JP2012144867A - 集水路と、該集水路に堆積する土砂の回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】砂防ダムの土砂が堆積する地盤に設置される集水路において、設置が容易で、目詰まりや土砂の流入が生じにくく、しかも砂防ダムに堆積した土砂を浸透する雨水を効率よく取水することができる集水路を提供する。
【解決手段】上面を開口した溝渠２７の左右両側壁のうちの一側壁に開口し、上面の開口にアーム状の支骨６と該支骨６を連結するロッド７よりなる格子状構造物２８を設置すると共に、一側壁の開口にＶ形状の支骨３１と各支骨３１を連結するロッド３０よりなる別の格子状構造物２９を差込んで外向きに突出した形態で設置し、取水面積を大きくして効率よく取水できるようにする。施工は地盤３２上に集水路２６を設置したのち、その周りに栗石３５、３６を敷き詰め、土砂混じりの雨水が栗石３５、３６を通ってろ過され、集水路２６に流入する。
【選択図】図９

Description

本発明は、砂防ダムに堆積した土砂を浸透した雨水或いは盛土を浸透した雨水を取水する集水路と、該集水路内に溜まる土砂を回収し排出する方法に関する。

砂防ダムの地盤上に溝渠を並設して、その上に針金で作った籠の中に栗石又は砕石（以下、栗石等という）を詰めてなるフトン籠を敷設し、その上に堆積した土砂を浸透した雨水をフトン籠を通して溝渠で取水し、小規模発電所に導水して発電する試みがなされている。

また盛土では、一般に地滑り防止のため塩ビ管等の集水管を設置し、盛土を浸透した雨水を樹脂管を通して法面まで導いて水抜きすることが行われ、集水管に多数の取水口を設けたものも知られる（特許文献１）。

集水管内に堆積した土砂の排水は、高圧水を通すことによって行われているが、下記特許文献１には、法面側より集水管内に送水ロッド先端に取付けたピストンを挿入し、該ピストンを回転しながら前後動させて送水ロッドより送水する高圧水で集水管を洗浄することが提案されている。

特公平４−５２３３１号

溝渠上にフトン籠を設置し、該フトン籠を通して雨水を取水するものでは、フトン籠を作成するのに手間がかかる。
また集水管に多数の取水口を設ける場合、取水口の大きさによって目詰まりしたり、土砂が集水管内に入り込み易くなる。
また集水管の洗浄を洗浄水によって行う場合、堆積した土砂の排出を十分に行うことは容易でなく、ピストンの押込みにより土砂を押し出すのは、そのための設備を必要とし、大きな動力も必要である。

本発明は、設置が容易で、目詰まりや土砂の流入が生じにくくした集水路を提供することを第１の目的とし、
集水路内に堆積した土砂を比較的簡単な設備でもって確実に回収し、集水路を清掃することができる清掃方法を提供することを第２の目的とする。

請求項１に係わる発明は、第１の目的を達成する集水路に関するもので、砂防ダムの土砂が堆積する地盤或いは盛土の施工時、地盤や盛土内に設置される集水路であって、上面及び左右側面のうち、少なくとも上面を開口した溝渠と、該溝渠の開口に外向きに凸状に設置されるか、或いは平坦に設置され、堆積された土砂或いは盛土の土圧に耐えられる程の剛性の大なる格子状構造物よりなることを特徴とし、
請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明において、溝渠には上面のほか、左右の側壁のうち、少なくとも一方の側壁に開口を備え、上面と側壁の各開口に前記格子状構造物が外向きに凸状に設置されることを特徴とする。

請求項３に係わる発明は、請求項１又は２に係わる発明の集水路に堆積する土砂を回収して集水路を清掃する方法に関するもので、集水路に取付けた点検口を通してバケットを集水路に降し、バケットに連結したワイヤー等の索条によりバケットを牽引して集水路に堆積する土砂を掬い取って回収することを特徴とする。

請求項４に係わる発明は、請求項３に係わる発明において、バケットによる土砂の回収作業後、洗浄水による溝渠の洗浄を行うことを特徴とする。

請求項１に係わる発明の集水路は、砂防ダムの土砂が堆積する地盤上或いは盛土内に設置され、格子状構造物上には雨水をろ過する栗石等を敷設されるが、栗石等は単に格子状構造物上に投入するだけで、その周りに囲いを設定するにしても囲い内に栗石等を投入するだけでよく、フトン籠を作成して、それを敷設するのに比べ、設置が容易であり、また栗石等を通しての集水は栗石等により土砂がろ過されるために土砂の流入が生じにくいうえ、目詰まりしにくい。とくに格子状構造物が外向きに凸状をなす場合、側溝の開口面積に比べ、格子状構造物の取水面積が大きくなり、そのため防砂ダムに堆積した土砂を浸透した雨水或いは盛土を浸透した雨水を効率よく取水することができる。

請求項２に係わる発明によると、上面と側壁より取水されて取水面積が更に増大し、取水をより効率よく行うことができる。

請求項３に係わる発明によると、集水路内でバケットを索条により牽引して集水路に堆積する土砂を掬い取ることにより集水路の清掃を行うことができる。

請求項４に係わる発明によると、溝渠内の土砂をバケットで掘り起こしたのち洗浄が行われることにより、溝渠内の清掃をより確実に行うことができる。

本発明に係わる集水路の一部の斜視図。 格子状構造物の別の態様を示す正面図。 格子状構造物の更に別の態様を示す正面図。 格子状構造物の他の態様を示す正面図。 溝渠の別の例を示す断面図。 集水路の別の例の断面図。 集水路の更に別の例の断面図。 集水路の他の例を示す断面図。 図８に示す集水路の施工例を示す断面図。 地盤上に設置した集水路の断面図。 図１０のＡ−Ａ線断面図。 溝渠の土砂を掬い取るバケットの斜視図。 バケットの別の例の斜視図。 図１２に示すバケットを用いて溝渠の土砂を掬い取るときの態様を示す図。

図１は、本発明に係わる集水路の一部を示すもので、該集水路１は、上面を開口した溝渠２と、該溝渠２の開口３に外向きに凸状に設置される格子状構造物４よりなり、溝渠２は既存の側溝と同様のコンクリート製でも、合成樹脂製、鋼製でも良く、溝蓋が装着される受部５に前記格子状構造物４が載置して設置されている。

格子状構造物４は、アーチ状をなす鋼製の多数の支骨６を適当間隔で並べて各支骨６を溝渠２と平行なロッド７で複数箇所において連結してなるもので、支骨６とロッド７のうち、少なくとも支骨６は格子状構造物上に栗石等が敷設され、更にその上に土砂が堆積されても、その重量や土圧に耐えられるほどの十分な剛性を備えている。なお上記格子状構造物は、十分な剛性を備えれば、鋼製以外の材質でも良い。

図示する格子状構造物４は、支骨６がアーチ状をなしているが、格子状構造物４は外向きの凸状をなしていればどのような形態であってもよい。図２に示す格子状構造物８は、半円形の支骨９とロッド７よりなるものであり、図３に示す格子状構造物１１は山形の支骨１２とロッド７よりなるものである。また図４に示す格子状構造物１３は門形の支骨１４とロッド７よりなるもので、図示するいずれの格子状構造物４、８、１１、１３においてもロッド７は支骨６、９、１２、１４の外側を連結しているが、支骨の内側を連結していてもよい。

前記集水路１では、溝渠２の溝底が平坦で、格子状構造物４は溝渠２の受部５に載置して設置されているが、溝渠は図５に示すように水路１６の下面が円弧状であってもよい。また図６に示す溝渠１８では、水路１９が断面略半円形をなすと共に受部２１に溝渠１８の長手方向（紙面と直交する方向）に長溝２２が形成され、該長溝２２に格子状構造物４の支骨６の両脚端が嵌合して取付けられるようになっている。

図７に示す集水路２１は、平溝状の水路２４を備えた溝渠２３に格子状構造物４を図６に示す集水路と同様にして取付けた例を示すものである。

図８に示す集水路２６は、上面を開口した溝渠２７の左右両側壁のうちの一側壁に開口し、上面の開口に格子状構造物２８を設置すると共に、一側壁の開口に別の格子状構造物２９を差込んで外向きに突出した形態で設置してなるもので、格子状構造物２８は前記格子状構造物４の支骨６を、その内側においてロッド７により連結してなるものであり、また格子状構造物２９は、Ｖ形状の支骨３１と、各支骨３１の周りに巻き付けて各支骨３１を連結する複数のロッド３０よりなるものである。

図９は、図８に示す集水路２６を用いて防砂ダムの地盤上に施工した例を示すもので、地盤３２上にベース３３を設置して、その上に集水路２６を長手方向（紙面と直交する方向）に一直線上に並べて設置し、その周りに囲い３４を設置して該囲い３４内に格子状構造物２９を通り抜けできない程のサイズの栗石３５を投入して一直線上に並ぶ集水路２６の全長に渡ってその周りに詰め込み、更にその周りの囲い（図示しない）との間、或いは地盤を掘削した凹溝側壁との間に前記栗石３５よりサイズの大きな栗石３６を詰め込んでなるもので、雨水が栗石３６の間を通り、更に栗石３５の間を浸透して格子状構造物２８及び２９より溝渠内に入り込むようになっている。

前記格子状構造物２８及び２９はそれぞれ開口より突出したアーム状及び突状をなし、平面よりも取水面積が大きいため、効率よく取水することができること、泥混じりの雨水は栗石３６、３５を浸透するにつれ、ろ過されるため、格子状構造物での目詰まりを生ずることがなく、土砂の流入も生じにくい等の効果を有する。

なお、図示する例において、栗石３６はシート等３７により複数に区画して仕切られているが、シート等３７で仕切らないで、囲い３４の外側に投入して単に詰め込むようにしてもよい。また栗石３６は、サイズの小さな栗石３５の周りに詰め込まれているが、全てをサイズの小さな栗石３５又はサイズの大きな栗石３６としてもよい。この場合、囲い３４は省くことができる。

図１０は、地盤３２上に一直線上に並べて設置される溝渠３８と図２に示すような格子状構造物８よりなる集水路４１に一定距離離れた点検口３９を縦向きに取付け、集水路端に桝４０を連結してなるものであり、図１１は前記集水路４１の格子状構造物８上に栗石３５及び３６を詰め込んだ図１０のＡ−Ａ線断面を示すもので、前記点検口３９は断面角又は円形のコンクリート、硬質樹脂又は鋼管よりなって前記栗石３６上面に達する高さとなっているが、栗石３６より突出し、防砂ダムの堰とほぼ同じ高さをなすように設けてもよい。点検口３９を堰とほぼ同じ高さに設ければ、栗石３６上に土砂が堰と同じレベルまで堆積しても点検口３９を見つけ出し、該点検口３９を通して後述する土砂の回収作業が容易に行えるからである。桝４０から土砂の回収作業を行う場合には、同様にして桝４０も開口を上方に突出させて土砂が堆積しても開口が埋まらないようにしておくのが望ましい。なお、点検口上端の開口は常には取外可能、或いは開閉可能な蓋（図示しない）によって閉じられている。

図１４に示すように、防砂ダムの堰とほぼ同じ高さに延ばした点検口３９を通して前記溝渠３８内に堆積した土砂４６を回収するときには、点検口３９に取付けた図示しない蓋を取外すか、開けて一方の点検口３９よりリード線４２を差込み、溝渠３８に通して他方の点検口３９又は桝４０より引上げる。このリード線４２は集水路４１の施工時に予め通しておき、その両端を一定量巻き込んで点検口３９の入口付近及び桝４０の開口付近に設けておいてもよい。

次にリード線４２の一端に図１２又は図１３に示すようなバケット４４又は４５を連結し（図１４に示す例においては、点検口３９は図示しない砂防ダムの堰と同じレベルの土砂の堆積層４７上面に達し、またバケットには図１２に示すバケット４４を用いている）、リード線一端の引き出しを案内しながらリード線他端を引取り或いは巻き取ってバケット４４を集水路４１に着床させ（図１４）、バケット先端を溝渠内に堆積する土砂４６に食い込ませる。そしてそのまま更に強く引取り或いは巻き取ってバケット４４を溝渠３８に沿い、堆積する土砂４６を掬い取りながら移動させる。バケット４４が他方の点検口３９又は桝４０の開口に達すると、該点検口３９又は桝４０の開口を通して引上げられ、該点検口３９又は桝４０の開口を出たのち、掬い取った土砂がバケット４４より除去される。こうした土砂の回収作業が複数回繰返され、その後洗浄水が点検口３９から注入される。注入された洗浄水は、前記バケット４４で掘り起こされ、溝渠内に残る土砂を洗い流して桝４０内に土砂と共に排出される。そして枡内で土砂が沈殿したのち、上澄みが小規模発電所（図示しない）に導出される。

前記実施形態では、防砂ダムの地盤上に集水路を設置し、溝渠に堆積する土砂をバケットで回収する例を示したが、別の実施形態では盛土の施工時、盛土内に前述の集水路が設置され、点検口が盛土の頂面に達するまで形成される。

本実施形態においては、集水路設置のため地盤を掘削する必要がなく、盛土の施工に伴って同時に集水路を組み込むことができる。

本実施形態において、点検口は一つであってもよい。この場合、リード線に連結されるバケットは、好ましい態様では、点検口から挿入され、溝渠内の土砂を掬い取ったのち、法面に開口する集水路から取出される。

前記各実施形態ではまた、格子状構造物４、８、１１、１３、２８、２９はいずれも外向きに凸状に構成されているが、別の実施形態では、格子状構造物として強度保持用のベアリングバーと、並設されるベアリングバーと直交してベアリングバーに固着される形状保持用のクロスバーより構成される溝蓋用のグレーチングよりなる平坦な格子状構造物が用いられる。

１、２１、２６、４１・・集水路
２、１８、２３、２７、３８・・溝渠
３・・開口
４、８、１１、１３、２８、２９・・格子状構造物
５、２１・・受部
６、９、１２、１４、３１・・支骨
７、３０・・ロッド
１６、１９・・水路
２２・・長溝
３２・・地盤
３３・・ベース
３４・・囲い
３５、３６・・栗石又は砕石
３９・・点検口
４２・・リード線
４４、４５・・バケット
４６・・溝渠内に堆積する土砂
４７・・土砂の堆積層

Claims (4)

1. 砂防ダムの土砂が堆積する地盤或いは盛土の施工時、地盤や盛土内に設置される集水路であって、上面及び左右側面のうち、少なくとも上面を開口した溝渠と、該溝渠の開口に外向きに凸状に設置されるか、或いは平坦に設置され、堆積された土砂或いは盛土の土圧に耐えられる程の剛性の大なる格子状構造物よりなることを特徴とする集水路。
2. 前記溝渠には上面のほか、左右の側壁のうち、少なくとも一方の側壁に開口を備え、上面と側壁の各開口に前記格子状構造物が外向きに凸状に設置されることを特徴とする請求項１記載の集水路。
3. 請求項１又は２記載の集水路内に堆積する土砂を回収して集水路を清掃する方法であって、集水路に取付けた点検口を通してバケットを集水路に降し、バケットに連結したワイヤー等の索条によりバケットを牽引して集水路に堆積する土砂を掬い取って回収することを特徴とする集水路の清掃方法。
4. バケットによる土砂の回収作業後、洗浄水による溝渠の洗浄を行うことを特徴とする請求項３記載の集水路の清掃方法。