(57)【要約】【課題】マンホール管側面と周辺地盤との間の埋め戻し層を長時間にわたって透水経路として機能させることができるマンホール設置構造及びマンホール設置工法を提供する。【解決手段】掘削孔にマンホール管２が配設されてなるマンホール設置構造であって、マンホール管２側面と前記掘削孔の壁面との間には、石炭ガス化複合発電で副産される石炭灰溶融スラグを埋め戻し材とする埋め戻し層３が形成されている。埋め戻し材として用いた石炭灰溶融スラグは、締固め時や時間経過にともなう劣化がほとんどなく、長時間にわたって透水性が維持される。マンホール管２には、地下水位ＷＬより上方位置に水抜き孔２１が形成されており、埋め戻し層３は、少なくとも地下水位ＷＬから水抜き孔２１が形成されている高さの範囲に形成されている。【選択図】図１
2017133191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削孔にマンホール管が配設されてなるマンホール設置構造であって、
前記マンホール管側面と前記掘削孔の壁面との間には、石炭ガス化複合発電で副産される石炭灰溶融スラグを埋め戻し材とする埋め戻し層が形成されていることを特徴とするマンホール設置構造。
【請求項２】
前記マンホール管には、地下水位より上方位置に水抜き孔が形成されており、
前記埋め戻し層は、少なくとも前記地下水位から前記水抜き孔が形成されている高さの範囲に形成されていることを特徴とする請求項１記載のマンホール設置構造。
【請求項３】
前記水抜き孔の外側には、不織布が貼り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のマンホール設置構造。
【請求項４】
マンホール管を地中に埋設するマンホール設置工法であって、
マンホール設置地点に前記マンホール管の外形より大きい掘削孔を形成する工程と、
前記掘削孔に前記マンホール管を配設する工程と、
前記マンホール管側面と前記掘削孔の壁面との間に、石炭ガス化複合発電で副産される石炭灰溶融スラグを埋め戻し材として埋め戻した埋め戻し層を形成する工程とを備えることを特徴とするマンホール設置工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震による液状化が懸念される軟弱地盤にマンホールを設置するためのマンホール設置構造及びマンホール設置工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤に設置されたマンホールは、地震時に地盤が液状化するとマンホールが浮き上がり、下水道等の埋設管の破損や、交通障害等の大きな被害となる。マンホールの浮き上がり対策として、（Ａ）マンホールの重量を重くする方法、（Ｂ）下向きにアンカーを設置して抵抗させる方法、（Ｃ）発生した過剰間隙水をマンホール内に逃がす方法が考えられるが、（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの方法も独自の設備が必要になり、種々の手間が増え、工事費も増加してしまう。（Ａ）の方法では、例えばマンホール上部にコンクリート製のリングをかぶせなくてはならない。また、（Ｂ）の方法では、下向きに別途アンカーを施工しなければならない。さらに、（Ｃ）の方法では、特殊なドレンが付属したマンホールを製作する必要がある。
【０００３】
そこで、マンホール管の管壁に部分的に透水部を形成すると共に、マンホール管側面と周辺地盤との間に、透水経路として礫材からなる埋め戻し層を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によると、地震時に過剰間隙水を礫材からなる埋め戻し層を介してマンホール管内部に逃がすことで、マンホール周辺地盤の液状化を防止することが可能となり、マンホール管の浮き上がりを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マンホール管側面と周辺地盤との間の埋め戻し層は、タンパ等による転圧を行い、締固め度が９０％以上を確保することが一般的に推奨されている。従って、埋め戻し材として礫材を用いた場合には、締固めによって破砕され、細粒成分が増加してしまう。また、埋め戻し層は所定の量の間隙水を平均に含有しているため、時間経過にともなう劣化によっても細粒成分が増加してしまう。このため、礫材を用いた埋め戻し層は、時間経過にともなって透水性が低下し、透水経路として機能しなくなってしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、マンホール管側面と周辺地盤との間の埋め戻し層を長時間にわたって透水経路として機能させることができるマンホール設置構造及びマンホール設置工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るマンホール設置構造は、掘削孔にマンホール管が配設されてなるマンホール設置構造であって、前記マンホール管側面と前記掘削孔の壁面との間には、石炭ガス化複合発電で副産される石炭灰溶融スラグを埋め戻し材とする埋め戻し層が形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、埋め戻し材として用いた石炭灰溶融スラグは、締固め時や時間経過にともなう劣化がほとんどなく、長時間にわたって透水性が維持されるため、マンホール管側面と周辺地盤との間の埋め戻し層を長時間にわたって透水経路として機能させることができる。
さらに、本発明の請求項２に係るマンホール設置構造は、前記マンホール管には、地下水位より上方位置に水抜き孔が形成されており、前記埋め戻し層は、少なくとも前記地下水位から前記水抜き孔が形成されている高さの範囲に形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、地下水位以上の高さに位置する石炭灰溶融スラグは、間隙水がほとんど存在せず、空気が存在する空隙状態であり、間隙水によって劣化させられることがない。従って、地下水位から上がってきた過剰間隙水は、埋め戻し層を通って水抜き孔に至り、マンホール管内部に逃がされる。また、マンホール管には、径が数１０ｍｍ程度の水抜き孔を数カ所開けるだけで良いため、特別な手間や特別なマンホール管を製作する必要がなく、一般のマンホール管と同じ手間で設置できる。
さらに、本発明の請求項３に係るマンホール設置構造は、前記水抜き孔の外側には、不織布が貼り付けられていることを特徴とする。
この発明によれば、水抜き孔の外側に不織布を貼り付けるという簡単な作業で、埋め戻し層を形成する埋め戻し材がマンホール管内部に入ることを防止することができる。
また、本発明の請求項４に係るマンホール設置工法は、マンホール管を地中に埋設するマンホール設置工法であって、マンホール設置地点に前記マンホール管の外形より大きい掘削孔を形成する工程と、前記掘削孔に前記マンホール管を配設する工程と、前記マンホール管側面と前記掘削孔の壁面との間に、石炭ガス化複合発電で副産される石炭灰溶融スラグを埋め戻し材として埋め戻した埋め戻し層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、埋め戻し材としてとして用いる石炭灰溶融スラグは、砂に粒形が非常に似ていると共に、乾燥密度が含水比によってほとんど変わらないため、非常に扱いやすく、締固めも容易に行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マンホール管側面と周辺地盤との間の埋め戻し層を長時間にわたって透水経路として機能させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るマンホール設置構造の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す埋め戻し材として使用する石炭灰溶融スラグの粒度特性を示す図である。
【図３】図１に示す埋め戻し材として使用する石炭灰溶融スラグの乾燥密度−含水比曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
本実施形態のマンホール設置構造は、図１を参照すると、掘削孔の底に配設されたベースブロック１と、ベースブロック１上に配設されたマンホール管２と、マンホール管２側面と周辺地盤（掘削孔の壁面）との間に埋め戻し材を埋め戻して形成された埋め戻し層３とからなり、ベースブロック１及びマンホール管２が地中に埋設されている。
【００１２】
ベースブロック１は、マンホールの底部となるブロックであり、例えば板状コンクリートブロックで構成される。ベースブロック１は、掘削孔の底に砂利等を敷き詰め、ほぼ中央に配設される。
【００１３】
マンホール管２は、例えばプレキャストコンクリートで構成され、立坑状に埋設されている。マンホール管２は、下部において、下水管等の埋設管４に接続されており、埋設管４の管理に使用される。なお、マンホール管２は、現場打ちコンクリートによる一体構造のマンホール、或いは複数のコンクリート管を積み重ねた組立マンホール等で構成することもできる。また、マンホール管２の材質は、コンクリートに限定されるものではなく、例えば、陶管等を採用することができる。
【００１４】
マンホール管２の上部には、過剰間隙水をマンホール管２内部に逃がす水抜き孔２１が形成されている。水抜き孔２１の径は、数１０ｍｍ程度が望ましい。また、水抜き孔２１を形成する個数は、マンホール管２の断面積や想定される過剰間隙水の量を応じて適宜設定することができる。水抜き孔２１は、地下水位ＷＬより上方位置に形成されている。これにより、通常時には地下水がマンホール管２内部に入らないようになっている。また、水抜き孔２１の外側には不燃布５が貼り付けられている。不燃布５は、埋め戻し層３を形成する埋め戻し材がマンホール管２内部に入ることを防止する。
【００１５】
埋め戻し層３は、埋め戻し材として石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ：Integrated coal Gasification Combined Cycle）で副産される石炭灰溶融スラグ（ＩＧＣＣスラグ）を用いて形成されている。石炭灰溶融スラグは、石炭ガス化発電施設で生産される溶融スラグであり、加工時に水に急冷することで細かく砕かれる水破方式（水砕方式とも言う）によって生産された物を用いる。石炭ガス化発電施設では、石炭を１，６００℃の高温で燃焼するため、全ての結晶鉱物が溶融する。そのため、燃焼残渣は、冷やすだけで非晶質のスラグになり、粒形が整った、粒径がほぼ均等な粒子で構成された石炭灰溶融スラグが得られる。このため、石炭灰溶融スラグは、石炭灰溶融スラグ自体の保水力も極めて低く、透水性が１０−１ｃｍ／ｓｅｃ程度と非常に良好な透水材料である。そして、石炭灰溶融スラグの固化特性は小さく、透水性が長期間にわたって確保される。
【００１６】
また、石炭灰溶融スラグは、原料（燃料）が石炭のみであり、燃焼残渣に含まれる石灰の割合が低く、１，６００°Ｃの高温溶融の影響で物質としての安定性が高い。従って、石炭灰溶融スラグは、所定の量の間隙水を含有していても、ほとんど劣化することがない。また、埋め戻し層３は、少なくとも地下水位ＷＬから、マンホール管２の水抜き孔２１が形成されている高さの範囲に形成されている。従って、地下水位ＷＬ以上の高さに位置する石炭灰溶融スラグは、間隙水がほとんど存在せず、空気が存在する空隙状態であり、間隙水によって劣化させられることがない。そして地下水位ＷＬから上がってきた過剰間隙水は、埋め戻し層３を通って水抜き孔２１に至り、マンホール管２内部に逃がされる。
【００１７】
図２に石炭灰溶融スラグの粒度特性を示す。実線で示す曲線は、石炭ガス化発電施設で生産され、粒度調整が施されていない石炭灰溶融スラグの粒度特性である。点線で示す曲線は、締固め試験（Ａ−ｃ法）後の石炭灰溶融スラグの粒度特性である。図２によると、石炭灰溶融スラグの粒度特性は、特に粒径が１ｍｍ以下の細粒成分において、締固め前後でほとんど変化しないことが分かる。すなわち、石炭灰溶融スラグは、締固めによってほとんど破砕されることなく、細粒成分が増加することがない。
【００１８】
本実施形態のマンホール設置構造は、地震によって周辺地盤が液状化して間隙水の圧力が上昇すると、埋め戻し層３が透水路として機能し、過剰間隙水が埋め戻し層３を通ってマンホール管２の上部に形成した水抜き孔２１の高さまで到達し、水抜き孔２１からマンホール管２内部に過剰間隙水を逃がす構造になっている。ここで、埋め戻し層３は、石炭灰溶融スラグによって形成されているため、締固め時や時間経過にともなう劣化がほとんどなく、長時間にわたって透水性が維持される。従って、マンホール管２側面と周辺地盤との間の埋め戻し層３を長時間にわたって透水経路として機能させることができる。また、石炭灰溶融スラグは、粒径が礫材に比べて小さく、ほぼ均等であることから、礫材と同等の透水性を持ちながら、その粒子間に細粒成分が侵入しにくいという特徴を有している。従って、従来の液状化防止対策としてマンホール管と掘削孔の壁面との間に礫材を埋め戻した場合には、掘削孔の壁面から礫材の間隙に細粒成分を侵入させないための対策工（掘削孔の壁面への不織布の設置など）が必要であったが、本実施形態では、埋め戻し層３が石炭灰溶融スラグによって形成されているため、石炭灰溶融スラグの特徴によって細粒成分の侵入を防止でき、対策工を必要としない。
【００１９】
次に、本実施形態のマンホール設置工法における施工手順について詳細に説明する。
マンホール設置地点にマンホール管２の外形より大きい掘削孔を掘削し、鋼矢板等を用いて土砂崩れを防止する土留めを施す。
次に、掘削孔の底面に図示しない砂利を敷き詰めて、底面のほぼ中央にベースブロック１を水平に配設する。
次に、水抜き孔２１が形成されたマンホール管２をベースブロック１上に配設し、下部において、下水管等の埋設管４に接続する。
次に、水抜き孔２１の外側に不織布を貼り付ける。
次に、マンホール管２側面と周辺地盤（掘削孔の壁面）との間を、石炭灰溶融スラグを埋め戻し材として用いて埋め戻し、埋め戻し層３を形成する。
【００２０】
石炭灰溶融スラグは、砂に粒形が非常に似ているので埋め戻し材として非常に扱いやすい。また、図３に示す、石炭灰溶融スラグの締固め試験（Ａ−ｃ法）による乾燥密度−含水比曲線によると、石炭灰溶融スラグの乾燥密度は含水比によってほとんど変わらないことが分かる。すなわち、石炭灰溶融スラグを埋め戻し材として用いる場合、埋め戻し作業において含水量を考慮することなく、締固めも容易に行うことができる。従って、石炭灰溶融スラグの締固めには、タンパを用いる必要がなく、棒状バイブレータを用いて水締めを行うことができる。これにより、マンホール管２側面と周辺地盤（掘削孔の壁面）との間に作業員が入る必要がなく、より安全に埋め戻し作業を行うことが可能になる。さらに、作業員が入る必要がないため、マンホール管２側面と周辺地盤（掘削孔の壁面）との間隔は、３０ｃｍ程度確保すれば良い。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態は、掘削孔にマンホール管２が配設されてなるマンホール設置構造であって、マンホール管２側面と前記掘削孔の壁面との間には、石炭ガス化複合発電で副産される石炭灰溶融スラグを埋め戻し材とする埋め戻し層３が形成されている。
この構成により、埋め戻し材として用いた石炭灰溶融スラグは、締固め時や時間経過にともなう劣化がほとんどなく、長時間にわたって透水性が維持されるため、マンホール管２側面と周辺地盤との間の埋め戻し層３を長時間にわたって透水経路として機能させることができる。
【００２２】
さらに、本実施形態において、マンホール管２には、地下水位ＷＬより上方位置に水抜き孔２１が形成されており、埋め戻し層３は、少なくとも地下水位ＷＬから水抜き孔２１が形成されている高さの範囲に形成されている。
この構成により、地下水位ＷＬ以上の高さに位置する石炭灰溶融スラグは、間隙水がほとんど存在せず、空気が存在する空隙状態であり、間隙水によって劣化させられることがない。従って、地下水位ＷＬから上がってきた過剰間隙水は、埋め戻し層３を通って水抜き孔２１に至り、マンホール管２内部に逃がされる。また、マンホール管２には、径が数１０ｍｍ程度の水抜き孔２１を数カ所開けるだけで良いため、特別な手間や特別なマンホール管を製作する必要がなく、一般のマンホール管と同じ手間で設置できる。
【００２３】
さらに、本実施形態において、水抜き孔２１の外側には、不織布５が貼り付けられている。
この構成により、水抜き孔２１の外側に不織布５を貼り付けるという簡単な作業で、埋め戻し層３を形成する埋め戻し材がマンホール管２内部に入ることを防止することができる。
【００２４】
また、本実施形態は、マンホール管２を地中に埋設するマンホール設置工法であって、マンホール設置地点にマンホール管２の外形より大きい掘削孔を形成する工程と、掘削孔にマンホール管２を配設する工程と、マンホール管２側面と掘削孔の壁面との間に、石炭ガス化複合発電で副産される石炭灰溶融スラグを埋め戻し材として埋め戻した埋め戻し層３を形成する工程とを備える。
この構成により、埋め戻し材としてとして用いる石炭灰溶融スラグは、砂に粒形が非常に似ていると共に、乾燥密度が含水比によってほとんど変わらないため、非常に扱いやすく、締固めも容易に行うことができる。
【００２５】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００２６】
１  ベースブロック
２  マンホール管
３  埋め戻し層
４  埋設管
５  不織布
２１  水抜き孔
ＷＬ  地下水位
【図１】
2017133191.tif 000003
【図２】
2017133191.tif 000004
【図３】
2017133191.tif 000005