JP6625477B2 - マンホール更生工法及びマンホール更生構造 - Google Patents

Description

本発明は、長年の使用により老朽化したり、劣化したりした既設マンホールの機能を回復させるためのマンホール更生工法及びこれによって更生されたマンホール更生構造に関する。

施工後、長年に亘る使用により老朽化したり、通過車両などから受ける荷重や振動などによって劣化したりしたマンホールを更生する工法については、従来、様々な技術が提案されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１に記載された「マンホールの更生工法」などがある。

特許文献１に記載された「マンホールの更生工法」は、既設のマンホールのインバート部を掘削して取り除いた後、このマンホール内に、底部が密閉された更生材を挿入し、加熱拡径してライニングし、この更生材の底部に新たなインバート部を再形成する、というものである。

特開２００４−３２４０６０号公報

特許文献１に記載された「マンホールの更生工法」によって再構築されたマンホールの場合、マンホールの上方部分を形成するマンホール蓋、蓋支持リング及び斜壁ブロックなどの自重及び当該マンホール上を通過する車両などからの荷重や振動は既設マンホール及びその内部で熱拡径ライニングされた更生材に加わることとなる。

しかしながら、加熱拡径することにより既設マンホールの内周面にライニングされた更生材は厚みが薄く、剛性も極めて小さいので、マンホール上を通過する車両などからの荷重や振動の殆ど全てが既設マンホールに加わっている。このため、更生後のマンホールの耐久性は不足しており、延命効果が得られていないのが実状である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、作業性が良好で、工期が短く、耐久性に優れたマンホールを再構築することができるマンホール更生工法及びマンホール更生構造を提供することにある。

本発明のマンホール更生工法は、
斜壁以上の部分及びインバートが撤去された前記既設マンホールの内部に、前記既設マンホールの内径より小さな外径を有する補強用筒状体を起立姿勢で挿入する工程と、
前記既設マンホールの内周面と、前記補強用筒状体の外周面と、の隙間に裏込め材を注入する工程と、
前記補強用筒状体の底部に新規インバートを打設する工程と、
前記既設マンホールの上縁部近傍の前記既設マンホールの周囲の地盤上に、前記既設マンホールの周囲を包囲する支持基礎を形成する工程と、
前記支持基礎上に斜壁ブロックを載置する工程と、を備え、
前記補強用筒状体が、
外周面の少なくとも一部に砂若しくは砂利が分散状に固着された合成樹脂筒状体、
または、外周面の少なくとも一部を腹巻状に包囲する金属製筒状体を有する合成樹脂筒状体であることを特徴とする。

ここで、前記マンホール更生工法においては、前記支持基礎と地盤との間に、アラミド繊維製の補強部材を敷設する工程を設けることもできる。

また、前記マンホール更生工法においては、前記支持基礎と地盤との間に、Ｆｅ石灰を含む地盤改良材を打設する工程を設けることもできる。

一方、前記マンホール更生工法においては、前記インバートの撤去から前記新規インバートの打設までの間に、前記既設マンホールの底部近傍に開設された流入管開口部と流出管開口部とを連通するバイパス経路を設けることもできる。

次に、本発明のマンホール更生構造は、
前記既設マンホールの内部に起立姿勢で挿入された、前記既設マンホールの内径より小さな外径を有する補強用筒状体と、
前記既設マンホールの内周面と、前記補強用筒状体の外周面と、の隙間に介在する裏込め材と、
前記補強用筒状体の底部に打設された新規インバートと、
前記既設マンホールの上縁部近傍の前記既設マンホールの周囲の地盤上に、前記既設マンホールの周囲を包囲する状態で配置された支持基礎と、
前記支持基礎上に載置された斜壁ブロックと、を備え、
前記補強用筒状体が、
外周面の少なくとも一部に砂若しくは砂利が分散状に固着された合成樹脂筒状体、
または、外周面の少なくとも一部を腹巻状に包囲する金属製筒状体を有する合成樹脂筒状体であることを特徴とする。

また、前記マンホール更生構造においては、前記支持基礎と前記地盤との間に、アラミド繊維製の補強部材を配置することもできる。

さらに、前記マンホール更生構造においては、前記支持基礎と地盤との間に、Ｆｅ石灰を含む地盤改良材を配置することもできる。

本発明により、作業性が良好で、工期が短く、耐久性に優れたマンホールを再構築することができるマンホール更生工法及びマンホール更生構造を提供することができる。

本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法によって更生されたマンホール更生構造を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 図１０中に示すパッカの正面図である。 本発明のその他の実施形態であるマンホール更生構造を示す垂直断面図である。 本発明のその他の実施形態であるマンホール更生構造を示す垂直断面図である。 図１３中の矢線Ｘで示す領域の拡大図である。 本発明のその他の実施形態であるマンホール更生工法を既設マンホールに対して実施している途中の状態を示す垂直断面図である。 図１５に示すマンホール更生工法によって更生されたマンホール更生構造を示す垂直断面図である。

図１〜図１１に基づいて、本発明の実施形態であるマンホール更生工法及びマンホール更生構造について説明する。なお、図１〜図９は本実施形態のマンホール更生工法の施工の順序に沿って並んでいる。

図１に示すように、既設マンホール１００は、地盤Ｇ中に形成された栗石・砕石基礎ＳＢ上に配置された既設底版１０１と、既設底版１０１上に配置された管取付壁１０２と、管取付壁１０２上に複数の直壁部材１０３，１０４を順次、直列状に接続して形成された直壁１０５と、直壁部材１０４上に接続された斜壁１０６と、斜壁１０６上に取り付けられた調整リング１０７と、調整リング１０７上に調整モルタル１０８を介して設置された受枠１０９と、受枠１０９内に嵌入された鉄蓋１１０と、を備えている。既設底版１０１上にはインバート１１１が配置されている。

図１に示すように、既設マンホール１００の鉄蓋１１０の受枠１０９の周縁部から所定距離（例えば、４０ｃｍ〜１００ｃｍ程度）だけ離れた位置の地表面（舗装面）ＧＳから地盤Ｇ中に向かって、土留め用の鋼矢板ＳＰを圧入し、受枠１０９の周りを複数の鋼矢板ＳＰで囲繞された、受枠１０９の周りの舗装層及び土砂などを掘削して既設マンホール１００の斜壁１０６以上の部分（斜壁１０６、調整リング１０７、調整モルタル１０８及び受枠１０９）を露出させる。

次に、図２に示すように、既設マンホール１００の斜壁１０６以上の部分（斜壁１０６、調整リング１０７、調整モルタル１０８及び受枠１０９）を撤去する。これにより、直壁１０５の最上部に位置する直壁部材１０４が露出した状態となる。

次に、図３に示すように、既設マンホール１００の直壁１０５を形成する直壁部材１０４，１０３の内周面１０４ｆ，１０３ｆ及び管取付壁１０２の内周面１０２ｆ（図２参照）を所定厚さだけ切削する。この場合、切削する厚さは限定しないので、施工現場の状況に応じて決めることができるが、例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度が望ましい。

これにより、図３に示すように、直壁部材１０３，１０４の内側及び管取付壁１０２の内側には、元の内周面１０４ｆ，１０３ｆ，１０２ｆより面粗度の粗い内周面１０４ｇ，１０３ｇ，１０２ｇが形成される。また、既設マンホール１００の内部の既設底版１０１上に配置されているインバート１１１（図２参照）を撤去し、既設底版１０１の上面１０１ａを露出させる。

次に、図４に示すように、既設マンホール１００の内部に、既設マンホール１００の内径より小さな外径を有する補強用筒状体２００を起立姿勢で挿入し、その下端部２００ａを既設底版１０１の上面１０１ａに当接させた状態とする。補強用筒状体２００は、横断面が円形状の合成樹脂筒状体２０１と、その外周面全体に分散状に固着された多数の砂２０２とを備えている。この場合、補強用筒状体２００の合成樹脂筒状体２０１に開設された倒立Ｕ字状の削孔部２１２の内部に既設管Ｐが嵌まり込むように位置合わせし、補強用筒状体２００を既設底版１０１上に配置する。なお、図４などにおいては、砂２０２の存在を明確化するため、砂２０２の粒径を実際の粒径より大きく表示している。

次に、図５に示すように、既設マンホール１００の内周面１０２ｇ，１０３ｇ，１０４ｇと、補強用筒状体２００の外周面２００ｂと、の隙間に裏込め材Ｒを注入する。裏込め材Ｒは、セメント系モルタルあるいは樹脂系モルタルなどが好適であるが、これらに限定するものではない。なお、既設マンホール１００の上縁部１０４ａの高さと補強用筒状体２００の上縁部２００ｃの高さ及び裏込め材Ｒの上面部Ｒ１は同一高さであることが望ましい。

また、裏込め材Ｒが隙間内に空隙なく充填されたら、図５に示すように、既設底版１０１の上面１０１ａに新設インバート２１１を形成する。新設インバート２１１の上面には、既設管Ｐと連通する状態で、垂直断面がＵ字状の流路２１１ａが形成されている。

次に、図６に示すように、既設マンホール１００の上縁部１０４ａ近傍の既設マンホール１００の周囲の地盤Ｇ上に、既設マンホール１００の周囲を包囲する環状の支持基礎１０を形成する。また、既設マンホール１００の上縁部１０４ａ、補強用筒状体２００の上縁部２００ｃ及び裏込め材Ｒの上面部Ｒ１に水膨張性ゴム１２を仮固定する。

次に、図７に示すように、支持基礎１０上に環状のコンクリート支持体２０を載置した後、このコンクリート支持体２０上に、底版ブロック２１を載置する。底版ブロック２１には、補強用筒状体２００の内径と同内径の開口部２１ａが開設されている。底版ブロック２１の開口部２１ａの内周面には、合成樹脂製の内面被覆材２１ｂが貼着されている。コンクリート支持体２０の上面と、底版ブロック２１の下面との間には、水膨張性ゴムによる止水シールＷＰが設けられている。

次に、図８に示すように、底版ブロック２１の上面に、コンクリート製の斜壁ブロック２２を取り付け、この斜壁ブロック２２の開口部２２ａに、蓋支持リング２３，２３及びマンホール蓋２４を取り付ける。斜壁ブロック２２の内周面及び蓋支持リング２３，２３の内周面には、それぞれ合成樹脂製の内面被覆材２２ｂ，２３ｂ，２３ｂが貼着されている。

この後、周囲の鋼矢板ＳＰを撤去し、コンクリート支持体２０、底版ブロック２１、斜壁ブロック２２などの周りを埋戻し、マンホール蓋２４の上面と同一面をなすように舗装を施せば、マンホール更生工事が終了し、図９に示すような、マンホール更生構造３００が完成する。

マンホール更生構造３００においては、横断面が円形状の合成樹脂筒状体２０１と、その外周面全体に分散状に固着された多数の砂２０２とを備えた補強用筒状体２００を使用している。このため、補強用筒状体２００の外周面２００ｂと裏込め材Ｒとの密着性が極めて良好であり、補強用筒状体２００と既設マンホール１００とを強固に接続することができる。なお、補強用筒状体２００は、合成樹脂筒状体２０１の外周面に接着剤を塗布した後、砂２０２を均一に分散した状態で貼着（接着）することによって形成しているが、これに限定する物ではない。また、砂２０２よりも粒径の大きな砂利を使用することもできる。

また、本実施形態のマンホール更生工法は、既設マンホールの下半部分を残した状態で工事を行うので、作業性が良好であり、工期も短い。また、裏込め材Ｒによって一体化された補強用筒状体２００と既設マンホール１００とは剛性が高く、車両の荷重や振動による劣化が少ないので、耐久性に優れたマンホールを再構築することができる

次に、図１０は、前述したマンホール更生工法において、既設のインバート１１１（図２参照）を撤去して、新設インバート２１１（図５参照）を打設するまでの間に、前記既設マンホール１００の底部近傍に開設された既設の流入管ＩＰの開口部と流出管ＯＰの開口部とを連通するバイパス経路３０を設けた状態を示している。

図１０に示すように、バイパス経路３０は、流入管ＩＰの開口部及び流出管ＯＰの開口部にそれぞれ着脱可能に挿着されたドラム形状のパッカ３１と、パッカ３１の端面に開設された開口部３１ａに接続されたホース３２と、を備えている。

図１１に示すように、パッカ３１の両端にはそれぞれ複数の開口部３１ａが設けられているので、施工現場の状況に応じて適切な位置にある開口部３１ａを選択してホース３２を接続することができる。

図１０に示すように、バイパス経路３０を設ければ、流入管ＩＰの開口部から流出管ＯＰの開口部に向かって汚水を迂回させて流すことが可能となり、作業環境をドライに保つことができるため、作業効率が向上する。また、供用中の汚水を止めることなく、施工が可能となるため、工期の短縮化にも有効である。

次に、図１２〜図１６に基づいて、本発明のその他の実施形態であるマンホール更生構造４００，５００，６００について説明する。なお、マンホール更生構造４００，５００，６００において、前述したマンホール更生構造３００と共通する部分については、図１〜図９中に示す記号と同符号を付して説明を省略する。

図１２に示す、マンホール更生構造４００においては、支持基礎１０の下面側と地盤Ｇとの間に、ドーナツ円板状のアラミド繊維製の補強部材４０が敷設されている。支持基礎１０は砕石基礎となっており、通常はマンホールを埋め戻す際に良質土に入れ替えてあることが殆どであり、砕石基礎である支持基礎１０によって輪荷重を十分に支持することができる。しかしながら、軟質な土質が見込まれる現場の場合、支持基礎１０の下面側にアラミド繊維製の補強部材４０を敷設すれば、土圧の均一な載荷を実現することができ、コンクリート支持体２０などの沈下を防止することができる。

図１２に示すマンホール更生構造４００においても、コンクリート支持体２０の上面と、床版ブロック２１の下面との間には、水膨張性ゴムによる止水シールＷＰが設けられている。また、底版ブロック２１の内周面、斜壁ブロック２２の内周面及び蓋支持リング２３，２３の内周面には、それぞれ合成樹脂製の内面被覆材２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２３ｂが貼着されている。なお、以下に示す実施形態においても、図１３〜図１６に示すように、所定個所に、それぞれ合成樹脂製の内面被覆材２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２３ｂが貼着され、止水シールＷＰが設けられている。

次に、図１３，図１４に示すマンホール更生構造５００においては、既設マンホール１００の内部に補強用筒状体５０が起立姿勢で挿入されている。補強用筒状体５０は、合成樹脂筒状体５１と、合成樹脂筒状体５１の外周面の上方部分を腹巻状に包囲する金属製筒状体５２と、を備えている。合成樹脂筒状体５１の外周面と金属製筒状体５２の内周面とは接着剤によって固着されている。金属製筒状体５２はステンレス鋼製であるが、これに限定するものではない。

図１４に示すように、支持基礎１０に加わる荷重により、支持基礎１０の下方の地盤Ｇには矢線で示すような土圧が発生するが、特に矢線Ｔで示すような土圧は、既設マンホール１００及びその内部の補強用筒状体５０に圧力を加えることとなる。そこで、本実施形態のマンホール更生構造５００においては、合成樹脂筒状体５１の外周面を金属製筒状体５２で包囲した補強用筒状体５０を既設マンホール１００の内部に挿入し、裏込め材Ｒで両者を一体化することにより、土圧に対抗可能な強度を確保している。

なお、合成樹脂筒状体５１の外周面において、金属製筒状体５２を配置する部分は、特に限定するものではないが、支持基礎１０で包囲された領域及びその少し鉛直下方の領域を含む部分が好適である。

次に、図１５，図１６に示すマンホール更生構造６００について説明する。通常のマンホールは、躯体とマンホール蓋の内径差を解消するために斜壁ブロック２２（図８参照）が使用されている。しかしながら、何らかの条件により、斜壁２２を使用しない状況が考えられるが、そのような場合に適しているのが、図１５，図１６に示すマンホール更生構造６００である。

図１５，図１６に示すマンホール更生構造６００においては、斜壁が存在しないので、ブロック体６０が、より舗装面（地表面）ＧＳに近い状態となり、その分だけ、既設マンホール１００の直壁部分とブロック体６０との間のスペースが増大する。既設マンホール１００内に挿入される補強用筒状体６１の上縁部６１ａはブロック体６０近くまで到達するが、斜壁が存在しない分だけ、補強用筒状体６１の周囲に既設マンホール１００の直壁部分が存在しない状態となる。

そこで、マンホール更生構造６００においては、補強用筒状体６１の周囲の既設マンホール１００の直壁部分が存在しない部分（既設マンホール１００の上縁部１００ａから上方に突出する補強用筒状体６１の周囲の部分）を、改良土であるＦｅ石灰６２で埋め戻すことにより強固な地盤を形成し、上部からの載荷重を負担させ、且つ、既設マンホール１００の直壁の連続性がなくなる部分を補完している。

なお、図１〜図１６に基づいて説明したマンホール更生工法及びマンホール更生構造３００，４０，５００，６００は、本発明のマンホール更生工法及びマンホール更生構造を例示するものであり、本発明のマンホール更生工法及びマンホール更生構造は、前述したマンホール更生工法及びマンホール更生構造３００，４００，５００，６００に限定されるものではない。

本発明に係るマンホール更生工法及びマンホール更生構造は、長年の使用などにより老朽化したり、劣化したりした既設マンホールの機能を更生する技術として、土木建設業などの産業分野において広く利用することができる。

１０ 支持基礎
１２ 水膨張性ゴム
２０ コンクリート支持体
２１ 底版ブロック
２１ａ，２２ａ，３１ａ 開口部
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ 内面被覆材
２２ 斜壁ブロック
２３ 蓋支持リング
２４ マンホール蓋
３０ バイパス経路
３１ パッカ
３２ ホース
４０ 補強部材
５０，６１ 補強用筒状体
５１，２０１ 合成樹脂筒状体
５２ 金属製筒状体
６０ ブロック体
６１ａ，２００ｃ 上縁部
６２ Ｆｅ石灰
１００ 既設マンホール
１０１ 既設底版
１０１ａ，２０１ａ，２０７ａ 上面
１０２，２０２ 管取付壁
１０２ａ，２０２ａ 壁体部
１０２ｆ，１０２ｇ，１０３ｆ，１０３ｇ，１０４ｆ，１０４ｇ 内周面
１０３，１０４，２０３，２０４ 直壁部材
１０４ａ，１００ａ 上縁部
１０５ 直壁
１０６ 斜壁
１０７ 調整リング
１０８ 調整モルタル
１０９ 受枠
１１０ 鉄蓋
１１１，２１１ インバート
１１１ａ，２１１ａ 流路
１１２，２１２ 削孔部
２００ 補強用筒状体
２００ａ 下端部
２００ｂ 外周面
２０２ 砂
３００，４００，５００，６００ マンホール更生構造
Ｇ 地盤
ＧＳ 地表面（舗装面）
ＩＰ 流入管
ＯＰ 流出管
Ｐ 既設管
Ｒ 裏込め材
Ｒ１ 上面部
ＳＢ 栗石・砕石基礎
ＳＰ 鋼矢板
ＷＰ 止水シール

Claims (5)

1. 斜壁以上の部分及びインバートが撤去された既設マンホールの内部に、前記既設マンホールの内径より小さな外径を有する補強用筒状体を起立姿勢で挿入する工程と、
   前記既設マンホールの内周面と、前記補強用筒状体の外周面と、の隙間に裏込め材を注入する工程と、
   前記補強用筒状体の底部に新規インバートを打設する工程と、
   前記既設マンホールの上縁部近傍の前記既設マンホールの周囲の地盤上に、前記既設マンホールの周囲を包囲する支持基礎を形成する工程と、
   前記支持基礎上に斜壁ブロックを載置する工程と、を備えたマンホール更生工法であって、
   前記補強用筒状体が、
   外周面の少なくとも一部に砂若しくは砂利が分散状に固着された合成樹脂筒状体、
   または、外周面の少なくとも一部を腹巻状に包囲する金属製筒状体を有する合成樹脂筒状体であり、
   前記支持基礎と地盤との間に、アラミド繊維製の補強部材を敷設する工程を備えたマンホール更生工法。
2. 斜壁以上の部分及びインバートが撤去された既設マンホールの内部に、前記既設マンホールの内径より小さな外径を有する補強用筒状体を起立姿勢で挿入する工程と、
   前記既設マンホールの内周面と、前記補強用筒状体の外周面と、の隙間に裏込め材を注入する工程と、
   前記補強用筒状体の底部に新規インバートを打設する工程と、
   前記既設マンホールの上縁部近傍の前記既設マンホールの周囲の地盤上に、前記既設マンホールの周囲を包囲する支持基礎を形成する工程と、
   前記支持基礎上に斜壁ブロックを載置する工程と、を備えたマンホール更生工法であって、
   前記補強用筒状体が、
   外周面の少なくとも一部に砂若しくは砂利が分散状に固着された合成樹脂筒状体、
   または、外周面の少なくとも一部を腹巻状に包囲する金属製筒状体を有する合成樹脂筒状体であり、
   前記支持基礎と地盤との間に、Ｆｅ石灰を含む地盤改良材を打設する工程を備えたマンホール更生工法。
3. 前記インバートの撤去から前記新規インバートの打設までの間に、前記既設マンホールの底部近傍に開設された流入管開口部と流出管開口部とを連通するバイパス経路を備えた請求項１または２記載のマンホール更生工法。
4. 既設マンホールの内部に起立姿勢で挿入された、前記既設マンホールの内径より小さな外径を有する補強用筒状体と、
   前記既設マンホールの内周面と、前記補強用筒状体の外周面と、の隙間に介在する裏込め材と、
   前記補強用筒状体の底部に打設された新規インバートと、
   前記既設マンホールの上縁部近傍の前記既設マンホールの周囲の地盤上に、前記既設マンホールの周囲を包囲する状態で配置された支持基礎と、
   前記支持基礎上に載置された斜壁ブロックと、を備えたマンホール更生構造であって、
   前記補強用筒状体が、
   外周面の少なくとも一部に砂若しくは砂利が分散状に固着された合成樹脂筒状体、
   または、外周面の少なくとも一部を腹巻状に包囲する金属製筒状体を有する合成樹脂筒状体であり、
   前記支持基礎と地盤との間に、アラミド繊維製の補強部材が配置されたマンホール更生構造。
5. 既設マンホールの内部に起立姿勢で挿入された、前記既設マンホールの内径より小さな外径を有する補強用筒状体と、
   前記既設マンホールの内周面と、前記補強用筒状体の外周面と、の隙間に介在する裏込め材と、
   前記補強用筒状体の底部に打設された新規インバートと、
   前記既設マンホールの上縁部近傍の前記既設マンホールの周囲の地盤上に、前記既設マンホールの周囲を包囲する状態で配置された支持基礎と、
   前記支持基礎上に載置された斜壁ブロックと、を備えたマンホール更生構造であって、
   前記補強用筒状体が、
   外周面の少なくとも一部に砂若しくは砂利が分散状に固着された合成樹脂筒状体、
   または、外周面の少なくとも一部を腹巻状に包囲する金属製筒状体を有する合成樹脂筒状体であり、
   前記支持基礎と地盤との間に、Ｆｅ石灰を含む地盤改良材が配置されたマンホール更生構造。

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