JP7073825B2 - 法面における酸性水排水構造および酸性水排水方法 - Google Patents

Description

この発明は、法面における黄鉄鉱に起因する酸性水を排水するための、法面における酸性水排水構造および酸性水排水方法に関する。

切取法面工事においては、切り取った法面の長期安定化のために、四角い枠状の法枠コンクリートを格子状に設置し、法枠内を緑化する（厚層基材を吹き付ける）ことが一般に行われている。一方、切取法面の地山に黄鉄鉱（ＦｅＳ_２）が含まれている場合、法面からの地下水の流出とともに、黄鉄鉱が水や空気と化学反応することで茶褐色の酸性水が析出する可能性がある。そして、酸性水が析出すると、法枠内を緑化した植物の育成阻害、法枠コンクリートの中性化による健全性の低下、および茶褐色変色による外観不良などの悪影響を及ぼす可能性がある。また、切取法面の地山に黄鉄鉱が含まれている限り、酸性水の析出を止めることはできない。

そこで、酸性水発生物質を含む盛土中の水を排出することができる、という排水構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この排水構造は、浸透した雨水を排出するために盛土を鉛直方向に貫通し、側面に通水孔が設けられた縦樋を設け、この縦樋の周囲に中和材を石等とともに設ける。そして、雨水と黄鉄鉱の接触で生じた酸性水を、中和材で中和した後に縦樋内に導くものである。

特開２０１０－２４２４５１号公報

ところで、地下水の浸透方向は一方向ではなく、あらゆる箇所、方向から地下水が浸透する。このため、特許文献１に記載の排水構造を適用する場合、多くの箇所に縦樋を設置して周囲に中和材等を配置しなければならず、大規模な工事となり現実的ではない。

そこでこの発明は、法面における酸性水を適正に排水可能で適用が容易な、法面における酸性水排水構造および酸性水排水方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、法面に四角い枠状の法枠が格子状に設置され、前記法枠の横方向に延びる横枠部に水抜き孔が形成され、上下に隣接する前記横枠部の水抜き孔同士が、前記法枠内の法面上に配設され長尺状で集排水性を有する集排水材で連結され、前記集排水材の外径よりも幅が大きく透水性を有する帯状の下敷き用透水マットが前記集排水材の下で前記法面に接し、かつ、上下の前記水抜き孔間を繋ぐように敷設され、透水性を有する帯状の透水マットが、前記法枠内の酸性水析出箇所から前記下敷き用透水マットに向かって下向きに配設され、かつ、前記透水マットの端部が前記下敷き用透水マットに重ねられており、前記酸性水析出箇所から析出した酸性水が、前記透水マットおよび前記下敷き用透水マットを介して前記集排水材に集水され、前記水抜き孔を通って下方に流れる、ことを特徴とする法面における酸性水排水構造である。

この発明によれば、酸性水析出箇所から析出した酸性水が、透水マットに透水・浸透して下向きに流れ、下敷き用透水マットを介して集排水材に集水され、集排水材を流れて下位の水抜き孔を通る。このようにして、各法枠内で析出した酸性水が順次下位の水抜き孔を通って下方に排水される。

請求項２の発明は、請求項１に記載の酸性水排水構造において、前記集排水材と前記透水マットと前記下敷き用透水マットとがコンクリート層によって覆われている、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の酸性水排水構造において、前記下敷き用透水マットの下面は、非透水性シートによって覆われている、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３に記載の酸性水排水構造において、最下端に位置する前記横枠部の水抜き孔から、前記酸性水を排水路に導く排水管を備える、ことを特徴とする。

請求項５の発明は、法面に四角い枠状の法枠を格子状に設置し、前記法枠の横方向に延びる横枠部に水抜き孔を形成し、上下に隣接する前記横枠部の水抜き孔同士を、前記法枠内の法面上に配設され長尺状で集排水性を有する集排水材で連結し、前記集排水材よりも幅が大きく透水性を有する帯状の下敷き用透水マットを前記集排水材の下で前記法面に接し、かつ、上下の前記水抜き孔間を繋ぐように敷設し、透水性を有する帯状の透水マットを、前記法枠内の酸性水析出箇所から前記下敷き用透水マットに向かって下向きに配設し、かつ、前記透水マットの端部を前記下敷き用透水マットに重ね、前記酸性水析出箇所から析出した酸性水を、前記透水マットおよび前記下敷き用透水マットを介して前記集排水材に集水し、前記水抜き孔を通して下方に流す、ことを特徴とする法面における酸性水排水方法である。

請求項１および請求項５の発明によれば、各法枠内で析出した酸性水が、透水マットおよび下敷き用透水マットを介して集排水材に集水されて水抜き孔を通って下方に流れるため、法面における酸性水を適正に排水することが可能となる。この結果、法面の健全性を長期的に維持することが可能となる（法面の風化防止、および、法枠コンクリートの中性化防止および変色化防止などが可能となる。）。しかも、上下に隣接する横枠部の水抜き孔同士を集排水材で連結し、下敷き用透水マットを集排水材の下で法面に接し、かつ、上下の水抜き孔間を繋ぐように敷設し、透水マットを酸性水析出箇所から下敷き用透水マットに向かって下向きに配設して端部を重ねればよいため、容易に適用することが可能（実現可能）である。

請求項２の発明によれば、集排水材と透水マットと下敷き用透水マットとがコンクリート層で覆われているため、集排水材と透水マットと下敷き用透水マットとを強固、安定に配設、固定することができるとともに、集排水材と透水マットと下敷き用透水マットとが変色して外観が損なわれるのを防止することができる。

請求項３の発明によれば、下敷き用透水マットの下面は、非透水性シートによって覆われているため、透水マットから流れた酸性水が法面側に流れずに、漏れなく効率的に排水することが可能となる。

請求項４の発明によれば、最下端に位置する横枠部の水抜き孔から、酸性水を排水路に導く排水管を備えるため、酸性水を漏れなく効率的に排水路に流すことができるとともに、横枠部から排水路までの面が酸性水で変色等するのを防止することができる。

この発明の実施の形態に係る法面の中央部における酸性水排水構造を示す側面断面図である。 この発明の実施の形態に係る法面の下端部における酸性水排水構造を示す側面断面図である。 図１の酸性水排水構造の正面図である。 図３のＡ－Ａ断面図である。 図１の酸性水排水構造における集排水材を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 この発明の実施の形態に係る法面における酸性水排水方法を示し、法枠内の酸性水析出箇所を確認した状態を示す正面図である。 図６に続いて、下敷き用透水マットと透水マットを配設した状態を示す正面図である。 図７に続いて、集排水材を配設した状態を示す正面図である。 この発明の実施の形態に係る法面に法枠を設置した状態を示す斜視図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１～図９は、この発明の実施の形態を示し、図１および図２は、この実施の形態に係る法面における酸性水排水構造（以下、単に「酸性水排水構造」という）を示す側面断面図であり、図１は、法面１０１の中央部を示し、図２は、法面１０１の下端部を示す。この酸性水排水構造は、切土や盛土などによって作られた斜面である法面１０１において、黄鉄鉱などに起因する酸性水Ｗを排水するための構造であり、各法枠１の枠内１ａで析出した酸性水Ｗを順次下方に流して排水するものである。

まず、法面１０１に四角い枠状の法枠１が格子状に設置されている。すなわち、図９に示すように、コンクリート（モルタルを含む）製で横方向・水平方向に延びる横枠部１１が法面１０１の上下方向に所定間隔で複数設置され、コンクリート製で縦方向・垂直方向に延びる縦枠部１２が法面１０１の左右方向に所定間隔で複数設置されることで、四角い枠状の法枠１が格子状に連続的に法面１０１に設置されている。従って、上下および左右に隣接する法枠１は、横枠部１１および縦枠部１２を共有する。

また、各法枠１の横方向に延びる横枠部１１の中央部には、図１および図３に示すように、上下に貫通する水抜き孔１１ａが形成され、さらに、この水抜き孔１１ａには、管状の水抜きパイプ２が挿入、装着されている。ここで、水抜きパイプ２の内径は、各法枠内１ａで析出した酸性水Ｗを下方に流せるように設定されている。

そして、上下に隣接する横枠部１１の水抜き孔１１ａ同士つまり水抜きパイプ２同士が、法枠内１ａに配設され長尺状で集排水性を有する集排水材４で連結されている。すなわち、集排水材４は、図５に示すように、線材を固めて形成されて多くの空隙を有することで、高い集水性と排水性を備えるもの（ヘチマ状・スポンジ状）で、かつ変形自在で、この実施の形態では、軸心に孔４ａを有する空中円管状に形成されている。このような集排水材４が各法枠１の枠内１ａに配置され、図１および図３に示すように、一端部が上位の水抜きパイプ２に挿入され、他端部が下位の水抜きパイプ２に挿入されている。ここで、集排水材４の内外径および集排水性は、各法枠内１ａで析出した酸性水Ｗを下方に流せるように設定されている。

さらに、集排水材４の下には、図３、図４に示すように、透水性を有する帯状の下敷き用透水マット３１が配設されている。すなわち、下敷き用透水マット３１は、多孔性で水の浸透性・透水性が高い帯状体で、下面が法枠内１ａの法面１０１に接して上下の水抜きパイプ２間を繋ぐように敷設されている。そして、長手方向のほぼ全長にわたって下敷き用透水マット３１の上面に接するように、集排水材４が配設されている。

ここで、下敷き用透水マット３１の幅は、集排水材４の外径よりも大きく、酸性水Ｗを漏れなく効率的に授受できるように設定されている。また、上下の水抜きパイプ２間を繋ぐように敷設されることで、下敷き用透水マット３１は、法面１０１に沿って下向きに配設されている。さらに、下敷き用透水マット３１の下面（法面１０１側）を非透水性のシートなどで覆い、後述する透水マット３２からの酸性水Ｗが法面１０１側に流れずに、漏れなく効率的に集排水材４に伝わるようにしてもよい。

また、透水性を有する帯状の透水マット３２が、法枠内１ａの酸性水析出箇所Ｐから集排水材４つまり下敷き用透水マット３１に向かって下向きに配設されている。すなわち、透水マット３２は、多孔性で水の浸透性・透水性が高い帯状体で、図７に示すように、下面が法枠内１ａの法面１０１に接して、一端側が酸性水析出箇所Ｐを覆い、他端側が下敷き用透水マット３１と重なるように敷設されている。

この際、一端側から他端側に下向きになるように、透水マット３２が配設されている。つまり、正面から見た状態で、下敷き用透水マット３１を幹として透水マット３２が上に延びる枝のように、透水マット３２が配設されている。このように、透水マット３２が下敷き用透水マット３１に向かって下向きに配設されているため、酸性水析出箇所Ｐから析出した酸性水Ｗが、自重によって法面１０１の斜面に沿って効率的に下敷き用透水マット３１に流れる。

また、この実施の形態では、下敷き用透水マット３１の上に透水マット３２の他端側が重なって、図８に示すように、その上に、集排水材４が配設されている。さらに、透水マット３２の幅は、酸性水Ｗを漏れなく効率的に授受できるように設定されている。ここで、酸性水析出箇所Ｐとは、法枠内１ａにおいて酸性水Ｗが析出している箇所あるいは析出すると予測される箇所であり、目視によって酸性水Ｗの析出や亀裂、変色などが確認できる箇所や、ＰＨ試験などで酸性水Ｗの析出が確認できる箇所などである。

このようにして、下敷き用透水マット３１、透水マット３２および集排水材４が配設されていることで、酸性水析出箇所Ｐから析出した酸性水Ｗが、透水マット３２と下敷き用透水マット３１を介して集排水材４に集水され、水抜き孔１１ａつまり水抜きパイプ２を通って下方に流れる。すなわち、酸性水析出箇所Ｐから析出した酸性水Ｗが、透水マット３２に透水・浸透して下向きに流れて下敷き用透水マット３１に伝わり、集排水材４に集水される。そして、酸性水Ｗが集排水材４を下方に流れて、下位の水抜きパイプ２を通って下位の法枠内１ａ側に流れる。このようにして、各法枠内１ａで析出した酸性水Ｗが、順次下位の水抜きパイプ２を通って下方に排水される。

さらに、下敷き用透水マット３１、透水マット３２および集排水材４が、コンクリート層５によって覆われている。すなわち、図３、図４に示すように、法枠内１ａの全面に対してコンクリートが吹き付けられて、コンクリート層５が形成されている。

一方、法面１０１の下端部つまり排水路１１０側においては、図２に示すように、最下端に位置する横枠部１１の水抜き孔１１ａつまり水抜きパイプ２から、酸性水Ｗを排水路１１０に導く排水管２１を備える。すなわち、最下端に位置する水抜きパイプ２に排水管２１の一端部が接続され、排水管２１が路面１０２に沿って敷設されて他端部が排水路１１０に達している。これにより、各法枠内１ａで析出した酸性水Ｗが、排水管２１内を流れて排水路１１０に排水されるようになっている。

ここで、排水路１１０の上面は、路面１０２と面一になっている。また、路面１０２にＵ字状の収容溝を形成し、この収容溝に排水管２１を配置、収容することで排水管２１が路面１０２から突出しないようにしてもよいし、排水管２１を地中に埋設し、排水路１１０に地中で接続してもよい。なお、この実施の形態では、最下端の横枠部１１においてＶ字状の溝１ｂが形成され、この溝１ｂから最下端の水抜きパイプ２の一部が露出している。

次に、このような構成の酸性水排水構造の作成方法、つまり、法面における酸性水排水方法（以下、単に「酸性水排水方法」という）について説明する。

まず、図９に示すように、法面１０１に四角い枠状の法枠１を格子状に設置する（法枠設置ステップ）とともに、各法枠１の横方向に延びる横枠部１１に水抜き孔１１ａを形成して、水抜きパイプ２を装着する（水抜き孔形成ステップ）。次に、図６に示すように、各法枠１に対して、目視やＰＨ試験などによって酸性水析出箇所Ｐを特定する（析出箇所特定ステップ）。続いて、図７に示すように、上下の水抜きパイプ２間を繋ぐように下敷き用透水マット３１を敷設するとともに、法枠内１ａの酸性水析出箇所Ｐから下敷き用透水マット３１に向かって、透水マット３２を下向きに敷設する（透水マット配設ステップ）。ここで、図７では、２つの酸性水析出箇所Ｐに対してそれぞれ透水マット３２が敷設されている。

次に、図８に示すように、上下に隣接する横枠部１１の水抜きパイプ２同士を、法枠内１ａに配設され長尺状で集排水性を有する集排水材４で連結する（集排水材配設ステップ）。そして、図３に示すように、法枠内１ａの全面を覆うようにコンクリート層５を形成する（コンクリート層形成ステップ）。また、最下端の水抜きパイプ２に排水管２１を接続して、排水管２１を排水路１１０まで延ばして配設するものである。

このように、この酸性水排水構造および酸性水排水方法によれば、各法枠１ａ内で析出した酸性水Ｗが、透水マット３２を介して集排水材４に集水されて水抜き孔１１ａつまり水抜きパイプ２を通って下方に流れるため、法面１０１における酸性水Ｗを適正に排水することが可能となる。この結果、法面１０１の健全性（非風化や非変色化など）を長期的に維持することが可能となる。しかも、上下に隣接する横枠部１１の水抜きパイプ２同士を集排水材４で連結し、透水マット３２を酸性水析出箇所Ｐから集排水材４に向かって下向きに配設すればよいため、容易に適用することが可能（実現可能）である。

また、集排水材４や透水マット３２などを含む法枠内１ａがコンクリート層５で覆われているため、集排水材４や透水マット３２などを強固、安定に配設、固定することができるとともに、集排水材４や透水マット３２などが変色して外観が損なわれるのを防止することができる。

さらに、下敷き用透水マット３１が集排水材４の下に配設され、この下敷き用透水マット３１に向かって透水マット３２が配設されているため、透水マット３２から流れた酸性水Ｗが、下敷き用透水マット３１を介して効率的に集排水材４に集水される。すなわち、下敷き用透水マット３１と透水マット３２が重なって面接触しているため、透水マット３２からの酸性水Ｗが下敷き用透水マット３１に効率的に流れる。しかも、下敷き用透水マット３１と集排水材４が長手方向のほぼ全長にわたって接触しているため、下敷き用透水マット３１から集排水材４に酸性水Ｗが効率的に透水・浸透する。この結果、法枠内１ａで析出した酸性水Ｗを漏れなく効率的に排水することが可能となる。

一方、最下端に位置する横枠部１１の水抜きパイプ２から、酸性水Ｗを排水路１１０に導く排水管２１を備えるため、酸性水Ｗを漏れなく効率的に排水路１１０に流すことができるとともに、横枠部１１から排水路１１０までの路面１０２が酸性水Ｗで変色等するのを防止することができる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、水抜き孔１１ａに水抜きパイプ２を装着しているが、水抜きパイプ２を配設しないで水抜き孔１１ａ同士を直接集排水材４で連結してもよい。また、上下に隣接する水抜きパイプ２が同心に配設されているが、法面１０１の形状などに応じて同心に配設しなくてもよい。

１ 法枠
１ａ 枠内
１１ 横枠部
１１ａ 水抜き孔
１２ 縦枠部
２ 水抜きパイプ
２１ 排水管
３１ 下敷き用透水マット
３２ 透水マット
４ 集排水材
５ コンクリート層
１０１ 法面
１１０ 排水路
Ｗ 酸性水
Ｐ 酸性水析出箇所

Claims (5)

1. 法面に四角い枠状の法枠が格子状に設置され、
   前記法枠の横方向に延びる横枠部に水抜き孔が形成され、
   上下に隣接する前記横枠部の水抜き孔同士が、前記法枠内の法面上に配設され長尺状で集排水性を有する集排水材で連結され、
   前記集排水材の外径よりも幅が大きく透水性を有する帯状の下敷き用透水マットが前記集排水材の下で前記法面に接し、かつ、上下の前記水抜き孔間を繋ぐように敷設され、
   透水性を有する帯状の透水マットが、前記法枠内の酸性水析出箇所から前記下敷き用透水マットに向かって下向きに配設され、かつ、前記透水マットの端部が前記下敷き用透水マットに重ねられており、
   前記酸性水析出箇所から析出した酸性水が、前記透水マットおよび前記下敷き用透水マットを介して前記集排水材に集水され、前記水抜き孔を通って下方に流れる、
   ことを特徴とする法面における酸性水排水構造
2. 前記集排水材と前記透水マットと前記下敷き用透水マットとがコンクリート層によって覆われている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の法面における酸性水排水構造。
3. 前記下敷き用透水マットの下面は、非透水性シートによって覆われている、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の法面における酸性水排水構造。
4. 最下端に位置する前記横枠部の水抜き孔から、前記酸性水を排水路に導く排水管を備える、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の法面における酸性水排水構造。
5. 法面に四角い枠状の法枠を格子状に設置し、
   前記法枠の横方向に延びる横枠部に水抜き孔を形成し、
   上下に隣接する前記横枠部の水抜き孔同士を、前記法枠内の法面上に配設され長尺状で集排水性を有する集排水材で連結し、
   前記集排水材よりも幅が大きく透水性を有する帯状の下敷き用透水マットを前記集排水材の下で前記法面に接し、かつ、上下の前記水抜き孔間を繋ぐように敷設し、
   透水性を有する帯状の透水マットを、前記法枠内の酸性水析出箇所から前記下敷き用透水マットに向かって下向きに配設し、かつ、前記透水マットの端部を前記下敷き用透水マットに重ね、
   前記酸性水析出箇所から析出した酸性水を、前記透水マットおよび前記下敷き用透水マットを介して前記集排水材に集水し、前記水抜き孔を通して下方に流す、
   ことを特徴とする法面における酸性水排水方法。

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