JP3314340B2 - 土木用遮水シートに用いる、スリットを入れたカバー付き逆止弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水を流下もしくは
貯留させる構造物（河川、開水路、水路トンネル、調整
池、水槽等。以下、「流下・貯留構造物」と略称する）
において、周辺地盤への水の流出防止を目的として構造
物内面に土木用遮水シートを布設する際に、その遮水シ
ートにこれを設置して、構造物内側から外側への水の流
出は防ぐ一方で外側から内側への流入を許す付帯物品、
すなわち逆止弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に水の流下・貯留構造物はコンクリ
ートで構築されていることが多い。しかし、コンクリー
トには間隙があり必ずしも不透水とは言い難く、構造物
から周辺への水の流出防止のために、当欄や「０００
３」に記載するような補助工法を施すことが必要な状況
にある場合がある。そのような水の流出防止に、遮水用
の皮膜を構築することを目的として、構造物の内面への
金属板（鋼板等）や化成品シートの布設、あるいは防水
塗装が実施されてきた。しかし、前者はその加工や構造
物への固定が難しく、また後者は塗装前に構造物内面を
完全に乾燥させる必要があるなど、施工が難しい面があ
った。

【０００３】「０００２」に記載した工法に対し、ゴム
や軟質塩化ビニル、あるいは繊維系の材料を使用した、
遮水用の皮膜の一種としての土木用遮水シートならば、
流下・貯留構造物の内面への布設の施工は容易であり、
かつ他の材料に比べ柔軟性が高いため、周辺地盤および
構造物変状に対してもシートが追従し、流出防止の機能
が維持されている。なお、この種のシートの固定につい
ては、構造物内の水の圧力でなされるように単に内面に
敷設されるか、ボルトやバンドで機械的になされてい
る。

【０００４】しかし、「０００２」「０００３」に記載
した流出防止の工法においては、流下・貯留構造物外部
の水とその水圧の問題が生じている。すなわち、内部か
ら外部への水の流出を抑えることにより同時に外部から
内部への水の流入を塞いでしまうため、外部からの地下
水などの水圧により遮水用の皮膜が圧迫されたり浮き上
げられてしまうことになる。そのような水圧は内径４．
５ｍ、厚さ２１ｍｍの鋼管のトンネル内張りを押しつぶ
す事例（平成１１年３月３日 那珂導水路水戸トンネル
（茨城新聞記事より））もあるほど大きい。

【０００５】「０００４」に記載した外部からの水圧を
下げるための一手段として、流下・貯留構造物の内面に
遮水用の皮膜を構築する際に、構造物壁と皮膜の間、ま
たは構造物外側に排水暗渠設備を設ける方法が行われて
いる。しかし、これは施工が難しい方法であるため、皮
膜による方法を放棄している場合がある。

【０００６】「０００５」とは別の方法としては、従来
から、構造物内部の水は流出させずに外部の水のみ構造
物内部へと流入させる逆止弁が工夫されてきた。すなわ
ち、図４に示すようなフラップ型やスイング型の逆止弁
が使用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】「０００６」に述べた
フラップ型やスイング型逆止弁には、以下のような欠点
がある。 （イ）弁の材料が金属やプラスチック等の硬質材料であ
るために、「０００３」で述べた軟質である土木用遮水
シートと一体化させることには困難が伴う。 （ロ）図４に示すように本体と弁との接触面積が狭いた
めに、小さな異物でも接触面に引っかかったときに弁が
完全に閉じ切れなくなる。すなわち、弁の閉口性能が損
なわれやすい。また、同様に本体への接続部がごく小さ
い蝶番のみであるため、その部分が長期間のうちに腐食
・疲労・破損する恐れがある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、以下のような手段を講じた土木用遮水シートに用い
る逆止弁を発明したものである（図３、図５）。 「０００７」（イ）項への解決手段：金属やプラスチッ
クではなく、本体の土木用遮水シートと同じ材料、もし
くは同様な遮水性をもち、かつゴム弾性的板バネ効果の
ある、遮水性をもつ軟質の材料を使用する。 「０００７」（ロ）項への解決手段：（イ）弁本体
（Ａ）を大きくすることにより、本体との接触面を大き
くし、通水穴（１）の直径の１倍程度以上の周面幅を確
保する。また、弁の固定端（蝶番相当部分）の強度を増
すため、固定部の寸法を長くとって接着する。 （ロ）弁にカバーを付ける、すなわち二重構造にするこ
とにより、その板バネ効果で、弁の閉口性能を高める。
ただし、マイナス効果として、開口性能は低下する。 （ハ）（ロ）項の欠点を解消するために、弁カバー
（Ｂ）に線状のスリット（２）を切り込む。そして、こ
のスリットの長さを調節することにより、閉口性能と開
口性能の相関性を調整する。すなわち、スリットの長さ
の調節により、外部からの流入水の量を調節することが
容易に可能となる。 （ニ）（ハ）項を具体的に説明すると、以下のようにな
る。すなわち、図７中の縦線範囲に示す弁カバー（Ｂ）
のスリットの上端と外周部の接着部の２箇所を結ぶ範囲
は、弁本体（Ａ）への抑えが効いていない開口部であ
る。スリットが短いならば開口部は小さく、一方で弁本
体（Ａ）を閉じておく力は強いため外部からの流入量は
少ない。逆にスリットが長い場合は開口部が大きく、そ
して弁本体（Ａ）を閉じる力は小さくなることから流入
量は増加する。以上の関係を図化したのが図８である。
以上の効果を発揮するスリットを設けた逆止弁が、「請
求項１」に提示したスリットを入れたカバー付き逆止弁
である。 （ホ）（ハ）項において、スリットの調節を容易にする
ために、スリット（２）にファスナー（３）を付帯した
構造とする場合が、「請求項２」に提示した、調節用フ
ァスナーを付けた、スリットを入れたカバー付き逆止弁
である。また本発明は、「０００６」に記載した従来品
に比べ、接着という非常に簡単な方法で作ることが出
来、かつ安価に製作することが可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明における逆止弁は、弁本体
（Ａ）、弁カバー（Ｂ）より構成されるものである。以
上の部品は、シート本体と同じ材料、もしくは同様に遮
水性を持ち、かつゴム弾性的板バネ効果のある材料より
切り出して作成する。その際、弁本体（Ａ）は弁カバー
（Ｂ）より小さく作成する。弁カバー（Ｂ）には外周部
より中心部へと向かう線状のスリット（２）を設ける
（図５）。このスリットの長さは「０００８」に記載し
たように弁からの流入量をどれだけ見込むかに応じて調
節する。また、スリットの長短の調節を容易に行なえる
ようにするために、スリット（２）にファスナー（３）
を付けることも可能である。

【００１０】流下・貯留構造物の内面に土木用遮水シー
トを布設した後（図９）、シート本体（３）に外部から
の流入水の通水穴を開口する（図１）。土木用遮水シー
トを布設するのに先立ち、逆止弁を設置する箇所周辺の
構造物内面については、土砂・塵芥等を注意深く清掃
し、かつ凹凸を均して平坦な面にする。その理由とし
て、供用後の逆止弁の通水穴への土砂・塵芥のつまり
や、凸凹により逆止弁そのものが湾曲してしまうことに
より弁の密着性が低下して、逆止弁の機能を阻害する恐
れがあるためである。

【００１１】通水穴（１）の上部に弁本体（Ａ）を重
ね、弁本体（Ａ）の外周部の一部を土木用遮水シート本
体（３）へと接着する（図２）。その際、水路等の流下
構造物であれば、接着する外周部は、水流の上流側の方
向とする方がよい。これにより、構造物内部の水は自ら
の水圧により弁本体（Ａ）を押さえ込んでしまい、シー
トの外部へと抜けることができない（＝正圧時）。逆に
構造物外部から流入してきてシート外部、すなわち構造
物の壁とシートの間に貯まる水は、その水圧が構造物内
部の水圧より高まった時点（＝負圧時）に弁本体（Ａ）
を押し上げてシート内部、すなわち構造物内部へと通水
することから、「０００４」に記載したような圧迫や浮
上りの問題は生じない。

【００１２】しかし、弁本体（Ａ）のみでは、それ自体
の平滑性の不足や、流下・貯留構造物内の水流の振動に
伴うめくれ上がりとその繰り返しによる疲労劣化によ
り、吸い付き性、すなわち密着性が不十分となる恐れが
あり、流出防止の機能が十分とは言い難い。そのような
弁本体（Ａ）のめくれあがりを防止することを目的とし
て、スリット（２）を設けた弁カバー（Ｂ）を弁本体
（Ａ）に重ね、そして、外周部のうちスリット周辺を除
く範囲をシート本体（４）と接着する（図３）。なお流
下構造物の場合、上記の接着しない範囲は下流側の方向
とすることが望ましい。これにより、弁本体（Ａ）のめ
くれ上がりが防止されるとともに、弁カバー（Ｂ）に接
着しない外周部が残っていること、およびスリット
（２）が開口していることにより、「００１１」で記載
した弁本体（Ａ）のもつ通水機能阻害の問題が解決され
る。

【００１３】以上の逆止弁は、図２、３に示す四角形の
みならず、図５に示すように三角形を含めた任意の多角
形、あるいは円形などの形状で作成が可能である。ただ
し、「００１２」に記載したような水流によるめくれ上
がりを少しでも防止するため、逆止弁において鋭角の角
はない方がよい。すなわち、図５に示すように、三角
形、四角形の場合の隅角やスリットの始点の角を切り落
としておくことが望ましい。

【００１４】「００１０」で述べた通水穴（１）単独の
場合において、通水穴（１）からの土木用遮水シート本
体（４）の劣化や、通水穴（１）周辺のシート本体
（４）の剛性が不足していることによる湾曲が懸念され
る場合には、通水穴（１）の周囲にシート本体（４）と
同質の材料を補強材として重ね張りして、通水穴（１）
周辺を補強することも有効といえる（図６）。

【００１５】

【発明の効果】土木用遮水シートに本発明を付けること
により、「０００４」に記載した流下・貯留構造物外部
の水圧による圧迫・浮き上がりの問題が大幅に解消され
る。従って本発明は、「０００３」に述べたように、も
ともと施工性の良い土木用遮水シートの汎用性を上述の
理由で放棄していたような場合も含めて、さらに広げる
ものであり、社会的に大きく貢献するものである。

【００１６】たとえば、地下水の変動の著しい地帯、あ
るいは山岳地における斜面崩落の危険地帯（地すべり地
帯など）に構築しようとする、もしくは既に構築されて
いる流下・貯留構造物においては、構造物からの水の流
出は周囲に各種の弊害を及ぼすことが多いため極力それ
を防がなくてはならない。その一方で、そのような箇所
では周辺の地下水位がかなり高くなる場合もあり、外部
の水を構造物内へ導くことにより水圧が高まらないよう
にすることも重要である。本発明は上記のようなケース
において、外部への水の流出を防ぎ、一方では外部から
の水の流入を許すことにより、外水圧の上昇の抑制を容
易に実現できる。すなわち、本発明を付帯した土木用遮
水シートを上述の各種弊害をなくするための有効な対策
工法として採用することが可能となる。

【００１７】「００１６」に述べたケースにおいて、外
部の水圧が極端に高い、あるいは逆に低い、等の状況に
応じて、「０００８」に記載したようにスリットの長さ
を変えるという簡単な作業により、外部からの流入水の
量を調節することができる。すなわち、土木用遮水シー
トの施工の段階においてでも、さらにはその供用後であ
っても、現場状況に応じた変更が容易に可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】土木用遮水シートの本体に通水穴を開口した状
況の平面図および断面図である。

【図２】図１に引き続き、弁本体を取り付けた状況の平
面図および断面図である。

【図３】図２に引き続き、弁カバーを取り付けた状況の
平面図および断面図である。

【図４】従来からある、フラップ型の逆止弁の平面図お
よび断面図である。

【図５】逆止弁の材料の平面図である。

【図６】図１から図２に至る前に、通水穴の周囲を補強
した状況の平面図および断面図である。

【図７】図３の状態において、弁カバーの抑えが効いて
いない範囲とスリット長さの関係を示す平面図である。

【図８】スリットの長さと開口度・閉口強さとの関係を
示すグラフである。

【図９】本発明の実施形態の一例（開水路の場合）を示
す斜視図である。

【符号の説明】

Ａ 弁本体 Ｂ 弁カバー １ 通水穴 ２ スリット ３ ファスナー ４ 土木用遮水シート本体 ５ 流下・貯留構造物の壁体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周辺地盤への水の流出防止を目的として構
   造物の内面に布設する土木用遮水シートにおいて、以下
   のように作成する、スリットを入れたカバー付き逆止
   弁。 （イ）シート本体（４）と同じ材料、もしくは同様な遮
   水性をもち、かつゴム弾性的板バネ効果のある軟質の材
   料を使用し、弁本体（Ａ）、弁カバー（Ｂ）を作成す
   る。その際、弁本体（Ａ）は弁カバー（Ｂ）より小さく
   作成する。また、弁カバー（Ｂ）には外周部より中心部
   へと向かう線状のスリット（２）を設ける（図５）。 （ロ）シート本体（３）に通水穴（１）を開口する。通
   水穴（１）は弁本体（Ａ）より小さく作成する（図
   １）。 （ハ）通水穴（１）を覆うように弁本体（Ａ）を重ね、
   弁本体（Ａ）の外周部の一部をシート本体（３）と接着
   （熱融着含む）する（以下、「接着する」と略称する）
   （図２）。 （二）弁本体（Ａ）を覆うように弁カバー（Ｂ）を重
   ね、弁カバー（Ｂ）の外周部のうちスリット（２）周辺
   を除く範囲をシート本体（３）と接着する（図３）。
2. 【請求項２】「請求項１」（イ）項に際して、スリット
   の長短の調節用のファスナーを付けた、スリットを入れ
   たカバー付き逆止弁。