JP2013104280A - マンホールの浮上防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】液状化等によりマンホール側塊のみが浮上することを容易且つ確実に防止する。
【解決手段】パイプラインに付帯して設けられるマンホール１０の浮上を防止するマンホールの浮上防止構造であって、前記マンホール１０の側壁１２を構成するマンホール側塊１４を、前記パイプラインの管本体２０に固定手段を介して固定する。前記固定手段は、前記マンホール側塊１４に取付けられる鋼製リング３０と、前記管本体２０に取付けられる鋼製バンド３２又は鋼製ピース２０Ａと、前記鋼製リング３０と前記鋼製バンド３２又は鋼製ピース２０Ａとを連結する鋼製ワイヤ３４、３５と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マンホールの浮上防止構造に係り、特にパイプラインに付帯して設けられるマンホールが液状化現象等により浮上することを防止し、耐震性能を向上する際に適用して好適なマンホールの浮上防止構造に関する。

東日本大地震を始めとする近年の大地震発生時には、地盤の液状化に伴う揚圧力によりマンホールが浮上する現象が多発している。

このようなマンホールの浮上が発生するとライフラインに直接影響することになるため、これまでも種々の対策が講じられてきている。

従来のマンホール浮上防止対策として、例えば特許文献１、２には、マンホールの底板をアンカーを介して非液状化層に固定する技術が、特許文献３には、組立マンホールの内面に浮上防止用重量体を固定する技術が、特許文献４には、マンホールの外周部に所定の重量を有する浮上防止環状体を配置する技術が、それぞれ開示されている。

これらの各技術は、いずれもマンホール全体を、例えばパイプラインを構成する管本体にコンクリート等を介して一体的に結合し、その浮上を防止するものである。その他にも、管本体にコンクリートを介して結合されているマンホールの浮上を防止する技術としては種々知られている（特許文献５〜８等参照）。

特開２０１１−９９２１７号公報 特開２００５−２４８４９６号公報 特開２０１１−２１３１８号公報 特開２０１１−１７４２号公報 特開２００９−４６８３９号公報 特開２００７−１４６４１１号公報 特開２００７−１３２０７２号公報 特開２００７−１９７９８９号公報

しかしながら、コンクリート製のマンホールを、パイプラインを構成する管本体にコンクリート等で結合したとしても、地盤の液状化が起こるとそれに伴う揚圧力が極めて大きいため、側壁を構成するマンホール側塊（以下、単に側塊とも称する）のみが浮上することが多いという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、地盤の液状化が起こったとしても、マンホール側塊のみが浮上することを容易且つ確実に防止することができるマンホールの浮上防止構造を提供することを課題とする。

パイプラインは基幹施設として用いられることから施設重要度が最も高い“ランクＡ１”に区分され、以下のようにレベル１、２の地震動に対して高い耐震性能が要求される。
（１）レベル１地震動：地震によって健全な機能を損なわない性能
（２）レベル２地震動：地震によって生じる損傷が軽微であって、地震後に必要とする修復が軽微なものにとどまり、機能に重大な影響を及ぼさない性能

このように、パイプライン自体は高い耐震性能が確保されているにも拘わらず、付帯設備であるマンホールは耐震性能が維持できていないのが実情である。

本発明は、この点に着目してなされたもので、パイプラインに付帯して設けられるマンホールの浮上を防止するマンホールの浮上防止構造であって、前記マンホールの側壁を構成するマンホール側塊を、前記パイプラインの管本体に固定手段を介して固定することにより、前記課題を解決したものである。

ここで、前記固定手段は、前記マンホール側塊に取付けられる上昇規制部材と、前記管本体に取付けられる支持部材と、前記上昇規制部材と前記支持部材とを連結する連結部材とを備えることができる。

また、前記支持部材は、前記管本体に巻装されたバンド又は前記管本体に固定されたピースであることができる。

また、前記上昇規制部材は、マンホールの穴に対応する開口部が形成されたリングであり、前記連結部材は、ワイヤであることができる。

また、前記固定手段は、前記管本体に直結されたフランジ部と、該フランジ部のフランジと前記マンホール側塊の下端部との間に配設された上昇規制部材とを備えることができる。

また、前記上昇規制部材は、一端部が前記マンホール側塊の内周面に機械的に固定され、他端部が前記フランジの下端部に下方から当接されることができる。

また、前記上昇規制部材の他端部は、前記フランジに上方から螺入され、前記下端部に突出しているフランジボルトの先端に係合されることができる。

また、前記上昇規制部材は、前記フランジの周囲に等間隔で配設された複数の支持プレートで構成されることができ、その際、前記支持プレートは、長手方向に対応する直交する２面と、これら２面に直交し、前記他端部に対応する端面とを有する板材で形成されることができる。

また、前記側壁が複数のマンホール側塊を積み重ねて形成されている場合、各マンホール側塊を互いに連結固定することができる。

本発明によれば、マンホールの側壁を構成するマンホール側塊を、高い耐震性能を備えているパイプラインの管本体に固定手段を介して固定するようにしたので、マンホール側塊に作用する浮上力を、管本体に負担させることができるため、地盤の液状化等の想定外の地盤状態の変化等が生じたとしても、マンホール側塊は管本体と一体であるため、マンホールの浮上を容易且つ確実に防止することができる。

本発明に係る第１実施形態のマンホールの浮上防止構造を示す概略断面図 第１実施形態のマンホールの浮上防止構造を示す概略平面図 本発明に係る第２実施形態のマンホールの浮上防止構造を示す概略断面図 第２実施形態のマンホールの浮上防止構造の右半分の要部を拡大して示す（Ａ）部分断面図及び（Ｂ）部分平面図 第２実施形態で用いられている支持プレートを拡大して示す斜視図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る第１実施形態のマンホールの浮上防止構造を示す概略断面図、図２は、その平面図である。

本実施形態が適用されるマンホール１０は、その側壁１２が上下２段に積み重ねられたコンクリート製のマンホール側塊１４（１４Ａ、１４Ｂ）により形成され、上部側塊１４Ａの上には図示しない蓋が取付けられる頂版１６が積み重ねられている。

このマンホール１０は、下水用のパイプラインを構成する管本体２０に直結されたフランジ部２２に、仕切弁２４を介して取付られている空気抜き用の空気弁２６を保守・点検するために設置されている。

本実施形態では、前記頂版１６を除いた状態の前記図２に示されるように、地震時に地盤の液状化が起きたとしても前記マンホール１０が浮上しないようにするための固定手段として、前記上部側塊１４Ａと頂版１６との間に配置した、マンホール１０の穴に対応する開口部３０Ａが形成されている矩形の鋼板からなる鋼製リング（上昇規制部材）３０と、前記管本体２０に取付けられた、後述する支持部材と、前記鋼製リング３０と該支持部材とを連結する鋼製ワイヤ（連結部材）３４とを備えている。

前記支持部材として、図の左側では、管本体２０に巻装された鋼製バンド３２が用いられ、図の右側では、管本体２０に直接固定された鋼製ピース２０Ａが用いられている。

前記鋼製バンド３２は、周方向に例えば上下で２分割された形状からなり、両者の中間当接部がボルト３２Ｂで固定されている。

図の左側の鋼製ワイヤ３４の上端部は、前記鋼製リング３０の左側の下面に溶接固定された鋼製ピース３０Ｂに、ワイヤソケット３４Ａを介して連結されている。該左側の鋼製ワイヤ３４の下端部は、前記鋼製バンド３２に溶接固定され、該鋼製バンド３２と一体的に支持部材を構成する鋼製ピース３２Ａに、ワイヤソケット３４Ｂを介して連結されている。

一方、図の右側の鋼製ワイヤ３５の上端部は、前記鋼製リング３０の右側の下面に溶接固定された鋼製ピース３０Ｃに、ワイヤソケット３５Ａを介して連結されている。該右側の鋼製ワイヤ３５の下端部は、前記管本体２０に溶接固定された前記鋼製ピース２０Ａに、ワイヤソケット３５Ｂを介して連結されている。

これら左右にそれぞれ連結されている鋼製ワイヤ３４、３５は、図２の平面図に示されるように、管本体２０の周方向の２箇所に連結され、全４箇所で連結固定されている。

ここで使用される鋼製リング３０、鋼製バンド３２、鋼製ワイヤ３４、３５、鋼製ピース２０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３２Ａ等は、地中に埋設された状態で使用されるため、長期防食性能が維持できるように、防水性樹脂等で被覆処理が施されている。

なお、便宜上ここでは、管本体２０に対する鋼製ワイヤ３４、３５の連結固定を、鋼製バンド３２を介する方法と、溶接により直接固定した鋼製ピース２０Ａを使用する方法とを同一の図面に示したが、通常はどちらか一方の方法が用いられる。ここで、鋼製バンド３２は管本体２０の材質に制限されないため、任意の管種に適用可能であるのに対し、鋼製ピース２０Ａは溶接可能な鋼管に限定され、しかも溶接箇所に対しては防食性付与のためにブチルゴム系等のシーリング材や防食テープで処理する必要がある。

本実施形態においては、前述した如く、マンホール１０の側壁１２を構成する上部側塊１４Ａの上端部に取付けた鋼製リング３０を、鋼製ワイヤ３４、３５を介してパイプラインを構成する管本体２０に固定したので、地震時の液状化に伴いマンホール側塊１４に作用する浮上力（揚圧力）を、耐震性能に優れたパイプラインに負担させることできる。

特に、鋼製バンド３２を使用する場合は、既設、新設、管種に拘わらず任意のパイプライン管体に取付けることができる上に、現地溶接の必要がないので、内面塗装への影響を避けることができる。

一方、管本体２０に溶接する鋼製ピース２０Ａを使用する場合は、新設の鋼管であれば工場において溶接して取付けることが可能である。なお、既設の鋼管に対しても、現場で溶接等することにより対応することができる。

従って、既設施設（パイプライン）に対して新たな浮上防止対策を行う場合、従来法に比較して短工期・低コストで対策を施すことができる。鋼管の新設パイプラインに対しては、鋼製ピース２０Ａを工場で溶接して用意することができるため、更に低コストにてマンホール側塊１４、即ちマンホール１０の耐震性能を向上させることができる。

本実施形態においては、鋼製リング３０をマンホール側塊１４の上端部に設けているので、マンホール側塊１４の上昇を効果的に防止できる。なお、鋼製リング３０を設ける位置は、マンホール側塊１４の上端部に限定されない。また、鋼製ピース２０Ａを管本体２０に固定する方法も、溶接に限定されない。

図３は、本発明に係る第２実施形態のマンホールの浮上防止構造を示す概略断面図、図４は、その要部を拡大して示す部分断面図及び部分平面図である。

本実施形態では、前記第１実施形態と同構造のマンホール１０において、管本体２０に直接固定されている、前記仕切弁２４を支持・固定するためのフランジ部２２を利用し、該マンホール１０を構成する下部側塊１４Ｂに支持プレート（上昇規制部材）４０を固定し、該支持プレート４０を用いてマンホール側塊１４を前記管本体２０のフランジ部２２に固定することにより、マンホール１０全体の浮上を防止している。

上昇規制部材である支持プレート４０は、図４（Ｂ）に示されるようにフランジ部２２の周囲に等間隔で例えば６本配設され、その一端部がボルト固定されたＬ字プレート４２を介して下部側塊１４Ｂの下端部内周面にコンクリートアンカーボルト４２Ａにより固定され、他端部はフランジ２２Ａの下端部の既存ボルト２２Ｂの下端に下方から当接されている。なお、支持プレート４０は６本に限らず、例えば３本であってもよい。

この支持プレート４０は、図５に拡大して示すように、長手方向に対応する直交する２面を有するように折り曲げると共に、長手方向端部でこの２面に直交する端面４０Ａを有するように溶接して一体形成された鋼板からなり、この溶接端面により補強されている。また、この端部にはフランジ２２Ａの下端より下方に突出したフランジボルト２２Ｂの径と略等しい口径の係合孔４０Ｂが形成され、該係合孔４０Ｂを用いて前記フランジボルト２２Ｂの下端に係合されると共に、他端部のボルト孔４０Ｃで前記Ｌ字プレート４２にボルト固定されることにより、下部側塊１４Ｂの周方向の動きと浮上とが規制されている。

また、下部側塊１４Ｂと上部側塊１４ＡとはＬ字プレート４４により、上部側塊１４Ａと頂版１６とはＬ字プレート４６により、コンクリートアンカーボルト４４Ａ、４６Ａ等を用いてそれぞれ固定し、マンホール１０全体を一体的に固定して、土の侵入等による破損を防止している。

以上詳述した本実施形態によれば、フランジ２２Ａの下端部に当接・係合された支持プレート４０によりマンホール側塊１４の浮上と共に回転が規制されるようにしたので、前記第１実施形態と同様にマンホール１０の浮上力をパイプライン本管に負担させることが可能となる。

また、マンホール１０が既設の場合は、前記第１実施形態では既設パイプラインの深さまで周囲地盤を掘削する必要があるのに対し、マンホール１０の内部で作業ができるために掘削の必要がなく、しかも全てボルト接合できるために作業が容易である上に、溶接焼等の発生も避けることができる。

なお、前記実施形態では、下水用パイプラインを対象とする場合を例に説明したが、本発明は上水用等の任意のパイプラインに適用可能であることはいうまでもなく、用途としても空気弁等の保守・点検のための空気弁マンホールや弁室マンホールに限定されない。

鋼製リング３０、鋼製ワイヤ３４、３５、鋼製ピース２０Ａ、支持プレート４０、Ｌ字プレート４２、４４、４６等の材質も鋼に限定されず、形状も実施例で示したものに限定されない。

１０…マンホール
１２…側壁
１４…マンホール側塊
１４Ａ…上部側塊
１４Ｂ…下部側塊
１６…頂版
２０…管本体
２０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３２Ａ…鋼製ピース
２２…フランジ部
２２Ａ…フランジ
２４…仕切弁
２６…空気弁
３０…鋼製リング
３２…鋼製バンド
３４、３５…鋼製ワイヤ
４０…支持プレート
４２、４４、４６…Ｌ字プレート

Claims (12)

1. パイプラインに付帯して設けられるマンホールの浮上を防止するマンホールの浮上防止構造であって、
   前記マンホールの側壁を構成するマンホール側塊を、前記パイプラインの管本体に固定手段を介して固定することを特徴とするマンホールの浮上防止構造。
2. 前記固定手段が、前記マンホール側塊に取付けられる上昇規制部材と、前記管本体に取付けられる支持部材と、前記上昇規制部材と前記支持部材とを連結する連結部材と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のマンホールの浮上防止構造。
3. 前記支持部材が、前記管本体に巻装されたバンドであることを特徴とする請求項１又は２に記載のマンホールの浮上防止構造。
4. 前記支持部材が、前記管本体に固定されたピースであることを特徴とする請求項１又は２に記載のマンホールの浮上防止構造。
5. 前記上昇規制部材が、マンホールの穴に対応する開口部が形成されたリングであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のマンホールの浮上防止構造。
6. 前記連結部材が、ワイヤであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のマンホールの浮上防止構造。
7. 前記固定手段が、前記管本体に直結されたフランジ部と、該フランジ部のフランジと前記マンホール側塊の下端部との間に配設された上昇規制部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のマンホールの浮上防止構造。
8. 前記上昇規制部材が、一端部が前記マンホール側塊の内周面に機械的に固定され、他端部が前記フランジの下端部に下方から当接されていることを特徴とする請求項７に記載のマンホールの浮上防止構造。
9. 前記上昇規制部材の他端部が、前記フランジに上方から螺入され、前記下端部に突出しているフランジボルトの先端に係合されていることを特徴とする請求項８に記載のマンホールの浮上防止構造。
10. 前記上昇規制部材が、前記フランジの周囲に等間隔で配設された複数の支持プレートで構成されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のマンホールの浮上防止構造。
11. 前記支持プレートが、長手方向に対応する直交する２面と、これら２面に直交し、前記他端部に対応する端面とを有する板材で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のマンホールの浮上防止構造。
12. 前記側壁が複数のマンホール側塊を積み重ねて形成されている場合、各マンホール側塊が互いに連結固定されていることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載のマンホールの浮上防止構造。

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