JPS63251692A - 直押推進用被覆鋼管 - 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】 ［ａ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液Ｆ１ｍ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５９−１７０３
９９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ヤ
ツ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、−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リレート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は移動ジヤツキ
（推進速度６．２ｃｍ／分）、５は加圧ジヤツキ　（２
Ｔｏｎ）、３゛は試験バイブ、６は土ｍ＜砕石時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。

第１表　推進シュミレーシロン試験材料第２表　推進シ
ュミレーション試験結果＊砕石のくい込みによるピンホ
ールあり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。これ以外で、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好ましいこと知見をした。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、防食被覆の物性（伸び率）が減少して
鋼管が偏平されたとき、割れが発生する。この限界は、
ポリエチレンの場合路３０％である。そこでポリエチレ
ンの伸び率が略３ｏ％となる凹凸（エンボス）深さは第
４図より０．８ｍｍであり、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〜１２
ｍ）の両端部１５０＋ａｍ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
２．５＋＋＋ｍ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＜　１５０ｍｍあれば中央部損耗量は０．５
■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、例えばポリニストルは昭和高分
子製リボラック１５８ＢＱＴＮ　１００部にバーメック
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ＭＣ４５０５−０２０ＳＥ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ツチでなくともガラスク
ロス（日東切裂ＷＦ　３００−１ＯＮ）　、ガラスロー
ビング（日東切裂Ｒ５２４０ＰＥ−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−８０２１００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、推進現場ではこの方法に
加えて短時間、かっ人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で除錆する。

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
チ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・収縮させて防食層す
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すの外表面
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
シートが人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
す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。防食す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は時にも反応
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、残熱は徐
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チ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０．３１１１１Ｑ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。

第３表　継手部厚みとポリエステル層の剥離推進シュミ
レーションＩＱＯｍ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コン試験機の説明図、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３・・・鋼
管　　　　　　　４・・・６動ジヤツキ５・・・加圧ジ
ヤツキ　　　６・・・土槽１　ニームシ 第４ｖ 第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレン又はウレタン樹脂からなる防食被覆
   層の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マクリレー
   トの層で保護したことを特徴とする直押推進用被覆鋼管
2. （２）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特許請求の範囲の
   第１項記載の直押推進用被覆鋼管
3. （３）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
   の厚みを鋼管中央部の厚みに対して鋼管管端部の厚さを
   １．５ｍｍ以上厚くすることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の直押推進用被覆鋼管
4. （４）ポリエチレン又はウレタン樹脂からなる防食被覆
   層の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たことを特徴とす
   る直押推進用被覆鋼管
5. （５）第１層のポリエチレン熱収縮シート及び第２層の
   ガラス繊維又は金属繊維混入ポリエステルの合計層厚み
   が両側工場被覆層厚みに比較して薄いことを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の直押推進用被覆鋼管