(57)【要約】【課題】コンクリ−ト用水路の背面土砂に含まれる水を効果的に排除し、背面土砂の水の押圧によるコンクリ−ト用水路の側壁や底面の破損を防止する。【解決手段】コンクリート用水路の壁面に、壁背後の土砂に含まれる水を排出するためのウィープホールを設けた構造を技術的前提として、ウィープホールの背面に導水管を接続し、導水管の適宜箇所に微小孔を設ける。導水管の微小孔を介して背面土砂の水を水路に案内するためである。導水管の微小孔は、孔の径寸を５〜８ｍｍとする場合がある。経年劣化により固まった砂粒を導水管を介して水路に排除し、背面土砂における水の流動性を回復させるためである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート用水路の壁面に、壁背後の土砂に含まれる水を排出するためのウィープホールを設けた構造において、
前記ウィープホールの背面に導水管を接続し、当該導水管の適宜箇所に微小孔を設けることを特徴とするコンクリート用水路の壁保全構造。
【請求項２】
導水管に設ける微小孔は、孔の径寸を５〜８ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載のコンクリート用水路の壁保全構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートを用いた用水路の保全構造に係り、特に水路の周囲の土砂に含まれる水を効果的に水路に導いて排出するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
灌漑用水を田圃に供給するためのコンクリート用水路は、例えば図３に示すように、地面１を掘り下げて水路を形成し、水路の側面３および底面４をコンクリートによって被覆する。旧来からあるコンクリート用水路は、側壁３および底面４の部分を成形するに際し、型枠を使ってコンクリートを打設したが、経年劣化等により、近時は、旧来からあるコンクリート製の側壁３の表面に各種の補強板（例えば剛性のあるコンクリート板）を設けることもある。
【０００３】
コンクリート用水路は、灌漑用水が水路に豊富に流れている状態では特に問題はないのであるが、晩秋から春先にかけての農閑期には水量が減るため、側壁３や底面４の背後にある土砂５に含まれる水によって側壁３や底面４が押されると、その押圧力を支えることが出来ない。このため、コンクリート用水路の流水量が少ない時期に、例えば大雨があったりすると、土砂５に含まれる水が増大して、コンクリートの壁部（３、４）が破損することがある。
【０００４】
そこで、背後の土砂水によるコンクリート壁部（３、４）の破損を防止するため、コンクリート用水路の水量が少ないときには土砂５に含まれる水を効果的に外部に排出するため、側壁３の下方部分にウィープホール（排水弁）６を設けることがあった。
【０００５】
このウィープホール（排水弁）６は、コンクリート用水路に十分な用水が流れているときには弁体が閉じており、コンクリート用水路を流れる水が少なくなって背後の土砂水の押圧が高まったときには弁体を開き、余分な土砂水をコンクリート用水路に流すようになっている。
【０００６】
具体的には、例えば図４に示すように、ケース体７の内部を仕切板８によって上下に区画し、仕切板８の中央部に弁開口９を設けて、この弁開口９を上下動によって開閉するフロート１０を仕切板８の下に配してある。ケース体７の正面側（用水路の側壁から露出する側）には、仕切板８の下側に比較的小さな開口Ｍ１を設けておき、ケース体７の裏面側には、仕切板８の上側に大きな開口Ｍ２を設けてある。用水路の水が豊富なときには、開口Ｍ１から仕切板８の下の空間に水が入り込むのでフロート１０が浮き上がって弁開口９を塞ぐ一方、用水路の水量が開口Ｍ１より下方にさがったときは、フロート１０が重力によって下に下がった状態となって弁開口９を開いているので、裏面の開口Ｍ２から水が入り込だ時には、その水（土砂に含まれていた水）は弁開口９および開口Ｍ１を通って用水路に排出される。
【０００７】
なお、背後の土砂水の押圧によるコンクリート用水路の破損を防止する技術提案は、従来公知のウィープホール（排水弁）以外に発見できない。ウィープホールを用いる技術としては、特開２００２−０９５１２３がある。これは、電線ケーブル等を配設する地下の共同溝を水の浸入から防止するもので、電線の分岐用の接続ボックスの底面にウィープホールを設け、接続ボックスの中に入った水は底面から外部に排出するが、地面中の水は接続ボックス内部には入らないようにするというものである。本発明に係る用水路とは、土砂水の扱いにおいて逆の関係にある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート用水路の適宜箇所にウィープホール（６）を配設すると、背後の土砂水がウィープホール（排水弁）を介して排出されるため、原理的には好ましい効果を得る。
【０００９】
しかしながら、コンクリート用水路の建設に際しては、土砂の排水性を高めるためにコンクリートの側壁３の背後に多量の砂粒を配してある。これも当初は排水性を高める機能を営むが、雨や田圃の水の多量な浸透を受けるために、徐々に砂粒が固まって水を自由に分散させにくい土粒構造（土壌構造）に変化する。
【００１０】
このように砂粒が固まって水を分散ないし浸透させにくい土粒構造となったところでは、周辺にウィープホール（排水弁）が存在する場合でも土砂に含まれる水の排出がうまく出来ない。土砂に含まれる水は、長期的にみればゆるやかに分散し沈降するが、台風や大雨があると土砂中に一気に水が滞留してコンクリートの側壁３を強い力で押し、側壁３を押し倒すほか、場合によっては床面４を押し上げて破壊する力となって顕在化する。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、コンクリ−ト用水路の背後の土砂の経年変化を考慮した上で、土砂中の水を効果的に排出可能とすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係るコンクリート用水路の壁保全構造は、コンクリート用水路の壁面に、壁背後の土砂に含まれる水を排出するためのウィープホールを設けた構造を技術的前提として、ウィープホールの背面に導水管を接続し、当該導水管の適宜箇所に微小孔を設ける（請求項１）。導水管に設ける微小孔は、孔の径寸を５〜８ｍｍとする場合がある（請求項２）。
【００１３】
【作用】
請求項１の構造によれば、土砂に含まれる水は、適当な長さに設計された導水管の微小孔から導水管の内部に入り、導水管の先端（接続部）からウィープホールを介して用水路に排出することが出来る。導水管は用水路の背後の土砂に含まれる水を、土砂の奥に達して集めることが出来るため、用水路の敷設工事後十年以上を経過して、用水路の背後の土砂に著しい経年劣化があると認められる場合でも、土砂の劣化の如何にかかわらず効率的に水を集めて用水路に排出させることができ、この結果として用水路の側壁や底面にかかる水の押圧力を格段に低減することが可能となる。
【００１４】
請求項２は、導水管に設ける微小孔の大きさである。微小孔の大きさは、原理的には水が導水管内部に浸入できれば良いのであるが、請求項２のように、微小孔の径寸を５〜８ｍｍとすることにより、導水管の周辺にある砂を、外部に排出することが出来る。一般の土木作業では５ｍｍ以下の土粒を砂として定義し、これを人為的に土壌中に込めるのであるが、経年劣化によって砂粒が固まって水の動きを悪くすることから、導水管に設けた微小孔を介して砂粒を徐々に外部に排出することにより、周辺土壌中により多くの空隙を生じさせて水の自由な流動性を回復する。用水路は、施工後４０年をもって耐用年数とする。従って、土砂中の砂粒が外部に排出されても、耐用年数の残存期間中に背面土砂の力学的な性状に著しい変化が生じることはない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るコンクリート用水路の壁保全構造の一実施形態を例示するものである。この壁保全構造は、コンクリート用水路の側壁１１の適宜箇所に背面土砂１２の内部に達する孔部１４を穿設し、この孔部１４に導水管２０を配設し、導水管２０の後端部（側壁側）にウィープホール６を脱着可能に取り付けてなる。１５、１６は、ウィープホール６の外周部を封密する仕上材である。この実施形態では、例えば、奥部に水膨張性ゴム１５を配して水密性を確保するとともに、側壁１１の表面側に例えばエポキシ樹脂等のコーキング材を配してある。１７は、導水管２０の後端部を支持するバックアップ材である。
【００１６】
孔部１４の穿設方法は、例えば比較的小型のコアドリルを用いることが望ましい。コアドリルを用いれば、コンクリート製の側壁１１の表面から背面土砂１２の奥部まで容易に孔部１４を穿設することが出来るからである。また孔部１４の内径は、導水管２０の外径とほぼ同じか若干の余裕を見込んで設定する。尚、図１は、構造理解を容易にするために孔部１４の径をやや誇張して示してある。
【００１７】
導水管２０は、孔部１４に装填でき、水抜きのための多数の微小孔２１を備えていれば良い。本実施形態（図１）では、先端部に略円錐形のヘッド２３を取り付けた構造を示した。これは、孔部１４の形成直後に背景土砂１２が多少崩落した場合でも、先端のヘッド２３が容易に進入できるようにして、導水管２０の装填をより容易とするためである。一般部は断面円形の管を用いることができる。
なお、先端部は円錐形でなくとも良いことは勿論であり、例えば、先端に平板状の閉口壁２９を設けた構造を図２として示す。
【００１８】
導水管２０に設ける微小孔２１は、その形状は限定されないが、円形孔の場合、その径寸は例えば６ｍｍとすることが望ましい。これは土木作業上、砂の区分が０〜５ｍｍの土粒とされているため、団塊になっている劣化した砂を外部に排除するためである。微小孔２１は円形に限らないから、三角形、正方形、その他の多角形、楕円形でも良いが、少なくとも最大の差し渡し径を５〜８ｍｍ程度に設定することが好ましい。
【００１９】
微小孔２１の配設数や配設パターン形状も限定されない。背面土砂１２に含まれる水を確実に外部（用水路）に排出できれば良いからである。実験によれば、内径約７０ｍｍの管を使用した場合に、微小孔２１を、円周に対して８等分に均等配置し前後方向の離隔寸法（ピッチ）を３０ｍｍとしたところ、好ましい結果を得た。また微小孔２１を、前後方向で一列（円周上の列）ずつ千鳥配置したところ好ましい結果を得た。但し、これらの実験結果は、実際の作業現場における個別の環境とは異なる条件下で行った結果に過ぎない。従って、例えば円周に対して８等分以外の配設（ランダムな配設を含む）を行っても構わないし、千鳥配置ではなく整列配置を行っても作用効果に著しい相違が生ずるわけではない。
【００２０】
導水管２０は、背面土砂１２の鉛直土圧を考慮すれば、耐圧度の高い管財を使用することが望ましい。例えば、鋼管、プラスチック外圧管、塩化ビニル外圧管等の有孔管である。また導水管２０は、必ずしも断面形状が円形である必要はない。断面形状は多角形でも楕円形状でも良い。集水能力は同じだからである。
【００２１】
導水管２０の長手方向寸法は、背面土砂１２の性状によっても異なるが、一般的には３０〜１２０ｃｍ程度の範囲で設定する。背面土砂１２が多量の水分をもちやすい環境である場合や、また砂の劣化（団塊化）が激しいほど、導水管２０を長尺化させることが望まれる。
【００２２】
導水管２０は、その後端部（側壁１１側）においてウィープホール６と接続させるが、望ましくはウィープホール６を着脱容易に取り付けることが望ましい。
このため本実施形態では、導水管２０の後端部にコネクタ部材２８を設け、このコネクタ部材２８を介してウィープホール６を嵌合し固定するようにした。導水管２０の内部には砂が溜まりやすいため、ウィープホール６を着脱可能に取り付けることによって、随時必要なメンテナンス（砂の排除等）を行うことが出来るようにするためである。
【００２３】
本実施形態に係るコネクタ部材２８は、例えば、外周面が導水管２０の後端内周面に嵌合し、その内部にウィープホール６のケース体７を嵌合させて包持する構造となっており、内部の適当位置に、ケース体７の後端面の位置決めをさせるためのリング状の仕切板２７を備えている。
【００２４】
従って、かかる構造によれば、用水路を流れる水量が減ったときであって、背面土砂１２の水が豊富にあるときは、背面土砂１２の水が微小孔２１を通って導水管２０の内部に入り、先端のウィープホール６を介して用水路に排出される。
導水管２０は背面土砂１２の奥まで入り込んでいるので、集水能力に優れる。背面土砂１２の水は均等に分散する傾向があるので、時間の経過とともに背面土砂１２の水は好ましい状態にまで低減する。
【００２５】
また導水管２０は、微小孔２１を介して背面土砂１２の砂粒を外部に排出することが出来るから、団塊になった劣化砂も徐々に空隙を回復するようになり自由な水の分散移動を支援することが出来る。ウィープホール６は着脱可能に取り付けてあるので、導水管２０に溜まった砂は、ウィープホール６を取り外すことにより、例えば高圧洗浄やバキューム洗浄によって除去することが出来る。
【００２６】
なお、本発明に係るコンクリート用水路の壁保全構造にあっては、既設、新設を問わずウィープホール６に導水管２０を接続して設けることが出来る。設置位置や個数（配設密度）は、用水路の構造や背面土砂（１２）の状態に応じて設計することが望ましい。また、側壁に限らず用水路の底面に設けてもよい。ウィープホールは各種ある。図示した構造に限らず、同様の作用効果を達成できるウィープホールを用いて良いことは勿論である。
【００２７】
前記実施形態では、導水管２０を、コアドリル等で穿設した孔部１４に装填する旨説明したが、その他の方法、例えば導水管の先端を円錐形として圧入によって配設してもよい。施工コストはかかるが作用効果は同じだからである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るコンクリート用水路の壁保全構造によれば、コンクリ−ト用水路の背後の土砂中の水を効果的に排出することができるため、背面土砂中の水の押圧によるコンクリ−ト用水路の側壁の破損や底面の持ち上がり破損を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るコンクリート用水路の構造を例示する図である。
【図２】本発明に係る導水管の先端部の第二の構造を例示する図である。
【図３】従来のコンクリート用水路の構造を例示する図である。
【図４】従来の用水路に用いられたウィープホールを例示する図である。
【符号の説明】
６  ウィープホール
７  ケース体
１１  側壁
１２  背面土砂
１４  孔部
１５  仕上材（水膨張性ゴム）
１６  仕上材（エポキシ樹脂等のコーキング材）
１７  バックアップ材
２０  導水管
２１  微小孔
２３  ヘッド
２７  仕切板
２８  コネクタ部材
２９  閉口壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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