JP2011052376A - 下水用埋設管の清掃方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環境条件に制約されずに経済的に清掃作業を進めることができる下水用埋設管の清掃方法を提供する。
【解決手段】上流側マンホール１と下流側マンホール２とこれらを連通する埋設下水管１ｂとの内部を清掃するに当たり、該下流側マンホール２内の沈積物及び付着物を浚渫揚水装置により混合泥水として地上の沈積物分別泥水槽４に排送する第１工程と、該上流側マンホール１内の沈積物及び付着物を該浚渫揚水装置により混合泥水として地上の該沈積物分別泥水槽４に排送する第２工程とを、順次に実施すると同時に、該沈積物分別泥水槽４で分離された回収泥水の少なくとも一部を該上流側マンホール１内に送入し、且つ該沈積物分別泥水槽４で分離された回収沈積物を処理場に移送する処分工程を実施し、次いで該埋設下水管１ｂ内の残物を移動可能な内壁清掃装置により清掃して該下流側マンホール２内に流下させる第３工程とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水用埋設管、特に地下埋設管の内壁面に付着又は堆積した汚物等を除去して、通水機能を高能率で回復させることができる、清掃方法に関するものである。

都市には多くの人々が住み、種々の経済活動が行われており、そのような活動を支えるために、都市ガス、電力などのエネルギーの供給や、情報通信等のための種々の管路が道路などの地下に設けられており、更に上水道や下水道なども道路などの地下に埋設されていることが多い。ところで、下水道は都市における生活排水なども合流することが多く、土砂など含む雨水が流入することもあって、種々のゴミ等の廃棄物を含む汚水などが流入することも避けられないが、水質や流量の変動が大きい汚水を滞り無く送出する機能を備えることが必要とされている。

このような下水道においては、上流では平均流量が少ない割には管径が大きい枝管で構成されているが、下流となる程に平均流量が多くなるので、下水道の管径も次第に大きくなるよう構成され、保守管理のために作業員が立ち入って、清掃や補修等の作業を実施できるようになっているのが普通である。しかし、下水用枝管の埋設位置は一般的に浅いので、これに通水障害が発生しても大がかりな修理工事が必要となることは少ないが、水流の中断が殆どない集合管などでは、土砂や固形物等が詰まる通水障害が起こると、作業員が管路内に入って障害を除去する工事の他に、下水の迂回流路を設置するなどの付帯工事が必要となるので、修復工事の日程が長くなるほか工数も多くて工事費も嵩み、交通の障害や地域の環境を損ねるという問題もある。特に下水の幹線管路では河川や地下道等の下を潜る伏越構造が採用される場合が多く、流水で満たされた下水管の内壁に粘着物等の汚れ付着や、土砂等の堆積も起こり易いので、通水障害発生の要警戒地域とされている。

そこで、上記のような下水管内に残留又は付着している汚物などを除去する方法として、下水管内に球状体を入れ、下水の流出方向とは反対方向に該球状体を強制移動させて、下水管を洗浄する次記のような方法が提案されている。しかし、このようにして下水管内から分離された汚物などが流下すると、下流側のマンホール等の中に堆積し易いので、下水管の洗浄を中断してマンホール内の堆積物などを掘り出す必要があるが、井戸の底を掘削する機械など利用しても、マンホールを傷つけずに清掃することは容易でなく、人力による清掃作業を採用することも、下水管清掃作業の効率化を妨げている原因の一つとなっている。

特開平10-131278号公報

上述のように、下水道の管路に残留又は付着している汚物などを除去するに当たっては、下水の流量が清掃作業が可能な限界を超えた場合には、堆積物などの掘削も容易でなくなるほか、流量が極端に減少すると清掃用水が不足して作業が不可能となる場合がある。しかし、流水を貯留し易い伏越構造を有する下水管の場合には、降雨量の少ない時期の方が、むしろ清掃作業を進めやすいと言える。そこで本発明は、環境条件に制約されずに経済的かつ効率的に清掃作業を進めることができる、省資源、省力、且つ環境保護に適応した下水用埋設管の清掃方法を提供しようとするものである。

上記の目的を達成できる本発明の下水用埋設管の清掃方法は、上流側マンホールと下流側マンホールとこれらを連通する埋設下水管との内部を清掃するに当たり、該下流側マンホール内の沈積物及び付着物を浚渫揚水装置により混合泥水として地上の沈積物分別泥水槽に排送する第１工程と、該上流側マンホール内の沈積物及び付着物を該浚渫揚水装置により混合泥水として地上の該沈積物分別泥水槽に排送する第２工程とを、順次に実施すると同時に、該沈積物分別泥水槽で分離された回収泥水の少なくとも一部を該上流側マンホール内に送入し、且つ該沈積物分別泥水槽で分離された回収沈積物を処理場に移送する処分工程を実施し、次いで該埋設下水管内の残物を移動可能な内壁清掃装置により清掃して該下流側マンホール内に流下させる第３工程と、前記第１工程と、前記処分工程とを同時に実施することを要旨とする。

また、本発明の下水用埋設管の清掃方法において、前記沈積物分別泥水槽で分離された回収泥水の一部を、前記上流側マンホール、前記下流側マンホール、又は前記埋設下水管の洗浄用水として使用すると、清掃用水をより有効に利用することができる。
更に本発明において、前記浚渫揚水装置として、浚渫用高揚程水中ポンプ装置と、該水中ポンプ装置の吐出水を作動流体とするジェット式吸引ポンプ装置とを、組み合わせてなる揚水装置を使用することで、特にマンホール内の沈積物の浚渫除去作業を、人力によらずに高能率で実施でき、工程管理が経済的に行える利点がある。

本発明の下水用埋設管の清掃方法は、下水管内を流下する小流量の下水や滞留している下水を有効に利用するほか、下水管内を清掃する洗浄水を必要に応じて補充するだけで、下水用埋設管の内壁を容易に清掃することができ、更に、下水管路の接続地点等に設置されたマンホール内に沈積した汚物や土砂などを、容易に掘崩して除去することができるもので、作業者の労力を大幅に軽減できるうえ工期を短縮できる利点があるほか、施工時期の選定に制約が少ないという効果もあり、作業管理の経費ばかりでなく、作業地域の環境保全などの費用の節減にも格段の効果がある。

本発明の下水用埋設管の清掃方法の実施状況を表す概念図である。 本発明の下水用埋設管の清掃に用いる装置の内、マンホール内の沈積物を泥水と混合して揚水するための、浚渫揚水装置の例の構成を示す説明図である。 本発明の下水用埋設管の清掃に用いる装置の内、マンホール内の壁面を清掃するためのジェットノズル装置の例の構成を示す説明図である。 本発明の下水用埋設管の清掃に用いる装置の内、埋設下水管内を清掃する装置の例の構成を示す説明図である。

以下、本発明の下水用埋設管の清掃方法と清掃の実施に使用される装置の例の構成とを、図に基づいて説明する。
図１において、１は下水管の中繼地点などに設けられている上流側マンホールであるが、この上流側マンホール１は、比較的に浅い地下に埋設されている上流側下水管１aから流入する下水を、河川や他の下水管等の埋設構造物などの下水道延長に障害となる構造体を回避して、一段と深い地下位置に埋設した伏越用の埋設下水管１bに導くための、流路切替用構造物である。そして２は、上記の埋設下水管１bから流入する下水を、埋設に支障がない地下に設けられた下流側下水管２aに導くための、流路切替用構造物として設けられている下流側マンホールである。

都市の下水道において屡採用される伏越流路構造は、流入する下水の平時の流量は少なくても、下水管が充満した状態で使用されることが殆どであって、通常の流速は極めて遅いから、下水中に混在して流下する土砂や固形状の異物や油脂状の浮遊物などが、先ず上流側マンホール１の底に沈積するばかりでなく、その内壁面にも付着し、次いで埋設下水管１bの底部や天井部に沈積物や粘着物などとして蓄積され、更に下流側マンホール２の中や内壁にも沈積物などとして堆積するようになる。このような状態となると下水道の伏越構造部は下水の流下容量が次第に低下して、大雨などに際して下水が溢れ出す、或いは雨水と共に流入した異物等が下水管を閉塞して排水が不能となる、などの災害を引き起こす恐れがあるので、下水管の清掃とマンホールの沈積物除去とは、一体として処理することが必要となっている。

そこで、このような問題点を抱える下水用埋設管は、マンホール内の沈積物の組成や沈積量を定期的に調査して、下水の流下障害が発生する前にマンホールや下水管内の沈積物や付着物などを清掃し、下水道としての機能を回復させておく必要があるので、本発明では、清掃が必要となった下水道設備の所在地に、可搬型の下水用埋設管の清掃装置を設置して効率的に清掃作業を実施し、清掃作業が終了すれば清掃装置を撤収して、清掃が必要な次の下水道設備の所在地に移動することができる、経済的な下水用埋設管の清掃装置を利用することが勧められる。

本発明の下水用埋設管の清掃方法によって、埋設管内の沈積物や付着物などを除去するに当たっては、先ず下流側マンホール２内の土砂等を含む泥状の沈積物２b1や油脂等の付着物２b2などを、浚渫揚水装置３によって滞留水と混合して泥状物化すると共に、地上に排送することによって除去し（第１工程）、次いで上流側マンホール１内の沈積物１b1や付着物１b2などを、上記の浚渫揚水装置３を利用して泥状物化し、地上に排送する第１工程と同様の方法か、又は泥状化物の一部を下流側マンホール２に向けて流下させると共に上記の第１工程の方法を併用する（第２工程）ようにしてもよい。

上記のように、下流側マンホール２内の沈積物２b1や付着物２b2などを、滞留泥水と合わせて混合泥水３0とし、排送処理するに用いられる浚渫揚水装置３は、例えば河底浚渫用の水中ポンプなどを利用することができるが、ポンプ機能を損なう恐れのある夾雑物、例えば布、網、帯状物などの混入物があると、ポンプの吸入口に設けた格子状濾板３a3などが覆われたときには、連続揚水が妨げられるから、濾板などを繰り返して掃除することが必要となる。

そこで掃除の頻度を少なくして作業能率を高めるために、上記の浚渫揚水装置３の別の例として、上記の河底浚渫用の水中ポンプ３aと別種の吸引ポンプ３bとを組み合わせた、別種の浚渫揚水装置３を提案し、図２にその使用状況を示した。この図では、内部に沈積物２b1が堆積してその上に下水が滞留している下流側マンホール２内に、フック３a2に掛けた吊り具３dで吊られた別例の浚渫揚水装置３を、その下端の濾板３a3部分が、下流側マンホール２内の沈積物２b1の表面位置近傍まで、吊り下ろされた状態にあり、吸引ポンプ３bの吸引管３b1先端に設けた籠型濾筒３b2が、濾板３a3より先に沈積物２b1を吸引できるように構成されていることを表している。

この例の浚渫揚水装置３は、河底浚渫用の水中ポンプ３aと、水ジェット式の吸引ポンプ３bとを組合せて構成されたもので、該水中ポンプ３aは、底部に格子状多孔濾板３a3を備えた吸入口を有し、頂部に口径100mmの吐出口３a1を上向きに設けた、高揚程の水中ポンプであり、該水中ポンプ３aの吐出口３a1の上には、口径25mmの噴出水絞りノズルと、該絞りノズルの噴出水の全てを受け入れる径45mmの送水管３cの開口端とを、真空発生用間隙を挟んで同軸となるように固定した長球形の吸引ポンプ３bが、上向きに連結されている。そして該吸引ポンプ３bの側面には、該水中ポンプ３aの底部近傍に先端が届く吸引管３b1が結合されていて、該水中ポンプ３aの吸入口より下方位置の沈積物２b1を、水中ポンプ３aより先に吸引できるようになっている。

上記のように構成された浚渫揚水装置３は、水中ポンプ３aとして、高耐磨耗性の材料で製作された高揚程の市販品で、吸入口を覆う格子状濾板が、砂礫などは通過できるが布などは通過させない性能を備えたものであれば、好適に使用することができるが、本発明ではこの例に限られるものではなく、土砂等の沈積物と滞留下水とを同時に吸い込み、インペラなどで混合した泥水として吐出するという、本発明の目的に沿った装置であれば、適宜に選択して浚渫揚水装置３として利用することができる。そしてまた、水中ポンプ３aから吐出泥水を受け取った吸引ポンプ３bの絞りジェットノズルは、高圧の噴出泥水を送水管３cの開口に送り込むから、吸引ポンプ３b内に高真空の場を発生して、吸引管３b1から紐や布などを含む泥水を吸引し、高圧の噴出泥水と共に吸引泥水を送水管３c中に送り込んで、地上に設置された沈積物分別泥水槽４まで容易に送水できる性能を示すものである。

本発明の下水用埋設管の清掃方法における第１工程では、下流側マンホール２内の沈積物２b1や付着物２b2などの混合泥水化と排送を前記の浚渫揚水装置３によって行うが、こうして沈積物分別泥水槽４に送入された混合泥水３0は、先ず仕切壁４1によって仕切られた沈降室４2に入って固形物の沈降を待つことになる。沈降室４2には、沈降した沈積物３1が底に溜まるので、これを掬い上げて分別するための沈積物分離装置４aが設けてあり、掬い上げた沈積物３1を積み込む容器を備えたトラックなどの搬送装置８によって、廃棄物処理場などに移送して処理する、処分工程が進められる。

その一方で、沈降室４2内で沈積物３1を分別し、固形物の含有量が低下した上澄み液は、仕切壁４1の他方にある泥水室４3に移され、分別泥水３2として、次の第２工程における、上流側マンホール１内の沈積物１b1や付着物１b2などの混合泥水化用水として、前記の浚渫揚水装置３による混合泥水３0の調製と排送とに用いるほか、上流側マンホール１内壁の沈積物１b1や付着物１b2などや、埋設下水管１b内の沈積物１b1や付着物１b2などの清掃、或いは洗浄用水として再利用を待つことになり、最終的には前記の浚渫揚水装置３によって、混合泥水３0として地上に排送されることとなる。

こうして沈積物分別泥水槽４内に一時貯留されている混合泥水３0は、土砂や固形物などが沈積物３1として沈積物分別泥水槽４の底に溜まり、沈積物分離装置４aなどて分離されて廃棄物処理場に移送される処分工程が進む。そして沈積物分別泥水槽４に残った、固形物含有量の少ない分別泥水３2は、泥水室４3に貯留されるが、ここには送水ポンプ５に接続する給水管が給水弁４4を介して設けられており、分別泥水３2を送水ポンプ５に送ることができ、更に送水ポンプ５を運転すれば、耐圧管５aを経て圧力水５0を供給でき、第２工程における上流側マンホール１内の沈積物や付着物などの泥状化処理用水、或いは上流側マンホール１内壁の洗浄用水などとして、循環再利用することができるようになっている。

こうした上流側マンホール１内の沈積物などの処理に続いて、更に内壁面の清浄化が必要であれば、図３に例示される清掃ノズル装置６、即ち操作棒６a1の先端部に取り付けられて、複数のジェットノズルを放射状に設けた洗浄ヘッド６bと、該洗浄ヘッド６bを保護する複数の保護棒６a3と、該保護棒６a3の下端で支持された基台６a2とを備えた清掃ノズル装置６を、上流側マンホール１内に導入し、送水ポンプ５により供給された圧力水５0をジェットノズルから噴射して、壁面などの洗浄を行うことができる。

このようにして上流側マンホール１内に送り込まれた圧力水５0は、埋設下水管１b内を流れて沈積物１b1や付着物１b2などの間を通り、形成されている泥状化物を伴いながら下流側マンホール２内に流下する結果、上流側マンホール１と、埋設下水管１bと、下流側マンホール２との中に、清掃作業を開始する前に貯留していた下水の大部分が、今度は分別泥水３2を経て回収待ちの混合泥水３0と略同等の状態となり、再び貯留されていると見ることができる。

そこで次に、埋設下水管１b内に残っている泥状の沈積物１b1や付着物１b2を清掃除去する、第３工程に着手することになるが、埋設下水管１b内には、既に上流側マンホール１内の洗浄用として送り込まれた分別泥水３2が、下流側マンホール１内まで流入しているので、該埋設下水管１b内に移動可能な内壁清掃装置７を導入する作業を進める。ここで採用する内壁清掃装置７としては、例えば図４に例示したような、特開平10-131278号公報(特許文献１)により公知な下水管の洗浄方法を、本発明に適した形態に変形して採用することができる。

図４において、上流側マンホール１と下流側マンホール２との間に設けられている埋設下水管１bの底には、土砂等を含む泥状の沈積物１b1が堆積しており、又天井付近には、油脂等の付着物１b2などが粘着している。そこで埋設下水管１bの底に沈む重量を有する球体７aの前環７a1と後環７a2とに、それぞれ前牽引ワイヤ７b1と後牽引ワイヤ７b2と結び付けて、前牽引ワイヤ７b1と後牽引ワイヤ７b2との他方端を、それぞれ前方ウィンチ７c1と後方ウィンチ７c2とによって、球体７aを前方か又は後方に向かって引くことで、沈積物１b1の上層部分を掘り崩し、上流側から下流側へ向かう分別泥水３2、又は混合泥水３0の流れを利用して、沈積物１b1を下流側マンホール２内に流し入れる、という方法である。なお、図４における７d1、及び７d2は、埋設下水管１b内の泥状の沈積物１b1が腐敗して悪臭の発生が見られたときに用いる、１組の換気装置である。

上記のような埋設下水管１b内部を清掃する第３工程は、分別泥水３2の流量を高めることと、沈積物１b1を掘り崩すに用いる球体の大きさと形状を、埋設下水管内の形状に合わせて選択すること、との２点に留意すれば、その作業効率が大幅に改善できるが、そのためには、下流側マンホール２内に流入する混合泥水３0を、浚渫揚水装置３によって沈積物分別泥水槽４内に排送する第１工程と、沈積物分別泥水槽４に送入された混合泥水３0を処理する処分工程とを、並行して同時に実施することが重要なのである。

以上詳細に説明したように、本発明の下水用埋設管の清掃方法を実施して、上流側マンホールと下流側マンホールとこれらを連通する埋設下水管との内部の、堆積している沈積物や付着物などを浚渫揚水装置により混合泥水として地上に排送し、この混合泥水を固形の分別沈積物と液状の分別泥水とに分離して、回収した分別泥水を清掃対象の下水用埋設管の清掃用及び洗浄用に循環利用すると共に、回収した分別沈積物を処理場に移送し、残水は下水管へ放流処分するもので、下水管内を流下する小流量の下水や滞留している下水を有効に利用するほか、下水管内を清掃するに必要な最少限の水を補充するだけで、下水用埋設管の清掃を終了することができる。

従って、本発明の下水用埋設管の清掃方法によれば、移動可能な可搬装置を設置して稼働するための作業者の労力が、大幅に軽減されるうえ、工期を短縮できる利点があるほか、施工時期の選定に制約が少ないという利点もあり、作業管理の経費ばかりでなく、作業地域の環境保全などの費用の節減にも格段の効果がある。

本発明の下水用埋設管の清掃方法は、下水管内を流下する小流量の下水や滞留している下水を有効に利用して、下水用埋設管の内部に沈積し又は付着した多量の汚物や土砂などを、比較的に簡素で機動性に優れた装置を使用して、労力を少なく且つ短時間で清掃除去することができるもので、下水用埋設管内部に発生した通水障害を迅速に処理して、下水道の機能を回復させるのに利用することができるほか、清掃中に蓄積された分別泥水を圧力水として下水管内をジェット噴射した後、清浄化した管路の欠陥や損傷などの有無を調査して、直ちに応急の修理を施すか、或いは事後の下水道の保守管理計画の立案用資料とすることもでき、更には又、既設の埋設管における損傷などに基づく陥没事故の予防などにも、広く利用することができる。

１ 上流側マンホール
１a 上流側下水管
１b 埋設下水管
１b1 沈積物
１b2 付着物
２ 下流側マンホール
２a 下流側下水管
２b1 沈積物
２b2 付着物
３ 浚渫揚水装置
３0 混合泥水
３1 沈積物
３2 分別泥水
３a 水中ポンプ
３a1 吐出口
３a2 フック
３a3 濾板
３b 吸引ポンプ
３b1 吸引管
３b2 籠型濾筒
３c 送水管
３d 吊り具
４ 沈積物分別泥水槽
４a 沈積物分離装置
４1 仕切壁
４2 沈降室
４3 泥水室
４4 給水弁
５ 送水ポンプ
５a 耐圧管
５0 圧力水
６ 清掃ノズル装置
６a1 操作棒
６a2 基台
６a3 保護棒
６b 洗浄ヘッド
７ 内壁清掃装置
７a 球体
７a1 前環
７a2 後環
７b1 前牽引ワイヤ
７b2 後牽引ワイヤ
７c1 前方ウィンチ
７c2 後方ウィンチ
７d1 換気装置
７d2 換気装置
８ 搬送装置

上記の目的を達成できる本発明の下水用埋設管の清掃方法は、上流側マンホールと下流側マンホールとこれらを連通する埋設下水管との内部を清掃するに当たり、該下流側マンホール内の沈積物及び付着物を浚渫揚水装置により混合泥水として地上の沈積物分別泥水槽に排送する第１工程と、該上流側マンホール内の沈積物及び付着物を該浚渫揚水装置により混合泥水として地上の該沈積物分別泥水槽に排送する第２工程とを、順次に実施すると同時に、該沈積物分別泥水槽で分離された回収泥水の少なくとも一部を該上流側マンホール内に送入し、且つ該沈積物分別泥水槽で分離された回収沈積物を処理場に移送する処分工程を実施し、次いで該埋設下水管内の残物を移動可能な内壁清掃装置により清掃して該下流側マンホール内に流下させる第３工程と、前記第１工程と、前記処分工程とを同時に実施するに際し、前記浚渫揚水装置として、浚渫用高揚程水中ポンプ装置と、該水中ポンプ装置の吐出水を作動流体とするジェット式吸引ポンプ装置とを組み合わせて構成した揚水装置を、懸垂使用することを要旨とする。

前記本発明の下水用埋設管の清掃方法において、浚渫用高揚程水中ポンプ装置とジェット式吸引ポンプ装置とを組み合わせた前記浚渫揚水装置は、系内で簡単に移動使用ができる利点があるほか、前記沈積物分別泥水槽で分離された回収泥水の一部を、前記上流側マンホール、前記下流側マンホール、又は前記埋設下水管の洗浄用水として使用すると、清掃用水をより有効に利用することで、特にマンホール内の沈積物の浚渫除去作業などを、人力によらずに高能率で実施でき、工程管理が経済的に行える利点がある。

Claims (3)

1. 上流側マンホールと下流側マンホールとこれらを連通する埋設下水管との内部を清掃するに当たり、該下流側マンホール内の沈積物及び付着物を浚渫揚水装置により混合泥水として地上の沈積物分別泥水槽に排送する第１工程と、該上流側マンホール内の沈積物及び付着物を該浚渫揚水装置により混合泥水として地上の該沈積物分別泥水槽に排送する第２工程とを、順次に実施すると同時に、該沈積物分別泥水槽で分離された回収泥水の少なくとも一部を該上流側マンホール内に送入し、且つ該沈積物分別泥水槽で分離された回収沈積物を処理場に移送する処分工程を実施し、次いで該埋設下水管内の残物を移動可能な内壁清掃装置により清掃して該下流側マンホール内に流下させる第３工程と、前記第１工程と、前記処分工程とを同時に実施することを特徴とする、下水用埋設管の清掃方法。
2. 前記沈積物分離泥水槽で分離された回収泥水の一部を、前記上流側マンホール、前記下流側マンホール、又は前記埋設下水管の洗浄用水として使用する、請求項１に記載の下水用埋設管の清掃方法。
3. 前記浚渫揚水装置として、浚渫用高揚程水中ポンプ装置と、該水中ポンプ装置の吐出水を作動流体とするジェット式吸引ポンプ装置とを、組み合わせてなる揚水装置を使用する、請求項１又は２に記載の下水用埋設管の清掃方法。

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