JP2005351429A - Design method for pipe-in-pipe construction method - Google Patents
Design method for pipe-in-pipe construction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005351429A JP2005351429A JP2004174875A JP2004174875A JP2005351429A JP 2005351429 A JP2005351429 A JP 2005351429A JP 2004174875 A JP2004174875 A JP 2004174875A JP 2004174875 A JP2004174875 A JP 2004174875A JP 2005351429 A JP2005351429 A JP 2005351429A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- new
- existing
- length
- new pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 72
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000012552 review Methods 0.000 claims description 6
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
本発明はパイプ・イン・パイプ工法の設計方法に関する。 The present invention relates to a design method for a pipe-in-pipe method.
既設の管内に新管を挿入するパイプ・イン・パイプ工法は、老朽管を更新するための工法として位置付けられ、開発されたものである(たとえば、特許文献1)。この場合に、老朽管が直線状に敷設されている場合はあまり問題はないが、この老朽管が管どうしの継手部において屈曲している場合は、敷設すべき新管の長さに制限を受けるとともに、新管どうしの継手部の屈曲角に影響を受け、さらに直線状である場合に比べて新管の挿入力が大きくなり、さまざまな障害の発生のおそれがある。
そこで本発明は、パイプ・イン・パイプ工法を円滑に施工できるような設計を可能とすることを目的とする。 Then, an object of this invention is to enable the design which can construct a pipe-in-pipe construction method smoothly.
この目的を達成するため本発明は、既設の管内に新管を挿入するパイプ・イン・パイプ工法の設計を行うに際し、前記既設の管の管路調査データにもとづいて新管が通過可能かどうかを検討して、通過可能な新管の管長を決定し、前記管路調査データにもとづいて、既設の管に新管を挿入したときの新管の継手における屈曲角を求め、この屈曲角が許容範囲内である場合には新管の挿入推進力を求め、求められた挿入推進力が新管の許容抵抗力の範囲内である場合はその新管の採用を決定し、前記屈曲角が許容範囲を超えている場合はそれに対応した新管の種類および、または新管の管長を決定するか、あるいは新管の敷設長の見直しを行い、前記挿入推進力が新管の許容抵抗力を超えている場合はそれに対応した新管の種類を決定するか、あるいは新管の敷設長の見直しを行うことを特徴とするものである。 In order to achieve this object, the present invention determines whether or not a new pipe can be passed based on the pipe survey data of the existing pipe when designing a pipe-in-pipe method for inserting a new pipe into the existing pipe. The pipe length of the new pipe that can be passed is determined, and the bending angle of the new pipe joint when the new pipe is inserted into the existing pipe is determined based on the pipe survey data. If it is within the allowable range, the insertion thrust of the new pipe is obtained.If the calculated insertion thrust is within the allowable resistance of the new pipe, the adoption of the new pipe is determined, and the bending angle is If the allowable range is exceeded, determine the type of new pipe and / or the length of the new pipe, or review the laying length of the new pipe, and the insertion propulsive force will increase the allowable resistance of the new pipe. If so, decide the type of new pipe corresponding to it, Rui is characterized in carrying out the review of laying lengths of new pipe.
本発明によれば、上記において、それぞれの継手における屈曲角が一様でなくかつ同じ方向に曲がっていく既設の管の管路に新管を挿入する場合であって、新管の管長が既設の管の管長と等しいか既設の管の管長よりも大きいときには、
Lを新管の管長とし、
nを既設の管の本数とし、
L1〜Lnを既設の管の管長とし、
θ1〜θnを既設の管の継手の屈曲角とし、
γを新管が既設の管の内部を通過する状態によって決定される係数として、
新管の継手における屈曲角φを次式
According to the present invention, in the above, when a new pipe is inserted into a pipe line of an existing pipe that is not uniform in bending angle in each joint and bends in the same direction, the pipe length of the new pipe is When the pipe length is equal to or larger than the existing pipe length,
Let L be the new pipe length,
Let n be the number of existing pipes,
The L 1 ~L n and tube length of the existing pipe,
Let θ 1 to θ n be the bending angles of existing pipe joints,
γ is a coefficient determined by the state in which the new pipe passes through the existing pipe,
The bending angle φ of the new pipe joint is
本発明によれば、上記において、それぞれの継手における屈曲角が一様でなくかつ異なる方向に曲がっていく既設の管の管路に新管を挿入する場合であって、新管の管長が既設の管の管長と等しいか既設の管の管長よりも大きいときには、
D0を既設の管の内径とし、
L0を既設の管の管長とし、
θを既設の管の継手における屈曲角とし、
δ1を新管と既設の管との径方向の隙間とし、
mを新管の外径と既設の管の内径との差によって決定される係数とし、
D5を新管の外径として、
新管の継手における屈曲角φを次式
According to the present invention, in the above, when a new pipe is inserted into a pipe line of an existing pipe that is not uniform in bending angle in each joint and bends in different directions, the pipe length of the new pipe is When the pipe length is equal to or larger than the existing pipe length,
Let D 0 be the inner diameter of the existing pipe,
Let L 0 be the length of the existing pipe,
θ is the bending angle in the existing pipe joint,
Let δ 1 be the radial gap between the new pipe and the existing pipe,
m is a coefficient determined by the difference between the outer diameter of the new pipe and the inner diameter of the existing pipe,
The D 5 as the outer diameter of the new pipe,
The bending angle φ of the new pipe joint is
本発明によれば、上記において、
μを新管と既設の管との間の摩擦係数とし、
Wを新管の1本あたりの質量とし、
Nを新管の挿入本数とし、
κを継手の曲がりを考慮した割増率として、
新管の挿入推進力Fを、
F=μ・W・N・κ
により求めることが好適である。
According to the invention, in the above,
μ is the coefficient of friction between the new pipe and the existing pipe,
Let W be the mass per new tube,
N is the number of new tubes inserted,
κ is an additional rate considering the bending of the joint,
New tube insertion force F
F = μ ・ W ・ N ・ κ
It is preferable to obtain by
本発明によれば、上記において、割増率κを、管路の曲がりの中心角により変化する変数とすることが好適である。
また本発明によれば、上記において、管路の曲がりの中心角をΘとして、割増率κを
κ=V・Θ+1
ただし、Vは既設の管の内面性状によって変化する変数
とすることが好適である。
According to the present invention, in the above, it is preferable that the premium rate κ is a variable that changes depending on the central angle of the bend of the pipe.
According to the present invention, in the above, the central angle of the bend of the pipe is Θ, and the rate of increase κ is κ = V · Θ + 1
However, V is preferably a variable that varies depending on the inner surface properties of the existing pipe.
本発明によれば、既設の管の管路調査データにもとづいて新管が通過可能かどうかを検討して、通過可能な新管の管長を決定し、前記管路調査データにもとづいて、既設の管に新管を挿入したときの新管の継手における屈曲角を求め、この屈曲角が許容範囲内である場合には新管の挿入推進力を求め、求められた挿入推進力が新管の許容抵抗力の範囲内である場合はその新管の採用を決定し、前記屈曲角が許容範囲を超えている場合はそれに対応した新管の種類および、または新管の管長を決定するか、あるいは新管の敷設長の見直しを行い、前記挿入推進力が新管の許容抵抗力を超えている場合はそれに対応した新管の種類を決定するか、あるいは新管の敷設長の見直しを行うため、パイプ・イン・パイプ工法を円滑に施工するための設計を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is determined whether a new pipe can pass based on the pipe survey data of the existing pipe, the length of the new pipe that can be passed is determined, and the existing pipe is determined based on the pipe survey data. The bending angle at the joint of the new pipe when the new pipe is inserted into this pipe is obtained. If it is within the allowable resistance range, determine whether to adopt the new pipe, and if the bending angle exceeds the allowable range, determine the type and / or length of the new pipe Alternatively, review the laying length of the new pipe, and if the insertion propulsion force exceeds the allowable resistance of the new pipe, determine the type of the new pipe corresponding to it or review the laying length of the new pipe. Design for smooth construction of pipe-in-pipe method It can be carried out to become.
図1に、本発明の実施の形態のパイプ・イン・パイプ工法の設計方法のフローを示す。以下、このフローにしたがって説明する。 FIG. 1 shows a flow of a design method of a pipe-in-pipe method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, it demonstrates according to this flow.
[挿入新管の管長]
たとえば水道管路においては、老朽化した既設管の更新時のみならず、近年は、地下埋設物の輻輳などに対処するために、あらかじめヒューム管などを推進してさや管とし、このさや管の内部にダクタイル管を挿入する工事も多く見受けられるようになっている。そこで、以下においては、これら既設管またはさや管に新管を挿入する場合について説明する。
[The length of the inserted new pipe]
For example, in the case of water pipes, not only at the time of renewing aging existing pipes, but in recent years, in order to cope with the congestion of underground buried objects, fume pipes are promoted in advance to form sheath pipes. There are many works to insert ductile pipes inside. Therefore, in the following, a case where a new pipe is inserted into these existing pipes or sheath pipes will be described.
まず、図1のステップS101において、既設管またはさや管の管路の屈曲状況の調査にもとづき、その管路を通過可能な新管の長さについて検討する。このとき、新管が上記の老朽化した既設管または新設のさや管のいずれに通されるかによって、異なった検討を行う必要がある。 First, in step S101 of FIG. 1, the length of a new pipe that can pass through the existing pipe or the sheath pipe based on the investigation of the bending state of the pipe pipe is examined. At this time, it is necessary to perform different examinations depending on whether the new pipe is passed through the above-mentioned old or new sheath.
すなわち、継手部において屈曲した既設管またはさや管の内部に挿入可能な新管の管長は、「ダクタイル管によるパイプ・イン・パイプ工法」JDPAT36 日本ダクタイル鉄管協会 技術資料 にもとづいて求めることができる。このとき、老朽化した既設管の場合は、管内調査を行い、管内径、管長、継手の屈曲角度、管内面の状況などのデータを入手する。一方、新設のさや管の場合は、屈曲部の曲率と管路長とのデータを基に設計する。ただし、さや管が推進時に計画時の線形通りに敷設されていることを確認する必要がある。 That is, the pipe length of an existing pipe bent at the joint or a new pipe that can be inserted into the sheath pipe can be obtained based on the “Ductile Pipe Pipe-in-Pipe Method” JDPAT 36 Japan Ductile Iron Pipe Association Technical Data. At this time, in the case of an aging existing pipe, an in-pipe investigation is performed to obtain data such as the pipe inner diameter, pipe length, joint bending angle, and pipe inner surface conditions. On the other hand, in the case of a new sheath, the design is based on the data of the curvature of the bent portion and the pipe length. However, it is necessary to confirm that the sheath pipes are laid in the linear form as planned at the time of propulsion.
次に、既設管またはさや管の屈曲状況がZ字形であるかくの字形であるかにもとづき、異なるモデル式を用いて、挿入可能な新管の管長を求める。以下、これらを「モデルI」「モデルII」と称する。 Next, based on whether the bending state of the existing pipe or sheath pipe is a Z-shape, the length of the new tube that can be inserted is obtained using a different model formula. These are hereinafter referred to as “Model I” and “Model II”.
(モデルIの場合)
図2に示すように、既設管またはさや管1が、2箇所の継手部においてZ字形に屈曲している。新管2は、複数が継手部で互いに接合されかつ継手部において屈曲しない状態で既設管またはさや管1に挿入されるものとする。また新管2は、一端に受口3を有するとともに他端に挿口4を有した受挿構造によって、互いに接合するための継手部を構成するものとする。5は、その管体部である。さらに、Z字形に屈曲した既設管またはさや管1における2箇所の屈曲部での屈曲角は、それぞれ等しいとする。ここで、
L:新管2の管長(有効長)
D2:新管2の管体部の外径
D5:新管2の受口3の外径
P:新管2の受口の呑み込み寸法
L0:既設管またはさや管1の管長(有効長)
D0:既設管またはさや管1の最小内径
θ:既設管またはさや管1の屈曲角度
φ1、φ2:屈曲部において既設管またはさや管1と新管2とがなす角
とすると、
(Model I)
As shown in FIG. 2, the existing pipe or
L:
D 2 : The outer diameter of the tube part of the new pipe 2 D 5 : The outer diameter of the receiving
D 0 : Minimum inner diameter of existing tube or
(モデルIIの場合)
図3に示すように、既設管またはさや管1が、継手部においてくの字形に屈曲している。この場合は、
φ0:屈曲部において既設管またはさや管1と新管2とがなす角
とすると、
(Model II)
As shown in FIG. 3, the existing pipe or
φ 0 : The angle formed by the existing pipe or
上述した式(1)、式(2)による計算結果から、図1のステップS102において、新管2が定尺管である場合に既設管またはさや管1の屈曲部を通過可能であるかどうかを判定する。通過可能であればその管長を採用し、通過可能でない場合は、ステップS103において、上述した式(1)、式(2)による計算結果にもとづき、通過可能な管長(定尺管よりも短くなる)を算出する。
From the calculation results of the above-described formulas (1) and (2), whether or not the existing pipe or the
[調査データにもとづいた新管の屈曲角φの算出]
次に、図1のステップS104において、上記の既設管またはさや管1の管路調査データにもとづいて、挿入新管2の最大の継手屈曲角φを算出する。
[Calculation of bending angle φ of new pipe based on survey data]
Next, in step S104 of FIG. 1, the maximum joint bending angle φ of the inserted
(A)同じ方向に曲がっていく既設管またはさや管に挿入する場合
(A−1) 新管2が、既設管またはさや管1よりも長い(L≧L0)場合
(A−1−1)
既設管またはさや管1における複数の継手部のそれぞれにおいて、その屈曲角が一様でない場合について説明する。この場合における既設管またはさや管1と新管2との関係を図4に示す。ここで、挿入される新管2の継手部の屈曲角φは、既設管またはさや管1の内径D0や、その管長L0や、その屈曲角θに大きく左右されるため、既設管またはさや管1がn本以内の数で敷設されているとして、下記の式(3)によって求める。
(A) When inserting into an existing pipe or sheath tube that bends in the same direction (A-1) When the
The case where the bending angle is not uniform in each of the plurality of joint portions in the existing pipe or
L1〜Ln:既設管またはさや管1の長さ
θ1〜θn:既設管またはさや管1の屈曲角
γ:新管が既設の管の内部を通過する状態によって決定される係数
とし、新管2の外径は前述のD5であるとする。
L 1 to L n : Length of existing pipe or
上記L′の式について説明する。L′は、新管2が新たに入り込んだ既設管またはさや管1の中で屈曲を始めるときの、その入り込み長さを示す。図5に示すように、既設管またはさや管1よりも口径の小さな新管2は、既設管またはさや管1の直線部分に挿入されるときは、図示のように既設管またはさや管1の底部に支持された状態となる。このとき、新管2の中心C2は、既設管またはさや管1の中心C1よりも低い位置に存在する。既設管またはさや管1が屈曲している場合は、新管2は、図5において仮想線で示すように、理論的には、挿入により既設管またはさや管1の側部に当たったときに、この既設管またはさや管1に案内されて屈曲を開始する。ところが、このように新管2が既設管またはさや管1の側部に当たって案内を受けるためには、図示のように新管2はその中心C2のがさや管1の中心C1の高さまでせり上がる必要がある。しかし、現実には、このような高さまでせり上がる前に新管2が屈曲を開始すると考えるのが妥当である。そこで、ここでは、図5に示すように、新管2が既設管またはさや管1の底部に支持されているときの、この新管2の側部から既設管またはさや管1の側部までの距離をdとして、新管2が
d=(D0−D5)/γsinθ1
だけ側方にずれてそれに対応する高さとなったときに、この新管2が屈曲を開始するものとし、この考え方にもとづいて、上記したL′の式が導かれている。なお、係数γの値は、新管2が既設管またはさや管1の内部を通過する状態によって経験的に決定されるものであって、具体的には2〜10の範囲内の値をとることが多い。
The expression L ′ will be described. L ′ indicates the penetration length when the
It is assumed that the
(A−1−2)
次に、図6に示すように、既設管またはさや管1における複数の継手部のそれぞれにおいて、その屈曲角が一様である場合について説明する。この場合は、下記の式(4)を用いて、新管2の屈曲角φを求めることができる。
(A-1-2)
Next, as shown in FIG. 6, a case where the bending angle is uniform in each of the plurality of joint portions in the existing pipe or
(A−2) 新管2が、既設管またはさや管1よりも短い(L<L0)場合
この場合は、
φ=θ
となる。
(A-2) When the
φ = θ
It becomes.
(B)異なる方向に曲がっていく既設管またはさや管に挿入する場合
(B−1) 新管2が、既設管またはさや管1よりも長い(L≧L0)場合
配管試験によって、既設管またはさや管1が同方向に曲がっていく場合よりも、異なる方向に曲がっていく場合の方が、挿入される新管2の継手の角度が小さくなることが判明した。そこで、この場合の新管2の屈曲角φは、図7にもとづき、既設管またはさや管1の内径D0、管長L0、屈曲角θを考慮した下記の式(5)にて算出する。
(B) When inserting into an existing pipe or sheath pipe that bends in a different direction (B-1) When the
δ1:新管2と既設管またはさや管1との径方向の隙間(=D0−D5)
m:新管の外径と既設の管の内径との差によって決定される係数(新管の外径と既設の管の内径との差にもとづいて経験的に求められるものであって、具体的には2〜20の範囲内の値をとることが多い)
である。このとき、δ2=L0sinθ+δ1/mとして、δ2>δ1のときに新管2は屈曲可能であるが、そうでない場合は屈曲しない。また、図7に示すように、αは新管2が屈曲したときの角度、βは新管2が屈曲していないときの角度である。
δ 1 : Clearance in the radial direction between the
m: a coefficient determined by the difference between the outer diameter of the new pipe and the inner diameter of the existing pipe (which is obtained empirically based on the difference between the outer diameter of the new pipe and the inner diameter of the existing pipe, In many cases, it takes a value in the range of 2 to 20)
It is. At this time, assuming that δ 2 = L 0 sin θ + δ 1 / m, the
(B−2) 新管2が、既設管またはさや管1よりも短い(L<L0)場合
この場合は、
φ=θ
となる。
(B-2) When the
φ = θ
It becomes.
[新管の屈曲角φの算出式の適用]
次に、上述した既設管またはさや管の調査の結果から、この既設管またはさや管による管路が、上記(A)の同じ方向に曲がっていくものであるのか、あるいは上記(B)の異なる方向に曲がっていくものであるのかの判定方法について説明する。表1は、既設管またはさや管の調査結果と屈曲方向の判定結果との例を示す。ここでは、屈曲角は、上下方向では上向きを+とするとともに下向きを−とし、また左右方向は右向きを+とするとともに左向きを−としている。
[Application of calculation formula for bending angle φ of new pipe]
Next, based on the result of the investigation of the existing pipe or sheath pipe described above, whether the existing pipe or sheath pipe is bent in the same direction as in (A) above or different from that in (B) above. A method for determining whether or not the vehicle is bent in the direction will be described. Table 1 shows an example of the investigation result of the existing pipe or sheath pipe and the determination result of the bending direction. Here, the bending angle in the vertical direction is + for upward and-for downward, and in the left-right direction is + for right and-for left.
表1において、「単距離」とは既設の管路を構成する各既設管のそれぞれの管長を示し、「累積距離」とは管路の始点から各管までの距離すなわち各管までの単距離の総和を示す。すなわち、表1では、11本の既設管についての調査結果を示す。「既設管の内径」は、水平方向と垂直方向とについて測定し、いずれか小さい方を最小内径D0としている。胴付寸法、すなわち受挿構造の継手における挿口の先端と受口の奥端との隙間の寸法は、管の横端面に沿った上、右、下、左の4箇所の位置で測定している。 In Table 1, “single distance” indicates the length of each existing pipe constituting the existing pipe, and “cumulative distance” indicates the distance from the starting point of the pipe to each pipe, that is, the single distance to each pipe. Indicates the sum of That is, Table 1 shows the survey results for 11 existing pipes. The “inner diameter of the existing pipe” is measured in the horizontal direction and the vertical direction, and the smaller one is set as the minimum inner diameter D 0 . The body size, that is, the size of the gap between the distal end of the insertion port and the rear end of the reception port in the joint of the reception structure is measured at four positions on the right, lower, and left along the horizontal end surface of the pipe. ing.
継手の屈曲角は、胴付寸法の測定結果から、上下方向および左右方向について、計算により求めることができる。表1には、その結果が示されている。また、連続して隣り合う継手についてのそれぞれの上下方向および左右方向の屈曲角の絶対値どうしの和を求める。表1には、その結果もが示されている。 The bending angle of the joint can be obtained by calculation in the vertical direction and the horizontal direction from the measurement result of the body size. Table 1 shows the results. Further, the sum of the absolute values of the bending angles in the vertical direction and the horizontal direction of the joints adjacent to each other is obtained. Table 1 also shows the results.
そして、まず、連続して隣り合う2箇所の継手の上下方向の屈曲角の絶対値の和と左右方向の屈曲角の絶対値の和とを比較して、両者の大小から、継手の屈曲方向が概ね上下方向であるのか左右方向であるのかを判定する。次に、上記のように判定した上下方向または左右方向のどちらかについて、連続する2箇所の継手の屈曲方向をみて、「+」「+」または「−」「−」であれば「同じ方向に屈曲」していると判定し、「+」「−」または「−」「+」であれば「異なる方向に屈曲」していると判定する。 First, the sum of the absolute values of the bending angles in the vertical direction and the sum of the absolute values of the bending angles in the left and right directions of two joints adjacent to each other is compared. Is generally in the up-down direction or left-right direction. Next, look at the bending direction of two consecutive joints in either the up-down direction or the left-right direction determined as described above. If “+”, “+”, or “−” “−” If it is “+”, “−” or “−”, “+”, it is determined that it is “bent in different directions”.
以上によって、上記した「同じ方向に曲がっていく既設管またはさや管に挿入する場合」の算出式と、「異なる方向に曲がっていく既設管またはさや管に挿入する場合」の算出式とのいずれを選択すべきかを決定することができる。 Based on the above, either the calculation formula of “when inserting into an existing pipe or sheath tube that bends in the same direction” or the calculation formula of “when inserting into an existing pipe or sheath tube that bends in a different direction” described above. Can be determined.
既設管またはさや管の屈曲角度θの値は、表1に示される上下方向の屈曲角の値と左右方向の屈曲角の値とをベクトル合成した合成角度の値を適用する。
新管についての値のうち、その外径(D5)は、受口外径の基準値を適用する。また、新管の長さ(L)は、(有効長の基準値)+(受口呑み込み寸法の基準値)を適用する。
As the value of the bending angle θ of the existing pipe or sheath pipe, the value of the combined angle obtained by vector synthesis of the value of the bending angle in the vertical direction and the value of the bending angle in the horizontal direction shown in Table 1 is applied.
Among the values for the new pipe, the outer diameter (D 5 ) applies the reference value of the outer diameter of the receiving port. Further, the length (L) of the new pipe is applied as (effective length reference value) + (receiving port swallowing dimension reference value).
[許容曲げ角度の検討]
次に、このように屈曲した既設管またはさや管1に新管2を挿入したときに、新管2として用いるパイプ・イン・パイプ工法用管を、その許容曲げ角度の範囲で配管することができるか否かを、上述した各式を用いた計算結果にもとづいて検討する。
[Examination of allowable bending angle]
Next, when the
表2には、パイプ・イン・パイプ工法用管の許容曲げ角度の例を示す。ここでは、設計時の許容曲げ角度θaと本来の許容曲げ角度θbとが示されている。設計時の許容曲げ角度θaは、安全を見越して、本来の許容曲げ角度θbの1/2の値に設定されている。 Table 2 shows examples of allowable bending angles of pipes for pipe-in-pipe method. Here, the allowable bending angle theta a design-time and the original allowable bending angle theta b is shown. Allowable bending angle theta a design time, in anticipation of safety, it is set to 1/2 of the original allowable bending angle theta b.
すなわち、図1のステップS105において、上述の各式を用いて得られた新管2の屈曲角φの値が、設計時の許容曲げ角度θa未満であるか否かを判定する。設計時の許容曲げ角度θa以上であった場合は、図1のステップS106において、本来の許容曲げ角度θb未満であるか否かを判定する。本来の許容曲げ角度θb以上であった場合は、図1のステップS107において、φ<θbとなる新管の管長を算出し、当初の設定よりも長さLの短い新管2の敷設を検討する。
That is, it is determined in step S105 in FIG. 1, the value of the bending angle φ of the
[新管の屈曲角φを考慮した挿入力の算出]
図8に平面図で示す管路を考える。ここで7は発進立坑、8は到達立坑、LCは管路における曲線部の長さ、BCは曲線部の始点、ECは曲線部の終点、L1は曲線部の終点ECから到達立坑8までの距離、L2は発進立坑7から曲線部の始点BCまでの距離である。パイプ・イン・パイプ工法での曲線推進を適用可能なこのような管路において、そのための推進力は、「下水道推進工法の指針と解説−2000年版−」などによると、下記の式(6)により算出することができる。
[Calculation of insertion force considering the bending angle φ of the new tube]
Consider the pipeline shown in plan view in FIG. Here 7 starting pit, the arrival pit 8, L C is the length of the curved portion of the conduit, BC is the starting point of the curve section, EC is the curved portion ending, L 1 is the attainment pit from the end EC curved portion 8 the distance to, L 2 is the distance from the starting
F:総推力
F0:先端抵抗力
f:直線推進の場合の単位長さあたりの抵抗力
j:曲線部における推進管の本数
である。Kは、曲線部を超えた直線部について乗じる係数で、
F: total thrust F 0 : tip resistance force f: resistance force per unit length in the case of linear propulsion j: the number of propulsion pipes in the curved portion. K is a coefficient by which the linear part exceeding the curved part is multiplied,
k:曲線部における推進方向に対する法線方向の摩擦抵抗にかかわる係数
である。λは、曲線部と直線部との推進抵抗の比で、
k: a coefficient related to the frictional resistance in the normal direction to the propulsion direction in the curved portion. λ is the ratio of the driving resistance between the curved part and the straight part,
パイプ・イン・パイプ工法の場合は、先端抵抗力F0は0であるため、式(6)は、 In the case of the pipe-in-pipe method, the tip resistance force F 0 is 0, so equation (6) is
ここで、典型的な値として、L=4m、k=0.4とした場合に、Kj−λの値を計算した結果を、曲線部の中心角が90度未満となる範囲について、図9に示す。この図9より、推進延長が20〜400m(有効長L=4mの管が50〜100本)では常にKj−λ>0、すなわちKj>λであることがわかる。 Here, as a typical value, when L = 4 m and k = 0.4, the result of calculating the value of K j −λ is shown for the range where the central angle of the curved portion is less than 90 degrees. 9 shows. From FIG. 9, it can be seen that when the propulsion extension is 20 to 400 m (50 to 100 tubes having an effective length L = 4 m), K j −λ> 0, that is, K j > λ.
よって、推力を多少大きく計算することにはなるが、式(9)は下記の式(10)のように簡略化することができる。 Therefore, although the thrust is calculated to be somewhat large, the equation (9) can be simplified as the following equation (10).
Kj=0.01Θ+1
と考えて問題ないことがわかる。
K j = 0.01
It turns out that there is no problem.
よって、下記の式(11)を用いて推力を求めることができる。 Therefore, the thrust can be obtained using the following equation (11).
LT:管路の全長
である。
L T is the total length of the pipeline.
式(12)は、安全率を加味したうえで、次の式(13)のように書き換えることができる。 The expression (12) can be rewritten as the following expression (13) in consideration of the safety factor.
μ:摩擦係数
W:新管の1本あたりの質量(基準値)
N:挿入本数
κ:継手の曲がりを考慮した割増率
である。なお、摩擦係数μの値は、既設管またはさや管の種類や内面状況によって適宜決定されるものであり、たとえばライニング無しの場合はμ=0.2〜0.5、ライニング有りまたはコンクリート管の場合はμ=0.4〜0.9などとなる。
μ: Friction coefficient W: Mass per new pipe (reference value)
N: Number of insertions κ: Additional rate considering bending of the joint. Note that the value of the coefficient of friction μ is appropriately determined depending on the type of existing pipe or sheath pipe and the inner surface condition. For example, when there is no lining, μ = 0.2 to 0.5, with lining or with concrete pipe In this case, μ = 0.4 to 0.9 or the like.
割増率κについて説明する。この割増率κは式(12)における(0.01Θ+1)すなわちKjに相当するものであるが、上述のように推進管がさや管の曲線部を推進される場合の推力と直線管路を推進される場合の推力との比率は、推進管の口径や曲率半径が異なってもほとんど変化がなく、曲線部の中心角によりほぼ一定となる。このため、式(12)や式(13)に示されるように、直線と仮定して算出した推力に、曲線部の中心角にもとづく割増率κを乗じて総推力を算定するのが適当である。 The premium rate κ will be described. This rate of increase κ corresponds to (0.01Θ + 1) in equation (12), that is, K j , and as described above, the thrust and the straight line when the propelling pipe is propelled by the curved portion of the sheath pipe are expressed as follows. The ratio with the thrust in the case of propulsion hardly changes even if the diameter and the curvature radius of the propulsion pipe are different, and becomes almost constant depending on the central angle of the curved portion. For this reason, as shown in equations (12) and (13), it is appropriate to calculate the total thrust by multiplying the thrust calculated on the assumption of a straight line by an additional rate κ based on the central angle of the curved portion. is there.
式(12)における(0.01Θ+1)は、上述のように、内面にライニングが施された既設の管路についての割増率κを示すものであるが、このκの値は、既設の管路の内面の状態によって、次のように変化させるのが適当である。 (0.01Θ + 1) in the equation (12) indicates the additional rate κ for the existing pipe lined on the inner surface as described above. The value of κ is the value of the existing pipe line. It is appropriate to change as follows according to the state of the inner surface of the plate.
κ=0.005Θ+1 ライニングなしの場合
κ=0.01Θ+1 ライニングあり、またはコンクリート管の場合
次に曲線部の中心角Θについて説明する。図11(a)に示すように、一様にカーブした既設管またはさや管1どうしの各継手部における屈曲角度をθiとすると、中心角Θは、屈曲角度θiの総和、すなわち、
Θ=Σθi
となる。また、図11(b)に示すようにカーブが一様でない場合は、Θは、同様に既設管またはさや管1どうしの各継手部における屈曲角度θiの総和すなわち上式で表すものとする。よって、表1に示されるようにして求めた屈曲角度θiを用いることで、中心角Θは容易に算出することができる。
κ = 0.005Θ + 1 No lining κ = 0.01Θ + 1 Lining or concrete pipe Next, the center angle Θ of the curved portion will be described. As shown in FIG. 11 (a), if the bending angle at each joint portion of the existing pipe or
Θ = Σθ i
It becomes. Further, when the curve is not uniform as shown in FIG. 11B, Θ is similarly expressed by the sum of the bending angles θ i in the joint portions of the existing pipes or the
以上にもとづき、図1のステップS108において、推進力Fを求める。 Based on the above, in step S108 of FIG.
[許容抵抗力の検討]
推進させる新管2の継手部の一例として、図12に示すように、受口3の内周の収容溝11に収容された周方向一つ割りの環状のロックリング12を、受口3の外面からこの受口3の壁部に貫通状態でねじ込まれる周方向に複数のセットボルト13により縮径させることで、このロックリング12の内周側を挿口4の外周の環状溝14にはまり込ませるようにした標準方式のものがある。このようなものであるとロックリング12によって挿口4と受口3との間で推進力を伝達することができる。
[Examination of allowable resistance]
As an example of the joint portion of the
推進させる新管の継手部の他の例として、図13に示すように、挿口4の外面に、リブ15で補強されたフランジ16を設け、このフランジ16を受口3の端面に接触させることによって挿口4と受口3との間で推進力を伝達するようにした、フランジ・リブ方式のものがあり、このフランジ・リブ方式の継手は、上述の標準方式の継手に比べると高い許容抵抗力を持つ。
As another example of the joint portion of the new pipe to be propelled, as shown in FIG. 13, a
図1のステップS109では、図12の標準方式の継手の許容抵抗力FAが、上述のようにして求められた推進力Fを超えているかどうかを判断する。超えている場合は、ステップS110において、その標準方式の継手を備えた標準管の採用を決定する。 In step S109 in FIG. 1, the allowable resistance force F A of the coupling of the standard scheme of Figure 12, to determine whether it exceeds the thrust F obtained as described above. If so, in step S110, it is determined to use a standard pipe having the standard joint.
図12の標準方式の継手の許容抵抗力FAが推進力F以下である場合は、ステップS111にて、それよりも許容抵抗力の大きな図13のフランジ・リブ付き管を採用する。表3は、このフランジ・リブ方式の管についての継手の許容抵抗力F1を、その管種すなわち管肉厚と、管の呼び径とにもとづいて表したものである。数値の単位は[kN]である。そこで、ステップS112では、フランジ・リブ付き管の許容抵抗力F1が、上述のようにして求められた推進力Fを超えているかどうかを判断する。超えている場合は、ステップS113において、そのフランジ・リブ付き管の採用を決定する。フランジ・リブ付き管の許容抵抗力F1が推進力F以下の場合は、推進力Fの発生原因となる推進管の管路長が長過ぎると判断することができる。そこで、ステップS114において、施工延長の見直し等を行うといった対策をとる。
Claims (6)
前記既設の管の管路調査データにもとづいて新管が通過可能かどうかを検討して、通過可能な新管の管長を決定し、
前記管路調査データにもとづいて、既設の管に新管を挿入したときの新管の継手における屈曲角を求め、
この屈曲角が許容範囲内である場合には新管の挿入推進力を求め、
求められた挿入推進力が新管の許容抵抗力の範囲内である場合はその新管の採用を決定し、
前記屈曲角が許容範囲を超えている場合はそれに対応した新管の種類および、または新管の管長を決定するか、あるいは新管の敷設長の見直しを行い、
前記挿入推進力が新管の許容抵抗力を超えている場合はそれに対応した新管の種類を決定するか、あるいは新管の敷設長の見直しを行う、
ことを特徴とするパイプ・イン・パイプ工法の設計方法。 When designing a pipe-in-pipe method for inserting a new pipe into an existing pipe,
Based on the pipe survey data of the existing pipe, whether or not the new pipe can pass is determined, the pipe length of the new pipe that can pass is determined,
Based on the pipe survey data, find the bending angle in the joint of the new pipe when the new pipe is inserted into the existing pipe,
If this bend angle is within the allowable range, find the new tube insertion force,
If the required insertion propulsion force is within the allowable resistance of the new pipe, decide to adopt the new pipe,
If the bending angle exceeds the allowable range, determine the type of new pipe and / or the length of the new pipe, or review the laying length of the new pipe,
If the insertion propulsion force exceeds the allowable resistance of the new pipe, determine the type of the new pipe corresponding to it, or review the laying length of the new pipe.
Design method of pipe-in-pipe method characterized by this.
Lを新管の管長とし、
nを既設の管の本数とし、
L1〜Lnを既設の管の管長とし、
θ1〜θnを既設の管の継手の屈曲角とし、
γを新管が既設の管の内部を通過する状態によって決定される係数として、
新管の継手における屈曲角φを次式
Let L be the new pipe length,
Let n be the number of existing pipes,
The L 1 ~L n and tube length of the existing pipe,
Let θ 1 to θ n be the bending angles of existing pipe joints,
γ is a coefficient determined by the state in which the new pipe passes through the existing pipe,
The bending angle φ of the new pipe joint is
D0を既設の管の内径とし、
L0を既設の管の管長とし、
θを既設の管の継手における屈曲角とし、
δ1を新管と既設の管との径方向の隙間とし、
mを新管の外径と既設の管の内径との差によって決定される係数とし、
D5を新管の外径として、
新管の継手における屈曲角φを次式
Let D 0 be the inner diameter of the existing pipe,
Let L 0 be the length of the existing pipe,
θ is the bending angle in the existing pipe joint,
Let δ 1 be the radial gap between the new pipe and the existing pipe,
m is a coefficient determined by the difference between the outer diameter of the new pipe and the inner diameter of the existing pipe,
The D 5 as the outer diameter of the new pipe,
The bending angle φ of the new pipe joint is
Wを新管の1本あたりの質量とし、
Nを新管の挿入本数とし、
κを継手の曲がりを考慮した割増率として、
新管の挿入推進力Fを、
F=μ・W・N・κ
により求めることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項記載のパイプ・イン・パイプ工法の設計方法。 μ is the coefficient of friction between the new pipe and the existing pipe,
Let W be the mass per new tube,
N is the number of new tubes inserted,
κ is an additional rate considering the bending of the joint,
New tube insertion force F
F = μ ・ W ・ N ・ κ
The pipe-in-pipe method for designing a pipe-in-pipe method according to any one of claims 1 to 3, wherein the design method is obtained by:
κ=V・Θ+1
ただし、Vは既設の管の内面性状によって変化する変数
とすることを特徴とする請求項5記載のパイプ・イン・パイプ工法の設計方法。 With the center angle of the bend of the pipe as Θ,
κ = V ・ Θ + 1
6. The pipe-in-pipe design method according to claim 5, wherein V is a variable that varies depending on the inner surface properties of an existing pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004174875A JP4535783B2 (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Pipe-in-pipe design method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004174875A JP4535783B2 (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Pipe-in-pipe design method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005351429A true JP2005351429A (en) | 2005-12-22 |
JP4535783B2 JP4535783B2 (en) | 2010-09-01 |
Family
ID=35586063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004174875A Expired - Lifetime JP4535783B2 (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Pipe-in-pipe design method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4535783B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008209239A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Kubota Corp | In-pipe investigation device |
WO2017043571A1 (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社クボタ | Method of estimating behavior of pipeline buried across fault line, and device for estimating behavior of pipeline buried across fault line |
CN111853349A (en) * | 2020-07-27 | 2020-10-30 | 深圳市市政工程总公司 | Construction method for penetrating long-distance curve steel pipe into pipe |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002228044A (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Method for joining existing pipe and mating pipe by three- dimensional measurement |
-
2004
- 2004-06-14 JP JP2004174875A patent/JP4535783B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002228044A (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Method for joining existing pipe and mating pipe by three- dimensional measurement |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008209239A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Kubota Corp | In-pipe investigation device |
WO2017043571A1 (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社クボタ | Method of estimating behavior of pipeline buried across fault line, and device for estimating behavior of pipeline buried across fault line |
JP2017053725A (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社クボタ | Method for estimating behavior of fault-crossing buried pipeline and apparatus for estimating behavior of fault-crossing buried pipeline |
CN111853349A (en) * | 2020-07-27 | 2020-10-30 | 深圳市市政工程总公司 | Construction method for penetrating long-distance curve steel pipe into pipe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4535783B2 (en) | 2010-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4535783B2 (en) | Pipe-in-pipe design method | |
JPH07268853A (en) | Fixing method of inner insertion pipe against sheath pipe | |
JP2960969B2 (en) | How to install pipes | |
JP2016192850A (en) | Conduit line and construction method for the same | |
JP2007139156A (en) | Pipe travel guide tool for sleeve jacking method | |
JP2011080600A (en) | Sheath pipe jacking method | |
JP2003294178A (en) | Pipe for pipeline | |
JP2000291838A (en) | Recapping taper tube for buried tube | |
JP2007198553A (en) | Sheath pipe jacking method | |
CN111350885A (en) | Cable laying pipe | |
JP2619267B2 (en) | Propulsion pipe lubrication material injection piping method | |
JP2019018430A (en) | Method of constructing rehabilitation pipe and friction reducing unit | |
CN218207429U (en) | Sleeve for inhaul cable | |
CN217385929U (en) | Optical cable laying structure for water pipeline | |
JP4601559B2 (en) | Saya tube propulsion method | |
JPH04210183A (en) | Hume pipe | |
JP2011111829A (en) | Jacking method and underground conduit | |
JP2001263552A (en) | Piping method | |
JP2007309723A (en) | Pipeline shape measuring instrument for buried pipe, and pipeline shape measuring method using the same | |
JP3142243B2 (en) | Promotion method | |
JP2004180405A (en) | Cable protective pipe and its piping method | |
JP3391898B2 (en) | Piping method in the curved part of the existing pipeline | |
JP2001251747A (en) | Conduit line forming method | |
JP4714760B2 (en) | Pipe rehabilitation method for existing pipe burial sites and new pipes for pipe rehabilitation | |
JPH0578715B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070327 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080430 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100329 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100518 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100615 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4535783 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140625 Year of fee payment: 4 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |