JP3771587B2 - 液体せき止め保護堤防、および該保護堤防を建設する方法および装置 - Google Patents

Description

技術分野
第１の面において本発明は液体せき止め保護堤防に関し、例えば液体が充填された可撓性のケーシング及び又は可撓性のスカート部を含み、これが表面、例えば地面に接し該表面上に垂直方向力が作用して該表面に圧着、碇着せしめ、該保護堤防は水側に面する第１の長い側縁と堤防の乾燥側に面する反対側の第２の長い側縁とを有する。
従来の技術
洪水現象は各種の区域および各種の環境で発生する。多くの洪水は過大な降水量のために湖水、川などの堤防を一時的に越えて、水流、すなわち湖水、川などの近傍の家屋に衝突する。洪水は地表面を越えて流れて、家屋に各種の損傷、例えば地下室を水で充填し、地上階を部分的に充填するなどの損傷を与える。この種の水による損害は修復するために費用がかかる。ある場合には水以外の流体、例えば油、燃料、化学薬品などが予期しない漏洩の結果として、広い又は狭い区域に流出する。
洪水の形式に無関係に洪水に対抗してその影響を制限する、すなわち何らかの形式の液体流をせき止める保護堤防を設けることに一般的な要望がある。家の所有者はその家を囲む堤防を設けて洪水が近接することを防止する。もし、漏れがあると保護堤防は液体を漏れの原因から遠ざけるように修復される。
保護堤防をつくる通常の方法は通常は鉱物質の固体材料を使用する。砂袋を人力的に高い列に積み上げることも通常の方法である。土を適宜の機械を使用して堤防に形成する方法もある。これらの方法には欠点がある。機械的な浚渫または掘削が可能である範囲において、この方法は時間がかかり、最終段階でのみ採用可能である。さらに、この方法では地面に穴その他の損傷を与える。砂袋は時間がかかり、労働力が必要である。多くの場合、機械または砂袋は洪水の直接環境で利用可能ではなく、従って堤防建設のために時間のかかる輸送が必要である。従って保護堤防の作成が間に合わない。
土の堤防および砂袋の保護堤防に関連する上述の不具合を解消するため、最近貯蔵、取扱い、輸送を潰した状態で行い、洪水の現場で液体、通常は水で充填するホース状のケーシングの形式の可動の堤防装置が開発された。このホースケーシング形式の堤防装置はＡＦ１３７５８５４号、ＥＰ４９６５１９号、ＵＳ３２４６４７４号、ＵＳ３８５５８００号、ＵＳ４７９９８２１号、ＵＳ５０４０９１９号の各明細書に記載されている。これらのホースケーシングの実質的な利点は、潰した状態で著しく小形であり、同時に使用状態では洪水の現場で豊富に利用可能な水を使用して保護堤防としてケーシングを碇着するに十分な重さを有するものとなされる点にある。このホースケーシングの形式の堤防装置の充分な量が洪水の生じた場所に迅速に円滑に運搬されて、これを水で充填するだけで作動状態となされる。公知のホースケーシングの形式の堤防装置の大部分は洪水側に折り返された明確な幅を有するスカート部をもっており、これが通常、釘またはスタッド状の碇止部材によって地面に固定され封止する。
別の可動の堤防装置として商標名ＰＯＲＴＡＤＡＭとして市販されるものがあり、これは非浸透性のスカート状の膜部材にして一方の長辺を地面に接し他方の長辺を防衛線に建設され複数の斜めの支持脚に当接せしめる。
従来の可動のまたは可搬性のせき止め装置を使用する保護堤防は通常、保護堤防の地面に接する部材がその全面において可能最大の密着性を地面に対して有するようにすることが必要である。そこで、従来の公知の構造は、地面に対する接触面積が大きいほど保護堤防の信頼性が高くなるという基本的思想に基づいていた。しかし、この基本的思想は部分的に誤った仮設に基づいている。すなわち、通常使用される水の場合、スカート部の上方側に作用する水圧によって地面に押し付けられているスカート部に漏れが始まるとスカート部の上方側と下方側との圧力差が実質的に減少する。スカート部の上方側と下方側との圧力差がなくなると碇着能力がなくなる。流体圧力による水の漏れがスカート部の下方側に拡がりおよび又は洪水側から乾燥側への水の流れが生ずると保護堤防は次第に碇着能力を失い、地面に対する封止能力を失い、最終的に防衛線が失われる。同様な圧力差の減少はスカート部を持たないで保護堤防を形成するホースケーシングの場合も存在している（例えばＥＰ４９６５１９号参照）。水がホースケーシングの地面と接する面の下方に漏れ始めると碇着能力は次第に減少し、洪水の水による水平方向力が碇着力を越えるとホースケーシングは浮動することになる。
この関係に関連して、洪水の水は地面の空隙部を通って流れ保護堤防の下面に揚力圧力を作成せしめる場合もある。
本発明の目的および要旨
本発明は上述従来の保護堤防の欠点を解消し、改良された保護堤防を提供することを目的としている。すなわち、本発明の主目的は洪水の水が保護堤防の地面と接する部材の下面で漏れ始めても良好な碇着能力を保持する保持堤防を提供することを目的としている。本発明によればこの目的は請求の範囲１の特徴項の記載によって達成される。
第２の点において、本発明は碇着力に信頼性のある保護堤防の建設方法を提供することを目的とする。
第３の点において、本発明は可動のせき止め装置を提供することを目的としており、これによって保護堤防は高い信頼性で碇着可能であり、容易かつ迅速に建設可能である。
本発明は、保護堤防が連続的碇着能力を保持することを保証し、排水手段が地面と地面に当接する堤防部材との間に挿入されており、該手段は堤防部材と地面との間の接触面積が部分的に乾燥状態、または大気圧状態であることを保証するものである。換言すれば排水手段は洪水の水が漏れても地面との接触面積全体に拡がらないことを保証する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明による、せき止め装置として建設された洪水防衛堤防の斜視図であり、詳細には一部を断面として示すホース状ケーシングを示す図。
図２は図１のケーシングの部分拡大斜視図。
図３は図１および図２のケーシングの断面図。
図４ないし図８は本発明の別の実施例を示す同様な断面図。
望ましい実施例の説明
図１において参照数字１は本発明によるせき止め装置全体を示し、これはホースケーシング形式で、表面２上に配置されており、水（洪水）３をせき止める。実際には、表面２は通常は地面で、例えば家屋に隣接している。地面は平坦でもよく、平坦でなくてもよい。地面の乾燥側は図１においてケーシング１の右側にあって、４として示される。
ケーシング１は３つの異なる部分５、６、７を含み、これらは内部的の可撓性の連結素子８で連結保持されている。図１および図２において部分５、６は地面に接しており、これら特定の部分が地面上に並列して配置され、第３の部分７が部分５、６上に、かつ両者間に配置される。
連結素子８は実際上各種の形式のものとすることができる。図２の実施例において網状または有孔の織物が三角形断面をなして軸線方向に延長しており、三つ葉のクローバ状の断面を有するケーシングを構成している。本発明は三つ葉のクローバ状の断面を有するケーシングに限定されるものでない。逆に、両端における三つ葉のクローバ状の断面から中央部における３つの円形の断面に変化するものであってよい。端部部分において連結素子８は保持され、または余分として残される。網状または有孔の織物の代りに他の素子、例えば軸線方向に間隔をおかれた複数組の帯状または紐状部材によって三角形素子を構成してもよい。重要なことは連結素子が充填液体のための自由な通路を与え、かつケーシングの異なる部分間にも液体のための自由な通路を与えることである。
ケーシング自体は非浸透性織物、例えばジオメンブレン（geomembrane）として市販されている形式のものでよい。連結素子８を設けることによって異なる部分５、６、７の間に緊縮せしめられた縦溝状の区域９が形成され、２つの隣接する部分間の区域における軸線方向限界線１０を含む。ケーシングは長い側縁に沿って接合され軸線方向限界線１０を限定する３つの別個の細長い織物から構成されるものであってよい。しかし、管状の材料を出発材料とし、その内側に適宜の方法で連結素子８を取り付けてもよい。液体が充填された作動状態において、それぞれのケーシング部分は円形、詳細には楕円形をなし、２つの下方部分の下面は平坦となるようにしてもよい。
ケーシングのそれぞれの部分は主機能がそれぞれ相違する。第１の下方部分５は洪水側に位置しており、地面に対する封止が重要である。第２の下方部分６は乾燥側４に面しており、碇着機能が重要である。第３の中央、上方部分７はケーシング全体を地面から所望の高さまで存在するようにする。この構造は上方部分より下方部分の幅が広いので、それ自体で安定性がある。さらに、水３に接触する面が傾斜しているから、洪水の圧力は垂直方向下方に向かう圧縮力を分力として与え、ケーシング内に充填された液体に加算されて碇着能力を増大する。
第１の下方部分５の下方には特殊の封止層１１が配置されている。この層は適宜の形式の封止材料、例えばフォームラバーから成り、ケーシング部分５と多少とも凹凸のある地面表面との間を通る水を防止し、または妨げる。ラバーその他の材料の代わりにベントナイト・マット、すなわち水と接触すると膨張する粘土質材料を含むマットを使用してもよい。
第２の下方部分６の下方には特殊の排水手段１２が設けられる。排水手段は形状づけられた多孔性または有孔性材料、例えば排水マット（市販名PLATON-mat）としてもよい。適宜の形状の特殊のスペーサを下方部分６の下方に配置してもよい。排水手段１２は別の形式の大面積装置、例えば可撓性マット、剛性の板などとして、その上面と下面との間に溝または空隙部を設けて、水が当該装置の一方の長い側縁から他方の側縁に流れるようにしてもよい。これらの装置は或る厚さを有するから下方部分６は地面から或る高さに保持される。実際には排水手段としてはサンドイッチ構造が望ましく、ジオテキスタイル（ポリマー繊維から成る織物）から成る上方および下方層と、剛性または半剛性材料の中間層から成り、中間層はプラスチック材料で卵のカートンに類似の多数のコップ状突起を有している。中間層は実質的な重量を有しており、突起間に自由な水の連通を与えるようになされる。
図１において、ケーシング１には孔１３があって、液体の充填および含まれる可能性のある空気の排出に使用する。孔１３はケーシングの端部付近に設け、他方端にも同様な孔を設ける。ケーシングの両端部間の適宜の位置にも付加的な孔（図示しない）を設けてもよい。孔には開閉可能な適当な弁または接手が設けられている。
図１ないし図３に示す保護堤防は以下のように作動する。保護堤防のそれぞれのケーシングが所望の防衛線に配置され、水が充填されると、ケーシングは該ケーシングに収容された水の重量に対応する力で地面に圧着される。この場合に、層１１は封止作用を行い、装置１２は排水作用を行う。従って、洪水の水３が封止層１１の下方で漏れ始めて該層と地面との接触区域を完全に通過しても、排水装置１２は通過した水を保護堤防の乾燥側に急速に排出する。この場合、下方部分６の底面側では大気圧または大気圧に近い圧力が維持される。すなわち、漏洩水が封止層１１を通過しているにも拘わらず、下方部分６が地面に与える碇着力は維持される。換言すれば、排水装置１２は保護堤防の碇着力を高い信頼性で与える。
図４を参照すると、排水層１２’が封止層１１’より著しく広く設けられている。すなわち、排水層１２’は図４の実施例では下方部分６の下面全体のみでなく、下方部分５の下面の或る部分まで延びている。
図５にＥＰ４９６５１９号に示される従来形式の保護堤防が示される。外側ケーシング１４内に２つの内側ケーシング１５、１５’が配置され、それぞれ水が充填されている。この公知のホースケーシングにおいて、外側ケーシング１４の下面全体が地面に接触している。この場合、排水装置１２”は外側ケーシングの底面側に延びて下方に挿入されており、その幅は望ましくは外側ケーシング１４の幅の１／２より大とするが、必ずしも大でなくともよく、外側ケーシング１４の全幅よりも必ず小とする。このことは、ケーシングの底面側の一部１１”が地面と接触して封止を与えていることを意味する。漏れた水が封止表面部１１”の下方を通過すると、排水装置１２”は迅速に漏れた水を保護堤防の乾燥側の方向に排出せしめる。
図６の実施例において、充填可能のホースケーシング１には可撓性のスカート１６が長い側縁に沿って洪水側に折り返されている。この場合排水装置１２”’はホースケーシング１の全幅に沿って延長するだけでなく、スカート１６の下方にも延長している。スカート１６は部分１１”’に沿って直接に地面に接しており、この部分で地面に対して封止している。勿論、スカート部１６は例えばジオメンブレンなどの材料から成り、この材料は水を浸透させず、スカート部１６はホースケーシング１に非浸透的に連結されている。
上述実施例において、排水装置１２は保護堤防を形成するホースケーシングに一体として示される、すなわち排水装置はそれぞれのホースケーシングに設けられている。しかし、本発明によれば、別の排水装置をホースケーシングの下方に取り付けてもよい。この場合、ホースケーシングを展開し水を充填する以前に地面上に排水装置を配置してもよい。これは図６に示すようなスカート部の有無に無関係である。図７には排水装置１２”’が、ホースケーシングやスカート部に連結されないで設けられた例を示している。
図８には上述した大面積の排水装置に代えてパイプ１７が示される。せき止め装置、例えばホースケーシング１の底面に孔あきのパイプまたは管１７を収容するための凹所が設けられ、洪水側から漏れた水はパイプまたは管１７に入って、その軸線方向に流れる。図８に明らかのように、パイプまたは管１７はせきとめ装置１の長手方向の２つの側縁の間の適宜な位置、望ましくは乾燥側より洪水側に近い位置に配置される。排水パイプまたは管とせきとめ装置の乾燥側の長手方向側縁との間は乾燥状態に保持される、すなわち漏れた水は地面のこの部分に到達しない。
発明の変形例
本発明は上述し図示した実施例に限定されるものではない。すなわち、水で充填される１つ以上のホースケーシングから成る保護堤防以外にも適用される。本発明は例えばポルタダム（PORTADAM）または同様な堤防に適用可能であり、これは機械的フレーム構造に隣接して膜状のスカート部を有している。

Claims (5)

1. 液体せき止め保護堤防にして、充填された可撓性のケーシング及び又は可撓性のスカート部の形態の一つの部材を含み、これが表面に接し該表面に垂直方向力を作用せしめて該表面に圧着、碇着せしめ、該保護堤防は洪水側に面する第１の長い側縁と保護堤防の乾燥側に面する反対側の第２の長い側縁とを有するものにおいて、前記表面（２）と前記部材との間に堤防に沿って軸線方向に延長し、洪水側から前記部材の下方に漏洩する可能性のある洪水液体を排水する手段（１２、１７）が設けられ、前記排水する手段が、該排水する手段の洪水側に最も近接する長い側縁から乾燥側まで延長する前記部材の底部側の区域を大気圧または大気圧に近い圧力に維持し、流体圧力に関して最大圧力差を達成して前記表面に対する保護堤防の封止を保持するようにしたことを特徴とする液体せき止め保護堤防。
2. 請求項１に記載の液体せき止め保護堤防にして、前記排水する手段がマットまたは板の形態の大面積手段（１２）を含み、その上面および下面間に溝または空隙部が設けられ、該溝または空隙部を介して液体が前記大面積手段の一方の長い側縁から離れて他方の長い側縁に向かう方向に通過することを可能とし、該大面積手段は所定の厚さを有することによって堤防部材の該手段上にある部分を前記表面上の或る高さに維持することを特徴とする液体せき止め保護堤防。
3. 請求項２に記載の液体せき止め保護堤防にして、前記大面積手段が堤防部材に永久的に取り付けられ、堤防部材を防衛ラインに配置することと関連して該手段が自動的に堤防部材に伴って配置されることを特徴とする液体せき止め保護堤防。
4. 請求項１ないし請求項３のいづれか１項に記載の液体せき止め保護堤防にして、洪水側の方向に突出するスカート部（１６）が設けられ、排水装置（１２'''）が実際のせき止め装置（１）の幅より大きい幅を有し、排水装置が部分的に前記スカート部（１６）の下方に突出していることを特徴とする液体せき止め保護堤防。
5. 液体せき止め保護堤防を建設する方法にして、該保護堤防は、充填された可撓性のケーシングおよび／または可撓性のスカートの形態の一つの部材を含み、これが表面に当接し、前記表面には該部材を圧接し碇着するための垂直方向力が作用し、前記保護堤防は洪水側に向けられた第１の長い側縁と保護堤防の乾燥側に向けられた第２の長い側縁とを有するものにおいて、前記表面（２）と前記部材との間に、堤防に沿って軸線方向に延長し、洪水側から前記部材の下方に漏洩する可能性のある洪水液体を排水する手段（１２、１７）を設け、洪水側に近接して配置された前記排水する手段の長い側縁から乾燥側まで延長する前記部材の底部側の区域を大気圧または大気圧に近い圧力に維持し、流体圧力に関連して最大圧力差状態を達成し、これが前記表面に対する保護堤防の封止を保持することを特徴とする方法。

Images