(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性を有する注入材を用いて管を埋設する管の埋設方法であって、
管が浮上しない範囲で流動性を有する注入材を埋戻す第一埋戻し工程と、
該流動性を有する注入材が硬化した後、硬化した注入材と管との境界部分に液体浸入防止材料を配置する液体浸入防止処理工程と、
管が浮上しない範囲で更に流動性を有する注入材を埋戻す第二埋戻し工程とを備えたことを特徴とする管の埋設方法。
【請求項２】
前記液体浸入防止材料が、フロー値１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材であることを特徴とする請求項１記載の管の埋設方法。
【請求項３】
前記液体浸入防止材料が、水硬性材料であることを特徴とする請求項１記載の管の埋設方法。
【請求項４】
前記液体浸入防止材料が、膨潤性粘土であることを特徴とする請求項１記載の管の埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプライン等に使用される管の埋設方法に関し、特に、大口径のパイプラインを埋設する際に好適な管の埋設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプライン等の管を地中に埋設する方法として、地表面に掘削溝を設け、該掘削溝の底に管を設置した後、流動化処理土を埋め戻すことが行われている。流動化処理土は流動性に優れたものである為、土砂や改良土と比較して管の周囲へ十分に行きわたることとなり、管と掘削溝との間を隙間なく充填して管を安定化させることができるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、流動化処理土を用いた場合、該流動化処理土は液体として挙動するため、管に浮力を作用させて管が浮上するという新たな問題が生じ、特に、径の大きな管においては発生する浮力も大きなものとなり、より深刻な問題となる。
【０００４】
管の浮上を防止する方法としては、例えば特許文献１のように、掘削溝の底に固定したアンカーボルトによって管を固定することにより管の浮上を防止する方法や、特許文献２のように、掘削溝の側部に設置した矢板に管の固定具を固定し、該固定具によって管の浮上を防止する方法などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１７９５９号公報
【特許文献２】特開平６−２４９３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２等に記載された従来技術では、アンカーボルトや固定具といった複雑な器具が必要であるうえ、該アンカーボルトを掘削溝の底に固定したり、掘削溝の側部に矢板を設置したりするといった作業も必要となり、管の埋設作業が煩雑になるという問題もあった。
【０００７】
上記のような固定器具を使用しない方法にとしては、流動化処理土を段階的に埋め戻すという方法も考えられる。すなわち、該方法は、流動化処理土を埋め戻す際に、管の自重よりも管に作用する浮力が大きくなる前に流動化処理土の埋戻しを中断し、該流動化処理土が固化して浮力が生じなくなった後、再び流動化処理土の埋戻しを再開する、という方法である。
【０００８】
しかしながら、このような流動化処理土を段階的に埋め戻す方法においても、先に埋戻した流動化処理土のセメント成分が硬化による乾燥や、養生中の乾燥収縮などが起こると、管と流動化処理土との間に隙間が生じてしまうこととなる。また、後から埋戻した流動化処理土から管に対して静水圧が作用することで該管が左右から圧力を受けて変形した場合にも、先に埋め戻した流動化処理土と管との間に隙間が生じてしまうこととなる。
【０００９】
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明は、流動性を有する注入材を用いて管を埋設する際、比較的簡易な方法で管の浮上を防止しうる管の埋設方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、流動性を有する注入材を用いて管を埋設する管の埋設方法であって、管が浮上しない範囲で流動性を有する注入材を埋戻す第一埋戻し工程と、該流動性を有する注入材が硬化した後、硬化した注入材と管との境界部分に液体浸入防止材料を配置する液体浸入防止処理工程と、管が浮上しない範囲で更に流動性を有する注入材を埋戻す第二埋戻し工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る管の埋設方法によれば、第一埋戻し工程の後、硬化した注入材と管との境界部分に液体浸入防止材料を配置することにより、続く第二埋戻し工程において流動性を有する注入材を埋戻した際に、該流動性を有する注入材が、既に硬化した注入材と管との間に生じた間隙に浸入することが防止され、管に作用する浮力を増大させることなく流動性を有する注入材の埋戻しが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る管の埋設方法は、好ましくは、前記液体浸入防止材料が、フロー値１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材であることを特徴とする。
なお、フロー値とは、日本道路公団規格ＪＨＳ  Ａ３１３「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」に記載されたコンシステンシー試験方法のシリンダー法に規定されたフロー値をいう。
【００１３】
斯かる構成の管の埋設方法によれば、フロー値１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材は、続く第二埋戻し工程において埋戻しする流動性を有する注入材と比較して流動性に劣るものであるため、硬化した注入材と管との隙間への流動性を有する注入材の侵入を防止し、その結果、管に作用する浮力を増大させることなく流動性を有する注入材の埋戻しを行うことが可能となる。また、フロー値の異なる注入材を用いるだけであり、管の埋設現場において特に新たな器具や材料を使用することなく実施しうるという利点がある。
【００１４】
また、本発明に係る管の埋設方法は、好ましくは、前記液体浸入防止材料が、水硬性材料であることを特徴とする。
【００１５】
斯かる構成の管の埋設方法によれば、前記境界部分に配置した水硬性材料は、第二埋戻し工程において埋戻しした流動性を有する注入材と接触した際に、その流動性を有する注入材に含まれる水分等と反応して水和硬化する。従って、水硬性材料と接触した部分では、該注入材の流動性は低下し、硬化した注入材と管との間に生じた隙間への流動性を有する注入材の侵入が防止され、管に作用する浮力を増大させることなく流動性を有する注入材の埋戻しを行うことが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る管の埋設方法は、好ましくは、前記液体浸入防止材料が、膨潤性粘土であることを特徴とする。
【００１７】
斯かる構成の管の埋設方法によれば、前記境界部分に配置した膨潤性粘土は、第二埋戻し工程において埋戻しした流動性を有する注入材と接触した際に、その流動性を有する注入材に含まれる水分等を吸収して膨潤し、ゲル状となる。従って、膨潤性粘土と接触した部分では、該注入材の流動性は低下し、硬化した注入材と管との隙間への流動性を有する注入材の侵入を防止して、管に作用する浮力を増大させることなく流動性を有する注入材の埋戻しを行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明に係る管の埋設方法によれば、流動性を有する注入材を用いて管を埋設する際に、簡易な方法で管の浮上を防止しつつ管を埋設することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る管の埋設方法の一実施形態を示した概略断面図であり、第一埋戻し工程を終えた状態を示した図。
【図２】本発明に係る管の埋設方法の一実施形態を示した概略断面図であり、液体浸入防止処理工程を終えた状態を示した図。
【図３】本発明に係る管の埋設方法の一実施形態を示した概略断面図であり、第二埋戻し工程を終えた状態を示した図。
【図４】実施例で使用した実験装置の構成を示した概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る管の埋設方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図３は、本発明に係る管の埋設方法の一実施形態を示した概略断面図である。本実施形態に係る方法は、管が浮上しない範囲で流動性を有する注入材を埋戻す第一埋戻し工程と、該第一埋戻し工程によって埋め戻した流動性を有する注入材を硬化させる養生工程と、該養生工程によって硬化した注入材と管との境界部分に液体浸入防止材料を配置する液体浸入防止処理工程と、管が浮上しない範囲で更に流動性を有する注入材を埋戻す第二埋戻し工程とを実施することにより、管を掘削溝内に埋設するものである。
【００２１】
図１に示したように、先ず第一埋戻し工程では、掘削溝１０内に設置した管１が浮上しない範囲で、つまり、管１に生じる浮力が該管１の自重よりも小さくなるような範囲で流動性を有する注入材２ａを埋め戻す。ここで使用する流動性を有する注入材２ａについては特に限定されるものではないが、管１と掘削溝１０との間を隙間なく充填しうるという観点から、フロー値が２００〜３００ｍｍとなるように調製されたものを好適に使用することができる。該流動性を有する注入材２ａとしては、例えば、掘削溝１０を掘削する際に生じた掘削土と、セメント系固化剤とを混合し、上記のようなフロー値となるように水を添加したものが用いられる。セメント系固化材としては、各種ポルトランドセメントや混合セメントのほか、さらに消石灰や石膏等を加えたものが用いられる。
【００２２】
なお、管１が浮上しない範囲で埋め戻しうる注入材２ａの量については、管１の寸法および重量、並びに該注入材の単位容積質量より計算によって求めることができる。
【００２３】
上記第一埋戻し工程が完了した後、養生工程を実施する。該養生工程においては、前記第一埋戻し工程において埋め戻した流動性を有する注入材を硬化させるべく、通常、１６〜２４時間、放置する。また、養生の際には、シートで被覆したり、寒中では発泡スチロール板等で被覆することが好ましい。
【００２４】
該養生工程によって流動性を有する注入材２ａが硬化した後、図２に示したように、硬化した注入材と管との境界部分に液体浸入防止材料３を配置する液体浸入防止処理工程を実施する。液体浸入防止材料３としては、硬化した注入材と管との境界部分に侵入しようとする水を塞き止め得るものであればよいが、具体的には、フロー値が１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材、水硬性材料および膨潤性粘土からなる群より選択される１種又は２種以上を好適に使用することができる。
【００２５】
フロー値１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材３は、ブリーディングを生じないという特性を備えており、硬化した注入材２ａと管１との境界部分に配置したとしても、水が分離して該境界部分に生じた隙間へ侵入するということが起こり難く、管１に作用する浮力を増大させることがない。
【００２６】
フロー値１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材３は、硬化した注入材２ａと管１との境界部分に配置されていればよいため、該境界部分のみならず、硬化した注入材２ａの上面を覆うように広範囲に配置してもよい。また、該注入材のフロー値の調製は、水の添加量によって行うのみならず、水硬性材料や膨潤性粘土等を添加することによって行っても良い。なお、フロー値１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材３としては、２０ｄＰａ・ｓ以上の粘度を有するものが好ましい。
【００２７】
水硬性材料を配置する場合には、該水硬性材料を粉体状として配置してもよく、又は水硬性材料に少量の水を混合してペースト状としたものを配置してもよい。該水硬性材料としては、各種ポルトランドセメント、混合セメント、およびセメント系固化材からなる群より選択される１種又は２種以上を使用することができる。特に、水と接触した後、速やかに硬化することでより確実に水の浸入を防止しうるという観点から、早強型のセメント、具体的には、早強ポルトランドセメント、アルミナセメント、ジェットセメント等を好適に用いることができる。
【００２８】
膨潤性粘土を配置する場合には、該膨潤性粘土を粉体又は固体状のまま配置するか、又は少量の水と混合してペースト状としたものを配置することができる。該膨潤性粘土としえは、特に限定されることはなく、天然物および合成物から適宜選択して用いることができる。具体的には、ベントナイト等のスメクタイト系粘土、水膨潤性雲母、酸性白土、珪藻土、及び酸性白土を酸処理した活性白土等からなる群より選択される１種又は２種以上を使用することができる。中でも、膨潤性に優れたベントナイトを好適に用いることができる。
【００２９】
液体浸入防止処理工程を実施した後、図３に示すように、管１が浮上しない範囲で更に流動性を有する注入材２ｂを埋戻す第二埋戻し工程を実施する。ここで使用する流動性を有する注入材２ｂは、前記第一埋戻し工程で用いた流動性を有する注入材２ａと同じ構成のものを用いてもよく、また、異なる構成のものを用いても良い。
【００３０】
流動性を有する注入材２ｂを埋戻すと、図３において誇張して示したように、管１が両サイドから圧力を受けて断面形状が縦長の楕円形となるように変形することとなる。そうすると、管１と硬化した注入材２ａとの境界部分には隙間が生じることとなるが、フロー値１８０ｍｍ以下の流動性を有する注入材３が配置されていることにより、このような境界部分に生じた隙間へ水分が侵入することが防止され、管１に作用する浮力の増大が抑制されるのである。
【実施例】
【００３１】
図４に示すように、管の代用として用いる直径２０ｃｍの半球１１を、架台１３で支持された水槽１２内に載置し、該半球１１と該水槽１２の底に形成した貫通穴に径６ｍｍの鋼棒１４を通し、該水槽１２の下に設置したロードセル１５に連結した。該鋼棒と流動性を有する注入材との付着を防止するため、該鋼棒はアクリル管に通した状態とした。次いで、該半球の周囲に、流動性を有する注入材として、下記表１に示した配合の流動化処理土を高さ９ｃｍとなるよう打設し、約１日放置して固化させた。
流動化処理土を打設した際、ロードセルによって測定された浮力の最大値は、１９．５Ｎであった。また、打設から１８時間経過後にはロードセルによって測定される浮力は０となり、浮力が作用しなくなったことが確認された。さらに、固化した流動化処理土と半球との間には隙間が生じていることが確認され、その幅を測定したところ約２ｍｍであった。
【００３２】
【表１】
0005495125.tif 000002
【００３３】
（実験１）
上記のようにして準備した試験装置において、流動化処理土と半球との境界部分に生じた隙間に沿って、水硬性材料であるジェットセメントの粉体約１００ｇを、薬さじを用いて幅１ｃｍ程度の帯状となるように半球の周囲に配置した。
【００３４】
さらに、固化した流動化処理土の表面に、高さ１ｍｍとなるよう水を注入し、前記ロードセルによって、半球に生じた浮力を測定した。
【００３５】
（実験２〜５）
ジェットセメントを配置することに代えて、下記表２に示すような対策を施すことを除き、他は実験１と同様にして実験を行い、同様にして半球に生じた浮力を測定した。結果を併せて下記表２に示す。
【００３６】
【表２】
0005495125.tif 000003
【００３７】
表１に示すように、砂を配置した実験４や、何も対策を施さなかった実験５では大きな浮力が発生したことが認められ、水が半球と流動化処理土との間に浸入して浮力を発生させていることが認められる。
これに対し、実験１〜実験３では、浮力が発生しないか、又は極めて小さい値となっており、水が半球と流動化処理土との間に浸入することが防止され、浮力の発生が抑制されていることが認められる。
【符号の説明】
【００３８】
１          管
２ａ、２ｂ  流動性を有する注入材
３          液体浸入防止材料
１０        掘削溝
【図１】
0005495125.tif 000004
【図２】
0005495125.tif 000005
【図３】
0005495125.tif 000006
【図４】
0005495125.tif 000007