(57)【要約】【課題】地下水の通過を必要以上に阻害しない地下水通過型ニューマチックケーソンを提供する。【解決手段】略筒状のケーソン躯体１２と、該ケーソン躯体１２の下側に設けられた作業室スラブ１３と、該作業室スラブ１３の下側に設けられたケーソン刃口１４とを有するニューマチックケーソン１１において、前記ケーソン躯体１２、作業室スラブ１３、ケーソン刃口１４の少なくとも一つに地下水が通過可能な通水層１８，１９，２０を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略筒状のケーソン躯体と、該ケーソン躯体の下側に設けられた作業室スラブと、該作業室スラブの下側に設けられたケーソン刃口とを有するニューマチックケーソンにおいて、
前記ケーソン躯体、作業室スラブ、ケーソン刃口の少なくとも一つに地下水が通過可能な通水層を設けたことを特徴とする地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項２】
前記作業室スラブに通水層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項３】
前記ケーソン刃口に通水層が形成される一方、前記作業室スラブと前記ケーソン刃口で囲まれた作業室内に中詰めコンクリートが設けられ、該中詰めコンクリートに、前記ケーソン刃口の通水層と連続する通水層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項４】
前記ケーソン躯体に通水層が形成される一方、前記作業室スラブ上に上埋コンクリートが設けられ、該上埋コンクリートに、前記ケーソン躯体の通水層と連続する通水層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項５】
前記ケーソン躯体と前記作業室スラブとに連続する通水層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項６】
略筒状の前記ケーソン躯体の一方の側壁側に前記通水層の流入口が形成され、該流入口から流入した地下水が、前記ケーソン躯体の前記通水層を通過して、前記ケーソン躯体の他方の側壁側に形成された前記通水層の流出口から外部に流出されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項７】
前記通水層のケーソン外部側に、土砂の流入を抑制する地山側カバーを配置したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項８】
前記通水層は、通水孔に多数の石が詰められて構成されたフィルターが設けられたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【請求項９】
前記通水層に流体を圧送して掃除を行う清掃手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一つに記載の地下水通過型ニューマチックケーソン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地中に沈設された状態において、地下水の流れを確保するための地下水通過型ニューマチックケーソン及び地下水通過型構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からこの種のニューマチックケーソンとしては、例えば図１７に示すようなものがある。すなわち、このニューマチックケーソン１は、略筒状のケーソン躯体２と、このケーソン躯体２の下側に設けられた作業室スラブ３と、この作業室スラブ３の下側に設けられたケーソン刃口４とを有し、その作業室スラブ３及びケーソン刃口４により作業室５が形成されている。
【０００３】
かかるニューマチックケーソン１は地中に沈設され、目的物として必要な空間６がケーソン躯体２内に形成されることとなる（特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−２４７４２７号公報。
【０００５】
【特許文献２】
特開昭６３−２２６４１２号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、ニューマチックケーソン１が大型の構造物であり、これが地中に沈設された場合には、地下水の流れを阻害してしまう虞があった。すなわち、地下水が上流側から下流側へ流下しようとしても、ケーソン１で地下水の流れが阻害されて上流側の地下水位が上昇し、下流側の地下水位の低下が発生する可能性があった。
【０００７】
そこで、この発明は、地下水の通過を必要以上に阻害しない地下水通過型ニューマチックケーソンを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行った結果、以下のようにすれば解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、略筒状のケーソン躯体と、該ケーソン躯体の下側に設けられた作業室スラブと、該作業室スラブの下側に設けられたケーソン刃口とを有するニューマチックケーソンにおいて、前記ケーソン躯体、作業室スラブ、ケーソン刃口の少なくとも一つに地下水が通過可能な通水層を設けた地下水通過型ニューマチックケーソンとしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記作業室スラブに通水層が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ケーソン刃口に通水層が形成される一方、前記作業室スラブと前記ケーソン刃口で囲まれた作業室内に中詰めコンクリートが設けられ、該中詰めコンクリートに、前記ケーソン刃口の通水層と連続する通水層を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ケーソン躯体に通水層が形成される一方、前記作業室スラブ上に上埋コンクリートが設けられ、該上埋コンクリートに、前記ケーソン躯体の通水層と連続する通水層を形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ケーソン躯体と前記作業室スラブとに連続する通水層が形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、略筒状の前記ケーソン躯体の一方の側壁側に前記通水層の流入口が形成され、該流入口から流入した地下水が、前記ケーソン躯体の前記通水層を通過して、前記ケーソン躯体の他方の側壁側に形成された前記通水層の流出口から外部に流出されるように構成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一つに記載の構成に加え、前記通水層のケーソン外部側に、土砂の流入を抑制する地山側カバーを配置したことを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一つに記載の構成に加え、前記通水層は、通水孔に多数の石が詰められて構成されたフィルターが設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れか一つに記載の構成に加え、前記通水層に流体を圧送して掃除を行う清掃手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図９には、この発明の実施の形態１を示す。
【００２０】
まず構成を説明すると、図１には、沈設が完了した地下水通過型ニューマチックケーソン１１を示し、このケーソン１１は、略筒状のケーソン躯体１２と、このケーソン躯体１２の下側に設けられた作業室スラブ１３と、この作業室スラブ１３の下側に設けられたケーソン刃口１４とを有し、その作業室スラブ１３及びケーソン刃口１４により作業室１５が形成されると共に、この作業室１５内には、中詰めコンクリート１７が設けられている。
【００２１】
そして、その作業室スラブ１３には、図１中左右方向（地下水流通方向）に沿って複数の通水層１８が形成され、これら通水層１８を通して地下水が上流側から下流側に向けて矢印に示すように流れるようになっている。
【００２２】
また、ケーソン刃口１４及び中詰めコンクリート１７にも、図１中左右方向（地下水流通方向）に沿って互いに連続するように通水層１９，２０が形成され、これら通水層１９，２０を通して地下水が上流側から下流側に向けて流れるようになっている。
【００２３】
これら通水層１８，１９，２０は、図２に示す平面図のように、帯状に５箇所互いに平行に形成されている。そして、これら通水層１８，１９，２０は、通水孔１８ａ，１９ａ，２０ａに、砕石や玉砂利等の多数の石が詰められてなるフィルター１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが設けられている。
【００２４】
しかも、これら通水層１８，１９，２０のケーソン外部側には、フィルター１８ｂ，１９ｂ，２０ｂの砕石や玉砂利等が地山側に零れず、又、外部からの土砂の流入を抑制し、しかも、ケーソン１１完成後地下水が通過できるようにスリット状やメッシュ状の地山側カバー２１が取り付けられている。
【００２５】
なお、図１中符号Ａは不透水層、符号Ｂは地下水流層であり、地下水は図中矢印に示すように左側から右側に向かって流れるようになっている。
【００２６】
次に、かかる地下水通過型ニューマチックケーソン１１の施工順序について説明する。
【００２７】
まず、図４に示すように、作業室１５を形成するために作業室スラブ１３とケーソン刃口１４を構築する。この際には、作業室スラブ１３に通水孔１８ａを形成すると共に、この通水孔１８ａにフィルター１８ｂを設け、通水層１８を形成する。また、ケーソン刃口１４にも、上下に通水孔１９ａ，２０ａを形成すると共に、フィルター１９ｂ，２０ｂを設ける。
【００２８】
そして、通水層１８，１９，２０のケーソン外部側に地山側カバー２１を取り付ける（図３（ｂ）参照）。
【００２９】
また、各通水孔１９ａ，２０ａの作業室１５側には、ニューマチックケーソン１１施工時に、圧縮空気が漏れ出さないように作業室側カバー２２を取り付けておく。この作業室側カバー２２は鉄板等で製作され、ボルト等でケーソン刃口１４に固定しておく。
【００３０】
さらに、作業室スラブ１３上にマンシャフト２４及びマテリアルシャフト２５を設け、順次、ケーソン躯体１２を作業室スラブ１３上に構築しながら、図５に示す状態から図６に示す状態（所定の深さまで）沈設させる。
【００３１】
沈下完了後、図７に示すように、中詰めコンクリート１７を打設し、その後、フィルター２０ｂにつながる位置にフィルター２０ｃを配置し、作業室側カバー２２を撤去し、地下水が通過可能な状態にする。このとき、地下水が作業室１５内に流入しないよう水圧とバランスするように気圧をかけておく。
【００３２】
このフィルター２０ｂはケーソン刃口１４等に取り付けられたフィルター２０ｂの幅で複数本平行に配置しても良いし、作業室１５内全体に配置しても良い。
【００３３】
このフィルター２０ｂの設置完了後、フィルター２０ｂ内にコンクリートが滲入しないようシート２７等で養生後、フィルター１９ｂの下端高さまで中詰めコンクリート１７を打設する。
【００３４】
この中詰めコンクリート１７を打設後、この中詰めコンクリート１７上で、フィルター１９ｂに接続する位置に、フィルター１９ｃを設置し、作業室側カバー２２を撤去し、地下水が通過可能な状態にする。このとき、地下水が作業室１５ｂ内に流入しないよう水圧とバランスするように気圧をかけておく。
【００３５】
このフィルター１９ｃは、ケーソン刃口１４に設けられたフィルター１９ｂの幅で複数本平行に配置しても良いし、作業室１５内全体に設置しても良い。
【００３６】
フィルター１９ｃの設置完了後、このフィルター１９ｃ内にコンクリートが滲入しないようシート２８等で養成後、中詰めコンクリート１７を打設し、通水層１９を完成させる。
【００３７】
このようにして構築された地下水通過型ニューマチックケーソン１１には、通水層１８，１９，２０が形成されているため、図１中矢印に示すように、地下水は通水層１８，１９，２０を通過し、下流側へ流れることから、このニューマチックケーソン１１による地下水の遮断量を低減させることができる。
【００３８】
また、ニューマチックケーソン１１内の通水層１８，１９，２０は、中空でも良いが、フィルター１８ｂ…を充填することにより、地下水による土砂の呼び込み量を低減できるので、ケーソン１１周辺の地表面沈下等の影響をより抑えることができる。
【００３９】
本来、かかる構造物では、ケーソン躯体１２で囲まれた空間２９が必要であるが、ケーソン１１を地下に沈設させるためには、作業室スラブ１３やケーソン刃口１４が必要になることから、これらで地下水の流れが阻害されるため、必要な目的物の範囲以上に地下水の流れが阻害される。そこで、この発明では、作業室スラブ１３やケーソン刃口１４に通水層１８，１９，２０を設けることにより、地下水の遮断を抑制することができる。
【００４０】
［発明の実施の形態２］
図１０には、この発明の実施の形態２を示す。
【００４１】
この実施の形態２には、ケーソン躯体１２側に通水層３０が設けられている。この通水層３０は、ケーソン躯体１２に通水孔３０ａが形成されると共に、この通水孔３０ａにフィルター３０ｂが設けられている。また、作業室スラブ１３上に、そのフィルター３０ｂに連続するフィルター３０ｃが設けられ、このフィルター３０ｃ上に、コンクリートが滲入しないようシート３１が養生され、その後、上埋コンクリート３２を打設し、通水層３０を完成させる。
【００４２】
かかる通水層３０は、図に示すように、必要な空間２９に支障がない（必要以上に狭くならない）場合に設置する。このようにケーソン躯体１２側にも通水層３０を設置することにより、ケーソン刃口１４側に設けた通水層１９，２０からの上方に離間した位置に通水層３０が設置されることとなり、より広い範囲で、地下水の流れを良くすることができる。
【００４３】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
［発明の実施の形態３］
図１１には、この発明の実施の形態３を示す。
【００４５】
この実施の形態３には、ケーソン躯体１２と作業室スラブ１３とに連続する通水層３３が設置されている。
【００４６】
この通水層３３は、ケーソン躯体１２及び作業室スラブ１３に連続する通水孔３３ａが形成されると共に、この通水孔３３ａにフィルター３３ｂが設けられている。この通水層３３は、ケーソン躯体１２側では上下方向に沿って形成され、作業室スラブ１３側では水平方向に沿って形成されている。
【００４７】
このようにすれば作業室スラブ１３よりも上方の地下水流に対応させることができる。すなわち、作業室スラブ１３よりも上方の地下水が、図１１中矢印に示すように、ケーソン躯体１２側の通水層３３の流入口３３ｃから取り入れられ、ケーソン躯体１２を下方に向かって流れ、作業室スラブ１３を通過し、更に、ケーソン躯体１２側の通水層３３を上方に向かって流れ流出口３３ｄから図中矢印に示すように下流に向けて流出させる。
【００４８】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４９】
［発明の実施の形態４］
図１２には、この発明の実施の形態４を示す。
【００５０】
この実施の形態４には、ケーソン躯体１２側に通水層３４が設置されている。
【００５１】
この通水層３４は、四角形の筒状のケーソン躯体１２の周囲に、通水孔３４ａが形成されると共に、この通水孔３４ａにフィルター３４ｂが設けられている。この通水孔３４ａには、四角形のケーソン躯体１２の地下水上流側の一辺部に計５箇所の流入口３４ｃが形成され、地下水下流側の一辺部に計２箇所の流出口３４ｄが形成されている。
【００５２】
このようなものにあっては、矢印に示すように、複数の流入口３４ｃから流入した地下水が通水層３４を通り、流出口３４ｄから矢印に示すように地下水下流側に流出することとなる。
【００５３】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
［発明の実施の形態５］
図１３及び図１４には、この発明の実施の形態５を示す。
【００５５】
この実施の形態５には、通水層１９のフィルター１９ｃの目詰まりを清掃するための清掃シャフト３６が、そのフィルター１９ｃから上方に向けて設置されると共に、この清掃シャフト３６の上端部には、上端開口を開閉する蓋体３７が開閉自在に配設され、更に、この蓋体３７に注水加圧が可能な注水パイプ３８が取り付けられている。これら清掃シャフト３６や注水パイプ３８等で「清掃手段」が構成されている。
【００５６】
このようなものにあっては、注水パイプ３８から清掃シャフト３６を介してフィルター１９ｃに注水加圧することにより、フィルター１９ｃの目詰まりを清掃することができる。
【００５７】
また、蓋体３７を開いた状態において、注水パイプ３８内の水を汲み上げて、この注水パイプ３８内部の水位変化を観測することにより、通水層１９の通水状態を確認することができる。
【００５８】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
［発明の実施の形態６］
図１５及び図１６には、この発明の実施の形態６を示す。
【００６０】
この実施の形態６も、フィルター２０ｃの目詰まりを清掃するための構造が設けられたものである。
【００６１】
すなわち、図１５及び図１６に示すように、各通水層２０を横切るように、作業室１５の中詰めコンクリート１７に、清掃通路４０が形成されている。そして、この清掃通路４０に連通する連通路４１が作業室スラブ１３に上下方向に沿って形成され、この連通路４１の上部にアンカーリング４２が配置され、このアンカーリング４２にマンシャフト２４が着脱自在に取り付けられるようになっている。
【００６２】
また、その連通路４１に隣接する連通パイプ４３が、作業室スラブ１３に配設され、その連通パイプ４３の上部にバルブ４４が設けられ、このバルブ４４に送気用パイプ４５が着脱自在に取り付けられている。
【００６３】
このようなものにあっは、清掃通路４０内に人間が入る場合、送気用パイプ４５を取り付けて、圧縮空気を清掃通路４０内に送り、フィルター２０ｃ内の水を排除して清掃する。
【００６４】
さらにまた、作業室スラブ１３には、ニューマチックケーソン１１の施工時に使用したマンシャフト２４のアンカーリング４２に圧気蓋４６を配設しておく。勿論、そのアンカーリング４２にマテリアルシャフト２５を着脱自在に取り付けるようにすることもできる。
【００６５】
通水層２０を清掃する時に、マンシャフト２４をアンカーリング４２に取り付けて、作業室１５の中に人間が入り、この作業室１５内に予め設けられた清掃通路４０を利用して各々のフィルター２０ｃに到達し、目詰まりしているフィルター２０ｃを清掃する。清掃完了後はアンカーリング４２の圧気蓋４６や送気用パイプ４５のバルブ４４を締めて、マンシャフト２４や送気用パイプ４４を撤去する。
【００６６】
このようにフィルター２０ｃを清掃することにより、長期に渡り、通水層２０の通水性能を維持することができる。
【００６７】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、各請求項に記載の発明によれば、ケーソン躯体、作業室スラブ、ケーソン刃口の少なくとも一つに地下水が通過可能な通水層を有しているため、地下水の流れを必要以上に阻害することが無くなり、周辺地盤の沈下や井戸枯れを少なくし、周辺環境への影響を少なくできる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、作業室スラブに通水層が形成されたため、ケーソン下部側の地下水の流れの阻害を抑制することができる。
【００７０】
請求項３に記載の発明によれば、ケーソン刃口に通水層が形成される一方、作業室スラブとケーソン刃口で囲まれた作業室に中詰めコンクリートが設けられ、中詰めコンクリートに、ケーソン刃口の通水層と連続する通水層を形成したため、ケーソンの作業室側の地下水の流れの阻害を抑制することができる。
【００７１】
請求項４，５，６に記載の発明によれば、ケーソン躯体側の地下水の流れの阻害を抑制することができる。
【００７２】
請求項７に記載の発明によれば、通水層のケーソン外部側に地山側カバーを配置したため、通水層内への土砂の流入を抑制できる。
【００７３】
請求項８に記載の発明によれば、通水孔に石が詰められたフィルターを設けることにより、簡単な構造で、土砂の流入を抑制した通水層を形成することができる。
【００７４】
請求項９に記載の発明によれば、通水層を長期にわたって使用した場合、微細な土粒子が混入して通水層が目詰まりを発生させる場合もあるが、通水層に流体を圧送して掃除を行う清掃手段を設けたため、通水層を適宜清掃することにより、通水を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンを構築した状態を示す断面図である。
【図２】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンの平面図である。
【図３】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンのケーソン刃口を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図４】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンのケーソン刃口及び作業室スラブを構築する状態を示す断面図である。
【図５】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンの作業室スラブの上にケーソン躯体の構築途中状態を示す断面図である。
【図６】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンの作業室スラブの上にケーソン躯体の構築完了状態を示す断面図である。
【図７】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンの作業室に中詰めコンクリートを設けた状態を示す断面図である。
【図８】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンの作業室の中詰めコンクリート上にフィルターを設けた状態を示す断面図である。
【図９】同実施の形態１の地下水通過型ニューマチックケーソンの作業室に中詰めコンクリート及びフィルターを設けて塞いだ状態を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２を示す地下水通過型ニューマチックケーソンのケーソン躯体側に通水層を設けた状態を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３を示す地下水通過型ニューマチックケーソンのケーソン躯体及び作業室スラブに連続する通水層を設けた状態を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４を示す地下水通過型ニューマチックケーソンの平面図である。
【図１３】この発明の実施の形態５を示す地下水通過型ニューマチックケーソンを示す断面図である。
【図１４】同実施の形態５を示す地下水通過型ニューマチックケーソンの平面図である。
【図１５】この発明の実施の形態６を示す地下水通過型ニューマチックケーソンを示す断面図である。
【図１６】同実施の形態６を示す地下水通過型ニューマチックケーソンの平面図である。
【図１７】従来のニューマチックケーソンを構築した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１１  地下水通過型ニューマチックケーソン
１２  ケーソン躯体
１３  作業室スラブ
１４  ケーソン刃口
１５  作業室
１７  中詰めコンクリート
１８，１９，２０，３０，３３，３４  通水層
１８ａ，１９ａ，２０ａ，３０ａ，３３ａ，３４ａ  通水孔
１８ｂ，１９ｂ，１９ｃ，２０ｂ，２０ｃ，３０ｂ，３０ｃ，３３ｂ，３４ｂ  フィルター
２１  地山側カバー
２２  作業室側カバー
２４  マンシャフト
２５  マテリアルシャフト
３２  上埋コンクリート
３６  清掃シャフト（清掃手段）
３８  注水パイプ（清掃手段）
４０  清掃通路（清掃手段）
４１  連通路
４２  アンカーリング
４３  連通パイプ
４４  バルブ
４５  送気用パイプ（清掃手段）
４６  圧気蓋
【図１】
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【図２】
2004293202.tif 000004
【図３】
2004293202.tif 000005
【図４】
2004293202.tif 000006
【図５】
2004293202.tif 000007
【図６】
2004293202.tif 000008
【図７】
2004293202.tif 000009
【図８】
2004293202.tif 000010
【図９】
2004293202.tif 000011
【図１０】
2004293202.tif 000012
【図１１】
2004293202.tif 000013
【図１２】
2004293202.tif 000014
【図１３】
2004293202.tif 000015
【図１４】
2004293202.tif 000016
【図１５】
2004293202.tif 000017
【図１６】
2004293202.tif 000018
【図１７】
2004293202.tif 000019