JP2018040190A - 貯水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工用資材が比較的少なく、施工も容易であり、耐震性にも優れた、貯水構造を提供する。【解決手段】貯水構造１００は、地盤Ｇ中に埋設された可撓性を有する管状体であるジャバラ管１０と、地盤Ｇ上に形成された路盤層１１と、路盤層１１上に形成された透水層１２と、ジャバラ管１０内に貯留された水Ｗを地上に汲み出す出水手段であるポンプＰと、を備えている。ジャバラ管１０は、地盤Ｇ中に浸透してきた水をジャバラ管１０内に流入させる透水部である複数の貫通孔１０ａと、貫通孔１０ａを通ってジャバラ管１０内に流入した水Ｗを貯める貯留部１０ｂと、を備えている。ジャバラ管１０の外周には通水層１９が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、グラウンド、広場あるいは駐車場などに降り注いだ雨水などを地中に浸透させて貯留する貯水構造に関する。

雨水を有効利用するため、地面に降り注いだ雨水を地中に浸透させて貯留する様々な貯水構造が開発されている。従来の貯水構造の中で本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１に記載された「雨水地下濾過給水装置」、特許文献２に記載された「農地用地下埋設式貯留槽」あるいは特許文献３に記載された「貯水槽構造」などがある。

特開２００５−１６２６９号公報 特開２００９−１５０１７９号公報 実用新案登録第３１４５５３５号公報

特許文献１記載の「雨水地下濾過給水構造」は、雨水を循環させて濾過することにより、清浄な水を再利用することができるとともに、非常時の給水タンクとしても利用することができる点において優れているが、空洞の貯水槽を地中に構築する必要があるため、これを支える頑丈な構造を形成するのに、多くの建設資材と多大な労力を必要とする。

また、特許文献１記載の「雨水地下濾過給水構造」は、大地震などが発生して地盤に変動（地割れや断層など）が生じると、貯水槽や防水シートが破損して貯留水が流出してしまう可能性がある。

一方、特許文献２に記載された「農地用地下埋設式貯留槽」及び特許文献３に記載された「貯水槽構造」においては、複数のブロックを組み合わせた構造体を貯水槽内に配置するので、貯水槽自体の構造は簡略化されるが、多数のブロックが必要であり、ブロックの組立作業も煩雑である。また、大地震などが発生して地盤に変動（地割れや断層など）が生じると、貯水槽が破損して貯留水が流出してしまう可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、施工用資材が比較的少なく、施工も容易であり、耐震性にも優れた、貯水構造を提供することにある。

本発明に係る貯水構造は、地盤中に水平状態若しくは勾配をつけた状態で埋設された可撓性を有する管状体と、前記地盤上に形成された路盤層と、前記路盤層上に形成された透水層と、前記管状体内に貯留された水を汲み出す出水手段と、を備え、
前記管状体が、前記地盤中に浸透してきた水を前記管状体内に流入させる透水部と、前記透水部を通って前記管状体内に流入した水を貯める貯留部と、を備えたことを特徴とする。

ここで、前記貯水構造においては、前記地盤を形成する土砂と前記管状体の外周との間の少なくとも一部に、砂利材若しくは砕石材で形成された通水層を設けることができる。

また、前記貯水構造においては、前記管状体内に貯留された水を所定の排水処理経路へ排出する排水経路と、前記排水経路を開閉する開閉バルブと、を設けることができる。

さらに、前記貯水構造においては、前記管状体として、ジャバラ管若しくは鋼製樹脂管を使用することができる。

一方、前記貯水構造においては、前記透水層を、砕石材若しくは土砂材と、固化剤と、団粒化剤と、水との混練物を固化させることによって形成することができる。

本発明により、施工用資材が比較的少なく、施工も容易であり、耐震性にも優れた、貯水構造を提供することができる。

本発明の実施形態である地下貯水構造を示す一部省略平面図である。 図１中のＡ−Ａ線における断面図である。 図２中のＢ−Ｂ線における断面図である。 その他の実施形態である地下貯水構造を示す一部省略平面図である。 図４中のＣ−Ｃ線における断面図である。

以下、図１〜図５に基づいて、本発明の実施形態である貯水構造１００，２００について説明する。

初めに、図１〜図３に基づいて貯水構造１００について説明する。図１，図２に示すように、貯水構造１００は、地盤Ｇ中に埋設された可撓性を有する管状体であるジャバラ管１０と、地盤Ｇ上に形成された路盤層１１と、路盤層１１上に形成された透水層１２と、ジャバラ管１０内に貯留された水Ｗを地上に汲み出す出水手段であるポンプＰと、を備えている。ジャバラ管１０は、地盤Ｇ中に浸透してきた水をジャバラ管１０内に流入させる透水部１０ｅを構成する複数の貫通孔１０ａと、貫通孔１０ａを通ってジャバラ管１０内に流入した水Ｗを貯める貯留部１０ｂと、を備えている。

図１に示すように、貯水構造１００は、地中壁１３で包囲された領域に形成され、地中壁１３の一部に内接する状態でピット１４が設けられている。地中壁１３の平面視形状は四角形であるが、この形状に限定するものではなく、地中壁１３なしで貯水構造１００を形成することもできる。

図１に示すように、ジャバラ管１０は下流部１０ｄにて一本化され、ピット１４の部分を根元とする樹枝形状をなすように配管されており、ジャバラ管１０全体がピット１４に向かって緩やかな下り勾配をなすように埋設されている。ジャバラ管１０の配管形態は限定しないので、施工現場に対応した配管とすることができる。また、ジャバラ管１０の代わりに可撓性を有する鋼製樹脂管を使用することもできる。

ピット１４は、天井部以外の五面が、地中壁１３の一部及び隔壁Ｗで区画された箱体状の地下空間であり、透水層１２の表面１２ａと略同一平面をなす開口部１４ａに開閉蓋１４ｂが取り付けられている。ピット１４の内部にはジャバラ管１０の下流部１０ｄと連通する合流管１５が配管され、ジャバラ管１０内に貯留された水Ｗを汲み上げるためのポンプＰが合流管１５に連結されている。また、合流管１５においてポンプＰよりも下流側の位置に開閉バルブ１６が配置され、開閉バルブ１６の下流側に排水経路１７が接続されている。

図３に示すように、地盤Ｇを形成する土砂とジャバラ管１０の外周との間に、砂利材（若しくは砕石材）で形成された通水層１９が設けられている。通水層１９はジャバラ管１０の外周面に接した状態で、ジャバラ管１０の外周を全周に亘って包囲するように形成されている。通水層１９の上面は、地盤Ｇの上面と略同一平面をなし、路盤層１１の下面に接している。ジャバラ管１０に開設された複数の貫通孔１０ａは、ジャバラ管１０の軸心１０ｃより上方であって軸心１０ｃを中心とする９０度の範囲内に分散配置され、前記９０度の範囲が透水部１０ｅを構成している。また、透水部１０ｅより下方であってジャバラ管１０の軸心１０ｃを中心とする２７０度の範囲が貯留部１０ｂを構成している。

なお、貫通孔１０ａの形状や配置状態、透水部１０ｅ及び貯留部１０ｂの構成範囲などは限定しないので、施工条件に応じて適宜設定することができる。また、貫通孔１０ａにろ過手段を配置したり、貫通孔１０ａの代わりに網目状の貫通領域を設けたりすることもできる。

路盤層１１は、粒径０．０７５ｍｍ〜４０．０ｍｍ程度の砕石材（若しくは砂利材）を地盤Ｇ上に積層することによって形成されている。

透水層１２は、砕石材（若しくは土砂材）と、セメント系固化剤と、団粒化剤と、水との混練物を路盤層１１上に打設して、固化させることによって形成されている。前記混練物の組成は限定しないが、本実施形態では、１立方メートルの砕石材（粒径０．０７５ｍｍ〜４０ｍｍ程度）に対し、４０ｋｇ〜１２０ｋｇのセメント系固化材と、１〜２リットルの団粒化剤と、適量の水とを混合して前記混練物を形成している。

前記団粒化剤は、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンアミンとの複合体からなる高分子化合物を含むものが望ましく、本実施形態では、有限会社グローバル研究所の「（商品名）ＳＳ−Ｍ１」を水で３０〜６０倍に希釈したものを使用しているが、これに限定するものではない。

前述した混練物を、図３に示す路盤層１１上に打設して転圧すると、混練物が固化する過程において、団粒化剤中のイオンの作用により、隣接する個々の砕石粒同士の間において、砕石材中に含まれる岩石の粉粒成分とセメント系固化剤とが立体的な団粒構造を形成して連続した空隙が発生するとともに、セメント系固化剤の作用により、これらの空隙が外力で破壊されない程度に固化された透水層１２が路盤層１１上に形成される。透水層１２は前述した構造を備えているため、透水性だけでなく保水性をも発揮する。

図１〜図３に示す貯水構造１００の最上部に位置する透水層１２の表面１２ａに降り注いだ雨水などの水は、透水層１２から路盤層１１に向かって浸透していき、路盤層１１を通過して、地盤Ｇ及び通水層１９中へ浸透していく。地盤Ｇ中へ浸透した水はさらに下降していくが、通水層１９へ浸透した水は通水層１９中を下降していき、その一部は複数の貫通孔１０ａを通過してジャバラ管１０内へ流入し、貯留部１０ｂ内へ貯留される。ジャバラ管１０の貯留部１０ｂ内に貯留された水Ｗは、濾過機能を有する透水層１２、路盤層１１、通水層１９などを通過しているので、透明度が高く、清浄である。

図２に示すように、ジャバラ管１０の貯留部１０ｂ内に貯留された水Ｗはピット１４内に配置されたポンプＰを作動させ、開閉バルブ１８を開くことにより、地上に汲み出すことができる。ポンプＰの動力源は商用電源、発電機あるいは蓄電池などを使用することができるが、ポンプＰの代わりに手動式ポンプ（図示せず）を配置することもできる。

一方、集中豪雨やゲリラ豪雨などにより、大量の雨水が貯水構造１００の領域に降り注ぎ、図２に示すジャバラ管１０の貯留部１０ｂ内に貯留された水Ｗが過剰となったときなどは、ピット１４内の開閉バルブ１６を開くことにより、排水経路１７を経由して所定の排水施設に向かって排水することができる。

図１〜図３に示す貯水構造１００は、ジャバラ管１０を地盤Ｇ中に埋設し、地盤Ｇ上に路盤層１１及び透水層１２を形成することによって構築することができるので、施工用資材が比較的少なく、施工も容易である。また、ジャバラ管１０は可撓性を有するので、地震によって地盤Ｇに変動（地割れや断層など）が生じても容易に損傷することがなく、耐震性にも優れている。

さらに、地盤Ｇを形成する土砂とジャバラ管１０の外周との間及びジャバラ管１０と路盤層１１との間に、砂利材（若しくは砕石材）で形成された通水層１９が存在するので、地震による地盤Ｇの変動が生じたとき、地盤Ｇからジャバラ管１０に加わる力が緩和され、ジャバラ管１０の損傷防止に有効である。

次に、図４，図５に基づいて、本発明のその他の実施形態である貯水構造２００について説明する。図４，図５に示すように、貯水構造２００においては、図１に示すジャバラ管１０よりも内径の大きな鋼製樹脂管２０が地盤Ｇ中に埋設されている。図４に示すように、鋼製樹脂管２０は平面視形状が櫛形状をなすように配管されている。図３に示す貯水構造１００と同様、地盤Ｇと鋼製樹脂管２０との間及び鋼製樹脂管２０と路盤層１１との間には砂利材（若しくは砕石材）からなる通水層１９が形成され、地盤Ｇの上には路盤層１１及び透水層１２が形成されている。

図５に示すように、鋼製樹脂管２０は、地盤Ｇ中に浸透してきた水を鋼製樹脂管２０内に流入させる透水部２０ｅを構成する複数の貫通孔２０ａと、貫通孔２０ａを通って鋼製樹脂管２０内に流入した水Ｗを貯める貯留部２０ｂと、を備えている。鋼製樹脂管２０に開設された複数の貫通孔２０ａは、鋼製樹脂管２０の軸心２０ｃより上方であって軸心２０ｃを中心とする９０度の範囲内に分散配置され、前記９０度の範囲が透水部２０ｅを構成している。また、透水部２０ｅより下方であって鋼製樹脂管２０の軸心２０ｃを中心とする２７０度の範囲が貯留部２０ｂを構成している。

図４に示すように、櫛形状をなすように配管された鋼製樹脂管２０は下流部２０ｄにて一本化され、下流部２０ｄはピット２４内の合流管（図示せず）に接続されている。ピット２４内には、鋼製樹脂管２０内に貯留された水を汲み上げるためのポンプ（図示せず）が配置され、このポンプが合流管に連結されている。

図１〜図３に示す貯水構造１００と同様、図４，図５に示す貯水構造２００においては、最上部に位置する透水層１２の表面１２ａに降り注いだ雨水などの水は、透水層１２から路盤層１１に向かって浸透していき、路盤層１１を通過した水は、地盤Ｇ及び通水層１９中へ浸透していく。地盤Ｇ中へ浸透した水はさらに下降していくが、通水層１９へ浸透した水の一部は、複数の貫通孔２０ａを通過して鋼製樹脂管２０内へ流入し、貯留部２０ｂ内へ貯留される。鋼製樹脂管２０の貯留部２０ｂ内に貯留された水Ｗは、濾過機能を有する透水層１２、路盤層１１、通水層１９などを通過しているので、透明度が高く、清浄である。

鋼製樹脂管２０の貯留部２０ｂ内に貯留された水Ｗはピット２４内に配置されたポンプを作動させることにより、地上に汲み出すことができる。貯水構造２００を構成する鋼製樹脂管２０の内径はジャバラ管１０（図１参照）の内径より大であるため、大量の水を貯留することができる。

図４に示す貯水構造２００は、鋼製樹脂管２０を地盤Ｇ中に埋設し、地盤Ｇ上に路盤層１１及び透水層１２を形成することによって構築することができるので、施工用資材が比較的少なく、施工も容易である。また、鋼製樹脂管２０は可撓性を有するので、地震によって地盤Ｇに変動（地割れや断層など）が生じても容易に損傷することがなく、耐震性にも優れている。

なお、図１〜図４に基づいて説明した貯水構造１００，２００は、本発明に係る貯水構造を例示するものであり、本発明に係る貯水構造は前述した貯水構造１００，２００に限定されない。

本発明に係る貯水構造は、グラウンド、広場あるいは駐車場などにおける貯水手段として土木建設業などの産業分野において広く利用することができる。

１０ ジャバラ管
１０ａ，２０ａ 貫通孔
１０ｂ，２０ｂ 貯留部
１０ｃ，２０ｃ 軸心
１０ｄ，２０ｄ 下流部
１０ｅ，２０ｅ 透水部
１１ 路盤層
１２ 透水層
１２ａ 表面
１３ 地中壁
１４，２４ ピット
１４ａ 開口部
１４ｂ，２４ｂ 開閉蓋
１５ 合流管
１６，１８ 開閉バルブ
１７ 排水経路
１９ 通水層
２０ 鋼製樹脂管
１００，２００ 貯水構造
Ｇ 地盤
Ｐ ポンプ
Ｗ 水

Claims (5)

1. 地盤中に水平状態若しくは勾配をつけた状態で埋設された可撓性を有する管状体と、前記地盤上に形成された路盤層と、前記路盤層上に形成された透水層と、前記管状体内に貯留された水を汲み出す出水手段と、を備え、
   前記管状体が、前記地盤中に浸透してきた水を前記管状体内に流入させる透水部と、前記透水部を通って前記管状体内に流入した水を貯める貯留部と、を備えた貯水構造。
2. 前記地盤を形成する土砂と前記管状体の外周との間の少なくとも一部に、砂利材若しくは砕石材で形成された通水層を設けた請求項１記載の貯水構造。
3. 前記管状体内に貯留された水を所定の排水処理経路へ排出する排水経路と、前記排水経路を開閉する開閉バルブと、を設けた請求項１または２記載の貯水構造。
4. 前記管状体が、ジャバラ管若しくは鋼製樹脂管である請求項１〜３のいずれかの項に記載の貯水構造。
5. 前記透水層が、砕石材若しくは土砂材と、固化剤と、団粒化剤と、水との混練物が固化したものである請求項１〜４のいずれかの項に記載の貯水構造。

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