JPS61186603A - 止水用の土嚢 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、堤防の決壊時の止水や洗堀防止、あるいはト
ンネル工事における突発湧水に対する出水等に用いられ
る土嚢に関し、更に詳しくは、袋状体内に投入する土砂
の一部を吸水膨張性高分子材料で置換することによって
、作業時における軽量化、並びに積み上げられた土嚢壁
の水密化を図ることができるような改良された＋１−７
１／田＋唇＋ｒ　間中！　＋、　＃　−ｙｓ　４２［従
来の技術］ 洪水時における河川湖沼の堤防の決壊、あるいはトンネ
ル工事等における突発的な湧水は大きな災害をもたらす
。それを防止するため応急的な止水対策として大量の土
嚢が投入される。

土嚢は土を詰めた袋であり、かつては「かます」のよう
なむしろ製の袋が用いられていたが、近年では合成樹脂
製の偏平な紐を用いて平ｍりした袋が用いられることが
多い。

ところで土は粒状物質であり取り扱いが容易であること
、水密性を有すること、適度の密度があること、可塑性
を有するため種々の形状に馴染み易いこと、また何より
も入手しやすい材料であること等の理由により古くから
止木材料として多用されてきた。しかし粒状物であるた
め水流により流出洗堀され易く、そのままでは流動する
水を止めることは困難な場合が多い。

ところが袋に詰めると上記のような水に対する土の性質
を残しながら流出洗堀されるという欠点を回避できる。

それ故、土嚢は極めて単純な構造であるにもかかわらず
非常に優れた止水材であるといえる。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら災害の発生時あるいは突発的な事故の発生
時には大型の８ｉ械力が使えない場合が殆どであり、袋
への土詰め作業やその運搬作業はもっばら人力に頼らざ
るを得ない。従って土嚢が重いということは水流に対し
て流されずらいという利点がある反面、作業性が悪いと
いう大きな欠点となる。

また土嚢を構成する袋は前記のように比較的可撓性の良
好な材料が用いられるが、それでも充填された土同士の
直接的な接触が妨げられるから、積み上げた土嚢間に隙
間が生じるという問題がある。そこでより一層良好な水
密性を得ろためには、必要とされる止水壁の強度以上に
大量の土嚢を積み上げて、上方からの土嚢の圧力で相互
の隙間を塞ぐようにしなければならない。そのため必要
な作業量は更に一層多くなってしまう。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、運搬時における土嚢を軽量化することによって作業性
の大幅な改善を図ることができるようにするとともに、
水に浸漬された後は十分な重量を呈し、しかも必要最少
限の積み上げ量でも土嚢壁の水密性を十分高く維持する
ことができるような改良された止水用の土嚢を提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、袋
状体の内部に投入する土砂の一部を特殊な充填材で置換
したものである。ここで用いられる充填材は、浸水時に
内在物の膨張を阻害しない性質を有する被覆材料で吸水
膨張性高分子材料を包んだ構造をなす。そしてこの充填
材は、土嚢の使用条件等に応じてその内部に投入された
土砂中に１個ないし複数個埋設される。

ここで被覆材料としては、水溶性の材料、透水性を呈し
内在物の膨張力により容易に破壊し得ろ材料、あるいは
同じく透水性を呈し内在物の膨張に応して高い変形能力
をもつ材料等が用いられる。

［作用］ 本発明にかかろ止水用の土嚢は、透水性を有する強靭な
袋状体内に土砂を投入し、その中に前記充填材が埋設さ
れるように更に必要量の土砂を投入した後、封入するこ
とによって容易に製作できる。土嚢が所定の箇所に投入
され水に浸った時に、その水は袋状体−土砂→被覆材料
を通って吸水膨張性高分子材料に達し、それが自重の数
十倍ないし数百倍の水を吸収して膨張する。従って土嚢
は、積み上げられた後、内部における吸水膨張により土
嚢間の間隙が塞がれ水密性の向上が図られる。しかも吸
水膨張性高分子材料は膨張により歪量の大きな弾性体と
なり不透水性を呈するから土嚢自身の水密性も向上する
。

また土嚢は周囲の水分を中に取り込むことによって、充
填材は体積のみならず重量も増大す７１７　）−Ｉｒｔ
ｒＡｈ）＆橙λ１ｊｉｉＴ　／７’ｌ　；雷’を鐙晧１
ｒけト？恥的軽量であるが、止水個所に投入された後に
は吸水膨張性高分子材料その材料の数十ないし数百倍の
水分を吸収するため重量は著しく増大し流動する水の流
れに抗することができ、その面でも優れた止水作用を果
たす。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明について更に詳しく説明する
。第１図は本発明に係る止水用の土嚢の一実施例を示す
説明図である。基本的には透水性を有する強靭な袋状体
１０の内部に土砂１２を投入し開口部を封止した構造で
ある。袋状体１０は、従来同様、例えば合成樹脂の偏平
な紐を平織りしたものであってよい。

本発明が従来技術と顕著に相違する点は、土砂１２の中
に特殊な充填材１４を埋設する点である。この充填材１
４は浸水時に内在物の膨張を阻害しないような性質をも
つ被覆材料で吸水膨張性高分子材料を包んだ構造をなす
。このようにパックされた充填材１４は、土嚢内の土砂
１２中に１個ないし複数個分散して投入される。

とこて充填材１４を構成する被覆材料としては、水に可
溶性の材料、あるいは透水性を有し内部に充填されてい
る吸水膨張性高分子材料の膨張圧力により容易に破壊す
るような材料、あるいはその膨張に応じた高い変形能を
もつような材料等が選ばれる。この被覆材料は、吸水膨
張性高分子材料を土嚢の土詰め作業時に一定量づつ簡単
に取り出せるようにするとともに、内在する吸水膨張性
高分子材料の吸水膨張作用を制御する機能を果たす。つ
まり土嚢製造時および運搬時には膨張しにり（、止水個
所に投入されて浸水した時に膨張が顕著となるように調
整する機能を果たすものである。

次に吸水膨張性高分子材料としては、従来公知のデンプ
ン系、セルロース系、ポリビニルアルコール系、アクリ
ル糸導任意のものであってよく、例えばアクリル酸・ビ
ニルアルコール共重合体、アクリル酸ソーダ重合体、ア
クリル酸ソーダ・アクリルアミド共重合体、スターチ・
ポリアクリル酸共重合体等を主原料とし、他の材料を適
当に配合した粉末状のものあるいは所定の形状に成形し
たもの等が用いられる。そのうち例えばアクリル酸・ビ
ニルアルコール共重合体を主成分としたものが特に有効
である。

この種の材料は、液体状の水と接触するとその分子構造
中に水分子を取り込み、吸水すると同時にその体積を膨
張する作用がある。この吸水機構は半透膜による吸水現
象と同様の機構であるため吸水によって圧力が発生する
。また配合量の種類や量を変えることにより膨張量や膨
張速度を変えることもできる。

次に本発明に係る止水用の土嚢の使用法について説明す
る。この土嚢は前記のように袋状体１０の内部に土砂１
２を投入し、充填材１４を投入した後、更に必要量の土
砂１２を投入してから開口部を封止することによって製
造される。

勿論、充填材１４を複数個分散埋設してもよい。

袋状体１０の内部に投入する土砂１２の量は、充填材１
４が膨張する量を見込んで従来の場合よりも予め少なく
する。従って、土嚢は製造・運搬時にはかなり軽量化さ
れる。

このようにして製造された土嚢は、止水個所まで運ばれ
投入される。土嚢の周囲には多量の水が存在するから、
水は土嚢内に浸透する。やがて充填材１４に達すると、
その被覆材料を溶解して、あるいは透過して水分が更に
侵入する。

内部に充填されている吸水膨張性高分子材料は、周囲に
達した水分を吸収して第１図白抜き矢印で示すように周
囲の圧力に抗してどんどん膨張し土砂を押し退ける。そ
れによって、土嚢相互の間隙が充填され該部からの漏水
は無くなり、また膨張した充填材は重量が増加するとと
もに歪の多い弾性体となり土嚢自体の止水性能も向上す
る。

吸水膨張性高分子材料がアクリル酸・ビニルアルコール
共重合体の場合には、その吸水倍率に対する発生圧力の
関係は第２図に示すような曲線で表わされる。同図から
１　ｋｇ　／　ｃｔの圧力の下で約１００倍程度の水を
吸収できることがわかＷＬｆ、Ｐ−ｅ／１％！、ｂｌｙ
＄１−ｙ−Ｌ＋Ｊツｌ＋、、Ｊ−７７％６度は含水状態
で１．５〜２．０程度なのでその荷重は土嚢壁の底部で
０．７５〜１．Ｏｋｇ／ｃｔの圧力となる。従って底部
に位置する土嚢中にこの吸水膨張性高分子材料を使えば
その体積は１００倍まで膨張できることになる。

因みにアクリル酸・ビニルアルコール共重合体を２０ｇ
づつ水に可溶性の紙にしっかりと包んで充填材とし、こ
れを２５ｋｇの土を入れた土嚢に対して３個入れ水中に
投入し約１　ｋｇ　／　ｃｔｔｒの土圧になるように土
を被せたところ５．６１！の膨張が生じることが確認さ
れた。

ところでスコップ１杯の土の量は約４ｋｇ（約２１）程
度であるので、２０ｇの吸収膨張性高分子材料によって
スコップ１杯分の土の容積を置き換えることができ、そ
の重量を運搬時に３．９８ｋｇ減することができること
になる。積み上げ作業時における３、９８ｋｇという重
量の軽減は作業能率向上において非常に大きな利点をも
たらす。勿論、より多くの吸水膨張性高分子材料を入れ
れば、更に多くの重量軽減効果が生じることは言うまで
もない。

この材料の吸水速度（よ非常に大きく、数分にして吸水
を完了するので積み上げ作業に影響を与えることは殆ど
ない。かくして順次積み上げられた土嚢は、その内部の
吸水膨張性高分子材料が膨張するため、吸水した水の分
だけ体積並びに重量が増加し、土嚢として十分に作用す
る他、その膨張によって周囲の土砂を押し出して土嚢相
互の間隙を埋めるから高い正水性を発現させることがで
きる。

ところで前記のように吸水膨張した材料の密度はほぼ水
の密度と一致し、土砂に比べて幾分低下することは避け
られない。従って土嚢中へのこの充填材の投入量は水流
の大きさ等によって適宜調節する必要がある。また積み
上げる場合には、上部はど土嚢の受ける荷重が小さくな
り、第２図からも分かるように膨張量が大きくなるので
、土嚢の高さ方向におけろ位置に応じて充填材の量を加
減するのが望ましい。一般に止水作業は緊急を要するも
のであり、充填量を水量や高さによって計算して求める
ことは困難であるが、一定の大きさにパックされている
から袋状体内に投入する土砂のスコップ杯数に対してパ
ック投入数を加減することによって簡単に行うことがで
きる。つまり積み重ねる土嚢の底部側はど充填材の量を
多くし、上方に行くに従って充填材の投入個数を少なく
すればよいのである。

［発明の効果］ 本発明は上記のように構成した止水用の土嚢であり、袋
状体内に投入される土砂の内部に、浸水時に内在物の膨
張を阻害しない性質をもつ被覆材料で吸水膨張性高分子
材料を包んだ充填材を埋設しているので、製造時および
運搬時における土嚢の重さはかなり軽量化され、その結
果、作業能率を向上させることができるし、また止水個
所に投入された土嚢はその内部に存在する吸水膨張性高
分子材料によって内部から膨張し重量が増大するため土
嚢としての十分な機能を果たすほか、土嚢間に存在する
間隙を塞ぎ土嚢壁の水密性を大幅に改善することができ
るという優れた効果を奏しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る止水用の土嚢の一実施例を示す説
明°図、第２図は吸水膨張性高分子材料の一例であるア
クリル酸・ビニルアルコール共重合体の吸水倍率に対す
る発生圧力の関係を示す曲線である。 １０・・・袋状体、１２・・・土砂、１４・・・充填材
。 特許出願人　株式会社応用地質調査事務所代　　理　　
人　　　　茂　　　見　　　　　積第１図 第２図 吸水倍率（４！ｉＦ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、透水性を有する強靭な袋状体内に土砂を投入し封止
   する土嚢において、浸水時に内在物の膨張を阻害しない
   性質をもつ被覆材料で吸水膨張性高分子材料を包んだ充
   填材を、前記投入された土砂中に埋設することを特徴と
   する止水用の土嚢。