(57)【要約】【課題】  透水係数を調整した土のうを用いることで地下水の流速を調整可能にし、これまでの置換工法で生じていた細粒砂の流失や地下河川の形成等を防ぐことができる地下水流動保全対策工法を提供する。【解決手段】  構造物躯体下部を通水ゾーンとして利用する地下水流動保全対策工法において、透水係数が小さい上流の現地盤１と透水係数が小さい下流の現地盤２との間の置換層３に土のう袋のメッシュサイズと土の粒径を調整することで透水係数を調整した土のう４を配置し、地下水の流動方向および構造物縦断方向に透水係数を変化させて、前記土のう４で置換した部分の地下水流動をコントロールする。【選択図】  図１
2010077640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物躯体下部を通水ゾーンとして利用する地下水流動保全対策工法において、透水係数が小さい上流の現地盤と透水係数が小さい下流の現地盤との間の置換層に土のう袋のメッシュサイズと土の粒径を調整することで透水係数を調整した土のうを配置し、地下水の流動方向および構造物縦断方向に透水係数を変化させて、前記土のうで置換した部分の地下水流動をコントロールすることを特徴とする地下水流動保全対策工法。
【請求項２】
請求項１記載の地下水流動保全対策工法において、前記置換層の前記現地盤と接する箇所に透水係数が小さい第１の土のうを、該第１の土のうの内側に透水係数が中ほどの第２の土のうを、該第２の土のうの内側に透水係数の大きい第３の土のうを配置することにより、前記置換層の前記現地盤との境界部における前記地下水の流速の急変を避けることを特徴とする地下水流動保全対策工法。
【請求項３】
請求項２記載の地下水流動保全対策工法において、前記第１の土のうで前記置換層の外側を囲むように配置することを特徴とする地下水流動保全対策工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水流動保全対策工法に係り、特に、構造物躯体下部を通水ゾーンとして利用する地下水流速を調整可能な地下水流動保全対策工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長大な地下構造物、例えば、鉄道のトンネル等の構築によって、流れのある地下水を堰きとめてしまうと、地下水の上流側では水位が上昇し、下流側では地下水が低下する現象が起こることがある。この地下水の上昇・低下により、建物が傾いたり、地盤沈下が起こるといった深刻な問題が生じる。
【０００３】
図５は従来の地下水流動保全対策工法とそれによる地下水の流動状態を示す模式図である。
【０００４】
この図において、１０１は透水係数が小さい上流の現地盤（帯水層）、１０２は透水係数が小さい下流の現地盤（帯水層）、１０３は上流の現地盤１０１と下流の現地盤１０２との間に配置される置換層である。
【０００５】
構造物の躯体下部を通水ゾーンとして利用する従来の地下水流動保全対策工法では、置換層１０３に透水性の高い埋め戻し材を用いて地盤を置換する方法が取られていた（下記非特許文献１参照）。
【０００６】
かかる透水性の高い埋め戻し材を用いた置換層１０３の場合、図５の下部に示すように、上流の現地盤１０１と置換層１０３の境界部１０４で地下水の流速が急激に速くなるため、細粒砂が流失し、地盤沈下が発生することがあった。一方、置換層１０３と下流の現地盤１０２の境界部１０５では、地下水の流速が急激に遅くなるため、細粒砂が沈降する。するとその細粒砂が目詰まりを起こして置換層１０３の通水機能が低下し、定期的なメンテナンスが必要となるといった問題があった。
【０００７】
また、地下水の集水・涵養による地下水流動保全対策工法として、図６に示すような対策工法が用いられている。
【０００８】
集水・涵養による地下水流動保全対策工法は、（１）土留壁の一部２０１を撤去〔図６（ａ）〕、（２）集水パイプ３０１及び涵養パイプ３０２を設ける〔図６（ｂ）〕、（３）集水・涵養機能（集水部４０２及び涵養部４０３）付きの土留壁４０１を設ける〔図６（ｃ）〕、（４）集水井戸５０１と涵養井戸５０２を設ける〔図６（ｄ）〕など、集水・涵養の方法により分類される。
【非特許文献１】「地下水流動保全のための環境影響評価と対策−調査・設計・施工から管理まで−」地盤工学・実務シリーズ１９，社団法人地盤工学会，ｐｐ．１２２−１３１（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、構造物の躯体下部を置換する従来の工法では、置換箇所の透水係数が一定となるため流速の変化が急激に起こり、周辺地盤の細粒砂の流失による地盤沈下や細粒砂の沈降により発生する通水装置の目詰まりによる機能低下を生じていた。また、構造物縦断方向に流れが卓越して地下河川となるなどの問題が生じる。さらに、置換を行う箇所は掘削底面のため、置換材料の搬入および締め固めの作業が煩雑であった。
【００１０】
このように、従来の工法では、躯体下部を一様に置き換えることに問題点があった。また、深い掘削溝底面に置換材料を搬入する作業が煩雑であった。
【００１１】
本発明は、上記状況に鑑みて、透水係数を調整した土のうを用いることで、地下水の流速を調整可能にし、これまでの置換工法で生じていた細粒砂の流失や地下河川の形成等を防ぐことができる地下水流動保全対策工法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】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕構造物躯体下部を通水ゾーンとして利用する地下水流動保全対策工法において、透水係数が小さい上流の現地盤と透水係数が小さい下流の現地盤との間の置換層に土のう袋のメッシュサイズと土の粒径を調整することで透水係数を調整した土のうを配置し、地下水の流動方向および構造物縦断方向に透水係数を変化させて、前記土のうで置換した部分の地下水流動をコントロールすることを特徴とする。
【００１３】
〔２〕上記〔１〕記載の地下水流動保全対策工法において、前記置換層の前記現地盤と接する箇所に透水係数が小さい第１の土のうを、この第１の土のうの内側に透水係数が中ほどの第２の土のうを、この第２の土のうの内側に透水係数の大きい第３の土のうを配置することにより、前記置換層の前記現地盤との境界部における前記地下水の流速の急変を避けることを特徴とする。
【００１４】
〔３〕上記〔２〕記載の地下水流動保全対策工法において、前記第１の土のうで前記置換層の外側を囲むように配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、透水係数を調整した土のうを用いることで、地下水の流速を調整可能にし、これまでの置換工法で生じていた、細粒砂の流失や、地下河川の形成等を防ぐことができる。
【００１６】
また、置換材料が土のうであるため、従来よりも施工性が向上し、より経済的な施工が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の地下水流動保全対策工法は、透水係数が小さい上流の現地盤と透水係数が小さい下流の現地盤との間の置換層に土のう袋のメッシュサイズと土の粒径を調整することで透水係数を調整した土のうを配置し、地下水の流動方向および構造物縦断方向に透水係数を変化させて、前記土のうで置換した部分の地下水流動をコントロールする。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の地下水流動保全対策工法とそれによる地下水の流動状態を示す模式図である。
【００２０】
この図において、１は透水係数が小さい上流の現地盤（帯水層）、２は透水係数が小さい下流の現地盤（帯水層）、３は上流の現地盤（帯水層）１と下流の現地盤（帯水層）２との間に配置される置換層である。
【００２１】
置換層３には地下水の流速を調整可能にする土のう４を配置するようにしている。ここでは、透水係数の小さい第１の土のう４Ａ，４Ａが現地盤１，２に隣接する置換層３の外側に、透水係数が中ほどの第２の土のう４Ｂ，４Ｂが土のう４Ａ，４Ａの内側に、透水係数が大きい第３の土のう４Ｃが置換層３の中央に配置されている。
【００２２】
ここで、透水係数の小さい第１の土のうとは隣接する帯水層に対して透水係数が１〜２オーダー大きいもの、透水係数が中ほどの第２の土のうとは隣接する第１の土のうに対して透水係数が１〜２オーダー大きいもの、透水係数の大きい第３の土のうとは隣接する第２の土のうに対して透水係数が１〜２オーダー大きいものをいう。なお、帯水層の流量によっては、土のうの透水度は２段または４段とすることができる。
【００２３】
また、各種の土のうの形状・重量としては、例えば、長尺状であり、２トン以下の重量のものを挙げることができる。
【００２４】
このように構成したので、図１の下部に示すように、地下水は、上流の現地盤１と置換層３の境界部５及び置換層３と下流の現地盤２との境界部６において流速を穏やかに変化させることができ、細粒砂の移動が生じ難い。そのため、細粒砂の流出による地盤沈下や、細粒砂の沈降により発生する通水装置の目詰まり等を防止することができる。
【００２５】
また、置換材料が土のうであるため、従来よりも施工性が向上し、より経済的な施工が可能である。
【００２６】
図２は本発明の実施例を示す構造物の躯体下部を通水ゾーンとして利用する地下水流動保全対策工法の施工状態を示す模式図、図３はその地下水流動保全対策工法による置換層の模式図である。
【００２７】
これらの図において、１１は透水係数が小さい上流の現地盤、１２は透水係数が小さい下流の現地盤、１３は上流の現地盤１１と下流の現地盤１２の間にあって透水係数が大きい地下水流速を調整可能な置換層、１４はその置換層に配置される土のう、１５は地下に構築される構造物躯体である。
【００２８】
置換層に配置される土のう１４は、土のう袋のメッシュサイズと土の粒径を調整することで透水係数を変えるようにしている。図３に示すように、置換層１３の上流側及び下流側（置換層の外側）には透水係数が小さく流速が小さくなる第１の土のう２１を、その内側には透水係数が中ほどで流速も中ほどとなる第２の土のう２２を、中央には透水係数が大きく流速も大きくなる第３の土のう２３をそれぞれ配置するようにしている。
【００２９】
図４は本発明の実施例を示す地下水流動保全対策工法の置換層における土のうの他の配置例を示す平面図である。
【００３０】
ここでは、置換層３０の外側を囲むように透水係数が小さく流速が小さくなる第１の土のう３１を、その内側には透水係数が中ほどで流速も中ほどとなる第２の土のう３２を、中央には透水係数が大きく流速も大きくなる第３の土のう３３をそれぞれ配置するようにしている。この配置例では、特に、構造物縦断方向に配置された第１の土のう３１−１〜３１−３が構造物縦断方向に流れが卓越して地下河川が形成されることを防止する機能を有する。
【００３１】
このように、本発明によれば、配置位置によって土のうの透水係数を変化させることで、置換層における地下水の流速を調整することができる。特に、置換層の境界部における流速の急変がないので、細粒砂の流出に伴う地盤変化や、細粒砂の沈降による通水装置の目詰まり等を避けることができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の地下水流動保全対策工法は、地盤変化や、通水機能の低下のない地下水流動阻害対策として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の地下水流動保全対策工法とそれによる地下水の流動状態を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す構造物の躯体下部を通水ゾーンとして利用する地下水流動保全対策工法の施工状態を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例を示す地下水流動保全対策工法による置換層の模式図である。
【図４】本発明の実施例を示す地下水流動保全対策工法の置換層における土のうの他の配置例を示す平面図である。
【図５】従来の地下水流動保全対策工法とそれによる地下水の流動状態を示す模式図である。
【図６】従来の地下水の集水・涵養による地下水流動保全対策工法を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，１１    透水係数が小さい上流の現地盤（帯水層）
２，１２    透水係数が小さい下流の現地盤（帯水層）
３，１３，３０    置換層
４，１４    土のう
４Ａ，２１，３１，３３−１〜３３−３    透水係数が小さい第１の土のう
４Ｂ，２２，３２    透水係数が中ほどの第２の土のう
４Ｃ，２３，３３    透水係数が大きい第３の土のう
５    上流の現地盤と置換層の境界部
６    置換層と下流の現地盤との境界部
１５    地下に構築される構造物躯体
【図１】
2010077640.tif 000003
【図３】
2010077640.tif 000004
【図４】
2010077640.tif 000005
【図５】
2010077640.tif 000006
【図２】
2010077640.tif 000007
【図６】
2010077640.tif 000008