(57)【要約】【課題】漏水に対する信頼性が高く、しかも安価で、短工期で建設できる貯水槽を提案すること。【解決手段】滞水部材１０を積層してなる積層構造物２０が、底面を形成する底板３３と立設側面を形成する側板３２とが水密性を有して接合されている箱体３０中に収容され、積層構造物２０の上に配置された天板３１が箱体３０の天面を形成している貯水槽。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
滞水部材を積層してなる積層構造物が、底面を形成する底板と立設側面を形成する側板とが水密性を有して接合されている箱体中に収容され、前記積層構造物の上に配置された天板が前記箱体の天面を形成している貯水槽。
【請求項２】
前記側板と前記天板とが水密性を有して接合されている、請求項１記載の貯水槽。
【請求項３】
前記底板、前記側板のいずれかが複数の板材から構成されている場合は、それらの板材同士が水密性を有して接合されている、請求項１又は２記載の貯水槽。
【請求項４】
前記接合が、溶接又はリベットによる接合、若しくはコーキング又はパッキンを伴っての接合である、請求項１〜３のいずれかに記載の貯水槽。
【請求項５】
前記側板が上下方向に伸縮可能に構成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の貯水槽。
【請求項６】
前記側板には水平方向に延びる少なくとも１つの凹部を設け、前記凹部において前記側板が上下方向に伸縮する、請求項５記載の貯水槽。
【請求項７】
前記底板及び側板が、ステンレス鋼板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の貯水槽。
【請求項８】
前記積層構造物で形成された空隙と地上との間で水の出し入れを可能とするピットを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の貯水槽。
【請求項９】
前記滞水部材の空隙率が９０％以上である、請求項１〜８のいずれかに記載の貯水槽。
【請求項１０】
前記積層構造物は、断面が略Ｕ字型形状を有し前記断面と直交する方向に延びる形状を有した滞水部材が、そのＵ字開口部側を下側にし、前記Ｕ字開口部と対向する面を上側にして、かつ上下に隣り合う滞水部材が互いに直交する態様で複数段に積層されてなる、請求項１〜９のいずれかに記載の貯水槽。
【請求項１１】
地中に形成した凹領域内で、複数の鋼板を水密性を有するように接合して、天面が開口した箱体を形成する工程と、
前記箱体の内部に滞水部材を複数段に積層して積層構造物を形成する工程と、
前記積層構造物の上に天板を配して前記箱体の天面を形成する工程と、
を有する地下貯水槽の施工方法。
【請求項１２】
前記箱体を構成する前記側板と前記天板とを接合する工程を有する、請求項１１記載の地下貯水槽の施工方法。
【請求項１３】
前記接合は、溶接又はリベットを利用して、若しくはコーキング又はパッキンを利用しての接合である、請求項１１又は１２記載の地下貯水槽の施工方法。
【請求項１４】
前記積層構造物を形成する工程は、断面が略Ｕ字型形状を有し前記断面と直交する方向に延びる形状を有した滞水部材を、そのＵ字開口部側を下側にし、前記Ｕ字開口部と対向する面を上側にして、かつ上下に隣り合う滞水部材が互いに直交する態様で複数段に積層するものである、請求項１１〜１３のいずれかに記載の地下貯水槽の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下貯水、雨水利用（雨水貯留浸透分野）、防火用貯水槽等の技術分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、雨水や水道水を地下に貯留し、災害時や火災時に利用するために、これまでコンクリート製、鋼製又はプラスチック製の地下貯水槽が使用されてきた。これら従来の貯水槽は、作用する土圧や上載荷重を、貯水槽の天井や壁が有する強度で支える構造となっている。
【０００３】
最近、雨水の地下貯水槽として、従来のコンクリート製、鋼等の金属製又はプラスチック製の雨水貯水施設に代わり、空隙貯水槽が普及してきた。この空隙貯水槽は、たとえば、地面に掘った窪地の中に遮水又は透水シートを敷き、その中に空隙を有した滞水材を積み上げ、積み上げた滞水材を遮水又は透水シートで包んで遮水又は透水シート同士を接着し、その周囲を土砂で埋め戻して形成される。このような空隙貯水槽は、従来より使用されてきた貯水槽と比較すると、以下に示すような長所を有する。
（１）建設費が安価（材料費、施工費が安価）。
（２）工期が短い。
（３）貯水槽の形状を敷地に合わせ、比較的自由に選定できる。
（４）貯水量が大きいもの（数万ｍ3）から小さいもの（数十ｍ3）まで、同一の部材を利用して対応できる。
（５）施工にあたり、特殊技能が必要ない。すなわち、例えばコンクリート製の場合には型枠工等の特殊技能が必要となる。
【０００４】
上記のように、空隙貯水槽は、滞水材を積層し、その外側はシートに覆われる。そして上載荷重及び土圧は滞水材により支えられる。このような滞水材として、各種の構造が開示されている（たとえば特許文献１）。
又、積層された滞水材の外側を覆うシートは、貯水槽の機能に応じて、遮水シート又は透水シートが利用される。遮水シートは雨水の貯留を目的とする場合に、透水シートは一時貯留した雨水を周辺地盤に浸透させる場合にそれぞれ利用する。シートはその他に、空隙貯水槽内への周辺地盤の土砂等の侵入を防ぐ機能もある。
【特許文献１】特許第２９０１９５９号公報（図１、図８等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、雨水の貯留を目的とした空隙貯水槽は、以下のような短所も有する。すなわち、空隙貯水槽の外面を被覆し、貯水槽に遮水性を付与するために、ゴムシート（厚さ：１〜３ｍｍ程度）等が使用される。ゴムシートは、コンクリートや金属と比較して柔らかく、又シート同士の接着部が多数存在するので、水漏れに対する信頼性が低い。
【０００６】
本発明は上記課題に対応するためになされたものであり、漏水に対する信頼性が高く、しかも安価で、短工期で建設できる貯水槽を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の貯水槽は、滞水部材を積層してなる積層構造物が、底面を形成する底板と立設側面を形成する側板とが水密性を有して接合されている箱体中に収容され、前記積層構造物の上に配置された天板が前記箱体の天面を形成している貯水槽である。
又、上記貯水槽において、前記側板と前記天板とが水密性を有して接合されているものである。
又、前記底板、前記側板のいずれかが複数の板材から構成されている場合は、それらの板材同士が水密性を有して接合されているものである。
【０００８】
又、前記接合が、溶接又はリベットによる接合、若しくはコーキング又はパッキンを伴っての接合である。
又、前記側板が上下方向に伸縮可能に構成されている。
又、前記側板には水平方向に延びる少なくとも１つの凹部を設け、前記凹部において前記側板が上下方向に伸縮する。
又、前記底板及び側板が、ステンレス鋼板である。
又、前記積層構造物で形成された空隙と地上との間で水の出し入れを可能とするピットを備えている。
又、前記滞水部材の空隙率が９０％以上である。
さらに、前記積層構造物は、断面が略Ｕ字型形状を有し前記断面と直交する方向に延びる形状を有した滞水部材が、そのＵ字開口部側を下側にし、前記Ｕ字開口部と対向する面を上側にして、かつ上下に隣り合う滞水部材が互いに直交する態様で複数段に積層されてなる。
【０００９】
本発明の地下貯水槽の施工方法は、地中に形成した凹領域内で、複数の鋼板を水密性を有するように接合して、天面が開口した箱体を形成する工程と、前記箱体の内部に滞水部材を複数段に積層して積層構造物を形成する工程と、前記積層構造物の上に天板を配して前記箱体の天面を形成する工程とを有する。
又、上記施工方法において、前記箱体を構成する前記側板と前記天板とを接合する工程を有する。
又、前記接合は、溶接又はリベットを利用して、若しくはコーキング又はパッキンを利用しての接合である。
さらに、前記積層構造物を形成する工程は、断面が略Ｕ字型形状を有し前記断面と直交する方向に延びる形状を有した滞水部材を、そのＵ字開口部側を下側にし、前記Ｕ字開口部と対向する面を上側にして、かつ上下に隣り合う滞水部材が互いに直交する態様で複数段に積層するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の地下貯水槽は、以下のような効果を奏する。
−箱体の底面と立設側面とが水密性を有して接合（溶接又はリベットによる接合、若しくはコーキング又はパッキンを伴っての接合）され、しかも箱体の底面、立設側面の少なくとも一つが複数の板材から構成されている場合には、それら複数の板材同士も水密性を有して接合されているので、貯水槽の遮水性をゴムシートに依存する場合と比較して、水漏れに対する信頼性が格段に向上する。又、埋め戻す前に、箱体単体で水漏れをチェックするための水密試験を行うことができる。ゴムシートの場合にも、埋め戻す前に内部に水を充填して水漏れチェックを行うことはできないことではないが、ゴムシートの強度が充分でないため、水圧により破れる可能性がある。
−地下貯水槽の周囲を構成する箱体内部に、滞水部材からなる積層構造物を心材として形成することにより、地下貯水槽の天面や立設側面に作用する上載荷重や土圧に耐えることができる。滞水部材からなる積層構造物で荷重を支えることにより、天井や壁の強度を上げて荷重を支える方法より安価に建設できる。
−貯水槽の主要部材にステンレス鋼板を使用しているので、水漏れに対する信頼性が向上すると同時に、常時水に接していても充分な耐食性を有し、長期の耐久性が期待できる。−積層構造物で形成された空隙と地上との間で水の出し入れを行うピットを備えることで、消防用の防火貯水槽としても使用できる。
−水槽上面に荷重が作用し、積層構造物が沈下した場合でも、貯水槽となる箱体を構成する側板を、上下方向に伸縮可能に構成しておくことで、貯水槽上面にかかる荷重を積層構造物で受けることが可能となる。
【００１１】
又、本発明の地下貯水槽の施工方法によれば、漏水に対する信頼性が高い地下貯水槽を、安価で、しかも短工期で建設できる。さらに、溶接技能工を除いて、施工に特殊技能工の必要がない。加えて、コンクリート打設、養生というような長時間を要する工程がないので、工期短縮が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の貯水槽には、水道水や雨水を蓄える空間を構成するための滞水部材が用いられる。この滞水部材は、地下貯水槽の壁や天板に作用する土圧や上載荷重を支える作用も果たす。
図１は本発明の地下貯水槽に用いる滞水部材の一例を示す斜視図である。この滞水部材１０は、断面が略Ｕ字型形状を有し、該断面と直交する方向に延びる形状を有した滞水部材である。このような滞水部材としては、特許第２９０１９５９号に開示されているような各種の滞水部材が利用でき、それらは金属（たとえば鋼、そのほか非鉄金属も含む）やプラスチック等から製作することができる。ここではステンレス鋼板製の滞水部材を使用した例を説明する。
【００１３】
図２は図１の滞水部材を３段に積んだ積層構造物の斜視図である。図２に示すように、断面が略Ｕ字型形状を有し、断面と直交する方向に延びる形状を有した図１の滞水部材１０が、そのＵ字開口部側１１を下側にし、Ｕ字開口部と対向する面（頂面）１２を上側にして、かつ上下に隣り合う滞水部材１０が互いに直交する態様で積層されて、積層構造物２０を構成している。なお、積層構造物２０における滞水部材１０の積層段数は、地下貯水槽の大きさに応じて個別に定める。
【００１４】
図３は本発明の実施形態に係る地下貯水槽の内部を示す斜視図であって、地下貯水槽を構成する箱体と、その内部に収容されている積層構造物との関係を示した図である。
図３に示すように、本発明の地下貯水槽は、箱体（貯水槽）３０と、その内部に収容される積層構造物２０とを有してなる。箱体３０は、天面を構成する天板３１、立設側面を構成する側板３２、底面を構成する底板３３より構成される。ただし、図３では、箱体３０の底面を形成する底板３３の図示を省略している。
板材である天板３１、側板３２及び底板３３には鋼板を使用するものとする。ここでは、天板３１と側板３２には折板形状に成型したステンレス鋼板か、又は平らなステンレス鋼板を使用し、その板厚は１ｍｍ以上とする。又、底板３３には厚さ１ｍｍ以上の平らなステンレス鋼板を使用する。
【００１５】
又、水漏れに対する信頼性を向上させるため、底板３３と側板３２とは水密性を有して接合され、遮水状態に組み付けられる。又、箱体３０の底面、立設側面、及び天面の少なくとも一つが、それぞれ複数の底板３３、側板３２、天板３１から構成されている場合には、それら複数の鋼板同士も水密性を有して接合され遮水状態に組み付けられる。
なお、水密性を有した接合には、溶接又はリベットによる接合、若しくはコーキング又はパッキンを伴っての接合等が利用できる。ここでは、水密性を有した接合方法として溶接接合を採用する。その場合、底板３３と側板３２とは、例えば隅肉溶接によって接合することができ、底板３３同士、側板３２同士、天板３１同士は、隅肉溶接、突合溶接、又はスポット溶接によって接合することができる。
【００１６】
積層構造物２０は、箱体３０の底板３３と側板３２の溶接が終了後、箱体３０の内部に滞水部材１０を積層して組み立てられる。図３に示すように、積層構造物２０を構成する最下段の滞水部材１０の底面側には、滞水部材１０のＵ字開口端部１３と係合して、滞水部材１０を位置決め固定する帯状鋼板である複数の幅止め材４０が配置されている。幅止め材４０は、滞水部材１０のＵ字開口端部１３が、上からの荷重によって広がってしまうのを防止する作用を果たす。
又、滞水部材１０には長手方向の長さが異なる長短２種類を用意し、図３に示すように、滞水部材１０を並置した場合に、各列における滞水部材１０の継目が一直線上に成らないように配置するのが好ましい。
【００１７】
箱体３０の内部に滞水部材１０を充填して積層構造物２０を構築するのは、地下貯水槽の側板３２に作用する土圧・水圧や、天板３１に作用する上載荷重を支えるためである。従って、滞水部材１０に要求される性能としては、以下のようなものが挙げられる。
（ａ）土圧（水平荷重）や上載荷重（鉛直荷重）を支えることができること、
（ｂ）耐久性があること、
（ｃ）設置が容易なこと、
（ｄ）空隙率が高いこと（空隙率９０％以上が好ましい）、
（ｅ）安価なこと、
（ｆ）有害な成分が溶出しないこと、
（ｇ）地下貯水槽に温水を貯留する場合は温度による強度低下がないこと、鋼製の場合にはこのような強度低下は問題とならないが、プラスチック製では問題となることがある。
【００１８】
天板３１は、箱体３０の内部に積層構造物２０が形成された後、積層構造物２０を構成する最上段の滞水部材１０の上面に設置され、箱体３０の天面を構成する。なお、天板３１は必ずしも水密性を有して箱体３０と接合する必要はないが、溶接により側板３２と接合してもよい。又、天板３１と滞水部材１０も固定する必要はないが、リベット等で結合してもよい。さらに、天板３１には、検査や点検のためと、消防用水の注水や汲み上げのために、内径６００ｍｍ以上のピット（マンホール）用穴を設ける場合がある。
【００１９】
積層構造物２０は箱体３０と一体に固定されていなくてもよい。したがって、貯水槽の上面に上載荷重が作用すると、天板とともに積層構造物２０が沈下する場合が生じる。積層構造物２０が沈下した場合、上載荷重の多くを側板３２で受けることになってしまう。このような事態を回避するため、側板３２を上下方向に伸縮可能に構成しておくことで、貯水槽上面にかかる上載荷重を、積層構造物２０を利用して受けることが可能となる。
このための側板３２の具体的な構成としては、例えば図６に示すように、側板３２にその水平方向に延びる少なくとも１つの凹部３２ａを設け、上載荷重に応じてその凹部３２ａが板ばねのように作用し、凹部３２ａを撓ませたり伸張させたりすることにより、側板３２を上下方向に伸縮させることができる。
【００２０】
次に、図４に示す本発明の実施形態に係るマンホールを備えた地下貯水槽の分解図を参照しながら地下貯水槽の施工工程を説明する。図４の地下貯水槽は、幅と奥行きがそれぞれ４ｍ、５ｍ程度で、板厚１〜１．５ｍｍのステンレス鋼製滞水部材１０を６段（高さ２ｍ）に積んだ場合を示す。従って、この地下貯水槽の内容積は約４０ｍ3である。
【００２１】
まず、地面に掘削した窪地の中で、地均し後、捨てコンを打設し、その上に先ず底板３３を設置し底板３３同士を溶接して箱体３０の底面を作る。次に、その底板の周囲に箱体３０の立設側面となる側板３２を設置する。ここでは底板３３と側板３２には、板厚１ｍｍ以上の平らなステンレス鋼板を使用する。側板３２と底板３３は天板３１と比較して、それほど大きな外力は作用しないことと、溶接のしやすさを考慮して平板を使用するのが好ましいためである。
底板３３及び側板３２は水密性が必要となるため、底板３３同士、側板３２同士、及び底板３３と側板３２は溶接により接合される。又、側板３２、底板３３は運搬上、大きさが制限されるので、所定の大きさを超える場合は、底板３３同士、側板３２同士を現場で溶接により接合することが必要となる。
【００２２】
底板３３と側板３２を溶接接合して、天面が開口した状態の箱体３０を構成した後、先ず、底板３３上に幅止め材４０を設置する。幅止め材４０には、滞水部材１０底辺の縁部間寸法に対応する突起がプレスにより付けられており、滞水部材１０に鉛直荷重が作用した場合、そのＵ字開口端部がその突起と係合して、滞水部材１０の底辺が広がることを防止する。
その後、幅止め材４０の上に滞水部材１０を組み上げて積層構造物２０を組み立てる。
【００２３】
さらに、必要に応じて、検査や点検のためと、消防用水の注水や汲み上げのために、ピット（縦坑）５０を設ける。ピット５０は積層構造物２０で形成された空隙と地上との間で水の出し入れ等を可能とするものであり、内径６００ｍｍ以上とし、コンクリート又は鋼から作ることができる。
なお、地下貯水槽内へ水を供給する配管をピットとは別に設けても良い。
【００２４】
積層構造物２０の組立終了後、積層構造物２０最上段の滞水部材１０の上面に天板３１を設置する。天板３１と滞水部材１０は通常は固定しないが、リベット等で結合することもある。天板３１には板厚１ｍｍ以上のステンレス鋼板を使用するが、山谷の高さが５０〜１００ｍｍ程度の折板を使用するのがより好ましい。その理由は、天板３１は上載荷重（車両荷重等）を支える必要があるためである。
貯水槽全体の水密性を高め、蒸発等による貯水量の減少を防止するため、及び土砂や生物の侵入を防止するため、天板３１同士を溶接等により水密性を有して接合するのが好ましい。なお、天板３１と側板３２との接合は必ずしも必須ではない。これにより、底面、立設側面、及び天面を有した箱体３０が完成する。
なお、ピット５０を設けた場合には、ピット５０の上にマンホール蓋を設置する。
【００２５】
その後、周りを土砂で埋め戻して地下貯水槽が完成する。完成状態の地下貯水槽は、例えば図５に示すようなものとなる。地下貯水槽の地表面は、グラウンド、公園、駐車場等に使用することができる。
なお、上記実施の形態において、箱体３０は矩形として例示したが、底面及び立設側面部からの漏水が防止できる水密性を有するものであれば、円形、三角形あるいはそのほかの多角形の箱体としてもよい。
【００２６】
本発明の貯水槽は、一般的な雨水を貯留する地下貯水槽に加えて、防火貯水槽としても利用可能である。従来、防火貯水槽は水漏れが発生しないように厳密な水密性が要求されてきた。このため、従来の防火用地下貯水槽は金属製にしても、コンクリート製にしても、かなり高価なものとなってきた。しかしながら本発明により、空隙貯水槽が有する安価、短工期という特長を生かしながら、水密性について高い信頼性を有する地下貯水槽を建設できるので、防火用地下貯水槽への適用も可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】滞水部材の一例を示す斜視図。
【図２】図１の滞水部材を３段に積んだ積層構造物の斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係る地下貯水槽の内部を示す斜視図であって、地下貯水槽を構成する箱体とその内部に収容されている積層構造物との関係を示した図。
【図４】本発明の実施形態に係るマンホールを備えた地下貯水槽の分解図。
【図５】図４に示した地下貯水槽を組み立てた状態の斜視図。
【図６】箱体の側板を上下方向に伸縮可能とする場合の側板の例示図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  滞水部材、１１  滞水部材のＵ字開口部、１２  滞水部材のＵ字開口部と対向する頂面、２０  積層構造物、３０  箱体、３１  天板、３２  側板、３３  底板、４０  幅止め材、５０  ピット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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