(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集水枡、集水トレンチ、集水側溝、集水マンホールを含む既設の集水施設の底壁に貫通孔を形成し、該貫通孔を介して地中から前記集水施設内にかけて上下方向に設ける浸透構造体であって、
前記底壁の貫通孔から下向きに地中に形成された孔内に充填された砕石と、該砕石をくるむように配設され、地中から砕石内への土砂の流入を防ぐ浸透シートとからなる浸透部と、
前記底壁の貫通孔から上向きに、前記浸透部の上部に前記集水施設内に立設されると共に集水施設の底壁に固定され、塩ビ管、土管、鉄管を含む筒状物からなる浸透筒と、
該浸透筒の上口部を覆って配設される着脱可能なフィルタと、から構成され、
前記貫通孔の形状と、前記浸透部および前記浸透筒の水平断面形状とは同一形状を有していることを特徴とする浸透構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集水施設に集水された雨水等を地中に浸透させるための浸透構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市化の進展により雨水が地下に浸透しない不浸透域が増加し、都市型洪水の多発、清流の枯渇、水質の悪化、地下水の減少等、水循環の変化に起因する問題が生じている。又、合流式の下水道が設置されている地域においても、多降雨時の流出に対する改善が求められていた。雨水を地下に浸透させることは、上記問題を解決する手段として奨励されており、様々な浸透施設が開発されている。
【０００３】
図１３は、通常使用されている一般的な浸透施設であり、浸透マスを使用した施設形式である。この浸透施設は、浸透マスの周辺を砕石で充填し、集水した雨水を浸透マスの側壁および底部に設けた貫通孔から地面へ浸透させる構造を有している。
【０００４】
また、他の形態の浸透施設として、下記の特許文献１に開示されるものがある。この浸透施設は、図１４に示すように、浸透マンホールまたは浸透管または浸透マス５０の周壁に設けた貫通穴５１に対応して、前記浸透マンホール５０等の軸方向と直交する方向で、且つ、浸透マンホール５０等の外部に向かって外筒、内筒及びフィルターエレメントからなるフィルター５２を突設して設けることによりフィルター５２の有効面積を大きくし、雨水の排水能力を向上させようとするものである。外筒の浸透マンホール５０側の一端部は、貫通穴５１に嵌合して固定され、外筒の他端部には、格子状の枠体が設けられたフィルター枠５３が外枠に嵌入して着脱可能に固定されている。浸透マンホール５０等の外側の地盤との間には図示しない複数の砕石からなる砕石エレメントが敷設されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２００４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の浸透施設を新設して施工する場合、浸透マス、および充填砕石を設置するための掘削工、掘削内の透水シートの敷設工、掘削内の基礎部充填砕石工、浸透マスの据付工、浸透マスの側部充填砕石工、上面浸透シート工、埋め戻し工等の大掛かりな施工が必要であり、設置費用が高いことや、設置場所が確保できない等の問題が発生していた。
【０００７】
また、合流式の下水道において使用されている、側壁あるいは底部に貫通穴が形成されていない集水マス、排水マス等から構成される既設施設を、上記浸透マス等から構成されるような浸透施設に改良する場合にも、側溝の取り外し、掘削、マスの交換等の施工が必要であり、上記新設する場合と同様に問題が発生する。
【０００８】
従って、このような状況の下、より簡便で効果の高い浸透施設の開発が期待されている。とりわけ浸透機能を有しない排水施設が既に設置されている地域では、その既設施設の改良により簡便で効果の高い浸透施設の実現が期待されている。
【０００９】
そこで、本願発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、雨水を下水道や水域に排除するための既設の集水施設あるいは排水施設を、雨水を地下に浸透させ得る簡便で効果の高い浸透施設に改良するための浸透構造体、あるいは雨水を地下に浸透させる浸透施設を新設する場合の浸透構造体の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る浸透構造体の発明は、集水枡、集水トレンチ、集水側溝、集水マンホールを含む既設の集水施設の底壁に貫通孔を形成し、該貫通孔を介して地中から前記集水施設内にかけて上下方向に設ける浸透構造体であって、前記底壁の貫通孔から下向きに地中に形成された孔内に充填された砕石と、該砕石をくるむように配設され、地中から砕石内への土砂の流入を防ぐ浸透シートとからなる浸透部と、前記底壁の貫通孔から上向きに、前記浸透部の上部に前記集水施設内に立設されると共に集水施設の底壁に固定され、塩ビ管、土管、鉄管を含む筒状物からなる浸透筒と、該浸透筒の上口部を覆って配設される着脱可能なフィルタと、から構成され、前記貫通孔の形状と、前記浸透部および前記浸透筒の水平断面形状とは同一形状を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る浸透構造体によれば、雨水を下水道等に排除する既設の排水施設を、施工コストの向上を抑制しつつ、短時間で容易に雨水を地下に浸透させ得る簡便で効果の高い浸透施設に改良することができる。
【００１５】
また、浸透部は縦長形状であり、掘削の深さが大きく、設計水頭と浸透面積を大きくすることができ、地中への雨水の浸透量を大きくすることができる。また、浸透筒の上口部に配設されるフィルタの交換洗浄が容易であるため、浸透構造体のメンテナンス面において有利である。また、貫通孔から上向きに集水施設内に立設される浸透筒の長さを変えることにより、フィルタの配設される高さを調節することができるので、フィルタの目詰まりを防止することができる。さらに、立設される浸透筒の長さを容易に変えることができるので、雨水浸透のベースカット方式あるいはピークカット方式のいずれかの方式を容易に選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る浸透構造体の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、浸透構造体の一形態を示す断面図である。浸透構造体１は、集水施設（排水施設ともいう）内に集められた水を地中に浸透させるための構造体であり、集水施設の底部壁（底壁ともいう）１１に設けられる。図１に示す形態では、集水施設として集水枡１０を挙げて説明する。集水枡１０は、図２に示されるように、主に道路排水または敷地からの雨水を集水する集水施設として使用されるものであり、底部を備えた構造を有する。集水枡１０の上部には集水枡蓋１２が配設され、集水枡蓋１２には、道路上を流れてきた排水、隣の敷地から流れてきた雨水等が集水枡１０内に流入する際に通過する流入孔１３が設けられている。
【００１７】
集水枡１０の底部壁１１には、貫通孔１５が形成されている。貫通孔１５は本発明に係る浸透構造体１を設けるための孔であり、コア抜き用のドリル、コア抜きカッター等のコア抜き手段によって形成される。貫通孔１５の形状は、製作の容易性を考慮して円形状に形成されている。但し、円形状に限定されるものではなく、三角形状、四角形状等の多角形状に形成されるものであってもよい。
【００１８】
浸透構造体１は、貫通孔１５を通過し地中から集水枡１０内に延びて上下方向に設けられている。浸透構造体１は、貫通孔１５から下向きに地中に形成された孔１６内に設けられる浸透部４と、貫通孔１５の下側に、貫通孔１５とクロスして配設され、浸透部４の浮上を防止する砕石浮上防止手段７と、貫通孔１５から上向きへ集水枡１０内に立設される浸透筒５と、浸透筒５の上口部を覆って配設されるフィルタ６とから構成されている。そして、貫通孔１５の形状と、浸透部４および浸透筒５の水平断面形状とは同一形状を有している。
【００１９】
浸透部４は孔１６内に充填される砕石２と、該砕石２をくるむように配設されている浸透シート３から構成されている。孔１６は貫通孔１５の真下に、鉛直下向へ縦長状に形成されている。孔１６は、例えば、貫通孔１５と同形状の鋼管を貫通孔１５を通して地中に打ち込み、鋼管内の土砂を吸引機等によって吸い出して形成することができる。縦長状に形成した孔１６内に浸透部４を設けることにより、設計水頭と浸透面積を大きくすることができるので、地中への水の浸透量を多くすることができる。浸透部４の浮上、即ち、浸透部を構成する砕石２及び浸透シート３の浮上を防止するために砕石浮上防止手段７が設けられている。砕石浮上防止手段７は、例えば、貫通孔１５の径よりも大きい長さを有する金属棒（金属部材）７からなり、貫通孔１５の下側、即ち、浸透部４の上側（上面部）に、金属棒７の両端部分が貫通孔１５の外周部分である低部壁１１に掛かるように、貫通孔１５とクロスして配設される。また、金属棒７は複数本が格子状に配設され、この金属棒の格子によって充填した砕石２の浮上、即ち、貫通孔１５内への砕石の進入を防止する。尚、砕石浮上防止手段７としては、メッシュ格子状に形成された部材を浸透部４の開口部を覆うように配設するものであってもよい。
【００２０】
孔１６内に充填される砕石２は、空隙率の高いものを選定することが望ましく、一般的に単粒度砕石２０〜４０ｍｍのものを使用する。浸透シート３は、浸透層である地中（土砂地）と砕石２との境界面に砕石２をくるむように敷設され、浸透層からの土砂が砕石２内に流入することを防ぐと共に、路面や浸透層の陥没、沈下を防ぐ。浸透シート３としては、十分な引っ張り強度を有し、腐食等の面で長期間の使用に耐えると共に、水をよく通し砂と同等以上の透水係数を有するものを使用する。具体的には、幅５ｃｍあたりの引っ張り強度が３０ｋｇｆ以上で、透水係数が１０-1〜１０-2ｃｍ／ｓｅｃ以上、厚さ０.１〜０.２ｍｍ以上のものを使用する。また、浸透シート３の材質は、ポリエステル、ポリプロピレン等を使用する。
【００２１】
貫通孔１５から上向きに集水枡１０内に立設される浸透筒５は、図１における浸透筒５の下側の端部が貫通孔１５に嵌入され、集水枡１０の底部壁１１にモルタルで固定されている。浸透筒５の形状は、集水枡１０の底部壁１１に形成した貫通孔１５と同形状を有している。例えば、塩ビ管、土管、鉄管等の筒状物から構成されている。浸透筒５の長さ、即ち、底部壁１１から上方向へ集水枡１０内に延びている部分の高さは、集水枡１０内に流入した雨水等をピークカット方式により処理するか、あるいはベースカット方式により処理するかによって決定する。つまり、流入した雨水等をピークカット方式により処理するか、ベースカット方式により処理するかは、浸透筒５の長さを調節することによって選択することができる。
【００２２】
ここで、ピークカット方式とは、図１に示す施設でいうと、降雨初期や雨水流入量の少ないときは、取付管１７を通して雨水等を下水道管へと排出し、流入量が増加してある水位を超えると、即ち、フィルタ６の高さを超えるとフィルタ６を通って初めて浸透部４に雨水等が流入する方式である。これにより初期流入水に多く含まれる汚濁物は、泥溜め部１８に沈殿、あるいは取付管１７を通して下水道管へと排出される。図１は、フィルタ６の高さ（矢印Ａの位置）が取付管１７の底面の位置（矢印Ｂの位置）よりも高くなるように設定されており、ピークカット方式の一形態を示している。
【００２３】
また、ベースカット方式とは、降雨初期からの流入水を、その施設が持っている浸透能力の範囲で浸透させる方式で、浸透能力を超えた分は下水等へ越流させる。ベースカット方式では、集水枡１０に流入した雨水等は、フィルタ６を通過して浸透部４に流入し地中へと浸透処理される。集水枡１０に流入する水量が増加し、集水枡１０内の水位が上昇してくると取付管１７を通して下水道管へと雨水が流出する。
【００２４】
フィルタ６は、図３（ａ）に示されるような網目状に形成されたフィルタ枠６ａと、図３（ｂ）に示されるようにフィルタ枠６ａ内に配設された細目フィルタ６ｂから構成されている。フィルタ枠６ａは、網目状の浸透孔を形成し、その中に細目フィルタ６ｂを固定している。また、網目状の浸透孔によってフィルタ枠６ａ内に大きなゴミが流入することを防ぐ機能を有している。細目フィルタ６ｂは、雨水に含まれた固形物、例えば、ゴミ、砂利、砂等が浸透部４へ流入するのを防ぎ、砕石２の目詰まりを防ぐ機能を有している。また、集水枡１０に流入する雨水に含まれた道路上の油分等を吸着し、浸透による地下水汚染を防止する機能を有した素材の細目フィルタ６ｂを使用してもよい。フィルタ６は、浸透筒５の上口部に着脱可能に取り付けられており、細目フィルタ６ｂの洗浄や取り替え等のメンテナンスを容易に行なうことできる。
【００２５】
図１において、集水枡１０の流入孔１３から集水枡内に流入した雨水等は、先ず、泥溜め部１８に貯留され、貯留水位が高くなると取付管１７を通して下水道に排出される。流入量が増加して貯留水位がフィルタ６の高さを超えると、雨水等はフィルタ６を通過して浸透筒５から浸透部４へ流入する、浸透部４に流入した雨水等は、砕石２及び浸透シート３を通して地中に浸透される。
【００２６】
浸透構造体１は、既に地中等の所定の場所に設置されている集水枡１０に設けるようにしても、あるいは新設しようとする集水枡１０に設けるようにしてもよい。そして、新設する集水枡１０に浸透構造体１を設ける場合、集水枡１０の底部壁１１に設ける貫通孔１５は、集水枡１０を掘削した場所に据え付ける前に、予め形成しておくようにしてもよい。この場合、浸透構造体１の浸透部４を配設する孔１６も集水枡１０を据え付ける前に、予め集水枡１０の貫通孔１５に対応した位置に形成しておくことができる。
【００２７】
集水枡１０を据え付ける前であるため、予め形成することができる孔１６の形状は、集水枡１０に形成されている貫通孔１５の形状によって制約されず、例えば、円柱形状、多角柱形状の他、円錐台形状、あるいは四角錐台形状等の孔１６を形成することが可能である。また、この孔１６内に設けられる浸透部４の形状は、孔１６の形状に応じて形成されるものであるから、孔１６の形状と同様に、例えば、円柱形状、多角柱形状の他、円錐台形状、あるいは四角錐台形状等の浸透部４に形成することができる。これにより、さらに浸透部４の設計水頭と浸透面積を大きくすることができ、地中への雨水の浸透量を大きくすることができる。
【００２８】
集水施設の形態としては、上述した集水枡の他、集水トレンチ、集水側溝、集水マンホール等も挙げることができ、これらの底部壁に貫通孔を形成し浸透構造体を設けることにより、集水枡の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
また、上述した形態では、浸透構造体１を集水枡１０の底部壁１１に設けるものであったが、この形態に限定されるものではなく、例えば、集水枡１０の側壁に浸透構造体１を設けるようにしてもよい。側壁に設ける場合には、浸透筒５部分を集水枡１０内に延ばす必要がない為、側壁に貫通孔１５を形成し、その貫通孔から水平方向へ延びる浸透部４と、貫通孔１５に取り付けられるフィルタ６によって浸透構造体１を構成することができる。浸透部４およびフィルタ６の構成は上述した形態のものと同様である。
【００３０】
以下に、浸透構造体１の施工方法の一形態について説明する。
この形態では、浸透構造体１が施工される集水施設は、既に設置されている施設が対象である。また、集水施設として集水枡１０を使用する。
図４（ａ）は、集水枡１０を上側から見たものであり、（ｂ）は（ａ）のＥ―Ｅ線における断面図である。集水枡１０の底部壁１１に、コア抜きカッターによって直径Ｒ1（１８０ｍｍ）の貫通孔１５を形成する。尚、かっこ内の数字は、浸透構造体１を構成する部材同士の大きさを比較するために一例を挙げたものであり、この数字に限定されるものではない（以下同じ）。また、貫通孔１５の形状は円形状に限定されず、多角形状であってもよい。（以上、第１ステップ）
【００３１】
次に、貫通孔１５を通して、貫通孔１５と同形状で直径Ｒ2（１６５ｍｍ）の鋼管２０を、鉛直下向きへ地中に深さＨ1（例えば、８０ｃｍ）まで打ち込む（図５参照）。（以上、第２ステップ）
そして、打ち込んだ鋼管２０内の深さＨ2（例えば、５０ｃｍ）までの土砂を吸引装置により吸い出す（図６参照）。（以上、第３ステップ）
【００３２】
次に、土砂の吸い出された鋼管２０内に、浸水シート３を挿入方向の端部から長さＨ2（５０ｃｍ）巻いた直径Ｒ3（１２５ｍｍ）の塩ビ管２１を挿入する。浸水シート３は塩ビ管２１をくるむように塩ビ管２１の側面だけでなく挿入方向の口側も覆って巻かれている（図７参照）。（以上、第４ステップ）
浸透シート３を巻いた塩ビ管２１の中に、砕石２を塩ビ管２１の挿入先端部から長さＨ2（５０ｃｍ）分、即ち、集水枡１０の底部壁１１の底面位置まで充填する（図８参照）。（以上、第５ステップ）
【００３３】
次に、鋼管２０内に挿入されており、浸透シート３が巻かれ砕石２が充填されている塩ビ管２１の、塩ビ管２１のみを鋼管２０から、即ち、貫通孔１５から引き抜く（図９参照）。そして、鋼管２０の上口から砕石２の上面を転圧する。（以上、第５ステップ）
【００３４】
次に、地中に打ち込まれている鋼管２０を貫通孔１５から引き抜く（図１０参照）。砕石２の上面の位置が、集水枡１０の底部壁１１の底面位置よりも沈下している場合には、その不足分の砕石２を貫通孔１５から充填し、砕石２の上面を充分に締め固める。ここで、例えば、地盤の弱い場所等のように、充填した砕石２の浮上が起きる可能性の高い所では、集水枡１０内に砕石が進入しないように砕石浮上止めとして、金属性の部材からなる砕石浮上防止手段７を、浸透部４の開口部の上面部分、即ち、充填した砕石２の上面部分に取り付ける。具体的には、砕石浮上防止手段としての金属棒７を、貫通孔１５の下側に、金属棒７の両端部分が貫通孔１５の外周部分である低部壁１１に掛かるように配設する。金属棒７は貫通孔１５の径の大きさよりも長く形成されており、貫通孔１５とクロスするように配設される。複数本の金属棒７が格子状に配設され、この金属棒の格子によって充填した砕石２の浮上、即ち、貫通孔１５内への砕石の進入を防止する。（以上、第６ステップ）
【００３５】
また次に、貫通孔１５から上向きへ集水枡１０内に直径Ｒ4（１５０ｍｍ）の浸透筒としての塩ビ管５'を立設する。塩ビ管５'の下側の端部を貫通孔１５内に嵌入して立設させ、モルタル等の接着手段２３で塩ビ管５'を集水枡１０に固定する（図１１参照）。塩ビ管５'は、貫通孔１５と同形状のものを使用する。また、立設する管は塩ビ管に限定されず、例えば、土管、鉄管等であってもよい。塩ビ管５'の長さＨ3、即ち、集水枡１０内上方に延びている塩ビ管５の高さは、集水枡１０内に流入した雨水の処理方式によって設定される。つまり、雨水をピークカット方式により処理するか、ベースカット方式により処理するかで決定され、その詳細は前記図１の説明において記載した通りである。（以上、第７ステップ）
そして、塩ビ管５'の上口部にフィルタ６を設置する。フィルタ６は塩ビ管５'に対して着脱可能に取り付けられている（図１２参照）。（以上、第８ステップ）
【００３６】
浸透構造体１の施工方法の他の形態としては、集水施設を新設する場合の形態が挙げられる。この場合、集水施設を据え付けるための掘削工は従来と同様に人力または掘削機械により行なう。
次に、上述した形態の第１のステップにおける集水枡１０の底部壁１１への貫通孔１５の形成は、集水枡１０を据え付ける前に、予め行なっておく。その他の具体的施工内容は、上述した形態の第１のステップと同様である。（以上、第１'ステップ）
【００３７】
次に、上述した形態の第２ステップから第６ステップの施工内容は以下のようになる。
集水枡１０を据え付ける前に、集水枡１０の底部壁１１に形成した貫通孔１５に対応する位置に、砕石２と浸透シート３によって構成される浸透部４（図１で説明した浸透部４と同様の構成）を設けるための孔１６'を形成する。（以上、第２'ステップ）
【００３８】
次に、孔１６'内に浸透部４を据え付ける。浸透部４の形状は、例えば、円柱形状、多角柱形状の他、円錐台形状、あるいは四角錐台形状等に形成することができる。従って、上記第２'ステップにおいて、孔１６'は、設ける浸透部４の大きさに合わせて形成すればよい。但し、集水枡１０の貫通孔１５の直下に配置される浸透部４の上端部の形状および大きさは、貫通孔１５から流出される水を浸透させることができるように、貫通孔１５と略同じ形状および大きさ、または貫通孔１５よりも大きいことが望ましい。これにより、さらに浸透部４の設計水頭と浸透面積を大きくすることができ、地中への雨水の浸透量を大きくすることができる。浸透部４の開口部の上面部分に、砕石浮上防止部材７を配設することは上述した形態を同様である。（以上、第３'ステップ）
【００３９】
次に、貫通孔１５から上向きへ浸透筒としての塩ビ管５'等を立設すること、塩ビ管５'等の上口部にフィルタ６を設置することは、上記形態の第７ステップおよび第８ステップと同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る浸透構造体の一形態を示す図であり、集水枡に取り付けられている状態の断面図を示す。
【図２】本発明に係る浸透構造体が取り付けられる集水施設の一形態を示す図である。
【図３】（ａ）は浸透構造体を構成するフィルタの枠を示す図であり、（ｂ）はフィルタ内に設けられる細目フィルタを示す図である。
【図４】（ａ）は集水枡の上面図、（ｂ）は（ａ）のＥ―Ｅ線における断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図５】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図６】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図７】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図８】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図９】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図１０】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図１１】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図１２】集水枡の断面図であり、浸透構造体の施工方法の１ステップを示す図である。
【図１３】従来の浸透施設の一形態を示す図である。
【図１４】従来の浸透施設の一形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    浸透構造体
２    砕石
３    浸透シート
４    浸透部
５    浸透筒
５'    塩ビ管
６    フィルタ
７    砕石浮上防止手段
１０  集水枡
１１  底部壁
１５  貫通孔
１６  孔
２０  鋼管
２１  塩ビ管
【図１】
0004811668.tif 000002
【図２】
0004811668.tif 000003
【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】
0004811668.tif 000008
【図８】
0004811668.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004811668.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0004811668.tif 000013
【図１３】
0004811668.tif 000014
【図１４】
0004811668.tif 000015