アリゾナ州ツーソンの QuakeWrap Inc. は、20 年以上にわたり、繊維強化ポリマー材料を使用したインフラストラクチャ修復ソリューションを開発してきました。 同社の大口径複合管「StifPipe」は現在、ミシガン州デトロイト市の最新の下水インフラプロジェクトの一環として同市に設置されている。 FRP パイプの直径は 16 フィート (4.87 メートル) です。
QuakeWrap は 2016 年に初めて StifPipe を発表し、その際に米国土木学会イノベーション賞を受賞しました。 それ以来、StifPipe はプエルトリコからオーストラリアに至るまで世界中のアプリで使用されてきましたが、これまでのプロジェクトでデトロイト アプリほどの規模で StifPipe を使用したものはありませんでした。 デトロイトに設置されているパイプは直径 16 フィート、厚さはわずか 2 インチ (5.08 cm) です。
このパイプは、市販されているパイプの中で最も比強度が高いことで知られており、非常に軽く、腐食しません。 水力能力 (廃水の最適な流量) が失われる傾向にある、弱い材料で作られた厚い壁のライニングの使用を比較してください。 これは、特に大量の液体または水を輸送する必要がある場合に致命的となる可能性があります。
StifPipe の壁は 12 層の材料で構成されています -- 4 層のカーボンファイバー、6 層のグラスファイバー、および 2 層の独自のコア材料で構成されています。 厚さ 2 インチの材料は、ボーイング 737 の胴体に適合するのに十分な大きさのパイプを 4 フィートの隙間で支えています。 同じ直径のコンクリート パイプが同等の強度を持つためには、厚さが約 18 インチである必要があります。
2019年の検査では、デトロイトの大規模なポンプ場から下水を運ぶ地域のパイプの一部が対象となった。 下水道地区は、補修が必要な老朽化した部分を発見した後、直径17.5-フィートのパイプをトリミングすることを決定した。 このパイプにはデトロイトの廃水の半分以上が流れているため、パイプの再舗装中に永久に閉鎖することはできません。 その代わりに、下水を一時的に止めることができるのは 1 日の一部だけです。 これではパイプを修理するのに十分な時間がなかったため、チームのメンバーは、地上で製造して組み立ててからそれを下水システムに流し、スリップライニングプロセスを使用して設置できるパイプ技術を探しました。
QuakeWrap によると、StifPipe の主な利点の 1 つは比較的軽量であるため、設置が簡単になることです。 重量は 1 フィートあたり約 450-500 ポンドで、コンクリートと鋼鉄の重量の約 10 パーセント、工場で製造されたグラスファイバーサンドイッチ パイプの重量の 25 パーセント未満です。 これは建設中の請負業者に好まれます。
このプロジェクトに含まれる 3 つのテクノロジーのうち、StifPipe は 2 番目に導入されるものです。 日中、元のパイプは一時的に閉鎖されました。 請負業者は、地下水路を通じて交換用パイプを所定の位置に配管し、元のパイプと端から端まで位置合わせしました。 StifPipe は軽量設計なので、設置にジャッキ設備も必要ありません。 StifPipe を部分的に所定の位置に積み込んだ後、直径 16- フィートの StifPipe と直径 17.5- フィートの元のパイプの間の環状スペースは軽量コンクリートで満たされました。 夕方、配管システムが再びオンになり、一晩で下水がポンプ場から流出しました。
StifPipe の軽量な性質は、輸送時にも利点があります。 マンドレルは現場で製造され、クリアランスの低いトレーラーで一度に 2 台ずつデトロイトに出荷されます。 パイプの長さを 14 フィートに保ち、両端を積み重ねると、15.5- フィートの橋と陸橋に十分なスペースを維持しながら、両方のパイプを同時にトレーラーに取り付けることができます。 デトロイトのプロジェクトでは、このようなパイプが合計 13 本使用されました。
StifPipe を使用するには、現在、コンポーネントを現場で製造し、設置場所に輸送する必要がありますが、StifPipe は湿式レイアップ法を使用して現場で製造し、設置することもできます。 ミネアポリスのプロジェクトでは、StifPipe の材料が標準的なマンホールを通って深さ 100 フィートのトンネルに輸送されます。 次に、それを敷設して硬化させて、直径12-フィートの修理パイプを形成しました。
ノースカロライナ州ジャクソンビルの海兵隊ルジューヌ基地での別のプロジェクトでは、StifPipe に使用される材料が既存のパイプの外側に巻き付けられ、現場で硬化されます。 QuakeWrap は現在、米国運輸省と石油・ガスパイプライン修復プロジェクトに取り組んでいます。このプロジェクトでは、スーパーラミネートと呼ばれる別の炭素繊維とガラス繊維の複合製品が石油パイプライン内で風船のように膨らみ、数マイル離れた場所に設置されます。
