JP4800119B2 - 地中埋設物の浮上防止構造 - Google Patents

Description

この発明は、地中埋設物の浮上防止構造に関し、特にたとえば、地震に伴う液状化現象により地中埋設物が浮上することを防止する、地中埋設物の浮上防止構造に関する。

従来の地中埋設物の浮上防止構造の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１のマンホールの浮き上がり防止築造構造では、マンホールの管壁に排水孔を設け、排水孔にキャップを嵌めて、このマンホールおよびマンホールに接続される下水管を地中に埋設し、それらの周囲を礫材で埋めている。そして、地震発生時に多量の間隙水が礫材の間隙に流入すると、その水圧によりキャップが外れて、間隙水は排水孔を通りマンホールの中に流入する。これにより、マンホールの周囲の液状化を抑え、マンホールが浮き上がること防止している。
特開８−１６５６６７号公報［Ｅ０２Ｄ ２９／１２］

特許文献１の従来技術では、マンホールの周囲の間隙水を排出できても、マンホールから離れた下水管の周囲の間隙水を排出することができないため、下水管の周囲の液状化現象は抑えられず、下水管が浮上してしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、液状化現象による地中埋設物の浮き上がりを防止することができる、地中埋設物の浮上防止構造を提供することである。

請求項１の発明は、側溝、地中に埋設される下水管と当該下水管に接続される複数のマンホールとを含む地中埋設物、地中埋設物の周囲を覆う透水層、隣接するマンホールの間に設けられ、かつその周囲が透水層で覆われる有孔管、および透水層と側溝とを連通させる連通手段を備える、地中埋設物の浮上防止構造である。

請求項１の発明では、たとえば道路（２０：実施例において相当する部分を例示する参照符号。以下同じ。）のわきに側溝（１２）が設けられ、道路（２０）の下の地中に地中埋設物（１４、２８、３０）が埋設される。この地中埋設物（１４、２８、３０）の周囲が透水層（１６）で覆われ、透水層（１６）と側溝（１２）とが連通手段（１８、６０）で連通される。

これにより、多量の間隙水が透水層（１６）に流入すると、間隙水は、連通手段（１８、６０）により透水層（１６）から側溝（１２）へ流れ、側溝（１２）へ排出される。この結果、透水層（１６）に作用する間隙水圧が軽減されて、地震による透水層（１６）の液状化が抑えられるため、地中埋設物（１４、２８、３０）の浮き上がりが防止される。

また、地中埋設物（１４、２８、３０）の種類などに係らず、連通手段（１８、６０）を設けることができるため、どのような地中埋設物（１４、２８、３０）の浮上も防止することができる。
さらに、マンホール（３０）から有孔管（５０）に高圧洗浄ホースを挿入し、この高圧洗浄ホースから高圧水流を噴射すると、高圧水流は有孔管（５０）内の滞積物を除去しながら、有孔管（５０）の孔（５２）を抜けて透水層（１６）へ到達する。このため、透水層（１６）の内部の空隙（４４）にごみなどが詰まっていても、高圧水流によりごみが吹き飛ばされることにより、透水層（１６）の目詰まりが除去される。

請求項２の発明は、側溝、側溝に接続される雨水浸透ます、地中に埋設される地中埋設物、地中埋設物の周囲を覆う透水層、および雨水浸透ますの内部空間と透水層とを連通させる連通手段を備える、地中埋設物の浮上防止構造である。

請求項３の発明は、側溝、地中に埋設される下水管を含む地中埋設物、地中埋設物の周囲を覆う透水層、透水層と前記側溝とを連通させる連通手段、および側溝からの雨水を下水管に流す取付管を備える、地中埋設物の浮上防止構造である。

請求項３の発明では、地表に側溝（１２）が設けられ、地下に下水管（２８）が埋設されて、下水管（２８）の周囲は透水層（１６）で覆われる。また、側溝（１２）からの雨水を下水管（２８）に流すように取付管（３２）が敷設され、透水層（１６）と側溝（１２）とが流入管などの連通手段（１８、６０）で連通される。

これにより、雨水が側溝（１２）に流れると、雨水の一部は、流入管（１８）を通り透水層（１６）へ流入し、透水層（１６）から地中へ浸透する。一方、残りの雨水は、取付管（３２）を通り下水管（２８）へ流入し、下水道施設へ運ばれる。この結果、浸透する雨量の分だけ、下水道管に流入する雨水が少なくなり、処理場施設の負荷の低減が図られる。

請求項４の発明は、地中埋設物が、下水管に接続される複数のマンホールを含み、隣接するマンホールの間に設けられ、かつその周囲が透水層で覆われる有孔管をさらに備える、請求項３記載の地中埋設物の浮上防止構造である。

請求項４の発明では、複数のマンホール（３０）に下水管（２８）が接続され、また隣接するマンホール（３０）の間に有孔管（５０）が設けられて、マンホール（３０）、下水管（２８）および有孔管（５０）が地中に埋設され、これらの周囲が透水層（１６）で覆われ、透水層（１６）と側溝（１２）とが流入管（１８）で連通される。

これにより、地震などの際に間隙水が透水層（１６）に流入しても、間隙水は透水層（１６）から流入管（１８）を通り側溝（１２）へ排出されるため、透水層（１６）における間隙水圧が低減され、透水層（１６）の液状化、延いては下水管（２８）およびマンホール（３０）の浮上が防止される。

また、マンホール（３０）から有孔管（５０）に高圧洗浄ホースを挿入し、この高圧洗浄ホースから高圧水流を噴射すると、高圧水流は有孔管（５０）内の滞積物を除去しながら、有孔管（５０）の孔（５２）を抜けて透水層（１６）へ到達する。このため、透水層（１６）の内部の空隙（４４）にごみなどが詰まっていても、高圧水流によりごみが吹き飛ばされることにより、透水層（１６）の目詰まりが除去される。

請求項５の発明は、側溝、地中に埋設される複数のマンホール、隣接するマンホールの間に設けられる有孔管、マンホールおよび有孔管の周囲を覆う透水層、ならびに側溝と有孔管とを連通させる流入管を備える、地中埋設物の浮上防止構造である。

請求項５の発明では、複数のマンホール（３０）および有孔管（５０）が地中に埋設され、隣接するマンホール（３０）の間に有孔管（５０）が設けられて、マンホール（３０）および有孔管（５０）の周囲が透水層（１６）で覆われる。また、地表に側溝（１２）が設けられ、側溝（１２）と有孔管（５０）とが流入管（１８）で連通される。

これにより、多量の間隙水が透水層（１６）に流入すると、間隙水は、有孔管（５０）に浸入し、有孔管（５０）から流入管（１８）を介して側溝（１２）へ排出されるとともに、有孔管（５０）を通りマンホール（３０）へ排出されるため、間隙水圧が消散されて、透水層（１６）の液状化および地中埋設物（１４、２８、３０）の浮き上がりが防止される。

また、側溝（１２）からの雨水が流入管（１８）に流入すると、雨水が有孔管（５０）へ流れ、そこから透水層（１６）に浸入して周囲の土中に浸透する。そして、側溝（１２）からの雨水に含まれる泥および土などは、雨水と共に有孔管（５０）へ流れるが、透水層（１６）に直接浸入せずに、有孔管（５０）の管底に溜まるため、側溝（１２）からの泥などによる透水層（１６）の目詰まりを低減できる。しかも、有孔管（５０）に挿入した高圧洗浄ホースから高圧水流を噴射すると、透水層（１６）のごみが吹き飛ばして透水層（１６）の目詰まりを除去しながら、有孔管（５０）を洗い流せる。

この発明によれば、地中埋設物の周囲の透水層と側溝とを連通手段で連通させることにより、地震発生時の地盤の間隙水圧が上昇する状態になっても、その水圧を消散することで地盤の液状化を抑え、地中埋設物の浮き上がりが防止される。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１に示すこの発明の一実施例である地中埋設物の浮上防止構造１０は、地表部に設けられた側溝１２、地中に埋設された地中埋設物１４、地中埋設物１４の周囲を覆う透水層１６、および透水層１６と側溝１２とを連通する流入管１８を備え、地震による透水層１６の液状化、延いては地中埋設物１４の浮上を防止する。

側溝１２は、地表面に敷設された道路２０などのわきに設けられ、道路２０に沿って長く延びる。側溝１２は上部が開口した溝であって、その上部開口が蓋２２で覆われる。蓋２２には複数の排水孔２４が開けられており、道路２０からの雨水が排水孔２４を通り側溝１２へ除去される。また、複数の雨水ます２６が間隔を隔てて配置され、各雨水ます２６が側溝１２と接続される。

地中埋設物１４は道路２０などの下の地中に埋設され、たとえば下水管２８およびマンホール３０である。下水管２８は側溝１２に対して平行またはほぼ並行に敷設され、下水処理場（図示せず）などへ繋がる。下水管２８は、取付管３２により雨水ます２６を介して側溝１２と接続され、側溝１２からの雨水などを下水処理施設などへ運ぶ。また、下水管２８は、排水管３４により排水ます３６と接続され、建物３８から排出され排水ます３６および排水管３４を通って流入した排水を、側溝１２からの雨水とともに下水処理施設などへ運ぶ。

地中埋設物１４の周囲に透水層１６が設けられる。透水層１６は、地中を掘削して掘削溝４０を作り、掘削溝４０の中に地中埋設物１４を設置し、地中埋設物１４の周囲に多数の充填材４２を充填することにより形成される。掘削溝４０の内面と地中埋設物１４との間隔が、たとえば１００ｍｍ程度になるように、透水層１６の幅は設定される。しかし、地中埋設物１４の幅が小さいと、透水層１６の幅も狭くなりすぎるため、この場合には透水層１６の幅は、掘削溝４０の中で作業員が地中埋設物１４の敷設作業などをできる程度の広さ、たとえば６００−７００ｍｍに設定される。また、透水層１６の高さも、透水層１６の幅と同様に決定される。そして、掘削溝４０の中で透水層１６の上に、掘削溝４０を形成した際にでた発生土４１が充填され、その地表面がアスファルトなどで覆われて、道路２０などが設けられる。

透水層１６はその内部に充填材４２どうしの間の空隙４４を有し、空隙４４は透水層１６の中で連続し、また流入管１８により側溝１２の内部空間と連通する。充填材４２は、透水層１６の内部に通水可能な空隙４４を形成するものであり、充填材４２には、砕石、栗石、リサイクル材としてのレンガ若しくは瓦、あるいはこれらを砕いたもの、またはスラグ若しくはプラスチック片などが用いられる。

流入管１８は、図１および図２に示すように、塩化ビニルなどの合成樹脂を用いた樹脂管であり、その内径は、たとえば１５０ｍｍに設定される。流入管１８の基端は側溝１２に接続され、その位置は側溝１２の底面から上方に設けられ、側溝１２の底面からの高さＨは、たとえば５０ｍｍに設定される。また、流入管１８の先端は開放されて透水層１６内にもたらされる。つまり、流入管１８の先端部が透水層１６の中に挿入され、この先端開口が充填材４２などにより塞がれずに透水層１６の空隙４４と接続される。これにより、流入管１８は、透水層１６の空隙４４と側溝１２の内部空間とを連通させる連通手段として用いられ、側溝１２からの雨水を透水層１６に流すことができる。

取付管３２は、図１および図３に示すように、塩化ビニルなどの合成樹脂を用いた樹脂管であり、その内径は、たとえば２５０ｍｍに設定される。取付管３２は、雨水ます２６および下水管２８に接続され、側溝１２から雨水ます２６に集められた雨水を下水管２８に流す。取付管３２の基端は雨水ます２６に接続され、その接続位置の高さは流入管１８の接続位置の高さより低く、側溝１２の底面近くの高さに設けられる。これにより、流入管１８の接続位置より低いところを流れる側溝１２の雨水は取付管３２を通り下水管２８へ流れ、一方、側溝１２の水位が流入管１８の接続位置の高さに達すると、流入管１８を通り透水層１６へ流れる。

マンホール３０は、図１および図４に示すように、下水管２８に接続され、下水管２８などの点検および清掃などに用いられる。マンホール３０の周囲は透水層１６で覆われ、この透水層１６は下水管２８の周囲を覆う透水層１６と連続する。

また、図１および図４に示すように、隣接するマンホール３０の間に有孔管５０が設けられ、有孔管５０は下水管２８の周囲で下水管２８と間隔、たとえば１００ｍｍを隔てて下水管２８に平行に敷設され、有孔管５０の周囲が透水層１６で覆われる。この有孔管５０を覆う透水層１６は、下水管２８を覆う透水層１６と共通し、またマンホール３０を覆う透水層１６と連続する。また、有孔管５０は管壁に多数の通水孔５２を有し、通水孔５２は有孔管５０の内部空間と透水層１６の空隙４４とを接続する。また、有孔管５０の端部はマンホール３０の管壁を貫通し、有孔管５０はマンホール３０の内面に開口し、この開口に蓋５４が装着される。蓋５４はマンホール３０の内部から脱着可能に取り付けられ、蓋５４が外されると、有孔管５０の内部空間とマンホール３０の内部空間とは連通する。

このような地中埋設物の浮上防止構造１０において地震が発生し、多量の間隙水が透水層１６の中に流れてくると、間隙水は透水層１６の空隙４４に侵入して、透水層１６の空隙４４を通って透水層１６の中に拡がる。そして、間隙水は、透水層１６の空隙４４から流入管１８に流入し、流入管１８を通り、側溝１２へ排出される。これにより、透水層１６に作用する間隙水圧が軽減されて、地震による透水層１６の液状化が抑えられるため、下水管２８およびマンホール３０などの地中埋設物１４の浮き上がりが防止される。

また、雨が降ると、道路２０などの表面を流れる雨水が排水孔２４から側溝１２に流入し、側溝１２を流れる。この側溝１２を流れる水量が少なければ、雨水は雨水ます２６に集められて、雨水ます２６から取付管３２を通り下水管２８へ流入し、下水管２８を流れて下水処理場などへ運ばれる。

これに対して、側溝１２を流れる水量が多い場合、雨水ます２６に集められた雨水は取付管３２から下水管２８へ排出されるが、その水位が流入管１８の接続位置の高さに達すると、雨水の一部は流入管１８から透水層１６へ排出される。そして、流入管１８を通って透水層１６に流れた雨水は、透水層１６の中を拡散し、透水層１６の周囲の土中に浸透する。これにより、雨水を地中に浸透させることができ、しかも下水管２８を通り下水道施設へ運ばれ、そこで処理される雨水量を地中に浸透する雨水量の分だけ減らせて、処理費用の削減などが図られる。

また、図４に示すマンホール３０の中で有孔管５０の蓋５４を外し、図５に示すように、マンホール３０から有孔管５０に高圧洗浄ホース５６を挿入する。この高圧洗浄ホース５６には、その先端に装着されたノズル５８からホース部に対して直交する方向に高圧水流が噴射されるものが用いられる。そして、高圧洗浄ホース５６から高圧水流を噴射すると、高圧水流は有孔管５０内の滞積物を除去しながら、通水孔５２を抜けて透水層１６へ到達し、透水層１６の空隙４４を通り抜ける。これにより、透水層１６の内部の空隙４４にごみなどが詰まっていても、高圧水流によりごみが吹き飛ばされるため、透水層１６の目詰まりを容易に除去できる。この結果、透水層１６の空隙４４による通水性能を維持できて、地中埋設物の浮上防止構造１０は透水層１６の液状化防止効果および雨水浸透効果を発揮し、かつ持続することができる。

図６に示すこの発明の他の実施例である地中埋設物の浮上防止構造１０は、図１に示す地中埋設物の浮上防止構造１０とほぼ同じである。しかしながら、図１では流入管１８の先端が透水層１６に挿入されたのに対し、図６では流入管１８の先端が有孔管５０に接続される。これ以外の部分に関しては図１実施例の示す地中埋設物の浮上防止構造１０と同様であるため、共通する部分についてはその説明を省略する。

流入管１８は、側溝１２および有孔管５０に接続され、透水層１６の空隙４４と側溝１２の内部空間とを有孔管５０の通水孔５２および内部空間を介して連通する。

これにより、地震発生時に多量の間隙水が透水層１６の中に流れてくると、間隙水は透水層１６の空隙４４に侵入し、次いで通水孔５２から有孔管５０の内部空間に流入し、そこから流入管１８を通り、側溝１２へ排出される。また、有孔管５０に浸入した間隙水は、有孔管５０の中を流れ、その水圧で蓋５４が外れてマンホール３０に排出される。このため、間隙水圧が消散されて、透水層１６の液状化、延いては地中埋設物１４の浮き上がりが防止される。

また、側溝１２の水位が流入管１８の接続位置の高さに達すると、雨水の一部は流入管１８を通り有孔管５０へ流れて、そこから透水層１６へ排出され、透水層１６の周囲の土中に浸透する。そして、側溝１２からの雨水に含まれた泥および土などは、雨水と共に有孔管５０に流入するが、透水層１６に直接流入せずに、有孔管５０の管底に溜まるため、側溝１２からの泥などにより透水層１６の空隙４４が詰まることを防げる。また、有孔管５０に挿入した高圧洗浄ホース５６から高圧水流を噴射すれば、有孔管５０内の泥などが高圧水流で吹き飛ばされるため、透水層１６の目詰まりを除去しながら、有孔管５０が洗い流すことができる。

なお、側溝１２に接続される複数の流入管１８のうちの一部の流入管１８の先端を図１のように透水層１６に挿入し、残りの流入管１８の先端を図６のように有孔管５０に接続することもできる。

また、上記全ての実施例において流入管１８を側溝１２に接続したが、流入管１８を雨水ます２６に接続することもできる。この場合、側溝１２からの雨水は雨水ます２６を介して流入管１８に流入し、透水層１６へ流される。

図７に示すこの発明の他の実施例である地中埋設物の浮上防止構造１０は、図１に示す地中埋設物の浮上防止構造１０とほぼ同じである。しかしながら、図１では連通手段に流入管１８を用い、側溝１２に雨水ます２６が接続されたが、図７では連通手段に浸透層６０を用い、側溝１２に雨水浸透ます６２が接続される。これ以外の部分に関しては図１実施例の示す地中埋設物の浮上防止構造１０と同様であるため、共通する部分についてはその説明を省略する。

雨水浸透ます６２は側溝１２に接続され、雨水浸透ます６２の底面および／または側面に浸透孔６４が設けられる。雨水浸透ます６２の周囲は多数の充填材４２で覆われ、そこに浸透層６０が設けられる。浸透層６０は、地中を掘削して形成された掘削孔６６に雨水浸透ます６２を配置し、雨水浸透ます６２の周囲に多数の充填材４２を充填し、その上に発生土６５を重ねて形成される。また、浸透層６０は透水層１６と連続し、浸透層６０の空隙４８と透水層１６の空隙４４とは連通する。これにより、側溝１２の内部空間と透水層１６の空隙４４とが、浸透層６０の空隙４８を介して連通するため、浸透層６０はこれらの連通手段として用いられる。

このような地中埋設物の浮上防止構造１０において、地震発生時に多量の間隙水が透水層１６の中に流れてくると、間隙水は透水層１６の空隙４４に侵入して透水層１６の中に広がり、次に浸透層６０の空隙４８へ侵入して、浸透層６０を通り側溝１２へ排出される。これにより、透水層１６に作用する間隙水圧が軽減され、透水層１６の液状化、および地中埋設物１４の浮き上がりが防止される。

また、雨が降ると、側溝１２を流れる雨水は雨水浸透ます６２に集められ、浸透孔６４を通って浸透層６０に達し、浸透層６０から地中に浸透したり、浸透層６０から透水層１６に伝播した後に透水層１６から地中に浸透したりする。

なお、上記全ての実施例において取付管３２を雨水ます２６に接続したが、取付管３２を側溝１２に接続することもできる。

また、上記全ての実施例において有孔管５０の数および配置は限定されないが、たとえば図８に示すように、下水管２８の周囲で周方向に間隔を隔てて３本の有孔管５０を配置することもできる。３本の有孔管５０にそれぞれ高圧洗浄ホース５６を挿入して、高圧水流を噴射すると、透水層１６の全体をほぼ均一に洗浄することができる。

さらに、上記全ての実施例において透水層１６の周囲を通水性フィルタで覆うこともできる。この通水性フィルタは、水の通過を許容するが、土砂などの通過を禁止するものであって、たとえば不織布である。これにより、透水層１６への土砂などの浸入が防げるため、土砂などで透水層１６の空隙４４が詰まることが低減される。

また、上記全ての実施例において、有孔管５０の通水孔５２を上記と同様の通水性フィルタで覆うこともでき、これにより有孔管５０の中への土砂などの浸入を防げる。

また、下水管２８およびマンホール３０などの地下埋設物を上記と同様の通水性フィルタで覆うこともできるし、また、予め通水性フィルタで覆った下水管２８およびマンホール３０などの地下埋設物を用いることもできる。

なお、上で挙げた角度や寸法の具体的数値はいずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。

この発明の一実施例の地中埋設物の浮上防止構造を示す斜視図である。 流入管を側溝に接続し、その流入管の先端を開放した状態で透水層に挿入した状態を示す断面図である。 取付管を雨水ますおよび下水管に接続した状態を示す断面図である。 マンホールに接続した有孔管に蓋を嵌めた状態を示す断面図である。 有孔管に通した高圧洗浄ホースから高圧水流を噴射し、その高圧水流を通水孔から透水層へ通した状態を示す断面図である。 この発明の別の実施例の地中埋設物の浮上防止構造であって、流入管の先端を有孔管に接続した状態を示す断面図である。 この発明のさらに別の実施例の地中埋設物の浮上防止構造であって、雨水浸透ますと透水層との間に浸透層を設けた状態を示す断面図である。 この発明のさらに別の実施例の地中埋設物の浮上防止構造であって、下水管の周囲に３本の有孔管を配置した状態を示す断面図である。

符号の説明

１０…地中埋設物の浮上防止構造
１２…側溝
１４…地中埋設物
１６…透水層
１８…流入管
２８…下水管
３０…マンホール
３２…取付管
５０…有孔管
６０…浸透層

Claims (5)

1. 側溝、
   地中に埋設される下水管と当該下水管に接続される複数のマンホールとを含む地中埋設物、
   前記地中埋設物の周囲を覆う透水層、
   隣接するマンホールの間に設けられ、かつその周囲が前記透水層で覆われる有孔管、および
   前記透水層と前記側溝とを連通させる連通手段を備える、地中埋設物の浮上防止構造。
2. 側溝、
   前記側溝に接続される雨水浸透ます、
   地中に埋設される地中埋設物、
   前記地中埋設物の周囲を覆う透水層、および
   前記雨水浸透ますの内部空間と前記透水層とを連通させる連通手段を備える、地中埋設物の浮上防止構造。
3. 側溝、
   地中に埋設される下水管を含む地中埋設物、
   前記地中埋設物の周囲を覆う透水層、
   前記透水層と前記側溝とを連通させる連通手段、および
   前記側溝からの雨水を前記下水管に流す取付管を備える、地中埋設物の浮上防止構造。
4. 前記地中埋設物が、前記下水管に接続される複数のマンホールを含み、
   隣接するマンホールの間に設けられ、かつその周囲が前記透水層で覆われる有孔管をさらに備える、請求項３記載の地中埋設物の浮上防止構造。
5. 側溝、
   地中に埋設される複数のマンホール、
   隣接するマンホールの間に設けられる有孔管、
   前記マンホールおよび前記有孔管の周囲を覆う透水層、ならびに
   前記側溝と前記有孔管とを連通させる流入管を備える、地中埋設物の浮上防止構造。

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