JP2003279389A - 地中埋設管の安全対策方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中埋設管の周辺での工事の際に、地中埋設
管の応力状態を確認し、被害発生時には、迅速に対策を
施すことができるようにする。 【解決手段】 地中埋設管をインフラとして敷設してい
るインフラ側の技術部門であるインフラ技術１と、工事
現場の立会を行うインフラ現場２と、工事の施工会社３
と、工事の施主４とがインターネット１０を介して、事
前協議などを行う関係者となる。応力解析サーバ１１
は、工事現場の地盤変状データに基づいて、ＦＥＭなど
で応力状態を算出し、インフラに発生する応力・ひずみ
分布を関係者の共有情報とする。応力状態が警告レベル
に達すると、対策が施され、その効果の監視や承認など
もインターネット１０上で行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市などのインフ
ラストラクチャとなっている地中埋設管の近傍で工事が
行われる際に、地中埋設管が損傷を受けないようにする
地中埋設管の安全対策方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、都市などには、都市ガスの配
管網、上水道網、下水道網などが道路などの下の地中を
利用して敷設され、都市のインフラストラクチャを構成
している。道路などは、道路自体としても各種工事が行
われ、地中の利用も種々になされているので、改修の機
会も多くなる。インフラストラクチャとなっている配管
の敷設者自身が施主となって工事を行う場合は、自ら地
中埋設管を損傷しないように注意しながら工事を行う。
他の業者が施主となって工事を行う場合は、「他工事」
と呼ばれ、敷設者は、施主に事前協議を求め、地中埋設
管の位置などの情報を提供し、工事中には配管の敷設者
側からも現場立会等を行うようにしている。

【０００３】地中埋設管への影響は、工事によって直接
的な損傷を受ける場合だけではなく、工事によって地中
埋設管近傍の地盤に変位が生じ、地中埋設管に有害な応
力として作用することも原因になることがある。地中埋
設官に有害な応力が発生する地盤変位の影響を避けるた
め、工事会社は、周辺の地盤変状等についての計測管理
等も行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】地中埋設管について、
工事によって直接的な損傷を受けることがあれば、その
影響は重大であるけれども、現場立会員などが目で見て
発見することができ、迅速に対策を施すことができる。
有害な応力の発生は、目視では判らず、周辺の地盤変状
等を計測しても確実には判らない。地中埋設管の寿命が
短縮して影響が顕在化するのは、かなりの年月が経過し
た後になってしまう。そのような年月の経過の間には、
何回も工事が繰り返されることがあるので、有害な応力
を発生させた責任が不明確になってしまいやすい。

【０００５】本発明の目的は、地盤変位の結果に基づい
て地中埋設管の応力状態を確認し、被害発生時には、迅
速に対策を施すことができる地中埋設管の安全対策方法
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中埋設管の
敷設位置近傍で、地中埋設管の敷設者とは異なる事業者
が工事を行う際に、地中埋設管の安全評価を行う方法で
あって、地中埋設管に関して、工事に伴って発生する地
盤変位をリアルタイムで検出して、検出結果に基づく応
力状態を定量的に把握し、把握した情報を、情報通信ネ
ットワークを介して、該敷設者、該事業者および工事担
当者を含む関係者間で共有し、地中埋設管に対する被害
発生時の関係者間の協議および対策決定を、情報通信ネ
ットワーク上で行うことを特徴とする地中埋設管の安全
対策方法である。

【０００７】本発明に従えば、地中埋設管が敷設されて
いる位置の近傍で、敷設者とは異なる事業者による工事
が行われる際に、工事の影響で地中埋設管に生じる地盤
変位をリアルタイムで検出し、地盤変位に基づく有限要
素法（ＦＥＭ）解析などによって、応力状態を定量的に
把握する。応力状態について把握した情報は、敷設者、
事業者、工事担当者などの関係者間で共有するので、関
係者は共通の情報に基づいてリアルタイムで地中埋設管
の応力状態を知ることができる。地中埋設管の被害発生
時には、情報通信ネットワーク上で関係者間の協議およ
び対策決定を行うので、原因究明から責任の所在の決定
を含めた対策を迅速に施すことができる。

【０００８】また本発明で、前記関係者は、前記対策決
定後に、該対策実行の効果を、前記情報通信ネットワー
クを介して確認可能であることを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、関係者は、協議して決定
した対策を実行した効果を、情報通信ネットワークを介
して確認可能であるので、対策が有効に行われているか
否かを容易に知ることができ、対策の効果を確実に把握
することができる。

【００１０】また本発明で、前記協議は、前記被害発生
の可能性が予め定める基準を超えて高まることを条件と
して行われ、前記対策は、協議によって複数種類の対策
を概算費用とともに提示し、前記事業者が選択して前記
敷設者が承認することによって決定されることを特徴と
する。

【００１１】本発明に従えば、応力の増大などによって
被害発生の可能性が高まると、基準を越えることを条件
として関係者間の協議を迅速に行い、複数種類の対策を
概算費用とともに提示して、事業者が選択し、敷設者が
承認することによって、対策を決定することができる。
費用が安くてもリスクを伴う対策や、費用が高くても確
実な対策などを提示し、事業者が費用が安い対策を選択
するときは、敷設者はリスクに対する保証などを条件に
承認することもできる。対策の決定から実行までに要す
る時間を短縮し、迅速に対策を施すことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある地中埋設管の安全対策方法を実行する配管のリアル
タイム安全性管理システムの概略的な構成を示す。本実
施形態の配管のリアルタイム安全性管理システムは、イ
ンフラストラクチャとしての配管が地中埋設管であるの
で、工事に関する関係者間に構築される。関係者には、
地中埋設管の敷設者に所属する技術者（以下、「インフ
ラ技術」と略称する）１、インフラストラクチャとして
の地中埋設管の敷設者から工事現場に派遣される立会員
（以下、「インフラ現場」と略称する。）２、他工事の
施工会社３、および他工事の施主４などが含まれる。地
中埋設管が敷設されている道路などの用地の所有者であ
る自治体なども、関係者に含めることもできる。他工事
として下水道管の敷設が行われるときは、自治体が施主
４となることが多い。これらの関係者は、それぞれ情報
処理端末としてパーソナルコンピュータなどを、インタ
ーネット１０などの情報通信ネットワークを介して相互
接続する。

【００１３】この配管のリアルタイム安全性管理システ
ムには、応力解析サーバ１１も接続され、地中埋設管近
傍の地盤変位情報を入力して、インフラストラクチャと
しての配管（以下、単に「インフラ」と略称することが
ある）に発生する応力・ひずみ分布を出力する。応力解
析サーバ１１は、工事現場から転送される地盤変位デー
タを基に、全自動でＦＥＭ解析を実行する。

【００１４】図２は、応力解析サーバ１１に地盤変位デ
ータを工事現場から転送する形態を示す。インフラとな
っている地中埋設管２０が敷設されている近傍の地盤２
１で、新規に下水工事等が他工事として行われる場合を
想定する。下水管の敷設位置が地中埋設管２０の位置よ
りも深い位置の場合、非開削工法でシールドトンネル２
２が掘削されることが多い。シールドトンネル２２を掘
削するシールド掘進機には、周囲の土圧を計測する土圧
センサ２３が設けられ、土圧の検出結果はパーソナルコ
ンピュータ２４などによって収集され、応力解析サーバ
１１に定期的に転送される。

【００１５】地中埋設管２０の上方の路上などでは、変
位計３０などを用いて地盤変位データが計測される。地
盤変位データは、地中埋設管２０の直上に、地中埋設管
２０の軸線方向に平行となるように複数のマーカ３１，
３２，３３，…を並べておいて、各マーカ３１，３２，
３３，…からパーソナルコンピュータ３４に読み込んで
収集する。地盤変位の影響は、マーカ３１，３２，３
３，…などの沈下量として現れる。パーソナルコンピュ
ータ３４からは、応力解析サーバ１１に、定期的に変位
量データを転送する。

【００１６】応力解析サーバ１は、転送されてくる変位
量データに基づいて、ＦＥＭ解析を行う。たとえば、地
中埋設管２０の上方に並べたマーカ３１，３２，３３の
変位の浮沈は、地中埋設管２０の軸線に平行な方向につ
いての地盤２１の上下方向の変位の分布に対応してい
る。地中埋設管２０の軸線方向に沿っての地盤２１の変
位分布が判れば、ＦＥＭ解析における境界条件として利
用し、地中埋設管２０に作用する応力を知ることができ
る。

【００１７】図３は、図１の配管のリアルタイム安全性
管理システムで、工事中の安全対策を行う手順を示す。
各手順は、基本的に、インターネット１０を介して電子
的に行われる。ステップｓ０から手順を開始し、ステッ
プｓ１で他工事の施主となる事業者がインフラの敷設者
（以下、「インフラ業者」として示す）に、工事要求を
行う。ステップｓ２では、インフラ業者側で安全性評価
管理システムを構築する。すなわち、実際のシステム
は、ステップｓ２以降に構築され、ステップｓ３で開始
される工事に伴う地中埋設管２０の安全性管理をリアル
タイムで実行する。

【００１８】ステップｓ４では、地盤変位を監視し、ス
テップｓ５で地盤変位データに対応して解析される応力
状態が警告レベルに達しているか否かを判断する。警告
レベルに達していないと判断されるときは、ステップｓ
１２で工事終了か否かを判断し、工事終了でなければス
テップｓ４に戻り、地盤変位の監視を続ける。ステップ
ｓ５で、地盤変位データからの応力状態が警告レベルに
達していると判断されるときは、図１のインフラ技術
１、インフラ現場２、施工会社３および施主４などの関
係者が対策についての協議を行う。

【００１９】警告レベルは、複数段階、たとえば２段階
に設けておくこともできる。ステップｓ３での工事開始
の前に、関係者が事前協議を行い、地盤変位データから
の応力状態が第１段階の警告レベルとして、許容値の限
界に至る前のあるレベルに達すると警告が鳴り、矢板の
補強や、シールド掘進機から周囲の地盤２１に、地盤強
化用薬液の注入などの対策を決めておいて、その対策を
実行するようにする。そのような対策を実行しても、第
２段階として許容値を越えると警告が鳴り、関係者が対
策について改めて協議を行うようにすることもできる。

【００２０】関係者間の協議では、移設などの対策と、
対策に要する概算費用が算出される。複数種類の対策が
可能なこともある。そのような場合は、ステップｓ６で
対策工法メニューとして、各対策工法を概算費用等の計
算テーブルとともに提示して、ステップｓ７で施主４が
選択し、ステップｓ８でインフラ業者としての敷設者が
承認することによって、対策を決定することができる。
対策工法のメニューでは、費用が安くてもリスクを伴う
対策や、費用が高くても確実な対策などを提示し、施主
４が費用が安い対策を選択するときは、インフラ業者は
リスクに対する保証などを条件に承認することもでき
る。

【００２１】費用は施主４が支払う旨を確認して協議が
成立すると、ステップｓ９で、施工業者である施工会社
３が対策工を実行する。対策工の実行の際には、現場で
地中埋設管２０に対して発生する応力やひずみを直接検
出可能として、ステップｓ１０で検出結果をインフラ技
術１、インフラ現場２、施工会社３および施主４などの
関係者がリアルタイムに確認しながら、対策工の効果を
監視する。ステップｓ１１で対策工の効果をインフラ業
者が承認すると、対策は終了し、ステップｓ１２に移行
する。

【００２２】ステップｓ１２では、工事が終了している
か否かを判断する。工事が終了していなければ、ステッ
プｓ４に戻り、安全対策方法の実行を継続する。ステッ
プｓ１２で工事が終了していると判断されるときは、ス
テップｓ１３で全体の手順を終了する。

【００２３】図４は、本発明の実施の他の形態での応力
状態を監視するための構成を示す。地中埋設管４０が埋
設されている地盤４１の近傍で他工事が行われるとき
に、地上にマーカ４２，４３を設置して地盤変状を計測
する。地盤変状の計測結果は、パーソナルコンピュータ
４４によって収集され、応力解析サーバ１１に転送され
る。

【００２４】本実施形態では、測定用ネットワークシス
テム５０によって、地中埋設管４０の応力状態を直接測
定する。このために、開削工事で部分的な溝５１を掘削
し、地中埋設管４０の一部を露出させて、応力・ひずみ
計測器５２を複数取り付ける。各応力・ひずみ計測器５
２からの出力は、ノート型パーソナルコンピュータ５３
などによって処理され、計測用ネットワークシステム５
０を介して、解析用パーソナルコンピュータ５４によっ
て収集される。解析用パーソナルコンピュータ５４は、
解析結果と測定結果とを合成して、インフラである地中
埋設管４０に発生する応力ひずみ分布を出力する。この
出力も、応力解析サーバ１１からの出力と同様に、図１
のインターネット１０を介して、関係者間で共有され
る。応力・ひずみ計測器５２としては、ひずみゲージ等
を利用することができる。磁歪応力測定装置を使用する
こともできる。

【００２５】なお、図３のステップｓ９の対策工の際に
も、本実施形態のように応力状態を直接検出可能な状態
にして、対策工の効果を監視して確認する。

【００２６】以上で説明しているように、本実施形態の
配管のリアルタイム安全性管理システムでは、地中埋設
管２０の敷設者であるインフラ業者が、他工事等の現場
で、インフラに発生する応力・ひずみを実測し、および
主に施工業者からの周辺の地盤変状情報を基に応力解析
とその把握とを行い、他工事の施主４や施工会社３、イ
ンフラ業者側のインフラ技術１およびインフラ現場がリ
アルタイムに共有化する。もし以上があれば警告が鳴
り、迅速に適切な対策をネットワーク上で協議し、決裁
（対策の電子決裁）する。そして対策を実行した後も、
その効果をネットワーク上で確認することができるよう
にモニタリングし、施工完了後にインフラ業者の承認も
ネットワーク上で行う。このシステムでは、基本的に次
のような仕組みで安全対策を行っている。

【００２７】監視しているレベルが許容値を上回ると
警報。 画面上に対策工法メニューと概算費用等の計算テーブ
ルとが表示され、施主が選択。 インフラ業者が承認。（電子決裁） 施工業者が対策工。 対策工の効果をモニタリング。 インフラ業者が効果を確認し承認。（電子決裁）

【００２８】本発明を適用することによって、地中埋設
管２０の敷設者であるインフラ業者とは異なる施主４に
よる他工事発生時などにおいて、インフラ業者のインフ
ラの応力状態を定量的に把握することが可能になり、事
故後の対策も迅速に行うことができる。他工事の際に、
磁歪応力測定などの直接測定や、ＦＥＭ解析などの間接
的な演算処理で、ガス導管などの地中埋設管に作用する
応力状態を確認し、その情報をインフラ業者、施工業
者、自治体などが共有し、応力レベルに応じて行う対策
等の決裁をネットワーク上で電子的に行うことができ
る。なお、本発明は、他工事ばかりではなく、インフラ
業者が自社で工事を行う場合でも、既設の地中埋設管の
安全対策に利用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、地中埋設
管が敷設されている位置の近傍で、敷設者とは異なる事
業者が工事を行うとき、地中埋設管に生じる応力状態に
ついて把握した情報を、敷設者、事業者、工事担当者な
どの関係者間で共有するので、地中埋設管の被害発生時
には、原因究明から責任の所在の決定を含めた対策を迅
速に施すことができる。

【００３０】また本発明によれば、関係者は、協議して
決定した対策が有効に行われているか否かを容易に知る
ことができる。

【００３１】また本発明によれば、応力が基準を越える
ことを条件として関係者間の協議を迅速に行い、複数種
類の対策を概算費用とともに提示して、事業者が選択
し、敷設者が承認することによって、有効な対策の決定
から実行までに要する時間を短縮し、迅速に対策を施す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である地中埋設管の安全
対策方法を実行する配管のリアルタイム安全性管理シス
テムの概略的な構成を示す図である。

【図２】図１の実施形態で監視を行う応力状態を、地盤
変状量を計測して行うための構成を示す図である。

【図３】図１の配管のリアルタイム安全性管理システム
で、工事中の安全対策を行う手順を示すフローチャート
である。

【図４】本発明の実施の他の形態で、応力状態を監視す
るための構成を示す図である。

【符号の説明】

１ インフラ技術 ２ インフラ現場 ３ 施工会社 ４ 施主 １０ インターネット １１ 応力解析サーバ ２０，４０ 地中埋設管 ２１，４１ 地盤 ２２ シールドトンネル ２４，３４，４４ パーソナルコンピュータ ２３ 土圧センサ ３０ 変位計 ３１，３２，３３，４２，４３ マーカ ５０ 計測用ネットワークシステム ５１ 溝 ５２ 応力・ひずみ計測器 ５３ ノート型パーソナルコンピュータ ５４ 解析用パーソナルコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F073 AA19 AA22 AA40 AB01 BB07 BC01 CC01 CC08 DD02 EE00 GG01 GG08 2F076 BA01 BA17 BB09 BD02 BD17 BE17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中埋設管の敷設位置近傍で、地中埋設
   管の敷設者とは異なる事業者が工事を行う際に、地中埋
   設管の安全評価を行う方法であって、 地中埋設管に関して、工事に伴って発生する地盤変位を
   リアルタイムで検出して、検出結果に基づく応力状態を
   定量的に把握し、 把握した情報を、情報通信ネットワークを介して、該敷
   設者、該事業者および工事担当者を含む関係者間で共有
   し、 地中埋設管に対する被害発生時の関係者間の協議および
   対策決定を、情報通信ネットワーク上で行うことを特徴
   とする地中埋設管の安全対策方法。
2. 【請求項２】 前記関係者は、前記対策決定後に、該対
   策実行の効果を、前記情報通信ネットワークを介して確
   認可能であることを特徴とする地中埋設管の安全対策方
   法。
3. 【請求項３】 前記協議は、前記被害発生の可能性が予
   め定める基準を超えて高まることを条件として行われ、 前記対策は、協議によって複数種類の対策を概算費用と
   ともに提示し、前記事業者が選択して前記敷設者が承認
   することによって決定されることを特徴とする請求項１
   または２記載の地中埋設管の安全対策方法。