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設備システム・事業計画 ○（2019年4月掲載）

地下式鉄筋コンクリート造調整池の浮上リスクとその防止対策の検討について
神奈川県内広域水道企業団

1 ．はじめに高度経済成長期以前から、「地下式あるいは半地下式鉄筋コンクリート造の池が工事施工中、偶ました。気象台の観測によれば、相模原市中央区
では、台風第21号通過時には308.5㎜、また第22号通過時には121㎜の降雨があり、過去10年間の当月降水量としては最多の記録でした。

然強い降雨に遭い、地下水位が上昇し、池は空水

この 2 つの事例では、その後地下水位が通常水であったため浮上した。」という事案が発生して位レベルとなった後、池の変位は復元しました。

います。その中でも、浮力と重力の関係から、よ躯体本体には影響はなく、一部損傷した目地等のり大型の池が浮上しやすく、大規模水道事業体に補修を実施しました。

おける事案が多いことは、既知の事例であり、昭和の時代に発刊された事故事例集にも掲載されています。
こうした中、神奈川県内広域水道企業団（以下、3 ．池空水時の対応について短期的に空水にする場合と長期に空水にする場「企業団」という。）では、上述のような集中豪雨合について、次のように整理しました。の影響によって、平成27、29年と、相次いで地下（ 1 ）短期的な作業で空水にする場合式鉄筋コンクリート造の池の一部が浮上し、躯体池の清掃等で短期的に空水にする場合は、長雨に変位を来しました。本稿は、この状況を報知し、の時期を避けることはもちろんのこと、池内の作企業団の浮上防止対策を紹介するものです。

業現場をよく整理整頓し、降雨の際には施設管理者が予見または監視して、いつでも充水が可能な

2 ．地下水位上昇による浮上の状況について
平成27年 9 月 8 日から翌 9 日まで、台風第18号体制を確立しておくことが、最も効果的な浮上を防止する対策となります。
（ 2 ）耐震補強工事等で長期に空水とする場合と秋雨前線との干渉による集中豪雨の影響で、相工事等で長期に空水とする場合は、長雨の時期

模原市において 2 日間の降水量が219㎜となる大を避けて施工する等の調整が不可能で、短期的な雨が降った結果、地下水位が高まり、耐震補強工作業と同様の対策が難しいため、施設整備等の対事中の相模原浄水場浄水池（有効容量23,000㎥）策の検討を行うこととしました。の躯体の一部に浮力による変位が生じました。

企業団は浄水池と調整池とを合わせて21ヵ所のまた、平成29年10月22日から同月29日まで、台施設を管理していることから、まず、その全てに風第21号及び第22号の通過による大雨のため、同ついて浮上するリスク評価を実施し、その結果、じく耐震補強工事中の相模原浄水場調整池（ 2 ）

表 1 のとおり 6 段階の浮上リスクに分類しまし1 号池（有効容量20,000㎥）に同様の影響がありた。リスクレベル①、②、③については客観的条不透水層である関東ローム層に囲まれているにもかかわらず、降雨により地下水位が上昇し、池が浮上しました。そこで、浮上するメカニズムとして、雨水が表土～埋戻し土～砕石基礎の経路から池周辺に浸透し地下水位が上昇したと推定し、図1 のようなモデルを設定しました。地下水位の上昇は、降雨による集水量が埋戻し土の体積を満たすことによって生じることとなります。
（ 2 ）浮上対策の必要性の判定
企業団の浄水池・調整池について次の検討を行い、浮上対策の必要性等について判定を行いました。
表1

浮上リスクの評価①水位の計算・周辺地質・地形等を考慮し、周辺地下水位の上限値を設定

件から浮上のリスクはないと判断し、リスクレベ・空水時に浮上する恐れのある地下水位の計算

ル④、⑤、⑥の施設を対象に施設整備等の対策の・地下水位上昇時に浮上しないために必要な池内検討を行うこととしました。なお、本検討には地水位の計算

形・地質を考慮した雨水集水量や地下水位上昇の②降雨時の集水量の算出

計算等、専門的な知見が必要なため、建設コンサ・池が浮上した事例から短期的に強く降る雨ではルタントと協働することとしました。

なく、数日間の長雨が浮上の原因であると考え、降雨としては過去 5 年間で最も連続累積降雨量

4 ．浮上対策の検討について（ 1 ）地下水位上昇のメカニズム
企業団の地下式浄水池・調整池は、地質的には

図1

地下水位上昇のメカニズムが多いケースを採用
・池空水時に長雨があっても浮上が生じなかった
過去の事例を参考に、実情に即した集水面積と浸透係数を設定

③既存地下水排水施設の①水位の計算

排水量能力の確認
・透水管等の既設の地下NO地下水位上限高で躯体が浮上する可能性があるか？

水排水施設の能力を評価し、長雨時の集水量YESを排水できるかを確認④浮上対策案の検討
・地下水排水施設が設置②集水量の計算されていない、または、排水施設能力が集水量を下回る場合には、施雨天時の集水量は躯体が浮上する量か？

NO設整備による浮上対策

YES案を検討
・排水施設能力が集水量③既存排水施設の確認を上回るが、自然流下で排水できない場合には、工事等の空水時にNO既存排水施設能力が集水量以上か？

集水桝に仮設ポンプを設置して排水YES

また、水位の計算により、通常運用時の池内水既存排水施設は自然流下で排水可能か？

位においては地下水位が上昇しても池が浮上しない結果となったので、浮YESNO上リスクが発生するのは工事等で池を空水とするときに限定されることが明 ら か と な り ま し た。
よって、排水施設は設置

浮上対策不要
図2

検討フロー

表2

判定の結果

仮設排水ポンプ④施設整備必要されているが自然流下で排水できない場合には、常設のポンプは不要であり、空水時にのみ仮設排判定

浮上対策不要仮設排水ポンプ

施設整備必要合計

池数144321

水ポンプを設置することとしました。
上記の①から④の検討を行い、図 2 の検討フローのとおり、各池が「浮を判定し、その結果は表 2 のとおりとなりまし上対策が不要」、「仮設排水ポンプでの対応」、「施た。

設整備が必要」の 3 タイプのいずれに該当するか表3

浮上対策案の比較検討
直接的な対策

浮上対策案

図3

重量増加

排水施設の増強

間接的な対策躯体の固定

周辺土砂の改良工法

・コ ン ク リート 増 し 打 ち ・排水施設設置等による重量増加

・底 版からグランドアン ・埋戻し土置き換え
カーを打設
・地盤改良概要・躯 体 の 重 量 を 増 し て、 ・浮 上地下水水位以下に ・物 理的に躯体を固定す ・雨 水が浸透しないよう浮力に抵抗する集水管を設置する
るに地盤改良する

評価・構 造 が 変 わ る の で、 構 ・排 水は仮設ポンプとし、 ・工 事 費 が 高 価 と な り、 ・工 事 費 が 高 価 と な り、造計算をやり直す必要
現実的な工事費で施工現実的でない現実的でないがあるが可能×○×
×

浮上対策案イメージ図（ 4 ）施設整備の検討
施設整備が必要と判定された 3 つの池につい

5 ．おわりにて、表 3 のとおり浮上対策案の比較検討を行い

本稿では、企業団で取り組んでいる空水時におました。その結果、費用対効果を念頭にし、現実ける浄水池・調整池の浮上防止対策の事例を紹介的な工事費で施工が可能な「地下水集水管」と「仮しました。工事・清掃等のために池を空水にする設排水ポンプ」を組み合わせる案を採用することことは水道事業体において欠かせない作業ですとしました。

が、巨大なコンクリート構造物も地下水位の上昇以上のとおり施設整備の方針を決定しました。

により浮上するリスクがあることを認識しておく

今後は、 3 つの対象施設について、個別に詳細設ことが肝要です。本稿が、今後の水道施設の適切計を進めていきます。

な維持管理の一助になれば幸いです。