(57)【要約】【課題】  強降雨時でもマンホールが溢れるような事故の発生を回避することができるマンホールの通水方法及びマンホールの通水構造を提案しようとするものである。【解決手段】  竪穴で構成されたマンホールの壁面に上流側管路の流出口と、この流出口と対向して下流側管路の流入口とが設けられ、これら上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を溝状のインバートで接続して構成されるマンホール通水構造において、上流側管路の流出口及び下流側管路の流入口のそれぞれに継手管を配設し、継手管の相互を上流側管路及び下流側管路を構成する管と同等の断面積を持つ接続管で接続した構造とした。【選択図】  図１
2005226406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪穴で構成されたマンホールの壁面に上流側管路の流出口と、この流出口と対向して下流側管路の流入口とが設けられ、これら上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を溝状のインバートで接続して下水を通水させるマンホールの通水方法において、
マンホール内部において、上記上流側管路及び下流側管路の断面積にほぼ等しい断面積の管路で下水を通水することを特徴とするマンホールの通水方法。
【請求項２】
竪穴で構成されたマンホールの壁面に上流側管路の流出口と、この流出口と対向して下流側管路の流入口とが設けられ、これら上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を溝状のインバートで接続して構成されるマンホール通水構造において、
上記上流側管路の流出口及び下流側管路の流入口のそれぞれに継手管を配設し、継手管の相互を上記上流側管路及び下流側管路を構成する管と同等の断面積を持つ接続管で接続した構造としたことを特徴とするマンホール通水構造。
【請求項３】
請求項２記載のマンホール通水構造において、上記継手管のそれぞれは管軸方向のほぼ中央にフランジを具備し、フランジで分割された一方の管のそれぞれを上記上流側管路及び下流側管路の双方に挿入し、他方の管のそれぞれをマンホールの内部に突出させ、この突出された継手管の相互に上記接続管を接続する構造としたことを特徴とするマンホール通水構造。
【請求項４】
請求項２又は３記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、上記接続管は周方向に分割できる分割管で構成することを特徴とするマンホール通水構造。
【請求項５】
請求項２又は３記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、上記接続管は上面側に開口蓋を具備している構造としたことを特徴とするマンホール通水構造。
【請求項６】
請求項２乃至５記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、上記接続管の上面側に雨水吸込用孔を具備していることを特徴とするマンホール通水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は下水道に設けられるマンホールの通水方法及びマンホール通水構造に関し、特に通水性能の向上をもたらし、強降雨時でもマンホールが溢れるような事故の発生を軽減することができるマンホールの通水方法及びマンホール通水構造を提案するものである。  
【背景技術】
【０００２】
図９に一般的なマンホールの内部構造を示す。図中１０は地表、２０は地下に構築したマンホール、３０は上流側管路、４０は下流側管路、５０はインバートをそれぞれ示す。
マンホール２０は一般によく知られているように地表１０から地中に向って掘り下げられた竪穴で構成され、竪穴の壁面に上流側管路３０の流出口３１が設けられ、この流出口３１と対向して下流側管路４０の流入口４１が設けられる。マンホール２０の底面はコンクリートで床面が形成される。床面は流出口３１から流入口４１に向って漸次低くなる向の傾斜面とされ、その傾斜面に半管状の溝で構成されるインバート５０が形成される。
通常ではインバート５０を伝わって下水は流れるが、ピーク流量時はインバート５０を溢れる場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで豪雨のように多量の雨が短時間に降った場合には道路の側溝等から下水管に雨水が集中して流れ込むために、上流側管路３０及び下流側管路４０は満水の状態で水を流す状況となる。この状況下でマンホール２０内では流出側には急拡による損失と、流入側には急縮による損失が存在する。この損失が存在するために豪雨の状態が長時間に達するとマンホール２０内に徐々に水が溜り出し、悪くするとマンホール２０の蓋を吹き上げて地表１０に水が溢れ出る事故が発生する。
【０００４】
ここでマンホール２０の内部で発生する急拡による損失と急縮による損失について簡単に説明する。図１２に急拡部と急縮部のモデルを示す。図１２Ａは急拡部、図１２Ｂは急縮部を示す。
急拡部では管径Ｄ１の管路を流速Ｖ１で流れてきた水が管径Ｄ２に放出され、その流速がＶ２に変化した様子を示す。
また、急縮部では管径Ｄ１の流路を流速Ｖ１で流れている状況から管径Ｄ２の管路に移り、その流速がＶ２に変化した様子を示す。
【０００５】
このモデルに示したパラメータを用いて急拡による損失水頭と急縮による損失水頭を求めるための一般式は、
（急拡による損失水頭ｈｓｅ）
ｈｓｅ＝（Ｖ１−Ｖ２）２／２ｇ ＝（１−Ａ１／Ａ２）２・Ｖ１２／２ｇ
＝｛１−（Ｄ１／Ｄ２）２｝・Ｖ１２／２ｇ
＝ｆｓｅ・Ｖ１２／２ｇ                  …（１）
ここに
ｈｓｅ：急拡による損失水頭（ｍ）（一般値：０．５）
ｆｓｅ：｛１−（Ａ１／Ａ２）｝２：急拡損失係数
Ｖ１、Ｖ２：急拡、急縮前後の管内流速（ｍ／ｓ）
Ａ１、Ａ２：急拡、急縮前後の管断面積（ｍ２）
Ｄ１、Ｄ２：急拡、急縮前後の管径（ｍ）
（急縮による損失水頭ｈｓｃ）
ｈｓｃ＝（１／Ｃｃ−１）２・Ｖ２２／２ｇ＝ｆｓｃ・Ｖ２２／２ｇ        …（２）
ここに
ｈｓｃ：急縮による損失水頭（ｍ）（一般値：１．０）
Ｃｃ：縮流係数
ｆｓｃ：｛（１／Ｃｃ）−１｝２：急縮損失係数
Ｖ２：急縮後の管内流速（ｍ／ｓ）
（急拡・急縮による損失水頭ｈ）  
ｈ＝ｈｓｃ＋ｈｇｃ＝ｆｓｃ（Ｖ１２／２ｇ）＋ｆｓｃ（Ｖ２２／２ｇ）    …（３）
ここに
ｈｓｃ：急拡による損失水頭（ｍ）
ｈｇｅ：漸拡による損失水頭（ｍ）
ｆｓｃ：｛１−（Ａ１／Ａ２）｝２：急縮損失係数
Ｖ２：急縮後の管内流速（ｍ／ｓ）
これらの一般式により下水道管渠の流速に対する損失水頭の試算結果を図１３に示す。一般的には流速が０．６〜３．０（ｍ／ｓ）の範囲で設計するように管路の径等を設定しているが、その損失水頭は０．０２８ｍ〜０．６８９ｍとなり、マンホール内の水位の上昇は避けられない。特に下水道の上流に向う程水位の上昇は顕著に表れる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明では、竪穴で構成されたマンホールの壁面に上流側管路の流出口と、この流出口と対向して下流側管路の流入口とを設け、これら上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を溝状のインバートで接続して下水を通水させるマンホールの通水方法において、マンホール内部において、上流側管路及び下流側管路の断面積にほぼ等しい断面積の管路で下水を通水するマンホールの通水方法を提案する。
この発明では更に、竪穴で構成されたマンホールの壁面に上流側管路の流出口と、この流出口と対向して下流側管路の流入口とが設けられ、これら上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を溝状のインバートで接続して構成されるマンホール通水構造において、上流側管路の流出口及び下流側管路の流入口のそれぞれに継手管を配設し、継手管の相互を上流側管路及び下流側管路を構成する管と同等の断面積を持つ接続管で接続した構造としたマンホール通水構造を提案する。
【０００７】
この発明では更に、請求項２記載のマンホール通水構造において、継手管は管軸方向のほぼ中央にフランジを具備し、フランジで分割された一方の管のそれぞれを上流側管路及び下流側管路の双方に挿入し、他方の管のそれぞれをマンホールの内部に突出させ、この突出された継手管の相互に接続管を接続する構造としたマンホール通水構造を提案する。
この発明では更に、請求項２又は３記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、接続管は周方向に分割できる分割管で構成するマンホール通水構造を提案する。
【０００８】
この発明では更に、請求項２又は３記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、接続管は上面側に開口蓋を具備している構造としたマンホール通水構造を提案する。
この発明では更に、請求項２乃至５記載のマンホール通水構造の何れかにおいて、接続管の上面側に雨水吸込用孔を具備しているマンホール通水構造を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の請求項１及び請求項２で提案したマンホールの通水方法及びマンホール通水構造によればマンホールの内部でも、上流側の管路と下流側の管路とを上流側と下流側の管路の断面積にほぼ等しい断面積の接続管で接続したから、流出口及び流入口の双方で急拡による損失及び急縮による損失が発生することを回避することができる。この結果、マンホール毎に水位が上昇する現象を防ぐことができる。
この発明の請求項３で提案したマンホール通水構造によれば、マンホール内に設ける接続管はフランジを具備した継手管で流出口及び流入口に接続されるから、構造が簡単でありながら、強固に接続状態を維持することができ、増水時でも安全に耐えることができる。
【００１０】
更に、この発明の請求項４で提案したマンホール通水構造によれば接続管を周方向に分割できる構造としたから、接続管の内部の点検を簡単に行うことができる。
更に、この発明の請求項５で提案したマンホール通水構造によれば、接続管に蓋を設けた構造とするから、この蓋を開ければ接続管の内部を点検することができる。従って、保安、点検を更に容易に行うことができるマンホール通水構造を得ることができる。
また、この発明の請求項６で提案したマンホール通水構造によれば接続管の上面に雨水吸込用孔を設けたから、マンホールの蓋の部分からマンホールの内部に雨水が侵入し、この雨水がマンホールの内部に溜まったとしても、接続管を流れる下水の量が定常状態、つまり管径の半分程度の流量に戻れば、この雨水吸込用孔を通じてマンホールの内部に溜まった雨水は接続管の内部に吸い込まれ、下流側の管路に吸い込まれる。従って、マンホールの内部にいつまでも雨水が溜まることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明では、マンホールの壁面に設けられた上流側管路の流出口と下流側管路の流入口との間を上流側及び下流側管路の断面積にほぼ等しい断面積の接続管で接続し、マンホールの内部でも流路の断面積を変化させない通水方法を提案したから、マンホール毎に発生する急拡による損失及び急縮による損失の何れもが発生することを阻止することができる。更に、接続管の上面に雨水吸込用孔を設けたマンホール通水構造としたから地表からマンホールに直接雨水が進入しても、その雨水は接続管に吸い込まれ、マンホール内に溜まることはない。
【実施例１】
【００１２】
図１乃至図５を用いてこの発明によるマンホールの通水方法及びマンホール通水構造の一実施例を説明する。図９乃至図１１と対応する部分には同一符号を付して示す。この発明では、マンホール２０の壁面に開口された上流側管路３０の流出口３１と、下流側管路４０の流入口４１との間に上流側管路３０と下流側管路４０の断面積にほぼ等しい断面積の接続管６０を接続し、マンホール２０の内部も上流側管路３０と下流側管路４０の断面積とほぼ等しい断面積の管路で通水する通水方法及び通水構造とするものである。  
このために流出口３１と流入口４１の双方に継手管７０を配設し、この継手管７０を介して流出口３１と流入口４１との間を接続管６０で接続する。継手管７０は図３に示すように管軸方向のほぼ中央にフランジ７１を具備し、フランジ７１で２分された一方の管７２を流出口３１及び流入口４１に差し込む。図３に示す例では流入口４１に管７２を差し込んだ状態を示す。フランジ７１で２分された他方の管７３をマンホール２０の内壁面から突出させ、この突出した管７３の相互を接続管６０で接続する。継手管７０及び接続管６０はそれぞれ上流側管路３０及び下流側管路４０のそれぞれに用いられている管の断面積にほぼ等しい断面積の管を用いる。尚、図１に示す８０は接続管６０を床面に固定するためのアンカーを示す。
【００１３】
接続管６０は図４に示すように周方向に２分割され、２分割された半割管で継手管７０を挟み込んで継手管７０の管７３の相互に差し渡される。図４に示す例では半割された接続管６０をワイヤー８１で結束した場合を示す。尚、接続管６０とインバート５０との間に例えば樹脂系又はモルタルのような充填体を充填し、接続管６０とインバート５０との間にすき間が形成されないように塞ぐことができる。
更に、この発明では接続管６０の上面側に雨水吸込用孔６１を形成する。雨水吸込用孔６１は図５に示すように接続管６０の長手方向に均一に分布させて形成すればよい。この雨水吸込用孔６１を設けておくことにより、マンホール２０の蓋の部分から直接雨水が侵入し、この雨水がマンホール２０内に蓄積されたとしても、マンホール２０内における雨水の水位が接続管６０に形成した雨水吸込用孔６１の位置に達すると、雨水は雨水吸込用孔６１から接続管６０に吸い込まれる。従って、マンホール２０に直接侵入した雨水の水位は雨水吸込用孔６１の位置から大きく上昇することはなく、マンホール２０内に多量の雨水が溜まることを阻止することができる。
【００１４】
尚、雨水吸込用孔６１の位置まで溜まった雨水はマンホール２０の床面と周壁との間のすき間から染み出すか、或は接続管６０と継手管７０との間のすき間等を通じて下水管に吸い込まれ自然解消される。
マンホール２０に直接侵入する雨水はマンホールの蓋に形成されたガス抜き孔を通じて侵入するものと考えられる。つまり、径６００ｍｍの標準蓋の場合、ガス抜き孔は２２個形成され、各ガス抜き孔の径は約１４ｍｍ程度である。また、径７５０ｍｍの標準蓋の場合も、径が１４ｍｍのガス抜き孔が２２個形成される。従って接続管６０に形成する雨水吸込用孔６１もガス抜き孔と同等の数と直径の孔を用意すればよい。
【実施例２】
【００１５】
図６に接続管６０の実施例２を示す。この実施例２では継手管７０を用いて上流側と下流側に接続管６０を差し渡す構造は実施例１と同じであるが、接続管６０の締結構造に特徴を有するものである。つまり接続管６０を上下に２分割し、分割した分割面の外周に補強リブ６２とフランジ６３を形成し、フランジ６３の相互をボルト６４で締結する構造とした場合を示す。この場合も上部側に雨水吸込用孔６１を形成し、この雨水吸込用孔６１によりマンホール２０に直接侵入した雨水を吸い込む構造とされる。
この実施例２の構造によればボルト６４を緩め、ボルト６４を取り外すことにより接続管６０の上半部を取り外すことができる。この結果接続管６０の内部の点検を容易に行うことができる利点が得られる。
【実施例３】
【００１６】
図７に接続管６０の実施例３を示す。この実施例３でも継手管７０を用いて上流側と下流側に接続管６０を差し渡す構造は実施例１と同じであるが、接続管６０を周方向に３分割する構造とした場合を示す。つまり、接続管６０を構成する上半部を更に２分割し、２分割した半部を下半部とヒンジ６５で回動自在に連結し、上端部に形成したフランジ６６の相互をボルト６４で締結する構造とした場合を示す。
この実施例３の構造によれば、ボルト６４を緩めて取り外すことにより、接続管６０の上半部をヒンジ６５により回動させ、管を開くことができる。この結果、実施例２の構造より更に簡単に接続管６０の内部と点検することができる利点が得られる。
【実施例４】
【００１７】
図８に接続管６０の実施例４を示す。図８において、Ａは断面図、Ｂは平面図を示す。この実施例４では接続管６０の上部に開口蓋６７を設けた構造とした場合を示す。開口蓋６７は平素は例えばワイヤーロープ８１で接続管６０に締結しておくが、点検が必要な場合は、ワイヤーロープ８１の締結を解放し、開口蓋６７を接続管６０の上部から取り外すことにより開口蓋６７を除去した部分に開口を形成することができ、この開口を通じて作業員が接続管６０の内部に入るか、或は接続管６０の外部から接続管６０の内部の様子を点検することができる。６８は開口蓋６７を取り外す場合に用いる取っ手を示す。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明によるマンホール通水方法及びマンホール通水構造は公共企業体、或は企業が運用する下水道施設に適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施例１を説明するための断面図。
【図２】図１を上部から見た平面図。
【図３】この発明の要部となる接続管の接続構造を説明するための断面図。
【図４】この発明の要部となる接続管の実施例１を説明するための断面図。
【図５】図４に示した雨水吸込用孔の配置の例を説明するための平面図。
【図６】この発明の実施例２を説明するための断面図。
【図７】この発明の実施例３を説明するための断面図。
【図８】この発明の実施例４を説明するための断面図。
【図９】従来の技術を説明するための断面図。
【図１０】図９に示した断面図の９０°異なる方向から見た断面図。
【図１１】図９を上部から見た平面図。
【図１２】従来のマンホール内で発生している急拡による損失と急縮による損失を説明するための図。
【図１３】図１２を用いて説明した下水道管渠の流速に対する損失水頭の試算値を示す図。
【符号の説明】
【００２０】
１０      地表                  ６２      補強リブ  
２０      マンホール            ６３、６６      フランジ
３０      上流側管路                  ６４      ボルト
３１      流出口                      ６５      ヒンジ
４０      下流側管路                  ６７      開口蓋
４１      流入口                      ６８      取っ手
５０      インバート                  ７０      継手管
６０      接続管                      ７１      フランジ
６１      雨水吸込用孔                ７２      一方の管
７３      他方の管
【図１】
2005226406.tif 000003
【図２】
2005226406.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005226406.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005226406.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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