JPH076595B2 - 直押推進用被覆鋼管 - Google Patents

直押推進用被覆鋼管

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JPH076595B2
JPH076595B2 JP62082471A JP8247187A JPH076595B2 JP H076595 B2 JPH076595 B2 JP H076595B2 JP 62082471 A JP62082471 A JP 62082471A JP 8247187 A JP8247187 A JP 8247187A JP H076595 B2 JPH076595 B2 JP H076595B2
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steel pipe
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polyester
glass fiber
polyethylene
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弘忠 加藤
冨有彦 大槻
勇 土田
喬二 近田
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Nippon Steel Corp
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は道路等を横断して配管を敷設する際に道路を
掘削することなく、道路下の土中に鋼管を推進させて敷
設する工法において使用する直押推進用被覆鋼管に関す
るものである。
[従来の技術] 従来道路等を横断して配管を敷設する場合、交通を遮断
して道路を掘削し、配管を埋設する工法がとられてい
た。しかしこの工法では交通を遮断するために、適当な
迂回路があれば良いが無い場合は地域交通に多大な影響
を与える欠点がある。そこでこのような場合は近年特開
昭59-210191号公報および特開昭59-170399号公報に示さ
れるような推進工法を採用することが多くなってきた。
この工法の特徴は道路を少し離れた両側に竪穴を掘り、
そこより水平に敷設すべき鋼管をジャッキによって向こ
う側の竪穴に向かって土中を推進させ敷設を完成させる
もので、道路上の交通を遮断する必要のないのが特徴で
ある。
[発明が解決しようとする問題点] この従来工法で最も問題となるのは鋼管表面の防食被覆
の損耗である。土中を推進させるために、土中の岩石や
礫等によって防食被覆が削られ、引っかかれて被覆の一
部が剥離し、防食機能が低下してしまう。そこで岩石や
礫よりも強い防食材料を使用すれば良いのではあるが、
硬いものでかつ防食性にも優れ工業的に使用可能な材料
は今のところ存在なく、防食性の点からは、比較的柔ら
かい有機系のポリエチレン又はウレタンの樹脂が一般に
使用されている。これらの材料ではとても推進中の岩石
や礫による損耗は防止できず、その為に現状ではまず裸
の鋼管を推進させ、完了後に防食被覆を施した鋼管を内
側に挿入するかあるいはあらかじめ、二重管にプレハブ
化して挿入するという二重管工法を採らざるをえない状
況である。この工法は最も時間を要する鋼管の溶接作業
を内管および外管の2回行なうために、工期も長くな
り、又鋼管を二重に使用するために施工費や材料費も高
くなる欠点がある。本発明は二重管工法のこれらの欠点
を無くすために、一重管とし、防食被覆が推進中に剥離
・損耗することを防止する鋼管を提供するものである。
[問題点を解決するための手段及び実施例] 防食材料として優れ、かつ岩石や礫よりも強く、工業的
にも安価で使用可能な材料は現在存在しない。
そこで本発明者らは、第1図に示すように防食材料とし
ては、現在使用されている防食にとって最も優れた材料
である有機系のポリエチレン又はウレタンの樹脂系の樹
脂1をそのまま採用し、その外側に高強度のガラス繊維
又は金属繊維混入ポリエステル、又はガラス繊維又は金
属繊維混入エポキシアクレート2保護層を施すことを開
発した。図中3は鋼管を示す。この保護層を検討するた
めに、第3図に示す推進シュミレーション試験機を製作
し、損耗量を測定した。第3図中、4は移動ジャッキ
(推進速度6.2cm/分)、5は加圧ジャッキ(2Ton)、
3′は試験パイプ、6は土槽(砕石特5号)である。そ
の時のテスト材料3′を第1表に又その結果を第2表に
示す。
現状の防食材料であるポリエチレン・ウレタンの損耗量
は小さいが、岩石や礫等のくい込みによるピンホールが
発生し易いため不適である。これ以上で、損耗量が小さ
いものはポリエステルとエポキシアクリレートであっ
た。エポキシアクリレートはこの中で最も小さい損耗量
を示したが、比較的材料が高価であることから、工業的
にはポリエステルが最も良好であるといえる。
推進中に岩石や礫から受ける損耗に対してはポリエステ
ルは優れているが、下層(内層)の防食層はポリエチレ
ン又はウレタンであり、これらの材料は他材料との接着
性が悪い。このことは外界の他物質と容易に対応しない
ことを表わしており、防食材料としては重要なことであ
るが、外側にポリエステルの保護層を設ける場合は接着
せずに、おおっているだけになるため、推進中に剥離や
ずれの原因になる。そこで本発明者らは、この問題を解
決するのに防食層(ポリエチレン又はウレタン)の表面
に凹凸をつけることが更に有効であることを知見をし
た。ただこの時、やみくもに凹凸をつけてもその効果は
期待できない。そこで、凹凸の深さを変えて剪断接着力
を測定した結果、第4図に示すように凹凸深さは0.2mm
以上あれば接着力は充分に大きくなることがわかった
が、望ましくは剪断接着強度が3kg/cm2となる0.3mm以上
がさらにその効果が大きい。しかしながらただその深さ
を大きくすれば良いのではなく、深さを著しく大きくと
ると、防食被覆材としてポリエチレンに例をとると、第
4図に示すように凹凸(エンボス)深さが0.1mmから1.0
mmへと深くなるにしたがって、引張試験(JISK 6760、J
ISK 7113参照)における破断時の伸び率が約570%から
約80%へと減少する。このような破断時の伸び率の減少
は、施行時および使用時に被覆鋼管が偏平にされたと
き、引張りを強く受けることになる偏平両側部における
割れ発生の原因となる。被覆鋼管の偏平試験は直径の2/
3までつぶし行なわれるが、この場合破断時の伸び率が3
00%未満で割れが生ずるようでは直押し推進用に供する
ことはできない。そこで、この割れ発生の限界として、
上記破断時の伸び率が略300%に対応する凹凸(エンボ
ス)深さを、第4図からみて0.8mmとし、これがエンボ
ス深さの上限となる。
保護層であるポリエステルは岩石や礫に対して充分な耐
損耗性を有しているが、土中には岩石や礫のみではなく
さらに硬い鉄片等も混入している場合があり、このよう
な状態は予測不可能である。そこでポリエステル保護層
はこれらの状態をも考慮して被覆厚みを設定することが
好ましい。しかしながら全長にわたって保護層の厚みを
大きくすることは材料コストの上昇のみならず、被覆鋼
管の重量増加によるハンドリング性の低下をもきたすこ
とになる。そこで、本発明者らは前述の推進シュミレー
ション試験機によって検討した結果、鋼管(3m〜12m)
の両端部150mm長さ以上のポリエステル保護層の厚みを
他部分の厚みに対して1.5mm望ましくは2.5mm以上厚くす
れば第5図に示す如く他部分のポリエステル損耗量を大
幅に減少することができることを見い出した。又、両端
の増厚する部分の長さは第6図に示す如く150mmあれば
中央部損耗量は0.5mm程度となりその目的を充分に達す
ることができるが、望ましくは300mm以上あればさらに
その効果が大きい。
なお、第1表に示すポリエステル及びエポキシアクリレ
ートにはガラス繊維を混入するがここでいうガラス繊維
混入ポリエステルとは、例えばポリエステルは昭和高分
子製リグラック158BQTN 100部にパーメックN1部を加え
たもの、またガラス繊維は日東防製ガラスマットMC 450
S-020SEでポリエステルとガラス繊維との比率は重量比
で50:50である。
この中でガラス繊維はガラスマットでなくともガラスク
ロス(日東紡製WF 300-10N)、ガラスロービング(日東
紡製RS 240PE-525)でも良く、又繊維状であれば、ガラ
スでなくとも金属繊維ビニロクロス、石綿、カーボンフ
ァイバーマット、不織布(ポリエステル,アクリル,ポ
リプロピレン,レーヨン等)等でも良い。又エポキシア
クリレートとしては、例えば昭和高分子製のリポキシR-
802 100部にパーメックN,コバルトNを各々1部混入し
たものはさらに損耗量を減少させることができる。
以上説明した直押推進用鋼管は、推進現場で溶接によっ
て鋼管と鋼管が接続されながら推進され、敷設されてい
くが、この時溶接によって接続された部分(溶接継手
部)の防食及び保護をいかにするかが次の問題である。
すなわち、直管部分で考案した方法は工場で被覆する場
合に最も適したものであるがが、推進現場ではこの方法
に加えて短時間、かつ入力で実施できる要件がさらに必
要となる。そこでこれらに合致する方法を本発明者らは
以下のように開発した。第2図を参照して説明するとま
ず鋼管と鋼管を溶接した後工場被覆されていない部分a
の鋼管表面を例えばサンダーやグラインダーを除錆す
る。次に防食層としてポリエチレン熱収縮シート又はポ
リエレン熱収縮チューブを部分aにセットし、ガスバー
ナー又は電気ヒーターによって加熱・収縮させて防食層
bを完成させる。次にガラス繊維に前述のポリエステル
又はエポキシアクリレートを含浸させて防食層bの外表
面に巻きつけ保護層cとする。この方法によれば、基本
構造は前述の直管部分と同じであるために、同じ耐損耗
性を有する。この時、ガラス繊維はマット状やクロス状
のシートが入力で行なう作業に適している。又別法とし
て、あらかじめマット状やクロス状のガラス繊維を防食
層bの外表面に巻き付け、その外側に型枠を設けてその
中にポリエステル又はエポキシアクリレートを流し込む
方法も現場的には良い方法である。この別法の場合は、
マット状やクロス状のガラス繊維のかわりに金属性の金
網でも同様の効果を有することができる。さらには、ガ
ラス繊維や金属繊維等の繊維(パウダー状,チップ状,
他)をあらかじめポリエステル又はエポキシアクリレー
トに混入して型枠に中に流し込めば工程を一つ短縮する
ことができる。第2図中、dは補強材、eは工場被覆ポ
リエステル、fは工場被覆ポリエチレン又はウレタンを
示す。
直押推進工事の現地溶接継手部の防食、保護作業は、推
進工事時間の約40%を占めており、この作業を短時間に
行なうことは、工事全体の時間を短縮する上で重要であ
る。防食bは加熱によって収縮させればよいためにかな
り短時間で作業が終了するが保護層のポリエステルやエ
ポキシアクリレートは硬化反応によって硬化が進むため
に時間を要する。硬化を促進させる方法としては、触媒
を添加する、加熱するの2方法があるが、触媒を添加す
る方法は、施工する前の主剤・硬化剤混合時、ガラス繊
維シートへの含浸時及び鋼管への巻き付け時にも反応が
進行し、これらの作業が非常にしづらくなり、作業性が
悪化するために実際には現場作業として採用は殆ど不可
である。そこで、混合・含浸時等は硬化が進まず、施工
後硬化が進む方法としては加熱方法がより優れている。
但し、この場合にも施工後ポリエステル又はエポキシア
クリレートの外表面から加熱すると表面のみが硬化して
内部の硬化が不充分となる欠点がある。そこで本発明者
らは、これらの欠点を解決するために、防食層(熱収縮
シート)を施工する際に使用する残熱を利用して、ポリ
エステルを内部から加熱することを開発した。すなわ
ち、ポリエチレン熱収縮シートを施工する際は、まず鋼
管を100℃〜130℃程度に加熱し、次いで収縮シートを巻
き付けてさらに100℃〜130℃にシートを加熱して収縮さ
せ防食層とする。それ故に、ポリエチレン熱収縮シート
施工直後はシート表面が100℃〜130℃に加熱された状態
にある。そこで、この残熱を利用してポリエステルの硬
化を促進させれば、保護層の作業時間を大幅に短縮する
ことができる。この場合、残熱に徐々に放散されてシー
トの温度は降下していくが、第7図に示すように30℃以
上望ましくは40℃以上あれば、硬化は充分に速く、実作
業上は問題なく、硬化時間を大幅に短縮することができ
る。
工場被覆はポリエステルとポリエレン又はウレタンとの
密着性を向上させるために、ポリエチレンやウレタン表
面にエンボス加工を施している。しかしながら推進工事
現場で行なう溶接継手部の被覆の場合は鋼管を回転でき
ないこと、短時間で実施する必要があること、作業場所
が狭いこと等の理由で工場被覆と同じ方法が採りにく
い。そのためにポリエチレン収縮シートとポリエステル
又はエポキシアクリレートとの密着が充分ではないため
に、ポリエステル層の剥離が生ずる可能性が大きくな
る。この難点を防止する手段としては、密着力を向上さ
せるために、ポリエチレンシート表面にプライアーを塗
布する等の方法も考えられるが、工程が増えて好ましく
ない。そこで本発明者らは検討した結果、溶接継手部の
被覆厚み(ポリエチレン収縮シートとポリエステルの合
計)が両側工場被覆の層厚みに比較して0.1mm以上望ま
しくは0.3mm以上薄ければ第3表に示す如く剥離が生じ
ないことを見い出した。
推進シュミレーション100m試験結果 以上の結果地中に予期しえない鉄片等が混入していても
充分その損耗に耐える保護層付の直押防食被覆推進用鋼
管及びその溶接継手部の防食補修方法を得ることができ
た。
[発明の効果] 以上のように本発明の防食被覆層の外表面をガラス繊維
混入のポリエステルまたはエポキシアクリレートの層で
保護した被覆鋼管はその使用に当り従来の二重管工法が
排除され、一本の管で、管路敷設中に防食被覆層が剥離
・損耗することなく迅速に配管の敷設が可能となる優れ
た効果を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例直押推進用被覆鋼管の構造を示
す図、第2図は現地溶接継手部の被覆構造を示す図、第
3図は推進シュミレーション試験機の説明図、第4図は
エンボス深さと剪断接着力・ポリエチレンの伸び率を示
す図、第5図は鋼管両端厚みの増加と中央部の損耗量を
示す図、第6図は鋼管両端増厚部の長さと中央部の損耗
量を示す図、第7図はポリエステル(エポキシアクリレ
ート)の温度−硬化(ゲル化)曲線図である。 1……ポリエチレンまたはウレンタ樹脂層 2……ガラス繊維混入ポリエステル、またはガラス繊維
混入エポキシアクリレート層 3……鋼管、4……移動ジャッキ 5……加圧ジャッキ、6……土槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 勇 神奈川県相模原市西橋本5−9−1 新日 本製鐵株式會社相模原技術センター内 (72)発明者 近田 喬二 神奈川県相模原市西橋本5−9−1 新日 本製鐵株式會社相模原技術センター内 (56)参考文献 特開 昭56−141494(JP,A) 特開 昭52−38630(JP,A) 特開 昭59−12846(JP,A) 実開 昭61−22995(JP,U)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエチレン又はウレタン樹脂からなる防
    食被覆層外表面をガラス繊維又は金属繊維混入ポリエス
    テル、又はガラス繊維又は金属繊維混入エポキシアクリ
    レートの層で保護し、 前記防食被覆層の表面に深さ0.2〜0.8mmのエンボス加工
    を施したことを特徴とする直押推進用被覆鋼管。
  2. 【請求項2】ポリエチレン又はウレタン樹脂からなる防
    食被覆層外表面をガラス繊維又は金属繊維混入ポリエス
    テル、又はガラス繊維又は金属繊維混入エポキシアクリ
    レートの層で保護し、 該保護層の厚みを鋼管中央部の厚みに対して鋼管管端部
    の厚さ1.5mm以上厚くすることを特徴とする直押推進用
    被覆鋼管。
  3. 【請求項3】ポリエチレン又はウレタン樹脂からなる防
    食被覆層外表面をガラス繊維又は金属繊維混入ポリエス
    テル、又はガラス繊維又は金属繊維混入エポキシアクリ
    レートの層で保護した鋼管の現地溶接部に対し、 第1層としてポリエチレン熱収縮シートまたはチューブ
    の防食被覆層を設け、第2層としてその外表面をガラス
    繊維又は金属繊維混入ポリエステルの層で保護し、 第1層と第2層の合計層厚みが両側工場被覆厚みに比較
    して薄いことを特徴とする直押推進用被覆鋼管。
JP62082471A 1987-04-03 1987-04-03 直押推進用被覆鋼管 Expired - Lifetime JPH076595B2 (ja)

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