JP2018084068A - マンホール更生構造およびマンホール更生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 上流側管路と下流側管路の管軸が交差している既設マンホールを低コストで更生する。【解決手段】上流側管路２と下流側管路３が交差するように配置された既設のマンホールを更生するための更生構造は、マンホールの底部に設置されたプラスチック製のマンホール更生部材２０を備えている。マンホール更生部材２０は、断面円形の流路を有し上流側管路と下流側管路の交差角度に対応して管軸が曲げられた曲管２１を有している。曲管２１の流入部２１ａが上流側管路２に水密に接続され、曲管２１の流出部２１ｂが下流側管路３に水密をなして接続されている。曲管２１には上方に鉛直に突出する立ち上がり口部２２が一体に形成されており、この立ち上がり口部２２には、鉛直をなし人が進入可能なプラスチック製の立ち上がり管３０が、一体をなして連なるか別体をなして接続されている。【選択図】図３

Description

本発明は、既設のマンホールを更生するための構造および方法に関する。

日本全国で下水道の管路は４５万Ｋｍにわたって形成されており、この管路に間隔をおいて設置されたマンホールも１千万基を超えている。昨今、これらマンホールの老朽化問題が顕在化しつつある。これら老朽化したマンホールを掘り起こして撤去し、新規にマンホールを設置し直すことは、高度に都市化された地域では困難を伴う。また、コストも嵩んでしまう。

そのため、掘削を最小限にとどめるべく、既設マンホールをできるだけ残しながら更生する構造および方法が種々提案されている。
特許文献１では、マンホールの内壁の腐食した表層部を切削した後で、ライニングを施している。しかし、この方法では、マンホール底部の補強がなされず、底部から水が侵入する問題を解決できない。

特許文献２には、上流側管路と下流側管路が一直線をなすようにして配置された既設マンホールの更生構造が開示されている。この更生構造は、プラスチック製のマンホール更生部材と、鉛直をなしてφ３００のプラスチック製の立ち上がり管とを備えている。マンホール更生部材は、直管と、この直管の中央に形成された立ち上がり口部とを有しており、この立ち上がり口部に上記立ち上がり管が接続されている。直管部の流入部には、流入管を介して既設マンホールの上流側管路が接続され、直管部の流出部には流出管を介して既設マンホールの下流側管路が接続されている。

特開１９９９−１４０８９４号公報 特開２００２―１０６０５１号公報

特許文献２のマンホール更生構造は、人が進入点検可能な既設のマンホールを、人が進入できない小型の点検孔に置き換えるもので、点検性に劣るという問題があった。また、上流側管路と下流側管路が一直線をなす既設マンホールの更生にしか適用できず、上流側管路と下流側管路が例えば９０°をなして交差するような既設マンホールを更生できる構造の開発が待たれていた。

上記課題を解決するために、本発明は、上流側管路と下流側管路が交差するように配置された既設のマンホールを更生するための構造であって、上記マンホールの底部にプラスチック製のマンホール更生部材が設置され、このマンホール更生部材は、断面円形の流路を有し上記上流側管路と下流側管路の交差角度に対応して管軸が曲げられた曲管と、この曲管から上方に鉛直に突出する立ち上がり口部とを一体に有し、上記曲管の流入部が上記上流側管路に水密に接続され、上記曲管の流出部が上記下流側管路に水密をなして接続され、上記マンホール更生部材の上記立ち上がり口部には、鉛直をなし人が進入可能なプラスチック製の立ち上がり管が、一体をなして連なるか別体をなして接続されている。
この構成によれば、曲管を有するマンホール更生部材を用いるため、上流側管路と下流側管路の管軸が交差している既設マンホールでも、簡単な施工により低コストで更生することができる。

好ましくは、上記マンホール更生部材がプラスチック複合材からなる。
この構成によれば、マンホール更生部材の強度や耐久性等を向上させることができ、より大口径の流路に用いられるマンホールの更生が可能となる。また人が昇降するためのステップの取付け強度等も大きく確保できる。

好ましくは、上記立ち上がり管が、上側立ち上がり管部と下側立ち上がり管部に分割されており、これら上側立ち上がり管部と下側立ち上がり管部が、ゴムリングを介して接続されている。
この構成によれば、ゴムリング接続により地震の衝撃に対する耐性を高めることができる。

好ましくは、さらにコンクリート製の上部マンホールを備えており、この上部マンホールの下端部に上記立ち上がり管の上端部が挿入され、これら上部マンホールの下端部と上記立ち上がり管の上端部との間に充填材が充填されている。
この構成によれば、プラスチック製の立ち上がり管にコンクリート製の上部マンホールが接続されるので、更生されたマンホールの上部の強度を高めることができる。またコンクリートマンホール部材は同サイズのプラスチックマンホールよりも安価であり、全体のマンホール更生コストを低減できる。

より好ましくは、上記立ち上がり管の上端部外周には砂が固着されている。
この構成によれば、立ち上がり管の上端部と上部マンホールの下端部との間の密着性、止水性を高めることができる。

本発明の他の態様は、上記マンホール更生構造を用いたマンホール更生方法において、既設マンホールのインバートの屈曲した流路を部分的にはつることにより、屈曲した設置用凹部を形成し、この設置用凹部に上記マンホール更生部材の曲管の下半分を設置することを特徴とする。
この方法によれば、インバートのはつり作業、マンホール更生部材の設置作業を簡略化することができる。

本発明によれば、老朽化した既設マンホールを、底部を含めて、進入点検可能なマンホールとして更生可能である。また、上流側管路と下流側管路の管軸が交差している既設マンホールを低コストで更生することができる。

既設マンホールを更生するために、その下部構造を残して上部構造を撤去するとともに、上部構造の周囲の地盤を掘削した状態を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平断面図である。 上記下部構造のインバートの流路をはつった状態を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平断面図である。 本発明の第１実施形態に係る更生構造のマンホール更生部材を上記インバートに設置するとともに、このマンホール更生部材を上流側管路と下流側管路に接続した状態を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平断面図である。 上記下部構造内に裏込材を打設して上記マンホール更生部材を固定するとともに、上記更生構造の立ち上がり管を上記マンホール更生部材に接続した状態を示す縦断面図である。 上記マンホール更生部材と上記立ち上がり管の接続部の拡大断面図である。 上記更生構造を分解して示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る更生構造を分解して示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の第３実施形態に係る更生構造を分解して示す斜視図であり、（Ｂ）はその変形例を示す分解斜視図である。 （Ａ）は本発明の第４実施形態に係る更生構造を分解して示す斜視図であり、（Ｂ）はその変形例を示す分解斜視図である。

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６を参照しながら説明する。図１に示すように、既設マンホールは、下部構造１と上部構造（図示しない）とを備えている。下部構造１は、コンクリート製のマンホール本体１０により構成されている。このマンホール本体１０は、周壁１１とこの周壁１１の下端を塞ぐ底版１２とを有している。本実施形態では周壁１１の横断面が正方形をなしているが、円形であってもよい。

周壁１１の下端部には、断面円形をなす上流側管路２と下流側管路３が接続され、上流側管路２の出口部２ａと下流側管路３の入口部３ａがマンホール本体１０の内部空間１９に臨んでいる。上流側管路２と下流側管路３の管軸は例えば９０°の角度をなして交差している。

マンホール本体１０の底版１２の上部はインバート１３として提供され、このインバート１３の上面には流路１４が形成されている。この流路１４は断面半円形状をなし、上流側管路２と下流側管路３の交差角度と同じ９０°に屈曲した平面形状を有している。流路１４の一端は上流側管路２の出口部２ａの下半分と合致して連なり、流路１４の他端は下流側管路３の入口部３ａの下半分と合致して連なっている。

既設マンホールの上部構造は、例えば上記マンホール本体１０の周壁１１の上端を覆うコンクリート製の頂版、この頂版に設置された鉄製のマンホール部材、高さ調整用の金具類、鉄蓋等により構成されている。

既設マンホールの更生作業に先立って、更生対象となる既設マンホールに適合するプラスチック製のマンホール更生部材２０（図６参照）が製造される。このマンホール更生部材２０のプラスチック材料は、特に限定されないが、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、塩化ビニル、ポリスチレン、ウレタン等の熱可塑性プラスチックを用いてもよいし、不飽和ポリエステル、エポキシアクリレート、エポキシ等の熱硬化性プラスチックを用いてもよい。

好ましくは上記プラスチック材料として、上部の活荷重や土圧による変形を防ぐために、有機あるいは無機材料による充填剤や繊維等によって強度を高めたプラスチック複合材料を用いる。
充填剤としては、砂、砕石、スラグ骨材、珪砂、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、フライアッシュ、鉄鋼スラグ等が挙げられる。
繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維等が挙げられる。

上記プラスチック材料として、より好ましくは、不飽和ポリエステルまたはエポキシアクリレートの母材とガラス繊維とのプラスチック複合材であるＦＲＰ、充填剤とのプラスチック複合材であるレジンモルタル、あるいはＦＲＰとレジンモルタルの複層構成等が挙げられる。これらは、プラスチックの柔軟性や耐腐食性を有するとともに、必要な剛性、高い経済性をも備えている。

図６に示すように、上記マンホール更生部材２０は、曲管２１と立ち上がり口部２２とを一体に有している。曲管２１は断面円形の流路を有し、上流側管路２と下流側管路３の交差角度と同じ角度、すなわち９０°に曲げられた平面形状を有している。より具体的には、２つの短い直管部とこれら直管部を連ねる９０°の屈曲部を有している。立ち上がり口部２２は曲管２１の中央の屈曲部から上方に鉛直に突出している。
なお、本実施形態では、後述する立ち上がり管３０の下側立ち上がり管部３２が立ち上がり口部２２と一体に連なっている。

上記マンホール更生部材２０の製造方法について簡単に説明する。
最初に曲管２１を成形する。上流側管路２と下流側管路３の交差角度の実測データに基づき、複数の型を組み合わせて一つの型を構築し、この型にプラスチック材料を積層することにより、曲管２１を成形する。この積層は人力で実行してもよいし、型を回転させるとともに連続したプラスチック材料を巻き付けることにより実行してもよい。
曲管２１の成形方法としては、他に、直管をカットして作成した多数のパーツを繋ぎ合わせて一体化する方法、直管を熱や有機溶剤で軟化させて変形させる方法等がある。

上記曲管２１の屈曲角度は、実際の上流側管路２と下流側管路３の交差角度に対して、±５°の誤差が許容されるが、好ましくは±３°、より好ましくは±１°とする。

立ち上がり口部２２（本実施形態では立ち上がり口部２２と下側立ち上がり管部３２）は、曲管２１に形成された連通口に短い直管を接合することにより一体化される。この連通口は曲管２１に成形の際に予め形成しておくのが好ましいが、曲管２１を成形した後に連通口２１ｘを形成してもよい。
立ち上がり口部２２および後述の立ち上がり管３０の口径は６００ｍｍ以上であり、人の出入りが可能である。

以下、既設マンホールの更生作業を工程順に説明する。
最初に図１に示すように、既設マンホールの上部構造を撤去し、その周囲の地盤を掘削する。

次に、図２に示すように、インバート１３の流路１４を略均等にはつることにより、この流路１４より一回り大きな横断面形状をなす設置用凹部１５を形成する。この設置用凹部１５も９０°に屈曲した平面形状を有している。

次に、図３に示すように、上記設置用凹部１５に上記マンホール更生部材２０の曲管２１を設置し、この曲管２１の流入部２１ａを上流側管路２の出口部２ａに合致させ、流出部２１ｂを下流側管路３の入口部３ａに合致させる。
上記のマンホール更生部材２０の設置のために必要とされるインバート１３の流路１４のはつり量は少なくて済むが、インバート１３の腐食、劣化が激しい時には、マンホール更生部材２０の設置のために必要な量以上に流路１４をはつってもよいし、インバート１３全体をはつって除去し、底版１２を平坦にしてもよい。

次に、図３に示す上記マンホール更生部材２０の設置状態で、曲管２１の流入部２１ａを上流側管路２の出口部２ａと水密に接続し、曲管２１の流出部２１ｂを下流側管路３の入口部３ａと水密に接続する。この接続構造は特に限定されないが、例えば、曲管２１の流入部２１ａと上流側管路２の出口部２ａの間をモルタルやエポキシ等の充填材で目詰めし、及び／又は両者の内周にゴム製の環状の接続バンド２５を配置する。このゴム製接続バンド２５は、その内周側に配置された環状の金属帯で径方向外方向に押圧されている。この接続バンド２５に代えて両者の内周にＦＲＰ積層を実施してもよいし、このＦＲＰ積層と接続バンド２５を併用してもよい。曲管２１の流出部２１ｂと下流側管路３の入口部３ａの接続も同様である。
なお、上記接続構造として受け挿し構造、接着構造、溶着構造であってもよい。

次に、図４に示すように、マンホール更生部材２０とマンホール本体１０との間に裏込材４０を注入する。裏込材４０としては、モルタル、エアモルタル、流動化処理土等を用いることができる。場合によっては、一部を裏込材とし、残りを土砂や砕石あるいはこれらにセメント系改良剤を添加した改良土を用いても良い。この裏込材４０または裏込材＋改良土は、立ち上がり口部２２まで充填される。

次に、図４に示すように、マンホール更生部材２０と別体をなすプラスチック製の立ち上がり管３０の上側立ち上がり管部３１が、マンホール更生部材２０と一体をなす下側立ち上がり管部３２に、ゴムリング付き接続管３５を介して鉛直に接続される。

図５に示すように、接続管３５の中間部内周には、断面Ｌ字形をなすストッパ用ゴムリング３５ａが取り付けられており、その上下端部内周にはシール用ゴムリング３５ｂ、３５ｃが取り付けられている。この接続管３５が下側立ち上がり管部３２の上端部と上側立ち上がり管部３１の下端部に外装された状態で、下側立ち上がり管部３２の上端と上側立ち上がり管部３１の下端との間にストッパ用のゴムリング３５ａが介在され、上側立ち上がり管部３１の下端部外周と下側立ち上がり管部３２の上端部外周には、シール用のゴムリング３５ｂ、３５ｃがそれぞれ密着している。これらゴムリング３５ａ，３５ｂ，３５ｃは地震の際の衝撃を吸収する役割も担う。

上側立ち上がり管部３１のプラスチック材料としてはマンホール更生部材２０と同様の材料を用いることができる。
図６に示すように、立ち上がり管３０の上側立ち上がり管部３１と下側立ち上がり管部３２の内周には、それぞれ手摺３４が取り付けられている。これら手摺３４は進入点検するために基本的に必要だが、取り外し可能な梯子を用いる場合は無くてもよい。

次に、立ち上がり管３０とコンクリート本体１０との間に裏込材（図示しない）を注入する。
次に、立ち上がり管３０の上端開口に蓋手段５０（図６にのみ示す）を設置する。蓋手段５０は例えば高さ調整金具５１と鉄蓋５２からなる。
最後に、掘削した地盤を埋め戻してマンホール更生作業が終了する。

次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には同番号または類似番号を付してその詳細な説明を省略する。

図７に示す第２実施形態では、立ち上がり管３０Ａが上下に分割されず一本の直管部により構成されるとともに、マンホール更生部材２０の立ちあがり口部２２と一体をなしている。
なお、一本の立ち上がり管３０Ａをマンホール更生部材２０と別体に形成してもよい。この場合、立ち上がり管３０Ａの下端部を拡径させ、上記ゴムリング３５，３６を用いて接続するのが好ましい。

図８（Ａ）に示す第３実施形態でも第２実施形態と同様に立ち上がり管３０Ａがマンホール更生部材２０の立ち上がり口部２２と一体をなしているが、この立ち上がり管３０Ａの上端部にコンクリート製のマンホール組立体６０が接続される。このマンホール組立体６０は、鉛直をなす直管形状の上部マンホール６１とその上に設置される斜壁６２とを組み立てたものである。

上部マンホール６１は、その下端部に立ち上がり管３０Ａの上端部を挿入させた状態で前述した裏込材の上面に設置される。上部マンホール６１の下端部と立ち上がり管３０Ａの上端部との間にはモルタル、接着剤、コーキング材等の充填材が充填される。
この実施形態では、汎用のコンクリート製マンホール組立体６０を用いるので経済性に優れており、活荷重に対する強度をも高めることができる。

図８（Ｂ）には、第３実施形態の変形例が示されている。この変形例では立ち上がり管３０Ａの上端部外周に砂付加工が施され、砂３９が固着されている。この構造では、立ち上がり管３０Ａの上端部とマンホール管５１の下端部との間にモルタル等の充填材を充填することにより、密着性、止水性に優れている。

図９（Ａ）に示す第４実施形態では、第１実施形態と同様に、立ち上がり管３０が、マンホール更生部材２０の立ち上がり部２２と一体をなす下側立ち上がり管部３２と、別体をなす上側立ち上がり管部３１に分割されている。これら上下の立ち上がり管部３１、３２の接続は第１実施形態と同様である。上側立ち上がり管部３１の上部（立ち上がり管３１の上端部）には、第３実施形態と同様にしてコンクリート組立体６０が接続される。
図９（Ａ）には、第４実施形態の変形例が示されている。この変形例では、上側立ち上がり管部３１の上部外周に砂付加工が施され、砂３９が固着されている。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。

本発明は、既設マンホールの更生に適用することができる。

１ 既設マンホールの下部構造
２ 上流側管路
３ 下流側管路
１３ インバート
１４ 流路
１５ 設置用凹部
２０ マンホール更生部材
２１ 曲管
２１ａ 流入部
２１ｂ 流出部
２２ 立ち上がり口部
３０，３０Ａ 立ち上がり管
３１ 上側立ち上がり管部
３２ 下側立ち上がり管部
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ ゴムリング
３９ 砂
５０ 蓋手段
６１ コンクリート製の上部マンホール

Claims (6)

1. 上流側管路と下流側管路が交差するように配置された既設のマンホールを更生するための構造であって、
   上記マンホールの底部にプラスチック製のマンホール更生部材が設置され、このマンホール更生部材は、断面円形の流路を有し上記上流側管路と下流側管路の交差角度に対応して管軸が曲げられた曲管と、この曲管から上方に鉛直に突出する立ち上がり口部とを一体に有し、
   上記曲管の流入部が上記上流側管路に水密に接続され、上記曲管の流出部が上記下流側管路に水密をなして接続され、
   上記マンホール更生部材の上記立ち上がり口部には、鉛直をなし人が進入可能なプラスチック製の立ち上がり管が、一体をなして連なるか別体をなして接続されていることを特徴とするマンホール更生構造。
2. 上記マンホール更生部材がプラスチック複合材からなることを特徴とする請求項１に記載のマンホール更生構造。
3. 上記立ち上がり管が、上側立ち上がり管部と下側立ち上がり管部に分割されており、これら上側立ち上がり管部と下側立ち上がり管部が、ゴムリングを介して接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマンホール更生構造。
4. さらにコンクリート製の上部マンホールを備えており、この上部マンホールの下端部に上記立ち上がり管の上端部が挿入され、これら上部マンホールの下端部と上記立ち上がり管の上端部との間に充填材が充填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマンホール更生構造。
5. 上記立ち上がり管の上端部外周には砂が固着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマンホール更生構造。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のマンホール更生構造を用いたマンホール更生方法において、既設マンホールのインバートの屈曲した流路を部分的にはつることにより、屈曲した設置用凹部を形成し、この設置用凹部に上記マンホール更生部材の曲管の下半分を設置することを特徴とするマンホール更生方法。

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