JP5725937B2 - 廃止管中詰め装置および廃止管の中詰め工法 - Google Patents

Description

本発明は、使わなくなった地中にあるガス管などの配管内に土砂を充填する廃止管中詰め装置と、その廃止管に充填材を充填する廃止管の中詰め工法に関する。

地中にある使わなくなったガス管や水道管などの配管（廃止管）は、放置すると破損して壊れることもあるため、配管上の地面が陥落する事故が生じるおそれがある。そのため、従来は使わなくなった配管は掘り起こして廃棄し、配管の除去により生じた穴は埋め戻す必要があった。
不要となった配管を土中から引き抜く技術としては、例えば特開２００１−１０８１４８号公報（特許文献１）や特開２０００−２９７８７８号公報（特許文献２）等に記載されている。

特開２００１−１０８１４８号公報 特開２０００−２９７８７８号公報

しかし、これらの廃止管を掘り起こして排除することは大変であり、廃棄する配管の上に既存の構造物があるとさらに堀起こしは困難である。
そこで、本発明は廃止管を撤去せずに安全に残置することを可能とする技術を提供することを目的とする。

すなわち、廃止管中に挿入し充填材の流路となる充填ホースと、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、貯蔵タンクからの充填材とコンプレッサからのエアを混合して充填ホースへ圧送するエアームーバと、を備え地中に埋設されたガス管等の廃止管に土砂等の前記充填材を充填させる廃止管中詰め装置であって、エアームーバの充填材の取り込み口を、貯蔵タンクに備える充填材の吐出口の下方に設け、エアームーバへの充填材の取り込みを充填材の自然落下で行えるものとし、エアームーバの出力が、コンプレッサを通じてエアームーバに取り込まれる単位時間当たりのエア体積に対して１５倍〜３５倍量の単位時間当たりのエア体積を吐出可能であり、充填ホースの開口端を廃止管の口径の略中央に位置させるセンタリング治具を、充填ホースの先端に設けるものとした廃止管中詰め装置を提供する。

エアームーバの充填材の取り込み口を、貯蔵タンクに備える充填材の吐出口の下方に設け、エアームーバへの充填材の取り込みを充填材の自然落下で行えるものとしたため、充填材の自然落下による流速を取り込んでエアームーバを通じて充填ホースに充填材を圧送することができる。そのため、充填ホースが例えば２０ｍ程度となるような比較的長い廃止管の奥にまで充填材を送ることができる。そのため、廃止管が長いときには充填材を奥にまで送ることができず、その廃止管の一方端側からだけでなく他方端側も開口して両方向から充填材を詰めるといった不都合がない。

また、エアームーバの出力が、コンプレッサを通じてエアームーバに取り込まれる単位時間当たりのエア体積に対して１５倍〜３５倍量の単位時間当たりのエア体積を吐出可能としたため、充填ホースが例えば２０ｍ程度となるような比較的長い廃止管の奥にまで充填材を送ることができ、充填ホースの途中で充填材が留まったり、詰まったりすることがなく、充填ホースの先端から充填材を放出することができる。また、充填ホースの先端から離れた遠くまで充填材を飛ばすことができ、充填ホースの先端から離れたところまで充填することができる。

そして、充填ホースの開口端を廃止管の口径の略中央に位置させるセンタリング治具を、充填ホースの先端に設けるものとしたため、廃止管の口径の中央部分から効率良く充填することができる。即ち、センタリング治具が無いと充填ホースの先端が曲がった状態で廃止管の中に置かれる場合もあり、廃止管の管壁に向かって充填材が吐き出されてしまうからである。また、廃止管の口径の略中央から偏芯して位置させると、廃止管内で充填ホースが捩れると充填材の吐出方向が一定しないからである。

センタリング治具が充填ホースの開口に取付可能な本体部と、この本体部から羽根板状に廃止管の内壁に向かって突出する複数の羽根板とを備えるものとすることができる。
センタリング治具が充填ホースの開口に取付可能な本体部と、この本体部から羽根板状に廃止管の内壁に向かって突出する複数の羽根板とを備えるものとしたため、充填ホースの先端を廃止管の口径の略中央に置くことができるだけでなく、廃止管内に突出するビスなどの突出部を避けながら、充填ホースの先端を廃止管の奥にまで送ることができる。

あるいは、地中に埋設されたガス管等の廃止管に土砂等の前記充填材を充填させる廃止管中詰め装置であって、廃止管中に挿入し充填材の流路となる充填ホースと、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、貯蔵タンクからの充填材とコンプレッサからのエアを混合して充填ホースへ圧送するエアームーバと、を備える廃止管中詰め装置を提供する。

廃止管中に挿入し充填材の流路となる充填ホースと、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、貯蔵タンクからの充填材とコンプレッサからのエアを混合して充填ホースへ圧送するエアームーバと、を備えるため、充填ホースの先端側から廃止管の管内を充填材で充填していくことができる。また、充填材に水分が含まれているような場合にも好適に搬送することができる。

粒径が１ｍｍ〜１３ｍｍである粒子を８０ｗｔ％以上含む粒状物から１０ｍｍの篩いで分別される巨大粒子を除いた比重が１．１〜１．４である中径粒状物を充填材とすることができる。
粒径が１ｍｍ〜１３ｍｍである粒子を８０ｗｔ％以上含む粒状物から１０ｍｍの篩いで分別される巨大粒子を除いた比重が１．１〜１．４である中径粒状物を充填材としたため、充填ホース内での充填材の留まりや詰まりを防止し、また、充填ホースから放出された充填材が廃止管内を逆流して充填されにくくなることを防止することができる。

さらに、充填材の流路となる充填ホースを廃止管中に挿入し、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、から充填材とエアをそれぞれエアームーバに挿入し、エアームーバでこの充填材とエアを混合して充填ホースへ圧送し、地中に埋設されたガス管等の廃止管に土砂等の前記充填材を充填させる廃止管の中詰め工法であって、エアームーバの充填材の取り込み口を、貯蔵タンクに備える充填材の吐出口の下方に設け、エアームーバへの充填材の取り込みを充填材の自然落下で行い、エアームーバの出力を、コンプレッサを通じてエアームーバに取り込まれる単位時間当たりのエア体積に対して１５倍〜３５倍量の単位時間当たりのエア体積を吐出する出力とし、充填ホースの開口端を廃止管の口径の略中央に位置させるセンタリング治具を充填ホースの先端に設けて、廃止管の口径の略中央から充填材を充填させる廃止管の中詰め工法を提供する。

こうした廃止管の中詰め工法では、充填ホースが例えば２０ｍ程度となるような比較的長い廃止管の奥にまで充填材を送ることができ、廃止管の両端のうち一方側のみを掘り起こして開口すればよく、作業効率が向上する。

また、充填材の流路となる充填ホースを廃止管中に挿入し、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、から充填材とエアをそれぞれエアームーバに挿入し、エアームーバでこの充填材とエアを混合して充填ホースへ圧送して地中に埋設されたガス管等の廃止管に土砂等の前記充填材を充填させる廃止管の中詰め工法とすることができ、こうした廃止管の中詰め工法では、充填ホースの先端側から廃止管の管内を充填材で充填していくことができ、充填材に水分が含まれているような場合にも好適に搬送することができる。

本発明の廃止管中詰め装置や廃止管の中詰め工法によれば、長い廃止管の一方端側だけを開口して、簡単に短時間で充填材を充填することができ、廃止管の堀出しが不要である。
また、長い廃止管に充填材を留まらせたり詰まらせたりすることなく安定的に充填材を放出することができる。さらに、充填ホースの先端から離れたところまで充填材を放出することができる。

本発明の廃止管中詰め装置の模式図である。 図１の廃止管中詰め装置の先端部分の拡大図であり、図２（Ａ）はその側面図、図２（Ｂ）はその正面図である。 図１の廃止管中詰め装置の使用状態を表す模式図であり、廃止管の先端部分を充填している状態を示す。 図１の廃止管中詰め装置の使用状態を表す模式図であり、廃止管の入り口部分を充填している状態を示す。

廃止管中詰め装置と、廃止管に充填材を充填する廃止管の中詰め工法について図面を参照しつつ説明する。
廃止管中詰め装置１１は、図１の模式図で示すように、廃止管Ｐの中に挿入する充填材Ｆの流路となる充填ホース１３と、充填材Ｆとエアを今後して圧送するエアームーバ１２とを備えており、充填材Ｆを貯留し充填ホース１３へ送り込む貯蔵タンク１４と、エアを圧送可能なコンプレッサ１５とがこのエアームーバ１２に接続されている。

貯蔵タンク１４は、例えば下方ほど狭まったホッパーであり、その充填材Ｆの出口となる吐出口１４ａは、貯蔵する充填材Ｆの落下量を調整し、または落下を止める開閉弁構造となっている。こうしたホッパーの中には吐出口１４ａからスムーズに充填材Ｆが流れ出すようにスクリューを設けておくことは好ましい。コンプレッサ１５は、そのコンプレッサ１５に接続された送風管１５ａにエアを送り出す。エアームーバ１２は、送風管１５ａから取り込んだエアを充填ホース１３側に吹き出すことで貯蔵タンク１４との接続側に負圧を生じさせて充填材Ｆを取り込み、その充填材をエアに乗せて充填ホース１３へ圧送するものである。

このエアームーバ１２は、充填ホース１３内を十分な勢いで充填材Ｆを圧送し、廃止管Ｐへ充填材Ｆを送る必要があるため、コンプレッサ１５の能力や充填材Ｆの搬送量、充填ホース１３の口径等に応じて選択される。
ここでは、エアームーバ１２による出力が、コンプレッサ１５を通じてエアームーバ１２に取り込まれる単位時間当たりのエア体積に対して１５倍〜３５倍量の単位時間当たりのエア体積を吐出可能な出力としている。

１５倍量より少ないと充填ホース１３から十分な勢いで廃止管Ｐ内に充填材Ｆが放出されずに、充填ホース１３内に充填材Ｆが留まったり、充填ホース１３が詰まってしまうおそれがある。また、３５倍量より多いと充填効率が悪かったり、充填ホース１３から排出された後、排気エアとともに充填材Ｆが廃止管Ｐ内を逆流するおそれがあるからである。
廃止管Ｐは、その口径が１００ｍｍ〜２００ｍｍであるガス管に対して好適に充填材Ｆを充填することができる。

充填ホース１３は、その入り口側は廃止管Ｐの外にあってエアームーバ１２に接続しており、出口側（先端）は廃止管Ｐの先端に位置するように配置される。廃止管Ｐの中に入った充填ホース１３はほぼ直線であり、１ｍ〜７ｍとし、好ましくは５ｍ程度の単管を複数個繋ぐことで廃止管Ｐの長さに対応させている。充填ホース１３は、金属製でも樹脂製でも良いが、取扱いの容易性から樹脂製の方が好ましい。充填ホース１３の口径は、エアームーバ１２やコンプレッサ１５の仕様によっても代わりうるが、例えば口径が１００ｍｍの廃止管Ｐに対しては、好ましくは２５ｍｍ〜７０ｍｍであり、より好ましくは５０ｍｍ〜６５ｍｍである。２５ｍｍより小さいと充填材Ｆの充填効率が悪く、また充填材の取り込みも少なくなるからであり、７０ｍｍより大きいとコンプレッサ１５やエアームーバ１２の出力を大きくすることが必要となり、コストや騒音等の観点から現実的ではないからである。また例えば口径が２００ｍｍの廃止管Ｐに対しては、好ましくは４０ｍｍ〜１５０ｍｍであり、より好ましくは７０ｍｍ〜１３０ｍｍである。４０ｍｍよりも小さい場合や、１５０ｍｍより大きい場合の不都合は廃止管が１００ｍｍの場合に説明した不都合と同様である。この充填ホース１３の先端にはセンタリング治具１６を設けている。

なお、充填ホース１３の単管１３ａの形状は直線状に限るものではなく廃止管の配管状態によっては曲がった形状であってもよい。また金属製の硬い充填ホース１３であっても良いが、地面から廃止管の管口までを掘削した掘削口を通じて充填ホース１３を挿入する必要から、曲げようとすれば撓むことができる程度の柔らかさがあった方がよい。但し、柔らかすぎると問題があり、廃止管Ｐの入り口側から充填ホース１３を押し込んで廃止管Ｐの先端に押し込まれるだけの剛性があることも必要である。こうした充填ホース１３の内外面は蛇腹などの突出部のない平坦面であることが好ましい。内面が平坦であるのは充填材Ｆが詰まることを防ぐためであり、外面が平坦であるのは廃止管Ｐ内に突き出すビスなどに引っかかることを防ぐためである。

センタリング治具１６は、充填ホース１３の先端に取付けることで充填ホース１３の先端を廃止管Ｐの口径のほぼ中央に置くものである。センタリング治具１６は、図２で示すように、一方端を充填ホース１３の端部に差し込み他方端を充填材の吐き出し口とする中空柱状の本体部１６ａと、この本体部１６ａから放射状に等間隔に突出する４枚の羽根板１６ｂを有している。羽根板１６ｂの先端は、ややとがらせており、充填ホース１３を廃止管Ｐに挿入する際に廃止管Ｐの内部に突出したビスを避けて挿入可能としている。また、羽根板１６ｂを付けたセンタリング治具１６の大きさは、廃止管Ｐの口径に合わせて、廃止管Ｐの口径より小さいが略同程度の大きさとする。

充填材Ｆには掘削土や埋め戻し土等を用いることができるが、所定の粒状物を用いることが好ましい。例えば、粒径が１ｍｍ〜１３ｍｍである粒子を８０ｗｔ％以上含有し比重が１．１〜１．４である土砂等を、網目が５ｍｍ〜１５ｍｍの篩いで粒径の大きな粒を除外した中径粒状物が好ましく、特に１０ｍｍの篩いで粒径の大きな粒を除外した粒状物がより好ましい。こうした粒状物が好ましい理由は、比重が１．１〜１．４程度で軽く、粒径が比較的揃っていること、粒子が小さいことから個々の粒子が粒状であって充填ホース１３内を転がりながら移動し易く、充填ホース１３内への付着性がほとんどないこと等が挙げられる。また、篩いで巨大粒子を取り除いた中径粒状物は、充填ホース１３内やその出口から出たところに大きな粒が留まることがなく、その大きな粒から充填材Ｆの流れが止まることがない。
こうした大きさ、比重を有する粒状物であれば、土砂以外にも、堀起こし土に生石灰やセメント等を加えて処理した処理土や、粒状改良土、ポリエチレン等の樹脂粒を用いることもできる。

一方、川砂や珪砂、山砂等は充填ホース１３内で詰まったり、その吐出口まで搬送されなかったりする場合がある。比重が１．５〜１．６と比較的大きいことや、含まれる水分で充填ホース１３内に付着したり、大きめの粒子の存在により、その粒子が充填ホース１３内に留まりそこから詰まりやすいからである。
また、スーパーソル（登録商標）と呼ばれるような無機多孔質発泡素材は、充填ホース１３内に詰まることなく安定した搬送ができるが、粉塵が非常に多く、逆流したエア中に含まれる充填材Ｆで廃止管Ｐの入り口付近が白くなるほどであるため、作業性にやや問題がある。これは比重が軽いためエアが廃止管Ｐ内を逆流する勢いで舞い上がるためと考えられる。

次に、廃止管の中詰め工法について説明する。まず最初に廃止管中詰め装置１１を廃止管Ｐのある現場に設置する。
鋼管や鋳鉄管またはポリエチレン管等でなる廃止管Ｐが埋まった地面を堀起こし、廃止管Ｐの一方端側を露出させる。そして、その廃止管Ｐ内に、センタリング治具１６の付いた充填ホース１３を、廃止管Ｐの他方端側の突き当たりから手前５０ｃｍ〜３ｍ、好ましくは１ｍ〜２ｍ位に位置するように導入する。この間隔が短かすぎると充填効率が悪く、遠すぎると所定の位置まで充填材Ｆを飛ばし難いからである。一方、充填ホース１３の他方端にはエアームーバ１２を接続する。あるいは、エアームーバ１２は予め充填ホース１３に接続しておいても良い。

貯蔵タンク１４は、その吐出口１４ａから出力される充填材Ｆが自然落下するように配置される。即ち、充填ホース１３に連結したエアームーバ１２が、この吐出口１４ａから出力される充填材Ｆを取り込めるように、貯蔵タンク１４の真下にエアームーバ１２の取り込み口を設けることが好ましい。しかしながら、貯蔵タンク１４とエアームーバ１２との間に充填材Ｆの流れる配管を設けて、貯蔵タンク１４から斜め下のエアームーバ１２に充填材Ｆを流すようにしても良い。
また、エアームーバ１２にはコンプレッサ１５に連なる送風管１５ａを連結する。このようにして廃止管中詰め装置１１を廃止管Ｐのある現場に設置する。
なお、廃止管Ｐの口径が大きい場合には、充填ホース１３を複数本導入することもでき、一度に複数の充填ホース１３から充填材を送ることで作業効率が向上する。

廃止管中詰め装置１１を用いて廃止管Ｐに充填材Ｆを充填するには、まずコンプレッサ１５からエアームーバ１２へエアを流入させながら、貯蔵タンク１４の吐出口１４ａを開き充填ホース１３内に充填材Ｆをエアで圧送する。この状態を図３で示す。センタリング治具１６の端まで廃止管Ｐ内が充填されると、一旦充填材Ｆの放出を止め、充填ホース１３を構成する一つの単管１３ａを取り外して充填ホース１３の長さを短くし、一つの単管１３ａの長さ分だけセンタリング治具１６の置かれる位置を後退させる。そしてまた充填材Ｆの放出を行う。この作業を繰り返すことで図４で示すように廃止管Ｐ内を充填材Ｆで充填していき、廃止管Ｐの他方端まで充填することで、作業を完了する。

こうした廃止管中詰め装置を用いた廃止管の中詰め工法によれば、比較的長い廃止管の一方端だけを開放するだけで工事を行うことができ、充填ホース内に充填材を詰まらせることなく、廃止管内に十分に充填材を充填することができる。

実施例１： 口径が１００ｍｍ、管長が２０ｍの廃止管(P)を充填材(F)で充填させた。
充填材(F)には、粒径が２ｍｍ〜１３ｍｍである粒子を８０ｗｔ％以上含む粒状改良土（「ソイルハード」（商品名））を用いて、篩い目が１０ｍｍの篩いで巨大粒子を取り除いた中径粒状改良土を用いた。
充填ホース(12)は、一本当たりの管長が５ｍ、口径が５０ｍｍ、樹脂製の単管(13a)を４本繋いで廃止管(P)内に挿入した。また、コンプレッサ(14)からエアームーバ(15)に２ｍ^３／分〜３ｍ^３／分の流量でエアを流入させるとともに、貯蔵タンク(13)からは、５Ｌ／分〜５０Ｌ／分の充填材(F)を吐出させた。そして、約２０分で充填材(F)の充填を完了させた。

実施例２： 実施例１において、充填材(F)に粒径が１〜１３ｍｍである粒子を８０ｗｔ％以上含む粒状改良土（「セフティクレイ」（商品名））を用いて、篩い目が１０ｍｍの篩いで巨大粒子を取り除いた中径粒状改良土を用いた以外は、実施例１と同様にして廃止管(P)の充填を行ったところ、約２０分で充填を完了した。

実施例３： 実施例１において、口径が１５０ｍｍの廃止管(P)を用いた以外は実施例１と同様にしてこの廃止管(P)の充填を行ったところ、約４０分で充填を完了した。

実施例４： 実施例２において、口径が１５０ｍｍの廃止管(P)を用いた以外は実施例２と同様にしてこの廃止管(P)の充填を行ったところ、約５０分で充填を完了した。

実施例５： 実施例１において、口径が２００ｍｍの廃止管(P)を用いた以外は実施例１と同様にしてこの廃止管(P)の充填を行ったところ、約８０分で充填を完了した。

実施例６： 実施例２において、口径が２００ｍｍの廃止管(P)を用いた以外は実施例２と同様にしてこの廃止管(P)の充填を行ったところ、約７０分で充填を完了した。

１１ 廃止管中詰め装置
１２ エアームーバ
１３ 充填ホース
１３ａ 単管
１４ 貯蔵タンク
１４ａ 吐出口（開閉弁）
１５ コンプレッサ
１５ａ 送風管
１６ センタリング治具
１６ａ 本体部
１６ｂ 羽根板
Ｐ 廃止管
Ｆ 充填材

Claims (4)

1. 地中に埋設されたガス管等の廃止管に土砂等の充填材を充填させる廃止管中詰め装置であって、
   廃止管中に挿入し充填材の流路となる充填ホースと、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、貯蔵タンクからの充填材とコンプレッサからのエアを混合して充填ホースへ圧送するエアームーバと、を備えており、
   廃止管の略中央に充填ホースの開口端を位置させる先端具を充填ホースの先端に設け、
   前記先端具が、充填ホースの開口に取付可能な本体部と、この本体部から羽根板状に廃止管の内壁に向かって突出する複数の羽根板とを備える廃止管中詰め装置。
2. 粒径が１ｍｍ〜１３ｍｍである粒子を８０ｗｔ％以上含む粒状物から１０ｍｍの篩いで分別される巨大粒子を除いた比重が１．１〜１．４である中径粒状物を充填材とする請求項１記載の廃止管中詰め装置。
3. 地中に埋設されたガス管等の廃止管に土砂等の充填材を充填させる廃止管中詰め装置であって、
   廃止管中に挿入し充填材の流路となる充填ホースと、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、貯蔵タンクからの充填材とコンプレッサからのエアを混合して充填ホースへ圧送するエアームーバと、を備えており、
   粒径が１ｍｍ〜１３ｍｍである粒子を８０ｗｔ％以上含む粒状物から１０ｍｍの篩いで分別される巨大粒子を除いた比重が１．１〜１．４である中径粒状物を充填材とする廃止管中詰め装置。
4. 充填材の流路となる充填ホースを廃止管中に挿入し、充填材を溜め置き充填ホースへ送り込む貯蔵タンクと、エアを圧送可能なコンプレッサと、から充填材とエアをそれぞれエアームーバに挿入し、エアームーバでこの充填材とエアを混合して充填ホースへ圧送し、地中に埋設されたガス管等の廃止管に土砂等の前記充填材を充填させる廃止管の中詰め工法であって、
   充填ホースの開口端を廃止管の口径の略中央に位置させ、充填ホースの開口に取付可能な本体部と、この本体部から羽根板状に廃止管の内壁に向かって突出する複数の羽根板とを備える先端具を充填ホースの先端に設けて、廃止管の口径の略中央から充填材を充填させる廃止管の中詰め工法。

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