JPS63235782A - 老朽管の再生方法と再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈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、散散水路、などの再生を行う方法と装置に関す
るものである。

〈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（とやかて内容物の漏洩、
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、既設の老朽化
した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。

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。

く本発明が解決しようとする問題点〉 そのために老朽化した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次のよ
うな問題が存在する。

くイ〉新設管の先頭にローブを取りつけて、老朽管の前
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ブをパイプライン
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ブが既設管の内面
をこすって移動するために内面を傷付けてしまう。

く口〉上記の方法とは反対に、新設管の後端に加圧して
、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。

く本発明の目的〉 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、次のような再生方法と装置を提供することを目的と
する。

〈イ〉老朽管を撤去することなくそのまま利用して再生
できる方法と装置 く口〉新設する管に過大な力が作用することなく、長距
離の再生ができる方法と装置 くハ〉老朽管の内面に損傷を与えることなく再生できる
方法と装置 く問題点を解決するための手段〉 本発明は、既設の老朽管の内部に新設管を圧入する方法
であって、１）この新設管の内部に充填した流体の体積
を増加させ、２）新設管の内部に充填した流体を加圧し
て推進力を与え、３）さらに新設管自体にその後方から
圧縮力を与える方法であり、内部の流体の体積の増加に
よって新設管を膨張させて、全体に引っ張り力を生じた
状態の新設管を老朽管の内部に挿入してゆく方法である
。

さらに本発明は、既設の老朽管の内部に新設管を圧入す
る装置であって、この新設管の内部に充填した加圧流体
の体積を増加させる装置と、新設管の内部に充填した流
体を加圧する装置と、新設管自体にその後方から圧縮力
を与える装置と、新設管の過大な前進を阻止する制御装
置とから構成した装置である。

く本発明の方法〉 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。

くイ〉新設管の構成 新設管１は既設の老朽管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、老
朽管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
設の老朽管に挿入を行うものであ６゜ 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
を突設して老朽管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。

く口〉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。

くハ〉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２１を貫通してお（。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
有し周囲に水蜜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。

く二〉流体の体積増加の反力を受ける装置このプラグ３
の後方には反力受はシリンダ３１を位置させる。

この反力受はシリンダ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。

〈ホ〉流体を圧縮する装置 上記の反力受はシリンダ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。

くへ〉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３
１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か
ら、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。

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（。

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１、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。

＜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。

くチ〉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智 る部分の外部を把握するものである。

く本発明の作動〉 つぎに本発明の装置の作動について説明する。

くイ〉新設管１の挿入 既設の老朽管Ａの内部に端部から新設管１の先端を挿入
する。

く口〉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の内部全体に膨張
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。

くハ〉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はシリ
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、第３図に示すように
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。

く二〉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。

そして反力受はシリンダ３１を伸長すると、流体によっ
て膨張した状態の新設管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。

くホ〉過大な前進の阻止 新設管１と老朽管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。

これは老朽管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。

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。

くへ〉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っ張り力も無
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。

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。

＜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。

くチ〉摩擦抵抗の低減 老朽管Ａと新設管１との間隔に、比重の大きい重量流体
を注入することも可能である。

そうすると比重に応じた浮力が働き、新設管１の鉛直方
向の抵抗を減らすことができる。

また新設管１の外周に連続のらせん状、または不連続の
点状に突起を設置し、この突起を摩擦係数の小さい材料
で構成することも摩擦抵抗の低減に役立つ。

くり〉防錆対策 老朽管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。

く本発明の効果〉 本発明は上記したようになるから次のような効果を期待
することができる。

〈イ〉新設管の内部に供給する流体の体積増加、および
／または封入した流体に対する後方からの加圧、によっ
て新設管が前進するように構成したので、薄い材料で構
成した新設管に、圧縮力による破壊を生じさせることな
（長い延長の挿入が可能となった。

く口〉新設管が内部に供給された・流体の体積の増加に
比例せず、過大に前進してしまう可能性があったが、体
積の増加に比例する距離だけ伸長する装置によって拘束
するように構成したから、新設管の過大な前進を阻止す
ることができ、安定した作業が可能となった。

くハ〉新設管に作用する引張り力が大きくなった場合に
、新設管の後方から圧縮力を与えることによって引張り
力の過大分を負担し、新設管を破断することなく押し込
み延長を大きくすることができる。

く二〉薄い部材で構成した新設管を破壊することな（保
持するために、新設管の内側から、または流体の充填し
た部分の外側から把握するように構成したから、薄い新
設管を確実に保持することができる。

くホ〉老朽管と新設管の間隔に比重の大きい流体を注入
しておけば、浮力を利用して小さい力で新設管の押し込
みを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、 イ、新設管内の流体の量を増加することによる新設管の
   前進と、 ロ、新設管内に封入した流体を加圧することによる前進
   と、 ハ、新設管の後部を把握して軸方向の推進力を与えるこ
   とによる新設管の前進と、 ニ、新設管内部の流体体積の増加、および／または封入
   した流体の加圧による新設管の前進距離と、 新設管の後部を把握して加える前進距離とを同調させて
   行うことを特徴とする、 既設管の再生方法 ２）既設の管内に挿入する、先端を閉塞した新設管と、 新設管内に流体を供給する供給装置と、 新設管内部に供給した流体を封入するためのプラグと、 このプラグを介して、封入流体に圧縮力を与える装置と
   、 新設管の後部を把握して軸方向の推進力を加える装置と
   、 内部の流体の体積増加による新設管の前進距離、および
   ／または封入した流体の加圧による新設管の前進距離と
   、 新設管の後部から推進力を与える装置による前進距離と
   を同調させる同調回路とにより構成した、 既設管の再生装置 ３）既設管と新設管との間の空間に、 比重の大きい流体を封入して行うことを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の発明 ４）新設管の後端を把握する場合に、 新設管の内側から外側へ広げる力によって把握する装置
   を設けたことを特徴とする、 特許請求の範囲第２項記載の発明。 ５）新設管の後端を把握する場合に、 新設管の内部に流体が充填している部分を外側から把握
   する装置を設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第
   ２項記載の発明。 ６）新設管の後端のプラグと、 後端を把握して加える制動装置との間を、 引っ張り材によって連結したことを特徴とする、 特許請求の範囲第２項の記載の発明。 ７）新設管の後端のプラグと、 後端を把握して加える制動装置との間を、 圧縮材によって連結したことを特徴とする、特許請求の
   範囲第２項の記載の発明。 ８）新設管内の流体の量を増加するための圧力流体供給
   パイプを、 新設管の後端に取りつけたプラグを貫通させて設置した
   ことを特徴とする、 特許請求の範囲第２項記載の発明。 ９）新設管の外周には、 既設管の内部に挿入可能な範囲で、突起を設けたことを
   特徴とする、 特許請求の範囲第２項記載の発明。