JP2007177414A

JP2007177414A - 排水処理装置およびこれを使用する排水処理方法

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Publication number: JP2007177414A
Application number: JP2005374307A
Authority: JP
Inventors: Kyuzo Ishikawa; 久三石川; Hikarikaku Tamura; 光拡田村
Original assignee: Kyowa Exeo Corp
Current assignee: Exeo Group Inc
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】雨水などの排水を貯留してから浸透させることで処理する場合、大きな貯留量を確保でき、また、大きな貯留量を確保できることから地下水を集水して周囲の地下水位を低下させることもでき、さらに、雨水浸透排水溝から地中に浸透させる場合に目詰まりが発生することも防止できて、目詰まりによる浸透能力の減少を最小に抑えることができるようにする。
【解決手段】ボックスカルバート構造やＵ字側溝型の多孔板溝１を地中に埋設し、この多孔板溝の周囲に砕石３を施し、多孔板溝１および砕石３の全体を包むように透水性シート４を敷設し、前記多孔板溝１に穿設した縦長孔は外側に向けて広がるテーパー断面に形成した。
【選択図】図６

Description

本発明は、雨水や地下水などの排水の処理装置およびこれを使用する排水処理方法に関するものである。

流域の都市化の進展による洪水の流出増を抑制するため、貯留型の流出抑制施設の設置が進められてきている。地盤の浸透能力が大きい地域においては、貯留型の流出抑制施設に加え、浸透型流出抑制施設も流出抑制上効果が高く、浸透型の施設として例えば、従来、浸透排水溝に流入した雨水を所定の下水に流すとともに、その一部を地中の浸透させるものがある（例えば特許文献１参照）。

これは両側壁面に雨水地中浸透用孔を穿設してなる雨水浸透排水溝の単体を多数各一列状に連結して形成したもので、前記雨水地中浸透用孔から貯留した雨水を周囲の地中に浸透させるものである。
特開平１−１５９９１３号公報

前記特開平１−１５９９１３号公報に記載の発明は、雨水を貯留する部材がボックスカルバート型の雨水浸透排水溝のみであり、有効空隙量に限界があり、例えば洪水対策施設としては不充分である。

また、雨水浸透排水溝から周囲の地盤中に雨水を直接浸透させる構造であるため、雨水浸透排水溝内に滞留中の雨水に含まれている砂分などにより目詰まりが発生し、目詰まりにより浸透能力が低下するおそれがある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、雨水などの排水を貯留してから浸透させることで処理する場合、大きな貯留量を確保でき、調整地としての機能を有して洪水対策にも対応でき、また、大きな貯留量を確保できることから地下水を集水して周囲の地下水位を低下させることもでき、さらに、雨水浸透排水溝から地中に浸透させる場合に目詰まりが発生することも防止できて、目詰まりによる浸透能力の減少を最小に抑えることのできる排水処理装置およびこれを使用する排水処理方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、装置として、ボックスカルバート構造やＵ字側溝型の多孔板溝を地中に埋設し、この多孔板溝の周囲に砕石を施し、多孔板溝および砕石の全体を包むように透水性シートを敷設し、前記多孔板溝に穿設した孔は外側に向けて広がるテーパー断面に形成したことを要旨とするものである。

請求項２記載の発明は、方法として、雨水取入れ用の排水管を多孔板溝に結合し、この排水管から取水した雨水を多孔板溝の側壁に形成した縦長スリット状の孔から周囲の砕石を通過させて外部の地中に浸透させ、また、雨水が大量の場合は透水性シート内に一時的に貯留して砕石を通過させて地中へ浸透させることを要旨とするものである。

請求項１、請求項２記載の本発明によれば、雨水などの排水はボックスカルバート構造やＵ字側溝型の多孔板溝内に貯留し、ここからこの多孔板溝に形成した縦長スリット状の孔を通過し、さらに周囲に敷設した砕石内に浸透する。このとき、雨水中に含まれる土砂などの目詰まり物質が濾過される。よって、さらに透水性シートを通過して外側の地盤中に浸透するとき、目詰まりによって浸透能力が低下することがない。

また、集中豪雨などで大量に流入した雨水は、一時的にシート内に貯留できるから、調整地としての機能も有し、ゆっくりと地盤中に浸透させることができる。

請求項３記載の発明は、多孔板溝の側壁に形成した縦長スリット状の孔から周囲の地盤中の地下水を多孔板溝に取入れ、ここに貯留させて地下水位を低下させることを要旨とするものである。

請求項１、請求項３記載の本発明によれば、多孔板溝を集水用ドレンとして使用でき、地下水位が高い場所、地下水の水位調整や集水が必要な場所（例えば扇状地、谷間等の地下水が自噴しやすい地形および河川や雨水の常時氾濫箇所など）で、利用できる。この場合、多孔板溝に形成した孔は、外側に向けて広がるテーパー断面としてあるから、集水効果が高い。

以上述べたように本発明の排水処理装置およびこれを利用した排水処理方法は、雨水などの排水を貯留してから浸透させることで処理する場合、多孔板溝内だけでなくこれを包み込むシート内にも貯留できるから、大きな貯留量を確保でき、調整地としての機能を有して洪水対策にも対応でき、また、大きな貯留量を確保できることから地下水を集水して周囲の地下水位を低下させることもでき、さらに、多孔板溝の周囲に砕石を敷設したから、多孔板溝から地中に浸透させる場合に目詰まりが発生することも防止できて、目詰まりによる浸透能力の減少を最小に抑えることができるものである。

以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の排水処理装置の実施形態を示す概要図で、本発明の排水処理装置の基本構造は、例えば浸透型の流出抑制施設として、スリット状の縦長孔２を側面に設けたボックスカルバート構造やＵ字側溝型の多孔板溝１を地中に埋設し、その周囲に砕石３を充填し、さらに多孔板溝１と砕石３の全体を包むようにしてこれらの外側に透水性シート４を敷設したものである。

そして、多孔板溝１内に貯留させた雨水などをスリット状の縦長孔２から周囲に充填されている砕石３と透水性シート４とを通過させて土壌中に浸透させる構造である。

かかる構造を図１についてさらに詳しく説明すると、建物の屋根などからの雨水が流入する雨樋５を、内部に金網スクリーン７および砂留バケット８を設けた沈砂ます６に開口する。

この沈砂ます６はＲＣ造とし、屋根からの雨水を一旦流入させ、夾雑物と土粒子を沈殿除去するためのもので、金網スクリーン７は腐食のおそれのないステンレス製とし、取換え可能に装着した。また、砂留バケット８は、腐食のおそれのない塩ビ製を使用し、流入水中の土粒子を沈殿させ除去するためのものである。

この沈砂ます６の吐出口に接続した排水管９を多孔位置溝１に開口する。図中１０は多孔板溝１に接続するオーバーフロー管を示す。

多孔板溝１は前記のようにボックスカルバート構造のものとＵ字側溝型のものとがあり、ボックスカルバート構造のものは図２に示すように、例えば幅８６０ｍｍ、長さ２０００ｍｍ、高さ１４９０ｍｍのボックス形状で、両側面にスリット状の縦長孔２が複数穿設してある。

この縦長孔２は、目詰まりしにくいように、外側に広がるテーパー断面（内幅２０ｍｍ、外幅４０ｍｍ）に形成した。

Ｕ字側溝型の多孔板溝１は、図３に示すように上面を開口に形成し、両側壁を上方に向かって広がるテーパー状に形成したもので、側壁にスリット状の縦長孔２が穿設される構造はボックスカルバート型と同様である。

これら多孔板溝１は、上部を一般車両が通行可能な強度を有するよう、ＲＣ（鉄筋コンクリート）造とするが、その他、ＧＲＣ、ＣＦＲＣなどの繊維補強コンクリートやレジンコンクリートおよびＦＲＰなどの繊維補強樹脂（高分子複合材料）で製作することもできる。

次にかかる多孔板溝１を設置する方法を図４および図７のフローチャートについて説明する。最初の掘削工（図４（ａ））では、ベンチマークより計画高を割り出し、バックホーなどの掘削機械により掘削、床付けを行う。この場合、機械掘削により圧縮されて透水係数が低下した側面（法面）を復旧させ、水の浸透しやすい自然な状態にする浸透促進工として、掘削の仕上げは手掘りにて行い、浸透面を自然の地山状態に保護するため、熊手、鎌を用いて均す。

また、多孔板溝１用の開削方法は、一般には山留めをせず、地山の自立高に適した素掘り工法となり、土質と床付け深さにより法面勾配をつける。

次に敷砂工（図４（ｂ））として、掘削後、すぐに粗めの川砂などを使用する敷砂（遮断砂）１１を１０ｃｍ程度平に敷く。この作業は人力により敷き、所定の厚さに仕上げる。砂は前記のような川砂が適しているが、再生砂などを使用することもできる。

この敷砂１１は、作業中に底部地山を踏み固めないようにするためと、多孔板溝１を設置しやすくするためのものである。

次に側部透水性シート設置工（図４（ｃ））として、法面（側面）からの土の侵入を防ぐために、ここに透水性シート４を敷設する。この透水性シート４は、例えば水を通す不織布シート（ジオテキスタイル）、１ｍｍメッシュの毛管網などを使用し、約２〜３ｍ間隔でＵ字釘１２などで固定し、次の工程の砕石の埋め戻しに備える。

次に砕石３を敷き均す（図４（ｄ））。これは空隙率を確保し、水を浸透させるためのもので、例えば、前記多孔板溝１に形成した縦長孔２を通過しない大きさとして単粒度４号砕石を使用する。砕石はバックホーなどの機械を用いて透水性シート４を損傷しないように２０ｃｍ程度投入し、軽く転圧した後、人力で均して多孔板溝１が設置しやすいようにする。

この砕石３は、土粒子が地山部分に付着することを防ぐフィルターの機能と、付着した有機物を好気性微生物に分解させるための空気の流通を良好にするための機能と、積年の堆積への対応機能を有する。

この砕石３の上に多孔板溝１をクレーンなどの機械を使用して設置する（図４（ｅ））。設置は丁張りによって高さ、位置を確認し、左右等間隔にして水平に設置し、複数個をプレートを用いて接続固定する。接続は横方向の敷設長により貯留容量を適宜設定できるが、コの字やＥの字の形に平行して併設すれば平面的に広げることができる。

さらに図４では図示は省略するが、図１に示した雨水貯留ますである沈砂ます６の吐出口に接続した排水管（雨水処理配管）９を多孔板溝１に接続する。

その後、図４（ｆ）に示すように多孔板溝１の側方の空間に砕石３を施す。この場合、浸透面をあまり打撃しないようにし、砕石紛は除去し、砕石３は多孔板溝１の天端あたりまで設置する。

ここで図示は省略するが、多孔板溝１内を管理するためのマンホールを構築する。マンホールの構築は、上部に孔の開いた多孔板溝１を使用し、調整リングにより高さを調整し、また、人の出入りのためのステップを設置する。

次いで図４（ｇ）に示すように側部の砕石３の上にも透水性シート４を敷設し、砕石３内に上方から土が入らないようにする。この上部の透水性シート４の敷設は、側面に設置した透水性シート４の余長を使用して砕石３ごと多孔板溝１を包む。

そして、最後に図４（ｈ）、図５、図６のように発生土１３を使用して上部の透水性シート４の上を埋め戻し、整地する。

このようにして多孔板溝１を設置するが、その全工程において特に周辺の土壌を自然な状態に保持し、砕石３の中にはゴミなどの浸透能力に影響を与えるものが混入しないようにする。

次に前記のような排水処理装置を雨水の浸透型の流出抑制施設として使用する方法を図８のフローについて説明する。屋根からの雨水を雨樋５を通して沈砂ます６内に導き、雨水中に含まれるゴミ、土砂などの地盤の目詰まりを引き起こす物質（目詰まり物質）を、沈砂ます６内の金網スクリーン７、砂留バケット８により取り除き、この濾過した雨水を排水管９を通して多孔板溝１に導き、ここに貯留する。

多孔板溝１は、例えば最大断面寸法２ｍ×２ｍで貯留量が大きく、調整地としての機能も有する。また、透水性シート４で囲まれた側面の砕石３の空洞体積によりさらに大きな貯留量が確保できる。

多孔板溝１に貯留した雨水は側部の縦長孔２から側面側の砕石３内に浸透する。この場合、多孔板溝１の底面部はコロイド状物質の沈殿堆積により目詰まりしやすいが、縦長孔２を側部に形成し、側部浸透としたから目詰まりがしにくくなり、さらに外部に広がるテーパー断面を有する形状とすることで大きな有効浸透断面積を確保でき、浸透能率の低下を防げる。

さらに、多孔板溝１の外側部には砕石３を充填したから、空気の流通が良好となり地山を好気性状態にでき、土壌微生物による有機物の分解活動を活発にできて、有機性目詰まり物質の目詰まり防止が図れる。

多孔板溝１の上部にも透水性シート４を敷設したから、地表面からの浸透水中の砂分が礫の空隙に侵入するおそれもなく、礫間の目詰まりも防げる。また、この上部の透水性シート４は、仮設道路の撒き出し工法のシートによる、路面の滑り不等沈下防止効果と同じ効果があり、多孔板溝１の上部を駐車場にした場合など、上載荷重の分散も図れる。

さらに透水性シート４による砕石３の束縛は、砕石３が周辺地山に貫入することを防止するだけでなく、周辺地山の緩みや洗い掘りの防止も図れる。

また、土粒子は多孔板溝１の底部に一部沈殿堆積させ、残りは多孔板溝１の側部の砕石３および透水性シート４に遮断させ、地山部分に土粒子が付着することを防ぐ。これにより地山への浸透能力が低下することを防ぐ。

浸透能力は深さに比例して大きくなるため、多孔板溝１の構造を大きくし、また、強度を持たせるために例えばＲＣ造とすることで、大きな浸透面を確保した。

こうして側部の砕石３および透水性シート４により目詰まり物質を遮断した雨水を地盤に浸透させ、降雨時に発生する宅地からの雨水を多孔板溝１に一時貯留しながら浸透させることにより、雨水の流出を抑制する。

そして、多孔板溝１はＵ字側溝型とし、また、ボックス型の場合は、マンホールを設けることにより、開放型とすることで人為的に施設内の点検、清掃が容易行える。

また、多孔板溝１は設計荷重がＴ−２５（土被り０．５〜１．５ｍ）であるため、上部用地の有効活用が図れる。例えば、浸透性舗装と組み合わせて駐車場の下に多孔板溝１を設置すれば、敷地内の雨水排水用として利用できる。

本発明の多孔板溝１は、図９に示すように融雪装置としても利用でき、例えば多孔板溝１の上部を雪を投入できるような鉄蓋構造とし、多孔板溝１内部に電気ヒータまたは循環パイプおよびシャワーなどを設置する。

循環式の場合は、多孔板溝１内部を不透水性の遮水シートで覆い、ビニール水槽と同様の機能を有するようにする。覆う箇所は、低部および両側面の下部側で多孔板溝１内に設置した循環ポンプが稼動できるよう、水深５０ｃｍ以上の循環水を多孔板溝１内に貯留する。

また、本発明の排水処理装置は前記のように雨水の浸透型の流出抑制施設として使用する他、集水用のドレンとしても利用できる。地下水位の高い場所や、ポンプアップなどによる地下水の水位調整や集水が必要な箇所で、周囲の地盤中の地下水を多孔板溝１内に取り込むことで、水位を低下させることができる。

地下水の取り込みは、多孔板溝１の側部に形成した縦長孔２を介して行うが、この縦長孔２は前記のように外側に広がるテーパー断面に形成してあるから、大きな集水効果が得られる。

本発明の排水処理装置の実施形態を示す概要図である。本発明の排水処理装置の実施形態を示す要部であるボックスカルバート型の多孔板溝の説明図である。本発明の排水処理装置の実施形態を示す要部であるＵ字側溝型の多孔板溝の説明図である。本発明の排水処理装置の施工方法の工程図である。本発明の排水処理装置の実施形態を示す縦断正面図である。本発明の排水処理装置の実施形態を示す一部切欠いた斜視図である。本発明の排水処理装置の実施形態を示す施工フローである。本発明の排水処理方法の実施形態を示す工程図である。本発明の排水処理装置を融雪装置に実施した場合の説明図である。

符号の説明

１多孔板溝２縦長孔
３砕石４透水性シート
５雨樋６沈砂ます
７金網スクリーン８砂留めバケット
９排水管１０オーバーフロー管
１１敷砂１２Ｕ字釘
１３発生土

Claims

ボックスカルバート構造やＵ字側溝型の多孔板溝を地中に埋設し、この多孔板溝の周囲に砕石を施し、多孔板溝および砕石の全体を包むように透水性シートを敷設し、前記多孔板溝に穿設した孔は外側に向けて広がるテーパー断面に形成したことを特徴とする排水処理装置。
雨水取入れ用の排水管を多孔板溝に結合し、この排水管から取水した雨水を多孔板溝の側壁に形成した縦長スリット状の孔から周囲の砕石を通過させて外部の地中に浸透させ、また、雨水が大量の場合は透水性シート内に一時的に貯留して砕石を通過させて地中へ浸透させることを特徴とする排水処理方法。
多孔板溝の側壁に形成した縦長スリット状の孔から周囲の地盤中の地下水を多孔板溝に取入れ、ここに貯留させて地下水位を低下させることを特徴とする排水処理方法。