JP2020084657A - マンホールの浮上防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マンホールの浮上を防止するための新たな方法を提供する。【解決手段】マンホール１の底面３ａに所定の高さを有する架台１０を設置した後、該架台１０よりも上部に可撓性を有する袋体１１を配置し、袋体１１に水１２を充填して充填された水１２の重さをマンホール１に作用する浮力に対抗させることで浮上を防止する。他の方法として、マンホール１の底面３ａに形成された流路２を蓋体によって被蓋した後、内部に水を充填し、該充填された水の重さをマンホールに作用する浮力に対抗させることで浮上を防止する。【選択図】図１

Description

本発明は、特に地震時に生じる虞のあるマンホールの地面からの浮上を防止するための浮上防止方法に関するものである。

地震時にマンホールが浮上して下水道を破損したり、交通障害を起こすことが生じている。マンホールの浮上は、地震時に生じる地盤の液状化に伴う過剰間隙水圧の増大による浮力の増大を原因とすることが多い。しかし、マンホールの浮上は、必ずしも地盤の液状化現象に伴う過剰間隙水圧の増加のみを原因として生じるものではなく、地下水位の上昇に伴う地下水圧の増加を原因として生じることもある。

マンホールの浮上を防止するための代表的な工法として、セフティパイプ工法、マンホールフランジ工法、アンカーウイング工法等がある。例えばセフティパイプ工法は、マンホールの壁面に貫通穴を形成すると共に、該貫通穴に予め設定された圧力を感知したときに開放する弁を配置している。そして、地盤の液状化に伴って過剰間隙水圧が弁に設定された圧力を超えたとき、該弁が開放して地下水をマンホールの内部に排水することで該過剰間隙水圧を消散させるようにしている。

また、マンホールフランジ工法は、マンホールの外壁に鋳鉄やコンクリート塊等からなる重量の大きいフランジを固定することで、見掛け上の比重を大きくしている。このため、地盤の液状化に伴って過剰間隙水圧が上昇しても、マンホールの重量がこの水圧に対抗することで浮上を防止することが可能である。

また、アンカーウイング工法は、支持体を地盤の定着層へ回転貫入させて打設すると共にマンホールの外壁に片持ち梁状の頭部固定金具を固定し、ロッドによって支持体と頭部固定金具を連結している。このため、マンホールは、ロッド、頭部固定金具を介して定着層に固定されることとなり、地盤の液状化に伴って過剰間隙水圧が上昇しても、この水圧に対抗してマンホールの浮上を防止することが可能である。

上記したセフティパイプ工法やマンホールフランジ工法、或いはアンカーウイング工法は何れもマンホールを新設する際に施工することが有利である。しかし、既設のマンホールに対して施工するには、付近の通行に支障を来すという問題や、大掛かりとなり費用が嵩むという問題がある。このため、簡便且つ低廉な方法でマンホールの浮上を防ぐことができる技術の開発が望まれている。

本発明の目的は、マンホールの浮上を防止するための新たな方法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係るマンホールの浮上防止方法は、マンホールの底部に下水の流路を確保すると共に該マンホールの内部に液体を充填し、該充填された液体の重さをマンホールに作用する浮力に対抗させることでマンホールの浮上を防止することを特徴とするものである。

上記マンホールの浮上防止方法に於いて、マンホールの底面に所定の高さを有する架台を設置した後、マンホールの内部であって該架台よりも上部に可撓性を有する袋体を配置し、前記袋体に液体を充填して充填された液体の重さをマンホールに作用する浮力に対抗させることでマンホールの浮上を防止するか、又はマンホールの底面に形成された流路を蓋体によって被蓋した後、マンホールの内部に液体を充填し、該充填された液体の重さをマンホールに作用する浮力に対抗させることでマンホールの浮上を防止することが好ましい。

本発明に係るマンホールの浮上防止方法では、下水の流路を確保してマンホールの内部に液体を充填することによって、下水の流通を阻害することなく、マンホールの重さを大きくすることができる。このため、地下水圧の上昇に伴ってマンホールに浮力が作用したときにも、この浮力に対抗することができる。従って、マンホールの浮上を防ぐことができる。

マンホールの底面に所定高さの架台を設置することで、下水の流路を確保することができ、この架台の上部に袋体を配置して液体を充填することで、マンホールの重さを大きくすることができる。

マンホールの底面に形成された流路を蓋体によって被蓋することで、下水の流路を確保することができる。その後、マンホールの内部に液体を充填することで、マンホールの重さを大きくすることができる。

本発明に係る第１の浮上防止方法を説明する図である。 本発明に係る第２の浮上防止方法を説明する図である。 流路に蛇腹管を取り付けた状態を説明する図である。

以下、本発明に係るマンホールの浮上防止方法（以下単に「本浮上防止方法」という）について説明する。本浮上防止方法は、地震時に地盤の流動化現象の発生に伴って生じる過剰間隙水圧の増加、或いは何等かの原因によって生じる地下水圧の増加、に起因する浮力の増大に伴って生じる虞のあるマンホールの浮上を防止するための方法である。

本浮上防止方法では、マンホールの内部に液体を充填し、充填された液体の重さを作用する浮力に対抗させることで浮上を防止している。マンホールの内部に液体を充填することによって、充填された液体の重さがマンホールに加わり、且つマンホール内に形成される空間の容積を小さくすることが可能となる。また、マンホールに充填する液体の水位は限定するものではないが、周辺地盤に於ける地下水位よりも高いことが必要である。このため、地下水圧に応じてマンホールに作用する浮力に対抗して浮上を防止することが可能となる。

本浮上防止方法に於いて、対象となるマンホールを限定するものではなく、新設のマンホール或いは既設のマンホールの何れであっても良い。また、マンホールのサイズも限定するものではなく、規格化された標準的なマンホールや現場打ちコンクリートによって構成されたマンホールであって良い。即ち、どのようなマンホールであっても適用することが可能である。

マンホールに液体を充填するのに先立って、該マンホールの底部に形成されている下水の流路を確実に確保しておくことが必須である。流路を確保する方法としては限定するものではなく、マンホールに液体を充填したときに下水の流通に支障を来さなければ良い。このため、流路を確保するための方法は、マンホールに対する液体の充填方法と対応させて適宜設定することが好ましい。

本浮上防止方法の第１の方法では、マンホールの底面に、所定の高さ、即ち、下水の流路を構成する管路の頂部の高さよりも大きい高さを有する架台を設置し、この架台の上部に袋体を配置している。そして、マンホールの底面と架台の高さとの間の空間を下水の流路として確保している。

また、本浮上防止方法の第２の方法では、マンホールの底面に、下水の流路を構成する管路の該マンホールに於ける開口部の径よりも大きい径をする蓋体を流路の全長にわたって設置することで、被蓋した流路を確保している。

マンホールに充填する液体も限定するものではないが、水、特に上水であることが好ましい。上水であれば入手が容易であり、マンホールに対する充填作業を短時間で容易に行うことが可能となる。また、マンホールに充填する液体の量は特に限定するものではなく、適用するマンホールの内部容量に対応して設定することが好ましい。

図１は本浮上防止方法の第１の方法を説明する図である。マンホール１の底部には下水の流路２を形成した底盤３が配置されており、該底盤３に向けて管路４が接続されている。流路２はマンホール１の底面となる底盤３の上面３ａに略半円状に形成された凹溝からなり、管路４は流路２の上流側及び下流側に接続されている。従って、管路４の断面の略上部半分はマンホール１に於ける流路２よりも上方に開口している。

底盤３の上面３ａに架台１０が設置されている。この架台１０は、上板１０ａと脚１０ｂとからなり、上板１０ａがマンホール１に開口している管路４の頂部４ａよりも充分に高い位置となるように構成されている。また、架台１０は必ずしも図に示す形状に限定するものではなく、脚１０ｂが底盤３の上面３ａに接地すると共に流路２の上方をアーチ型に覆うような形状であっても良い。

架台１０の材質や構造は限定するものではないが、充分な強度を有する合成樹脂製であることが好ましく、マンホール１の内径形状を分割した形状（例えば３分割、４分割）に対応させて製造された複数の部品によって構成されていることが好ましい。そして、これらの分割された複数の部品をマンホール１の内部に持ち込んで底盤３の上部で組み立てることで、底盤３との間に充分な空間１４を有し且つ充分な強度を有する架台１０を構成することが可能である。

架台１０の上板１０ａに可撓性を有する袋体１１が配置されており、この袋体１１に水１２が充填されている。袋体１１は可撓性を有しており、水が充填される以前に縮径された状態でマンホール１の内部に挿入され、底部１１ａが架台１０の上板１０ａに到達した後、内部に水１２が充填される。そして、袋体１１に充分な水１２が充填された後、上部の口部１１ｂが閉塞具１３によって閉塞される。特に、袋体１１が可撓性を有することから、水１２の充填に伴って拡径する際に、マンホール１の内周面に取り付けられている図示しないステップを回避することが可能である。

従って、マンホール１の底部には、底盤３の上面３ａと架台１０の上板１０ａとの間に空間１４が確保されることとなり、この空間１４によって流路２と連続した流路を構成することが可能となる。即ち、マンホール１の底部に下水の流路を確保した状態で、架台１０を介して袋体１１に充填された水１２の重さを底盤３に作用させることが可能である。そして、この袋体１１に充填された水の重さによって、マンホール１に作用する浮力に対抗することが可能となる。

マンホール１は路面に設置されることから、蓋１ａに形成された穴から雨水に代表される水が内部に浸入することがあり、この水が袋体１１の上部に滞留することは好ましいことではない。このため、マンホール１の内周面と袋体１１の外周面との間にドレンパイプ１５を配置しておくことが好ましい。ドレンパイプ１５の材質や径は限定するものではなく、適度な硬度を有する合成樹脂製のパイプ、例えば塩ビパイプなどを利用することが可能である。

第１の方法に於いて、可撓性を有する袋体１１の材質は限定するものではなく、充分な可撓性と耐久性を有する、例えばゴムや合成樹脂製のものであれば採用することが可能である。しかし、マンホール１の蓋１ａに形成された穴から加熱物、例えばタバコの吸い殻などが落下した場合、袋体１１に焼け焦げが形成されて損傷する虞れがある。このため、袋体１１の上部を不燃性のフィルム或いはシートなどで被覆１１ｃしておくことが好ましい。

上記第１の方法に於いて、マンホール１の保守・点検、或いは補修を行うような場合、閉塞具１３を外して上方から袋体１１の内部に充填されている水１２を吸引して排水することが可能である。また、緊急に排水する必要が生じた場合には、袋体１１を切断して充填されている水１２をマンホール１の底部に形成されている流路２に排除することも可能である。

特に、袋体１１の底部１１ａに図示しないバルブを取り付けておき、このバルブを袋体１１の口部１１ｂから操作して開閉し得るように構成することが好ましい。このように構成された袋体１１では、上部からの操作によって内部に充填されている水を排水することが可能となり有利である。袋体１１の底部１１ａに取り付けられているバルブを口部１１ｂから操作することが困難となるような場合、袋体１１を架台１０に設置した後、水を充填するよりも前段階で、バルブから口部１１ｂに至るガイドパイプを挿入しておくことが好ましい。

また、流路２を含む空間１４が袋体１１によって閉塞された構造となるため、流路２を大量の下水が流通するような場合でも、この下水が上方に流出することがない。従って、蓋１ａが下水によってマンホール１から離脱するようなことを防ぐことが可能である。

図２は本浮上防止方法の第２の方法を説明する図である。尚、図に於いてマンホール１〜管路４は図１と同じであり、説明を省略する。

第２の方法は、マンホール１に直接水を充填して浮上を防止するものである。既設のマンホールでは、設置期間が長期にわたった場合、マンホールの内周面の劣化や、目地からの漏水の虞が生じる。このため、既設のマンホールに第２の方法を採用する場合には、内周面や目地の補修を行うことが必要となる。

既設のマンホール１の内周面の補修方法や目地の補修方法などは限定するものではなく、例えばマンホール１の内周面に、合成樹脂製のシートで被覆する方法や、樹脂塗料を塗布して塗膜を形成する方法などがある。そして、対象となるマンホール１の状態に対し最適な方法を選択して適用することが好ましい。

底盤３の上面３ａには蓋体１６が流路２の上流側から下流側まで全長にわたって配置されており、該蓋体１６によって流路２が被蓋されている。蓋体１６は、底盤３に形成された流路２と共にマンホール１に開口している管路４の断面積よりも充分に大きい断面積を有するような形状と寸法を有している。

従って、蓋体１６は前述の条件を満足し得るものであれば良く、形状や寸法を限定するものではない。例えば、図２に示すように、管路４の径よりも充分に大きい径を有する半円形の形状であって良い。

マンホール１の底盤３に形成された流路２を蓋体１６によって被蓋することで、流路２は上流側の管路４から下流側の管路４に連続した閉鎖空間を構成することとなり、マンホール１に対する水１７の充填に関わらず独立した流路を構成することが可能となる。即ち、マンホール１に於ける下水の流路を確保することが可能となる。

流路２に蓋体１６を被蓋したマンホール１の内部に水１７が充填される。水１７の充填はマンホール１の上部開口から流し込むことで行うことが可能である。そして、マンホール１に、該マンホール１に作用する浮力に対抗するのに充分な量の水１７を充填した後、水１７の水面よりも上部に落下防止用の網体１８が配置される。

流路２を蓋体１６によって被蓋して水１７を充填したとき、充填された水１７が流路２に流出することは好ましいことではない。同様に、流路２を流れる下水の水圧が上昇したとき、この下水が水１７に流れ込むことも好ましいことではない。従って、蓋体１６は底盤３の上面３ａに強固に固定されると共に漏水が生じないようにシールすることが好ましい。

このため、蓋体１６にはフランジ１６ａが取り付けられており、図示しないパッキンを介してフランジ１６ａをボルト１６ｂによって底盤３の上面３ａに締結することで、蓋体１６が底盤３に固定されている。また、蓋体１６の上部にはバルブ１９が配置されており、該バルブ１９によって流路２とマンホール１の内部を連通又は遮断し得るように構成されている。

蓋体１６によって流路２を被蓋する際に、該蓋体１６がマンホール１の内周面と当接する端部は円弧状となるため、信頼性の高いシールを行うことが必要となる。例えば、図３に示すように、マンホール１の上流側の管路４と下流側の管路４を蛇腹管２０によって接続しておくことで、該蛇腹管２０によって流路２を構成することが可能となり、信頼性の高いシールを実現することが可能である。この場合、蛇腹管２０の外周面にバルブを配置することが必要となる。また、蛇腹管２０の強度が充分でない場合、該蛇腹管２０の外側に蓋体１６を配置して補強することが好ましい。

上記第２の方法に於いて、マンホール１の保守・点検、或いは補修を行うような場合、マンホール１の上方から内部に充填されている水１７を吸引して排水することが可能である。また、マンホール１の上方から図示しない治具を用いて、蓋体１６に配置したバルブ１９を開放して充填されている水１７を流路２に排除することも可能である。バルブ１９の開閉操作は、前述した第１の方法と同様に予めガイドパイプを配置しておくことで、容易に行うことが可能である。

本発明に係るマンホールの浮上防止方法は、既設、新設のマンホールに関わらず利用することが可能であり、有利である。

１ マンホール
１ａ 蓋
２ 流路
３ 底盤
３ａ 上面
４ 管路
４ａ 頂部
１０ 架台
１０ａ 上板
１０ｂ 脚
１１ 袋体
１１ａ 底部
１１ｂ 口部
１１ｃ 被覆
１２、１７ 水
１３ 閉塞具
１４ 空間
１５ ドレンパイプ
１６ 蓋体
１６ａ フランジ
１６ｂ ボルト
１８ 網体
１９ バルブ
２０ 蛇腹管

Claims (3)

1. マンホールの底部に下水の流路を確保すると共に該マンホールの内部に液体を充填し、該充填された液体の重さをマンホールに作用する浮力に対抗させることでマンホールの浮上を防止することを特徴とするマンホールの浮上防止方法。
2. マンホールの底面に所定の高さを有する架台を設置した後、マンホールの内部であって該架台よりも上部に可撓性を有する袋体を配置し、前記袋体に液体を充填して充填された液体の重さをマンホールに作用する浮力に対抗させることでマンホールの浮上を防止することを特徴とする請求項１に記載したマンホールの浮上防止方法。
3. マンホールの底面に形成された流路を蓋体によって被蓋した後、マンホールの内部に液体を充填し、該充填された液体の重さをマンホールに作用する浮力に対抗させることでマンホールの浮上を防止することを特徴とする請求項１に記載したマンホールの浮上防止方法。

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