JP2003055935A - 外水圧対策兼備の土木用遮水シート布設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水の流下・貯留構造物から周辺への水の流出を
防ぐ目的で、その内面に布設する土木用遮水シート（別
名：防水シート）において、外水圧による浮き上がりや
ふくれ現象の発生が問題である。それに対応する、外水
圧対策を兼備したシートの布設の工法を提供する。 【解決手段】まず、土木用遮水シート（１）を、釘やボ
ルト等の固定金具（３）より、機械的に構造物壁（２）
の内面に固定する。内水圧よりも外水圧が高いことによ
り構造物外部から構造物壁（２）を浸透して流入してき
た水は、シートが固定金具による点のみの固定のため、
シートの裏面を流動する。底面に当たる箇所のシート
に、その外部からの流入水のみを構造物内部へと流入さ
せるカバー付き逆止弁（４）を設ける。これによって、
外水圧による圧迫や浮き上がりをより合理的に抑制し、
外水圧の高い場所でも遮水シートの採用を可能にするこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、水を流下もしくは
貯留させる構造物（河川、開水路、水路トンネル、調整
池、水槽等。以下、「流下・貯留構造物」と略称する）
において、周辺地盤への水の流出防止を目的として構造
物壁の内面に土木用遮水シートを布設する方法に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に水の流下・貯留構造物はコンクリ
ートで構築されていることが多い。しかし、コンクリー
トには間隙があり必ずしも不透水とは言い難く、構造物
から周辺への水の流出防止に完全を期すために、当欄や
「０００３」項に記載するような補助工法を施すことが
必要な状況にある場合がある。そのような水の流出防止
に、遮水用の皮膜を構築することを目的として、構造物
壁（２）の内面への金属板（鋼板等）や化成品パネル
（ＦＲＰ板等）の布設、あるいは防水塗装が実施されて
きた。しかし、前者はその加工や構造物への固定が難し
く、また後者は塗装前に構造物壁（２）の内面を乾燥さ
せる必要があるケースが多いなど、施工が難しい面があ
った。 【０００３】「０００２」項に記載した工法に対し、ゴ
ム系や軟質塩化ビニル系、エチレン酢酸ビニル樹脂系、
改質アスファルト系材料などを使用した、遮水用の皮膜
の一種としての土木用遮水シート（１）ならば、構造物
壁（２）の内面への布設は容易である。かつ他の材料に
比べ柔軟性が高いため、周辺地盤および構造物変状に対
してもシート（１）が追従し、流出防止の機能が維持さ
れる。 【０００４】土木用遮水シートの布設には、以下の２種
類の方法が採用されてきた。 （イ）全面接着工法（日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６００
８：１９９７の用語）シート（１）の全面に接着系材料
を塗布し、構造物壁（２）の内面に貼り付ける方法（図
１（イ））。 （ロ）機械的固定工法（同上）固定金具（３）により、
シート（１）を機械的に構造物壁（２）の内面に固定す
る方法（図１（ロ））。なお、固定金具（３）ゼロで、
すなわち固定金具（３）を使用せずにシート（１）単独
で内面に展張、敷設する工法も、固定金具による方法と
同様の性質を有するものとしてこれに含めて取り扱う。 【発明が解決しようとする課題】 【０００５】しかし、土木用遮水シート（１）において
は、「０００２」項に記載した他の遮水用皮膜構築工法
と同様に、構造物外部の水の圧力の問題が生じる。すな
わち、構造物内部から外部への水の流出を抑えることに
より、構造物の外部から構造物壁を浸透して内部へと流
入してくる水を同時に塞いでしまうため、外部からの地
下水などの水圧（以下、「外水圧」と呼称する）によ
り、遮水用の皮膜が圧迫されたり浮き上げられてしまう
ことになる。ときには、そのような水圧は内径４．５
ｍ、厚さ２１ｍｍの鋼管のトンネル内張りを押しつぶす
事例（平成１１年３月３日 那珂導水路水戸トンネル
（茨城新聞記事より））もあるほど大きい場合がある。 【０００６】そのため外水圧の高い箇所では、「０００
４」項に記載した方法を採用した場合、以下のような現
象が発生する。まず全面接着の場合（図１（イ））は、
構造物壁（２）を浸透してきた構造物壁外部からの流入
水が土木用遮水シート（１）のある箇所に到達すると、
その周囲は接着により固められているので水が周囲に逃
げることができない。すなわち、外水圧が１箇所に集中
することとなり、その箇所のシート（１）にふくれや浮
き上がりが現れたり、あるいはシート（１）の破断に至
ることもある。このような現象により破かれて剥がれた
シート（１）が流下設備の付帯構造であるスクリーン等
を閉塞させてしまう問題が実際に生じている。それに対
して、機械的固定の場合（図１（ロ））は、固定金具
（３）による点もしくは線で土木用遮水シート（１）を
固定している状態であるため、流入した水はシート
（１）の裏面と構造物壁（２）の間を自由流下で移動す
ることができる。そのため、外水圧が１箇所に集中する
ことがない。そして、外部からの流入の箇所から離れて
任意に設けられた排水設備（「０００７」（ロ）項に記
載）からでも、その流入した水を容易に排出させること
ができる。 【０００７】「０００４」項に記載した方法の改良とし
て、以下の手法がある。 （イ）構造物壁（２）の内部に排水暗渠設備を設け、構
造物壁（２）を浸透する水が構造物内部へと流入する前
に処理する方法で、全面接着工法、機械的固定方法の両
方に採用可能。 （ロ）土木用遮水シート（１）の裏面と構造物壁（２）
の間に排水暗渠設備を設けて、構造物壁を流入してきた
水を排水する方法で、シートの裏面を水が自由に流動で
きる機械的固定方法にのみ採用可能。上記の２種類の方
法はいずれも排水暗渠設備を必要とする。しかし、流下
・貯留構造物はトンネルをはじめとして狭隘箇所での設
備が多いために、この排水暗渠は施工が非常に難しくか
つ手間がかかる。このため、外水圧の高い箇所では土木
用遮水シートをはじめとする皮膜構築工法の採用自体を
放棄している場合すらある。 【０００８】「０００７」（ロ）項に述べた排水暗渠を
設ける代わりに、土木用遮水シートに逆止弁を布設する
手法がある。すなわち、構造物壁を流入してきた水はシ
ートの裏面を通って下方へと移動するため、構造物の底
部に当たる箇所の土木用遮水シートに逆止弁を設けるこ
とによって、その外部からの流入水を構造物内部へ流入
させて処理する。先行技術の逆止弁を併設したシートと
して、特許公開２０００−３５２０３３、同２０００−
３３７５３７によるものがある。しかし、これらの逆止
弁は、軟質である土木用遮水シートに、金属等の硬質の
材料で構成される逆止弁をボルト等により機械的に固定
するものであり、材料自体の作成やシートへの装着に特
殊な技術・工法を要するものである。また、これらの逆
止弁は厚みがあって突出しており、ときにはその突出部
へ塵芥が引っ掛って滞留する可能性があり、その逆止弁
によってシートの平滑性が失われる恐れがある。すなわ
ち、流下・構造物の内空断面が侵され、かつ流下構造物
における壁面の粗度が悪化する懸念があり、水理的に不
利といえる。 【０００９】なお、土木用遮水シートを貼る工法そのも
のについては以下の諸基準に明記されており、そのう
ち、シート裏面の水分を排出する対策については
（ロ）、（ハ）項に記載されている。しかし、下記の基
準はすべて建築物外壁の防水に関する基準であり、本発
明の使用条件と異なる。そのために、（ロ）、（ハ）項
の対策は、建築物のコンクリート内に含有されていた水
分や、外壁表面に残存した水分の水蒸気をシート外（＝
空気中）へ脱気する、というものであり、本発明で想定
している水とはその質、量ともに異なるといえる。 （イ）旧建設省「建築工事共通仕様書」（平成９年版） （ロ）旧建設省「建築改築設計指針」（１９８６年版） （ハ）（社）日本建築学会「建築工事標準仕様書ＪＡＳ
Ｓ８ 防水工事」（１９９３年版） （ニ）旧郵政省「建築工事標準仕様書」（平成１０年
版） （ホ）旧文部省「建築工事標準仕様書」（平成１０年
版） （ヘ）防衛施設庁「建築工事共通仕様書」（平成９年６
月） （ト）日本道路公団「建築工事共通仕様書」（平成８年
１月） （チ）旧建設省住宅局「公共住宅建設工事共通仕様書」
（平成９年） （リ）（社）日本建築家協会 建築工事共通仕様書
（１９９８年） （ヌ）合成高分子ルーフィング工業会「ＫＲＫ標準仕
様」 【００１０】 【課題を解決するための手段】「０００７」「０００
８」項に記載した課題を解決するために、土木用遮水シ
ート（１）を流下・貯留構造物壁（２）の内面に布設す
る方法として、以下のような手段を講じた方法を発明し
たものである（図３）。 （イ）固定金具（３）により、シート（１）を構造物壁
（２）の内面に固定する。 （ロ）構造物の外部から構造物壁（２）を浸透して流入
してきた水はシート（１）の裏面を流動し、構造物の底
部へと移動する。そのため、その底部又は底面に当たる
箇所の土木用遮水シートに、その水のみ、すなわち外部
からの水のみ構造物内部へ流入させ、構造物の内部から
の流出は許さない付帯物品であるカバー付き逆止弁
（４）を設ける。これにより 【０００７】に述べた排水暗渠を設けなくとも、流入し
てきた水および水圧を処理することが可能となる。カバ
ー付き逆止弁（４）は、同一出願人による特許願（出願
２００１−２０１４４９）による物品を用いる。この逆
止弁は 【０００８】に記載した先行技術にみられない構造にす
ることによって、その難点を解消したものである。その
形状を図５に、先行技術に対比しての長所を「００１
３」項に示す。 【００１１】 【発明の実施の形態】まず、構造物の内面に土木用遮水
シート（１）を伸展した後に、固定金具（３）によりシ
ートを構造物壁（２）の内面に固定する。固定金具
（３）としては、釘やボルト等の点状の金具のみなら
ず、それらにバンドやフラットバー等の線状の固定具を
併用することも効果的である。 【００１２】ただし、上記の固定の際に土木用遮水シー
ト（１）に穴を開けざるを得ず、固定金具（３）沿いに
構造物内部の水が流出する懸念がある、すなわちシート
（１）の遮水性が低下する恐れがある。このため、固定
金具（３）の箇所における水の流出を防ぐ方法として、
「請求項１」（イ）項に示したような手法を用いる。そ
れらの手法のうち、同一出願人による実用新案登録願
（出願２００１−４６３８）による手法（図４）は、遮
水性に加えて以下のような優れた特質を有するため、こ
れを用いることが有効である。 （イ）本体のシートと同じ材料による固定金具頭部のカ
バー（３−ａ）を用いるのみであり、かつそのカバー
（３−ａ）をシート（１）へ接着するのみで工作が可能
であるため、極めて簡便である。 （ロ）固定金具（３）の頭部が構造物内部の水や空気
（抜水中）に直接に曝されなくなるため、固定金具
（３）の錆の発生の予防に効果がある。また、そのこと
によりシート（１）全体の耐用年数も延びる。 （ハ）固定金具の頭部の突出が覆われることと、それに
伴って突出部への塵芥の引っ掛かり・滞留が防止される
ことにより、シート面の平滑性が確保される。すなわ
ち、それによって、流下・貯留構造物の内空断面が侵さ
れることがなく、かつ流下構造物における壁面の粗度の
悪化が防止されることで、構造物の水理上でも有利であ
る。 【００１３】固定金具（３）により土木用遮水シート
（１）を構造物壁（２）の内面に固定した後、構造物の
底面に当たる箇所のシート（１）に、構造物の内部から
外部への流出は許さずに外部からの流入のみ許す付帯物
品であるカバー付き逆止弁（４）を設ける。カバー付き
逆止弁（４）としては、同一出願人による特許願（出願
２００１−２０１４４９）による物品を用いる（図
５）。このカバー付き逆止弁は、以下のような優れた特
質を有する。 （イ）本体のシート（１）と同様な軟質の材料から切り
出すのみで弁本体（４−ａ）、弁カバー（４−ｂ）の部
品を作ることができ、かつ接着のみでシート本体（１）
への設置が可能であるため、極めて簡便である。 （ロ）他の逆止弁に比べ極めて薄くかつ突出部が存在し
ないために突出部への塵芥の引っ掛かり・滞留がないこ
とから、シート面の平滑性が確保される。したがって、
流下・貯留構造物の内空断面を侵すことがなく、また、
流下構造物における壁面の粗度の悪化を防止できること
から、構造物の水理上でも有利である。 （ハ）他の逆止弁とは異なり、弁カバー（４−ｂ）に入
れるスリット（４−ｃ）の長さを調節することにより閉
口性能と開口性能の調節が可能である。すなわち、外部
からの水の流入の度合いを調節することができる。 【００１４】 【発明の効果】本発明の工法の供用により、前述してき
たように「０００４」項に記載した流下・貯留構造物外
部の水圧による圧迫・浮き上がりの問題が大幅に解消さ
れることで、土木用遮水シートの有効性・汎用性が広が
る。すなわち、社会的に大きく貢献する発明といえる。
本発明の使用例を図６に示す。 【００１５】本発明の有効な使用状況として、以下よう
なケースが考えられる（図７）。 （イ）既設、あるいは新設の流下・貯留構造物が山岳地
等の斜面地地上あるいはその付近の地下に位置する場
合。このような箇所では、通常は周辺の地下水位は構造
物内の水位よりもかなり低く、すなわち外水圧は内水圧
よりも低いことから、その水位差により構造物内部の水
が外部へ流出してしまうことがあり、構造物本来の利水
という目的上で不都合が生じる。その一方で、降水が豊
富な場合は周辺の地下水位が大きく上昇して、外水圧が
内水圧より高くなる、すなわち、内水圧と外水圧とが正
負の繰り返しの状態が発生することがある。この状況に
おいて、外水圧対策を兼ね備えた遮水皮膜構築工法であ
る本発明をその対応策として採用することが極めて有効
である。 （ロ）（イ）項の斜面地が斜面運動の危険地帯（急傾斜
地、地すべり地など）である場合。（イ）項に加えて、
このような箇所では、構造物からの水の流出が斜面運動
を激化させるなど、周囲に各種の弊害を及ぼすことが多
いため、極力それを防がなくてはならない。それに加え
て、周辺地盤の変動やそれに伴う構造物の変状が懸念さ
れる。上記の状況で、「０００３」項に述べたように変
状に対して追従できる遮水用皮膜構築工法である土木用
遮水シートが、外水圧の問題を解決できることによっ
て、地すべり対策用の排水トンネルや同排水溝なども対
象としたより広汎な施設に採用可能になる。すなわち、
これらの斜面運動に対する対策工法の展開を広げること
にもなり、工学的に有用である。 【００１６】さらに、「００１２」「００１３」項に記
載したように、本発明に同一出願人による手法を採用す
ることにより、施工・工作が簡単になる、構造物の粗度
の改良による水理的な機能向上に効果がある、等の効用
が追加される。

【図面の簡単な説明】 【図１】土木用遮水シートにおける従来の工法の概念を
示す要部断面図である。 【図２】従来の工法のうち、図１の工法を改良した方法
の概念を示す要部断面図である。 【図３】本発明による土木用遮水シートの布設方法の概
念を示す要部断面図である。 【図４】本発明に用いる、固定金具の箇所における水の
流出を防止する方法の一例を示す平面図および断面図で
ある。（同一出願人による実用新案登録願（出願２００
１−４６３８）の図に加筆） 【図５】本発明に用いるカバー付き逆止弁を示す平面図
および断面図である。（同一出願人による特許願（出願
２００１−２０１４４９）の図に加筆） 【図６】本発明の実施形態の一例（開水路の場合）を示
す斜視図および断面図である。（同一出願人による特許
願（出願２００１−２０１４４９）の図に加筆） 【図７】本発明の実施形態の一例（斜面地に設置の開水
路の場合）を示す断面図である。 【符号の説明】 １ 土木用遮水シート本体 ２ 流下・貯留構造物の壁体 ３ 固定金具 ３−ａ 固定金具のカバー ４ カバー付き逆止弁 ４−ａ 弁本体 ４−ｂ 弁カバー ４−ｃ スリット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】周辺地盤への水の流出防止を目的として構
   造物壁の内面に土木用遮水シート（別名：防水シート）
   （日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６００８：１９９７、ＪＩ
   ＳＡ ６０１３：１９９６、ＪＩＳ Ａ ６１１１：１
   ９９６等による）を布設する際に、以下のような手段を
   講じつつ布設する工法。 （イ）土木用遮水シート（１）を、釘やボルト等の金具
   （以下、「固定金具」と略称する）（３）より、機械的
   に構造物壁（２）の内面に固定する。なお、固定金具
   （３）ゼロ個で、すなわち固定金具（３）を使用せずに
   シート（１）単独で内面に展張、敷設する工法もこれに
   含める。固定に際しては、同一出願人による実用新案登
   録願（出願２００１−４６３８）、または特許公開平５
   −５９８９７、同平６−２４０６３９、同平６−３１６
   ９１２、同平７−４２４９７、同平９−１１９２９５、
   同平１１−２８０２１０等の手法を用い、固定金具
   （３）の箇所における土木用遮水シート（１）の遮水性
   を保持する。 （ロ）構造物の底面に当たる箇所の土木用遮水シート
   （１）に、構造物の内部から外部への流出は許さずに外
   部からの流入のみを許す付帯物品であるカバー付き逆止
   弁（４）を設ける。カバー付き逆止弁（４）は、同一出
   願人による特許願（出願２００１−２０１４４９）によ
   る物品を用いる。