64 ダクタイル鉄管 昭和63. ;) 第44~ナ

1 .はじめに

下水の輸送は自然流下方式を原則としてい

る。しかし、次のような場合には圧送方式の

方が有利であるか、あるいは圧送方式によら

ざるを得ない場合がある。

公共下水道にわいては一一一一

ある排水区の汚水を他の排水区や処理場な

どに輸送する場合、および低地域の汚水を自

然流下で集めたあと、高地の処理場に送る場

合など。(1)

図 1

河川|

処理区域

処理場が中流部にあ

る場合、低地域の下

水をポンプ圧送

流域下水道にわいては一一一一

長距離にわたり流入管のない幹線など。

昭和58年 4月、日本下水道協会に設置され

た流域下水道研究会は、その報告書「今後の

流域下水道事業のあり方に関する報告」の中

で、効率的手法のひとつとして圧送方式を提

言している。(2)、(旬、 (4)

昭和59年現在、全国の流域下水道では約60

カ所で圧送方式が計固ないし実施されている。(5)

特定環境保全公共下水道にわいては一一一

当該下水道の対象となる地域は、地形的に

起伏が多いこと、あるいは小集落が点在して

いることから圧送が有効な場合が多い。

この資料では「下水道の庄送」のアウトラ

インを述べ、さらに圧送方式と自然流下方式

とを比較したケーススタデイを紹介する。

(注)本資料での「庄送」とは、主に幹線の圧

送を指し、各家庭ごとに汚水タンクとグ

ラインダーポンプを設置する圧力式下水

道システムとは異なる。

2.圧送方式の適用管路

圧送に適した管路をあげると次の通りであ

る。

1 .主に分流式の汚水管が対象となる。

分流式、合流式はそれぞれに利害得失があ

り(1)、 (6)、一概にどちらを採用すべきであると

はいえないが、最近では分流式を採用する傾

向にある。

下水道施設設計指針と解説(7)にわいても原

則として分流式を採用すべきであるとしてい

る。

下水道(汚水)の圧送について 65

庄送は、主に分流式における汚水流送に適

している。ただし、雨水についても自然流下

で集めたあと、まとめである地点まで流送す

る場合には適用できる。

また、合流式の通過幹線にも採用例がある。

2.途中流入がない幹線に適用できる。

すなわち、通過幹線のように長距離にわた

り、途中流入のない管路は圧送に適しているD

また、途中流入があっても図 2のように主幹

線、流入幹線ともに圧送方式にするならば、

Iから処理場までの

管路長 14.5kmo

3. ポンプ場~処理場開の管路に適しているo

処理区域と処理場が離れていて、途中ほか

に処理区がない場合や、図 4のような流域下

水道のポンプ場~処理場間の管路に適用でき

る口

4.地形的に見て圧送の方が有利な場合があ

る。

ポンプ場より処理場の方が高い場所にある

場合は、その聞の管路は圧送がよい。また、

特定環境保全公共下水道※などで起伏が多く

処理区が連続していない場合、集落ごとにま

とめて圧送するのが有効で、ある。

図 3

流入管も受け入れられることになる。この方

式は多重圧送システムと呼ばれている。(4)、(5)、(8)

西ドイツにおける多重圧送システムの例を

図 3に示す。

@ ポンプ場(数字は汚水量仇吋

圧送管路

""'¥.J" 管路伏越部

司-..:::

さらに、図 5のように管路途中の標高が高

くなっている場合は、最高地点まで圧送し、

それから下流は自然流下という組み合わせも

考えられる口

図4

図 5

※特定環境保全公共下水道

目的により、自然保護下水道と農山漁村下

水道に大別される。前者は国立公固などにお

ける湖沼、ダム湖周辺地域などの水質保全を

66 ダクタイル鉄管 昭和63. 5 第44号

目的とするものであり、後者は農村などの都

市型生活様式化へ対処するためのものであるO

5.市街地周辺部、地方都市などの人口低密

度地域での幹線は、圧送の方が建設コスト

が下がることが多い。

このような地域では汚水量が少なく、管き

ょ口径は小さいものとなり、そのため管きょ

のこう配が大きくなる。(9)したがって流送距離

が長くなると、自然流下方式では管きょの埋

設深さは大きくなる口圧送方式では、地表に

沿って浅く埋設できるので建設コストが安く

なる。

6.処理場に比べ放流先の河海水位が高い場

合はポンプ圧送により放流する。

3. 自然流下方式の特徴(参考)

圧送方式の特徴を述べる前に、参考として

まず自然流下方式の特徴をあげると次の通り

である口

1 .利点

( i )維持管理が比較的簡便で、特に管路の

点検が容易である。

( ii )内圧がかからないため、強度の低い管

が使用できる。また、曲管部などに不

平均力がかからない。

( iii)途中流入が自由にできる。

(iv)流量が少なくなっても、流速低下はさ

ほど起こらない。

(v)輸送エネルギーコストが安く、かつ維

持管理費も比較的低廉である。

2 .欠点

( i )管路が長くなるほど管の埋設が深くな

り、建設工事費が高くなる口

( ii )管の埋設が深くなるにつれて推進工法、

シールド工法などの特殊工法が必要に

なり、さらに工事費が高くなる。

( iii)管の埋設が深くなることにより、建設

工期が長くなる。

(iV)埋設が深いと補修もむつかしくなる。

(v)従来使用されているような管種では、

継手から地下水の流入があり、また、

時には木の根の侵入が見られる。

(vi)圧送方式に比べ、管口径が大きくなり、

建設工事費が増大する。

4. 圧送方式の特徴

自然流下方式と比較して、圧送方式の利点、

は次の通りである。

1 .管の埋設深さが浅いので工事費が安くな

る。

下水道施設建設費の 7~8 割は管きょで占

められているといわれている。(5)

管きょ建設費のうち、材料費の占める比率

は小さく、工事費の占める比率が大きい。し

たがって工事を安く施工することができると

大きなメリットとなる。(表 1、 2を参照)

埋設が深くなると工事費は大幅に増大する。

また、埋設が深いことにより推進工法、シー

ルド工法といった特殊工法を採用することに

なると工事費はさらに高くなる。

圧送方式では、地表に沿って一定の深さで

配管でき、これらの問題が避けられる。また

圧送区間だけでなく、その下流側の自然流下

区間も埋設が浅くなるので、工事費が安くな

る。(図 6参照)

2.管の埋設が浅くなることにより工事期間

が実豆品宿できる。

九頭竜川流域下水道の例によると、自然流

下方式では平均土かぶりが4.4mになるところ

を、圧送方式にしたため平均土かぶりは2.1m

になった。そのため工期が短縮され、供用開

始が予定より約 3年早くなった。(3)

3 .管の埋設が浅くなることにより、数次に

分けた計画が可能で、先行投資の削減がで

きる。ただし、この場合、道路における他

の埋設物の状況を確かめるとともに、道路

管理者の許可条件が整うことが前提である。

自然流下方式では、埋設が深くなるので何

回も掘削ができない。また、埋設カf深い場合、

工事費の比率が上がり、管材料費の比率が下

がる。したがって、最初から全体計画の管路

を事文言受してしまうことになる。

一方、段階施工による 2条管方式は流域下

水道研究会が提言する効率的手法のひとつで

もある口

4.管口径が小さくなる。

下水道(汚水)の庄送について 67

倍を標準とする口圧送管は地下水の流入がないので管口径は

づ、きくなる。

(参考)

0汚水管きょは計画時間最大汚水量を考

慮して定める。

( i )自然流下方式の場合の余裕率(7) 0上記各項から余裕率aを計算すると

a= (1. 1~ 1. 2) x (1. 3~ 1. 8) 0地下水量は 1 人 1 日最大汚水量の10~

20%を見込む。 キ1. 4~2.2

0別な余裕率の採り方……小径管(200~

600mm) では約 100%増、中径管 (700~

0計画時間最大汚水量は、計画 1日最大

汚水量の 1 時間当たりの量の1. 3~ 1. 8

表 1 管きょ建設費の比較(7.~頁のケーススタディによる)

~ 自然流下方式 圧送方式

金 客員 比 率 金 客員 比 率

ポンプ

材料費

工事費

l口L 言十

条 件

1.16億円 7.6% 1.18億円 38.3%

14.18億円 92.4% 1. 90億円 61. 7%

15.34億円 100 % 3.08億円 100 %

管棺・・・・・・・・-併700ヒューム管 管精・・・・・・・・・s6400ダクタイル管

工法・・…・…・・…・・・・推進工法 工法・・・・・・・・..........開削工法

平均土かぶり・…・・・・・11.8m 平均土かぶり・・・・・・・・・ 1.5m

(自然流下方式、圧送方式とも同量の汚水量を流送する場合)

表 2 管きょ建設費の実例(13)

~ 圧送方式

金 害責 比 率

キオ 料 費 3，303万円 28.1%

押込み工 4，254万円

工 管敷設工 74万円

人孔設置工 431万円

;事 薬液注入工 1，040万円

雑 工 142万円

費 そ のイ也 368万円

経 費等 2，143万円

計 8，452万円 71.9%

1口L 言十 11，7'55万円 100 %

管穂・・…・が 800ダクタイル管(一部鋼管)

条 件 工法・・・……推進工法(一部開削工法)

平均土かぶり・・・・・・・・・・・・・・・・・…・ 3.5m

図 6

自然流下区間

骨一部分圧送の場合

+一一全管路自然流下の場合

同ビ自然流下方式でも埋設深さが異なってくる。

68 ダクタイル鉄管 昭和63. 5 第44号

1500mm) では約50~ 100%増、大径管

(1650~3000mm) では約25~50%増。

( ii )圧送方式は地下水の流入を考慮しなく

てよい。

5.既設の他企業の管の移設を考えなくてよ

":"¥0

水道、ガスなど他企業の既設管と自然流下

方式の下水道管が轄鞍する場合、下水道管の

こう配は一定にしなければならないため、他

企業の既設管を移設することになり、そのた

めの費用が発生していた。

圧送方式の場合、伏越し、上越しなどで既

設管を避けて配管することができる。

6. 以上述べたように、管きょ建設費はかな

り低減することができるので、ポンプ場の

建設費やポンプ運転費用などのランニング

コストを見込んでも、なお経済的に有利な

場合が多い(表 3参照)口

表 3 年間経費の比較(7.項のケーススタディによる)

工頁 目

建設費 ポンプ場

(百万円) 管 路

減価償却費 ポンプ場

(百万円/年) 管 路

維持管理費 ポンプ場

(百万円/年) 管 路

ポンプ場年間経費

管(百万円/年)

計

7 .不明水(地下水)がなくなる。

このことは、単に管口径が小さくなるだけ

でなく、処理場の負担も軽減され、処理場建

設費および維持管理費の低減にも寄与する。

8.常に満水で流れているため、硫化水素な

どの発生による腐食の恐れが少なく、耐食

性の面で有利である口

(参考)硫化水素による腐食メカニズム(1日

路

自然流下 任 送

1，427 1，175

1，534 308

150 142

78 11

44 70

3 。194 212

81 11

275 223

5.圧送方式における留意点

下水を圧送する場合には、自然流下方式と

異なり、下記の事項に配慮しておくことが必

要である。

1 .管の強度、継手の水密性

圧力管としてもっとも信頼できる管種を選

定する。弁類も設計圧力に見合ったものを選

ぷ。

2.初期の小流量

圧送管は常に満流であるため、小流量時に

管きょ内水位が低下する自然流下管きょに比

べて、流速低下が起こる。したがって沈殿物

が堆積しやすい。

このため、掃除用マンホールを設置してわ

き、適宜、このマンホールを利用して点検、

高圧洗浄を行うようにする。

なお、流速確保のために空気を注入する(気

液二相流)方法が提案されている口(10) (この方

法では、管内汚水のエアレーションも行われ

ることとなり、しかも空気注入量を一時的に

下水道(汚水)の圧送について 69

増やすことにより管内清掃も行える)

また、下水道施設設計指針と解説(7)では、

初期の小流量対策として 2条管方式の検討を

あ(1'ている。

3 .水撃作用(ウォータハンマ)

ウォータハンマは、自由水面を持つ自然流

下管では問題にならないが、圧送管ではこれ

の検討が必要である。ウォータハンマの計算

を行い、その結果、必要ならば次のような圧

力上昇、負圧の対策を講じる。

( i )圧力上昇に対する対策一一白閉式逆止

弁、緩閉式逆止弁、自動圧力調整

弁などを設置する。

( ii )負圧に対する対策 フライホイ

ル、サージタンク、エアチャンパ側

などを設置する。

ただし、水中ポンプ採用時はフライホイル

の容量に制限がある。また、サージタンクに

は汚水が溜まるので臭気およびスカムによる

閉塞に十分留意する口

4.空気弁の設置

管路の凸部に空気弁を設ける必要があるが

汚水用空気弁は国内では市販されていないの

で、水道用空気弁を流用することになる。こ

の場合、異物のつまりに対処するため、スト

レーナ付副弁と空気弁を組み合わせる方法も

採られている。

ある下水道局では、初期の通水開始時のみ

空気弁を作動させ、以後は空気弁下のパルプ

を閉めているユ事{列がある。

また、図 8のような設計て¥必要に応りて

パルプ②を開けるようにしている所もある口

なお、外国では下水専用の空気弁がいくつか

市販されている。

図 8

本管

5 .排泥弁の設置

管路の凹部に排泥弁を設け、汚泥排除はこ

こから行う。

排除される湾泥は図 9のように受ますに溜

図 9

弁

ー

¥t制

ノ/哨汚 受ます

めて、バキューム車で吸引、搬出する。

条件によっては、管路凹部に排泥弁を設け

ず、マンホールを設けることにより、管内に

ホースを直接挿入し真空引きすることも考え

られる口

6. ポンプ揚程が高くなる

従来の自然流下管路の中継ポンプに比べ、

圧送管路に用いるポンプは当該区間全長の摩

擦損失、実揚程をカバーするので、揚程も高

く軸馬力も大きくなる。

最近、汚水用高揚程ポンプとして、スクリ

ュー遠心ポンプが実用化されている。参考ま

でに、汚水用ポンプの形式別の揚程の例を示

すと表 4の通りである。

表 4

ロヶ うず、巻斜流形立軸斜流 立軸軸流 水中ポンプ

スクリュー

立軸 横軸 遠心

口 径 (mm) 200~1200 200~500 500~2000 500~2000 65~500 100~300

揚水量(ぱ/分) 8 ~325 2.5~42 8 ~480 30~682 0.1 ~35 0.4~15

自最大揚程(一人L竺50 ー 30 50 6 30 80

70 ダクタイル鉄管 昭和63. 5 第44号

7. 曲管部防護

管内圧力により、不平均力が生じる曲管、

T字管、片落管などの部分では防護が必要で

ある口離脱防止継手管、特殊押輪、コンクリ

ートプロック打設などの方法があり、適切な

方法を採用する。

8.停電対策など

自家発電設備や移動式発電機により対応す

る。後者の場合は、発電機をポンプ場まで運

都道府県名流域下水道

(市町村)名

北海道 驚 中西 回J

青森 馬淵川流域下水道

岩手 北上川上流流域下水道

岩手 r邑ム噌 古 市

宮城 J 11 出奇 同I

宮城 石 巻 市

宮城 名 取 市

秋田 秋田湾、雄物川流域下水道

秋田 秋田湾、雄物川流域下水道

秋田 秋田湾、雄物川流域下水道

茨城 霞ヶ浦水郷流域下水道

栃木 メ7入 市 市

東京 八王子市

東京 イ呆 'ノE白3、- 市

東京 日百 島 市

東京 東久留米市

東京 東村山市

山梨 富士北麓流域下水道

長野 佐久市、臼田町

愛知 名古屋市

愛知 名 古 屋 市

福 井 九頭竜川流域下水道

福井 九頭竜川流域下水道

鳥取 日吉津村

愛媛 松 山 市

愛媛 キ公 山 市

愛媛 メ7入 r台 市

愛媛 メ/入 r台 市

愛媛 伊予三島市

愛媛 川之江市

佐賀 イ主 賀 市

宮崎 延 岡 市

宮崎 日 向 市

熊本 菊 j也 市

(昭和59年11月建設省調べ)

搬・設置するのに必要な時間、ポンプ井など

で汚水をJlJt留しなければならないから、ポン

プ井などの容量には留意する必要がある。

そのほか地震、落雷、浸水などの災害対策

が必要で、ある。

6.圧送の実績、実施例

1 . 実 績

建設省による圧送管路の調査のうち、長距

離汚水圧送の実績を表 5に示す。(4)、(8)

表 5

処理区名 車宇 線 名事業実施

段 F皆

旭川西部 鷹栖 1号 設計

馬淵川 六戸・八戸 建設

都 南 矢 巾 建設r邑ムー.

古 宮古 1号 建設

J11 山奇 川崎町汚水 建設

東 部 建設

阿武隈川下流 増田 1号 昭60供用

臨 海 湖東、臨海、南 建設

大 曲 大 曲 建設

横 手 大 雄 計画

霞ヶ浦水郷 潮来、牛掘、麻生 計画

鬼怒川上流 計画

北 里子 計画

荒川右岸東京 昭59供用

多摩川上流 建設

荒川右岸東京 新中央 計画

荒川右岸東京 昭58供用

富士北麓 計闘

佐 久 臼田里子沢 計画

打 出 昭50供用

柴 田 大高西部汚水送水 昭58供用

竹田川 北 音B 昭57供用

竹田川 南 音E 昭57供用

日吉津 建設

中 央 保免汚水圧送 計画

西 昔日 西垣生汚水圧送 計画メ/b、 r台 昭53供用

メ/h、 治 昭56供用

伊予三島 干す 松 建設

一 島 昭56供用

川之江 建設

イ主 賀 昭56供用

妙 田 西階圧送管 建設

日 向 原町圧送 建設

菊 i由 建設

2.実施例

( i )九頭竜川流域下水道の例(3)

(a)配管図

下水道(汚水)の庄送について

図 10

日本海

凡

計画処理区域

流域幹線(自然流下)

今 (圧 送)

ポンプ施設

処 E里 施 言受

市 関I キナ 界

71

17tl

鏑欝欝週

r:===-圃骨

ー一ー・一ーー』ーーーーー-一ーmー-ー圃

⑦ 仁王コ一一一

72 ダクタイル鉄管 昭和63. 5 第44号

(b)圧送方式を採用した理由

① 工事順序はまず北部幹線を優先さ

せ、次に南部幹線の順であった。と

ころが近年の厳しい財政事情で南部

幹線は予定より遅れる見通しであっ

た。

② 自然流下方式の場合、管の土かぶ

りが大きくなり、シールド工法など

の特殊工法を採用することになり、

工事費が割高となる。

③ 兵庫川ポンプ場~浄化センター間

は関連公共下水道の接続がない。

④ 当初水量と全体計画水量の格差が

大きく、管路の段階施工を行うこと

が有効であった。

(c) 庄送方式と自然流下方式の比較

表 6に示す 3案について、各種比較が

行われた。費用の比較を表 7に示す口こ

れによると圧送方式を採用したケース 3

が、 1期計画、全体計画とももっとも経

t斉的となった。

( ii )広島市下水道局の例(12)

(a) 計画概要

晴天時汚水量 O.191m"/秒}~ (合流式)

雨天時汚水量 O. 572m" /秒!

管 口 径 、 延 長 持700X1，036m

実揚程 8.35m

損失水頭 6.35m

表 6 南部幹線の比較検討案

案 方式 管きょ諸元

ケース 1 自然流下 o 1650 1=0.7%0

ケース 2 自然流下o 800 1=

O1500 1=0.7%0

O 400 ケース 3 圧送方式 係 400

係 900

表 7 費用の比較

比較案 方桓 設建設 費 維持管理費 費用の計

順位(百万円) 30年(百万円) (百万円)

1 管きょ 3，720 3，720 1其H

ケー ス ポンプ 1，549 330 1，879

1 葉月

言十 5，269 330 5，599 ( 3 )

(白?2下):@": ニ

管きょ 3，720 3，720 全体

ポンプ 1，798 1，050 2，848 {本

言十 5，518 1，050 6.568 ( 2 J

1 管きょ 2，046 2，046 1其見

ケース ポンプ 1，834 390 2，224

2 期

言十 3，880 390 4.270 ( 2 )

(自?2下)/コ¥ニ

管きょ 5，462 5，762 全体

ポンプ 2，083 1，230 3，313 体

言十 7，545 1，230 8，775 ( 3 J

1 管きょ 1，166 1，166 1其月

ケー スポンプ 1，107 480 1，587

異月計 2，273 480 2，753 ( 1 )

3

全管きょ 2，270 2，270 全体

(庄送)ポンプ 1，500 1，530 3，030

体言十 3，770 1，530 5，300 ( 1 J

下水道(汚水)の圧送について 73

(b) 配管図

(c)管の敷設

管種:700mm夕、、クタイル管

平均土かぷり:約1.5m

工法;開削工法、簡易鋼矢板使用

(d) ウォータハンマ対策

① ポンプ吐出側にサージタンクを設

けて自由水面を与えた。

② ポンプ出口に緩閉式逆止弁を設け

圧力上昇の軽減をはかった。

図 11

平面図

縦断図

③ 管路途中に排気管を設けた。

( iii)吹田市下水道部の例(13)

(a) 計画概要

排水面積:153ha

計画人口:44，198人

工場排水量:8， 640rri/日

計画汚水量:26，275ぱ/日

管口径、延長:持800X2，925m

ポ ン プ:s6 400 X 4台、揚水量

20rri /分、揚程18.3m

74 ダクタイル鉄管

(b) 配管図

図12

第 4工区 縦断図

(c) 管の敷設

開削

第 1工区

第 2工区

昭和63 5

汚泥圧送管

汚泥圧送管

第44号

および汚水圧送管

第 3工区}}汚水庄送管

第 4工区!

OP 4.945水路天端

OP 2.020ポンプ吐出口管底高

一:ユρP1. 900ポンプ基礎高

開削

?35--N0.16 NO.17 II<B

R2122 孔孔主孔

j荒するようにした口

管種:800mmダクタイル管

工法:推進工法 (iv)小樽市下水道課の例(凶

(d) 空気弁の設置

管路の凸部に双口空気弁を取り付けた。

(e) 設計上の特徴

ポンプの初期運転を容易にするために、

ポンプの運転停止中も常に管内に下水が

たまった状態になるよう管路末端を計画

高中、もっとも高くし、ラッパ管から溢

(a)計画概要

計画人口:18万人

時間最大汚水量:81， 000m'/日

管口径、延長:再700x 2， 440m

ポンプ:持300X2台、

揚水量 10m'/分

揚程 20m

(b) 配管図 図 13(1)

平面図

¥

小 樽 港

P.530M 排気弁室手lOOMM双口排気弁

¥令¥

泥吐丁字管手700MMX200

再700MMセメントライニングメカニカル型ダクタイル鋳鉄管(第 3種)L=2，439.12M

ー司法嵐(荷決)3岡山体↑

Hdτぺ

、、3t刀

76 ダクタイル鉄管 昭和63. 5 第44号

図密謀

(N)何戸閉山

iA||

処E里

区

新町

処E区盟

日

明

処

E里

区

皇

后

出奇

処

E里

区

処理北署区

下水道(汚水)の圧送について 77

(c)管の敷設 を設置した。

管種:700mmダクタイル管

平均土かぶり:約1.2m

工法:開削工法

持100双口空気弁2個、再200排泥弁1個

ポンプ 施工時期 送水量 揚手呈 呼び径

土易 名 (昭和年度) (rrt/分) (m) (mm)

門司港 46~47 37.5 15.0 800

片上 48 45.0 8.1 800

浅野町 48 12.7 600

神 獄 計画中

城野 計画中 一北方雨水 計画中

南小倉 46~47 15.7 500

港町 44~45 245.0 15.0 1，200

大手町 45~46 12.0 700

鳥旗 44~45 8.7 13.0 350

弁 天 43~44 45.8 14.0 700

都島 44~45 22.0 10.0 600

枝光 36~43 9.0 12.9 400

諏 訪 42~43 28.3 23.2 600

前田 39~40 67.7 10.5 1，000

藤田 36~43 101.8 17.0 800

900

則松 47~50予定 70.6 27.0 900

東中島 50予定 23.7 15.2 600

折尾 49施工中 34.7 25.0 500

本城 49施工中 41.8 18.0 600

中川通 46 6.3 7.5 350

藤ノ木 47~48 33.5 20.0 500

表 8

延長

(m)

2，087

454

2連

1，502

951

1，156

809

1，080

1，081

357

1，041

812

546

2，230

2，228

3，200

2連

2，160

2連

990

517

2連

1，081

(v)北九州市下水道局の例(15)

同局の汚水圧送管の実績(計画中のもの

を含む)を示すと表 8、図14の通りである。

送 水 先 管 種 摘要

片上ポンプ場 2 びU形推進用

ダクタイル管

新町処理場 ダクタイル管K形 2柑

港町ポンず場 2椅およびタールエポ塗装、 河川伏越し

両フランジ鋼管

紫川に放流

港町ポンプ場 ダクタイル管A形 2種

河川横断日明処理場 成鋼管およびタールエポ塗

水管橋装鋼管

港町ポンプ場 ダクタイル管A形 2種

日明処理場 ダクタイル管A形 2種

日明処理場 ダクタイル管A形 2穏

弁天ポンプ場 ダクタイル管A形 2干重

諏訪ポンプ場 およびヒューム管A形

3K管

前田ポンプ場 ダクタイル管 2積

藤田ポンプ場 ヒューム管B形 3K管

O800は、ヒューム管A形

皇后崎処理場3K、 2K、 1K管

持900は、ヒューム管A形

lK管、ロックラパイプB形

2K管、ヒュム管A形3K管

皇后崎処理場(ダクタイル管K形

3種および4種

本城ポンプ場 検討中

皇后崎処理場(ダクタイル管 3種 i可JII横質およびタールエポ塗装鋼管 水管橋

皇后崎処理場(ダクタイル管 3種 河川横断

およびタールエポ塗装鋼管 水管橋

北湊処理場 夕、、クタイル管 3種

北湊処理場 ダクタイル管 3穂

78 ダクタイル鉄管 昭和63. 5 第44号

図 14

施設概要図

¥

¥

・f¥

¥

¥){¥/lf・

響灘¥ ぺ〆

・_/-~ /ー

周防 j難

凡例

図・処理場

② …中継ポンプ場名称なしは将来計画

一.-…処理区境

一.-…市境

く〉・計画決定及認可予定区域

一+一広三=-N

下水道(汚水)の庄送について 79

(Vi)東京都下水道局の例(16)

(a) 配管図

5図

図咽

(b) 管の敷設

管 種 :1800mmダクタイル管

工 法:シールド工法

配管断面:図16の通り D

図 16

汚水圧送管

(v ii)川口市下水道部の例(1骨

(a)庄送管の口径、延長

持 500X1900m

持 400X 900m

s6 11 00 X 3300m

s61200 X 1600m

(b) 配管図

立坑

図 17

(c)管種の決定

夕、、クタイル管、 PCヒューム管、鋼管

および強化プラスチック複合管について、

強度、耐久性、経済性、継手性能、施工

性、維持管理面を比較検討し、最終的に

ダクタイル管に決定した。

7.圧送のケーススタディ

某流域下水道の実際の地形、計画汚水量に

基づいてケーススタディを行ったものである。

1.設計条件

( i )地盤縦断図、水位

80 ダクタイル鉄管 昭和63. 5 第44号

庄送ポン

フ場の位置

図 18WL+7.30m

管路の平面図、縦断図、土質条件を添付

資料(i ) (ii) (iii)に示す。

( ii )計画汚水量

ポンプ場への流入汚水量は下表の通り

である。

ポンプ場~処理場間の途中流入はない口

表 9

卜------------1期計画 全体計画

(ぱ/日) (ぱ/日)

7，250 23，950 計画 1日平均汚水量

(0.084m'/秒) (0. 277m'/秒)

9，070 29，930 計画 1日最大汚水量

(0.105) (0.346)

13，150 43，400 計画時間最大汚水量

(0.152) (0.502)

( iii )送水方式

次の 4ケースについて検討した。

(a) ケース 1

全線自然流下、 1条配管

図 19

~ーP

処理場内ポンプ場

(b) ケース 2

全線自然流下、 2条配管とする口

1期計画に対し 1条配管とし、全体計

画時にもう 1条配管するものである。

(c) ケース 3

圧送十自然流下とし、圧送部分は 2条

配管、自然流下部分は 1条配管とする。

図 20

始点ポンプ場

(d) ケース 4

全線圧送、 2条配管(1期計画に対し

1条、全体計画でもう 1条)

図 21

?日E始点ポンプ場

(iv)管 撞

使用する管種は次の通りとする。

(a) 自然流下部分……遠心力鉄筋コンク

リート管

(b)圧送部分...・ H ・..…ダクタイル管

(v)配管工法

土かぶりに応ビて開削工法、推進工法を

適切に選択する。

2.設計結果

表10に結果の概要を示す。

主な設計根拠を添付資料(iv)に示す。

3.建設費

表11に示す口

4.維持管理費

表12に示す。

5. 年間経費

設備の減価償却費と維持管理費を合計した

年間経費を表13、14に示す。経費の計算方法

を添付資料(v)に示す。

6.総括

( i )建設費は 1期計画、全体計画ともケー

ス 4(全線圧送)がもっとも安い。

( ii )維持管理費は、ケース 1・2の全線自

然流下の場合が安い。

( iii)減価償却費と維持管理費を合計した年

関経費はケース 4(全線圧送)がもっと

も経済的である。

(iv)以上のことから、圧送に適した管路に

ついては、計画時に圧送方式を十分検

討‘する{ilIill直があるといえる。

表10 設計結果の概要

ケース I ケース 4

呼ぴ径

全線自然流下(2条配管.ヒューム管)

ケース 2 ケース 3

全線自然流下(1条配管.ヒューム管)

呼び径

長

工 法

坑

平 均

掘削深さ

場内ポンプ場

所要敷地面積

外1000、1.1%J

R =5.643m

推進工法(刃口中押し)I工

発進 25ヵ所

到達 25ヵ所

13.3m

約l，900rri

延

立

平均

掘削深さ

場内ポンプ場

所要敷地面積

流入管 呼び径再 1000、1.1%J |流入管

ポ|沈砂池 幅1.5mx長さ8.3mX水深0.6mI沈砂池

2池

、ン Iポンプ 立軸渦巻斜流ポンプ |ポンプ

持250皿 X7. 8rri/分 X23mx55kw

フ。2台

再350mmX15.6rril:分X23mxllOkw

場 2 (1)台

高圧受変電設備

自家発電設備

長

圧送(2条配管)自然流下(l条配管)

ダクタイル管: ヒューム管

呼び径 併却o rt 1000

rt 600 1.1%J

延長

R，=R2=2，854m: 2，789m

推進工法(刃口元押し)I工 法 開削工法i 開削工法

(木矢板): (鏑矢板)

人 孔 一一 26ヵ所

が700..…・…12.5m 平均 2.0m

12.7m 掘削深さ 2.2m

始点@ 場内@

所要敷地面積

約l，900rri 約l，300rri

呼 ぴ 径 再 700、 0.7%0 I流入管

rt 900、 0.8焔 HPrt 1000mm HP再1000mm

同左 |沈砂池 同左

立軸渦巻斜流ポンプ |ポンプ

併250皿 X7.8rri/分 X21mx55kwI 立軸渦巻斜流; 同左

2台 Irt 250幽 X7.8rri/分!再250皿 X7.8rri/分

X26mx75kw …2台 X13mX30kw…2台

再350幽 X15.6rril:分X21mXllOkwI rt 350阻 X15 .6rri/分 rt350mm X 15. 6rri/分

2 (1)台 IX 26m X 1l0kw X 13m X 55kw

一2(1)台… 一2(1)台

l式 |高圧受変電設備 l式 1式

ディーゼルエンジン 1式 i自家発電設備

デイーゼルエンジン 1式 1式

遠方監視制御装置 l式! なし

rt 700、 0.7%0rt 900、0.8%0R，=R2=5，643m

法

坑 発進 46+46=92ヵ所

到達 46十46=92ヵ所

全線圧送(2条配管、ダクタイル管)

呼び在 rt 400 rt 600

延 長 R，=5，643m

R2=5，643m

開削工法(木矢板)工 法

持900

3.0m( Rl=576m) I平均

6.0m( R2=2，213m) I掘削深さ2.1m

約l，900rri

設置しない

I式 |高圧受変電設備

デイーゼルエンジン l式|自家発電設備

1.9m

始点ポンプ場

所要敷地面積 約l，900rri

流入管 呼ぴ径HPrt1000mm、1.1%J

沈砂池 幅1.5mx長さ8.3mX水深0.6m

2池

ポンプ 立軸渦巻斜流ポンプ

持250阻 X7.8rri正分X45mx1l0kw

2台

再350皿 X15.6rri乃子X45mx200kw

2 (1)台

高圧受変電設備

自家発電設備

1式

デイーゼルエンジン 1式

遠方監視制御装置 1式

]可決悩(諭Nr)3用ほH

‘υτぺ

。。ト~

00 N 千円

~ ポ ン フ。 場 主呂立 路言十 摘要

土 木 建 築 キ幾 械; 電 ヌえ<¥ /J、 言十 自然流下 圧 送 4、 言十

ケース 1 666.000 67.000 428，000 315，000 1.476.000 1， 804，000 1. 804.000 3，280，000

1， 534，000 (1，534，000) (2，961，000) ケース 2 1， 723， 000

622.000 66，000 424.000 315，000 1，427，000 3，257，000 3，257，000 4.684.000

290.000 73.000 385，000 360，000 1.108.000 149.000 (770，000) (2，580，000) ケース 3 198.000 68.000 203，000 233，000 702，000 217，000

593.000 488，000 141.000 588.000 1，810，000 621，000 366，000 987，000 2，797，000

308.000 (308，000) (1， 483，000) ケース 4 449.000

290，000 73，000 411 ，000 401，000 1.175.000 757.000 757.000 1， 932， 000

単位建設費総括表衰 11

、，凶可山可、でぐ時帰時

す一不を

本，nI

期

期

ほ

1

2計

第

第

合

段

段

段

上

中

下

，4EEB，〈BIBEE-、

てお4

qu

ワムスケ路管つ山

{上段:始点ポンプ場}

ポンプ場、ケース 3において{中段:場内ポンプ場}を示す。

{下段:合計 )

)書は第 1期計画時を示す。

(5主)

ポンプ場の土地代は含まない。4 管路の小計および全体計の(3

千円/年

~ ポ ンプ場 主国立 路

言十 手商 要電力基本料金 電 力 使 用 料 金 水 道 料 金楽 品 費点検修理費 言十 清 掃 費

ケース 1 6，200 21，800 900 1.300 14.900 45.100 2.800 47.900

2.800 (46，900)

ケース 2 2，800

6.200 20.900 900 1.300 14，800 44，100 5，QOO 49.700

6，700 23，600 3，300 1，300 14，900 49，800 ケース 3 3，600 11 ，800 900 1.300 8.700 26.300

10.300 35，400 4.200 2，600 23.600 76，100 1，400 77，500

ケース 4 9，100 40.200 3，300 1.300 16.200 70.100 70.100

単位維持管理費総括褒表12

口問山叩口。

ω{上段:第 1期 )

管路、ケース 2において{中段:第 2期 }を示す。

1下段:合計(全体)J

{上段:始点ポンプ場}

ポンプ場、ケース 3において{中段:場内ポンプ場}を示す。

l下段:合計 )

)書は第 1期計画時を示す。

(5:主)

乙刀

2

部hE4

人件費については、処理場常駐者による巡廻管理とし、

ポンプ場には常駐しない方針のため、特に計上しない。

4 言十、ケース 2の(3

表13 年間経費総括表

項 日 ケース I ケース 2 ケース 3 ケース 4 事商 要

@ ポ ンプ場 土木・建築 733.000 688，000 629，000 363，000 M1

建設費(M) 機械・電気 743.000 739.000 1.181. 000 812，000 Mz

(千円) 主目1己 路 自然流下 1，804，000 l. 534.000 621，000 M3

圧 送 149，000 308，000 M4

土木・建築 43，400 40.800 37，300 21，500 C 1=l.7776M1/N1※ N1=30年

@ ポンプ場 機械・電気 110.100 109，500 174，900 120，300 C z =l. 7776Mz/Nz※ Nz=12年

減価償却費 (C) 4、言十 153，500 150.300 212，200 141，800

(千円/年) 自然流下 9l.600 77.900 31.500 C 3=1.7776M3/N3※ N3=35年

管 路 圧 送 5.300 11，000 C 4=l. 7776M4/N4※ N4=50年

4、言十 9l.600 77，900 36，800 11， 000

。維持管理費 ポ ン プ 場 45，100 44，100 76，100 70，100

(千円/年) 主田古 路 2，800 2，800 1，400

@ ポ ン プ 場 198，600 194.400 288，300 211，900 8=@+の年間経費

(千円/年)管 路 94.400 80，700 38，200 11 ，000 @=@+の

1 言十 293.000 275.100 326，500 222，900

(注) 1. ケース 2・3・4の管路における 2条配管については、第 1期計画(1条配管)を対象とした。 ※添付資料(v)参照

Nは耐用年数

寸法出(話法)3田陣

勺

υτぺ

00 w

00 h

、山1U可¥「」ぐ罪増

年間経費総括衰(自治体ベース)

項 目 ケース 1 ケース 2 ケース 3 ケース 4 摘 要

③ ポンプ場 土木・建築 733，000 688，000 629.000 363，000 M1

建設費(M) 機械・電気 743.000 739，000 1， 181， 000 812，000 M2

(千円) 管 路 自然流下 1，804，000 1， 534， 000 621，000 M3

圧 送 149，000 308.000 M4

土木・建築 15，000 14.100 12，900 7，400 C 1 =0.6138M1/N1 ※ N1=30年

@ ポンプ場 機械・電気 38，000 37，800 60，400 41.500 C 2 =0.6138M2/N2 ※ N2=12年

減価償却費 (C) A、言十 53，000 51，900 73，300 48.900

(千円/年) 自然流下 31，600 26，900 10，900 C 3 =0. 6138M3/N3※ N3=35年

管 路 圧 送 1，800 3，800 C 4=0.6138M4/N4※ N4=50年

小計 31，600 26，900 12，700 3，800

の維持管理費 ポ ン プ 場 45.100 44.100 76.100 70，100

(千円/年) 管 路 2.800 2，800 1.400

@ 年間経費ポ ン プ場 98，100 96，000 149.400 119.000 @=@+の

管 路 34.400 29.700 14，100 3，800 @=@+の(千円/年)

言十 132，500 125，700 163，500 122，800

表14

盟国哨口。

ω

※添付資料(v)参照Nは耐用年数

1 .ケース 2・3・4の管路における 2条配管については、第 1期計画(1条配管)を対象とした。

5.5 ~~，~4.5 2. 国庫補助 、起債一ーとした。10 ' ，~，~ 10

(注)

巳刀

潜怠中

下水道(汚水)の庄送について 85

8.参考文献

1 .下水道講座-1.鹿島出版会

2. (社)日本下水道協会・流域下水道研究会

報告と今後の対応(日本下水道協会誌、

1983年 9月号)

3.流域下水道事業における効率的整備の状

況(月刊下水道Vol.7 No.11)

4.効率的整備をめざした新しい下水道計画

手法(月刊下水道Vol.8 No.10)

5 .下水道管きょの圧力化(月刊下水道Vol.

7 No.11)

6.佐藤昌之:下水道工学、丸善

7.下水道施設設計指針と解説(日本下水道

協会、 1984年)

8.下水道事業の効率的施行のための手法調

査報告書(建設省下水道部・(社)日本下

水道協会昭和60年 3月)

9.下水わよび汚泥の輸送技術(日本下水道

協会誌 1983年 3月号)

10.圧送管における空気注入に関する基礎調

査(日本下水道協会誌 1984年 2月号)

11.汚水送水系におけるウォータハンマ軽減

対策ーエアチャンパ方式による対策(第

17回下水道研究発表会講演集 昭和55年)

12. 中継ポンプ汚水圧送管にダクタイル鋳鉄

管を使用した事例(鋳鉄管(第11号) 昭

和46年10月)

13.汚泥圧送および汚水圧送にダクタイル鋳

鉄管を使用した事例(鋳鉄管〈第12号〉

昭和47年 5月)

14.下水圧送管に持700タγ タイル管を使用し

て(鋳鉄管〈第12号〉 昭和47年 5月)

15.北九州市の下水圧送管(ダクタイル鋳鉄

管〈第17号〉 昭和49年10月)

16. シールド内ダクタイル鋳鉄管の配管施工

法について(ダクタイル鋳鉄管〈第22号〉

昭和52年 5月〉

17.下水道汚水圧送計画とダクタイル鉄管(ダ

クタイル鉄管〈第27号〉 昭和54年10月)

18. PROCESS DESIGN MANUAL FOR

SULFIDE CONTROL IN SANITARY

SEWERAGE SYSTEMS，

U. S. ENVIRONMENTAL PROTEC-

TION AGENCY， OCT. 1974

下水道(汚水)の圧送について

(iii)土関条件

土質柱状図

。 10 20 30 40 50

vWI L十 i1.00l

1-

唾k

卜¥

~

、、“ト、

ト¥

嘩〈

ト¥

標高 (m)

TP+2.0。~5.00

砂質土

層厚

17.00 ~20.00

TP-15.00

平均N値

N = 15

砂礁 N =40

87

88

(iv)主な設計根拠

(a) 管呼び径

命鉄筋コンクリート管

ダクタイル鉄管

計画時間最大汚水量に50%の余裕を

見込んだ水量で計算(下水道施設設計

指針通り)口

クッターの式、 n=0.013、最小流速

0.6m/秒、動水こう配はなるべく小さ

くという条件で計算した。

全体計画 1期計画 2期計画

昭和63. 5 第44号

許容推進長 48.0m

(c) ポンプ場所要敷地面積

建屋の約 2倍とする口

(d)流入管の管底高

動水こう配から決定。

(e) 沈砂池

時間最大汚水量 43，400m/日

(0.502ぱ/秒)から計算

水面積負荷 1，800m/ぱ日

呼び径 (mm) 1000 700 900 所要水面積43.400 ー」一-_-=24.1→25rrf 1，800

こう配(%0) 1.1 0.7 0.8

流速 (m/秒) 1.028 0.634 0.812

流量(ぱ/秒) 0.807 0.244 0.516

@ダクタイル管

計画時間最大汚水量から計算。

管内流速を1. 5~ 2 m/秒として

1期計画??× (1トト0.152

Dl =317~365mm→持 400

2期計画 7DZ×(15~ト 0.350

D2 =482~556mm→件 600

(b)推進工法の 1スパン長

織併 1000ヒューム管

許容推進長 60.7m

中間ジャッキ 2個挿入することに

より、 60.7+30+30キ 120m

@併900ヒューム管

許容推進長 55.9m

・ s6 700ヒューム管

モーター出力

有効水深 0.6mとする。

池内平均流速 0.3m/秒とする。

有効幅0502

=2.8→3.0m 0.6 XO.3

25 有効長 一 一=8.3m

3.0

(f) ポンプ(ケース 1を例にあげる)

ポンプ容量を次のように割りふる白

土Q(ー7.8ぱ/分) 2台

士Q(=15制/分) 2台(内 1台予備)

(注) Qは計画時間最大汚水量

ポンプ口径

日 46%=146ムロ。=235~288→併 250

D2=146 J2.~と:。 =33MOW350

0. 163 X Q H . 1. ， ， O. 163 X 7. 8 X 23 Pl=ηX (1 +a) = v. _'_vv; ，~;...，，， wv X 1.15=51. 0→ 55KW

P?=Q163X15.6X23 2= ~ ~~ -_ X1.15=101.9→ 110KW

(g) ポンプ場の例を次頁の図に示す。

(v)年間経費の計算

/起債償還を含む建設投資額¥建設費にかかる減価償却費=( ""-=I~ I .!i"ll.~ :L~ ~-:::JJ....x... J ....x....~ p~ )

¥ 耐用年数 ノ

年間維持管理費の合計額で評価する。

建設投資額=①国庫補助額+②地方債元利償還金

①=建設費 (M)X補助率0.55=0.55M

②一起債額×利子率一1.2276M

89 下水道(汚水)の庄送について

ポンプ場の例

+12，000

。。∞，的円

Unu nL

DO

十

図

4，000

。。的対

000HV

起債額=建設費 x(1一国庫補助率)x起債充当率0.55 1. 0

=0.45M

利子率:5年据置、 25年償還、半年賦、年利 8%

とした場合

(5 XO.08)+(0.04655X25X 2)ー2.728

主(1+工)n2 ，- ， 2 賦金定率 0.04655

(1+?)n-1

C = (0.55十1.2276)M =1. 7776M

1. 2276M 自治体投資額C -. -;. -_.- O. 6138M

.・.建設投資額

上

経済性比較対象額(年額)は次の通りである口

/建設投資額 :C¥比較対象額(年額)ー(~::_::~~~'. .~T- )ート年間維持管理費

¥耐用年数 :Nノ

/建設投資額 :C¥比較対象額(年額)= ( ~::_: :/-I-~:7'. -1¥ T- ) +年間維持管理費

¥耐用年数 :Nノ

自治体ベースの /自治体投資額 :C¥( ~~~'=~::_~:'~: -)十年間維持管理費比較対象額(年額) ¥ 耐周年数 :N ノ

以