下水道管の閉塞の原因調査｜油脂や木の根を撮影で確かめて取り除く

下水道管の閉塞で最も多い原因は、本管では固まった油脂の付着、建物の排水を本管へ流す取付管では木の根の侵入です。ほかにも、積もった土砂、紙や布などの水に溶けない異物、工事の排水から入ったモルタル、管の破損やずれなどが閉塞を起こします。

原因調査は、マンホールの水位で閉塞した区間を絞り、管の中を撮って詰まっている物と位置を確かめてから取り除く順で進めましょう。取り除いた後にもう一度撮って、木の根や土砂が入り込む継ぎ目の隙間や破損がないかを確かめます。ドローンで撮れるのは、機体が入れる口径の本管のうち、水面の上に機体が飛べる空間が残る区間です。

下水道管の閉塞で多い原因は油脂と木の根

下水道管の閉塞の原因で最も多いのは、本管とマンホールまわりでは油脂の付着、取付管と公共ますまわりでは木の根の侵入でした。国土技術政策総合研究所（国総研）が111の自治体に尋ね、2015〜2017年度に起きた閉塞を約9,000件集めた調査の結果です。

本管とマンホールまわりの約3,100件では油脂の付着が約1,600件、取付管と公共ますまわりの約5,600件では木の根の侵入が約2,400件を占めました。取付管は、建物の排水を受ける公共ますから本管へ下水を流す管を指します。雨の日に流しきれずに起きた逆流や浸水と、マンホールポンプの故障による閉塞は、この件数に入っていません。

本管と取付管を合わせると、ほかに土砂の堆積が約670件、異物の混入が約630件、管の破損やたるみ、継ぎ目のずれといった管の不具合が約430件ありました。

（参考：下水道における管路閉塞の発生傾向に関する調査（土木技術資料 2019年11月号））

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閉塞の原因ごとの入り込み方と取り除き方

閉塞の原因になる物のうち、油脂と土砂は高圧洗浄と吸引で取り除けます。木の根や管の不具合が原因なら、取り除いた後に継ぎ目や管を直さないかぎり、同じ場所で閉塞がまた起きるでしょう。

油脂の付着

油脂は、飲食店や宿泊施設のグリーストラップの清掃が足りないときや、家庭の台所から油を流したときに下水道へ入り、管の中で冷えて壁に固まります。固まった油脂は時間がたつほど厚くなり、管の断面を狭めていきます。

高圧洗浄車の水で壁からはがし、強力吸引車で吸い上げれば取り除けますが、油を流している建物のグリーストラップが清掃されないままなら、油脂はまた付着するでしょう。

木の根の侵入

街路樹や庭木の根は、管の継ぎ目や、管とますの継ぎ目から入り込み、管の中で育って閉塞を起こします。国総研の調査では、木の根による閉塞の割合は、継ぎ目の隙間が大きいコンクリート管と陶管で、塩化ビニル管より大きくなっていました。

管の長さあたりで比べると、木の根による閉塞は、汚水管と、汚水と雨水を一緒に流す合流管で、雨水管の約10倍以上起きています。いつも下水が流れていて、根が育ちやすいためと考えられます。木の根による閉塞の約9割は、管径250mm未満の細い管で起きていました。

根を清掃用の器具で切って取り除いても、継ぎ目の隙間が残っていれば、根がまた入り込むのは避けられません。継ぎ目が原因だった区間では、取り除いた後に管の入れ替えや補修の工事を行います。

土砂の堆積と水に溶けない異物

管の破損や継ぎ目のずれ、地下水が入り込む隙間から流れ込んだ周りの土や、ほかの工事の際に入った土砂が、管の底に積もります。紙や布のように水に溶けない物も、管の底にたまり、流れを妨げる原因になりかねません。

積もった土砂は、高圧水で下流のマンホールへ集め、強力吸引車で吸い上げて取り除きます。破損した管から土が入っている区間では、土砂を取り除いても、管を直すまで土砂が入り続けるでしょう。

モルタルと取付管の突き出し

モルタルは、近くの工事の排水と一緒に管へ入り、管の中で固まって断面を狭めます。本管につないだ取付管の端の切り残しや、はみ出したモルタルが本管の中へ突き出していても、流れが妨げられて閉塞のもとになります。管の内側に新しい管をつくる更生工事の前には、固まったモルタルや突き出しを削って取り除く作業が要ることも少なくありません。

管の破損やずれ、たるみ

継ぎ目のずれは段差になって堆積を招き、管の破損やずれの隙間からは地下水と一緒に周りの土砂が入り込みます。たるみは、管の一部が沈んで勾配が逆になった状態で、下水がたまって閉塞の原因になります。破損やずれ、たるみは、清掃では直せません。傷んだ範囲が一部なら補修、マンホールの間の全体に及ぶなら管の入れ替えや更生を行います。

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マンホールの水位で閉塞した区間を絞る方法

閉塞した区間は、マンホールの蓋を開けて水位を比べると絞れます。下水が自然に流れる管で閉塞が起きると、閉塞より上流のマンホールには下水がたまり、下流のマンホールには下水があまり届きません。

下水があふれた場所も、閉塞の場所の手がかりになります。国総研が自治体から集めた報告では、本管とマンホールまわりの閉塞はマンホールなどから下水があふれて見つかる例が多く、取付管と公共ますまわりの閉塞は建物の中への逆流で見つかる例が多くありました。本管のマンホールの水位が普段と変わらないのに建物の中で逆流しているなら、その建物の取付管か公共ますの閉塞を疑いましょう。

マンホールは、管30〜40mに1基の割合です。閉塞した区間を上流と下流の2つのマンホールの間まで絞れば、撮る範囲はマンホール1区間を超えません。

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管内の撮影は取り除く前と後の2回

原因調査の管内の撮影は、詰まっている物を取り除く前と、取り除いた後の2回に分けましょう。1回目の映像で取り除き方を決め、2回目の映像で、閉塞をまた起こす管の不具合がないかを確かめます。

取り除く前の撮影で決めること

取り除く前の撮影では、詰まっている物の種類と、マンホールから何mの位置にあるかを確かめます。高圧洗浄と吸引だけで足りるか、根を切る器具やモルタルを削る作業の準備まで要るかは、物の種類が分からなければ決められません。管の破損が映っていれば、清掃と合わせて補修の段取りも組めます。

閉塞した区間の上流側には下水がたまっていて、カメラでもドローンでも水面より下は映りません。下流のマンホールから機器を入れれば、閉塞の下流側の端まで撮れることがあります。上流側の水位が機器の条件を超えるときは、水量が少ない時間帯に合わせるか、先に流れを戻す清掃をしてから撮りましょう。

取り除いた後の撮影で確かめること

取り除いた後の撮影では、詰まっていた物に隠れていた管の壁を見て、閉塞のもとになった不具合を探します。木の根なら入り込んだ継ぎ目の隙間、土砂なら土が入る破損や継ぎ目のずれ、下水がたまっていたならたるみが、確かめる箇所になります。堆積に覆われた壁は、取り除くまでひびや腐食の有無が分かりません。

油脂のように管の外から流れ込む物が原因なら、上流の建物のグリーストラップが清掃されているかを確かめてください。

ドローンで撮れる閉塞区間の条件

ドローンで閉塞した区間を撮れるかは、管径、水位と堆積の高さ、マンホールからの距離と曲がりで決まります。清美環が運用する小型のIBIS2と、球体のガードで覆ったELIOS 3は、どちらも地上からマンホールに下ろして撮るので、作業員がマンホールに入る必要はありません。

機体が入れる管径

国総研の下水道管路調査機器カタログに載るメーカーの公表値では、下水道管で使える管径の下限は、IBIS2が400mm、ELIOS 3が800mmです。

木の根による閉塞の約9割が起きる管径250mm未満の管には、どちらの機体も使えません。細い管は、自走式のTVカメラや押し込み式のカメラで撮ります。カタログには、管径150mmから使える自走式のTVカメラや、取付管などの調査に使える管径60mmからの押し込み式のカメラが載っています。

（参考：下水道管路調査機器カタログ 第2版（国土技術政策総合研究所））

水位と堆積の高さ

ドローンは水面の上を飛ぶので、水面の上に機体が飛べる空間が残っていなければ使えません。カタログの公表値では、ELIOS 3は管径800mmの管で水位が管径の10%以下、IBIS2は水面の上に600×600mm程度の空間があることが条件です。

国総研が模擬の管で行った実験では、IBIS2は管径400〜600mmの管で、水がなければ管径の3割以上の高さに積もった土砂を越えて飛べました。同じ管で水位が管径の10%のときは、土砂を越えられませんでした。管径800mmの管では、水位が管径の10%でも越えられ、30%では越えられていません。

水位がドローンの条件を超える区間では、管径が合えば自走式のTVカメラが候補になります。カタログの自走式のTVカメラは、使える水位が機種により管径の30〜50%以下で、厚い堆積の手前では止まることもあります。管が下水で満ちている区間は、どの機器でも水面より下を撮れないので、水位を下げてから撮りましょう。

マンホールからの距離と曲がり

1回の電池で飛べる時間は、カタログの公表値でELIOS 3が約9分、IBIS2が約11分です。IBIS2は延長用のアンテナで管の中に電波の届く環境をつくって飛び、ELIOS 3は電波が途切れると電波の届く場所まで自動で戻ります。曲がりが続く区間や長い区間は、マンホールを移りながら区切って撮ることになるでしょう。

原因調査を頼む前にそろえる5つの記録

原因調査を頼む前にそろえておく記録は、次の5つです。そろっていれば、撮る区間と使う機器を、最初の打ち合わせで決められます。

• 閉塞の症状：マンホールからあふれたか、建物の中で逆流したかと、起きた日と回数を書き出す
• 管径とマンホールの位置：下水道台帳や施設の図面で、閉塞した区間の管径と、上流と下流のマンホールを確かめる
• マンホールの水位：閉塞した区間の上流と下流のマンホールで、時間帯ごとの水位を記録する
• 清掃と閉塞の履歴：前回の清掃の時期と、同じ区間で前にも閉塞が起きたかを調べる
• 周りの排水と工事：近くの飲食店や宿泊施設、街路樹、最近の工事を書き出す

ELIOS 3は防爆仕様ではなく、メーカーは可燃性や爆発性の物質がある場所、またはそのおそれのある場所での飛行を認めていません。可燃性ガスのおそれがある区間は、換気とガス検知でガスがないことを確かめるまで、ELIOS 3を入れられません。

清美環がドローンで撮る範囲と清掃

清美環は、管内点検ドローン『フクロウ』で下水道管とマンホールの中を撮り、見つけた堆積や詰まりを本業の清掃で取り除けます。下水道管のほかに、ピットやプラント設備、大型タンク、煙突なども、機体を入れる対象です。

建物や工場の排水管と、水道の配水管は、事業の方針として機体を入れる対象にしていません。受水槽と貯水槽も、機体が落ちたときの衛生上の影響を考えて、対象に入れていません。

機体は、IBIS2とELIOS 3の2機を現場の条件で使い分けて運用し、専任のオペレーターが操縦します。調査は、広い範囲を素早く見るスクリーニング調査と本格調査の2段階で進め、映像と報告書はデータで納品します。

自社で撮影した下水道管内のドローン動画があるので、管の中がどう映るかは、ご相談の段階でご確認ください。機体を持っていても管の中を飛ばせる人がいない点検・調査会社には、操縦委託でお応えします。

下水道管の閉塞の原因調査を『フクロウ』に相談

下水道管の閉塞の原因調査は、マンホールの水位で区間を絞り、取り除く前に撮って詰まった物と位置を確かめ、取り除いた後に撮って継ぎ目の隙間や破損を確かめる順で進めてください。創業30年超で、下水道管やタンクの清掃を続けてきた相模原市の清美環は、ドローンで撮った下水道管の中で見つけた堆積や詰まりを、本業の清掃で取り除けます。