JP2011042948A - 堤防の漏水抑止装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 底部９に取水口１０と上部１１に開閉可能の開口部１２とを有する柔軟な水密性の扁平な袋体８と、前記底部９における取水口１０の周囲上面に設けられた環状のパッキン１４と、当該パッキン１４及び前記袋体８の取水口１０とを貫通して地面７に打ち込まれたパイプ２０とを有し、前記パッキン１４を押圧手段により前記袋体８の底部９に圧接せしめる。
【効果】 前記パイプ２０を漏水個所６を取り巻いて地面７に打ち込むので、地面７に浸食溝があってもその浸食溝をパイプ２０が遮断し、漏水個所６から漏出した水を確実に袋体８内に誘導することができる。また袋体８内に貯留された水の圧力により、パイピングをほゞ完全に防止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、豪雨などによる河川の増水時に、パイピングによる堤防からの漏水を抑止するための装置及び方法に関するものである。

河川１は通常図１に示すように、堤防２により人の居住区域３と区分され、堤防２は通常河川１が増水しても越流することがないだけの高さを有している。そして河川１の水は堤外を流れて堤内に溢出することがないようになっている。

しかしながら堤防２は、長期間のうちに老朽化し、ひび割れ、小動物による穿孔、植物の根の侵入などにより空隙が形成され、増水時にはかかる空隙に水が浸入し、さらに水頭圧によって通水性を有する砂層４を通じて堤内に漏出する水みち５が形成され、かかる水みち５を通じて河川の水が堤内に漏水することがある。

かかる現象はパイピングと呼ばれ、これを放置していると、水みち５内を流れる水によって穿掘が生じて水みち５が拡大し、さらに漏出量が増加することにより穿掘が加速して水みち５が急速に拡がり、最悪の場合には破堤に至る可能性もある。従ってパイピングが生じたときには、その初期に防止策を講じる必要がある。

パイピングを防止する方法として最も一般的に行われているのは、釜段工あるいは月の輪工と呼ばれる工法である。この工法についてはhttp://www.cgr.mlit.go.jp/ctc/tech_dev/topics/suibou/s_syurui09.htm及びリンクに詳細に説明されている。

すなわち漏水個所６の周囲を土嚢で囲み、その土嚢で囲まれた内部に漏出した水を貯留することにより、貯留した水の水頭圧によって漏水の加速を抑止する工法であって、主として平らな地面に漏水する場合に、その周囲を土嚢で環状に囲む工法を釜段工と呼び、堤防の裏法面から漏水する場合に、その漏水個所６を法面に対して土嚢で半月状に囲む工法を月の輪工と呼んでいる。

これらの工法は漏水を完全に阻止するものではなく、単に水みち５内の水の流速を抑制するのみであるが、時間が経過して河川１の増水が解消すれば水みち５内に水の流通は減少し、水に含まれていた土砂が水みち５内に沈澱して漏水は減少し、最終的には水みち５が解消して自然に漏水が止まるのであって、河川１の増水時に一時的に漏水を抑制するだけでも十分に効果がある。

しかしながらこれらの工法においては、これを実施するためには多くの人員を必要とし、また多数の土嚢を用意しなければならないのであって、豪雨などで洪水の危険が迫っているときに、個々の漏水個所にこのように多くの人員と資材を投入することは、極めて困難である。

またこれらの工法を実施するためには、土嚢を積み上げる地面がある程度平らであることが必要である。土嚢は変形可能であるからある程度までは凹凸があっても追従できるが、地面に土嚢が追従し得ないような激しい凹凸や段差があると、土嚢と地面との間の隙間から水が漏出し、パイピングを防止するに十分な水位が得られない。またこれらの凹凸を均すためにはさらに多くの人員や資材を必要とする。

また地面から湧出する水を蓄えるための装置として、特開２００８−１１５６３４号公報に記載されたものがある。この装置は底面に開口を有する容器を湧水個所に置き、容器底面と地面との間を水膨潤体でシールし、湧出した水を容器内に蓄えるものであって、取水装置としての他、前記釜段工の代替として使用することもできる。

この装置は漏水個所に簡単に設置することができ、多くの人員や資材を必要とすることはないが、この装置においても、地面が容器底面との間を水膨潤体でシールすることができる程度に平らでなければならない。

特にパイピングにより地面に水が湧出して地面を流れると、その流水によって短時間のうちに地面が浸食されて浸食溝を形成する。そのため先に述べた釜段工や月の輪工においても、また前記取水装置においても、その浸食溝を流れる水を止めることはできず、パイピングを確実に防止するのは極めて困難である。

また一般にパイピングを防止するためには、漏水個所にかかる水頭圧は５０ｃｍあれば十分であるとされている。しかしながらこれらの工法は本来、漏水を完全に遮断し得るものではなく、水みち５を流れる水の流速を抑えることにより穿掘を防止するものであって、河川１が増水して水位が増した場合には穿掘を十分に阻止することができず、貯留した水の水位をさらに高めることが好ましい場合もある。

しかしながら釜段工などにおいて水位を高めるためにはさらに土嚢を積み増さねばならず、土嚢を積み増して水位が高くなればそれに応じて内部の水圧も高くなるため、釜段の幅方向にも土嚢を追加する必要があり、さらに人員と資材を必要とする。また前記公報に記載された容器では、必要に応じて容器の高さを増すことはできない。

特開２００８−１１５６３４号工法

http://www.cgr.mlit.go.jp/ctc/tech_dev/topics/suibou/s_syurui09.htm

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、多量の人員や資材を必要とせず、少人数で短時間のうちに、確実にパイピングを防止することができ、且つ漏水個所に大きな圧力を作用させて、ほゞ完全に近くパイピングを防止することのできる装置及び方法を提供することを目的とするものである。

而して本発明の漏水抑止装置は、底部に取水口と上部に開閉可能の開口部とを有する柔軟な水密性の扁平な袋体と、前記底部における取水口の周囲上面に設けられた環状のパッキンと、当該パッキン及び前記袋体の取水口とを貫通して地面に打ち込まれたパイプとを有し、前記パッキンを押圧手段により前記袋体の底部に圧接せしめたことを特徴とするものである。

本発明においては、前記パッキンとして、透水性を有する環状の袋内に水膨潤性樹脂粉末を封入してなる水膨潤体を使用するのが好ましい。また前記パイプの先端には、カッター刃を形成することが好ましい。

また本発明における前記押圧手段としては、パッキンの上に載置された土嚢を使用することができる。またこの場合には、前記パッキン上に環状の押え板を載置し、当該押え板の上に前記土嚢を載置することもできる。またパッキン上に比重の大きい材料よりなる環状の押え板を載置して押圧手段とすることもできる。

また本発明における押圧手段として、パッキンの上に載置された押え板と、前記パイプの上端に形成されたフランジとよりなり、パイプを地面に打ち込むことにより前記フランジが押え板を押圧して、当該押え板と前記貯水槽の底面との間にパッキンを挟圧したものとすることも可能である。

また本発明の装置においては、前記袋体が、０．００５MPaを超える内圧を排出する排出手段を有するものとするのが好ましい。

次に本発明の漏水抑止方法は、漏水を生じている地面上に、上記に記載した堤防の漏水抑止装置における袋体を載置し、当該袋体の開口部を開いて底部の取水口を漏水個所に一致せしめ、前記取水口の周囲上面に環状のパッキンを載置し、当該パッキンを袋体の底部に圧接せしめ、当該パッキンと袋体の取水口とを貫通してパイプを地面に打ち込み、この状態で袋体の開口部を閉じ、前記漏水個所から漏出する水を袋体内に貯留することを特徴とするものである。

本発明によれば、前記パイプを漏水個所を取り巻いて地面に打ち込むので、地面が平滑である必要は少なく、前述のような浸食溝があってもその浸食溝をパイプが遮断し、漏水個所から漏出した水が浸食溝を通じて漏れ出すことがなく、確実に袋体内に誘導することができる。

またパッキンが袋体の底部の取水口周囲に圧接してシールし、またパイプとの間もシールするので、袋体内の水が取水口から逆流することもなく、確実に袋体内に蓄えられ、当該袋体内に貯留された水の圧力により、パイピングによる漏水を確実に抑止することができるのである。

また本発明によれば、漏出した水は水密性の袋体内に貯留されて外部に漏出することがないので、漏出した水によって袋体内が満たされたならば、さらに漏出した水によって袋体内の圧力が高まり、当該圧力が漏水個所に作用して漏水を抑制するので、ほゞ完全にパイピングを防止することができる。

堤防にパイピングが生じる状態を模式的に示す断面図。 本発明を実施する状態の一形態を示す断面図。 本発明における押圧手段として土嚢を使用した例を示す主要部の断面図。 本発明における押圧手段として押え板を使用した例を示す主要部の断面図。 本発明における押圧手段として、パイプにフランジを形成した例を示す主要部の断面図。 本発明において使用する水膨潤体を示すものであって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は中央縦断面図、（ｃ）は膨潤した状態の中央縦断面図である。

以下本発明を図面に基づいて説明する。図２は本発明によりパイピングを防止する状態を示すものであって、７は地面であり、地下の水みち５を通じて漏水個所６に水が漏れ出している。

８は柔軟で水密性の布帛などにより作られた袋体であって、全体として上下に薄い扁平な形状をなしており、その底部９に取水口１０が形成されており、当該取水口１０が前記漏水個所６に一致するように地面７上に載置されている。また袋体８の上部１１には開口部１２が形成され、水密ファスナー１３により開閉可能となっている。

なおこの袋体８は、漏水個所６から漏出した水を貯留することができるだけの水密性が必要であるが、過度に高い水密性を要するものではなく、貯留した水の圧力が高まれば適宜漏出することがあっても差し支えない。

前述のようにパイピングを防止するためには、漏水個所６に５０ｃｍ程度の水頭圧が作用すれば十分であるとされており、袋体８に当該水頭圧に相当する０．００５MPaを超える内圧がかかった時には、その圧力を適宜逃す排出手段を設けるのが好ましい。その排出手段はバルブなどでもよいが、袋体８の縫製部などから漏出して適当に圧力を逃がすように設計するのが好ましい。

而して袋体８の底部９における取水口１０の周縁部上に、環状のパッキン１４が載置されている。パッキン１４は通常の柔軟な弾性体製のものであっても良いが、図６に示すような水膨潤体１５を使用するのが好ましい。

水膨潤体１５は図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、透水性の紙又は布で作られた環状の袋１６の中に水膨潤性樹脂粉末１７を封入したものであって、これが水に触れることにより前記水膨潤性樹脂粉末１７が膨潤してゲル化し、図６（ｃ）に示すように急速に体積を増すものである。

そしてそのパッキン１４上に押圧手段として押え板１８が載置され、その押え板１８上に土嚢１９が載置されており、当該土嚢１９の重量により、押え板１８を介して前記パッキン１４を取水口１０の周囲の底部９の上面に圧接して密着させている。

またパッキン１４として前記水膨潤体１５を使用することにより、当該水膨潤体１５が体積を増して袋体８の底部９を地面７に押しつけるので、地面７に多少の凹凸があっても底部９はその凹凸に沿って地面７に密着し、底部９と地面７の間から水が漏出するのを有効に防止することができる。

而して本発明においては、前記押え板１８、パッキン１４及び袋体８の取水口１０を貫通して、パイプ２０が地面に打ち込まれている。当該パイプ２０の先端には、図面に示すようにカッター刃２１を形成するのが好ましい。

前記漏水個所６を取り巻いた地面７にパイプ２０を打ち込むことにより、地面に激しい凹凸があったり前述のような浸食溝が形成されたような場合で、袋体８の底部９の下面が地面に沿いにくいような場合においても、パイプ２０がその浸食溝などの凹凸を遮断するため、漏水個所６から漏出した水はシート９の下に流れ込むことはなく、確実にシート９上に貯留されるのである。

また上述のようにパイプ２０の先端にカッター刃２１を形成することにより、地面の草や地中の草や木の根を切断して深く打ち込むことができ、草などを伝ってパイプ２０内外を通じた新たな水みちが形成されるのを防止する。

本発明の装置を設置するには、漏水個所６を有する地面７上に折り畳まれた袋体８を載置して展開し、上部１１の水密ファスナー１３を開いて開口部１２を開放し、底部９の取水口１０を漏水個所６に一致せしめる。

この状態で取水口１０の周縁の底部９上にパッキン１４を載置し、当該パッキン１４上に押え板１８を載置し、これら押え板１８、パッキン１４及び取水口１０を貫通して、漏水個所６を取り巻く地面７にパイプ２０を打ち込み、さらに押え板１８上に土嚢１９を載置する。そしてこの状態で袋体８の開口部１２を水密ファスナー１３で閉じて、袋体８内を密封する。

本発明においては、取水口１０の周囲に載置したパッキン１４を押圧手段で押さえ、袋体８の底部９に圧接せしめることが必要である。以上の説明においては、その押圧手段として押え板１８及び土嚢１９を使用しているが、押圧手段としてはこれに限られるものではない。

図３はその押圧手段として土嚢１９のみを使用した例を示すものである。すなわち取水口１０の周囲にパッキン１４を載置し、当該パッキン１４上に直接土嚢１９を載置したものである。

地面７に段差があるような場合には、押え板１８を載置することにより段差の低い部分にパッキン１４が十分に沿いにくいので、パッキン１４上に直接土嚢１９を載置することにより、地面７の段差などの凹凸にパッキン１４が沿い易くなる。

また図４は、押圧手段として押え板１８のみを使用した例を示すものである。地面に凹凸などがないときには、パッキン１４上に十分に比重の大きい金属などの材料よりなる環状の押え板１８を載置することにより、パッキン１４を袋体８の底部９を介して地面に圧接せしめることができる。

また図５は、パイプ２０が押圧手段を兼ねた例を示すものである。すなわちパイプ２０はその上端にフランジ２２が形成されており、パッキン１４上に押え板１８を載置し、当該パッキン１４、押え板１８及び取水口１０を貫通してパイプ２０を打ち込むと共に、当該パイプ２０のフランジ２２が押え板１８を押圧し、その押え板１８と袋体８の底部９との間にパッキン１４を挟圧するのである。さらに押え板１８上に土嚢１９を載置することもできる。

これらの押圧手段やパッキン１４は、漏水個所６の周囲の地面の状態などにより適切なものを使用するのがよい。すなわち袋体８と共に各種のパッキン１４、パイプ２０、押え板１８、土嚢１９などを用意しておき、現場の地面の状況に応じて最も適切なものを使用するのが好ましい。

本発明によれば、押え板１８と袋体８の底部９との間にパッキン１４が挟圧されており、且つ漏水個所６を取り囲んでパイプ２０が打ち込まれているので、漏水個所６から漏出した水は確実に袋体８内に入る。またパッキン１４として水膨潤体１５を使用することにより、漏水個所６から漏出した水によって水膨潤体１５が膨潤して大幅に体積を増し、押え板１８と底部９との間を確実にシールする。

従って施工前に漏水個所６から流出した水によって浸食溝が形成されている場合など、地面が平滑でない場合においても、漏水個所６から流出した水は確実に袋体８内に溢れ、底部９と地面７との間を通って流出することはなく、また袋体８内の水が底部９の下に逆流することもない。

従って、漏水個所６から流出した水は袋体８内に確実に貯留され、そこに貯留された水の水頭圧により漏水個所６から水みち５内に圧力がかかると共に、袋体８が水で満たされた後は、漏水個所６から漏出する水によって袋体８内の圧力はさらに高まり、漏水個所６からの水の流出を抑えて水みち５内の水流を抑制し、水みち５の穿掘を阻止してパイピングを防止することができるのである。

前述のように一般に釜段工などにおいては、漏水個所に作用する水頭圧が５０ｃｍ程度で十分にパイピング防止効果があるとされているが、本発明においては漏水個所６からの漏水が続く限り袋体８内の圧力は高まるので、漏水個所６に５０ｃｍを超える水頭圧に相当する圧力が作用することも可能であり、パイピングによる水の漏出をほゞ完全に阻止することができるのである。なお、袋体８内の圧力が無制限に高まるのは好ましくないので、前述のように適宜の排出手段を講じるのが好ましい。

６ 漏水個所
７ 地面
８ 袋体
９ 底部
１０ 取水口
１１ 上部
１２ 開口部
１３ 水密ファスナー
１４ パッキン
１５ 水膨潤体
１６ 袋
１７ 水膨潤性樹脂粉末
１８ 押え板
１９ 土嚢
２０ パイプ
２１ カッター刃
２２ フランジ

Claims (9)

1. 底部（９）に取水口（１０）と上部（１１）に開閉可能の開口部（１２）とを有する柔軟な水密性の扁平な袋体（８）と、前記底部（９）における取水口（１０）の周囲上面に設けられた環状のパッキン（１４）と、当該パッキン（１４）及び前記袋体（８）の取水口（１０）とを貫通して地面（７）に打ち込まれたパイプ（２０）とを有し、前記パッキン（１４）を押圧手段により前記袋体（８）の底部（９）に圧接せしめたことを特徴とする、堤防の漏水抑止装置
2. 前記パッキン（１４）が、透水性を有する環状の袋（１６）内に水膨潤性樹脂粉末（１７）を封入してなる水膨潤体（１５）であることを特徴とする、請求項１に記載の堤防の漏水抑止装置
3. 前記パイプ（２０）の先端に、カッター刃（２１）を形成したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の堤防の漏水抑止装置
4. 前記押圧手段が、パッキン（１４）の上に載置された土嚢（１９）であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の堤防の漏水抑止装置
5. 前記パッキン（１４）上に環状の押え板（１８）を載置し、当該押え板（１８）の上に前記土嚢（１９）を載置したことを特徴とする、請求項４に記載の堤防の漏水抑止装置
6. 前記押圧手段が、パッキン（１４）の上に載置された、比重の大きい材料よりなる環状の押え板（１８）であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の堤防の漏水抑止装置
7. 前記押圧手段が、パッキン（１４）の上に載置された押え板（１８）と、前記パイプ（２０）の上端に形成されたフランジ（２２）とよりなり、パイプ（２０）を地面に打ち込むことにより前記フランジ（２２）が押え板（１８）を押圧して、当該押え板（１８）と前記袋体（８）の底部（９）との間にパッキン（１４）を挟圧したことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の堤防の漏水抑止装置
8. 前記袋体（８）が、０．００５MPaを超える内圧を排出する排出手段を有することを特徴とする、請求項１乃至７に記載の堤防の漏水抑止装置
9. 漏水を生じている地面（７）上に、請求項１乃至８に記載の堤防の漏水抑止装置における袋体（８）を載置し、当該袋体（８）の開口部（１２）を開いて底部（９）の取水口（１０）を漏水個所（６）に一致せしめ、前記取水口（１０）の周囲上面に環状のパッキン（１４）を載置し、当該パッキン（１４）を袋体（８）の底部（９）に圧接せしめ、当該パッキン（１４）と袋体（８）の取水口（１０）とを貫通してパイプ（２０）を地面（７）に打ち込み、この状態で袋体（８）の開口部（１２）を閉じ、前記漏水個所（６）から漏出する水を袋体（８）内に貯留することを特徴とする、堤防の漏水抑止方法

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