JP2013189801A

JP2013189801A - 地下埋設型貯水槽

Info

Publication number: JP2013189801A
Application number: JP2012056587A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Takeda; 孝之武田; Toshihide Mochizuki; 敏秀望月; Osamu Sato; 佐藤　　修; Minoru Nojiri; 稔野尻; Shigeo Honma; 重雄本間
Original assignee: KANASASHI HEAVY INDUSTRIES CO Ltd; Tokai University
Current assignee: KANASASHI HEAVY INDUSTRIES CO Ltd; Tokai University
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP5919047B2

Abstract

【課題】浮上を阻止する対策としては、設置する周辺の地盤を強化したり、アンカーを取り付けたり、貯水槽を重量化したりすることが考えられるが、上記のような対策工法を採るのは工事が大掛かりとなるだけでなく、費用もかかることから、容易に採用できるものではない。
【解決手段】底版３１側の砕石が敷き詰められた石敷き詰め層１９と地上とを連通して上下方向に延びる排水通路３７と、底版３１側のコンクリート打設層２１に設けられ、断面凹状でその下側の石敷き詰め層側に向かって開口した状態で放射状に延びた誘導通路２３とを備え、排水通路３７が誘導通路２３の放射状部２７の合流する合流部を介して連通している。誘導通路２３に内方に向かう水流が生まれ、速やかに間隙水（Ｗ）は排水されることで過剰な水圧が消散する。
【選択図】図２

Description

本発明は地下埋設型貯水槽に係り、特に浮上防止機構を備えた地下埋設型貯水槽に関するものである。

従来から、特許文献１に記載されているような地下埋設型の貯水槽は知られており、既に各所に設置されている。
而して、最近では地震による液状化現象が懸念されている。地震が起こると、地下水位の高い砂質地盤が振動により液状化し、埋設されている貯水槽等には大きな浮力が働くと共に、周面と地盤とのせん断抵抗が失われて浮き上がりが生じる。

特開２００１−２４１０７０号公報

この浮上を阻止する対策としては、設置する周辺の地盤を強化したり、アンカーを取り付けたり、貯水槽を重量化したりすることが考えられるが、貯水槽はマンホールと異なりかなりサイズが大きいので、上記のような対策工法を採るのは工事が大掛かりとなるだけでなく、費用もかかることから、容易に採用できるものではない。
それ故、本発明は、上記課題を解決するために、比較的簡単な構造体を貯水槽に付設するだけで効果的に貯水槽の浮上を阻止できる、地下埋設型貯水槽を提供することを、その目的とする。

本発明は、上記課題を解決するものであり、請求項１の発明は、筒部と、前記筒部の下部を閉塞する底版と、前記筒部の上部を閉塞する頂版とで構成された槽本体と、前記槽本体内と連通して地上に延びるマンホールと、前記底版側の石敷き詰め層と地上とを連通して上下方向に延びる排水通路と、前記底版側のコンクリート打設層に設けられ、断面凹状でその下側の石敷き詰め層側に向かって開口した状態で放射状に延びた誘導通路とを備え、前記排水通路が前記放射状部の合流する合流部または放射状部どうしをつなぐ環状部で前記誘導通路と連通していることを特徴とする浮上防止機構を備えた地下埋設型貯水槽である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した地下埋設型貯水槽において、誘導通路の放射状部は半割りパイプをコンクリート打設層に埋め込んで形成したものであることを特徴とする地下埋設型貯水槽である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した地下埋設型貯水槽において、排水通路は誘導通路の合流部と連通し、底版と頂版を貫通して上方向に延びることを特徴とする地下埋設型貯水槽である。

請求項４の発明は、請求項１または２に記載した地下埋設型貯水槽において、排水通路は誘導通路の環状部と連通し、筒部の外面に沿って上方向に延びることを特徴とする地下埋設型貯水槽である。

本発明の地下埋設型貯水槽によれば、比較的簡単な構造体が付設されただけでありながら、効果的に浮上が阻止される。

本発明の第１の実施の形態に係る地下埋設型貯水槽の斜視図である。図１の縦断面図である。図１の誘導通路が現われている横断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る地下埋設型貯水槽の斜視図である。図４の縦断面図である。図４の誘導通路が現われている横断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る地下埋設型貯水槽の斜視図である。

本発明の第１の実施の形態に係る地下埋設型貯水槽１を、図１から図３にしたがって説明する。
図１、図２に示すように、地下埋設型貯水槽１の槽本体３は、立設された円筒部５と、円筒部５の下部を閉塞する底版３１と、円筒部５の上部を閉塞する頂版３９を備える。
円筒部５は、下部セグメント７と上部セグメント９からなり、下部セグメント７の上に上部セグメント９が組立てられている。上部セグメント９は下部セグメント７より小径になっている。各セグメント７、９は円弧を描くように湾曲した８枚の矩形の側板がリング状に組立てられボルト締結及び溶接により一体化されたものである。

側板１１は、湾曲した側板本体とその側板本体の縁辺に沿って取り付けられた継手板１３とからなり、隣り合った側板１１、１１の継手板１３、１３が重ね合わせてボルト締結されると共に溶接されて一体化している。
下部セグメント７と上部セグメント９のそれぞれの上下端に加えて、さらにその中間には、接合用に横リブが内方に張り出しており、下部セグメント７と上部セグメント９どうしも横リブが重ね合わされてボルト締結されると共に溶接されて一体化している。この横リブには底版３１と頂版３９のそれぞれの接合用のもの１５、１７が含まれている。

次に、底版３１側について説明する。
円筒部５の下方には、栗石（砕石）が入れられ、平らに打設された後に、間欠充填材（図示省略）が薄く播かれて転圧されて、石敷き詰め層１９が形成されている。
その上に、第１回目のコンクリートが流し込こまれ打設されている。この下側コンクリート層２１は横リブ１５の上端には付着せず、その横リブ１５は露出している。

下側コンクリート層２１内には、空洞の誘導通路２３が形成されている。図３に示すように、この誘導通路２３は、断面凹状でその下側の石敷き詰め層１９側に向かって開口しており、円筒部５の中心を円形の放射中心部２５として、そこから半径方向に均等角度で６本に分かれて放射状に延びて放射状部２７を為している。
この誘導通路２３の放射状部２７は下側コンクリート層２１に塩化ビニル製の半割りパイプ２９が埋め込まれて形成されたものである。
放射中心部２５はコンクリートを流し込む際に、ベニヤ板等で柵を設けておくことで画定されている。

底版３１は円弧状の６枚の底板がドーナツ状に組立てられ、隣り合う底板の継手板どうしが重ね合わされボルト締結され、さらに溶接されて一体化したものである。
下側コンクリート層２１を上方から覆うように、円形の底版３１が円筒部５内に嵌め込まれ、その外周部が横リブ１５上に載置されており、溶接により一体化している。
この底版３１の中心部には円形の穴３３が形成されている。この円形穴３３は上記した放射中心部２５と同軸上にあり、放射中心部２５より小さく設計されている。

底版３１の上には、第２回目のコンクリートが流し込まれ打設されて、上側コンクリート層３５が形成されている。
符号３７は排水管を示し、この排水管３７は底版３１に溶接されており、直状で上下方向に開口するように立った状態で配設されている。排水管３７の管径は上記した底版３１の円形穴３３の穴径より若干大きくなっており、排水管３７は円形穴３１を囲んでその穴縁上に立たせられている。

次に、頂版３９側について説明する。
円筒部５の上部に、頂版３９が取り付けられている。頂版３９も底版３１と同様に、円弧状の６枚の頂板がドーナツ状に組立てられ、隣り合う頂版の継手板どうしが重ね合わされボルト締結され、さらに溶接されて一体化したものである。
円筒部５を上方から閉塞するように、円形の頂版３９の外周部が円筒部５の横リブ１７上に載置されており、ボルト締結され、さらに溶接されて一体化している。

この頂版３９の中心部には円形の穴４１が形成されている。この円形穴４１は上記した底版３１の円形穴３３とほぼ同じ径に設計されている。排水管３７は円筒部５の上端を超えて上方に延びており、頂版３９を取り付けると、底版３１の円形穴３３と同軸上にある円形穴４１を通り抜けて突出した状態となる。

頂版３９の外周側には短い円筒状のコーミング４３が溶接され立設されている。このコーミング４３内にコンクリートが流し込まれ打設されて、コンクリート層４５が形成されている。
このコンクリート層４５は頂版３９から突出している排水管３７の外周部を取り巻いて固化しており、これにより排水管３７は安定的に立った状態となっている。
頂版３９には吸水管挿入や保守点検用に使用されるマンホール４７が構築されている。

上記したように、貯水槽１は潜函工法により構築されており、土をかけて埋め戻した後は、マンホール４７の他に、排水管３７が地上と繋がった状態となる。この排水管３７は通常は蓋体で閉塞されている。
排水管３７の開口端の周囲には補強用にコンクリートが流し込まれてコンクリートブロック４９が形成されている。
貯水槽１は、排水管３７とその周囲を除いては、排水管３７無しのものを同様に構成されており、説明は省略したが止水処理等も施され、底版３１側にはマンホール４７に相対してピット部も設けられている。

次に、液状化現象の発生した場合に働く浮上防止機構について説明する。
地震の際に、液状化現象が発生すると、水中に浮遊した砂粒子が再堆積に移行する際に間隙水を圧縮して静水圧より大きな過剰の間隙水圧を発生させることが浮き上がりの主な要因であると考え、この実施の形態の貯水槽１では、浮上防止機構により、間隙水を地上に速やかに逃がすことで、過剰の間隙水圧の速やかな消散を図っている。

この第１の実施の形態では、浮上防止機構は、誘導通路２３と、排水管３７とによって構成されている。
図２の矢印に示すように、石敷き詰め層１９の石（Ｓ）間にある間隙水（Ｗ）が誘導通路２３を通ってその放射中心部２５から排水通路としての排水管３７に導かれ、そこから上方に向かって送られ、最終的には地上で排水される。
誘導通路２３の放射状部２７には、図３に示すように内方に向かう水流が発生するので、石（Ｓ）が詰まり難い。

本発明の第２の実施の形態に係る地下埋設型貯水槽５１を、図４から図６にしたがって説明する。
地下埋設型貯水槽５１は第１の実施の形態に係る貯水槽１と槽本体３の構造は基本的には共通しているが、貯水槽１では排水機能を担う排水管３７が槽本体３の中心部を軸方向に貫通しているのに対して、この貯水槽５１では排水部が槽本体３の外周側に設けられている点が異なる。
従って、上記した異なる点を説明し、その他の同様な部分は貯水槽１の説明で示した符号と同じ符号を付することで説明を省略する。

貯水槽５１では、円筒部５を構成する下部セグメント７を円筒状の潜函ジグ５３が囲んでいる。この潜函ジグ５３は下部セグメント７より下方に延びている。
石敷き詰め層１９は潜函ジグ５３の下端より上側に敷き詰められている。石敷き詰め層１９の上の誘導通路２３は下部セグメント７の下端より下方に位置しており、その放射状部２７の半径外方端は潜函ジグ５３側に通じている。この潜函ジグ５３の下端は閉塞されている。
石敷き詰め層１９の潜函ジグ５３側と下側コンクリート層２１側に相対する側には、エキスパンドメタルで構成された砕石止め５５でカバーされており、石（Ｓ）の流出が阻止されている。

潜函ジグ５３の上端は下部セグメント７の上端と同じ高さにあり、上端も閉塞されている。
潜函ジグ５３の上面からは６本の排水分岐管５７が均等角度で分かれて立設されており、各排水分岐管５７の下端に対応した箇所に穴が開けられて排水分岐管５７と連通している。
各排水分岐管５７は上部セグメント９に外周面に沿って真直ぐに上方に延びた後、垂直に方向を変えて頂版３９側の上面を内方中心部に向かって延びている。排水分岐管５７は頂版３９上では誘導通路２３の放射状部２７と同じように延びており、中心部で収束して合流している。排水分岐管５７は放射状部２７と上下方向では重なり合うように配設されている。

排水分岐管５７は頂版３９上中心部に設けられた排水本管５９に連結して合流しており、この排水本管５９は上方に延びている。排水本管５９の外周にはコンクリートが流し込まれ打設されて補強部６１が形成されている。
排水本管５９は通常は蓋体で閉塞されている。

この実施の形態では、浮上防止機構は、誘導通路２３と、潜函ジグ５３で囲まれた断面環状空間と、排水分岐管５７と、排水本管５９とで構成されている。
図５の矢印に示すように、石敷き詰め層１９の石（Ｓ）間にある間隙水（Ｗ）が直接または誘導通路２３を通ってその放射状部２７の外端側から第１の排水通路としての潜函ジグ５３側に導かれ、そこからさらに第２の排水通路としての排水分岐管５７と排水本管５９を通って送られ、最終的には地上で排水される。
誘導通路２３の放射状部２７には、図６に示すように外方に向かう水流が発生するので、石（Ｓ）が詰まり難い。排水分岐管５７は頂版３９上では誘導通路２３の放射状部２７と同じパターンで配設され、そのままその縁で下方に向きを変えて上部セグメント９の外周面に沿って下方に延びているので、間隙水（Ｗ）は無駄に這わされること無く、速やかに地上に排水される。

本発明の第３の実施の形態に係る地下埋設型貯水槽７１を、図７にしたがって説明する。
地下埋設型貯水槽７１は第１の実施の形態に係る貯水槽１と槽本体３の構造は基本的には共通しているが、貯水槽１が潜函工法で設置されるものであったのに対して、この貯水槽７１は開削工法で設置されたものである。
従って、上記した工法の違いよる構造の異なる点を説明し、その他の同様な部分は貯水槽１の説明で示した符号と同じ符号を付することで説明を省略する。
開削工法は、土地の限られた場所に設置する場合が多いことから、槽本体７３は直方体状になっており、その下側の底版を構成する長方形のコンクリート基礎部７５に誘導通路７７が形成されている。この誘導通路７７は槽本体７３の形状に対応して、放射中心部７９も長方形になっており、そこから放射状部８１が延び出ている。なお、放射状部８１は槽本体７３の構造に対して設計されており、放射中心部７９側の仮想延長部が一点で交わってはおらず、均等角度で別れてもいないが、これも本発明での放射状部に含まれる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記の実施の形態では、いずれも槽本体は縦型円筒状や直方体のものが想定されているが、それに限定されず、例えば横長の楕円状のものや、横肩円筒状のものでもよい。
側版、底版、頂版を構成する部材の枚数は限定されず、組立ても溶接に限定されず、ボルト＋パッキンでもよい。
誘導通路の放射状部の数も、第２の実施の形態で示された排水分岐管の数も限定されず、増減可能である。

本発明の地下埋設型貯水槽は、従来の地下埋設型貯水槽と同様の材料で構成され、しかも慣法の潜函工法や開削工法で構築できる。

１…地下埋設型貯水槽（第１の実施の形態）
３…槽本体５…円筒部７…下部セグメント
９…上部セグメント１１…側板１３…継手板
１５、１７…横リブ１９…石敷き詰め層２１…下側コンクリート層
２３…誘導通路２５…（誘導通路の）放射中心部
２７…（誘導通路の）放射状部２９…半割りパイプ
３１…底版３３…（底板の）円形穴３５…上側コンクリート層
３７…排水管３９…頂版４１…（頂版の）円形穴
４３…コーミング４５…コンクリート層４７…マンホール
４９…コンクリートブロック
５１…地下埋設型貯水槽（第２の実施の形態）
５３…潜函ジグ５５…砕石止め５７…排水分岐管
５９…排水本管６１…補強部
７１…地下埋設型貯水槽（第３の実施の形態）
７３…槽本体７５…コンクリート基礎部７７…誘導通路
７９…（誘導通路の）放射中心部８１…（誘導通路の）放射状部
Ｓ…石Ｗ…水

Claims

筒部と、前記筒部の下部を閉塞する底版と、前記筒部の上部を閉塞する頂版とで構成された槽本体と、前記槽本体内と連通して地上に延びるマンホールと、前記底版側の石敷き詰め層と地上とを連通して上下方向に延びる排水通路と、前記底版側のコンクリート打設層に設けられ、断面凹状でその下側の石敷き詰め層側に向かって開口した状態で放射状に延びた誘導通路とを備え、前記排水通路が前記放射状部の合流する合流部または放射状部どうしをつなぐ環状部で前記誘導通路と連通していることを特徴とする浮上防止機構を備えた地下埋設型貯水槽。
請求項１に記載した地下埋設型貯水槽において、
誘導通路の放射状部は半割りパイプをコンクリート打設層に埋め込んで形成したものであることを特徴とする地下埋設型貯水槽。
請求項１または２に記載した地下埋設型貯水槽において、
排水通路は誘導通路の合流部と連通し、底版と頂版を貫通して上方向に延びることを特徴とする地下埋設型貯水槽。
請求項１または２に記載した地下埋設型貯水槽において、
排水通路は誘導通路の環状部と連通し、筒部の外面に沿って上方向に延びることを特徴とする地下埋設型貯水槽。