JP3445786B2 - 地下水を揚水して再び地下に返送する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下工事のために
地盤を掘削したり、あるいは特定の場所の地盤改良など
を行う際に地下水位を低下させるために地下水を揚水
し、この揚水した地下水を再び別な場所の地下に返送す
るための方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から地下工事のために地盤を掘削し
たり、あるいは特定の場所の地盤改良などを行う際に地
下水位を低下させるために地下水を揚水することが行わ
れている。このように地下水を揚水して地下水位を低下
させると目的とする地盤の土砂の含水率が低下して、掘
削工事や掘削した土砂の処理が容易に行えるものであ
る。

【０００３】ところが従来揚水した地下水はそのまま排
水路や河川等に放流していたので、水資源という観点か
ら見ると揚水した水が無駄に廃棄処分されていることに
なり、水資源の保全、自然環境の保全という点で問題が
あった。

【０００４】このため、従来、揚水した水を地上に設置
した大気開放型の水溜めタンクにいったん溜め、その
後、地盤に埋設した返送用ケーシング管を介して上記地
下工事や地盤改良を行う場所以外の場所の地中に返送す
ることで、水資源の保全を図ることが行われている。

【０００５】しかしながら、このような従来例にあって
は、揚水した水を地上に設置した大気開放型の大型の水
溜めタンクにいったん溜め、その後、溜めた水を地中に
返送するので、揚水された水が大気開放型の水溜めタン
ク内において、大気に接触し、水中に含まれる溶解鉄分
が酸化して粒状となり、この溶解鉄分が酸化して粒状と
なったものが返送用ケーシング管から地中に返送される
際に地盤の土粒子間に目詰まりし、このため、スムーズ
に地中に水を返送できず、大型の大気開放型の水溜めタ
ンクに溜めた水を地盤に少しずつ返送することになり、
返送効率が悪いという問題があった。

【０００６】また、従来にあっては、揚水した水をいっ
たん溜めておくための水溜めタンクが必要であり、地上
において大きなスペースが必要となるという問題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、揚水した水の返送に当たって
地盤が溶解鉄分の酸化粒状物により目詰まりすることが
なくてスムーズに且つ効率よく地中に返送でき、また、
揚水した水をいったん溜めておくための水溜めタンクが
必要でなくて地上において装置の占めるスペースが小さ
くてよい地下水を揚水して再び地下に返送する方法及び
装置を提供することを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る地下水を揚水して再び地下に返送する方
法は、地盤１に埋設した揚水用ケーシング管２の内部に
流入した地下水を揚水すると共に揚水した地下水を地盤
１に埋設した返送用ケーシング管３を通じて再び地下に
返送する方法であって、揚水用ケーシング管２の内部に
流入した地下水を揚水して返送用ケーシング管３を介し
て地盤１中に水を加圧して返送する揚水ポンプ１７と中
間加圧ポンプ３１とよりなる揚水・加圧返送手段８を備
えた一連の揚水返送路４を形成し、この一連の揚水返送
路４を大気から遮断した密閉流路として揚水用ケーシン
グ管２から地下水を揚水して返送用ケーシング管３を介
して地盤１中に返送するまでの間中水が大気に触れない
ようにし、上端部開口が上蓋２８により閉塞された返送
用ケーシング管３の下部に、返送用ケーシング管３の下
端部に連通接続し且つ下端部にのみ返送孔２５を設けた
内筒管２２と、内筒管２２の外周を隙間２４を介して囲
むストレーナ筒管２３とで構成した地下水返送部２１を
設け、揚水ポンプ１７により揚水され地下水を密閉流路
に設けた中間加圧ポンプ３１で更に加圧して上端部開口
が閉塞された返送用ケーシング管３内に加圧状態で供給
し、このようにして上端部開口が閉塞された返送用ケー
シング管３内に供給された加圧された地下水を内筒管２
２、返送孔２５、隙間２４、ストレーナ筒管２３を経て
地盤１内に加圧浸透させることを特徴とするものであ
る。このような方法を採用することで、揚水用ケーシン
グ管２内部に流入した地下水を揚水して返送用ケーシン
グ管３から再び地下に返送する際に、地下水が大気と接
することがなく、したがって地下水中に含まれる溶解鉄
分が大気に接して酸化することで酸化粒状物が生成する
ことがなく、酸化粒状物により地盤が目詰まりするのを
防止して、スムーズに地下水を地中に返送できることに
なり、また、一連の揚水返送路４を大気から遮断した密
閉流路としてあることで、従来のように揚水した地下水
を地上でいったん溜めておくための大気開放型の大型の
水溜めタンクが必要でなくなるものである。また、上端
部開口が閉塞された返送用ケーシング管３内に供給され
た地下水は加圧されている（つまり揚水ポンプ１７で揚
水され更に密閉流路に設けた中間加圧ポンプ３１で加圧
されている）ため、返送用ケーシング管３の下端部に設
けた地下水返送部２１から内筒管２２→返送孔２５→隙
間２４→ストレーナ筒管２３→地盤１という流れで地盤
１内に加圧浸透していくことで返送されるものである。

【０００９】また、揚水用ケーシング管２内を埋設して
揚水する地盤１と地下水を返送する地盤１とを地下仕切
り１０により仕切ることが好ましい。このような方法を
採用することで、揚水用ケーシング管２で集水して揚水
する際に地下仕切り１０で仕切った部分の内側の地盤１
の地下水が集水して揚水され、地下水を揚水する必要で
ない箇所の地盤１の地下水が揚水されないようにすると
ともに、揚水した地下水を返送した地盤１から地下水が
揚水側に浸透するのが防止されるものである。

【００１０】また、揚水用ケーシング管２内をバキュー
ム手段５により減圧した状態で揚水手段により揚水する
ことが好ましい。このような方法を採用することで、地
下水が揚水用ケーシング管２内に強制的に集水すること
になる。

【００１１】また、揚水用ケーシング管２の下部に設け
た地下水流入部６から揚水用ケーシング管２内に地下水
を流入させるに当たって、地下水位の低下により地下水
流入部から地下水と共に流入しようとするエアが揚水用
ケーシング管２内に流れ込むのを防止するエア流入防止
手段７を設け、エア流入防止手段７により地盤１中のエ
アが揚水用ケーシング管２内部に流入するのを防止しな
がら地下水のみを揚水用ケーシング管２内に流入させる
ことが好ましい。このような方法を採用することで、揚
水用ケーシング管２内へのエアの流入を防止して揚水効
率を上げることができ、しかも、揚水する地下水中にエ
アが混じり込まないことで、揚水返送路４を流れる地下
水の溶解鉄分がエアに接して酸化することで酸化粒状物
が生成することがなく、酸化粒状物により地盤が目詰ま
りするのを防止して、スムーズに地下水を地中に返送で
きることになる。

【００１２】また、本発明の地下水を揚水して再び地下
に返送する装置は、地盤１に埋設して内部に地下水を流
入させるための揚水用ケーシング管２と、地盤１に埋設
して地盤１中に揚水した水を返送するための上端部開口
が上蓋２８により閉塞された返送用ケーシング管３と、
揚水用ケーシング管２の内部に流入した地下水を揚水し
て返送用ケーシング管３を介して地盤１中に水を加圧し
て返送するための一連の揚水返送路４を備え、一連の揚
水返送路４を内部を流れる水が大気に接しないような密
閉流路により構成し、密閉流路に揚水用ケーシング管２
の内部に流入した地下水を揚水して上端部開口が閉塞さ
れた返送用ケーシング管３を介して加圧して地盤中に返
送するための揚水ポンプ１７と中間加圧ポンプ３１とよ
りなる揚水・加圧返送手段８を設け、上端部開口が閉塞
された返送用ケーシング管３を介して加圧して地盤１中
に返送するための揚水ポンプ１７と中間加圧ポンプ３１
とよりなる揚水・加圧返送手段８を設け、返送用ケーシ
ング管３の下部に、返送用ケーシング管３の下端部に連
通接続し且つ下端部にのみ返送孔２５を設けた内筒管２
２と、内筒管２２の外周を隙間２４を介して囲むストレ
ーナ筒管２３とで構成した地下水返送部２１を設けて成
ることを特徴とするものである。このように一連の揚水
返送路を内部を流れる水が大気に接しないような密閉流
路により構成することで、揚水して返送する水が大気に
接することがなく、したがって地下水中に含まれる溶解
鉄分が大気に接して酸化することで酸化粒状物が生成す
ることがなく、酸化粒状物により地盤が目詰まりするの
を防止して、スムーズに地下水を地中に返送できること
になる。また、一連の揚水返送路を内部を流れる水が大
気に接しないような密閉流路により構成することで、従
来のように揚水した地下水を地上でいったん溜めておく
ための大気開放型の大型の水溜めタンクが必要でなくな
るものである。また、揚水ポンプ１７と中間加圧ポンプ
３１とよりなる揚水・加圧返送手段８を設け、上端部開
口が上蓋２８により閉塞された返送用ケーシング管３の
下部に、返送用ケーシング管３の下端部に連通接続し且
つ下端部にのみ返送孔２５を設けた内筒管２２と、内筒
管２２の外周を隙間２４を介して囲むストレーナ筒管２
３とで構成した地下水返送部２１を設けてあるので、揚
水ポンプ１７により揚水され更に密閉流路に設けた中間
加圧ポンプ３１で加圧されて返送用ケーシング管３内に
供給された地下水が加圧されているため、上端部開口が
閉塞された返送用ケーシング管３の下端部に設けた地下
水返送部２１から内筒管２２→返送孔２５→隙間２４→
ストレーナ筒管２３→地盤１という流れで地盤１内に加
圧浸透して地下水を返送できる装置を提供できるもので
ある。

【００１３】また、揚水用ケーシング管２を埋設するた
めの地盤１と返送用ケーシング管３を埋設するための地
盤１との間に地下仕切り１０を形成することが好まし
い。このような構成とすることで、地下仕切り１０によ
り地下水が揚水用ケーシング管２を埋設した地盤１と返
送用ケーシング管３を埋設した地盤１との間で流れるの
を防止でき、地下水の揚水に当たって揚水用ケーシング
管２を埋設した地盤１の地下水のみを揚水でき、また、
返送した地下水が揚水側の地盤１側に流れないようにで
きるものである。

【００１４】また、密閉流路により構成された揚水返送
路４の途中に大気に対して内部を流れる水が接しないよ
うに密閉された沈砂部９を設けることが好ましい。この
ような構成とすることで、揚水して返送するための地下
水中に含まれる粒状物を沈砂部９により沈下させて除去
することで、粒状物を除去した地下水を返送できて粒状
物により地盤が目詰まりするのを防止して、スムーズに
地下水を地中に返送できることになり、この場合、揚水
した地下水から砂のような粒状物を除去する工程におい
ても水が大気と接することがなく、この部分においても
地下水中に含まれる溶解鉄分が大気に接して酸化するこ
とで酸化粒状物が生成するのを防止できるものである。

【００１５】また、揚水用ケーシング管２内を減圧する
ためのバキューム手段５を設けることが好ましい。この
ような構成とすることで、地下水を揚水用ケーシング管
２内に強制的に集水させることができるものである。

【００１６】また、揚水用ケーシング管２の下部に地下
水流入部６を設けると共にこの地下水流入部６に地下水
位の低下により揚水用ケーシング管２内にエアが流れ込
むのを防止するためのエア流入防止手段７を設けること
が好ましい。このような構成とすることで、地下水流入
部６から地下水を揚水用ケーシング管２内に流入させる
際にエア流入防止手段７によりエアの流れ込みを防止で
きるものであり、これにより、揚水効率を上げることが
でき、また、揚水する地下水中にエアが混じり込まない
ので、溶解鉄分がエアに接して酸化することで酸化粒状
物が生成することがなく、酸化粒状物により地盤が目詰
まりするのを防止して、スムーズに地下水を地中に返送
することができるものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて説明する。

【００１８】地下工事のために地盤を掘削したり、ある
いは特定の場所の地盤改良などを行う場所の地盤１（特
定の地盤１ａという）の周囲に地下止水壁やシートパイ
ル等の地下仕切り１０を形成して、この地下仕切り１０
によって掘削したり、あるいは地盤改良を行う特定の地
盤１ａと、この特定の地盤１ａ以外の地盤１（以下他の
場所の地盤１ｂという）とを地下において仕切り、上記
特定の地盤１ａと別の場所の地盤１ｂとの間で地下にお
いて地下水が相互に流れないように遮断するものであ
る。

【００１９】このように特定の地盤１ａの周囲に地下止
水壁やシートパイル等の地下仕切り１０を形成した後、
特定の地盤１ａを掘削したり、地盤改良を行うものであ
るが、この特定の地盤１ａを掘削したり、地盤改良を行
うに当たり、本発明の方法及び装置を用いて特定の地盤
１ａの地下水を揚水して地下水位を下げ、揚水した地下
水を別の地盤１ｂに返送するものである。ここで、上記
のように特定の地盤１ａの地下水を揚水して地下水位を
下げることで、掘削すべき地盤１ａの土砂をドライ化し
て掘削を容易にすると共に掘削した土砂の処分を容易に
し、また、地盤改良に当たっても地下水位を低下させて
目的とする特定の地盤１ａの含水率を低下させることで
簡単に地盤改良が行えるものである。

【００２０】しかして、上記のように特定の地盤１ａの
地下水を揚水し、揚水した地下水を特定の地盤１ａとは
地下止水壁やシートパイル等の地下仕切り１０で仕切っ
た別の地盤１ｂに返送するには以下のようにして行うも
のである。

【００２１】地下工事のために地盤を掘削したり、地盤
改良などを行う特定の地盤１ａに揚水用ケーシング管２
を埋設し、特定の地盤１ａとは地下止水壁やシートパイ
ル等の地下仕切り１０で仕切った別の地盤１ｂに返送用
ケーシング管３を埋設する。

【００２２】揚水用ケーシング管２の下端部には地下水
流入部６が設けてある。地下水流入部６は図２に示すよ
うに揚水用ケーシング管２の下端部に連通接続した上下
方向に長い内筒１１と、内筒１１の外周を隙間１６を介
して囲む上下方向に長いストレーナ筒１２とで構成して
あり、地下水流入部６の下端部には砂溜まり部１３が設
けてある。また、砂溜まり部１３の底には底蓋が設けて
ある。

【００２３】上記揚水用ケーシング管２は鋼管からな
り、特定の地盤１ａと揚水用ケーシング管２との間には
必要に応じて砂利等が充填されたフィルター層１４を設
けるように揚水用ケーシング管２を埋設してもよい。ス
トレーナ筒１２は例えば外形が円筒状のものであって、
その外周に所定の間隔で隙間を形成するように鋼線が巻
かれたものからなり、該隙間から地下水を内部に流入さ
せることができるようになっている。揚水用ケーシング
管２の下端部に連通接続した内筒１１は鋼管等の非透水
性のものから出来ていて、内筒１１の下端部に上記スト
レーナ筒１２からから流入した地下水を内部に取り入れ
るための集水孔１５が複数設けてある。

【００２４】上記の構成の地下水注入部６内に地下水が
流入するに当たっては、上下方向に長いストレーナ筒１
２の上下方向の全長からストレーナ筒１２と内筒１１と
の間の隙間１６に流入し、更に隙間１２に流入した地下
水は内筒１１の下端部の集水孔１５からのみ内筒１１内
に流入するものであるが、この場合、地下水位がストレ
ーナ筒１２上端部よりも下方に位置したとしても、集水
孔１５よりも上に位置していれば、ストレーナ筒１２か
らストレーナ筒１２と内筒１１との間の隙間１６に進入
した空気は、内筒１１の内側に進入することができず、
該隙間１６の上部に集まることになる。このように、本
実施形態においては上下方向に長い内筒１１の外周を囲
む上下方向に長いストレーナ筒１２、内筒１１の下端部
に設けた集水孔１５、内筒１１とストレーナ筒１２との
間の上下方向に長い隙間１６により地下水位の低下によ
り揚水用ケーシング管２内にエアが流れ込むのを防止す
るためのエア流入防止手段７が構成している。

【００２５】内筒１１内の下部の地下水が流入して溜ま
る部分には水中ポンプよりなる揚水ポンプ１７が設けて
あり、揚水ポンプ１７には揚水管１８の下端部が接続し
てある。揚水管１８は揚水用ケーシング管２内に挿通し
てあり、揚水管１８の上部が揚水用ケーシング管２の上
端部開口を閉塞する上蓋１９を貫挿して地上３０に導出
してある。揚水用ケーシング管２の上端部開口を閉塞す
る上蓋１９には更に減圧用管路２０の端部が接続してあ
り、この減圧用管路２０は地上３０に設置した真空ポン
プのようなバキューム手段５に接続してある。

【００２６】一方、別の地盤１ｂに埋設した返送用ケー
シング管３の下部には地下水返送部２１が設けてある。
地下水返送部２１は図３に示すように返送用ケーシング
管３の下端部に連通接続した内筒管２２と、内筒管２２
の外周を隙間２４を介して囲むストレーナ筒管２３とで
構成してあり、内筒管２２には返送孔２５が設けてあ
り、地下水返送部２１の下端部には砂溜まり部２６が設
けてある。内筒管２２、ストレーナ筒管２３、砂溜まり
部２６の構成は前述の揚水用ケーシング管２に設けた地
下水流入部６の内筒１１、ストレーナ筒１２、砂溜まり
部１３と同じ構成とすることができるが、返送孔２５は
内筒管２２の下端部にのみ複数設けてもよい。

【００２７】返送用ケーシング管３は鋼管からなり、別
の地盤１ｂと返送用ケーシング管３との間には必要に応
じて砂利等が充填されたフィルター層１４を設けるよう
に返送用ケーシング管３を埋設してもよい。また、別の
地盤１ｂの返送用ケーシング管３の下端部外周部分（つ
まり地下水返送部２１のストレーナ筒管２３のすぐ上の
外周部分）には不透水層２７を形成してもよく、この不
透水層２７はストレーナ筒管２３よりも径が大きくて不
透水層２７の外周部がストレーナ筒管２３の外周部より
も外側方に突出するように形成するのがよい。これによ
りストレーナ筒管２３の上端部付近から返送用ケーシン
グ管３に沿って返送する水が地上側に向けて上昇して流
れるのを防止することができるようになっている。

【００２８】返送用ケーシング管３の上端部開口は上蓋
２８により閉塞してあり、この上蓋２８に返送管２９の
一端部が取付けてあって返送管２９の一端部の開口部が
返送用ケーシング管３内に連通開口している。

【００２９】地上３０には中間加圧ポンプ３１、密閉タ
ンクよりなる大気に対して内部を流れる水が接しないよ
うに密閉された沈砂部９が設置してある。一端部を揚水
ポンプ１７に接続した揚水管１８の他端部が中間加圧ポ
ンプ３１に接続してあり、中間加圧ポンプ３１と沈砂部
９の入口とが接続管３２により接続してあり、沈砂部９
の出口に返送管２９の他端部が接続してある。そして、
揚水ポンプ１７、揚水管１８、中間加圧ポンプ３１、接
続管３２、沈砂部９、返送管２９により一連の揚水返送
路４が構成してあり、この一連の揚水返送路４は内部を
流れる水が大気と遮断されて大気に接しないような密閉
流路として形成してある。そして、本実施形態において
は揚水ポンプ１７、中間加圧ポンプ３１により揚水用ケ
ーシング管２の内部に流入した地下水を揚水して返送用
ケーシング管３を介して加圧して地盤１中に返送するた
めの揚水・加圧返送手段８を構成してある。

【００３０】上記のような地下水を揚水して再び地下に
返送する装置を用いて、特定の地盤１ａの地下水を揚水
し、揚水した地下水を特定の地盤１ａとは地下止水壁や
シートパイル等の地下仕切り１０で仕切った別の地盤１
ｂに返送するものである。この場合、バキューム手段５
で揚水用ケーシング管２内を減圧することで、効果的に
特定の地盤１ａの地下水を揚水用ケーシング管２の下端
部に設けた地下水流入部６の内筒１１内に集水でき、こ
の内筒１１に集水された特定の地盤１ａの地下水を揚水
ポンプ３１で揚水し、中間加圧ポンプ３１で更に加圧し
て沈砂部９側に送り、沈砂部９で揚水した地下水中の砂
のような粒状物を沈下させて分離除去し（例えば沈砂部
９内に設けたバッフル板などに地下水が衝突しながら流
れることで、砂のような粒状物を分離して沈下させ
る）、砂のような粒状物が除去された地下水を返送用ケ
ーシング管３内に加圧状態で返送するものである。返送
用ケーシング管３内に供給された地下水は加圧されてい
るため、返送用ケーシング管３の下端部に設けた地下水
返送部２１から別の地盤１ｂ内に加圧浸透していくこと
で返送されるものである。すなわち、（内筒管２２→返
送孔２５→隙間２４→ストレーナ筒管２３の鋼線間の隙
間→別の地盤１ｂ）という流れで返送されるものであ
る。

【００３１】上記特定の地盤１ａの地下水の揚水、揚水
した地下水を別の地盤１ｂに返送するという一連の揚水
・返送は一連の揚水返送路４に地下水を流して連続的に
行われるものであって、したがって、一旦地上において
大気開放型の貯水タンクに水を溜めるものに比べて、揚
水した地下水の処理時間が短いものである。しかも、上
記一連の揚水・返送に当たって、一連の揚水返送路４が
大気から遮断した密閉流路として形成してあるので、揚
水用ケーシング管２から地下水を揚水して返送用ケーシ
ング管３を介して地盤１中に返送するまでの間中水が大
気に触れないものである。このため、地下水中に含まれ
る溶解鉄分が大気に接して酸化して酸化粒状物が生成す
るという現象が生じないものであり、別の地盤１ｂに返
送する際に酸化粒状物により地盤１ｂが目詰まりするこ
とがなく、スムーズに地下水を地中に返送できるもので
ある。

【００３２】なお、図１において線イは揚水時における
地下水動水勾配を示す線であり、線ロは加圧して返送す
る際の圧力水頭分布線を示す線である。

【００３３】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１記載の発
明にあっては、地盤に埋設した揚水用ケーシング管の内
部に流入した地下水を揚水すると共に揚水した地下水を
地盤に埋設した返送用ケーシング管を通じて再び地下に
返送するので、水資源の有効保全が図れ、自然環境を保
全できるものであり、しかも、揚水用ケーシング管の内
部に流入した地下水を揚水して返送用ケーシング管を介
して地盤中に水を加圧して返送する一連の揚水返送路を
形成し、この一連の揚水返送路を大気から遮断した密閉
流路として揚水用ケーシング管から地下水を揚水して返
送用ケーシング管を介して地盤中に返送するまでの間中
水が大気に触れないようにするので、揚水から再び返送
という一連の地下水の流れにおいて地下水が大気に接す
ることがなく、このため、従来のように地下水を揚水し
た際に、地下水中に含まれる溶解鉄分が大気に接して酸
化することにより酸化粒状物が生成するという現象が生
じず、酸化粒状物により地盤が目詰まりすることがな
く、スムーズに地下水を地中に返送できて、返送効率が
良くなるという利点があり、また、一連の揚水返送路を
大気から遮断した密閉流路としてあることで、従来のよ
うに揚水した地下水を地上でいったん溜めておくための
大気開放型の大型の水溜めタンクが必要でなく、地上に
設置する装置が占めるスペースが狭くて良いものであ
る。しかも、密閉された一連の揚水返送路に揚水ポンプ
と中間加圧ポンプとよりなる揚水・加圧返送手段を備
え、上端部開口が上蓋により閉塞された返送用ケーシン
グ管の下部に、返送用ケーシング管の下端部に連通接続
し且つ下端部にのみ返送孔を設けた内筒管と、内筒管の
外周を隙間を介して囲むストレーナ筒管とで構成した地
下水返送部を設け、揚水ポンプにより揚水され地下水を
密閉流路に設けた中間加圧ポンプで更に加圧して上端部
開口が閉塞された返送用ケーシング管内に加圧状態で供
給し、このようにして上端部開口が閉塞された返送用ケ
ーシング管内に供給された加圧された地下水を内筒管、
返送孔、隙間、ストレーナ筒管を経て地盤内に加圧浸透
させるので、揚水ポンプで揚水し且つ密閉流路に設けた
中間加圧ポンプで更に加圧して上端部開口が閉塞された
返送用ケーシング管内に供給された地下水は返送用ケー
シング管内で加圧状態となっており、したがって、上端
部開口が閉塞された返送用ケーシング管内に供給された
加圧状態の地下水が返送用ケーシング管の下端部に設け
た地下水返送部から内筒管→返送孔→隙間→ストレーナ
筒管→地盤という流れで地盤内に加圧浸透していくこと
で返送されるものである。

【００３４】また、請求項２記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、揚水用ケーシン
グ管内を埋設して揚水する地盤と地下水を返送する地盤
とを地下仕切りにより仕切るので、揚水用ケーシング管
で集水して揚水する際に地下仕切りで仕切った部分の内
側の地盤の地下水が集水して揚水され、地下水を揚水す
る必要でない箇所の地盤の地下水が揚水されないように
するとともに、揚水した地下水を返送した地盤から地下
水が揚水側に浸透するのが防止されるものであり、揚水
が必要が地盤における確実な揚水と、地盤に返送した地
下水が再び揚水が必要な地盤に浸透するのを確実に防止
できるものである。

【００３５】また、請求項３記載の発明にあっては、上
記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、揚
水用ケーシング管内をバキューム手段により減圧した状
態で揚水手段により揚水するので、バキュームにより地
下水が揚水用ケーシング管内に強制的に集水し、これに
より地下水位の更なる低下を図ることができるものであ
る。

【００３６】また、請求項４記載の発明にあっては、上
記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、揚水用ケーシング管の下部に設けた地下水流
入部から揚水用ケーシング管内に地下水を流入させるに
当たって、地下水位の低下により地下水流入部から地下
水と共に流入しようとするエアが揚水用ケーシング管内
に流れ込むのを防止するエア流入防止手段を設け、エア
流入防止手段により地盤中のエアが揚水用ケーシング管
内部に流入するのを防止しながら地下水のみを揚水用ケ
ーシング管内に流入させるので、揚水用ケーシング管内
にエアが流入するのが防止され、揚水効率を上げること
ができるものであり、しかも、揚水する地下水中にエア
が混じり込むことがなくて溶解鉄分がエアに接して酸化
することで酸化粒状物が生成せず、揚水を再び地中に返
送するに当たって酸化粒状物が地盤に目詰まりするとい
う現象が生じることがなく、揚水した地下水をスムーズ
に再び地中に返送できて、返送効率が向上するものであ
る。

【００３７】また、請求項５記載の発明にあっては、地
盤に埋設して内部に地下水を流入させるための揚水用ケ
ーシング管と、地盤に埋設して地盤中に揚水した水を返
送するための上端部開口が上蓋により閉塞された返送用
ケーシング管と、揚水用ケーシング管の内部に流入した
地下水を揚水して返送用ケーシング管を介して地盤中に
水を加圧して返送するための一連の揚水返送路を備え、
一連の揚水返送路を内部を流れる水が大気に接しないよ
うな密閉流路により構成し、密閉流路に揚水用ケーシン
グ管の内部に流入した地下水を揚水して上端部開口が閉
塞された返送用ケーシング管を介して加圧して地盤中に
返送するための揚水ポンプと中間加圧ポンプとよりなる
揚水・加圧返送手段を設け、上端部開口が閉塞された返
送用ケーシング管の下部に、返送用ケーシング管の下端
部に連通接続し且つ下端部にのみ返送孔を設けた内筒管
と、内筒管の外周を隙間を介して囲むストレーナ筒管と
で構成した地下水返送部を設けるので、水資源の有効保
全が図れ、自然環境を保全できる装置を提供できるもの
であり、しかも、一連の揚水返送路を内部を流れる水が
大気に接しないような密閉流路により構成するという簡
単な構成で、揚水して返送する水が大気に接することが
なくて、地下水中に含まれる溶解鉄分が大気に接して酸
化することで酸化粒状物が生成することがなく、酸化粒
状物により地盤が目詰まりするのを防止して、スムーズ
に地下水を地中に返送できる装置を提供できるものであ
り、また、一連の揚水返送路を内部を流れる水が大気に
接しないような密閉流路により構成してあるので、従来
のように揚水した地下水を地上でいったん溜めておくた
めの大気開放型の大型の水溜めタンクが必要でなくなる
ものであって、装置全体がコンパクトになり、地上にお
ける設置スペースを大きく取らないものである。しかも
密閉流路に揚水ポンプと中間加圧ポンプとよりなる揚水
・加圧返送手段を設け、上端部開口部が上蓋により閉塞
された返送用ケーシング管の下部に、返送用ケーシング
管の下端部に連通接続し且つ下端部にのみ返送孔を設け
た内筒管と、内筒管の外周を隙間を介して囲むストレー
ナ筒管とで構成した地下水返送部を設けるので、揚水ポ
ンプで揚水し且つ密閉流路に設けた中間加圧ポンプで更
に加圧して上端部開口が閉塞された返送用ケーシング管
内に供給された地下水は返送用ケーシング管内で加圧状
態となり、したがって、上端部開口が閉塞された返送用
ケーシング管の下端部に設けた地下水返送部から内筒管
→返送孔→隙間→ストレーナ筒管→地盤という流れで地
盤内に加圧浸透して地下水を返送できる装置を提供でき
るものである。

【００３８】また、請求項６記載の発明にあっては、上
記請求項５記載の発明の効果に加えて、揚水用ケーシン
グ管を埋設するための地盤と返送用ケーシング管を埋設
するための地盤との間に地下仕切りを形成するので、地
下仕切りにより地下水が揚水用ケーシング管を埋設した
地盤と返送用ケーシング管を埋設した地盤との間で流れ
るのを防止できるものであり、この結果、地下水の揚水
に当たって揚水用ケーシング管を埋設した地盤の地下水
のみを揚水でき、また、返送した地下水が揚水側の地盤
側に流れないようにでき、地下水の揚水・返送効率が向
上できる装置を提供できるものである。

【００３９】また、請求項７記載の発明にあっては、上
記請求項５又は請求項６記載の発明の効果に加えて、密
閉流路により構成された揚水返送路の途中に大気に対し
て内部を流れる水が接しないように密閉された沈砂部を
設けるので、揚水して返送するための地下水中に含まれ
る粒状物を沈砂部により沈下させて除去することでき
て、地下水の返送の際に粒状物により地盤が目詰まりす
るのを防止でき、スムーズに地下水を地中に返送できる
ものであり、また、このように沈砂部により粒状物を沈
下させる工程においても水が大気と接することがなく、
この部分においても地下水中に含まれる溶解鉄分が大気
に接して酸化することで酸化粒状物が生成するのを防止
できて、よりいっそう地盤の目詰まりを防止できるもの
である。

【００４０】また、請求項８記載の発明にあっては、上
記請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、揚水用ケーシング管内を減圧するためのバキ
ューム手段を設けてあるので、簡単な構成で地下水を揚
水用ケーシング管内に強制的に集水させて効率的に目的
とする地盤の地下水位を低下させることができるもので
ある。

【００４１】また、請求項９記載の発明にあっては、上
記請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、揚水用ケーシング管の下部に地下水流入部を
設けると共にこの地下水流入部に地下水位の低下により
揚水用ケーシング管内にエアが流れ込むのを防止するた
めのエア流入防止手段を設けてあるので、地下水流入部
から地下水を揚水用ケーシング管内に流入させる際にエ
ア流入防止手段によりエアの流れこみを防止できて簡単
な構成で揚水効率を上げることができるものであり、ま
た、揚水する地下水中にエアが混じり込まないようにで
きるので、溶解鉄分がエアに接して酸化することで酸化
粒状物が生成することがなく、酸化粒状物により地盤が
目詰まりするのを防止して、スムーズに地下水を地中に
返送できる装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成図である。

【図２】同上の地下水流入部の拡大断面図である。

【図３】同上の地下水返送部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 揚水用ケーシング管 ３ 返送用ケーシング管 ４ 揚水返送路 ５ バキューム手段 ６ 地下水流入部 ７ エア流入防止手段 ８ 揚水・加圧返送手段 ９ 沈砂部

フロントページの続き (73)特許権者 591066524 日本建設機械商事株式会社 東京都新宿区筑土八幡町２番５号 (72)発明者 高橋 茂吉 岩手県北上市和賀町岩崎新田５地割16番 地81 有限会社アサヒテクノ内 (72)発明者 松村 修一 大阪市中央区大手前１丁目７番24号 成 幸工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−204413（ＪＰ，Ａ) 特開2000−27170（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−13369（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/10 E02D 19/10

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に埋設した揚水用ケーシング管の内
   部に流入した地下水を揚水すると共に揚水した地下水を
   地盤に埋設した返送用ケーシング管を通じて再び地下に
   返送する方法であって、揚水用ケーシング管の内部に流
   入した地下水を揚水して返送用ケーシング管を介して地
   盤中に水を加圧して返送する揚水ポンプと中間加圧ポン
   プとよりなる揚水・加圧返送手段を備えた一連の揚水返
   送路を形成し、この一連の揚水返送路を大気から遮断し
   た密閉流路として揚水用ケーシング管から地下水を揚水
   して返送用ケーシング管を介して地盤中に返送するまで
   の間中水が大気に触れないようにし、上端部開口が上蓋
   により閉塞された返送用ケーシング管の下部に、返送用
   ケーシング管の下端部に連通接続し且つ下端部にのみ返
   送孔を設けた内筒管と、内筒管の外周を隙間を介して囲
   むストレーナ筒管とで構成した地下水返送部を設け、揚
   水ポンプにより揚水され地下水を密閉流路に設けた中間
   加圧ポンプで更に加圧して上端部開口が閉塞された返送
   用ケーシング管内に加圧状態で供給し、このようにして
   上端部開口が閉塞された返送用ケーシング管内に供給さ
   れた加圧された地下水を内筒管、返送孔、隙間、ストレ
   ーナ筒管を経て地盤内に加圧浸透させることを特徴とす
   る地下水を揚水して再び地下に返送する方法。
2. 【請求項２】 揚水用ケーシング管内を埋設して揚水す
   る地盤と地下水を返送する地盤とを地下仕切りにより仕
   切ることを特徴とする請求項１記載の地下水を揚水して
   再び地下に返送する方法。
3. 【請求項３】 揚水用ケーシング管内をバキューム手段
   により減圧した状態で揚水手段により揚水することを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の地下水を揚水して
   再び地下に返送する方法。
4. 【請求項４】 揚水用ケーシング管の下部に設けた地下
   水流入部から揚水用ケーシング管内に地下水を流入させ
   るに当たって、地下水位の低下により地下水流入部から
   地下水と共に流入しようとするエアが揚水用ケーシング
   管内に流れ込むのを防止するエア流入防止手段を設け、
   エア流入防止手段により地盤中のエアが揚水用ケーシン
   グ管内部に流入するのを防止しながら地下水のみを揚水
   用ケーシング管内に流入させることを特徴とする請求項
   １乃至請求項３のいずれかに記載の地下水を揚水して再
   び地下に返送する方法。
5. 【請求項５】 地盤に埋設して内部に地下水を流入させ
   るための揚水用ケーシング管と、地盤に埋設して地盤中
   に揚水した水を返送するための上端部開口が上蓋により
   閉塞された返送用ケーシング管と、揚水用ケーシング管
   の内部に流入した地下水を揚水して返送用ケーシング管
   を介して地盤中に水を加圧して返送するための一連の揚
   水返送路を備え、一連の揚水返送路を内部を流れる水が
   大気に接しないような密閉流路により構成し、密閉流路
   に揚水用ケーシング管の内部に流入した地下水を揚水し
   て上端部開口が閉塞された返送用ケーシング管を介して
   加圧して地盤中に返送するための揚水ポンプと中間加圧
   ポンプとよりなる揚水・加圧返送手段を設け、上端部開
   口が閉塞された返送用ケーシング管の下部に、返送用ケ
   ーシング管の下端部に連通接続し且つ下端部にのみ返送
   孔を設けた内筒管と、内筒管の外周を隙間を介して囲む
   ストレーナ筒管とで構成した地下水返送部を設けて成る
   ことを特徴とする地下水を揚水して再び地下に返送する
   装置。
6. 【請求項６】 揚水用ケーシング管を埋設するための地
   盤と返送用ケーシング管を埋設するための地盤との間に
   地下仕切りを形成して成ることを特徴とする請求項５記
   載の地下水を揚水して再び地下に返送する装置。
7. 【請求項７】 密閉流路により構成された揚水返送路の
   途中に大気に対して内部を流れる水が接しないように密
   閉された沈砂部を設けて成ることを特徴とする請求項５
   又は請求項６記載の地下水を揚水して再び地下に返送す
   る装置。
8. 【請求項８】 揚水用ケーシング管内を減圧するための
   バキューム手段を設けて成ることを特徴とする請求項５
   乃至請求項７のいずれかに記載の地下水を揚水して再び
   地下に返送する装置。
9. 【請求項９】 揚水用ケーシング管の下部に地下水流入
   部を設けると共にこの地下水流入部に地下水位の低下に
   より揚水用ケーシング管内にエアが流れ込むのを防止す
   るためのエア流入防止手段を設けて成ることを特徴とす
   る請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の地下水を揚
   水して再び地下に返送する装置。