JP2013060731A - 間隙水圧測定用調査器具 - Google Patents

Abstract

【課題】土砂の侵入を防止しつつ間隙水圧を容易に測定することができる間隙水圧測定用調査器具を提供することである。
【解決手段】堤防横断構造物の壁の適所を貫通する孔内に配置された本体管（１２）と、本体管の堤防横断構造物の壁の内面に位置する第１の側に取り付けられ、中央に開口（１６ａ）が設けられたキャップ（１６）と、キャップの開口に先端が装着された計測バルブ（１８）と、本体管の内部に配置され、透水性でかつ土砂の透過を防止する材料で形成されたフィルタ（２４）とを備え、計測バルブに計測具を挿入することにより、本体管内の水圧を計測するように構成されている間隙水圧測定用調査器具（１０）が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、堤防横断構造物（樋門、水門、閘門など）の壁に設置され、堤防横断構造物周囲の間隙水圧の測定などに用いる調査器具に関する。

河川や用水路の堤防には、取水や内水の排除などを目的として、樋門、水門、閘門などの堤防横断構造物が設置されている。堤防横断構造物は一般的に、図６（ａ）に示されるように、堤防を横切るように堤防内に構造物を連続して敷設し、河川や用水路の側にゲートを設けることによって形成されており、洪水時にゲートを閉鎖することにより、住宅地などの側が浸水するのを防止している。

盛土して堤防を作ると、地盤が沈下する可能性があるが、地盤が沈下すると、堤防横断構造物を形成する壁の外面と地盤との間に隙間が生じ、洪水時などに函軸方向に浸透流の影響を抑制するために遮水工を設けているが、吸い出しなどの影響を受けて隙間が徐々に成長し、堤防決壊の一因となるおそれがある。したがって、堤防横断構造物の壁の適所に、間隙水圧や隙間の有無を点検するための器具を設置し、定期的な点検が実施されることが多い。

しかしながら、従来の点検器具は、点検時に器具の蓋を開けて間隙水や隙間の有無を目視で観察するものであり、正確な間隙水圧を測定することはできなかった。また、間隙水圧が大きい場合には、器具の蓋を開けると土砂が器具を通してカルバート内に流入し、土砂が堆積したり器具周辺の隙間を増大させるおそれもあった。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、土砂の侵入を防止しつつ間隙水圧を容易に測定することができる間隙水圧測定用調査器具を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の間隙水圧測定用調査器具は、堤防横断構造物の壁の適所を貫通する孔内に配置された本体管と、前記本体管の前記壁の内面に位置する第１の側に取り付けられ、中央に開口が設けられたキャップと、前記キャップの前記開口に先端が装着された計測バルブと、前記本体管の内部に配置され、透水性でかつ土砂の透過を防止する材料で形成されたフィルタとを備え、前記計測バルブに計測具を挿入することにより、本体管内の水圧を計測するように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の間隙水圧測定用調査器具は、前記請求項１の器具において、前記フィルタが、プラスチック製の三次元立体網目構造を有する土木用排水材で形成されていることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の間隙水圧測定用調査器具は、前記請求項１又は２の器具において、前記フィルタが、不織布で被覆されていることを特徴とするものである。

本願請求項４に記載の間隙水圧測定用調査器具は、前記請求項１から請求項３までのいずれか１項の器具において、前記フィルタが、前記本体管の長さ方向に沿って複数の部分に分割されていることを特徴とするものである。

本願請求項５に記載の間隙水圧測定用調査器具は、前記請求項１から請求項４までのいずれか１項の器具において、前記本体管の前記壁の外面に位置する第２の側に、前記第１の側から前記第２の側への流体の流れの一部を阻止し、反対方向への流体の流れを許容する逆止弁が配置されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、フィルタにより土砂の侵入が阻止されるので、計測時に土砂が器具を通して堤防横断構造物内に流入するおそれがない。また、計測に用いる計測具は特殊なものを使用する必要がないので、低コストかつ容易な点検が可能になる。また、フィルタを不織布で被覆することにより、フィルタの耐久時間を長くすることができる。さらに、堤防横断構造物の壁の外面に隙間が生じている場合には、フィルタおよびキャップを取り外すことにより、本体管を通してグラウトを注入することもできる。

図１（ａ）は本発明の好ましい実施の形態に係る間隙水圧測定用調査器具の長さ方向断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の線１ｂ−１ｂに沿って見た図、図１（ｃ）は図１（ａ）の線１ｃ−１ｃに沿って見た図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る間隙水圧測定用調査器具の分解斜視図である。 図３（ａ）は図１（ａ）の部分３ａの拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）の線３ｂ−３ｂに沿って見た図、図３（ｃ）は逆止弁の開放状態を示した図、図３（ｄ）は逆止弁の閉鎖状態を示した図である。 図１（ａ）の間隙水圧測定用調査器具が堤防横断構造物の壁に設置されている状態を示した図である。 図１（ａ）の間隙水圧測定用調査器具に計測器が取り付けられている状態を示した図である。 図６（ａ）は堤防横断構造物を示した概略図、図３（ｂ）は堤防横断構造物の側壁に設置されている状態を示した図、図３（ｃ）は堤防横断構造物の底壁に設置されている状態を示した図である。

次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る間隙水圧測定用調査器具について詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の好ましい実施の形態に係る間隙水圧測定用調査器具の長さ方向断面図、図２は、間隙水圧測定用調査器具の構成要素をそれぞれ示した分解斜視図である。図１（ａ）において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る間隙水圧測定用調査器具は、本体管１２を備えている。

本体管１２は、両端が開放した円筒形の管状部材によって形成されている。本体管１２の長さは、設置しようとする堤防横断構造物の壁厚にほぼ等しくなるように選定されている。好ましくは、本体管１２は、ステンレス鋼で形成されている。

本体管１２の一方の側（すなわち、堤防横断構造物の外面に位置する側）には、間隙水圧測定用調査器具１０を堤防横断構造物の外面に固定するための固定板１４が取り付けられている。固定板１４は、図１（ｂ）に示されるように、中央に本体管１２の内径よりも小さな開口１４ａが設けられ、周囲に固定板１４（すなわち、間隙水圧測定用調査器具１０）を堤防横断構造物の外面に固定する締結具（例えば、ボルト）を通すための複数の締結具用孔１４ｂが設けられている。

本体管１２の他方の側（すなわち、堤防横断構造物の内面に位置する側）には、キャップ１６が取り付けられている。図１（ｃ）は、図１（ａ）の線１ｃ−１ｃから見た図であり、キャップ１６を明瞭に示すため、後述する計測バルブ１８および保護キャップ２０が取り外された状態で図示されている。キャップ１６は、円筒形の周壁１６ａおよび周壁１６ａの一端に配置された端壁１６ｂによって形成された凹部空間１６ｃを有しており、端壁１６ｂの中央に開口１６ｄが設けられている。キャップ１６の凹部空間１６ｃには、計測バルブ１８が収容されており、計測バルブ１８の先端がキャップ１６の開口１６ｄに装着されている。計測バルブ１８は、市販のものを使用してよく、不使用時には閉鎖しているが、後述する計測器の先端を計測バルブ１８に挿入すると、弁が開放して本体管１２内の圧力を計測することができるようになっている。キャップ１６は、周壁１６ａの外面に設けられた雄ねじ（図示せず）を本体管１２の内面に設けられた雌ねじ（図示せず）にねじ込むことによって、本体管１２の他方の側に取り付けられているが、他の方法によって取り付けてもよい。

キャップ１６の凹部空間１６ｃは通常、保護キャップ２０によって閉鎖されており、使用時（すなわち、計測時など）に取り外して計測器の挿入などの作業を行うようになっている。保護キャップ２０は、その周壁外面に設けられた雄ねじ（図示せず）をキャップ１６の凹部空間１６ｃの内壁に設けられた雌ねじ（図示せず）にねじ込むことによって、キャップ１６に取り付けられているが、他の方法によって取り付けてもよい。

なお、本体管１２の他方の側には、間隙水圧測定用調査器具１０を堤防横断構造物の内面に固定するためのフランジ１２ａが設けられており、フランジ１２ａを締結具でボックスカルバートの内面に固定するようになっている。

本体管１２の一方の側から所定距離内側の箇所には、逆止弁２２が配置されている。逆止弁２２は、本体管１２の一方の側から他方の側への流体の流れの一部を阻止する（図３（ｃ）参照）が、他方の側から一方の側への流体の流れは許容する（図３（ｄ）参照）ようになっている。図３（ａ）〜図３（ｄ）には、逆止弁２２を本体管１２の内部の適所に取り付けるためのベース２２ａと、開口を部分的に覆うように端部がベース２２ａに取り付けられたゴム製プレート２２ｂと、ゴム製プレート２２ｂの一方の側において開口が位置する部分に取り付けられたステンレス製プレート２２ｃ１と、ゴム製プレート２２ｂの一方の側においてベース２２ａに隣接した箇所に、ステンレス製プレート２２ｃ１と間隔を隔てて取り付けられたステンレス製プレート２２ｃ２とを有する逆止弁２２（弁蓋に相当するゴム製プレート２２ｂおよびステンレス製プレート２２ｃ１が弁開口の全体を覆っていない（部分２２ｄが開放している）ため、弁の閉鎖時であっても、本体管１２の一方の側から他方の側への流体の流れの一部が許容される）が図示されているが、他の一般的な型式の逆止弁２２を使用してよい。なお、図示されている逆止弁２２の閉鎖時の隙間（部分２２ｄ）の大きさは、単なる例示的なものにすぎず、図示された形態に限定されるものではない。

本体管１２のキャップ１６と逆止弁２２との間には、フィルタ２４が配置されている。フィルタ２４は、透水性でかつ土砂の透過を防止する材料で形成されている。好ましくは、フィルタ２４としては、プラスチック製の三次元立体網目構造を有する土木用排水材が用いられる。このような土木用排水材の例としては、例えば、新光ナイロン株式会社から商品名「ヘチマロン」として販売されているものがあげられるが、同様の効果を有するものであれば、他の排水材を用いてもよい。

好ましくは、フィルタ２４は、不織布２４ａで周面が被覆されている。不織布２４ａとしては、ポリエステル合成繊維、ポリプロピレンなどの公知の材料が用いられる。フィルタ２４を不織布２４ａで被覆することにより、フィルタ２４の過度の目詰まりを防止することができる。

また、好ましくは、フィルタ２４は、３つの部分に分割されている。すなわち、図１（ａ）および図２に示されるように、本体管１２の一方の側から、第１フィルタ２４¹ 、第２フィルタ２４² 、第３フィルタ２４³ の３つの部分に分割されている。第１フィルタ２４¹ と第２フィルタ２４² の長さが第３フィルタ２４³ の長さよりも短いものとして図示されているが、これは、土砂が堤防横断構造物の壁の外面の側から流入することを考慮したものであるが、このような形態に限定されるものではない。また、好ましくは、第１フィルタ２４¹ と第２フィルタ２４² との間、および第２フィルタ２４² と第３フィルタ２４³ との間に、フィルタ２４¹ 〜２４³ の過度の目詰まりを防止するため、不織布製の板２４ｂが配置されている。また、同様に、フィルタ２４¹ 〜２４³ の過度の目詰まりを防止するため、第１フィルタ２４¹ の第２フィルタ２４² と反対側の端部、および第３フィルタ２４³ の第２フィルタ２４² と反対側の端部にも、不織布製の板２４ｃが配置されている。

なお、図１において参照符号２６、２８は、水膨張ゴム、共回り防止具を表している。水膨張ゴム２６は、本体管１２とコンクリート穴との隙間に空隙があった場合の漏水を防ぐ役割を果たす。共回り防止具２８は、コンクリート打設時に本体管１２が回転しないようにするためのものである。

次に、以上のように構成された間隙水圧測定用調査器具１０の使用について説明する。間隙水圧測定用調査器具１０は、堤防横断構造物の壁の適所を貫通する孔内に配置されている（図６（ｂ）に示されるように、堤防横断構造物の側壁に配置してもよく、図６（ｃ）に示されるように、堤防横断構造物の底壁に配置してもよい）。図４は、堤防横断構造物の壁に配置された間隙水圧測定用調査器具１０を示した断面図（図の右側が堤防の地盤、図の左側が堤防横断構造物の内側である）である。通常時は、逆止弁２２により、土砂流の大部分が本体管１２内に流入しないようになっている。間隙水圧を計測しようとする場合には、保護キャップ２０を外し、計測バルブ１８に計測器を挿入する（図５参照）。すると、計測バルブ１８が開放するため、本体管１２内の圧力を計測することができる。なお、このようにして計測される圧力は、厳密には地盤内の間隙水圧ではないが、本体管１２内に流入する一部の土砂流の圧力を計測することによって、地盤内の間隙水圧を推測することができる。計測器自体は、公知の通常の型式のものを使用してよい。計測が終了すると、計測器を抜き、再び保護キャップ２０を装着する。

なお，計測器によって計測されたデータを、任意の通信回線網を介してサーバに送信し、サーバでこれらのデータを集中的に管理して、例えば地震水害警報の発令等に際して活用するように構成してもよい。

また、堤防横断構造物の外面に隙間が生じた場合には、本体管１２内の構成部品（キャップ１６、フィルタ２４など）を取り外し、このようにして形成された本体管１２を通してグラウトを注入することによって、隙間の補修作業に利用することもできる。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態では、フィルタ２４が３つの部分に分割されているが、単一のフィルタを使用してもよく、２つ又は４つ以上に分割してもよい。また、たとえば、キャップ１６の形状も例示的なものにすぎず、図示した以外の形状を採用してもよい。

１０ 間隙水圧測定用調査器具
１２ 本体管
１２ａ フランジ
１４ 固定板
１４ａ 開口
１４ｂ 締結具用孔
１６ キャップ
１６ａ 周壁
１６ｂ 端壁
１６ｃ 凹部空間
１６ｄ 開口
１８ 計測バルブ
２０ 保護キャップ
２２ 逆止弁
２４ フィルタ
２４¹ 第１フィルタ
２４² 第２フィルタ
２４³ 第３フィルタ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 不織布
２６ 水膨張ゴム
２８ 共回り防止具

Claims (5)

1. 間隙水圧測定用調査器具であって、
   堤防横断構造物の壁の適所を貫通する孔内に配置された本体管と、
   前記本体管の前記壁の内面に位置する第１の側に取り付けられ、中央に開口が設けられたキャップと、
   前記キャップの前記開口に先端が装着された計測バルブと、
   前記本体管の内部に配置され、透水性でかつ土砂の透過を防止する材料で形成されたフィルタとを備え、
   前記計測バルブに計測具を挿入することにより、本体管内の水圧を計測するように構成されていることを特徴とする器具。
2. 前記フィルタが、プラスチック製の三次元立体網目構造を有する土木用排水材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載された間隙水圧測定用調査器具。
3. 前記フィルタが、不織布で被覆されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された間隙水圧測定用調査器具。
4. 前記フィルタが、前記本体管の長さ方向に沿って複数の部分に分割されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された間隙水圧測定用調査器具。
5. 前記本体管の前記ボックスカルバート壁の外面に位置する第２の側に、前記第１の側から前記第２の側への流体の流れの一部を阻止し、反対方向への流体の流れを許容する逆止弁が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された間隙水圧測定用調査器具。

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