(57)【要約】【課題】簡易かつ確実に、排水時に電力等を必要としない排水路等を形成することを可能とした水抜き排水路の施工方法を提案する。【解決手段】  オーガースクリュー４を用いて掘削するとともに管材５を配設することで堤体２を貫通しない管路６を形成する管路形成工程と、管路６の先端側に止水材７を注入して管路６を遮蔽する止水工程と、管路６の基端部を押し込むことで堤体２を管路６によって貫通する貫通工程と、オーガースクリュー４を回収する回収工程とを備えており、管路形成工程では、管路６を所定延長形成した後、オーガースクリュー４および管材５を小径のものに変更しながら管路６を延長する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガースクリューを用いて掘削するとともに管材を配設することで堤体を貫通しない管路を形成する管路形成工程と、
前記管路の先端側に止水材を注入して当該管路を遮蔽する止水工程と、
前記管路の基端部を押し込むことで前記堤体を当該管路によって貫通する貫通工程と、
前記オーガースクリューを回収する回収工程と、を備える水抜き排水路の施工方法であって、
前記管路形成工程では、前記管路を所定延長形成した後、前記オーガースクリューおよび管材を小径のものに変更することを特徴とする、水抜き排水路の施工方法。
【請求項２】
前記貫通工程の前に、前記管路の基端部にシャッターバルブおよび逃がしバルブを取り付けるバルブ取付工程を備えており、
前記貫通工程では、前記逃がしバルブを解放し、
前記回収工程後に前記逃がしバルブを閉じるとともに、前記シャッターバルブを解放することを特徴とする、請求項１に記載の水抜き排水路の施工方法。
【請求項３】
前記貫通工程において前記管路を押し込むことにより押し出す土塊の質量を推定し、前記土塊の質量に基づいて、前記管路形成工程において形成する管路の長さおよび管材の管径を決定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の水抜き排水路の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水抜き排水路の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
山間部等の川沿いにおいて地滑りが発生すると、土砂により河川が閉塞し、いわゆる天然ダムが形成される場合がある。天然ダムが形成されると、天然ダムの上流側に貯水池が形成されてしまう。このような天然ダムにおいて、大雨などにより水位が上昇すると、貯留水（河川水）が堤体を越流、浸食することにより天然ダムが崩壊するおそれがある。天然ダムが崩壊すると、土石流として流れ出し、下流域に災害をもたらすおそれがある。
天然ダムが形成された場合に下流域の災害を防止するためには、天然ダム（堆積土砂）を撤去するか、天然ダムが決壊することがないように、上流側の水を排水する必要がある。ところが、山間部に形成される天然ダムを撤去するには、手間と費用がかかる。また、天然ダムの水の排水方法としては、水中ポンプを利用した排水方法が一般的であるが、水中ポンプの稼働には、電力が必要であるとともに維持管理に手間がかかる。
【０００３】
そのため、特許文献１には、天然ダムの上流側の水を下流側に排水する構造として、河川の河岸、河床または斜面に予め貫通空洞を有する複数のブロック材を、貫通空洞が連続するように配設しておくことで、通水路を確保しておく方法が開示されている。
また、特許文献２には、天然ダムの上流側の貯留水をサイフォン式の排水システムにより排水する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８８８４７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６３２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のブロック材は、天然ダムが形成される前に予め設置しておく必要があり、天然ダム形成後の対策工法としては採用することができなかった。特許文献２の排水システムは、サイフォンの呼び水を形成するためのポンプを駆動させる必要があり、そのための電力が必要となる。
このような観点から、本発明は、簡易かつ確実に、排水時に電力等を必要としない排水路等を形成することを可能とした水抜き排水路の施工方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の水抜き排水路の施工方法は、オーガースクリューを用いて掘削するとともに管材を配設することで堤体を貫通しない管路を形成する管路形成工程と、前記管路の先端側に止水材を注入して当該管路を遮蔽する止水工程と、前記管路の基端部を押し込むことで前記堤体を当該管路によって貫通する貫通工程と、前記オーガースクリューを回収する回収工程とを備えており、前記管路形成工程において、前記管路を所定延長形成した後、前記オーガースクリューおよび管材を小径のものに変更することを特徴とする。
かかる水抜き排水路の施工方法によれば、管材をテレスコピック状に配管することで、先端側の管材の摩擦抵抗を低減するため、長距離掘削が可能となる。そのため、堤体に対して、水抜き排水路を簡易かつ確実に形成することができる。水抜き排水路は、堤体を貫通した通水路であるため、ポンプ等を要することなく貯水池の水を排水することができる。なお、本発明の水抜き排水路の施工方法は、天然ダムへの施工に加え、海、湖、池や河川等に接続する通水路の施工にも適用可能である。
【０００７】
前記水抜き排水路の施工方法は、前記貫通工程の前に、前記管路の基端部にシャッターバルブおよび逃がしバルブを取り付けるバルブ取付工程を備えているのが望ましい。このようにすれば、前記貫通工程では前記逃がしバルブを解放することで、管路内に浸透した水分を排水しつつオーガースクリューを回収することができる。そして、前記回収工程後に前記逃がしバルブを閉じるとともに、前記シャッターバルブを解放することで、貯水池の水を排水する排水路として機能する。
なお、前記管路形成工程において形成する管路の長さおよび管路の形成に使用する管材の管径等は、前記貫通工程において前記管路を押し込むことにより押し出す土塊の質量を推定し、当該土塊の質量に基づいて決定すればよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の水抜き排水路の施工方法によれば、電力等を必要としない排水路等を簡易かつ確実に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る水抜き排水路を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は管路形成工程の施工状況を示す断面図である。
【図３】（ａ）は止水工程を示す断面図、（ｂ）はバルブ取付工程を示す側面図、（ｃ）は貫通工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）は回収工程を示す断面図、（ｂ）は土塊の質量の算定方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態の水抜き排水路１は、図１に示すように、天然ダムの堤体２を貫通する管路である。
水抜き排水路１は、堤体２の上流側に貯留された水を排水することを目的とした通水路である。本実施形態の水抜き排水路１は、ほぼ水平に形成されているが、水抜き排水路１は勾配を有していてもよい。
堤体２（天然ダム）は、山間部等の川や谷沿いにおいて、大雨、地震、噴火等に起因する地滑りが発生する等して堆積した土砂により形成されている。すなわち堤体２は、土砂等の堆積物により河川や谷を閉塞するように自然に形成された堤体である。堤体２が形成されると、堤体２の上流に雨水や河川水が貯留されて貯水池３が形成される。
【００１１】
以下、水抜き排水路１を形成するための施工方法について説明する。
本実施形態の水抜き排水路の施工方法は、管路形成工程と、止水工程と、バルブ取付工程と、貫通工程と、回収工程とを備えている。
管路形成工程は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、オーガースクリュー４を用いて堤体２（天然ダム）を掘削するとともにケーシング（管材５０，５１，５２）５を地山に配設して、管路６を形成する工程である。管路６は、堤体２の下流側から上流側に向けて形成する。本実施形態では、ケーシング５として鋼管を使用するが、ケーシング５を構成する管材の材質は限定されるものではない。本実施形態のオーガースクリュー４は、止水材圧送用管、洗浄用管等、複数系統の配管を有している。なお、前記配管は、オーガースクリュー４の軸部分に内挿されていてもよいし、同軸部分に添設されていてもよい。また、前記配管は、必要に応じて配設すればよい。
【００１２】
図２（ａ）に示すように、管路形成工程では、まず、１本の太径（例えば、φ６００ｍｍ程度）の鋼管（口元ガイド管５０）を堤体２に配設することにより、口元ガイド６０を形成する。なお、口元ガイド管５０の長さは、堤体２の土質や形状等に応じて適宜決定する。なお、口元ガイド６０は、必要に応じて形成すればよい。
次に、図２（ｂ）に示すように、口元ガイド６０を貫通させたオーガースクリュー４により堤体２を掘削するとともに、口元ガイド６０を挿通可能なケーシング５（第一ケーシング５１）を堤体２に配設する。本実施形態では、複数本の第一ケーシング５１を連続して配設して第一管路６１を形成する。なお、第一管路６１の延長は、例えば７０ｍ程度である。第一管路６１の延長は７０ｍに限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
【００１３】
第一管路６１を形成したら、図２（ｃ）に示すように、第一管路６１を貫通させたオーガースクリュー４により堤体２をさらに掘進するとともに、第一管路６１を挿通可能なケーシング５（第二ケーシング５２）を堤体２に配設する。複数本の第二ケーシング５２を連続して配設することにより、第二管路６２が形成される。第二管路６２の延長は、例えば、掘進長が７０ｍ以下になるように設定する。なお、第二管路６２の掘進長は７０ｍに限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
このように、管路形成工程では、所定延長の管路６を形成した後、オーガースクリュー４およびケーシング５を小径のものに変更しながら当該管路６を延長することを繰り返すことで、所定の長さの管路６を形成する。管路形成工程において形成する管路６の全長は、堤体２を貫通しない長さとする。このとき、管路６の基端部は、堤体２の下流側斜面から突出している。また、管路６の基端部（堤体２の下流側端部）では、複数の管材（口元ガイド管５０、第一ケーシング５１および第二ケーシング５２等）が重なっている。一方、管路６の先端部（堤体２の上流側端部）では、単一の管材（例えば、第二ケーシング５２）のみが配管されている。なお、管路６の基端部は、堤体２の下流側斜面において開口していればよく、必ずしも当該斜面から突出している必要はない。
【００１４】
止水工程は、図３（ａ）に示すように、管路６の先端側に止水材７を注入して管栓を形成することで、管路６を遮蔽する工程である。止水材７は、管路６内に掘削土を溜めた状態で、オーガースクリュー４の先端部において注入する。本実施形態では、止水材７として、無機懸濁型注入材からなる止水グラウトを採用する。なお、止水材７の種類は、止水性を確保することが可能なものであれば、限定されるものではない。本実施形態のオーガースクリュー４は、内部に堰板を備えており、管栓の位置においてオーガースクリュー４内を遮蔽する。
【００１５】
バルブ取付工程は、図３（ｂ）に示すように、管路６の基端部にプリベンダー８を取り付ける工程である。プリベンダー８は、シャッターバルブ８１および逃がしバルブ８２を備えている。シャッターバルブ８１は、管路６を遮蔽可能な遮蔽扉（図示せず）を有している。本実施形態のシャッターバルブ８１は、遮蔽扉を上下動させることより、管路６の開閉を行う。なお、シャッターバルブ８１の構成は限定されるものではない。例えば、シャッターバルブ８１は、回転式の遮蔽扉を有していてもよい。逃がしバルブ８２は、管路６の突出部分の下側に形成する。なお、逃がしバルブ８２の取付箇所や構成等は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
【００１６】
貫通工程は、図３（ｃ）に示すように、管路６（ケーシング５）の基端部を押し込むことで堤体２を管路６によって貫通する工程である。すなわち、ジャッキ等を利用して管路６を押し込むことで、管路６の先端部を堤体２の上流側斜面から突出させる。管路６を押し込む際には、逃がしバルブ８２（図３（ｂ）参照）を解放させておく。このようにすると、管路６の貫通に伴って管路６内に浸透した貯水池３の水は、逃がしバルブ８２から排水される。
【００１７】
回収工程は、図４（ａ）に示すように、オーガースクリュー４を回収する工程である。
オーガースクリュー４は、管路６内の掘削土および止水材７（管栓）とともに管路６の基端部（下流側端部）から引き出すことにより回収する。本実施形態では、オーガースクリュー４を半分程度引き抜いた時点で、管路６に止水材７を追加で注入する。なお、止水材７の追加注入は、必要に応じて行えばよい。
オーガースクリュー４を回収したら、逃がしバルブ８２を閉じるとともに、シャッターバルブ８１を解放する。
【００１８】
ここで、管路形成工程において形成する管路６の長さ（または未掘削部の長さＬ）および管径は、貫通工程において押し出す土塊（押し出し土塊２１）の質量の推定値に応じて決定する。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、堤体２の上流側斜面（貯水池３側斜面）の角度θ１を４５°、管路６に対する押し出し土塊２１のすべり面の角度θ２を３０°と仮定し、堤体２の未掘削部の長さＬを利用して押し出し土塊２１の質量を算出する。そして、押し出し土塊２１の質量に対して十分な強度を有したケーシング５を採用するとともに、貫通工程におけるケーシング５を押し込む圧力を決定する。なお、管路６の長さおよび管径の決定方法は限定されるものではない。また、堤体２の形状等の推定は、現地測量結果を用いてもよい。
【００１９】
本実施形態の水抜き排水路１によれば、堤体２を越流させることなく貯水池３の水を排水できるので、天然ダム（堤体２）の崩壊の危険性を低減させることができる。また、自然流下により排水するため、ポンプ等を必要とせず、ポンプ等の維持管理に要する手間や費用を削減することができる。さらに、貯水池３の水を効率的に排水することで、天然ダム（堤体２）の撤去に要する手間や費用を削減することが可能となる。
また、本実施形態の水抜き排水路の施工方法によれば、ケーシング５内に掘削土を溜めた状態で水中に接続する通水路を形成するため、大量の湧水により施工が妨げられることがなく、簡易に水抜き排水路（通水路）１を施工することができる。
【００２０】
また、本実施形態の水抜き排水路の施工方法によれば、ケーシング５をテレスコピック状に配管することで、先端側のケーシング５の摩擦抵抗を低減し、その結果、長距離掘削が可能となる。そのため、堤体２に対して、水抜き排水路１を簡易かつ確実に形成することができる。また、貫通工程における管路６の押し込み時の摩擦抵抗も低減されているため、管路６の押し込みに使用する設備機器の小型化や、管路６の小口径化を図ることが可能となり、ひいては、コスト低減化を図ることができる。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、天然ダム（堤体２）に通水路を形成する場合について説明したが、本発明の水抜き排水路の施工方法は、海、湖、池や河川等に接続する通水路の施工に適用してもよい。
水抜き排水路１を形成する堤体２は、人工であってもよい。
また、堤体２に設ける水抜き排水路１の配置、数および内径等は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
【符号の説明】
【００２２】
１    水抜き排水路
２    堤体
２１  押し出し土塊
３    貯水池
４    オーガースクリュー
５    ケーシング（管材）
６    管路
７    止水材
８    プリベンダー
８１  シャッターバルブ
８２  逃がしバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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