JP6812045B1 - マンホールの管接続部の改修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マンホールの管取付部の外側の地盤に含まれる地下水を簡便な方法で止水し、マンホールの管接続部の改修工事を効率化する改修方法を提供する。【解決手段】マンホール１０の内側から管接続部１２における既設管１４の外周部分に、マンホール１０の外側の地盤１００に通じる注入孔３２を、穿孔機を用いて局所的に形成する。次いで、注入孔３２に注入具４４を挿入し、注入具４４から地盤に止水剤を注入して、止水剤を既設管１４の周囲で固化させることにより止水する。その後、管接続部１２における既設管１４の外周部分を取り除く。【選択図】図４

Description

本開示は、マンホールの管接続部の改修方法に関する。

下水道などの地下管路をなす既設管は、所定の距離をあけて設けられたマンホールの周壁に接続されている。マンホールと既設管とは、コンクリートで剛接合されているため、地震の発生時には互いに異なった動きをする。それに起因して、マンホールと既設管との間で屈曲変位や抜出し変位が生じた場合、両者の接合部にひび割れが生じ、場合によっては破壊されることになる。そうなると、地下管路の機能を維持できなくなる。

そこで、マンホールの周壁のうち既設管が接続されている管接続部に対して行う耐震化の改修方法が提案されている。例えば、特許文献１の改修方法では、マンホールの内側から管接続部における既設管の外周部分を取り除くことで貫通部分を形成し、その貫通部分に可撓性を有する止水部材を埋め込み、止水部材を用いてマンホールと既設管とを接続することで、管接続部が破壊されるのを防止している。

特開２００３−７４０７８号公報

ところで、マンホールが設けられた場所によっては地下水の水位が高いため、地下水が既設管の外側の地盤にも存在している場合がある。この場合、地下水を含む地盤では土砂が流動しやすいため、当該マンホールの管接続部に対して上述した改修方法を行うと、マンホールの周壁に貫通部分を形成したときに、地下水が土砂と共に貫通部分を通ってマンホール内へ多量に流入するおそれがある。多量の地下水と土砂がマンホール内に流入すると、管接続部の改修作業を行うのが困難になる。

このため、マンホールの外側の地下水の水位を事前に調査する必要がある。そして、水位が高い場合には、マンホールの周壁に貫通部分を形成する前に、マンホールの開口周辺における舗装路面に注入孔を形成し、その注入孔から土砂を固化させるための液状の止水剤を注入することにより、マンホールの管接続部の周辺の地下水を土砂などと共に固化させて止水することが考えられる。

しかし、そのようにしてマンホールの管接続部の周辺を止水する場合、マンホールの周囲に他企業の埋設管が設置されていると、舗装路面に注入孔を形成するときに、その埋設管を損傷させるおそれがある。さりとて、マンホールの周囲の地盤を掘り返し、マンホールの周囲の埋設管の位置を把握した後に、掘り返した地盤を埋め戻すとなると、マンホールの管接続部の改修工事が大規模になり、工期の長期化を招いてしまう。

本開示の技術は、マンホールの管接続部の周辺の地盤に含まれる地下水を簡便な方法で止水し、マンホールの管接続部の改修工事を効率化することを目的とする。

本開示の技術は、マンホールの周壁のうち地中に埋設された既設管が接続されている管接続部を改修する方法を対象とする。

本開示の第１態様は、マンホールの内側から管接続部における既設管の外周部分に、マンホールの外側の地盤に通じる注入孔を、穿孔機を用いて局所的に形成する第１工程と、注入孔に注入具を挿入し、その注入具から地盤に液状の止水剤を注入して、止水剤を既設管の周囲で固化させることにより止水する第２工程と、第２工程を行った後に、管接続部における既設管の外周部分を取り除く第３工程とを含む、マンホールの管接続部の改修方法である。そして、第１工程では、注入孔を、既設管からの距離が２００ｍｍ以上且つ３５０ｍｍ以下の位置に形成する。

この第１態様によると、マンホールの内側から管接続部における既設管の外周部分に注入孔を形成するが、注入孔は局所的に形成するので、マンホールの外側の地下水の水位が高くても、注入孔を通じてマンホール内に流入する地下水や土砂の量を制限できる。そして、管接続部における既設管の外周部分を取り除く前に、注入孔に挿入した注入具から地盤に止水剤を注入して止水剤を既設管の周囲で固化させることにより止水するので、管接続部における既設管の外周部分を取り除いたときに、多量の地下水や土砂がマンホール内に流入するのを防止できる。

この第１態様によると、注入孔を既設管からの距離が２００ｍｍ以上となる位置に形成するので、穿孔機による注入孔の形成に伴って既設管を傷つけないようにできる。さらに、注入孔を既設管からの距離が３５０ｍｍ以下となる位置に形成するので、管接続部の周辺の地盤において、注入孔を通じて注入した止水剤を既設管の周囲に好適に回り込ませて既設管の全周に亘り浸透させることができる。

本開示の第２態様は、第１態様のマンホールの管接続部の改修方法において、第１工程で、少なくとも既設管の左半分の外周部分と既設管の右半分の外周部分とに１つずつ注入孔を形成する、マンホールの管接続部の改修方法である。

この第２態様によると、既設管の左半分の外周部分と既設管の右半分の外周部分とにそれぞれ注入孔を形成するので、各注入孔を用いて管接続部の外側の地盤に止水剤を注入することにより、既設管の左右方向における一方側の地盤に止水剤の浸透が偏るのを避けることができる。それによって、管接続部の周辺の地盤に含まれる地下水を既設管の左右両側で土砂と共に固化できる。

本開示の第３態様は、第１または第２態様のマンホールの管接続部の改修方法において、第１工程で、注入孔を、直径３０ｍｍ以上且つ４０ｍｍ以下に形成する、マンホールの管接続部の改修方法である。

この第３態様によると、注入孔を直径３０ｍｍ以上に形成するので、注入孔を通じて所要量の止水剤を比較的短い時間で地盤に注入できる。さらに、注入孔を直径４０ｍｍ以下に形成するので、注入孔を通じてマンホール内に流入する地下水や土砂の量を好適に制限できる。

本開示の第４態様は、第１〜第３態様のいずれか１つのマンホールの管接続部の改修方法において、第２工程で、止水剤として、主剤液と硬化剤液とを混合してなる２液硬化型の止水剤を用いる、マンホールの管接続部の改修方法である。当該第２工程では、注入具として、主剤液と硬化剤液とを合流させる合流ヘッドと、合流ヘッドで合流する主剤液および硬化剤液からなる止水剤を吐出する注入ノズルとを有する注入具を用いる。そして、第２工程では、注入ノズルを注入孔に挿通させ、主剤液と硬化剤液とを１．５ショット方式で混合して地盤に止水剤を注入する。

この第４態様によると、合流ヘッドと注入ノズルとを有する注入具を用い、注入ノズルを注入孔に挿通させ、主剤液と硬化剤液とを合流ヘッドで合流させることにより、それら両液を１．５ショット方式で混合してなる止水剤を地盤に注入するので、比較的短い時間で硬化する２液硬化型の止水剤を用いることができる。このことは、マンホールの管接続部の改修工事を効率化するのに有利である。

本開示の第５態様は、マンホールの内側から管接続部における既設管の外周部分に、マンホールの外側の地盤に通じる注入孔を、穿孔機を用いて局所的に形成する第１工程と、注入孔に注入具を挿入し、その注入具から地盤に液状の止水剤を注入して、止水剤を既設管の周囲で固化させることにより止水する第２工程と、第２工程を行った後に、管接続部における既設管の外周部分を取り除く第３工程とを含む、マンホールの管接続部の改修方法である。第２工程では、止水剤として、主剤液と硬化剤液とを混合してなる２液硬化型の止水剤を用いる。第２工程では、注入具として、主剤液と硬化剤液とを合流させる合流ヘッドと、合流ヘッドで合流する主剤液および硬化剤液からなる止水剤を吐出する注入ノズルとを有し、注入ノズルに、先細り側が止水剤の吐出口側に向くテーパー形状を有する栓部が設けられた注入具を用いる。そして、第２工程では、注入ノズルを注入孔に挿通させると共に、栓部のテーパー面を当該注入孔の開口周縁に当接させ、主剤液と硬化剤液とを１．５ショット方式で混合して地盤に止水剤を注入する。

この第５態様によると、注入ノズルを注入孔に挿通させたときに、栓部のテーパー面を当該注入孔の開口周縁に当接させるので、注入ノズルの栓部で注入孔を閉塞できる。そのことで、注入ノズルから地盤に注入した止水剤が地下水や土砂と共に注入口を通してマンホール内へ流入するのを抑制ないし防止できる。これにより、地盤に注入した止水剤を既設管周りの所定の範囲に好適に浸透させることができる。このことは、マンホールの管接続部の改修工事を効率化するのに有利である。

本開示の第６態様は、第５態様のマンホールの管接続部の改修方法において、第２工程で、注入具として、栓部が注入ノズルに挿通された筒状の付属具によって構成される注入具を用いる、マンホールの管接続部の改修方法である。そして、付属具は、注入ノズルに対する固定位置が可変である。

この第６態様によると、注入ノズルの栓部が付属具によって構成され、注入ノズルに対する付属具の固定位置が可変であるので、注入ノズルに対する付属具の固定位置を変えることにより、注入ノズルの注入孔に挿入される長さを、マンホールの周壁の厚さに応じて変えられる。それによって、マンホールの周壁が比較的厚い場合にも、既設管周りの地盤に注入ノズルを到達させることができる。また、マンホールの周壁が比較的薄い場合にも、地下水や土砂が注入孔を通してマンホール内に流入するのを栓部により抑制ないし防止できる。

本開示の技術によれば、マンホールの管接続部の周辺の地盤に含まれる地下水を簡便な方法で止水し、マンホールの管接続部の改修工事を効率化できる。

図１は、実施形態におけるマンホールの管接続部の構成を概略的に示す断面図である。 図２は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第１工程の様子を示す断面図である。 図３は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第１工程で注入孔を形成したマンホールの周壁を示す断面図である。 図４は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程の様子を示す断面図である。 図５は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程で用いる注入具の要部を示す平面図である。 図６は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程で地盤を改良する範囲を示す断面図である。 図７は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程で地盤を改良する範囲を示す断面図である。 図８は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程で管接続部の周辺の地盤に止水剤を注入する様子を示す断面図である。 図９は、実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第３工程で管接続部の外周部分を取り除いた状態を示す断面図である。 図１０は、実施形態の変形例におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程で用いる注入装置の要部を示す平面図である。 図１１は、実施形態の変形例におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程で用いる注入装置の付属具の断面図である。 図１２は、実施形態の変形例におけるマンホールの管接続部の改修方法での第２工程で管接続部の周辺の地盤に止水剤を注入する様子を示す断面図である。 図１３は、その他の実施形態におけるマンホールの管接続部の改修方法での第１工程で注入孔を形成したマンホールの周壁を示す断面図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《実施形態》
この実施形態では、本開示の技術に係るマンホールの管接続部の改修方法について、マンホールの管接続部を耐震化するための改修方法を例に挙げて説明する。

−マンホールの管接続部−
本例の改修方法は、図１に示すような一般的なマンホール１０の管接続部１２を対象とする。マンホール１０が設けられた場所によっては地下水の水位ＧＬが高いため、地下水が既設管１４の外側の地盤１００にも存在している場合がある。

マンホール１０の管接続部１２は、マンホール１０のうち地中に埋設された既設管１４が接続された部分である。マンホール１０は、既設管１４がなす地下管路の点検や管理などに利用される、人が出入り可能な孔である。例えば、マンホール１０は、下水道の配管や消化用の水道管、ガスの配管などの用途に設けられている。マンホール１０は、路床上に設けられたアスファルトなどからなる舗装版１６に開口している。マンホール１０の開口は、鉄蓋１８で開閉可能に閉塞される。

マンホール１０は、いわゆる組立てマンホールであって、円筒状のプレキャストコンクリートブロック２０を積み上げて構成されている。例えば、マンホール１０は、プレキャストコンクリートブロック２０として、躯体ブロック２０ａと、躯体ブロック２０ａ上に設けられた斜壁ブロック２０ｂとを含んでいる。マンホール１０はさらに、躯体ブロック２０ａと斜壁ブロック２０ｂとの間に設けられた直壁ブロックを含んでもよく、斜壁ブロック２０ｂ上に設けられた円環状の調整リングを含んでもよい。

躯体ブロック２０ａは、コンクリート製の底板ブロック２２上に設けられている。躯体ブロック２０ａ内で底板ブロック２２上には、コンクリートやモルタルなどからなるインバートブロック２４が設けられている。インバートブロック２４には、両端が外周側に開放されたインバート２６が形成されている。マンホール１０の周壁２８におけるインバート２６の両開放端に対応する部分にはそれぞれ、接続孔３０が形成されている。

各接続孔３０には、既設管１４の端部が挿入されている。既設管１４の端部は、躯体ブロック２０ａの接続孔３０内の空隙においてコンクリートなどの充填材で巻き立てられることにより、マンホール１０に固定されている。このように、マンホール１０の管接続部１２では、既設管１４が周壁２８に剛接合されている。既設管１４は、ヒューム管などのコンクリート製の管体である。

−マンホールの管接続部の改修方法−
マンホール１０の管接続部１２の改修方法は、マンホール１０の外側の地盤１００に含まれる地下水を土砂と共に固化させた上で改修を行う止水工法である。マンホール１０の管接続部１２の改修方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程とを含む。

〈第１工程〉
第１工程では、マンホール１０の周壁２８に注入孔３２を形成する。注入孔３２は、マンホール１０の外側の地盤１００に液状の止水剤を注入するための、周壁２８を貫通する孔である。

具体的には、鉄蓋１８の蓋体１９を持ち上げてマンホール１０を開け、図２に示すように、マンホール１０内に作業員ＷＫが入り、マンホール１０の内側からマンホール１０の管接続部１２のうち既設管１４の外周部分に、マンホール１０の外側の地盤１００に通じる注入孔３２を、穿孔機３４を用いて局所的に形成する。穿孔機３４としては、ダイヤモンドコアドリルやロータリーハンマードリルなどの電動式の穿孔工具が好適に用いられる。

第１工程では、注入孔３２を、管接続部１４の周方向に互いに間隔をあけて複数形成する。複数の注入孔３２は、既設管１４の左半分の外周部分と既設管１４の右半分の外周部分とに分けて形成されることが好ましい。図３に示すように、本例では、既設管１４の左半分の外周部分のうちインバートブロック２４よりも上側に位置する箇所と、既設管１４の右半分の外周部分のうちインバートブロック２４よりも上側に位置する箇所とに、１つずつ注入孔３２を形成する。

注入孔３２の形成位置は、地盤１００への止水剤の浸透し易さと、地盤１００の所要範囲Ｒｇに止水剤を行き渡らせるのに必要な時間および必要な注入孔３２の数とに基づいて設定される。本例では、それら２つの注入孔３２を形成する位置を、当該各注入孔３２の中心と既設管１４の中心Ｃとを結ぶ仮想線Ｌ１が上側に１１０°以上且つ１３０°以下の角度ａ（図示する例では１２０°の角度）をなし、既設管１４の中心Ｃを通る鉛直線Ｌ２を基準として左右対称となる位置とする。

ここで、各注入孔３２と既設管１４との距離ｄが１５０ｍｍ未満であると、注入孔３２の位置と既設管１４の位置とが比較的近いため、注入孔３２の形成時に穿孔機３４の姿勢がぶれた場合、既設管１４を傷つけるおそれがある。また、各注入孔３２と既設管１４との距離ｄが３５０ｍｍを超えると、管接続部１４の周辺の地盤１００において、注入孔３２を通じて注入した止水剤がゲルタイムのうちに既設管１４の周囲に回り込み難くなる。このため、管接続部１２の外側の地盤１００において既設管１４の全周に亘り止水剤を浸透させるために必要な注入孔３２の数が比較的多くなる。そうなると、注入孔３２の形成作業に手間がかかる上、注入孔３２を通じてマンホール１００内に流入する地下水や土砂の総量が多くなり、後に行う第２工程に支障を来し兼ねない。

これらのことから、第１工程では、各注入孔３２を、既設管１４からの距離ｄが１５０ｍｍ以上且つ３５０ｍｍ以下の位置に形成する。各注入孔３２の形成位置は、上述した理由より、既設管１４からの距離ｄが２００ｍｍ以上且つ３００ｍｍ以下の位置であることが好ましい。各注入孔３２の既設管１４からの距離ｄは、既設管１４の内径が小さいほど短く、既設管１４の内径が大きいほど長く設定されてもよい。

各注入孔３２の直径は、地盤１００への止水剤の注入し易さと、個々の注入孔３２からマンホール１０内に流入する地下水や土砂の量とに基づいて設定される。

各注入孔３２の直径が３０ｍｍ未満であると、注入孔３２を通じて所要量の止水剤を地盤１００に注入するのに必要な時間が比較的長くなる。このため、マンホール１０の管接続部１２の改修工事において止水作業に時間がかかる。また、各注入孔３２の直径が４０ｍｍを超えると、個々の注入孔３２を通じてマンホール１０内に流入する地下水や土砂の量が比較的多くなる。マンホール１０内に流入する地下水や土砂が多いと、管接続部１２の改修作業を行い難い。

これらのことから、第１工程では、各注入孔３２を、直径３０ｍｍ以上且つ４０ｍｍ以下に形成する。具体的な手法としては、例えば直径３２ｍｍのドリルビットを取り付けた電動式の穿孔工具を用いて各注入孔３２を形成することが挙げられる。

各注入孔３２を形成した後には、当該注入孔３２を通じて地盤１００の状態が見られるか否かで注入孔３２が貫通していることを確認する。このとき、注入孔３２からの地下水や土砂の流出がある場合には、そのことを以て注入孔３２が貫通していることを確認する。注入孔３２からマンホール内１０に流入する地下水や土砂の量が多い場合には、注入孔３２を木栓などの栓具で仮養生する。

〈第２工程〉
第２工程は、第１工程の後に行う。図４に示すように、第２工程では、マンホール１０の周壁２８に形成された各注入孔３２を用いて地盤１００に液状の止水剤を注入する。

止水剤としては、主剤液と硬化剤液とを混合してなる２液硬化型の止水剤を用いる。本例の止水剤は、水ガラス系の地質改良用の止水剤である。当該止水剤に用いる主剤液は、主剤としての硅酸ソーダ（硅酸ナトリウム）と水とを配合したゾル液である。当該止水剤に用いる硬化剤液は、硬化剤としてのアルカリ系無機剤と水とを配合した溶液である。止水剤のゲルタイムは、例えば５秒以上且つ１５秒以下である。

地盤１００への止水剤の注入には、注入装置３６が用いられる。注入装置３６は、撹拌ミキサー３８と、注入ポンプ３９と、発電機４０と、注入具４４とを備える。撹拌ミキサー３８は、硅酸ソーダと水、硬化剤と水とを別々のタンクで撹拌および混合して、主剤液と硬化剤液とを別個独立に生成する。注入ポンプ３９は、撹拌ミキサー３８で生成した主剤液と硬化剤液とを別々のホース４６を用いて注入具４４に送り出す。発電機４０は、撹拌ミキサー３８および注入ポンプ３９に電力を供給する電源装置である。

注入具４４としては、図５に示すＹ字状の管部品からなる金属製の機具を用いる。注入具４４は、合流ヘッド４８と、注入ノズル５０とを有する。合流ヘッド４８は、２つの流入管部５２と、２つの流入管部５２の端部同士を繋ぐ合流管部５４と、合流管部５４の中央部位から延びる流出管部５６とで構成されている。各流入管部５２は、合流管部５４とは反対側に流入口５８を有する。一方の流入口５８には、主剤液を移送するホース４６が接続される。他方の流入口５８には、硬化剤液を移送するホース４６が接続される。

各流入管部５２には、ハンドル６０付きの開閉弁６２が設けられている。開閉弁６２は、ハンドル６０を操作することで開閉される。流入管部５２に流通する溶液の単位時間当たり量は、開閉弁６２の開度に応じて変えられる。注入具４４は、各々異なる流入管部５２に流れる主剤液と硬化剤液とを合流管部５４で合流させる。流出管部５６は、合流管部５４とは反対側に流出口６４を有する。合流管部５４で合流した主剤液と硬化剤液とが混合してなる止水剤は、流出管部５６を通じて流出口６４から流出する。

注入ノズル５０は、ストレートな管体からなる。注入ノズル５０の基端部は、流出管部５６の流出口６４に接続されている。注入ノズル５０の先端部は、管体を斜め方向にカットしたような先鋭形状とされ、止水剤を吐出する吐出口５１を有している。合流ヘッド４８の流出口６４から流出した止水剤は、注入ノズル５０の吐出口５１から吐出される。

作業員ＷＫは、マンホール１０内に注入具４４を搬入して、注入ノズル５０を水平方向に注入孔３２に挿通させる。そして、両方のハンドル６０を操作することにより、主剤液と硬化剤液とを１．５ショット方式で混合して、注入ノズル５０からマンホール１０の外側の地盤１００に止水剤を注入する。図６および図７に示すように、止水剤を行き渡らせる地盤１００の所要範囲Ｒｇは、例えば、既設管１４を中心として縦幅Ｈが１１００ｍｍ以上且つ１４００ｍｍ以下、左右方向の横幅Ｗが１１００ｍｍ以上且つ１４００ｍｍ以下、奥行き幅Ｄが４００ｍｍ以上且つ６００ｍｍ以下の範囲である。

注入孔３２ごとの止水剤の注入量は、管接続部１２の外側における地盤１００の所要範囲Ｒｇに止水剤が行き渡るように設定される。具体的には、止水剤の注入量は、当該止水剤の注入量をＱ（ｋｌ）、注入対象土量をＶ（ｍ３）、注入率をλとしたとき、以下の式に基づいて設定される。

Ｑ＝Ｖ×λ
ここで、注入率λは、地盤１００の間隙率をｎ、充填率をαとしたとき、これら間隙率ｎと充填率αとの積（λ＝ｎ×α）によって求められる。注入率λは、対象とする地盤１００のＮ値に基づいて設定されてもよい。また、注入対象土量Ｖは、止水剤を行き渡らせる地盤１００の所要範囲Ｒｇの容積に基づいて設定される。

例えば、マンホール１０の周辺の地盤１００が砂質土にて埋め戻していると想定されることから、間隙率ｎは４５％、充填率は９０％と考えられるので、注入率λは４０．５％に設定される。止水剤を行き渡らせる地盤１００の所要範囲Ｒｇについて、縦幅Ｈが１２５０ｍｍ、横幅Ｗが１２５０ｍｍ、奥行き幅Ｄが５００ｍｍである場合には、注入対象土量Ｖは０．７８１ｍ３に設定される。この場合、止水剤の注入量Ｑは、上記の式より０．３１６ｋｌであるから、概ね３２０リットルに設定される。そして、本例のように、注入孔３２が２つの場合には、注入孔３２ごとの止水剤の注入量は、１６０リットルに設定される。

図８に示すように、マンホール１０の外側の地下水の水位ＧＬが高い場合、注入具４４を用いてマンホール１０の外側の地盤１００に止水剤を注入するときには、地下水が土砂と共に注入孔３２を通ってマンホール１０内へ流入するが、注入孔３２は局所的であるので、マンホール１０内に流入する地下水や土砂の量が制限される。第２工程では、マンホール１０内に流入する地下水や土砂の量をよりいっそう低減するため、注入ノズル５０に布を巻き、注入ノズル５０を注入孔３２に挿入した際にその布を注入孔３２の開口に宛がって塞いでもよい。

止水剤の主剤であるケイ酸ソーダは、硬化剤が加えられると、脱水化や重合などの化学反応を起こし、硅酸（ＳｉＯ２）がゲル化、つまりコロイド粒子が相互作用により流動性を失って固化する。ゲル化したケイ酸は、粘着性を有し、地盤１００を固結させると共に地盤１００に止水性を発揮する。止水剤は、地盤１００に注入されると、注入箇所から既設管１４の周囲に浸透していき、ゲルタイムに応じた所定の時間で固化する。それにより、マンホール１０の管接続部１２の外側の地盤１００に含まれる地下水を止水する。

〈第３工程〉
第３工程は、第２工程の後に行う。図９に示すように、第３工程では、インバートブロック２４のうち管接続部１２に対応する部分を掘削して掘り下げ、切削装置６６を用いて、マンホール１０の管接続部１２における既設管１４の外周部分を取り除く。切削装置６６は、マンホール１０内に搬入されて、水平フレーム６８が油圧シリンダ７０の伸張力によってマンホール１０の周壁２８に突っ張ることで支持される。

切削装置６６は、水平フレーム６８によって案内される回転駆動部７２を備える。回転駆動部７２には、切削刃ユニット７４が取り付けられている。切削刃ユニット７４は、リング状の切削刃７６を有し、図示しない油圧モータにより回転する。切削装置６６は、油圧シリンダ７８により回転駆動部７２を既設管１４の延びる方向に移動させ、切削刃７６を回転させながらマンホール１０の管接続部１２に押し付けることにより、管接続部１２を円環状に切削して穿孔し、管接続部１２の外側の地盤１００を掘削する。

次いで、地盤１００の掘削部分にモルタルなどの充填材を充填し、マンホール１０の周壁２８の穿孔部分８０に可撓性を有する止水部材を挿入する。止水部材は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）やエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴムなどのゴム材からなる。止水部材は、合成樹脂またはエラストマーによって構成されてもよい。しかる後、マンホール１０の周壁２８の穿孔部分８０に、充填材を充填して、止水部材を管取付部１２に固定する。

以上のようにして、マンホール１０の管接続部１２を改修できる。

−実施形態の特徴−
この実施形態におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法によると、マンホール１０の内側から管接続部１２における既設管１４の外周部分に注入孔３２を形成するが、注入孔３２は局所的に形成するので、マンホール１０の外側の地下水の水位が高くても、注入孔３２を通じてマンホール１０内に流入する地下水や土砂の量を制限できる。そして、管接続部１２における既設管１４の外周部分を取り除く前に、注入孔３２に挿入した注入具４４から地盤１００に止水剤を注入して止水剤を既設管１４の周囲で固化させることにより止水するので、管接続部１２における既設管１４の外周部分を取り除いたときに、多量の地下水や土砂がマンホール１０内に流入するのを防止できる。

この実施形態におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法によると、既設管１４の左半分の外周部分と既設管１４の右半分の外周部分とにそれぞれ注入孔３２を形成し、各注入孔３２を用いて管接続部１２の外側の地盤１００に止水剤を注入するので、既設管１２の左右方向における一方側の地盤１００に止水剤の浸透が偏るのを避けることができる。それによって、管接続部１２の周辺の地盤１００に含まれる地下水を既設管１４の左右両側で土砂と共に固化できる。

この実施形態におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法によると、注入孔３２を既設管１４からの距離ｄが１５０ｍｍ以上となる位置に形成するので、穿孔機３４による注入孔３２の形成に伴って既設管１４を傷つけないようにできる。さらに、注入孔３２を既設管１４からの距離ｄが３５０ｍｍ以下となる位置に形成するので、管接続部１２の周辺の地盤１００において、注入孔３２を通じて注入した止水剤を既設管１４の周囲に好適に回り込ませて既設管１４の全周に亘り浸透させることができる。

この実施形態におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法によると、注入孔３２を直径３０ｍｍ以上に形成するので、注入孔３２を通じて所要量の止水剤を比較的短い時間で地盤１００に注入できる。さらに、注入孔３２を直径４０ｍｍ以下に形成するので、注入孔３２を通じてマンホール１０内に流入する地下水や土砂の量を好適に制限できる。

この実施形態におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法によると、合流ヘッド４８と注入ノズル５０とを有する注入具４４を用い、注入ノズル５０を注入孔３２に挿通させ、主剤液と硬化剤液とを合流ヘッド５０で合流させることにより、それら両液を１．５ショット方式で混合してなる止水剤を地盤１００に注入するので、比較的短い時間で硬化する２液硬化型の止水剤を用いることができる。このことは、マンホール１０の管接続部１２の改修工事を効率化するのに有利である。

《変形例》
この変形例におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法では、第２工程で用いる注入具４４の構成が異なる。図１０に示すように、この変形例の注入具４４において、注入ノズル５０には、テーパー形状を有する栓部８２が設けられている。栓部８２の先細り側は、注入ノズル５０の吐出口５１側に向いている。本例において、栓部８２は、注入ノズル５０に挿通された筒状の付属具８４によって構成される。

図１１に示すように、付属具８４は、金属製の機具であって、外周面がテーパー形状の挿入部８６と、外周面が同径の直管部８８とによって構成される。直管部８８には、互いに対向する部分に取付孔９０が一対に形成されている。各取付孔９０には、ホーローセット（いもネジ）９２が取り付けられている。付属具８４は、各ホーローセット９２を締めることで注入ノズル５０に固定され、各ホーローセット９２を緩めることで注入ノズル５０に対して長手方向にスライド可能である。このように、付属具８４は、注入ノズル５０に対する固定位置が可変である。

第２工程では、注入ノズル５０に対し、マンホール１０の周壁２８の厚さに応じて、注入ノズル５０を注入孔３２に挿通させて地盤１００に到達させることが可能な位置に付属具８４を固定する。そして、図１２に示すように、付属具８４を装着した注入ノズル５０を注入孔３２に挿通させたときに、付属具８４の挿入部８６を注入孔３２に打ち込み、注入ノズル５０を注入孔３２に固定すると共に、挿入部８６のテーパー面８６ａを注入孔３２の開口周縁に当接させて注入孔３２を閉塞する。そうすることで、地下水や土砂が注入口３２を通してマンホール１０内へ流入するのを抑制ないし防止する。

−変形例の特徴−
この変形例におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法によると、注入ノズル５０を注入孔３２に挿通させたときに、栓部８２のテーパー面８６ａを当該注入孔３２の開口周縁に当接させ、注入ノズル５０の栓部８２で注入孔３２を閉塞するので、注入ノズル５０から地盤１００に注入した止水剤が地下水や土砂と共に注入孔３２を通してマンホール１０内へ流入するのを抑制ないし防止できる。これにより、地盤１００に注入した止水剤を既設管１４周りの所定の範囲に好適に浸透させることができる。このことは、マンホール１０の管接続部１２の改修工事を効率化するのに有利である。

この変形例におけるマンホール１０の管接続部１２の改修方法によると、注入ノズル５０の栓部８２が付属具８４によって構成され、注入ノズル５０に対する付属具８４の固定位置が可変であるので、注入ノズル５０に対する付属具８４の固定位置を変えることにより、注入ノズル５０の注入孔３２に挿入される長さを、マンホール１０の周壁２８の厚さに応じて変えられる。それによって、マンホール１０の周壁２８が比較的厚い場合にも、既設管１４周りの地盤１００に注入ノズル５０を到達させることができる。また、マンホール１００の周壁２８が比較的薄い場合にも、地下水や土砂が注入孔３２を通してマンホール１０内に流入するのを栓部８２で抑制ないし防止できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態において、第１工程では、注入孔３２を２つ形成するとしたが、これに限らない。第１工程では、注入孔３２を１つのみ形成してもよく、３つ以上形成してもよい。例えば、既設管１４の内径が２５０ｍｍ以下であるなど比較的小さい場合、第１工程では、マンホール１０の管接続部１２のうち既設管１４の真上の外周部分に注入孔３２を１つだけ形成してもよい。また、既設管１４の内径が５００ｍｍ以上であるなど比較的大きい場合、第１工程では、図１３に示すように、注入孔３２を、既設管１４の左半分の外周部分と、既設管１４の右半分の外周部分と、既設管１４の中心Ｃ上の外周部分とにそれぞれ形成してもよい。

上記実施形態において、第１工程では、２つの注入孔３２をそれぞれ、インバートブロック２４よりも上側に位置する上半箇所に形成するとしたが、これに限らない。例えば、既設管１４がインバートブロック２４から上方に間隔をあけた位置でマンホール１０の周壁２８に接続されている場合には、注入孔３２を、既設管１４の中心Ｃを挟むように左右両側の外周部分に形成してもよい。

上記実施形態において、第２工程では、注入具４４としてＹ字状の機材を用い、主剤液と硬化剤液とを１．５ショット方式で混合して地盤１００に注入するとしたが、これに限らない。例えば、第２工程では、注入具４４として二重管構造の機材を用い、主剤液と硬化剤液とを２ショット方式で混合して地盤１００に注入してもよい。

上記実施形態において、第２工程で用いる止水剤は、主剤として硅酸ソーダを用いた水ガラス系の止水剤であり、当該止水剤のゲルタイムは、５秒以上且つ１５秒以下であることを例示したが、これに限らない。第２工程では、ゲルタイムが数十秒の止水剤を用いてもよく、地盤１００への止水剤の浸透速度に応じてゲルタイムが設定された任意の止水剤を用いることが可能である。

以上のように、本開示の技術の例示として、好ましい実施形態について説明した。しかし、本開示の技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須でない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることを以て、直ちにそれらの必須でない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

以上説明したように、本開示の技術は、マンホールの管接続部の改修方法について有用である。

ＧＬ 地下水の水位
ＷＫ 作業員
１０ マンホール
１２ 管接続部
１４ 既設管
１６ 舗装版
１８ 鉄蓋
１９ 蓋体
２０ プレキャストコンクリートブロック
２０ａ 躯体ブロック
２０ｂ 斜壁ブロック
２２ 底板ブロック
２４ インバートブロック
２６ インバート
２８ 周壁
３０ 接続孔
３２ 注入孔
３４ 穿孔機
３８ 撹拌ミキサー
３９ 注入ポンプ
４０ 発電機
４４ 注入具
４６ ホース
４８ 合流ヘッド
５０ 注入ノズル
５１ 吐出口
５２ 流入管部
５４ 合流管部
５６ 流出管部
５８ 流入口
６０ ハンドル
６２ 切換弁
６４ 流出口
６６ 切削装置
６８ 水平フレーム
７０ 油圧シリンダ
７２ 回転駆動部
７４ 切削刃ユニット
７６ 切削刃
７８ 油圧シリンダ
８０ 穿孔部分
８２ 栓部
８４ 付属具
８６ 挿入部
８６ａ テーパー面
８８ 直管部
９０ 取付孔
９２ ホーローセット
１００ 地盤

Claims (6)

1. マンホールの周壁のうち地中に埋設された既設管が接続されている管接続部を改修する方法であって、
   前記マンホールの内側から前記管接続部における前記既設管の外周部分に、前記マンホールの外側の地盤に通じる注入孔を、穿孔機を用いて局所的に形成する第１工程と、
   前記注入孔に注入具を挿入し、該注入具から前記地盤に液状の止水剤を注入して、該止水剤を前記既設管の周囲で固化させることにより止水する第２工程と、
   前記第２工程を行った後に、前記管接続部における前記既設管の外周部分を取り除く第３工程とを含み、
   前記第１工程では、前記注入孔を、前記既設管からの距離が２００ｍｍ以上且つ３５０ｍｍ以下の位置に形成する
   ことを特徴とするマンホールの管接続部の改修方法。
2. 請求項１に記載されたマンホールの管接続部の改修方法において、
   前記第１工程では、少なくとも前記既設管の左半分の外周部分と前記既設管の右半分の外周部分とに１つずつ前記注入孔を形成する
   ことを特徴とするマンホールの管接続部の改修方法。
3. 請求項１または２に記載されたマンホールの管接続部の改修方法において、
   前記第１工程では、前記注入孔を、直径３０ｍｍ以上且つ４０ｍｍ以下に形成する
   ことを特徴とするマンホールの管接続部の改修方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載されたマンホールの管接続部の改修方法において、
   前記第２工程では、
   前記止水剤として、主剤液と硬化剤液とを混合してなる２液硬化型の止水剤を用い、
   前記注入具として、前記主剤液と前記硬化剤液とを合流させる合流ヘッドと、該合流ヘッドで合流する前記主剤液および前記硬化剤液からなる前記止水剤を吐出する注入ノズルとを有する注入具を用い、
   前記注入ノズルを前記注入孔に挿通させ、前記主剤液と前記硬化剤液とを１．５ショット方式で混合して前記地盤に前記止水剤を注入する
   ことを特徴とするマンホールの管接続部の改修方法。
5. マンホールの周壁のうち地中に埋設された既設管が接続されている管接続部を改修する方法であって、
   前記マンホールの内側から前記管接続部における前記既設管の外周部分に、前記マンホールの外側の地盤に通じる注入孔を、穿孔機を用いて局所的に形成する第１工程と、
   前記注入孔に注入具を挿入し、該注入具から前記地盤に液状の止水剤を注入して、該止水剤を前記既設管の周囲で固化させることにより止水する第２工程と、
   前記第２工程を行った後に、前記管接続部における前記既設管の外周部分を取り除く第３工程とを含み、
   前記第２工程では、
   前記止水剤として、主剤液と硬化剤液とを混合してなる２液硬化型の止水剤を用い、
   前記注入具として、前記主剤液と前記硬化剤液とを合流させる合流ヘッドと、該合流ヘッドで合流する前記主剤液および前記硬化剤液からなる前記止水剤を吐出する注入ノズルとを有し、前記注入ノズルに、先細り側が前記止水剤の吐出口側に向くテーパー形状を有する栓部が設けられた注入具を用い、
   前記注入ノズルを前記注入孔に挿通させると共に、前記栓部のテーパー面を当該注入孔の開口周縁に当接させ、前記主剤液と前記硬化剤液とを１．５ショット方式で混合して前記地盤に前記止水剤を注入する
   ことを特徴とするマンホールの管接続部の改修方法。
6. 請求項５に記載されたマンホールの管接続部の改修方法において、
   前記第２工程では、前記注入具として、前記栓部が前記注入ノズルに挿通された筒状の付属具によって構成される注入具を用い、
   前記付属具は、前記注入ノズルに対する固定位置が可変である
   ことを特徴とするマンホールの管接続部の改修方法。

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