マンホール内部の重量化によるマンホール浮上防止

~インナーウェイト工法~

液状化によるマンホールの浮上被害

近年の大規模地震では,下水道マンホールが路上に浮上し,下水道の流下機能の阻害ばかりか緊急輸送路の車両通行が妨げられる被害が多発しています。このため,マンホールの浮上防止の技術開発・実施が急務となっています。
しかしながら,防災上の重要度が高い幹線道路ほど車両交通量が多く,施工困難なケースが多くなっています。
『インナーウェイト工法』は,こうした点を踏まえ,施工の実施を早期に実現することを最優先に考えられた構造です。

液状化によるマンホールの浮上被害

『インナーウェイト工法』とは

『インナーウェイト工法』 の特徴は以下の3点
① 【シンプルな原理】マンホール内に比重の大きい鋳鉄製(FCねずみ鋳鉄)の小版をマンホール内壁面に設置して重量化するという簡単な原理であり,マンホールの見掛け比重を液状化地盤の単位体積重量に ほぼ等しくなるように重量化するだけです。
② 【非開削工法】マンホールの内側だけで施工可能。交通量の多い幹線道路,周辺埋設物が多い市街地の道路でも比較的容易に施工が可能です。
③ 【メンテナンスフリー】耐酸・耐アルカリの防食塗装を施した鋳鉄製のインナーブロックを設置するだけの工法のため、定期的な維持管理はほとんど必要ありません。

◆『インナーウェイト工法』の構造

1)重量化に用いるウェイトは,耐酸・耐アルカリの防食塗装を施した鋳鉄製(ねずみ鋳鉄,比重70~75kN/m3)の小版(インナーブロック)です。

2)インナーブロックは4つのタイプ(型式)があります。これにより、マンホールの内部状況に合わせ,いくつかのタイプを組み合わせて設置することが可能です。

インナーブロックの設置例

① 標準タイプ(プレート型)
マンホール鉄蓋から搬入できるサイズに分割され1版の重量は20kg以下とし,接続部は嵌合状になっているためマンホール内での安定性がよい形状となっています。プレート型ブロックは,マンホールの内径ごとに大きさが異なるものを使用します。

② 標準タイプ(パズル型)
外周面に凹凸のあるブロックを組み合わせ,パズルのように隣接するブロックを一体化させ流出入管の開口部でも脱落しない構造になっています。パズル型ブロックは,マンホールの内径が異なっても設置可能な大きさ(幅w,高さh)としています。

③ インバート挿入タイプ(インバート埋込み型)
内壁面に必要重量分を設置できない場合の補助手段として用います。設置の際は,インバートコンクリートを一旦壊してその中へ設置し,インバートを復旧します。インバート埋込み型ブロックはケーキ型の形状で,マンホールの中へ挿入後,円形状に設置します。

④ 額縁タイプ(額縁型)
プレート型とパズル型の組み合わせ場所には額縁タイプを用います。これは必要時に現地の状況・寸法に合わせて額縁型ブロックを作成します。

3)マンホールの内壁面に設置したインナーブロックは,背面の隙間に裏込め材(セメント系固化材)を充填して固定させます。 用いるセメント系固化材は,水平方向に1G(約980gal)の地震力が作用してもインナーブロックが外れない強度を有しています。

優れた浮上防止効果(実験による検証)

マンホール内部を重量化する方法は,模型振動実験により,浮上防止に優れた効果があることを確認済みです。
(実験については,中央大学理工学部 國生剛治教授(土質研究室)との共同研究によるものです。)

◆無対策・対策の浮上量の比較(実験の一例)

  • 水平動400gal,正弦波3Hz×30波(加振10秒間)
  • 土槽の相対密度31%(7号珪砂),土槽深さ68cm,地下水位は土槽表面
  • マンホールは「組立式1号,深さ3m」の1/6縮小模型
模型振動実験の状況

◆特許・実用新案・技術評価取得状況

★特許および実用新案
特許(出願中)出願番号:特願2008-248582
実用新案登録証 登録第3161428号(平成22年7月7日取得)
★技術評価
公益社団法人 土木学会 技術評価証 第0012号(平成24年6月29日取得)

◆工業会お問い合わせ先

浮上防止マンホール工業会
〒332-0021 埼玉県川口市西川口5-10-3 株式会社福原鋳物製作所内
TEL 048-257-0910  FAX 048-254-6284  URL http://www.fmhk.jp/

業務実績

受注年度発注者業務内容
平成30年9月現在
平成28年度山梨県南アルプス市マンホール浮上防止対策工法実施設計
平成27年度三重県北勢流域下水道事務所マンホール浮上防止対策工法実施設計
平成26年度静岡県袋井市マンホール浮上防止対策工法実施設計
平成26年度三重県中勢流域下水道事務所マンホール浮上防止対策工法実施設計
平成25年度福岡県八女県土整備事務所マンホール浮上防止対策工法実施設計
平成24年度石川県南加賀土木総合事務所マンホール浮上防止対策工法実施設計
平成23年度山梨県南アルプス市マンホール浮上防止対策工法実施設計
平成23年度愛知県岡崎市マンホール浮上防止対策工法実施設計

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