下水管と中継構造体との接続構造

【課題】地震等の地殻変動が生じた場合でも、下水管と中継構造体とを保護することができる下水管と中継構造体との接続構造を提供すること。
【解決手段】下水管５２とマンホールや枡等の中継構造体５０との接続構造であって、前記下水管５２の底部内壁５２ａと前記中継構造体底部に形成された溝５０ｂの表面とが面一となるように接続された下水管５２と中継構造体５０との接続構造１０において、前記下水管５２の端面５２ａが突き合わされた前記中継構造体底部５０ａの該突き合わせ部分近傍に、少なくとも前記下水管５２の厚さよりも大きい深さを有する所定幅の隙間部１２が形成されたことを特徴とする下水管と中継構造体との接続構造１０。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水管とマンホールや枡等の中継構造体との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に地下に埋設される下水管には、ヒューム管、陶管、硬質塩化ビニル管等が広く使用されており、通常数ｍの管のピースが複数連結されて下水管路が形成され、マンホールや枡等の中継構造体と接続されている。図１３及び図１４は、下水管とマンホールとの一般的な接続構造を示している。図１３に示したように、マンホール５０は地盤１００に直立状態で埋設されており、その最下部位置に流入側の下水道本管５２と流出側の下水管５４が連結されている。また、図１４にはマンホール５０の底部５０ａの内部形状が示されており、図示のように、底部５０ａには流入側の下水道本管５２から流出側の下水管５４へ向けて、水の流れを円滑にするための溝であるインバート５０ｂが形成されている。
【０００３】
インバート５０ｂは、例えば、マンホール５０の側壁に穿孔された流入口及び流出口を仮設管により仮接続した後、マンホール５０の底にセメント等の硬化材料を流し込み、仮設管のほぼ半分の高さが埋まる程度まで流し込んだ後、硬化させ、仮設管を引き上げて除去することにより形成される。このような、インバート５０ｂは、流入口から流出口にかけて下方に傾斜させて形成され、流入口から流れる下水は円滑に流出口に流下する。
【０００４】
図１５はマンホールと下水管との接続部を示す斜視図であり、図１６はその詳細断面図である。下水道本管５２のマンホール５０側の端面５２ｂは、その下部がマンホール５０の底部５０ａと対向するように接触し、下水道本管５２の底部内壁５２ａと、マンホール底部５０ａのインバート５０ｂの表面とが面一となるように接続されている。
【０００５】
下水管路は地中に埋設されているため、自然的もしくは人為的な地殻変動の影響を受けやすい。この管路が影響を受ける地殻変動としては、自然的なものとしては、地震や地盤沈下、特に管路周辺の地盤が不均等に沈下する不等沈下が挙げられる。また、人為的なものとしては、下水管路やマンホール上を通過する車両による車両加重が挙げられる。そして、例えば、地震が発生した場合、下水管に地震荷重が加わり下水管に変形やクラック等が生じる場合がある。
【０００６】
このような地殻変動に対して耐震性を施した構造として、特許文献１に記載の下水管の耐震化構造が知られている（図１７参照）。この下水管の耐震化構造は、マンホール５０への取り付け部近傍において、下水管の内周面５２ａの全周に亘って、密閉用部材が充填された溝状の誘導メジ２８を形成し、所定の厚みを有する可撓性材料で形成された環状シート部材３０と、この環状シート部材３０の内側から拡径するスリーブ３２と、このスリーブ３２の拡径状態を固定する固定部（図示せず）とを有する被覆体で、誘導メジ２８が形成された位置において下水道本管５２の内周面５２ａを被装するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１４４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の耐震化構造によれば、地殻変動発生時において、誘導メジ２８によりクラック４０を誘導させて誘導メジ２８以外の箇所でのクラックの発生を防ぐことができる。そのため、曲げモーメント、せん断応力や引張力に対して耐震性を発揮することができ、下水道本管５２の大きな変形や損傷を防止することができる。
【０００９】
しかしながら、下水道本管５２のマンホール５０方向（図１７の矢印２００方向）への移動による荷重や衝撃に対しては十分に対応できず、その荷重や衝撃が加わった場合には、下水道本管５２やマンホール５０の側壁及び底部５０ａの破損が生じて、正常な流下機能が失われる恐れがある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、地震等の地殻変動が生じた場合でも、下水管と中継構造体とを保護することができる下水管と中継構造体との接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を解決するため、請求項１に記載の下水管と中継構造体との接続構造は、下水管とマンホールや枡等の中継構造体との接続構造であって、前記下水管の底部内壁と前記中継構造体底部に形成された溝の表面とが面一となるように接続された下水管と中継構造体との接続構造において、前記下水管の端面が突き合わされた前記中継構造体底部の該突き合わせ部分近傍に、少なくとも前記下水管の厚さよりも大きい深さを有する所定幅の隙間部が形成されたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、地震等の地殻変動が発生し、下水管がマンホールや枡等の中継構造体側に移動する方向の荷重や衝撃が加えられた場合でも、下水管は隙間部の空間分だけ中継構造体側に移動でき、中継構造体底部との直接衝突を回避することができる。したがって、衝突による応力の発生を防止することができ、下水管及び中継構造体の破損や変形を防止することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の下水管と中継構造体との接続構造は、請求項１に記載の下水管と中継構造体との接続構造であって、前記隙間部は、前記突き合わせ部分の前記下水管と対向する部分に形成されたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、下水管の端面が直接対向する中継構造体底部の部分に直接隙間部を形成することにより、地殻変動時に下水管がスムーズに隙間部の空間に移動することが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の下水管と中継構造体との接続構造は、請求項１又は２に記載の接続構造において、前記隙間部に軟質材が充填されたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、想定以上の地殻変動が発生し、下水管が中継構造体側に突き出した場合であっても、隙間部に充填された軟質材によって突出力が緩和されるので、下水管と中継構造体の直接衝突による変形や破壊を確実に回避することが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の下水管と中継構造体との接続構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載の接続構造において、前記隙間部を覆う被覆材が設けられたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、上記隙間部に異物が入ることによる下水の流れの阻害が防止され、支障なく下水を流下させることが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の下水管と中継構造体との接続構造は、請求項３又は４に記載の接続構造において、前記軟質材は、圧縮可能な弾性材であることを特徴とする。
【００２０】
この構成にように圧縮可能な弾性体を充填すれば、下水管の突出力が大きくなるにつれて、弾性体による抵抗力が大きくなるため、下水管の突出力を緩やかに緩衝させることができ、突発的に荷重がかかることを回避することができる。
【００２１】
請求項６に記載の下水管と中継構造体との接続構造は、請求項３〜５の何れか１項に記載の接続構造において、前記軟質材は、発泡樹脂であることを特徴とする。
【００２２】
充填された軟質材が発泡樹脂の場合には、下水管が中継構造体方向に突き出しても、発泡樹脂は下水管が突き出した分だけ収縮するのみで、収縮した分だけ他の箇所で突出することがない。すなわち、軟質材として発泡樹脂は、緩衝作用を奏しつつ、下水管内部にはみ出すこともない。したがって、地殻変動が起きた後、下水管に圧迫された軟質材が下水管内部に突出することによってその軟質材が下水の流れの妨げになることが回避される。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明に係る下水管と中継構造体との接続構造によれば、地震等の地殻変動発生時において、下水管が中継構造体側へ移動する方向の荷重や衝撃が加えられた場合でも、下水管及び中継構造体の変形や破壊等を有効に防止することができ、下水管路の機能を維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る接続構造を示す斜視図である。
【図２】図１の詳細断面図である。
【図３】隙間部の一例を示す断面図である。
【図４】隙間部の他の例を示す断面図である。
【図５】隙間部の一例を示すマンホール上方から見た説明図である。
【図６】隙間部の他の例を示すマンホール上方から見た説明図である。
【図７】被覆材を被覆した状態の斜視図である。
【図８】図７の詳細断面図である。
【図９】下水管が突き出した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の接続構造の他の実施の形態を示す説明図である。
【図１１】下水管に耐震化構造が設けられた断面図である。
【図１２】図１１の耐震化構造の詳細を示す説明図である。
【図１３】一般的なマンホールと下水管との接続部を示す説明図である。
【図１４】一般的なマンホールと下水管との接続部を示す斜視図である。
【図１５】一般的なマンホール底部を示す斜視図である。
【図１６】図１５の断面図である。
【図１７】従来の耐震化構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、中継構造体としてマンホールを例に示す実施の形態を説明するが、本発明は枡と取付管との接続構造にも適用することができる。
【００２６】
図１は本実施の形態に係る下水道本管とマンホールとの接続構造を示す斜視図であり、図２はその断面図である。上述したように、一般に下水道本管５２、５４はマンホール５０に接続されており、マンホール底部５０ａには下水を円滑に流下させるための溝であるインバート５０ｂが形成されている。本実施の形態に係る下水管と中継構造体との接続構造１０において特徴的なことは、下水道本管５２の端面５２ｂが対向するマンホール底部５０ａの部分に、少なくとも下水道本管５２の厚さよりも大きい深さを有する所定幅の隙間部１２が形成されていることである。
【００２７】
隙間部１２は、マンホール底部５０ａのインバート５０ｂの端部が切削されて形成され、その幅Ｗは、下水道本管５２がマンホール５０側に突出する可能性のある長さだけあればよく、例えば、３０ｍｍ以上、好ましくは４０〜１００ｍｍである。地震等の地殻変動が発生した場合の下水管の突出長さ、すなわち、下水道本管５２がマンホール５０に対して相対的に移動する長さは、経験的に３０〜８０ｍｍ程度と知られており、隙間部１２の幅が上記長さであれば、下水道本管５２が隙間部１２の空間に突き出され、マンホール底部５０ａとの直接衝突が回避される。
【００２８】
隙間部１２は、その深さＤが少なくとも下水道本管５２の厚さＴよりも大きければよい。具体的には例えば、厚さが５０ｍｍ下水道本管の場合には、５０ｍｍ超１００ｍｍ以下である。本実施の形態では、下水管１２の厚さＴよりも若干長い深さに切削されて隙間部１２が形成されている。なお、本実施の形態では、下水道本管５４側にも同様の構成の隙間部１２が形成されている。
【００２９】
隙間部１２は、上述した幅Ｗと深さＤを少なくとも有していればよくその形状は図３に示した円弧状でも、図４に示すように矩形状としてもよい。図５は本実施の形態の隙間部１２を上方から見た説明図である。図示のように、本実施の形態では隙間部１２はマンホール５０の湾曲した内壁面５０ｃに沿って湾曲させて切削されているが、図６に示すように、隙間部１２のマンホール５０中央側の端面１２ａは直線状に切削されていてもよい。
【００３０】
このように中継構造体の底部５０ａの所定箇所に隙間部１２を形成することにより、地震等の地殻変動によって、下水道本管５２がマンホール５０側に移動する方向の荷重や衝撃が加えられても、下水道本管５２は隙間部１２の空間に突出されるので、マンホール底部５０ａを構成するコンクリートに直接接触及び衝突することが回避される。したがって、下水道本管５２及びマンホール底部５０ａへの応力発生を防止でき、下水道本管５２及びマンホール底部５０ａの破損や変形、クラックの発生を防止することができる。
【００３１】
図７は、他の実施の形態に係る下水管と中継構造体との接続構造を示す斜視図及び断面図であり、図８はその断面図である。本実施の形態では、隙間部１２に軟質材１４が充填され、その軟質材１４の上には被覆材１６が設けられている。軟質材１４を隙間部１２に充填することにより、地殻変動が発生した場合の下水道本管５２の突出力を緩衝させることができ、想定以上に下水道本管５２が突出しても、マンホール底部５０ａとの接触を回避することができる。軟質材１４を充填する場合には、隙間部１２の幅Ｗは、下水道本管５２が突出する想定長さよりも長くすることが好ましい。
【００３２】
軟質材１４としては、適宜隙間部１２の形状に成形した弾性体（ゴム、スポンジ、樹脂）や硬質発泡ウレタン材等が挙げられる。この中でも、圧縮可能な弾性体、例えばゴム等が好ましい。圧縮可能な弾性体を充填することにより、下水道本管５２の突出力が大きくなるにつれて、弾性体による抵抗力が大きくなるため、下水道本管５２の突出力を緩やかに緩衝させることができ、突発的に荷重がかかることを避けることができる。
【００３３】
また、特に好ましい軟質材は、発泡ウレタン等の発泡樹脂である。発泡樹脂が軟質材として充填された場合、下水道本管５２がマンホール５０方向に突き出して、発泡樹脂を圧迫しても、発泡樹脂は収縮するのみで、下水道本管５２内に押し出されない。したがって、地殻変動が起きた後、軟質材による緩衝作用を確保しつつ、下水道本管５２内に軟質材が突出することによってその軟質材が下水の流れの妨げになることも回避される。
【００３４】
また、被覆材１６を設けることにより、隙間部１２に棒状体等の異物が入り込んで送水が阻害されることが防止され、下水が滞りなく下流側に送られる。図示のように、被覆材１６は、下水道本管内壁５２ａ及びインバート５２ｂ表面と面一となるように設けられることが好ましい。これにより下水を円滑に流下させることができる。
【００３５】
被覆材１６は、軟質材１４上にモルタルを流し込んで硬化させることにより形成することができる。また、ステンレス等の耐腐食性の高い金属板等も用いることができ、このような金属板は、耐水性を有する接着剤、例えばエポキシ樹脂等使用して当該個所に被覆することができる。なお、本実施の形態では被覆材１６として金属板を使用した例を示している。被覆材１６の厚さは例えば、１〜１０ｍｍであればよい。
【００３６】
また、被覆材１６が、図示しているように金属などの板状体で形成された場合、下水道本管５２がマンホール５０に突き出したときに、その固定状態が外れて下水の流れを阻害するなどの問題が生じないようにするため、下水道本管５２によって押された時に、インバート５２ｂ表面上を横ずれする固定状態とすることも好適である。例えば、板状体の被覆材１６に固定用の長穴を形成し、その長穴にボルト等の締結部材を通すことで止め、衝撃が加えられたときに、長穴の範囲で固定状態を維持しつつ横ずれする様にすることが可能である。
【００３７】
図９は、本発明に係る接続構造１０に、下水道本管５２がマンホール５０方向（矢印２００方向）へ移動する荷重が加えられた場合の説明図である。図示のように、下水道本管５２は隙間部１２に突出するが、マンホール底部５０ａとの直接衝突は回避される。また、隙間部１２に軟質材が充填されていれば突出力を軟質材によって緩衝させることができる。
【００３８】
図１０は、本発明に係る下水管と中継構造体との接続構造の他の実施の形態を示す断面図（ａ）及び上方からみた説明図（ｂ）である。上述したように、本発明に係る接続構造は、隙間部１２は、下水道本管５２の端面５２ａが突き合わされたマンホール底部５０ａのその突き合わせ部分近傍に形成されていればよい。したがって、図示のように、下水道本管５２の端面５２ｂからマンホール５０側に一定距離間隔を空けた位置に隙間部１２を形成してもよい。このような場合であっても、地殻変動によって下水道本管５２がマンホール５０側に移動する荷重が加わった場合には、マンホール底部５０ａのコンクリート部分５０ａ−１が破壊されて、隙間部１２の空間分、下水道本管５２がマンホール５０側に突き出されることになり、衝撃が受け止められる。したがって、下水道本管５２とマンホール５０の大きな破損が防止され、下水管路の機能を維持することが可能となる。
【００３９】
本発明に係る接続構造１０は、下水道本管５２がマンホール５０へ移動する方向の荷重だけでなく、曲げモーメントや引張力あるいはせん断力等、あらゆる方向に対しての荷重に対応できるようにするため、下水道本管５２のマンホール５０への接続部近傍に更なる耐震化構造が設けられていてもよい。
【００４０】
この耐震化構造は、図１１の断面図及び図１２の斜視図に示すように、下水道本管５２のマンホール５０との接続部近傍において、下水道本管５２の内周面５２ａの全周に亘って、任意に使用する密閉用部材が充填された溝状の誘導メジ２８を形成し、所定の厚みを有する可撓性材料で形成された環状シート部材３０と、このシート部材３０の内側から拡径するスリーブ３２と、このスリーブ３２の拡径状態を固定する固定部３６とを有する被覆体３４で、誘導メジ２８が形成された位置において下水道本管５２の内周面５２ａを被装するものである。具体的には以下のようにして形成することができる。
【００４１】
まず、誘導メジ２８に任意に密閉用部材を充填した後、被覆体の環状シート部材３２を下水道本管５２に搬入し、誘導メジ２８がカバーされるように位置させる。環状シート部材３０は、外側面の両端縁部３０ａ、３０ｂに全周に亘って突起部３４を有しており、スリーブ３２を、両突起部の間に誘導メジを位置させた状態の環状シート部材３０の内側から拡径し、環状シート部材３０を下水道本管５２の内周面に押圧する。
【００４２】
ここで、スリーブ３２は、１枚の可撓性を有する板部材が環状となるように湾曲されて形成され、その端部同士が対向する部分３２ａ、３２ｂ間に形成される隙間に挿入される楔状の固定部材３８とで構成されている。なお、図１２において挿入前の固定部材３８は仮想線で、挿入後の固定部材３８は実線で示している。スリーブ３２を拡径するときは、スリーブ３２の上記隙間に固定部材３８をそのまま介在させることによりスリーブ３２の拡径状態が維持される。
【００４３】
本実施の形態では、スリーブ３２は一枚の可撓性板部材が環状に湾曲されて形成された例を示しているが、これに限られず、複数枚、例えば３枚の板部材を周方向に並べて環状に形成する方法としてもよい。この場合には、形成される三か所の隙間にそれぞれ固定部材が挿入される。
【００４４】
なお、誘導メジ２８に充填する密閉用部材としては、合成樹脂等の充填材やゴムリングが挙げられる。また、誘導メジ２８は、このような密閉用部材が存在しない状態であってもよい。スリーブ３２の材質としては、例えばステンレスや樹脂（特に繊維強化プラスチック（ＦＲＰ））等を用いることができ、環状シート部材３０の材質としては例えばゴムやウレタン等が挙げられる。
【００４５】
また、符号３７で示した部材は当板部材であり、平板状の略長方形形状を有している。当板部材３７は、端部３２ａ、３２ｂで形成される隙間において、その隙間から環状シート部材３０がスリーブ３２の内側にはみ出すのを防止等するものである。当板部材３７は、スリーブ３２と環状シート部材３０との間に必要に応じて装着される。
【００４６】
このような耐震化構造を施すことで次のような効果が生じる。誘導メジ２８が設けられた位置において下水道本管５２の厚さが薄くなっているので、その部分の強度は他の部分よりも弱められており、クラックは誘導メジ２８が設けられた位置において下水道本管の厚さ方向に発生する。このクラックは、下水道本管に対してマンホールが動くことに起因して発生したものであるので、一旦、誘導メジ２８の部位にクラックが発生すると、マンホール５０側と下水道本管５２側が切り離された状態となり、地震等の地殻変動にも、別々の動きが可能となるため、下水道本管５２の他の部位でのクラックの発生は防止される。すなわち、誘導メジ２８がクラックの発生を誘導したことになる。
【００４７】
そして、誘導メジ２８においてクラックが発生しても、被覆体３４が誘導メジ２８と誘導メジ２８付近の下水道本管５２の内周面５２ａを被覆している。すなわち、環状シート部材３０が内周面５２ａをシールして、クラックが発生した下水道本管５２を補修した状態となっている。したがって、クラックを介して下水管内部の流水が下水道本管５２の外部に漏れ、或いは下水管の外部の地下水や土砂等が、下水管内部に浸入することを防止することができる。
【００４８】
以上のように、本発明に係る下水管と中継構造体との接続構造は、下水管がマンホール等の中継構造体へ移動する方向の荷重だけでなく、曲げモーメントや引張力あるいはせん断力等、あらゆる方向に対しての荷重や衝撃に対して耐震性を発揮することができる。なお、本発明において、中継構造体とは、下水管路を一定距離毎に中継する地中に埋設されたマンホールや枡等の縦孔のことをいう。
【００４９】
本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、インバートはコンクリートで形成された例を示しているが、これに限られず、マンホールの設置時に事前にプラスチックやコンクリート等で一体成形されたマンホール底部にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る下水管と中継構造体との接続構造によれば、既設管に簡易且つ安価な方法で耐震性を持たせることができ、地震等の地殻変動発生時の下水管路の機能の停止を未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０下水管と中継構造体との接続構造
１２隙間部
１４軟質材
１６被覆材
２８誘導メジ
３０環状シート部材
３２スリーブ
３４突起部
３６固定部
３７当板部材
３８固定部材
５０マンホール
５０ａマンホール底部
５０ｂインバート
５２、５４下水道本管

【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水管とマンホールや枡等の中継構造体との接続構造であって、
前記下水管の底部内壁と前記中継構造体底部に形成された溝の表面とが面一となるように接続された下水管と中継構造体との接続構造において、
前記下水管の端面が突き合わされた前記中継構造体底部の該突き合わせ部分近傍に、少なくとも前記下水管の厚さよりも大きい深さを有する所定幅の隙間部が形成されたことを特徴とする下水管と中継構造体との接続構造。
【請求項２】
前記隙間部は、前記突き合わせ部分の前記下水管と対向する部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の下水管と中継構造体との接続構造。
【請求項３】
前記隙間部に軟質材が充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の下水管と中継構造体との接続構造。
【請求項４】
前記隙間部を覆う被覆材が設けられたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の下水管と中継構造体との接続構造。
【請求項５】
前記軟質材は、圧縮可能な弾性材であることを特徴とする請求項３又は４に記載の下水管と中継構造体との接続構造。
【請求項６】
前記軟質材は、発泡樹脂であることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の下水管と中継構造体との接続構造。

【図１】