JP2004108520A - Hose for civil engineering work - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、土木工事用ホースに関し、更に詳しくは、地盤の改質工事等の際に地盤にあけられた穴に薬液等を注入するための土木工事用ホースに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の地盤の改質工事は、地盤に所定の深さの竪穴をあけてこの穴にホースを挿入し、所定の位置でホースから薬液を注入して徐々にホースを引き抜き、さらに所定の位置でホースの引き抜きを停止して再び薬液を注入し、さらにホースを引き抜くという作業を繰り返しながら行う工法が一般的に行われてきた。
【0003】
したがって、かかる工法に使用するホースは、特に吊り下げ荷重に耐える必要があるために、内面のゴム層と、その外周に配置した鋼線からなる補強層と、その外周を被覆する外面ゴム層とからなるゴムホースが使用されてきた(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
一方、近年になって、地盤の改質工事に横穴方式の工法が要請されるようになり、この工法によれば、100m程度の長さにわたって地盤の中にあけられた横穴にパイプを挿入し、そのパイプの中に人手によりホースを挿入して行き、所定位置においてホースから薬液を注入することにより行われるが、 その際、従来の鋼線で補強されたゴムホースを使用すると、ホースの重量が嵩むために人手による挿入時の作業性が非常に悪く、さらには、ホースの表面の滑りが充分得られないために20m程度挿入した時点でホースが座屈して挿入作業が不能になる、という問題がしばしばあった。
【0005】
この問題を解消する試みとして、補強層を有機繊維層とし、外面層を柔軟性のあるウレタン樹脂に置き換えたホースを使用したところ、50m程度までの挿入が可能となったが、その時点でホースが座屈してしまい、これ以上の挿入作業が不能となった。
【0006】
【特許文献1】
特許第3096961号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このような背景から、上記する横穴方式の工法に耐え得るホースには、特に、(1)人手による作業が中心になるために、軽量であること、(2)挿入過程において座屈することのないように、ホースの巻き取り易さを阻害しない範囲で、曲げ剛性が高いこと、(3)薬液の注入位置にホースの先端を正確に位置できるように、ホースの伸びが小さいこと、 等が要求されることを確認した。
【0008】
したがって、この発明の目的は、軽量で、かつ巻き取り易さを阻害しない範囲で曲げ剛性が高くて、伸びが小さくパイプへの挿入性に優れた土木工事用ホースを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明の土木工事用ホースは、樹脂及び/又はゴムからなる内面層と外面層との間に、繊維補強層を介在させた土木工事用ホースであって、前記内面層又は外面層を構成する樹脂層に、曲げ弾性率300〜5000MPaの熱可塑性樹脂を使用したことを要旨とする。
【0010】
これにより、ホース全体が軽量化されると共に、ドラムへの巻き取り易さを阻害することなくホースの曲げ剛性が確保されることにより挿入時におけるホースの座屈が防止でき、かつホースの伸びを抑制して薬液の注入作業及びホースの挿入作業が円滑に行われる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【0012】
図1は、この発明の土木工事用ホースの第一実施形態による断面構造を示す断面図で、ホース1は樹脂又はゴムからなる内面層2と、その外周に配置した有機又は無機繊維からなる繊維補強層3と、さらにその外周に配置した熱可塑性樹脂からなる外面層4、からなる。
【0013】
この発明のホース1は、地盤にあけられた横穴に沿って設置されたパイプ内を人手により奥深くまで挿入可能にするために、ドラムへの巻き取り易さが特に求められ、加えて挿入の際にパイプ内でホースが座屈しないための高い曲げ剛性と、薬液注入を所定の位置で行えるようにするためにホースの伸びが小さいことが求められる。
【0014】
上記の要求を満たすために、内面層2、繊維補強層3及び外面層4の構成が以下に述べるように特定される。
【0015】
内面層2を構成する樹脂又はゴムの材料は、特に限定されないが、柔軟性があり、ホースの巻き取り易さを阻害しない範囲での曲げ弾性率が大きい材料が好ましく使用され、樹脂としてはポリエステル系熱可塑性樹脂、ナイロン系熱可塑性樹脂、ウレタン系熱可塑性樹脂、オレフィン系熱可塑性樹脂、等が使用され、ゴムとしてはSBR,NBR,NR,CR,EPDM、等が使用される。
【0016】
繊維補強層3を構成する繊維材料は、軽量で伸びが小さく、破断強度の大きい材料が好ましく使用され、アラミド繊維、ナイロン繊維、PET繊維等のポリエス
テル繊維等の有機繊維、又はガラス繊維等の無機繊維が使用される。
【0017】
外面層4を構成する熱可塑性樹脂は、ホースの巻き取り易さを阻害しない範囲での高い曲げ剛性と滑り易さが要求されるため、その材料として曲げ弾性率300〜5000MPa、好ましくは540〜2500MPa、である熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、ナイロン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ABS系樹脂の何れか、又はこれらの群から選ばれた二種以上の混合物が使用される。
【0018】
熱可塑性樹脂の具体例としては、6ナイロン、66ナイロン、610ナイロン、11ナイロン、12ナイロン、PET,PBT,PP,ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリアセタール(コポリマー、ホモポリマー)、硬質PVC,ポリカーボネート、ポリアリレート、ABS,等が挙げられる。
【0019】
熱可塑性樹脂の曲げ弾性率が300MPa未満では、ホース1をパイプに挿入して行く過程で座屈が生じて、それ以降の挿入が不能になり、5000MPa超では、ホース1が硬すぎてしまいドラムへの巻き付けが出来なくなり作業性が悪化する。
【0020】
さらに、外面層4を構成する熱可塑性樹脂の厚さは、ホース1のドラムへの巻き取り易さを確保する観点から、0.3mm〜2.5mm、好ましくは0.5mm〜1.0mm、である。
【0021】
外面層4の厚さが、0.3mm未満では、ホース1をパイプに挿入して行く過程で座屈が生じて、それ以降の挿入が不能になり、2.5mm超では、ホース1が硬すぎてしまいドラムへの巻き付けが出来なくなり作業性が悪化する。
【0022】
この発明の土木工事用ホースは、上述したように構成されるため、高い曲げ剛性を有しながらも、軽量で伸び難く、かつドラムに巻き取り易くて伸びが少ない、等の特性を有し、地盤の改質工事等における作業性に優れる。
【0023】
図2は、この発明の土木工事用ホースの第二実施形態による断面構造を示す断面図で、ホース1は曲げ弾性率300〜5000MPaの熱可塑性樹脂からなる内面層2と、その外周に配置した有機又は無機繊維からなる繊維補強層3と、さらにその外周に配置した樹脂又はゴムからなる外面層4、からなる。
【0024】
内面層2を構成する熱可塑性樹脂は、前記第一実施形態における外面層4を構成する熱可塑性樹脂と同等の熱可塑性樹脂からなり、外面層4を構成する樹脂又はゴムは前記第一実施形態における内面層2を構成する樹脂又はゴムと同等の樹脂又はゴムからなる。
【0025】
図3は、この発明の土木工事用ホースの第三実施形態による断面構造を示す断面図で、ホース1は樹脂又はゴムからなる内面層2と、その外周に配置した有機又は無機繊維からなる繊維補強層3と、さらにその外周に配置した外面層4からなり、外面層4は内層4aを樹脂とし外層4bを曲げ弾性率300〜5000MPaの熱可塑性樹脂とした2層構造で構成する。
【0026】
内面層2を構成する樹脂又はゴムは前記第一実施形態における内面層2を構成する樹脂又はゴムと同等の樹脂又はゴムからなり、外面層4の内層4aを構成する樹脂は、前記第一実施形態における内面層2を構成する樹脂と同等の樹脂からなる。また、外面層4の外層4bを構成する熱可塑性樹脂は、前記第一実施形態における外面層4を構成する熱可塑性樹脂と同等の熱可塑性樹脂からなる。
【0027】
図4は、この発明の土木工事用ホースの第四実施形態による断面構造を示す断面図で、ホース1は内層2aを樹脂又はゴムとし外層2bを曲げ弾性率300〜5000MPaの熱可塑性樹脂とした2層構造からなる内面層2と、その外周に配置した有機又は無機繊維からなる繊維補強層3と、さらにその外周に配置した樹脂又はゴムからなる外面層4からなる。
【0028】
内面層2の内層2aを構成する樹脂又はゴムは前記第一実施形態における内面層2を構成する樹脂又はゴムと同等の樹脂又はゴムからなり、内面層2の外層2bを構成する熱可塑性樹脂は前記第一実施形態における外面層4を構成する熱可塑性樹脂と同等の熱可塑性樹脂からなり、外面層4を構成する樹脂又はゴムは前記第一実施形態における内面層2を構成する樹脂又はゴムと同等の樹脂又はゴムからなる。
【0029】
上記した第二、第三、及び第四実施形態による土木工事用ホースは、それぞれが前記第一実施形態による土木工事用ホースと同等の作用効果を呈するため、各実施形態における重複した説明を省略する。
【0030】
【実施例】
[実験1]
第一実施形態による外面層4を構成する熱可塑性樹脂の曲げ弾性率が、ホース1のパイプへの挿入し易さ(以下、実施例において「挿入性」という)とドラムへの巻き取り易さ(以下、実施例において「巻き取り性」という)に与える影響を調べるため、以下の実験を行った。
【0031】
硬度55Dのポリエステル樹脂(*1)を使用して内径19mm、厚さ1.7mmの内面層2を押出し成形し、その周囲にポリエステル繊維(*2)を用いて外径が25.3mmとなるように繊維補強層3を編組し、その周囲に[表1]に示す6種の異なる曲げ弾性率を有する熱可塑性樹脂からなる厚さが0.75mmの外面層4を、それぞれ押出して被覆成形して6種のホース(ホースA〜F)を得た。
【0032】
なお、熱可塑性樹脂の曲げ弾性率は、JIS K7203に準拠して、縦80mm、横10mm、厚さ4mmの試験片を支点間距離32mmで、東洋精機製作所製ストログラフV1−C試験機を使用し、曲げ試験を行い測定した。
(*1)東レ・デュポン社製「ハイトレル5577」
(*2)東レ社製「ポリエステルT702C」
これら各ホースを、以下に示す評価方法により挿入性と巻き取り性の評価を行い、その結果を[表1]に示した。
【0033】
[挿入性評価]
内径40mm、長さ100m余りの塩化ビニル製パイプの一端から人手によりホースを挿入し、その時の状況を以下に示す3段階で評価した。
◎:座屈することなく100m以上挿入可能。
○:座屈しないように注意する必要があるが100mまで挿入可能。
×:50m以下で座屈し、以後の挿入が不能。
【0034】
[巻き取り性評価]
直径1mのドラムに人手によりホースを巻き付けて、その時の状況を以下に示す3段階で評価した。
◎:容易に巻き付け可能。
○:力を要するが、巻き付け可能。
×:巻き付け不可能。
【0035】
【表1】
[表1]の結果より、外面層4を構成する熱可塑性樹脂の曲げ弾性率が300〜5000MPaで挿入性と巻き取り性が両立することを確認した。
【0036】
[実験2]
第一実施形態による外面層4の厚さが、ホース1の挿入性と巻き取り性に与える影響を調べるため、以下の実験を行った。
【0037】
硬度55Dのポリエステル樹脂(*1)を使用して内径19mm、厚さ1.7mmの内面層2を押出し成形し、その周囲にポリエステル繊維(*2)を用いて外径が25.3mmとなるように繊維補強層3を編組し、その周囲に曲げ弾性率が700MPaのナイロン樹脂(*3a)からなる外面層4を[表2]に示す5通りの厚さになるように、それぞれ押出して被覆成形して7種のホース(ホースG〜M)を得た。
(*3a)宇部興産・製「1030B」(水分率3.5%)
これら各ホース1を、[実験1]と同じ評価方法により挿入性と巻き取り性の評価を行い、その結果を[表2]に示した。
【0038】
【表2】
[表2]の結果より、外面層4を構成する熱可塑性樹脂の厚さが、0.3mm〜2.5mmであると挿入性と巻き取り性が両立することを確認した。
【0039】
[実験3]
ホース1の伸びが挿入性に与える影響を調べるため、〔表3〕に示す仕様による本発明ホースと、比較ホース1〜4を作製し、以下の方法により各ホースの伸び(%)を測定し、さらに各ホースについて[実験1]と同じ評価方法により挿入性の評価を行い、その結果を、併せて[表3]に示した。
[伸びの測定]
露出長500mmのホースを引っ張り試験機に取り付け、荷重490N負荷時の伸びを測定する。
【0040】
【表3】
[表3]の結果より、本発明ホースは伸びが小さい上に、比較ホース 1〜4と比較して挿入性に優れていることを確認した。
【0041】
【発明の効果】
上述するように、この発明の土木工事用ホースは、繊維補強層の材料を有機又は無機繊維とし、内面層又は外面層を構成する樹脂層として曲げ弾性率300〜5000MPaの熱可塑性樹脂を使用したので、ホース全体が軽量化されると共に、ドラムへの巻き取り易さを阻害することなくホースの曲げ剛性が確保されることにより挿入時におけるホースの座屈が防止でき、かつホースの伸びを抑制して薬液の注入作業及びホースの挿入作業が円滑に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の土木工事用ホースの第一実施形態による断面構造を示す断面図である。
【図2】この発明の土木工事用ホースの第二実施形態による断面構造を示す断面図である。
【図3】この発明の土木工事用ホースの第三実施形態による断面構造を示す断面図である。
【図4】この発明の土木工事用ホースの第四実施形態による断面構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ホース 2 内面層
3 繊維補強層 4 外面層
2a,4a 内層 2b,4b 外層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a civil engineering construction hose, and more particularly, to a civil engineering construction hose for injecting a chemical solution or the like into a hole drilled in the ground at the time of ground modification work or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventional ground reforming work involves drilling a vertical hole in the ground with a predetermined depth, inserting a hose into this hole, injecting a chemical solution from the hose at a predetermined position, gradually pulling out the hose, and further at a predetermined position. A method of stopping the drawing of the hose, injecting the chemical solution again, and then pulling out the hose while repeating the operation has been generally performed.
[0003]
Therefore, the hose used in such a construction method is required to withstand a hanging load in particular, so that a rubber layer on the inner surface, a reinforcing layer made of a steel wire disposed on the outer periphery thereof, and an outer rubber layer covering the outer periphery thereof are provided. (See, for example, Patent Document 1).
[0004]
On the other hand, in recent years, a side hole method has been required for the ground reforming work. According to this method, a pipe is inserted into a side hole drilled in the ground over a length of about 100 m. It is performed by manually inserting a hose into the pipe and injecting a chemical solution from the hose at a predetermined position.In this case, if a rubber hose reinforced with a conventional steel wire is used, the weight of the hose is reduced. The workability at the time of manual insertion is very poor due to the bulkiness, and furthermore, the slippage of the surface of the hose is not sufficiently obtained, so that when the hose is inserted about 20 m, the hose buckles and the insertion work becomes impossible. Often there was.
[0005]
As an attempt to solve this problem, a hose in which the reinforcing layer was an organic fiber layer and the outer surface layer was replaced with a flexible urethane resin was used, and insertion up to about 50 m was possible. Buckled, and no further insertion work was possible.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3096961 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
From such a background, a hose capable of withstanding the above-described lateral hole method is particularly (1) light in weight due to the manual operation, and (2) does not buckle during the insertion process. As long as the ease of winding the hose is not hindered, the flexural rigidity must be high, and (3) the extension of the hose must be small so that the tip of the hose can be accurately positioned at the injection position of the chemical solution. Confirmed that.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a hose for civil engineering work that is lightweight, has high bending rigidity in a range that does not impair ease of winding, has low elongation, and has excellent insertability into a pipe.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The hose for civil engineering of the present invention for achieving the above object is a hose for civil engineering in which a fiber reinforcing layer is interposed between an inner surface layer made of resin and / or rubber and an outer surface layer, The gist is that a thermoplastic resin having a flexural modulus of 300 to 5000 MPa is used for the resin layer constituting the layer or the outer layer.
[0010]
This reduces the overall weight of the hose and ensures the hose's bending stiffness without hindering the ease of winding on the drum.This prevents buckling of the hose during insertion and reduces hose elongation. In this way, the operation of injecting the chemical solution and the operation of inserting the hose are smoothly performed.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the respective drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0012]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure according to a first embodiment of a civil engineering hose according to the present invention. It comprises a reinforcing
[0013]
The
[0014]
In order to satisfy the above requirements, the configurations of the
[0015]
The material of the resin or rubber constituting the
[0016]
As the fiber material constituting the
[0017]
The thermoplastic resin constituting the outer surface layer 4 is required to have high flexural rigidity and slipperiness within a range that does not impair the ease of winding of the hose. A thermoplastic resin of 2500 MPa is used. The thermoplastic resin is selected from nylon resin, polyester resin, polyolefin resin, polyacetal resin, polystyrene resin, vinyl chloride resin, polycarbonate resin, ABS resin, or any of these groups. A mixture of two or more is used.
[0018]
Specific examples of the thermoplastic resin include 6 nylon, 66 nylon, 610 nylon, 11 nylon, 12 nylon, PET, PBT, PP, polymethylpentene, polystyrene, polyacetal (copolymer, homopolymer), rigid PVC, polycarbonate, poly Allylate, ABS, and the like.
[0019]
If the flexural modulus of the thermoplastic resin is less than 300 MPa, buckling occurs in the process of inserting the
[0020]
Further, the thickness of the thermoplastic resin constituting the outer surface layer 4 is from 0.3 mm to 2.5 mm, preferably from 0.5 mm to 1.0 mm, from the viewpoint of ensuring the ease of winding the
[0021]
If the thickness of the outer surface layer 4 is less than 0.3 mm, buckling occurs in the process of inserting the
[0022]
Since the civil engineering construction hose of the present invention is configured as described above, while having high bending rigidity, it has properties such as light weight and low elongation, and easy to wind around a drum and low elongation, Excellent workability in ground modification work.
[0023]
FIG. 2 is a sectional view showing a sectional structure according to a second embodiment of the civil engineering hose of the present invention. The
[0024]
The thermoplastic resin forming the
[0025]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a civil engineering hose according to a third embodiment of the present invention. The
[0026]
The resin or rubber forming the
[0027]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure according to a fourth embodiment of the civil engineering hose of the present invention. The
[0028]
The resin or rubber forming the
[0029]
The above-described civil engineering hoses according to the second, third, and fourth embodiments each have the same operation and effect as the civil engineering hose according to the first embodiment, and thus redundant description in each embodiment is omitted. I do.
[0030]
【Example】
[Experiment 1]
The bending elastic modulus of the thermoplastic resin constituting the outer surface layer 4 according to the first embodiment is such that the
[0031]
An
[0032]
The flexural modulus of the thermoplastic resin is 80 mm long, 10 mm wide and 4 mm thick, and the distance between fulcrum points is 32 mm according to JIS K7203. Then, a bending test was performed and measured.
(* 1) "Hytrel 5577" manufactured by Toray DuPont
(* 2) Toray “Polyester T702C”
Each of these hoses was evaluated for insertability and windability by the evaluation methods described below, and the results are shown in [Table 1].
[0033]
[Evaluation of insertability]
A hose was manually inserted from one end of a vinyl chloride pipe having an inner diameter of 40 mm and a length of about 100 m, and the situation at that time was evaluated on the following three scales.
:: 100 m or more can be inserted without buckling.
:: Care must be taken not to buckle, but it can be inserted up to 100 m.
X: Buckling occurred at 50 m or less, and subsequent insertion was impossible.
[0034]
[Evaluation of winding property]
A hose was manually wound around a drum having a diameter of 1 m, and the situation at that time was evaluated in the following three grades.
:: Can be easily wound.
:: Needs power, but can be wound.
X: winding is impossible.
[0035]
[Table 1]
From the results of [Table 1], it was confirmed that the thermoplastic resin constituting the outer surface layer 4 had a bending elastic modulus of 300 to 5000 MPa, and both insertability and windability were compatible.
[0036]
[Experiment 2]
The following experiment was performed in order to investigate the effect of the thickness of the outer surface layer 4 according to the first embodiment on the insertability and winding property of the
[0037]
An
(* 3a) "1030B" manufactured by Ube Industries (3.5% moisture)
Each of these
[0038]
[Table 2]
From the results in [Table 2], it was confirmed that when the thickness of the thermoplastic resin constituting the outer surface layer 4 was 0.3 mm to 2.5 mm, both insertability and winding property were compatible.
[0039]
[Experiment 3]
In order to examine the influence of the elongation of the
[Measurement of elongation]
A hose having an exposed length of 500 mm is attached to a tensile tester, and the elongation under a load of 490 N is measured.
[0040]
[Table 3]
From the results shown in Table 3, it was confirmed that the hose of the present invention had a small elongation and was superior in insertability as compared with the
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the civil engineering construction hose of the present invention uses a thermoplastic resin having a flexural modulus of 300 to 5000 MPa as a resin layer constituting the inner surface layer or the outer surface layer, using organic or inorganic fibers as the material of the fiber reinforcement layer. As a result, the entire hose is reduced in weight, and the bending rigidity of the hose is ensured without hindering the ease of winding on the drum. This prevents buckling of the hose during insertion and suppresses the elongation of the hose. As a result, the operation of injecting the chemical solution and the operation of inserting the hose are performed smoothly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a sectional structure according to a first embodiment of a civil engineering construction hose of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a sectional structure according to a second embodiment of the hose for civil engineering work of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a hose for civil engineering work according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a hose for civil engineering work according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記内面層又は外面層を構成する樹脂層に、曲げ弾性率300〜5000MPaの熱可塑性樹脂を使用したことを特徴とする土木工事用ホース。A civil engineering construction hose having a fiber reinforced layer interposed between an inner surface layer and an outer surface layer made of resin and / or rubber,
A hose for civil engineering work, wherein a thermoplastic resin having a flexural modulus of 300 to 5000 MPa is used for the resin layer constituting the inner layer or the outer layer.
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