下水道施設の被害
藤田 昌一・小松 俊哉
長岡技術科学大学

環境・建設系

1．はじめに
表１ 震度５以上が 2 時間で 11 回もきた

新潟県中越大震災では下水道管路の被害が目（気象庁資料）立った。しかしその実態把握と原因究明と耐震対策についてはまだ結論が出ていない。現地で大震災を体験し，様々な被害を身近に見た立場からいくつか推論を試みてみたい。定量的かつ系統的なデータをもとにした議論ではないが，いずれ真相究明に向けて証拠を固めていくつもりである。また本稿の中での，現象や効果についてのネーミン
グは筆者らが勝手に付けたものであり，まだ世間に認知されているものではない。
2．今回の地震の特徴①何回も攻撃された
表１と図１に見られるように，震度５以上の地震が短い期間内に何度も起きている。「本震よりも大きな余震はない」と言う定説は今回も間違いはなかった。しかし，図２のように，余震の場所があっちこっちに分散していたので，長岡からみれば「本震なみの余震が何回も来た」ことになった。

図2

震源があちこちに（ＮＨＫテレビより）②パワーが大きい
地震の強さ，つまり地震加速度も阪神淡路が最大で 818 ガルだったが，中越では 1700 ガルという値だった。つまりパワフルな地震であったといえる。
以上２点の特徴は，構造物にとっては「強い力
図１

強い地震が何度もきた（気象庁資料）で何回も揺すられた」ということにある。これが－ 62 －

下水道管路に大きな被害を与えた要因のようになる動き方をしたために構造物の境目にひびわ思う。

れが生じた。地盤の中でマンホールが暴れたのか，地盤が動いたのでマンホールがガタついたのか，きっとその両方であろう。

3．下水道管路の被害
被害についての地域的な分布や数量的なデータは数多く公表されているので，ここではやや定性的な特徴を見てみよう。
①飛び出すマンホール
写真１のようにマンホールが地表面より高くなっている箇所が多かった。場所によっては１メートル以上にもなった所もある。

写真３

地盤とマンホールが別々に動いた④下水道管のせいで道路が傷んだ
下水道が敷設されている部分で道路の沈下がみられる。道路管理者からすれば｢下水のせいで道路が傷んだ｣と言いたいところである。下水道としては大家さんに迷惑を掛けないように入居していなければならない。
⑤管渠の浮上
図３は長岡市が調査した地震後の下水道管渠
写真１の状況を示した縦断面図である。管渠の浮き上が地震で飛び出したマンホールりが起きている。しかし管路中央部に浮上が少な
いのは，取付け管が「押さえ」になっているから②へこんだ地面
写真２はマンホールの周辺の地盤が沈下したであろう。

所であるが，その結果，見かけ上はマンホールが隆起しているように見える。

写真２

マンホール周辺の地盤沈下③地山にぶつかるマンホール

図３

写真３のように，マンホールと周囲の地盤が異－ 63 －

被害管路縦断図管渠はマンホールと取付け管に拘束されてい状態になる。つまり周囲の地盤とフリーになる。
そこにまた本震と同程度のゆれが来ると上下左るために「への字」形の浮上になっている。

右に動くことになるが，横方向には地山があるので変位しにくい。結果として上下方向に揺すられ

4．被害の原因
マンホールの隆起や地盤の沈下をソク「液状化た時に構造物が上に動く。一度上に動くと構造物のため」と断定してよいのか少々疑問が残る。液の下方は崩れた周囲の地山で埋められてしまう状化現象とは，地盤の中でかみあって重なりあっので，構造物は元の位置には戻れない。結果としている土の粒子のすきまの中に地下水があると，て少し隆起した状態になる。普通の地震ならここそこが地震によって揺すられて，土粒子のかみ合で止まるところであるが，今回の地震は本震クラわせがだんだんはずれてきて，地下水の中に浮いスの地震が２時間に６回も起きているので，このたような状態になることである。今回の地震でもような縦方向の連続振動によってマンホールの液状化が起きたとみられるが，以下に述べるよう隆起が累加して次第に高くなっていったのではな別の要因も働いているのではないかと思われなかろうか。つまり，あたかも下から叩き上げらる。これらは定量的データや実験に基づくものでれたかのような力を受けたことになる。すなわちはなく，あくまで「推察」なのであるが，今後の「叩き上げ現象」による「マンホールの成長」が地震対策を考える上で少しは考慮に入れてもよ起きたのではなかろうか。

い要因ではないかと思う。
②お茶筒とんとん現象
下水道管渠の周りには埋め戻しの砂がぎっし①叩き上げ現象
下水道のマンホールは写真４に示すように，ほり詰まっている。しかし，実際の下水道管渠工事

ぼ円筒形の工場製のコンクリート構造物である。

で砂を埋め戻す作業は必ずしも十分に行われてつまり「組立マンホール」である。標準的なサイいないこともある。特に開削工法では，山留めのズの，内径 90 センチメートル，深さ２メートルために切張（きりばり）が 1.5 メートルおき（まの組立マンホールは，重さ 1,500 キログラム，体たは３メートルおき）に掘削した溝を横断してい積 1.8 立法メートルで，比重は約 0.8 である。

る。この間をぬって手押しの締固め機を巡らしてゆく作業は多くの時間と人手と入念な技術が必要である。また可撓性（かとうせい）の管渠は（管の側面の締め固めが不十分な時には）管の上部の埋め戻し砂を「あまり締め固めると管渠が水平方向に扁平に撓む」とされ，簡単な埋め戻しと，不十分な締め固めのまま，交通開放を急ぐために仮舗装をすぐにかけてしまうことになる。
そういう，ゆるい埋め戻しの砂が地震で振動を受けると，「お茶筒とんとん現象」で砂が締め固写真４まってくる。つまりお茶筒にお茶を入れる時に，組立マンホール

お茶筒をとんとんと叩くと，カッサリとゆるく入地中に埋められたこのような構造物が地盤のれられたお茶が締まってくる現象である。管渠の中で振動を受けて揺すられると，まず最初の揺れまわりに十分な締め固めをしていない土があるで構造物とその周辺の土との間の摩擦が切れたと，お茶筒と同じように埋め戻しの砂が地震で叩－ 64 －

かれて沈下して，その結果，管渠を埋設した部分「あたり一面水浸し地盤」となっていたのである。

での地表面が沈下してしまうことになる。

地下水位の高さは降雨に影響されやすい。普段は地下水位が低い所でも，この時は地下水位が高くなっていた可能性がある。そこへ大地震である。

③大玉せり上がり現象
下水管のまわりの埋め戻しの砂が叩かれると，降り続いた雨が十分地下に行き渡っていたため相対的に管渠が持ち上がることにもなる。コップに「液状化」がそこら中で促進されたのではなかの中に大小の玉を入れて揺すると，大きな玉がだろうか。

んだんと上のほうに集まってくる。これを「大玉せり上がり現象」という（誰も言っていないけれ

5．耐震対策ど）。可撓性の管渠は軽いので浮き上がりも容易

以上，強い地震が連続して何回も襲ってきた新のように思われる。もしそうだとすると耐震対策

潟県中越大震災では，地震被害の原因として主た上は重い管渠の方ががっちり締め固められるし，るものとされる「液状化」と共に「叩き上げ」「お浮上もしにくいので有利なことになる。

茶筒現象」「大玉浮き上がり」「自己液状化」「水浸し地盤」の５つを上げてみた。これらの推理を基に対策を考えてみると次のようなことがらが④自己液状化現象
震災にあった下水道施設はほとんどが分流式

現実的ではなかろうか。の汚水管である。つまり地震が起きた午後６時頃には一日のうちでも下水の流れが多い時間帯で①転圧を期待しない埋め戻し材料ある。そういう下水管が地震にあうと破壊に至ら施工管理において埋め戻し土を十分に転圧すなくとも亀裂が入る。すると下水が漏れて管渠のることの必要性についてはすべての関係者が意周りの地山を濡らすことになる。何回も本格的なを用いているところであるが，現実には十分に行振動に見舞われると下水の漏水も進行するし，埋われていない場合があるように思う。転圧が不十め戻しの砂の中にも水が行き渡ってゆく。かくし分でも大丈夫なような，一種のフールプルーフとて地下水位の高くない場所でも，管のまわりの砂言うかフェイルセーフの原理を導入して，転圧にが水を含んで「液状化」の条件が揃うことになら期待しないでも大丈夫なようにしておく方が現ないだろうか。つまり，下水管自身が液状化の状実的ではなかろうか。もちろん十分な転圧は必要態を作り出してしまった可能性がある。これをであって，これを不要と言っているわけではない。

「自己液状化現象」と我々は勝手に呼んでいる。
②砕石と改良土
国土交通省の下水道地震対策技術検討委員会⑤直前の大雨が液状化促進
この大地震の３日前，10 月 20 日は，台風の影の提言では，砕石や改良土での埋め戻しが示され響でかなりの大雨があった。長岡市内を流れる信ている。長岡市では，被災した管渠の入れ替えに

濃川は水位が高水敷を埋めるほどの高さとなり，当って，掘削した土を「残土」とするのは忍びな警戒水位を突破していた。長岡市内で雨は 10 月

いということで，これにセメントを若干混ぜて改19 日午後３時ごろから降り始め，10 月 21 日朝９良土として埋め戻しに用いることとを検討して時ごろまで降り続いた。台風の雨だから広い範囲いる。もともとが「砂埋め」であったのだから，に及んだと思われる。ということはこのあたり一掘削して出てくる土も良質な砂質土である。残土帯つまり中越大震災の地域では，山も丘も田も畑の発生も抑制され，砕石などの新たな材料の購入もそこら中の地盤がたっぷりと雨の水を含んでもしないで済ませられる予定である。むろん砕石－ 65 －

マンホールの蓋を開けるには特殊なフック（マの入手が容易な地域では砕石による埋め戻しもンカギとも呼ばれている）が必要である。管渠の可である。

維持管理の必需品である。ところが，マンホールを開ける穴の形状は各都市で微妙に異なってい③マンホールのフーチング
円筒形のマンホールの底に，マンホールの外径る。災害支援に行った都市の人が自分達が持ってよりも大きなコンクリートの板（これをマンホーいったフックでは蓋が開かなくて困ったそうでルフーチング，略して MF と呼ぶ）を取り付けてある。小さなことであるが，地震対策の点からもおくのも浮き上がり防止に効果的ではなかろう

統一化に向けてすぐに動こうではありませんか。

か。マンホールが浮上しようとしても MF が押さえになる。浮上するには MF の上部の土も持ち上

6．危機管理の ISOげなくてはならない。この MF はマンホール築造

大きな地震はめったに来ない。だから毎日の多時の掘削幅目いっぱいに打った現場打ちコンク忙な仕事のルーチーンの中に入ってきにくい。緊リートで十分であろう。

急時の体勢についての備えが出来ていないことがある。地震が来て初めて「災害時の相互支援協定」を紐解いたりした都市もあるという。そこで④さかさ卵形管
前記の MF と同じ原理で，卵形管も上が太くて「普段から災害に備える体制を十分にとってい下が細いと浮かびやすいので，これをさかさにしる」ということを証明する仕組みがほしい。品質て水滴の形のように敷設したらどうだろうか。卵管理や環境管理の ISO のような「緊急時の対応」

形管の特徴がひとつ失われるが「浮上しにくい」が十分に行われることを保証する認証システムという別の特徴が出てくる。

である。管路協会あたりが音頭をとってみたらいかがであろうか。ともかく何か新しい仕組みを考えてみませんか。

⑤推進工法のすすめ
開削工法では埋戻しの土が液状化するおそれがあるが，推進工法ならが砂地盤でない限りその恐れが少ない。近年は開削工法よりもコストの低い推進工法が多種類出回っているので，この際，この方面への目配りもしておくとよいように思う。
⑥重たい管渠材料
軽い管渠材料には，それなりの大きなメリットがあり，それゆえに今日の隆盛が築かれている。
しかしここにきて，軽いから浮上すると言われている。そこで改めて，陶管，ヒューム管，レジン管，ポリエチレン管，鋳鉄管などなど，原点に立ち返って考えてみるのもよいことではなかろうか。
⑦マンホールのかぎ－ 66 －