JP7227611B2 - 耐圧防水鉄蓋の設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐圧防水鉄蓋の設置方法に関する。

耐圧防水鉄蓋は地下構造物用蓋の一種であり、例えば下水道のマンホールにおいて、大口径管の合流点に設置されるマンホールや、集中豪雨時に管内の圧力が高まり地下構造物用蓋に大きな圧力が加わるマンホール等、高い耐圧防水性が必要な地下構造物の上側開口部に設置される。このように耐圧防水鉄蓋には高い耐圧防水性が必要であることから、蓋本体と受枠とをボルトで固定して内圧０．２ＭＰａ程度の耐圧防水性を確保するようにしている。

ところで、地下構造物用蓋を道路に設置する場合、その受枠の上面が路面と一致するように、高さ調整具を介して地下構造物の上面に対して空間を隔てて受枠を設置し、その受枠の下面と地下構造物の上面との間の空間にモルタルを充填する設置方法が、道路勾配が急な場所であっても容易に設置することが可能であることから一般的に行われている（例えば特許文献１、２参照）。

しかし、このような設置方法で耐圧防水鉄蓋を設置した場合、地下構造物内に、耐圧防水鉄蓋が耐えることの可能な０．２ＭＰａ程度の非常に高い内圧が作用すると、異材質である受枠とモルタルとの接触面が剥離して隙間が生じ、その隙間から漏水（溢水）するという問題があった。
また、耐圧防水鉄蓋では上述のとおり蓋本体と受枠とをボルトで固定することから、閉蓋のボルト締めの際のトルクにより受枠に捩れ（変形）が発生し、その結果、受枠とモルタルとの接触面が剥離して上述の隙間が生じやすくなるという問題もあった。
そのため、０．２ＭＰａ程度の高い耐圧防水性が必要である耐圧防水鉄蓋を設置する場合は、上述の高さ調整具やモルタルを使用せずに、別途、地下構造物と同材質であるコンクリート製またはレジンコンクリート製の高さ調整リングを複数個積み重ね、地下構造物と高さ調整リングとを、さらに、高さ調整リング同士を、接着剤やシーリング材を塗布して強固に固定しながら受枠の高さを調整した上で、異材質である受枠と高さ調整リングとの接触面が剥離しないように、接触面の全面に接着剤やシーリング材を塗布して強固に固定を行わなければならない状況であった。

しかしながら、高さ調整リングを使用する受枠の高さ調整は、高さ調整具およびモルタルを使用する場合に比べ、受枠の高さを調整する作業に手間がかかるという問題があった。

特開平４－１７６９１６号公報 特開平５－１４２６号公報

本発明が解決しようとする課題は、道路勾配にあわせて受枠を設置する際に高さを調整する作業が容易で、かつ高い耐圧防水性を確保することのできる耐圧防水鉄蓋の設置方法を提供することにある。

本発明の一態様は、地下構造物用の蓋本体と受枠とをボルトで固定する耐圧防水鉄蓋の設置方法である。この設置方法は、高さ調整具を介して地下構造物の上面に対して空間を隔てて受枠を設置する工程と、前記空間を内周側および外周側から覆うように型枠を設置する工程と、前記空間にモルタルを充填する工程と、を含み、前記型枠を設置する工程は、前記充填する工程の後に前記受枠の下面の内周縁全周に沿って空隙部が形成されるように、空隙部形成用型枠を設置する工程を含み、前記充填する工程の後に、前記空隙部に弾性シーリング材を充填する工程をさらに含む。

このように、モルタルを充填する工程の後に、受枠の下面の内周縁全周に沿って形成した空隙部に弾性シーリング材を充填することで、剥離や隙間が生じやすい受枠の下面の内周縁部とモルタルとの界面部分に弾性シーリング材が存在することになるので、地下構造物内に高い内圧が作用しても、この弾性シーリング材の弾性的な作用と、受枠の下面とモルタルの双方に対する接着性により剥離や隙間が生じにくくなり、高い耐圧防水性を確保することができる。また、空隙部は地下構造物内から目視可能な位置に形成されるのでモルタルを充填する工程の後に容易に弾性シーリング材を充填することができる。さらに、受枠は地下構造物の上面上に高さ調整具を介して設置することから、道路勾配にあわせて受枠を設置する際に高さを調整する作業が容易である。

この設置方法において型枠は、前記空間を内周側から覆う内型枠と、前記空間を外周側から覆う外型枠とを含むことができ、この場合、内型枠は、空隙部形成用型枠と一体に形成することができる。一方で、内型枠と空隙部形成用型枠とは別体とすることもできる。

この設置方法において弾性シーリング材はシリコーン系弾性シーリング材であることが好ましい。シリコーン系弾性シーリング材は、金属（受枠）、モルタルの双方に対して接着性に優れ、さらに硫酸や塩酸等の耐薬品性を有しており、下水道環境下における耐久性にも優れているからである。

本発明によれば、道路勾配にあわせて受枠を設置する際に高さを調整する作業が容易で、かつ高い耐圧防水性を確保することのできる耐圧防水鉄蓋の設置方法を提供できる。

耐圧防水鉄蓋の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図。 本発明の一実施形態である耐圧防水鉄蓋の設置方法を示す要部の断面図。

図１に、耐圧防水鉄蓋の一例を示している。
この耐圧防水鉄蓋１０は、例えば下水道のマンホールにおいて、高い耐圧防水性が必要な地下構造物の上側開口部に設置されるもので、丸型の蓋本体１１と受枠１２とを３本のボルト１３で固定している。具体的には３本のボルト１３を、受枠１２側に設けている３個のナット１４にそれぞれ締め込むことで蓋本体１１と受枠１２とを固定し、内圧０．２ＭＰａ程度の耐圧防水性を確保するようにしている。
一方、受枠１２のフランジ部１２ａには、後述する高さ調整具を装着するための長円状の貫通孔１２ｂが、その周方向に等間隔で６箇所に設けられている。

次に、本発明の一実施形態である耐圧防水鉄蓋の設置方法について、図２を参照しつつ説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、受枠１２の上面が路面と一致するように、高さ調整具２０を介してマンホール等の地下構造物３０の上面に対して空間４０を隔てて受枠１２を設置する。なお、地下構造物の上面とは、地下構造物の本体（躯体）の上面のほかに、地下構造物の本体（躯体）の上面に設置される高さ調整リング等の上面も含むものである。
この実施形態で使用している高さ調整具２０は、地下構造物３０の上面から立ち上がり、受枠１２のフランジ部１２ａに設けた貫通孔１２ｂを貫通するアンカーボルト２１と、アンカーボルト２１に沿って螺合しながら上下動可能であり、受枠１２のフランジ部１２ａの下面に当接して受枠１２の高さを調整するための高さ調整部材２２と、アンカーボルト２１に螺合し、受枠１２のフランジ部１２ａの上面に当接して受枠１２を固定するための固定用ナット２３とを備える。ただし本発明では、この高さ調整具２０以外の公知の高さ調整具を使用することもできる。

次に、図２（ｂ）に示すように、空間４０を内周側および外周側から覆うように型枠を設置する。
この実施形態において型枠は、空間４０を内周側から覆う内型枠５１と、空間４０を外周側から覆う外型枠５２と、後述するように、受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁全周に沿って空隙部８０（図２（ｄ）参照）を形成するための空隙部形成用型枠５３とを含み、内型枠５１と空隙部形成用型枠５３とは別体に形成されている。したがって、この実施形態では、内型枠５１と空隙部形成用型枠５３とは別々に設置する。例えば、空隙部形成用型枠５３を受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁全周に沿って設置した後、内型枠５１を、空間４０を内周側から覆うように設置する。
一方、内型枠５１と空隙部形成用型枠５３とは一体に形成しておくこともできる。この場合、内型枠５１を、空間４０を内周側から覆うように設置することで、空隙部形成用型枠５３も所定の位置（受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁全周）に設置される。
なお、図２（ｂ）では、地下構造物３０の上面にモルタル７０との水密性を高めるためにシーリング材６０を塗布しているが、このシーリング材６０は塗布しなくてもよい。

型枠（内型枠５１、外型枠５２および空隙部形成用型枠５３）を設置した後、これら型枠で覆われた空間４０に、図２（ｃ）に示すようにモルタル７０を充填する。この空間４０へのモルタル７０の充填は、高さ調整具２０を装着していない貫通孔１２ｂより行うことができる。また、モルタル７０としては、従前より受枠の高さ調整用に使用されている無収縮モルタル等を使用することができる。

モルタル７０が固化した後、型枠（内型枠５１、外型枠５２および空隙部形成用型枠５３）を撤去する。そうすると、図２（ｄ）に示すように、空隙部形成用型枠５３を撤去した後に、受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁全周に沿って空隙部８０が形成される。

次に、この空隙部８０に、図２（ｅ）に示すように弾性シーリング材９０を充填する。弾性シーリング材９０としては、シリコーン系弾性シーリング材、変成シリコーン系弾性シーリング材、ウレタン系弾性シーリング材、アクリル系弾性シーリング材、ポリサルファイド系弾性シーリング材等を使用することができるが、安価で入手もし易く、金属（受枠）、モルタルの双方に対して接着性に優れ、さらに硫酸や塩酸等の耐薬品性を有しており、下水道環境下における耐久性にも優れている点から、シリコーン系弾性シーリング材を使用することが好ましい。なお、空隙部８０への充填および仕上げ作業のしやすさ、受枠１２のフランジ部１２ａの下面およびモルタル７０への接着性から、液ダレしない粘性（ＪＩＳ Ａ ５７５８に基づくスランプ試験（５０℃）において０ｍｍ）を有する弾性シーリング材９０を使用することが好ましい。

このようにこの実施形態では、モルタル７０を充填する工程の後に、受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁全周に沿って形成した空隙部８０に弾性シーリング材９０を充填する。これにより、剥離や隙間が生じやすい受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁部とモルタル７０との界面部分に弾性シーリング材９０が存在することになるので、地下構造物内に高い内圧が作用しても、この弾性シーリング材９０の弾性的な作用と、受枠１２のフランジ部１２ａの下面とモルタル７０の双方に対する接着性により剥離や隙間が生じにくくなり、高い耐圧防水性を確保することができる。また、空隙部８０は地下構造物内から目視可能な位置に形成されるのでモルタル７０を充填する工程の後に容易に弾性シーリング材９０を充填することができる。さらに、受枠１２は地下構造物３０の上面上に高さ調整具２０を介して設置することから、道路勾配にあわせて受枠１２を設置する際に高さを調整する作業が容易である。

なお、この実施形態では丸型の耐圧防水鉄蓋を設置しているが、角型の耐圧防水鉄蓋も同様の設置方法により設置できる。

また、この実施形態において空隙部形成用型枠５３の断面形状は、高さ８ｍｍ×幅（奥行）１０ｍｍの矩形であるが、空隙部形成用型枠５３の断面形状は矩形には限定されず、例えば楕円形等であってもよい。ただし、空隙部形成用型枠５３の設置のしやすさや、空隙部形成用型枠５３を撤去した後の空隙部８０への弾性シーリング材９０の充填のしやすさ等を考慮すると、空隙部形成用型枠５３の断面形状は実質的に矩形であることが好ましい。

また、空隙部形成用型枠５３の断面形状の寸法は、大きすぎると耐圧防水鉄蓋１０の上を通過する車両の荷重を支える力が低下し、モルタル７０の亀裂や破壊につながる恐れがあり、一方で、小さすぎると受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁部とモルタル７０との界面部分に剥離や隙間が生じてしまう。したがって、空隙部形成用型枠５３を撤去した後の空隙部８０に充填する弾性シーリング材９０による弾性的な作用と受枠１２のフランジ部１２ａの下面とモルタル７０の双方に対する接着性とをバランスよく発揮する点から、高さ、幅（奥行）共に５～１５ｍｍ程度であることが好ましい。

図２に示した設置方法により設置した耐圧防水鉄蓋（本発明例）と、図２に示した設置方法において空隙部形成用型枠５３を使用せずに設置した耐圧防水鉄蓋、すなわち、受枠１２のフランジ部１２ａの下面の内周縁部とモルタル７０との界面部分に弾性シーリング材９０が存在せず、空隙部８０にもモルタル７０が充填された耐圧防水鉄蓋（比較例）について、耐圧防水性を評価する試験を実施した。この試験では、内圧試験機を使用し、耐圧防水鉄蓋の内側から水圧を掛け、水漏れの有無を確認した。

試験の結果、本発明例の耐圧防水鉄蓋では、０．２ＭＰａの水圧を掛けても水漏れは発生しなかった。
一方、比較例の耐圧防水鉄蓋では、０．１ＭＰａに満たない水圧で水漏れが発生した。

１０ 耐圧防水鉄蓋
１１ 蓋本体
１２ 受枠
１２ａ フランジ部
１２ｂ 貫通孔
１３ ボルト
１４ ナット
２０ 高さ調整具
２１ アンカーボルト
２２ 高さ調整部材
２３ 固定用ナット
３０ 地下構造物
４０ 空間
５１ 内型枠
５２ 外型枠
５３ 空隙部形成用型枠
６０ シーリング材
７０ モルタル
８０ 空隙部
９０ 弾性シーリング材

Claims (3)

1. 地下構造物用の蓋本体と受枠とをボルトで固定する耐圧防水鉄蓋の設置方法であって、
   高さ調整具を介して前記地下構造物の上面に対して空間を隔てて前記受枠を設置する工程と、
   前記空間を内周側および外周側から覆うように型枠を設置する工程と、
   前記空間にモルタルを充填する工程と、を含み、
   前記型枠を設置する工程は、前記充填する工程の後に前記受枠の下面の内周縁全周に沿って空隙部が形成されるように、空隙部形成用型枠を設置する工程を含み、
   前記充填する工程の後に、前記空隙部に弾性シーリング材を充填する工程をさらに含む、耐圧防水鉄蓋の設置方法。
2. 前記型枠は、前記空間を内周側から覆う内型枠と、前記空間を外周側から覆う外型枠とを含み、
   前記内型枠は、前記空隙部形成用型枠と一体に形成されている、請求項１に記載の耐圧防水鉄蓋の設置方法。
3. 前記弾性シーリング材がシリコーン系弾性シーリング材である、請求項１または２に記載の耐圧防水鉄蓋の設置方法。

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