２０２５広島水道展研究発表テーマ５点
①水道配水用ポリエチレン管の能登半島地震被害調査状況
②分水EFサドル止水タイプの規格化
③水道配水用ポリエチレン管不断水分岐T字管の耐震性能
④高精度位置測定によるHPPE管路位置情報の活用
➄仮設HPPE管による災害復旧を想定した事前技術講習への取組み

令和６年度　水道配水用ポリエチレン管路の施工品質確保の－考察－福山市上下水道局におけるＥＦコントローラの調査－

福山市上下水道局では、老朽管の更新に併せて管路の耐震化・長寿命化により、安定給水を実現するため、2006年度から口径150㎜以下の管路に水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）を採用し、2023年度末現在で約640㎞を布設している。

HPPE管の採用により、配管施工業者の多くが、写真－1のような管の接合時に必要な機器（以下、EFコントローラ）や工具類を購入している。採用から17年経過し、施工品質確保の観点から、福山市指定水道工事業者に対し、HPPE管融着接合に最も重要となるEFコントローラに関する実態調査を行い、施工品質確保の諸課題について考察する。　

令和６年度　水道配水用ポリエチレン管経年管掘上調査

四日市市の配水管路は、口径50mmを水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）、口径75mm以上は耐震型ダクタイル鋳鉄管による耐震化を進めてきた。昨今、物価高騰によって建設資材が上昇する中、コスト低減を図りつつ施工性の向上も期待できることから、令和6年度から口径150mmまでHPPE管の採用を拡大することとした。

口径拡大にあたっては、並行して配水用ﾎﾟﾘｴﾁﾚﾝﾊﾟｲﾌﾟｼｽﾃﾑ協会と共同で布設後約24年経過したHPPE管の掘上調査を行い、寿命に関する影響評価を行ったので、本稿では経年管の掘上調査及び性能評価に関する概要を報告する。

令和６年度　ＨＰＰＥ管施工情報管理システムの活用事例－ＣＰＳＩｏＴ技術で施工品質の向上、維持管理情報の高度化へ－

近年、耐震管として水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）の採用が拡大している。管の特性に加え、電気融着（EF）接合方式が大きな特長であるが、EFコントローラ機器や工具操作による施工品質面は施工現場に委ねられている。施工後の提出書類としてEFチェックシートや工事日報等の確認が行われているが、最終的には水圧試験により管路の施工品質を判断している。

このような背景の中、水道CPS/IoT新技術として、EF接合の融着履歴とスマホアプリによる融着手順確認、高精度の埋設位置情報を加えた施工情報をクラウドに転送し、WEB展開することで施工関係者がWEBアプリを通じて現場情報をタイムリーに共有　　　　　　　図１．施工情報システムイメージ図

できる「HPPE管施工情報管理システム」（図１）を開発。今年度は、その活用事例を報告する。

令和５年度　水道配水用ポリエチレン管の砂以外の埋戻し材適用に関する一考察

水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）の埋戻し材に関して、「水道施設設計指針」（日本水道協会）では管周辺（管底、管側及び管頂）は「砂又は良質土」の使用を標準としている。一方でこれらの埋戻し材は近年、入手が困難、コストアップ、資源の枯渇等の課題も有する。本研究では埋戻し材の代替として道路用砕石による埋戻しを行った場合のHPPE管への影響を把握することを目的に埋設・繰り返し載荷実験を行い、管表面に生じる傷の程度やその傷の長期性能への影響について調査した概要について報告する。

令和５年度　水道配水用ポリエチレン管用スクイズオフ（圧着止水）工法の採用

近年、全国の水道事業体で水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）の採用が増加し、その布設延長は、2021年度末時点で延長54,567㎞※1に達しており、口径150㎜以下でのHPPE管の構成比は50%を超えるまでになっている。

配水用ﾎﾟﾘｴﾁﾚﾝﾊﾟｲﾌﾟｼｽﾃﾑ協会（以下、POLITEC）では、既設管との連絡工事において断水範囲を縮小、作業時間を短縮する工法として、HPPE管を圧着することで一時止水ができる「スクイズオフ(圧着止水)工法」の開発が進められ、2016年にはスクイズオフ工法として確立された。

福山市では2006年度から口径150㎜までの管路にHPPE管を採用し、2022年度末現在で延長605㎞のHPPE管が布設され、全国の水道事業体で最もHPPE管の布設延長が長い※2。この度、既設管との連絡工事にスクイズオフ工法を活用した断水作業を実施したことから、工法の採用事例とその効果、さらには今後の課題について報告する。

（※1 日本水道協会 検査実績よりPOLITEC算出。※2 POLITEC調べ。）

令和５年度　水道配水用ポリエチレン管　スクイズオフ工法の改良に関する報告（第二報）－補強用メカニカル継手の導入検討－

水道配水用ポリエチレン管(以下、HPPE管)の維持管理手法として、配水用ポリエチレンパイプシステム協会では、任意の場所で一時的な止水もしくは水流を抑制する工法としてスクイズオフ(圧着)工法を呼び径50㎜から100㎜で確立した。1)　また、前稿2）では水道事業体や実際に工事に携わった施工会社からの要望に基づき、工法の改良を実施した内容について報告を行った。

本稿では、前稿で今後の課題となっていた「補強用継手のメカニカルタイプ（補強用メカニカル継手）導入」について検討を実施した結果を報告する。

令和５年度　ＨＰＰＥ管施工情報管理システムの開発状況

1997年のJWWA K144規格化以降、水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）の納入実績は、2021年度末時点で延長54,567㎞※1に達しており、近年、口径150㎜以下において、主要管種におけるHPPE管の構成比は50%を超えるまで採用が増加している。HPPE管路の大きな特徴として、電気融着（以下、EF）接合方式を採用していることから、POLITECでは全国的に施工講習会を開催し、施工技術浸透に努めており、昨年度末累計で56,518名に受講証を発行している。

しかしながら、施工現場品質は施工業者に頼る部分が殆どであり、発注者から現場施工者に亘り多種多様に得られる現場施工情報を有効に活用する手段がなかった。

このような背景の中、POLITECでは、水道IoT新技術として、EF接合のEFコントローラとスマートフォンに融着作業ガイダンスアプリを組み合わせ、布設位置情報を加えた施工情報をインターネットクラウドに保存することで発注者から施工業者の施工関係者がインターネットを通じて施工現場情報を共有できる「HPPE管施工情報管理システム」を開発した。

今回は、施工現場情報の共有プラットフォーム内容を報告すると共に、共有プラットフォームの活用の可能性について報告する。（※1 日本水道協会 検査実績よりPOLITEC算出。）

令和５年度　水道配水用ポリエチレン管 概算数量設計手法の検討（第二報）

現在、多くの水道事業体で、設計積算業務の効率化、早期発注及び施工時期の平準化を図ることを目的として「概算数量設計方式」を導入、または導入検討が進められている1)。　

配水用ポリエチレンパイプシステム協会：POLITECでは、概算数量設計方式を導入されている水道事業体を中心にヒアリングを行い、導入経緯や運用方法、課題等を集約、HPPE管を用いた概算数量設計の手法を確立、活用の提案を行っている。

本発表では、実際の物件を元に比較検証を行った結果と開発した簡易ソフトの特長について報告する。

令和４年度　福山市における水道配水用ポリエチレン管導入の効果

福山市は瀬戸内海に面した広島県東部に位置し、臨海工業都市として発展してきた。山間地や干拓によって造成された土地も多く、2021年度末時点で導水管、送水管及び配水管を合わせた水道管路の総延長は約2,826kmになる。特に高度経済成長期には硬質ポリ塩化ビニル管を多く採用しており、その比率は全体の約41%を占めている。これらの管路では接着（TS）接合も含まれており漏水事故も少なからず発生している。更に今後は耐用年数を経過した管路も増えることから2006年度から口径150mmまでは水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）を採用した。本稿では管路の約86%を占める口径150mm以下にHPPE管を導入した効果について報告する。

令和４年度　水道配水用ポリエチレン配管の施工品質確保に向けた推奨工具認制度の制定

近年の水道配水用ポリエチレン管・継手の普及に伴い、各工具メーカーにおいても様々な施工工具の開発が進んでいる。しかし、一部の施工現場において、工具が要因とみられる施工不具合の事例が報告され、本協会としても施工品質の確保に向けた取り組みが必要とされている。

そこで今回、当協会において工具の性能評価を実施し、性能基準を満たす工具を認定・登録することで、施工品質確保を趣旨とした「推奨工具認定制度」を制定したので、本論にて詳細に報告する。

令和４年度　水道配水用ポリエチレン管を用いた概算数量設計手法の検討

現在、多くの水道事業体で、設計積算業務の効率化、早期発注及び施工時期の平準化を図ることを目的として「概算数量設計方式」を導入、または導入検討が進められている1)。　

配水用ポリエチレンパイプシステム協会：POLITECでは、水道配水用ポリエチレン管：HPPE管の特長でもある、設計が簡易であることを活かした提案ができないかを、概算数量設計方式を導入されている水道事業体を中心にヒアリングを行い、導入経緯や運用方法、課題等を集約。HPPE管を用いた概算数量設計の手法を検討した。

本発表では、管継手の出荷実績をベースに平準的な標準数量を分析・確立した、HPPE管の概算数量の算出手法について報告する。

令和４年度　水道配水用ポリエチレン管のスクイズオフ工法の改良に関する報告

水道配水用ポリエチレン管(以下、HPPE管)の維持管理手法として、配水用ポリエチレンパイプシステム協会では、任意の場所で一時的な止水もしくは水流を抑制する工法としてスクイズオフ(圧着)工法を呼び径50㎜から100㎜で確立した。1)

本稿では、水道事業体や実際に工事に携わった施工会社からの要望に基づき、工法の改良を実施したのでその報告をする。

令和３年度　令和２年７月豪雨による水道配水用ポリエチレン管の被災事例

近年、甚大な人的・物的被害が伴う記録的豪雨が多発している。特に九州地方においては平成29年（2017年）九州北部豪雨や平成30年（2018年）7月豪雨に続き、令和2年（2020年）7月豪雨も発生した。一見、豪雨とは結び付かないと考えられていた埋設水道管路において、自然斜面や河川堤防などに「地盤変状」が生じた結果、多大な被害が生じている。配水用ポリエチレンパイプシステム協会（POLITEC）では、昨年発生した令和2年7月豪雨にて被災した水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）の現地調査を行ったので、以下に概要を報告する。

令和３年度　水道配水用ポリエチレン管　経年管掘上調査（Ⅲ）

浜松市上下水道部と配水用ポリエチレンパイプシステム協会は共同で、布設後約18年経過した水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）の掘上調査を行った。本稿では特に経年管掘上の際に行ったスクイズオフ工法及び各種性能評価結果について報告する。

令和３年度　水道配水用ポリエチレン管　経年管掘上調査（Ⅱ）

福山市上下水道局と配水用ポリエチレンパイプシステム協会は共同で、布設後23年経ったHPPE管の掘上調査を行った。掘上げた埋設管のクリープ特性・耐震性能について報告する。

令和３年度　水道配水用ポリエチレン管　経年管掘上調査（Ⅰ）

福山市は瀬戸内海に面し、福山城の南東部は17世紀後半に干拓によって造成された土地であり、地下水が高く、金属腐食による管路の漏水が多発していた。そのため硬質ポリ塩化ビニル管等の樹脂管を積極的に採用してきた。平成8年からは、サドル分岐を含めオール樹脂化が可能な水道配水用ポリエチレン管(以下HPPE管という｡)を採用し、現在まで管路の漏れ等の異常は抑制されている。

福山市上下水道局と配水用ポリエチレンパイプシステム協会は共同で、布設後23年経ったHPPE管の掘上調査を行った。以下その概要を報告する。

令和２年度　断層変位を受ける水道配水用ポリエチレン管の実管路埋設実験

地震国であるわが国ではこれまでに数多くの活断層の存在が確認され、その数は2,000箇所以上に上るとされている。2016年熊本地震においても、多くの地表地震断層が現れ、その度に断層を横断する水道管にも多くの被害が報告され、対策の必要性が論じられている1)。2014年長野県神城断層地震では埋設後17年を経過した水道配水用ポリエチレン管(以降、HPPE管)呼び径75が地表地震断層を横断するも、被害を免れた事例が確認されている2)。一方で、これまで断層変位を想定したHPPE管の実管路埋設実験は実施が少なく、限界状態を論じる十分な検証データは不足していた。

よって、本稿ではHPPE管を対象に断層変位を与える実埋設実験を行うことで、断層変位を受けるHPPE管の挙動把握を行うものである。

令和元年度　平成３０年７月豪雨における広島県府中市でのＨＰＰＥ洗掘露出管の性能評価

平成30年7月に発生した西日本豪雨は、府中市にも甚大な被害をもたらした。水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）も河川の氾濫等による道路崩壊により数カ所洗掘され露出状態となったが、通水可能な状態であることが確認された。今回、同現場より回収したHPPE管（埋設後18年程度経過）の性能評価を行い、被災による影響や経年変化について調査した。その概要を報告する。

令和元年度　平成３０年７月豪雨における愛媛県大洲市でのＨＰＰＥ管路沈下・浮上挙動調査

2018年7月に西日本を襲った豪雨は、未曽有の大規模被害をもたらした。水道管路についても豪雨に起因する地盤災害の影響を受けて多数の被害1)が生じている。愛媛県大洲市では、EPS工法により車道幅員が拡幅された箇所が、隣り合う肱川でのダムの放水に伴う増水により浮上・沈下した。その結果、EPSの上部に敷設されていた水道配水用ポリエチレン（HPPE）管路も同様の影響を受けた。そこで、配水用ポリエチレンパイプシステム協会では、そのHPPE管路の変形挙動を把握する為の現地調査2)及び掘上管の性能評価を行ったので、概要を報告する。

令和元年度　断層変位を受けた水道配水用ポリエチレン管の挙動解析

地震国であるわが国ではこれまでに数多くの活断層の存在が確認され、その数は2,000箇所以上に上るとされている。2016年熊本地震においても、多くの地表地震断層が現れ、その度に断層を横断する水道管にも多くの被害が報告され、対策の必要性が論じられている1)。2014年長野県神城断層地震では埋設後17年を経過した水道配水用ポリエチレン管(以降、HPPE管)呼び径75が地表地震断層を横断する事例が確認された2)。調査の結果、鉛直方向80cm、水平方向30cmの断層変位を受けるも、管体がS字形に変形することで断層変位に追従し、被害を受ける事無く通水機能を維持し、被害を免れた。 一方で、HPPE管の直下に埋設されていた下水道管（ヒューム管）呼び径450の破損が確認されている。　

本稿では、現場の調査結果を受け、断層変位を受けたHPPE管が被害を免れた原因についてFEM解析を用いて明らかにする。

令和元年度　水道配水用ポリエチレン管路の耐震性評価（Ⅰ） ～地震時挙動と設計フローチャート～

昨今の水道管路の地震被害調査を分析すると、仕切弁や空気弁など付属設備や給水分岐等の部位に被害が数多く確認されており、直管部のみでなく異形管や分岐部も含めた水道管路全体としての耐震性評価が重要と考えられている。

　水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）は、これまでの大地震において、地震動による被害がゼロであるが、分岐部含めた管路全体の耐震性検証は十分では無かった。

そこで本研究では、HPPE管を対象に直管部のみで無く、異形管や給水分岐、仕切弁等の付属設備含めた管路全体としての耐震性評価を行った。特に、HPPE管は口径200㍉以下の中小口径管を中心に使用され、給水分岐等には金属継手も使用されることから、これら金属設備も含めた評価とする。

平成30年度　水道配水用ポリエチレン管路の耐震性評価（Ⅱ） ～管軸方向加振試験による水道配水用ポリエチレン管の耐震性能評価（耐震限界性能）～

近年、水道やガス導管用途向けにポリエチレン管の普及が進んでいる。特に1995兵庫県南部地震においてガス用ポリエチレン管に被害がなかったと報告されたことから、翌年の1996年から水道用途向けにもPE100に分類される高密度ポリエチレン樹脂（HPPE/PE100）を用いた水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管と略。）の採用が始まった。HPPE管の耐震性能については、（公社）日本水道協会による「水道配水用ポリエチレン管に関する調査報告書」に各種性能評価結果及びレベル2地震動に対する許容ひずみ（＝±3％）の設定根拠が記載されているが、その限界性能については定量的に把握できていない。

　本研究では、地震動による耐震限界性能を検討するため、実管を用いた管軸方向加振試験による材料性能評価を行った。

平成30年度　水道配水用ポリエチレン管路の耐震性評価（Ⅲ） ～管軸方向加振試験による水道配水用ポリエチレン管の耐震性能評価（加振後の性能試験）

水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管と略。）の耐震性能については、（公社）日本水道協会「水道配水用ポリエチレン管に関する調査報告書」に各種性能評価結果及びレベル2地震動に対する許容ひずみ（＝±3％）の設定根拠が記載されているが、その限界性能については定量的に把握できていない。

　本研究では、地震動による耐震限界性能を検討するため、管軸方向加振試験後の供試管を用いた性能評価を中心に報告する。

平成30年度　水道配水用ポリエチレン管路の耐震性評価（Ⅳ） ～鋳鉄サドル付分水栓～

埋設された水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管という）に地震動が作用した場合、直管部の柔軟性で地震動に追随し、地盤ひずみを吸収するため分岐部への応力集中が少ないことが報告されている。しかし直管部に滑り（相対変位）が発生した場合には、異形管や分岐部に応力が集中することから、異形管や分岐部等の金属継手を含めた水道管路全体の耐震性評価が重要と考えられている。今回、HPPE管路全体の耐震性評価を別報にて報告、本発表ではHPPE管路に設置された鋳鉄製のサドル付分水栓の地震動・地盤変状に対する耐震性評価の結果を報告する。

平成30年度　水道配水用ポリエチレン管路の耐震性評価（Ⅴ） ～付属設備編～

昨今の水道管路の地震被害調査を分析すると、仕切弁や空気弁など付属設備や給水分岐等の部位に被害が数多く確認されており、直管部のみでなく異形管や分岐部等も含めた管路全体としての耐震性評価が重要と考えられている。今回別報にて水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）における管路全体の耐震性評価について報告、本発表では、水道配水用ポリエチレン管路における、金属製の仕切弁や異形管（空気弁、消火栓用）等の付属設備に関する耐震性評価結果を報告する。

平成30年度　水道配水用ポリエチレン管　埋設管掘上調査

日向市上下水道局と配水用ポリエチレンパイプシステム協会は共同で、船舶給水用に1998年2月に布設された水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管という。）の堀上調査を行ったので、その概要を報告する。

平成29年度　液状化地盤内における水道配水用ポリエチレン管路挙動に関する研究

水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管と略。）は、柔軟で伸びが大きい材料特性に加えて、管と継手が一体となるEF接合により優れた耐震性能を発揮した結果、近年発生した大規模地震においても地震動による被害は報告されていない。

また、東日本大震災や新潟県中越沖地震では、液状化が確認された箇所に計7.9kmのHPPE管が敷設されていた（POLITEC調査結果）が、接合部の離脱や管路の屈曲等による被害は見られなかった。

一方、HPPE管はみかけの比重が小さく（≒1）、液状化が生じた際に理論上は金属管と比較して浮上し易いと予想されるが、実際にどのような挙動を示すかは十分な知見を有していない。この為、液状時の管路挙動（浮上、構造物際での変形の影響、等）を把握することを目的に（株）大林組が保有する振動台及びせん断土槽を用いた振動台実験を行ったので、以下にその概要を報告する。

平成29年度　水道配水用ポリエチレン管のスクイズオフ工法評価（φ１５０－Φ２００）

水道配水用ポリエチレン管（以降、HPPE管）の採用拡大に伴い、維持管理手法の確立が重要な課題な一つとなっている。スクイズオフ（圧着）工法は、任意の場所で一時的に断水もしくは水流を抑制することで補修や切り回し配管を行うことができる工法である。配水用ポリエチレンパイプシステム協会では、これまでにφ50～φ100までについて評価を行い、技術確立を行ってきた1)。本稿では、協会規格を網羅すべくφ150-φ200についても、各種評価を行い、スクイズオフ工法が実施可能であることを確認したため、報告する。

平成29年度　水道配水用ポリエチレン管における氷結栓を用いた不断水工法に関する一考察

水道配水用ポリエチレン管（以下HPPE管）は、軽量で柔軟性、耐食性に優れた配水管材として知られ、近年、「新水道ビジョン」等に示される水道設備の耐震化率向上を促進する方針から、耐震性の高い管材としても評価され普及が進んできた。布設替え工事では、水道の利用者の利便性を考慮して不断水工法が用いられる。氷結栓を用いた凍結工法は、任意の部分を仕切り弁の代わりに使用することができる。つまり、仕切り弁が少ない管網の直管部の一定範囲を冷却することで断水エリアを縮小することが可能である。

今回、HPPE管の不断水工法においてHPPE管の最大使用圧力である1.0MPaの耐水圧性能及び凍結による物性への影響についての評価結果について報告する。

平成29年度　水道配水用ポリエチレン管不断水分岐割Ｔ字管の性能評価

平成9年にJWWA K 144水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管という）及びJWWA K 145 水道配水用ポリエチレン管継手が日本水道協会規格として制定され、20年近く経過している。これまでの布設延長距離は35,153kmに上り、その普及により構造物の設置による切り廻しや増設地による不断水分岐が増えてきた。　HPPE管の不断水分岐割T字管は、配水用ポリエチレンパイプシステム協会の規格（以下、PTC規格という）で性能を規定している、さらにHPPE管の特性を生かしたPTC規格に規定した最小曲げ半径での配管（以下、生曲げ配管という）における施工試験を実施したので併せてその概要を報告する。

平成28年度　水道配水用ポリエチレン管のスクイズオフ工法に関する報告

水道配水用ポリエチレン管（以降、HPPE管）の普及に伴い、維持管理および補修工法の充実が急務の課題となっている。本稿では任意の場所で一時的に流れを抑制することで維持管理・補修が行えるスクイズオフ（圧着）工法について工具の開発及び各種評価を行い、技術確立に至ったため報告する。

平成28年度　水道配水用ポリエチレン管　埋設管掘上調査（Ⅱ）－埋設管のクリープ特性と管表面の微視的観察－

熊本市上下水道局と配水用ポリエチレンパイプシステム協会は共同で、1997年2月に熊本市内に試験的に布設した水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管という。）の掘上調査を行った。　掘上げた埋設管のクリープ特性変化及び管表面の微視的な化学変化について、新管との比較評価を行ったので報告する。

平成28年度　水道配水用ポリエチレン管　埋設管掘上調査（Ⅰ）

熊本市上下水道局では、配水用ポリエチレンパイプシステム協会（以下、POLITECという。）と共同で、1997年2月に熊本市内に試験的に布設した水道配水用ポリエチレン管（供用開始後19年経過。以下、HPPE管という。）の掘上調査を行った。以下にその概要を報告する。

平成28年度　金属継手を含めた水道配水用ポリエチレン管の耐震性能評価

JWWA K 144水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）はこれまで発生している大地震の管路被害調査報告書等においても地震動による被害がなかったと報告されており、配水用ポリエチレンパイプシステム協会（以下、POLITEC）では各種試験、解析など、耐震管としての更なる信頼性確保のための研究・調査を実施している。使用される継手は融着継手が最も多い一方で、メカニカル接合方式の金属継手は水場環境に対する施工上の利点、施工の容易さから実際の現場における使用頻度が高く、融着継手だけでなく金属継手を含めた耐震性能を考慮する必要がある。金属継手の耐震性への対応としてPOLITEC規格（以下、PTC規格）には引抜阻止性能が規定されているが、今回、金属継手を接続した配管に対し、HPPE管の耐震性能試験に相当する試験を実施したのでその概要を報告する。

平成28年度　熊本地震における水道配水用ポリエチレン管の調査報告

2016年4月に発生した「平成28年熊本地震」では、熊本県を中心に多数の水道管路被害が生じた。配水用ポリエチレンパイプシステム協会（以下、POLITECという。）では、水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管という。）の被害状況を確認する為、周辺水道事業体へのヒアリング調査及び管布設箇所の現地調査を行ったので、以下にその概要を報告する。

平成27年度　ニュージーランド　カンタベリー連続地震における水道施設の被害調査

ニュージランドのカンタベリーでは2010年9月から2011年6月にかけて、M６～７クラスの地震が立て続けに発生した。特に2011年2月に発生したクライストチャーチ市中心部を震源とする地震ではAVON川を中心に広範囲に液状化が発生しており、多くの被害をもたらした。

しかし、ガス導管として170kmに渡って埋設されていたPE管は被害は無く、2010年9月以降に埋設されていたHDPE管に被害は無かった。

平成27年度　長野県神城断層地震における水道配水用ポリエチレン管の調査報告

2014年11月に長野県白馬村を震源としたマグニチュード6.7の地震が発生し、白馬村内ではこの地震による地表変位（地震断層）が多数見られ、この箇所に布設された水道管路にも多数の被害が生じた。塩島地区では、地表面で約80ｍの断層が生じたが、断層横断箇所に埋設された水道配水用ポリエチレン管は、断層変位に柔軟に追従し被害はなかった。

平成26年度　津波被害を受けた水道配水用ＰＥ管の性能評価

東日本大震災で津波被害を受けたφ150の水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）を回収し、性能確認を行った。

回収したHPPE管は、震災まで約12年間使用し、地震動を受けた後、津波で洗掘されて露出し、半年以上現場に放置されていた。

表面には、津波による無数の傷が付いていたが、各種性能試験の結果、耐震性･長期耐水圧性の低下はほとんど無いことが確認できた。

平成26年度　液状化発生地区及び悪い地盤でのＷＰＥ管調査報告

東日本大震災において水道配水用ポリエチレン管（以下、HPPE管）は、地震動による被害は無かったが、液状化が発生した地盤における状況はほとんど確認できていなかった。そこで、東日本大震災及びそれ以前で大きな被害をもたらした新潟県中越沖地震での被害を調査し、HPPE管が液状化による被害が無かったことを確認した。

平成25年度　水道配水用ポリエチレン管路の１００年寿命の検証－最終報告－

水道配水用ポリエチレン管（以下青ポリ管）の100年寿命確立に必要な「評価スキーム」である、内圧耐久性、外圧耐久性、地震耐久性、耐塩素水性などを検証し、100年を超える長期耐久性を確認した。

平成25年度　東日本大震災における青ポリ管の宮城県大崎市の管路被害状況調査

東日本大震災における青ポリ管の管路被害を宮城・岩手・福島・茨城県などで調査した。中でも震度６強の揺れを記録し、軟弱地盤地域でもある大崎市に焦点を絞り、悪い地盤での他管種を含む被害状況を調査した。悪い地盤に23.5ｋｍ埋設されていた青ポリ管に被害はなかった。

平成24年度　水道配水用ポリエチレン管用溶剤浸透防護スリーブ

青ポリ管揮発性有機化合物が浸透することが判っており、灯油などの浸透挙動が報告されている。これに対し、溶剤浸透防護スリーブを開発したので理論式と実験による性能検討結果を報告する。

平成24年度　東日本大震災における水道配水用ポリエチレン管の被害状況調査

東日本大震災において青ポリ管は、地震動や液状化による被害はなく、耐震性が証明されることとなった。但し、津波による被害が数か所確認されているので、これらの現場を調査した上で、被害品を回収し、再現実験などを行った。今回は、その中から福島県新地町の状況について報告する。

平成24年度　水道配水用ポリエチレン管の耐塩素性寿命に関する報告

青ポリ管の持つ「耐塩素水性」性能を検討した結果、無負荷状態及び弾塑性負荷状態で、それぞれ500年以上及び200年以上の性能寿命があることが推定できた。また、100年間、塩素水に浸漬された管でも水質基準に影響を与える管材料変化はないと考えられる。

平成23年度　水道配水用ポリエチレン管路の１００年寿命の確立

現状の管路更新率は全国平均で1%弱であり、管路機能を低下させないために耐久性100年以上の管路が要望されている。青ポリ管は50年クリープ強度を用いて設計されているが、100年以上の耐久性が検証されていないため、従来の評価方法による検証とともに新たな設計基準にによる構築を進めた。

平成22年度　水道配水用ポリエチレン管メカニカル継手の離脱阻止性に関する一考察

青ポリ管のメカニカル継手の離脱阻止性能を評価した結果、ＰＴＣＧ30を満足し、管体降伏強度を上回ることを確認した。また、接合構造におけるインナーコアの重要性について確認した。

平成22年度　水道配水用ポリエチレン管の地中構造物貫通部の耐震性（Ⅱ）

青ポリ管を地中壁のような地中構造物に貫通させる場合、EFソケットで保護する工法が地震時に生ずる鉛直方向地盤変状対策として効果的であることを具体的数値で確認した。

平成20年度　水道配水用ポリエチレン管の地中構造物貫通部の耐震性について

配水管路において地震時の地盤変状により最も損傷を受けやすい「構造物貫通部」の地盤変位に対する限界性能について検証実験を行った。構造物際ではゴムシートを巻くことにより10cmの段差を吸収できることが確認された。

平成19年度　水道配水用ポリエチレン管路の補修に関する一考察

青ポリ管がバックホー等で引掛けられた場合の管体への影響や補修方法に関する検討を行った。その結果管路が曲り変形した部分以外の発生歪は、許容値内であると考えられる。従って、変形の少ない部分でメカニカル継手での補修を行えば、管路としての性能を復旧できると考えられる。

平成18年度　新潟県中越地震におけるＷＰＥ管被害調査報告

2004年10月に発生した新潟県中越地震山古志における青ポリ管の被害状況を調査した。Φ50青ポリ管は、県道の大規模崩落により5mほど流された時点で降伏し破断していた。引っ張り力に曲げ力が加わって破断していた。ただ、管路は延性的に破断しており、本来の特性を発揮して8～10%伸びた後に破断した。

平成17年度　水道配水用ポリエチレン管への灯油浸透挙動に関する研究

青ポリ管は有機溶剤や油類の浸透挙動の確認が必要だが、今回油類の汚染事例の多い灯油を用いて浸透試験を行った。その結果、浸透量は微量であり、臭気等実使用上の影響は無視できるレベルであることを確認できた。

平成17年度　水道配水用ポリエチレン管の耐震性能の検証

青ポリ管は基本的な接合方式であるEF融着やメカニカル継手では、2003年の十勝沖地震や2004年の新潟県中越地震で被害のないことが実証されている。フランジ継手については、パッキンの形状によっては、地盤変状等により漏水する可能性のあることが判った。

平成16年度　水道配水用ポリエチレン管への有機溶剤浸透挙動に関する研究

土壌汚染例として報告例が多く浸透速度が比較的早いトリクロロエチレンの青ポリ管への浸透挙動を検討した。その結果、環境基準の10倍程度であっても、管内部水濃度が水質基準値を超えることは事実上ないと考えられる。

平成16年度　配水管として敷設されたポリエチレン管の耐震性～２００３年十勝沖地震のケーススタディ～

十勝沖地震においては、2.6kmの青ポリ管が埋設されていたが、他管種の被害が確認されている場所でも、被害はなかった。

平成15年度　水道配水用ポリエチレン管用スクイズオフ工法に関する研究

φ75～150青ポリ管へのスクイズオフ工法の適用を検討した。管厚が接触した状態をギャップ率100％として、60～80%の状態に圧縮するとメカニカル継手による管損傷部の補修が可能なレベルにまで止水できるが、EF接合が可能な完全止水は難しいことが判った。

平成14年度　寒冷地における水道配水用ポリエチレン管橋梁添架管の挙動観測実験

第52回の実験に続き寒冷地に模擬配管し、10ヵ月間のフィールド実験を行い青ポリ管の挙動を調査した。その結果、青ポリ管の温度は、前回同様に、水温に強く依存することが判った。

平成14年度　水道配水用ポリエチレン管の水圧試験方法

青ポリ管は柔軟性があるため、水圧試験時に水圧の低下幅が大きく漏水の判定が困難という問題がある。こうした青ポリ管独自の問題点を考慮して精度の高い検査方法を提唱することができた。（※現在のPOLITEC推奨試験方法とは異なる。）

平成14年度　水道配水用ポリエチレン管サドル付き分水栓の性能の検討

青ポリ管が普及拡大する中、青ポリ管からの分岐工法において，非融着式のサドル付き分水栓（メカニカル取付式）の要望が高まり，それに対応してメーカ規格によるサドル付き分水栓で対応していた。その後，POLITEC は，サドル付き分水栓の機能，性能を明確にし，本規格PTC B 20:2001（水道配水用ポリエチレン管サドル付き分水栓：止水機構の呼び径20,25）を平成13 年7 月17 日に制定した。

平成13年度　水道配水用ポリエチレン管用共用型ＥＦコントローラーに関する研究

どのメーカーのＥＦ継手にも対応できるコントローラーの必要性は、青ポリ管の水道市場導入時より指摘されてきた。当研究会では、会員各社が製造するEF継手に適合する教養型コントローラーの仕様を確立し、その後メーカー間の相互確認試験を実施し、共用化を完了した。

平成13年度　水道配水用ポリエチレン管橋梁添架管の伸縮特性に関する研究

青ポリ管を橋梁添架管として使用する場合、埋設管に比べ環境温度変化の影響を強く受け、熱膨張係数が大きいため管路の熱伸縮が発生することが懸念される。そこで保温材を被覆した青ポリ管の熱伸縮性を調査した結果、環境温度変化よりも水温の影響を大きく影響を受けることが判った。但し、30℃の温度変化によって生じる最大応力は3.9MPa程度で許容応力（8MPa）以下であった。

平成13年度　呼び径２００㎜水道配水用ポリエチレン管の埋設挙動

青ポリ管は平成9年9月にJWWA規格として制定され、50年間使用後も十分な管体強度を有するように設計されている。当研究会では、浅層埋設下での長期挙動評価を行った。

平成12年度　水道配水用ポリエチレン管EF継手の冷却時間に関する研究

ＥＦ接合において、施工時間にしめる冷却時間の割合は大きく、これを短く設定することは施工効率上望ましい。しかし、接合品質を確実に確保しなければならないので、本研究では、通常の施工で想定される外力と融着性能を考慮しながら最小冷却時間を設定した。但し、重機等による異常に大きな外力や推進工法などのように大きな力がかかる場合は、さらに充分な冷却時間が必要である。

平成12年度　水道配水用ポリエチレン管の埋設下でのクリープ挙動

青ポリ管のクリープ埋設下でのクリープ挙動を調査し、以下の結論を得た。1)土圧に対してはクリープを考慮しない強度計算を行い、水圧に対してはクリープを考慮した長期的な強度計算を行っている現行の管厚計算式は妥当。2)クリープ変形は空中管の方が埋設管より大きい。3)クリープ変形は水圧負荷後、40日で安定し、50年経過しても発生歪は約1％前後であり、青ポリ管の張り降伏歪8～10％に比べ十分に小さい。

平成12年度　水道配水用ポリエチレン管の浅層埋設時の挙動に関する研究

平成11年3月31日付で、建設省道路局（当時）より浅層埋設に関する通達が出され青ポリ管も適用管種となった。今回はφ150青ポリ管からφ25二層管を分岐させて浅層埋設し、トラック荷重を想定した繰り返し載荷を150万～200万回行った。繰り返し載荷による漏水等の異常はなく、管体の残留歪は0.15％で水圧負荷により発生歪0.6％と比較して小さい値であった。

平成11年度　水道配水用ポリエチレン管の耐震性能に関する研究

1)青ポリ管の外面傷が管の伸び性能に与える影響を調査するため、3種類傷付管の高速引張実験を行った。破断するケースもあったが降伏歪み8％は超えており耐震性能はそれほど低下しないことが判った。
2)T字部やL字部の異形管部の挙動を梁モデルの数値解析によって検討した。曲げ歪はT字部、L字部に集中するが材料の降伏歪と比較して問題のないレベルであることがあることが判った。

平成11年度　水道配水用ポリエチレン管用ＥＦコントローラーの共用化に関する研究

どのメーカーのEF継手にも対応できるEFコントローラーの必要性は、青ポリ管の導入当初から要望されている。当研究会では、まず会員各社が製造するEF継手に適合する共用型コントローラーの仕様を確立し、継手メーカーとコントローラーメーカー間の相互確認試験を実施中である。

平成11年度　水道配水用ポリエチレン管用不断水分岐割T字管の施工例

平成10年10月横手市において、国内初の青ポリ管への不断水分岐工事を行った。また、青ポリ管用不断水割Ｔ字管の性能は、ほぼ目標性能を満足するものとなっている。

平成10年度　配水ＰＥ管用フランジレス継手の開発とソフトシール仕切弁への適用

管とバルブとの接合にフランジ継手を使用する場合、青ポリ管の特長を十分に発揮できない可能性がある。こうした背景から、青ポリ管路のフランジレス化に取り組んでいるが、今回はフランジレスソフトシール仕切弁の各種性能試験を行い、管体と同等以上の強度を持っていることを確認した。

平成10年度　水道配水用ポリエチレン管の耐震性に関する検討

青ポリ管をEF融着等で接合した管路は溶接鋼管と同じ一体構造管路と考えられる。そこで、耐震指針1997年版に示される耐震性評価方法を青ポリ管向けに適用して検討した。その結果、レベル2地震動による管体発生歪は0.62％程度であり、許容歪3%（繰り返し伸縮試験等により設定）より十分に小さいことが判った。

平成10年度　水道配水用ポリエチレン管の埋設挙動

青ポリ管が地中に埋設された場合の挙動を調査するため、埋設ボックスによる模型実験及びトラック通過実験を行った。結果は以下の通り。1)土中管の方が空中管より、水圧負荷時の発生歪及びその増加量が小さかった。2)土圧のみによる管のたわみ率は0.1%程度と小さい。3)車両通過による発生歪は、土被り1.2mより土被り0.8mの方が大きい。4)車両通過時には瞬間的に歪が発生したが、通過後の残留はなかった。

平成10年度　配水用ポリエチレン管の水圧検査装置に関する研究

青ポリ管の現地水圧検査を行うと、材料特性により水圧変化が大きく評価しにくい。WRCでは、青ポリ管の水圧検査結果の時間及び水圧を対数処理することで、不具合がなければ水圧降下特性がほぼ直線を示すという研究報告が行われている。これを利用して青ポリ管の水圧検査システムを開発した。

平成09年度　水道用高強度ポリエチレン管路の研究－地盤変位時の管路挙動の観察－

青ポリ管（当時はPOLITEC団体規格品）の耐震性を確認するため以下の試験を行った。①φ75×1.5mの青ポリ管により管体引張試験を行った。応力－歪曲線によると引張開始直後は応力が急に増加し、8～11％の最大値(降伏点)を過ぎると漸減傾向を示す。送水機能に影響する縮径変形（ネッキング）は降伏点をかなり超えた位置で発生する。②長さ50mの土槽内にφ150青ポリ管を配管し、土槽中央部を最大50cmまで開いて地割れを発生させたが、漏水はなく、最大発生歪も3.2%で、降伏点歪より小さかった。③長さ8m、幅2mの土槽内にφ100青ポリ管を埋設し、最大50cmまでの段差沈下実験を行ったが、漏水はなく最大発生歪も3%であった。