JP5798883B2 - 縦管底部の接続構造及び縦管底部の接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、縦管底部の接続構造及び縦管底部の接続方法に関する。

下水を垂直方向に流下させる際の流速を減速させる手段として、例えば、特許文献１、２等に記載されているように、垂直下水管路（ドロップシャフト）を用いる方法が知られている。この種の垂直下水管路は、垂直に配置された直管状の管本体部の内部に、下水が螺旋形状を描きながら流下するように案内するための螺旋案内路が設けられている。これにより、縦管に流入した下水を旋回流とすることができ、下水の流下エネルギーを減衰させて縦管底部まで導くので、縦管底部が大きな衝撃を受けるのを回避でき、摩耗したり破損したりするのを抑制することが可能となっている。

この種の縦管では、底部が、下流側幹線や下水道本管等の下流管路に接続されている。底部には、縦管本体部よりも口径の小さい接続管が備えられ、縦管を流下した下水が、接続管を介して下流管路内に合流するように構成されている。

特開平１１−２１００６２号公報 特開２００２−１４６８９４号公報

上記のような縦管では、底部に設けられたコンクリート構造部を円筒状に穿孔し、いわゆる「箱抜き」と呼ばれる、接続管を挿通するための貫通孔を設けている。下流管路の頂部又は側部の周面には、接続管との接続口が設けられる。接続管は、縦管の底部から前記箱抜きを通して接続口に落とし込まれ、止水及び固定して接続されている。ところが、前記箱抜きを介した接続管の接続作業は、下流管路の接続口との取り合いが難しく、前記箱抜きの開口部と接続口の開口位置とが合致しない場合も多々あった。そうすると、底部のコンクリート構造部を再度、穿孔し、前記箱抜きの開口部を拡径する等の調整作業が必要となっていた。このような調整作業は、施工期間の長期化と施工費の増加を招き、作業効率も低下することから、できるだけこのような調整作業を要しないような接続構造とすることが求められた。

そこで本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、螺旋案内路を設けた縦管の底部と、下流管路とを接続する接続管を容易に配設することが可能な構成とし、接続管設置のための各種の調整作業を不要にして作業効率を高めるとともに、縦管の底部に要求される耐震強度を確保することのできる縦管底部の接続構造及びその接続方法を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、上流管路からの流水を螺旋案内路により螺旋状に流下させる縦管と、この縦管底部からの流水を合流させる下流管路とを、前記縦管より小口径の接続管により接続する縦管底部の接続構造を前提とする。この縦管底部の接続構造として、前記縦管の底部は、少なくとも下面側がコンクリート構造部により支持され、このコンクリート構造部に、内径が前記接続管の外径より大きい略円筒状の貫通孔を備えさせる。また、第１の接続口を有する円盤状の底版を、前記縦管内部のコンクリート構造部の上面に備えさせ、前記底版は、前記第１の接続口の周囲に、硬化性充填剤を注入するための複数の注入孔を備える。前記下流管路の周面には、前記貫通孔に接続可能な第２の接続口を備えさせ、前記接続管を、前記貫通孔を介して前記第１の接続口と前記第２の接続口との間に配設している。そして、前記注入孔から硬化性充填剤を注入して、前記接続管と前記貫通孔との間隙を硬化性充填剤で充填し、硬化性充填剤を注入後の注入孔と前記底版とを共通の仕上げ材で仕上げた構成としている。

この特定事項により、前記縦管の底部と前記下流管路とを接続する接続管を、この接続管の外径より大きい内径を有する貫通孔に挿通させて配設することとなる。そのため、前記貫通孔の内部で、前記第１の接続口と前記第２の接続口との芯ずれが許容され、前記接続管と前記第２の接続口との接続作業を容易に行うことができる。したがって、施工現場において、コンクリート構造部に対する付加的な拡径作業や前記第２の接続口の開口位置の修正など、接続管設置のための各種の調整作業が不要となり、作業効率を高めることができる。また、前記接続管と前記貫通孔との間隙が硬化性充填剤で充填されるので、縦管と下流管路との一体性が高められ、耐震強度も向上させることができる。

これにより、前記底版の注入孔から、前記接続管と前記貫通孔との間隙に硬化性充填剤を容易に注入することが可能であり、該底版による縦管の底部の被覆強度を低下させることなく、前記縦管と下流管路とを一体化することができる。

また、前記注入孔として、前記接続管の外周面と前記貫通孔の内周面との間隙寸法より大きい孔径を有する構成であることが好ましい。

これにより、前記接続管と前記貫通孔との間隙に硬化性充填剤を隙間無く充填することが容易となり、注入された硬化性充填剤により、縦管の底版と前記コンクリート構造物との一体性も高めることが可能となる。

上述した各解決手段に係る縦管底部の接続構造を実現するための縦管底部の接続方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、上流管路からの流水を螺旋案内路により螺旋状に流下させる縦管と、この縦管底部からの流水を合流させる下流管路とを前記縦管より小口径の接続管により接続する縦管底部の接続方法を前提とする。この縦管底部の接続方法として、前記縦管の底部を支持するコンクリート構造部に、前記接続管の外径より大きい内径を有する略円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔に接続させて、前記下流管路の周面に第２の接続口を開設し、前記接続管を、前記貫通孔に挿通して下端部を前記第２の接続口に接続させ、前記縦管の底部に、第１の接続口を有する円盤状の底版を配設し、この底版の第１の接続口の周囲に、硬化性充填剤を注入するための複数の注入孔を穿設し、前記注入孔から硬化性充填剤を注入して、前記接続管と前記貫通孔との間隙を硬化性充填剤で充填し、硬化性充填剤を注入後の注入孔と前記底版とを共通の仕上げ材で仕上げる構成としている。

このような縦管底部の接続方法により、縦管の底部から下流管路に接続管を接続するに際し、コンクリート構造部に設けた貫通孔を拡径する等の調整作業が一切不要となり、接続管と、前記第１の接続口及び第２の接続口との双方への接続作業を、極めて容易に行うことができる。その結果、施工作業の労力を軽減することができるとともに、施工に要する時間の短縮化を図ることができる。

本発明では、コンクリート構造部に、内径が接続管の外径より大きい略円筒状の貫通孔を備えさせ、下流管路の周面の第２の接続口に対して、接続管を容易に接続可能な構成としている。このため、施工現場において、コンクリート構造部に対する付加的な拡径作業や前記第２の接続口の開口位置の修正など、接続管設置のための各種の調整作業が不要となり、作業効率を高めることができる。また、前記接続管と前記貫通孔との間隙を、底版に設けた注入孔を介して硬化性充填剤により充填する構成としたので、底版の被覆強度を低下させることなく縦管と下流管路との一体性を高め、耐震強度も向上させることができる。

本発明の実施形態に係る縦管の全体構成を一部断面により示した説明図である。 本発明の実施形態に係る縦管底部の接続構造を示す拡大断面図である。 図２における縦管底部の接続構造の詳細及びその接続方法を説明する部分拡大断面図である。 図３の次工程に係る部分拡大断面図である。 図４の次工程に係る部分拡大断面図である。 図２の縦管底部を示す上面図である。

以下、本発明の実施形態に係る縦管底部の接続構造及び縦管底部の接続方法について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、下水道用縦管（以下、単に縦管という。）の全体構成の概略を一部断面により示した説明図であり、図２は、前記縦管底部の施工途中における拡大断面図である。なお、図１においては、下流管路１３の周面の側部上方に接続管６が接続された形態を示しており、説明の便宜上、縦管１及び流入桝１２を断面により図示している。

縦管１は、高落差接合となる下水道用管として直管状の縦管本体２を備える。縦管１は、上部に接続する上流管路１１から流入した下水を流下させて、幹線下水道等の下流管路１３へ排出する構成とされている。縦管本体２の材質としては、塩化ビニル樹脂、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、メタクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、又は、これらの樹脂を、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の繊維によって強化した繊維強化プラスチックが挙げられる。例示の形態に係る縦管本体２は内径寸法が２８００mmのものである。ただし、これ以外の寸法のものに対しても本発明は適用可能である。

縦管１は、下水の流入枡１２を上端部に備えている。流入枡１２には、複数の上流管路１１が接続されている。流入枡１２に接続する縦管本体２内には、螺旋状に成形された板状体を備える螺旋案内路３が設けられている。螺旋案内路３の螺旋ピッチは、縦管本体２の長さや、流下させる下水の計画流量及び必要速度等に応じて、適宜選択される。

螺旋案内路３の中心部には、内部が中空とされた中心筒４が設けられている。この中心筒４は、例えば縦管本体２の内径の約１／３の管径を有する小口径の円筒管を用いて形成され、縦管本体２と同心状に配設されている。図１に示すように、中心筒４の上端は、上流管路１１の管頂よりも上方位置まで延出され、流入枡１２内に開放されている。螺旋案内路３の中心筒４は、流下する下水に含まれる空気を排出する作用をなし、空気連行量を低減させる。

例示の形態では、縦管本体２は、複数の短管に分割されて形成されている。縦管本体２の各縦管部材２１は、受け口２２を介して互いに接続されている。図２に示すように、縦管本体２の下端部においては、縦管部材２１の上端開口部の外周に、円筒状の短管からなる受け口２２が一体状に設けられている。受け口２２には、リング状の止水部材２３が、全周に亘って取り付けられている。止水部材２３は、例えばゴム製であって、縦管部材２１に図示しない他の縦管部材２１が接続された際に、他の縦管部材２１の外周面と受け口２２との間に挟持されて、接続部分の止水性能を発揮する。

縦管１の底部は、少なくとも下面側がコンクリート構造部１４により支持されている。このコンクリート構造部１４は、例えば図１に示すように、縦管１を設置するための作業用の縦孔１５が流入枡１２の下方から下流管路１３にかけて設けられ、この縦孔１５にコンクリートが打設されて形成されている。コンクリート構造部１４の下部には、縦管１からの下水が合流する下流管路１３が配管されている。

図２に示すように、縦管１と、下流管路１３とは、接続管６を用いて接続されている。接続管６は、縦管本体２より小口径の直管状に形成されている。例示の形態では、接続管６には、外径が１４４４ｍｍ（内径１４００ｍｍ）の鋼管が用いられ、表面に繊維強化プラスチック材が積層されている。

縦管本体２の下端部には、流水の流出口を構成する第１の接続口５１を有する円盤状の底版５が配設されている。底版５は、例えば厚さ１０ｍｍ程度の一般構造用圧延鋼材からなり、表面に繊維強化プラスチック材が積層されて形成されている。底版５は、外径が縦管本体２の底部の内径よりも小さく形成されている。また、第１の接続口５１は、口径が１４４４ｍｍとされ、接続管６の外径に対応する大きさで、底版５の中心に設けられている。かかる底版５は、コンクリート構造部１４の上面に敷設される。これにより、縦管本体２の底面が形成され、流下する下水に対する強度及び耐食性を確保している。

コンクリート構造部１４には、略円筒状の貫通孔１４１が形成されている。貫通孔１４１は、いわゆる「箱抜き」と呼ばれる、コンクリート構造部１４に穿設される孔部に相当するものであり、上端部に前記第１の接続口５１が接続可能であり、下端部には後述する下流管路１３の第２の接続口１３１が接続可能となる位置に設けられる。貫通孔１４１は、接続管６の外径より大きい内径を有して形成されている。

例示の形態では、貫通孔１４１は、接続管６の外径１４４４ｍｍに対し、約４０ｍｍの余裕寸法を加えた１４８４ｍｍの内径により形成されている。つまり、貫通孔１４１は、接続管６の両外側に約２０ｍｍずつの隙間を形成しうるように形成されている。

下流管路１３には、周面に第２の接続口１３１が設けられている。第２の接続口１３１は、下流管路１３の上部側方に形成され、中心が管頂部よりも下方にずれて配設されている。これにより、縦管１を経た螺旋状の下水を、下流管路１３の管頂部よりも低い位置で、かつ、下流管路１３の中心軸から側方へずれた位置より合流させるように構成されている。

接続管６は、コンクリート構造部１４の貫通孔１４１を介して、底版５の第１の接続口５１と下流管路１３の第２の接続口１３１との間に配設されている。接続管６は、下端部に、エポキシ樹脂、若しくはポリエステル樹脂等を含むシール剤、又はモルタル等の硬化性充填剤が塗布されて、第２の接続口１３１との間の止水処理がなされている。

なお、接続管６は、下端部の外周面に、あらかじめ、第２の接続口１３１との間を止水する環状のシールゴムが装着された構成であってもよい。これにより、接続管６を貫通孔１４１に落とし込み、下流管路１３の第２の接続口１３１に嵌入させることで、シールゴムが隙間を封止し、接続と同時に止水処理を行うことができる。

一方、接続管６の上端部は、底版５の第１の接続口５１に接続される。図３〜図５は、図２における底版５の第１の接続口５１と接続管６との接続部分を、その接続作業の工程ごとに示した部分拡大断面図である。図６は、図２の縦管１の底部を示す上面図である。

図３では、接続管６は、コンクリート構造部１４の貫通孔１４１に挿通され、上端部が底版５の第１の接続口５１に臨むように配設された状態を示している。底版５には、第１の接続口５１の近傍に、硬化性充填剤を注入するための注入孔５２が設けられている。また、図６に示すように、注入孔５２は、第１の接続口５１の外周に沿って複数箇所に均等間隔で設けられている。例示の形態では、注入孔５２は第１の接続口５１の周囲８箇所に設けられている。

具体的に、注入孔５２は、接続管６の外周面と貫通孔１４１の内周面との間隙寸法より大きい孔径により形成されている（図３等参照）。この場合、接続管６の外径が１４４４ｍｍであり、貫通孔１４１の内径が１４８４ｍｍであることより、設計上の間隙寸法は２０ｍｍとなる。これに対し、注入孔５２は、孔径が３０ｍｍで形成されている。このため、注入孔５２は、接続管６の外周面と貫通孔１４１の内周面との間隙の上部、及びコンクリート構造部１４の上面の双方に跨るように開口されている。注入孔５２は、このように、接続管６と貫通孔１４１の間隙寸法より１０ｍｍ程度大きい孔径により形成されることが好ましい。

図４に示すように、接続管６と貫通孔１４１との間隙は、注入孔５２から硬化性充填剤７が注入されて充填される。注入孔５２が前記のような孔径により形成されていることから、硬化性充填剤の硬化によって貫通孔１４１と接続管６とを一体化させるだけでなく、接続管６と底版５、及び底版５とコンクリート構造部１４をともに一体化させることができる。硬化性充填剤７には、常温で硬化する無収縮モルタルが好適であり、接続管６と貫通孔１４１との間隙に注入されて隙間無く埋めるものとなる。

硬化性充填剤７は、その充填面が注入孔５２の内側に納まるように充填される。その後、図５に示すように、注入孔５２に仕上げ材８が装填される。この仕上げ材８を底版５の仕上げ材と共通のものとすることにより、縦管１の底面を均一に形成することができる。すなわち、この場合、注入孔５２内の硬化性充填剤７の上に繊維強化プラスチック材を積層し、表面を均すことによって、注入孔５２が埋設される。底版５は、凹凸のない均一な表面仕上げとされ、耐久性及び耐食性を確保することができる。

以上のような構成により、接続管６は、縦管本体２の底版５と、下流管路１３の第２の接続口１３１とに一体的に接続されている。このため、下水を縦管１内から接続管６を通して円滑に排出することができ、漏水等を生じるおそれもない。また、接続管６は、コンクリート構造部１４に対して隙間無く固定されているので、振動に対する強度が高められ、耐震性も向上する。

次に、上記のような縦管１の底部と下流管路１３とを接続管６により接続する施工方法について説明する。先ず、下流管路１３において、周面に第２の接続口１３１を開設する。第２の接続口１３１は、下流管路１３の内面側から開設する。第２の接続口１３１の内径は、接続管６の外径寸法に対応させる。

一方、縦管本体２の底部を支持するコンクリート構造部１４に、下流管路１３へ接続するための貫通孔１４１を形成する。貫通孔１４１は、接続管６の外径より大きい内径にて略円筒状に形成する。前記のとおり、縦管本体２は、複数の縦管部材２１を積み上げて形成する構成であることが好ましい。図２に示すように、かかる底部の接続作業に際しては、コンクリート構造部１４の上面に、最下部の縦管部材２１だけを配設した状態とする。そして、底部における接続作業の完了後に、上層の他の縦管部材２１を順次接続し、縦管本体２を構築する。

次に、接続管６を、コンクリート構造部１４の貫通孔１４１に挿通する。これにより、接続管６の下端部と下流管路１３の第２の接続口１３１とを接続する。このとき、接続管６の下端部を、第２の接続口１３１に到達させるように貫通孔１４１に落とし込む。貫通孔１４１の軸心と第２の接続口１３１の中心とが厳密に合致して形成されていなくとも、前記のとおり、余裕寸法をもって貫通孔１４１が形成されているので、この貫通孔１４１の内部で接続管６の位置を調整することができる。すなわち、接続管６を、貫通孔１４１と同心状に配設する必要はなく、貫通孔１４１を介して第２の接続口１３１に接続されればよい。貫通孔１４１の内径は接続管６の外径より大きいことから、貫通孔１４１の拡径作業等の付加的な作業を行わずとも、第２の接続口１３１に対して接続管６の下端部を容易に接続することができる。

次に、下流管路１３の内部から、接続管６と第２の接続口１３１との止水処理を行う。接続管６の下端部外周面にシールゴム等を装着した構成とすることにより、かかる止水処理を不要としてもよい。

次に、縦管本体２の底部に、底版５を配設する。底版５は、外径が縦管本体２の底部内径よりも小さく形成されている。また、底版５は、流水の流出口を形成するための第１の接続口５１を備えて円盤状に形成されている。第１の接続口５１は、接続管６の外径に対応する内径寸法により形成されている。この第１の接続口５１の周囲には、複数の注入孔５２が穿設されている。注入孔５２は、接続管６と貫通孔１４１の間隙寸法より１０ｍｍ程度大きい孔径で形成されている。このような底版５の第１の接続口５１を、接続管６の上端部に嵌合しつつ、コンクリート構造部１４の上面に底版５を配設する（図３参照）。

次に、底版５の注入孔５２から硬化性充填剤７を注入する。図４に示すように、接続管６と貫通孔１４１との間隙を、隙間無く硬化性充填剤７で充填する。前記のとおり、注入孔５２は接続管６と貫通孔１４１の間隙寸法より大きい孔径を有することから、接続管６が貫通孔１４１の軸心に対して偏心して配設されていても、接続管６と貫通孔１４１との間隙に硬化性充填剤７を容易に充填することができる。硬化性充填剤７は、その充填面を注入孔５２の内側で納めるように注入されることが好ましい。

次に、注入孔５２に対して、接続管６及び底版５の表面仕上げと同じ仕上げ処理を行う。すなわち、硬化性充填剤７を注入後の注入孔５２の凹部に、繊維強化プラスチック材（仕上げ材８）を積層し、底版５の表面を均一に仕上げる。これにより、底版５の注入孔５２を底版５の表面と共通の仕上げ材により埋設することができる。よって、縦管本体２の底部を底版５で被覆保護し、凹凸の無い均一な底面を形成することができる。

硬化性充填剤７が硬化することにより、貫通孔１４１と接続管６とが完全に一体化する。また、接続管６と底版５、及び底版５とコンクリート構造部１４も、ともに一体化する。これにより、縦管本体２の底部が接続管６を介して下流管路１３に一体的に接続され、耐震強度の高い接続構造とすることができる。

かかる接続作業の完了後、図２に示す縦管部材２１の上部に順に他の縦管部材２１を接続し、縦管本体２を構築する。縦管本体２の外周部には無収縮モルタル等の充填剤が埋設され、縦管１の施工が完了する。

以上説明したように、本形態では、縦管１の底部から下流管路１３に接続管６を接続するに際し、コンクリート構造部１４に設けた貫通孔１４１を拡径する等の付加的な調整作業が不要であり、接続管６と、縦管本体２の第１の接続口５１及び下流管路１３の第２の接続口１３１との接続作業を極めて容易に行うことができる。その結果、施工作業の労力を軽減することができるとともに、施工に要する時間の短縮化を図ることができる。

なお、上述の実施形態では、縦管１には螺旋案内路３を備えた構成について説明したが、縦管１の構成はこれに限定されるものではなく、どのような形態の縦管１に対しても適用可能である。また、接続管６と下流管路１３との接続位置も、上記形態に限定されるものではなく、どのような箇所から接続される構成であってもよい。また、コンクリート構造部１４は、縦管１の底部の下面側だけでなく側面もともに支持する構造であってもよい。いずれの場合にも、上述の接続構造および接続方法とすることにより、効率よく施工作業を進めることが可能となり、かつ耐震性の向上を図ることができる。

本発明は、自然流下式の垂直下水管路等に好適に利用可能である。

１ 縦管
２ 縦管本体
２１ 縦管部材
２２ 受け口
２３ 止水部材
３ 螺旋案内路
４ 中心筒
５ 底版
５１ 第１の接続口
５２ 注入孔
６ 接続管
７ 硬化性充填剤
８ 仕上げ材
１１ 上流管路
１２ 流入枡
１３ 下流管路
１３１ 第２の接続口
１４ コンクリート構造部
１４１ 貫通孔
１５ 縦孔

Claims (3)

1. 上流管路からの流水を螺旋案内路により螺旋状に流下させる縦管と、この縦管からの流水を合流させる下流管路とを、前記縦管より小口径の接続管により接続する縦管底部の接続構造であって、
   前記縦管の底部は、少なくとも下面側がコンクリート構造部により支持されており、このコンクリート構造部には、内径が前記接続管の外径より大きい略円筒状の貫通孔が設けられ、
   第１の接続口を有する円盤状の底版が前記縦管内部のコンクリート構造部の上面に備えられ、前記底版は、前記第１の接続口の周囲に、硬化性充填剤を注入するための複数の注入孔を備え、
   前記下流管路の周面には、前記貫通孔の下端部に接続可能な第２の接続口が開設され、
   前記接続管は、前記貫通孔を介して前記第１の接続口と前記第２の接続口との間に配設され、
   前記注入孔から硬化性充填剤が注入されて、前記接続管と前記貫通孔との間隙が硬化性充填剤で充填され、硬化性充填剤を注入後の注入孔と前記底版とが共通の仕上げ材で仕上げられていることを特徴とする縦管底部の接続構造。
2. 請求項１に記載の縦管底部の接続構造において、
   前記注入孔は、前記接続管の外周面と前記貫通孔の内周面との間隙寸法より大きい孔径により形成されたことを特徴とする縦管底部の接続構造。
3. 上流管路からの流水を螺旋案内路により螺旋状に流下させる縦管と、この縦管底部からの流水を合流させる下流管路とを前記縦管より小口径の接続管により接続する縦管底部の接続方法であって、
   前記縦管の底部を支持するコンクリート構造部に、前記接続管の外径より大きい内径を有する略円筒状の貫通孔を形成し、
   この貫通孔に接続させて、前記下流管路の周面に第２の接続口を開設し、
   前記接続管を、前記貫通孔に挿通して下端部を前記第２の接続口に接続させ、
   前記縦管内部の底部に、第１の接続口を有する円盤状の底版を配設し、この底版の第１の接続口の周囲に、硬化性充填剤を注入するための複数の注入孔を穿設し、
   前記注入孔から硬化性充填剤を注入して、前記接続管と前記貫通孔との間隙を硬化性充填剤で充填し、硬化性充填剤を注入後の注入孔と前記底版とを共通の仕上げ材で仕上げることを特徴とする縦管底部の接続方法。

Images