(57)【要約】【課題】簡単な構造でアップリフトにより貯留槽の被害を確実に回避することができる貯留槽のアップリフト防止構造を提供する。【解決手段】貯留槽１の底盤２を透水材料で構築する。貯留槽１内に遮水シート３を設置する。遮水シート３は周縁端部３ａのみを貯留層１の側壁１ａに固着し、かつ底盤２を通って遮水シート３の下側に流入した地下水４を貯留できるように十分なたるみを持った構造とする。また、遮水シート３は地下水４が上昇しうる最高の水位になったときにも、遮水シート３の下側に流入した地下水４を遮水シート３の下側に貯留できるように十分なたるみを持たせる。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底盤を透水性を有する構造とした貯留槽の中に、遮水シートを、当該遮水シートの下側に流入した地下水の水位が上下動するに伴って上下動するように設置してなることを特徴とする貯留槽のアップリフト防止構造。
【請求項２】
底盤を不透水性を有する構造とした貯留槽の中に、遮水シート袋を、当該遮水シート袋内に流入した地下水の水位が上下動するに伴って膨張または収縮するように設置してなることを特徴とする貯留槽のアップリフト防止構造。
【請求項３】
遮水シート袋を複数設置してなることを特徴とする請求項２記載の貯留槽のアップリフト防止構造。
【請求項４】
地下水の排水装置を設置してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の貯留槽のアップリフト防止構造。
【請求項５】
底盤下の地盤中に暗渠排水工を設けてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の貯留槽のアップリフト防止構造。
【請求項６】
遮水シートは、その下側に水またはエアを封入して排水勾配を付与できるように設置してなることを特徴する請求項１、４または５記載の貯留槽のアップリフト防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は貯留槽のアップリフト防止構造に関し、水、家畜糞尿、燃料、スラリー、薬液などの様々な液体を貯蔵するための貯留槽に広く適用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
水や家畜糞尿、燃料、スラリー、薬液などの液状物を大量に貯蔵する施設として、地盤を所定の深さに掘り下げ、その掘り下げた位置に底盤と周囲の側壁を鉄筋コンクリート等によって構築し、必要に応じて屋根を設置してなる貯留槽が一般に知られている。
【０００３】
この種の貯留槽においては、底盤下の地下水による水圧が貯留槽内に貯蔵された液体によって底盤に作用する圧力より大きい場合、底盤、ひいては貯留槽全体を上方に押し上げる力、いわゆる「アップリフト」が作用する。
【０００４】
この場合、貯留槽の底盤強度がアップリフトより弱いと、底盤が破壊されて発生したクラックから地下水が貯留槽内に吹き出たりすることがある。また、貯留槽内に貯蔵された液体によって底盤に作用する圧力がアップリフトより小さいと、底盤は壊れなくても貯留槽全体が浮き上がってしまうおそれがある。いずれの場合も貯留槽の貯留機能は損なわれ、大規模な補修工事が必要となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１８６８２５公報
【特許文献２】
特開２００１−１０７４０３公報
【特許文献３】
特開２０００−２１３０１５公報
【特許文献４】
特開平１０−０７２０９０公報
【特許文献５】
特開平０９−２４２０４２公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この種のアップリフトを避けるため、一般に貯留槽の底盤面下に排水暗渠工を敷設して地下水を排水するが、貯留槽の設置場所によっては近くに排水暗渠工の適当な末端吐き口がとれる標高の排水口がない等の理由ににより、暗渠排水工を設置しないまま貯留槽を設けてしまう場合がある。
【０００７】
このような貯留槽の場合、通常は特に問題はなくても、大雨などで地下水の水位が一時的に上昇し、そのときたまたま貯留槽が空水だったりすると、地下水による大きな水圧によって底盤にきれつが発生し、そこから貯留槽の中に地下水が吹き出したり、あるいは貯留槽全体が浮き上がってしまう等、アップリフトによる被害を受ける貯留槽が多々あった。
【０００８】
このような場合、底盤厚を極端に厚くして底盤の自重を増してアップリフトによる浮き上がりや破壊を防止していたため、非常に不経済な施工を強いられることがあった。
【０００９】
本願発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に簡単な構造でアップリフトによる貯留槽の被害を確実に回避することができる貯留槽のアップリフト防止構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の貯留槽のアップリフト防止構造は、底盤を透水性を有する構造とした貯留槽の中に、遮水シートを当該遮水シートの下側に流入した地下水の水位が上下動するに伴って上下動するように設置してなることを特徴とするものである。
【００１１】
本願発明は、特に貯留槽の中に設置された遮水シートより下側に地下水を流入させて底盤下の地下水による水圧を低減することにより、いわゆる「アップリフト」による貯留槽の被害を回避できるようにしたものである。
【００１２】
この場合の貯留槽の底盤の構造としては、例えば砕石を所定の厚さに敷き詰め、その上に金網やジオグリッド等のメッシュ類、不織布などを敷設する等の構造としたり、ポーラスコンクリート構造としたりすることにより透水性を持たせることができる。また、この場合の底盤には、平坦面に構築された本来の底盤の他、法面状に構築された法枠式擁壁も含めることができる。
【００１３】
また、貯留槽の側壁は場所打ちコンクリート構造、コンクリートブロックによる組積造、あるいはＰＣ矢板、鋼矢板または鋼管矢板などの矢板で構築してもよく、また底盤と同じ透水性を持たせた構造にしてもよい。
【００１４】
さらに、遮水シートにはゴムシートや合成樹脂シート等を用いることができ、必要に応じて二重構造にしてもよい。
【００１５】
また本願発明は、例えば図１１と図１２に図示するような素掘貯留槽にも適用でき、この場合、側壁を石積み工や砕石充填工などによって透水性を有する法枠擁壁として構築し、この法枠擁壁を通って貯留槽内に流入する地下水を遮水シートまたは遮水シート袋に流入させることにより、側壁に作用する地下水による水圧を低減することができる。
【００１６】
請求項２記載の貯留槽のアップリフト防止構造は、底盤を不透水性を有する構造とした貯留槽の中に、遮水シート袋を当該遮水シート袋内に流入した地下水の水位が上下動するに伴って膨張または収縮するように設置してなることを特徴とするものである。
【００１７】
本願発明は、貯留槽の中に遮水シートの代わりに設置された遮水シート袋に地下水を流入させて「アップリフト」による貯留槽の被害を回避するようにしたものであり、この場合の貯留槽の底盤は場所打ちコンクリートによって構築することにより不透水性を持たせることができ、また側壁の構造は上記した貯留槽の側壁と同じでよい。さらに遮水シート袋も上記した遮水シートと同じ材質のものでよい。
【００１８】
なお、貯留槽の周囲の地下水は底盤または側壁、あるいは底盤と側壁の両方に設けた穴（地下水導入孔）から遮水シート袋に流入させる構造としてもよい（図１１，１２参照）。
【００１９】
請求項３記載の貯留槽のアップリフト防止構造は、請求項２記載の貯留槽のアップリフト防止構造において、遮水シート袋を複数設置してなることを特徴とするものである。本願発明は特に、底盤上にスラリーファン等の付帯装置が設置されている場合に適用されるものである。この場合、遮水シート袋はスラリーファン等の付帯装置を避けて複数設置するだけでよい。
【００２０】
請求項４記載の貯留槽のアップリフト防止構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の貯留槽のアップリフト防止構造において、地下水の排水装置を設置してなることを特徴とするものである。
【００２１】
本願発明は、遮水シートの下側または遮水シート袋内に満水状態まで流入した地下水を地中に自然排水するにはかなりの時間を要することから、排水装置を用いて地上に速やかに排水するようにしたものである。
【００２２】
この場合の排水装置としては、貯留槽に貯蔵された貯留水などの液体の水位と地下水の水位との水位差を利用して自然排水するようにしたもの、あるいは動力を用いて積極的に強制排水するようにしたものを用いることができる。
【００２３】
請求項５記載の貯留槽のアップリフト防止構造は、請求項１〜４のいずれかに記載の貯留槽のアップリフト防止構造において、底盤下の地盤中に暗渠排水工を設けてなることを特徴とするものである。
【００２４】
本願発明は、特に地盤中の水脈が不透水層によって遮断されている場合などにに適用されるもので、底盤下や側壁背部の地盤中に暗渠排水工を不透水層を水平に貫通させて布設することにより底盤下や側壁背部に作用する地下水による水圧を均等に低減するようにしたものである。
【００２５】
この場合の暗渠排水工は、例えば底盤下の地盤中に放射状、コイル状、同心円状または十字状に配置してもよい。また、暗渠排水工として鋼管または塩ビパイプ等からなる有孔管を用いることができる。
【００２６】
請求項６記載の貯留槽のアップリフト防止構造は、請求項１、４または５記載の貯留槽のアップリフト防止構造において、遮水シートはその下側に水またはエアを封入して排水勾配を付与できるように設置してなることを特徴するものである。
【００２７】
本願発明は、空水時を利用して貯留槽内を清掃する際に、給水ポンプまたはエアポンプで遮水シートの下側に水またはエアを封入することにより、遮水シートを上側に膨張させて遮水シートに排水勾配を付与することで、貯留槽の広い底盤の清掃をきわめて効率的に行えるようにしたものである。
【００２８】
この場合、貯留槽の底に設置された排泥升に向かって傾斜するように遮水シートに排水勾配を付けることで、特に多くの人手と時間をかけずにきわめて効率的に遮水シート上の泥水やゴミを排泥升に集めることができ、また排泥升に集められた泥水やゴミは排水パイプを介して貯留槽の外に排出することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
貯留槽１の底盤２を透水材料で構築または有孔構造とし、その上を遮水シート３で密閉する。遮水シート３は周縁端部３ａのみを貯留層１の側壁１ａに固着し、かつ底盤２を通って遮水シート３の下側に流入した地下水４を貯留できるよう、十分なたるみを持った構造とする。
【００３０】
また、遮水シート３は地下水４が上昇しうる最高の水位になったときにも、遮水シート３の下側に流入した地下水４を遮水シート３の下面に貯留できるように十分なたるみを持たせる。
【００３１】
なお、底盤２の構造としては、砕石を所定の敷き詰め、その上に金網やジオグリッド等のメッシュ類、あるいは不織布などを敷設する等の構造とすることにより透水性を持たせることができる。また、ポーラスコンクリート構造としてもよい。
【００３２】
また、遮水シート３にはゴムシートや合成樹脂シート等を用いることができ、必要に応じて二重構造にしてもよい。さらに、貯留水槽１の側壁１ａは場所打ちコンクリート構造、コンクリートブロックによる組積造、あるいはＰＣ矢板、鋼矢板または鋼管矢板などの矢板で構築してもよい。
【００３３】
このような構成において、アップリフトは、貯留槽１が空水時または貯留水５の水位が低いときに働くが、図１の如く空水時でも地下水４の水位が低ければ、アップリフトは働かず、貯留槽１内に地下水４は流入しない。
【００３４】
また、図２の如く貯留槽１が空水時のとき、または貯留水５の水位が低いときに地下水４の水位が高くなると、アップリフトが働き、貯留槽１内に地下水４が流入してくる。
【００３５】
しかし、貯留槽１内に地下水４が流入するため、流入した地下水４の重量により貯留槽１は浮き上がることもなく、また底盤２にアップリフトが働かないため底盤２は破壊されない。また、遮水シート３により貯留槽１内の液体と地下水が混ざり合う事もない。
【００３６】
このような状態で、図３の如く、貯留槽１に貯留水５を流入して貯留水５の水位を地下水４の水位よりも高くしてやると、地下水４と貯留水５との水圧差により、地下水４の水位は徐々に底盤２下へ押し戻される。
【００３７】
また、地下水４の水位よりも貯留槽１内の貯留水５の水位が高い状態のまま、時間が経過すると図４の如く遮水シート３下の地下水４は完全に押し出され、図１と同じ状態に復元する。
【００３８】
このような作用により、暗渠排水管の設置がなく地下水４の水位が上昇しても貯留槽１はアップリフトの被害を受けることなく、また貯留槽１内の貯留水５とと地下水４が混ざることもなく、正常に貯留機能を発揮できる。
【００３９】
発明の実施の形態２．
貯留槽１の不透水コンクリート等からなる底盤２に地下水４を導入する穴６を開け、これに袋状になった遮水シート袋７を穴６に設けた接続口８に取り付け、地下水４が貯留槽１内に漏れないよう接続口８を密閉する。
【００４０】
遮水シート袋７は、穴６および接続口８を通って遮水シート袋７内に地下水４が流入したとき、地下水４を貯留できるように十分なふくらみ容量をもった構造とする。また、遮水シート袋７は流入した地下水４が上昇しうる最高の水位になったときにも、地下水４を貯留できるように十分な容量を持たせる。
【００４１】
このような構成において、アップリフトは、貯留槽１が空水時または貯留水５の水位が低いときに働くが、図５の如く空水時でも地下水４の水位が低ければ、アップリフトは働かず、貯留槽１内に地下水４は流入しない。
【００４２】
また、図６の如く貯留槽１が空水時または貯留水５の水位が低いときに地下水４の水位が高くなると、アップリフトが働き、地下水４が穴６および接続口８を通って遮水シート袋７内に流入してくる。
【００４３】
しかし、貯留槽１内に地下水４が流入するため、流入した地下水４の重量により、貯留槽１は浮き上がることもなく、また底盤２も流入した地下水４の重さのため、アップリフトが軽減されるので底盤２は破壊されない。また、遮水シート袋７により貯留槽１内の貯留水５と地下水４が混ざり合う事もない。
【００４４】
この状態で、図７の如く、貯留槽１に貯留水を流入して、地下水４の水位よりも貯留槽１内の貯留水５の水位を高くしてやると、地下水４と貯留水５との水圧差により、遮水シート袋７内の地下水４は徐々に穴６および接続口８を通って底盤２下へ押し戻される。
【００４５】
また、地下水４の水位よりも貯留槽１内の貯留水５の水位が高い状態のまま、時間が経過すると図８の如く遮水シート袋７内の地下水４は完全に押し出され、図５と同じ状態に復元する。
【００４６】
このような作用により、排水暗渠工の設置がなく地下水４の水位が上昇しても貯留槽１はリフトアップの被害を受けることなく、また貯留槽１内の貯留水５と地下水４が混ざることもなく、正常に貯留機能を発揮できる。
【００４７】
なお、図１１と図１２に図示するように、貯留槽１の側壁に穴６を設け、この穴６から遮水シート袋７内に地下水４を流入させる構造としてもよい。この場合、地下水４の上昇によりアップリフトが作用し、貯留槽１の浮上または底盤２のクラックが発生する地下水の境界の高さの穴６を設置すれば、空水時でも遮水シート袋７に地下水４が流入するのは、地下水４が限度まで上昇したときのみである。通常は遮水シート袋７内に地下水４が流入しないため、貯留槽１の管理上、好適である。
【００４８】
発明の実施の形態３．
貯留槽１の底盤２の上に張った遮水シート３の下（図１）や袋状になった遮水シート袋７に満杯に溜まった地下水４を、貯留槽１内に貯留水５を満水にして地中に押し戻すのには、かなりの時間を要する。
【００４９】
このため、遮水シート３の下や遮水シート袋７に排水パイプ９を接合し、貯留水５の満水時の水位より下に放水開口部１０を設ければ、より抵抗なく速やかに遮水シート３の下側や遮水シート袋７内の地下水４を排水することができる。なお、排水パイプ９の放水開口部１０は貯留水５の満水時の水位より下で、地下水４の水位が一番高くなると予想される水位より上でなければならない。
【００５０】
発明の実施の形態４．
上記実施形態は、いずれも貯留水槽１の側壁１ａが垂直壁の場合を想定して説明したが、例えば図１３、１４に図示するように素掘貯留槽１１にシートライニングした貯留槽にも適用しうる。更にいえばアップリフトの作用する全てのタイプの貯留槽においてアップリフトを防止する工法として有効である。
【００５１】
なお、この場合の素掘貯留槽１１の底盤の構造としては、図１３の例においては、素掘りした掘削地盤上に例えば砕石を所定の厚さに敷き詰め、その上に金網やジオグリッド等のメッシュ類、あるいは不織布などの透水性シート１２を敷設する等の構造とすることにより透水性を持たせることができる。また、ポーラスコンクリート構造としてもよい。
【００５２】
また、図１４の例においては、素掘貯留水槽１１の底盤および側壁１ａの構造は、例えば場所打ちコンクリート構造としたり、あるいは遮水シート３によってシートライニングしたりすることにより不透水性を持たせた構造とすることができる。
【００５３】
また特に側壁１ａを石積み工や砕石充填工などによって透水性を有する法枠擁壁として構築し、この法枠擁壁（側壁１ａ）を通って素掘貯留槽１１内に流入する地下水を遮水シート３の下側または遮水シート袋７に流入させることにより、側壁１ａに作用する地下水による水圧も低減することができる。
【００５４】
さらに、遮水シート３または遮水シート袋７にはゴムシートや合成樹脂シート等を用いることができ、必要に応じて二重構造にしてもよい。
【００５５】
なお、図１３において、符号１３は遮水シート３に常時一定のテンションを与えるべく設置された錘であり、遮水シート３の上に錘１３を適当な間隔で設置することにより、空水時に遮水シート３が突風などで煽られるのを防止することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本願発明は以上説明した通りであり、貯留槽内に設置された遮水シートの下側または貯留槽の中に設置された遮水シート袋内に地下水を流入させて、底盤下の地下水による水圧を低減することにより、いわゆる「アップリフト」による貯留槽の被害を回避することができる。
【００５７】
特に、泥炭地や干拓地などで周辺排水路の高さが貯留槽の底盤高より高く、暗渠排水工の設置が不可能な場合に、アップリフトによる貯留槽の破壊や貯留槽全体の浮き上がりを防ぐ有効な手段として利用することができる。
【００５８】
また、既設の貯留槽が地下水の上昇によりアップリフトによる破壊などの被害を受けたときの、修復対策としても有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空水時で地下水の水位が低いときの貯留槽の縦断面図である。
【図２】空水で地下水の水位が高いときの貯留槽の縦断面図である。
【図３】貯留槽内が満水となったあと、すぐの状態の貯留槽の縦断面図である。
【図４】貯留槽が満水となって時間が経過したあとの状態の貯留槽の縦断面図である。
【図５】空水時で地下水の水位が低いときの貯留槽の縦断面図である。
【図６】空水で地下水の水位が高いときの貯留槽の縦断面図である。
【図７】貯留槽内が満水となったあと、すぐの状態の貯留槽の縦断面図である。
【図８】貯留槽が満水となって時間が経過したあとの状態の貯留槽の縦断面図である。
【図９】底面遮水シートのときの排水パイプ設置例の断面図である。
【図１０】袋状になった遮水シートのときの排水パイプ設置例の断面図である。
【図１１】袋状になった遮水シートと排水ポンプを側壁に設けた穴に接続した設置例を示す断面図である。
【図１２】袋状になった遮水シートを側壁に設けた穴に接続した設置例を示す断面図である。
【図１３】素掘ライニング貯蔵槽への適用例を示す断面図である。
【図１４】素掘ライニング貯蔵槽への適用例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  貯留槽
２  底盤
３  遮水シート
４  地下水
５  貯留水
６  穴（地下水導入孔）
７  遮水シート袋
８  接続口
９  排水パイプ
１０  放水用開口部
１１  素掘貯留槽
１２  遮水シート
１３  錘
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004308232.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004308232.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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