特許 5703157 下水流の切り替え部材と切り替え方法、およびマンホールの再構築方法。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5703157

(24)【登録日】2015年2月27日

(45)【発行日】2015年4月15日

(54)【発明の名称】下水流の切り替え部材と切り替え方法、およびマンホールの再構築方法。

(51)【国際特許分類】

   E03F 5/02 20060101AFI20150326BHJP

   E02D 29/12 20060101ALI20150326BHJP

   E03F 7/00 20060101ALI20150326BHJP

【ＦＩ】

   E03F5/02

   E02D29/12 Z

   E03F7/00

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-160768(P2011-160768)

(22)【出願日】2011年7月22日

(65)【公開番号】特開2013-23939(P2013-23939A)

(43)【公開日】2013年2月4日

【審査請求日】2013年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(72)【発明者】

【氏名】西田 泰夫

(72)【発明者】

【氏名】八浪 悌朗

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２１０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３６０２９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０３Ｆ ５／０２

Ｅ０３Ｆ ７／００

Ｅ０２Ｄ ２９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切り替え予定の下水管の内径に近い外径の筒体である挿入管と、
挿入管よりも小さい内径の筒体である小径管と、
挿入管と小径管とを接続する円錐状の筒体であるラッパ管と、
ラッパ管の一部を切断して開口した開口部とで構成した、
下水流の切り替え部材。

【請求項2】

請求項１記載の切り替え部材を使用し、
これをマンホール内に吊り降ろし、
ひとつの切り替え部材の挿入管を、その開口部を下側にして上流側の下水管に挿入し、
他の切り替え部材の挿入管を、その開口部を下側にして下流側の下水管に挿入し、
対向する小径管の間を接続管で接続し、
その後に両方の切り替え部材と接続管を、挿入管の中心軸を回転軸とする方向へ回転して、その開口部を上側に位置させて、
上流側の挿入管の開放端から取り入れた下水流を、小径管を経て下流側の挿入管の開放端から流出する、
下水流の切り替え方法。

【請求項3】

請求項２記載の切り替え方法によって、
汚水の流れが切り替え部材を流下する状態に切り替え、
その後に既設のマンホールの周囲に泥水を充填しつつ鋼管を挿入し、
あらかじめ設置した下水道の取付け部を巻き込む改良体に鋼管の先端を挿入定着させ、
マンホールを解体して、
マンホールと下水道の取り付け部を露出させたら、その周囲に巻き立てコンクリートを打設し、
新設のプレキャストマンホールを組み立て、
その周囲に流動化処理土、もしくはコンクリートを充填しつつ鋼管を引き上げて行う、
マンホールの再構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は下水流の切り替え部材と切り替え方法、およびマンホールの再構築方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

昭和６０年代後半に量産された下水幹線のプレキャストマンホールは、震災による液状化と地震動の相乗作用によって上下のピースのせん断キーが破壊してダルマ落とし状に変形破損する現象が生じている。
また場所によってはマンホールの中床の下面や内部壁面が腐食、劣化する現象も進んでいる。これは硫酸塩還元細菌により生成される硫化水素ガスの影響によるものである。
そのためには下水幹線に設置したマンホールを再構築しなければならないが、次のような理由できわめて困難である。
＜１＞ 下水幹線では流下する水量が多く、ポンプで汲み上げて迂回させるには設備が大規模になる。
＜２＞ ポンプによる迂回方式では万一ポンプの機能が停止した場合には汚水が周辺にあふれて、大きな社会問題になる。
＜３＞ 下水幹線は一般に大深度に設置してあり、地下水位が高いのでそれを原因とするボイリングの危険性がある。
以上のような困難性があっても、もし下水道の使用が不可能になると広範囲の住民が上下水道の使用ができなくなり、その社会的波紋や経済損失は計りしれない。
そのために例えば、非特許文献１に示すような下水流の切り替え工法が開発され採用されている。
この工法は、マンホール内で下水道管の上半分を撤去して「スーパープラグ」と称する蓋付きの筒体を下水道管の上下流側に挿入し、両筒体間を小径の管体で接続して下水の流下を確保しつつ、改修を行う方法である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】スーパープラグシステム工法。（ｗｗｗ．ａｏｃｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｐｓｍ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した従来の下水流の切り替え方法は、下水をポンプで汲み上げて迂回するものではないから下水の流下を維持することが可能であるが、作業員が汚水の中に入って行う作業量が多く、またプラグの止水性の確保のために空気圧の維持管理の負担が大きく、設備費が高額となるといった問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記のような課題を解決する本発明の下水流の切り替え部材は、切り替え予定の下水管の内径に近い外径の筒体である挿入管と、挿入管よりも小さい内径の筒体である小径管と、挿入管と小径管とを接続する円錐状の筒体であるラッパ管と、ラッパ管の一部を切断して開口した開口部とで構成した、下水流の切り替え部材を特徴としたものである。

【0006】

また本発明の下水流の切り替え方法は、上記の切り替え部材をマンホール内に吊り降ろし、ひとつの切り替え部材の挿入管を、その開口部を下側にして上流側の下水管に挿入し、他の切り替え部材の挿入管を、その開口部を下側にして下流側の下水管に挿入し、対向する小径管の間を接続管で接続し、その後に両方の切り替え部材と接続管を、挿入管の中心軸を回転軸とする方向へ回転して、その開口部を上側に位置させて、上流側の挿入管の開放端から取り入れた下水流を、小径管を経て下流側の挿入管の開放端から流出する、下水流の切り替え方法を特徴としたものである。

【0007】

また本発明のマンホールの再構築方法は、上記の切り替え方法によって、汚水の流れが切り替え部材を流下する状態に切り替え、その後に既設のマンホールの周囲に鋼管を挿入しつつマンホールを解体して、マンホールと下水道の取り付け部を露出させたら、その周囲に巻き立てコンクリートを打設し、新設のプレキャストマンホールを組み立て、その周囲に流動化処理土を充填して鋼管を引き上げ、その後に流動化処理土をコンクリートに置き換えて行う、マンホールの再構築方法を特徴としたものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明の下水流の切り替え方法と下水流の切り替え部材は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 下水流の自然流下と、小径管内の流下との切り替えとが、流下方向を回転軸とした切り替え部材の回転だけで行うことができるから、切り替え作業がきわめて簡単である。
＜２＞ 切り替え部材の回転、すなわち下水流の切り替えは、下水の流れを一瞬たりとも停止することなく行うことができるので、きわめて効率的で安定している。
＜３＞ 切り替え部材が、複数の筒体を接続しただけの単純な部材であるから、軽量で取扱いがしやすく、安価である。
＜４＞ マンホールの再構築に際しては、下水の流れが完全に切り替わった後に行うことができるから、マンホールと下水道の取り付け箇所などの破損個所を確実に修復することができる。
＜５＞ 既設のマンホールを解体し、その後にマンホールを新設してその周囲にコンクリートを打設することによって、補強されたマンホールを再構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の下水流の切り替え部材の実施例の斜視図。

【図2】下水流の切り替え前の状態の説明図。

【図3】切り替え部材を回転した状態の斜視図。

【図4】下水流を切り替えた状態の説明図。

【図5】止水性を確保するための実施例の説明図。

【図6】切り替え部材の他の実施例の斜視図。

【図7】切り替え後のマンホール再構築の施工順序の説明図。

【図8】切り替え後のマンホール再構築の施工順序の説明図。

【図9】切り替え後のマンホール再構築の施工順序の説明図。

【図10】切り替え後のマンホール再構築の施工順序の説明図。

【図11】切り替え後のマンホール再構築の施工順序の説明図。

【図12】切り替え後のマンホール再構築の施工順序の説明図。

【図13】切り替え後のマンホール再構築の施工順序の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【実施例】

【0011】

＜１＞全体の構成。（図１、３）
本発明の下水流の切り替え部材１は、挿入管１１と、小径管１２と、ラッパ管１３とによって構成する。

【0012】

＜２＞挿入管。
挿入管１１は、両端を開放した単純な筒体である。
この挿入管１１の外径は、できるだけ切り替え予定の下水管の内径に近い寸法に構成する。

【0013】

＜３＞小径管。
小径管１２は、前記の挿入管１１よりも小さい内径の筒体である。
この小径管１２も、両端を開口した単純な筒体である。
この小径管１２の断面積は、切り替え対象の下水管の下水が、下水管内での流下状態とほぼ等速で流下できる断面積以上が必要であり、その断面積が流下量に対して不十分であっては、後述する開口部から下水があふれてしまって切り替えができない。

【0014】

＜４＞ラッパ管。
ラッパ管１３は、円錐台形状の、両端を開口した筒体である。
円錐台状であるから、一方の開口は拡大口となり、他方の開口はそれよりも面積の狭い、縮小口となる。
そしてラッパ管１３の拡大口の内径は、前記の挿入管１１の内径と同一の寸法に構成する。
一方、ラッパ管１３の縮小口の内径は、前記の小径管１２の内径と同一の寸法に構成する。
そしてこのラッパ管１３の拡大口には挿入管１１を取り付け、縮小口には小径管１２を取り付けて接続する。
図の実施例では、挿入管１１と小径管１２の中心軸を一致させた形状を示すが、両者の中心軸をずらした構成を採用することもできる。（図６）

【0015】

＜５＞開口部。
ラッパ管１３の一部を切断して開口部１４を開口する。
その場合は、ラッパ管１３は円錐台の一部を切り欠いた形状となる。
この開口部１４が、後述するように、切り替え時の下水流の流入口となり、流出口となる。
したがってこの開口部１４の面積は、下水管からの下水を完全に取り入れできるだけの面積が必要である。

【0016】

＜６＞切り替え方法。
次に本発明の下水流の切り替え方法について説明する。
なお、下水流の切り替えの前に、マンホールの補強など別途で行う各種の工事も想定されるが、それらは多岐にわたり、かつ本願発明とは別の技術なので説明は省略する。
なお下水の流下量は下水管の全断面を流下している場合ではなく、下水管の下半分程度を流下している場合を前提としている。

【0017】

＜７＞部材の吊り降ろし。
一つのマンホールａに上流側と下流側の下水管ｂが接続して開口しており、下水はｂマンホールａ内を通過して流下している構造である。
そのマンホールａ内に、上記した切り替え部材１を２基吊り降ろす。

【0018】

＜８＞挿入管の挿入。（図２）
ひとつの切り替え部材１の挿入管１１を、上流側の下水管ｂ１に挿入する。
その場合に、小径管１２をマンホールａ側に向け、かつラッパ管１３の開口部１４を下側に位置させた状態で挿入する。
他のひとつの切り替え部材１の挿入管１１を、下流側の下水管ｂ２に挿入する。
その場合にも前記の切り替え部材１と同様に、小径管１２をマンホールａ側に向け、かつラッパ管１３の開口部１４を下側に位置させた状態で挿入する。
各挿入管１１は、下水管ｂ１、ｂ２内に一定距離だけ挿入して、両側の切り替え部材１の小径管１２の端部が多少の距離だけマンホールａ内に露出している状態で設置する。

【0019】

＜９＞切り替え前の下水の流れ。
この状態では、両側のラッパ管１３の開口部１４は下水管の下側、すなわち底面側に向けて位置している。（図１、２）
そのため、下水は上流側の切り替え部材１の挿入管１１の開放面から流入し、ラッパ管１３の開口部１４からマンホールａ内へ流入する。
マンホールａを通過した下水は、下流側のラッパ管１３の開口部１４から挿入管１１内へ流入し、挿入管１１の下流側の開放面から下流側の下水管の流出する。
したがって小径管１２には下水は流入していない。

【0020】

＜１０＞接続。
マンホールａ内で対向して位置する小径管１２の間を接続管２で接続する。
この接続管２は、狭いマンホールａ内での接続が容易なように、フレキシブルな管を採用する。
小径管１２には下水が流入していないから、その作業は簡単である。
こうして対向する小径管１２の間を接続することができる。

【0021】

＜１１＞切り替え部材の回転。（図３、４）
その後に両切り替え部材１を下水管内で、筒状の挿入管１１の中心軸を軸として回転する。
回転は、両側の切り替え部材１と、接続管２全体を同時に回転する。
この回転によって、両側のラッパ管１３の開口部１４は下向きの位置から上向きの位置まで移動する。

【0022】

＜１２＞切り替え後の下水の流れ。（図４）
両側の開口部１４が上記の位置にあると、上流からの下水は開口部１４で取り入れるのではなく、挿入管１１の上流側の開放面から取り入れることになる。
挿入管１１の上流側から切り替え部材１内に取り入れた下水は、接続管２を経て、下流側の切り替え部材１の挿入管１１の開放面から下水管に放流する。
すなわちこの状態では上方向に位置する開口部１４は、もはやなんらの作用もしない。

【0023】

＜１３＞切り替え中の流れ。
切り替えの前後でも、下水のすべては上流側の挿入管１１の開放面から取り入れることに変わりはない。
こうして取り入れた下水を、切り替え前は開口部１４からマンホールａに向けて流出し、切り替え後は接続管２を通して下流側の切り替え部材１へ流出することにものである。
したがって切り替え中、すなわち切り替え部材１の回転中には、挿入管１１の開放面からの取り入れた下水は、開口部１４から流出する量が徐々に減少し、その分だけ接続管２への流入量が徐々に増大する、という現象を呈する。
接続管２への流入量の比率が徐々に増し、最後には開口部１４からの流出量がゼロとなり、すべてが接続管２への供給となる。
こうして下水流の切り替えが完了する。

【0024】

＜１４＞止水性の確保。
上流側の切り替え部材１が下水の水圧押し出されないように、あるいはマンホールａの内部への漏水を完全に閉塞するためには、図５に示すように小径管１２の周囲に閉塞材３を充填する。
この閉塞材３とは例えばモルタルを充填した袋、土嚢、空気袋などで構成することができる。
マンホールａの中心に両側に位置する小径管１２と下水管の隙間に閉塞材３を充填し、両者間に突っ張りようの反力枠３１を設置すれば完全な止水効果を達成することができる。

【0025】

＜１５＞その後の作業。
マンホールａ内を満たして流下していた下水の全量が接続管２を流下することになれば、マンホールａには下水は存在せず、自由な作業が可能となる。
したがってマンホールａと下水管の取り合い部の補強、その他の工事を行うことできる。
次に図７以降でその実施例を説明するが、先行技術文献の方法、空気袋で止水する方法など、公知の他の下水流の切り替え方法を採用できることはもちろんである。

【0026】

＜１６＞地盤改良。（図７）
損壊した既設マンホールａ１、およびそれに接続している既設下水管ｂの周囲を地盤改良する。
地盤改良には例えばセメント系材料を地中に噴射して撹拌するような公知の技術を採用できる。

【0027】

＜１７＞既設マンホールの撤去。（図８）
既設マンホールａ１の外周を包囲する状態で、その外径より大きい内径を備えた鋼管４を圧入する。
鋼管４の内部に泥水を充填し、地上から解体機を吊り降ろして、鋼管４内の土砂の掘削と、既設マンホールａ１の解体を行う。
このように泥水の充填により掘削途上の鋼管の先端でのボイリングなどによる周辺地盤のかく乱を防ぐことができる。

【0028】

＜１８＞鋼管の打ち止め。（図９）
圧入している鋼管４がやがて改良地盤に貫入したら、鋼管４の外周で、かつ改良地盤の上部の区域に、地上からさらに止水剤を注入して修復範囲への地下水の漏水、ボイリングの発生を防止する。
前記したように、下水幹線は深い位置にあるので、ボイリングの可能性が高いからである。
鋼管４の先端は、下水管ｂを打ち抜くことなく、下水管ｂの上部に近い位置で貫入を止める。

【0029】

＜１９＞コンクリートの巻き立て。
鋼管４の内部の泥水をポンプでくみ出す。
前記したように、下水管ｂを流れる汚水はすべて切り替え部材１の内部を流れているから、泥水を排除するとマンホールａ１の内部では自由に作業を行うことができる。
そこで、鋼管４の先端から下水管ｂの周囲を、矢板５で土止めを行いつつ、手掘り掘削によって下水管ｂの周囲から下部まで掘り下げる。（図１０）
その状態で既設マンホールａ１と下水管ｂとの取り付け箇所を露出させる。
そして破損状態を確認し、取り付け部などが破損していた場合には下水管ｂを巻き込む状態で、取り付け部巻き立てコンクリート６を打設する。（図１１）

【0030】

＜２０＞プレキャストマンホールの新設。（図１２）
新設マンホールａ２用のプレキャスト部材を順次吊り降ろして積み上げ、新設マンホールａ２を構築する。
新設マンホールａ２と鋼管４との間には、新設マンホールａ１の上昇に平行して例えば流動化処理土７を投入する。
その状態で鋼管４を引き抜けば、引き抜き途中の鋼管先端の周囲の壁面が崩壊することがなく、安全な状態で鋼管４を回収することができる。
また流動化処理土は適量のセメントなどの固化材が配合してあるので今後発生する地震に対し流動化による損傷を抑止できる。

【0031】

＜２１＞現場打設マンホールの新設。
あらかじめ鋼管４の内側面に鉄筋を配筋し、内型枠８を設置し、鋼管４を引き抜きつつ、コンクリートを投入する。
その状態で鋼管４を引き抜けば、引き抜き途上の鋼管４先端の周囲の壁面が崩壊することがなく、安全な状態で鋼管４を回収することができ、現場打設のマンホールａ２を新設することができる。
こうして既設マンホールａ１の損壊箇所、あるいは既設マンホールａ１と下水管ｂとの取り付け部の損壊箇所の修復が完了し、新設マンホールａ２の構築も完了する。
その後に切り替え部材１を撤去して、上流側の下水道ｂからの汚水を、マンホールａを通して下流側の下水道ｂに流して原状に戻す。

【符号の説明】

【0032】

１：切り替え部材
１１：挿入管
１２：小径管
１３：ラッパ管
１４：開口部
２：接続管
３：閉塞材
４：鋼管
５：矢板
６：巻き立てコンクリート
７：流動化処理土
８：補強コンクリート
ａ１：既設マンホール
ａ２：新設マンホール
ｂ：下水管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】