JP2560198B2 - 既設管の再生方法 - Google Patents

既設管の再生方法

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JP2560198B2
JP2560198B2 JP5222228A JP22222893A JP2560198B2 JP 2560198 B2 JP2560198 B2 JP 2560198B2 JP 5222228 A JP5222228 A JP 5222228A JP 22222893 A JP22222893 A JP 22222893A JP 2560198 B2 JP2560198 B2 JP 2560198B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、老朽化した海底や陸上
のパイプライン、上下水道管、取放水路、などの既設管
の再生を行う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パイプラインは長年の使用によって腐
食、ひびわれなどが発生し、そのままにしておくとやが
て内容物の漏洩、外部からの地下水や海水の侵入といっ
た事故に発展する。そのために従来は新たなパイプライ
ンを、老朽化した既設のパイプラインに並行に敷設する
方法を採用している。そうした新設方法では次のような
問題が存在する。 <イ>新設管のための用地の確保が困難になってきてお
り、さらに工事費や工事期間を充分に取れない場合が多
く老朽化しても再生の着手ができない場合がある。<ロ
>さらに新設した場合には使用しなくなった老朽パイプ
ラインをそのまま海底や地下に埋設しておくわけにはゆ
かず、その回収にやはり多額の費用と期間を必要とす
る。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】そのために老朽化し
た既設のパイプラインの内部に新設管を挿入して再生し
ようとする技術が開発されているがその場合でもまた次
のような問題が存在する。 <イ>新設管の先頭にロープを取りつけて、既設管の前
方から引き寄せる方法。この方法では新設管を引き寄せ
るロープをパイプラインの一端から他端に貫通させてお
かなければならず、その作業が困難である。また新設管
の引き寄せ作業中にはロープが既設管の内面をこすって
移動するために内面を傷付けてしまう。
【0004】<ロ>上記の方法とは反対に、新設管の後
端を加圧して、既設管の内部に押し込む方法も開発され
ている。この方法では新設管の延長が長くなると、ちょ
うど長柱の一方から圧縮力だけを加えることになり、新
設管に過大な圧縮力がはたらいて座屈を生じてしまう。 <ハ>いずれの方法にしても、挿入する新設管は、延長
が大きくなればその重量は膨大なものとなり、挿入する
ためには大きな力が必要となる。 <ニ>さらに膨大な重量を有する新設管が、既設管の底
面をこすって移動することになるので、既設管の内面が
損傷することは避けられない。
【0005】
【本発明の目的】本発明は上記のような点を改善するた
めになされたもので、次のような既設管の再生方法を提
供することを目的とする。 <イ>既設管を撤去することなくそのまま利用して再生
できる方法 <ロ>新設する管に過大な力が作用することなく、小さ
い力を利用して、長い距離の再生ができる方法 <ハ>既設管の内面に損傷を与えることなく再生できる
方法
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明は、既設の既設
管の内部に新設管を圧入する方法であって、既設の管内
に、先端を閉塞した新設管を挿入し、この新設管内に加
圧流体を圧入して既設管内を前進させ、内外二重の管を
形成する方法であって、既設管と新設管との間隔に、新
設管内に圧入する液体よりも比重の大きい流体を注入し
て行う、既設管の再生方法である。また本発明は、既設
の管内に、先端を閉塞した新設管を挿入し、この新設管
内に加圧流体を圧入して既設管内を前進させ、内外二重
の管を形成する方法であって、圧入する新設管の外周
に、不連続の点状に突起を突設して行う、既設管の再生
方法である。
【0007】
【本発明の方法】次に本発明の実施例について説明す
る。まず本実施例の方法に使用する部材について説明す
る。 <イ>新設管の構成 新設管1は既設の既設管Aに挿入可能な外径を有するパ
イプである。この新設管1はできるだけ薄い材料によっ
て構成し、既設管Aに多少の変形が生じていても柔軟に
対応できることが望ましい。そのために、後方からの圧
縮力だけによる押し込みには限界があり、大きな力を後
端に与えると局部的に力が集中して変形してしまう危険
性がある。そこで本発明の方法では後述するように、新
設管には圧縮力を与えることなく、引っ張り力が発生し
た状態で既設の既設管に挿入を行うものである。この新
設管1の先端は蓋体11によって閉塞する。新設管1の
外周には連続または不連続の点状に突起12を突設して
既設管A内にスムーズに挿入するためのスペーサとして
作用させる場合がある。
【0008】<ロ>新設管への流体供給装置 新設管1の内部に液体、気体(以下両者を流体と称す
る)を供給するための装置が必要である。そのためにた
とえばポンプ2を新設管1の外部に設置し、そのポンプ
2に接続したホース21を新設管1の内部に導入する。
【0009】<ハ>新設管内に流体を封入する装置 新設管1の内部に流体を供給してもそのままでは新設管
1の入口から流れだしてしまう。そこで新設管1の一端
をプラグ3で閉塞し、このプラグ3には前記のホース2
1を貫通しておく。そしてこのホース21にはバルブを
設ける。そしてプラグ3は新設管1の内径とほぼ等しい
外径を有し周囲に水密性のシール材を固定したピストン
状の筒体として形成する。
【0010】<ニ>流体の体積増加の反力を受ける装置 このプラグ3の後方には反力受けシリンダ31を位置さ
せる。この反力受けシリンダ31が反力壁33に反力を
伝達することによって、新設管1内の封入流体の体積増
加が新設管1の前進運動となる。
【0011】<ホ>流体を圧縮する装置 上記の反力受けシリンダ31を伸縮可能に構成する。ホ
ース21のバルブを閉じた状態でシリンダ31を伸長す
れば、内部に流体を封入した状態で新設管1全体を前進
させることができる。
【0012】<ヘ>新設管の勝手な移動を制御する装置 新設管1が内部の流体の体積の増加量に比例して、ある
いは封入した流体をシリンダ31で加圧する場合にはそ
のシリンダ31の伸長量に比例して、前進しているとき
には問題がない。しかし動摩擦抵抗の方が静摩擦抵抗よ
り格段に小さい。そのために停止していた新設管1が滑
りだすとそれまで蓄えられた力を一気に出して急激に前
進してしまう。このときにプラグ3は単なるピストンで
あるからそうした過大な力による新設管1の前進運動を
阻止するだけの拘束力がない。そのために、新設管1の
内部の流体の体積増加、あるいはシリンダの伸長量に比
例する伸長距離以上の前進を、プラグ3以外の装置で阻
止する必要がある。
【0013】そのために制動装置4を使用する。この装
置4は不動の反力壁44に取りつけた通常の油圧シリン
ダであるが、たとえばこの油圧シリンダの油圧回路を、
新設管1内部に流体を供給するポンプ2の回転数(流体
の供給量に比例する)と同調する同調回路43と連結し
ておく。そうするとこの制動装置4は、ポンプ2の供給
した流体の量に応じた距離だけ伸長し、その結果新設管
1の一定量の前進だけを許容することになる。あるいは
後述する連結材41の変形量を検知し、この量に比例し
た距離だけ制動装置4が伸長するように構成することも
可能である。
【0014】<ト>連結材 そしてこの制動装置4と新設管1の後部とを連結材41
で連結する。この連結材41がワイヤーのような引っ張
り力にのみ耐える材料であるときには、制動装置4の制
動力は新設管1の予定以上の前進(すなわち供給した流
体の量に比例する距離以上の前進)を拘束する装置とし
てのみ作用する。この連結材41が剛性を有する鋼材の
柱などであるときには、制動装置4の伸長力は、新設管
1の予定以上の前進を拘束するとともに、新設管1に流
体の体積増加量と同調した圧縮力を与えることができる
ことになる。
【0015】<チ>新設管の後端を把握する装置 この連結材41と新設管1との結合は、把握装置42を
使用して行う。この把握装置42としてはふたつの構成
が考えられる。ひとつは外径の拡大するタイプのリング
である。このリングを新設管1の後端の内側に位置させ
て外径を拡大すれば新設管1を内部から把握することが
できる。他のひとつは内径を収縮して新設管1を外部か
ら把握するタイプのリングである。この内径を縮小して
外部から把握するタイプのリングの場合には新設管1の
どこを把握しても良いものではなく、前記の外径を拡大
するリングの部分の外側か、あるいは加圧流体が充填さ
れている部分の外部を把握するものである。
【0016】
【本発明の作動】つぎに本発明の施工方法について説明
する。 <イ>新設管1の挿入 既設の既設管Aの内部に端部から新設管1の先端を挿入
する。
【0017】<ロ>流体の封入 新設管1の後部をプラグ3で閉塞する。その状態で新設
管1の内部に圧力流体を注入する。するとパスカルの法
則通りに新設管1の内部全体に膨脹力が作用し、新設管
1の部材には全面にわたって引っ張り力が発生すること
になる。
【0018】<ハ>流体の体積の増加による前進 ポンプ2の作動によって新設管1内部の流体の量を増加
させる。そうすると流体の後端はプラグ3によってスラ
イドが可能な状態で閉塞されており、その後端には反力
受けシリンダ31が位置しているから、新設管1は供給
された流体の体積に応じて前進する。この時に新設管1
に作用する力は、図3に示すようにすべて引っ張り力で
あるから、新設管1の材質が薄く、延長が増加しても長
い棒を前方から引っ張るのと同様であって、新設管1に
座屈が生じることはない。
【0019】<ニ>流体を圧縮することによる前進 ホース21に設けたバルブを閉じることによって流体を
新設管1内に封入する。 そして反力受けシリンダ31
を伸長すると、流体によって膨脹した状態の新設管1全
体をひとつのブロックのようにして前進させることがで
きる。以上の2種類の作動、すなわち流体の体積の増加
による前進と、封入した流体を加圧することによる前進
とは、択一的に、あるいは同時に行うことが可能であ
る。
【0020】<ホ>過大な前進の阻止 新設管1と既設管Aの間には摩擦抵抗があるから、新設
管1は流体の量が増加したからといって直ちに前進を開
始しない。そしていったん静摩擦係数よりも大きな力が
作用すると急激に前進してしまう。そこで制動装置4が
作用する。すなわち制動装置4は新設管1内の流体の増
加量に応じた距離の伸長だけを行うシリンダであるか
ら、新設管1にそれ以上の前進が生じたときには抵抗と
して働き、新設管1の前進を拘束してしまう。これは既
設管Aが下り勾配の場合で、新設管1が自重で滑りだし
てしまう場合にも同様に作用する。
【0021】さらに新設管1の前進だけではなく、新設
管1内の流体を抜いた場合に新設管1が収縮するが、そ
の変形による新設管1の管端の勝手な動きを阻止する抵
抗として作用する。
【0022】<ヘ>圧縮力による前進 新設管1の内部の流体の体積増加による引張り力も無制
限に増加させれば新設管1が破断してしまう。その場合
には引張り力による影響が打ち消される程度の圧縮力を
与えて破断を防止し、同時に挿入の延長をさらに増加さ
せることができる。
【0023】そのためには制動装置4と新設管1の後端
とを剛性を有する連結材41で連結し、制動装置4のシ
リンダを伸長すればよい。そうすると把握装置42を介
して圧縮力が新設管1に加わる結果、引張り力との応力
が合成される。したがって引張り、あるいは圧縮のみで
あったら破断するはずの距離よりもさらに長い距離まで
延長することができることになる。
【0024】<ト>新設管の接続 新設管1の長さには限界があるから、1本の押し込み作
業が完了したら、各装置を取り外し、次の新設管1を溶
接して同様の作業をつづける。
【0025】<チ>比重差による摩擦抵抗の低減 新設管の延長が長くなれば、その総重量は膨大なものと
なる。そのすべてを加圧装置に負担させると装置の容量
もまた大規模なものが必要となり不経済である。そこで
本発明の方法では、既設管Aと新設管1との間隔に、新
設管内部に封入した流体の比重よりも比重の大きい液体
を注入する。そうすると新設管には比重差に応じた浮力
が作用して、新設管1の外周面と既設管Aの内周面との
接触部分に発生する摩擦抵抗を減らすことができる。そ
の比重差が最適であれば、新設管1を完全に浮かした状
態で、最少の圧入力で圧入することができる。
【0026】<リ>点接触による摩擦抵抗の軽減 新設管1の外周に連続のらせん状、または不連続の点状
に突起を設置することも可能である。この突起として
は、次のようなものが考えられる。細い帯状体を巻き付
けたような形状、板体を不連続に溶接したような形状、
新設管の中心軸と平行に長尺の棒状体を溶接したもの、
など。特にこの突起を、テフロン(登録商標)のような
摩擦係数の小さい材料で構成すると摩擦抵抗の低減に役
立つ。
【0027】<ヌ>防錆対策 既設管Aと新設管1との間隔に、防錆材を注入すれば、
新設管1の防錆対策を行うことができる。
【0028】
【発明の効果】本発明は上記したように、既設管と新設
管との間に、新設管内に圧入する流体の比重よりも大き
い比重の液体を注入し、あるいは新設管の外周に、不連
続状の点状に突起を突設して新設管の挿入を行うもので
ある。そのために、新たに挿入する新設管の重量を最小
限に低減することができる。したがって、きわめて小さ
い力によって挿入が可能となり、経済的に老朽した既設
管を再生することができる。さらに挿入する力が小さく
てすむから、薄い材料で構成した新設管を、圧縮力によ
る破壊を生じさせることなく長い延長を挿入することが
できる。また、新設管の過大な前進を防止することによ
り、新設管の破断や変形等を防止し、確実な施工を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法で使用する装置の作動の説明図
【図2】 本発明の方法で使用する装置の作動の説明図
【図3】 引張り力と圧縮力の関係の説明図

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 既設の管内に、先端を閉塞した新設管を
    挿入し、この新設管内に流体を圧入して既設管内を前進
    させ、内外二重の管を形成する方法において、 既設管と新設管との間隔に、新設管内に圧入する流体
    りも比重の大きい液体を注入し、 下記イ又はロによる新設管の前進距離に応じた範囲で下
    記ハによる新設管の前進を可能にし、又は下記イ及びロ
    による新設管の前進距離に応じた範囲で下記ハによる新
    設管の前進を可能とすることを特徴とする、 既設管の再生方法。イ.新設管内の流体の量を増加すること。 ロ.新設管内に封入した流体を加圧すること。 ハ.新設管の後部を把持して軸方向の移動を拘束するこ
    と。
  2. 【請求項2】 既設の管内に、先端を閉塞した新設管を
    挿入し、この新設管内に流体を圧入して既設管内を前進
    させ、内外二重の管を形成する方法において、 圧入する新設管の外周に、不連続の点状に突起を突設
    し、下記イ又はロによる新設管の前進距離に応じた範囲で下
    記ハによる新設管の前進を可能にし、又は下記イ及びロ
    による新設管の前進距離に応じた範囲で下記ハによる新
    設管の前進を可能とすることを特徴とする、 既設管の再生方法。イ.新設管内の流体の量を増加すること。 ロ.新設管内に封入した流体を加圧すること。 ハ.新設管の後部を把持して軸方向の移動を拘束するこ
    と。
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