JP3003772B2 - 非常用貯水機能を具えた水管橋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地震などの非常事態
が突発したときに住民の死命を制する飲料水の貯水に係
る。

【０００２】

【従来の技術】過ぐる阪神大震災においては、不幸にも
多数の犠牲者が出たが、幸いに生残った数十万人の被災
者の大部分も、１〜２日間はコップ一杯の飲料水も口に
するのに難渋し、生死の境を彷徨う状態であり、不幸に
もその後に体力が尽きて倒れる者も続出したと報告され
ている。かかる大地震などの災害に具えて従来から住民
の生存を維持できる最低量の飲料水を確保して、急場の
危機を乗切ろうとする設備もなかったわけではないが、
今回の震災では有効に機能しなかったために多数の市民
を塗炭の苦しみに追いやる結果となり、全国の自治体側
は深刻な社会的ニーズに直面することとなった。

【０００３】地震などの襲来によって水道管が破裂した
り、継手部が離脱して管内水が流出し去って断水状態に
陥ることは、当然、誰しも容易に予想できる突発的な非
常事態である。このような災害に備えて、一部の大都市
を中心に緊急時に最低量の飲料水を確保し、取り敢えず
生命維持の根源だけは提供しようとする貯水槽の企画は
かなり古くから立案され、一部の都市で現に設置されて
いる。

【０００４】緊急用の貯水槽として既に設置された従来
技術としては、図４で代表されるように、地中に敷設し
た既設の水道用の配水管路の近くに大口径の水道管をバ
イパス系路を形成する形で並設する方式が多い。図にお
いて、既設の配水管路Ｐから分岐した流入管１０１、大
口径のダクタイル鋳鉄管を直列に接続した貯水槽１０
２、貯水槽から分岐して本来の配水管Ｐに戻る流出管１
０４を繋ぎ合わせてバイパス系路を構成し、通常の配水
時には流入管と流出管の分岐部にそれぞれ取付けた緊急
遮断弁１０４、１０５を開いて通水を続ける配水管路の
一部に当て、水質の劣化を防ぐ方式としている。地震な
どの緊急時には、自動的に緊急遮断弁を閉じて配水管路
Ｐとの連通を断ち、貯水槽１０２内に残された水道水を
手動ポンプ１０６、１０７を作動して採水する。たとえ
ば、現在、東京、大阪をはじめ全国の大都市の災害対策
として設置されたこの方式の貯水槽は、口径２６００ｍ
ｍのダクタイル鋳鉄管を連結して容量約１００Ｔの地下
タンクを形成し、通常は配水管路のバイパス系路として
槽内に絶えず水道水が流通するが、万一の緊急時には管
路を遮断しておよそ一万人の被災者を一人一日３リット
ルずつ３日間支給できる能力を具えている。

【０００５】前記のように地下の配水管から分岐して通
常は絶えず管路の一部として通水する方式は、水の停滞
による水質の悪化を防ぎ、断水時には直ちに新鮮な良質
の水を得られるという利点がある。また、この方式の改
善を目指した従来技術の提案も少なからず認められる。
図４に例示した従来技術の基本的な要件は、実公昭５９
−３４６２８号公報において本出願人自身が提示した先
願をベースとした具体例であるが、さらに実公平４−３
９１９５号公報は図５に示すように、配水管路Ｐから緊
急遮断弁を介して分岐する貯水槽１０８の中に、たとえ
ば蛇腹式に膨張収縮する弾性筒体１０９を内蔵し、通常
の通水時は槽内を水道水が流動するが、末端における使
用水量の大きな変動があって水圧が変動するときは、こ
の弾性筒体の容量を変動して吸収し、定圧の水を常に送
水する機能を具えたと謳っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】緊急時に備えた貯水槽
の重要性は、阪神大震災を契機に一挙に注目されるよう
になったが、この教訓を活かして緊急時の給水を保証す
る体制を確立するには余りに課題が大き過ぎる。非常用
貯水設備の具えるべき条件は種々あるが、 構造的な強度が大で耐震性、水密性に優れているこ
と。 滞留水の懸念がなく、飲料水としての水質が保証され
ること。 貯水規模が適宜選択でき、設置場所が避難場所に近い
こと。 耐久性に優れていること。 施工が容易であること。 などが特別に求められる。前記の従来技術の主体である
地下の非常用貯水方式は、前記条件のうち、にお
いてはそれぞれ申し分なく、大容量の非常用貯水槽とし
て今後とも計画の中心となることは疑問の余地がない。
しかしながら、この従来技術の場合に前記条件のうち、
についてはなお、解決すべき課題の残っていること
は否定できない。

【０００７】今回の震災では多数の市民が逃げ惑い学校
の運動場、公共の鉄筋コンクリート建造物、公園などの
広場に殺到したが、有効に機能した非常用貯水槽は殆ど
皆無であったのが実情と聞く。東京、大阪などのトップ
クラスの大都市でも、非常用貯水槽の設置は僅々数箇所
に過ぎず、日本全体の都市の保有する非常用貯水槽を合
計しても１００槽にも満たないのが現状とされる。これ
では先の震災クラスの大規模災害が突発すれば、到底人
命を守るだけの機能を期待できず、再び被災者が水を求
めて放浪する無残な状態が再現すると危惧せざるを得な
い。非常用貯水槽の設置の必要性は誰しも実感しながら
も、遅々としてその実施が進まないのは、１施設当りの
設置費用がかなり高額に達し、自治体の財政を大幅に圧
迫することが挙げられる。学校の運動場や公園などの地
下に設置することが最も望ましいが、配管路を変更して
運動場などへ引き込み、さらに掘削して大容量の貯水槽
を埋設する土木工事となれば相当な規模に達し、また、
装置に装着する緊急遮断弁などの付帯部材のコストも高
額で嵩むから、全ての学校、公園などの適地にそれぞれ
施工するとすれば、膨大な費用と長い時間を余儀なく強
いられることは何人も否定できず、早急に進行するため
の最大の障壁となっている。

【０００８】今回の災害の教訓では、自宅から学校など
の指定避難所までの距離がかなりあるため、避難所へ辿
り着く前に体力が尽きて落命するケースも多く、いわゆ
る二次災害の犠牲者、特に高齢者の避難中の事故が目立
ったとされる。もし、この間にコップ１杯の飲料水でも
口にすれば助かる命も多かったと推測される。高齢者に
とって水を与えられる避難所までは余りに遠く、そのた
めに力尽きたとすればまことに痛ましい限りである。都
市の住宅密集地近くに多数の給水場所が散在すれば、犠
牲者の数は激減したのではないとかさえ考えられるか
ら、この課題を解決することは焦眉の急と言わざるを得
ない。

【０００９】さらに災害の報道中の映像で生々しい記憶
に残るのは、折角、地震の震動に耐えて無事な原形を留
めていたにも拘らず、その後、各所で発生した火災のた
めに消失してしまった多数の住居、商店である。これは
水道管路が断水のために消防車が駆けつけても放水すべ
き水が得られず、ただ、拱手傍観の他、なす術もなく燃
えるままに放置せざるを得なかったことによる。このよ
うにして失われた家屋は地震による直接の倒壊数を上回
るほどに達し、このことも自治体の消防体制に大きな課
題を投げかけたとされる。

【００１０】本発明は以上に述べた課題を解決するため
に市民が多数生活を営む市街地に多数設置し、その水質
は良好で飲料水として適当であることを保証し、災害の
断水時に発生する火災に対しても一次消火に供する程度
の水量を提供すると共に、その設置費用はほとんど取る
に足らない僅かな低額に留まる非常用貯水機能を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る非常用貯水
機能を具えた水管橋は、河川、鉄道、道路などの上部空
間へ跨設し、橋梁の両端に該橋梁内に装着した水管部１
の最高位Ｍ点の標高よりもさらに高い底面２１となるま
で屈曲した後、通常の管路Ｐまで戻る屈曲部２をそれぞ
れ介装し、該屈曲部２の最高位に給排気弁３をそれぞれ
配設し、水管部１の底面１２に給水弁１１を設けたこと
を構成上の特徴とする。地震などの突発的な災害によっ
て管路が断水したときには、水管橋の両端に設けた屈曲
部２の最高位に取付けた給排気弁３内の水位が真っ先に
低下するので、給排気弁の弁体が開いて外気を吸引し管
路内と水管部内に残った水を圧迫する。この作用の結
果、両端の給排気弁３に挟まれた水管橋の水管部１内の
水は、両端からのサイフォン作用を受けて両側から管路
へ流出することなくそのまま残るから、非常用の飲料水
として給水弁１１を開いて被災者などへ供給されるし、
必要のある場合には消火用の放水ともなり得るので、課
題を解決できる。

【００１２】前記の構成のうち屈曲部２に代えて、水管
部１の端部に少なくとも水管部１の最高位Ｍ点より高位
に頂辺４３を有する仕切り堰４１を直立させ、該仕切り
堰４１の上方と両側に管路とほぼ等しい断面積の空間を
形成する密閉筒状体の仕切り部４をそれぞれ立設した構
成であってもよい。この場合には、仕切り部４の仕切り
堰４１の頂辺４３が水管部１の最高位よりもさらにΔＨ
高位に位置するから、緊急時の断水が起こって管路内が
断水しても水管部１内の水の流出は仕切り堰４１に遮ら
れて水管部内から両管路側へ移動できないと共に、トッ
プに位置する給排気弁が作動して空気を吸引して残った
水面を圧迫するので、水管部内の水は飲料として提供さ
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態（一
部）を示す正面図である。水管橋自体は新しく架設する
場合もあるが、既設の水管橋を一部改造する場合でも適
用し得る。この図は水管橋の左半分を示したもので、跨
設箇所の両端で橋梁を支える堤防Ｇなどの上面に屈曲部
２を固定している。言うまでもなく図示しない右側の橋
端にも同様な屈曲部が突設されている。水管部１の中央
には給気弁１３と仕切り弁１４とが装着されているが、
これは通常の断水時などに備えた設備であり公知技術と
して既設の水管橋に多く取付けられている。この図の例
は典型的な水管橋であるが、本発明は専用の水管橋だけ
でなく、車両や歩行者の通行用の一般橋梁の側面や底部
などへ吊支する態様で架設されている水管部にも適用さ
れる。

【００１４】屈曲部２の頂面には給排気弁３と仕切り弁
３１とが取付けられている。給排気弁３の作用は既に述
べたが、仕切り弁３１は給排気弁の取り替え時や管路の
修理時に生じる断水のときに閉じ、給排気弁の通常の作
用を一時的に停止させる場合に有効である。屈曲部２の
底面２１のレベルは水管部１の何れのレベルよりも高く
設定していることが本発明の重要な要件の一つである。
水管部１の底面１２から給水弁１１を設け、非常時には
水管部内に保留された水をすべて流用できるようにして
いる。

【００１５】図２は本発明の別の形態であり、図３は同
形態の要部の拡大図である。図１の屈曲部に代え仕切り
部４を水管橋の両端を支える堤防Ｇなどの上に設けて水
管部１内の水量をすべて保留する。この図のように水管
部１が中途で屈折する例も稀ではないが、仕切り部４内
で直立する仕切り堰４１の頂辺４３は、水管部１内で最
高位に当るＭ点よりもさらにΔＨ高く位置することを要
件とする。かつ、筒体４２と仕切り堰４１とで形成する
逆Ｕ形の流路は少なくとも水管部１の断面積とほぼ等し
くなるように設定し、通常の流れにおいて仕切り堰４１
を乗り越えるための水流の抵抗が過大とならないように
図っておく必要がある。

【００１６】

【実施例】大都市には多数の水管橋が既に架設されてい
る。水路が縦横に通じる東京都の区内や大阪市内では、
前記の通行用の一般橋梁との併用も含めるとその数は数
千箇所に達するとされ、住宅や商店街に隣接した架設場
所も少なくない。水管橋の管径や長さは千差万別である
が、最も平均的な形態として管径が５００ｍｍ、長さが
２０ｍと見て計算すると、４５０人の住民が３日間、１
人１日３リットルずつの飲料水を配給することができる
ことになる。４５０人という数字は１町内会の平均的な
数字と見ることが可能であるから、遠隔の避難所へ駆け
込む体力も余裕もない被災者、特に高齢者の緊急の救援
には十分に有効な数字であると解される。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上に記載した通り、既設の水
管橋、新規計画の水管橋を問わず、ごく僅かな改造によ
って非常用貯水の機能を具えることができる効果が大き
い。震災の教訓を活かすことは全ての自治体に課せられ
た緊急かつ最大の課題であり、自治体長の公約であるこ
とは言うまでもないが、従来技術を採用した実際の立案
と実施であれば、予算上の負担は過大となり勝ちである
し、また公園、学校の運動場など公共の場所を利用する
にしても大掛かりな土木作業が伴うから各所で一斉に施
工することはきわめて大きな障害が起きる懸念が高い。
その点、本発明の実施は既設の水管橋を利用して僅かの
改造を加えるだけで足りるから、施工上の制約もなく、
財政上の負担もきわめて軽少で済む利点が顕著である。

【００１８】既に列挙した非常用貯水設備としての要件
に照合すれば、 水管橋は本来、耐震性、水密性に優れた構成で設計さ
れ、元々、災害を想定した構造で架設されているから問
題ない。 水管の一部を改変するだけであり、定常的に管路水が
流動するから水質低下の虞れなく、飲料水として適格で
あることは保証される。 貯水規模は比較的小さいが、住宅や商店の密集地など
でも適用可能のケースが散在し、被災地に近接したネッ
トワークを形成できる利点を得易い。 耐久性に優れている。 施工がこれ以上容易な方式は考え難い。橋梁の本体工
事に及ぶ必要がなく、改造に要する各部材も低廉な汎用
品で足りるし、工事に要する時間、労務共に最低のレベ
ルに留まると推定される。

【００１９】本発明は災害発生の緊急時に被災者に最低
限度の飲料水を提供することを本来の使命とするが、水
管部の給水弁が外部に露呈しているから、火災発生時の
消火用水として、または普段の断水事故の補給など、日
常的な使用に対しても給水する機能を活用する機会もあ
り得る。いずれにしても、既設の設備へ新規で社会的な
意義を含めた広範な機能を低額のコストによって附加す
ることは、都市機能の安定化に貢献する点で看過できな
い効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。

【図２】本発明の別の実施形態を示す正面図である。

【図３】同形態の要部の拡大図である。

【図４】従来技術の一つを示す斜視図である。

【図５】別の従来技術を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 水管部 ２ 屈曲部 ３ 給排気弁 ４ 仕切り部 11 給水弁 12 底面 13 給気弁 14 仕切り弁 21 底面 31 仕切り弁 41 仕切り堰 42 筒体 Ｍ 最高点 Ｐ 管路（既設） Ｇ 堤防

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川、鉄道、道路などの上部空間へ跨設
   した水管橋において、橋梁の両端に該橋梁内に横架した
   水管部１の最高位Ｍ点の標高よりもさらに高い底面２１
   となるまで屈曲した後、通常の管路Ｐまで戻る屈曲部２
   をそれぞれ介装し、該屈曲部２の最高位へ給排気弁３を
   それぞれ配設し、前記水管部１の底面１２には給水弁１
   １を設けたことを特徴とする非常用貯水機能を具えた水
   管橋。
2. 【請求項２】 請求項１において屈曲部２に代えて、水
   管部１の端部に少なくとも水管部１の最高位Ｍ点より高
   位に頂辺４３を有する仕切り堰４１を直立させ、該仕切
   り堰４１の上方と両側に管路とほぼ等しい断面積の空間
   を形成する密閉筒状体の仕切り部４をそれぞれ立設した
   ことを特徴とする非常用貯水機能を具えた水管橋。