特許 7398783 埋設パイプの廃棄処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】埋設パイプの廃棄処理方法

(51)【国際特許分類】

   E21F 15/08 20060101AFI20231208BHJP

   F16L 1/028 20060101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

E21F15/08

F16L1/028 P

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019191316

(22)【出願日】2019-10-18

(65)【公開番号】P2021067021

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-04-14

(73)【特許権者】

【識別番号】596090041

【氏名又は名称】株式会社八幡

(74)【代理人】

【識別番号】100129056

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 信雄

(74)【代理人】

【氏名又は名称】平山 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】菊池 清二

(72)【発明者】

【氏名】臼井 英之

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２６４０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０７７７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５１２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３１６１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１００１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１６９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第４８２３３８７（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｆ １５／０８

Ｆ１６Ｌ １／０２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなる埋設パイプを対象とし、
砂／土に用いる砂を、コンクリート屑、陶器屑、ガラス屑、レンガ屑、瓦屑のいずれかを含んだ再生砂として、
５ｍｍアンダーとした粒径の砂／土１００重量部に対し、５．３～１６．０重量部の消石灰と、５３．３～６５．７重量部の水分を加えて成り、そのフロー値を２００～４００ｍｍとし、硬化後の材齢２８日後の一軸圧縮の強さを０．５～２．０Ｎ／ｍｍ² とした流動土を作製し、
該流動土を、圧送ポンプの加圧のもとで、先端部から崩れることのない１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの速度でパイプ内に流し込んで充填する、
ことを特徴とする埋設パイプの廃棄処理方法。

【請求項2】

直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなる埋設パイプを対象とし、
砂／土に用いる砂を、コンクリート屑、陶器屑、ガラス屑、レンガ屑、瓦屑のいずれかを含んだ再生砂として、
５ｍｍアンダーとした粒径の砂／土１００重量部に対し、４．８～１５．４重量部のセメントと、４２．１～６４．７重量部の水分を加えて成り、そのフロー値を２００～４００ｍｍとし、硬化後の材齢２８日後の一軸圧縮の強さを１．０～３．０Ｎ／ｍｍ² とした流動土を作製し、
該流動土を、圧送ポンプの加圧のもとで、先端部から崩れることのない１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの速度でパイプ内に流し込んで充填する、
ことを特徴とする埋設パイプの廃棄処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地下に埋設された水道管、ガス管等のパイプを廃棄処理するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水道管やガス管が一定の年月を経て、その役割が終了したときは、それを廃棄処分するため、埋設されたパイプを掘り起こして、撤去処分するのが原則である。
しかし、そのパイプが例えば道路の下に埋設されている場合等には、それを掘り起こすには、一旦道路の通交を遮断し、短時間のうちに迅速に撤去を完了させねばならないが、これはなかなか困難な作業となる。
そこで、従来パイプを撤去させることなく、埋設されたパイプ内に残土等を流し込み、それをそのままパイプ内で固化させてしまおうとする解決手段がある。
しかし、この処理にあたっては、狭い埋設パイプ内を流動土で完全に充填させることは困難で、一部に空洞の残る虞がある。
この空洞がパイプ内に残ると、例えば、年月を経て管体が腐食して一部に水が侵入する等の事態となると、その上の土が陥落し、表面を覆う舗装道路にも大きな陥没部が生じてしまう危険がある。この陥没部ができるときは一瞬である為、車両の走行する頻度の高い道路では、重大な事故を招く虞がある。
尚、特許文献１には、廃棄管内に残土を充填させようとする技術が開示されているが、バキューム車を用いた残土の充填方法に関するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４０９８６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記問題を解決しようとしてなされたもので、上記埋設されたパイプ内に流動土を流し込む際に、空洞のできないよう充分な流動性を与える一方で、その流動性が過剰となって逆に密な充填が阻害されることのないよう、より完全で且つ作業性に富んだ埋設パイプ内への流動土充填方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１記載の埋設パイプの廃棄処理方法は、直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなる埋設パイプを対象とし、５ｍｍアンダーとした粒径の砂／土１００重量部に対し、５．３～１６．０重量部の消石灰と、５３．３～６５．７重量部の水分を加えて成り、そのフロー値を２００～４００ｍｍとし、硬化後の材齢２８日後の一軸圧縮の強さを０．５～２．０Ｎ／ｍｍ² とした流動土を作製し、該流動土を、圧送ポンプの加圧のもとで、先端部から崩れることのない１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの速度でパイプ内に流し込んで充填することを特徴とする。

【0006】

請求項２記載の埋設パイプの廃棄処理方法は、直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなる埋設パイプを対象とし、５ｍｍアンダーとした粒径の砂／土１００重量部に対し、４．８～１５．４重量部のセメントと、４２．１～６４．７重量部の水分を加えて成り、そのフロー値を２００～４００ｍｍとし、硬化後の材齢２８日後の一軸圧縮の強さを１．０～３．０Ｎ／ｍｍ² とした流動土を作製し、該流動土を、圧送ポンプの加圧のもとで、先端部から崩れることのない１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの速度でパイプ内に流し込んで充填することを特徴とする。

【0007】

上記埋設パイプの廃棄処理方法は、砂／土に用いる砂を、コンクリート屑、陶器屑、レンガ屑、瓦屑のいずれかを含んだ再生砂としたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明埋設パイプの廃棄処理方法によれば、例えば、道路下に埋設されたパイプで、直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなるパイプに対し、５ｍｍアンダーとした砂／土１００重量部に対し、５．３～１６．０重量部の消石灰と、５３．３～６５．７重量部の水分を加えた流動土を、アジテータ車からの圧送ポンプの加圧下のもとで流入させる。
固化材にセメントを用いる場合には、同様の条件下で、４．８～１５．４重量部のセメントと、４２．１～６４．７重量部の水分を加えた流動土とする。
すると、上記配合割合にもとづく本発明に用いる流動土は、そのフロー値を２００～４００ｍｍとするので、充分な流動性を確保する。
従って、充分な流動性のある流動土は、パイプ内を移送される間にも、空洞をつくることがなく、確実に密な状態で充填される。

【0009】

一方、あまりに大きな流動性は、流動土がパイプ内を移送される際、土粒子相互の動きが過剰となり、先端部から一種の型崩れを起こし、それが内部にまで及んで密な充填を困難にしてしまう虞がある。
しかし、上記配合割合にもとづく本発明に用いる流動土によれば、過剰な流動性を避けて、一定の粘性を保ち、且つ、それが圧送ポンプの加圧のもとで、直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなるパイプ内を、１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの速度で移送されるから、一定の形を保った動きとなり、先端部からの崩れが防止され、密な充填が可能となる。
従って、上記空洞のない密度を保った流動土が全体的に形の崩れを起こすことなく、安定な状態でパイプ内を移動し、より完全な充填が促される。

【0010】

その際、アジテータ車からのポンプ圧送によれば、自動的で且つバラツキのない状態での充填が可能となる。

【0011】

充填作業が終了したら、そのまま消石灰またはセメントによる硬化が自動的に進行し、材齢２８日後の一軸圧縮強さが少なくとも０．５Ｎ／ｍｍ² 以上（セメントでは１．０Ｎ／ｍｍ² 以上）を維持するものとなるので、例えば１０トン車程度の車両の走行があっても、何らの影響を受けない。
この間、すべてが道路下のパイプ内で作業が完了するから、道路上側には何らの影響を与えることがなく、道路の一時閉鎖や、交通制限等を行う必要もない。

【0012】

廃棄処理工事を完了させた後、一定年月を経て、再度の掘り起こし等が求められた場合には、硬化後の一軸圧縮の強さを３．０Ｎ／ｍｍ² 以下（消石灰では２．０Ｎ／ｍｍ² 以下）としたから、バックホーで取り壊すことができる程度の過剰な強度を残さないものとなる。

【0013】

用いる土砂に、コンクリート屑、陶器屑、レンガ屑、瓦屑のいずれかを含んだ再生砂を用いれば、廃棄物となった土砂を資源として有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明による埋設パイプ内に流動土を充填する一例を示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明埋設パイプの廃棄処理方法は、例えば、水道管、ガス管、電気配管等の土中に埋設されたパイプであって、それが一定年月を経て、廃棄管として処分されるものに対しての処理を目的とするものである。
そのなかにあって、本発明の対象とするのは、直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなる埋設パイプであるが、その理由は後述する流動性と充填性との均衡を保つべき関係による。

【0016】

本発明に用いる流動土の砂には、瓦礫類を砕いたコンクリート屑、陶器屑、レンガ屑、瓦屑等を含んだ再生砂を利用することができる。
又、その建設現場で、穴、溝等を掘ったときに発生した残土を用いることもできる。
この土砂のうち５ｍｍアンダーとした粒径の土砂を選ぶ。５ｍｍアンダーとするのは、想定する埋設パイプ内を、一定のポンプ圧力の下で流動可能とするためである。

【0017】

次に、本発明に用いる流動土の固化材には、消石灰又はセメントを利用する。
消石灰は、化学式Ｃａ（ＯＨ）₂で示される二酸化カルシウムの粉のものをいい、上記土砂に水と共に混合させて流動性を保つものである。
施工後には、空気中の二酸化炭素との反応で硬化し、炭酸カルシウムの固化物となる。
そして、その配合割合を５．３～１６．０重量部とするが、それはカルシウム結合による一定の硬度を発揮する一方で、水和物ほどの強い結合ではなく、その硬化後の強度は一定範囲に抑えられるものとするためである。

【0018】

上記土砂及び消石灰の混合物に水分を加えて撹拌するものとし、その水分割合を、土砂１００重量部に対し５３．３～６５．７重量部とするが、この５３．３～６５．７重量部としたのは、流動性を配慮したものであり、５３．０重量部以下では水分割合が低くて粘性が高く、６５．７重量部以上では過剰な流動性となるからである。

【0019】

上記の如く、１０ｍｍアンダーとした砂／土１００重量部に対し、５．３～１６．０重量部の消石灰と、５３．３～６５．７重量部の水分を加えてなる流動土は、そのフロー値を２００～４００ｍｍとし、硬化後の材齢２８日後の一軸圧縮の強さを０．５～２．０Ｎ／ｍｍ² とする。

【0020】

又、本発明に用いる流動土の固化材には、セメントを利用することもできる。
５ｍｍアンダーとした砂／土１００重量部に対し、４．８～１５．４重量部のセメントと、４２．１～６４．７重量部の水分を加えて成り、そのフロー値を２００～４００ｍｍとし、硬化後の材齢２８日後の一軸圧縮の強さを１．０～３．０Ｎ／ｍｍ² とする。
セメントは、ケイ酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、石膏等の粉状の混合物をいい、上記土砂に水と共に混合させて流動性を保つものである。
施工後には、水分との反応で硬化し、水酸化カルシウム等の水和化合物を形成して固化物となる。
そして、その配合割合を４．８～１５．４重量部とするが、それは水酸化カルシウム等の水和生成物は比較的強い結合性を発揮することから、その配合割合を少なめに抑えて、後述する所定範囲でフロー値及び一軸圧縮強度が発揮できるようにするためである。
上記土砂及びセメントの混合物に水分を加えて撹拌するものとし、その水分割合を、土砂１００重量部に対し４２．１～６４．７重量部とする。
この４２．１～６４．７重量部としたのは、流動性を配慮したものであり、４２．１重量部以下では水分割合が低くて粘性が高く、６４．７重量部以上では過剰な流動性となるからである。
上記の如く、本発明に用いる流動土を、１０ｍｍアンダーとした砂／土１００重量部に対し、４．８～１５．４重量部のセメントと、４２．１～６４．７重量部の水分を加えて成るものとしたとき、そのフロー値を２００～４００ｍｍとし、硬化後の材齢２８日後の一軸圧縮の強さを１．０～３．０Ｎ／ｍｍ² とする。

【0021】

上記フロー値を２００ｍｍ以上とするのは、パイプ内に空洞をつくらせないためである。
空洞は、土砂の粘度が高く、粒子相互の移動性が悪い場合に、混入した空気のたまり場ができることで起きやすくなる。
そこで該流動土は、上記直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとした埋設パイプ内を圧送ポンプで移送される条件下で、２００ｍｍ以上のフロー値とする。
充分な流動性を保たせることで、土砂相互の移動性を確保し、空気のたまり場となる空洞をつくらせない為である。

【0022】

一方、流動土の流動性が過剰となると、パイプ内に送り込まれた流動土の移送の先端部で、一方が解放された端部となることから、一定の形を保つべき支持力を失い、より先へと流れ出してしまう現象（以下、これを型崩れという）が起こり易い。
そこで、本発明に用いる流動土はそのフロー値を４００ｍｍ以下の流動性を一定の値以下に抑えるものとし、且つ、その流し込みの際の圧送ポンプの加圧のもとでの移動の速度を、１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの範囲とする。

【0023】

上記流動土をパイプ内で移送させるには、圧送ポンプ等による加圧が必要で、その圧力の下で、１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈのした速度でパイプ内を移動させる。
すると、空気溜まりのできにくい流動性と一定の形を保った状態でパイプ内を移動するものとなり、目的とする密な状態での充填か促される。
即ち、フロー値２００ｍｍ～４００ｍｍにある流動土はパイプ内に空洞をつくらせない流動性を備える一方で、そのままでは上記型崩れの虞があるところ、これを圧送ポンプの加圧のもとで１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの速度で移動させると、型崩れを起こす一歩手前で相が押し出され、その押し出された相は背後からの圧力で型崩れを防止できる状態を維持するものとなり、これが移動とともに連続的に繰り返されて、遂にはパイプ内全体に密な充填が完了するものとなる。

【0024】

このとき、上記の如く、本発明の対象を直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦとなる埋設パイプとしたのは、本発明に用いる流動土が１０ｍ³/ｈ～４０ｍ³/ｈの速度で移動できる条件は、パイプ直径が４０ｍｍΦ～２００ｍｍΦの範囲が適合したものとなるからである。
２００ｍｍΦ以上では口径が大きすぎて型崩れが起こり易く、４０ｍｍΦ以下ではポンプへの負荷が過大となる。

【0025】

上記施工を例えば、図１に示す如く、道路下を横切るように埋設されたパイプを対象として行う場合には、予めその道路の投入側となる一端部と、終端となる他端部のパイプ端を開放状態にしておく。そして、流動土作製プラントからアジテータ車を走らせて現場に到着したら、該アジテータ車の圧送ポンプを稼働させて、誘導ホースから流動土を圧送し、投入側の端部から流出側の端部へ向けて、密なる充填を行う。

【0026】

さて、上記充填が終了し、埋設工事を完了させた後、一定年月を経て、舗装のやり直しや道路変更等で再度の掘り起こし等が求められる場合がある。そこで、本発明に用いる流動土は、硬化後の一軸圧縮の強さを３．０Ｎ／ｍｍ² 以下とする。
バックホーで取り壊すことができる程度の硬さとなり、上記掘り起こしを求められても、これに対応が可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0027】

本発明は、主に水道管、ガス管、電気配管等に適用されるが、これに限らず、条件を満たすなら地下に埋設されたパイプの廃棄処理に広く適用が可能である。

【図1】