（2018年10月掲載）
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設備システム・事業計画 ○大口径配水管におけるバルブの破損事故の事例から、想定される破損の原因とそれらの対応策の方向性
横浜市

水道

局

1 ．はじめに
平成28年 1 月22日に横浜市港北区樽町二丁目において、口径800㎜のバルブが破損し、漏水が発生しました。このバルブは市内の約13万戸に送水している口径1,800㎜の送水管から分岐した口径800㎜の配水管に設置されていました。

写真 1

漏水発生当初の状況

ら雨水ますに流す仮設排水管を設置することで、


道路上への漏水を解消することができました。
（ 2 ）局内体制の強化

図1

配管概略図

応急措置により道路上への漏水はなくなったものの、バルブの破損が拡大し、漏水量が増加した
場合の緊急時への備えとして、局内体制の強化を破損したバルブの上流側には有効なバルブがな図りました。 2 パターンでの緊急時シナリオを作かったことから、破損したバルブを交換する本格成するとともに、それらのシナリオに対応するた復旧に当たっては、口径1,800㎜の送水管を配水め、19事務所・約180人を現場対応班、バルブ操池の出口から断水し、約13万戸を系統切替し、配作班、水運用調整班、応急給水班、濁水対応班、水を維持する必要がありました。

広報班に役割分担し、局内の体制を強化しました。

本稿では、漏水への対応とバルブの破損原因の究明及び再発防止策について紹介します。

（ 3 ）系統切替計画
横浜市は地形の起伏が多いことから、一定の水圧で給水することや大規模な事故時の早期の復旧

2 ．漏水への対応（ 1 ）漏水の発生と応急措置ために、配水池ごとに配水ブロックに分けて配水しています。この配水ブロックシステムの利点を活用して系統切替計画を検討しました。

バルブからの漏水量は、200㎥/時に及んでおり、口径1,800㎜の送水管を通じて配水される配水応急措置として破損していたバルブを含む周辺ブロック（港北ブロック）は、 4 つの異なる配水3 ヵ所のバルブを操作することで、漏水量は13.5㎥/ブロック（牛久保ブロック、三保ブロック、西谷時まで減少しました。 1 月26日には漏水を弁室かブロック、神奈川県内広域水道企業団から配水さ材や布設年度、過去の洗浄実績も考慮しました。
洗浄に当たっては、切替後の流れの向きで、流速1.0m/s以上にすることを原則とし、配管状況や排水施設の容量等でこれが確保できない場合は、切替後の実流量以上を洗浄量としました。また、洗浄完了の判断基準としては、洗浄後の濁度0.1度以下を目標値とし、夜間の洗浄時間の制約や、
図2

系統切替のイメージ図（系統切替前）

洗浄中の濁度の変動条件により上限値を0.6度とし、目標値に達するまで監視の継続等で対応することとしました。
② 系統切替の試行実施
神奈川県内広域水道企業団から配水されるブロック（新横浜ブロック）に系統切替を行うエリ
アでは、水圧が0.2MPa上昇し管路への影響が懸念されました。そこで、系統切替作業を全エリア

系統切替のイメージ図（系統切替後）で本格開始する前に、2,200戸のエリアを選定し、れる新横浜ブロック）に隣接しています。

試行的に系統切替を実施しました。この結果、系

図3

口径1,800㎜の送水管を通じて配水される配水ブロック（港北ブロック）に、どの隣接ブロック

統切替後 2 ヵ月間における給水管での漏水が 9 件発生しました。

からの水をどのルートで系統切替するのかを定め試行実施の結果を踏まえ、系統切替後に夜間のるに当たっては、 4 階までの直結給水を行える配最小流量時の水圧が0.74MPa以上になる地域約 2水管の最小動水圧0.25MPaが確保できることを基万戸を管網シミュレーションで特定し、事前の準準としました。

備として漏水調査を実施しました。調査の結果、これを踏まえ、口径1,800㎜の送水管を通じて配地表漏水11件、地下漏水48件を発見し、修理を行水される配水ブロック（港北ブロック）を 9 分割いました。

するとともに、神奈川県内広域水道企業団から配（ 4 ）系統切替作業水されるブロック（新横浜ブロック）の拡大を基これらの考え方や準備をもって、28年 6 月下旬本とした系統切替を行っていくこととしました。

から29年 1 月下旬にかけて夜間に系統切替作業を系統切替計画の策定に当たっては、系統切替前実施しました。水圧の上昇が大きい系統切替作業

後の管網シミュレーションを繰り返し、水圧の上は、破裂した際の市民生活への影響を考慮して、昇、流速・流向の変化などが発生し、切替の事前年末年始を避けて実施しました。切替作業は、管準備として洗浄が必要となる管路を抽出しました。

路洗浄等の事前準備作業として30回、給水エリア① 管路洗浄の考え方の系統切替作業として15回の計45回に及びまし

このうち、系統切替前の流速が1.0m/s以上の管た。 1 回当たり、所管の事業所の職員が主担当と路は濁質分がないと想定、また系統切替前の流速なり、他部署からの応援職員を併せた12人を基本が1.0m/s未満で、切替後の流速が、濁質分が管底とした班を編成して行い、延べ429人の職員で対を流れはじめると想定されると想定される0.4m/s応しました。45回の作業を通じて市民給水への影以上となる管路を洗浄するべきと判断しました。

響や住民からの苦情はありませんでした。

また、管内水量の 2 回以上の入替を基本とし、管系統切替完了後、断水した環状幹線の管内の水の排水作業を行い、29年 2 月10日にはバルブからの漏水が停止し、破損したバルブの撤去および新設工事を行いました。

3 ．原因究明と再発防止策（ 1 ）委員会の設置
破損したバルブの破損原因によっては、その他のバルブも同様に破損する危険性を抱えている可能性があったため、委員会を設置し、原因につ

写真 2バルブの亀裂状況

写真 3

バルブの亀裂状況（拡大）いて調査するとともに、今後の対応について検討を行いました。委員会は、水道局職員 6 名で構成し、さらに学識経験者 1 名から専門的な意見を聴取しながら、 6 回の委員会を開催しました。
学識経験者としては、横浜国立大学の秋庭義明教授にご協力いただき、客観性を担保したことで、議会等への説明に説得力を持たせることができました。
（ 2 ）調査手法
破損の原因調査は、計画・設計・工事・維持管理までの広範囲におよぶため、原因が特定できない事象が発生した際の原因分析に幅広く適用されめ、ひび割れの状況が分かった際には大変驚きまている、FTA調査手法を採用しました。この調した。

査手法を用いて、「計画」、「設計」、「仕切弁」、「工② 設置状況事」、「運用」、「周辺環境」、「維持管理」の 7 つの破損したバルブが設置されていた地盤は、軟弱項目に分類し、これらをさらに細分化した30項目地盤であったため、バルブには沈下防止のためのの調査を行いました。情報の収集は、様々な観点杭が打たれていました。また、バルブの周囲には、で実施し、過去の工事書類から配水管内の水温な弁室の土台となるコンクリートがあり、破損したど多岐にわたりました。

バルブから下流側は、鋼管が19m配管され、その（ 3 ）調査結果

先はダクタイル鋳鉄管で配管されていました。周

① バルブ破損状況
ひび割れは、バルブ弁箱の下流側の上部から左右の側面に斜めに入り、弁箱の底部まで到達していました。このようなひび割れは、バルブ弁箱に対して引っ張る力が働いたためと推定した。また、一部部材を切出して行った強度試験の結果、設置された当時の基準を概ね満たしていることが分かりました。
今回のようなバルブ破損の事例はなかったた

図4

バルブの設置状況

辺地盤の沈下量を確認したところ、昭和44年の竣対策が必要なバルブの絞込みを迅速に行うため工当時からの47年間で約22.4㎝の地盤沈下が認めに、第一段階として、破損したバルブと同様の条られました。

件、（ 1 ）軟弱地盤に設置されている、（ 2 ）弁室③ コンクリート破損状況に杭が打たれている、（ 3 ）鋼管で配管されている、防護コンクリートは目視により、 3 本の幅 3 ㎜程度のひび割れが確認されました。後日、ひび割（ 4 ）伸縮管が設置されていない、で絞込みを行い、100基のバルブを抽出しました。

れの箇所でコアを採取し、分析した結果、ひび割次に第二段階として、第一段階で抽出されたれの深さは管体上部まで達していたことが判明し100基を対象に、優先順位を付けて対応していくました。また、中性化の進行状況から、バルブがため、優先度A（ 7 基）、優先度B（73基）、優先破損する以前に早い段階でひび割れが生じたもの

度C（20基）に分類しました。優先度は、バルブと考えました。

から最も近い水準点での沈下量を、バルブの位置（ 4 ）想定される破損のメカニズムでの沈下量と想定し、工事完成図面から鋼管の長調査結果から、バルブが破損した原因は、①バルブ下流の配管が継ぎ目のない19mの鋼管であさを求めた上で、バルブの危険度を配管ごとの計算式にあてはめて分類しました。

ったこと、②バルブ周辺地盤の継続的な沈下の進

30年度は、破損につながる原因である地盤の沈行により、鋼管とバルブで沈下量に差が発生した

下量やバルブからの配管を実際に確認する目的

こと、③防護コンクリートのひび割れによりバルで、試掘及び弁室内の目視による調査を行います。

ブに力が集中したことに加えて、沈下抑制対策② 新設する水道施設への対応として伸縮管が設置されなかったことが関連したと想定しました。

新設する水道施設への対応として研修等を実施し、今回の調査結果から想定された破損原因や、再発防止に向けた対応の方向性を局内で共有しました。さらに、口径400㎜以上の管路設計をする際に伸縮管の必要性を判断できるチェックリストを作成し、運用を開始しました。

4 ．おわりに
図5

地盤沈下の発生

私は、平成28年度は系統切替を所管する部署に勤務し、平成29年度は、破損の原因分析を行う部署に勤務していました。
横浜市では、今回のような大規模な系統切替の経験がなかったことから、大きなプレッシャーを感じながら業務にあたったことを覚えています。
また、バルブの破損の原因が、一体化された管路が沈下することによるものであったことも教訓と図6

バルブの破損なりました。本稿のような事例は、規模の大小は（ 5 ）再発防止に向けた対応の方向性あるものの全国のどの水道事業体にも起こりうる① 既存の水道施設への対応ものであるため、今後の管路の維持管理の一助と口径400㎜以上のすべてのバルブ4,281基から、なればと考えています。