JP2007218072A - マンホール - Google Patents

Abstract

【課題】既設のマンホールにも容易に施工することが出来、しかもフィルター等を用いなくても目詰まりの起こらない水抜管の設置を可能にし、これにより、地震による地盤の液状化現象によりマンホールが浮き上がることを容易且つ確実に防止する。
【解決手段】マンホールは、地中に設けた基礎底盤４の上に筒状のマンホール躯体１を設け、これらを地中に埋設すると共に、その開口部を地面ＧＬに開口したものであって、基礎底盤４を貫通してその下の地盤に通じる水抜管６を筒状のマンホール躯体１の中に立設し、その水抜管６の上端をマンホール躯体１の中に配置したものである。より具体的には、水抜管６の下端が基礎底盤４とその上に設けた台座板１２の中の水溜部１４を通してその下の地盤に通じているまた、水抜管６の上端開口部の高さが調整可能となっており、この水抜管６の上端開口部の高さは地下水位ＧＷＬ以上とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中に埋設された上下水道管等を点検、保守する目的等により地中に設けられるマンホールに関し、より具体的には、地震等により発生する地盤の液状化現象によりマンホールが浮き上がるのを防止するための水抜管を備えたマンホールに関する。

地中に埋設された上下水道管等を点検、保守する目的等により地中に設けられるマンホールの一例を図７に示す。
図７にマンホールの従来例を示す。このような従来のマンホールは一般に、地面から地中を必要な深さに根堀し、その底部に砕石による基礎砕石層２３を設ける。この基礎砕石層２３の上にコンクリートの基礎底盤２４を設ける。この基礎底盤２４の上に、プレキャストコンクリート製品である円筒形のマンホール用ブロック２２を１段以上積み上げ、必要に応じて高さ調整した上で最上段のマンホール用ブロック２２を積み上げ、マンホール躯体２１を構築する。このマンホール躯体２１の上端開口部は地面ＧＬの高さに設定し、その上端開口部に設けた蓋枠２９に蓋２８を嵌め込むことにより、上端開口部を開閉可能とする。また、マンホール躯体２１の中の前記基礎底盤２４には、インバートと呼ばれる水路溝付の底盤２５を設け、このインバート２５の水路溝を通して水が流れるようにマンホール躯体２１の壁面に流入管や流出管３１等の配管を接続する。その後、根堀した部分を埋め戻してマンホール躯体２１を地中に埋設する。図７の例では、流入管は断面した部分の手前にあり、図示されていない。

このようなマンホールでは、地震の発生によって地下地盤が液状化したような場合に、地下水圧が上昇することにより、基礎底盤２４を含むマンホール躯体２１が地盤から浮き上がってしまうことが問題視されている。このため図７に示すように、マンホール躯体２１の基礎底盤２４の近傍の地盤中から地面ＧＬに達する水抜管２６を埋設することが提案されている。或いはマンホール躯体２１の周囲に、礫材からなる地表面ＧＬに達する埋め戻し層を形成することも提案されている。これらの対策により、地震の際に起こる地盤の液状化現象に伴ってマンホール躯体２１の底部近傍の地盤中に発生する地下水圧を、前記水抜管２６或いは埋戻層を通じて地上へ開放し、マンホールの浮き上がりの防止を図るものである。

しかしながら、図７に示すような水抜管２６や礫材の埋戻層内には、常に地盤中の地下水位ＧＷＬと同レベルまで地下水が存在している。このため、地震による液状化現象が起きたときの水圧を抜くための抵抗が大きく、マンホールの浮き上がりを有効に防止し得る排水作用を期待することができないという課題がある。

この問題を解決する手段として、特開平８−９２９８４号公報、特開平８−１６５６６５号公報、特開平８−１６５６６７号公報に示されたように、水抜管や埋戻層を通してマンホール躯体２１の基礎底盤２４の近傍から抜く水を地面ＧＬ上にではなく、マンホール躯体２１の中に流入させるものも提案されている。これにより、液状化現象が発生したときに水を抜くときのの排水抵抗を小さくし、且つマンホール躯体の中に水を流入させることによって、マンホール躯体に周囲の地盤から加えられる浮力を抑え、マンホールの浮き上がりを防止するものである。

しかしながら、これらの水抜管をマンホール躯体の外に設けたり、マンホール躯体の周囲に礫材からなる埋戻層を設ける手段では、既設のマンホールに施工する場合、マンホール躯体の周囲を掘り返さなければならない。そのためには、舗装層の破砕、重機等を使用した縦穴掘削を必要とし、その後はさらに埋め戻しや再舗装等の工程を必要とする。

また、地震で起こる地盤の液状化現象では、地下水が土砂を含んで液状化するため、水抜管や礫材からなる埋戻層が目詰まりするおそれもある。そこで、特開平８−９２９８４公報に示されたように、水抜管のマンホール躯体に接続した流入口側にフィルター等を取り付ける必要もある。しかし、このフィルターを水抜管のマンホール躯体に接続した流入口側に設けても、そのフィルターの部分で水が詰まってしまう結果となり、有効な水抜効果は達成し得ない。

特開平８−９２９８４公報 特開平８−１６５６６５号公報 特開平８−１６５６６６号公報 特開平８−１６５６６７号公報

本発明は、前記従来のマンホールの特に地震による地盤の液状化現象による浮き上がり防止技術の課題に鑑み、既設のマンホールにも容易に施工することが出来、しかもフィルター等を用いなくても目詰まりの起こらない水抜管の設置を可能にし、これにより、地震による地盤の液状化現象によりマンホールが浮き上がることを容易且つ確実に防止することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明では、マンホール躯体１の基礎底盤４の下の地盤に通じる水抜管６をマンホール躯体１の中に立設することにより、既設のマンホールにも容易に施工出来るようにすると共に、マンホール躯体１の浮き上がり防止に最も効果のある基礎底盤４の直下の水圧を抜くことを可能とした。また、基礎底盤４の下にある基礎砕石層３をフィルターとして利用出来るようにした。

すなわち、本発明によるマンホールは、地中に設けた基礎底盤４の上に筒状のマンホール躯体１を設け、これらを地中に埋設すると共に、その開口部を地面ＧＬに開口したものであって、基礎底盤４の下の地盤に通じる水抜管６を筒状のマンホール躯体１の中に立設し、その水抜管６の上端をマンホール躯体１の中に配置したものである。
より具体的には、水抜管６の下端が基礎底盤４とその上に設けた台座板１２の中の水溜部１４を通してその下の地盤に通じている。或いは水抜管６の下端が基礎底盤４を貫通してその下の基礎砕石層３に達している。

このような本発明によるマンホールでは、マンホール躯体１の基礎底盤４の下の地盤に通じる水抜管６をマンホール躯体１の中に立設しているので、既設のマンホールでも、人がマンホール躯体１の中に入って作業することで水抜管６を設置出来る。そのため、マンホール躯体１の周囲の掘削が不要であり、既設のマンホールにも容易に設置出来る。もちろん新設のマンホールにも設置は可能である。

さらに、地震による地盤の液状化現象が起こったときに、マンホールの浮き上がりに最も影響する基礎底盤４の下の地盤の水を水抜管６を通してマンホール躯体１の中に抜き上げることが出来るので、マンホールの浮き上がりを効果的に防止することが出来る。また、水抜管６に通じる地盤の最上層は通常基礎砕石層３であることが多く、従って、地下水はこの基礎砕石層３を通って水抜管６に流入する。このとき基礎砕石層３がフィルターとして機能し、地盤から水だけを水抜管６で抜き上げることが出来る。これにより、水抜管６への土砂の流入を防止することが出来、水抜管６やマンホールに接続した配管が土砂で目詰まりすることが防止出来る。

また、水抜管６の上端開口部の高さを調整可能とし、この水抜管６の上端開口部の高さは地下水位ＧＷＬ以上とすることで、地震による地盤の液状化現象が起こっていない平時の状態では、水抜管６の中の水位をその上端開口部の高さ以下とすることが出来る。これにより、平時の状態において、マンホール躯体１の中への地下水の流入を防ぐことが出来る。また、水抜管６の上端開口部の高さの調整により、現場の地下水位に合わせて水抜管６の高さを随時調整することが出来る。

以上説明した通り、本発明によるマンホールでは、既設、新設を問わず、水抜管６を設置出来る。そして、地震による地盤の液状化現象が起こったときに、マンホールの浮き上がりに最も影響する基礎底盤４の下の地盤の水を水抜管６を通してマンホール躯体１の中に抜き上げるので、マンホールの浮き上がりを効果的に防止することが出来る。

本発明では、マンホール躯体１の基礎底盤４の下の地盤に通じる水抜管６をマンホール躯体１の中に立設することにより、既設のマンホールにも容易に施工出来るようにすると共に、マンホール躯体１の浮き上がり防止に最も効果のある基礎底盤４の直下の水を、目詰まりすることなく抜くことを可能とした。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。

図１は、本発明の第一の実施例であるマンホールを示す縦断側面図、図２は、そのＡ−Ａ’線断面図、図３は、その縦断正面図である。
マンホールは、地面から地中に必要な深さに立坑を根堀し、その底部に砕石による基礎砕石層３を設ける。この基礎砕石層３の上に予め工場で成型したプレキャスト製の基礎底盤４を設置するか、或いは現場でコンクリートを打設して基礎底盤４を設ける。この基礎底盤４の上に、プレキャスト製品である円筒形のマンホール用ブロック２を１段以上積み上げ、必要に応じて高さ調整した上で最上段のマンホール用ブロック２を積み上げ、マンホール躯体１を構築する。

このマンホール躯体１の上端開口部は地面ＧＬの高さに設定し、その上端開口部に設けた蓋枠９に蓋８を嵌め込むことにより、上端開口部を開閉可能とする。また、マンホール躯体１の中の前記基礎底盤４には、インバートと呼ばれる水路溝付の底盤を設け、このインバート５の水路に水が流れ込むようにマンホール躯体１の壁面に流入管１０（図１参照）と流出管１１とを接続する。例えば、これらの流入管１０と流出管１１は当該マンホールを到達立坑及び発信立坑とした推進工法により施工される。その後、根堀した部分を埋め戻してマンホール躯体１を地中に埋設する。

以上は、図７により前述した従来例と同じである。但し、最近のマンホールの設置工事では、円筒形のマンホール用ブロック２の下端に圧入推進用の鋼製の刃を設け、マンホール用ブロック２を地盤に圧入しながら推進すると共に、マンホール用ブロック２の中の土砂を地面上に排出し、これによりマンホール躯体１を地中に構築する立坑推進工法も行われている。
但し本発明は、ここに例示された工法の他、何れの工法で構築されるマンホールにも適用が可能であることはもちろんである。

さらに本発明では、マンホール躯体１の基礎底盤４の下の地盤に通じる水抜管６をマンホール躯体１の中に立設する。図示の例では、図２に示すように、水抜管６を４本立設しているが、その本数はマンホール躯体１のサイズ等により適宜変更することが可能である。この水抜管６の下端は次に述べる台座板１２に嵌め込んで立設され、やはり次に述べる水溜部１４を通して基礎底盤４の下の基礎砕石層３に通じている。また、水抜管６の上端開口部の高さは調整部７により調整可能となっており、この水抜管６の上端開口部の高さを地下水位ＧＷＬに応じてそれより高くなるように設定する。

この第一の実施例では、基礎底板４の上に台座板１２を設け、この台座板１２に水抜管６を貫通して立設し、その上にインバート５を施工している。台座板１２は、カップを上下逆向きにしたような無底のプレキャストコンクリート部材であり、その下面には補強のための十字状のリブ１３が設けられている。水抜管６の下端を嵌め込む孔が図示の例では４つ予め設けられている。

また、基礎砕石層３と前記台座板１２との間に設けられた基礎底盤４はリング状のものであり、中央部が空いている。これにより、この基礎底盤４と前記台座板１２の下側との間に地下水を溜める水溜部１４が形成される。この基礎底盤４はプレキャスト製のものを設置しても、或いは現場でコンクリート打設により成型してもどちらでもよい。

例えば、新設のマンホールでプレキャスト製の基礎底盤４を施工する場合は、基礎砕石層３の上に水平を取って基礎底盤４を設置する。そしてこの基礎底盤４の上にマンホール用ブロック２を積み上げる。またこれと前後して基礎底盤４の上の中央部分に台座板１２を載せ、これに水抜管６を立設して固定する。さらにマンホール用ブロック２の最も底の部分に生コンクリートを打設し、インバート５を成型し、その上面の形を整える。台座板１２と水抜管６はこのインバート５の打設時に完全に固定される。

他方、インバート５がプレキャスト製の場合は、それに台座板１２に合わせて水抜管６を通す孔を設けておく。台座板１２と孔の位置を合わせてインバート５を設置した後、インバート５側から台座板１２に水抜管６を差し込む。水抜管６の差込深さはその下端が台座板１２の下面と面一になる深さとし、孔の隙間にモルタルを充填して目詰めをする。

また例えば、既設のマンホールに施工する場合は、既設のインバートを破砕した後、コンクリート穿孔機を使用し、基礎底盤４の中央部に基礎底盤４の直径の半分程の直径の孔を開ける。その上に台座板１２を載せ、プレキャスト製のインバート５を使用する場合は、前述の新設工事と同様にしてそれを台座板１２の上に載せる。これらインバート５と台座板１２に水抜管６を立設して固定する。他方、インバート５を現場でコンクリートを打設して施工する場合は、台座板１２に水抜管６を立設して固定した後、マンホール用ブロック２の最も底の部分に生コンクリートを打設し、インバート５を再施工する。

このマンホールでは、平時は基礎砕石層３から水溜部１４を通して水抜管６に地下水が進入し、この水抜管６に地下水位GWLと同じ高さだけ水が入っている。この状態から大きな地震が起こり、これにより地盤が液状化現象を起こし、地下水の圧力が高くなると、基礎砕石層３から水溜部１４を通してマンホールの基礎底盤４の下にある地下水が水抜管６の中に流れ込み、この水抜管６から地下水がマンホール躯体１の中に流れ込む。このため、マンホールの基礎底盤４の下の地下水圧の急激な増大が抑えられると共に、マンホール躯体１の中に流入した地下水の重力によりマンホールの基礎底盤４が上から押さえられる。これにより、地下水圧により基礎底盤４が下から突き上げられるのが防止され、マンホール躯体１が浮き上がらない。

特にこのマンホールでは、その浮き上がりを決定付ける基礎底盤４の真下の地下水をマンホール躯体１の中に抜くことが出来るので、マンホール躯体１の浮き上がりを有効に防止することが出来る。水抜管６を通してマンホール躯体１の中に流入した水は、マンホール躯体１の底近くに接続した流出管１１から排水される。また、液状化現象により地下地盤が流動化したとき、地下水は多くの土砂を含むことが多い。このような場合には、地下水が基礎砕石層３を通って水溜部１４に流入し、ここから地下水が水抜管６に流入するため、基礎砕石層３がフィルターの役目をし、地下水から土砂を濾過し、地下水だけが水抜管６に流入する。このため、水抜管３には多くの土砂は流れ込まず、水抜管３が詰まったり、マンホール躯体１の中に土砂が貯まって配管が詰まることも防止出来る。

図４は、本発明の第二の実施例であるマンホールを示す縦断側面図、図５は、Ｂ−Ｂ’線断面図、図６は、その縦断正面図である。
この第二の実施例におけるマンホールの基本構造は前述した第一の実施例のものと同じであり、同じ部分は同じ符合を付して示してある。それらの部分の説明は省略する。

この第二の実施例が前述した第一の実施例と異なるのは、台座板を用いず、また基礎底盤４にも孔を設けず、マンホール躯体１の基礎底盤４を貫通して水抜管６をマンホール躯体１の中に立設している。この水抜管６の下端は基礎底盤４を貫通してその下の基礎砕石層３に達している。すなわち、この第二の実施例では水溜部が無く、地下水は基礎砕石層３を通して水抜管６に直接流入する。

例えば、新設のマンホールで基礎底盤４を現場でコンクリートを打設して施工する場合は、基礎砕石層３の上に水抜管６を立設して固定し、この状態で基礎底盤４となる部分の周囲に型枠を組み立て、そこに生コンクリートを打設し、これを硬化させて基礎底盤４を成型する。その後、その後、マンホール用ブロック２を積み上げ、さらにマンホール用ブロック２の最も底の部分に生コンクリートを打設し、インバート５を成型し、その上面の形を整える。

また例えば、既設のマンホールに施工する場合は、コンクリート穿孔機を使用し、コンクリート躯体１の底部に設けたインバート５から基礎底盤４にわたって水抜管６を通す孔を明け、この孔に水抜管６を通し、その後、孔と水抜管６との間に生モルタル等を充填して硬化させ、目詰めをする。

このマンホールでは、平時は基礎砕石層３を通して水抜管６に地下水が進入し、この水抜管６に地下水位GWLと同じ高さだけ水が入っている。この状態から大きな地震が起こり、これにより地盤が液状化現象を起こし、地下水の圧力が高くなると、基礎砕石層３を通してマンホールの基礎底盤４の下にある地下水が水抜管６の中に流れ込み、この水抜管６から地下水がマンホール躯体１の中に流れ込む。これにより、マンホールの基礎底盤４の下の地下水圧の急激な増大が抑えられると共に、マンホール躯体１の中に流入した地下水によりマンホールの基礎底盤４が上から抑えられ、マンホール躯体１が浮き上がらないことは前述した第一の実施例と同様である。

また、水抜管６を通してマンホール躯体１の中に流入した水が流出管１１により排水されること、地下水が水抜管６に流入するとき基礎砕石層３がフィルターの役目をすること等も前述の第一の実施例と同様である。
但し、地下水が基礎砕石層３を通して水抜管６に流入する面積が水抜管６の内断面積の合計に限られるため、水抜きの効率は前述した第一の実施例より若干劣る。これを解決するためには、水抜管６の径をやや太めにする等の対策が必要である。

本発明の一実施例であるマンホールを示す縦断側面図である。 同実施例であるマンホールを示す横断平面図である。 同実施例であるマンホールを示す縦断正面図である。 本発明の他の実施例であるマンホールを示す縦断側面図である。 同実施例であるマンホールを示す横断平面図である。 同実施例であるマンホールを示す縦断正面図である。 マンホールの従来例を示す縦断正面図である。

符号の説明

１ マンホール躯体
３ 基礎砕石層
４ 基礎底盤
６ 水抜管
１２ 台座板
１４ 水溜部
ＧＬ 地面
ＧＷＬ 地下水位

Claims (6)

1. 地中に設けた基礎底盤（４）の上に筒状のマンホール躯体（１）を設け、これらを地中に埋設すると共に、その開口部を地面（ＧＬ）に開口したマンホールにおいて、基礎底盤（４）の下の地盤に通じる水抜管（６）を筒状のマンホール躯体（１）の中に立設し、その水抜管（６）の上端をマンホール躯体（１）の中に配置したことを特徴とするマンホール。
2. 水抜管（６）の下端が基礎底盤（４）とその上に設けた台座板（１２）の中の水溜部（１４）を通してその下の地盤に通じていることを特徴とする請求項１に記載のマンホール。
3. 水抜管（６）の下端が基礎底盤（４）を貫通してその下の地盤に達していることを特徴とする請求項１に記載のマンホール。
4. 水抜管（６）に通じる地盤の最上層は基礎砕石層（３）であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のマンホール。
5. 水抜管（６）の上端開口部の高さが調整可能となっていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のマンホール。
6. 水抜管（６）の上端開口部の高さは地下水位（ＧＷＬ）以上に設定されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のマンホール。

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