(57)【要約】【課題】  ガス導管から漏洩したガスを確実に捕捉する。【解決手段】  埋設したガス導管１の上部に形成され通気性を有する支持部材１３と、支持部材１３に支持されガス導管１と平行に敷設された捕集管５と、ガス導管１と支持部材１３と捕集管５との周囲の空間Ｔを閉塞する通気性及び透水性の無い充填材１４とから漏洩ガスＧの捕捉機構Ｒを構成している。捕集管５の底部には、支持部材１３に接して漏洩ガスＧを捕捉するために貫通孔５ａが設けられている。【選択図】      図２
2006170691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス導管を埋設した地下における漏洩ガスの捕捉機構であって、
前記ガス導管の上部に形成され通気性を有する支持部材と、
前記支持部材に支持され、ガス導管から流出する漏洩ガスを捕捉するための貫通孔を設けた捕集管と、
前記ガス導管と前記支持部材と前記捕集管との周囲の空間を閉塞する通気性及び透水性の無い充填材とから構成されていることを特徴とする漏洩ガスの捕捉機構。
【請求項２】
前記捕集管の前記貫通孔が、前記支持部材に密接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の漏洩ガスの捕捉機構。
【請求項３】
前記支持部材の外周面と充填材との境界に、透水性の無い被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の漏洩ガスの捕捉機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載される漏洩ガスの捕捉機構を有する漏洩ガスの検知システムであって、地上に向けて形成されたガス検査用の縦坑が適宜間隔で設けられ、前記捕集管が該縦坑で分岐して分岐捕集管を形成し地上まで配設され、該分岐捕集管の端部又は端部付近にガス検知器を備えて、前記ガス導管から流出する漏洩ガスを検知するようにしたことを特徴とするガス検知システム。
【請求項５】
各々の前記ガス検知器によって漏洩ガスを検知した時間差から、前記ガス検知器とガス漏洩箇所との距離を算出して、前記ガス導管のガス漏洩箇所を特定する検出手段を備えていることを特徴とした請求項４に記載のガス検知システム。
【請求項６】
前記分岐捕集管には開閉弁が設けられ、前記ガス検知器で漏洩ガスを検知した時に、前記分岐捕集管の少なくとも１箇所で、前記開閉弁を開いて漏洩ガスを回収する回収タンクを備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載のガス検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス導管を埋設した地下における漏洩ガスの捕捉機構及びガス検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、高圧のガス導管を地下に埋設する場合、安全性を確保するために漏洩ガスを検知する装置の設置が関係法令により義務付けられている。
このような地下に埋設されたガス導管の漏洩ガスを検知する方法には、例えばトンネル坑内に敷設されたガス導管とともに設けられている捕集管によって漏洩ガスを捕捉して検知する方法がある。この方法によると、ガス導管の上方に塩ビ管などから形成され貫通孔を有する捕集管を敷設して、その周囲に通気性を有するエアモルタル（充填材）が充填されている。そして、ガス導管から漏洩したガスが充填材を通過して捕集管内に流入し、捕集管内部の漏洩ガスや浸透水に溶存しているガス成分を、捕集管の端部で定期的に採取して測定する。
また、特許文献１では、ガス導管と地上とを繋ぐピットがガス導管の埋設方向に所定間隔で設けられ、隣り合うピットの間に捕集管が敷設され、ピット内の捕集管端部で漏洩ガスを検知する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１８０２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ガス導管が地下に埋設される場合において、従来の漏洩ガスの捕捉機構及びガス検知方法では以下のような問題が存在する。
ガス導管周囲の充填材に通常使用されるエアモルタルは、通気性を有するが、通気性能が低く、漏洩ガスの捕捉率がよくない。さらに、内部に空洞が形成された骨格構造のエアモルタルは、長期の間に骨格構造が破壊されて泥濘化する可能性が高く通気性を悪化させるうえ、ガス導管自体の耐久性が低下してしまう。
また、反対に、エアモルタルなどの充填材には通気性があるために、充填材内に漏洩ガスが拡散し、さらに充填材の外方にまで流出してしまい、捕集管で捕捉する漏洩ガス量が少なくなりガス検知性能が低下する。このように、漏洩ガスが拡散されることによって、ガス導管の漏洩箇所を特定することが難しいという問題がある。
そのうえ、エアモルタルなどの充填材には透水性があり、周囲に存在する地下水が、充填材を通して捕集管の内部にまで浸透してしまう問題がある。
また、ガス導管勾配が山形となっている場合には、捕集管の山形の頂点部にガスが滞留し、捕集管の容積以上になると貫通孔から外部に散逸し、周辺地山にまで拡散して信頼性の高いガス検知ができなくなるという問題がある。さらに、拡散した漏洩ガスは、地山に摂理や断層があると、この箇所が漏洩ガスの通り道となり、濃度の高いガスがその地上部に集中するため、中毒や火災といった危険を招く可能性がある。
さらにまた、特許文献１に提案されている方法では、ピット間で発生した漏洩ガスを検知することはできるが、ガス導管の漏洩箇所を絞り込んで特定することは困難である。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ガス導管から漏洩したガスを確実に捕捉する漏洩ガスの捕捉機構及びこれを備えたガス検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る漏洩ガスの捕捉機構では、ガス導管を埋設した地下における漏洩ガスの捕捉機構であって、ガス導管の上部に形成され通気性を有する支持部材と、支持部材に支持され、ガス導管から流出する漏洩ガスを捕捉するための貫通孔を設けた捕集管と、ガス導管と支持部材と捕集管との周囲の空間を閉塞する通気性及び透水性の無い充填材とから構成されていることを特徴としている。
本発明では、漏洩ガスの捕捉機構では、ガス導管の周囲を閉塞する充填材に通気性、透水性のない材料を使用するため、漏洩ガスは充填材内に拡散せず、通気性のある支持部材のみを通過することができる。そして、漏洩ガスは捕集管の貫通孔へ確実に導かれるため、漏洩ガスの捕捉率を向上でき、早期に信頼性の高いガス検知を実現できる。
【０００６】
また、本発明に係る漏洩ガスの捕捉機構では、捕集管の貫通孔が、支持部材に密接して設けられていることが好ましい。
本発明では、ガス導管から支持部材内に浸透した漏洩ガスが貫通孔に流入しやすくなる。
【０００７】
また、本発明に係る漏洩ガスの捕捉機構では、支持部材の外周面と充填材との境界に、透水性の無い被覆層が設けられていることが好ましい。
本発明では、充填材や地下水が支持部材内に浸透することがないため、支持部材は通気性を維持することができ、捕集管における漏洩ガスの捕捉率を向上できる。
【０００８】
本発明に係るガス検知システムでは、上述した漏洩ガスの捕捉機構を有する漏洩ガスの検知システムであって、地上に向けて形成されたガス検査用の縦坑が適宜間隔で設けられ、捕集管が縦坑で分岐して分岐捕集管を形成し地上まで配設され、分岐捕集管の端部又は端部付近にガス検知器を備えて、ガス導管から流入する漏洩ガスを検知するようにしたことを特徴としている。
本発明では、捕集管及び分岐捕集管で捕捉された漏洩ガスを、縦坑の地上部で効率よく検知することができるため、ガス導管の管理業務におけるランニングコストの削減を図ることができる。また、縦坑以外の地上部にガスが漏れ出る可能性が低く、安全性を確保することができる。  
【０００９】
また、本発明に係るガス検知システムでは、各々のガス検知器によってガスを検知した時間差から、ガス検知器とガス漏洩箇所との距離を算出して、ガス導管のガス漏洩箇所を特定する検出手段を備えていることが好ましい。
本発明では、各ガス検知器で検知した漏洩ガスの情報を一括管理することができ、漏洩ガスが発生した場合に各ガス検知器によって検知された時間に差があることから、ガス検知器とガス導管の漏洩箇所までの距離を算出でき、ある程度の範囲に特定できることで、漏洩箇所の絞込みに要する時間を短縮できる。
【００１０】
また、本発明に係るガス検知システムでは、分岐捕集管には開閉弁が設けられ、ガス検知器で漏洩ガスを検知した時に、分岐捕集管の少なくとも１箇所で、開閉弁を開いて漏洩ガスを回収する回収タンクを備えていることが好ましい。
本発明では、ガス導管から捕集管及び分岐捕集管に流入した漏洩ガスを、回収する分岐捕集管のみに導くことができる。そして、分岐捕集管の先端に、回収タンクを設けて回収することにより、回収タンクを設けていない縦坑からは漏洩ガスが流出することがなく、安全性を向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の漏洩ガスの捕捉機構によれば、ガス導管の周囲を閉塞する充填材は通気性、透水性がないため、充填材内に漏洩ガスが拡散することなく、通気性のある支持部材に漏洩ガスが通過して、捕集管の貫通孔へ漏洩ガスを確実に導くことができる。このため、漏洩ガスの捕捉率を向上でき、検査員が漏洩ガスを別途検出する従来の方法に比べて早期に信頼性の高いガス検知を実現できる。
また、本発明のガス検知システムによれば、上述した効果に加えて、漏洩ガスの捕捉機構によって、捕集管で捕捉された漏洩ガスは分岐捕集管を介して縦坑の地上部で効率よくガス検知することができる。このため、ガス導管の管理業務におけるランニングコストの削減を図ることができ、縦坑以外の地上部にガスが漏れ出る可能性が低く、安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態による漏洩ガスの捕捉機構及びガス検知システムについて、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は第一の実施の形態による漏洩ガスの捕捉機構を備えたガス検知システムを示す概要図、図２は漏洩ガスの捕捉機構を示すトンネル内の断面図、図３は図２に示す漏洩ガスの捕捉機構の拡大図、図４は漏洩ガスの捕捉機構を有するガス検知システムを示す説明図である。
本第一の実施の形態はトンネルで施工した場合であり、図１に示すように、ガス導管１を地中に埋設するトンネル２は、そのトンネル２の所定位置に地上３と連絡する複数の縦坑４（図中、符号４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを用いて区別する）がほぼ垂直に設けられている。このトンネル２の断面積は、例えば７ｍ２程度であり、ガス導管１を埋設できる断面である。
【００１３】
トンネル２内には、ガス導管１から漏洩するガスＧを捕捉するためにガス導管１の直上に平行して捕集管５が設置されている。この捕集管５は、各縦坑４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの位置で分岐して分岐捕集管６（図中、符号６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを用いて区別する）を形成し、縦坑４に沿って地上３まで配設されている。
そして、各分岐捕集管６には、それぞれ開閉弁７（図中、符号７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを用いて区別する）が設けられている。
上記縦坑４のうち４ａ、４ｂ、４ｃはガス検知用縦坑として機能し、各分岐捕集管６ａ、６ｂ、６ｃの端部又は端部付近にガス検知器８ａ、８ｂ、８ｃが備えられている。
図４に示すように、これらのガス検知器８は漏洩ガスＧの検知情報９（図中、符号９ａ、９ｂ、９ｃを用いて区別する）を伝送する機能を有している。そして、この検知情報９を集中管理する中央制御室１０が地上３に設置され、この中央制御室１０（検知手段）から各分岐捕集管６の開閉弁７を作動するための指示信号９ｄが伝送される。
また、縦坑４ｄは漏洩ガスＧの回収用縦坑として機能し、分岐捕集管６ｄの先端には漏洩ガスＧを捕集できる程度の容積を有する回収タンク１１が設けられている（図１参照）。
【００１４】
図１及び２に示すように、トンネル２底部のほぼ中央に架台１２が設けられ、ガス導管１はこの架台１２上に据えられてトンネル進行方向に敷設されている。
トンネル２内に構成される捕集管５を含む漏洩ガスＧの捕捉機構Ｒは、図２に示すガス導管１上部の領域Ｓに形成される支持部材１３と、支持部材１３上面に支持され塩ビ管等から形成されている捕集管５と、ガス導管１と支持部材１３と捕集管５との周囲の空間Ｔを閉塞する充填材１４とから構成されている。
【００１５】
そして、図３に示すように、捕集管５の底部には貫通孔５ａが設けられ、この貫通孔５ａは捕集管５の敷設方向に所定間隔で設けられている。例えば、貫通孔５ａは、直径で７ｍｍの大きさであり、捕集管５の敷設方向に隣り合う貫通孔５ａの間隔を２００ｍｍとしている。
【００１６】
支持部材１３は、通気性を有する材料から形成されるもので、例えば高密度の発泡ウレタンなどがよく、多数の空隙を有し、且つ充填材１４の注入圧で押し潰されないような強度を有する材料が適している。
図３に示すように、この支持部材１３の下端面はガス導管１と同径の周面をなす端面１３ａが形成され、支持部材１３の上端面は捕集管５と同径の周面を有する切欠面１３ｂが形成されている。そして、この切欠面１３ｂに貫通孔５ａを密接させて捕集管５が備えられている。
また、図３に示すように、支持部材１３の端面１３ａと切欠面１３ｂとを除いた外周面は、通気性及び透水性の無い被覆層１５によって覆われている。この被覆層１５は、トンネル２内部に充填材１４を充填する際に、支持部材１３内に充填材１４が浸透することを防止することができる。
そして、支持部材１３及び捕集管５は、固定部材１６によってガス導管１に固定されている（図３参照）。
【００１７】
トンネル２内を閉塞するように充填される充填材１４は、通気性や透水性が無く再掘削が可能な低強度の材料とする。例えば、圧縮強度で０．５ＫＮ／ｍ２程度がよく、建設発生土などを再利用して、水と固化材を混合するスラリー化安定処理法によって生成された流動化処理土材料を使用する。これにより、廃棄物処理量を削減できるため、環境問題に配慮したガス導管１のトンネル構造を実現できる。
【００１８】
次に、漏洩ガスＧの捕捉機構Ｒの作用について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図２に示すように、ガス導管１に破損などが発生した時に、鋼製のガス導管１と充填材１４とは材質が異なり密着力が弱いため、この両者の境界面に僅かな間隙Ｍが形成される。そして、ガス導管１から漏れたガスＧは、充填材１４に浸透しないで、ガス導管１の外周面に沿って又は直接上方の通気性のある支持部材１３内に浸透し、さらに捕集管５の貫通孔５ａからその内部に浸入する。
なお、第一の実施の形態による充填材１４は、通気性が小さいことに加えて、透水性が小さいため、トンネル２の位置する高さより地下水位が高い場合においても、トンネル２内の充填材１４に地下水が浸入する量は極端に少ない。
【００１９】
また、ガス導管１から漏れる高圧のガスＧは、発泡ウレタンなどからなる支持部材１３内の空隙の壁の脆弱部分を貫通することで、支持部材１３を通過することができる。
そして、捕集管５の貫通孔５ａは支持部材１３に接しているため、漏洩ガスＧが捕集管５の内部に導かれる。
【００２０】
次に、漏洩ガスＧの検知システムについて、図４に基づいて説明する。
例えば、図４に示す漏洩箇所Ｘより漏洩したガスＧは、上述した捕捉機構Ｒにより、漏洩箇所Ｘの付近から捕集管５の内部に侵入し、管内に順次広がり、各縦坑４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの地表面まで配設された分岐捕集管６の端部に向かって流れる。
そして、漏洩箇所Ｘから最も近い距離Ｌａに位置する縦坑４ａのガス検知器８ａによって漏洩ガスＧが検知され、その検知情報９ａが中央制御室１０に伝送される。
続いて、漏洩箇所Ｘから２番目に近い距離Ｌｂにある縦坑４ｂのガス検知器８ｂによって漏洩ガスＧが検知される。このように、漏洩箇所Ｘからの距離が近い順番（例えば、本第一の実施の形態ではＬａ、Ｌｂ、Ｌｃの順）に、各ガス検知器８ａ、８ｂ、８ｃによって検知され中央制御室１０に伝送される。
【００２１】
さらに、中央制御室１０は、これらの漏洩ガスＧの検知情報９を受信すると、各々の開閉弁７ａ、７ｂ、７ｃに指示信号９ｄを伝送して、開閉器７を作動させて分岐捕集管６を遮断する。このように、各ガス検知器８のうち少なくとも１箇所で漏洩ガスＧが確認されると、各縦坑４の開閉弁７が作動して遮断することができる。
次に、漏洩ガスＧは、回収タンク１１を備え開閉弁７ｄが開放されている縦坑４ｄの分岐捕集管６ｄに流れ込み、回収タンク１１で漏洩ガスＧを回収することができる。
なお、縦坑４ｄは漏洩ガスＧの回収用として機能していてガス検知器８を設けていないが、これに限らず縦坑４ｄにもガス検知器８を設けて管理もよい。
【００２２】
各ガス検知器８から中央制御室１０に伝送される検知情報９は、最初に検知した時間Ｔ１と２番目以降に検知した時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・に時間差ΔＴがあり、漏洩ガスＧの拡散速度Ｖの概略値が既知であるため、拡散速度Ｖと時間差ΔＴより距離Ｌを算出し、ガス導管１の破損箇所Ｘの位置を概略特定することができる。
【００２３】
上述のように本第一の実施の形態による漏洩ガスＧの捕捉機構Ｒでは、トンネル２内の充填材１４に、通気性、透水性の無い材料を使用することにより、ガス導管１から漏洩したガスＧは、トンネル２内の充填材１４を通過して周囲に拡散することがなく、捕集管５の貫通孔５ａに導かれて確実に捕捉できる。これにより、漏洩ガスＧの捕捉率を向上でき、早期に信頼性の高いガス検知を実現できる。  
【００２４】
また、本第一の実施の形態によるガス検知システムでは、漏洩ガスＧを回収タンク１１によってのみ回収できるため、回収タンク１１を設けていない縦坑４ａ、４ｂ、４ｃは遮断され、地上３に漏洩ガスＧが流出することがなく、安全性を向上することができる。
さらに、各々のガス検知器８による検知情報９を中央制御室１０で一括管理して、ガス検知される時間差ΔＴを算出することにより、ガス検知器８からガス導管１の破損箇所Ｘまでの距離Ｌをある程度の範囲に特定できることから、この漏洩箇所Ｘの絞込みに要する時間を短縮できる。このようなことから、ガス導管１の管理業務におけるランニングコストの削減を図ることができる。
そして、近年、ガス導管１内のガス圧が高くなっていく現状では、信頼性の高いガス検知が必要とされており、本第一の実施の形態では、このような要求を満たした漏洩ガスＧの管理を実現することができる。
【００２５】
次に本実施の形態の他の実施の形態について説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成及び作用について説明する。
図５は第二の実施の形態による漏洩ガスの捕捉機構を備えたガス検知システムを示す概略図である。
図５に示すように、本第二の実施の形態では、ガス導管１の埋設箇所が地上３からの開削工法により埋設される場合に実施されるものであって、開削工法によって施工された開削部１７にガス導管１が埋設されている。
このガス導管１には、漏洩ガスＧを捕捉するために、第一の実施の形態と同様の補足機構Ｒが設けられている。補足機構Ｒの周囲の空間Ｔは、第一の実施の形態と同様の通気性及び透水性のない充填材１４を用いて閉塞されている。この充填材１４は開削部１７の底盤から路床下面１８まで充填され、充填材１４の上部は路床路盤材１９によって埋め戻される。そして、その上部を舗装して路面２０が形成される。
この捕捉機構Ｒでは、ガス導管１から漏洩したガスＧが充填材１４に浸透して拡散することがなく、支持部材１３を介して捕集管５で確実に捕捉することができる。
また、補足機構Ｒの捕集管５は所定の位置で分岐して分岐捕集管６を形成し、その先端は地上３の路面２０付近まで配設されている。そして、この分岐捕集管６の先端部にガス検知器８を設置して漏洩ガスＧを検知することができ、例えば漏洩ガスＧを検知した時には、分岐捕集管６の中間に備えられた開閉弁７を作動させて分岐捕集管６を遮断する。
さらに、路面２０下には分岐捕集管６の先端部とガス検知器８を保護する箱型部材２１が設けられている。なお、本実施の形態では、第一の実施の形態と同様にガス検知器８による検知情報からガス導管１の漏洩箇所を把握したり、漏洩ガスＧの回収などを実施できるガス検知システムを採用することができる。
このように、上述の第二の実施の形態による漏洩ガスＧの補足機構及びガス検知システムにおいても、第一の実施の形態によるものと同様の効果を奏する。
【００２６】
以上、本発明による漏洩ガスの捕捉機構及びガス検知システムの各実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、第一及び第二の実施の形態による漏洩ガスＧの捕捉機構Ｒでは、充填材１４に建設再生土を利用しているが、必ずしもこれにこだわるものではない。要は、通気性や透水性がなく漏洩ガスＧがガス導管１の周囲に拡散することがないような充填材１４であればよいのである。
また、本第一の実施の形態による縦坑４は、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの４箇所を設けているが、設置箇所及び数量はこれに限ることはない。例えば、トンネル２の勾配条件に対応して、漏洩ガスＧが捕集管５内の溜まりやすい適宜箇所に縦坑４を設けることができる。そして、縦坑はほぼ垂直に設けているが、条件によって斜めに設けてもよい。
また、漏洩ガスＧを回収する縦坑４ｄについても限定することはなく、トンネルの勾配などの条件に応じて位置、数量を計画すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施の形態による漏洩ガスの捕捉機構を備えたガス検知システムを示す全体図である。
【図２】漏洩ガスの捕捉機構を示すトンネル内の断面図である。
【図３】図２に示す漏洩ガスの捕捉機構の拡大図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態によるガス検知システムを示す図である。
【図５】第二の実施の形態による漏洩ガスの捕捉機構を備えたガス検知システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ガス導管
２  トンネル
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  縦坑
５  捕集管
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  分岐捕集管
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  開閉弁
８ａ、８ｂ、８ｃ  ガス検知器
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  検知情報
１０  中央制御室（検知手段）
１１  回収タンク
１３  支持部材
１４  充填材
１５  被覆層
Ｇ  漏洩ガス  
Ｘ  漏洩箇所
【図１】
2006170691.tif 000003
【図２】
2006170691.tif 000004
【図３】
2006170691.tif 000005
【図４】
2006170691.tif 000006
【図５】
2006170691.tif 000007