JP2005226406A - Water permeation method for manhole, water permeation structure for manhole - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は下水道に設けられるマンホールの通水方法及びマンホール通水構造に関し、特に通水性能の向上をもたらし、強降雨時でもマンホールが溢れるような事故の発生を軽減することができるマンホールの通水方法及びマンホール通水構造を提案するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a manhole water flow method and a manhole water flow structure provided in a sewer, and in particular, improves the water flow performance, and can reduce the occurrence of an accident in which a manhole overflows even during heavy rain. A method and a manhole water flow structure are proposed.
図9に一般的なマンホールの内部構造を示す。図中10は地表、20は地下に構築したマンホール、30は上流側管路、40は下流側管路、50はインバートをそれぞれ示す。
マンホール20は一般によく知られているように地表10から地中に向って掘り下げられた竪穴で構成され、竪穴の壁面に上流側管路30の流出口31が設けられ、この流出口31と対向して下流側管路40の流入口41が設けられる。マンホール20の底面はコンクリートで床面が形成される。床面は流出口31から流入口41に向って漸次低くなる向の傾斜面とされ、その傾斜面に半管状の溝で構成されるインバート50が形成される。
通常ではインバート50を伝わって下水は流れるが、ピーク流量時はインバート50を溢れる場合もある。
FIG. 9 shows the internal structure of a general manhole. In the figure, 10 is the ground surface, 20 is a manhole built underground, 30 is an upstream pipeline, 40 is a downstream pipeline, and 50 is an invert.
As is generally well known, the
Normally, the sewage flows through the invert 50, but the invert 50 may overflow at the peak flow rate.
ところで豪雨のように多量の雨が短時間に降った場合には道路の側溝等から下水管に雨水が集中して流れ込むために、上流側管路30及び下流側管路40は満水の状態で水を流す状況となる。この状況下でマンホール20内では流出側には急拡による損失と、流入側には急縮による損失が存在する。この損失が存在するために豪雨の状態が長時間に達するとマンホール20内に徐々に水が溜り出し、悪くするとマンホール20の蓋を吹き上げて地表10に水が溢れ出る事故が発生する。
By the way, when heavy rain falls in a short time, such as heavy rain, rainwater concentrates on the sewer pipe from the side ditch etc. of the road, so the
ここでマンホール20の内部で発生する急拡による損失と急縮による損失について簡単に説明する。図12に急拡部と急縮部のモデルを示す。図12Aは急拡部、図12Bは急縮部を示す。
急拡部では管径D1の管路を流速V1で流れてきた水が管径D2に放出され、その流速がV2に変化した様子を示す。
また、急縮部では管径D1の流路を流速V1で流れている状況から管径D2の管路に移り、その流速がV2に変化した様子を示す。
Here, the loss due to sudden expansion and the loss due to rapid contraction occurring inside the
In the rapid expansion portion, water flowing at the flow velocity V1 through the pipe line having the tube diameter D1 is discharged to the tube diameter D2, and the flow velocity is changed to V2.
In the abrupt contraction portion, the state in which the flow rate of the pipe diameter D1 is changed from the state of flowing at the flow velocity V1 to the pipe passage of the pipe diameter D2 and the flow velocity is changed to V2 is shown.
このモデルに示したパラメータを用いて急拡による損失水頭と急縮による損失水頭を求めるための一般式は、
(急拡による損失水頭hse)
hse=(V1−V2)2/2g =(1−A1/A2)2・V12/2g
={1−(D1/D2)2}・V12/2g
=fse・V12/2g …(1)
ここに
hse:急拡による損失水頭(m)(一般値:0.5)
fse:{1−(A1/A2)}2:急拡損失係数
V1、V2:急拡、急縮前後の管内流速(m/s)
A1、A2:急拡、急縮前後の管断面積(m2)
D1、D2:急拡、急縮前後の管径(m)
(急縮による損失水頭hsc)
hsc=(1/Cc−1)2・V22/2g=fsc・V22/2g …(2)
ここに
hsc:急縮による損失水頭(m)(一般値:1.0)
Cc:縮流係数
fsc:{(1/Cc)−1}2:急縮損失係数
V2:急縮後の管内流速(m/s)
(急拡・急縮による損失水頭h)
h=hsc+hgc=fsc(V12/2g)+fsc(V22/2g) …(3)
ここに
hsc:急拡による損失水頭(m)
hge:漸拡による損失水頭(m)
fsc:{1−(A1/A2)}2:急縮損失係数
V2:急縮後の管内流速(m/s)
これらの一般式により下水道管渠の流速に対する損失水頭の試算結果を図13に示す。一般的には流速が0.6〜3.0(m/s)の範囲で設計するように管路の径等を設定しているが、その損失水頭は0.028m〜0.689mとなり、マンホール内の水位の上昇は避けられない。特に下水道の上流に向う程水位の上昇は顕著に表れる。
Using the parameters shown in this model, the general formula for calculating the loss head due to rapid expansion and the loss head due to rapid contraction is:
(Loss head due to rapid expansion hse)
hse = (V1−V2) 2 / 2g = (1−A1 / A2) 2 · V1 2 / 2g
= {1- (D1 / D2) 2 } · V1 2 / 2g
= Fse · V1 2 / 2g (1)
Where hse: head of loss due to rapid expansion (m) (general value: 0.5)
fse: {1- (A1 / A2)} 2 : Rapid expansion loss coefficient V1, V2: Pipe flow velocity before and after rapid expansion and contraction (m / s)
A1, A2: Pipe cross-sectional area before and after rapid expansion and contraction (m 2 )
D1, D2: Pipe diameter before and after rapid expansion and contraction (m)
(Loss head hsc due to rapid contraction)
hsc = (1 / Cc−1) 2 · V2 2 / 2g = fsc · V2 2 / 2g (2)
Where hsc: head loss due to rapid contraction (m) (general value: 1.0)
Cc: contraction coefficient fsc: {(1 / Cc) -1} 2 : rapid contraction loss coefficient V2: pipe flow velocity after rapid contraction (m / s)
(Head loss due to rapid expansion / contraction h)
h = hsc + hgc = fsc (V1 2 / 2g) + fsc (V2 2 / 2g) (3)
Where hsc: head of loss due to rapid expansion (m)
hge: Loss head due to gradual expansion (m)
fsc: {1- (A1 / A2)} 2 : Rapid contraction loss coefficient V2: Pipe flow velocity after rapid contraction (m / s)
FIG. 13 shows a trial calculation result of the loss head with respect to the flow rate of the sewer pipe according to these general formulas. Generally, the diameter of the pipeline is set so that the flow velocity is designed in the range of 0.6 to 3.0 (m / s), but the loss head is 0.028 m to 0.689 m. A rise in the water level in the manhole is inevitable. In particular, the water level rises more markedly toward the upstream of the sewer.
この発明では、竪穴で構成されたマンホールの壁面に上流側管路の流出口と、この流出口と対向して下流側管路の流入口とを設け、これら上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を溝状のインバートで接続して下水を通水させるマンホールの通水方法において、マンホール内部において、上流側管路及び下流側管路の断面積にほぼ等しい断面積の管路で下水を通水するマンホールの通水方法を提案する。
この発明では更に、竪穴で構成されたマンホールの壁面に上流側管路の流出口と、この流出口と対向して下流側管路の流入口とが設けられ、これら上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を溝状のインバートで接続して構成されるマンホール通水構造において、上流側管路の流出口及び下流側管路の流入口のそれぞれに継手管を配設し、継手管の相互を上流側管路及び下流側管路を構成する管と同等の断面積を持つ接続管で接続した構造としたマンホール通水構造を提案する。
In the present invention, the outlet of the upstream pipeline and the inlet of the downstream pipeline are provided on the wall surface of the manhole constituted by the pits, and the outlet of the upstream pipeline and the downstream are opposed to the outlet. In the manhole water passing method in which the sewage is passed through a groove-shaped invert between the inlet and the inlet of the side pipe, a section approximately equal to the cross-sectional area of the upstream pipe and the downstream pipe in the manhole. We propose a manhole flow method that allows sewage to flow through an area pipe.
In the present invention, further, an outlet of the upstream pipe line and an inlet of the downstream pipe line are provided on the wall surface of the manhole composed of the pits so as to face the outlet, and the outlets of these upstream pipe lines are provided. In the manhole water flow structure configured by connecting the inlet of the downstream pipe and the inlet of the downstream pipe with a grooved invert, a joint pipe is provided at each of the outlet of the upstream pipe and the inlet of the downstream pipe. A manhole water flow structure is proposed in which the joint pipes are connected and connected to each other with a connecting pipe having a cross-sectional area equivalent to that of the pipes constituting the upstream side pipe and the downstream side pipe.
この発明では更に、請求項2記載のマンホール通水構造において、継手管は管軸方向のほぼ中央にフランジを具備し、フランジで分割された一方の管のそれぞれを上流側管路及び下流側管路の双方に挿入し、他方の管のそれぞれをマンホールの内部に突出させ、この突出された継手管の相互に接続管を接続する構造としたマンホール通水構造を提案する。
この発明では更に、請求項2又は3記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、接続管は周方向に分割できる分割管で構成するマンホール通水構造を提案する。
According to the present invention, in the manhole water passage structure according to claim 2, the joint pipe has a flange at a substantially central portion in the pipe axis direction, and one of the pipes divided by the flange is connected to the upstream pipe and the downstream pipe. A manhole water passage structure is proposed in which the pipes are inserted into both sides of the road, and the other pipes are protruded into the manholes, and the connecting pipes are connected to each other of the protruding joint pipes.
The present invention further proposes a manhole water passage structure according to any one of claims 2 and 3, wherein the connection pipe is constituted by a divided pipe which can be divided in a circumferential direction.
この発明では更に、請求項2又は3記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、接続管は上面側に開口蓋を具備している構造としたマンホール通水構造を提案する。
この発明では更に、請求項2乃至5記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、接続管の上面側に雨水吸込用孔を具備しているマンホール通水構造を提案する。
The present invention further proposes a manhole water passage structure according to any one of claims 2 and 3, wherein the connection pipe has an opening lid on the upper surface side.
The present invention further proposes a manhole water passage structure according to any one of claims 2 to 5, wherein a rainwater suction hole is provided on the upper surface side of the connection pipe.
この発明の請求項1及び請求項2で提案したマンホールの通水方法及びマンホール通水構造によればマンホールの内部でも、上流側の管路と下流側の管路とを上流側と下流側の管路の断面積にほぼ等しい断面積の接続管で接続したから、流出口及び流入口の双方で急拡による損失及び急縮による損失が発生することを回避することができる。この結果、マンホール毎に水位が上昇する現象を防ぐことができる。
この発明の請求項3で提案したマンホール通水構造によれば、マンホール内に設ける接続管はフランジを具備した継手管で流出口及び流入口に接続されるから、構造が簡単でありながら、強固に接続状態を維持することができ、増水時でも安全に耐えることができる。
According to the manhole water passing method and the manhole water passing structure proposed in claim 1 and claim 2 of the present invention, the upstream side pipe and the downstream side pipe are connected to the upstream side and the downstream side even in the manhole. Since connection pipes having a cross-sectional area substantially equal to the cross-sectional area of the pipe line are connected, it is possible to avoid loss due to sudden expansion and loss due to sudden contraction at both the outlet and the inlet. As a result, the phenomenon that the water level rises for each manhole can be prevented.
According to the manhole water passage structure proposed in claim 3 of the present invention, the connecting pipe provided in the manhole is connected to the outlet and the inlet by the joint pipe provided with the flange. The connection state can be maintained, and it can endure safely even when the water volume increases.
更に、この発明の請求項4で提案したマンホール通水構造によれば接続管を周方向に分割できる構造としたから、接続管の内部の点検を簡単に行うことができる。
更に、この発明の請求項5で提案したマンホール通水構造によれば、接続管に蓋を設けた構造とするから、この蓋を開ければ接続管の内部を点検することができる。従って、保安、点検を更に容易に行うことができるマンホール通水構造を得ることができる。
また、この発明の請求項6で提案したマンホール通水構造によれば接続管の上面に雨水吸込用孔を設けたから、マンホールの蓋の部分からマンホールの内部に雨水が侵入し、この雨水がマンホールの内部に溜まったとしても、接続管を流れる下水の量が定常状態、つまり管径の半分程度の流量に戻れば、この雨水吸込用孔を通じてマンホールの内部に溜まった雨水は接続管の内部に吸い込まれ、下流側の管路に吸い込まれる。従って、マンホールの内部にいつまでも雨水が溜まることはない。
Furthermore, according to the manhole water passage structure proposed in claim 4 of the present invention, since the connecting pipe can be divided in the circumferential direction, the inside of the connecting pipe can be easily inspected.
Furthermore, according to the manhole water passage structure proposed in claim 5 of the present invention, since the connection pipe is provided with a lid, the inside of the connection pipe can be inspected by opening the lid. Therefore, it is possible to obtain a manhole water passage structure that can perform security and inspection more easily.
According to the manhole water passage structure proposed in claim 6 of the present invention, since the rainwater suction hole is provided on the upper surface of the connecting pipe, rainwater enters the manhole from the manhole cover and the rainwater enters the manhole. However, if the amount of sewage flowing through the connection pipe returns to a steady state, that is, about half the pipe diameter, the rainwater collected in the manhole through this rainwater suction hole will enter the connection pipe. It is sucked and sucked into the downstream pipe line. Therefore, rainwater does not accumulate in the manhole forever.
この発明では、マンホールの壁面に設けられた上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を上流側及び下流側管路の断面積にほぼ等しい断面積の接続管で接続し、マンホールの内部でも流路の断面積を変化させない通水方法を提案したから、マンホール毎に発生する急拡による損失及び急縮による損失の何れもが発生することを阻止することができる。更に、接続管の上面に雨水吸込用孔を設けたマンホール通水構造としたから地表からマンホールに直接雨水が進入しても、その雨水は接続管に吸い込まれ、マンホール内に溜まることはない。 In the present invention, the connection pipe having a cross-sectional area substantially equal to the cross-sectional area of the upstream and downstream pipes is connected between the outlet of the upstream pipe provided on the wall surface of the manhole and the inlet of the downstream pipe. And since the water flow method which does not change the cross-sectional area of a flow path inside the manhole was proposed, it can prevent that both the loss by the rapid expansion and the loss by rapid contraction which generate | occur | produce for every manhole are generated. Further, since the manhole water-passing structure is provided with a rainwater suction hole on the upper surface of the connecting pipe, even if rainwater enters the manhole directly from the ground surface, the rainwater is sucked into the connecting pipe and does not accumulate in the manhole.
図1乃至図5を用いてこの発明によるマンホールの通水方法及びマンホール通水構造の一実施例を説明する。図9乃至図11と対応する部分には同一符号を付して示す。この発明では、マンホール20の壁面に開口された上流側管路30の流出口31と、下流側管路40の流入口41との間に上流側管路30と下流側管路40の断面積にほぼ等しい断面積の接続管60を接続し、マンホール20の内部も上流側管路30と下流側管路40の断面積とほぼ等しい断面積の管路で通水する通水方法及び通水構造とするものである。
このために流出口31と流入口41の双方に継手管70を配設し、この継手管70を介して流出口31と流入口41との間を接続管60で接続する。継手管70は図3に示すように管軸方向のほぼ中央にフランジ71を具備し、フランジ71で2分された一方の管72を流出口31及び流入口41に差し込む。図3に示す例では流入口41に管72を差し込んだ状態を示す。フランジ71で2分された他方の管73をマンホール20の内壁面から突出させ、この突出した管73の相互を接続管60で接続する。継手管70及び接続管60はそれぞれ上流側管路30及び下流側管路40のそれぞれに用いられている管の断面積にほぼ等しい断面積の管を用いる。尚、図1に示す80は接続管60を床面に固定するためのアンカーを示す。
An embodiment of a manhole water passing method and a manhole water passing structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. Portions corresponding to those in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals. In the present invention, the cross-sectional area of the
For this purpose,
接続管60は図4に示すように周方向に2分割され、2分割された半割管で継手管70を挟み込んで継手管70の管73の相互に差し渡される。図4に示す例では半割された接続管60をワイヤー81で結束した場合を示す。尚、接続管60とインバート50との間に例えば樹脂系又はモルタルのような充填体を充填し、接続管60とインバート50との間にすき間が形成されないように塞ぐことができる。
更に、この発明では接続管60の上面側に雨水吸込用孔61を形成する。雨水吸込用孔61は図5に示すように接続管60の長手方向に均一に分布させて形成すればよい。この雨水吸込用孔61を設けておくことにより、マンホール20の蓋の部分から直接雨水が侵入し、この雨水がマンホール20内に蓄積されたとしても、マンホール20内における雨水の水位が接続管60に形成した雨水吸込用孔61の位置に達すると、雨水は雨水吸込用孔61から接続管60に吸い込まれる。従って、マンホール20に直接侵入した雨水の水位は雨水吸込用孔61の位置から大きく上昇することはなく、マンホール20内に多量の雨水が溜まることを阻止することができる。
As shown in FIG. 4, the connecting
Further, in the present invention, a
尚、雨水吸込用孔61の位置まで溜まった雨水はマンホール20の床面と周壁との間のすき間から染み出すか、或は接続管60と継手管70との間のすき間等を通じて下水管に吸い込まれ自然解消される。
マンホール20に直接侵入する雨水はマンホールの蓋に形成されたガス抜き孔を通じて侵入するものと考えられる。つまり、径600mmの標準蓋の場合、ガス抜き孔は22個形成され、各ガス抜き孔の径は約14mm程度である。また、径750mmの標準蓋の場合も、径が14mmのガス抜き孔が22個形成される。従って接続管60に形成する雨水吸込用孔61もガス抜き孔と同等の数と直径の孔を用意すればよい。
The rainwater collected up to the position of the
Rainwater that directly enters the
図6に接続管60の実施例2を示す。この実施例2では継手管70を用いて上流側と下流側に接続管60を差し渡す構造は実施例1と同じであるが、接続管60の締結構造に特徴を有するものである。つまり接続管60を上下に2分割し、分割した分割面の外周に補強リブ62とフランジ63を形成し、フランジ63の相互をボルト64で締結する構造とした場合を示す。この場合も上部側に雨水吸込用孔61を形成し、この雨水吸込用孔61によりマンホール20に直接侵入した雨水を吸い込む構造とされる。
この実施例2の構造によればボルト64を緩め、ボルト64を取り外すことにより接続管60の上半部を取り外すことができる。この結果接続管60の内部の点検を容易に行うことができる利点が得られる。
FIG. 6 shows a second embodiment of the connecting
According to the structure of the second embodiment, the upper half of the connecting
図7に接続管60の実施例3を示す。この実施例3でも継手管70を用いて上流側と下流側に接続管60を差し渡す構造は実施例1と同じであるが、接続管60を周方向に3分割する構造とした場合を示す。つまり、接続管60を構成する上半部を更に2分割し、2分割した半部を下半部とヒンジ65で回動自在に連結し、上端部に形成したフランジ66の相互をボルト64で締結する構造とした場合を示す。
この実施例3の構造によれば、ボルト64を緩めて取り外すことにより、接続管60の上半部をヒンジ65により回動させ、管を開くことができる。この結果、実施例2の構造より更に簡単に接続管60の内部と点検することができる利点が得られる。
FIG. 7 shows a third embodiment of the
According to the structure of the third embodiment, by loosening and removing the
図8に接続管60の実施例4を示す。図8において、Aは断面図、Bは平面図を示す。この実施例4では接続管60の上部に開口蓋67を設けた構造とした場合を示す。開口蓋67は平素は例えばワイヤーロープ81で接続管60に締結しておくが、点検が必要な場合は、ワイヤーロープ81の締結を解放し、開口蓋67を接続管60の上部から取り外すことにより開口蓋67を除去した部分に開口を形成することができ、この開口を通じて作業員が接続管60の内部に入るか、或は接続管60の外部から接続管60の内部の様子を点検することができる。68は開口蓋67を取り外す場合に用いる取っ手を示す。
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the
この発明によるマンホール通水方法及びマンホール通水構造は公共企業体、或は企業が運用する下水道施設に適用して好適である。 The manhole water passing method and the manhole water passing structure according to the present invention are suitable for application to a public corporation or a sewerage facility operated by a company.
10 地表 62 補強リブ
20 マンホール 63、66 フランジ
30 上流側管路 64 ボルト
31 流出口 65 ヒンジ
40 下流側管路 67 開口蓋
41 流入口 68 取っ手
50 インバート 70 継手管
60 接続管 71 フランジ
61 雨水吸込用孔 72 一方の管
73 他方の管
10 Ground 62 Reinforcement ribs
20
73 The other pipe
Claims (6)
マンホール内部において、上記上流側管路及び下流側管路の断面積にほぼ等しい断面積の管路で下水を通水することを特徴とするマンホールの通水方法。 An outlet of the upstream pipeline and an inlet of the downstream pipeline are provided on the wall surface of the manhole constituted by the pits, and the outlet of the upstream pipeline and the downstream pipeline are opposed to the outlet. In the manhole water flow method of connecting sewage with a grooved invert between the inlet and
A manhole water passing method, wherein sewage is passed through a pipe having a cross-sectional area substantially equal to a cross-sectional area of the upstream pipe and the downstream pipe inside the manhole.
上記上流側管路の流出口及び下流側管路の流入口のそれぞれに継手管を配設し、継手管の相互を上記上流側管路及び下流側管路を構成する管と同等の断面積を持つ接続管で接続した構造としたことを特徴とするマンホール通水構造。 An outlet of the upstream pipeline and an inlet of the downstream pipeline are provided on the wall surface of the manhole constituted by the pits, and the outlet of the upstream pipeline and the downstream pipeline are opposed to the outlet. In the manhole water flow structure that is configured by connecting the inflow port with a groove-shaped invert,
A joint pipe is provided at each of the outlet of the upstream pipe and the inlet of the downstream pipe, and the joint pipes have a cross-sectional area equivalent to that of the pipe constituting the upstream pipe and the downstream pipe. Manhole water flow structure characterized by a structure connected by a connecting pipe with
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