JP2007092772A - 管路および管路の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 水底に設置する場合であっても、作業性や耐久性に優れた管路を提供する。
【解決手段】 管路１は管体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｊを接合した構造を有しており、管体３ｅ、３ｆ、３ｇは水底に設置されている。
管体３ａは台船５ａ上に水面に平行に設けられ、管体３ｊは台船５ｂ上に水面に平行に設けられている。
管体３ｅ、３ｆ、３ｇには、設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａが設けられている。
管路１は、密度が水と同程度であり、可撓性を有する材料で構成されている。
設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａは水よりも密度が大きく、可撓性を有する材料で構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、管路および管路の施工方法に関するものである。

水域を横断する管路は、橋梁等の堅牢な基礎の上に配管する方式、海底パイプラインに代表されるような水底に埋設する方式、浚渫船から地上への送砂管に代表されるような水面上に浮かべる方式、水中に設置する方式（特許文献１）等によって設置されている。
特開平７−１２７０４１号公報

一方、水底に設置する方式もあり、これは輸送経路が自由に選択できるという利点があるため、広く用いられており、以下のようなものが知られている（特許文献２、特許文献３）。
実開平９−４６号公報 特開平９−１４４０５９号公報

しかしながら、水底に管路を設置する場合、水底の凹凸や水流によって管路が振動、摩耗し、作業性や耐久性が悪化するという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は水底に設置する場合であっても、作業性や耐久性に優れた管路を提供することにある。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、水底に設置される管路であって、前記管路には、前記管路の移動を抑制する設置調整材が設けられ、前記管路を構成する材料は、密度が水と同程度であり、可撓性を有することを特徴とする管路である。
前記設置調整材を構成する材料は、水よりも密度が大きく、可撓性を有する。
前記管路を構成する材料は合成樹脂であってもよい。
前記管路の端部は、水平方向に移動可能な端末水槽上に設けられていてもよい。
前記管路は、複数の管体を接合してなってもよい。

第２の発明は、管体を設置地点まで搬送する工程（ａ）と、前記管体を接合して管路とする工程（ｂ）と、前記管路に設置調整材を取り付ける工程（ｃ）と、前記管路を水底に沈設する工程（ｄ）と、からなることを特徴とする管路の施工方法である。
前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）は、台船上で行われ、前記工程（ｄ）は、前記管路が、台船に設けられたスティンガ−上を滑走して水底に沈設されてもよい。
前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）は、前記管路が、台船上に設けられた固定装置によって固定された状態で、水面上で行われてもよい。

本発明によれば、水底に設置する場合であっても、作業性や耐久性に優れた管路を提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る管路１を示す側面図であって、図２は図１の管体３ｆ付近の一例を示す図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。また、図４は図１の管体３ｆ付近の一例を示す図である。
さらに、図５は図１の台船５ａ付近の一例を示す図である。

図１に示すように、管路１は管体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｊを接合した構造を有しており、管体３ｅ、３ｆ、３ｇは水底に設置されている。

管路１の一方の端部である管体３ａは、水面に浮かぶ台船５ａ上に水面に平行に設けられており、他方の端部である管体３ｊは、水面に浮かぶ台船５ｂ上に水面に平行に設けられている。

管路１は流体あるいは流体と土砂等の粒状体を輸送する管であり、これらは加圧ポンプ７によって台船５ａから管路１内に送り込まれ、図１のＢ方向に移動し、台船５ｂ上に設けられた越流枡９に放出される。

なお、流体と粒状体を輸送する場合は、台船５ｂ上に脱水装置等を設けてもよい、かかる装置を設けることにより、陸上に脱水処理場を設ける必要がなくなる。

管路１を構成する管体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｊは密度が水と同程度であり、可撓性を有する材料で構成されている。このような材料としてはポリエチレン等の合成樹脂が挙げられる。

管体を構成する材料が密度が水と同程度であることにより、管体の水中重量を小さくすることができ、水底に大規模な基礎を構築する必要がなくなる。

また、管体を構成する材料が、可撓性を有する材料で構成されていることにより、図２に示すように、水底に設けられた管体３ｅ、３ｆ、３ｇが水底の地形に柔軟に対応するため、水底のならしが不要となるほか、耐久性が高くなり、メンテナンスにかかる費用を低減することができる。

管体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｊはゴム製ガスケット、溶接、ＥＦ（エレクトロフュージョン）、フランジ等を用いて接合される。

このような手段を用いることにより、少ない接合箇所で接合することができ、管路１を水密性に優れたものとすることができる。

ただし、管路１が閉塞を起こした場合に備え、少なくとも管体数本に１本はフランジ接合とし、他の接合部はゴム製ガスケット、溶接、ＥＦ等を用いて接合することが望ましい。

また、図１に示すように、水底に設けられた管体３ｅ、３ｆ、３ｇには、設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａが設けられている。設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａは管体３ｅ、３ｆ、３ｇと水底の間に設けられている。

設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａは水よりも密度が大きく、可撓性を有する材料で構成されている。このような材料としてはフィルターユニット（砕石詰網袋工）が挙げられる。 設置調整剤１１ａ、１３ａ、１５ａの厚さは例えば１ｍ程度である。

設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａは管体３ｅ、３ｆ、３ｇと水底の間に設けられるため、図３および図４に示すように、水底の凹凸２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが管体３ｅ、３ｆ、３ｇと点接触するのを回避し、管体と水底のなじみを向上させ、管体３ｅ、３ｆ、３ｇに傷がつくことを防止する。

また、設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａは水よりも密度が大きく、可撓性を有する材料で構成されているため、水底の地形に柔軟に対応することができ、また地盤反力を調整し、管体３ｅ、３ｆ、３ｇの振動、移動や浮上を抑制することができる。

なお、図３に示すように、設置調整材１３ａ、１３ｂは、ネット２１ａ、２１ｂ内に設けられているが、ネット２１ａ、２１ｂは管体３ｆに巻きつけられた帯状のバンド１９ａ、１９ｂに接続されている。
また、バンド１９ａ、１９ｂは、管体３ｆに設けられた図示しない突起によって固定されている。
設置調整材１１ａ、１５ａも設置調整材１３ａ、１３ｂと同様に管体３ｅ、３ｇに設けられている。

また、図１に示すように、台船５ａ上に設けられた管体３ａおよび台船５ｂ上に設けられた管体３ｊは、水面に平行に設けられている。

管体３ａが水面に平行に設けられていることにより、図５（ａ）に示すように水面２５ａがＣ方向に低下し、水面２５ｂとなった場合であっても、台船５ａがＤ方向に移動することにより、管路１の端部の水平位置の変化を吸収することができる。

同様に、図５（ｂ）に示すように水面２７ａがＥ方向に上昇し、水面２７ｂとなった場合であっても、台船５ａがＦ方向に移動することにより、管路１の端部の水平位置の変化を吸収することができる。

なお、台船５ａ上に図示しないレール等を設け、管体３ａを水面に水平に移動可能としてもよい、このような構造にすることによって、管体３ａの移動によっても管路１の端部の水平位置の変化を吸収することができる。

また、管体３ａと台船５ａをダンパで結合してもよい。このような構造とすることによって、管路１の振動を抑制することができる。

なお、管体３ｊも同様であるため、説明を省略する。

次に、管路の水底への設置の手順について説明する。図６は管路２の水底への設置の手順を示す図である。

図６（ａ）に示すように、管路２の水底への設置には台船５ｃが用いられる。
台船５ｃは船上にクレーン３１を有し、また船上から水面にかけて、傾斜部、あるいは曲率をもった部分であるスティンガー３３が設けられている。
スティンガー３３上には管体を一時的に固定する固定装置３５ａ、３５ｂ、３５ｃが設けられている。
なお、スティンガーの傾斜あるいは曲率は，管路の曲率半径を下回らないようにする。

まず、図６（ａ）に示すように、台船５ｃを、管路を設置する予定地点の水面上に移動させる。この際、設置する管体３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅは、台船５ｃに図示しない固定具等で連結され、水面上を台船５ｃと共に移動する。

次に、図６（ｂ）に示すように、クレーン３１を用いて管体３７ａを水面からＧ１方向に引き上げ、図６（ｃ）に示すように、Ｇ２方向に移動してスティンガー３３上に載置する。この際、管体３７ａを固定装置３５ａ、３５ｂ、３５ｃによって１時的に固定する。

次に、図６（ｄ）に示すように、クレーン３１を用いて管体３７ｂを水面から引き上げ、Ｇ２方向に移動させてスティンガー３３上に載置する。この際、管体３７ａは図６（ｄ）のＧ３方向に移動する。

次に、図６（ｅ）に示すように、管体３７ａと管体３７ｂを接合して管路２とし、管体３７ａと管体３７ｂに設置調整材３９ａ、３９ｂを取り付ける。

次に、図６（ｆ）に示すように、クレーン３１を用いて管体３７ｃを水面から引き上げ、Ｇ２方向に移動してスティンガー３３上に載置する。この際、管体３７ａと管体３７ｂはＧ３方向に移動し、スティンガー３３上を滑走して水底に沈設される。

以後は新たな管体を次々に管路２に接続し、スティンガー３３上を滑走して水底に沈設し、最後に管路２の両端を台船上に設ける。

このように、台船５ｃ上で管体３７ａと管体３７ｂを接続し、設置調整材３９ａ、３９ｂを取り付けた後に、スティンガー３３上を滑走して水底に沈設することにより、容易に管路の施工が可能となる。

ところで、図６では管体の接続を台船５ｃ上で行っているが、水面上で行うこともできるため、簡単に説明する。図７は水面上で管体を接続して管路２ｂを水底へ設置する場合の手順を示す図である。
なお、各図において左側の図は平面図、右側の図は側面図である。

図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、水面上で管体を接続する場合は台船５ｄが用いられる。台船５ｄは平面形状がコの字型であり、船上にはクレーン３１ａが設けられている。
台船５ｄのコの字型の内周には、管体４３ａ、４３ｂ、４３ｃを固定する固定装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃが設けられている。

管路２ｂを水底へ設置する場合は、まず台船５ｄを、管路２を設置する予定地点の水面上に移動させる。この際、管路２ｂを構成する管体４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、図示しない固定具等で台船５ｄに連結され、水面上を台船５ｄと共に移動する。

次に、図７（ａ）に示すように、クレーン３１ａを用いて管体４３ａを水面から引き上げ、管体４３ａを固定装置４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃによって１時的に固定する。

次に、図７（ｂ）に示すように、クレーン３１ａを用いて管体４３ｂを水面から引き上げ、管体４３ｂを固定装置４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃによって１時的に固定する。この際、管体４３ａはＧ４方向に移動し、固定装置４１ａ、４２ａによって固定される。

次に、管体４３ａと管体４３ｂを接続して管路２ｂとする。

次に、図７（ｃ）に示すように、クレーン３１ａを用いて管体４３ｃを水面から引き上げ、管体４３ｃを固定装置４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃによって１時的に固定する。この際、管体４３ｂはＧ４方向に移動し、固定装置４１ａ、４２ａによって固定される。

一方、管体４３ａはＧ４方向に移動し、固定装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃには固定されずに水面上に浮かんだ状態となる。

以後は新たな管体を次々に管路２ｂに接続し、設置調整材を設置した後、水底に沈設し、最後に管路２ｂの両端を台船上に設ける。

このように、水面上で接続を行うことにより管路に鉛直方向の曲げが発生しないため、固定装置を台船上の治具よりも小規模なものにできる。
また、クレーンを使わなくても，管路を接合できる。

次に、管路が閉塞を起こした場合の補修方法について説明する。
図８および図９は管路１ａが閉塞を起こした場合の補修の手順を示す図である。

図８（ａ）に示すように、管路１ａを構成する管体５１ａに閉塞物５３が詰まって閉塞を起こしたとする。

この場合、まず、ダイバー等が、管体５１ａに取り付けられた設置調整材５５を切り離す。これは、設置調整材５５は水よりも密度が大きい材料で構成されているため、取り付けたままでは、次工程で管体５１ａを水面上に浮上させる際に邪魔になるからである。

次に、図８（ｂ）に示すように、台船５７を管体５１ａの水面上に移動させ、台船５７に設けられたクレーン５９で管体５１ａを図８（ｂ）のＨ１方向に吊り上げる。

ここで、管路１ａは密度が水と同程度でかつ可撓性を有する材料で構成されているため、設置調整材５５を切り離せば水上への浮上は容易である。

次に、図８（ｃ）に示すように、管体５１ａを台船５７上に載置する。
次に、図８（ｄ）に示すように、管体５１ａを管路１ａから切り離し（Ｈ２方向）、新たな管体５１ｂを管路１ａに接続する（Ｈ３方向）。

次に、図９（ａ）に示すように、クレーン５９を用いて設置調整材５５を海底からＨ４方向に吊り上げ、図９（ｂ）に示すように、管体５１ｂに接続する。

次に、図９（ｃ）に示すように、クレーン５９を用いて管体５１ｂをＨ５方向に沈降させ、図９（ｄ）に示すように、管体５１ｂを水底に設置する。
このように、管路１ａが密度が水と同程度でかつ可撓性を有する材料で構成されているため、容易に補修を行うことができる。

このように、本実施の形態によれば、管路１が、密度が水と同程度であり、可撓性を有する材料から構成されており、管路１には密度が水より大きく、可撓性を有する設置調整材１１ａ、１３ａ、１５ａが設けられている。
従って、管路１の振動、摩耗を抑制することができ、作業性や耐久性が改善される。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施形態では管路１の端部を水上に設けているが、陸上に設けてもよい。

管路１を示す側面図 図１の管体３ｆ付近の一例を示す図 図１のＡ−Ａ断面図 図１の管体３ｆ付近の一例を示す図 図１の管体３ａ付近の一例を示す図 管路２の水底への設置の手順を示す図 水面上で管体を接続して管路２ｂを水底へ設置する場合の手順を示す図 管路１ａが閉塞を起こした場合の補修の手順を示す図 管路１ａが閉塞を起こした場合の補修の手順を示す図

符号の説明

１…………管路
３…………管体
５ａ………台船
５ｂ………台船
７…………加圧ポンプ
９…………越流枡
１１ａ……設置調整材
１９ａ……バンド
２１ａ……ネット
２３ａ……凸部
３１………クレーン
３３………スティンガー
３５ａ……固定装置

Claims (8)

1. 水底に設置される管路であって、
   前記管路には、前記管路の移動を抑制する設置調整材が設けられ、
   前記管路を構成する材料は、密度が水と同程度であり、可撓性を有することを特徴とする管路。
2. 前記設置調整材を構成する材料は、水よりも密度が大きく、可撓性を有することを特徴とする請求項１記載の管路。
3. 前記管路を構成する材料は合成樹脂であることを特徴とする請求項１記載の管路。
4. 前記管路の端部は、水平方向に移動可能な端末水槽上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の管路。
5. 前記管路は、複数の管体を接合してなることを特徴とする請求項１記載の管路。
6. 管体を設置地点まで搬送する工程（ａ）と、
   前記管体を接合して管路とする工程（ｂ）と、
   前記管路に設置調整材を取り付ける工程（ｃ）と、
   前記管路を水底に沈設する工程（ｄ）と、
   からなることを特徴とする管路の施工方法。
7. 前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）は、台船上で行われ、
   前記工程（ｄ）は、前記管路が、台船に設けられたスティンガ−上を滑走して水底に沈設されることを特徴とする請求項５記載の管路の施工方法。
8. 前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）は、前記管路が、台船上に設けられた固定装置によって固定された状態で、水面上で行われることを特徴とする請求項５記載の管路の施工方法。

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