JP3595326B1 - ストレーナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い集水性能および地下水位低下性能を確保しながら、現場での組立および設置を円滑かつ容易に行えるストレーナ装置を提供する。
【解決手段】本発明のストレーナ装置は、通水孔６が形成された集水管２と、集水管２の外周面に設けられた複数の第１スペーサ７と、第１スペーサ７を介して集水管２に巻かれ、第１通路９を形成する第１ストレーナ材８と、第２接合部３ａおよび第１接合部２ａを介して集水管２の上側に接合されるケーシング管３と、ケーシング管３の外周面に設けられた複数の第２スペーサ１７と、第２スペーサ１７を介してケーシング管３に巻かれ、第２通路１９を形成する第２ストレーナ材１８と、第１および第２ストレーナ材８、１８とほぼ同じ外径を有し、第１および第２接合部２ａ、３ａに設けられ、第１および第２通路９、１９に連通する第３通路２９を形成するリング状のジョイント４と、を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明のストレーナ装置は、通水孔６が形成された集水管２と、集水管２の外周面に設けられた複数の第１スペーサ７と、第１スペーサ７を介して集水管２に巻かれ、第１通路９を形成する第１ストレーナ材８と、第２接合部３ａおよび第１接合部２ａを介して集水管２の上側に接合されるケーシング管３と、ケーシング管３の外周面に設けられた複数の第２スペーサ１７と、第２スペーサ１７を介してケーシング管３に巻かれ、第２通路１９を形成する第２ストレーナ材１８と、第１および第２ストレーナ材８、１８とほぼ同じ外径を有し、第１および第２接合部２ａ、３ａに設けられ、第１および第２通路９、１９に連通する第３通路２９を形成するリング状のジョイント４と、を備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤内に設置され、流入した地下水を強制的に汲み上げることによって地下水位を低下させるのに用いられるストレーナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のストレーナ装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このストレーナ装置は、地盤の掘削孔に埋設される集水管と、その上側に連結されるケーシング管と、集水管およびケーシング管の外周面にそれぞれ突出するように設けられた複数のスペースガイドパイプと、これらのスペースガイドパイプを介して、集水管およびケーシング管にこれらを覆うようにそれぞれ取り付けられたストレーナ部材および補助ストレーナ部材と、集水管とケーシング管との連結部の外周面に設けられた複数のスペースガイドパイプと、これらのスペースガイドパイプを介して、ストレーナ部材および補助ストレーナ部材を連結するように取り付けられた被覆部材などを備えている。
【０００３】
ストレーナ部材、補助ストレーナ部材および被覆部材は、いずれも通水性を有するメッシュ状のものである。また、これらの部材が、それぞれスペースガイドパイプを介して取り付けられることにより、ストレーナ部材と集水管の間、補助ストレーナ部材とケーシング管の間、ならびに被覆部材と集水管およびケーシング管の連結部との間には、間隙がそれぞれ形成され、これらの間隙は上下方向に互いに連通している。集水管には、その内部に地下水を導入するための複数の通水孔が、貫通するように形成されている。集水管内には、地下水を汲み上げるための水中ポンプおよび排水管などが設けられている。
【０００４】
以上の構成により、地下水は、ストレーナ部材、補助ストレーナ部材および被覆部材を介して間隙に流入し、この間隙に沿って流下した後、集水管の通水孔を介して集水管内に導入され、さらに水中ポンプおよび排水管を介して、地上に強制的に汲み上げられ、それにより、地下水位が低下する。
【０００５】
以上の構成のストレーナ装置は、次のようにして組み立てられ、地盤の掘削孔内に設置される。まず、集水管に、その上端部の連結部を残して、スペースガイドパイプおよびストレーナ部材を順に取り付け、あらかじめ組み立てておく。同様に、ケーシング管に、下端部の連結部を残して、スペースガイドパイプおよび補助ストレーナ部材を順に取り付け、組み立てる。次いで、現場において、掘削孔に集水管を挿入し、保持した状態で、その連結部にケーシング管の連結部を溶接などによって連結する。次に、連結したこれらの連結部に、複数のスペースガイドパイプを、集水管およびケーシング管にまたがるように、溶接によって取り付ける。次いで、これらのスペースガイドパイプを介して、被覆部材をストレーナ部材および補助ストレーナ部材にまたがった状態で、すなわち両ストレーナ部材にそれぞれ部分的に重なった状態で巻き付ける。そして、ストレーナ部材および補助ストレーナ部材との被覆部材の重なり部分および非重なり部分を、各２つの固定バンドで締め付け、被覆部材を固定することによって、連結作業が完了し、その後、ケーシング管の部分が掘削孔に挿入される。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２８０９３５号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、この従来のストレーナ装置では、ストレーナ部材と補助ストレーナ部材を連続させるために、被覆部材が両ストレーナ部材に外側から部分的に重なった状態で巻き付けられ、さらにその外側に固定バンドが取り付けられる。このため、被覆部材および固定バンドが、両ストレーナ部材に対して外方に突出していて、掘削孔に引っかかりやすいため、掘削孔へのストレーナ装置の挿入・設置が困難になるおそれがある。また、集水管にケーシング管を連結する際、両者の連結部同士を単純に突き合わせるだけなので、両者の心合わせが行いにくく、その作業に時間がかかり、ずれが生じやすいとともに、溶接が終了するまでの間、心合わせした状態を保たなければならない。さらに、被覆部材を取り付けるために、現場において、集水管とケーシング管との連結部に、複数のスペースガイドパイプを溶接によって取り付ける必要があるなど、現場でのストレーナ装置の設置作業が非常に煩雑である。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、高い集水性能および地下水位低下性能を確保しながら、現場での組立および設置を円滑かつ容易に行うことができるストレーナ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、地盤の掘削孔内に設置され、流入した地下水を強制的に汲み上げることによって地下水位を低下させるのに用いられるストレーナ装置であって、一端部に第１接合部を有し、径方向に貫通する通水孔が形成されるとともに、掘削孔に挿入される集水管と、集水管の外周面に、周方向に互いに間隔を隔てて、長さ方向に延びるように設けられた複数の第１スペーサと、通水性を有し、複数の第１スペーサを介して、集水管の第１接合部以外の部分に巻かれ、集水管との間に第１通路を形成する第１ストレーナ材と、集水管と同じ径を有し、一端部に第２接合部を有するとともに、第２接合部および第１接合部を介して集水管の上側に接合されるケーシング管と、ケーシング管の外周面に、周方向に互いに間隔を隔てて、長さ方向に延びるように設けられた複数の第２スペーサと、通水性を有し、複数の第２スペーサを介して、ケーシング管の第２接合部以外の部分に巻かれ、ケーシング管との間に第２通路を形成する第２ストレーナ材と、第１および第２ストレーナ材とほぼ同じ外径を有し、互いに接合された第１および第２接合部を覆うように設けられ、第１および第２接合部との間に、第１および第２通路に連通する第３通路を形成するリング状のジョイントと、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
このストレーナ装置によれば、集水管には、その一端部の第１接合部を残し、複数の第１スペーサを介して、透水性を有する第１ストレーナ材が巻かれており、それにより、集水管と第１ストレーナ材の間に第１通路が形成されている。同様に、ケーシング管には、一端部の第２接合部を残し、複数の第２スペーサを介して、透水性を有する第２ストレーナ材が巻かれ、ケーシング管と第２ストレーナ材の間に第２通路が形成されている。以上のような集水管およびケーシング管の組立は、例えば工場においてあらかじめ行うことが可能である。組み立てた集水管は、地盤に掘削した掘削孔に挿入され、その状態で、集水管の上側にケーシング管が、第１および第２接合部を介して、溶接などによって接合される。そして、接合した第１および第２接合部に、これらを覆うようにリング状のジョイントが設けられ、それにより、第１および第２接合部とジョイントの間に、第１および第２通路に連通する第３通路が形成される。その後、ケーシング管の部分が掘削孔に挿入される。
【００１１】
以上の構成によれば、地盤内の地下水は、集水管の部分では、第１ストレーナ材を介して第１通路に流入する。また、集水管よりも上側のケーシング管の部分では、地下水は、第２ストレーナ材を介して第２通路に流入した後、ジョイントによって形成された第３通路を通って、第１通路に流下する。第１通路に流入した地下水は、集水管に形成した通水孔を介して集水管内に導入された後、水中ポンプなどによって強制的に汲み上げられ、それにより、地下水位が低下する。以上のように、第１および第２ストレーナ材により、全体として大きな集水面積が確保されるとともに、流入した地下水を第１〜第３通路によって集水管に導くので、高い集水性能を得ることができる。また、集水管のみに形成した通水孔を介して、地下水を集水管内に導入するので、地下水位が低下しても、通水孔よりも上方に位置する限り、集水管内に地下水と一緒に空気が流入することがなく、空気の流入に起因する水中ポンプのポンピングロスを抑制でき、したがって、高い地下水位低下性能を確保することができる。また、ジョイントは、集水管とケーシングとの接合部から砂などが流入するのを防止する役割を果たす。
【００１２】
さらに、本発明のストレーナ装置では、集水管とケーシング管を接合する第１および第２接合部に設けられたジョイントが、第１および第２ストレーナ材とほぼ同じ外径を有するので、ジョイントの外周面が、第１および第２ストレーナ材とほぼ面一になる。したがって、ジョイントが掘削孔に引っかかることなく、ストレーナ装置を掘削孔に、円滑かつ確実に挿入・設置することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のストレーナ装置において、第１および第２スペーサの一方は、これに対応する集水管およびケーシング管の一方から一端部を越えて長さ方向に突出するように設けられ、集水管にケーシング管を接合する際に、集水管およびケーシング管の他方が嵌合する突出部を有することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、例えば、集水管に設けた第１スペーサが、集水管の第１接合部を越えて突出する突出部を有しており、集水管にケーシング管を接合する際、ケーシング管は、この突出部に嵌合することによって、集水管に対して心合わせされる。このように、第１スペーサを延ばすことによってあらかじめ形成した突出部に、ケーシング管を嵌合させることによって、集水管との心合わせを精度良く容易に行うことができる。また、ケーシング管を集水管に接合している間、両者の心合わせ状態が突出部によって保持されるので、溶接などの接合作業を安定して行うことができる。さらに、この突出部は、ジョイントを所定の位置に位置決めするスペーサとしても機能する。その結果、被覆部材を取り付けるために従来、現場で行っていた、集水管とケーシング管との連結部への複数のスペースガイドパイプの溶接作業を省略できる。以上により、現場でのストレーナ装置の組立および設置をさらに容易に行うことができ、その作業効率を飛躍的に高めることができる。なお、本発明は、ケーシング管に設けた第２スペーサに同様の突出部を設けることを含むものであり、その場合にも上記とまったく同様の効果を得ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のストレーナ装置において、ジョイントは、周方向に２分割された一対のジョイント材で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、ジョイントを取り付けていない状態で、集水管にケーシング管を例えば溶接によって接合した後、接合した第１および第２接合部に２つ割のジョイントを外側から嵌め、取り付けることが可能になるので、集水管とケーシング管の接合をさらに容易に行うことができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のストレーナ装置において、集水管およびケーシング管にそれぞれ設けられ、第１ストレーナ材の下端および第２ストレーナ材の上端をそれぞれ密閉するリング状の第１および第２シール材をさらに備えていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、第１ストレーナ材の下端および第２ストレーナ材の上端が、第１および第２シール材でそれぞれ密閉されているので、特に第１ストレーナ材の下端からの砂などの流入を防止することができる。また、これらのシール材によって、第１〜第３通路から集水管内に至る空間の密閉性が高められるので、水中ポンプのポンピングロスをさらに低減でき、したがって、地下水位低下性能をさらに向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用したストレーナ装置を示している。このストレーナ装置１は、地下水位を低下させるべき地盤Ｅに掘削された掘削孔ＢＨに設置されるものであり（図９参照）、掘削孔ＢＨの最深部に設置される集水管２と、その上側に接合されたケーシング管３と、集水管２とケーシング管３との接合部に設けられたジョイント４を備えている。
【００２０】
図２に示すように、集水管２は、例えば、長さ６０００ｍｍ、外径５０８ｍｍおよび肉厚７．９ｍｍの鋼管で構成されている。集水管２の底は砂溜め用の蓋５で閉鎖されており、この蓋５よりも上側の約２０００ｍｍの区間が砂溜め部２ｂになっている（図２参照）。集水管２の砂溜め部２ｂよりも上側の約５００ｍｍの区間には、地下水を集水管２内に導入するための多数の通水孔６が、貫通するように形成されている。これらの通水孔６は、長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍ程度の上下方向に長い矩形のスリット状のものであり、上下方向に４列で、１列あたり周方向に等間隔で例えば８個、千鳥状に配置されている。集水管２の最上部約１００ｍｍの区間は、ケーシング管３を接合するための第１接合部２ａになっている（図８参照）。
【００２１】
また、集水管２の外周面には、複数の第１スペーサ７が設けられている。これらの第１スペーサ７は、外径２２ｍｍ程度の細長い鋼管で構成されている。図３および図４に示すように、本実施形態では、８本の第１スペーサ７が、周方向に等間隔に配置されるとともに、それぞれが集水管２の長さ方向の全体にわたって延びるように、溶接によって取り付けられている。また、図８に示すように、これらの第１スペーサ７のうちの所定の３本は、集水管２の第１接合部２ａを越えて上方に突出しており、これらの突出部７ａの突出長さは、第２接合部３ａの高さとほぼ同じに設定されている。
【００２２】
さらに、集水管２には、第１接合部２ａおよび砂溜め部２ｂ以外の部分に、第１スペーサ７を介して、第１ストレーナ材８が巻かれている。この第１ストレーナ材８は、例えば亜鉛メッキを施した鋼線で構成された巻線型のものであり、集水管２に連続的に巻かれていて、図４に示すように、隣接する各２つの巻線８ａ、８ａ間に所定の間隔の間隙８ｂが形成されている。この間隙８ｂの間隔は、所要の透水性能を確保でき、かつ砂およびゴミなどの異物の侵入を防止できるような所定値に設定されている。
【００２３】
以上のように、第１ストレーナ材８が第１スペーサ７を介して集水管２に巻かれることによって、図３に示すように、これらの部材間には、集水管２の長さ方向に沿って延びる第１通路９が形成されている。また、図１に示すように、集水管２には、第１ストレーナ材８の下端を下方から覆うように、鋼製のリング状の第１シール材１０が設けられている。この第１シール材１０は、第１ストレーナ材８の下端を密閉するためのものであり、第１ストレーナ材８の下端に位置する巻線８ａに、その周方向の全体にわたって溶接されている。
【００２４】
以上のような集水管２への第１スペーサ７、第１ストレーナ材８および第１シール１０の取付は、現場への搬入前に、例えば工場において行われ、集水管組立品２Ａとしてあらかじめ組み立てられる。
【００２５】
ケーシング管３は、集水管２と同じ外径および肉厚の鋼管で構成されており、最下部約１００ｍｍの区間が、集水管２に接合される第２接合部３ａに、最上部の約１００ｍｍの区間が、地上付近まで延びる連結管３２（図９参照）などが接合される上接合部３ｂになっている。集水管２と異なり、ケーシング管３には通水孔６は形成されていない。また、ケーシング管３の外周面には、集水管２と同様、複数の第２スペーサ１７、第２ストレーナ材１８および第２シール材２０が取り付けられている。第２スペーサ１７は、集水管２の第１スペーサ７と同様、例えば８本の細長い鋼管で構成され、ケーシング管３の周方向に等間隔に配置されており、第２接合部３ａおよび上接合部３ｂ以外の部分に、長さ方向に延びるように溶接によって取り付けられている（図１および図８参照）。
【００２６】
また、第２ストレーナ材１８は、集水管２の第１ストレーナ材８と同じ構成の巻線型のものであり、隣接する各２つの巻線１８ａ、１８ａ間に所定の間隔の間隙１８ｂが形成されるように、第２スペーサ１７を介してケーシング管３に連続的に巻かれている。その結果、図５に示すように、ケーシング管３、第２スペーサ１７および第２ストレーナ材１８の間には、ケーシング管３の長さ方向に沿って延びる第２通路１９が形成されている。また、第２シール材２０は、第１シール材１０と同様に構成され、第２ストレーナ材１８の上端に位置する巻線１８ａに、その周方向の全体にわたり、これを密閉するように溶接されている。
【００２７】
集水管２の場合と同様、ケーシング管３への第２スペーサ１７、第２ストレーナ材１８および第２シール材２０の取付は、現場への搬入前に行われ、ケーシング管組立品３Ａとしてあらかじめ組み立てられる。
【００２８】
ジョイント４もまた鋼製のものであり、図６に示すように、周方向に２分割された半円形状の２つのジョイント材４ａ、４ａで構成されている。ジョイント材４ａの高さは、第１および第２接合部２ａ、３ａの和とほぼ同じであり、また、両ジョイント材４ａ、４ａを合わせたジョイント４全体としての外径は、集水管２およびケーシング管３に巻かれた第１および第２ストレーナ材８、１８の外径とほぼ同じに設定されている。後述するように、ジョイント４は、現場において、集水管２にケーシング管３を第１および第２接合部２ａ、３ａを介して接合した後、第１スペーサ７の突出部７ａを介して、第１および第２接合部２ａ、３ａを覆うように取り付けられる。その結果、図７に示すように、第１および第２接合部２ａ、３ａ、突出部７ａおよびジョイント４の間に、第３通路２９が形成され、この第３通路２９は、前述した第１および第２通路１９に連通している。
【００２９】
次に、図８および図９を参照しながら、上述した構成のストレーナ装置１の設置方法について説明する。集水管２およびケーシング管３は、それぞれ前述したようにあらかじめ組み立てられ、集水管組立品２Ａおよびケーシング管組立品３Ａとして、現場に搬入される。次いで、集水管組立品２Ａを、地盤Ｅに掘削した所定の深さの掘削孔ＢＨ（図９参照）に、蓋５側を下向きにして挿入するとともに、第１接合部２ａの部分を掘削孔ＢＨから若干上方に突出させた状態で、集水管２を適当なホルダ（図示せず）によって保持する（図８（ａ））。
【００３０】
次に、ケーシング管組立品３Ａを降ろし、そのケーシング管３の第２接合部３ａを、第１接合部２ａから突出した第１スペーサ７の３つの突出部７ａに嵌合させながら、第１接合部２ａの上に載せる（同図（ｂ））。そして、この状態で、第１および第２接合部２ａ、３ａの間をそれらの境界面に沿って溶接することによって、ケーシング管３を集水管２に接合する。以上のように、ケーシング管３を集水管２に接合する際、第１スペーサ７の突出部７ａに嵌合させることによって、集水管２に対するケーシング管３の心合わせを精度良く容易に行うことができる。また、ケーシング管３を集水管２に溶接している間、両者の心合わせ状態が突出部７ａによって保持されるので、溶接作業を安定して行うことができる。なお、上述したような突出部を第２スペーサ１７側に設けてもよく、その場合にも、上述した効果をまったく同様に得ることができる。
【００３１】
次いで、接合した第１および第２接合部２ａ、３ａに、ジョイント４のジョイント材４ａ、４ａを両側から嵌め、互いに溶接する（図８（ｃ））。この場合、各ジョイント材４ａは、突出部７ａによって、径方向の所定位置に位置決めされる。また、ジョイント４の外径が前述したように設定されていることから、ジョイント４は、その外周面が第１および第２ストレーナ材８、１８とほぼ面一の状態で取り付けられる。
【００３２】
次に、接合した集水管組立品２Ａおよびケーシング管組立品３Ａを、掘削孔ＢＨ内にさらに挿入し、必要に応じて、ケーシング管３にその上接合部３ｂを介して連結管３２を接合しながら、集水管２を掘削孔ＢＨの孔底まで降ろし（図９参照）、ストレーナ装置１の設置作業を完了する。上述したように、ジョイント４の外周面は第１および第２ストレーナ材８、１８とほぼ面一であるので、ストレーナ装置１を挿入する際に、ジョイント４が掘削孔ＢＨに引っかかることがなく、したがって、ストレーナ装置１を掘削孔ＢＨに円滑かつ確実に挿入・設置することができる。また、ジョイント４は、集水管２とケーシング３との接合部から砂などが流入するのを防止する役割を果たす。
【００３３】
次に、図９を参照しながら、ストレーナ装置１を含む地下水位低下装置３１の構成を説明する。上述した連結管３２は、ケーシング管３と同じ外径および肉厚の鋼管で構成されており、連結管３２と掘削孔ＢＨの孔壁との間には、砂利Ｇなどが充填されている。また、集水管２内には水中ポンプ（揚水ポンプ）３３が設けられ、この水中ポンプ３３に接続された揚水管３４は、ケーシング管３および連結管３２の内部を通って地上に延びており、その部分に、揚水量を調節するための揚水バルブ３５が設けられている。連結管３２の上端は真空蓋３６によって閉鎖されており、それにより、互いに接合された集水管２、ケーシング管３および連結管３２の内部に構成される空間（以下「管内空間」という）Ｓが密閉される。この管内空間Ｓには、真空ポンプ３７および吸気ホース３８を介して、負圧が導入される。また、真空蓋３６には、この負圧を検出するための真空計３９が取り付けられている。
【００３４】
次に、上記構成の地下水位低下装置３１の動作を説明する。上述したように、集水管２などで構成される密閉された管内空間Ｓには、真空ポンプ３７によって負圧が導入され、そのバキューム効果によって、地盤Ｅ内の地下水が管内空間Ｓに向かって吸引される。地下水は、集水管２の部分では、第１ストレーナ材８の巻線８ａ、８ａ間の隙間８ｂを介して第１通路９に流入する。同様に、集水管２よりも上側のケーシング管３の部分では、地下水は、第２ストレーナ材１８の巻線１８ａ、１８ａ間の隙間１８ｂを介して第２通路１９に流入した後、第３通路２９を通って第１通路９に流下する。第１通路９に流入した地下水は、集水管２に形成された通水孔６を介して集水管２内に導入された後、水中ポンプ３３により揚水管３４を介して地上に強制的に汲み上げられ、それにより、地下水位が低下する。
【００３５】
図１０は、本実施形態の地下水位低下装置３１による水位低下のメカニズムを、一般的なバキュームディープウェル工法を用いた地下水位低下装置（以下「ＶＤＷ装置」という）５１によるそれと比較するために、両者を同時に示したものである。同図の左半部に示されるＶＤＷ装置５１の場合には、地下水を集水するストレーナ部５２が、集水管５３に直接、形成した通水孔５４によって構成され、集水管５３と一体であるため、地下水位が、点線で示すようにストレーナ部５２の上端位置まで低下すると、地下水と一緒に空気が管内空間Ｓに吸入されてしまう。その結果、管内空間Ｓの負圧が十分に上昇せず、バキューム効果が減殺されるため、実質上、地下水位をストレーナ部５２の上端付近までしか低下させることができず、十分な地下水位低下性能が得られない。
【００３６】
これに対し、本実施形態の地下水位低下装置３１によれば、第１および第２ストレーナ材により、全体として大きな集水面積が確保されるとともに、流入した地下水を第１〜第３通路９、１９、２９によって集水管２に導くので、高い集水性能を得ることができる。また、集水管２のみに形成した通水孔６を介して、地下水を集水管２内に導入するので、地下水位が低下しても、通水孔６よりも上方に位置する限り、集水管２内に地下水と一緒に空気が流入することがなく、十分なバキューム効果が得られることによって、高い地下水位低下性能を確保することができる。また、第１ストレーナ材８の下端および第２ストレーナ材１８の上端にそれぞれ設けた第１および第２シール材１０、２０によって、第１および第２通路９、１０が密閉され、この部分を介した負圧の漏れが抑制されるので、より高いバキューム効果が確保されることで、地下水位低下性能をさらに高めることができる。さらに、第１および第２シール材１０、２０により、第１ストレーナ材８の下端および第２ストレーナ材１８の上端からの、特に前者からの砂などの流入を防止することができる。
【００３７】
図１１は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態は、前述した第１実施形態と比較し、ジョイントの構成のみが異なる。すなわち、第１実施形態のジョイント４が、２分割されたジョイント材４ａ、４ａで構成されるのに対し、本実施形態のジョイント４４は、全体として１つのリング状の部材で構成されており、その側面には、横長矩形の溶接用の窓（開口）４５が形成されている。また、ジョイント４４の高さは、第１および第２接合部２ａ、３ａの高さの和よりも若干小さく設定されている。
【００３８】
同図に示すように、集水管２にケーシング管３を接合する際には、集水管組立品２Ａを保持した状態で（同図（ａ））、ジョイント４４を、集水管２の第１接合部２ａから突出する第１スペーサ７の突出部７ａに嵌合させ、次に、ケーシング管組立品３Ａを降ろし、ケーシング管３の第２接合部３ａを突出部７ａに嵌合させる（同図（ｂ））。そして、この状態で、ジョイント４４を回しながら、窓４５を介して溶接機（図示せず）を挿入し、第１および第２接合部２ａ、３ａの間を溶接する。この溶接の終了後、窓４５を適当なシール材、例えば市販のテープで塞ぐ。
【００３９】
したがって、本実施形態においても、集水管２とケーシング管３の接合を支障なく行えるとともに、前述した第１実施形態による効果を同様に得ることができる。
【００４０】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、１本のケーシング管３（１つのケーシング管組立品３Ａ）を用いた例であるが、集水長さを長くしたい場合には、複数のケーシング管３を用いることが可能である。この場合、ケーシング管３、３相互の接合は、下端部の第２接合部３ａおよび上端部の上接合部３ｂとジョイント４を用いることによって、集水管２への接合の場合と同様に行うことができる。
【００４１】
また、実施形態では、第１および第２ストレーナ材８、１８として、巻線型のものを用いているが、所要の透水性能を有し、かつ砂やゴミなどの侵入を防止できるものであればよく、例えばメッシュ型のものを採用してもよい。さらに、実施形態で述べた集水管２およびケーシング管３などの径、通水孔６の形状、サイズ、数および配置や、第１および第２スペーサ７、１７の径および本数などは、あくまでも例示であり、地盤および地下水などの状況に応じて適宜、設定することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を変更することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明のストレーナ装置は、高い集水性能および地下水位低下性能を確保しながら、現場での組立および設置を円滑かつ容易に行うことができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したストレーナ装置の一部を破断した正面図である。
【図２】集水管の正面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。
【図５】図１の線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。
【図６】ジョイントの斜視図である。
【図７】図１の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図である。
【図８】集水管とケーシング管の接合方法を示す図である。
【図９】ストレーナ装置を含む地下水位低下装置の構成を示す図である。
【図１０】図９の地下水位低下装置による水位低下のメカニズムを、一般的な地下水位低下装置のそれと比較して説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による集水管とケーシング管の接合方法を示す図である。
【符号の説明】
１ ストレーナ装置
２ 集水管
２ａ 第１接合部
３ ケーシング管
３ａ 第２接合部
４ ジョイント
４ａ ジョイント材
６ 通水孔
７ 第１スペーサ
７ａ 突出部
８ 第１ストレーナ材
９ 第１通路
１０ 第１シール材
１７ 第２スペーサ
１８ 第２ストレーナ材
１９ 第２通路
２０ 第２シール材
２９ 第３通路
３１ 地下水位低下装置
４４ ジョイント
Ｅ 地盤
ＢＨ 掘削孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤内に設置され、流入した地下水を強制的に汲み上げることによって地下水位を低下させるのに用いられるストレーナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のストレーナ装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このストレーナ装置は、地盤の掘削孔に埋設される集水管と、その上側に連結されるケーシング管と、集水管およびケーシング管の外周面にそれぞれ突出するように設けられた複数のスペースガイドパイプと、これらのスペースガイドパイプを介して、集水管およびケーシング管にこれらを覆うようにそれぞれ取り付けられたストレーナ部材および補助ストレーナ部材と、集水管とケーシング管との連結部の外周面に設けられた複数のスペースガイドパイプと、これらのスペースガイドパイプを介して、ストレーナ部材および補助ストレーナ部材を連結するように取り付けられた被覆部材などを備えている。
【０００３】
ストレーナ部材、補助ストレーナ部材および被覆部材は、いずれも通水性を有するメッシュ状のものである。また、これらの部材が、それぞれスペースガイドパイプを介して取り付けられることにより、ストレーナ部材と集水管の間、補助ストレーナ部材とケーシング管の間、ならびに被覆部材と集水管およびケーシング管の連結部との間には、間隙がそれぞれ形成され、これらの間隙は上下方向に互いに連通している。集水管には、その内部に地下水を導入するための複数の通水孔が、貫通するように形成されている。集水管内には、地下水を汲み上げるための水中ポンプおよび排水管などが設けられている。
【０００４】
以上の構成により、地下水は、ストレーナ部材、補助ストレーナ部材および被覆部材を介して間隙に流入し、この間隙に沿って流下した後、集水管の通水孔を介して集水管内に導入され、さらに水中ポンプおよび排水管を介して、地上に強制的に汲み上げられ、それにより、地下水位が低下する。
【０００５】
以上の構成のストレーナ装置は、次のようにして組み立てられ、地盤の掘削孔内に設置される。まず、集水管に、その上端部の連結部を残して、スペースガイドパイプおよびストレーナ部材を順に取り付け、あらかじめ組み立てておく。同様に、ケーシング管に、下端部の連結部を残して、スペースガイドパイプおよび補助ストレーナ部材を順に取り付け、組み立てる。次いで、現場において、掘削孔に集水管を挿入し、保持した状態で、その連結部にケーシング管の連結部を溶接などによって連結する。次に、連結したこれらの連結部に、複数のスペースガイドパイプを、集水管およびケーシング管にまたがるように、溶接によって取り付ける。次いで、これらのスペースガイドパイプを介して、被覆部材をストレーナ部材および補助ストレーナ部材にまたがった状態で、すなわち両ストレーナ部材にそれぞれ部分的に重なった状態で巻き付ける。そして、ストレーナ部材および補助ストレーナ部材との被覆部材の重なり部分および非重なり部分を、各２つの固定バンドで締め付け、被覆部材を固定することによって、連結作業が完了し、その後、ケーシング管の部分が掘削孔に挿入される。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２８０９３５号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、この従来のストレーナ装置では、ストレーナ部材と補助ストレーナ部材を連続させるために、被覆部材が両ストレーナ部材に外側から部分的に重なった状態で巻き付けられ、さらにその外側に固定バンドが取り付けられる。このため、被覆部材および固定バンドが、両ストレーナ部材に対して外方に突出していて、掘削孔に引っかかりやすいため、掘削孔へのストレーナ装置の挿入・設置が困難になるおそれがある。また、集水管にケーシング管を連結する際、両者の連結部同士を単純に突き合わせるだけなので、両者の心合わせが行いにくく、その作業に時間がかかり、ずれが生じやすいとともに、溶接が終了するまでの間、心合わせした状態を保たなければならない。さらに、被覆部材を取り付けるために、現場において、集水管とケーシング管との連結部に、複数のスペースガイドパイプを溶接によって取り付ける必要があるなど、現場でのストレーナ装置の設置作業が非常に煩雑である。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、高い集水性能および地下水位低下性能を確保しながら、現場での組立および設置を円滑かつ容易に行うことができるストレーナ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、地盤の掘削孔内に設置され、流入した地下水を強制的に汲み上げることによって地下水位を低下させるのに用いられるストレーナ装置であって、一端部に第１接合部を有し、径方向に貫通する通水孔が形成されるとともに、掘削孔に挿入される集水管と、集水管の外周面に、周方向に互いに間隔を隔てて、長さ方向に延びるように設けられた複数の第１スペーサと、通水性を有し、複数の第１スペーサを介して、集水管の第１接合部以外の部分に巻かれ、集水管との間に第１通路を形成する第１ストレーナ材と、集水管と同じ径を有し、一端部に第２接合部を有するとともに、第２接合部および第１接合部を介して集水管の上側に接合されるケーシング管と、ケーシング管の外周面に、周方向に互いに間隔を隔てて、長さ方向に延びるように設けられた複数の第２スペーサと、通水性を有し、複数の第２スペーサを介して、ケーシング管の第２接合部以外の部分に巻かれ、ケーシング管との間に第２通路を形成する第２ストレーナ材と、第１および第２ストレーナ材とほぼ同じ外径を有し、互いに接合された第１および第２接合部を覆うように設けられ、第１および第２接合部との間に、第１および第２通路に連通する第３通路を形成するリング状のジョイントと、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
このストレーナ装置によれば、集水管には、その一端部の第１接合部を残し、複数の第１スペーサを介して、透水性を有する第１ストレーナ材が巻かれており、それにより、集水管と第１ストレーナ材の間に第１通路が形成されている。同様に、ケーシング管には、一端部の第２接合部を残し、複数の第２スペーサを介して、透水性を有する第２ストレーナ材が巻かれ、ケーシング管と第２ストレーナ材の間に第２通路が形成されている。以上のような集水管およびケーシング管の組立は、例えば工場においてあらかじめ行うことが可能である。組み立てた集水管は、地盤に掘削した掘削孔に挿入され、その状態で、集水管の上側にケーシング管が、第１および第２接合部を介して、溶接などによって接合される。そして、接合した第１および第２接合部に、これらを覆うようにリング状のジョイントが設けられ、それにより、第１および第２接合部とジョイントの間に、第１および第２通路に連通する第３通路が形成される。その後、ケーシング管の部分が掘削孔に挿入される。
【００１１】
以上の構成によれば、地盤内の地下水は、集水管の部分では、第１ストレーナ材を介して第１通路に流入する。また、集水管よりも上側のケーシング管の部分では、地下水は、第２ストレーナ材を介して第２通路に流入した後、ジョイントによって形成された第３通路を通って、第１通路に流下する。第１通路に流入した地下水は、集水管に形成した通水孔を介して集水管内に導入された後、水中ポンプなどによって強制的に汲み上げられ、それにより、地下水位が低下する。以上のように、第１および第２ストレーナ材により、全体として大きな集水面積が確保されるとともに、流入した地下水を第１〜第３通路によって集水管に導くので、高い集水性能を得ることができる。また、集水管のみに形成した通水孔を介して、地下水を集水管内に導入するので、地下水位が低下しても、通水孔よりも上方に位置する限り、集水管内に地下水と一緒に空気が流入することがなく、空気の流入に起因する水中ポンプのポンピングロスを抑制でき、したがって、高い地下水位低下性能を確保することができる。また、ジョイントは、集水管とケーシングとの接合部から砂などが流入するのを防止する役割を果たす。
【００１２】
さらに、本発明のストレーナ装置では、集水管とケーシング管を接合する第１および第２接合部に設けられたジョイントが、第１および第２ストレーナ材とほぼ同じ外径を有するので、ジョイントの外周面が、第１および第２ストレーナ材とほぼ面一になる。したがって、ジョイントが掘削孔に引っかかることなく、ストレーナ装置を掘削孔に、円滑かつ確実に挿入・設置することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のストレーナ装置において、第１および第２スペーサの一方は、これに対応する集水管およびケーシング管の一方から一端部を越えて長さ方向に突出するように設けられ、集水管にケーシング管を接合する際に、集水管およびケーシング管の他方が嵌合する突出部を有することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、例えば、集水管に設けた第１スペーサが、集水管の第１接合部を越えて突出する突出部を有しており、集水管にケーシング管を接合する際、ケーシング管は、この突出部に嵌合することによって、集水管に対して心合わせされる。このように、第１スペーサを延ばすことによってあらかじめ形成した突出部に、ケーシング管を嵌合させることによって、集水管との心合わせを精度良く容易に行うことができる。また、ケーシング管を集水管に接合している間、両者の心合わせ状態が突出部によって保持されるので、溶接などの接合作業を安定して行うことができる。さらに、この突出部は、ジョイントを所定の位置に位置決めするスペーサとしても機能する。その結果、被覆部材を取り付けるために従来、現場で行っていた、集水管とケーシング管との連結部への複数のスペースガイドパイプの溶接作業を省略できる。以上により、現場でのストレーナ装置の組立および設置をさらに容易に行うことができ、その作業効率を飛躍的に高めることができる。なお、本発明は、ケーシング管に設けた第２スペーサに同様の突出部を設けることを含むものであり、その場合にも上記とまったく同様の効果を得ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のストレーナ装置において、ジョイントは、周方向に２分割された一対のジョイント材で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、ジョイントを取り付けていない状態で、集水管にケーシング管を例えば溶接によって接合した後、接合した第１および第２接合部に２つ割のジョイントを外側から嵌め、取り付けることが可能になるので、集水管とケーシング管の接合をさらに容易に行うことができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のストレーナ装置において、集水管およびケーシング管にそれぞれ設けられ、第１ストレーナ材の下端および第２ストレーナ材の上端をそれぞれ密閉するリング状の第１および第２シール材をさらに備えていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、第１ストレーナ材の下端および第２ストレーナ材の上端が、第１および第２シール材でそれぞれ密閉されているので、特に第１ストレーナ材の下端からの砂などの流入を防止することができる。また、これらのシール材によって、第１〜第３通路から集水管内に至る空間の密閉性が高められるので、水中ポンプのポンピングロスをさらに低減でき、したがって、地下水位低下性能をさらに向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用したストレーナ装置を示している。このストレーナ装置１は、地下水位を低下させるべき地盤Ｅに掘削された掘削孔ＢＨに設置されるものであり（図９参照）、掘削孔ＢＨの最深部に設置される集水管２と、その上側に接合されたケーシング管３と、集水管２とケーシング管３との接合部に設けられたジョイント４を備えている。
【００２０】
図２に示すように、集水管２は、例えば、長さ６０００ｍｍ、外径５０８ｍｍおよび肉厚７．９ｍｍの鋼管で構成されている。集水管２の底は砂溜め用の蓋５で閉鎖されており、この蓋５よりも上側の約２０００ｍｍの区間が砂溜め部２ｂになっている（図２参照）。集水管２の砂溜め部２ｂよりも上側の約５００ｍｍの区間には、地下水を集水管２内に導入するための多数の通水孔６が、貫通するように形成されている。これらの通水孔６は、長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍ程度の上下方向に長い矩形のスリット状のものであり、上下方向に４列で、１列あたり周方向に等間隔で例えば８個、千鳥状に配置されている。集水管２の最上部約１００ｍｍの区間は、ケーシング管３を接合するための第１接合部２ａになっている（図８参照）。
【００２１】
また、集水管２の外周面には、複数の第１スペーサ７が設けられている。これらの第１スペーサ７は、外径２２ｍｍ程度の細長い鋼管で構成されている。図３および図４に示すように、本実施形態では、８本の第１スペーサ７が、周方向に等間隔に配置されるとともに、それぞれが集水管２の長さ方向の全体にわたって延びるように、溶接によって取り付けられている。また、図８に示すように、これらの第１スペーサ７のうちの所定の３本は、集水管２の第１接合部２ａを越えて上方に突出しており、これらの突出部７ａの突出長さは、第２接合部３ａの高さとほぼ同じに設定されている。
【００２２】
さらに、集水管２には、第１接合部２ａおよび砂溜め部２ｂ以外の部分に、第１スペーサ７を介して、第１ストレーナ材８が巻かれている。この第１ストレーナ材８は、例えば亜鉛メッキを施した鋼線で構成された巻線型のものであり、集水管２に連続的に巻かれていて、図４に示すように、隣接する各２つの巻線８ａ、８ａ間に所定の間隔の間隙８ｂが形成されている。この間隙８ｂの間隔は、所要の透水性能を確保でき、かつ砂およびゴミなどの異物の侵入を防止できるような所定値に設定されている。
【００２３】
以上のように、第１ストレーナ材８が第１スペーサ７を介して集水管２に巻かれることによって、図３に示すように、これらの部材間には、集水管２の長さ方向に沿って延びる第１通路９が形成されている。また、図１に示すように、集水管２には、第１ストレーナ材８の下端を下方から覆うように、鋼製のリング状の第１シール材１０が設けられている。この第１シール材１０は、第１ストレーナ材８の下端を密閉するためのものであり、第１ストレーナ材８の下端に位置する巻線８ａに、その周方向の全体にわたって溶接されている。
【００２４】
以上のような集水管２への第１スペーサ７、第１ストレーナ材８および第１シール１０の取付は、現場への搬入前に、例えば工場において行われ、集水管組立品２Ａとしてあらかじめ組み立てられる。
【００２５】
ケーシング管３は、集水管２と同じ外径および肉厚の鋼管で構成されており、最下部約１００ｍｍの区間が、集水管２に接合される第２接合部３ａに、最上部の約１００ｍｍの区間が、地上付近まで延びる連結管３２（図９参照）などが接合される上接合部３ｂになっている。集水管２と異なり、ケーシング管３には通水孔６は形成されていない。また、ケーシング管３の外周面には、集水管２と同様、複数の第２スペーサ１７、第２ストレーナ材１８および第２シール材２０が取り付けられている。第２スペーサ１７は、集水管２の第１スペーサ７と同様、例えば８本の細長い鋼管で構成され、ケーシング管３の周方向に等間隔に配置されており、第２接合部３ａおよび上接合部３ｂ以外の部分に、長さ方向に延びるように溶接によって取り付けられている（図１および図８参照）。
【００２６】
また、第２ストレーナ材１８は、集水管２の第１ストレーナ材８と同じ構成の巻線型のものであり、隣接する各２つの巻線１８ａ、１８ａ間に所定の間隔の間隙１８ｂが形成されるように、第２スペーサ１７を介してケーシング管３に連続的に巻かれている。その結果、図５に示すように、ケーシング管３、第２スペーサ１７および第２ストレーナ材１８の間には、ケーシング管３の長さ方向に沿って延びる第２通路１９が形成されている。また、第２シール材２０は、第１シール材１０と同様に構成され、第２ストレーナ材１８の上端に位置する巻線１８ａに、その周方向の全体にわたり、これを密閉するように溶接されている。
【００２７】
集水管２の場合と同様、ケーシング管３への第２スペーサ１７、第２ストレーナ材１８および第２シール材２０の取付は、現場への搬入前に行われ、ケーシング管組立品３Ａとしてあらかじめ組み立てられる。
【００２８】
ジョイント４もまた鋼製のものであり、図６に示すように、周方向に２分割された半円形状の２つのジョイント材４ａ、４ａで構成されている。ジョイント材４ａの高さは、第１および第２接合部２ａ、３ａの和とほぼ同じであり、また、両ジョイント材４ａ、４ａを合わせたジョイント４全体としての外径は、集水管２およびケーシング管３に巻かれた第１および第２ストレーナ材８、１８の外径とほぼ同じに設定されている。後述するように、ジョイント４は、現場において、集水管２にケーシング管３を第１および第２接合部２ａ、３ａを介して接合した後、第１スペーサ７の突出部７ａを介して、第１および第２接合部２ａ、３ａを覆うように取り付けられる。その結果、図７に示すように、第１および第２接合部２ａ、３ａ、突出部７ａおよびジョイント４の間に、第３通路２９が形成され、この第３通路２９は、前述した第１および第２通路１９に連通している。
【００２９】
次に、図８および図９を参照しながら、上述した構成のストレーナ装置１の設置方法について説明する。集水管２およびケーシング管３は、それぞれ前述したようにあらかじめ組み立てられ、集水管組立品２Ａおよびケーシング管組立品３Ａとして、現場に搬入される。次いで、集水管組立品２Ａを、地盤Ｅに掘削した所定の深さの掘削孔ＢＨ（図９参照）に、蓋５側を下向きにして挿入するとともに、第１接合部２ａの部分を掘削孔ＢＨから若干上方に突出させた状態で、集水管２を適当なホルダ（図示せず）によって保持する（図８（ａ））。
【００３０】
次に、ケーシング管組立品３Ａを降ろし、そのケーシング管３の第２接合部３ａを、第１接合部２ａから突出した第１スペーサ７の３つの突出部７ａに嵌合させながら、第１接合部２ａの上に載せる（同図（ｂ））。そして、この状態で、第１および第２接合部２ａ、３ａの間をそれらの境界面に沿って溶接することによって、ケーシング管３を集水管２に接合する。以上のように、ケーシング管３を集水管２に接合する際、第１スペーサ７の突出部７ａに嵌合させることによって、集水管２に対するケーシング管３の心合わせを精度良く容易に行うことができる。また、ケーシング管３を集水管２に溶接している間、両者の心合わせ状態が突出部７ａによって保持されるので、溶接作業を安定して行うことができる。なお、上述したような突出部を第２スペーサ１７側に設けてもよく、その場合にも、上述した効果をまったく同様に得ることができる。
【００３１】
次いで、接合した第１および第２接合部２ａ、３ａに、ジョイント４のジョイント材４ａ、４ａを両側から嵌め、互いに溶接する（図８（ｃ））。この場合、各ジョイント材４ａは、突出部７ａによって、径方向の所定位置に位置決めされる。また、ジョイント４の外径が前述したように設定されていることから、ジョイント４は、その外周面が第１および第２ストレーナ材８、１８とほぼ面一の状態で取り付けられる。
【００３２】
次に、接合した集水管組立品２Ａおよびケーシング管組立品３Ａを、掘削孔ＢＨ内にさらに挿入し、必要に応じて、ケーシング管３にその上接合部３ｂを介して連結管３２を接合しながら、集水管２を掘削孔ＢＨの孔底まで降ろし（図９参照）、ストレーナ装置１の設置作業を完了する。上述したように、ジョイント４の外周面は第１および第２ストレーナ材８、１８とほぼ面一であるので、ストレーナ装置１を挿入する際に、ジョイント４が掘削孔ＢＨに引っかかることがなく、したがって、ストレーナ装置１を掘削孔ＢＨに円滑かつ確実に挿入・設置することができる。また、ジョイント４は、集水管２とケーシング３との接合部から砂などが流入するのを防止する役割を果たす。
【００３３】
次に、図９を参照しながら、ストレーナ装置１を含む地下水位低下装置３１の構成を説明する。上述した連結管３２は、ケーシング管３と同じ外径および肉厚の鋼管で構成されており、連結管３２と掘削孔ＢＨの孔壁との間には、砂利Ｇなどが充填されている。また、集水管２内には水中ポンプ（揚水ポンプ）３３が設けられ、この水中ポンプ３３に接続された揚水管３４は、ケーシング管３および連結管３２の内部を通って地上に延びており、その部分に、揚水量を調節するための揚水バルブ３５が設けられている。連結管３２の上端は真空蓋３６によって閉鎖されており、それにより、互いに接合された集水管２、ケーシング管３および連結管３２の内部に構成される空間（以下「管内空間」という）Ｓが密閉される。この管内空間Ｓには、真空ポンプ３７および吸気ホース３８を介して、負圧が導入される。また、真空蓋３６には、この負圧を検出するための真空計３９が取り付けられている。
【００３４】
次に、上記構成の地下水位低下装置３１の動作を説明する。上述したように、集水管２などで構成される密閉された管内空間Ｓには、真空ポンプ３７によって負圧が導入され、そのバキューム効果によって、地盤Ｅ内の地下水が管内空間Ｓに向かって吸引される。地下水は、集水管２の部分では、第１ストレーナ材８の巻線８ａ、８ａ間の隙間８ｂを介して第１通路９に流入する。同様に、集水管２よりも上側のケーシング管３の部分では、地下水は、第２ストレーナ材１８の巻線１８ａ、１８ａ間の隙間１８ｂを介して第２通路１９に流入した後、第３通路２９を通って第１通路９に流下する。第１通路９に流入した地下水は、集水管２に形成された通水孔６を介して集水管２内に導入された後、水中ポンプ３３により揚水管３４を介して地上に強制的に汲み上げられ、それにより、地下水位が低下する。
【００３５】
図１０は、本実施形態の地下水位低下装置３１による水位低下のメカニズムを、一般的なバキュームディープウェル工法を用いた地下水位低下装置（以下「ＶＤＷ装置」という）５１によるそれと比較するために、両者を同時に示したものである。同図の左半部に示されるＶＤＷ装置５１の場合には、地下水を集水するストレーナ部５２が、集水管５３に直接、形成した通水孔５４によって構成され、集水管５３と一体であるため、地下水位が、点線で示すようにストレーナ部５２の上端位置まで低下すると、地下水と一緒に空気が管内空間Ｓに吸入されてしまう。その結果、管内空間Ｓの負圧が十分に上昇せず、バキューム効果が減殺されるため、実質上、地下水位をストレーナ部５２の上端付近までしか低下させることができず、十分な地下水位低下性能が得られない。
【００３６】
これに対し、本実施形態の地下水位低下装置３１によれば、第１および第２ストレーナ材により、全体として大きな集水面積が確保されるとともに、流入した地下水を第１〜第３通路９、１９、２９によって集水管２に導くので、高い集水性能を得ることができる。また、集水管２のみに形成した通水孔６を介して、地下水を集水管２内に導入するので、地下水位が低下しても、通水孔６よりも上方に位置する限り、集水管２内に地下水と一緒に空気が流入することがなく、十分なバキューム効果が得られることによって、高い地下水位低下性能を確保することができる。また、第１ストレーナ材８の下端および第２ストレーナ材１８の上端にそれぞれ設けた第１および第２シール材１０、２０によって、第１および第２通路９、１０が密閉され、この部分を介した負圧の漏れが抑制されるので、より高いバキューム効果が確保されることで、地下水位低下性能をさらに高めることができる。さらに、第１および第２シール材１０、２０により、第１ストレーナ材８の下端および第２ストレーナ材１８の上端からの、特に前者からの砂などの流入を防止することができる。
【００３７】
図１１は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態は、前述した第１実施形態と比較し、ジョイントの構成のみが異なる。すなわち、第１実施形態のジョイント４が、２分割されたジョイント材４ａ、４ａで構成されるのに対し、本実施形態のジョイント４４は、全体として１つのリング状の部材で構成されており、その側面には、横長矩形の溶接用の窓（開口）４５が形成されている。また、ジョイント４４の高さは、第１および第２接合部２ａ、３ａの高さの和よりも若干小さく設定されている。
【００３８】
同図に示すように、集水管２にケーシング管３を接合する際には、集水管組立品２Ａを保持した状態で（同図（ａ））、ジョイント４４を、集水管２の第１接合部２ａから突出する第１スペーサ７の突出部７ａに嵌合させ、次に、ケーシング管組立品３Ａを降ろし、ケーシング管３の第２接合部３ａを突出部７ａに嵌合させる（同図（ｂ））。そして、この状態で、ジョイント４４を回しながら、窓４５を介して溶接機（図示せず）を挿入し、第１および第２接合部２ａ、３ａの間を溶接する。この溶接の終了後、窓４５を適当なシール材、例えば市販のテープで塞ぐ。
【００３９】
したがって、本実施形態においても、集水管２とケーシング管３の接合を支障なく行えるとともに、前述した第１実施形態による効果を同様に得ることができる。
【００４０】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、１本のケーシング管３（１つのケーシング管組立品３Ａ）を用いた例であるが、集水長さを長くしたい場合には、複数のケーシング管３を用いることが可能である。この場合、ケーシング管３、３相互の接合は、下端部の第２接合部３ａおよび上端部の上接合部３ｂとジョイント４を用いることによって、集水管２への接合の場合と同様に行うことができる。
【００４１】
また、実施形態では、第１および第２ストレーナ材８、１８として、巻線型のものを用いているが、所要の透水性能を有し、かつ砂やゴミなどの侵入を防止できるものであればよく、例えばメッシュ型のものを採用してもよい。さらに、実施形態で述べた集水管２およびケーシング管３などの径、通水孔６の形状、サイズ、数および配置や、第１および第２スペーサ７、１７の径および本数などは、あくまでも例示であり、地盤および地下水などの状況に応じて適宜、設定することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を変更することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明のストレーナ装置は、高い集水性能および地下水位低下性能を確保しながら、現場での組立および設置を円滑かつ容易に行うことができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したストレーナ装置の一部を破断した正面図である。
【図２】集水管の正面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。
【図５】図１の線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。
【図６】ジョイントの斜視図である。
【図７】図１の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図である。
【図８】集水管とケーシング管の接合方法を示す図である。
【図９】ストレーナ装置を含む地下水位低下装置の構成を示す図である。
【図１０】図９の地下水位低下装置による水位低下のメカニズムを、一般的な地下水位低下装置のそれと比較して説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による集水管とケーシング管の接合方法を示す図である。
【符号の説明】
１ ストレーナ装置
２ 集水管
２ａ 第１接合部
３ ケーシング管
３ａ 第２接合部
４ ジョイント
４ａ ジョイント材
６ 通水孔
７ 第１スペーサ
７ａ 突出部
８ 第１ストレーナ材
９ 第１通路
１０ 第１シール材
１７ 第２スペーサ
１８ 第２ストレーナ材
１９ 第２通路
２０ 第２シール材
２９ 第３通路
３１ 地下水位低下装置
４４ ジョイント
Ｅ 地盤
ＢＨ 掘削孔
Claims (4)
- 地盤の掘削孔内に設置され、流入した地下水を強制的に汲み上げることによって地下水位を低下させるのに用いられるストレーナ装置であって、
一端部に第１接合部を有し、径方向に貫通する通水孔が形成されるとともに、前記掘削孔に挿入される集水管と、
当該集水管の外周面に、周方向に互いに間隔を隔てて、長さ方向に延びるように設けられた複数の第１スペーサと、
通水性を有し、前記複数の第１スペーサを介して、前記集水管の前記第１接合部以外の部分に巻かれ、前記集水管との間に第１通路を形成する第１ストレーナ材と、
前記集水管と同じ径を有し、一端部に第２接合部を有するとともに、当該第２接合部および前記第１接合部を介して前記集水管の上側に接合されるケーシング管と、
当該ケーシング管の外周面に、周方向に互いに間隔を隔てて、長さ方向に延びるように設けられた複数の第２スペーサと、
通水性を有し、前記複数の第２スペーサを介して、前記ケーシング管の前記第２接合部以外の部分に巻かれ、前記ケーシング管との間に第２通路を形成する第２ストレーナ材と、
前記第１および第２ストレーナ材とほぼ同じ外径を有し、互いに接合された前記第１および第２接合部を覆うように設けられ、当該第１および第２接合部との間に、前記第１および第２通路に連通する第３通路を形成するリング状のジョイントと、
を備えていることを特徴とするストレーナ装置。 - 前記第１および第２スペーサの一方は、これに対応する前記集水管および前記ケーシング管の一方から前記一端部を越えて長さ方向に突出するように設けられ、前記集水管に前記ケーシング管を接合する際に、当該集水管および前記ケーシング管の他方が嵌合する突出部を有することを特徴とする、請求項１に記載のストレーナ装置。
- 前記ジョイントは、周方向に２分割された一対のジョイント材で構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のストレーナ装置。
- 前記集水管および前記ケーシング管にそれぞれ設けられ、前記第１ストレーナ材の下端および前記第２ストレーナ材の上端をそれぞれ密閉するリング状の第１および第２シール材をさらに備えていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のストレーナ装置。
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