土木技術資料 54-12(2012)

特集：下水道技術が支える市民生活

道路と下水道－道路陥没防止に向けた下水道管きょの維持管理・改築更新技術－
末久正樹 ＊ 深谷

20

50年経過
約1万㎞

615H23H20H17H14H8H11H5H20S6250S59102S564

累積延長（万㎞）

25

30年経過
約9万㎞

8S53km、 30年 を 経 過 し た 管き ょ は約 9万 km存 在 し て

30

10S50

このうち布設後50年を 経過した管きょは約 1万35

老朽管が急増S47

地 球 10周 分 に 相 当 す る 約 44万 kmに 達 し て い る 1) 。

4512S44

道路等に埋設されている下水道管きょの総延長は、

約44万㎞

4014S41の 下 水 道 普 及 率 は 75％ を 超 え る ま で 整 備 が 進 み 、累計整備延長

S38の が 始 ま り で あ る 。 平 成 23年 度 末 現 在 、 我 が 国

16S35

京都や横浜市、大阪市などの大都市で着手された

布設年度別整備延長

S32

布設年度別整備延長（千㎞）

我が国の近代的な下水道施設は、明治時代に東

18

S29以前

1．はじめに 1

渉 ＊＊ 横田敏宏 ＊ ＊＊管路の年度別整備延長
図-1
管路の年度別延長

おり、今後、このような老朽管の急増に伴い、腐食等による管きょの異常が増加することが懸念さ

社会資本が日本より早く高齢化を迎えた米国でれている。国総研が下水道事業者に対して行ったは人命を巻き込む落橋事故が発生した。日本でもアンケートの結果、実際に下水道管きょの老朽化

高度経済成長期に集中投資した社会資本の高齢等 に 起因 した 道路 陥没 が 大 小 含め 毎年 約 4千件 以化・老朽化とそれに伴う社会資本の一斉更新期が上 2) 発生し ており、 管きょ の老朽化 は市民 の生活間近に迫っているが、世間の関心は必ずしも高くを脅かす社会問題としてクローズアップされていない。特に下水道の場合、ほとんどの管きょは地る。

下に埋設されているため、特にその傾向が顕著である。
道路陥没のような日常生活や社会活動に重大な影響を及ぼす事故の発生や下水道機能の停止を未然に防止するための対策が急務であり、予防保全的な維持管理計画の策定とそれに基づく適切な改築更新の実施が自治体にとって重要な課題となっている。
国総研では、下水道管きょの致命的損傷の発生
写真-1

管路の破損の状況を未然に防ぐ予防保全的管理の推進と適切な改築更新の実施に向けて、①点検・監視技術の性能評価と劣化診断基準の策定、②より簡易な診断手法・診断装置の開発、③更生工法の品質確保等の検討を進めてきた。本稿では道路陥没の防止に向けた下水道管きょの維持管理・改築更新のための技術動向と国総研の現在の取り組みを紹介する。

写真-2

道路陥没の状況────────────────────────Road and Sewerage-Sewer Maintenance and Pipeline Renewal Technology aimed
to prevent road cave in sinkholes-

2．維持管理分野で活躍する技術（テレビカメラ調査）
2.1 管きょの点検・調査の現状
計画的に管きょの改築更新を進めていくためには定期的に点検・調査を行い、管きょの状態を正－ 6 －土木技術資料 54-12(2012)

確に把握しておくことが極めて重要である。ただ通 常 、 TVCを 用 い た 調 査 は 、 マ ン ホ ー ル 間 をし、下水道管きょは道路下に埋設されるという特一工程とし、管きょ内の映像を地上のオペレータ

質上、異常の発見や補修が困難であるという課題

室内のモニターテレビに映し出し、オペレータのを抱えている。事実、管きょの年間点検調査率は判断により劣化状況を把握するものである。

総 延 長の 1％ と低 調な 数字 に なっ てお り、 埋め ら

TVCは 、 走 行 中 は 前 方 の 状 況 を 映 し 、 不 具 合 箇

れた後の状況があまり把握されていないのが現状

所では一旦停止後、壁面の状況を映す（側視と呼である。

ば れ る ）。 有線 式 で 、起点 と な る マン ホ ー ルか ら

現在の管路施設の維持管理は、視覚調査にて行100ｍ 以 上 の 走 行 が 可 能 で あ る 。 1日 当 た り の 作

われることが一般的であり、人の出入りが可能な業量は、劣化の程度により差違があるが、標準的大口径 （ 800㎜以上）において は作業員（自治 体には300ｍ/日程度である。

職員や維持管理業者）による直接目視調査、人の2.2 新型TVC等を用いた効率的な維持管理の検討

出入り が不可能な中小 口径（ 800㎜ 未満）では テ

現 状 の TVCに つ い て は 、 調 査 遂 行 上 の い く つレ ビ カ メ ラ （ 以 下 、 TVC） 調 査 が 行 わ れ る 。 劣か の 課 題 が 挙 げ ら れ る 。 先 述 の 通 り 、 TVC調 査

化状況の判定は、下水道維持管理指針の判定例には、現場において撮影から劣化状況判定、ビデオ

基 づ き 実 施 さ れ る 場 合 が 一 般 的 で あ る （ 表 -1参編集までを実施することから、現場での拘束時間照）。

が長くなる傾向にある。また、不具合発見や程度の判定はオペレータの技量に委ねられることから、成果品の精度にバラツキが生じやすいという問題がある。
このため近年、管内画像の展開図化が可能なミラ ー 方 式 TVCの 採 用 や 不 具 合 の 自 動 判 定 等 の 技術の開発等により、作業時間の大幅な短縮や一定レベルの精度確保が可能になりつつある（図-3参照 ）。 た だ し、 構 造 上レン ズ が む き出 し に なる た
TVC調査のイメージ 3)

め浸入水等が発生している管内では撮影ができな

判定基準表 4) （鉄筋コンクリート管の例）

い、機材が高価で買い換えが進まない等の課題も

図-2
表-1

ランク
異常項目

Aランク

Bランク

Cランク

腐 食

鉄筋露出

骨材露出

表面が荒れた状態

たるみ

本管内径以上

本管内径の1/2以上

本管内径の1/2未満

破 損

欠落・
軸方向のクラックで幅5mm以上軸方向のクラックで
幅2mm以上軸方向のクラックで幅2mm未満

クラック

円周方向のクラックで
幅5mm以上円周方向のクラックで幅2mm以上

円周方向のクラックで幅2mm未満

継手ズレ

脱却

70mm以上70mm未満浸入水

噴き出ている

流れているにじんでいる取付管の突き出し

本管内径の1/2以上

本管内径の1/10以上

本管内径の1/10未満

油脂付着
木根侵入

内径の1/2以上閉塞

内径の1/2未満閉塞－

モルタル付 着内径の3割以上

内径の1割以上

内径の1割未満ある。
また近年では流速が早いために管きょ内の作業が不可能な管きょや、有毒ガスからの労働者の安
全 確 保 の た め 、 大 口 径 管 に お い て も TVC調 査 が採用されてきている。現在、車両型や船体型（写真-3）が開発されており、実績も増えつつある。

管内画像の展開図化
クラック,浸入水などの不具合早期発見

Aランク：重度 機能低下が著しい。
Bランク：中度 機能低下が少ない。
Cラ ン ク ： 軽 度 機 能 低 下 が 殆 ど 無 い 。
－ 7 －

図-3

新世代TVC（ミラー方式 TVC）

土木技術資料 54-12(2012)

写真-3

大口径用TVC（船体型）図-4

現在、国総研では、より効率的な点検・調査の管きょ更生工法の施工実績（年度毎） 5)

3.2 管きょ更生工法の種類開発に向けて簡易カメラを活用したスクリーニン

更生工法は更生後の構造形式の違いなどから、グ手法の検討や、企業との共同研究による新たな自立管、複合管、二層構造管などに分類される。

維持管理機器や路面調査手法の検討を行っている各管の特徴については次のとおりである。

ところである。

(1)自立管
自立管は、更生材単独で自立できるだけの強度3．改築更新分野で活躍する技術（管きょ更生工法）を発揮させ、新設管と同等以上の耐荷能力および3.1 管きょ更生工法のメリット

法、形成工法、鞘管工法等に分類される。

耐久性を有するものである。施工方法上、反転工

老朽化した管きょの改築更新のため密集した市(a) 反 転 ・ 形 成 工 法 （ 熱 ま た は 光 硬 化 タ イ プ ）：街地内で開削工法を行う場合、道路交通障害や騒熱または光等で硬化する樹脂等を配合した材

音・振動・地盤沈下等の建設公害の発生に十分留料を既設のマンホールから既設管内に反転加意する必要がある。近年、道路を掘削することな圧または引込ながら挿入し、既設管きょ内面く改築更新が可能な工法として、更生工法への関で密着した状態のまま樹脂が硬化することで心が高まっている。更生工法とは既設管きょに破管を構築する工法。
(b) 形 成 工 法 （ 熱 形 成 タ イ プ ）： 既 設 管 き ょ に 挿損、クラック、腐食等が発生し、耐荷力、耐久性の低下及び流下能力が保持できなくなった場合に、入可能な変形断面形状にさせた熱可塑性樹脂既設管内面に新たに管を構築して既設管きょの更パイプを蒸気で軟化させ既設管内に引込なが生および流下能力の確保を行う工法である。

ら挿入し、加熱状態のまま、空気圧等で拡張更生工法は、密集市街地内での管きょの改築更させ、既設管きょ内面に密着した状態のまま、新において、次のような利点がある。

冷却養生することで更生管を構築する工法。

・工事 に起因する騒音、振動、 交通渋滞等が 少(c)鞘管工法： 既設管きょより 小さな管径で 製作なく、周辺住民の生活への影響が最小限にでされた管きょ（新管）を牽引挿入し、間隙にき、工事の円滑化が図れる充填材を注入することで管を構築する工法。

・道路 の掘削規制、他企業埋設 物の制約を受 けることが少なく計画的な事業の進捗が図れる・工期 の短縮ならびに道路復旧 費の不要によ る

既設管事業費の削減が図れ、予算の効果的な運用が更生材（樹脂､繊維等）可能となる・工事に伴う事前調整が容易となる
下水道事業の効率的な推進や維持管理が求められる中、更生工法は着実に施行実績を伸ばしており、管路施設の長寿命化や耐震化を図る上で、今や不可欠な技術となっている。

図-5－ 8 －更生工法（自立管タイプ）

土木技術資料 54-12(2012)(2)複合管

月 に ｢管 き ょ更 生 工 法にお け る 設 計・ 施 工 管理 ガ

複合管は既設管きょと更生材が構造的に一体とイドライン（案）｣（以下、ガイドライン（案））なって、新設管と同等以上の耐荷能力および耐久6) を 発刊し ている。 ガイド ライン（ 案）は 、更生性を有するものである。これには、製管材を既設工法を採用する際に目的に応じた適切な工法選定、管きょ内部で製管し、既設管きょとの間隙にモル品質確保を行うための標準的な評価方法、施工管タル等の裏込め材を充填注入する製管工法がある。

理基準の策定方法について取りまとめたものである。
さらに、国総研では更生工法の国際展開や国内技術力のスパイラルアップの観点から、ISO規格プロファイルに 準じ た更 生工 法の 国家規 格（ JIS規 格 ）の 作成製管機を行っているところである。規格の策定により発注者、工法メーカー、施工者がそれぞれの立場からしっかりと更生工法の品質確保に向けた取り組みを進めて行くことが望まれる。

図-6

4．まとめ

更生工法（複合管タイプ）(3)二層構造管

道路陥没の防止に向けた下水道管きょの維持管

既設管が残存強度を有し、二層構造で外力を分理・改築更新に関する新技術の動向と国総研の主担するために構築されるもので、反転工法及び形要な取り組みを紹介した。これらの技術等の活用成工法がある。

により、道路陥没に代表される国民生活や経済社

3.3 更生工法の品質確保に向けた取り組み

会活動に甚大な影響を与える下水道管きょの致命

更生工法は海外においても施工実績が増えてき的な損傷の回避、長寿命化、コスト縮減の進展がており、国内外を問わず低コストで高い品質を確期待される。

保することが求められている。一方、更生工法は参考文献

現在でも多種多様な工法が開発されており、工法
1)2)3)ごとに施工方法、材料、強度、適用範囲等が異なっている。更生工法は、現場において完成品である更生管を構築する工法であり、多くは半製品

4)5)と し て 現 場に 納 入 された 材 料 を 加工 す る 現地 製作品であることから、施工にあたっては工法毎に6)定められた管理手順、管理値を遵守し、関連仕様書に基づき、適正に管理を実施する必要がある。

国土交通省下水道部HPより
国総研下水道研究部調べ
http://www.city.kobe.lg.jp/life/town/waterworks/sewage/cont02.html
下水道維持管理指針、日本下水道協会
http://www.jascoma.com/siryou/20100727_syuze
nkaichiku.pdfの資料を加工
管 きょ 更生 工 法に おける 設 計・ 施工 管理 ガイ ドライン（案）、日本下水道協会

日本下水道協会では、国総研を含む有識者からなる｢管路施設の更生工法に関する検討委員会｣を設置し、過去5年間の検討に基づき、平成23年12末久正樹 *

国土交通省国土技術政策総合研究所下水道研究部下水道研究室 研究官
Masaki SUEHISA

深谷渉**

国土交通省国土技術政策総合研究所下水道研究部下水道研究室 主任研究官
Wataru FUKATANI－ 9 －横田敏宏 ***

国土交通省国土技術政策総合研究所下水道研究部下水道研究室長
Toshihiro YOKOTA