JP2006316893A

JP2006316893A - パイプラインの応力開放方法

Info

Publication number: JP2006316893A
Application number: JP2005140098A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hiroyama; 真也廣山; Bunsaku Tamura; 文作田村; Tadahiko Matsumura; 忠彦松村
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】不等沈下したパイプラインの応力を開放するに際して、多大な労力と費用を要することなくパイプラインの応力を開放することができるパイプラインの応力開放方法を提供する。
【解決手段】地中１１に埋設されているパイプライン１０を所定区間掘削して、その区間のパイプライン１０を露出させるとともに、掘削により形成された掘削溝２１に液体２２を注入し、それによってパイプライン１０を移動させた後、掘削溝２１を埋め戻す。
【選択図】図１

Description

本発明は、石油・ガス・水道等を輸送するために地中に埋設されたパイプラインに関するものである。

石油・ガス・水道等を輸送するために地中に埋設されたパイプラインでは、地盤の変動や液状化等により不等沈下が生じることがある。不等沈下が生じるとパイプに応力が発生し、最悪の場合、パイプの破断にいたる可能性もある。このように不等沈下は重大な現象であるので、埋設時に不等沈下防止策を施したり、埋設後のパイプラインの沈下・変位の計測・管理が実施されることが多い。

なお、ここでは、パイプラインが上下方向に不均一に変位する場合のみならず、水平方向あるいは斜め方向に不均一に変位する場合も含めて不等沈下と呼ぶことにする。

埋設時に施す不等沈下防止策としては、液状化対策として埋設管の埋戻し材の一部に砕石を用いる方法等が提案され、実施されている（例えば、特許文献１参照。）。また、埋設後のパイプラインの沈下・変位の計測・管理方法としては、光ファイバーケーブルの張力変化を利用した方法や、磁歪センサーを用いた方法が提案され、実施されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。さらに、計測した沈下量に基づいて、パイプラインに発生する応力を算定する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。

一方、パイプラインの沈下・変位量が大きくなり、パイプラインに発生している応力が許容値を超えていると判断される場合は、応力開放を行なうことが必要となる。

図３は、従来行なわれてきたパイプラインの応力開放方法を示す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図である。

図３に示すように、従来、不等沈下したパイプラインの応力開放を行なう際には、不等沈下した対象区間の掘削を行い、その掘削溝５１の両岸に所定の間隔（例えば、５ｍ間隔）で吊り上げ架台６１を設置し、両岸の対向する吊り上げ架台６１に吊り上げ梁６２を渡し、吊り上げ梁６２に取り付けた吊り工具（例えば、チェーンブロック）６３によってパイプライン１０を吊り上げながら、パイプライン１０に生じていた応力が開放される位置に移動させた後、掘削溝５１を埋め戻してパイプライン１０を再び埋設するという方法が実施されてきた。
特開平１−２７８６１２号公報特開平１−２８４７０２号公報特開平３−１７６６２９号公報特開２００３−００６１８０号公報

しかし、通常、パイプラインの応力開放方法を行なう場合、その対象区間は数十メートルに及ぶため、前述したような従来のパイプラインの応力開放方法では、多数の吊り上げ架台６１を設置して、多数の吊り工具６３を操作してパイプライン１０を吊り上げ、移動させる必要があった。このため、従来のパイプラインの応力開放方法は多大な労力と費用を要するものとなっていた。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、不等沈下したパイプラインの応力を開放するに際して、多大な労力と費用を要することなくパイプラインの応力を開放することができるパイプラインの応力開放方法を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］地中に埋設されているパイプラインの所定の区間を掘削して、その区間のパイプラインを露出させるとともに、掘削により形成された掘削溝に液体を注入し、それによってパイプラインを移動させた後、前記掘削溝を埋め戻すことを特徴とするパイプラインの応力開放方法。

［２］掘削溝に注入する液体の比重を調整して、パイプラインの移動量を制御することを特徴とする前記［１］に記載のパイプラインの応力開放方法。

［３］掘削はウォータージェットを用いて行うことを特徴とする前記［１］に記載のパイプラインの応力開放方法。

本発明においては、不等沈下したパイプラインに対して、掘削溝に注入した液体の浮力を作用させることによって、その浮力とパイプライン自身の弾性を利用して応力を開放することができるので、従来のような多数の吊り上げ架台の設置と多数の吊り工具の操作が不要となり、多大な労力と費用を要することなくパイプラインの応力を開放することができる。

本発明の一実施形態に係るパイプラインの応力開放方法の手順を図１に示す。

（ステップ１）図１（ａ）に示すように、地中１１に埋設されたパイプライン１０について、例えば前記特許文献２や特許文献３に記載の方法等を用いて、その沈下・変位量を測定する。そして、沈下・変位量が大きくなり、例えば特許文献４に記載の方法等によって算定される応力が許容値を超えていると判断される場合は、応力開放を行なうことが必要となる。

（ステップ２）まず、パイプライン１０の敷設方向に沿って、応力開放を行なうべき区間を定め、図１（ｂ）に示すように、応力開放を行なうべき区間を掘削し、その区間のパイプライン１０を露出させる。

（ステップ３）次に、図１（ｃ）に示すように、ステップ２での掘削によって形成された掘削溝２１に水等の液体２２を注入する。

（ステップ４）その結果、図１（ｄ）に示すように、掘削溝２１に注入した液体２２の浮力がパイプライン１０に作用し、地面との摩擦が低減される。その結果、その浮力とパイプライン１０自身の弾性によって、パイプライン１０に生じていた応力が開放される位置（例えば、不等沈下する前の位置）まで自動的に移動する。

（ステップ５）そして、所定の位置に移動したパイプライン１０を土嚢等で支持して、掘削溝２１から液体２２を排出した後、図１（ｅ）に示すように、掘削溝２１を掘削土１２で埋め戻して、再びパイプライン１０を埋設する。

なお、掘削溝２１に注入する液体２２は、水や泥水（マッド）等を用いればよいが、液体２２の比重を調整することによって、パイプライン１０に作用する浮力を調節して、パイプライン１０の移動量を制御するようにしてもよい。

例えば、図２は、パイプ径５００Ａ、肉厚１５．１ｍｍ、単重１８４ｋｇ／ｍ、敷設長さ５０ｍで、両端が固定支持され、内部に搬送流体が無い状態のパイプライン１０に対して、掘削溝２１に注入する液体２２の比重を１．０〜１．５の範囲で変化させた時の、パイプライン１０の移動量（変位量）の違いを示したものである。図２に示すように、液体２２の比重を１．０〜１．５の範囲で変化させると、パイプライン１０の敷設方向中央部（２５ｍの位置）での移動量が、２１ｍｍ〜１３５ｍｍの範囲で変化していることが分かる。したがって、これに基づいて、液体２２の比重を調整して、パイプライン１０の移動量が予め定めた値になるように制御することができる。

また、掘削溝２１に注入された液体２２の液面高さを調整することによって、パイプライン１０に作用する浮力を調節して、パイプライン１０の移動量を制御するようにしてもよい。

また、ウォータージェットを用いて掘削を行えば、ステップ２におけるパイプライン１０の露出と、ステップ３における掘削溝２１への液体２２の注入を合わせて行うことができ、効率的である。

上記のようにして、この実施形態においては、不等沈下したパイプライン１０に対して、掘削溝２１に注入した液体２２の浮力を作用させることによって、その浮力とパイプライン１０自身の弾性を利用して応力を開放することができるので、従来のような多数の吊り上げ架台の設置と多数の吊り工具の操作が不要となり、多大な労力と費用を要することなくパイプラインの応力を開放することができる。

本発明の一実施形態の説明図である。掘削溝に注入する液体の比重とパイプラインの移動量の関係を示す図である。従来技術の説明図である。

符号の説明

１０パイプライン
１１地中
１２掘削土
２１掘削溝
２２液体
５１掘削溝
６１吊り上げ架台
６２吊り上げ梁
６３吊り工具

Claims

地中に埋設されているパイプラインの所定の区間を掘削して、その区間のパイプラインを露出させるとともに、掘削により形成された掘削溝に液体を注入し、それによってパイプラインを移動させた後、前記掘削溝を埋め戻すことを特徴とするパイプラインの応力開放方法。
掘削溝に注入する液体の比重を調整して、パイプラインの移動量を制御することを特徴とする請求項１に記載のパイプラインの応力開放方法。
掘削はウォータージェットを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載のパイプラインの応力開放方法。