埋管的保护层填充方法

专利名称：埋管的保护层填充方法
技术领域：
本发明涉及在土木或建筑施工现场下水管、上水管和煤气管等各种管道的埋设工事中，为在管道埋设后使管道保持在不发生漏水等的正常状态而采用所造成的凝结土来埋管的埋管的保护层填充方法。
背景技术：
下水管道原来是以排除雨水为目的的人工铺设的水路，但是，难于把此水路作为把下水移送至处理厂的下水管道来使用，因此，就诞生了人们所说的下水管道。
尽管过去就有流在下水管道中的水向地下渗漏的问题，不过现在它已成为相当(突出)的问题了。例如，在韩国，在成为汉城及首都周围市民的水源的巴尔滩水系地区的在河道边的下水管道漏出来的下水和过量的不明水流入了作为公共下水道而准备的地域的市街化地域中，尽管在准备下水管道之前已经预先建设了下水处理厂，但流入下水处理厂的下水量比设计的下水量多，超过了下水处理厂的容量，未经处理的下水被源源不断的放流，对上水源造成极大的危害，这是已为大家所知道的现状。
对此问题，固然是管道工程的正确性、负责施工和事后管理所必须要做的事，但也提出了这样一种要求，即开发出能防止在事后投入巨大的维护预算和时间、人力的耗费而且可以加以保护的确实的管道埋设方法。
作为已经为从业者所熟悉的已有的方法，在埋设下水管、上水管、煤气管等各种目的的管道时，进行开挖工事，为了保护以后管道不因不耐外压而可能发生破损之虞，在埋管地点要把各种岩石等大而杂的物质除去，把在设管和开挖中产生的原土回埋，以完成管道的铺设。尤其是，为了保护所述上水管和煤气管等对来自于以后可能发生的外压，在埋设了管道的下面要通过用合适的工程方式敷设上优质的砂或原土，在整理过的地基上连结设置所述的管道，进而在其周围再敷设优质的砂或原土，来实施管道的敷设工程。
所述的优质砂或原土，一般说的是指除去了40mm以上卵石、75mm以上泥土、树根、垃圾和混凝土等杂质的土。因此，在实际施工现场使用的优质原土，为了除去这些杂质，就存在有必须要有与之相应的工程的问题。
把开挖土回埋的常用方法完全没有考虑原地基土的性状和土质、力学性能。再是，即使从开挖后的地基产生地下水时，也只是在把地下水排除之后才敷设和连结管道，经过了相当的时间后，地下水进一步流入到埋管地点而使地基下沉，在严重的情况下由此甚至会发生道路毁坏的现象。
为防止这样的地下水的流入，在管的上方砌起了用混凝土作成的护壁，在管的下方进行了基础坑工事等地基整理，这就产生了要支付更多的与此相关的工程费用的弊端。
另一方面，从考察下水处理事业的投资比例来看，下水处理厂占50～60％，下水管道占30～40％，其他事业费占5～10％。因此可以懂得，为了提高下水处理的效率，在下水处理工程方法中由相当的比重是由政府和有关学术界所研究开发的，与此相反，有关占总工程造价30～40％的下水管道几乎没有开发，还是沿袭着历来使用的方法在进行，没有从国内的地形条件和土木工程学等其他条件来考虑，而是划一的适用历来的方式，这成为工程不结实的原因。
尤其是，对于在地下埋管道的同时带来的打地基等附属事业，为行政部门所很少关心，这就有工程不结实之虞，这就造成了一旦要维护不结实工程的管道就要支付过多的用于道路开挖和复原的费用，而且已经发生了对由这样的维修工程招致的妨害交通所带给国民的生活不方便的请愿等诸多问题。
与此相关联的是，在埋设于地下的下水管、上水管和煤气管等的埋设中，历来的构成是，如图1所示，开挖出适当深度和一定长度的沟1，在所述沟1的底面具有基础混凝土层2，在所述基础混凝土层2上支撑着多根连结状态的配管3，在所述沟1内就象为所述基础混凝土层2保护的被支撑配管3那样，备有填充了土的配管保护层4，在所述配管保护层4上敷设混凝土和沥青等铺装材料5而使其与已经存在的道路路面成为一体。在工程中基础混凝土层的养护时间变长，从而成为发生请愿的基础。进一步说，即使在埋设之后，在生活下水和污水等流入沟内的情况下，所述的水残留于土中，使地下水位变高，这就存在着铺装耐久性下降和提供了地基下沉的原因等问题。
为了解决所提及的问题，韩国实用新型登记号0179497采取了如图2所示的配管埋设结构，其特征在于形成一定深度的沟10，在所述沟10的底面上连结排列上2列其在四周的一部分上沿长度方向设有多个孔的配水管20，在所述2列连结的配水管20的内侧备有由土与固化剂按适当比例混合之配管支撑部30，在所述配管支撑部30中按适当间隔设有多个凹部，在所述配管支撑部30的两外侧填充砂砾40使其变成为把在所述排水管20上形成的通孔遮住，在所述配管支撑部30上多个配管处于被支撑状态而沿长度方向相连结，在所述配管支撑部30的各凹部设置有支撑配管80的连结部分的状态的配管承受台50，在所述沟10内象所述配管支撑部30中保护被支撑的配管那样设置填充了土的配管保护层60，在所述配管保护层60上象与已存在的道路面成为一体那样敷设上铺装材料70。在各个家庭和商店所产生的生活污水之类水流入配管埋设部分的情况下，由于此水直接以配水管为中介而排出，故具有在使地下水位下降的同时也降低了土中的含水率，提高了铺装的耐久性，不发生地基下沉，也不发生配管破损的效果。
所以，与本发明不同的是，它是以一旦各个家庭和商店等产生的生活污水之类的水的渗入为前提的，使它们通过配水管而排出的方法常常存在有所说的在实际上并没有成为从根本上解决的对策的问题。
本发明是为了解决述及的已有技术所存在的问题而提出的，其主要目的在于防止埋设于地下的管道的破损及陷没。
本发明的另一目的在于提高保持完整管道工程的下水处理厂的处理效率。
本发明的又一目的在于，预防由因不明水的流入和管道的破损与陷没所造成的下水流出以防止地下水的污染，即起到使地下水生成作用也永久保护自然环境。
本发明的再一目的在于，由于用管保护层和填充层的包覆使下水管道在维持已有的耐久年限，同时受到更坚固的保护而可以延长其耐久年限。
为了达到上述目的，本发明提供了埋设管的保护层填充方法，即挖出一定深度的沟，在所述沟的底部形成10～30cm以上的保护所埋设的管道的管保护层，在所述管保护层的上方敷设连结配管，用凝结土填充所述配管周围的空间而造成10～30cm以上的凝结土填充层，在所述凝结土填充层上填充上现场挖出的土而形成现场挖出的土的填充层，最后铺设上铺装材料或形成通路层。
在上述的保护层填充方法中，所述凝结土是，在现场挖出的土中添加水泥后，在由此造成的混合物中一边用机械喷雾器均匀撒布上使用水溶性烃的固化剂，一边混合搅拌。
在上述的保护层填充方法中，对所述底部地基不好的场合，在现场挖出的土中一般添加水泥并进一步混合搅拌入生石灰使得土粒稳定之后，由于撒布了所述固化剂形成不良地基置换层而无需再作其他的地基改良工作。
在上述的保护层填充方法中，对所述底部需要柔软和吸收冲击作用的场合，添加进相对于现场挖出的土的重量比之仔细粉碎的废轮胎而起到缓冲作用来形成管保护层和凝结土填充层。
在上述的保护层填充方法中，根据现场挖出的土的重量比和含水率来调节所添加的固化剂的投入量，从而调节其发挥的不透水能力。


图1为表示已有的配管埋设方式的剖视2为表示已有的又一配管埋设方式的示意3为表示本发明的埋管保护层填充方法的剖视4为图3的A-A线剖视图在图中，1-沟，2-基础混凝土层，3-配管，4-配管保护层，5-铺装材料，10-沟，20-排水管，30-配管支撑部，40-砂砾，50-配管承受台，60-配管保护层，70-铺装材料，80-配管，100-沟，200-不良地基置换层，300-管保护层，400-配管，500-凝结土填充层，600-现场挖出的土的填充层，700-铺装材料或通路层。
在本发明的下述说明中，对于有关的已知功能或构成的具体说明，在被判断为与本发明的宗旨不明确的场合，则省略了其的详细说明。所以，后面的用语是考虑了本发明的功能的定义用语，其随使用者和运用者的意图或惯例而变。因此，其定义应该是基于本说明书的总体的内容来定的。
本发明的下水道、上水道和煤气管等各种埋管的保护层填充方法是一种构成特征为在挖出的一定深度和宽度的沟100的底部形成管保护层300，此时，如果所述沟100的底部的地基是软的话，则先造成个别的不良地基置换层200，在所述管保护层300的上方敷设用于保护的配管400，就象在改良不良地基或软地基以及造成埋管的保护层时所用的那样，形成用制作的凝结土填充的凝结土填充层500，在其上填充上从现场挖出的土而形成现场挖出的土的填充层600，在所述现场挖出的土的填充层600上最终形成铺装材料或通路层700的保护埋设的各种管道的管保护层填充方法。
下面，根据图3来详细说明这样的构成的本发明。
为了埋设下水管、上水管以及煤气管等各种管道，根据有关的各种管道埋设工程实施指南开挖埋设部位，形成有一定深度和宽度的沟100。此时，在所述沟100的底部，由于由工程地基而可能有软地基或不良地基层，所以为了防止由此使地基下沉而使埋管同时下沉所导致的管的破损，一般要增加水泥的配比以增进强度，象在通常的凝胶水泥或打桩基础工程具有以上效果那样，可以具有改良不良地基的不良地基置换层200。
在所述沟100的底部或不良地基置换层200上形成用来保护管道的管保护层300，在所述管保护层300的上面铺设连结埋设的配管400之后，把所述的现场挖出的土中用混合机与水泥、生石灰和废轮胎薄片根据现场制件一边作合适的调整一边混合，然后填充进由撒布上用石蜡烃制造的固化剂而混合制成凝结土，形成了使管得到保护的凝结土填充层500。
所述管保护层300与所述凝结土填充层500是用凝结土来形成的，所述凝结土是在现场挖出的土中加入相对于现场挖出的土的重量比为2～7％的普通水泥，经混合搅拌后，采用机械喷雾器均匀撒布使用水溶性石蜡烃的固化剂，与此同时均匀混合、搅拌所制成的。
这里，如果在凝胶水泥工程时投入的水泥在10％以上的话，就有发生龟裂现象之虞，所以一般水泥的添加比例通常取7％范围内。
还有，为了使所述管保护层300与凝结土填充层500有柔软作用和吸收各种管道的冲击的作用，在制造所述凝结土的过程中，采用加入水泥1～2％的同时进一步添加10～50％的废轮胎细碎物，在所述底部为不良地基的场合，则采用在加入1～2％水泥，同时进一步添加2～5％生石灰所制成的凝结土来形成的。
如果这样的现场挖出的土质量不好的话，可以在所述现场挖出的土中稍稍投入、混合进生石灰，使其起火山灰(pozzolana)反应而使土的粒子稳定，然后混合进特殊的固化剂使其加固而可以形成稳定的管保护层以及基础地基，为了吸收掉管道的冲击，把现场挖出的土与废轮胎一起与水泥混合，撒布上固化剂进行加固施工，就可以防止管道的破损以及陷没。
在现场的条件下，于这样形成的管保护层300以及凝结土填充层500中进行转压加固，发挥了固化剂特征的凝固力而使其不透水的能力(在10-5cm/s以下—不透水)提高，具有可以防止填充层上部的管的破损以及陷没那样的最低限度的单轴压缩强度，而即使发生了水从不得已破损以及陷没的管中流出，其在通过管保护层或填充层时也由土的自净能力就可以起到象完全过滤那样的1次过滤作用而发挥其独特的性能。
特别是，在沿着河道边铺设的下水管道以及埋管渠的施工条件现场，地下水的流入绝对是个问题，采取本方法施工就可以防止地下水的流入，预防地基的下沉。
在这里，所述转压加固，说的是，用压辊等加固机械在底部由加上重量以及振动等能量使材料加固成粗密状态。所述单轴压缩强度，说的是不是从上、下、左右三维方向而只是以从单轴方向(上下)使待测的圆筒状土发生压缩破坏时的压缩的最大应力表示的强度。
在与这样的现场条件相应的被加固了的凝结土填充层500上，把从现场挖出的土又回填而形成现场挖出的土的填充层600，在进行了加固施工作业之后，在所述现场挖出的土的填充层600上铺上最终的铺装材料或道路层700，这就完成了埋管工程。
下面用本发明的具体实施例来说明。
实施例在为埋管而开挖工程后，向所发生的现场挖出的土中加入10～50％的仔细粉碎的废轮胎并进一步加入2～7％的水泥之后，使其充分混合，在混合好的造成物中，用机械喷雾器均匀撒布韩国专利号0211348中的促进固化，且同时起防止效果的水溶性石蜡烃固化剂，与此同时使造成物与固化剂很好的混合，在充分搅拌、混合和撒布之后，在管道工程的原地基土上铺设10～30cm高的所造成的凝结土，按照下水管、上水管以及煤气管等各种管道埋设工程的施工指南，即根据各种管道的种类(钢管、10cm铸铁管、VR管、20cm PC管、30cm PE管)和管的大小，在埋管地点的下方铺设10～20cm质量优良的砂子作为刚性管渠的基础部。作为10～20cm软性管渠的基础部，优选的是在按照韩国环境部的部颁水道设施标准中的下水管渠的保护及基础锥体部分所说明的那样进行充实，同时根据土的加固率来进行加固，如从下面的表1看出，管保护层发挥的单轴强度在5～15kg/cm2以上就可以使管道与水压或土压相对应，且对车辆的载重发挥充分的支撑力，其不透水能力用所产生的管道破损以及陷没造成的下水漏水率的透水系数来表示，透水系数在10-5cm/s以下被认为不透水，即使假定发生了漏水，也由于厚的基础地基保护层使所通过的下水因土的自净能力而变成无公害的地下水。还有，在不良地基的场合，与加入2～5％水泥一起再加入2～5％的生石灰，混合，撒布上使土粒稳定的固化剂，进行转压加固之后，就可以形成不良地基置换层。
现场挖出的土的单轴压缩强度以及透水系数的实验结果

*实验条件分别使用的水溶性石蜡烃A型、水泥、生石灰、飞灰均为5％*试样成型γdmax(加固实验时干燥状态的最大密度)的95％/WOMC(最佳含水率)的3％湿润一侧如前所述，在现场挖出的土中使用水泥和石蜡烃制造的固化剂就可以发挥充分的强度和不透水能力，但为保护各种管道的牢固性质，通过使用有弹性和软成分的粉碎废轮胎或废乙烯树脂，可以防止管道的破损，根据含水比和体积密度来调节废轮胎的添加比例，由废轮胎的加入量使管保护层的弹性发生差异。还有，最佳条件是添加30～50％程度来使用。
特别是，在软地基地区实施管道工程的场合，虽然由进行基础坑工程造成了巨大的工程费用投入，但用本方法造成的凝结土作为30～50cm程度的基础地基层施工就发现有改良软地基的效果。用已经有的凝胶水泥工程方法来改良软地基是众所周知的，在这样的工程中加入了本工程方法所特有的、用石蜡烃作成的固化剂，发挥固化剂特有的固结作用，诱导了土与水泥或生石灰以及添加的粉碎废轮胎或废乙烯树脂的固结，因此是一种发挥其强度、增进不透水能力的划时代的方法。
如上所述，把在埋设各种管道时回埋的现场挖出的土按本方法那样一起形成所造成的管保护层与填充层时，则也许会多少要增加初期投资和工程费用，不过，从长期管理方面来看，节减了因管道陷没以及破损导致的维修管理费、和下列费用，即，防止了由地下溶出水等不明水的流入导致的流入到下水处理厂的水量超过20～30％以上而使下水处理厂的运转效率受阻，由于在市区的地基面积窄小，要增加面积消除这些不合适问题，而且还节省了处理过大容量的费用。进一步说，由于流入的水质长期稳定，使得自动化运转和维护管理成为可能，在软地基的情况下，把地基置换层作为1层，可以预防由所铺设的管道的自重和负载所造成的下沉，故确认了这是造成有充分补偿效果的管保护层和填充层的方法。
本发明可以有各种各样的变形，同时可以取各式各样的形态，不过已经用特别的实施例对前述发明作了详细的说明。然而，本发明并不仅限于本发明详细说明中所述及的特别形态，而应理解成在由所附的权利要求范围所定义的本发明的思想范围内的所有变化形态、等价物以及替代物。
根据以上说明的本发明，由上述那样的方法提高了下水处理厂的处理效率，预防了由不明水的流入和管道的破损导致的下水之流出而防止了地下水的污染，在即使生成了地下水时，仍可以提供永久的自然环境保护。
还有，即使因施工不良造成管道陷没或破损时，转压加固而发挥粘合力的管保护层以及填充层造成物不容易崩坏，防止了土砂在管道中沉积的现象，没有因必须疏通所带来的不便，固化了的管保护层可以象确实呈现斜度那样来施工，也就消除了倒流的危险。
在地上设置的下水处理厂，其事故和异常的发生容易被监视，从维护管理方面讲，只要有足够多的熟练人员就可得到确保。但是，与之相反，要监视、点检埋设在地下的管道就是不那么容易的了，在发生了事故或异常情况时，不仅难以发现，而且实际情况是其应对能力也慢。
进一步从功能方面来说，下水管的埋设的重要性毫不逊于下水处理厂，而且在下水处理厂自身的设施事业费规模中约40％为下水管的埋设，因此，这是应该受到相当注意的重要工程，通过牢靠的施工就可以预先防止其的不结实。
本方法的管保护层以及填充层，即使在因粘合力使管道破损或陷没的场合，也几乎没有泥沙流入到管道中，挡住了地下水或不明水的流入，从而挡住了向下水处理厂的过量流入，1年或2～3年疏通1次的周期可以被延长，这就可以节减预算。进一步说，由于形成了地基保护层，在底部有一定的斜度，使下水的流动平滑，防止了固状物以及大体积物质在管道中的沉积现象，减少了腐败堆积物的恶臭的散发，是一种极其优越的管保护层和填充层形成方法。还有，埋设在地下的其他各种管道等(上水管道、通信、煤气)的各个管道都由管填充层所包覆，可以消除各式各样的妨害因素。
而且，管道的陷没和破损使下水渗透入土壤中而污染了周围的土壤，地下水已经成为周边地区的地下环境污染的元凶，不过，本发明可以防止这种情况而减少了地下环境污染。再有，用管保护层和填充层包覆了的下水管，在维持已有的耐久年限，同时受到坚固的保护而可以延长其耐久年限，是非常有益的。
权利要求
1.一种埋管的保护层填充方法，在为保护各种目的的埋管的方法中，其特征在于，挖出一定深度的沟(100)，在所述沟的底部(200)形成10～30cm以上的保护埋管的管保护层(300)，在所述管保护层的上方铺设配管(400)，在所述配管周围空间填充上凝结土而形成10～30cm以上的凝结土填充层(500)，在所述凝结土填充层上填充现场挖出的土而形成现场挖出的土层(600)，最后形成铺装材料或道路层(700)。
2.根据权利要求1所述的各种埋管的保护层填充方法，其特征在于，所述凝结土是，在现场挖出的土中添加水泥后，在由此造成的混合物中一边用机械喷雾器均匀撒布上使用水溶性烃的固化剂，一边混合搅拌。
3.根据权利要求1所述的各种埋管的保护层填充方法，其特征在于，对所述底部地基不好的场合，在现场挖出的土中一般添加水泥并进一步混合搅拌入生石灰使得土粒稳定之后，由于撒布了所述固化剂形成不良地基置换层而无需再作其他的地基改良工作。
4.根据权利要求1所述的各种埋管的保护层填充方法，其特征在于，对所述底部需要柔软和吸收冲击作用的场合，添加进相对于现场挖出的土的重量比的仔细粉碎的废轮胎而起到缓冲作用来形成管保护层和凝结土填充层。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的各种埋管的保护层填充方法，其特征在于，根据现场挖出的土的重量比和含水率来调节所添加的固化剂的投入量从而调节其发挥的不透水能力。
全文摘要
一种埋管的保护层填充方法,开挖一定深度的沟,在所述沟的底部形成10～30cm以上的保护埋管的管保护层,在所述管保护层上方铺设连结着的配管,在所述配管的周围空间填充上凝结土,造成10～30cm以上的凝结土填充层,在所述凝结土填充层上填充现场挖出的土形成现场挖出的土的填充层,最终形成铺装材料或道路层。本埋管的保护层填充方法提供了防止埋设于地下的管道的破损以及陷没。
文档编号F16L1/028GK1346950SQ01141870
公开日2002年5月1日 申请日期2001年9月21日 优先权日2000年9月25日
发明者任同爀 申请人:株式会社韩美