処理土と山砂による埋め戻し
部における車両走行時の埋設管に発生した最大ひずみの
分布図である。
部における車両走行時の埋設管に発生した最大ひずみの
分布図である。
【図７】トラック走行回数と埋設管の軸方向最大応力と
の関係を示すグラフ図である。
の関係を示すグラフ図である。
【図８】地中送電線管の薄肉化の実験例を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】地中送電線管の薄肉化の実験例を示す側面図で
ある。
ある。
【図１０】地中送電線管（標準管）埋設時の山砂埋め戻
しによる管頂部管軸方向発生ひずみグラフ図である。
しによる管頂部管軸方向発生ひずみグラフ図である。
【図１１】地中送電線管（薄肉管）埋設時の流動化処理
土埋め戻しによる管頂部管軸方向発生ひずみグラフ図で
ある。
土埋め戻しによる管頂部管軸方向発生ひずみグラフ図で
ある。
【図１２】火力発電所の取水管の埋設時の埋め戻し材と
して流動化処理土を用いた実施例を示す断面である。
して流動化処理土を用いた実施例を示す断面である。
１ 埋設管 ２ 地表面 ３ 穴 ４ 流動化処理
土
土
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 和博 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 田中 秀一 東京都港区芝浦４丁目８番33号 株式会社 関電工内
Claims (1)
- 【請求項１】 埋設管を布設するにあたり、地表面を開
削して掘削溝を掘り、当該掘削溝に管を設置し、この掘
削溝を埋め戻しする際に、変形係数Ｅ50が約５００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2以上の流動化処理土により埋め戻すことを特
徴とする、埋設管の薄肉化工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000129328A JP2001311481A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 埋設管の薄肉化工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000129328A JP2001311481A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 埋設管の薄肉化工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001311481A true JP2001311481A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18638622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000129328A Pending JP2001311481A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 埋設管の薄肉化工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001311481A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017137687A (ja) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | 五洋建設株式会社 | 用排水路及びその構築方法 |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000129328A patent/JP2001311481A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017137687A (ja) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | 五洋建設株式会社 | 用排水路及びその構築方法 |
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