JP2010138641A - 常用井戸及び常用井戸の構築方法 - Google Patents

常用井戸及び常用井戸の構築方法 Download PDF

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Abstract

【課題】水抜きのために構築された工事用井戸を長期間にわたって使用可能にする常用井戸及びその構築方法を提供する。
【解決手段】常用井戸1は、その孔8内に設置され、内方に地下水を集水可能な筒状の外管9と、外管9内の地下水を地上に揚水するために外管9内に設置される内管10と、外管9と内管10との間に形成される隙間に設けられる封止部材11と、地下水を揚水するための揚水ポンプ12とを備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、開削工法にて地盤を掘削する際に、水抜きのために構築された工事用井戸を工事終了後に常用井戸として利用する方法に関する。
従来より、開削工法にて地盤を掘削する際、水抜きのために工事用井戸を構築して地下水を揚水し、地下水位を低下させることが行われている。
例えば、特許文献1には、下端部にストレーナを有するケーシング管を工事用井戸内に設置し、このストレーナを介してケーシング管内に集水された地下水を揚水ポンプで揚水して地盤内の地下水を低下させる方法が開示されている。
特開2003−268759号公報
ところが、特許文献1に記載の工事用井戸は、ケーシング管として鋼管を用いるので、工事期間中は使用できるものの、すぐに錆が発生して腐食がすすむため、工事終了後に常用井戸として使用することができないという問題点があった。
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、水抜きのために構築された工事用井戸を長期間にわたって使用可能にする常用井戸及びその構築方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明の常用井戸は、地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸であって、耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、耐食性を有し、前記外管内に設置されて地下水を内方に集水可能な筒状の内管と、前記外管と前記内管との間に形成される隙間に設けられ、当該隙間内の空気の上下移動を阻止する封止部材と、前記内管内の地下水を揚水するためのポンプとを備えることを特徴とする。
本発明の常用井戸によれば、耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、外管内に設置されて地下水を内方に集水可能であるとともに、耐食性を有する筒状の内管とを備えているので、錆等の腐食が生じない。したがって、常用井戸を長期間使用することができる。
また、外管と内管との間の隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材を備えているので、地下水が空気に触れない。したがって、地下水中の鉄分が酸化したり、微生物の生態に悪影響を与えることがない。
さらに、内管内の地下水を揚水するためのポンプを備えているので、地下水を適宜揚水することができる。
また、本発明において、前記内管及び前記封止部材は、前記外管内に挿脱可能であることとすれば、内管及び封止部材を引き抜いて外管内を清掃することができる。したがって、メンテナンスを確実に行うことができるので、長期間にわたって常用井戸を使用することができる。
また、本発明において、前記ポンプは、前記内管内に設置されることとすれば、効率良く地下水を揚水することができる。
さらに、本発明において、前記孔は、前記地下構築物の構築予定箇所の周辺に設けられ、当該構築予定箇所への地下水及び土砂の流入を防止するための土留め壁内に設けられていることとしてよい。このようにすれば、地下構築物を構築するにあたり、地下水位を低下させる目的で土留め壁内に構築した孔をそのまま利用することができる。
また、本発明の常用井戸の構築方法は、地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸の構築方法において、
耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成されて、地下水を内方に集水可能な外管を、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置する外管設置工程と、耐食性を有し、地下水を内方に集水可能な筒状の内管を前記外管内に設置する内管設置工程と、前記外管と前記内管との間に形成される隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材を当該隙間に設置する封止部材設置工程と、前記内管内の地下水を揚水するためのポンプを設置するポンプ設置工程とを備えることを特徴とする。
本発明の常用井戸の構築方法によれば、地下構築物を構築するにあたり、地下水位を低下させる目的で構築した孔をそのまま利用することができる。
また、耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、外管内に設置されて地下水を内方に集水可能であるとともに、耐食性を有する筒状の内管とを備えているので、錆等の腐食が生じない。したがって、常用井戸を長期間使用することができる。
本発明によれば、水抜きのために構築された工事用井戸を常用井戸として使用することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では土留め壁であるソイルセメント柱列壁内に常用井戸を構築する場合について説明するが、本発明は、常用井戸をRC等の土留め壁内に設置する場合も適用することができる。
図1及び図2は、本発明の第一実施形態に係る常用井戸1をソイルセメント柱列壁2内に設置した状態を示す斜視図及び縦断面図である。
図1及び図2に示すように、ソイルセメント柱列壁2は、地下構築物3(図示しない)を構築するために開削工法にて掘削される掘削予定箇所4の周辺を取り囲むように構築され、その下端は地表層5を貫通して不透水層である粘土層6の上部に到達するように設置される。
ソイルセメント柱列壁2内には、掘削予定箇所4に地下構築物3を構築するにあたり工事用井戸として削孔された孔8が存在する。この孔8は、ソイルセメント柱列壁2を深さ方向に貫通して、砂層7の下端に到達している。
常用井戸1は、その孔8内に設置され、内方に地下水を集水可能な筒状の外管9と、外管9内の地下水を地上に揚水するために外管9内に設置される内管10と、外管9と内管10との間に形成される隙間に設けられる封止部材11と、地下水を揚水するための揚水ポンプ12とを備えている。
揚水された地下水は、構築後の地下構築物3内にて様々な用途に使用される。
外管9は、孔8の内周面に接するとともに、ソイルセメント柱列壁2を深さ方向に貫通して、その下端がソイルセメント柱列壁2の下端から突出し、孔8の底に到達するように設置されている。
ソイルセメント柱列壁2の下方の外管9の下端部周辺には、地下水を通過させるための砂が充填されたフィルター部13と、このフィルター部13の上側に設けられ、このフィルター部13を通過した地下水が上方へ移動することを防止するためのベントナイトが充填されたベントナイト部14とが形成されている。フィルター部13及びベントナイト部14は、それぞれ外管9の周辺の砂層7部分及び粘土層6部分に設けられている。
砂層7部分の外管9には、地下水が管内に流入できるようにスクリーン16が設けられおり、フィルター部13を通過した地下水がこのスクリーン16を介して外管9内に流入する。
外管9は、例えば、ステンレス等の耐食性を有する中空管9aと、鋼管9bとが、例えば、溶接にて接続されてなり、砂層7部分には中空管9aが設置され、ソイルセメント柱列壁2部分及び粘土層6部分には鋼管9b部分が設置される。中空管9aと鋼管9bとの接続位置9cは、地下水が存在しない位置にあればよく、本実施形態においては、砂層7の下端よりも深度の浅い、粘土層6のほぼ中央の深度位置に接続位置9cを設けた。中空管9aを孔底側の地下水に接触する部分に配置しても錆等の腐食が生じず、また、鋼管9bの周辺に地下水は存在せず、やはり腐食が生じないので、外管9を長期間使用することができる。
なお、中空管9a及び鋼管9bの長さは、地盤の地質や透水性等の水理状態を調査する水理調査後、この水理調査の結果に基づいて決定される。また、中空管9aと鋼管9bとの接続作業は、地上又は工場で実施される。
外管9は、地震時等にソイルセメント柱列壁2の壁面に対して垂直に作用するせん断荷重に対するせん断耐力を向上させるための構造用部材としての機能も有する。外管9の上端部の周辺には、メンテナンス時に利用するためのマンホール17がソイルセメント柱列壁2内に構築されている。
内管10は、耐食性を有する、例えば、ステンレス管からなり、外管9内に砂層7の下端まで到達するように設置されている。砂層7部分の内管10には、地下水が管内に流入できるようにスクリーン16が設けられおり、外管9内に集水された地下水がこのスクリーン16を介して内管10内に流入する。
上記のように、内管10は、耐食性を有し、錆等の腐食が生じないので、長期間使用することができる。
また、内管10の上端面には、内管10内と外部との空気の出入りを防止するためのキャップ18が取り付けられている。キャップ18の外周下端部及び内管10の内周上端部にはそれぞれねじが切られており、キャップ18は内管10に螺合することにより内管10の上端に取り付けられる。また、キャップ18のねじ部分にはOリング19が取り付けられており、これにより、内管10に取り付けた状態で内管10の内部と外部との空気の移動を阻止することができる。
封止部材11は、内管10の外周と外管9の内周との間に、スクリーン16よりも上側で、かつ、上記接続位置9cよりも下側に設置される。封止部材11は、袋状で伸縮可能なゴム体からなり、この内部に空気又は水等の流体を圧入することにより膨張して、内管10の外周と外管9の内周とに密着する。これにより、隙間内の空気及び地下水の上下移動を阻止することができる。本実施形態においては、封止部材11としてパッカーを用いた。
内管10の内側には、揚水ポンプ12及びこの揚水ポンプ12で揚水された地下水を地上に送給するための揚水用配管20が設置されている。また、地上には、この揚水用配管20に接続され、揚水された地下水を貯水槽22へ送給するための地上用配管21が設置されている。なお、揚水ポンプ12を昇降させる際は、内管10をガイドとして利用する。
地下水は、揚水ポンプ12を稼働させることにより、内管10内の地下水が揚水用配管20、地上用配管21を通過して貯水槽22に供給される。
また、定期点検時には、まず、マンホール17の蓋及び内管10のキャップ18を取り外して、揚水ポンプ12を地上に引き上げる。次に、封止部材11の圧力を抜いて収縮させて地上に引き上げる。その後、内管10も地上に引き上げて、外管9の内部を清掃する。
次に、常用井戸1の他の実施例について説明する。本実施例は、上記地上用配管21の代わりに、内管10、外管9、ソイルセメント柱列壁2及び地下構築物3の壁を貫通する埋設用配管23を用いるものである。
図3は、本実施形態に係る常用井戸1の他の実施例を示す図である。図3に示すように、埋設用配管23は、地下構築物3の構築時に予め壁面内に埋設されていた埋設部23aと、構築後の地下構築物3内に設けられる貯水槽22と、この貯水槽22と埋設部23aとを接続する建物部23bと、埋設配管と内管10とを接続する井戸部23cとから構成される。建物部23b及び井戸部23cには、それぞれ開閉バルブ23d、23eが設けられている。
地下水は、揚水ポンプ12を稼働させることにより、内管10内の地下水が揚水用配管20、埋設用配管23を通過して地下構築物3内の貯水槽22に供給される。
以上説明した本実施形態における常用井戸1によれば、耐食性を有する中空管9aが地下水の存在する砂層7部分に位置するように設置され、鋼管9bが地下水の存在しない粘土層6及びソイルセメント柱列壁2内に位置するように設置された外管9と、外管9内に設置され、耐食性を有する内管10とを備えているので、錆等の腐食が生じない。したがって、常用井戸1を長期間使用することができる。
また、外管9と内管10との間の隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材11及び内管10内と外部との空気の出入りを防止するためのキャップ18を備えているので、地下水が空気に触れない。したがって、地下水中の鉄分が酸化したり、微生物の生態に悪影響を与えることがない。そして、封止部材11によって地下水位の上昇も防止することができるで、鋼管9bが地下水に触れることがない。
また、内管10内の地下水を揚水するための揚水ポンプ12を備えているので、地下水を適宜揚水することができる。
さらに、内管10及び封止部材11を外管9内に挿脱可能なので、これらを地上に引き上げて、外管9内を清掃することができる。したがって、メンテナンスを確実に実施することができるので、長期間にわたって常用井戸1を使用可能となる。
そして、地下構築物3を構築するにあたり、地下水位を低下させる目的でソイルセメント柱列壁2内に構築した孔8をそのまま利用することができる。これにより、新たに常用井戸1のための孔を削孔する必要がない。
なお、本実施形態においては、常用井戸1をソイルセメント柱列壁2である土留め壁内に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、土留め壁よりも外側の地盤内に直接設けてもよい。
また、本実施形態においては、外管9及び内管10としてステンレス管を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、塩ビ管やプラスチック管を用いてもよい。
また、本実施形態においては、地下水を平常時の中水として揚水する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、内管10及び封止部材11を地上に引き上げて、大型の揚水ポンプを外管9内に挿入することにより、大量の地下水を揚水することができるので、災害発生時等の非常時も使用することが可能である。
さらに、本実施形態においては、常用井戸1を地表層5と粘土層6と砂層7とからなる地盤に設置した場合について説明したが、地層はこれらに限定されるものではなく、例えば、すべて砂層7からなる場合にも適用可能であり、その場合には、図4に示すように、ソイルセメント柱列壁2の下面直下で、外管9の下端部周辺には、外管9とソイルセメント柱列壁2との間に地下水が流入することを防止するためにベントナイト部14を設け、接続位置9cがソイルセメント柱列壁2内となるように中空管9aと鋼管9bとを接続してもよい。
なお、本実施形態では、孔8は工事用井戸として設けられた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の用途で設けられたものでもよい。
本発明の実施形態に係る常用井戸をソイルセメント柱列壁に設置した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る常用井戸をソイルセメント柱列壁に設置した状態を示す縦断面図である。 本実施形態に係る常用井戸の他の実施例を示す図である。 本実施形態に係る常用井戸の他の実施例を示す図である。
符号の説明
1 常用井戸 2 ソイルセメント柱列壁
3 地下構築物 4 掘削予定箇所
5 地表層 6 粘土層
7 砂層 8 孔
9 外管 9a 中空管
9b 鋼管 9c 接続位置
10 内管 11 封止部材
12 揚水ポンプ 13 フィルター部
14 ベントナイト部 16 スクリーン
17 マンホール 18 キャップ
19 Oリング 20 揚水用配管
21 地上用配管 22 貯水槽
23 埋設用配管 23a 埋設部
23b 建物部 23c 井戸部
23d、23e 開閉バルブ

Claims (5)

  1. 地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸であって、
    耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、
    耐食性を有し、前記外管内に設置されて地下水を内方に集水可能な筒状の内管と、
    前記外管と前記内管との間に形成される隙間に設けられ、当該隙間内の空気の上下移動を阻止する封止部材と、
    前記内管内の地下水を揚水するためのポンプとを備えることを特徴とする常用井戸。
  2. 前記内管及び前記封止部材は、前記外管内に挿脱可能であることを特徴とする請求項1に記載の常用井戸。
  3. 前記ポンプは、前記内管内に設置されることを特徴とする請求項1に記載の常用井戸。
  4. 前記孔は、前記地下構築物の構築予定箇所の周辺に設けられ、当該構築予定箇所への地下水及び土砂の流入を防止するための土留め壁内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の常用井戸。
  5. 地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸の構築方法において、
    耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成されて、地下水を内方に集水可能な外管を、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置する外管設置工程と、
    耐食性を有し、地下水を内方に集水可能な筒状の内管を前記外管内に設置する内管設置工程と、
    前記外管と前記内管との間に形成される隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材を当該隙間に設置する封止部材設置工程と、
    前記内管内の地下水を揚水するためのポンプを設置するポンプ設置工程とを備えることを特徴とする常用井戸の構築方法。
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