JP5577482B2 - 伏越管 - Google Patents

Description

本発明は、下水道やかんがい用水路等が凹状に一旦地下深く潜り、河川や道路、鉄道等の障害物を越すための水路であるところの伏越管に関するものである。

下水道等における伏越管は、当該水路の最大水量を流下させ得るものでなければならない、それゆえに平常時においては少なすぎる流量を流下させることになり、低すぎる通水速度は砂泥を堆積させやすくする。
一般的には伏越管の立孔部にエアーリフトポンプや水中モーターポンプ等の揚泥設備を設けて定期的に排除する。

近年では、このような問題を解決すべく、大きな主伏越管内に小径の伏越管を配した二重伏越管方式や、水平伏越管部の出入り口部に上半を開閉調整できる扉を設け、或いは、水平管部の出入り口部流路を低く、中間水平管部を一段高く形成して空気たまりを設け、空気量調整を行って水平管部の通水断面積を調整可能にするような通水面積調整方式のもの等がある。

特開２００３−２５３７３８ 特開２００５−１２６９４１ 特開２００６−１６１２８９ 特開２０１０−１９０７６

従来の一般的伏越管においては、水平伏越管部の上流端近くと下流端に沈殿物が集積しやすいことに加えて、水平伏越管部全長にわたっても沈殿物堆積があり、急激な増水時には、沈殿物が一気に下流立孔端付近に押し寄せて、閉塞状態になり、円滑な通水を阻害する事態が生じる問題がある。

二重伏越管方式においては、内包する形の小径伏越管は満水通水の機会も多く支障なく通水できるものであるが、主伏越管内流速は更に低い流速になることに加え、滞留時間が長くなる機会が多くなり、通水中に混入する有機物等が腐敗し、ガス、悪臭を発生しやすくなる問題点がある。
また、通水面積調整方式の場合は、近年特に多い集中豪雨による急激な増水時の、扉開閉や管路断面積調整のためのエアー量調整の追従性、複雑化、伏越管外への急激な空気吐出によるマンホール蓋吹き上げ事故等の悪影響の問題がある。

本発明では、大きな主伏越管に内包する形の小径伏越管を配した二重伏越管を用いて、伏越管の流入口においては、上流の下水管渠から小径伏越管の小径流入立孔管に優先的に流入するように位置、高さに留意し、堰を設ける等して開口させ、小径伏越管の流出立孔管端においては、主伏越管の流出端よりも一段低くして、平常時以下の通水が小径伏越管で優先的に行えるようにする。

小径伏越管の小径水平管部は、主伏越管の主水平管部の底面中央に這わせる形で配設し、主水平管の断面方向底面は、両側に傾斜を設け、沈殿物が中央小径水平管方向に滑落しやすく形成する。
併せて、該小径水平管部の下流端下辺には、主伏越管内に連通する吸泥口を開窄し、 小径流入立孔管の途中には主伏越管内に連通する連通孔を窄穴する。
小径水平管に開窄する吸泥口は、小径水平管の下辺であれば、上流端近くに、或いは中間に開窄でき、開窄形状を流線方向に長く開窄する場合は、連通孔は開口しなくても良い。
更に、小径伏越管の小径流出立孔管下辺にはエアー注入孔を多数設け、圧縮空気を注入可能にして、小径流出立孔管自体にエアーリフトポンプ機能を具備する。

以上のように構成した本発明の伏越管は、平常時以下の水量を小径伏越管で運用し、管内速度をなるべく高く維持して、混入固形物が沈殿し難い小径伏越管にする。
小径流入立孔管途中に連通孔を設けたものにあっては、小径伏越管の通水の一部が流動抵抗の小さい主伏越管側に流出し、吸泥口付近に堆積した主伏越管内沈殿物を洗掘混合しながら小径伏越管内に再流入し、主伏越管内の滞留水を交換する効果もある。
連通孔を設けずに吸泥口を流れ線方向に長く開窄したものにあっては、本人特許第３８９５５０５号に示すように吸泥口が埋没しても支障なく洗掘混合作用が働き、外部の主伏越管内沈殿物を排除する。

平常時水量以上の通水時には、主伏越管でも通水が始まり、低流速時においては沈殿物が主水平管底を管内流速に応じて、摺動、跳躍移動して、主水平管終末端付近に集まるようになり、吸泥口から小径伏越管内に吸引、或いは洗掘混合されて排除される。
通水量が増大すれば主伏越管内流速自体で混入固形物、或いは、堆積沈殿物が流送され排除される。
以上にように、この間まったく外的な操作を必要としない安全な伏越管となる。

長時間平常時水量以下の極小水量通水が続く場合、エアー注入口から圧縮空気を注入し、エアーリフトポンプ機能を稼動させて強制排水を行うことによって、小径伏越管内及び主伏越管内の滞留水排水と堆積沈殿物の排除を行うことができ、急激な増水に備えると共に、滞留水の交換にも役立ち、混入有機物の腐敗防止や悪臭発生の抑制にも好都合である。

また、定時的にエアーリフトポンプ機能を稼動させて強制排水を行うことは、当該流量時流速を増大させて、堆積しかけた混入固形物を排除しやすくして、吸泥口からの主伏越管内沈殿物の排除も行える。

上述したように本発明の伏越管は、混入固形物が多い下水道においても、極小水量通水時からピーク時通水量まで、或いは、急激な流量の増大時に至るまで、極自然に沈殿物の堆積を防止、或いは排除して運用できる。
加えて、エアーリフトポンプ機能による強制排水で、沈殿物の強力排除を行い、長期間滞留による堆積物の固化防止と、滞留水置換による混入有機物の腐敗、ガス、悪臭発生の抑制効果は大きく環境の改善に貢献する。
また、この種施設でのシンプルな構成の本発明は、保全上非常に好ましいものである。

本発明を示す二重伏越管の断面図、図２のＢ−Ｂ断面視図。 本発明を示す二重伏越管の上視図、図１のＡ−Ａ断面視図。 図１のＣ−Ｃ断面視図。 図３の下辺拡大図。 図１のＧ−Ｇ及びＨ−Ｈ断面視図。 図１のＦ−Ｆ断面図。 図１のＤ−Ｄ断面図。 図１のＥ−Ｅ断面図を示す。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。

本発明伏越管の下水道への実施例施設の断面図である図１において、上流管渠９と下流管渠１０間に、地中深くに設けた主水平管３と主流入立孔管５及び主流出立孔管７で構成する主伏越管１を設ける。
該主伏越管１内には壁面、或いは底面に沿わせて、小径水平管４、小径流入立孔管６、小径流出立孔管８で構成する小径伏越管２を内包する形で配設し、主水平管３の断面形状を図４、図６に示すように傾斜面ａを設けて中窪み状に形成して、沈殿物を中央小径水平管４近くに誘導できるようにする。
尚、図中には下水の通水方向を３箇所の矢印で示す。

小径流入立孔管６の上端開口部は図２、図５で示すように堰１１を設けて上流管渠９からの流水を小径伏越管２に優先的に流入させる。
小径流出管８の上端開口部においても流入側同様に堰１２を設けて、主伏越管１に逆流するのを避ける。

小径流入立孔管６の途中には図７に示すように、主流入立孔管５内に連通する連通孔１４を窄穴する。
小径流出立孔管８の下辺にはエアー注入孔１６を開設して、コンプレッサー１７の圧縮空気を、配管１５を介して注入できるようにする。
小径水平管４の下流端近くの下辺には、図４に拡大図を示すような吸泥口１３を開窄する。

尚、図１において上流管渠９、下流管渠１０及び堰１１，１２の天頂ｂ及びｃの高さ位置は、伏越管の流下勾配を配慮して適切に定めるものとする。

以上のような実施例の構成により、小径伏越管２の最大通水量を平常時のピーク通水量以下に設定することで、日常的に（例えば１日に１回）設定水量に達して、充分な流速を得て、極小流量時に小径水平管２内に生じた堆積沈殿物を排除し、沈殿物の固化を防止する。

また、小流量時には通水のない主伏越管１内においては、小径伏越管２の通水の一部が連通孔１４から漏れ出し、主伏越管１内に部分流れを作り、吸泥口１３から小径伏越管２内に再流入する。
滞留状態の主伏越管１内の混入固形物は、新たな流入は極わずかとなり、軽質微細なものであり、先述の部分流れで運ばれることもあり、吸泥口１３周辺の堆積沈殿物と共に小径伏越管２内に再流入排除される。

極小水量の通水が長期間続く、或いは、残留沈殿物が想定されるような場合においては、エアーリフトポンプ機能を稼動させ、強制排水を行い、小径伏越管２内及び主伏越管１の吸泥口１３周辺の堆積沈殿物の排除を行いながら排水を行うことで、同一水の長期滞留水状態を防止できる。

本発明の伏越管は、通水中に固形物が混入する下水道、雨水排水路、かんがい用水路等において、シンプルな構成で沈殿物堆積事故のない、環境劣化の少ない、安全な伏越管施設を提供できる。

１ 主伏越管
２ 小径伏越管
３ 主水平管
４ 小径水平管
５ 主流入立孔管
６ 小径流入立孔管
７ 主流出立孔管
８ 小径流出立孔管
９ 上流管渠
１０ 下流管渠
１１ 流入側堰
１２ 流出側堰
１３ 吸泥口
１４ 連通孔
１５ エアー配管
１６ エアー注入口
ａ 主水平管底の傾斜面
ｂ 流入側堰の天頂
ｃ 流出側堰の天頂

Claims (3)

1. 主伏越管内に内包する形で小径伏越管を配設する形の二重伏越管において、小水量時の流入水を優先的に通水する小径伏越管の、小径水平伏越管部の底が主伏越管の主水平伏越管の底に接する形で配設し、該小径水平伏越管の下辺に、主伏越管内に連通する吸泥口を開口させた伏越管。
2. 小径伏越管の小径流出立孔管下辺に圧縮空気の注入口を設けて、該小径流出立孔管にエアーリフトポンプ機能を備えさせた請求項１の伏越管。
3. 小径伏越管の小径流入立孔管に主伏越管内に連通する連通孔を窄穴した請求項１及び請求項２のいずれかに記載の伏越管。
   

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