JPH06159552A - 既設管の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既設管を撤去することなくそのまま利用して
再生でき、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を提
供することを目的とする。 【構成】 本発明は既設の管体の内部に、先端を閉塞し
た新設管を、その内部に加圧流体を圧入して挿入する方
法であって、既設管と新設管との間隔には新設管内に圧
入する流体よりも比重の大きい流体を注入して行う。

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液体の比重よりも比重の大きい重
量流体を注入する。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の鉛直方向の抵抗を減らす
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
い流体を注入し、あるいは新設管の周囲にらせん状、不
連続状に突起を設置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少限
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。

【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)

【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
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