特許 7345224 雨水貯留装置及びその施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-07

(45)【発行日】2023-09-15

(54)【発明の名称】雨水貯留装置及びその施工方法

(51)【国際特許分類】

   E03F 1/00 20060101AFI20230908BHJP

   E03B 3/03 20060101ALI20230908BHJP

   E03B 3/02 20060101ALI20230908BHJP

   E03B 11/14 20060101ALI20230908BHJP

【ＦＩ】

E03F1/00 Z

E03B3/03 B

E03B3/02 Z

E03B11/14

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023008714

(22)【出願日】2023-01-24

【審査請求日】2023-02-07

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501273303

【氏名又は名称】山本基礎工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097043

【弁理士】

【氏名又は名称】浅川 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100197996

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 武彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 武一

【審査官】佐久間 友梨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１７４３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４０５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０４１９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１３５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０３２２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０６１２８２５０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】実開平０５－０５４６６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－０４６６３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０３Ｆ １／００

Ｅ０３Ｂ ３／０２

３／０３

１１／１４

Ｅ０２Ｄ ５／０４

２７／１２

Ｃ０２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地表に雨水流入口を有して地中に埋設された複数の貯水管と、複数の貯水管の底部付近をつなぐ下部連結管と、を備え、
前記複数の貯水管は縦横方向にそれぞれ複数列配設され、前記下部連結管は前記複数の貯水管のうち一の貯水管に向けて傾斜した状態で配設される雨水貯留装置。

【請求項2】

前記下部連結管より上方位置にあって複数の貯水管をつなぐ上部連結管をさらに有する請求項１に記載の雨水貯留装置。

【請求項3】

前記複数の貯水管は縦横方向にそれぞれ複数列配設され、少なくとも外周に配列された複数の貯水管は前記下部連結管および上部連結管で一列につながれ、外周以外の複数の貯水管は縦方向及び横方向の少なくとも一方向で前記下部連結管および前記上部連結管によってつながれている請求項２に記載の雨水貯留装置。

【請求項4】

前記上部連結管は、前記下部連結管の傾斜方向とは逆の方向に向けて傾斜した状態で配設される請求項２に記載の雨水貯留装置。

【請求項5】

前記複数の貯水管は縦横方向にそれぞれ複数列配設され、前記複数の貯水管のうち一つの角部に設置された前記一の貯水管の底部に水中汚泥ポンプが設置される請求項１に記載の雨水貯留装置。

【請求項6】

前記複数の貯水管は縦横方向にそれぞれ複数列配設され、前記複数の貯水管のうち一つの角部に設置された前記一の貯水管の底部に水中汚泥ポンプが設置され、前記一の貯水管とは対角線上の角部に設置された他の貯水管に雨水排水ポンプが設置される請求項１に記載の雨水貯留装置。

【請求項7】

前記複数の貯水管は、建造物の地階の地中に埋設される請求項１に記載の雨水貯留装置。

【請求項8】

前記複数の貯水管は、低空頭掘削機を用いて地中に圧入される管を複数連結したものである請求項１に記載の雨水貯留装置。

【請求項9】

高さ制限のある狭い掘削場所に低空頭掘削機を搬入し、この低空頭掘削機を用いて地中に複数の貯水管を圧入しながら埋設し、埋設された複数の貯水管の底部付近を下部連結管を傾斜させた状態でつなぐ雨水貯留装置の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、豪雨時に建造物の地階に流れ込んだ水を一時的に貯留する雨水貯留装置及びその施工方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、建造物の構築にあたって、列状に配設された鋼管を土留壁として用いるとともに雨水の貯留に利用する貯水槽が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の貯水槽にあっては、雨水に含まれている汚泥を特定の鋼管の底部に沈積させ、沈積された汚泥をポンプにより外部に排出して貯水槽全体への汚泥の堆積を防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平８－４１９７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、雨水に含まれる汚泥を特定の鋼管にのみ沈積させることは困難であり、互いに連結された隣接する鋼管内に微量の汚泥が流出し沈積することにより、徐々に貯水槽全体に汚泥が堆積してしまう問題があった。また雨水を特定の鋼管に流入させた後に他の鋼管に順次貯留させるため、短時間に多量の雨水を貯留できない恐れがあった。

【0005】

本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、複数の雨水流入口を地表に設けることにより短時間で多量の雨水の貯留ができるとともに、複数の貯水管を連結する連結管を１方向に傾けることにより貯水槽全体への汚泥の堆積を防ぐ貯水槽を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の雨水貯留装置は、地表に雨水流入口を有して地中に埋設された複数の貯水管と、複数の貯水管の底部付近をつなぐ下部連結管とを備え、前記複数の貯水管は縦横方向にそれぞれ複数列配設され、前記下部連結管は複数の貯水管のうち一の貯水管に向けて傾斜した状態で配設される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の雨水貯留装置によれば、複数の雨水流入口が地表に開口しているため、雨水の流入口の総面積が大きくなるとともに、複数の貯水管に雨水が同時に流入することにより、短時間で多量の雨水の貯留ができる。また、複数の貯水管の底部付近をつなぐ下部連結管が一の貯水管に向けて傾斜しているため、複数の貯水管に流れ込んだ雨水に混入している汚泥が下部連結管を通じて一の貯水管に堆積するので、貯水槽全体への汚泥の堆積を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】（ａ）本発明の実施形態に係る雨水貯留装置の斜視図、（ｂ）本発明の実施形態に係る雨水貯留装置の水中汚泥ポンプの拡大図である。

【図2】上記実施形態に係る雨水貯留装置の雨水移動方向の説明図である。

【図3】上記実施形態に係る雨水貯留装置の配置の一例を示す平面図である。

【図4】（ａ）上記実施形態に係る雨水貯留装置の下部連結管および上部連結管の横方向の配設を示す平面図、（ｂ）上記実施形態に係る雨水貯留装置の下部連結管および上部連結管の縦方向の配設を示す平面図、（ｃ）上記実施形態に係る雨水貯留装置の下部連結管および上部連結管の格子状の配設を示す平面図である。

【図5】上記実施形態に係る雨水貯留装置の施工方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の雨水貯留装置について、図面を参照しながら実施形態に基づいて説明する。なお、図面は、雨水貯留装置の構成部材、雨水貯留装置の周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略する。

【0010】

（第１実施形態）
図１（ａ）において、雨水貯留装置１０は既存の建物（図示せず）の地階の地中に埋設され、鋼管の中に雨水を貯留する雨水貯留装置である。本発明の雨水貯留装置１０は、地中に縦方向に埋設され雨水を貯水する複数の貯水管１と、複数の貯水管１の底部４付近をつなぐ下部連結管５とを備えている。また、貯水管１にはそれぞれ雨水流入口２が地表１６に開口している。降雨時には、雨水流入口２から雨水が流入して貯留される。貯留された雨水は、雨水排水ポンプ８により後日排水される。

【0011】

各貯水管１は断面形状が円筒形であり、地中において鉛直方向に立てられ互いに平行する状態で配列されている。貯水管１は、本実施形態では周辺設備の施工のため人が入ることができる大きさの直径を有しており、直径が約１００ｃｍ～１５０ｃｍの断面円形状に設定されている。貯水管１の断面形状は特に限定されず、必ずしも図示のような円形でなくてもよく、例えば角形であってもよい。貯水管１は内部に雨水を貯留するために不透水性の材料で形成されていればよく、鋼管で形成されていてもよいし、樹脂パイプやセメントを用いることもできる。

【0012】

また、貯水管１は後述する低空頭掘削機１２を用いた施工方法により、複数の貯水管１を縦方向に連ねて設置することもできる。貯水管１は長さが約５０ｃｍ～１００ｃｍであり、複数の貯水管１を地中に縦方向に連ねることにより、全長を数メートルから数十メートルの長さにすることができる。貯水管１を連ねて地中深くまで設置することにより雨水貯留装置１０の貯水量を増大させることができる。

【0013】

底部４は貯水管１を地中に埋設した後の後述する別工程において、貯水管１の底付近にコンクリートを打設して形成される。貯水管１の底とは縦方向に配置された貯水管１の下端を指し、貯水管１が複数の鋼管を縦に連ねることにより構成された場合は、最も地中深く配置された貯水管１の下端を指す。コンクリートにより形成される底部４は、貯水管１の下端に、貯水管１の内部を塞ぐように打設される。底部４が設けられることにより貯水管１が有底容器状となる。底部４および貯水管１は不透水性の材料で形成されているため、雨水が土中に浸透することがなく貯水管１の内部に貯留される。

【0014】

貯水管１の上端には地表１６に開口した雨水流入口２が設けられている。雨水流入口２は深さ方向において地表１６に近接した位置にある。地表１６を流出する雨水はこの雨水流入口２から貯水管１の内部に流れ込む。複数の雨水流入口２が地表１６に開口しているため、雨水の流入口の総面積が大きくなるとともに、複数の貯水管１に雨水が同時に流入することにより、短時間で多量の雨水の貯留ができる。雨水流入口２は汚泥混入防止策として透水性の蓋で覆うこともできる。

【0015】

下部連結管５は、複数の貯水管１を底部４付近において互いにつないでいる。底部４にはコンクリートが打設されているため、下部連結管５と貯水管１とは底部４のコンクリート打設面よりも高い位置でつなぐ必要がある。一方、下部連結管５は貯水管１の下方に沈積する汚泥を移動させるので、なるべく貯水管１の低い位置に設置されることが好ましい。このため下部連結管５の内周面と底部４のコンクリート打設面とは、近接するように設置されている。

【0016】

下部連結管５は、円筒形状の外形部が貯水管１の内部にまでは延在していない。下部連結管５は、隣接する貯水管１の、底部４付近に形成された互いに対向する側面開口部１７と側面開口部１７とをつないでいる。このため、雨水流入口２から流入した雨水は下部連結管５の内部にも流れ込むことができる。下部連結管５は貯水管１と同様に不透水性の材料で形成されているため、貯水管１に貯留された雨水または雨水に含まれる汚泥が下部連結管５の中を移動することができる。貯水管１と下部連結管５とは溶接により固定されても良く、また側面開口部１７に設けられた接手（図示せず）により固定されても良い。

【0017】

また図２に示されるように、貯水管１の底部４付近に開口して下部連結管５によりつながれる側面開口部１７は、一つの角部に設置された一の貯水管１ａに近いほど低く、一の貯水管１ａから遠いほど高く設置されている。このため対向する側面開口部１７と側面開口部１７とをつなぐ下部連結管５は、一の貯水管１ａに近い側の端部が一の貯水管１ａに遠い側の端部よりも低く取り付けられている。

【0018】

このように下部連結管５は、複数の貯水管１のうち一つの角部に設置された一の貯水管１ａに向けて傾斜した状態で取り付けられている。このため貯水管１の内部を下降して下部連結管５に流入した汚泥は、さらに下部連結管５内を傾斜に沿って下降して一の貯水管１ａに集中される。

【0019】

下部連結管５の上方には複数の貯水管１をつなぐ上部連結管６が設けられている。貯水管１の内部の雨水は、雨水排水ポンプ８を稼働させることにより雨水貯留装置１０の外部へ排水される。貯水管１の内部の水位は排水に伴い下がり、複数の貯水管１の内部の雨水が下部連結管５を通過して貯水管１ｂに流れ込む。このとき貯水管１ａに向かうはずの汚泥が下部連結管５の内部を逆流するおそれがある。上部連結管６は、雨水の下部連結管５への集中を防止する役割を有しており、下部連結管５の上方にもう一つの雨水の移動経路である上部連結管６を設けることにより、貯水管１ｂに流入する雨水の流れを分散させ汚泥の逆流を防止する。

【0020】

また図２に示されるように、上部連結管６がつながれる貯水管１の側面開口部１７は、一の貯水管１ａから対角線上に離れた角部に設置された貯水管１ｂに近いほど低く、貯水管１ｂから遠いほど高く設置されている。このため対向する側面開口部１７と側面開口部１７とをつなぐ上部連結管６は、貯水管１ｂに近い側の端部が貯水管１ｂに遠い側の端部よりも低く取り付けられている。図２中に矢印１１で示すように、雨水は傾斜している上部連結管６の中を下方に流れ、貯水管１ｂに流入する。また、上部連結管６は、円筒形状の外形部が貯水管１の内部にまでは延在していない。このため上部連結管６の内部の僅かな汚泥が、傾斜により下部連結管５へと落下し易くなる。

【0021】

図１および図２に示されるように、複数の貯水管１は縦横方向にそれぞれ複数列配設されており、本実施形態では雨水貯留装置１０が貯水管１の集合体により平面視略矩形の形状を有している。雨水貯留装置１０の形状は特に限定されないため、例えば図３に示されるように、円形状であってもよいし、それ以外の形状でもよい。貯水管１を円形状に配置する場合は中央に最も深い一の貯水管１ａを配置して下部連結管５のみを一の貯水管１ａに向けて傾斜させて配置しても良い。中央に一の貯水管１ａを配置して底部４に水中汚泥ポンプ７を配置することにより下部連結管５の内部の汚泥の移動距離を短くすることができ、汚泥の詰まりを抑止することができる。なお複数の貯水管１を円周方向につなぐ下部連結管５は最外周の貯水管１のみをつないでも良い。

【0022】

このように、形状が特に限定されない雨水貯留装置１０は、設置される敷地に合わせ自由な形状にすることができるため、複数の貯水管１を敷地内に高密度に配置できる。さらに、後述する低空頭掘削機１２は、雨水貯留装置１０を既存の建築物の地階に構築することもできる。低空頭掘削機１２による地階での施工は既存の建物の制約を受けにくく、地階に高密度に配置される貯水管１により、雨水貯留装置１０による雨水の流出制御が容易になる。

【0023】

平面視略矩形の形状を有している雨水貯留装置１０は、少なくとも外周に配列された複数の貯水管１が下部連結管５および上部連結管６で一列につながれ、外周以外の複数の貯水管１が縦方向及び横方向の少なくとも一方向で下部連結管５および上部連結管６によってつながれている。

【0024】

図４に示されるように、外周に配列された複数の貯水管１とは、矩形状の各辺１８を形成する複数の貯水管１を指す。また、一列につながれるとは、各辺１８の貯水管１をつなぐ下部連結管５および上部連結管６が連続して一周に亘ってつながっていることを指す。

【0025】

外周以外の貯水管１とは、各辺１８を形成する貯水管１よりも内側に配置された複数の貯水管１を指す。縦方向および横方向とはそれぞれ各辺１８と平行な方向を指し、一方向でつながるとは、下部連結管５および上部連結管６が複数の貯水管１を線状に連続してつなぐ状態を指す。

【0026】

例えば図４（ａ）に示されるように、貯水管１は横方向に延びた下部連結管５および上部連結管６により一方向でつながれていても良い。また、図４（ｂ）に示されるように、貯水管１は縦方向に延びた下部連結管５および上部連結管６により一方向でつながれていても良い。さらに図４（ｃ）に示されるように、貯水管１は格子状に延びた下部連結管５および上部連結管６によりつながれていても良い。

【0027】

前述のように、外周に配列された複数の貯水管１も、外周以外の複数の貯水管１も、すべて下部連結管５および上部連結管６により互につながれているため、雨水貯留装置１０内部の雨水および汚泥は移動の制限を受けることがない。

【0028】

ここで、雨水貯留装置１０の一つの角部に設置された一の貯水管１ａの底部４には、水中汚泥ポンプ７が設置されている。図２中に矢印９で示すように、雨水に含まれる汚泥は移動の制限を受けることなく傾斜している下部連結管５の中を下方に流れ、一の貯水管１ａの底部４に流入する。水中汚泥ポンプ７は底部４に流入する汚泥を集中的に外部に搬出できるため雨水貯留装置１０の底部４には汚泥やゴミが堆積することがない。

【0029】

また、一の貯水管１ａに対して対角線上に離れた角部に設置された貯水管１ｂには、雨水排水ポンプ８が設置されている。雨水排水ポンプ８は貯水管１ｂの底まで排水する必要があるが、雨水に含まれる汚泥の吸い込み量をなるべく低く抑えたい。前述のように下部連結管５の内周面と底部４のコンクリート打設面とは近接するように設置されている。このため、貯水管１の底部４は貯水管１ａから貯水管１ｂに向けて順次高くなるように設けられている。水中汚泥ポンプ７と雨水排水ポンプ８とを対角線上の角部にそれぞれ離れて配置させることにより、底部４に設置される水中汚泥ポンプ７の取水口７ａと雨水排水ポンプ８の取水口（図示せず）との間に大きな高低差を持たせることができ、雨水排水ポンプ８の汚泥の吸い込みを低減させることができる。

【0030】

このように、雨水貯留装置１０によれば、複数の雨水流入口２を地表に設けることにより短時間で多量の雨水の貯留ができる。また、複数の貯水管１の底部４を互いに連結し、最も低く配置された貯水管１ａの底部４に水中汚泥ポンプ７を設けたので、一か所に集積させた汚泥を雨水貯留装置１０の外へ排出することが可能となり、雨水貯留装置１０全体への汚泥の堆積を防ぐことができる。さらに、雨水排水ポンプ８は水中汚泥ポンプ７よりも上方に配置され、かつ雨水貯留装置１０の対角線上に離して配置されているので、水中汚泥ポンプ７により舞い上がった汚泥を吸い込むことが少なく、長期に渡りメンテナンスが不要になる。

【0031】

次に、雨水貯留装置１０の地中への施工方法について説明する。本発明の雨水貯留装置１０の設置には、図５に示す低空頭掘削機１２を用いることができる。低空頭掘削機１２によれば、貯水管１を回転させながら地中に圧入させるチュービング部１３を、走行機構部１９に搭載した状態で移動することができるので、既存の建物の基礎部分１４のような高さ制限のある狭い施工現場でも、約３．５ｍ以上の高さ寸法があれば容易に入り込んで貯水管１の埋設作業を行うことができる。

【0032】

貯水管１は、チュービング部１３により回転されながら地中に圧入されていく。低空頭掘削機１２は移動しながら貯水管１を圧入することにより、縦方向や横方向および格子状に貯水管１を地中に配設することができる。また低空頭掘削機１２は貯水管１を縦横方向に配設するだけではなく、貯水管１を縦方向に順次継ぎ足して圧入しながら埋設することもできる。埋設された複数の貯水管１は上下に連結されることにより１本の貯水管１の長さを超える深さ位置まで配置され、雨水貯留装置１０の貯水量を増大させることができる。

【0033】

地中に配置された貯水管１の内部の土砂は、ハンマーグラブ２１を開放して落下させ、吊り上げる時に閉塞することにより取り出される。ハンマーグラブ２１は、スライドベース２２により移動され、所定の位置で再度開放され、貯水管１の内部から取り出した土砂が排出される。貯水管１の内部から土砂が取り出された後に、貯水管１の下端にコンクリートを打設して底部４を形成する。貯水管１は周辺設備の施工のため作業員が入れるだけの直径を有している。作業員は貯水管１が地中に鉛直方向に立てられ底部４が形成された後に貯水管１の内部に入り、貯水管１を下部連結管５および上部連結管６と連結させる。

【0034】

このように、既存の建物の地階のような狭い施工現場に容易に入り込める低空頭掘削機１２を用いることにより、上空の作業空間に制限のある場所においても、効率的な雨水貯留装置１０の設置作業を行うことができる。

【符号の説明】

【0035】

１ 貯水管
１ａ 一の貯水管
１ｂ 貯水管２ 雨水流入口
４ 底部
５ 下部連結管
６ 上部連結管
７ 水中汚泥ポンプ
７ａ 取水口
８ 雨水排水ポンプ
９ 矢印
１０ 雨水貯留装置
１１ 矢印
１２ 低空頭掘削機
１３ チュービング部
１４ 基礎部分
１５ 開口
１６ 地表
１７ 側面開口部
１８ 各辺
１９ 走行機構部
２１ ハンマーグラブ
２２ スライドベース

【要約】      （修正有）

【課題】複数の雨水流入口を地表に設けることにより短時間で多量の雨水の貯留ができるとともに、複数の貯水管を連結する下部連結管を１方向に傾けることにより貯水槽全体への汚泥の堆積を防ぐ雨水貯留装置を提供する。
【解決手段】本発明における雨水貯留装置１０は、地表に雨水流入口２を有して地中に埋設された複数の貯水管１と、複数の貯水管１の底部４付近をつなぐ下部連結管５とを備え、下部連結管５は複数の貯水管１のうち一の貯水管１ａに向けて傾斜した状態で配設される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】