JP2005336903A - 復水工法に使用する井戸 - Google Patents

Abstract

【課題】復水工法において加圧して注水を行う際に、加圧された注入水が井戸管の外周面に沿って噴発することを防止する。
【解決手段】加圧して注水を行う復水工法に使用する井戸において、地盤Ｇに設けられる孔１内に建て込まれる井戸管２は、水を通さない少なくとも一つの止水部２ａと、水を通す少なくとも一つの通水部２ｂとからなり、前記止水部２ａの外周面に前記井戸管１の径方向に突出するようにしてつば部材３を設け、前記孔１の内壁面と前記止水部２ａの外周面との間に遮水層４を形成するともに、前記孔１の内壁面と前記通水部２ｂの外周面との間に透水層５を形成する。これにより、加圧された注入水が、透水層５から上方への通り道を遮断されて、井戸管２の外周面に沿って地表面に噴発することを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加圧して注水を行う復水工法に使用する井戸に関する。

復水工法は、例えば、揚水に起因した地盤沈下の防止や井戸の枯渇等の周辺地下水環境の保全などを目的として、水を地盤中に注入する工法である。そして、地盤中への注水量の増大を図るために、注入水を積極的に加圧して地盤中に戻す工法がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、この注入水を加圧する復水工法において使用する井戸として、地中に打設される管体としてのケーシング（井戸管）が示されている。このケーシングは、その上側が水を通さない止水部、下側の所定区間が水を通すストレーナ部となっている。また、その上端部が圧力を逃がさないように封止手段により封止されている。
特開平１１−２６９８６１号公報

しかしながら、注入水を加圧するときの圧力が大きい場合には、井戸管に用いられるケーシングの外周面が平らであるため、注入水の一部が地盤中に浸透せずに井戸管の外周面に沿って地表面に噴発してしまうおそれがある。特許文献１において、この問題に対処する技術は開示されていない。

本発明の課題は、復水工法において加圧して注水を行う際に、加圧された注入水が井戸管の外周面に沿って噴発することを防止することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、加圧して注水を行う復水工法に使用する井戸であって、地盤Ｇに設けられた孔１内に井戸管２が建て込まれており、前記井戸管２は、水を通さない少なくとも一つの止水部２ａと、水を通す少なくとも一つの通水部２ｂとからなり、前記止水部２ａの外周面につば部材３が前記井戸管２の径方向に突出するようにして設けられ、前記孔１の内壁面と前記止水部２ａの外周面との間に遮水層４が形成されているとともに、前記孔１の内壁面と前記通水部２ｂの外周面との間に透水層５が形成されていることを特徴とする。

このように、つば部材３が井戸管２の径方向に突出するようにして止水部２ａの外周面に設けられ、遮水層４が地盤Ｇに設けられた孔１の内壁面と井戸管２の止水部２ａの外周面との間に形成されていることにより、加圧された注入水は、通水部２ｂから流出したのち透水層５から上方への通り道が遮断される。したがって、注入水が井戸管２の外周面に沿って地表面に噴発することを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１に記載の復水工法に使用する井戸において、前記遮水層４は、前記孔１の内壁面と前記止水部２ａの外周面との間に固化材を充填することによって形成され、前記透水層５は、前記固化材が浸透しない材料を前記孔１の内壁面と前記通水部２ｂの外周面との間に充填することによって形成されていることを特徴とする。

このように、透水層５を形成する材料として、その上方に遮水層４を形成する材料である固化材が浸透しないものを用いることにより、固化材が透水層５に浸透して固化することを防止し、井戸管２の通水部２ｂを閉塞することを防止することができる。

ここで、固化材としては、例えばセメントミルク、モルタル、コンクリート等が挙げられる。

また、この固化材が浸透しない材料としては、砂、ゲル化する薬液、発泡性コンクリート、樹脂等が挙げられる。砂は、従来井戸の透水層の材料として用いられている砂利に比べ、その間隙が小さく、固化材の浸透が極めて少なく、浸透したとしてもその表層のみに留まる。また、ゲル化する薬液、発泡性コンクリート、樹脂等は、それ自体が透水性を有するものではないが、注入水の圧力によりひび割れ等が生じる強度のものを用いることにより、注水の開始とともに透水性を付与できるものである。

請求項３に記載の発明は、例えば図３に示すように、請求項１または２に記載の復水工法に使用する井戸において、前記透水層５は、予め透水性部材６が前記通水部２ｂの外周面に取り付けられてなることを特徴とする。

このように、予め、透水性部材６を井戸管２の通水部２ｂの外周面に取り付けておくことにより、孔１の内壁面とつば部材３の外方端部との隙間から透水層５を形成する材料を投入して充填する必要がなく、透水層５を通水部２ｂの周囲に確実に形成することができる。

ここで、透水性部材６は、例えば、砂利や、前記固化材が浸透しない材料等からなるもので、これを取り付けた井戸管２を孔１内に建て込むときに支障とならない大きさのものであり、孔１の径より僅かに小さい径のものが好ましい。

請求項４に記載の発明は、例えば図４に示すように、請求項１に記載の復水工法に使用する井戸において、前記つば部材３は、前記止水部２ａの下端付近の外周面に設けられており、前記遮水層４は、前記孔１の内壁面と前記止水部２ａの外周面との間に固化材を充填することによって形成され、前記透水層５は、つば部材３によって固化材がせき止められて、つば部材３の下方に空間としてなることを特徴とする。

このように、井戸管２の止水部２ａの下端付近に設けられたつば部材３が、その上方に充填される固化材をせき止めることにより、その下方に空間７である透水層５が形成される。したがって、固化材が井戸管２の通水部２ｂを閉塞するのを防止することができる。

このとき、固化材を効果的にせき止めるために、つば部材３は孔１の径より僅かに小さい径の円環状に形成されていることが好ましく、固化材はその投入充填に支障がでない範囲で粘性の大きなものが好ましい。

請求項５に記載の発明は、例えば図５に示すように、請求項４に記載の復水工法に使用する井戸において、つば部材３と固化材との間に設けられた水膨張性材料８を備えていることを特徴とする。

このように、つば部材３の上に水膨張性材料８を備え、この水膨張性材料８の上に固化材が充填されることにより、水を吸収して膨張した水膨張性材料８が孔１の内壁面とつば部材３の外方端部との間の隙間を塞ぐこととなる。これにより、固化材が井戸管２の通水部２ｂを閉塞するのをより確実に防止することができる。

ここで、水膨張性材料８としては、例えば、ベントナイト等が考えられる。

本発明によれば、加圧して注水する復水工法に使用する井戸において、井戸管の止水部の外周面に井戸管の径方向に突出するようにしてつば部材が設けられ、地盤に設けられた孔の内壁面と止水部の外周面との間に遮水層が形成されているとともに、孔の内壁面と通水部の外周面との間に透水層が形成されているので、加圧された注入水は、透水層から上方への通り道を遮断されて、井戸管の外周面に沿って地表面に噴発することが防止される。

そして、透水層を形成する材料を、その上方に充填される固化材が浸透しない材料とすることによって、この固化材の透水層への浸透固化を防止し、井戸管の通水部の閉塞を防止することができる。

また、予め透水性部材を井戸管の通水部の外周面に取り付けることによって、孔の外周面とつば部材の外方端部との隙間から透水層を形成する材料を投入して充填する必要がなく、透水層を通水部の周囲に確実に形成することができる。

また、つば部材が、井戸管の止水部の下端付近に設けられて、その上方に充填される固化材をせき止めて、その下方に空間である透水層が形成されることによって、固化材が井戸管の通水部を閉塞するのを防止することができる。さらに、つば部材と充填される固化材との間に水膨張性材料が充填されて、水を吸収して膨張した水膨張性材料が孔の内壁面とつば部材の外方端部との間の隙間を塞ぐことによって、井戸管の通水部を閉塞するのをより確実に防止することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態である、復水工法に使用する井戸を示す概要図である。井戸は、地盤Ｇを掘削して設けられた孔１内に井戸管２を建て込むことによって設けられる。

井戸管２は、鋼管等の管体であり、その上側が水を通さない止水部２ａと、下側の所定区間が水を通す通水部２ｂとからなる。止水部２ａには外周面の２箇所につば部材３が井戸管２の径方向に突出するようにして設けられ、通水部２ｂの所定区間には複数の通水孔が形成されている。

そして、孔１の内壁面と井戸管２の止水部２ａの外周面との間には遮水層４が形成され、孔１の内壁面と井戸管２の通水部２ｂの外周面との間には透水層５が形成されている。加圧された注入水は、井戸管２の通水部２ｂの通水孔から透水層５へ流出し、地盤Ｇ中に浸透するようになっている。

つば部材３は、鋼製の円環状の板材であり、つば部材３の内周端部が井戸管２の止水部２ａの外周面に溶接等によって接合されている。

透水層５は、透水性を有する材料を、孔１の内壁面と井戸管２の止水部２ａに設けられたつば部材３の外方端部との隙間から投入して、孔１の内壁面と井戸管２の通水部２ｂの外周面との間に充填して形成される。一方、遮水層４は、この透水層５の上に、セメントミルク等の固化材を孔１の内壁面と井戸管２の止水部２ａの外周面との間に充填して形成される。

つば部材３は、その周囲をセメントミルク等で固められ、遮水層４の中に埋設された状態となる。加圧された注入水は、通水部２ｂから流出したのち透水層５から上方への通り道が遮断され、注入水が井戸管２の止水部２ａの外周面に沿って地表面に噴発するのを防止する。

透水層５を形成する材料としては、従来から用いられていた砂利があるが、図２に示すように、セメントミルク等が浸透しない材料である砂やゲル化する薬液が好ましい。砂は、砂利に比べ、その間隙が小さく、セメントミルク等の浸透は極めて小さく、浸透したとしてもその表層のみに留まる。また、ゲル化する薬液は、注入水の圧力によりひび割れ等が生じる強度のものを用いることにより、注水の開始とともに透水性を有するものである。

また、砂利は、孔１の内壁面とつば部材３の外方端部との隙間が狭いときには詰まってしまい、通水部２ｂの周囲に十分に投入して充填されないおそれがあるが、砂やゲル化する薬液であれば、孔１の内壁面とつば部材３の外方端部との隙間に詰まって塞ぐおそれはなく、通水部２ｂの周囲に確実に透水層５を形成することができる。

さらに、図３に示すように、予め、透水性部材６を井戸管２の通水部２ｂの外周面に取り付けておくこともできる。これにより、孔１の外周面とつば部材３の外方端部との隙間から透水層５を形成する材料を投入する作業がなくなり、透水層５を通水部２ｂの周囲に確実に形成することができる。

透水性部材６の材料としては、砂利、砂、ゲル化した薬液等がある。これらの材料を井戸管２の通水部２ｂの外周面に取り付ける方法としては、例えば、砂利や砂であれば、それらがこぼれ落ちないように一つのまたは複数の籠、袋等に入れ、通水部２ｂの外周面に取り付ければよい。ゲル化した薬液であれば、孔１の径よりも僅かに小さい内径の円筒状に組み立てられた型枠内に、通水孔をテープ等で閉塞された井戸管２の通水部２ｂを配置し、ゲル化する薬液を投入して固化させ、薬液が固化したのち型枠を取り外しテープ等を除去すればよい。この場合、ゲル化した薬液の強度は、井戸管２を吊り下げた際に、分離して落下しない程度であればよい。

このとき、予め取り付けられた透水性部材６の径は、孔１内に井戸管２を建て込むために、孔１径よりも僅かに小さくする必要がある。そうすると、孔１の内壁面と取り付けられた透水性材料の外周面との間には僅かな隙間９が生じる。その隙間９にセメントミルク等が浸入するおそれがあるが、もし浸入して固化したとしても、その固化部分は薄く形成されているため、注入水の加圧により亀裂が生じ、透水層５の透水性が損なわれることはない。

また、図４に示すように、つば部材３の一つを、孔１の径よりも僅かに小さい径の円環状のものとし、井戸管２の止水部２ａの下端付近に設けて、固化材をこのつば部材３によってせき止めることができる。固化材はその投入充填に支障がない範囲で粘性の大きなものが好ましい。

さらに、図５に示すように、つば部材３の上にベントナイト等の水膨張性材料８を充填し、この水膨張性材料８の上にセメントミルク等を充填すれば、水を吸収して膨張した水膨張性材料８が孔１の内壁面とつば部材３の外方端部との間の隙間を塞ぐこととなる。これにより、井戸管２の通水部２ｂを閉塞するのをより確実に防止することができる。

上記のように、つば部材３を井戸管２の止水部２ａの下端付近に設けて固化材をせき止める場合には、つば部材３の下方には空間７が形成され、これが透水層５となる。

なお、以上の実施の形態においては、つば部材３を円環状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばその外形が円に近い多角形でも良い。また、つば部材３の設置箇所数も適宜に変更可能であり、その設置位置も、止水部２ａの下端付近で固化材をせき止める場合を除き、適宜に変更可能である。また、止水部２ａ、通水部２ｂをそれぞれ一つとして、これに対応する遮水層４、透水層５をそれぞれ一層としているが、地盤状況に応じて、止水部、通水部を複数として、これらに対応する遮水層、透水層を複数層とすることが可能である。また、井戸管の通水部の所定区間に複数の通水孔を設けているが、これらの通水孔を設けることなく、井戸管の下端から注水する構造とすることもできる。この場合、注入水は、孔底の地盤に浸透するとともに、孔底の地盤を通って透水層へ流出して孔の内壁面からも地盤に浸透する。その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した一実施の形態である復水工法に使用する井戸を示す概要図である。 同、井戸の底部を示す概要図である。 他の実施例の井戸の底部を示す概要図である。 さらに、他の実施例の井戸の底部を示す概要図である。 さらに、他の実施例の井戸の底部を示す概要図である。

符号の説明

１ 孔
２ 井戸管
２ａ 止水部
２ｂ 通水部
３ つば部材
４ 遮水層
５ 透水層
６ 透水性部材（透水層）
７ 空間（透水層）
８ 水膨張性材料（遮水層）
Ｇ 地盤

Claims (5)

1. 加圧して注水を行う復水工法に使用する井戸であって、
   地盤に設けられた孔内に井戸管が建て込まれており、
   前記井戸管は、水を通さない少なくとも一つの止水部と、水を通す少なくとも一つの通水部とからなり、
   前記止水部の外周面につば部材が前記井戸管の径方向に突出するようにして設けられ、
   前記孔の内壁面と前記止水部の外周面との間に遮水層が形成されているとともに、
   前記孔の内壁面と前記通水部の外周面との間に透水層が形成されていることを特徴とする復水工法に使用する井戸。
2. 前記遮水層は、前記孔の内壁面と前記止水部の外周面との間に固化材を充填することによって形成され、
   前記透水層は、前記固化材が浸透しない材料を前記孔の内壁面と前記通水部の外周面との間に充填することによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の復水工法に使用する井戸。
3. 前記透水層は、予め透水性部材が前記通水部の外周面に取り付けられてなることを特徴とする請求項１または２に記載の復水工法に使用する井戸。
4. 前記つば部材は、前記止水部の下端付近の外周面に設けられており、
   前記遮水層は、前記孔の内壁面と前記止水部の外周面との間に固化材を充填することによって形成され、
   前記透水層は、つば部材によって固化材がせき止められて、つば部材の下方に空間としてなることを特徴とする請求項１に記載の復水工法に使用する井戸。
5. 前記遮水層は、つば部材と固化材との間に設けられた水膨張性材料を備えていることを特徴とする請求項４に記載の復水工法に使用する井戸。

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