特開 2024-157833 地中排水具及び地中排水構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157833

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】地中排水具及び地中排水構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/10 20060101AFI20241031BHJP

   E02D 17/20 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

E02D3/10 101

E02D17/20 106

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023072439

(22)【出願日】2023-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000000446

【氏名又は名称】岡部株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128509

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 晴久

(74)【代理人】

【識別番号】100119356

【弁理士】

【氏名又は名称】柱山 啓之

(74)【代理人】

【氏名又は名称】鈴木 知

(72)【発明者】

【氏名】前田 和徳

【テーマコード（参考）】

2D043

2D044

【Ｆターム（参考）】

2D043DA04

2D043DD15

2D044EA03

(57)【要約】

【課題】土砂などの粒分によって目詰まりが生じることがなく、地下水を円滑に排出することが可能な地中排水具及び地中排水構造を提供する。
【解決手段】地中に斜め下向きに挿入されて地下水ｗを流通させる排水管２，３を直列接続する中空筒状の接続管４を有し、接続管には、当該接続管の内周に沿って形成された環状の通水路８と、接続管の径方向一方側で通水路に開口され、通水路を接続管内方へ連通させる地下水の排水開口１０と、地中に面して開口された地下水の流入開口１２を有し、接続管の径方向他方側で通水路に接続される流入路１１とが備えられ、排水管の地中への挿入により、接続管の上側に排水開口が位置され、接続管の下側に流入路が位置される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中に浸透している地下水を排出する地中排水具であって、
地中に斜め下向きに挿入されて地下水を流通させる排水管を直列接続する中空筒状の接続管を有し、
該接続管には、
当該接続管の内周に沿って形成された環状の通水路と、
上記接続管の径方向一方側で上記通水路に開口され、該通水路を該接続管内方へ連通させる地下水の排水開口と、
地中に面して開口された地下水の流入開口を有し、上記接続管の径方向他方側で上記通水路に接続される流入路とが備えられ、
上記排水管の地中への挿入により、上記接続管の上側に上記排水開口が位置され、該接続管の下側に上記流入路が位置されることを特徴とする地中排水具。

【請求項2】

前記接続管には、該接続管の外周に沿って、環状の凸部が形成され、該凸部に位置させて、前記通水路及び前記流入路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の地中排水具。

【請求項3】

前記流入路は、前記接続管の管軸に対し、斜め向きに形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の地中排水具。

【請求項4】

前記流入路は、前記流入開口と前記通水路との距離を隔てるように、前記接続管の長さ方向に沿って延設されることを特徴とする請求項３に記載の地中排水具。

【請求項5】

前記流入路は、前記接続管の径方向に向けて形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の地中排水具。

【請求項6】

請求項１～４いずれかの項に記載の地中排水具を用い、該地中排水具は、前記排水管が斜め下向きとなる姿勢で地中に挿入され、上記排水管の斜め下向きの先端は、挿入終端として地中から地盤面に露出されることを特徴とする地中排水構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土砂などの粒分によって目詰まりが生じることがなく、地下水を円滑に排出することが可能な地中排水具及び地中排水構造に関する。

【背景技術】

【0002】

地中に浸透している地下水を排出する技術として、例えば特許文献１及び２が知られている。特許文献１の「排水管」は、地中に埋設して、地中に浸透した水を排水する排水管であって、周面に軸方向に延びる多数のスリット状通水孔を開設して構成されている。

【0003】

特許文献２の「土中埋設用集水管」は、目詰まりが起こりにくく、かつ、製造コストが低くて製造が容易である集水管の提供を課題とし、開口率５～５０％の有孔板からなる集水管としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平４－３７６２４号公報

【特許文献2】特開２００３－２３２０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

地中に浸透している地下水は、土や砂などの粒分が混ざり合って、混濁状態となっている。これら粒分は、水中で浮遊するものもあるが、比重が水よりも重くて沈殿する。

【0006】

背景技術では、孔の形状や個数、開口率によって、孔に目詰まりを生じさせずに、土中から排水することを企図している。

【0007】

しかしながら、地下水が排水管や集水管へ流入する際、地下水と共に流れ込もうとする土や砂などの粒分によって孔が塞がれて目詰まりが生じてしまうことは避けられず、また、排水管等の内部に流れ込んでしまった粒分がその重さによって当該排水管等の内部に沈殿し堆積して、これにより排水管等それ自体に目詰まりが生じてしまって、排水や集水の機能を継続して果たすことができないという課題があった。

【0008】

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、土砂などの粒分によって目詰まりが生じることがなく、地下水を円滑に排出することが可能な地中排水具及び地中排水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】

本発明にかかる地中排水具は、地中に浸透している地下水を排出する地中排水具であって、地中に斜め下向きに挿入されて地下水を流通させる排水管を直列接続する中空筒状の接続管を有し、該接続管には、当該接続管の内周に沿って形成された環状の通水路と、上記接続管の径方向一方側で上記通水路に開口され、該通水路を該接続管内方へ連通させる地下水の排水開口と、地中に面して開口された地下水の流入開口を有し、上記接続管の径方向他方側で上記通水路に接続される流入路とが備えられ、上記排水管の地中への挿入により、上記接続管の上側に上記排水開口が位置され、該接続管の下側に上記流入路が位置されることを特徴とする。

【0010】

前記接続管には、該接続管の外周に沿って、環状の凸部が形成され、該凸部に位置させて、前記通水路及び前記流入路が形成されることを特徴とする。

【0011】

前記流入路は、前記接続管の管軸に対し、斜め向きに形成されることを特徴とする。

【0012】

前記流入路は、前記流入開口と前記通水路との距離を隔てるように、前記接続管の長さ方向に沿って延設されることを特徴とする。

【0013】

前記流入路は、前記接続管の径方向に向けて形成されることを特徴とする。

【0014】

本発明にかかる地中排水構造は、上記の地中排水具を用い、地中排水具は、排水管が斜め下向きとなる姿勢で地中に挿入され、排水管の斜め下向きの先端は、挿入終端として地中から地盤面に露出されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明にかかる地中排水具及び地中排水構造にあっては、土砂などの粒分によって目詰まりが生じることがなく、地下水を円滑に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る地中排水具及び地中排水構造の好適な一実施形態を説明する説明図である。

【図2】図１の地中排水具に用いられる接続管を説明する説明図であって、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は、Ａ方向矢視図、図２（ｃ）は、Ｂ方向矢視図である。

【図3】図２の接続管の断面を説明する説明図であって、図３（ａ）は側断面図、図３（ｂ）は、Ｃ－Ｃ線矢視断面図である。

【図4】図２の接続管に備えられる通水路を示す要部拡大斜視断面図である。

【図5】流入開口の変形例を示す接続管の正面図である。

【図6】流入路の変形例を示す接続管の側断面図である。

【図7】接続管の変形例を示す底面図である。

【図8】図７の接続管の断面を説明する説明図であって、図８（ａ）は側断面図、図８（ｂ）はＤ－Ｄ線矢視断面図である。

【図9】図７に示した接続管の流入開口の変形例を説明する説明図であって、図９（ａ）は底面図、図９（ｂ）はＥ－Ｅ線矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明にかかる地中排水具及び地中排水構造の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0018】

本実施形態に係る地中排水具１は基本的に、図１に示すように、２本の排水管２，３を１つの接続管４で、排水管２，３の長さ方向（排水管２，３及び接続管４について、管軸方向とも言う）に直列接続することで構成され、地中Ｅに浸透している地下水ｗを排出するように構成される。

【0019】

地中排水具１の排水管２，３は、地中Ｅに斜め下向きに挿入され、地下水ｗを自然流下で流通させて排水するように構成される。

【0020】

地中排水具１は、地中Ｅに挿入して用いられる。地中排水具１の挿入先端となる排水管３の端部には自穿孔ビット５が設けられる。

【0021】

自穿孔ビット５がモータによって管軸Ｃ周りに回転駆動されることにより、排水管３の地中Ｅへの貫入が行われる。

【0022】

地中排水具１の挿入後端となる排水管２の端部は、地中Ｅから地盤面Ｇに露出される。以上によって、本実施形態に係る地中排水構造６が構成される。

【0023】

図示例では、２本の排水管２，３を１つの接続管４で直列接続した地中排水具１が示されているが、地中排水具１は、接続管４で排水管２，３を順次継ぎ足していくようにして、複数の接続管４で複数本の排水管２，３を、当該排水管２，３の長さ方向に連結接続した長尺な構成であってもよい。

【0024】

また、地中排水具１は、自穿孔ビット５を必須とするものではなく、地中Ｅに向けて形成されたプレボーリング穴に差し込んで挿入されるものであってもよい。

【0025】

本実施形態に係る地中排水具１を構成する排水管２，３は、同じ寸法（長さは異なっていてもよい）であって、長さ方向に一端から他端に亘って一連に、地下水ｗを流通させるための中空通路７（図３参照）が形成されて、内部中空に形成される。

【0026】

排水管２，３は例えば、硬質樹脂製の塩ビ管等や鋼製などの金属製のロックボルトで構成される。ロックボルトの場合には、排水管２，３の外周には、外周ねじ条が形成されている。

【0027】

接続管４は、排水管２，３と同様に、硬質樹脂製もしくは金属製であって、図２及び図３に示すように、両端が開放されかつ長さ方向に一端から他端に亘って内部中空な中空筒状に形成される。

【0028】

接続管４には、長さ方向の中央部分に、その外周に沿って接続管４外方へ向けて隆起させて、図示例では山形状に隆起させて、環状の凸部４ａが形成される。接続管４の管厚は、凸部４ａ位置で、他の部分よりも厚く形成される。

【0029】

接続管４には、凸部４位置の内周に沿って、地下水ｗを流通させる環状の通水路８が形成される。

【0030】

詳細には、図２～図４に示すように、接続管４の内周には、その内方へ向けて環状に迫り出し壁９が形成され、通水路８は、迫り出し壁９から管厚のある接続管４に亘る通路断面で、接続管４の周方向に沿って形成される。

【0031】

通水路８には、地下水ｗの排水開口１０が形成される。排水開口１０は、通水路８を接続管４内方に連通させる。

【0032】

具体的には、排水開口１０は、通水路８と接続するように、接続管４内方から迫り出し壁９を貫通して形成される。

【0033】

排水開口１０は、接続管４を横切る直径方向の一方側に位置させて形成される。通水路８を流れる地下水ｗはすべて、排水開口１０から接続管４内方へ排水される。

【0034】

接続管４には、当該接続管４を横切る直径方向の他方側、すなわち排水開口１０とは反対側に、通水路８と接続される流入路１１が形成される。

【0035】

流入路１１には、地中Ｅに面して地下水ｗの流入開口１２が形成される。図示例では、流入開口１２は、排水開口１０とは反対側の位置に、１つ設けられている。

【0036】

具体的には、流入路１１は、通水路８から地中Ｅに向けて、凸部４ａを貫通して形成され、貫通形成された流入路１１の先端が流入開口１２とされる。

【0037】

以上により、管厚が厚く形成された凸部４ａに位置させて、通水路８及び流入路１１が形成される。

【0038】

本実施形態では、通水路８に接続される流入路１１は、接続管４の管軸Ｃに対し、斜め向きに形成される。

【0039】

凸部４ａを貫通する流入路１１に設けられる流入開口１２は、当該凸部４ａの山裾状の側面に、接続管４の外周に沿わせたアーチ状の輪郭で形成される。

【0040】

地中Ｅの地下水ｗは、流入開口１２から流入路１１を通じて、通水路８へ向けて流入されるように構成される。

【0041】

このように構成される接続管４は、硬質樹脂製であれば、射出成形などにより、また金属製であれば、鋳造などによって形成される。

【0042】

接続管４の長さ方向両端からはそれぞれ、一対の排水管２，３が挿入され、これら排水管２，３の管端部２ａ，３ａは、迫り出し壁９に当接される。

【0043】

排水管２，３がロックボルトの場合には、接続管４の内周には内周ねじ条が形成され、この内周ねじ条にロックボルトの外周ねじ条が螺合されて、接続管４に排水管２，３が接続される。

【0044】

排水開口１０から接続管４内方へ排水される地下水ｗは、迫り出し壁９に当接される排水管２，３の管端部２ａ，３ａから排水管２，３内へ排水される。

【0045】

本実施形態に係る地中排水具１を用い、これを地中Ｅに挿入することによって、図１に示すように、本実施形態に係る地中排水構造６が構成される。

【0046】

地中排水具１は、挿入先端となる排水管３の端部に設けた自穿孔ビット５で地中Ｅを穿孔しながら、地中Ｅに挿入されていく。

【0047】

その際、挿入箇所の地中Ｅにおける水平に対し、自穿孔ビット５により斜め上向きに穿孔が進められて、地中排水具１は、接続管４及び接続管４で接続された排水管２，３（それらの管軸方向）が斜め下向きとなる姿勢で挿入される（図１中、「傾斜角」参照）。

【0048】

そして、地中Ｅにおいて斜め上方に位置される挿入先端とは反対側の斜め下方に位置される排水管２の斜め下向き（中空通路７が斜め下方に向かって開放している）の先端は、挿入終端として、中空通路７を地盤面Ｇ外方へ連通させるために、地中Ｅから地盤面Ｇに露出されるように配置される。

【0049】

図１に示すように、挿入終端となる排水管２の端部２ｂは、地盤面Ｇに突起物として現れないように、地盤面Ｇに沿う切断面で切除される。

【0050】

本実施形態に係る地中排水具１及び地中排水構造６の作用について説明する。

【0051】

まず、地中排水具１の設置施工について説明すると、地中排水具１を地中Ｅに埋設するときには、自穿孔ビット５を設けた先頭となる排水管３にモータを取り付け、地盤面Ｇから地中Ｅに向けて斜め上向きに穿孔作業を開始し、この排水管３が斜め下向きに地盤面Ｇに出ている状態で穿孔を一旦停止し、モータを排水管３から取り外した後、接続管４の一端部を排水管３に接続し、さらに、接続管４の他端部に新たに排水管２を継ぎ足して接続する。

【0052】

このとき、管軸Ｃが斜め下向きである接続管４は、上側に排水開口１０が位置し、下側に流入開口１２が位置するように、位置設定がなされる。

【0053】

また、接続管４は、流入開口１２の向きが斜め下向きになるように、すなわち流入開口１２が、穿孔作業による土砂で塞がらないように、地中排水具１の挿入先端とは反対側に向けて開口されるように、取り付けの向きを設定することが望ましい。流入開口１２の取り付けの向きは、地中排水具１の挿入先端側に向けてもよい。

【0054】

新たに継ぎ足した排水管２にモータを取り付け、さらに穿孔作業を行う。複数の接続管４を用いて複数の排水管２，３を継ぎ足していく場合には、以上の作業を繰り返し行っていく。

【0055】

これにより、適宜必要な長さの地中排水具１は、接続管４の流入開口１２及び排水管２，３が斜め下向きとなる姿勢で、地中Ｅに挿入される。

【0056】

最後に、地中排水具１の挿入終端となる排水管２の端部２ｂを地盤面Ｇに合わせて切除し、これにより、地中排水具１を、地盤面Ｇに露出されるようにして配置する。以上のようにして、地中排水具１を地中Ｅに挿入した地中排水構造６の施工が完了する。

【0057】

次に、地中排水具１による地下水ｗの排出について説明する。

【0058】

地中Ｅの水圧が高まっていくと、地中Ｅには、土砂などの粒分を随伴した地下水ｗが空所に向けて移動していく。

【0059】

本実施形態に係る地中排水具１では、流入開口１２を有する流入路１１は、土中の空所となり、図３に示すように、土砂などの粒分と共に地下水ｗが、流入開口１２から流入路１１へと流入してくる。

【0060】

また、流入開口１２の付近に土砂などの粒分があると、地下水ｗは毛細管現象で、流入開口１２から流入路１１へと導かれる。

【0061】

地中排水具１は、（イ）地中Ｅに挿入された状態で、接続管４の流入開口１２を含む流入路１１が、斜め下向きであること、そしてまた、（ロ）通水路８が、接続管４下側の流入路１１と接続管４上側の排水開口１０との間に形成されていることから、流入路１１から通水路８に流入する地下水ｗが、地中Ｅに生じた水圧により重力の作用に逆らって押し上げられて、下方から上方へ向かって流れることとなり、地下水ｗに含まれる土砂などの水よりも比重の重い粒分が分離されて接続管４外方の地中Ｅ側へ沈殿して残留される一方、粒分が取り除かれた地下水ｗは、浮遊物を含むものの、上澄みとして通水路８内を、上方へ向かって押し上げられて流れていく。

【0062】

そして、通水路８を上方向へ流れて排水開口１０に達した地下水ｗは、排水開口１０から接続管４内、そしてまた排水管２内へと流れ落ちていく。

【0063】

排水管２，３は、高所から低所に向けて地下水ｗが自然流下して地盤面Ｇに向かう斜め下向きに挿入されているので、流れ込んだ地下水ｗは、排水管２，３を通じて、地中排水具１の挿入終端から地盤面Ｇへ向けて排出される。

【0064】

これにより、本実施形態に係る地中排水具１では、土砂などの粒分が接続管４に流入してきても、通水路８までで分離して接続管４外方へ向けて残留させることができ、排水開口１０まで達することを抑制できて、粒分による目詰まりが生じることなく、地中Ｅの地下水ｗを円滑かつ効率よく排出することができる。

【0065】

複数の排水管２，３を複数の接続管４で接続している場合には、各接続管４において同様に地下水ｗが流れ込んで排水管２，３を流下し、順次下方に位置している接続部４それぞれにおいて図３に示すように、合流しながら、排水管２，３を流れ下っていく。

【0066】

これにより、地中排水具１の挿入箇所及びその周辺の地下水ｗを、地中Ｅから排出することができる。

【0067】

図５には、流入開口１２の変形例が示されている。上記実施形態では、流入開口１２は１つであったが、この変形例では、接続管４を横切る直径方向で、排水開口１０とは反対側（地中排水具１の設置時には、接続管４の下側）に、少なくとも２つの、複数の流入開口１２が形成されている。

【0068】

このように流入開口１２の数は問われない。流入開口１２に通ずる流入路１１の数も問われない。

【0069】

図６には、流入路１１の変形例が示されている。上記実施形態では、流入路１１は凸部４ａに形成されていたが、この変形例では、接続管４の管厚が、流入路１１が形成される側で、接続管４の長さ方向に沿って厚く形成され、この管厚の厚い管厚部分４ｂを貫通するようにして流入路１１が形成されている。図示例では、管厚部分４ｂは、接続管４の端部に達するように形成されている。

【0070】

従って、流入開口１２は、接続管４の端部に位置される。これにより、流入路１１は、上記実施形態に比して、流入開口１２と通水路８との距離が長く隔てられる。

【0071】

このように構成することにより、地下水ｗに含まれる土砂などの粒分をより効果的に分離することができて、これら粒分を接続管４外方の地中Ｅ側へ残留させることができ、目詰まりの発生を適切に防止できる。

【0072】

なお、図６中、点線Ｆで示したように、流入路１１の形成位置についてのみ、管厚を厚くするようにしても良いことはもちろんである。

【0073】

図７及び図８には、接続管４の変形例が示されている。上記実施形態では、流入開口１２を含む流入路１１を、接続管４の管軸Ｃに対し、斜め向きに形成するようにしたが、この変形例では、流入開口１２を含む流入路１１が、接続管４の径方向に向けて形成される。

【0074】

これにより、流入開口１２も、接続管４の径方向に向けて形成される。流入開口１２は、地中排水具１を地中Ｅに設置したとき、上記実施形態と同様に接続管４の下側に位置される。図示例にあっては、円形状の流入開口１２が３つ形成されているが、その数は問われない。

【0075】

この変形例であっても、上記実施形態と同様に、地下水ｗに含まれる土砂などの水よりも比重の重い粒分が分離されて接続管４外方の地中Ｅ側へ沈殿して残留される一方、粒分が取り除かれた地下水ｗは、浮遊物を含むものの、上澄みとして通水路８内を上方へ向かって押し上げられるようにして流れていく。

【0076】

そして、通水路８を上方へ向かって流れて排水開口１０に達した地下水ｗは、接続管４の排水開口１０から排水管２内へと流れ落ちていく。

【0077】

この変形例は、流入開口１２を有する流入路１１を、接続管４の径方向に向けて形成しているので、接続管４を、簡単な型を用いて容易に生産することができる。

【0078】

図９には、図７及び図８に示した変形例における流入開口１２の変形例が示されている。この変形例では、３つの円形状の流入開口１２に代えて、単一の長孔状の流入開口１２が示されている。

【0079】

以上のいずれの変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

【符号の説明】

【0080】

１ 地中排水具
２，３ 排水管
４ 接続管
４ａ 環状の凸部
６ 地中排水構造
８ 通水路
１０ 排水開口
１１ 流入路
１２ 流入開口
Ｃ 接続管の管軸
Ｅ 地中
Ｇ 地盤面
ｗ 地下水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】