JPH0417254B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、寒冷地におけるガス、水道用埋設配
管の立上がり部（以下、立上げ管と記す）が受け
る土壌の凍結凍上、融解沈下による上下方向の剪
断力に基づく凍害を防止する方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕 寒冷地における埋設配管は、第５図のように水
平配管１を最大凍結深さＨより下方に設け、その
凍上や沈下を防いでいる。

この場合、冬期に土壌３が凍結するとｈだけ凍
上し、このとき立上げ管２に凍着凍上力が作用す
るため継ぎ手４、継ぎ手５に抗力が生じる。

この力は、土質、温度、凍結深度等によつて異
なるが、継手部４，５を破損する事例も多く報告
されている。

これを防ぐために従来行われてきた対策法に
は、 (1) 凍上性の小さい砂スラリー等を埋戻す方法 (2) 立ち上げ管の上、下部を曲げモーメントを抑
制する目的でＬ返し工法にする方法 (3) オイルとワツクスの混合物を管と土壌の間に
充填し、管と凍土間の付着を切る方法 などがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の前記対策法(1)〜(3)は、凍害防
止に対し、次のような問題点があつた。

先ず、そのうちの(1)は、配管の立上げ管２また
は立上げ管２と水平配管１の周囲に、凍上性の小
さい砂スラリー等を埋戻す方法によつて配管近傍
の地盤が凍上しないようにするものであるが、砂
スラリー等が特別に必要であるばかりでなく、凍
上力低減効果の絶対量はあまり大きくない。

さらに、長期的にみると、周辺土壌の混入が不
可避であるため、低減効果の永続性に欠け、土砂
の埋戻し施工を頻繁に行わなければならないとい
う欠点を有するものである。

次の(2)は、配管施工に際し立上げ管２の上部お
よび下部にメカニカルジヨイントを設けたり、水
平配管１に関節機能をもつた継手を設けることに
より凍上に伴う応力と変位を吸収するものである
が、その構造上凍上量が比較的小さな場合しか適
用できず、凍上量の大きい地域での使用は困難で
あるのみならず、既設配管への適用は施工性、経
済性を含めてきわめて困難である。

最後の(3)は、オイルとワツクス等の不凍性混合
物を立上げ管２周囲に充填したり、埋戻しを行
い、場合によつては２重管方式にして立上げ管２
と凍土間の付着を切るものである。

この方法は、新設配管の場合であつても現地で
施工しなければならず、また、上述の不凍性混合
物は施工性の上からある程度の流動性を有してい
るため、周辺土壌への浸透あるいは分散量が多く
なり、そのため再充填の必要が生じる等の欠点が
ある。

これらの工法以外にも、保温筒巻き方式等が考
えられているが、施工が難しい上にメンテナンス
が必要であるという欠点を持つており、周辺土壌
との熱的バランスがくずれ、環境に悪影響を及ぼ
すこともある。

以上のように、従来における対策法は、 既設配配への対応が困難である、 メンテナンスを必要とするものである、 効果の永続性がないものである、 凍上量の大きい地域に適応できない、 のいずれかの１つまたは２つ以上の欠点を有する
ものであつた。

〔問題点を解決するための手段〕

上述のような状況のなかにあつて、埋設配管の
凍害防止方法について種々検討を行つた結果、埋
設配管の立上げ部に、凍結深さに対応する長さ以
上にわたつて熱収縮性プラスチツクからなる被覆
を装着した後に、前記熱収縮性プラスチツクを熱
収縮させて前記被覆を前記配管の立上げ部に密着
固定一体化し、凍着凍上力及びネガテイブフリク
シヨンを低減させたことからなる埋設配管の凍害
防止方法に到達したのである。

〔作用〕

以下、図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明実施例の縦断面図であつて、
水平配管１から立ち上がる立上げ管２のうち、土
壌の最大凍結深さＨ以上の長さにわたる外面６
に、必要に応じて粘接着剤８を介して、フツ素樹
脂製の熱収縮部材７を密着被覆し、土壌と管体間
に発生する剪断力を低減させているもので、次の
ように施工する。

(1) 既設配管に適用する場合 先ず、立上げ管２の周囲の土壌を最大凍結深
さＨ以上の深さに掘り、管を露出させて表面の
土砂等を除去する。

次に、チユーブを使用する場合は立上げ管の
継手４または継手５をはずし、最大凍結深さＨ
以上の長さを有するチユーブを最大凍結深さＨ
以上の長さにわたる立上げ管２の外面６に相当
する部分に嵌装し、あるいはシートを使用する
場合は外面６に相当する部分に巻きつける。

このとき必要に応じて立上げ管２表面もしく
は、フツソ樹脂製の熱収縮部材７内面に粘接着
剤を塗布し、しかる後、この被覆部材７の外部
又は外部と管体内部から加熱することにより、
被覆部材７を収縮させて管体に密着させて土砂
を埋戻す。

(2) 新設配管に適用する場合 立上げ管２の管体の片端からチユーブを嵌装
するかあるいはシートの巻つけなどの方法によ
り所定部にフツ素樹脂製の熱収縮部材７を設
け、加熱によつてこれを収縮させて立上げ管２
の管体に密着させた後、通常の配管施工を行
う。

その際、被覆部材の密着被覆は、現地で行う
方法と工場内で行つて現地で適当な長さに切断
する方法のどちらも採用することができる。

以上のような施工を行うにあたり使用する被覆
部材としては、ポリフツ化ビニリデン、ポリ３フ
ツ化エチレン、ポリ４フツ化エチレン、ポリ６フ
ツ化プロピレン、ポリフツ化アルコキシエチレ
ン、ポリフツ化エチレンプロピレンエーテン、４
フツ化エチレン−６フツ化プロピレンポリマー等
のフツ素樹脂もしくはこれらの主成分とした組成
物に熱収縮機能を持たせたチユーブ状もしくはシ
ート状、成形品を使用する。

これらの樹脂は、表面エネルギーが小さく表面
での水もしくは土壌の濡れ性がきわめて低く、摩
擦低減効果が大きいことから本発明の目的にマツ
チするものであり、シート状の成形品を使用する
のは、塗料のコーテイングに比べ表面平滑性に優
れかつ長期耐久性に優れるためである。

また、熱収縮性の機能を持たせるのは、立上げ
管２の外径が多少異なつている場合や、立上げ管
２がストレートでない場合に容易に追従でき、か
つ管体に容易に密着させることができるためであ
る。

また、立上げ管２の管体としては、裸管以外の
メツキ管や塗装管、プラスチツク被覆管も使用す
ることができる。

フツ素系の樹脂は、他の部材と粘接着しないた
め、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエス
テル、ポリウレタン、アクリル系樹脂を主成分と
した粘接着剤を管体と被覆部材との間に介すこと
が好ましい。

熱収縮部材７を嵌装もしくは巻付けてから加熱
する手段としては、ガスバーナー、赤道線管状
炉、オーブン、バンドヒーター等を使用すること
ができる。

粘接着剤８の塗布と熱収縮部材７の加熱収縮に
よつて立上げ管２との一体化がなされるが、この
とき土壌の凍結凍上もしくは融解沈下によつて土
壌と被覆部材の間に生じる摩擦力より大きな剪断
粘接着性、具体的には２〜３Kg／cm²以上の接着強
度が必要である。

仮に、この条件が満足されておらず接着力が、
土壌と熱収縮部材７間の摩擦力より小さい場合に
は、土壌の変動に伴つて被覆部材が変動し、その
ため凍結・融解を長期間繰り返していくうちに、
管体上方へずれ、凍上力低減効果が減少してしま
うので長期間の安定使用は困難となる。

〔実施例〕

以下、具体的に実施例を示し、本発明の構成及
び効果をさらに詳細に説明する。

実施例 １ 立上げ管２の管体として25A（外径34mm）の鋼
管１ｍ長を用意し、外面をグラインターで除錆し
た後、シンナーで拭き、内径43mm、厚さ0.50mmの
４フツ化エチレン−６フツ化プロピレンコプリマ
ー製の熱収縮性チユーブ400mm長を嵌装した。

その後、プロパンガスバーナーでチユーブの外
部から加熱しつつ収縮させたところ、約５分後チ
ユーブと管体が一体化し、膜厚0.63mmのしわや疵
のない平滑な被覆を形成させることができた。

実施例 ２ 実施例１と同様に管体を準備し、シンナーで拭
いた後、シリコン樹脂からなる粘接着剤を管体表
面400mm長にわたりハケを用い約20μｍ塗布した。

次いで、実施例１と同じチユーブを粘接着剤塗
布部と一致するように嵌装し、プロパンガスバー
ナーで加熱しつつ収縮させた。

約５分後、チユーブと管体は密着一体化し、膜
厚0.63mmのしわや疵のない平滑な被覆が形成し
た。

実施例 ３ 実施例１、２により得た被覆管と被覆していな
い鋼管を用意して第２図に示した実験装置を用い
て凍着凍上力の測定を行つた。

この装置は、基板９上に立設したフレーム１
０，１０間に反力フレーム１１を橋渡しすると共
に、基板９上に厚さ100mmの断熱材１２で囲まれ
内部に土１４を充填し土槽１３を配置し、この土
１４の中に試験体１５を建て込み、この試験体１
５と反力フレーム１１との間にロードセル１６を
介在させ、土槽１３内の土１４の表面の変位を測
定する変位計１７を設けたものである。

このようにして構成した実験装置に、本発明に
係る凍害防止管と在来の鋼管とをそれぞれ建込ん
だ後、装置全体と冷凍室内に設置し、常温から開
始して−40℃まで冷却し、その状態を24時間継続
した。

この間の凍着凍上力の経時変化をロードセル１
６で測定したが、その結果を第３図に示した。

また、この間の凍上量（変位）は各試験体とも
約1.5mmで変わらなかつた。

第４図から明らかなように凍着凍上力は、被覆
していない鋼管が2400Kg前後であるのに対し、実
施例１、２によつて得た被覆鋼管は、いずれも
250〜300Kgであり、凍着凍上力は格段に低減され
ていることが確認できる。

さらに、凍着凍上力低減効果の永続性を調べる
ため、上記の凍着凍上現象を同一試験体で繰り返
し、各回毎の最大凍着力を求め、第４図にその結
果を示した。

この結果から明らかなように、10回の繰り返し
試験によつても、実施例１、２により得た被覆鋼
管には大きな変化はなく、凍着凍上力低減効果が
継続されることが確認された。

なお、実施例１に基づく試験体の方が実施例２
に比べ力が大きいのは、管体と被覆部材間に被覆
端部から水が侵入したことによるもので、両者の
間に水の進入を防ぐ粘接着材料を介した実施例２
の方が効果の永続性から見るとより望ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば以下のような顕著な効果をあげ
ることができる。

(1) 管体に対する土壌の凍着凍上力を大幅に低減
するこことができるので、寒冷地における配管
立上げ部を凍害から十分保護することができ
る。

(2) 新設配管のみならず、既設配管にも容易に適
用でき、また長期間にわたつて凍着凍上力低減
効果が維持されるので、メンテナンスフリーで
ある。

(3) 管体に形成された被覆部材は動かないため、
凍上量の大きい地域にも適応する。

(4) 従来の凍害防止方法、例えば凍上性の小さい
砂スラリーを埋戻す方法との併用が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示した断面図、第２
図は実験装置、第３図は凍着凍上力の経時変化を
示したグラフ、第４図は凍着凍上力の繰り返し回
数による変化を示したグラフ、第５図は従来の埋
設配管を示した断面図である。 １……水平配管、２……立上げ管、３……土
壌、４，５……継手、６……外面、７……フツ素
樹脂製の熱収縮部材、８……粘接着剤、９……基
板、１０……フレーム、１１……反力フレーム、
１２……断熱材、１３……土槽、１４……土、１
５……試験体、１６……ロードセル、１７……変
位計、Ｈ……最大凍結深さの距離、ｈ……凍上ラ
イン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 凍結・融解を繰り返す層の下層に埋設された
   埋設配管から立ち上がる立上げ部の凍着凍上力及
   びネガテイブフリクシヨンを低減させる方法にお
   いて、 前記埋設配管の立上げ部に凍結深さに対応する
   長さ以上にわたつて熱収縮性プラスチツクからな
   る被覆を装着した後に、前記熱収縮性プラスチツ
   クを熱収縮させて前記被覆を前記配管の立上げ部
   表面に密着固定することを特徴とする埋設配管の
   凍害防止方法。 ２ 熱収縮性プラスチツクとしてフツ素樹脂もし
   くはこれを主成分としたプラスチツクを使用する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   埋設配管の凍害防止方法。