JP2000080884A - 土壌および地下水同時サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現位置の地下水を正確にしかも簡易に採取
し、同時に土壌も採取可能な土壌および地下水同時サン
プリング装置を提供する。 【解決手段】 土壌および地下水サンプリング装置１０
は、相互にスライド可能に嵌合するインナパイプ１２お
よびアウタパイプ１３と、インナパイプ１２およびアウ
タパイプ１３のそれぞれ内孔により構成されるととも
に、これらのパイプ１２，１３のスライド量に応じて容
積変化する吸引室１６と、アウタパイプ１３の先端で開
閉可能に形成されるとともに、吸引室１６と連通する取
込口と、を備える。インナパイプ１２およびアウタパイ
プ１３のスライドによって地中にて取込口を開口させ、
吸引室内１６に地下水を導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土壌および地下水
を現位置から同時に採取可能な方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年社会的に問題となっている環境汚染
のうち特に土壌および地下水汚染に関して、汚染の実態
把握調査は、ボーリングによる地質調査を行いながら土
壌の採取と地下水採取を行ない、これらを使用して成分
の化学分析をしている。

【０００３】土壌の採取については従来、多くの方法に
よってほぼ満足な成果が得られている。一方、地下水の
採取についてはボーリング作業中に孔内の循環水や対象
外の地下水が混ざり合ってしまうことがある。このため
採取したい位置まで遮断用のケーシングパイプ等を打ち
込み、ボーリング孔内を充分洗浄した後、地下水をポン
プやべーラー等でくみ上げることによって現位置での地
下水を採取しているのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の地下水採取技術
は、ケーシングの打込みから地下水採取までに多くの工
程を経て行なう必要があるため、作業能率が極めて悪い
のが実情である。このため土壌は連続的に採取するのに
対し、一方地下水は採取頻度を少なくせざるを得ない。

【０００５】また、現位置の土壌や地下水を採取するた
めには対象外の地下水の混入を防ぐ必要がある。このた
め送水によるボーリングは極力避けて無水掘削が行なわ
れることが多く、このことも作業能率を低下させる一因
となっている。さらに、ボーリング孔内のスライム除去
のために一般に使われるベントナイト泥水は、上記と同
様な理由から対象外の地下水を混入させる可能性が高い
ため使用されることが少ない。

【０００６】本発明はかかる実情に鑑み、現位置の地下
水を正確にしかも簡易に採取し、同時に土壌も採取可能
な土壌および地下水同時サンプリング装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による土壌および
地下水同時サンプリング装置は、相互にスライド可能に
嵌合するインナパイプおよびアウタパイプと、インナパ
イプおよびアウタパイプのそれぞれ内孔により構成され
るとともに、これらのパイプのスライド量に応じて容積
変化する吸引室と、アウタパイプの先端で開閉可能に形
成されるとともに、前記吸引室と連通する取込口と、を
備え、前記インナパイプおよびアウタパイプのスライド
によって地中にて前記取込口を開口させ、前記吸引室内
に地下水を導入するようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の土壌および地下水同時サン
プリング装置において、インナパイプ外周面とアウタパ
イプ内周面の間に前記吸引室および前記取込口を連通さ
せる地下水導入路を形成し、この地下水導入路を介して
吸い上げられた地下水が前記インナパイプの上端から前
記吸引室に供給されるようにしたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の土壌および地下水同時サン
プリング装置において、前記インナパイプの上端に位置
する前記吸引室内に地下水保持手段を備え、前記吸引室
内に導入された地下水を保持することを特徴とする。

【００１０】また、本発明の土壌および地下水同時サン
プリング装置において、前記地下水保持手段は、吸水性
を有する伸縮自在な弾性体でなることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の土壌および地下水同時サン
プリング装置において、前記インナパイプの先端に移動
栓を備え、土中への打込みによって前記移動栓がインナ
パイプ内を移動するようにしたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の土壌および地下水同時サン
プリング装置において、前記インナパイプの先端にコー
ン状栓を固着したことを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、打込式による採取である
ため対象外の地下水の浸入を免れることができる。ベン
トナイト泥水の使用は、ボーリング孔孔底からの孔内水
の浸入を少なくすることができる上、孔内のスライム除
去も可能となる。現位置の地下水を正確にしかも簡易に
採取することができ、同時に土壌も採取することができ
るため作業能率が高くなる。地下水の採取頻度を高め、
多くの有効な分析結果が得られるので精度の高い調査を
行なうことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明によ
る土壌および地下水同時サンプリング装置の好適な実施
の形態を説明する。図１は、本発明に係る土壌および地
下水サンプリング装置（以下、「ＳＷサンプラー」とい
う）の構成例を示している。図１において、１１はＳＷ
サンプラー１０を土中に貫入し易くするための先端シュ
ー、１２は先端シュー１１が先端部に螺合された好適に
はステンレス鋼製のインナパイプ、１３はインナパイプ
１２とスライド可能に嵌合し、図示した収縮状態からイ
ンナパイプ１２が伸長するようにした好適にはステンレ
ス鋼製のアウタパイプである。

【００１５】先端シュー１１はインナパイプ１２から取
外し可能であり、図示のように先細のテーパ状に形成さ
れている。インナパイプ１２の途中には斜め段部１２ａ
を有し、この斜め段部１２ａで土中に貫入する際の打撃
を受け止めるようにする。先端シュー１１にはＯリング
１５を２段に取り付けた移動栓１４が嵌め込まれる。移
動栓１４は、後述のようにインナパイプ１２およびアウ
タパイプ１３のそれぞれ内孔により構成される吸引室１
６の気密性および液密性を保持しながら、インナパイプ
１２内にスライド可能である。

【００１６】アウタパイプ１３は図１に示されるよう
に、その先端でインナパイプ１２の段部１２ｂに突き当
たるようになっている。この段部１２ｂの至近位置に遮
水用のＯリング１７が装着される。

【００１７】また図１において、１８は地下水保持手段
としての好適にはたとえばスポンジである。なお、スポ
ンジ１８の他に、吸水性を有する伸縮自在な弾性体、た
とえば海綿等を地下水保持手段として用いることができ
る。このスポンジ１８は、インナパイプ１２がアウタパ
イプ１３から伸長したときに該インナパイプ１２上端側
にできる吸引室１６の長さとほぼ同じ長さを有する。１
９はインナパイプ１２の上端に螺合するスポンジ１８の
受け座、２０は吸引室１６を開閉するバルブとしての作
用を有する鋼球、２１はアウタパイプ１３に結合するボ
ーリングロッドである。

【００１８】ここで、インナパイプ１２およびアウタパ
イプ１３をスライドさせることで、つまり図１に示した
アウタパイプ１３のインナパイプ１２の段部１２ｂに対
する突当て状態からアウタパイプ１３を引き上げること
で、段部１２ｂまわりに地下水の取込口が開口するよう
になっている。そして、この取込口と吸引室１６とが地
下水導入路２２によって連通するようになっている。

【００１９】地下水導入路２２は、インナパイプ１２の
外周面とアウタパイプ１３内周面の間に形成される。こ
の例では、インナパイプ１２の外周面にて、Ｏリング１
７の直上から上端までの範囲で長手方向に沿って、たと
えば図２に示されるように４条の凹溝２３が形成され
る。また、凹溝２３にはグラスウールや不織布等でなる
フィルタ２４が装着される。なお、フィルタ２４の目の
粗・密の粗さは、土壌中粒子の大きさに応じて設定する
とよい。

【００２０】さらに図１において、２５はアウタパイプ
１３の大径部１３ａに装着されたドーナッツ状のゴムパ
ッキンである。このパッキン２５は特に、アウタパイプ
１３を引き上げてＳＷサンプラー１０を引き抜くときに
吸引室１６を完全に密閉することができる。

【００２１】ところで、本発明のＳＷサンプラー１０に
は、図３に示したようにインナパイプ１２の先端にコー
ン状栓２６を固着することができる。コーン状栓２６は
好ましくはステンレス鋼製で、図示のように先細になっ
ていて、インナパイプ１２の先端部のネジ部にて先端シ
ュー１１とは選択的に螺着するようになっている。

【００２２】上記構成でなるＳＷサンプラー１０におい
て、土壌あるいは地下水を採取する方法について説明す
る。本発明のＳＷサンプラー１０を使用するサンプリン
グ方法では、第１の打込み工程、第２の引抜き工程およ
び第３の引上げ工程を含む主要３工程で土壌と地下水を
同時に採取することができる構造となっている。これら
第１〜３の工程内容はつぎの通りである。

【００２３】第１工程；ボーリング孔底にＳＷサンプラ
ー１０を建て込み、ボーリングロッド２１を介してモン
ケンでアウタパイプ１３の大径部１３ａまで打ち込む。 第２工程；打込み終了後、ピストンの長さ（インナパイ
プ１２およびアウタパイプ１３のスライドストローク）
の８０％ほど引き抜き、土の透水係数および地下水圧に
応じた時間だけ放置し、その後残りの２０％分を引き抜
く。 第３工程；地下水が充分上昇したことを確認した後、地
上に引き上げ回収する。

【００２４】第１の打込み工程において、サンプリング
を行ないたい位置の土壌１００にボーリング孔２００が
あけられる。この打込み時にはアウタパイプ１３の先端
がインナパイプ１２の段部１２ｂに当接することで、各
パイプ１２，１３は同じ量だけ貫入される。このとき移
動栓１４は、インナパイプ１２のなかに入ってくる土壌
１００によって押し上げられてインナパイプ１２内を移
動する。図４（Ａ）に示すようにアウタパイプ１３の大
径部１３ａが突き当たるボーリング孔２００の孔底に位
置する。また、スポンジ１８は最も収縮した状態にあ
る。

【００２５】第２の引抜き工程において、アウタパイプ
１３のみが引き抜かれる。アウタパイプ１３は図４
（Ｂ）に示すように、大径部１３ａの内孔がインナパイ
プ１２の上端の鍔部に当接するまで引き上げられる。ア
ウタパイプ１３の引抜きをいっきに行わずに、上記のよ
うに段階的に行うことで後述のように吸引室１６による
吸引作用を有効かつ効果的に働かせることができる。

【００２６】アウタパイプ１３の引抜きによりインナパ
イプ１２およびアウタパイプ１３の内孔により構成され
る吸引室１６が拡大するとともに、インナパイプ１２の
段部１２ｂの上部に地下水取込口２７が開口する。この
とき鋼球が吸引室１６の上部を閉塞しているため、吸引
室１６に吸引作用が生じる。また取込口２７付近の地下
水圧とによって、地下水導入路２２を介して地下水が吸
い上げられ、インナパイプ１２の上端から吸引室１６に
供給される。

【００２７】吸引室１６内で予め収縮したスポンジ１８
は、アウタパイプ１３の引抜きと同時に拡張し始め、上
記のように供給される地下水を吸収する。スポンジ１８
に吸収された地下水はスポンジ１８によって保持され
る。

【００２８】第３の引上げ工程において、ＳＷサンプラ
ー１０を地上に引き上げ回収する。スポンジ１８によっ
て保持されている地下水は、アウタパイプ１３を分解し
てスポンジ１８を取り出し、搾り出すことによって採取
することができる。この際、採取された地下水はスポン
ジ１８に含まれているため、転倒しても流れ出してしま
う等の心配は全くない。このようにＳＷサンプラー１０
を打ち込んで、アウタパイプ１３を抜くだけの簡単な作
業で、現位置でのサンプリングを簡単かつ的確に行うこ
とができる。この場合採取した地下水を地下水保持手段
によって確実に保持し、取扱を極めて容易化することが
できる。

【００２９】土壌の採取については、上述のように各パ
イプ貫入の際パイプ１２の先端に遮水のために設置して
いる移動栓１４を押し上げながら入ってくる。対象外の
水のＳＷサンプラー１０内への混入に関しては、Ｏリン
グ１５を２重に施した遮水移動栓１４とパイプ１２に設
置したＯリング１７によって完全に遮断でき、また引上
げ時にボーリンブ孔２００内の水中を通過する際はゴム
パッキン２５が設置されているため完全に遮断すること
ができる。

【００３０】上記のように地下水と土壌を同時に採取す
ることができるが、特に地下水のみを採取したい場合に
はコーン状栓２６を用いるとよい。このコーン状栓２６
はインナパイプ１２の先端部のネジ部に簡単に螺着し、
その先端を塞ぐことでパイプ貫入の際インナパイプ１２
の先端から土壌が入ってくるのを規制する。これにより
アウタパイプ１３の引抜きによって地下水のみを採取す
ることができる。

【００３１】なお、コーン状栓２６を使用する場合には
必ずしもスポンジ１８を使用しないでもよい。つまりこ
の場合、地下水導入路２２を介して吸い上げられ、イン
ナパイプ１２の上端から吸引室１６に供給された地下水
は、インナパイプ１２内の底部に溜めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
の種のサンプリング装置おいて現位置の地下水を正確に
しかも簡易に採取することができ、同時に土壌も採取す
ることができれるため作業能率が高くなる。地下水の採
取頻度を高め、多くの有効な分析結果が得られるので精
度の高い調査を行なうことができる等の利点を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における土壌および地下水同
時サンプリング装置の構成例を示す断面図である。

【図２】本発明に係る地下水導入路まわりを示す図１に
おけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】本発明に係るコーン状栓まわりを示す断面図で
ある。

【図４】本発明の実施形態における土中への打込み終了
状態とピストン長引抜き状態を示すそれぞれ断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ ＳＷサンプラー １１ 先端シュー １２ インナパイプ １３ アウタパイプ １４ 移動栓 １５，１７ Ｏリング １６ 吸引室 １８ スポンジ １９ 受け座 ２０ 鋼球 ２１ ボーリングロッド ２２ 地下水導入路 ２３ 凹溝 ２４ フィルタ ２５ ゴムパッキン ２６ コーン状栓

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互にスライド可能に嵌合するインナパ
   イプおよびアウタパイプと、 インナパイプおよびアウタパイプのそれぞれ内孔により
   構成されるとともに、これらのパイプのスライド量に応
   じて容積変化する吸引室と、 アウタパイプの先端で開閉可能に形成されるとともに、
   前記吸引室と連通する取込口と、を備え、 前記インナパイプおよびアウタパイプのスライドによっ
   て地中にて前記取込口を開口させ、前記吸引室内に地下
   水を導入するようにしたことを特徴とする土壌および地
   下水同時サンプリング装置。
2. 【請求項２】 インナパイプ外周面とアウタパイプ内周
   面の間に前記吸引室および前記取込口を連通させる地下
   水導入路を形成し、この地下水導入路を介して吸い上げ
   られた地下水が前記インナパイプの上端から前記吸引室
   に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載の土壌および地下水同時サンプリング装置。
3. 【請求項３】 前記インナパイプの上端に位置する前記
   吸引室内に地下水保持手段を備え、前記吸引室内に導入
   された地下水を保持することを特徴とする請求項１また
   は２に記載の土壌および地下水同時サンプリング装置。
4. 【請求項４】 前記地下水保持手段は、吸水性を有する
   伸縮自在な弾性体でなることを特徴とする請求項３に記
   載の土壌および地下水同時サンプリング装置。
5. 【請求項５】 前記インナパイプの先端に移動栓を備
   え、土中への打込みによって前記移動栓がインナパイプ
   内を移動するようにしたことを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか１項に記載の土壌および地下水同時サンプリ
   ング装置。
6. 【請求項６】 前記インナパイプの先端にコーン状栓を
   固着したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
   に記載の土壌および地下水同時サンプリング装置。