JP2006096598A - Electric power duct filling-in method of construction - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力地中線管路の粉体充填工法において、中詰め材を充填した後に吸水等によって表面が沈下することがなく、かつ電力線からの発熱を有効に発散することができる中詰め材、および中詰め材の加湿方法に関するものである。 The present invention relates to a powder filling method for a power underground line, in which filling of the filling material does not cause the surface to sink due to water absorption or the like, and heat generation from the power line can be effectively dissipated. The present invention relates to a method for humidifying a material and a filling material.
発電所からの地中電力線などは複数本をヒューム管などに設置している。この場合、電力線同士を安定して保持するためにスラリー材や粉体からなる中詰め材を封入する技術が知られている。しかしながら、中詰め材の組成によっては熱放散性が悪いこと、経時的に沈下が進み、上表面側に空隙が発生するという好ましくない現象が生じることがある。特に、粉体充填工法においては、熱放散性を確保するためには、加湿が必要であるが、吸水に伴う沈下が発生しやすい。一方、電力線には大電流が流れるために発熱量が大きい。これを効率よく外部に発散させることができない場合には送電能力が低下するという問題がある。したがって、これらの問題を解決する必要がある。 A number of underground power lines from the power plant are installed in the Hume tube. In this case, a technique for enclosing a filling material made of a slurry material or powder in order to stably hold the power lines is known. However, depending on the composition of the filling material, there may be an undesired phenomenon that heat dissipation is poor, the settlement proceeds with time, and voids are generated on the upper surface side. In particular, in the powder filling method, humidification is necessary to ensure heat dissipation, but subsidence due to water absorption tends to occur. On the other hand, since a large current flows through the power line, the amount of heat generated is large. If this cannot be efficiently diffused to the outside, there is a problem that the power transmission capacity is reduced. Therefore, it is necessary to solve these problems.
上述した公知技術は、出願人の一方の発明に係るものであるが、両者共に地下空洞などを充填するための素材が開示されているものの、電力線などのような発熱素材の封入は予定していないので、内部で発生した熱をどのように発散するかという技術に関しては言及していない。 Although the above-mentioned known technology is related to one of the applicant's inventions, both of them disclose materials for filling underground cavities and the like, but encapsulating heat generating materials such as power lines is planned. There is no mention of the technology on how to dissipate internally generated heat.
本発明では、中詰め材としていったん充填を完了すれば沈下せず、かつ電力線などからの発熱を効果的に外部に発散することができる技術を開示することを目的とする。 It is an object of the present invention to disclose a technique capable of effectively dissipating heat generated from a power line or the like without sinking once filling is completed as a filling material.
上記目的を達成するために、本発明では、電力地中線の内部で電力線が占める以外の隙間を充填する粉状の中詰め材と、これを充填した後の加湿方法について、効果的な技術を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an effective technique for a powdery filling material that fills a gap other than that occupied by the power line inside the power underground line, and a humidification method after filling the powdered filling material. I will provide a.
中詰め材の具体的構成として、第１の中詰め材としてセメントと砕石微粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材を採用した。ここで、砕石微粉末は熱伝導性に優れているので、電力線からの発熱を有効に外部に伝達する機能を行う。また、砕石微粉末だけであれば充填後に吸水や振動によって沈下が発生するために、セメントを混合する。セメントは砕石微粉末より細かいことから、砕石微粉末の粒度を調整すること、また水分の供給によってこれを取り込み、水和固化反応によって砕石微粉末を拘束することにより、沈下を抑制するという作用を行う。 As a specific configuration of the filling material, a filling material made of powder obtained by uniformly mixing cement and fine crushed stone powder was used as the first filling material. Here, since the fine crushed stone powder is excellent in thermal conductivity, it performs a function of effectively transmitting heat generated from the power line to the outside. In addition, if only fine crushed stone powder is used, subsidence occurs due to water absorption or vibration after filling, so cement is mixed. Since cement is finer than fine crushed stone powder, it adjusts the particle size of fine crushed stone powder, takes it in by supplying water, and restrains crushed fine powder by hydration solidification reaction, thereby suppressing the settlement. Do.
次に、第２の中詰め材として、フライアッシュに対して、カーボン粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材を採用した。フライアッシュはそれ自体、沈下の発生が極めて少ないものの、熱伝導性が低いため、これを補完するためにカーボン粉末を混合した。また、第３の中詰め材として、フライアッシュの沈下に対する性能をより向上させて固化レベルを向上させるために、その一部をセメントと置換した中詰め材を採用した。さらに上記フライアッシュに代えて、流動床ボイラから発生するＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰を用いる中詰め材を第４の中詰め材として採用した。 Next, as the second filling material, a filling material made of powder obtained by uniformly mixing carbon powder with fly ash was employed. Fly ash itself has very little subsidence, but its thermal conductivity is low, so carbon powder was mixed to compensate for this. Further, as the third filling material, a filling material in which a part of the filling material was replaced with cement was employed in order to further improve the performance of fly ash settlement and improve the solidification level. Further, instead of the fly ash, an intermediate filling material using PFBC ash or AFBC ash generated from a fluidized bed boiler was adopted as the fourth intermediate filling material.
また、充填した粉体を湿潤化することで中詰材の熱放散性を確保することができる。そこで、水分を少量ずつ均等に加えるために、前記管路に適宜間隔で水分滴下のためのオリフィスを有する給水チューブを設けるといった手段を用いた。 Moreover, the heat dissipation of the filling material can be ensured by wetting the filled powder. Therefore, in order to uniformly add a small amount of water, means such as providing a water supply tube having an orifice for dripping water at an appropriate interval in the pipe line was used.
本発明では、上述した構成を採用したので、電力地中線の充填工法として粉体充填工法の適用が可能となり、スラリー材充填工法で行われるプラントにおける水と泥土やセメントの混合工程を省略することができ、簡便な施工法とすることができるようになった。 In the present invention, since the above-described configuration is adopted, it is possible to apply the powder filling method as the power underground filling method, and the mixing step of water, mud and cement in the plant performed by the slurry material filling method is omitted. It was possible to make it a simple construction method.
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。
まず、中詰め材の詳細について説明する。上述したように、中詰め材に求められる条件としては、（１）充填時にはある程度の流動性があって充填が容易であること、（２）充填後は位置が安定して吸水・振動などによって沈下しないこと、（４）電力線の発熱を閉じ込めずに外部に発散できること、が主となる。そこで、これらの条件を満足できる素材を開発した結果、発明者らは複数の組成を混合して得られた中詰め材を特定した。即ち、組成を構成する材料として、砕石微粉末、フライアッシュ、セメント、カーボン粉を適宜選択して混合する中詰め材を採用した。砕石微粉末は、採石場において製造する砕石、砕砂の製造過程において発生する粉末を、電気集塵機等で集め、分級乾燥させたものである。一般には硬質砂岩系、および炭酸カルシウム系があるが、本発明を検証するための実験では主に炭酸カルシウム系を採用する。ただし、アルミナなどを含む硬質砂岩系を排除するものではない。フライアッシュは、石炭発電プラントにおいて微粉砕した石炭をボイラ内で燃焼させることによって発生した灰の粒子であって、高温の燃焼ガス中を浮遊し、球形の粒子となった後に電気集塵機で集めたものである。あるいは、本発明では流動床ボイラで生じたＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰もフライアッシュの代替として使用することもあり、この灰も含む。セメントは通常の土木建築などに用いられるものである。本発明におけるカーボン粉末は、熱伝導性に優れるグラファイト等であり、人造カーボンおよび天然に得られるカーボンの何れも含む概念である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, the details of the filling material will be described. As described above, the conditions required for the filling material are (1) a certain degree of fluidity during filling and easy filling, and (2) a stable position after filling due to water absorption and vibration. Mainly, it does not sink, and (4) it can radiate outside without confining the heat generated in the power line. Therefore, as a result of developing a material that can satisfy these conditions, the inventors have identified a filling material obtained by mixing a plurality of compositions. That is, as a material constituting the composition, a filling material in which crushed stone fine powder, fly ash, cement, and carbon powder were appropriately selected and mixed was adopted. The fine crushed stone powder is obtained by collecting the crushed stone produced in the quarry and the powder generated in the production process of the crushed sand with an electric dust collector or the like and classifying and drying it. Generally, there are a hard sandstone system and a calcium carbonate system, but in the experiment for verifying the present invention, the calcium carbonate system is mainly adopted. However, this does not exclude hard sandstone systems containing alumina. Fly ash is ash particles generated by combusting finely pulverized coal in a coal power plant in a boiler, floating in high-temperature combustion gas, and then collecting spherical particles before collecting them with an electric dust collector. Is. Alternatively, in the present invention, PFBC ash and AFBC ash generated in a fluidized bed boiler may be used as an alternative to fly ash, and this ash is also included. Cement is used for ordinary civil engineering construction. The carbon powder in the present invention is a graphite or the like having excellent thermal conductivity, and is a concept including both artificial carbon and naturally obtained carbon.
さらに詳しく中詰め材を説明すると、本発明では第１の中詰め材として、上述した砕石微粉末にセメントを均等に混合したものを採用した。砕石微粉末は、熱伝導率が比較的高く、電力線から発生した熱を効率的に外部に発散することができる一方、粒子形状が粗いことから充填した後であっても吸水や振動などでずれが生じ、沈下するという物理的特性を有している。したがって、これに対して適度のセメントを混合して沈下を防止する。セメントは、周知のように微細な粒状組成であり、砕石微粉末の粒子間を埋め、さらに水分を適度に与えることによって水和・固化が進むため、砕石微粉末の滑りやずれを拘束する作用を行う。 The filling material will be described in more detail. In the present invention, as the first filling material, a material obtained by uniformly mixing cement with the above-mentioned fine crushed stone powder is used. Crushed stone fine powder has relatively high thermal conductivity and can efficiently dissipate heat generated from power lines to the outside. And has the physical property of sinking. Therefore, moderate cement is mixed with this to prevent settlement. As is well known, cement has a fine granular composition, and hydrated and solidified by filling the space between fine particles of crushed stone powder and giving water appropriately. I do.
上述した第１の中詰め材の詳細を説明する。第１の中詰め材は、上述したように砕石微粉末に対してセメントを混合したものであるが、有効な熱放出を示す土壌固有熱抵抗値（ｇ値というが、本発明では中詰め材の固有熱抵抗値を意味する）を℃・cm／Ｗで示すと、コストパフォーマンスを考慮すれば８０℃・cm／Ｗ以下を好ましいと判断した。また、沈下は中詰め材の収縮率で表現することができるが、その許容値は１〜３％以下が経験的に好ましい。そして、現実的な施工において中詰め材としての乾燥密度（ρ）は１．３５ｔ／ｍ３程度として、含水比３０〜４０％の水分吸水後のｇ値をセメント含有率を変化させて測定した結果を図１のグラフに示す。ここで、セメント含有率とともにｇ値が上昇するが、１５％以下であればｇ値は８０℃・cm／Ｗ以下になるといえる。また、図２にはセメントの含有率に応じた中詰め材の収縮率をグラフとして示したが、セメント含有率を５重量％以上とすることで収縮率３％以下を確保することができるといえる。セメント含有率を５〜１５％で変化させることで要求に応じてｇ値の調整が可能である。 Details of the first filling material described above will be described. The first filling material is a mixture of cement and crushed stone fine powder as described above, but the soil specific heat resistance value (referred to as g value) showing effective heat release. When the temperature performance is taken into consideration, it was determined that 80 ° C. · cm / W or less is preferable. Moreover, although the settlement can be expressed by the shrinkage rate of the filling material, the allowable value is empirically preferably 1 to 3% or less. And in realistic construction, the dry density (ρ) as the filling material was about 1.35 t / m 3 , and the g value after water absorption at a water content ratio of 30 to 40% was measured by changing the cement content. The results are shown in the graph of FIG. Here, the g value increases with the cement content, but if it is 15% or less, it can be said that the g value is 80 ° C. · cm / W or less. FIG. 2 is a graph showing the shrinkage rate of the filling material corresponding to the cement content. When the cement content is 5% by weight or more, the shrinkage rate of 3% or less can be secured. I can say that. The g value can be adjusted as required by changing the cement content by 5 to 15%.
続いて、第２、第３の中詰め材はフライアッシュまたはフライアッシュにセメントをあらかじめ適量混合したものに、さらにカーボン粉末を均一に混合したものである。セメントの混合量は、４重量％前後である。そして、このようにフライアッシュ、あるいはセメントを混合したフライアッシュは沈下が少ないが、熱伝導率が低いという傾向がある。したがって、熱伝導率を向上させることを目的としてカーボン粉末を混合することとしている。カーボン粉末の混合率については、第１の中詰め材で行ったと同様の試験によって特定した。ここで、カーボンはグラファイトである。また、フライアッシュにはセメントを混合している。図３のグラフにカーボン粉末の混合率に応じたｇ値の変動を示したように、カーボン粉末混合率５重量％以上でｇ値８０℃・cm／Ｗ以下を実現することができる。なお、収縮は見られなかった。カーボン粉末は、ｇ値調整用の材料として非常に優れているということができる。なお、図３の結果は、通常の充填工法で充填された場合の乾燥密度（ρ）が最大１．１５ｔ／ｍ３程度であるから、これに従ったものである。また、含水比は４０％とした。 Subsequently, the second and third filling materials are fly ash or fly ash mixed with an appropriate amount of cement in advance and further mixed with carbon powder uniformly. The mixing amount of cement is around 4% by weight. In addition, fly ash or fly ash mixed with cement in this way has less settlement but tends to have low thermal conductivity. Therefore, carbon powder is mixed for the purpose of improving the thermal conductivity. The mixing ratio of the carbon powder was specified by the same test as that performed for the first filling material. Here, the carbon is graphite. Cement is mixed in fly ash. As the graph of FIG. 3 shows the fluctuation of the g value according to the mixing ratio of the carbon powder, the g value of 80 ° C. · cm / W or less can be realized at the carbon powder mixing ratio of 5% by weight or more. In addition, contraction was not seen. It can be said that the carbon powder is very excellent as a material for adjusting the g value. In addition, the result of FIG. 3 follows this, since the dry density ((rho)) at the time of filling with a normal filling method is about 1.15 t / m < 3 > at maximum. The water content was 40%.
次に、第２、第３の中詰め材の変形例として、フライアッシュ、またはフライアッシュにあらかじめセメントを混合するのではなく、フライアッシュに代えて流動床ボイラから発生する石炭灰であるＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰に対してカーボン粉末を混合する構成も可能である。ＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰はフライアッシュと類似した微粉末であるが、水和による自硬性を有しているため、セメントを節約することができる。 Next, as a modification of the second and third filling materials, PFBC ash, which is coal ash generated from a fluidized bed boiler instead of fly ash, instead of mixing cement with fly ash or fly ash in advance. Alternatively, a configuration in which carbon powder is mixed with AFBC ash is also possible. Although PFBC ash and AFBC ash are fine powders similar to fly ash, they have a self-hardening property due to hydration, so that cement can be saved.
さらに、上述した中詰め材に対して水分を供給するための構成について詳述する。図４は本発明を適用したところを示す断面図であって、１は送電線として機能する電力線であって、複数の電力線が規則的に積載されている。２は電力線１を載置する管受け台、３は積層した電力線１を拘束するための管押さえ、４は電力線１を規則的に積層するための管枕である。管受け台２と管押さえ３は通しボルト５によって固定されている。これらがヒューム管６内を走行する。そして、ヒューム管６内の空隙部には中詰め材（図示せず）が充填される。７は中詰め材に対して水分を付与するための給水チューブである。管路に充填された中詰め材に均一に給水することを目的とするために、本実施形態では図４に示したように給水チューブ７をヒューム管６の内部に設けた。そして、給水チューブ７には適宜間隔で水滴の滴下のためのオリフィスを設けている。オリフィスの間隔および単位時間あたりの滴下量については限定的なものではないが、実験によるといずれの中詰め材に対しても、１．５リットルあたりの粉体に０．７ｍＬ／分の滴下速度が良好であった。したがって、実施においてはこれを参考にしてオリフィスの間隔、および滴下速度を設定することが好ましい。
Further, a configuration for supplying moisture to the above-described filling material will be described in detail. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the application of the present invention.
１ 電力線
２ 管受け台
３ 管押さえ
４ 管枕
５ 通しボルト
６ ヒューム管
７ 給水チューブ
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