JP6574723B2 - マンホール更生方法および更生マンホールの接合部構造 - Google Patents

Description

本発明は、マンホール更生方法および該方法により得られる更生マンホールの接合部構造に関する。

劣化したマンホールの更生方法として、マンホール内面にプライマーを塗布し、熱硬化樹脂を含浸させたマンホールライニング材をマンホールに挿入した後、そのマンホールライニング材を空気圧により膨らませ、熱硬化させて、マンホール内面を更生する方法が知られている。このほか、マンホールの更生方法としては、マンホールの内周に内張りブロックを配置し、内張りブロックとマンホール内面との間をモルタル充填する方法も提案されている（例えば特許文献１参照。）。

また、マンホールの構成部材としてプレキャストコンクリート製の円筒リング状部材を用いて、これを積み上げ、接合部に連続気泡性スポンジを介在させる組立てマンホールの施工方法も提案されている（例えば特許文献２、３参照。）。

特開２０１２−３６６５５号公報 特開２００１−３３６１６７号公報 特開２００２−５４１６５号公報

近年では、劣化したマンホールを更生することに加えて、更生後のマンホールにおいて受ける可能性のある地震の影響を、最小限にとどめられるような対策を講じることが強く求められている。特に、地中深さが５ｍ以上に及ぶような、比較的深さを有するマンホールにあっては、地震によって管壁が破断したり折損したりするおそれがあった。マンホールを含めた下水道施設は、他のライフラインとは異なり、地震時に同等の機能を代替する手段がないことから、被災した場合にも機能性が保たれるよう、被害の最小限化を図ることが要求されている。

特許文献１の更生方法では、更生後のマンホールの自重を増すことで地震時の浮上を防止するものとされている。しかし、内張りブロック同士の接続部や管壁における破断、破損等については考慮されていない。特許文献２、３等に開示された円筒リング状部材は、接合部に厚みを有するプレキャストコンクリート製部材であるので、凹溝や凸状を設けて弾性体を介在させることが可能とされる。プレキャストコンクリート製部材よりも、耐久性を有して軽量である合成樹脂製部材はマンホール更生により好適である。しかし、合成樹脂製部材であると、プレキャストコンクリート製部材よりも肉厚が薄いので、接合部にこのような方法を適用することができない。

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、マンホール更生部材を用いてマンホールを更生するとともに、地震による振動や変位を吸収する能力を備えて破損の発生を抑制することのできるマンホール更生方法および更生マンホールの接合部構造に関する。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、複数のマンホール更生部材を軸方向に積み上げて既設マンホール内に新たな内壁面を形成するマンホール更生方法であって、積み上げられる上下のマンホール更生部材のうち少なくとも下側に設置されるマンホール更生部材は、外面に受け部が周方向に沿って突設され、上端面に弾性体からなるスペーサ部材が配設されてなる。マンホール更生方法としては、下側に設置されるべきマンホール更生部材を既設マンホールに吊りおろして設置する工程と、内径が前記マンホール更生部材の外径よりも大きい円筒状のカラー部材を、前記マンホール更生部材の受け部の上に設置する工程と、前記カラー部材の内周側に、上側に設置されるべきマンホール更生部材を吊りおろして前記スペーサ部材の上に設置する工程と、上下に連続する複数のマンホール更生部材の外面および前記カラー部材の外面と、既設マンホール内面との間にグラウト材を充填し硬化させる工程とを具備する。そして、上下に連続するマンホール更生部材間には粘弾性を有するシール部材を装填する構成としている。

この特定事項により、合成樹脂製部材のマンホール更生部材を用いて、既設マンホール内に新規の更生マンホール内面を効率よく形成することができる。マンホール更生部材は耐食性および耐薬品性に優れるとともに比較的軽量であるので、作業性よく簡便に施工することができる。マンホール更生部材間にはシール部材を装填するので、上下のマンホール更生部材が受ける地震力による変形を許容し、更生後のマンホールの破損を最小限に抑えた構造を備えさせることが可能となる。

前記マンホール更生方法において、前記マンホール更生部材の上端面には、前記シール部材を、周方向に連続的に、かつ前記カラー部材の内周面に沿って配設し、上下のマンホール更生部材の相互間に密着させて配置することが好ましい。

また、前記シール部材は、前記スペーサ部材よりも剛性が低くかつ粘弾性を有する弾性部材、または独立気泡性構造を有する弾性部材であることが好ましい。

このような構成であることにより、更生したマンホールの内外面における止水性を安定的に保ち、漏水、浸水等を防ぐことが可能となる。

また、前記マンホール更生方法により得られた更生マンホールの接合部構造も本発明の技術的思想の範疇である。すなわち、既設マンホール内に複数のマンホール更生部材が軸方向に積み上げられて接合されてなる更生マンホールの接合部構造であって、上下に配設された円筒状のマンホール更生部材の間に、粘弾性を有する弾性シール層が介装され、前記弾性シール層の外周側に、上側のマンホール更生部材の下端部と、下側のマンホール更生部材の上端部とにまたがって円筒状のカラー部材が配設され、前記弾性シール層は、マンホール更生部材の外周寄りに、前記カラー部材の内周面に沿って配設されたシール部材と、前記マンホール更生部材の内周寄りに配設されて上下のマンホール更生部材同士の間隔を確保するスペーサ部材とを備え、これらのシール部材およびスペーサ部材は上下のマンホール更生部材の各端面に圧着されており、複数のマンホール更生部材の外面およびカラー部材の外面と、既設マンホール内面との間にグラウト材が充填されてなることを特徴としている。

この特定事項により、更生マンホールの接合部は、十分な止水性が確保されるだけでなく、地震等による振動や変位を吸収する能力を備えたものとすることができる。このため、地震等による更生マンホールの被害を最小限に抑えて、マンホール機能を保持させることが可能となる。

本発明では、更生マンホールの接合部に、地震等による振動や変位を吸収する機能を備えさせている。このため、マンホールの更生とともに地震への対策を同時に実施することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るマンホール更生方法を適用するマンホールの例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るマンホール更生方法の一工程を示す説明図である。 実施の形態に係るマンホール更生方法に用いるマンホール更生部材を示す側面図である。 前記マンホール更生部材の上端部を示す部分断面図である。 実施の形態に係るマンホール更生方法の一工程を示す部分断面図である。 図５の次工程を示す部分断面図である。 図６の次工程を示す部分断面図である。 施工完了後の接合部を示す部分断面図である。 地震による接合部の変形例を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るマンホール更生方法について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図８は本発明の実施形態に係るマンホール更生方法を説明したものである。なお、以下の説明において、マンホール１とは、本実施形態に係るマンホール更生方法が施工される前の劣化等を生じている既設マンホールをいい、更生マンホール１０とは、本実施形態に係るマンホール更生方法により補修され更生された後のマンホールをいうものとする。

図１に示すように、マンホール１は、円筒状の内面を有する直壁部１１と、直壁部１１の内径よりも小さい内径を有する路面に接する開口部１２と、直壁部１１の上部に設けられ開口部１２に接続する斜壁部１３とを備えている。直壁部１１の内面にはステップ１５が設けられている。

（準備工程）
マンホール１の更生に際して、まず、マンホール１内の点検作業や施工機材の搬入作業等を行う。その後、マンホール１の斜壁部１３を直壁部１１から切り離し、撤去する。これにより、マンホール１を地上に開口する略円筒状の竪穴とする。

次いで、マンホール１内における前処理を行う。具体的には、劣化しているマンホール１内部の汚れや腐食部分を除去する。除去作業には、高圧洗浄装置やケレン工具を用いる。また、マンホール１の底部に設けられているインバート部１４の周辺腐食部、および後述するマンホール更生部材２の設置箇所のはつり処理を行う（はつり処理）。その後、マンホール１内部に設けられているステップ１５を除去する。

（設置工程）
図２に示すように、準備工程を終えたマンホール１に対して、マンホール更生部材２を吊りおろしてマンホール１内に新たな内壁面を形成していく（設置工程）。

この設置工程では、マンホール１における直壁部１１の軸方向長さ（埋設深さ）に合わせて、複数のマンホール更生部材２をマンホール１内に軸方向に積み上げて設置する。例えば、図３に示すように、２つのマンホール更生部材２を上下に積み重ねて設置し、これらのマンホール更生部材２の間をカラー部材５で接続する。

（マンホール更生部材）
マンホール更生部材２は直管円筒状の合成樹脂製部材であり、軽量で高強度、耐食性に富む繊維強化樹脂管とされている。このようなマンホール更生部材２としては、例えば、ガラス繊維、不飽和ポリエステル樹脂、および硅砂からなる多層構造の繊維強化樹脂管が好ましい。カラー部材５は、マンホール更生部材２の外径よりも大きい内径を有し、マンホール更生部材２よりも短尺の円筒形状に形成されている。カラー部材５は、マンホール更生部材２と同様の強化繊維樹脂製であるほか、ステンレス板等の金属製であってもよい。

積み上げる複数のマンホール更生部材２のうち、少なくとも下側に設置されるべきマンホール更生部材２は、外面にフランジ状の受け部３が、周方向に沿って突設されている。上下に２つのマンホール更生部材２を積み上げて更生する場合、マンホール１の底部に設置されることとなる下側のマンホール更生部材２の外面に受け部３が設けられている。図４に拡大して示すように、受け部３は、マンホール更生部材２の外面の上端寄りに一体に接合されている。受け部３は、合成ゴム製または繊維強化樹脂製の断面矩形状の部材であることが好ましい。受け部３の厚みは、カラー部材５の厚みよりも厚い。

また、このマンホール更生部材２の上端面には、マンホール更生部材２よりも剛性が低い弾性体からなるスペーサ部材４１が配設されている。スペーサ部材４１は、例えば合成ゴム性の断面矩形状の環状部材であり、マンホール更生部材２の上端面の内周寄りに接着されている。スペーサ部材４１の厚みは、直径が８００ｍｍ、厚さが１６ｍｍ程度のマンホール更生部材２の場合に、５〜１０ｍｍとされることが好ましい。

スペーサ部材４１は、長尺の四角柱状に形成されており、第一の側面を下側のマンホール更生部材２の上端面に密着させて配設されている。第一の面に対向する第二の面は、後に吊りおろす、上側に設置されるべきマンホール更生部材２の下端面に密着させることによって、マンホール更生部材２同士の間隔を所定寸法に保持するとともに両者間を水密的に閉止する。

図１に示したように、マンホール１には、接続する埋設横引管の接続口１６が底部に開口している。下側に設置されるべきマンホール更生部材２には、この接続口１６に対応させて、下部に切欠部２１を対向させて形成する。切欠部２１はマンホール更生部材２をマンホール１へ吊りおろす前に予め設けておく。

そして、図２に示すように、マンホール１の内壁にその外面を添わせるようにして、最も下側に設置されるべきマンホール更生部材２をマンホール１内へ吊りおろす。この際、地上に三脚や滑車等を設置し、このマンホール更生部材２の上端部内面に複数の吊り具２２を取り付けてマンホール更生部材２を吊り下げ支持し、下方へ移動させていく。これにより、最も下側に設置されるべきマンホール更生部材２をマンホール１の底部に設置する。

次いで、このマンホール更生部材２の外面にカラー部材５を設置する。カラー部材５もマンホール更生部材２と同様に、マンホール１の内壁にその外面を添わせるようにしてマンホール１内へ吊りおろす。図５に示すように、カラー部材５の下端部を、マンホール更生部材２の外面に設けた受け部３に到達させる。カラー部材５は受け部３に支持されて、マンホール更生部材２の外面に配設される。カラー部材５の上端、具体的には凡そ半分が下側のマンホール更生部材２の上端より突出している。

次いで、下側のマンホール更生部材２の上端面に、弾性を有し断面略Ｔ字形状の環状体であるシール部材４２を、周方向に連続的に、かつカラー部材５の内周面に沿って配設する。シール部材４２は、上下のマンホール更生部材２の間、およびマンホール更生部材２とカラー部材５との間に止水性をもたせる役割をなす。シール部材４２には、スペーサ部材４１よりも剛性が低くかつ粘弾性を有する弾性部材、または独立気泡性構造を有する弾性部材を用いることが好ましい。シール部材４２の内周先端と、スペーサ４１の外周面との間には隙間がある。

例えば、シール部材４２として、エポキシ系、シリコーン系、変成シリコーン系、ポリウレタン系、ポリサルファイド系、アクリルウレタン系、アクリル系、ブチルゴム系等の各種の粘弾性シーリング材を用いることができ、不定形のシールが可能であり好ましい。かかるシール部材４２の場合、マンホール更生部材２の上端面に、カラー部材５の内周面に沿うようにしてシール部材４２を塗布する。

また、独立気泡性構造を有するシール部材４２としては、合成樹脂や天然ゴム、合成ゴムなどの任意の独立気泡スポンジまたは独立気泡ゴムを用いることができ、マンホール更生部材２間によくなじむ弾力のある発泡体であることが好ましい。発泡体材料としては、ポリウレタン、ポリエチレン、天然ゴム、各種合成ゴムなどを挙げることができる。

スペーサ部材４１の弾性率は、５〜１０Ｎ／ｍｍ²程度であることが好ましい。また、シール部材４２の弾性率は、０．１〜０．５Ｎ／ｍｍ²程度であることが好ましい。

次いで、図６に示すように、上側に設置されるべきマンホール更生部材２を吊りおろす。下側のマンホール更生部材２の吊りおろしと同様、マンホール１の内壁にその外面を添わせるようにして、上側のマンホール更生部材２をマンホール１内へ吊りおろす。図３に示すように、上側のマンホール更生部材２の上端部内面に設けられた複数の取り付け孔２２１を利用して吊り具２２を取り付け、このマンホール更生部材２を吊り下げ支持し、下方へ移動させていく。これにより、上側に設置されるべきマンホール更生部材２を下側のマンホール更生部材２の上に設置する。

図７に示すように、上側に設置されるべきマンホール更生部材２は、下端部がカラー部材５の内周側へ挿入される。また、下側のマンホール更生部材２の上端面のスペーサ部材４１およびシール部材４２の上に、上側のマンホール更生部材２の下端部が設置される。シール部材４２は上下のマンホール更生部材２の間で弾性的に変形し、相互間に密着する。スペーサ部材４１およびシール部材４２は弾性シール層４を構成する。

次いで、下側のマンホール更生部材２とマンホール１底部との接続部を固定し止水処理をする。これらの部位には、耐酸性を有するモルタル等をコテ塗りして仕上げる。また、上下のマンホール更生部材２間を、マンホール更生部材２の内面からモルタルまたはシーリング材等で間詰めし、止水処理を仕上げる。

（裏込め工程）
次いで、図８に示すように、上下に連続する２つのマンホール更生部材２の外面およびカラー部材５の外面と、マンホール１内面との間に、グラウト材６を注入する。この場合、マンホール１の上端部から、マンホール１の内面とマンホール更生部材２との間に、耐酸性を有するモルタル等のグラウト材６を注入し、隙間なく充填していく（裏込め工程）。上側のマンホール更生部材２の外面とカラー部材５の内面との間、および下側のマンホール更生部材２の外面とカラー部材５の内面との間にも、グラウト材６が隙間なく充填される。グラウト材６が硬化することによって、複数のマンホール更生部材２とカラー部材５とをマンホール１の内面に固着させる。

（仕上げ工程）
その後、インバート部１４を再形成して底部を仕上げる。上側のマンホール更生部材２の上に、図示しない新規の斜壁部を設置することで、マンホール１の更生作業が完了し、更生マンホール１０が形成される。これにより、老朽化し、内面に亀裂が生じたり腐食したりしているマンホール１を更生することができる。

（更生マンホールの接合部構造）
上述のマンホール更生方法によって得られた更生マンホール１０は、図８に示すように、上下に配設されたマンホール更生部材２の間に、弾性シール層４が介装された構造となる。この弾性シール層４は、マンホール更生部材２よりも剛性が低くかつ粘弾性的性質を有し、上下のマンホール更生部材２を接合している。

弾性シール層４は、マンホール更生部材２の外周寄りに、カラー部材５の内周面に沿って配設されたシール部材４２と、マンホール更生部材２の内周寄りに配設されたスペーサ部材４１とを備えている。シール部材４２およびスペーサ部材４１は上下のマンホール更生部材２の各端面に圧着されている。

シール部材４２は、マンホール更生部材２の上端面の外周寄りに、周方向に連続的に配設されている。スペーサ部材４１は、マンホール更生部材２の厚みよりも小さい幅寸法を有しており、マンホール更生部材２の上端面の内周寄りに、周方向に配設されている。スペーサ部材４１は、上下のマンホール更生部材２の間隔を所定の寸法に保ち、シール部材４２の厚みを確保する。シール部材４２は、マンホール更生部材２同士の水密性と、マンホール更生部材２内外の水密性とを確保する。

弾性シール層４の外周側には、上側のマンホール更生部材２の下端部と、下側のマンホール更生部材２の上端部とにまたがって、短尺円筒状のカラー部材５が配設されて、上下のマンホール更生部材２の外面を覆っている。

更生マンホール１０は、このように接続された上下のマンホール更生部材２の外面およびカラー部材５の外面と、マンホール１の内面との間に、グラウト材６が充填されて一体化されている。更生マンホール１０は、マンホール更生部材２による新規の平滑な内面が形成されて、強度、耐久性、耐食性、および耐薬品性のいずれもが高められている。

更生マンホール１０の接合部における弾性シール層４は、平常時には、更生マンホール１０の内外面の止水性を保ち、漏水、浸水等を防ぐ。一方、地震等が発生した場合には、更生マンホール１０の管壁は水平方向のせん断力を受けることとなる。マンホール更生部材２は変形したり接合部が離間したりする可能性がある。このような場合に、弾性シール層４のシール部材４２は、破断せずに伸びるなどして当該箇所の変形に追従し、外部からの水の浸入を防ぐ。

例えば、図９に示すように、更生マンホール１０が地震振動によって地盤に対して変形しようとすると、上下のマンホール更生部材２の間の弾性シール層４においてその変形を許容する。弾性シール層４のシール部材４２は弾性変形するので、上下のマンホール更生部材２の相対変位を許容するとともに、変位に追従して変形し、振動のエネルギーを吸収する。これにより、上下のマンホール更生部材２間に隙間が生じても、接合部におけるシール部材４２の破断が防がれ、止水性が維持されるとともにマンホールとしての機能が担保される。

以上説明したとおり、本発明に係るマンホール更生方法および更生マンホールの接合部構造を採用することによって、老朽化したマンホール１を極めて簡便に自立更生することが可能になるとともに、地震等による振動や変位を吸収する能力を備えさせて破損の発生を最小限に抑え、マンホール機能を保持することが可能な構造を備えさせることができる。従来の耐震性・免震性を備えないマンホールにあっても、本発明を適用することで、更生と同時に将来の地震への対策を講じることが可能となる。

なお、本発明は叙上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々設計変更が可能である。例えば、マンホール更生部材２は、上下に２つ積み重ねられる形態に限定されず、更生対象のマンホールの地中深さに応じて、３つ以上のマンホール更生部材２を用いることができる。このとき、必ずしも全ての上下マンホール更生部材２間に上述した接合部構造を適用せずともよく、設計上必要な箇所へこの接合部構造を適用すればよい。

本発明は、既設マンホールの更生に好適に利用可能である。

１ マンホール
１１ 直壁部
１２ 開口部
１３ 斜壁部
１４ インバート部
１５ ステップ
１６ 接続口
２ マンホール更生部材
２１ 切欠部
２２ 吊り具
３ 受け部
４ 弾性シール層
４１ スペーサ部材
４２ シール部材
５ カラー部材
６ グラウト材
１０ 更生マンホール

Claims (5)

1. 複数のマンホール更生部材を軸方向に積み上げて既設マンホール内に新たな内壁面を形成するマンホール更生方法であって、
   積み上げられる上下のマンホール更生部材のうち少なくとも下側に設置されるマンホール更生部材は、外面に受け部が周方向に沿って突設され、上端面に弾性体からなるスペーサ部材が配設されてなり、
   下側に設置されるべきマンホール更生部材を既設マンホールに吊りおろして設置する工程と、
   内径が前記マンホール更生部材の外径よりも大きい円筒状のカラー部材を、前記マンホール更生部材の受け部の上に設置する工程と、
   前記カラー部材の内周側に、上側に設置されるべきマンホール更生部材を吊りおろして前記スペーサ部材の上に設置する工程と、
   上下に連続する複数のマンホール更生部材の外面および前記カラー部材の外面と、既設マンホール内面との間にグラウト材を充填し硬化させる工程とを含み、
   上下に連続するマンホール更生部材間には粘弾性を有するシール部材を装填することを特徴とするマンホール更生方法。
2. 請求項１に記載のマンホール更生方法において、
   前記マンホール更生部材の上端面に、前記シール部材を、周方向に連続的に、かつ前記カラー部材の内周面に沿って配設し、上下のマンホール更生部材の相互間に密着させて配置することを特徴とするマンホール更生方法。
3. 請求項１または２に記載のマンホール更生方法において、
   前記シール部材は、前記スペーサ部材よりも剛性が低くかつ粘弾性を有する弾性部材、または独立気泡性構造を有する弾性部材であることを特徴とするマンホール更生方法。
4. 既設マンホール内に複数のマンホール更生部材が軸方向に積み上げられて接合されてなる更生マンホールの接合部構造であって、
   上下に配設された円筒状のマンホール更生部材の間に、粘弾性を有する弾性シール層が介装され、
   前記弾性シール層の外周側に、上側のマンホール更生部材の下端部と、下側のマンホール更生部材の上端部とにまたがって円筒状のカラー部材が配設され、
   前記弾性シール層は、マンホール更生部材の外周寄りに、前記カラー部材の内周面に沿って配設されたシール部材と、前記マンホール更生部材の内周寄りに配設されて上下のマンホール更生部材同士の間隔を確保するスペーサ部材とを備え、これらのシール部材およびスペーサ部材は上下のマンホール更生部材の各端面に圧着されており、
   複数のマンホール更生部材の外面およびカラー部材の外面と、既設マンホール内面との間にグラウト材が充填されてなることを特徴とする更生マンホールの接合部構造。
5. 請求項４に記載の更生マンホールの接合部構造において、
   前記スペーサ部材は、マンホール更生部材の厚みよりも小さい幅寸法を有し、マンホール更生部材の上端面の内周寄りに周方向に配設され、
   前記シール部材は、該マンホール更生部材の上端面の外周寄りに周方向に配設されてなることを特徴とする更生マンホールの接合部構造。

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