新設，既設マンホールの耐震補強方法とその装置

【課題】本願発明は、地震等に基づく震動等による地山の液状化にてマンホールが突き上げ浮上等して損傷することを防止するマンホールの耐震補強方法およびその装置を新規に提供するものである。
【解決手段】本願発明は、地震等に基づく震動等により地山の液状化にてマンホールが突き上げ浮上したり、沈下，変動等を生ずることを防止するために、該マンホールの底版下の栗石層の通水性を利用してマンホールの底版に圧力水が流入し上昇する孔を設け、該孔を下端とし、上端を地下水位上とする１乃至複数本の上昇誘導管にて地震等によりマンホール直下の地山に圧力水が集中した際に該圧力水をろ過上昇させて地下水位上において放散するようにしてマンホール直下の地山の液状化によるマンホールの突上げ浮上，沈下変動等を防止するようにしたことを特徴とするマンホールの耐震補強方法とその装置にある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地表に蓋付の出入口を有して縦入れ布設される新設，既設のマンホールにおいて、地震等により地山の液状化にてマンホールの突き上げ浮上と沈下，傾斜変動等の事故の生ずることを防止するための耐震補強方法とその装置に関するものである。なおここにいう地山とは開削前の地山および埋戻した土砂を含む地盤を指すものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては特許第３４４０１４７号公報がある。該公報は地表下に布設するマンホールの周壁のまわりに過剰間隙水の誘導路を設けて、マンホールのまわりの過剰水を誘導路の上端からマンホール内に流入させるようにしたことを記載している。
【特許文献１】特許第３４４０１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる要領ではマンホール外周の過剰水を排除するにとどまって、マンホールの据付基礎である直下の地山内の圧力水を制圧しないために、地山の液状化現象によってマンホールを突き上げ浮上させたり、また沈下傾斜等の変動が生ずるという課題がある。また既設のマンホールのまわりを深く掘り起こして過剰水の誘導路を設けるということは交通を妨げることもあって困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、下水道施設として地表に蓋付の出入口を有して布設される新設，既設のマンホールにおいて、地震等に基づく震動等による地山の液状化にて該マンホールが突き上げ浮上したり、沈下，変動等を生ずることを防止するために、該マンホールの底版下の栗石層の通水性を利用してマンホールの底版に圧力水が流入し上昇する孔を設け、該孔を下端とし、上端を地下水位上とする１乃至複数本の上昇誘導管にて地震等によりマンホール直下の地山に圧力水が集中した際に該圧力水をろ過上昇させて地下水位上において放散するようにしてマンホール直下の地山の液状化によるマンホールの突上げ浮上，沈下変動等を防止するようにして、かかる課題を解決したのである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、マンホールの底版と地山との間の栗石層が通水性であることを利用して、マンホールの底板に設ける孔を下端とし、上端を地下水位上とする１乃至複数本の上昇誘導管をマンホール内に沿わし設けるだけで、地震等に基づく震動により地山内に圧力水が集中した際に該圧力水をろ過上昇させて上昇誘導管の上端から放散するようにして地山の液状化を防止してマンホールの突き上げ浮上，沈下，傾斜の変動等を防止することができるという効果を生ずる。
【０００６】
マンホールの側壁中間下に複数個の圧力水取入孔を設けたので、さらに広範に圧力水を放散させることができるという効果を生ずる。
【０００７】
上昇誘導管はマンホールの側壁内面に沿わせて配管するので、マンホール内は広いスペースを維持して耐震補強工事を行えて、耐震補強工事中の交通障害等が全く生じないという効果を生ずる。
【０００８】
ろ過装置にろ過ネットを設けたので、流水路に土砂の悪影響を与えず、上昇誘導管内が土砂によって詰まることがなく、また地山の土砂の上昇による空洞化も防止されて、マンホールの沈下，変動等が生じないという効果を生ずる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、下水道施設として地表に蓋付の出入口を有して布設される新設，既設のマンホールにおいて、地震等に基づく震動等により地山の液状化にて該マンホールが突き上げ浮上したり、沈下，変動等を生ずることを防止するために、該マンホールの底版下の栗石層の通水性を利用してマンホールの底版に圧力水が流入し上昇する孔を設け、該孔を下端とし、上端を地下水位上とする１乃至複数本の上昇誘導管にて地震等によりマンホール直下の地山に圧力水が集中した際に該圧力水をろ過上昇させて地下水位上において放散するようにしてマンホール直下の地山の液状化によるマンホールの突上げ浮上，沈下変動等を防止するようにしたのである。
【実施例１】
【００１０】
図１乃至図４は、本願発明の第１実施例を示すもので、１は下水道施設として縦入れ布設される新設または既設のマンホールであって、１ａは地表に面した出入口の蓋である。該マンホール１は下部の底版１ｂに該マンホール１の内径の３０〜４０％程度（１号と呼ばれる大きさのマンホールの内径９００ｍｍにおいては２７０〜３６０ｍｍ、２号マンホール内径１２００ｍｍにおいては３６０〜４８０ｍｍ）の大きな孔２を設け、該孔２の径に一致する下端口３ａと下端口３ａ上で左右に分岐して底版１ｂ上を通りマンホール１の側壁内面１ｃに沿って地下水位上を上端口３ｂとする上昇誘導管３ｃ，３ｄを取付ける。なお地下水位とはマンホール１周囲の地下水位のことで、雨期・乾燥季など季節によって変化するものであるが一番水位の高いときを基準とすることにより常態時に地下水がマンホール内に流入することを防止するのである。下端口３ａと左右分岐部分の上にはマンホール１に接続する流水管４ａ，４ｂに合わせたインバート５を打設する。上昇誘導管３ｃ，３ｄは奥行寸法を１５０ｍｍ程度とする扁平形にして且つマンホール１の内壁面１ｃに沿って弯曲した形状とすることで、比較的大きな断面積を有す上昇誘導管の縦設にかかわらずマンホール１内のインバート５上は作業空間が充分に広く採れて、点検，補修などを容易に進め得るものとする。また上昇誘導管３ｃ，３ｄを透明性樹脂等の素材で形成すると地下水位，土砂の堆積状態等をマンホール内から視認することができるので日常の点検に利便を生ずるものとなる。
【００１１】
６は下端口に交換自在にて取付ける網目状をしたろ過ネットで、該ろ過ネット６により土砂を含んだ圧力水をろ過して水分のみを上昇させるようにして、マンホール内すなわち流水路に土砂混入の悪影響が生じないようにしている。ろ過ネット６はステンレス板，合成樹脂板に孔を設けたものまたはステンレス線，合成樹脂糸等で編んだ網状物などにて２０ｍｍ，１５ｍｍ，１０ｍｍ，５ｍｍ，３ｍｍ，２ｍｍ，１ｍｍ径等に網目径の異なるものを形成し、取水側から放散側に向けて網目が粗から細となるよう間隔を置いて複数列にて配置する。例えば３列にて取付けるろ過ネットの網目は、外列網目１０ｍｍ径／中列網目５ｍｍ径／内列網目３〜１ｍｍ径のように外列の目を粗く、内列の目を徐々に細かくすることで、土砂混じりの水分を段々にろ過して詰まりを防止するとともにろ過機能を格段に向上することができることとなる。ろ過ネット６の網目径はマンホール１の設置場所の土砂の粒径等の状況に応じて選択するのである。なお、５ｍｍ以上の粗目のろ過ネット６では設置間隔を３０〜１５０ｍｍ、３ｍｍ以下の細目のろ過ネット６では１００ｍｍ以上の間隔を置くことがろ過効果を高めつつ目詰まりを防止する上で望ましい。マンホール１の底版１ｂに設けた孔２に挿嵌する下端口３ａの外端と内端にろ過ネット６を設置すれば、１号マンホールの底版厚は１３０ｍｍ、２号マンホールは１５０ｍｍであるから設置間隔もそれぞれ１３０ｍｍ、１５０ｍｍとなるので有効な間隔を備えつつろ過ネットの取付施工も容易となる。内端のろ過ネット６からさらに１００ｍｍ以上の間隔を置いて上昇誘導管３ｃ内等に細目のろ過ネット６を取付けることとなるが、なるべく距離を置いて上昇誘導管内の上方に設けた方が目詰まりの生じにくいことが実験されている。上昇誘導管３ｃ内にはろ過ネット６を設けないこともある。
【００１２】
地震等による震動にて地山に圧力水が集中し、または集中しだすと、図４に示すように栗石基礎７の通水性により圧力水はろ過ネット６にてろ過されて上昇誘導管３ｃ，３ｄ内を上昇し、地下水位上の上端口３ｂよりマンホール１内に放散されることとなる。圧力水を抜くことでマンホール１の直下の地山８は圧力水の集中が制圧されるために液状化することが防止されるので、マンホール１を押し上げて上部を地表上に突き上げ浮上させたりすることが防止されることとなる。ろ過ネット６を設けたので、上昇誘導管３ｃ，３ｄ内は土砂の流入による詰まりがが生じないものとなり、しかも地山８の土砂をとどめ置くので、地山８の空洞化が防止されて、地盤沈下に伴うマンホール１の沈下，傾斜等の変動を防止することができる。マンホール１内に土砂が流入しないので流水路にも悪影響を与えないこととなる。なお、マンホール１の底版１ｂに設ける孔２の大きさを該マンホール１の内径の３０％より小さくすると圧力水の制圧効果が充分でなくなり突上げ浮上が生ずることがあり、４０％よりも大きくすると逆に沈下現象が生ずるおそれがある。
【実施例２】
【００１３】
図５はろ過装置３を組立可能な分割体にて形成した例を示すものであり、左右の上昇誘導管を２分割体３Ａとして同じものを２個向き合わせ、別途形成する天板部材３ｈと突合わせてシール材とビス（図示してない）にて一体に組立てるようにしたのである。かくすることによって、既設のマンホール１において、普通に蓋１ａを外した出入口から組立前の各部材を容易に搬入してマンホール１内で組立てることができることとなる。
【実施例３】
【００１４】
図６は、マンホール１の側壁１ｄの地下水位より下の中間位置に複数個にて圧力水の取入孔９を設けた例を示すもので、該各取入孔９は上昇誘導管３ｃ，３ｄに連通してマンホール１の周囲に集中した際の圧力水を各取入孔９によりろ過ネット６でろ過しながら取入れて上昇誘導管３ｃ，３ｄの上端口３ｂよりマンホール１内に放散することになる。マンホール１の側壁厚は４５〜１００ｍｍであるので、取入孔９の外端と内端に粗目のろ過ネット６を取付けると、ろ過に適した間隔が充分にとれることとなる。図７は側壁１ｄの圧力水取入孔９だけを設けたろ過装置３の例を示すものである。流水管４ａ，４ｂと直交する方向に対称して２個，４個等の取入孔９を設けることにより、圧力水を取入れ制圧してマンホール１下に回り込むことを防止するとともにマンホール１のバランスを保って傾倒を防止することができる。
【実施例４】
【００１５】
図８は上昇誘導管を一端に挿継ぎ用の段拡した挿継ぎ環部３ｉを設けた短筒３ｊにて形成した例を示すもので、マンホール１の深さ，地下水位の位置に合わせて上昇誘導管の高さを自由に調整することができることとなり、短くしたことによって前記した分割体形式と同様に保管・搬送のほかマンホール１内への搬入も容易なものとすることができる。ろ過ネット６を取付ける際は図に示すように上方の短筒３ｊを挿し込み接続する前に挿継ぎ環部３ｉの段拡部にろ過ネット６を載せ置くようにすることで簡単に設置することができる。
【００１６】
図９はマンホール１に三方から流水管４が接続する場合において、インバート５における流水を妨げないように上昇誘導管を３分岐３ｃ，３ｄ，３ｅした形成例を示すものである。
【実施例５】
【００１７】
図１０は、マンホール１の内面に設けたステップ１０と直行する方向から流水管４が接続する場合のろ過装置３の形成例を示すもので、ステップ１０と反対側のマンホール１の内壁面１ｃに沿って上昇誘導管３ｃを１本だけ設けるようにしたのである。図１１はステップ１０側にも分岐した上昇誘導管を設けるようにした例を示すもので、ステップ１０側の上昇誘導管３ｆ，３ｇはステップ１０の支障とならないようにステップ１０列の両側に間隔を置いて分岐して設けたのである。
【実施例６】
【００１８】
図１２は、ろ過装置３の天板部分３ｈがインバートを兼用するように形成してインバートの打設を省略できるようにした例を示すものである。またろ過装置３の両側に水平支持材１１，１１を設け、該水平支持材１１，１１間に渡設板１２を並べ載せ置くことによってインバート上を点検・補修等の作業スペースとして広く有効に利用することができることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本願発明は以上のようにして、地震等に基づく震動等による地山の液状化にて該マンホールが突き上げ浮上したり、沈下，変動等が予想される多くの新設，既設のマンホールに広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明の実施例を示す縦断端面図
【図２】同、横断面図
【図３】同、ろ過装置の形成例を示す斜視図
【図４】圧力水の上昇，放散の流れを示す説明図
【図５】ろ過装置を分割体にて形成した他の実施例を示す斜視図
【図６】上昇誘導管の中間、マンホールの側壁に圧力水の取入孔を設けた実施例を示す部分縦断面図
【図７】マンホールの側壁にのみ圧力水の取入孔を設けたろ過装置の例を示す部分縦断面図
【図８】上昇誘導管を高さ調整自在な挿継ぎ式とした例を示す部分斜視図
【図９】三方から流水管を接続したマンホールにおけるろ過装置の形成実施例を示す横断面図
【図１０】大口径の流水管の接続するマンホールにおけるろ過装置の設置実施例を示す縦断側面図
【図１１】同、ステップをよける分岐形状とした実施例を示す縦断面図
【図１２】上昇誘導管の左右分岐部の天板部材をインバートを兼用するように形成した実施例を示す縦断側面図
【符号の説明】
【００２１】
１はマンホール
１ａは蓋
１ｂは底版
１ｃは内壁面
１ｄは側壁
２は孔
３はろ過装置
３ａは下端口
３ｂは上端口
３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇは上昇誘導管
３ｈは天板部材
３ｉは挿継ぎ環部
３ｊは短筒
３Ａは２分割体
４，４ａ，４ｂは流水管
５はインバート
６はろ過ネット
７は栗石基礎
８は地山
９は圧力水の取入孔
１０はステップ
１１は水平支持材
１２は渡設板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水道施設として地表に蓋付の出入口を有して布設される新設，既設のマンホールにおいて、地震等に基づく震動等による地山の液状化にて該マンホールが突き上げ浮上したり、沈下，変動等を生ずることを防止するために、該マンホールの底版下の栗石層の通水性を利用してマンホールの底版に圧力水が流入し上昇する孔を設け、該孔を下端とし、上端を地下水位上とする１乃至複数本の上昇誘導管にて地震等によりマンホール直下の地山に圧力水が集中した際に該圧力水をろ過上昇させて地下水位上において放散するようにしてマンホール直下の地山の液状化によるマンホールの突上げ浮上，沈下変動等を防止するようにしたことを特徴とするマンホールの耐震補強方法。
【請求項２】
マンホールの側壁の中間下に設ける複数個の取入孔にて圧力水を地下水位上に取り込む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
下水道施設として地表に蓋付の出入口を有して布設される新設，既設のマンホールにおいて、地震等による地山の液状化にて該マンホールの突き上げ浮上または沈下，変動等の生ずることを防止するために、該マンホールの底版に孔を設け、該孔を下端にして該マンホールの内壁面に沿って上端を地下水位上とする１乃至複数本の上昇誘導管を設け、地震等によりマンホール直下の地山に圧力水が集中した際に該圧力水を該各上昇誘導管にてろ過上昇させ上端より放散するようにしたことを特徴とするマンホールの耐震補強装置。
【請求項４】
マンホールの側壁の中間下に複数個の圧力水取入孔を設けた請求項３に記載の装置。
【請求項５】
上昇誘導管および圧力水取入孔にろ過ネットを設ける請求項３または４に記載の装置。

【図１】