JP2017115910A - 配管の閉塞方法、及び、配管の撤去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも確実性の高い配管の閉塞方法を提供する。また、当該閉塞方法を用いた配管の撤去方法を提供する。【解決手段】配管内部の流体を凝固させた凝固物で配管を閉塞する閉塞方法であって、管延在方向への凝固物６のずれを防止するずれ防止部３が内部に設けられた配管１Ａのうちずれ防止部３が存在する部分又はこれよりも上流側の部分を配管１Ａの外部から冷却し、配管１Ａ内部に流体Ｗの凝固物６を形成して配管１Ａを閉塞する。この方法において配管１Ａ内部に形成された凝固物６は、ずれ防止部３を足場として配管１Ａの内面に対して固定され、流体Ｗの被圧に対して動かないように耐えることができるので、凝固物６による配管１Ａの閉塞が持続する。【選択図】図３

Description

本発明は、配管の閉塞方法、及び、配管の撤去方法に関する。

従来、配管を部分的に撤去する場合において、配管の内部を流れる流体（主に水）が配管の切断時に噴出しないように止水することが課題となっている。この解決策として、例えば特許文献１では、配管のうち補修又は交換の対象となっている部分の両側を局所的に冷却して配管内部にアイスプラグを形成することによって、その間の部分の配管を切断した場合に水が噴出しないように止水している。

こうした止水は、地下工事における排水目的として設置した井戸を撤去する場合においても求められる。すなわち、ディープウェル工法で用いた井戸や既設の井戸を最終的に撤去する場面においても、地下躯体の保護や作業者の安全確保の観点から、管内の被圧による水の噴出を効果的に止水する必要がある。

特開２０００−６５２８１号公報

特許文献１に示されたようにアイスプラグを形成して配管を止水（閉塞）する方法では、被圧によってアイスプラグが動いてしまい、配管を切断したときに水が噴出する虞がある。

そこで本発明は、従来よりも確実性の高い配管の閉塞方法を提供することを目的とする。また、当該閉塞方法を用いた配管の撤去方法を提供することを目的とする。

本発明は、配管内部の流体を凝固させた凝固物で配管を閉塞する、配管の閉塞方法であって、管延在方向への凝固物のずれを防止するずれ防止部が内部に設けられた配管のうちずれ防止部が存在する部分又はこれよりも上流側の部分を配管の外部から冷却し、配管内部に流体の凝固物を形成して配管を閉塞する、配管の閉塞方法を提供する。

この方法では、配管内部に形成された凝固物が、ずれ防止部を足場として配管の内面に対して固定され、流体の被圧に対して動かないように耐えることができるので、凝固物による配管の閉塞が持続する。従って、本発明の配管の閉塞方法は、従来よりも確実性が高い。

ここで、ずれ防止部は、配管を構成する管の内壁に設けられた凹凸構造であってもよい。特に、例えば井戸の撤去時のように、配管の切断箇所をあらかじめ特定することができる場合に都合がよい。

あるいは、ずれ防止部は、配管を構成する管を貫通した部材により形成されていてもよい。特に、例えば水道管の工事のように、配管の切断箇所をあらかじめ特定しにくい場合に都合がよい。

また、本発明は、上記閉塞方法を実施する閉塞工程と、ずれ防止部が設けられた部分よりも下流側の部分において配管を切断して配管の下流側の部分を撤去する撤去工程と、を有する、配管の撤去方法を提供する。

この方法によれば、上記閉塞方法によって配管内部が確実に閉塞されているので、ずれ防止部が設けられた部分よりも下流側の部分の配管を安全に撤去することができる。

また、本発明は、配管内部の流体を凝固させた凝固物で配管を閉塞する、配管の閉塞方法であって、内部において管延在方向への凝固物のずれを防止する第１のずれ防止部及び第２のずれ防止部が管延在方向に離間してこの順に設けられた配管のうち、第１のずれ防止部が存在する部分又はこれよりも上流側の部分、及び、第２のずれ防止部又はこれよりも下流側の部分を配管の外部から冷却し、配管内部に流体の第１の凝固物及び第２の凝固物をそれぞれ形成して配管を閉塞する、配管の閉塞方法を提供する。

この方法では、配管内部の二箇所に形成された凝固物が、いずれもずれ防止部を足場として配管の内面に対して固定され、流体の被圧に対して動かないように耐えることができるので、凝固物による配管の閉塞が持続する。従って、この閉塞方法は、従来よりも確実性が高い。

また、本発明は、上記閉塞方法を実施する閉塞工程と、第１のずれ防止部及び第２のずれ防止部の間の部分において配管を切断して間の部分を撤去する撤去工程と、を有する、配管の撤去方法を提供する。

この方法によれば、上記閉塞方法によって配管内部が確実に閉塞されているので、二箇所のずれ防止部の間の部分の配管を安全に撤去することができる。

本発明によれば、従来よりも確実性の高い配管の閉塞方法を提供することができる。また、当該閉塞方法を用いた配管の撤去方法を提供することができる。

（ａ）は、第１の実施形態に係る配管の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib断面図である。 （ａ）及び（ｂ）のいずれも、第１の実施形態に係る配管の閉塞方法を示す工程図である。 （ａ）及び（ｂ）のいずれも、第１の実施形態に係る配管の閉塞方法を示す工程図である。 第１の実施形態に係る配管の閉塞方法及び撤去方法を示す工程図である。 ずれ防止部材の態様を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）は配管の縦断面図、（ｅ）〜（ｈ）はそれぞれ（ａ）〜（ｄ）の横断面図である。 配管の閉塞方法の変形例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）のいずれも、第２の実施形態に係る配管の閉塞方法を示す工程図である。 （ａ）及び（ｂ）のいずれも、第２の実施形態に係る配管の閉塞方法及び撤去方法を示す工程図である。 配管の閉塞方法の変形例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本明細書において、「配管」とは内部に流体が流れる管を指し、井戸として機能する管を包含するものとする。また、「凝固」とは、液体又は気体が固体に変化することを指す。

＜第１の実施形態＞
井戸の撤去方法を例にして、本実施形態の配管の閉塞方法及び撤去方法について説明する。図１に示されているとおり、本実施形態の配管の閉塞方法及び撤去方法に用いられる配管１Ａは、井戸管として用いられる管であり、長尺の鋼管（配管を構成する管）２の内部にずれ防止部材（ずれ防止部）３が設けられて構成されている。

鋼管２は、複数の鋼管が溶接により延長されて、必要な長さにまで延びている。ずれ防止部材３は、中空の円盤状の部材であり、鋼管２の内壁面に溶接されている。配管１Ａの作製方法としては、ずれ防止部材３を鋼管２の開口部の付近に溶接したのち（ずれ防止部形成工程）、当該開口部に延長のための他の鋼管を溶接させることが挙げられる。

配管１Ａは、例えばディープウェル工法の井戸管として地中に貫入され、地下工事中の地下水の揚水のために用いられる。地下の躯体が完成し、井戸が不要となった際には井戸を撤去する必要がある。ここで井戸の撤去とは、床付に近い位置において配管１Ａを切断して閉塞し、地中に埋まっている部分はそのまま残置することをいう。以下、井戸の撤去の手順に沿いながら、本実施形態について説明する。

図２（ａ）は、地下における井戸の設置場所周辺の断面図である。配管１Ａは、ずれ防止部材３が床付４から所定の距離Ｌだけ下方に位置するように設置されている。この距離Ｌは、井戸の設置の際にあらかじめ計算されている。同図は井戸を撤去する直前の状態であり、配管１Ａの内部は、図示下方から昇ってくる地下水Ｗで満たされている。

井戸を撤去する場合、図２（ｂ）に示されているとおり、配管１Ａ周辺の床付４を下方に掘り進め、ずれ防止部材３が設けられている部分を露出させる。このときに備えて、鋼管２の外壁面のうち内部にずれ防止部材３が設けられている箇所に印を付けておくことが好ましい。

ずれ防止部材３が設けられている部分を露出させたら、図３（ａ）に示されているとおり、当該部分及びその上流側及び下流側を含めた範囲に対して、冷媒を流すための冷媒管５を巻き付ける。冷媒管５は、冷媒としての液体窒素を流すための管であり、例えばステンレス鋼からなる。なお、冷媒管５の保温のために、冷媒管５の周囲を断熱材で覆うことが好ましい。

冷媒管５に液体窒素を流し、配管１Ａを冷却する。すると、図３（ｂ）に示されているとおり、配管１Ａ内部の水Ｗが凝固（凍結）してアイスプラグ（凝固物）６が形成される（閉塞工程）。アイスプラグ６は、冷媒管５を巻き付けた範囲、すなわちずれ防止部材３を包含してその上流側及び下流側に跨る範囲に形成される。

ここで、図４に示されているとおり、配管１Ａのうちずれ防止部材３が形成されている部分よりも下流側において配管１Ａを切断する（撤去工程）。その後、開口部に対して蓋をするように鉄板７を溶接し、配管１Ａを閉鎖する。その後、掘った部分を埋め戻して、井戸の撤去が完了する。

以上に示した配管の閉塞方法及び撤去方法では、配管１Ａ内部に形成されたアイスプラグ６が、ずれ防止部材３を足場として配管１Ａの内面に対して固定され、下方から昇ってくる地下水Ｗの被圧に対して動かないように耐えることができるので、アイスプラグ６による配管１Ａの閉塞が持続する。従って、この閉塞方法は、従来よりも確実性が高い。また、配管１Ａ内部が確実に閉塞されているので、ずれ防止部材３が設けられた部分よりも下流側の部分の配管を安全に撤去することができる。

しかも、ずれ防止部材３は、配管の内壁にあらかじめ設けられたものであるので、井戸の撤去時に別の部材が必要となることがない。すなわち、この態様は、配管１Ａの切断箇所をあらかじめ特定することができる本実施形態のような場合に都合がよい。

なお、上記実施形態では、鋼管２の内壁面に溶接されたずれ防止部材３が中空の円盤状の部材である態様を示したが、鋼管の内部に凹凸構造が形成された態様であればよく、例えば、図５（ａ）及び（ｅ）に示されているとおり、鉄筋を内周面に沿って複数溶接した態様であってもよい（符号３ａ）。また、ずれ防止部は、必ずしも部材として設けられている必要はなく、図５（ｂ）及び（ｆ）に示されているとおり、鋼管２の内壁に、周方向に環を描くように凹んだ溝が設けられた態様であってもよい（符号３ｂ）。

また、図５（ｃ）及び（ｇ）、並びに（ｄ）及び（ｈ）に示されているとおり、鋼管２の外部から所定の部材を貫通させた態様としてもよい。図５（ｃ）及び（ｇ）は、鉄筋からなる四つのずれ防止部材３ｃを周方向四等配の位置にいずれも一回貫通した態様を示しており、図５（ｄ）及び（ｇ）は、鉄筋からなる一つのずれ防止部材３ｄが二回貫通した態様を示している。これらの態様の場合、配管１Ａを設置する場合にはずれ防止部材３ｃ，３ｄが設けられている必要はなく、配管１Ａの撤去を開始するときに、鋼管２に対して貫通させて設けることができる（ずれ防止部形成工程）。また、図示はしていないが、図（ｂ）及び（ｆ）の態様とは反対に、鋼管２の内壁に、周方向に輪を描くように盛り上がった部分を有する態様であってもよいし、鋼管２自体が外形上くびれることで内壁が盛り上がった態様であってもよい。

また、上記実施形態では、ずれ防止部材３が設けられている部分及びその上流側及び下流側を含めた範囲に対して冷媒管５を巻き付けたが、ずれ防止部材３が設けられている部分よりも上流側のみに対して巻き付けてもよい。この場合、図６に示されているとおり、アイスプラグ６は、ずれ防止部材３の上流側（図示下側）に形成される。この場合でも、下方からの地下水Ｗの被圧を受けるアイスプラグ６の動きをずれ防止部材３が防止することができる。

＜第２の実施形態＞
配管の交換方法を例にして、他の実施形態の配管の閉塞方法及び撤去方法について説明する。

図７（ａ）は、鋼管２からなる配管を示しており、配管の一部に障害部分８が生じている様子を示している。すなわち、障害部分８を含む範囲を交換しようとしている直前の状態であり、配管の内部は、図示左側から右側へ向けて流れている水Ｗで満たされている。以下、配管の部分交換の手順に沿いながら、本実施形態について説明する。

ここで、図７（ｂ）に示されているとおり、障害部分８を水Ｗの流れ方向（管延在方向）において挟むようにして選ばれた二箇所において、ずれ防止部材３ｃを打ち込んで（又は、穴を開けた後に穴と同径の部材を嵌め込んで）貫通させる。ここでは、ずれ防止部材３ｃが図５（ｃ）及び（ｇ）に示された配置となるように、離間したそれぞれの箇所において周方向四等配となるように四つずつ貫通させる。この配管１Ｂでは、ずれ防止部材３ｃを貫通させた後、貫通部からの水漏れを防ぐために、ずれ防止部材３ｃと鋼管２とを溶接する。

次に、図７（ｃ）に示されているとおり、ずれ防止部材３ｃを貫通させた二箇所にそれぞれ冷媒を流通させるためのジャケット９を取り付ける。ここでは、冷媒源とジャケット９との間の冷媒の流通機構については図示を省略している。

ジャケット９内に液体窒素を流し、配管１Ｂを冷却する。すると、図８（ａ）に示されているとおり、それぞれの箇所において配管１Ｂ内部の水Ｗが凝固してアイスプラグ６，６が形成される（閉塞工程）。アイスプラグ６，６は、ジャケット９，９を取り付けた範囲、すなわちずれ防止部材３ｃを包含してその上流側及び下流側に跨る範囲に形成されている。

ここで、図８（ｂ）に示されているとおり、配管１Ｂのうちずれ防止部材３ｃが形成されている二箇所の間の部分を切断する（撤去工程）。その後、開口部に対して新たな配管を溶接して、配管１Ｂの交換が完了する。

この方法では、配管１Ｂ内部の二箇所に形成された凝固物が、いずれもずれ防止部材３ｃを足場として配管１Ｂの内面に対して固定され、水Ｗの被圧に対して動かないように耐えることができるので、アイスプラグ６，６による配管１Ｂの閉塞が持続する。従って、この閉塞方法を利用した配管１Ｂの交換方法は、従来よりも確実性が高い。

しかも、配管１Ｂに障害部分８を発見した後にずれ防止部材３ｃを貫通させればよいので、平常時には、水Ｗの流通の障害となり得る凹凸が鋼管２の内壁に存在しない。すなわち、この態様は水道管の工事のように、配管１Ｂの切断箇所をあらかじめ特定しにくい場合に都合がよい。

なお、上記実施形態では、ずれ防止部材３ｃが設けられている部分及びその上流側及び下流側を含めた範囲にアイスプラグ６，６が形成されるようにジャケット９，９を取り付けたが、ずれ防止部材３ｃが設けられている部分よりも障害部分８に対して反対側にアイスプラグ６，６が形成されるようにジャケット９を取り付けてもよい。この場合、図９に示されているとおり、上流側のずれ防止材３ｃの上流側、及び、下流側のずれ防止材の下流側にアイスプラグ６，６が形成される。この場合でも、配管１Ｂの交換中にアイスプラグ６が動くことを防止することができる。

また、上記実施形態の配管としては周方向四等配となるようにずれ防止部材を四つずつ有する例を示したが、周方向二等配となるように二つずつ、又は、周方向三等配となるように三つずつ有するようにしてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、第１の実施形態では溶接型のずれ防止部材を、第２の実施形態では貫通型のずれ防止材をそれぞれ用いたが、第１の実施形態で貫通型のずれ防止部材を、第２の実施形態で溶接型のずれ防止材をそれぞれ用いてもよい。

また、上記実施形態では冷媒として液体窒素を用いたが、ドライアイスを用いてもよい。

１Ａ，１Ｂ…配管、２…鋼管（配管を構成する管）、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…ずれ防止部材（ずれ防止部）、４…床付、５…冷媒管、６…アイスプラグ（凝固物）、７…鉄板、８…障害部分、９…ジャケット、Ｌ…距離、Ｗ…水（流体）。

Claims (6)

1. 配管内部の流体を凝固させた凝固物で前記配管を閉塞する、配管の閉塞方法であって、
   管延在方向への前記凝固物のずれを防止するずれ防止部が内部に設けられた配管のうち前記ずれ防止部が存在する部分又はこれよりも上流側の部分を前記配管の外部から冷却し、前記配管内部に前記凝固物を形成して前記配管を閉塞する、配管の閉塞方法。
2. 前記ずれ防止部は、前記配管を構成する管の内壁に設けられた凹凸構造である、請求項１記載の配管の閉塞方法。
3. 前記ずれ防止部は、前記配管を構成する管を貫通した部材により形成されている、請求項１記載の配管の閉塞方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項記載の配管の閉塞方法を実施する閉塞工程と、
   前記ずれ防止部が設けられた部分よりも下流側の部分において前記配管を切断して前記配管の下流側の部分を撤去する撤去工程と、を有する、配管の撤去方法。
5. 配管内部の流体を凝固させた凝固物で前記配管を閉塞する、配管の閉塞方法であって、
   内部において管延在方向への前記凝固物のずれを防止する第１のずれ防止部及び第２のずれ防止部が管延在方向に離間してこの順に設けられた配管のうち、前記第１のずれ防止部が存在する部分又はこれよりも上流側の部分、及び、前記第２のずれ防止部又はこれよりも下流側の部分を前記配管の外部から冷却し、前記配管内部に前記流体の第１の凝固物及び第２の凝固物をそれぞれ形成して前記配管を閉塞する、配管の閉塞方法。
6. 請求項５記載の配管の閉塞方法を実施する閉塞工程と、
   前記第１のずれ防止部及び前記第２のずれ防止部の間の部分において前記配管を切断して前記間の部分を撤去する撤去工程と、を有する、配管の撤去方法。

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