特許 6782404 地下水位低下方法、地下水排水路施工方法及び地下水排水路構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6782404

(24)【登録日】2020年10月22日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】地下水位低下方法、地下水排水路施工方法及び地下水排水路構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 19/10 20060101AFI20201102BHJP

   E02B 1/00 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   E02D19/10

   E02B1/00 Z

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-75605(P2017-75605)

(22)【出願日】2017年4月5日

(65)【公開番号】特開2018-178421(P2018-178421A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年1月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】304020177

【氏名又は名称】国立大学法人山口大学

(73)【特許権者】

【識別番号】506316889

【氏名又は名称】株式会社大広エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100158702

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 卓也

(72)【発明者】

【氏名】羽田野 袈裟義

(72)【発明者】

【氏名】高海 克彦

【審査官】 富士 春奈

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−１８１４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７３３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７７４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４５１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７８１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−１３３４５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５８−１１１２１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭３５−０２６５４８（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２００２−１２６６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２１９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０５１７７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１７２５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０９２２５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ１／００−３／０２

３／１６−３／２８

Ｅ０２Ｄ１９／００−２５／００

Ｂ０９Ｂ１／００−５／００

Ｂ０９Ｃ１／００−１／１０

Ｅ０３Ｆ１／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地下水排水路の底壁及び側壁に多孔質体を配置した構成であり、前記地下水排水路は、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁が傾斜して形成されてなり、地下水を前記底壁及び前記側壁の中を上向き浸透の形で通過させ、前記多孔質体表面に滲出させて前記地下水排水路に排水することで地下水位を低下させる地下水位低下方法。

【請求項2】

前記地下水排水路に排水された地下水を、前記地下水排水路から排水ポンプにより強制的に排水する請求項１記載の地下水位低下方法。

【請求項3】

多孔質体で形成される底壁及び側壁を有し、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁が傾斜して形成されてなり、地下水を前記底壁及び前記側壁の中を上向き浸透の形で通過させ、前記多孔質体表面に滲出させて地下水排水路に排水する地下水排水路構造。

【請求項4】

前記多孔質体は、ポーラスコンクリート、又は、網袋に詰めた砂又は砂利により構成される請求項３記載の地下水排水路構造。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の地下水排水路構造の施工方法であって、
地面を掘削して溝部を形成し、前記溝部の底部に多孔質体を含む底壁を配置し、前記底壁上にプレキャスト・ポーラスコンクリートにより構成される多孔質体、又は、網袋に詰めた砂又は砂利により構成される多孔質体を含む側壁を配置する地下水排水路施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地下水の水位を低下させる地下水位低下方法、前記地下水位低下方法において使用する地下水排水路の施工方法及び地下水排水路の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地下水位を低下させる技術として、ポーラスコンクリートを介して地下水を排水路に排水する方法が知られている（特許文献１を参照）。

【0003】

特許文献１には、表層路盤の上にバラストからなる砕石部を設け、前記砕石部の上面に枕木が埋め込まれてなる鉄道軌道砕石部において、前記砕石部の底面よりも低い位置に、前記鉄道軌道と平行して排水路を造成し、ポーラスコンクリート部により前記排水路の側壁の一部を形成することで、前記砕石部側の空隙から前記ポーラスコンクリート部に進入した前記砕石部の地下水を、前記排水路の側壁の一部となっている部分から前記排水路に排水する地下水排水方法が記載されている。

【0004】

特許文献１に記載された地下水排水方法によれば、前記砕石部の地下水を排水することができるため、前記砕石部の地下水位を低下させ、前記鉄道軌道の崩壊を防止することができる。

【0005】

ところで、地下水位を低下させることは、前記鉄道軌道の崩壊以外にも、傾斜地の土砂崩壊や、河川堤防の決壊を未然に防止する上で極めて重要である。また、排水が不良な低湿地に隣接する区域では、浸水の予防として地下水位を低下させておくことが有効である。

【0006】

しかしながら、近年、集中豪雨による自然災害が頻発していることから、地下水位を効果的に低下させる技術の確立が喫緊の課題となっており、ポーラスコンクリートを介して地下水を排水路に排水し地下水位を低下させる上記特許文献１に記載された技術についても例外ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００１−７３３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで、本発明は、地下水位を効果的に低下させることができる地下水位低下方法、地下水排水路施工方法及び地下水排水路構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の地下水位低下方法は、
地下水排水路の底壁及び側壁に多孔質体を配置した構成であり、地下水を前記底壁及び側壁の中を浸透の形で通過させて前記地下水排水路に排水することで地下水位を低下させる方法である。

【0010】

本発明の地下水位低下方法は、
前記地下水排水路が、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁が傾斜して形成されてなり、地下水を前記底壁及び側壁の中を上向き浸透の形で通過させ、前記多孔質体表面に滲出させて前記地下水排水路に排水する。

【0011】

本発明の地下水位低下方法は、
前記地下水排水路に排水された地下水を、前記地下水排水路から排水ポンプにより強制的に排水することが好ましい。

【0012】

また、本発明の地下水排水路施工方法は、
地面を掘削して溝部を形成し、前記溝部の底部に多孔質体を含む底壁を配置し、前記底壁上にプレキャスト・ポーラスコンクリートにより構成される多孔質体、又は、網袋に詰めた砂又は砂利により構成される多孔質体を含む側壁を配置する方法である。

【0013】

さらに、本発明の地下水排水路構造は、
多孔質体で形成される底壁及び側壁を有し、地下水を前記底壁及び側壁の中を浸透の形で通過させて排水する構造である。

【0014】

本発明の地下水排水路構造は、
流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁が傾斜して形成されてなり、地下水を前記底壁及び側壁の中を上向き浸透の形で通過させ、前記多孔質体表面に滲出させて地下水排水路に排水する構造とする。

【0015】

本発明の地下水排水路構造は、
前記多孔質体が、ポーラスコンクリート、又は、網袋に詰めた砂又は砂利により構成されることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明の地下水位低下方法は、地下水排水路の底壁及び側壁の全部または一部が多孔質体で形成されてなり、地下水を前記底壁及び側壁の中を浸透の形で通過させて前記地下水排水路に排水することで地下水位を低下させる方法である。
したがって、本発明によれば、地下水排水路内の多孔質体表面の圧力（多孔質体表面が冠水していなければ大気圧）と地中のこれと同じ高さにおける地下水の静水圧の差により、地下水が前記底壁及び前記側壁の多孔質体表面に滲出する浸透流が発生し前記地下水排水路に排水されるが、多孔質体表面が冠水していない場合について前記底壁の表面と前記側壁の表面とで同じ高さの地中の地下水による静水圧との差を比べると、前記底壁の表面の方が前記側壁の表面より同じ高さの地中の静水圧との圧力差が大きく、前記底壁からの浸透速度が前記側壁に比べ相対的に大きくなる結果、地下水が底壁側へと誘導されるため、地下水位を効果的に低下させることができる。

【0017】

本発明の地下水位低下方法は、前記地下水排水路が、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁が傾斜して形成されてなり、地下水を前記底壁及び側壁の中を上向き浸透の形で通過させ、前記多孔質体表面に滲出させて前記地下水排水路に排水することで、前記底壁及び側壁からの地下水の上向き浸透により前記多孔質体の目詰りを防止し、安定した浸透流を確保して地下水を効率的に排水することができるので、地下水位を効果的に低下させることができる。

【0018】

本発明の地下水位低下方法は、前記地下水排水路に排水された地下水を、前記地下水排水路から排水ポンプにより強制的に排水することとすれば、前記地下水排水路の水位を地下水位よりも低く保つことで、前記底壁及び側壁の表面の圧力とそれぞれ同じ高さの地中の静水圧との差を大きく保ち地中からの地下水の浸透流量を確保することができるため、地下水を効率的に排水し、地下水位を効果的に低下させることができる

【0019】

また、本発明の地下水排水路施工方法は、地面を掘削して溝部を形成し、前記溝部の底部に多孔質体を含む底壁を配置し、前記底壁上にプレキャスト・ポーラスコンクリートにより構成される多孔質体、又は、網袋に詰めた砂又は砂利により構成される多孔質体を含む側壁を配置する方法である。
したがって、本発明によれば、地面を掘削して溝部を形成した後、短時間で地下水排水路の施工を完了させることができる。

【0020】

さらに、本発明の地下水排水路構造は、多孔質体で形成される底壁及び側壁を有し、地下水を前記底壁及び側壁に浸透させて排水する構造である。
したがって、本発明によれば、地下水排水路内の多孔質体表面の圧力（多孔質体表面が冠水していなければ大気圧）と地中のこれと同じ高さにおける地下水の静水圧の差により、地下水が前記底壁及び前記側壁の多孔質体表面に滲出する浸透流が発生し前記地下水排水路に排水されるが、多孔質体表面が冠水していない場合について前記底壁の表面と前記側壁の表面とで同じ高さの地中の地下水による静水圧との差を比べると、前記底壁の表面の方が前記側壁の表面より同じ高さの地中の静水圧との圧力差が大きく、前記底壁からの浸透速度が前記側壁に比べ相対的に大きくなる結果、地下水が底壁側へと誘導されるため、地下水位を効果的に低下させることができる。

【0021】

本発明の地下水排水路構造は、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁が傾斜して形成されてなり、地下水を前記底壁及び側壁の中を上向き浸透の形で通過させ、前記多孔質体表面に滲出させて地下水排水路に排水する構造とすることで、前記底壁及び側壁が目詰りすることがなく、安定した浸透流を確保して地下水を効率的に排水することができるため、地下水位を効果的に低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】地下水排水路を平坦地に施工する場合の説明図。

【図2】地下水排水路を傾斜地に沿って施工する場合の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態であって、地下水を排水するための地下水排水路を平坦地に施工する場合の説明図を示す。

【0024】

＜地下水排水路構造＞
本発明の実施の形態において、地下水排水路１は、平坦地の地面２を地下水位よりも低い（深い）部分まで掘削して形成される掘り込み式の地下水排水路である。

【0025】

前記地下水排水路１は、地下水位よりも低い（深い）部分まで地面を掘削して形成される溝状の水路であって、少なくとも一部にポーラスコンクリートを含む底壁３及び側壁４を有する。また、前記地下水排水路１は、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁４が傾斜して形成される。

【0026】

本発明の実施の形態において、前記地下水排水路１は、少なくとも一部にポーラスコンクリートを含む底壁３及び側壁４を有するので、地下水排水路内の多孔質体表面の圧力（多孔質体表面が冠水していなければ大気圧）と同じ高さの地中の静水圧との差により、地下水が前記底壁３及び前記側壁４の中を浸透の形で通過する浸透流が発生し前記地下水排水路１に排水される。

【0027】

また、前記地下水排水路１は、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁４が傾斜して形成されるので、地下水は前記底壁３及び側壁４に上向き浸透により排水される。

【0028】

なお、前記底壁３及び側壁４は、前記ポーラスコンクリートに代えて、他の多孔質体、例えば風化しない材料の網袋に詰めた砂や砂利により構成される多孔質体、等により形成されてもよい。

【0029】

＜地下水排水路施工方法＞
本発明の実施の形態において、前記地下水排水路１は、地下水位よりも低い（深い）部分まで地面２を掘削して溝状の水路としての溝部を形成し、前記溝部の底部に、少なくとも一部にプレキャスト・ポーラスコンクリートを含む底壁３を配置し、前記底壁３上に、少なくとも一部にプレキャスト・ポーラスコンクリートを含む側壁４を配置することで施工することができる。

【0030】

上記施工方法によれば、ポーラスコンクリートが固まる時間を待つことなく、地面２を掘削して溝部を形成した後、短時間で簡単に地下水排水路１の施工を完了させることができる。

【0031】

また、前記底壁３及び側壁４を、前記プレキャスト・ポーラスコンクリートに代えて、他の多孔質体、例えば風化しない材料の網袋に詰めた砂や砂利により構成される多孔質体、等により形成する場合には、プレキャスト・ポーラスコンクリートを製作する時間と手間を要せず、前記地下水排水路１の底壁３及び側壁４を簡単に施工することができる。

【0032】

＜地下水位低下方法＞
本発明の実施の形態では、図１に示す地下水排水路１を使用し、地下水を前記底壁３及び側壁４の中を浸透の形で通過させて前記地下水排水路１に排水することで地下水位を低下させることができる。

【0033】

即ち、地下水位よりも低い（深い）部分まで地面２を掘削して底壁３及び側壁４がポーラスコンクリート等の多孔質体で形成される地下水排水路１を使用すれば、地下水排水路内の多孔質体表面の圧力（多孔質体表面が冠水していなければ大気圧）と同一高さの地中の静水圧との差により、地下水が前記底壁３及び側壁４に浸透する浸透流が発生して前記地下水排水路１に排水される。

【0034】

そして、前記底壁３の表面と前記側壁４の表面とで同じ高さの地中の地下水による静水圧との差を比べると、前記底壁３の表面の方が前記側壁４の表面より同じ高さの地中の静水圧との圧力差が大きく、前記底壁３からの浸透速度が前記側壁４からの浸透速度に比べ相対的に大きくなる結果、地下水を低い位置に誘導することにより、周辺の地中の地下水位を、前記地下水排水路１の施工前の地下水位５から施工後の地下水位６へと効果的に低下させることができる。

【0035】

また、前記地下水排水路１は、前記側壁４が傾斜して形成されるので、地下水が前記底壁３及び側壁４に上向き浸透により排水されることとなり、前記底壁３及び側壁４が目詰りすることがなく、安定した浸透流を確保して地下水を効率的に排水することができるため、周辺の地中の地下水位を効果的に低下させることができる。

【0036】

本発明の実施の形態において、前記地下水排水路１には、該地下水排水路１に排水される地下水を、該地下水排水路１から強制的に排水するための図示しない排水ポンプを設置することができる。

【0037】

前記地下水排水路１に前記排水ポンプを設置し、前記地下水排水路１に排水された地下水を、河川や貯水槽等に当該地下水排水路１から強制的に排水することとすれば、前記地下水排水路１の水位を地下水位よりも低く保つことで、前記底壁３及び側壁４からの地下水の浸透流量を確保することができるため、地下水を効率的に排水し、地下水位を効果的に低下させることができる。

【0038】

図２は、地下水を排水するための地下水排水路を傾斜地の下側部分の低い土地に施工する場合の説明図を示す。
図２に示す実施の形態において、地下水排水路１１は、傾斜地１７又は河川堤防の下側部分の低い土地の地面１２を地下水位よりも低い（深い）部分まで掘削して形成される掘り込み式の地下水排水路である。

【0039】

図２に示す地下水排水路１１の構造は、図１に示す地下水排水路１と同じ構造であり、地下水位よりも低い（深い）部分まで掘削して形成される溝部であって、前記溝部の底壁１３及び側壁１４がポーラスコンクリート等の多孔質体により形成される。

【0040】

また、図２に示す地下水排水路１１は、図１に示す地下水排水路１と同じ方法により施工することができる。図２に示す地下水排水路１１は、断面矩形状であり、前記溝部の底部に、少なくとも一部にプレキャスト・ポーラスコンクリートまたは網袋に砂又は砂利を詰めて構成した多孔質体を含む底壁１３を配置し、前記底壁３上に、少なくとも一部にプレキャストコンクリートを含む鉛直な壁を配置して側壁４を形成することにより、短時間で簡単に施工することができる。

【0041】

なお、図２に示す地下水排水路１１は、断面矩形状であるが、図１に示す地下水排水路１と同様に、流路幅が上部へ向けて広がるように前記側壁１４が傾斜して形成されてもよい。

【0042】

図２に示す実施の形態によっても、地下水が底壁１３側へと地中の低部に誘導されるため、周辺の地中、特に傾斜地１７の地中における地下水位を効果的に低下させることができる。
したがって、図２に示す実施の形態によれば、傾斜地１７の斜面の崩壊や堤防等の決壊を未然に防止することができる。

【0043】

なお、本発明の実施の形態において、地下水排水路１の底壁３及び側壁４は、それぞれ全体が多孔質体で形成されている必要はなく、少なくとも一部が多孔質体で形成されていればよい。

【0044】

本発明は、上記実施の形態に限るものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更できることはいうまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明の地下水位低下方法は、地下水位を効果的に低下させることができるので、傾斜地の崩壊、河川堤防の決壊の他、低い土地における浸水を防止する上で極めて有用である。

【符号の説明】

【0046】

１ 地下水排水路
２ 地面
３ 底壁
４ 側壁
５ 地下水位（施工前）
６ 地下水位（施工後）
１１ 地下水排水路
１２ 地面
１３ 底壁
１４ 側壁
１７ 傾斜地

【図1】

【図2】