(57)【要約】【課題】  ドレーン管路の周辺の土砂がドレーン管路内に侵入するのを防止することにより、地盤沈下が生じるのを防止する。  【解決手段】  地盤に削孔されたトンネル２内に複数のフィルタ部材７を挿入することによってドレーン管路１を構築し、この際にトンネル２の内壁面３とフィルタ部材７の外周面との間に形成される空隙４内に粒状体２０を充填する。粒状体２０は、比重が約１．０の樹脂製のビーズ等からなるものであって、この粒状体２０を空隙４内に充填することにより、ドレーン管路１の周辺の土砂がドレーン管路１内に侵入するのを防止でき、地盤沈下を防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に削孔されたトンネル内に複数のフィルタ部材を挿入することによって構築される管路の空隙充填方法であって、
前記トンネルの内壁面と前記フィルタ部材の外周面との間に形成される空隙内に、比重が約１．０の素材からなる粒状体を充填することを特徴とする管路の空隙充填方法。
【請求項２】
前記粒状体は、比重が約１．０の樹脂製のビーズであることを特徴とする請求項１に記載の管路の空隙充填方法。
【請求項３】
前記フィルタ部材の外周面には、径方向外方に突出する複数のスペーサが一体に設けられ、該スペーサを前記トンネルの内壁面に当接させることにより、前記フィルタ部材が前記トンネルの略中心部に位置決めされることを特徴とする請求項１又は２に記載の管路の空隙充填方法。
【請求項４】
前記フィルタ部材の外周側には、径方向外方に環状に張り出る隔壁が設けられ、該隔壁の外周端を前記トンネルの内壁面に当接させることにより、フィルタ部材とトンネルの内壁面との間に形成される空隙がトンネルの長手方向に複数に区画されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の管路の空隙充填方法。
【請求項５】
前記隔壁の外周端部には、前記フィルタ部材の軸線方向の一方向に屈曲する屈曲部が設けられ、該屈曲部を前記トンネルの内壁面に当接させることにより、前記フィルタ部材のトンネル内での移動が阻止されていることを特徴とする請求項４に記載の管路の空隙充填方法。
【請求項６】
前記各フィルタ部材の外周面には、各フィルタ部材の全長に亘る凹部が設けられ、該凹部内に前記フィルタ部材と前記トンネルとの間の空隙内に粒状体を充填するための注入管が挿着されることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の管路の空隙充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路の空隙充填方法に関し、特に、河川の堤防の内側と外側とを連通するドレーン管路等の管路を構築する際に適用され、管路内に形成される空隙内に充填材を充填するのに好適な管路の空隙充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、河川の氾濫を防止するために、河川の堤防の内側と外側とを連通するドレーン管路を設け、このドレーン管路を介して河川堤防内の水を河川の外側の排水路等に排出させることにより、河川内を所定の水位に保つことが行われている。
【０００３】
このような構成のドレーン管路は、シールド機によって河川の堤防堤内地側に連通するトンネルを掘削し、このトンネル内にフィルタ部材を挿入することにより構築されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような方法によってドレーン管路を構築する場合、シールド機のシールドを引抜く際にトンネルの内面が削られたり、トンネルを掘削する際の過堀り等によってフィルタ部材の外周面とトンネルの内壁面との間にリング状の空隙が形成され、この空隙の存在によって様々な問題が生じる。
【０００５】
例えば、時間の経過に伴ってドレーン管路周辺の土砂が空洞内に侵入し、その侵入した土砂の体積分の地盤沈下を引き起こすことがあり、堤防堤外地側に位置している構造物や道路等が陥没する虞がある。また、構造物を支持している杭の水平抵抗が減少し、地震の際の安定性が損なわれることもある。さらに、空隙は、ドレーン管路の長手方向に連続しているため、地下水等の流れの方向によってはドレーン管路周辺の地盤が浸食され、部分的に大きな地盤沈下を引き起こすことがある。さらに、フィルタ部材の外周側に侵入した土砂によってフィルタ部材が目詰まりを起こし、ドレーン管路としての機能を十分に発揮できなくなることもある。
【０００６】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、ドレーン管路等の管路を構築する際に、ドレーン管路等の管路の存在によって地盤沈下を引き起こしたりすることがなく、また、ドレーン管路内のフィルタ部材が目詰まりしたりするようなことがなく、ドレーン管路としての機能を長期的に発揮することができる管路の空隙充填方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】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を作用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、地盤に削孔されたトンネル内に複数のフィルタ部材を挿入することによって構築される管路の空隙充填方法であって、前記トンネルの内壁面と前記フィルタ部材の外周面との間に形成される空隙内に、比重が約１．０の素材からなる粒状体を充填することを特徴とする。
【０００８】
本発明による管路の空隙充填方法によれば、管路のトンネルの内壁面とフィルタ部材の外周面との間に形成される空隙内に粒状体が充填されることになるので、管路の周囲の土砂が空隙内に侵入するのを防止でき、地盤沈下が生じるのを防止できる。また、空隙内に土砂が侵入するのを防止できるので、土砂によってフィルタ部材が目詰まりを起こすのを防止でき、長期的にフィルタ部材としての機能を維持することができる。さらに、粒状体によってフィルタ部材を保護することができるので、フィルタ部材としての機能を長期的に維持することができる。さらに、粒状体は比重が約１．０の素材から形成されているので、水に浮遊した状態で空隙内に充填することができるので、空隙内への粒状体の充填が容易になる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の管路の空隙充填方法であって、前記粒状体は、比重が約１．０の樹脂製のビーズであることを特徴とする。
【００１０】
本発明による管路の空隙充填方法によれば、粒状体の素材としてリサイクル品の樹脂材を使用することができるので、粒状体の価格を安く抑えることができ、工費を削減することができる。さらに、長期的に使用しても粒状体が腐食するようなことはないので、水質が悪化したり、透水性が変化したりするようこともない。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の管路の空隙充填方法であって、前記フィルタ部材の外周面には、径方向外方に突出する複数のスペーサが一体に設けられ、該スペーサを前記トンネルの内壁面に当接させることにより、前記フィルタ部材が前記トンネルの略中心部に位置決めされることを特徴とする。
【００１２】
本発明による管路の空隙充填方法によれば、スペーサによってフィルタ部材がトンネルの略中心部に位置決め固定されることになるので、フィルタ部材としての機能を確実に発揮させることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載の管路の空隙充填方法であって、前記フィルタ部材の外周側には、径方向外方に環状に張り出る隔壁が設けられ、該隔壁の外周端を前記トンネルの内壁面に当接させることにより、フィルタ部材とトンネルの内壁面との間に形成される空隙がトンネルの長手方向に複数に区画されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明による管路の空隙充填方法によれば、フィルタ部材の外周面とトンネルの内壁面との間に形成される空隙が隔壁によって複数に区画されることになるので、空隙内に充填される粒状体が隣接する空隙間を移動するようなことはない。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の管路の空隙充填方法であって、前記隔壁の外周端部には、前記フィルタ部材の軸線方向の一方向に屈曲する屈曲部が設けられ、該屈曲部を前記トンネルの内壁面に当接させることにより、前記フィルタ部材のトンネル内での移動が阻止されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明による管路の空隙充填方法によれば、隔壁の屈曲部をトンネルの内壁面に当接させることにより、フィルタ部材がトンネル内で移動するのが阻止されることになる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１から５の何れかに記載の管路の空隙充填方法であって、前記各フィルタ部材の外周面には、各フィルタ部材の全長に亘る凹部が設けられ、該凹部内に前記フィルタ部材と前記トンネルとの間の空隙内に粒状体を充填するための注入管が挿着される特徴とする。
【００１８】
本発明による管路の空隙充填方法によれば、注入管を介してフィルタ部材の外周面とトンネルの内壁面との間に粒状体が充填されることになる。この粒状体は、注入液体（主に水）と同じ程度の比重のものとすることにより、注入時に圧送抵抗を小さくできるので、注入液体に漂流させながら区画内に注入できる。また、注入液体は、繰り返し使用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上、説明したように、本発明の管路の空隙充填方法によれば、管路のトンネルの内壁面とフィルタ部材の外周面との間に形成される空隙内に粒状体が充填されることになるので、管路の周囲の土砂が空隙内に侵入するのを防止でき、地盤沈下が生じるのを防止できる。また、空隙内に土砂が侵入するのを防止できるので、土砂によってフィルタ部材が目詰まりを起こすのを防止でき、長期的にフィルタ部材としての機能を維持することができる。さらに、粒状体によってフィルタ部材を保護することができるので、フィルタ部材としての機能を長期的に維持することができる。さらに、粒状体は比重が約１．０の素材から形成されているので、水に浮遊した状態で空隙内に充填することができるので、空隙内への粒状体の充填が容易になる。
【００２０】
さらに、本発明による管路の空隙充填方法によれば、粒状体の素材としてリサイクル品の樹脂材を使用することができるので、粒状体の価格を安く抑えることができ、施工費を安く抑えることができる。さらに、長期的に使用しても粒状体が腐食するようなことはないので、水質が悪化したり、透水性が変化したりするようことはない。
【００２１】
さらに、本発明による管路の空隙充填方法によれば、スペーサによってフィルタ部材がトンネルの略中心部に位置決めされることになるので、フィルタ部材としての機能を確実に発揮させることができる。
【００２２】
さらに、本発明による管路の空隙充填方法によれば、フィルタ部材の外周面とトンネルの内壁面との間に形成される空隙が隔壁によって複数に区画されることになるので、空隙内に充填される粒状体が隣接する空隙間を移動するようなことはなく、粒状体としての機能が確実に得られることになる。
【００２３】
さらに、本発明による管路の空隙充填方法によれば、隔壁の屈曲部をトンネルの内壁面に当接させることにより、フィルタ部材がトンネル内で移動するのが阻止されることになる。
【００２４】
さらに、本発明による管路の空隙充填方法によれば、注入管を介してフィルタ部材の外周面とトンネルの内壁面との間に粒状体が充填されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明による管路の空隙充填方法の一実施の形態が示されていて、この管路の空隙充填方法は、河川２５の水位を調整するために設けられるドレーン管路１等の管路に適用可能なものであって、ドレーン管路１内に形成される空隙４内に粒状体２０を充填するのに有効なものである。
【００２６】
ドレーン管路１は、例えば、ミニシールド工法等により河川２５の堤防２６の堤内地側に連通する所定の勾配のトンネル２を削孔し、このトンネル２内にフィルタ部材を挿入することによって構築される。本実施の形態においては、トンネル２の内径を約３００ｍｍとしている。
【００２７】
フィルタ部材７は、網目構造の管壁８を有する合成樹脂製の管状部材であって、管壁８の網目構造によってフィルターとしての機能が得られ、地下水及び所定の粒度以下の土、砂等の内部への侵入を許容し、所定の粒度以上の土、砂等の内部への侵入を阻止する。フィルタ部材７は、耐衝撃性に優れた特性を有するため、土圧によって潰れるようなことはなく、長期に渡って所定のフィルタ機能を発揮することができる。
【００２８】
本実施の形態においては、フィルタ部材７として、比重が約１．０、長さが４ｍ〜６ｍ、内径が約２００ｍｍ、外径が約２５０ｍｍのものを使用している。
【００２９】
フィルタ部材７の外周面の複数箇所には、径方向外方に突出するスペーサ９が一体に設けられ、このスペーサ９の先端をトンネル２の内壁面３に当接させることにより、フィルタ部材７がトンネル２の略中心部に位置決めされる。
【００３０】
スペーサ９は、合成樹脂製の線材を略Ｖ形状に屈曲させて、その両端部をフィルタ部材７の管壁８に熱融着、接着剤による接着等などによって一体に接合したものであって、本実施の形態においては、フィルタ部材７の外周面に周方向に向かって等配に３箇所に設けている。スペーサ９は、３箇所に限らず、４箇所以上に設けてもよい。スペーサ９の形状は特に制限はなく、フィルタ部材７をトンネル２の略中心部に位置決めできる形状であればよい。スペーサ９は金属製としてもよい。
【００３１】
フィルタ部材７の管壁８の外周面の一部には、径方向内方に凹む半円断面又は円弧断面の凹部１０が全長に亘って設けられ、この凹部１０内に後述する注入管１１が挿入され、この注入管１１を介してフィル部材７の外周面とトンネル２の内壁面３との間に形成される空隙４内に後述する粒状体２０が充填される。
【００３２】
トンネル２内に複数のフィルタ部材７を挿入する際に、隣接するフィルタ部材７、７間は、図４に示すような継ぎ手１２を介して一体に連結される。継ぎ手１２は、合成樹脂から形成される筒状の本体部１３と、本体部１３の外周面の中央部に一体に設けられる環状のフランジ部１４とから構成され、このフランジ部１４によって本体部１３の外周面が一方の半部１５と他方の半部１６の２つに分割されている。
【００３３】
継ぎ手１２の本体部１３の一方の半部１５を隣接する一方のフィルタ部材７の内部に挿入し、他方の半部１６を隣接する他方のフィルタ部材７の内部に挿入し、両フィルタ部材７、７の端面が継ぎ手１２のフランジ部１４の両面に当接するまで本体部１３の各半部１５、１６を各フィルタ部材７、７の内部に挿入することにより、隣接するフィルタ部材７、７が継ぎ手１２を介して一体に連結される。
【００３４】
継ぎ手１２の本体１３の一方の半部１５及び他方の半部１６の外周面は、それぞれ所定の角度のテーパ面に形成され、このテーパ面によって本体部１３の一方の半部１５及び他方の半部１６の各フィルタ部材７の内部への挿入を容易にしている。
【００３５】
また、継ぎ手１２の本体部１３の一方の半部１５及び他方の半部１６の外周面には、抜け止め用の突起１７が複数箇所に一体に設けられ、この抜け止め用の突起１７を各フィルタ部材７の内面に係止させることにより、継ぎ手１２が隣接するフィルタ部材７、７間から抜け出るのが防止されている。
【００３６】
なお、継ぎ手１２は、上記のような構成のものに限らず、隣接するフィルタ部材７、７間を連結できる構成のものであればよい。
【００３７】
継ぎ手１２の本体部１３の他方の半部１６の外周面上には円板状の樹脂製の隔壁１８が装着され、この隔壁１８の外周端部をトンネル２の内壁面３に当接させることにより、隣接する隔壁１８、１８間でトンネル２の内壁面３とフィルタ部材７の外周面との間に形成される空隙４がトンネル２の長手方向に複数に区画される。
【００３８】
隔壁１８の外周端部には、継ぎ手１２の軸方向に所定の角度で屈曲する屈曲部１９が設けられ、この屈曲部１９の外周端をトンネル２の内壁面３に当接させることにより、フィルタ部材７が挿入方向と反対方向に移動するのが阻止されている。
【００３９】
フィルタ部材７の内部には後述するロープ２１が挿通され、このロープ２１にフィルタ部材７を固着させることにより、ロープ２１と一緒にフィルタ部材７がトンネル２内に挿入され、トンネル２内に複数のフィルタ部材７によるフィルタ層６が構築される。
【００４０】
フィルタ部材７をトンネル２内に挿入するには、トンネル２の入口から出口に向かって樹脂製又は鋼製のロープ２１を挿入し、このロープ２１と一緒に複数のフィルタ部材７をトンネル２内に挿入し、トンネル２内の全長に渡って複数のフィルタ部材７を一連に配置する。
【００４１】
具体的には、トンネル２の全長よりも長い樹脂製又は鋼製のロープ２１を用意し、このロープ２１を複数のフィルタ部材７の内側に通し、隣接するフィルタ部材７、７間に介装されている継ぎ手１２にロープ２１を溶着、バンド等の固着手段により固着させ、複数のフィルタ部材７をロープ２１を介して数珠状に連結する。
【００４２】
そして、トンネル２を削孔する際に使用したミニシールド機等を用い、シールド機のシールドにロープ２１の先端を固定し、シールドをトンネル２内の入口から出口に向かって前進させ、又は出口から入口に向かって後退させ、ロープ２１と一緒に複数のフィルタ部材７をトンネル２内に挿入する。
【００４３】
この場合、フィルタ部材７は、比重が約１．０の樹脂製であるので、トンネル２内に地下水が浸透している場合には、フィルタ部材７をトンネル２内で浮遊状態とすることができるので、フィルタ部材７の挿入の際の抵抗を非常に小さくすることができ、フィルタ部材７のトンネル２内への挿入作業を容易にすることができる。
【００４４】
フィルタ部材７をトンネル２内に挿入する際に、フィルタ部材７の管壁８の外周面の凹部１０内に予め注入管１１を挿入しておき、フィルタ部材７と一緒に注入管１１をトンネル２内に挿入し、フィルタ部材７の挿入が完了した後に、注入管１１を介してトンネル２の内壁面３とフィルタ部材７の外周面との間の空隙４内に後述する粒状体２０を充填する。
【００４５】
このようにして、トンネル２内にロープ２１と一緒に複数のフィルタ部材７を挿入することにより、トンネル２内の全長に亘って複数のフィルタ部材７を一連に配置することができ、トンネル２内に複数のフィルタ部材７からなる一連のフィルタ層６を構築することができる。
【００４６】
この場合、隣接するフィルタ部材７、７間に介装されているフランジ部１８の外周端がトンネル２の内壁面３に当接することにより、フィルタ部材７の外周面とトンネル２の内壁面３との間に形成される空隙４がトンネル２の長手方向に複数に区画され、隣接する隔壁１８、１８間にそれぞれ環状の室５が形成される。
【００４７】
そして、複数のフィルタ部材７をトンネル２内に挿入した後に、複数のフィルタ部材７のフランジ部８の外周面の凹部１０内に設けられている注入管１１を用い、この注入管１１を介して注入装置によりフィルタ部材７の外周面とトンネル２の内壁面３との間の各室５内にそれぞれ粒状体である樹脂製のビーズ２０を充填し、各室５内に所定量の樹脂製のビーズ２０を充填する。
【００４８】
樹脂製のビーズ２０としては、例えば、ポリプロピレン原料ビーズ（直径：約２ｍｍ、比重：約０．９（嵩比重０．６〜０．７））、ポリスチレン再生ビーズ（直径：３〜５ｍｍ、比重０．９〜１．４（嵩比重：０．６〜０．８））等が挙げられる。注入装置としては特に制限はなく、例えば、水中ポンプ、ピストン式注入装置等を使用することができる。
【００４９】
このようにして、河川２５の堤内地側に連通するドレーン管路１が構築され、このドレーン管路１を介して河川２５の水位が所定の水位に保たれる。また、河川２５から堤防２６に浸透している地下水は、ドレーン管路１のフィルタ層６の各フィルタ部材７の管壁８を通過してフィルタ層６の内側に回収され、ドレーン管路１を介して排水路２７に排水される。また、所定の粒度以下の細粒土、砂等はフィルタ層６の各フィルタ部材７を通過し、フィルタ部材７の内部に侵入し、フィルタ部材７の内部を流れる水と一緒に排水路２７にポンプ排水される。トンネル２の底部に堆積された堆積物は、フランジ部１８によってその部分から下流側へ移動するのが阻止される。
【００５０】
上記のように構成した本実施の形態による管路の空隙充填方法にあっては、フィルタ部材７の外周面とトンネル２の内壁面との間の空隙４内に粒状体２０を充填しているので、土砂がフィルタ部材７の外周面とトンネル２の内壁面との間の空隙４内に侵入するのを防止できる。従って、土砂の侵入によって地盤沈下が生じるのを防止でき、構造物や道路の陥没等を防止できる。
【００５１】
また、空隙４内に土砂が侵入するのを防止できるので、土砂によってフィルタ部材７が目詰まりを起こすようなことはなく、フィルタ部材７としての機能を長期的に維持することができる。さらに、粒状体２０によってフィルタ部材７を保護することができるので、フィルタ部材７としての機能を長期的に維持することができる。
【００５２】
さらに、粒状体２０は、比重が約１．０の樹脂材から形成されているので、水に浮遊した状態で空隙４内に充填することができるので、空隙４内へ粒状体２０を容易に充填することができる。さらに、粒状体２０の素材としてリサイクル品の樹脂材を使用することができるので、粒状体２０の価格を安く抑えることができ、施工費を安く抑えることができる。さらに、樹脂製の粒状体２０は、長期的に使用しても腐食するようなことはないので、水質が悪化したり、透水性が変化したりするようことはない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による管路の空隙充填方法の一実施の形態を示した説明図であって、ドレーン管路の全体を示した説明図である。
【図２】ドレーン管路の部分拡大縦断面図である。
【図３】ドレーン管路の部分拡大横断面図である。
【図４】継ぎ手の斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ドレーン管路
２  トンネル
３  内壁面
４  空隙
５  室
６  フィルタ層
７  フィルタ部材
８  管壁
９  スペーサ
１０  凹部
１１  注入管
１２  継ぎ手
１３  本体部
１４  フランジ部
１５  一方の半部
１６  他方の半部
１７  突起
１８  隔壁
１９  屈曲部
２０  粒状体
２１  ロープ
２５  河川
２６  堤防
２７  排水路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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