(57)【要約】【課題】埋設管路全体にわたる鋳鉄管の腐食量の予測や老朽度のランク付けを行えるようにする。【解決手段】鋳鉄製の管路が埋設されている地域を複数のブロックに区分けする。各ブロックに埋設された鋳鉄管の腐食深さを、ｙ＝ｋＴａ（ｙ：腐食深さ、Ｔ：埋設期間、ｋ：埋設地質にもとづく定数、ａ：定数）で表す。埋設箇所における管体の腐食の度合いと埋設地の地質との調査によって、各ブロックごとのｋの値を求める。求められたｋ値によって、各ブロックにおける管路の老朽化度を評価する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄製の管路が埋設されている地域を複数のブロックに区分けし、
各ブロックに埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
ｙ＝ｋＴａ
（ｙ：腐食深さ、Ｔ：埋設期間、ｋ：埋設地質にもとづく定数、ａ：定数）
で表すとともに、埋設箇所における管体の腐食の度合いと埋設地の地質との調査によって各ブロックごとのｋの値を求め、
求められたｋ値によって各ブロックにおける管路の老朽化度を評価することを特徴とする埋設管路の老朽化度の診断方法。
【請求項２】
診断の対象となる地域の地質分類を調べ、分類された地質間で鋳鉄管の埋設環境としての腐食性に差があるか否かを統計的に検定し、検定の結果、腐食性に有意な差がない区域を共通のブロックとするとともに、腐食性に有意な差がある区域を別のブロックとして、ブロック分けを行うことを特徴とする請求項１記載の埋設管路の老朽化度の診断方法。
【請求項３】
地盤条件ごとの埋設環境の腐食性をあらかじめ求めておき、管路が埋設されている地域の地盤条件のデータをデータベースから入手し、前記腐食性と地質のデータベースとによってその地域の管路埋設土壌の腐食性を求めることを特徴とする請求項１または２記載の埋設管路の老朽化度の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は埋設管路の老朽化度の診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土中に埋設されたダクタイル鋳鉄管の外面に生じる腐食の深さは、埋設土壌の腐食性と埋設期間との両因子に大きく影響を受ける。このため、たとえば特許文献１には、管路を試掘して、腐食深さを測定するとともに、埋設土壌の腐食性をＡＮＳＩ（アメリカ規格）で判定したうえで、腐食深さと腐食因子との間の相関関係を調べ、統計的な解析手法により腐食深さを定量的に予測する方法が記載されている。この予測方法により、土壌の腐食性を調べるのみで、鋳鉄製の管の腐食量を推定することが可能である。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１の手法にもとづく具体的な腐食量の予測式が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−２５０８４１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−１４８１７８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ダクタイル鋳鉄管の老朽度は、上述のように管の外面の腐食量によって判定することが可能であり、従来は、この腐食量を各管単体ごとに予測して評価している。
【０００７】
しかし、管路全体として見た場合の診断手法としては、確立ができているとはいえない状態にある。このため、埋設管路全体についての現実的な問題である将来の維持管理や更新計画が立案できるといえるものではなく、管路全体にわたって腐食漏水事故を未然に防止したり、各管路の老朽度を的確かつ効率的に診断したりすることが困難である。
【０００８】
そこで本発明は、このような課題を解決して、管路全体にわたる腐食量の予測や老朽度のランク付けを行えるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明の埋設管路の老朽化度の診断方法は、鋳鉄製の管路が埋設されている地域を複数のブロックに区分けし、各ブロックに埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
ｙ＝ｋＴａ
（ｙ：腐食深さ、Ｔ：埋設期間、ｋ：埋設地質にもとづく定数、ａ：定数）
で表すとともに、埋設箇所における管体の腐食の度合いと埋設地の地質との調査によって各ブロックごとのｋの値を求め、求められたｋ値によって各ブロックにおける管路の老朽化度を評価するものである。
【００１０】
このようにすると、複数のブロックの各々における埋設地の地質にもとづき、そのブロックでの鋳鉄管の腐食の度合いを予測することができ、このため埋設地域全体についての鋳鉄管の腐食予測や管路の老朽度のランク付けを行うことができ、したがって、埋設地域の各ブロックにおける鋳鉄製の管路の寿命予測やその地域における管路の更新の順位付けなどを行うことができる。
【００１１】
また本発明の埋設管路の老朽化度の診断方法は、診断の対象となる地域の地質分類を調べ、分類された地質間で鋳鉄管の埋設環境としての腐食性に差があるか否かを統計的に検定し、検定の結果、腐食性に有意な差がない区域を共通のブロックとするとともに、腐食性に有意な差がある区域を別のブロックとして、ブロック分けを行うものである。
【００１２】
このようにすると、検定の結果、腐食性に有意な差がない区域を共通のブロックとするとともに、腐食性に有意な差がある区域を別のブロックとして、ブロック分けを行うため、診断の対象となる地域の診断ブロックを技術的な根拠にもとづいて設定することができ、このため精度の高い診断を行うことができる。
【００１３】
また本発明の埋設管路の老朽化度の診断方法は、地盤条件ごとの埋設環境の腐食性をあらかじめ求めておき、管路が埋設されている地域の地盤条件のデータをデータベースから入手し、前記腐食性と地質のデータベースとによってその地域の管路埋設土壌の腐食性を求めるものである。
【００１４】
このようにすると、あらかじめ求められている地盤条件ごとの埋設環境の腐食性のデータと、管路が埋設されている地域の地盤条件のデータベースとによってその地域の管路埋設土壌の腐食性を求めるため、管路の試掘を行うことなしに、データ処理だけで、埋設環境の腐食性を評価することができる。したがって、埋設管路の呼び径や敷設年度などのデータがない場合でも、管路を更新すべき優先地域を求めたり、過去の事故履歴と重ね合わせて検討したりすることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の埋設管路の老朽化度の診断方法を示すフローチャートである。ここでは、鋳鉄製の管体にて構成されるとともにすでに埋設されている管路についての老朽化度の診断を行うものとする。
【００１６】
まずステップＳ−１において、診断対象範囲を設定する。たとえば、市町村単位での設定や、町丁目単位での設定や、特定地区単位での設定などを考える。
次に、ステップＳ−２において、管路の試掘を行い、鋳鉄製の管体の腐食の度合いや埋設地の地質などを調査する。そして、ステップＳ−３では、ステップＳ−２での調査結果にもとづき、腐食予測式を作成する。この腐食予測式は、一般には下記のように表されるものである。
【００１７】
ｙ＝ｋＴａ                                      （１）
ここで、ｙは鋳鉄管の外面からの腐食深さ、Ｔは埋設期間、ｋは埋設地質にもとづく定数、ａは定数である。鋳鉄管の場合、ａは０．４程度の値をとるため、仮に０．４であるとして考えると、上記の（１）式は、
ｙ＝ｋＴ０．４                                      （２）
となる。よって、この式から、ｋは、下記の式にもとづき統計解析によって推定することができる。
【００１８】
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ここでβ０、β１、…、βｎは、ｌｎｋを目的変数（従属変数）とする、環境因子Ｘ１、…、Ｘｎに対応する偏回帰係数を表す。またＸ１、…、Ｘｎは、説明変数、すなわち地盤の環境因子によって定められる数値で、例えば土壌比抵抗やｐＨ等を表す。
【００１９】
上式よりｋ値が算出されると、ステップＳ−４において、そのｋ値にもとづき埋設環境の腐食性を評価する。
次に、ステップＳ−５において、診断ブロックの設定の必要性について検討する。本発明は、上述のように診断対象範囲を適当にブロック分けすることを本質とするが、場合によってはそのようなブロック分けが不要なこともあるので、このような検討を行うものである。ブロック分けが不要である場合には、後述するステップＳ−９へジャンプする。
【００２０】
ステップＳ−５において、ブロック分けが必要であると判断した場合には、実際にそのブロック分けを行う。たとえば、診断ブロックとして、メッシュ分けしたものや、行政区、町丁目で区分したものや、地形、地質によって区分したものなどを用いることができる。
【００２１】
そして、次に、ステップＳ−６では、各診断ブロックにおいて、複数の箇所で埋設環境の腐食性を評価するためのｋ値を、上述の
2004184344.tif 000004
の式から、あるいはａの値を０．４以外に設定した場合には、そのａの値にもとづく式から求め、各ブロックを代表させるｋ値を、統計的な処理を行って決定する。
【００２２】
ステップＳ−７では、各ブロックにおいて、ブロック内の管路における危険箇所の絞り込みを行うか否かを判断する。危険箇所の絞り込みを行わない場合は、後述のステップＳ−９へジャンプする。
【００２３】
ステップＳ−７において、ブロック内の管路における危険箇所の絞り込みを行うと判断した場合には、ステップＳ−８において、ブロック内の管路の複数箇所について、上述の（３）式すなわちｋ値推定式に組み込んだ要因のデータを、他工事、ボーリング調査、試掘調査などによって収集する。収集結果より、ブロック内の管路における危険箇所の絞り込みを行うことができる。
【００２４】
そして、ステップＳ−９において、診断対象範囲全体について、腐食量の予測をも含んで、管路の老朽度を評価する。なお、上述のようにステップＳ−５においてブロック分けが不要であると判断した場合には、このステップＳ−９において、診断対象範囲の点での老朽度評価を行うだけにとどめる。ステップＳ−７においてブロック内の管路における危険箇所の絞り込みを行わないと判断した場合は、ステップＳ−６で求めた各ブロックごとのｋ値から、ステップＳ−９において診断対象範囲全体についての管路の老朽度を評価する。
【００２５】
ステップＳ−９で求められた評価結果は、たとえば数値データにて構成されたものであるが、ステップＳ−１０では、管路の老朽化度の評価マップを作成する。これにより、診断対象範囲全体についての老朽度の評価を一見して直ちに理解することが可能となる。
【００２６】
このようにすることで、管路の寿命予測や、管路の更新の優先順位付けを行うことができる。また、管路施設において管路の老朽化にもとづく漏水事故の発生を未然に防止することができるとともに、将来の管路更新に向けた維持管理計画を行うことができる。
【００２７】
次に、診断ブロックのブロック分けを適正に行う手法について説明する。すなわち、ここでは、診断の対象となる地域の地質分類を調べ、分類分けされた地質間で鋳鉄管の埋設環境としての腐食性に差があるか否かを統計的に検定し、検定の結果、腐食性に有意な差がない区域を共通のブロックとするとともに、腐食性に有意な差がある区域を別のブロックとして、ブロック分けを行う。換言すると、埋設土壌の測定データや分析データを利用して、鋳鉄管の埋設環境の腐食性の違いを統計的な処理で判断することで、適正なブロック分けを行う。以下、その具体例について説明する。
【００２８】
ここでは、診断地区の地質が、大阪層群、沖積層、中・低位段丘層、高位段丘層に分類される例について説明する。これらの地質間で鋳鉄管の埋設環境の腐食性に差があるかどうかを統計的手法により以下の手順で検証する。
【００２９】
埋設環境の腐食性を示す指標として、土壌の評価因子、すなわちここではＡＮＳＩ評価点と硫黄含有率とを用いる。そして、これらの因子データの入手地点を地質ごとに分類し、その地質別に管の腐食と相関が認められる土壌の評価因子について算術平均値を求める。その結果の例を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2004184344.tif 000005
表１では、各地質ごとのサンプル数は５０とし、ＡＮＳＩ評価点はその点数で表し、硫黄含有率は％で表している。
【００３１】
次に表１に示した環境評価因子の平均値が地質間で有意差があるか否かを、統計的手法の一つである分散分析により検定する。その検定結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
2004184344.tif 000006
表２から明らかなように、表１のデータによれば、ＡＮＳＩ評価点は地質間で危険率１％の有意差が認められ、硫黄含有率は地質間で危険率５％の有意差が認められる。以上のことから、ＡＮＳＩ評価点や硫黄含有率の平均値は地質間で有意な差があり、埋設環境の腐食性は地質間で差があるといえる。
【００３３】
次に、ＡＮＳＩ評価点と硫黄含有率とがどの地質間で差があるのかを、再度分散分析により検定する。ここでは、計算された検定統計値に対してＬＳＤ検定を行い、それらの結果を有意確率ｐ値で示す。その結果を、表３および図２（ＡＮＳＩ評価点）と、表４および図３（硫黄含有率）とに示す。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
【表４】
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【００３６】
表３および図２に示すＡＮＳＩ評価点による検定の結果にもとづけば、大阪層群は他の地質よりも腐食性が強いということが、危険率１％で有意である。一方、表４および図３に示す硫黄含有率による検定では、高位段丘層は他の地質よりも腐食性が強いということが、危険率５％で有意である。したがって、これらの地質は、他の地質と比べて鋳鉄管の腐食性に差があると判断することができ、それぞれ独立してブロック分けすることが適当である。また、たとえば表３および図２の結果では沖積層と中・低位段丘層では平均値に差がないことから、これらの地質は、統合して一つのブロックとすることも可能である。図２、３において、丸で囲んだ地質は、それぞれの検定結果において有意差が認められないグループを示す。なお、前述のように、ＡＮＳＩ評価点による検定によれば大阪層群は他の地質よりも腐食性が強く、また硫黄含有率による検定によれば高位段丘層は他の地質よりも腐食性が強く、それぞれ独立してブロック分けすることが適当であるが、図２に示すように大阪層群と高位段丘層とを一つのブロックとすることも可能であり、また図３に示すように高位段丘層と沖積層とを一つのブロックとすることも可能である。
【００３７】
このように診断の対象となる地域の地質分類を調べ、分類分けされた地質間で鋳鉄管の埋設環境としての腐食性に差があるか否かを統計的に検定し、検定の結果、腐食性に有意な差がない区域を共通のブロックとするとともに、腐食性に有意な差がある区域を別のブロックとして、ブロック分けを行うため、診断の対象となる地域の診断ブロックを技術的な根拠にもとづいて設定することができ、このため精度の高い診断を行うことができる。
【００３８】
次に、本発明の他の手法について説明する。上述の手法においては、鋳鉄管路についての試掘調査を数多く実施し、管体の腐食量と埋設土壌の腐食性とに関するデータを収集することが必要である。すなわち、管路の試掘調査なしではその診断が行えない。これに対し、ここでは、管路の試掘を行うことなしに埋設環境の腐食性を評価することができる手法について説明する。
【００３９】
具体的には、診断ブロックの腐食危険度を面的に把握するには、埋設環境の腐食性を評価することが不可欠であるが、現地での調査をまったく行わずに評価しようとすれば、次の二つの条件が必要になる。すなわち、
（１）全国どこでも埋設環境を評価できる地盤指標の設定
（２）各指標の評価に必要な地盤情報の入手
が必要になる。
【００４０】
まず、土地条件や地質が埋設土壌の腐食性との関わりが大きいことが経験的に分かっているので、これらの土地条件や地質などの地盤条件を、埋設環境の腐食性の評価指標として活用する。表５に、それらの関連の例を示す。表５では、土地条件による腐食性の強弱と、地質による腐食性の強弱とが示されている。すなわち、土地条件では、人工造成地が腐食性が強く、海岸の埋立地がそれに続く傾向を示す。また、丘陵地は腐食性が弱く、沖積低地がそれに続く傾向を示す。地質では、海成層が腐食性が強く、泥層がそれに続く傾向を示す。また砂層が腐食性が弱く、段丘層がそれに続く傾向を示す。
【００４１】
これらの地盤情報は、国土交通省国土地理院発行の国土数値地図、国土交通省土地・水資源局国土調査課監修の土地分類図、独立行政法人産業技術総合研究所地質調査総合センター発行の地質図などのデータベースを用いて入手することができる。これにより、管路に対するブロックごとの腐食環境を入手することができる。そして、たとえば腐食環境をブロックごとに色分けした環境評価マップを作成することができる。
【００４２】
このようにして各ブロックの腐食環境を知ることができるので、次に、腐食環境の強さを表す定量的な値としてｋ値を求める。
このｋ値の推定のために、過去の調査データを利用して、各調査地点の地盤条件を上記の手法で再分類し、これらの地盤条件からｋ値を推測できる一般式を新たに作成する。そして、環境評価マップと診断区域の管路図とを重ね合わせて管路の地盤条件を決定する。また、管路データがすでに存在する場合は、さらに個々の管路の腐食量を予測していく必要があるため、新たに作成したｋ値予測式と敷設年度とから各管路の腐食予測や老朽度ランク付けを行い、管路の評価マップを作成する。
【００４３】
このようにすることで、管路の試掘を行うことなしに、埋設環境の腐食性を評価することができるため、管路の呼び径や敷設年度などの管路データがない場合でも、管路を更新すべき優先地域を把握したり、過去の事故歴と重ね合わせて議論を進めたりすることが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、鋳鉄製の管路が埋設されている地域を複数のブロックに区分けし、各ブロックに埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
ｙ＝ｋＴａ
（ｙ：腐食深さ、Ｔ：埋設期間、ｋ：埋設土質にもとづく定数、ａ：定数）
で表すとともに、埋設箇所における管体の腐食の度合いと埋設土壌の土質との調査によって各ブロックごとのｋの値を求め、求められたｋ値によって各ブロックにおける管路の老朽化度を評価するため、複数のブロックの各々における埋設土壌の土質にもとづき、そのブロックでの鋳鉄管の腐食の度合いを予測することができ、このため埋設地域全体についての鋳鉄管の腐食予測や管路の老朽度のランク付けを行うことができ、したがって、埋設地域の各ブロックにおける鋳鉄製の管路の寿命予測やその地域における管路の更新の順位付けなどを行うことができる。
【００４５】
また本発明によると、診断の対象となる地域の地質分類を調べ、分類された地質間で鋳鉄管の埋設環境としての腐食性に差があるか否かを統計的に検定し、検定の結果、腐食性に有意な差がない区域を共通のブロックとするとともに、腐食性に有意な差がある区域を別のブロックとして、ブロック分けを行うため、診断の対象となる地域の診断ブロックを技術的な根拠にもとづいて設定することができ、このため精度の高い診断を行うことができる。
【００４６】
また本発明によると、地盤条件ごとの埋設環境の腐食性をあらかじめ求めておき、管路が埋設されている地域の地盤条件のデータをデータベースから入手し、前記腐食性と地質のデータベースとによってその地域の管路埋設土壌の腐食性を求めるため、管路の試掘を行うことなしに、データ処理だけで、埋設環境の腐食性を評価することができ、したがって、埋設管路の呼び径や敷設年度などのデータがない場合でも、管路を更新すべき優先地域を求めたり、過去の事故履歴と重ね合わせて検討したりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の埋設管路の老朽化度の診断方法のフローチャートである。
【図２】ＡＮＳＩ評価点によるＬＳＤ検定結果を示す図である。
【図３】硫黄含有率によるＬＳＤ検定結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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