JP2009114784A - 雨水貯留装置とその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貯水槽４０内に多数の充填部材２０を配置するときの作業者の負担を低減した雨水貯留装置Ａおよびその施工方法を開示する。
【解決手段】少なくとも底面がコンクリート床３２とされた貯水槽４０が地中に埋設されており、貯水槽４０内に充填部材２０が充填されている構造を備えた雨水貯留装置Ａにおいて、コンクリート床３２には凹溝３３を形成し、該凹溝３３内に多数の散気孔２を有する散気管１を配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水能力を上回る規模の降雨が短期間に集中して生じたとき等に、雨水を一時的に貯留して浸水等の災害を未然に防止することを目的で、地中に埋設される雨水貯留装置とその施工方法に関する。

上記の技術分野に属する雨水貯溜装置として、地面を掘り下げて形成した貯水槽内に、樹脂材料からなる軽量化した充填部材の多数を上下に積み重ねて充填し、その上に被覆手段を施したものが知られている。この形態の雨水貯溜装置は、被覆手段や地上からの荷重が充填部材に分散して加わるため、軽量化と基礎構造の簡素化が可能であり、施工も比較的簡単で安価に実施できる利点がある。

このような雨水貯溜装置を長期間使用すると、雨水に含まれる砂やゴミなどの固形分が貯水槽の底面や充填部材の上面に堆積して貯水槽内が汚れるため、何らかの手段で固形分を取り除くことが必要になる。一例として、貯水槽の上流側にゴミよけのフィルタや沈砂槽を配置し、雨水がそこを通過するときに除去することが行われる。沈砂槽で除去できない微粒な砂は常に水中で浮遊している状態にはあるが、貯水槽内で沈積することもある。その場合の堆積分の除去方法として、特許文献１あるいは特許文献２に記載のように、貯水槽内に多数の散気孔を有する散気管を配置し、貯留水を攪拌しながら排水することによって、除去することが行われる。

特開２０００−１６０６０６号公報 特開２００１−３４７２８３号公報

前記のようにゴミよけのフィルタや沈砂槽を貯水槽の前に配置することにより、雨水中の砂やゴミを効果的に除去することができる。しかし、微粒の砂やゴミが雨水と共に貯水槽内に浸入するのを完全に阻止するのは容易でない。そのために、特許文献１または特許文献２に記載のように、貯水槽内に多数の散気孔を有する散気管を配置し、そこから排出する気泡によって貯留水を攪拌して、沈積した微粒の砂やゴミを貯留水中に巻き込み、その状態で雨水を排水することは有効な手段となる。

しかし、特許文献１あるいは特許文献２に記載される雨水貯留装置では、地中に貯水槽を構築し、貯水槽の最下段に充填材を配設した後に、散気管を配置し、またその上部に充填部材を配設するようにしており、散気管の部分を避けるようにして充填部材を配置しなければならない等、配設作業が困難となっている。また、貯水槽の底面に散気管を配置する態様では、充填部材を配置する作業者が散気管に足を引っ掛ける恐れもある。一般に、雨水貯留装置に用いられる貯水槽は、高さが低い限られた空間であり、作業者にとって、上記のような作業上の不都合は無視できないものとなっている。

本発明は、施工作業時に生じる上記の不都合を解決することを課題としており、具体的には、貯水槽内に多数の充填部材を配置するときの作業者の負担を大きく低減できるようにした雨水貯留装置とその施工方法を開示することを課題とする。

本発明による雨水貯留装置は、少なくとも底面がコンクリート床とされた貯水槽が地中に埋設され、前記貯水槽内に充填部材が充填されている構造を備えた雨水貯留装置であって、前記コンクリート床には、コンクリート床内に入り込む姿勢で多数の散気孔を有する散気管が配設されていることを特徴とする。

上記の雨水貯留装置では、散気管は既に貯水槽の底面であるコンクリート床内に配設された状態にあり、貯水槽内への充填部材の充填作業は、散気管の配設作業とは完全に分離して行うことができる。そのために、充填部材を配置する作業者の作業負担は大きく低減する。

本発明による雨水貯留装置のより具体的な態様において、前記コンクリート床の表面には凹溝が形成されており、前記散気管は前記凹溝内に配設されている。散気管は凹溝内にその全体が入り込んでいることが充填部材の充填する作業の容易性の観点から好ましい。しかし、貯数層内への充填部材の充填作業に支障がない程度であれば、一部が凹溝から飛び出ていても差し支えない。

他の態様において、前記散気管は散気孔を残した状態でモルタルにより凹溝内に埋設されている。この態様では、凹溝と散気管の間の隙間に雨水中のゴミや砂が溜まり込むのを回避できる。

本発明による雨水貯留装置において、充填材は、従来のこの種の雨水貯留装置で移用されている任意のものを用いることができる。特許文献１に開示されるように複数本の支柱を備えた合成樹脂製充填材であってもよく、図４に例示するように、縦方向構造体の間に空隙を有する構造の成形品を交互に９０度向きを変えながら段積みした形態の充填材であってもよい。

本発明による雨水貯留装置において、散気管への空気の送り込みは、適宜の送気ポンプあるいはブロアやコンプレッサのような送気手段により行うことができる。貯水槽内に、ある程度の砂やゴミが堆積したときにのみ、このような送気手段を駆動するようにしてもよく、貯水している間は継続して送気手段を作動させておくようにしてもよい。後者の場合は、太陽電池などを発電源とするバッテリーにより送気手段を駆動することは好適である。また、散気する空気にオゾン等を含ませて、貯留水の水質浄化を図るようにしてもよい。

本発明による雨水貯留装置において、貯水槽は、貯留槽型の水槽であってもよく、浸透槽型の水槽であってもよい。本発明において、「貯水槽」の語は両者を含むものとして用いている。貯留槽型の場合は水槽の４つの側面は遮水構造とされ、浸透槽型の水槽の場合は少なくとも１つの側面が透水構造とされる。いずれの場合も、貯水槽の底面はコンクリート造であり、通常のコンクリート打ち床と、繊維補強コンクリートおよびいわゆる鉄筋構造を持つコンクリート床版からなる床とが含まれる。

本発明は、さらに、雨水貯留装置の施工方法として、前記コンクリート床を施工するときにコンクリート床内に入り込む姿勢で多数の散気孔を有する散気管を配設する施工を同時に行い、その後に、前記貯水槽内に充填部材を充填する施工を行うことを特徴とする雨水貯留装置の施工方法をも開示する。

上記の施工方法において、散気管を配設する施工には、表面に凹溝を有するコンクリート床を構築した後に、その凹溝内に散気管を配設する施工法と、コンクリート床のためのコンクリートを打設し、そのコンクリートが未硬化の状態でコンクリート表面に前記再起管を埋設し、そのままコンクリート硬化させる施工法、の双方の施工法の双方をを含んでいる。

本発明によれば、貯水槽内に多数の充填部材を配置するときの作業者の負担を低減可能とした雨水貯留装置およびその施工方法が得られる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施の形態に基づき説明する。図１は本発明による雨水貯留装置の一例を示す概略断面図、図２はその貯水槽のコンクリート床の２つの例を示す平面図、図３はコンクリート床に散気管を配設する３つの態様を説明する図、および図４は充填部材の一例を説明する図である。

本発明による雨水貯留装置Ａの一例を、その施工手順とともに説明する。図１に示す例は、貯水槽４０は貯留槽型の水槽であるが、浸透槽型の水槽であってもよい。最初に、所定幅と所定深さに地表面を掘削し、底面に基礎砕石３１を敷き詰め、保護シート３５ａおよび遮水シート３５ｂを敷設し、遮水シート３５ｂの上に貯水槽４０の底面であるコンクリート床３２を作る。その際に、端材等を用いて、コンクリート床３２のための型枠（不図示）と共に、表面側に後記する散気管１を入れ込むための凹溝３３（図２も参照）のための型枠（不図示）も作る。凹溝３３はコンクリート床表面の全域にほぼ等しい間隔で分布するように形成するのが好ましい。また、必要な場合には、コンクリート床３２のための型枠内に鉄筋による枠組み（不図示）を配置する。その状態で、コンクリートを打設する。打設したコンクリートが硬化した後、型枠を取り外すことにより、貯水槽４０のコンクリート床またはコンクリート床版が完成する。

図２は、凹溝３３が形成されたコンクリート床３２の２つの例を示す平面図であり、図２（ａ）では、ほぼ全幅方向に横方向に形成した１本の主凹溝３３ａと、該主凹溝３３ａから直交する方向に分岐するほぼ等間隔で配置した多数の分岐溝３３ｂとで凹溝３３構成されており、図２（ｂ）では、コンクリート床３２の縦方向にほぼ等間隔で配置した多数の凹溝群により凹溝３３が形成されている。

コンクリート床３２が完成した後、図３（ａ）に示すように、多数の散気孔２を有する散気管１を前記凹溝３３内に配置する。図２（ａ）のコンクリート床３２の場合には、主散気管１ａ（図１には現れない）が主凹溝３３ａに配置され、主散気管１ａから分岐する多数本の分岐散気管１ｂが分岐溝３３ｂに配置される。主散気管１ａ側が、適宜の配管３４を介して送気ポンプＢに接続すると共に、多数の分岐散気管１ｂの下流端は閉鎖している。図２（ｂ）のコンクリート床３２の場合には、各凹溝３３を循環するようにして、１本の散気管１が配置される。その場合も、散気管１の先端は適宜の配管３４を介して送気手段である送気ポンプＢに接続すると共に、下流端は閉鎖している。図２（ｂ）の場合、凹溝３３群を複数に分割して、それぞれの領域に１本の散気管１が配置するようにしてもよい。

図３（ａ）に示すように、散気管１はその散気孔２が、好ましくは、上を向くようにして凹溝３３内に配置される。そして、好ましくは、コンクリート床の表面から散気管１が飛び出ることがないように、凹溝３３の深さあるいは散気管１の太さを適宜選択する。図３（ｂ）に示すように、凹溝３３内に散気管１を配置した後、凹溝３３と散気管１の間の隙間をモルタル３４で埋め、散気孔２のみが外部に露出するようにしてもよい。

そのようにして、コンクリート床３２の凹溝３３内に散気管１を配置した後、コンクリート床３２の上に、例えば図４に一例を示すような充填部材２０を多数敷き詰め、また多段に配置して、積層構造体２０Ａとする。図１に示す例では、充填部材２０は幅方向および長手方向に多数個が配置され、かつ各段ごとに９０度向きを変えながら上下方向に４段積みとされている（後に説明する図４参照）。積層構造体２０Ａの４周囲を遮水シート３５ｂで覆うことによって、貯水槽型の貯水槽４０とされている。遮水シート３５ｂは、貯水槽４０内に貯留した雨水が漏れ出るのを防止するものであり、合成ゴムシートなどの合成樹脂材料が用いられる。保護シート３５ａは遮水シート３５ｂを保護するためのものであり、ポリエステル繊維のような材料が用いられる。貯水を徐々に地中に浸透させるような浸透槽型の貯水槽４０とする場合には、保護シート３５ａのみの被覆とされる。

次に、図１に示すように、積層構造体２０Ａの上表面に、下型枠として機能するポリ塩化ビニル、合成ゴムなどからなる下地シート（不図示）を敷き詰め、必要な場合には配筋もしくは繊維補強を行い、また、周囲の型枠を設置した後、コンクリートを流し込んで、コンクリート床版５１を作る。その上に土あるいは土砂、砕石などの路盤材を入れて覆土５２とすると共に、貯水槽４０の一側に、貯水槽４０の上縁よりやや下方にまで達する深さの集水桝４１を形成し、雨水の流入路４２をそこに接続する。集水桝４１内には雨水と共に流入するゴミ等を分離するためのフィルタ４１ａを好ましくは取り付ける。また、この集水桝４１は沈砂桝としても機能する。そして、集水桝４１内の雨水を貯水槽４０に導入する導水管４３を覆土５２中に埋設した状態で流出桝４４内に向けて配管する。

流出桝４４の適宜高さのところにオーバーフロー管４５を取り付け、また、下端近傍にオリフィス管４６を取り付ける。オーバーフロー管４５あるいはオリフィス管４６に吸い上げポンプ（不図示）を備える、流出桝４４内の雨水を積極的に排出できるようにしてもよい。なお、この集水桝４１や流出桝４４などの構成は、従来のこの種の貯水槽で採用されているものと同様なものである。

最後に、覆土５２の上をアスファルト舗装５３とすることにより、地表面と同じ高さの雨水貯留装置Ａとされる。この雨水貯留装置Ａは、その地表面を駐車場などとして有効に利用することができる。アスファルト舗装５３に代えて、芝生を植えたり、グランド用の土を敷き詰めることにより、校庭等の運動場として利用することもできる。

上記の雨水貯留装置Ａでは、貯水槽４０のコンクリート床３１内に散気管１を配置し、そこから貯水槽４０内に空気を噴出するようにしており、噴出する空気によって貯水が攪拌されることから、集水溝４１内に取り付けたフィルタ４１ａを通過して微粒の砂やゴミが貯水槽４０内に浸入することがあっても、入り込んだ砂やゴミは攪拌状態にある貯留水中に取り込まれ、雨水と共に貯水槽４０外に排出される。

さらに、貯水槽４０内へ充填部材２０の充填するときに、散気管１は既に貯水槽４０の底面であるコンクリート床３２内に配設された状態にあり、支障のない状態で貯水槽４０内へ充填部材２０を充填することができ、作業者の作業負担は大きく低減する。特に、コンクリート床３２の表面に凹溝３３を形成し、散気管１をその凹溝３３内に全体が入り込むようにして配設する態様では、作業の容易性と共に、フラットな基板面を形成することができるので、充填部材２０の貯水槽４０内への充填作業は、一層容易かつ確実となる。

最後に、上記の実施の形態で用いた充填部材２０の一例を図４に基づき説明する。充填部材２０は、非発泡合成樹脂の成形品であり、多数枚の縦方向構造体１１が断面ハ字状にかつ山形をなすようにして連続した形状を有している成形品１０からなる。各成形品１０は、全体としての上面と下面は実質的に平行をなしている。隣接する縦方向構造体１１の上端縁同士は、長手方向に凹凸を有する上端面１２で接続しており、下端縁同士は、上端面１２に形成された凹部領域が入り込むことのできる開口を有する下端面１３で連続している。各縦方向構造体１１の間に存在する空隙１４は、施工後の雨水貯留装置Ａでの、貯水空間として機能する。前記したように、前記成形品１０は、図４に示すように、９０度向きを変えながら多段に積み上げられて充填部材２０とされる。

本発明による雨水貯留装置の一例を示す概略断面図。 貯水槽のコンクリート床の２つの例を示す平面図。 コンクリート床に散気管を配設する３つの態様を説明する図。 充填部材の一例を説明する図。

符号の説明

Ａ…雨水貯留装置、Ｂ…送気ポンプ、１…散気管、２…散気孔、２０…充填部材、３２…コンクリート床、３３…凹溝、３５ａ…保護シート、３５ｂ…遮水シート、４０…貯水槽、４１…集水桝、４２…雨水の流入路、４３…導水管、４４…流出桝、４５…オーバーフロー管、４６…オリフィス管、５１…コンクリート床版、５２…覆土、５３…アスファルト舗装

Claims (4)

1. 少なくとも底面がコンクリート床とされた貯水槽が地中に埋設され、前記貯水槽内に充填部材が充填されている構造を備えた雨水貯留装置であって、
   前記コンクリート床には、コンクリート床内に入り込む姿勢で多数の散気孔を有する散気管が配設されていることを特徴とする雨水貯留装置。
2. 前記コンクリート床の表面には凹溝が形成されており、前記散気管は前記凹溝内に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の雨水貯留装置。
3. 前記散気管は散気孔を残した状態でモルタルにより凹溝内に埋設されていることを特徴とする請求項３に記載の雨水貯留装置。
4. 少なくとも底面がコンクリート床とされた貯水槽が地中に埋設され、前記貯水槽内に充填部材が充填されている構造を備えた雨水貯留装置の施工方法であって、
   前記コンクリート床を施工するときにコンクリート床内に入り込む姿勢で多数の散気孔を有する散気管を配設する施工を同時に行い、その後に、前記貯水槽内に充填部材を充填する施工を行うことを特徴とする雨水貯留装置の施工方法。

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