JP2000186336A - 地下水環境保全工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下水系の自然流下の迂回形式において、地
下水系の水量を保全すると共に、水質の悪化を防止し、
さらに、積極的に水質を向上させることの可能な地下水
環境保全工法を提供する。 【解決手段】 上流側の地下水浄化井戸１４ａでは活性
炭を混入した砕石部１７ａを通じて地下水が集められ、
活性炭によって有害物質を吸着除去された地下水が、通
水管１６から地下構造物２５の工事区間１５の地底の連
結管２６を通って下流側の井戸１４ｂへ導かれ、砕石部
１７ｂから下流側地盤１３ｂ中に拡散される。この地下
水浄化手段の設置は、下流側井戸１４ｂでも、連結管２
６でも、通水管１６でもよい。これにより、地下構造物
の両側間で地下水系の自由流通を維持でき、同時に、地
下水の浄化を容易にかつ低コストで実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下水環境保全工
法に係り、特に、地下水の流動保全対策時に、地下水の
浄化を行うことにより、地下水系の悪化を防止し、環境
保全に好適な地下水環境保全工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大規模な地下空間建設にあたって
は、建設時はもとより、完成後も、地下水系の量や質を
共に保全し、周辺環境に影響を与えないような配慮が必
要である。例えば、道路や鉄道等の線状地下構造物の建
設によって、地下水の流動が阻害され、広域にわたる井
戸枯れや地盤沈下等の被害が生じている。

【０００３】その対策として、上流側の地下水を集水井
で集め、連結管を経由して、下流側の復水井から還元さ
せる地下水流動保全のための通水施設が設けられてい
る。このような施設を、地下水系の迂回形式における通
水施設と称している。例として、特開平６−４９８３９
号公報、特開平１０−１６８８７２号公報等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
大規模地下構造物の施工にあっては、以下のような課題
があった。 地下水系の水量を工事前の状態に回復させることを
目的としており、積極的に地下水系の水質を浄化するも
のではなかった。

【０００５】 地下水系の水質浄化には、かなり大が
かりな設備が予想され、現実には実施されていない。 地下水汚染問題が顕在化していないため、水質浄化
に対する意識が薄く、また、事前に的確な汚染調査が不
可欠であるが、浄化対策に関して技術的に確立されてい
なかった。

【０００６】本発明の目的は、地下水系の自然流下の迂
回形式において、地下水系の水量を保全すると共に、水
質の悪化を防止し、さらに、積極的に水質を向上させる
ことの可能な地下水環境保全工法を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の地下水環境保全工法は、大規模線状地下構
造物などの建設によって遮断される地下水系を、水量の
保全ばかりでなく、自然流下の迂回形式に水質浄化手段
を設けることにより、簡単な構造で、水質を向上させる
ことのできる一石二鳥の地下水環境保全工法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態を示
し、地下水浄化井戸を設備した通水施設の縦断面図であ
る。図に示すように、上流側の地盤１３ａの地下水は、
井戸１４ａの砕石部１７ａを通じて集められ、通水管１
６から地下構造物２５の工事区間１５の地底の連結管２
６を通って下流側の井戸１４ｂへ導かれ、砕石部１７ｂ
から下流側地盤１３ｂ中に拡散される。

【０００９】そのため、工事区間１５を挟んだ両側の地
盤１３ａと地盤１３ｂの地下水位は同じレベルとなり、
地下水系の自由流通を維持できる。本実施形態では、こ
の井戸１４ａもしくは１４ｂが、地下水浄化井戸となっ
ている。

【００１０】図２および図３は、本発明における地下水
浄化井戸の一例を示す平面図である。図に示すように、
柱列式連続地中壁（止水壁）１０は、応力負担材（Ｈ
鋼）１１を挿入した、例えば直径８００ｍｍ程度の円形
のソイルセメント柱１２を、地中に順次連続に設置して
止水壁を築造する。

【００１１】止水壁１０の地下水浄化井戸１４を設置す
る設置部には、２つのＨ鋼のフランジに特殊応力負担材
（遮水鋼板）２１を一体化させながら挿入し、強度を保
持しながら止水壁１０の厚みの中に地下水浄化井戸１４
を含めるようにして設置している。こうして、止水壁１
０で囲まれた内部の地盤を開削し、地下構造物等の工事
を行う。本工法は、連続地中壁外部に敷地の余裕がない
場合にきわめて有効である。

【００１２】本例では、この上流側または下流側のいず
れか一方もしくは双方に、地下水浄化作用のある活性炭
と砕石とを混入した地下水浄化井戸１４を設置し、上流
側および下流側の井戸１４間を連結管２６で連絡し、地
下水の自然流下を維持しながら、活性炭の吸着作用によ
り汚染物質や有害物質を除去し、地下水を浄化するよう
にした。この地下水浄化手段の設置は、連結管２６で
も、通水管１６でもよいことはもちろんである。

【００１３】さらに、本例では、図３に示すように、メ
インの地下水浄化井戸１４に、いくつかの（図では２個
の）サブの井戸である砕石ドレーン２２、２３をラップ
させて設置することができる。なお、砕石ドレーン２
２、２３には活性炭を混入してもしなくてもよい。

【００１４】こうすることにより、図中矢印で示すよう
に、地盤に対する集水面積が拡大し、地下水の効率的な
流通が可能になる。また、そのために通水ルートの設置
間隔を大きくとることができ、地下水の浄化を効率的に
行える。

【００１５】図４は、地下水浄化井戸の別の例を示す平
面図である。本例は、メインの井戸１４の中心部に通水
性のあるスクリーン管２４を設けたものである。ケーシ
ング内部の掘削土砂を除去した後、中心部に設けたスク
リーン管２４の外部に、活性炭と砕石１７を充填し、ケ
ーシングを引き抜くことにより、中心部に鉛直な空洞の
ある井戸ができる。

【００１６】本工法によれば、スクリーン管内の空洞内
の地下水を排出することにより、空洞内へ流入する地下
水の流入圧によって、スクリーンや砕石間の目づまりを
洗浄することができるとともに、大量の地下水を流通さ
せて浄化することが可能となる。

【００１７】以上の例では、鉛直方向の井戸に地下水浄
化機能を持たせているが、本発明はこれに限定されるも
のではない。以下に説明するように、上流側および下流
側を連結する連結管２６に地下水浄化機能を付加するこ
ともできる。

【００１８】図５は、連結管２６に設置する活性炭浄化
カートリッジ３０の一例を示す図である。端面に導水口
を設けた円筒状ケーシングに、円板状に成形した活性炭
素子３１を数枚（図では２枚）固定したカートリッジ３
０を、連結管２６の収納部に設置する。

【００１９】成形した活性炭素子３１は、通水性を阻害
しない程度に多孔質にし、目的物質の濃度によって枚数
を調整する。また、圧力損失が問題となる場合は、ブー
スターファン３２等を設置して圧力を補う。

【００２０】なお、ブースターファン等で圧力損失を補
うことを前提にすれば、粒状活性炭やシート状に成形し
た活性炭フィルタ３３を連結管に設置して、これに地下
水を通過させて浄化することも可能になる。

【００２１】カートリッジ３０やフィルタ３３を個別
に、あるいは併用して用いることは、どちらでも可能で
ある。また、活性炭と同様のかたちで、零価鉄、キレー
ト樹脂、ゼオライトなども活用できる。

【００２２】以上の説明では、地下水を浄化する手段と
して、活性炭を例にして説明したが、地下水浄化物質あ
るいは地下水浄化手段としては、以下のようなものがあ
る。表１は、地下水中の有害物質と、その有害物質を浄
化する各手段の有効性を表したものである。

【００２３】

【表１】

【００２４】地下水の浄化手段としては、活性炭、ゼオ
ライト、零価の鉄、イオン交換樹脂、キレート樹脂、光
触媒などがある。このうち、本発明に好適に採用される
ものは、以下のとおりである。

【００２５】 活性炭；水処理に用いられる粒状活性
炭は、石炭、椰子殻、木材、鋸屑、石油ピッチなどを原
料としたものが主である。その表面積は、１０００ｍ²
／ｇ以上にも達し、微細な穴が多数あいており、粒子内
へ拡散して有害物質を吸着し浄化を行う。

【００２６】 ゼオライト；世界各国で天然に産出さ
れ、また、合成も行われている。表面に無数の穴を持つ
多孔質の岩石で、結晶性のアルミ珪酸塩として定義され
る。吸着能およびイオン交換能を有し、有害物質を吸着
除去する。

【００２７】 零価の鉄；零価の鉄粉を含んだ反応材
に汚染物質を通過させ、有害物質を酸化還元反応により
分離・固定し除去する。

【００２８】 イオン交換樹脂；水中に溶解している
金属イオンを、イオン交換樹脂と化学的に反応させて、
有害物質を吸着除去する。

【００２９】 キレート樹脂；イオン交換基の代わり
に、金属イオンとキレートを形成し、特に重金属を吸着
除去する。

【００３０】以上の浄化手段が対象とする地下水中の有
害物質としては、重金属等、有機塩素化合物等、石油系
物質、農薬、その他がある。有害な重金属としては、カ
ドミウム、金シアン、鉛、六価クロム、砒素、水銀、ア
ルキル水銀、ＰＣＢ、セレン、銅等がある。

【００３１】また、有機塩素化合物としては、ジクロロ
メタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、ジクロロエチレ
ン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラク
ロロエチレン等がある。石油系物質としては、ベンゼン
がある。農薬としては、有機燐、ジクロロプロペン、チ
ウラム、シマジン、チオベンカルブ等がある。

【００３２】その他の有害物質としては、亜鉛、沸素化
合物、ベリリウム、クロム、ニッケル、バナジウム、溶
解性鉄、溶解性マンガン等がある。そのほか、ＢＯＤ、
ＣＯＤ、ＳＳ、フェノール類、大腸菌などの一般細菌、
燐、硝酸性・亜硝酸性窒素、陰イオン界面活性剤等があ
る。

【００３３】以上説明したように、上述の実施形態によ
れば、地下水流動阻害という環境保全上のマイナス要因
であった大規模線状地下構造物の建設を、通水施設に水
質浄化機能を付加することにより、地下水の浄化という
プラス要因に変換できる。このため、環境保全工法とし
ての質が高まる。

【００３４】一般に、地下水の浄化は分散している地下
水を集めるための遮水壁や井戸などを必要とするが、通
水施設を利用することにより、その必要がない。そのた
め、浄化装置のみの費用で広域にわたる低レベルな汚染
地下水の浄化が図れ、経済的である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、地下水系の自然流下の
迂回形式において、地下水系の水量を保全すると共に、
水質の悪化を防止し、さらに、積極的に水質を向上させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明するための縦断面図
である。

【図２】本発明における地下水浄化井戸の一例を示す平
面図である。

【図３】本発明における地下水浄化井戸の他の例を示す
平面図である。

【図４】本発明における地下水浄化井戸のさらに他の例
を示す平面図である。

【図５】本発明における地下水浄化手段の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１０ 柱列式連続地中壁（止水壁） １１ 応力負担材（Ｈ鋼） １２ ソイルセメント柱 １３、１３ａ、１３ｂ 地盤 １４、１４ａ、１４ｂ 井戸（砕石ドレーン） １５ 開削部 １６ 通水管 １７、１７ａ、１７ｂ 砕石（砕石部） ２０ 袖壁 ２１ 特殊応力負担材 ２２、２３ サブの井戸 ２４ スクリーン管 ２５ 地下構造物 ２６ 連結管 ３０ 活性炭浄化カートリッジ ３１ 活性炭素子 ３２ ブースターファン ３３ 活性炭フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390036467 成幸工業株式会社 大阪府大阪市西区阿波座１丁目13番13号 (72)発明者 坂本 佳一 東京都千代田区一番町31番地 株式会社錢 高組東京本社内 (72)発明者 松田 義則 東京都目黒区中目黒一丁目10番21号 八千 代エンジニヤリング 株式会社内 (72)発明者 中澤 芳寛 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 日 亜鋼業 株式会社内 (72)発明者 有門 和広 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 日 亜鋼業 株式会社内 (72)発明者 國藤 ▲とし▼光 大阪府大阪市阿波座一丁目13番13号 成幸 工業 株式会社内 (72)発明者 林 清史 東京都千代田区岩本町三丁目１番２号 成 幸工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D049 EA01 EA15 GB05 GC11 GE03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下構造物による地下水系の迂回形式に
   おける通水施設に、地下水の浄化手段を設置することを
   特徴とする地下水環境保全工法。
2. 【請求項２】 地下構造物によって遮断された地下水の
   上流側および下流側を連絡する通水連絡路に、地下水を
   浄化する地下水浄化手段を設置することを特徴とする地
   下水環境保全工法。
3. 【請求項３】 地中連続壁に地下水を浄化する浄化井戸
   を設置し、前記浄化井戸を介して、前記地中連続壁によ
   って遮断された地下水の上流側および下流側を連絡する
   ことを特徴とする地下水環境保全工法。
4. 【請求項４】 前記浄化井戸内に活性炭等を充填する請
   求項３に記載の地下水環境保全工法。