JP3048309B2

JP3048309B2 - 遮水シートの破断検知装置及び破断検知方法

Info

Publication number: JP3048309B2
Application number: JP6216104A
Authority: JP
Inventors: 寛伍紀伊
Original assignee: 住友電工通信エンジニアリング株式会社
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-06-05
Also published as: JPH0881885A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業廃棄物の貯留地や
産業用水の貯水池などにおいて、有害物質や有用物質な
どの外部への流出を防止するために施設された遮水シー
トに関し、この遮水シートに発生した破断箇所を検知す
る遮水シートの破断検知装置及び破断検知方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、貯留地や貯水池などに用いられる
素掘りの窪地において、その地表面を被覆して施設され
る遮水シートとしては、補強用織布の両面に被膜ゴムを
コーティングして構成されたものがある。この被膜ゴム
は、エチレンプロピレンターポリマーをベースとする合
成ゴムであり、熱、光及びオゾンに対して極めて強い抵
抗性を有する。補強用織布は、ナイロン繊維をベースと
する織物であり、応力に対して高い強度を有する。

【０００３】この遮水シートは、粘土、プラスチックフ
ィルム及びプリフォームドアスファルトからなる被膜製
品と比較し、磨耗性、引裂強度及び耐候性についてはる
かに優れている上に、万一損傷を生じても安価かつ確実
に補修できます。なお、このような先行技術に関して
は、カタログ「タフポンド（TOUGH POND），住友電気工
業株式会社ハイブリット製品事業部」などに詳細に記載
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の遮水シート
においては、万一破断が生じた場合、外部に漏洩する有
害物質や有用物質を検出しなければ、破断発生を検知す
ることができない。さらに、破断の発生を検知した場合
でも、広域に施設された遮水シートの破断位置を精度良
く測定することができない。

【０００５】このように、破断発生の早期検知及び破断
位置の測定が困難であるので、公害防止や利益保全など
の観点から、貯留及び貯水などに対する安全性や信頼性
が十分確保されていないという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、以上の問題点に鑑みて
なされたものであり、破断発生の早期検知及び破断位置
の測定を行うことにより、貯留及び貯水の安全性や信頼
性を向上させる遮水シートの破断検知装置及び破断検知
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る遮水シート
の破断検知装置は、上記の目的を達成するために、窪地
の地表領域に端部を露出して埋設され、当該窪地の貯留
物を遮蔽する電気絶縁性の材質から構成された遮水シー
トの破断検知装置において、窪地の底面における遮水シ
ートの表面周辺領域を包囲して設置されたリーク電流検
出電極と、窪地の地中領域に遮水シートと近接して埋設
されたアース電極と、リーク電流検出電極に電圧を印加
することにより、当該リーク電流検出電極とアース電極
との間に流れたリーク電流を測定する高圧試験器とを備
えることを特徴とする。

【０００８】さらに、遮水シートの表面内側領域に配列
して設置された複数個の地電流検出電極と、複数個の地
電流検出電極から隣接した２個の組み合わせを選択し、
当該２個の地電流検出電極に流れた地電流を検出する集
線装置と、集線装置から入力した地電流を測定する検流
計とをさらに備えることを特徴とする。

【０００９】特に、リーク電流検出電極及びアース電極
は、それぞれ炭素繊維導体から構成されていることを特
徴としてもよい。

【００１０】また、本発明に係る遮水シートの破断検知
方法は、上記の目的を達成するために、窪地の地表領域
に端部を露出して埋設され、当該窪地の貯留物を遮蔽す
る電気絶縁性の材質から構成された遮水シートの破断検
知方法において、窪地の底面における遮水シートの表面
周辺領域を包囲して設置されたリーク電流検出電極に対
して高圧試験器から電圧を印加する第１のステップと、
この第１のステップにおいて電圧を印加されたリーク電
流検出電極と、窪地の地中領域に遮水シートと近接して
埋設されたアース電極との間に流れたリーク電流を高圧
試験器によって測定する第２のステップと、この第２の
ステップにおいて測定されたリーク電流の電流値を、遮
水シートの電気絶縁性に対応して設定した電流値の許容
範囲に対して比較することにより、遮水シートにおける
破断の発生を検知する第３のステップとを備えることを
特徴とする。

【００１１】さらに、第３のステップにおいてリーク電
流の電流値が電流値の許容範囲に含まれない場合に、遮
水シートの表面内側領域に配列して設置された複数個の
地電流検出電極から隣接した２個の組み合わせを集線装
置によって選択して当該２個の地電流検出電極に流れた
地電流を検出し、集線装置から入力した地電流を検流計
によって測定する第４のステップと、複数個の地電流検
出電極から隣接した２個の組み合わせを全て選択するま
で、第４のステップを繰り返す第５のステップと、この
第５のステップにおいて隣接した複数個の地電流検出電
極の全てに向かって流れた地電流が測定された地電流検
出電極を探索する第６のステップと、この第６のステッ
プにおいて探索された地電流検出電極から隣接した複数
個の地電流検出電極にそれぞれ流れた地電流の電流値
と、これらの地電流検出電極の間の距離とに基づいて、
遮水シートの破断位置を算出する第７のステップとをさ
らに備えることを特徴とする。

【００１２】さらに、第７のステップにおいて測定され
た遮水シートの破断位置の近辺に対して検流計に接続さ
れた２本のアース棒を接触させることにより、遮水シー
トの破断位置から流れた地電流を検出する第８のステッ
プと、遮水シートの表面上で位置する直交した２方向に
沿って、遮水シートの破断位置の近辺に対して２本のア
ース棒を接触させる位置を順次移動させて第８のステッ
プを繰り返し、当該２方向において検流計によって検出
された地電流の向きが逆転する位置に基づいて、遮水シ
ートの破断位置を測定する第９のステップとをさらに備
えることを特徴としてもよい。

【００１３】

【作用】本発明に係る遮水シートの破断検知装置及び破
断検知方法においては、高圧試験器を用いることによ
り、遮水シートの表面周辺領域に設置されたリーク電流
検出電極に電圧を印加し、リーク電流検出電極とアース
電極との間に流れたリーク電流を測定することができ
る。このとき、リーク電流の電流値が許容範囲以内であ
る場合、遮水シートに破断が発生していないことが検知
される。一方、リーク電流の電流値が許容範囲外である
場合、遮水シートのいずれかに破断が発生していること
が検知される。したがって、リーク電流検出電極に対し
て定期的に電圧を印加することにより、リーク電流の測
定値に基づいて遮水シートにおける破断発生を早期に検
知することができる。

【００１４】ここで、遮水シートにおける破断発生を検
知した場合、集線装置及び検流計を用いることにより、
遮水シートの表面内側領域に配列して設置された複数個
の地電流検出電極から隣接した２個の組み合わせを選択
し、当該２個の地電流検出電極に流れた地電流を測定す
ることができる。このとき、隣接した複数個の地電流検
出電極の全てに向かって地電流を流した１個の地電流検
出電極を探索することにより、これらの地電流検出電極
の間の距離と地電流の電流値とに基づいて、遮水シート
の破断位置が算出される。したがって、隣接した２個の
地電流検出電極の組み合わせ全てに対する地電流を順次
検出することにより、地電流の測定値に基づいて遮水シ
ートの破断位置を測定することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例の構成および作
用について、図１ないし図１０を参照して説明する。な
お、図面の説明においては同一要素には同一符号を付
し、重複する説明を省略する。

【００１６】図１及び図２に示すように、大地１０に施
工された素掘りの窪地１１には、遮水シート２０がその
全地表面を被覆して施設されている。この遮水シート２
０の表面上には、リーク電流検出電極２１が周辺領域を
囲んで設置されているとともに、複数個の地電流検出電
極２２が内側領域に二次元的に配列して設置されてい
る。窪地１１の地中には、アース電極２３が遮水シート
２０の底面に沿って伸びるように設置されている。これ
らリーク電流検出電極２１、地電流検出電極２２及びア
ース電極２３は、それぞれ破断検知装置３０とリード線
を介して電気的に接続されている。

【００１７】なお、図１においては、遮水シート２０の
周囲に存在する大地１０と、地電流検出電極２２と破断
検知装置３０とを結ぶリード線との図示は、省略してあ
る。図２においては、各種電極と接続された破断検知装
置３０の図示は、省略してある。

【００１８】窪地１１は、大地１０の地表面から逆角錐
台状に掘削されて形成されている。この窪地１１のサイ
ズ形状として、底面は約５ｍ〜約１５０ｍ角の矩形状で
あり、壁面は約２０°〜約５０°の勾配で底面から上方
に開いた斜面であり、深さは約１ｍ〜約６ｍである。

【００１９】遮水シート２０自体は、従来例として前述
したものと同一のものであり、すなわち、コンクリート
などを構成材料とするものと比較して引張強度、水密性
及び耐久性などに優れている。遮水シート２０の少なく
とも表層領域は、電気絶縁性を有している。

【００２０】この遮水シート２０においては、その裏面
側は窪地１１の露出した地表面に接触し、さらに表面側
は堆積させた土砂に接触している。ただし、遮水シート
２０の端部を大地１０から突出させ、その表面に土砂や
水滴などを付着させないことにより、遮水シート２０の
表面と裏面との間は、遮水シート２０自体の電気絶縁性
と相俟ってほぼ完全に電気的な絶縁状態になっている。
そのため、遮水シート２０のサイズ形状として、表面及
び裏面は窪地１１の全地表面よりもやや広い表面積を有
する矩形状であり、厚さは約１ｍｍ〜約２ｍｍであり、
容量は約５０ｍ ³〜約２０，０００ｍ³である。なお、
遮水シート２０の表面上に堆積させた土砂の深さは、約
５ｃｍ〜約１５ｃｍである。

【００２１】リーク電流検出電極２１は、４本の導体棒
を同一面上で矩形状に配置し、各端部を順次溶接して形
成されている。このリーク電流検出電極２１は、遮水シ
ート２０の表面の周辺領域に配置されており、リード線
を介して破断検知装置３０と電気的に接続されている。
リーク電流検出電極２１のサイズ形状として、各辺を構
成する導体棒の軸長は約５ｍ〜約３００ｍであり、その
導体棒の直径は約５ｍｍ〜約２０ｍｍである。

【００２２】地電流検出電極２２は、それぞれリーク電
流検出電極２１と比較してかなり短い導体棒から構成さ
れている。これら地電流検出電極２２は、リーク電流検
出電極２１の内側に位置する遮水シート２０の表面の内
側領域に、複数個の導体棒を一定間隔で二次元的に配列
されており、個々にリード線を介して破断検知装置３０
と電気的に接続されている。地電流検出電極２２のサイ
ズ形状として、１本の導体棒の軸長は約５０ｍ〜約３０
０ｍであり、その直径は約１０ｍｍ〜約３０ｍｍであ
る。隣接した地電流検出電極２２の間隔は、約１ｍ〜約
２０ｍである。

【００２３】アース電極２３は、リーク電流検出電極２
１を構成する導体棒に匹敵した軸長を有する導体棒から
構成されている。このアース電極２３は、窪地１１の地
中において遮水シート２０に近接し、リーク電流検出電
極２１の各辺に対してほぼ平行に伸びるように設置され
ており、接地電位を保持しているとともにリード線を介
して破断検知装置３０と電気的に接続されている。アー
ス電極２３のサイズ形状として、導体棒の軸長は約２ｍ
〜約２０ｍであり、その直径は約５ｍｍ〜約３０ｍｍで
ある。

【００２４】ここで、窪地１１の地表面上に遮水シート
２０を設置した後に、この遮水シート２０の表面上に両
方電極を設置することが、施工容易性の観点から好適で
ある。また、リーク電流検出電極２１、地電流検出電極
２２及びアース電極２３を構成する導体棒は比較的高い
導電度を有することが、後述するリーク電流及び地電流
の検出容易性の観点から好適である。さらに、これらの
導体棒は炭素繊維導体から形成されることなどが、腐食
防止の観点からより望ましい。

【００２５】図３に示すように、リーク電流検出電極２
１、地電流検出電極２２及びアース電極２３に接続した
破断検知装置３０には、中央処理装置３１が後述する電
源３２、高圧試験器３３、検流計３４及び集線装置３５
とそれぞれ電気的に接続して構成されている。

【００２６】中央処理装置３１は、パーソナルコンピュ
ータ本体、モニタ及び専用ソフトウェアから構成されて
いる。この中央処理装置３１は、パーソナルコンピュー
タ本体で実行した専用ソフトウェアの処理手順に基づい
て、電源３２に制御信号Ｃ₀の出力を行うことにより、
電源３２の動作を制御する。そして、中央処理装置３１
は、電源３２からデータ信号Ｄ₀の入力を受けることに
より、専用ソフトウェアの処理手順に基づいて、電源３
２に新たな制御信号Ｃ₀の出力を行う。

【００２７】また、中央処理装置３１は、パーソナルコ
ンピュータ本体で実行した専用ソフトウェアの処理手順
に基づいて、高圧試験器３３及び集線装置３５にそれぞ
れ制御信号Ｃ₁，Ｃ₂の出力を行うことにより、高圧試
験器３３及び集線装置３５の動作を制御する。そして、
中央処理装置３２は、高圧試験器３３及び検流計３４か
らそれぞれデータ信号Ｄ₁，Ｄ₂の入力を受けることに
より、専用ソフトウェアの処理手順に基づいて、これら
データ信号Ｄ₁，Ｄ₂を解析した結果をモニタに表示し
たり、警告音を発生したりする。

【００２８】電源３２としては、商用電源を利用する。
この電源３１は、稼働時にＡＣ電圧約１００Ｖ及び電力
約２ｋＶＡを高圧試験器３３に供給する。

【００２９】高圧試験器３３は、集線装置３５のスイッ
チング素子Ｓ₁，Ｓ₂を介してそれぞれリーク電流検出
電極２１及びアース電極２３と電気的に接続されてい
る。この高圧試験器３３は、電源３２から電力の供給を
受けて稼働することにより、中央処理装置３１から入力
した制御信号Ｃ₁に基づいて、ＤＣ電圧約０Ｖ〜約５０
０Ｖを可変に調整して発生してリーク電流検出電極２１
に印加する。そして、高圧試験器３３は、リーク電流検
出電極２１とアース電極２３との間に流れた電流約０ｍ
Ａ〜２Ａを検出することにより、この電流値を測定した
結果をデータ信号Ｄ₁として中央処理装置３１に出力す
る。

【００３０】検流計３４は、集線装置３５のスイッチン
グ素子Ｓ₃，Ｓ₄を介してそれぞれ隣接した２個の地電
流検出電極２２と電気的に接続されている。この検電計
３４は、隣接した２個の地電流検出電極２２の間に流れ
た電流約０μＡ〜約１０００μＡを検出することによ
り、この電流値を測定した結果をデータ信号Ｄ₂として
中央処理装置３１に出力する。

【００３１】集線装置３５には、リーク電流検出電極２
１、地電流検出電極２２及びアース電極２３にそれぞれ
接続した各リード線の端子と、高圧試験器３３及び検流
計３４にそれぞれ接続した各リード線の端子とが集束さ
れており、スイッチング素子Ｓ₁〜Ｓ₄からなる継電器
によって断続される。この集線装置３５は、中央処理装
置３２から入力した制御信号Ｃ₂に基づいて、スイッチ
ング素子Ｓ₁をオン・オフすることにより、高圧試験器
３３から供給された電圧をリーク電流検出電極２１に印
加する。そして、集線装置３５は、中央処理装置３２か
ら入力した制御信号Ｃ₂に基づいて、スイッチング素子
Ｓ₃，Ｓ₄を切り替えることにより、隣接した２個の地
電流検出電極２２の組み合わせを選択し、これら２個の
地電流検出電極２２の間に発生した電流を検流計３４に
供給する。ただし、集線装置３５は、スイッチング素子
Ｓ₂を常時オン状態に設定している。

【００３２】なお、図３においては、遮水シート２０の
表面上に直交したｘ軸及びｙ軸を仮設することにより、
これら座標軸上の座標（ｘ，ｙ）＝（ｉ，ｊ）に対応
し、各地電流検出電極２２を特定している。ただし、
ｉ，ｊは自然数である。

【００３３】次に、本実施例の動作について説明する。

【００３４】図４ないし図６に示すように、破断検知装
置３０は、中央処理装置３１のパーソナルコンピュータ
本体で実行した専用ソフトウェアの処理手順に基づい
て、主に３種類の処理を行う。これら３種類の処理、す
なわち、破断発生検知ルーチン、破断位置一次測定ルー
チン及び破断位置二次測定ルーチンが順次起動されるこ
とにより、遮水シート２０における破断発生の検知と、
その破断位置の測定が行われる。

【００３５】（ａ）破断発生検知ルーチンその１ステップ１００においては、中央処理装置３１は、破断
発生検知ルーチンを起動することにより、電源３２を稼
働させる制御信号Ｃ₀を電源３２に出力する。そのた
め、電源３２は、制御信号Ｃ₀の入力に基づいてスイッ
チ・オン状態となり、高圧試験器３３にＡＣ電圧を供給
するとともに、その電圧値の測定結果を含むデータ信号
Ｄ₀を中央処理装置３１に出力する。同時に、中央処理
装置３１は、スイッチング素子Ｓ₁をオフ状態に設定さ
せる制御信号Ｃ₂を集線装置３５に出力する。そのた
め、集線装置３５は、制御信号Ｃ₂の入力に基づいて、
スイッチング素子Ｓ₁をオフ状態に設定する。

【００３６】ステップ１０２においては、中央処理装置
３１は、データ信号Ｄ₀の入力に基づいてＡＣ電圧値を
定格値１００Ｖと比較する。ここで、定格値に対するＡ
Ｃ電圧値の誤差が許容範囲、例えば±１０％を越えて大
きい場合、処理手順は後述するステップ１０４に移行す
る。一方、定格値に対するＡＣ電圧値の誤差が許容範囲
以内である場合、処理手順は後述するステップ１０６に
移行する。

【００３７】（ｂ）電源再起動ルーチンステップ１０４においては、定格値に対する電源３２の
ＡＣ電圧値の誤差が許容範囲を越えていることから、中
央処理装置３１は電源再起動ルーチンを起動する。その
ため、処理手順は後述するステップ１２０に移行する。

【００３８】ステップ１２０においては、中央処理装置
３１は、電源３２を停止させる制御信号Ｃ₀を電源３２
に出力する。そのため、電源３２は、制御信号Ｃ₀の入
力に基づいてスイッチ・オフ状態となる。

【００３９】ステップ１２２においては、中央処理装置
３１は、電源３２を稼働させる制御信号Ｃ₀を電源３２
に出力する。そのため、電源３２は、制御信号Ｃ₀の入
力に基づいて再びスイッチ・オン状態となり、高圧試験
器３３にＡＣ電圧を供給するとともに、その電圧値の測
定結果を含むデータ信号Ｄ₀を中央処理装置３１に出力
する。

【００４０】ステップ１２４においては、中央処理装置
３１は、前述したステップ１０２と同様にして、データ
信号Ｄ₀の入力に基づいてＡＣ電圧値を定格値、例えば
１００Ｖと比較する。ここで、定格値に対するＡＣ電圧
値の誤差が許容範囲、例えば±１０％を越えて大きい場
合、処理手順は後述するステップ１２６に移行する。一
方、定格値に対するＡＣ電圧値の誤差が許容範囲以内で
ある場合、処理手順は後述するステップ１０６に移行す
る。

【００４１】ステップ１２６においては、中央処理装置
３１は、電源３２の稼働における試行回数を算出し、そ
の回数を閾値３回と比較する。ここで、試行回数が閾値
を越えて大きい場合、処理手順は後述するステップ１２
８に移行する。一方、試行回数が閾値以内である場合、
処理手順は前述したステップ１２０に移行する。

【００４２】ステップ１２８においては、電源３２の稼
働における試行回数が閾値を越えていることから、中央
処理装置３１は、前述したステップ１２０と同様にし
て、電源３２を停止させる制御信号Ｃ₀を電源３２に出
力する。そのため、電源３２は、制御信号Ｃ₀の入力に
基づいてスイッチ・オフ状態となる。

【００４３】ステップ１３０においては、中央処理装置
３１は、電源３２の動作異常が故障に基づくものである
と判断し、待機状態を保持するとともに、電源３２の故
障に関する情報をモニタに表示させる。電源３２の故障
が人為などによって解消された場合、処理手順は前述し
たステップ１００に移行する。

【００４４】（ｃ）破断発生検知ルーチンその２ステップ１０６においては、定格値に対する電源３２の
ＡＣ電圧値の誤差が許容範囲以内であることから、中央
処理装置３１は、通電警報を発生させる。そのため、遮
蔽シート２０の周辺に立ち寄る可能性のある関係者等
は、危険を察知することによって事故に巻き込まれな
い。

【００４５】ステップ１０８においては、中央処理装置
３１は、所定のＤＣ電圧値を設定させる制御信号Ｃ₁を
高圧試験器３１に出力するとともに、スイッチング素子
Ｓ₁をオン状態に設定させる制御信号Ｃ₂を集線装置３
５に出力する。そのため、集線装置３５は、制御信号Ｃ
₂の入力に基づいて、スイッチング素子Ｓ₁をオン状態
に設定する。同時に、高圧試験器３１は、制御信号Ｃ₁
の入力に基づいて、所定のＤＣ電圧値を発生させ、集線
装置３５のスイッチング素子Ｓ₁を介してそのＤＣ電圧
をリーク電流検出電極２１に印加する。このとき、正ま
たは負の高電位に印加されたリーク電流検出電極２１
と、ほぼ電位０Ｖに接地されたアース電極２３との間に
は、電界が比較的大きい強度を有して発生する。

【００４６】ステップ１１０においては、高圧試験器３
３は、リーク電流検出電極２１とアース電極２３との間
に流れたリーク電流を集線装置３５のスイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₂を介して検出することにより、その電流値の
測定結果を含むデータ信号Ｄ₁を中央処理装置３１に出
力する。そのため、中央処理装置３１は、データ信号Ｄ
₁の入力に基づいて、リーク電流の電流値を許容範囲、
例えば３ｍＡと比較する。なお、この許容範囲は、遮水
シート２０の電気絶縁性に対応して設定されている。

【００４７】しかしながら、リーク電流の電流値は遮水
シート２０の周囲における土質や水分含有量に大きく依
存して変動するので、高圧試験器３３からリーク電流検
出電極２１に印加するＤＣ電圧値を変化させて対処する
ことが必要になる。さらに、極度に高い比抵抗を有する
土質には、リーク電流検出電極２１を格子状に増設する
ことによって対処することが好適である。

【００４８】ここで、リーク電流の電流値が許容範囲を
越えて大きい場合、処理手順は後述するステップ１１２
に移行する。一方、リーク電流の電流値が許容範囲以内
である場合、処理手順は後述するステップ１１４に移行
する。

【００４９】ステップ１１２においては、リーク電流の
電流値が許容範囲を越えていることから、中央処理装置
３１は破断位置一次測定ルーチンを起動する。そのた
め、処理手順は後述するステップ１４０に移行する。

【００５０】（ｄ）破断位置一次測定ルーチンステップ１４０においては、中央処理装置３１は、遮水
シート２０において破断が発生していると判断し、破断
警報を発生させる。そのため、中央処理装置３１の動作
を監視している関係者等は、遮水シート２０の破断とい
う異常事態に注視さぜる負えなくなる。

【００５１】ステップ１４２においては、中央処理装置
３１は、隣接した２個の地電流検出電極２２に接続した
リード線の各端子を順次選択してスイッチング素子
Ｓ₃，Ｓ₄を切り替えさせる制御信号Ｃ₂を集線装置３
５に出力する。そのため、集線装置３５は、隣接した２
個の地電流検出電極２２に接続したリード線の各端子に
対する組み合わせの全ての中から一組を順次選択し、こ
れら端子に対してスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄を切り替
える。

【００５２】ステップ１４４においては、検流器３４
は、選択済みの隣接した２個の地電流検出電極２２の間
に流れた地電流を集線装置３５のスイッチング素子
Ｓ₃，Ｓ₄を介して検出することにより、その電流値の
測定結果を含むデータ信号Ｄ₂を中央処理装置３１に出
力する。そのため、中央処理装置３１は、データ信号Ｄ
₂の入力に基づいて、地電流の電流値をメモリに格納す
る。

【００５３】ステップ１４６においては、中央処理装置
３１は、隣接した２個の地電流検出電極２２における組
み合わせの全てに対して地電流を測定したか否かを確認
する。ここで、隣接した２個の地電流検出電極２２にお
ける組み合わせの全てに対して地電流を測定している場
合、処理手順は後述するステップ１４８に移行する。一
方、隣接した２個の地電流検出電極２２における組み合
わせの全てに対して地電流を測定していない場合、処理
手順は前述したステップ１４２に移行する。

【００５４】ステップ１４８においては、中央処理装置
３１は、メモリに格納した地電流のデータに基づいて、
遮水シート２０における破断位置の算出を行う。このと
き、図７に示すように、遮水シート２０に破断２４が発
生している場合に、隣接した４個の地電流検出電極２２
に向かって流れた地電流のデータを有する地電流検出電
極２２を探索する。この結果、例えば、座標（ｉ，ｊ）
の地電流検出電極２２を破断２４から最近傍に位置する
ものとして確定する。

【００５５】図７においては、座標（ｉ，ｊ）の地電流
検出電極２２とこの電極に隣接した４個の地電流検出電
極２２との間隔は、ｘ軸及びｙ軸の各方向に沿ってそれ
ぞれ一定値Ｓ_X，Ｓ_Yである。座標（ｉ，ｊ）の地電流
検出電極２２からこの電極に隣接した４個の地電流検出
電極２２に向かって流れた地電流の電流値は、ｘ軸及び
ｙ軸の各正負方向に沿ってそれぞれ変動値Ｉ_X ⁺，Ｉ_X
^-，Ｉ_Y ⁺，Ｉ_Y ^-である。

【００５６】ここで、座標（ｉ，ｊ）の地電流検出電極
２２と破断２４との間において、ｘ軸及びｙ軸の各方向
に沿った距離Ｄ_X，Ｄ_Yは、次式（１），（２）に基づ
いて算出される。

【００５７】Ｄ_X＝（Ｓ_X／２）・（｜Ｉ_X ⁺−Ｉ_X ^-｜／Ｉ_X ⁺）（１）Ｄ_Y＝（Ｓ_Y／２）・（｜Ｉ_Y ⁺−Ｉ_Y ^-｜／Ｉ_Y ⁺）（２）したがって、このように隣接した２個の地電流検出電極
２２の間に流れた地電流の向きと電流値とを測定するこ
とにより、破断２４の位置を１個の地電流検出電極２２
の近傍に絞り込むことができる。

【００５８】ステップ１５０においては、中央処理装置
３１は、破断位置の二次測定を人為的に行うために、待
機状態を保持する。このとき、図８に示すように、遮水
シート２０に破断２４が発生している場合に、地電流
（点線で図示した）が破断２４から周囲に向かって流れ
ている。そのため、前述した破断位置の一次測定によっ
て絞り込んだ破断２４の位置近辺において、検流計４０
に接続された微弱電流検出用の２本のアース棒４１を、
遮水シート２０の表面上に堆積した土砂に接触させるこ
とにより、破断２４から流れた地電流が検流計４０によ
って検出される。

【００５９】ここで、ｘ軸方向（実線で図示した）に沿
って２本のアース棒４１を土砂に接触させる位置を順次
移動して踏測することにより、破断２４と一致したｘ座
標を有する位置において、地電流の向きの逆転が検流計
４０によって検出される。一方、ｙ軸方向（一点鎖線で
図示した）に沿って２本のアース棒４１を土砂に接触さ
せる位置を順次移動して踏測することにより、破断２４
と一致したｙ座標を有する位置において、地電流の向き
の逆転が検流計４０によって検出される。このとき、検
流計４０の位置分解能は、約４インチ（約１０ｃｍ）で
ある。

【００６０】したがって、このように破断位置の一次測
定によって絞り込んだ破断２４の位置近辺を十字状に踏
測することにより、破断２４の位置を容易かつ高精度に
測定することができる。なお、破断位置の二次測定が終
了した場合、処理手順は後述するステップ１１４に人為
的に移行する。

【００６１】（ｅ）破断発生検知ルーチンその３ステップ１１４においては、遮水シート２０に破断が発
生していないこと、あるいは遮水シート２０の破断位置
が確定したことから、中央処理装置３１は、電源３２を
停止させる制御信号Ｃ₀を電源３２に出力するととも
に、破断の有無または破断位置に関する情報をモニタに
表示させる。そのため、電源３２は、制御信号Ｃ₀の入
力に基づいて停止する。同時に、高圧試験器もまた停止
する。

【００６２】次に、本実施例に対する実験について説明
する。

【００６３】第１の実験例においては、本実施例の遮水
シート２０として、リーク電流検出電極２１の各辺の軸
長が約５ｍであり、１６個の地電流検出電極２２におけ
る隣接間隔が約１ｍであって、破断が発生していないも
のを用いた。そして、高圧試験器３３からリーク電流検
出電極２１にＤＣ電圧−１００Ｖを印加した。

【００６４】この結果、アース電極２３からリーク電流
検出電極２１に向かって流れたリーク電流として、電流
値約０．５ｍＡを高圧試験器３３によって検出した。こ
のとき、図９に示すように、隣接した２個の地電流検出
電極２２の間に流れた地電流を検流計３４によって検出
した。なお、図９においては、２個の地電流検出電極２
２を結ぶ矢印の向きは地電流の向きに一致しており、各
矢印に付記した数値は地電流の電流値である。

【００６５】したがって、地電流の向きには規則性がほ
とんど見出だせない上に、地電流の電流値は極度に小さ
いことがわかる。

【００６６】また、第２の実験例においては、前述した
第１の実験例に用いた遮水シート２０に破断２４を形成
して用いた。そして、高圧試験器３３からリーク電流検
出電極２１にＤＣ電圧−１６Ｖを印加した。なお、破断
２４は、直角二等辺三角形状の開口縁部を有する貫通穴
であり、その開口縁部における二つの等辺の長さは約２
ｃｍであった。

【００６７】この結果、アース電極２３からリーク電流
検出電極２１に向かって流れたリーク電流として、電流
値約１０ｍＡを高圧試験器３３によって検出した。この
とき、図１０に示すように、隣接した２個の地電流検出
電極２２の間に流れた地電流を検流計３４によって検出
した。なお、図１０においては、２個の地電流検出電極
２２の間に示した矢印及び数値は、図９における場合と
同様な意味を有する。

【００６８】これにより、隣接した４個の地電流検出電
極２２に向かって地電流を流した地電流検出電極２２を
探索すると、座標（２，２）の地電流検出電極２２が破
断２４から最近傍に位置するものとして確定された。そ
して、座標（２，２）の地電流検出電極２２と破断２４
との間において、ｘ軸及びｙ軸の各方向に沿った距離Ｄ
_X，Ｄ_Yは、前述した２式（１），（２）に基づいて次
に示すように算出された。

【００６９】Ｄ_X＝（１００／２）・（｜５３０−１５０｜／５３０）＝３６ｃｍ，Ｄ_Y＝（１００／２）・（｜４００−１７０｜／４００）＝２９ｃｍこのとき、ｘ軸及びｙ軸の各方向に沿った距離Ｄ_X，Ｄ
_Yの実測値は、それぞれ次に示すものであった。

【００７０】Ｄ_X＝３２ｃｍ，Ｄ_Y＝２８ｃｍしたがって、地電流の向きには破断位置に対応する規則
性が見出だせている上に、地電流の電流値によって破断
位置を実用的な精度で絞り込めることがわかる。

【００７１】なお、このような破断位置について測定か
ら算出までの所要時間は比較的短く、例えば遮水シート
２０の表面積が約１０，０００ｍ²である場合には当該
所要時間は約２０分であった。

【００７２】ここで、本発明は上記実施例に限られるも
のではなく、種々の変形を行うことが可能である。

【００７３】例えば、上記実施例においては、リーク電
流検出電極２１及び地電流検出電極２２を遮水シート２
０の表面上に設置している。しかしながら、両電極を遮
水シート２０の表面領域に埋設しても、上記実施例と同
様な作用効果が得られる。

【００７４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る遮水シートの破断検知装置及び破断検知方法において
は、高圧試験器を用いることにより、遮水シートの表面
周辺領域に設置されたリーク電流検出電極に電圧を印加
し、リーク電流検出電極とアース電極との間に流れたリ
ーク電流を測定することができる。このとき、リーク電
流の電流値が許容範囲以内である場合、遮水シートに破
断が発生していないことが検知される。一方、リーク電
流の電流値が許容範囲外である場合、遮水シートのいず
れかに破断が発生していることが検知される。そのた
め、リーク電流検出電極に対して定期的に電圧を印加す
ることにより、リーク電流の測定値に基づいて遮水シー
トにおける破断発生を早期に検知することができる。

【００７５】したがって、遮水シートにおける破断の発
生時から従来よりも十分迅速に遮水シートの補修作業を
実行することにより、遮水シートを用いて貯留または貯
水していた有害物質や有用物質などの外部への流出を最
小限に抑制し、周囲の環境に対する安全性や信頼性を向
上させることが可能である。

【００７６】なお、遮水シートにおける破断発生を検知
した場合、集線装置及び検流計を用いることにより、遮
水シートの表面内側領域に配列して設置された複数個の
地電流検出電極から隣接した２個の組み合わせを選択
し、当該２個の地電流検出電極に流れた地電流を測定す
ることができる。このとき、隣接した複数個の地電流検
出電極の全てに向かって地電流を流した１個の地電流検
出電極を探索することにより、これらの地電流検出電極
の間の距離と地電流の電流値とに基づいて、遮水シート
の破断位置が算出される。そのため、隣接した２個の地
電流検出電極の組み合わせ全てに対する地電流を順次検
出することにより、地電流の測定値に基づいて遮水シー
トの破断位置を測定することができる。

【００７７】したがって、遮水シートの破断位置に対し
て従来よりも十分接近してに遮水シートの補修作業を実
行することにより、この補修作業の容易性に基づいてコ
ストを低減させる上に、不正確な破断位置に対応した補
修作業による二次破断の発生を抑制することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遮水シートとその破断検知装置と
の一実施例の全体構成を示す斜視図である。

【図２】図１の遮水シートの断面構造を示す断面図であ
る。

【図３】図１の遮水シートとその破断検知装置との間の
回路構成を示す平面図である。

【図４】図３の遮水シートの破断検知装置において破断
発生の検知を行うステップを示すフローチャートであ
る。

【図５】図３の遮水シートの破断検知装置において電源
の動作チェックを行うステップを示すフローチャートで
ある。

【図６】図３の遮水シートの破断検知装置において破断
位置の一次測定を行うステップを示すフローチャートで
ある。

【図７】図３の遮水シートの破断検知装置において破断
位置の一次測定を行う方法を示す平面図である。

【図８】図３の遮水シートの破断検知装置において破断
位置の二次測定を行う方法を示す平面図である。

【図９】図１の遮水シートに破断が無い場合に隣接電極
間の電流を測定した結果を示す平面図である。

【図１０】図１の遮水シートに破断が発生した場合に隣
接電極間の電流を測定した結果を示す平面図である。

【符号の説明】

１１…窪地、２０…遮水シート、２１…リーク電流検出
電極、２２…地電流検出電極、２３…アース電極、３０
…破断検知装置、３３…高圧試験器、３４…検流計、３
５…集線装置、４０…検流計、４１…アース棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 3/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】窪地の地表領域に端部を露出して埋設さ
れ、当該窪地の貯留物を遮蔽する電気絶縁性の材質から
構成された遮水シートの破断検知装置において、前記窪地の底面における前記遮水シートの表面周辺領域
を包囲して設置されたリーク電流検出電極と、前記窪地の地中領域に前記遮水シートと近接して埋設さ
れたアース電極と、前記リーク電流検出電極に電圧を印加することにより、
当該リーク電流検出電極と前記アース電極との間に流れ
たリーク電流を測定する高圧試験器と、前記遮水シートの表面内側領域に配列して設置された複
数個の地電流検出電極と、前記複数個の地電流検出電極から隣接した２個の組み合
わせを選択し、当該２個の地電流検出電極に流れた地電
流を検出する集線装置と、前記集線装置から入力した前記地電流を測定する検流計
と、を備えることを特徴とする遮水シートの破断検知装置。
【請求項２】前記リーク電流検出電極及び前記アース電
極は、それぞれ炭素繊維導体から構成されていることを
特徴とする請求項１記載の遮水シートの破断検知装置。
【請求項３】窪地の地表領域に端部を露出して埋設さ
れ、当該窪地の貯留物を遮蔽する電気絶縁性の材質から
構成された遮水シートの破断検知方法において、前記窪地の底面における前記遮水シートの表面周辺領域
を包囲して設置されたリーク電流検出電極に対して高圧
試験器から電圧を印加する第１のステップと、この第１のステップにおいて電圧を印加された前記リー
ク電流検出電極と、前記窪地の地中領域に前記遮水シー
トと近接して埋設されたアース電極との間に流れたリー
ク電流を前記高圧試験器によって測定する第２のステッ
プと、この第２のステップにおいて測定された前記リ
ーク電流の電流値を、前記遮水シートの電気絶縁性に対
応して設定した電流値の許容範囲に対して比較すること
により、前記遮水シートにおける破断の発生を検知する
第３のステップと、前記第３のステップにおいて前記リーク電流の電流値が
前記電流値の許容範囲に含まれない場合に、前記遮水シ
ートの表面内側領域に配列して設置された複数個の地電
流検出電極から隣接した２個の組み合わせを集線装置に
よって選択して当該２個の地電流検出電極に流れた地電
流を検出し、前記集線装置から入力した前記地電流を検
流計によって測定する第４のステップと、複数個の前記地電流検出電極から隣接した２個の組み合
わせを全て選択するまで、前記第４のステップを繰り返
す第５のステップと、この第５のステップにおいて隣接した複数個の前記地電
流検出電極の全てに向かって流れた前記地電流が測定さ
れた前記地電流検出電極を探索する第６のステップと、この第６のステップにおいて探索された前記地電流検出
電極から隣接した複数個の前記地電流検出電極にそれぞ
れ流れた前記地電流の電流値と、これらの地電流検出電
極の間の距離とに基づいて、前記遮水シートの破断位置
を算出する第７のステップとを備えることを特徴とする
遮水シートの破断検知方法。
【請求項４】前記第７のステップにおいて測定された前
記遮水シートの破断位置の近辺に対して検流計に接続さ
れた２本のアース棒を接触させることにより、前記遮水
シートの破断位置から流れた地電流を検出する第８のス
テップと、前記遮水シートの表面上で位置する直交した２方向に沿
って、前記遮水シートの破断位置の近辺に対して前記２
本のアース棒を接触させる位置を順次移動させて前記第
８のステップを繰り返し、当該２方向において前記検流
計によって検出された地電流の向きが逆転する位置に基
づいて、前記遮水シートの破断位置を測定する第９のス
テップとをさらに備えることを特徴とする請求項３記載
の遮水シートの破断検知方法。