方法の概要
配管建設における敷設方法
既設管路の更生でも新規路線の敷設でも、適切な敷設方法の選択が安全性、耐用年数、経済性を左右します。
ポリエチレン（PE）製の当社の最新配管システムは、従来の開削工法と革新的な非開削工法の両方に対応しています。お客様のプロジェクトに最適な方法を選定するため、詳細なご相談を承ります。
ポリエチレン（PE）製の当社の最新配管システムは、従来の開削工法と革新的な非開削工法の両方に対応しています。お客様のプロジェクトに最適な方法を選定するため、詳細なご相談を承ります。
管路更生における敷設方法
多くの既設管路網は経年劣化により限界に達しています。 更生は、新設に代わる経済的かつ技術的に優れた選択肢です。ここでは特に、インフラや環境への影響を最小限に抑える非開削敷設方法が注目されています。
リライニング、バーストライニング、クローズフィット工法のいずれにおいても、当社の管材は特殊な材料特性により非開削工法に最適です。更生後、管の健全性を確実に検査・記録できることは、品質保証と運用安全性において明確な利点となります。
クイックナビゲーション
リライニング
リライニングは、損傷した配管の更生に適しています。既設管の状態によっては、新設管に傷や切り込みが生じることがあります。特にV継手溶接された鋼管は高いリスクを伴います。
リライニング工法の利点：
長距離区間、特にアクセスが困難な場所での経済的なソリューション
開削が不要なため、地表や周辺環境への影響が最小限
既設管は地中に残るため、工期と土工作業が大幅に削減されます
既設管による追加保護
媒体変更も可能（例：下水からケーブル保護管へ）
リライニングは非開削更生工法に分類されます。既設管路の機能性は、既存の構造を全体的または部分的に活用し、既存の管路ルートを利用して回復されます。工場で予め製造・検査されたプラスチック管を使用し、環状空間の有無にかかわらず既設管内に引き込むまたは挿入します。管路リライニングでは、引込坑外で全長を予め延伸し、長尺管リライニングでは引込時に引込坑内で管を接続します。
既設管の状態によっては、新設管は密閉機能に加えて構造的な役割も担う必要があります。リライニングでは断面縮小が伴いますが、これは産業・商業・人口の流出による容量調整の観点から望ましい場合が多くあります。新しいプラスチック管は流体力学的に比較的低い抵抗値を持ちます。実際には、断面縮小にもかかわらず、更生が必要な既設管と比較して流量が増加することが多く示されています。
既設管とPE管の間の環状空間は、施工完了後に充填されます。ガイドとスペーサーが管を所定の位置に固定・保持します。水によるバラスト化が補助的に作用します。充填時には、断面変形を防ぐため管の座屈圧力強度を考慮する必要があります。充填により、流入する地下水によるドレナージ効果が防止されます。
既設管には、弁、溶接残留物、粗い溶接継目表面が含まれることが多く、新設管の引込時に表面損傷を引き起こす可能性があります。そのため、egeplastでは各種バリエーションの保護外装管を提供しています。
クローズフィットライニング
PE管を用いたクローズフィットライニングでは、配管を効率的、恒久的、かつ環境に優しく、工場製造のPE管で更新します。新設管は製造時に特殊な熱機械的変形または折り畳みが施されます。巻き取り可能な最大管長は管径によって決まります。呼び径に応じて、新設管の縮小断面により数百メートルを一工程で施工できます。蒸気と圧力の供給により、新設管は元の円形に復元され、構造的に独立した管として既設管に密着します。
クローズフィットライニング工法の利点：
地表への影響を最小限に抑えた非開削更生
既設管と新設管の間に環状空間が残らない
ライナーが密着するため断面縮小が最小限
各種媒体に対応：上水道、下水道、ガス
高い耐薬品性と長寿命
更新に先立ち、配管を切断します。TV検査後、堆積物と障害物を慎重に除去します。必要に応じて、施工期間中の供給のための仮設設備を設置します。その後、クローズフィットライナーをモーター式ウインチで更生対象管内に引き込みます。続いて、ライナーを高温蒸気で加熱します。これにより「メモリー効果」が活性化されます。蒸気と圧力の供給により、クローズフィット管は本来の円形に展開し、展開時に既設管の内壁に正確に密着します。ヒーター線ソケット溶接により確実に接続され、更生された圧力管または自由勾配管は既設網に再接続されます。
圧力試験と管路洗浄が成功した後、新設管は運用可能となります。
バーストライニング
管の破砕に必要なエネルギーは、改造された土壌ロケットまたはラムによる打撃で供給されます。破砕・拡径体はロープとウインチにより管内で安定的に誘導されます。動的工法は、締固められた土壌や石の多い土壌、および鋳鉄、陶管、コンクリート製の脆性破壊する既設管に特に適しています。
バーストライニング工法の利点：
長距離区間、特にアクセスが困難な場所での経済的なソリューション
開削が不要なため、地表や周辺環境への影響が最小限
既設管は地中に残るため、工期と土工作業が大幅に削減されます
既設管による追加保護
媒体変更も可能（例：下水からケーブル保護管へ）
油圧で発生した破砕力はロッドを介して破砕・拡径体に伝達されます。静的バーストライニングは、脆性および延性材料の既設管の破砕に使用されます。延性材料は特殊なローラーカッターで管底部を切断します。その後の拡径により既設管が押し退けられ、引込工程のために破砕チャンネルが較正されます。
破砕・引込工程により、新設管は大きな負荷を受けます。既設管の破片は傷や溝を生じさせ、石は最終位置で点荷重を引き起こします。
このため、DVGW規格GW 323では保護外装管の使用が推奨されています。その他の点では、他の非開削敷設方法と同様に、損傷の最小厚さや許容引張応力の遵守に関する要件が適用されます。
バーストライニングでは、破砕・拡径体を既設管内に引き込み、管の破片を土壌中に押し退けると同時に、同径または大径の工場製造管を引き込みます。周辺土壌は変位可能でなければならず、並行する管路の位置と状態が既知である必要があります。鉄筋コンクリート管を含むほぼすべての管材を破砕できる動的および静的システムがあります。
既設管の材質と状態により、新設管に傷や切り込みが生じます。破片や石は運用中に点荷重を引き起こします。そのため、egeplastでは各種バリエーションの保護外装管を提供しています。
動的バーストライニング
静的バーストライニング
新設敷設における敷設方法
開削工法から、プラウ工法、フライス工法、水平掘削工法などの革新的技術まで、新規管路区間には様々な工法が利用可能です。
お客様のプロジェクト目標と現地条件に適した方法を選定いたします。当社の最新PE配管システムにより、敷設時の高い柔軟性と100年を超える長寿命をご活用いただけます。
砂床を用いた開削敷設
砂床を用いた開削工法による敷設では、配管ゾーンを正確に定義し、保護砂床内に管を敷設します。その後、地表を復旧する必要があります。
砂床を用いた開削敷設の利点：
最高の運用安全性を持つ実績ある標準工法
傷や点荷重からの最適な保護
施工中の簡単な品質管理
すべての管材と媒体に適用可能
管溝の施工に関しては、DIN 4124「掘削坑と溝」などが適用され、作業空間幅と土留めの実施方法が正確に規定されています。管は溝や傷がない状態でなければならず、管を取り囲む土壌は、圧力を受ける媒体管が外部影響から保護されるように準備されます。DIN EN 805およびDVGW指針W 400-2では、管を砂または細砂利に埋設することが規定されています。
砂床を用いない開削敷設
砂床を用いない開削工法による敷設では、管を管溝内に直接敷設します。その後、地表を復旧する必要があります。
砂床を用いない開削敷設の利点：
砂床を省略できるためコスト削減
既存の掘削土の利用が可能（締固め可能な材料であることが前提）
短縮された工期と削減された物流
材料使用量が少ないため環境に優しい
コスト圧力の高まりにより、多くの供給事業者は新設管への手間のかかる砂床が必要かどうかを検討せざるを得なくなっています。掘削土が締固め可能であれば、砂の代わりに埋戻しに再利用できます。このような敷設条件の前提条件は、ここで発生する高い負荷に耐えられる配管システムです。
砂床を省略すると、石が長期間にわたり管の外壁を点状または線状に負荷する可能性があります。これは内圧、土圧、交通荷重などの運用荷重に加わります。砂床による保護を省略する場合、選定する配管システムは、傷による典型的な表面損傷、特に点荷重に耐え、応力亀裂を引き起こさないものでなければなりません。そのため、egeplastでは各種バリエーションの保護外装管を提供しています。
プラウ工法
この工法では、新設管を連続的に埋設し、管溝を直ちに閉鎖します。
このような敷設条件の前提条件は、ここで発生する高い負荷に耐えられる配管システムです。
土壌条件によっては、新設配管の表面に傷が生じる可能性があります（壁厚の最大10%まで許容）。さらに、石が長期間にわたり管の外壁を点状または線状に負荷する可能性があります。これは内圧、土圧、交通荷重などの運用荷重に加わります。
このような敷設条件の前提条件は、ここで発生する高い負荷に耐えられる配管システムです。
土壌条件によっては、新設配管の表面に傷が生じる可能性があります（壁厚の最大10%まで許容）。さらに、石が長期間にわたり管の外壁を点状または線状に負荷する可能性があります。これは内圧、土圧、交通荷重などの運用荷重に加わります。
プラウ工法の利点：
非常に高い敷設能力（1日あたり最大約5 km）
最小限の土壌介入と迅速な復旧
地下水低下が不要
未開発地域の長距離路線で特に経済的
プラウの土壌への影響は比較的小さいです。この敷設方法では地下水低下は不要です。そのため、この敷設方法は、発生する地表損傷も少ないことから、非常に環境に優しいです。未開発地域では土壌クラス5まで使用できます。土壌クラスに応じて、最大2メートルの敷設深度を実現できます。
プラウ工法による敷設は、1作業日あたり最大5,000メートルの配管敷設が可能であり、おそらく配管の新設敷設において最も経済的な形態です。敷設ユニットは、プラウブレードと敷設ボックスを備えた敷設プラウと、トラックまたはクローラー車両に設置されたロープウインチで構成されます。敷設ユニットはロープウインチによりこの車両に向かって引かれます。プラウが車両に到達すると、ロープウインチは次の区間地点に配置され、工程が繰り返されます。開始坑でプラウブレードを所定の敷設深度まで下げます。管径に応じて、OD 225 mmまで複数の配管を同時に埋設できます。後続の敷設ボックスで、配管は上方から土壌中に導かれます。土壌はプラウブレードの後方で自重により再び閉じますが、この工程は機械の使用により加速できます。土壌中の石などによる点荷重は配管の損傷を引き起こす可能性があります。実際に目標最小使用期間を達成するためには、実証された高い耐応力亀裂性を持つ材料の配管を使用する必要があります。
プラウ工法の変形として、特に許容曲げ半径が通常のプラウには大きすぎる管材のために、ロケットプラウ工法があります。工程手順は同一ですが、配管の挿入のみが長手方向に行われます。つまり、管列はプラウブレードとともに全敷設長にわたって引かれます。機械的負荷が著しく高いため、配管には追加の管外面保護が必要です。その際、配管と接続部の許容引張力を超えないように注意する必要があります。管列の長さは引張力により制限されます。
フライス工法
特殊機器が狭い管溝を掘削し、同一工程で柔軟な管を挿入します。掘削土は埋戻し材として使用されます。
土壌条件によっては、新設配管の表面に傷が生じる可能性があります（壁厚の最大10%まで許容）。さらに、石が長期間にわたり管の外壁を点状または線状に負荷する可能性があります。これは内圧、土圧、交通荷重などの運用荷重に加わり、損傷を引き起こす可能性があります。
土壌条件によっては、新設配管の表面に傷が生じる可能性があります（壁厚の最大10%まで許容）。さらに、石が長期間にわたり管の外壁を点状または線状に負荷する可能性があります。これは内圧、土圧、交通荷重などの運用荷重に加わり、損傷を引き起こす可能性があります。
フライス工法の利点：
地表掘削が少ない狭い溝
土壌クラス7まで使用可能（困難な土壌でも）
掘削土を埋戻し材として利用可能
長尺管と組み合わせて迅速な敷設が可能
モーター駆動のフライスが最大60 cm幅、最大2.5 m深さの狭い溝を開削します。この溝に管を挿入し、ほぼ同時に管溝の埋戻しが行われます。通常は掘削材を使用します。プラウ工法とは異なり、この工法では土壌クラス7までの困難な土壌も処理できます。敷設能力は主に支配的な土壌クラスに依存しますが、プラウ工法による敷設よりは低くなります。この工法では通常、技術規則に従った砂床への配管敷設が行われないため、実証された高い耐応力亀裂性を持つ材料の配管を使用する必要があります。
土壌変位（土壌ロケット）
土壌ロケットを使用して、一般的に数メートルにわたり宅内引込管を土壌中に「打ち込み」ます。周辺土壌により新設管に許容できない深さの傷が生じる可能性があります。管壁の最大10%の傷深さまで許容されます。さらに、周辺の石が点荷重を引き起こします。
フライス工法の利点：
非開削短距離敷設、宅内引込に最適
非常に少ない地表への影響
迅速な施工進捗、交通制限がほとんどない
短距離ではコスト効率的
土壌ロケットによる土壌変位敷設方法は、主に宅内引込の分野で使用されます。空気圧駆動のハンマーが空洞を形成し、その中に新設配管が敷設されます。そのため、土壌は十分に変位可能でなければなりません。緩い軟弱な土壌では、土壌ロケットの静的支持が必要です。土壌との十分な摩擦が構築されず、独立した推進ができないためです。そのため、石の多い土壌では、石の側方変位により推進チャンネルの形成がより正確になります。土壌ロケットの側方逸脱はわずかです。目標の測定は開始坑で行われます。この工法では、OD 200 mmまでの配管を敷設できます。
水平掘削工法
水平掘削工法（HDD）は制御可能な湿式掘削工法です。土壌の性質と掘削半径により、傷や切り込み、および石による点荷重が新設引込管を危険にさらします。
水平掘削工法の利点：
地表への影響を最小限に抑えた非開削更生
最大3呼び径までの断面拡大の可能性
工期短縮と土木工事削減による高い経済性
各種媒体に対応：上水道、下水道、ガス
構造的に自立した新品同様の配管
水平掘削工法は、例えば縦方向敷設、伏越、建物下越、排水・灌漑作業、交通管制技術におけるケーブル敷設、斜面・堤防保護対策に使用されます。掘削の制御は、掘削孔内で角度のついたパイロット掘削ヘッドを回転させることにより行われます。
掘削懸濁液は掘削ヘッドから高圧で流出し、土壌と石を緩め、掘削屑を掘削孔から排出します。掘削懸濁液は各地盤に合わせて調整され、粘土鉱物であるベントナイトに加えて、掘削チャンネルへの追加支持効果などを持つ添加剤を含むことができます。
所望の管径に応じて、パイロット掘削後、媒体輸送管の注入準備のために複数回の拡径掘削が必要です。石の多い土壌では土壌クラス5、一部では土壌クラス6まで使用できる打撃装置により、推進だけでなく制御工程も容易になります。岩盤での掘削では、ローラービットを備えた掘削孔モーターが前置されます。
DVGW作業指針GW 321「ガス・水道配管用制御可能水平掘削工法 – 要件、品質保証、試験」によれば、上水道網の更新用配管は最低圧力クラス10 barに対応する必要があります。引込工程中、管は許容引張力を超えて負荷されてはなりません。DVGW作業指針GW 321または発注者の要求により、媒体管に直接作用する引張力を測定・記録する必要があります。測定は、引込管の前に取り付けられた引張力測定装置で行われます。この敷設方法で発生する機械的負荷のため、特に小径管ではシリーズSDR 11の配管のみを使用する必要があります。
新設配管の使用期間は、健全性の程度に依存します。管壁厚の最大10%までの損傷は材料により許容されますが、それを超える傷や溝は供給管の使用期間を短縮します。このため、DVGW規格GW 321でも保護外装管の使用が推奨されています。