樋管の止水構造
【課題】底樋などの樋管の周囲における有害な水みちの発生を防止する。
【解決手段】堤体に埋設される樋管１２の外周につば状の止水板１３を設け、この止水板１３の表面に、水分を吸収して膨張する材料１９を設ける。また、堤体に埋設される樋管１２の周囲に、水分を吸収して膨張する材料を混合した土を配する。水分を吸収して膨張する材料は、ベントナイトであることが好適である。
【解決手段】堤体に埋設される樋管１２の外周につば状の止水板１３を設け、この止水板１３の表面に、水分を吸収して膨張する材料１９を設ける。また、堤体に埋設される樋管１２の周囲に、水分を吸収して膨張する材料を混合した土を配する。水分を吸収して膨張する材料は、ベントナイトであることが好適である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樋管の止水構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
樋管として、ため池からの取水を目的として、このため池の堤体を水平方向に貫通して設置される管路構造物が知られている。この管路構造物は、底樋と呼ばれている。また、樋管として、河川からの取水を目的として、堤防を貫通した状態で敷設されるものもある。このような樋管として、たとえば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
ため池からの取水用の底樋として、コンクリート構造物にて構成されたものが知られている。このような底樋の例を、図４および図５を参照して説明する。
図４において、５１はため池を示し、５２はその堤体、５３は、ためられている水である。５４は底樋で、堤体５２の底部を水平方向に貫通した状態で敷設されている。５５は、底樋５４への通水を制御するためのゲートである。堤体５２には、底樋５４に連通する斜樋５６が設置されている。底樋５４は、上記のようにコンクリート構造物にて構成されている。５７は、そのコンクリート継ぎ目である。
【０００４】
底樋５４と、堤体５２においてこの底樋５４を埋設している土砂との間に隙間が生じると、この隙間は、水みちとなって、ため池５１の内部の水５３が堤体の外部へ漏れ出すことになる。このような漏れ出しを防止するために、堤体５２の内部における底樋５４の長さ方向に沿った適当位置には、コンクリート製の止水壁５８が、底樋５４の外面に密着した状態で設けられている。
【０００５】
図５は、底樋５４および止水壁５８の詳細構造を示す。底樋５４は、管本体を構成するヒューム管５９をコンクリートブロック６０の内部に埋設したもので、コンクリートブロック６０には、底樋５４の長さ方向の鉄筋６１が配されている。継ぎ目５７の部分においては、底樋５４の長さ方向に隣り合うコンクリートブロック６０、６０どうしの隙間に目地材６２が充填されている。そして、一方のコンクリートブロック６０から目地材６２を貫通して底樋５４の長さ方向に伸びるダウエルバー６３が設けられている。このダウエルバー６３の先端部は、他方のコンクリートブロック６０に形成された凹部６４の中に入り込んでいる。６５は止水板である。止水壁５８は、底樋５４のコンクリートブロック６０の外面に密着している。
【特許文献１】特開平７−３３１６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
底樋５４が敷設されている部分の地盤が軟弱な場合には、底樋５４を敷設した後に堤体を構築するための盛土を施すと、それに伴って沈下が生じる。このとき、図４に示すように堤体５２は一般に底樋５４の軸心方向に台形状の断面をなし、よって底樋５４への上乗せ荷重が不均一であるため、底樋５４の沈下量も不均一すなわち不同沈下となる。特に、腹付け盛土や嵩上げ盛土などを行う場合には、新たに上載荷重が作用するため、非常に大きな局部沈下を生じる場合がある。
【０００７】
ところが、図５に示すように、コンクリートブロック６０、６０どうしの継ぎ目５７では、ダウエルバー６３がせん断抵抗力を受けながら、ダウエルバー６３と凹部６４との口径差によって段差や隙間を生じるだけの構造であるため、大きな変位には対応できない。すなわち、底樋５４は、全体として剛な構造体であり、不同沈下に十分に対応できない。これにより、沈下した周囲の地盤と底樋５４との間に隙間が生じて、水漏れの原因となる水みちを形成するおそれがある。また、不同沈下に十分に対応できないと、地盤における亀裂発生の起点になるとともに、地盤内に亀裂が進展して水みちの形成を助長するおそれがある。
【０００８】
これに対処するために、沈下が予測される場合には地盤改良を行って地盤変位を拘束することが一般に行われているが、十分ではない。また止水壁５８もコンクリート製であるため、周辺地盤との重量差や剛性差があり、これによって地盤への追従性が損なわれるおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、底樋などの樋管の周囲における有害な水みちの発生を防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため本発明は、堤体に埋設される樋管の外周につば状の止水板を設け、この止水板の表面に、水分を吸収して膨張する材料を設けたものである。
また本発明は、堤体に埋設される樋管の周囲に、水分を吸収して膨張する材料を混合した土または水分を吸収して膨張する材料を含むシートを配したものである。
【００１１】
本発明によれば、水分を吸収して膨張する材料がベントナイトであることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水分を吸収して膨張する材料によって、樋管の外側において空間が形成されることを防止でき、これにより樋管の周囲の止水性を向上させて水みちの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１において、１２は樋管としての水平方向の底樋であり、鋳鉄管や樹脂管などより形成されている。底樋１２の長さ方向に沿った複数位置の外周には、つば状の止水板１３が設けられている。図示のように、止水板１３は周方向に沿って複数に分割された構成であり、その分割部１４がボルト・ナットなどの締結手段１５によって締結されることで、底樋１２の敷設現場において環状に形成して、底樋１２に固定可能である。止水板１３は、金属材料などによって形成されており、底樋１２の外周に沿って配置される筒状部１６と、筒状部１６から径方向の外向きに配置されるつば状部１７とが一体化された構成である。筒状部１６は、底樋１２の外面との間に板状のエラスティックフィラー１８を挟み込んだ状態で、底樋１２の外周に固定されている。エラスティックフィラー１８としては、ゴム板などを用いることができる。
【００１４】
止水板１３におけるつば状部１７の表面には、水分を吸収して膨張する材料としてのベントナイトシート１９が貼り付けられている。このベントナイトシート１９は、図１において実線で示すようにつば状部１７の片面だけに貼り付けても良いし、図１において実線および仮想線で示すようにつば状部１７の両面に貼り付けることもできる。
【００１５】
ベントナイトシート１９としては、布などのシート状の材料にベントナイトを貼り付けたものや、ベントナイトを加工してシート状に形成したものなどを好適に用いることができる。シートの形状やその強度は、用途に応じたものを適宜選択することができる。
【００１６】
水分を吸収して膨張する材料としては、ベントナイトに代えて、これと同様の性質を有する粘度鉱物や人工高分子材料などを用いることもできる。その材料は、粉末であっても、これを加工した粒子状のものであってもかまわない。
【００１７】
底樋１２の敷設に際しては、たとえば図２に示すようにため池の堤体１１を開削したうえで、底樋１２を設置し、その後に土砂の埋め戻しを行う。２０は、その開削部である。この場合に、たとえば止水板１３のつば状部１７の径方向の寸法を大きくとれば、単に土砂を埋め戻すだけで、十分な止水効果を発揮することができる。すなわち、ベントナイトシート１９は、水分の吸収に伴って膨張するため、底樋１２の外面とこの樋管を埋設する土砂とに密着し、これにより止水性を向上させて水みちの発生を防止することができる
さらに、たとえば図２に示すように止水板１３を包み込むように止水壁２３を設置すれば、いっそう確実な止水効果を期待することができる。あるいは、止水壁２３による止水効果の分だけ止水板１３のつば状部１７を小さく形成することもできる。止水壁２３として、特に粘性土を用いれば、止水板１３に密着し、かつ止水板１３以外の部分では底樋１２の外周面に密着して、格段の止水効果を期待することができる。粘性土２２は、水を通しにくく、しかも止水板１３との密着性が良好なものを用いることが必要であるとともに、埋め戻し後は堤体１１の一部を構築するものであるために、締まりの良いものすなわち軟弱でないものであることが必要である。この条件を満たせば、適宜のものを利用できる。開削部２０において、止水壁２３以外の部分は、普通の土砂２４を埋め戻す。
【００１８】
さらに、上記の構成であると、従来のようなコンクリート製のブロックを用いるものではなく、底樋１２を構成する管体の外周に止水板１３を取り付けただけであるので、底樋１２を柔構造とすることができる。このため、地盤への追従性を高めることができて、それにもとづく水みち形成防止効果を得ることもできる。また、従来のコンクリート構造物に比べて大幅に施工性を向上させることができるとともに、軟弱地盤上のため池の改修や耐震性の向上に適用することができる。
【００１９】
止水板１３は、エラスティックフィラー１８を介して底樋１２に取り付けられているため、底樋１２を構成する管体に対し隙間なく密着することができるうえに、周辺地盤への底樋１２の追従性を妨げないようにすることができる。
【００２０】
本発明によれば、底樋１２の周囲の土が、水分を吸収して膨張する材料を混合したものであることが好適である。この場合は図３に示すように施工することができる。すなわち、まず、図３（ａ）に示すように、底樋１２を敷設するために形成した開削部２０に台基礎２６を設けて、その上に底樋１２を設置する。台基礎２６は、土にベントナイトを混合した材料２７を用いて形成する。次に、同図（ｂ）に示すように、底樋１２の管底部への材料２７の充填・突き固めを行う。次に、同図（ｃ）に示すように、管底側部への材料２７の投入・突き固めを行う。次に、同図（ｄ）に示すように、材料２７よりも外側には普通の土砂２４を投入して、撒き出し・転圧を行う。また、同図（ｅ）に示すように１８０°撒き出し・転圧を行う。最後に、同図（ｆ）に示すように管頂部を材料２７で覆うようにして、撒き出し・転圧を行う。
【００２１】
このようにすれば、土にベントナイトを混合した材料２７が底樋１２の周囲に配されることになり、この材料２７は、水分の吸収にともなって膨張するため底樋１２の外面に密着し、これにより止水性を向上させて水みちの発生を防止することができる。なお、ベントナイトは膨張すると強度が低下するため、低膨張の混合比で土とベントナイトとを均一に混合することが好ましい。その混合比は、様々な条件にもとづいて決定することができる。
【００２２】
このように底樋１２の周囲に土にベントナイトを混合した材料２７を用いたものは、底樋１２における上述の止水壁２３や止水板１３を設けた箇所以外の部分に適用することが好適である。なお、場合によっては、止水壁２３と止水板１３との少なくともいずれかを省略して、土にベントナイトを混合した材料２７だけで止水を図ることも可能である。
【００２３】
なお、底樋１２の周囲に土にベントナイトを混合した材料２７を用いることに代えて、底樋１２の周囲に、上記と同様の、ベントナイトシートなどの、水分を吸収して膨張する材料を含有するシートを埋設することによっても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の樋管の止水構造を示す図である。
【図２】図１における底樋の埋め戻し構造を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の樋管の止水構造を示す図である。
【図４】従来の底樋が敷設された堤体の断面構造を示す図である。
【図５】図４における底樋の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１ 堤体
１２ 底樋
１３ 止水板
１９ ベントナイトシート
２７ 材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樋管の止水構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
樋管として、ため池からの取水を目的として、このため池の堤体を水平方向に貫通して設置される管路構造物が知られている。この管路構造物は、底樋と呼ばれている。また、樋管として、河川からの取水を目的として、堤防を貫通した状態で敷設されるものもある。このような樋管として、たとえば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
ため池からの取水用の底樋として、コンクリート構造物にて構成されたものが知られている。このような底樋の例を、図４および図５を参照して説明する。
図４において、５１はため池を示し、５２はその堤体、５３は、ためられている水である。５４は底樋で、堤体５２の底部を水平方向に貫通した状態で敷設されている。５５は、底樋５４への通水を制御するためのゲートである。堤体５２には、底樋５４に連通する斜樋５６が設置されている。底樋５４は、上記のようにコンクリート構造物にて構成されている。５７は、そのコンクリート継ぎ目である。
【０００４】
底樋５４と、堤体５２においてこの底樋５４を埋設している土砂との間に隙間が生じると、この隙間は、水みちとなって、ため池５１の内部の水５３が堤体の外部へ漏れ出すことになる。このような漏れ出しを防止するために、堤体５２の内部における底樋５４の長さ方向に沿った適当位置には、コンクリート製の止水壁５８が、底樋５４の外面に密着した状態で設けられている。
【０００５】
図５は、底樋５４および止水壁５８の詳細構造を示す。底樋５４は、管本体を構成するヒューム管５９をコンクリートブロック６０の内部に埋設したもので、コンクリートブロック６０には、底樋５４の長さ方向の鉄筋６１が配されている。継ぎ目５７の部分においては、底樋５４の長さ方向に隣り合うコンクリートブロック６０、６０どうしの隙間に目地材６２が充填されている。そして、一方のコンクリートブロック６０から目地材６２を貫通して底樋５４の長さ方向に伸びるダウエルバー６３が設けられている。このダウエルバー６３の先端部は、他方のコンクリートブロック６０に形成された凹部６４の中に入り込んでいる。６５は止水板である。止水壁５８は、底樋５４のコンクリートブロック６０の外面に密着している。
【特許文献１】特開平７−３３１６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
底樋５４が敷設されている部分の地盤が軟弱な場合には、底樋５４を敷設した後に堤体を構築するための盛土を施すと、それに伴って沈下が生じる。このとき、図４に示すように堤体５２は一般に底樋５４の軸心方向に台形状の断面をなし、よって底樋５４への上乗せ荷重が不均一であるため、底樋５４の沈下量も不均一すなわち不同沈下となる。特に、腹付け盛土や嵩上げ盛土などを行う場合には、新たに上載荷重が作用するため、非常に大きな局部沈下を生じる場合がある。
【０００７】
ところが、図５に示すように、コンクリートブロック６０、６０どうしの継ぎ目５７では、ダウエルバー６３がせん断抵抗力を受けながら、ダウエルバー６３と凹部６４との口径差によって段差や隙間を生じるだけの構造であるため、大きな変位には対応できない。すなわち、底樋５４は、全体として剛な構造体であり、不同沈下に十分に対応できない。これにより、沈下した周囲の地盤と底樋５４との間に隙間が生じて、水漏れの原因となる水みちを形成するおそれがある。また、不同沈下に十分に対応できないと、地盤における亀裂発生の起点になるとともに、地盤内に亀裂が進展して水みちの形成を助長するおそれがある。
【０００８】
これに対処するために、沈下が予測される場合には地盤改良を行って地盤変位を拘束することが一般に行われているが、十分ではない。また止水壁５８もコンクリート製であるため、周辺地盤との重量差や剛性差があり、これによって地盤への追従性が損なわれるおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、底樋などの樋管の周囲における有害な水みちの発生を防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため本発明は、堤体に埋設される樋管の外周につば状の止水板を設け、この止水板の表面に、水分を吸収して膨張する材料を設けたものである。
また本発明は、堤体に埋設される樋管の周囲に、水分を吸収して膨張する材料を混合した土または水分を吸収して膨張する材料を含むシートを配したものである。
【００１１】
本発明によれば、水分を吸収して膨張する材料がベントナイトであることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水分を吸収して膨張する材料によって、樋管の外側において空間が形成されることを防止でき、これにより樋管の周囲の止水性を向上させて水みちの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１において、１２は樋管としての水平方向の底樋であり、鋳鉄管や樹脂管などより形成されている。底樋１２の長さ方向に沿った複数位置の外周には、つば状の止水板１３が設けられている。図示のように、止水板１３は周方向に沿って複数に分割された構成であり、その分割部１４がボルト・ナットなどの締結手段１５によって締結されることで、底樋１２の敷設現場において環状に形成して、底樋１２に固定可能である。止水板１３は、金属材料などによって形成されており、底樋１２の外周に沿って配置される筒状部１６と、筒状部１６から径方向の外向きに配置されるつば状部１７とが一体化された構成である。筒状部１６は、底樋１２の外面との間に板状のエラスティックフィラー１８を挟み込んだ状態で、底樋１２の外周に固定されている。エラスティックフィラー１８としては、ゴム板などを用いることができる。
【００１４】
止水板１３におけるつば状部１７の表面には、水分を吸収して膨張する材料としてのベントナイトシート１９が貼り付けられている。このベントナイトシート１９は、図１において実線で示すようにつば状部１７の片面だけに貼り付けても良いし、図１において実線および仮想線で示すようにつば状部１７の両面に貼り付けることもできる。
【００１５】
ベントナイトシート１９としては、布などのシート状の材料にベントナイトを貼り付けたものや、ベントナイトを加工してシート状に形成したものなどを好適に用いることができる。シートの形状やその強度は、用途に応じたものを適宜選択することができる。
【００１６】
水分を吸収して膨張する材料としては、ベントナイトに代えて、これと同様の性質を有する粘度鉱物や人工高分子材料などを用いることもできる。その材料は、粉末であっても、これを加工した粒子状のものであってもかまわない。
【００１７】
底樋１２の敷設に際しては、たとえば図２に示すようにため池の堤体１１を開削したうえで、底樋１２を設置し、その後に土砂の埋め戻しを行う。２０は、その開削部である。この場合に、たとえば止水板１３のつば状部１７の径方向の寸法を大きくとれば、単に土砂を埋め戻すだけで、十分な止水効果を発揮することができる。すなわち、ベントナイトシート１９は、水分の吸収に伴って膨張するため、底樋１２の外面とこの樋管を埋設する土砂とに密着し、これにより止水性を向上させて水みちの発生を防止することができる
さらに、たとえば図２に示すように止水板１３を包み込むように止水壁２３を設置すれば、いっそう確実な止水効果を期待することができる。あるいは、止水壁２３による止水効果の分だけ止水板１３のつば状部１７を小さく形成することもできる。止水壁２３として、特に粘性土を用いれば、止水板１３に密着し、かつ止水板１３以外の部分では底樋１２の外周面に密着して、格段の止水効果を期待することができる。粘性土２２は、水を通しにくく、しかも止水板１３との密着性が良好なものを用いることが必要であるとともに、埋め戻し後は堤体１１の一部を構築するものであるために、締まりの良いものすなわち軟弱でないものであることが必要である。この条件を満たせば、適宜のものを利用できる。開削部２０において、止水壁２３以外の部分は、普通の土砂２４を埋め戻す。
【００１８】
さらに、上記の構成であると、従来のようなコンクリート製のブロックを用いるものではなく、底樋１２を構成する管体の外周に止水板１３を取り付けただけであるので、底樋１２を柔構造とすることができる。このため、地盤への追従性を高めることができて、それにもとづく水みち形成防止効果を得ることもできる。また、従来のコンクリート構造物に比べて大幅に施工性を向上させることができるとともに、軟弱地盤上のため池の改修や耐震性の向上に適用することができる。
【００１９】
止水板１３は、エラスティックフィラー１８を介して底樋１２に取り付けられているため、底樋１２を構成する管体に対し隙間なく密着することができるうえに、周辺地盤への底樋１２の追従性を妨げないようにすることができる。
【００２０】
本発明によれば、底樋１２の周囲の土が、水分を吸収して膨張する材料を混合したものであることが好適である。この場合は図３に示すように施工することができる。すなわち、まず、図３（ａ）に示すように、底樋１２を敷設するために形成した開削部２０に台基礎２６を設けて、その上に底樋１２を設置する。台基礎２６は、土にベントナイトを混合した材料２７を用いて形成する。次に、同図（ｂ）に示すように、底樋１２の管底部への材料２７の充填・突き固めを行う。次に、同図（ｃ）に示すように、管底側部への材料２７の投入・突き固めを行う。次に、同図（ｄ）に示すように、材料２７よりも外側には普通の土砂２４を投入して、撒き出し・転圧を行う。また、同図（ｅ）に示すように１８０°撒き出し・転圧を行う。最後に、同図（ｆ）に示すように管頂部を材料２７で覆うようにして、撒き出し・転圧を行う。
【００２１】
このようにすれば、土にベントナイトを混合した材料２７が底樋１２の周囲に配されることになり、この材料２７は、水分の吸収にともなって膨張するため底樋１２の外面に密着し、これにより止水性を向上させて水みちの発生を防止することができる。なお、ベントナイトは膨張すると強度が低下するため、低膨張の混合比で土とベントナイトとを均一に混合することが好ましい。その混合比は、様々な条件にもとづいて決定することができる。
【００２２】
このように底樋１２の周囲に土にベントナイトを混合した材料２７を用いたものは、底樋１２における上述の止水壁２３や止水板１３を設けた箇所以外の部分に適用することが好適である。なお、場合によっては、止水壁２３と止水板１３との少なくともいずれかを省略して、土にベントナイトを混合した材料２７だけで止水を図ることも可能である。
【００２３】
なお、底樋１２の周囲に土にベントナイトを混合した材料２７を用いることに代えて、底樋１２の周囲に、上記と同様の、ベントナイトシートなどの、水分を吸収して膨張する材料を含有するシートを埋設することによっても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の樋管の止水構造を示す図である。
【図２】図１における底樋の埋め戻し構造を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の樋管の止水構造を示す図である。
【図４】従来の底樋が敷設された堤体の断面構造を示す図である。
【図５】図４における底樋の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１ 堤体
１２ 底樋
１３ 止水板
１９ ベントナイトシート
２７ 材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
堤体に埋設される樋管の外周につば状の止水板を設け、この止水板の表面に、水分を吸収して膨張する材料を設けたことを特徴とする樋管の止水構造。
【請求項２】
堤体に埋設される樋管の周囲に、水分を吸収して膨張する材料を混合した土または水分を吸収して膨張する材料を含むシートを配したことを特徴とする樋管の止水構造。
【請求項３】
水分を吸収して膨張する材料がベントナイトであることを特徴とする請求項１または２記載の樋管の止水構造。
【請求項１】
堤体に埋設される樋管の外周につば状の止水板を設け、この止水板の表面に、水分を吸収して膨張する材料を設けたことを特徴とする樋管の止水構造。
【請求項２】
堤体に埋設される樋管の周囲に、水分を吸収して膨張する材料を混合した土または水分を吸収して膨張する材料を含むシートを配したことを特徴とする樋管の止水構造。
【請求項３】
水分を吸収して膨張する材料がベントナイトであることを特徴とする請求項１または２記載の樋管の止水構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２３１５３１（Ｐ２００７−２３１５３１Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１４０５（Ｐ２００６−５１４０５）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１００１１３８５９
【弁理士】
【氏名又は名称】板垣 孝夫
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１００１１３８５９
【弁理士】
【氏名又は名称】板垣 孝夫
【Ｆターム（参考）】
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