JP2006200290A

JP2006200290A - 非開削推進工法

Info

Publication number: JP2006200290A
Application number: JP2005015276A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Nishikata; 伸広西方; Takuji Okiayu; 卓治置鮎; Takashi Imagawa; 隆今川; Takafumi Sugimoto; 隆文杉本
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】施工現場への搬送途中での鋼管を被覆している樹脂の損傷が防止され、しかも地中を推進するときの被覆樹脂の剥離が防止される非開削推進工法を提供する。
【解決手段】原管２１ａ、２１ｂとその外周面を覆う防食層２２ａ、２２ｂとその外周面に被覆された保護層２３ａ、２３ｂを有する樹脂被覆鋼管２ａ、２ｂの原管２１ａ、２１ｂの端面同士が突き合わされた溶接部２４とその両側の防食層２２ａ、２２ｂに熱収縮性チューブ３を密着させ、熱収縮性チューブ３よりも長い樹脂スリーブ３０を熱収縮性チューブ３と防食層２２ａ、２２ｂに被着させ、樹脂スリーブ３０の両端部が防食層２２ａ、２２ｂに融着させることにより、複数の樹脂被覆鋼管２が軸方向に連結された連結鋼管１を作製する。この連結鋼管１を推進ロッド１５で地中に引き込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、道路を開削せずに軸方向に連結された複数の樹脂被覆鋼管を地中に埋設する非開削推進工法に関する。

ガス管や水道管などの各種配管においては、地中に埋設された後の配管の腐食を防止するために、原管（鋼管）の表面をポリエチレなどからなる防食層で被覆した樹脂被覆鋼管が使用され、特に樹脂被覆鋼管が大口径の場合には、取扱の容易さの点から防食層の表面を架橋ポリエチレンなどからなる保護層で被覆した樹脂被覆鋼管が使用されている。樹脂被覆鋼管を地中に埋設（敷設）する場合には、工事費用の低減と工期の短縮を図るために、道路を開削せずに、地中を拡径しながら埋設管を牽引する非開削推進工法が開発され、実用化が検討されている。例えば、特許文献１には、工事予定区間の両端に作業用の発進縦抗と到達縦抗を形成し、発進縦抗から到達縦抗へ向けてパイロット管を地中に押込み推進させ、パイロット管が到達縦抗に至ると、先頭のパイロット管に排土式拡径ヘッドと埋設管（樹脂被覆鋼管）を連結し、パイロット管で拡径ヘッドとその後方に連結された埋設管を地中に牽引推進させるようにした非開削推進工法が記載されている。

しかるに、樹脂被覆鋼管を地中に牽引推進させると、土圧により樹脂被覆層がめくれるので、その対策が提案されている。例えば特許文献１には、端部同士が突き合わせ状態で溶接された２本の鋼管の溶接された部分とその近傍を除く外周面に腐蝕防止用の第１樹脂被覆層（例えばＰＥ）を筒状に密着形成させ、溶接ビード部の両側の第１樹脂被覆層の端部に重ねて、溶接ビード部を含む外周面に腐蝕防止用の第２樹脂被覆層（例えばＰＥ）を密着形成し、第２樹脂被覆層の一端部外周に、溶接ビード部の膨らみ部分を分割型の筒状の締金具で締め付けることが記載されている。

特許文献２には、管の外周に継手部を除いて工場塗覆装した鋼管の端部に、あらかじめ階段状の段差を形成しておき、現地で溶接後に、段差部に塗覆装を形成する（例えば接着型熱収縮性チューブを被せる）ことにより、本管継手部塗覆装の高さが工場塗覆装より突出させないように現地で施工することが記載されている。

特許文献３には、鋼管防食被膜の前後端部に予め階段状の防食被膜部を形成し、継手部を溶接した後、端部内面を密着型接着材とした複数の密着・粘着型熱収縮チューブを、溶接継手部両側の防食被膜部の最上段の防食被膜階段部を除いた一段目以上の防食被膜階段部に、それらの端部が重なるように、かつ鋼管防食被膜の境界面が防食被膜よりも突出しないように、熱収縮により被覆させることが記載されている。

特許文献４には、熱収縮性チューブにそれを収縮させる通電発熱体と熱収縮性チューブの両端部内面を鋼管のプラスチック被覆層に融着させる通電発熱体とを互いに独立させて設けた熱収縮性保護チューブが記載されている。

特開平１０−２８１３９０号公報（第２〜４頁、図１、図４）特開平９−９６３７８号公報（第３〜４頁、図１）特開９−１７８０７９号公報（第２〜３頁、図１）特開平１０−２８１３５４号公報（第２頁、図１）

特許文献１に記載された地中推進埋設方法によれば、鋼管の溶接部を樹脂で被覆した後に金具で締め付けるので、樹脂被覆鋼管の製作工数が大になるという問題がある。

特許文献２に記載された施工方法によれば、熱収縮性チューブは防食被覆面から突出しないが、鋼管の樹脂被膜の端部に階段状の段差が形成された状態（被覆層が露出した状態）で工場から現地に搬送されるために、その途中で被覆層が損傷することが十分予測される。また現地で樹脂被膜鋼管の切断や溶接前の開先付けなどの作業を行う場合には、適用できず、施工方法が限定される。

特許文献３に記載された防食被覆方法においては、最上層の熱収縮性チューブの両端面を最上段の防食被膜に密着させることが必要であるが、このような状態が得られるような長さだけ防食皮膜を剥離することは実用上困難である。また熱収縮性チューブは被覆層に密着（粘着）しているだけなので、土砂の抵抗が大きくなると、防食皮膜から剥離することが予測される。

特許文献４に記載された熱収縮性保護チューブは、両端が被覆層に融着されるものの、溶接継手部が被覆層から突出するので、地中を推進させるときに土砂の抵抗がその突出した部分に集中して被覆層から剥離するという問題がある。

従って、本発明の目的は、施工現場への搬送途中での鋼管を被覆している樹脂の損傷が防止され、しかも地中を推進するときの被覆樹脂の剥離が防止される非開削工法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、地表から地中に推進ロッドを推進させ、前記推進ロッドの先頭に原管とその外周面を覆う防食層とその外周面に被覆された保護層を有する複数の樹脂被覆鋼管が軸方向に連結された連結鋼管を接続し、前記推進ロッドを地表に引き戻し、前記連結鋼管を地中に引き込む非開削推進工法において、前記連結鋼管の接続工程は、前記原管の端面同士が突き合わされて接合された接合部を形成する工程と、前記接合部を介して対向する両側の防食層に連設させて防食部材を被着する工程と、前記防食部材よりも長い樹脂スリーブで前記防食部材の外周を覆いかつ前記樹脂スリーブの両端部を前記防食層に融着する工程からなることを特徴とするものである。

本発明において、前記樹脂スリーブはレーザ光を透過しうる材料からなる外層とレーザ光を吸収しうる物質を含有する内層からなることが好ましい。更に、前記内層は前記防食層と溶着可能な熱可塑性樹脂であって、前記外層は熱収縮性を有することがより好ましい。

本発明において、前記樹脂スリーブは、防食部材の外周面にその全体にわたって密着していることが好ましい。

本発明において、前記樹脂スリーブは、その両端部の外径が前記原管の外周部に被覆された保護層よりも小径となるように融着されることが好ましい。

本発明によれば、鋼管の接合部に密着された防食部材（例えば熱収縮性チューブ）がそれよりも長い樹脂スリーブで被覆されているので、施工現場に搬送する途中での樹脂被覆鋼管の損傷が防止され、しかも樹脂スリーブの両端部が、樹脂被覆鋼管の防食層に融着されているので、連結鋼管が地中を推進するときにその連結部を保護する部材が土砂の抵抗を受けても剥離することが防止される。

以下本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の実施の形態に係る非開削工法の途中の状態を示す概略断面図、図２は本発明の実施の形態に係る非開削工法の別の途中の状態を示す概略断面図、図３は樹脂被覆鋼管が溶接された状態を模式的に示す断面図、図４は樹脂被覆鋼管の溶接部に熱収縮性スリーブが密着された状態を模式的に示す断面図、図５は樹脂スリーブが防食層に融着された状態を模式的に示す断面図である。

非開削推進工法の各工程を図１及び図２により説明する。図１に示すように、道路１０の工事区間の一方の側に貫入立坑１１と発進立坑１２を掘削し、道路１０の工事区間の反対側に到達立坑１３を掘削した後、貫入立坑１１の後方にドリルマシーン１４を設置する。ドリルマシーン１４を駆動することにより、先端にドリル１８が装着された推進ロッド１５を貫入立坑１１から地中に送り込み、推進ロッド１５の先端を到達立坑１３まで推進させ引き込み用トンネルを形成する。到達立坑１３の前方に位置するバックヤード１７には、複数の樹脂被覆鋼管２からなる連結鋼管１が準備されている。次いで、先端のドリルをバックリーマー（引き込み用トンネルの拡径工具）１６に交換し、図２に示すように、バックリーマー１６に連結鋼管１に連結してから、推進ロッド１５を到達立坑１３から発進立坑１２に向って引き抜くことにより、連結鋼管１が地中に引き込まれる。連結鋼管１の全てが工事区間の地中に引き込まれた後、連結鋼管１の両端部が例えば元管及び分岐管（何れも不図示）に接続され、貫入立坑１１、発進立坑１２及び到達立坑１３が埋め戻されて配管施工が完了する。図１及び図２において、矢印は推進ロッド１５の移動方向を示す。また、樹脂被覆鋼管に被覆された樹脂の種類、口径、また施工する現場の土質等の状況に応じて、バックリーマー１６に連続鋼管１を接続せず、推進ロッド１５を到達立坑１３から発進立坑１２に向って引き抜く作業（プレリーミング）を数回行い、引き込み用トンネルをより拡径させた後に、連結鋼管１を地中に引き込むことも可能である。

地中に埋設される連結鋼管１は、バックヤード１７にて次の手順で作製される。すなわち、図３に示すように、一対の樹脂被覆鋼管２ａ、２ｂの原管２１ａ、２１ｂの外周面に被着された防食層２２ａ、２２ｂとその外周面に被着された保護層２３ａ、２３ｂの端部が所定長さ（Ｌ１）だけ剥離された後、保護層２３ａ、２３ｂの端部が、所定長さがＬ２（但し、Ｌ２＞Ｌ１）だけ剥離され、原管２１ａの端面と原管２１ｂの端面が突き合わされ、例えば溶接により接合されて、溶接部２４が形成される。溶接部２４の外周面の研削及び清掃を行った後、図４に示すように、溶接部２４及び防食層２２ａ、２２ｂの端面を覆い、被覆後の長さがＬ３（但し、Ｌ３＜Ｌ２）となる略円筒状の熱収縮性チューブ３（防食部材）が被せられ、外周面から例えばガスバーナ（不図示）で焙ることにより、樹脂被覆鋼管２ａ、２ｂおよび防食層２２ａ、２２ｂに密着される。本実施の形態では、防食部材に熱収縮性チューブを使用しているが、単に防食テープを巻回してもよい。更に熱収縮性チューブの内周面に前もってブチルゴム等の粘着性防食材が塗布されていてもよい。熱収縮性チューブ３にピンホールの無いことを確認し、また管表面を清浄化した後、図５に示すように、防食層２２ａ、２２ｂ及び熱収縮性チューブ３の外周面に、樹脂スリーブ３０が被せられる。この樹脂スリーブ３０は、熱収縮性を有しかつレーザ光を透過しうる材料からなる外層３１とその内周面に固着されたレーザ光を吸収しうる物質を含有する内層３２を有する。図５に示すように、内層３２の両端部は、外層３１の外周から照射されたレーザ光が内層３２に到達すると、内層３２と防食層２２ａ、２２ｂとの界面に融着部３３ａ、３３ｂが形成される。上記の連結鋼管１は、３本以上の樹脂被覆鋼管を軸方向に接続したものでもよい。

上記の連結鋼管１によれば、樹脂被覆鋼管２ａ、２ｂの溶接部２４に密着された熱収縮性チューブ３を覆う樹脂スリーブ３０の両端部が被覆層（防食層２２ａ、２２ｂ）に強固に固着されているので、樹脂被覆鋼管２ａ、２ｂが地中に引き込まれても、その土圧により熱収縮性チューブ３が防食層２２ａ、２２ｂから剥離することが防止される。

上記の熱収縮性チューブ３は、例えば塩化ビニル、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ等）、あるいはフッ素系樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等）からなる高分子材料で形成することができる。

樹脂スリーブ３０を構成する外層３１は、赤外領域（好ましくは近赤外領域）乃至可視領域にある波長を有するレーザ光が透過し得る材料であればよく、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂などの公知の樹脂で作成することができる。また、内層３２は、レーザ光が吸収されるようにするために、可視領域（波長：３８０〜７８０ｎｍ）に波長をもつ光を選択的に吸収し得る化合物（染料及び顔料）、あるいは近赤外領域（波長：７８０〜３０００ｎｍ）に波長をもつ光を選択的に吸収する性質を有する機能性色素が含有されることが望ましい。具体的には、レーザ光を吸収するために、熱可塑性樹脂中に以下の顔料、あるいは色素を添加することが可能である。可視領域に波長をもつ光を吸収するためには、濃色系の顔料、例えば、セラミックブラック、酸化鉄（無機顔料）、カーボンブラック、ボーンブラック（有機顔料）等の黒色顔料、クロムエロー、セラミックエロー、ジンククロメートエロー（無機顔料）、ニッケルアゾグリーンエロー（有機顔料）等の黄色顔料、ハイドロクロムオキサイドグリーン、クロムグリーン（無機顔料）、クロミウムオキサイドダルグリーン、フタロシアニングリーン（有機顔料）等の緑色顔料を用い得る。また、近赤外線領域に波長を持つ光を吸収するためには、例えば、シアニン系色素の他、フタロシアニン系、チオールニッケル錯体系、インドフェノール金属錯体系、ナフトキノン系、アゾ系、トリアゾールメタン系、分子間型ＣＴ色素等の色素を使用することができる。

樹脂スリーブは、レーザ光の照射以外の手段で防食層２２と融着とすることができる。例えば、図６に示すように熱可塑性樹脂からなる単層の樹脂スリーブ３４の両端部に電熱線３５ａ、３５ｂを埋め込み、電熱線３５ａ、３５ｂに電力を供給することにより、樹脂スリーブ３４の端部と防食層（不図示）とを熱融着することができる。この他、樹脂スリーブに超音波振動子を接触させることにより防食層に融着することや、樹脂スリーブの両端の内周面に熱板を接触させて加熱したのち、樹脂スリーブの両端部を防食層に押圧することにより、防食層に熱融着することも可能である。

本発明の実施の形態に係る非開削工法の途中の状態を示す概略断面図である。本発明の実施の形態に係る非開削工法の途中の状態を示す概略断面図である。樹脂被覆鋼管が溶接された状態を模式的に示す断面図である。樹脂被覆鋼管の溶接部に熱収縮性スリーブが被着された状態を模式的に示す断面図である。樹脂スリーブが防食層に融着された状態を模式的に示す断面図である。樹脂スリーブの他の例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１：連結鋼管、２ａ、２ｂ樹脂被覆鋼管、２１ａ、２１ｂ：原管、２２ａ、２２ｂ：防食層、２３ａ、２３ｂ：保護層、２４：溶接部、３：熱収縮性チューブ、３０、３４：樹脂スリーブ、３１：外層、３２：内層、３３ａ、３３ｂ：融着部、３５ａ、３５ｂ：電熱線、１０：道路、１１：貫入立抗、１２：発進立抗、１３：到達立抗、１４：ドリルマシーン１５：推進ロッド、１６：バックリーマー、１７：バックヤード、１８：ドリル

Claims

地表から地中に推進ロッドを推進させ、前記推進ロッドの先頭に原管とその外周面を覆う防食層とその外周面に被覆された保護層を有する複数の樹脂被覆鋼管が軸方向に連結された連結鋼管を接続し、前記推進ロッドを地表に引き戻し、前記連結鋼管を地中に引き込む非開削推進工法において、前記連結鋼管の接続工程は、前記原管の端面同士が突き合わされて接合された接合部を形成する工程と、前記接合部を介して対向する両側の防食層に連設されて防食部材を被着する工程と、前記防食部材よりも長い樹脂スリーブで前記防食部材の外周を覆いかつ前記樹脂スリーブの両端部を前記防食層に融着する工程からなることを特徴とする非開削推進工法。
前記樹脂スリーブは、レーザ光を透過しうる材料からなる外層とレーザ光を吸収しうる物質を含有する内層からなることを特徴とする請求項１に記載の非開削推進工法。
前記内層は前記防食層と溶着可能な熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の非開削推進工法。
前記外層は熱収縮性を有することを特徴とする請求項２または３に記載の非開削推進工法。
前記樹脂スリーブは、前記防食部材の外周面にその全体にわたって密着していることを特徴とする請求項1〜４のいずれかに記載の非開削推進工法。
前記樹脂スリーブは、その両端部の外径が前記原管の外周部に被覆された保護層よりも小径となるように融着されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の非開削推進工法。