JP2019152045A - 地下水の採水方法 - Google Patents
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Abstract
Description
地盤の環境調査では、例えば、地下水の汚染状況を把握するために、地盤中の地下水を採取して、地下水の水質検査を行っている。
従来、地盤中の所定の深度の地下水を採取する地下水の採水方法は、図示のように、ボーリングマシーンやオーガーなどにより地盤に地下水採取用の孔51を掘削する。孔51を掘削したのち、孔51の内壁の崩壊を防ぐための円筒管52を孔51内に嵌入する。円筒管52には、その内部に地下水が流入するための流入孔53を所定の間隔を空けて複数設けている。これにより、異なる深度の地下水が、複数の流入孔53より円筒管52の内部に流入する。
本実施形態に係る地下水の採水方法(以下、単に本採水方法という)は、長手方向に延在する複数の長孔を備える板状の地下水採取ボードを地盤中に設置し、地下水採取ボードの長孔内に地下水を流入して吸い上げることにより、地盤中の所定の深度毎の地下水を採取する方法である。ここでは、複数の異なる深度の地下水を採取する例で説明するが、深度は必ずしも複数に限られるものではなく、1ヶ所の深度の地下水を採取するようにしてもよい。また、地下水採取ボードの地盤中への設置は、ボード挿入管を用いて行われる。
地下水採取ボード1は、図1に示すように、剛性が低くかつ非通水性の材料で形成された細長い板状で、その長手方向に延在する複数の長孔10を板厚内に備えている。ここで、剛性が低くかつ非通水性の材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂である。ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などが挙げられる。ただし、これに限定されるものではない。
なお、芯材11及びシート材12の延在方向(長手方向)は、芯材11及びシート材12の横幅方向と直交する縦方向(図2A及び図2Bでの上下方向)である。
地下水採取ボード1において、横幅方向の寸法(図2Aにおいて左右方向に示す)は3〜15cm程度、板厚の寸法(図2Bにおいて左右方向に示す)は0.5〜2cm程度である。ただし、寸法は、これに限定されるものではない。
なお、地下水採取ボード1は、その先端において折り返して、そこにアンカー14を取り付けている。
開口部15は、地下水採取ボード1を構成する断面凹凸状の芯材11の凹状部ではシート材12に、また、芯材11の凸状部ではその凸状部とシート材12の両方に穴を空けることで形成される。開口部15は、図3Bに示すように、芯材11及びシート材12の地下水採取ボード1の表裏面側のいずれか一方の面に設けられ、長孔10内に地下水を流入可能にする。ただし、開口部15は、これに限定されるものではなく、芯材11及びシート材12の両方の面に設けるようにしてもよい。
また、複数の長孔10にそれぞれ連通した開口部15は、地下水採取ボード1を地盤中に設置したときに、それぞれの地下水の深度に合うような所定の位置に設ける。これにより、複数の異なる深度毎の地下水を的確に採取することができる。なお、地下水の深度は、事前に行う適宜の地盤調査にて把握することができる。
遮断部材17は、前記の部材に限定されるものではない。例えば、遮断部材17は、図4Aに示すように、底面部41と、底面部41の左右に立設する両側面部42とからU字状の箱型にしたもの、あるいは、図4Bに示すように、底面部41と、底面部41の左右に立設する両側面部42と、底面部41の後側(図4Bで示す奥側)に立設する後面部43とから箱型にしたものでもよい。この場合、遮断部材17は、開口部15より長孔10内に嵌入し、必要に応じて接着剤等で長孔10内に固着して、長孔10内を塞ぐ。また、箱型の遮断部材17では、その内部にフィルター13(不織布)を配置することも可能で、それにより、開口部15へのフィルター13の貼着を不要にして、地下水採取ボード1を容易に製作できる。
ボード挿入管2は、図5、図6に示すように縦長の長方形筒状で、その内部に、細長い板状の地下水採取ボード1を縦向きに収容するため、上下端を開放して出し入れ口21、22が形成されている。ボード挿入管2の内部に地下水採取ボード1を収容したとき、地下水採取ボード1は、その先端(下端)の折り返しがボード挿入管2の下端の出し入れ口22より飛び出し、その部分に取り付けたアンカー14(図2に示す)がボード挿入管2の下端の出し入れ口22に掛止される。
材料投入管23は、縦長のボード挿入管2に沿うように縦に延びる円筒状の管であり、その下端を材料投入のための投入口24にするとともに、上端に材料供給機(図示せず)の供給ホース26を接続する。
本採水方法は、長手方向に延在する複数の長孔10を備え、複数の長孔10にそれぞれ連通した開口部15を長孔10の延在方向において互いに間隔を空けて設けるとともに、非通水性の材料で形成された板状の地下水採取ボード1を地盤中に設置する第1工程と、地盤中に設置した地下水採取ボード1の長孔10に連通した開口部15より地下水を長孔10内に流入させて、所定の深度毎の地下水を採取する第2工程と、を有する。
第1工程では、地下水を採取するための地下水採取ボード1を地盤中に設置する作業を行う。
地下水採取ボード1を設置する作業は、内部に地下水採取ボード1が収容可能なボード挿入管2と、ボード挿入管2の地盤中への挿入又は引き抜きを行う機械を用いて行われる。機械は、例えば、建設機械3である。ただし、機械は、建設機械3に限定されない。
建設機械3は、図7Aに示すように、運転席を備えた自走可能な機体31を有し、機体31にブーム32を装着して、ブーム32の先端にアタッチメント33を有する。建設機械3の先端のアタッチメント33には、内部に地下水採取ボード1を収容したボード挿入管2が取り付けられる。
続いて、図7Bに示すように、建設機械3でボード挿入管2を地下水採取ボード1とともに地盤中の所定の深度まで挿入する。
材料の投入は、ボード挿入管2を引き抜く際、図8Aに示すように、最初にボード挿入管2を所定の高さ引き抜くとともに、材料投入管23の投入口24より、引き抜いたボード挿入管2分のベントナイトB(遮水性材料)を投入して、隙間を埋める。
続いて、図9Aに示すように、地下水採取ボード1における開口部15を設けていない箇所(上下に位置する2つの開口部15の間)では、材料投入管23の投入口24より、引き抜いたボード挿入管2分のベントナイトBを投入して、隙間を埋める。これを繰り返して、図9Bに示すように、例えば、地表面まで、ベントナイトBと透水性材料Pの二種類の材料を交互に投入する。
第2工程では、地盤中に設置した地下水採取ボード1により地盤中の所定の深度の地下水(複数の異なる深度の地下水)を採取する作業を行う。
地盤中の所定の深度の地下水を採取する作業は、第1工程で地盤中に設置した地下水採取ボード1において、各長孔10に連通した開口部15より複数の異なる深度の地下水を各長孔10内にそれぞれ流入する。次に、図1に示すように、地盤中に設置した地下水採取ボード1の各長孔10に、吸水ポンプ(図示せず)に接続した複数の吸水ホース16をそれぞれ上部から挿入する。続いて、吸水ポンプを用いて、地下水採取ボード1の各長孔10内に流入した地下水を長孔10を通して上方に吸い上げて、吸水ホース16を通して地上のタンク(図示せず)に集めて、地下水を採取する。
なお、ここでは、前述の地下水の層が細かく分かれて存在するのではなく、例えば、上下に1つ又は2つの地下水の層が存在している場合である。
ここで用いるボード挿入管2は、前述のボード挿入管2と同様、縦長の長方形筒状で、その内部に地下水採取ボード1を縦向きに収容可能にするものであるが、ボード挿入管2の左右の両側には材料投入管23を取り付けない。
また、地盤中に投入する材料は一種類である。投入する材料は、地盤注入材Tである。地盤注入材Tは、セメントミルク、ベントナイト、その他の材料、あるいはこれらを混合した材料である。
地盤注入材Tは、地下水採取ボード1の複数の長孔12のうちの例えば2つを使用する。即ち、地下水採取ボード1の2つの長孔12内に地盤注入材Tを流し、長孔12に連通した開口部15から地盤中に地盤注入材Tを噴射する。なお、その他の長孔12及び開口部15は、第2工程での地下水の採取に使用する。
地盤注入材Tの噴射は、ボード挿入管2を引き抜く際、図10Aに示すように、所定の開口部15(2つの開口部15のうちの下側の開口部15)の上までボード挿入管2を引き抜いたときに、開口部15から地盤中に地盤注入材Tを噴射する。地盤注入材Tは、地下水採取ボード1と地盤の間にできた隙間に流れるのではなく、地盤中に浸透して、地下水(水)が通りぬけない層Sを地盤中に形成する。
これにより、地盤中の所定の位置(深度)に地下水が通りぬけない層Sを形成して、地盤中において所定の深度毎に区画することができる。
また、地盤注入材Tの地盤中への噴射は、地下水採取ボード1の長孔12及び開口部15を使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、ボード挿入管2において、ボード挿入管2の左右の両側に材料投入管23を取り付け、材料投入管23を使用して、ここから地盤注入材Tを地盤中に噴射するようにしてもよい。
Claims (3)
- 地盤中の所定の深度の地下水を採取する地下水の採水方法であって、
長手方向に延在する複数の長孔を備え、複数の長孔にそれぞれ連通した開口部を、長孔の延在方向において互いに間隔を空けて設けるとともに、非通水性の材料で形成された板状の地下水採取ボードを、地盤中に設置する第1工程と、
地盤中に設置した地下水採取ボードの長孔に連通した開口部より地下水を長孔内に流入させて、所定の深度毎の地下水を採取する第2工程と、を有することを特徴とする地下水の採水方法。 - 請求項1に記載された地下水の採水方法において、
地下水採取ボードの長孔に連通した開口部に、地盤中の土砂の流入を防止するフィルターが配置されることを特徴とする地下水の採水方法。 - 請求項2に記載された地下水の採水方法において、
フィルターは、不織布であることを特徴とする地下水の採水方法。
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