JP4944645B2 - 螺旋案内路付き縦管の設置構造およびこの縦管の改修工法 - Google Patents

Description

本発明は、高低差を有する垂直下水管路に使用して、自然流下する水流を減衰させる螺旋案内路付き縦管の設置構造およびこの縦管の改修工法に関する。

従来から、マンホールの側壁に配設された流入管の一端に縦管の上端を接続し、縦管の下端をマンホール内の底部に設置して、マンホール内に流入する下水を縦管に導入する技術が知られている。下水道において流域下水道の幹線は、地中の比較的深い位置に計画されており、関連公共下水道との接続点では高落差接合となっている。

このため、一つのマンホール内で高落差処理を行う場合には、マンホール内に設けられる縦管が長くなるので、縦管下端から流出される下水の落下衝撃が大きく、マンホールの底部を損傷するおそれがあった。

そこで、マンホール内を自然流下する下水によってマンホールの内部が損傷することを防止するために、例えば特許文献１に記載されているように、直管状の縦管の内面に沿って上端から下端まで、螺旋状に形成された螺旋案内板を形成した縦管（ドロップシャフト）をマンホール内に設置する手法が実施されている。

この種の縦管には、垂直に配設された直管状の縦管本体に対して、下水を螺旋状に旋回させて流下させる螺旋案内路が設けられている。これにより、マンホール内に流入した下水の流下エネルギーを減衰させて、流下した下水によって縦管底部が強い衝撃や荷重を受けるのを避けるとともに、強度を確保することによって底部の摩耗も抑制しうるように形成されている。また、螺旋案内路の軸芯部には、螺旋案内路に案内される下水中に含む空気を上方に排除するための中空状の中心筒（空気抜き芯筒）が設けられている。

このような螺旋案内路付き縦管では、その上端部に流入する下水の流速が、螺旋案内路に沿って流下する間に減衰される。減衰状態となった下水は、縦管底部に設けられた吐出口から流出する。したがって、マンホールの底部には、流下水の荷重や強い衝撃が作用するおそれがなく、底部の破損や摩耗が抑制されるようになっている。
特開平８−４１９１５号公報

このような従来のマンホール内の縦管において、本来は含まれないはずの異物が下水に混入して、仮にこの異物が縦管内に流れ込むようなことが起こるとすると、縦管の螺旋案内路が詰まってしまい、下水の流下を阻害したり、縦管およびマンホール内の環境の悪化を招いたりすることが考えられる。そうすると、縦管に詰まった異物を取り除くことは困難であり、異物の詰まった縦管を部分的にまたは縦管全体を新たなものに取り替えることで対応しなければならない。

しかし、マンホール内において縦管は外周面がモルタルにてマンホールに一体化されて形成されているのが一般的である。そのため、通常は縦管を取り替える作業が容易ではなく、縦管に対して異物が流入しないようにする仕組みを縦管の流入部に備えるなどして対策が講じられている。かかる対策に加えて、万一にも縦管の螺旋案内路に異物が詰まることがあった場合を考慮すれば、また、縦管の老朽化によって取り替える必要が生じた際の作業性を考慮すれば、マンホールに設置される縦管をあらかじめ容易に取り替えられるような構造としてあることがより望ましい。

また、かかる縦管が設置される地盤が地震等によって液状化するようなことがあると、縦管のみかけ比重が液状化した地盤よりも小さいために浮力を生じることがある。この浮力が縦管に作用した場合には、縦管が浮上するだけでなく、縦管に接続された管路の損傷や、マンホール上部の道路舗装層の破砕等を招くおそれがあるため、前記縦管を備えるマンホールにおいても縦管浮上防止構造を備えておく必要があった。

そこで本発明は、上記のような事情にかんがみてなされたものであり、マンホール内の縦管が老朽化したときの縦管の取り替え作業や、縦管に詰まりや損傷等の万一のトラブルを生じたときの補修作業を、マンホールを破壊することなく比較的容易に行うことができ、かつ、マンホール内における縦管の浮上を防止することのできる螺旋案内路付き縦管の設置構造およびこの縦管の改修工法を提供するものである。

上記した目的を達成するため、本発明に係る螺旋案内路付き縦管の設置構造は、マンホール内において流入させた流体を螺旋状に流下させる螺旋案内路が縦管に設けられており、この縦管とマンホール内壁との間に形成される空間部に、マンホール内の浸入水を許容しうる粒子状材料からなる充填材を充填し、前記縦管に作用する浮力に抗する重量を具備させて、縦管の浮上防止作用を備え、前記充填材は、砂、ケイ砂、または吸水性ポリマーを材料に含むことを特徴としている。

このような発明により、縦管が設置される地盤が地震等によって液状化することがあっても、縦管の浮上を阻止することが可能となり、縦管に接続された管路の損傷や、マンホール上部の道路舗装層の破砕等を回避することも可能となる。また、空間部に充填材を充填しているので、将来の改修に際しても、改修の必要な部分の充填材を容易に除去することができ、マンホールや縦管を破壊することなく、必要箇所だけを改修することが可能となる。

また、前記充填材は、砂、ケイ砂、または吸水性ポリマーを材料に含む構成とされることで、充填材の充填および除去が容易であり、空間部の形状に追従させて密実に充填することが可能であり、またマンホール内の浸入水にも対応することができる。

また、本発明は、マンホール内において流入させた流体を螺旋状に流下させる螺旋案内路が設けられた螺旋案内路付き縦管の設置構造であって、縦管とマンホール内壁との間に形成される空間部に、マンホール内の浸入水を許容しうる粒子状材料からなる充填材を充填し、前記縦管に作用する浮力に抗する重量を具備させて、縦管の浮上防止作用を備え、前記縦管の管壁には、閉塞可能な中間孔部が縦管の等しい高さ位置に対向して設けられていることを特徴とする。

このような中間孔部を縦管に設けたことにより、空間部に充填された充填材を後に除去する場合に、効率よく作業を進めることが可能であり、維持管理を容易にすることができる。

また、上記した目的を達成するため、本発明に係る螺旋案内路付き縦管の改修工法は、縦管とマンホール内壁との間に形成される空間部に、マンホール内の浸入水を許容しうる粒子状材料からなる充填材が充填されて浮上防止作用を備えるように構成された縦管に対し、前記空間部に充填されている充填材を吸引してマンホール内から排出除去する充填材除去工程と、この工程によりマンホール内に露出させた既存縦管の少なくとも一部分をマンホール内から取り出して当該部分を新たな縦管に取り替える縦管取替工程とを含むことを特徴としている。

このような発明により、縦管の浮上防止構造を実現しつつ、かつ、マンホール内の縦管に詰まりや損傷等のトラブルを生じたときの補修や、縦管が老朽化したときの縦管を取り替え作業に柔軟に対応することが可能となり、マンホールを破壊することなくこれらを比較的容易に行うことができる。

また、本発明において、前記縦管の管壁には閉塞可能な中間孔部が設けられており、前記充填材除去工程は、この中間孔部を開放するとともに吸引手段を用いて前記空間部に充填されている充填材を中間孔部から縦管内へ引き込み、縦管内を経由させて縦管外へ排出させるようにしてもよい。

さらに、前記充填材除去工程は、前記空間部の上方から吸引手段を用いて充填材を吸引することにより行ってもよい。

いずれの充填材除去工程によっても、マンホール内に設置されている縦管を取り替えるのに、必要な部分の充填材を容易に除去することができ、マンホールや縦管を破壊することなく、必要箇所だけ改修を進めていくことも可能となる。

上述のように構成される本発明の螺旋案内路付き縦管の設置構造およびこの縦管の改修工法によれば、縦管の浮上防止構造を備えつつ、かつ、マンホール内の縦管に詰まりや損傷等のトラブルを生じたり、縦管が老朽化したりしたときの縦管の補修および取り替え作業を、マンホールを破壊することなく比較的容易に行うことが可能になる。

以下、本発明に係る螺旋案内路付き縦管の設置構造およびこの縦管の改修工法を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図４は本発明の螺旋案内路付き縦管の設置構造の一例を示し、図１は縦管の設置構造の説明図、図２は縦管に備えられるホール形成部材の斜視図、図３はマンホールに充填材を充填する様子を示す説明図、図４は縦管に羽根部材を添設した様子を示す横断面図である。

図１に示すように、コンクリート製のマンホール１内には、下水道用管として１本の直管状の縦管２が設置されている。縦管２は、流入管１１に接続され、さらに下方に向けて上部螺旋案内路２１、中間案内路２２および下部螺旋案内路２３が順次接続されて構成されている。

これにより、マンホール１内においては、縦管２に流入させた流体を螺旋状に流下させることができるようになっている。縦管２を流下した流体は、下部の流出管１２からマンホール１外へ排出される。

かかる縦管２は、複数本の短管が受挿方式により直管状に接続されて形成されても、また、短管同士を適宜の継手部材を用いて直管状に接続されていても、どのように構成されるものであってもよい。

このように形成される縦管２の管壁には、閉塞可能な中間孔部２４が設けられている。図１に示すように、例示の形態では２個の中間孔部２４が、中間案内路２２の側面管壁に形成されている。

これらの中間孔部２４は、グラウトホール２５１を有するホール形成部材２５を利用して形成することができる。ホール形成部材２５は、図２に例示するような形態のものがあげられる。このホール形成部材２５は、例えばＦＲＰの成形品で、グラウトホール２５１を設ける縦管２の外周面に沿う形状に成形された正面円形鍔状の本体部２５２と、この本体部の裏面側中央部に一体形成された円筒形状のボス部２５３とを備える。そして、このホール形成部材２５の中央にグラウトホール２５１が設けられている。ホール形成部材２５は、縦管２の管壁に形成した孔部に接着剤を用いる方法や、あるいはＦＲＰ等にてハンドレイアップ法等適宜の固着方法を用いて管壁に固定される。

また、このホール形成部材２５は、蓋体２５４が圧入されて閉塞可能な構造となされている。蓋体２５４は、例えば変性ＰＰＥの樹脂成形品からなるものであり、中実円筒形状の挿入部を備えて、前記グラウトホール２５１に嵌め込み可能に形成されている。グラウトホール２５１の内面に雌ねじを形成し、蓋体２５４の外周面に雌ねじに噛み合う雄ねじを形成していてもよい。図３に示すように、蓋体２５４は、縦管２の設置時には、ホール形成部材２５に嵌め込まれて中間孔部２４を閉塞している。

このような縦管２が設置されるマンホール１において、縦管２とマンホール１の内壁との間には空間部３が形成されている。流入管１１と縦管２とを接続するために、縦管２をマンホール１の壁面からある程度離す必要があるためである。マンホール１内には、縦管２が中心部寄りに配設されていても、壁際に寄せるようにして配設されていてもよい。縦管２の配置は、マンホール１に接続される流入管１１の配置形態や本数、あるいはマンホール１と縦管２の大きさ等によって適宜決定される。

図３に示すように、マンホール１と縦管２との間の空間部３には、充填材４が充填される。充填材４は、マンホール１内の浸入水（不明水）を許容しうる粒子状材料からなるものが好ましく、例えば、砂、ケイ砂、または吸水性ポリマー等を含んで構成されているとよい。これにより、縦管２の底部に作用する浮力に抗するに十分な重量を空間部３に具備させることが可能であり、縦管２の浮上防止効果を得ることができる。

ここで、マンホール１と縦管２とが同心状に設けられている場合、すなわち、縦管２がマンホール１の中心部に立設される場合について、より好適な実施形態として、羽根部材５を用いることが可能である。

図４に例示するように、縦管２の外周面には、外方に向けて張出し形成された羽根部材５が添設されてもよい。この羽根部材５は、縦管２の外周面に対応させて環状に形成された支持部材５１に対して、複数枚が均等配置されて構成されている。支持部材５１は、縦管２の外周面に固定されるものである。また、均等配置された複数枚の羽根部材５の相互間には、ローラ５２１を備えた滑動手段５２が備えられている。滑動手段５２は、支持部材５１に固着されており、ローラ５２１がマンホール１の内周面を転動しうるように配置されている。また、かかる羽根部材５は、縦管２の外周面に、高さ方向の複数段にわたって設けられてもよい。

かかる羽根部材５は、縦管２をマンホール１内に施工する際、マンホール１と縦管２との間の空間部３を、縦管２とともに、マンホール１の内周面に沿って降下設置され、適宜の高さ位置に固定されるものとなる。このとき、マンホール１の内周面に沿ってローラ５２１が転動して縦管２を滑動させつつ設置することができ、また縦管２のマンホール１に対する配置場所も自ずと中心部に備えられて位置決めされるため、容易に施工することができる。

このような羽根部材５は、マンホール１に縦管２が設置されたのち、空間部３内で充填材４に埋設される。したがって、空間部３において充填材４が各羽根部材５の上下両方面に密実に充填されることとなり、これにより羽根部材５が充填材４の流動を阻止して、空間部３と充填材４を一体化させることができ、縦管２の突き上げや浮上をより一層効果的に防止することができる。

また、中間孔部２４は、縦管２の等しい高さ位置に対向配置されていてもよい。例えば、上部螺旋案内路２１の側面管壁に互いに対向させて２個の中間孔部２４が形成されてもよい（図７参照）。これらの中間孔部２４にもホール形成部材２５が嵌合固定されている。

このような螺旋案内路付き縦管２の設置構造により、地震等によって充填材が液状化するようなことがあっても、縦管２に作用する浮力に空間部３の重量によって抗することが可能となり、マンホールに接続された管路の損傷や、マンホール上部の道路舗装層の破砕等を回避することができる。

次に、前記設置構造を採用した螺旋案内路付き縦管２に詰まりを生じたり、老朽化により縦管２の取り替えが必要となったりしたときの改修工法について図面を参照しつつ説明する。

図５〜図７は、本発明に係る螺旋案内路付き縦管の改修工法を示し、図５は充填材除去工程の一例を示す説明図、図６は充填材除去工程の他の例を示す説明図、図７は縦管取替工程の一例を示す説明図である。

縦管２を改修するに際し、空間部３に充填されている充填材４を適宜の吸引手段を用いて吸引し、充填材４をマンホール１の空間部３内から排出除去する（充填材除去工程）。

このとき、縦管２に詰まりを生じている場合など、部分的な取り替えで対応可能な場合には、充填材４を全て空間部３から除去する必要はなく、縦管２の更新部分を露出させられる程度の充填材４を除去することでも足りる。また、縦管２を全取り替えする場合には、充填材４を空間部３から全て除去する。

充填材除去工程は、空間部３の上方から充填材４を上層部から順に吸引していき、マンホール１の上部開口から充填材４を排出することが可能である。この工程によりマンホール１内に露出させた縦管２を順にマンホール１内から取り出す。

図５に示すように、上層部の充填材４を排出除去した後、露出した縦管２の上部螺旋案内路２１を取り除き、マンホール１内に残された中間案内路２２を閉止した状態で、引き続き充填材４をマンホール１の上部開口から排出するという手順で進められる。

このような手順を繰り返し、充填材４および更新すべき一部分または全体の縦管２をマンホール１から取り除いた後、このマンホール１内に新たな縦管を設置することで改修することができる（縦管取替工程）。

また、前記の充填材除去工程は、縦管２の中間孔部２４を利用することにより、一層効率よく充填材除去工程を進めることもできる。この場合、図６に示すように、縦管２の管壁に設けられた中間孔部２４のうち、適宜の高さ位置にある中間孔部２４を選択して蓋体２５４を取り外し、閉塞されていた中間孔部２４のグラウトホール２５１を開放する。そして、この開放した中間孔部２４を通して空間部３の充填材４を縦管２内へ引き込み、縦管２の下部螺旋案内路２３の中心部を通して縦管２の底部まで導き、流出管１２から吸引することでマンホール１外へ排出することが好ましい。また、流出管１２の管頂にも同様の中間孔部２４を設けておき、グラウトホール２５１から充填材４を排出するようにしてもよい。

例えば、縦管２の管径が比較的大きく、螺旋案内路の構造上、縦管２内に作業員が進入できる場合には、中間孔部２４を利用して縦管２の内部へ充填材４を導引して除去することで、充填材４の除去管理を容易に行うことができる。

また、縦管２の取り出し作業には、縦管２に対向配置された中間孔部２４，２４を利用することができる。図７に例示するように、縦管２に設けられた中間孔部２４，２４から蓋体２５４を取り外してグラウトホール２５１を開放し、レバーブロック（登録商標）等の掛止治具６を引っ掛けて上方へ引き上げることにより、縦管２を吊り上げ、マンホール１から取り出すようすることができる。

このような縦管２の改修工法により、縦管２に詰まりや損傷等のトラブルを生じたときに補修したり、縦管２が老朽化したりしたときに縦管２を取り替える作業を、マンホール１や縦管２を破壊することなく比較的容易に行うことが可能であり、様々な要求に対応することができる。

なお、本発明の縦管の設置構造は上記実施形態に限定されるものではなく、マンホール１の空間部３に充填材４を充填し、縦管２の底部に作用する浮力に抗する重量を具備させて、マンホール１の浮上防止作用を備えた構成であれば、どのような形態であってもよく、充填材４も上記材料に限定されず、マンホール１内の浸入水を許容しうる粒子状材料からなるものであればどのような材料でも適用することが可能である。

また、本発明の縦管の改修工法も上記実施形態に限定されるものではなく、空間部３に充填されている充填材４を吸引してマンホール１内から排出除去する充填材除去工程と、この工程によりマンホール内に露出させた既存縦管２の少なくとも一部分をマンホール１内から取り出して当該部分を新たな縦管に取り替える縦管取替工程を含む構成であれば、どのような形態であっても前記の作用効果を得ることができる。

本発明は、下水道において下水全量を流下させることのできる高落差接合のマンホールに設置する螺旋案内路式ドロップシャフトの縦管に好適に利用することができる。

本発明の螺旋案内路付き縦管の設置構造の一例を示す説明図である。 前記縦管に備えられるホール形成部材の斜視図である。 マンホールに充填材を充填する様子を示す説明図である。 前記縦管に羽根部材を添設した様子を示す横断面図である。 本発明に係る螺旋案内路付き縦管の改修工法における充填材除去工程の一例を示す説明図である。 本発明における充填材除去工程の他の例を示す説明図である。 本発明における縦管取替工程の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ マンホール
１１ 流入管
１２ 流出管
２ 縦管
２１ 上部螺旋案内路
２２ 中間案内路
２３ 下部螺旋案内路
２４ 中間孔部
２５ ホール形成部材
２５１ グラウトホール
２５２ 本体部
２５３ ボス部
２５４ 蓋体
３ 空間部
４ 充填材
５ 羽根部材
５１ 支持部材
５２ 滑動手段
５２１ ローラ
６ 掛止治具

Claims (5)

1. マンホール内において流入させた流体を螺旋状に流下させる螺旋案内路が設けられた螺旋案内路付き縦管の設置構造であって、
   縦管とマンホール内壁との間に形成される空間部に、マンホール内の浸入水を許容しうる粒子状材料からなる充填材を充填し、前記縦管に作用する浮力に抗する重量を具備させて、縦管の浮上防止作用を備え、
   前記充填材は、砂、ケイ砂、または吸水性ポリマーを材料に含むことを特徴とする螺旋案内路付き縦管の設置構造。
2. マンホール内において流入させた流体を螺旋状に流下させる螺旋案内路が設けられた螺旋案内路付き縦管の設置構造であって、
   縦管とマンホール内壁との間に形成される空間部に、マンホール内の浸入水を許容しうる粒子状材料からなる充填材を充填し、前記縦管に作用する浮力に抗する重量を具備させて、縦管の浮上防止作用を備え、
   前記縦管の管壁には、閉塞可能な中間孔部が縦管の等しい高さ位置に対向して設けられていることを特徴とする螺旋案内路付き縦管の設置構造。
3. マンホール内において流入させた流体を螺旋状に流下させる螺旋案内路が設けられた螺旋案内路付き縦管の改修工法であって、
   縦管とマンホール内壁との間に形成される空間部に、マンホール内の浸入水を許容しうる粒子状材料からなる充填材が充填されて浮上防止作用を備えるように構成された縦管に対し、
   前記空間部に充填されている充填材を吸引してマンホール内から排出除去する充填材除去工程と、この工程によりマンホール内に露出させた既存縦管の少なくとも一部分をマンホール内から取り出して当該部分を新たな縦管に取り替える縦管取替工程とを含むことを特徴とする螺旋案内路付き縦管の改修工法。
4. 請求項３に記載の螺旋案内路付き縦管の改修工法において、
   前記縦管の管壁には閉塞可能な中間孔部が設けられており、前記充填材除去工程は、この中間孔部を開放するとともに吸引手段を用いて前記空間部に充填されている充填材を中間孔部から縦管内へ引き込み、縦管内を経由させて縦管外へ排出させることを特徴とする螺旋案内路付き縦管の改修工法。
5. 請求項３に記載の螺旋案内路付き縦管の改修工法において、
   前記充填材除去工程は、前記空間部の上方から吸引手段を用いて充填材を吸引することにより行うことを特徴とする螺旋案内路付き縦管の改修工法。

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