JP3629676B2

JP3629676B2 - 帯水層の多重観測井及びその施工法

Info

Publication number: JP3629676B2
Application number: JP10331199A
Authority: JP
Inventors: 幸治籠島
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2000290987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯水層の観測井とその施工法に関し、特に、１ヶ所のボーリングで複数の帯水層を観測できる帯水層の多重観測井とその施工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設現場において、地盤中に汚染土壌が埋設されていたり、埋設された汚染物質から流出してくる汚染地下水の存在が問題になっている。このために、土壌の調査や地下水にトリクロロエチレンや重金属等が混入していないかを調査して地盤の汚染状況を確認する工事が多くなっている。
【０００３】
地下水の汚染状況を調査するために、ボーリング孔を用いて観測井を設置して採水を行う場合、採水できる帯水層は１つであり同じ位置で他の帯水層の採水を行いたい場合には、新規に、近くの地盤にボーリングを行って新しい観測井を設けることが必要になり、設置費用も嵩んでくる。
【０００４】
又、新しく観測井を設けるためには、既に設置してある観測井への影響を考慮してボーリング孔を設ける必要があり、所定の距離を隔てた別の位置で行うことになる。このことは、関連する工事が与える影響の範囲を拡大することであり、建設現場の全体作業に与える影響も無視できないものになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、同じ位置で複数の帯水層からの採水を可能に出来れば、観測井の設置に要するコストの低減、作業工程の短縮にもつながってくる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてその解決を図るために考案したものであり、１ヶ所のボーリングで複数の帯水層からの採水を可能にする、帯水層の多重観測井とその施工法の提供を目的にしている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による帯水層の多重観測井は、基本的に、帯水層から採水するための取水口を有する外管を継ぎ手部材で接続しながらボーリング孔に埋設する帯水層の観測井であって、外管は前記取水口を下端に有し、継ぎ手部材は上下間を貫通する孔を形成した接続部を装備して成り、接続部の少なくとも上方に取水用の内管を装着することで、１ヶ所のボーリングで複数の帯水層の観測を可能にしている。
【０００７】
具体的には、増設継ぎ手部材は、装備する接続管の数を接続する外管の数より１つ少ない数に設定し、接続管の１つ以外の下方の接続部に継ぎ手部材間を接続する内管を装着することで、帯水層の多重観測井を簡潔に構築できると共に、採水効率の向上を図っている。
【０００８】
本発明による帯水層の多重観測井の施工法は、帯水層の観測地点にボーリング孔を設け、観測する帯水層の数に相当する上記外管を継ぎ手部材を介在させて接続し、同時に継ぎ手部材に装備している接続部の少なくとも上方に取水用の内管を装着し、かつ、内管を上方の継ぎ手部材に装備している下方の接続部に接合してから、上記ボーリング孔に帯水層と外管の取水口とを一致させて挿入し、しかる後に帯水層には透水材を配設して粘性土層には不透水材を配設して埋設固定しており、観測する帯水層への観測井の設置を確実にしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による帯水層の多重観測井について、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、２つの帯水層からの採水を行う場合の多重観測井の施工状況を説明するための１部断面図である。
図において、１は、多重観測井の第１の外管、２は、多重観測井の第２の外管、３は、第１、２の各外管を接合するための継ぎ手部材、４は、継ぎ手部材３の接続部に接合された内管である。
【００１０】
地盤５は、帯水層６、７と粘性土層８から構成されている。地盤５に設けられたボーリング孔９には、地盤５の各地層に合わせて充填材が埋設されて外管１、２の確実な固定を図っている。帯水層の部分には、透水性と地下水中に混入されている土壌の除去を目的にした、けい砂等の透水材１０を充填しており、粘性土層の部分には、ボーリング孔壁の崩壊防止と外管固定の安定化のために、ペレット状にしたベントナイト等の不透水材１１を充填している。
【００１１】
外管１、２は、塩化ビニールを材質にしてパイプ状に形成されている。外管の上端１２と下端１３には、接合の状況に合わせてねじ１４が切ってあり、後述する継ぎ手部材３と螺合できるようにしている。
外管の下端１２付近には、帯水層から採水するための取水スリット１５が放射状に設けられ、上述した不純物の混入を避けるために表面をスクリーン１６で保護している。
各外管の長さは、帯水層の位置に応じて調整されたものになるが、地盤に穿孔したボーリング孔からの地層調査によって、その位置は容易に決定可能である。
【００１２】
継ぎ手部材３は、金属製である。大径の中央部に上記外管１、２と螺合するためのねじが切ってあり、中央部の中心部分には突起１７が設けてある。
突起１７の高さは、外管１、２の表面寸法と同一にしてあり、接合した際に表面上に凹凸が発生しないようにしている。突起１７は、外管をねじ込む際のストッパーの役目と両外管の接合面から採水が流通するのを阻止する機能を有しているが、いずれの場合にもあまり大きな力が加えられないので、その形成は通常の機械工作の方法で充分である。
即ち、継ぎ手部材を機械加工する際に、大径の中央部全体に外管と螺合するためのねじを切っておき、突起１７に外管と同様のねじを切って中央部にねじ込んで行き、所定の位置で点付けや溶着によって固定することもできるし、機械加工で形通りに加工するのも容易である。
【００１３】
継ぎ手部材３には、任意の位置に内管４を装着する接続管１８を装備している。
接続管１８は、その数が外管の接続個数より１つ少ない数であり、地盤の観測する帯水層の数に対応している。接続管１８の形状は、継ぎ手部材３の上下間を接続するために上下間を貫通する孔１９を形成している。
本実施の形態では、観測する帯水層が２つであることから、接続管１８は継ぎ手部材３の中心軸の部分に配置されているが、観測する帯水層の数が増加した場合には、接続管１８の装備個数を増やす必要がある。
この場合には、後述するように、継ぎ手部材に配置される位置を中心軸の位置から外して、接続部の配置状態をバランス良く構成する。
【００１４】
内管４は、外管と同様の材質でパイプ状に形成されており、その上下端に、接続管１８と螺合するためのねじを切ってある。
本実施の形態では、図示のように上方の接続管１８のみに内管４が接続されているが、観測する帯水層が２つ以上になると、内管４の使用本数も増加させることになる。この場合には、複数の継ぎ手部材間を連絡するために継ぎ手部材３の下方の接続管にも内管４を螺合させる必要があるので、内管４の両端のねじを使用することになる。
なお、内管４と接続管１８との螺合には、ねじ部にシールテープを巻いて止水性を向上させている。
【００１５】
観測井全体は、養生蓋２０で保護されており、観測井の内部に配置されている外管１と内管４の上端には、個別にキャップ２１、２２が被せてある。
各帯水層６、７からの採水は、これらのキャップを取り除いて外管１もしくは内管４の上端に図示していない採水装置を接続して行われる。各帯水層からの採水が個別に行われるために、採水装置による吸引力は採水目的の帯水層だけでなく、他の帯水層にも及ぶことになる。
【００１６】
正確な観測をするためには、帯水層間の越流は完全に阻止して各帯水層の地下水のみを確実に採水しなければならない。このために、本実施の態様では外管１の外表面で、帯水層６、７間に存在する粘性土層８に対峙する部分に、複数の膨潤性のゴムシール材２３を貼設しており、ベントナイト１１と一体になって止水性を高めている。
【００１７】
本実施の態様では、上層の帯水層６からの採水は、外管１を使用して行われるもので、矢視２４のように外管の下端に設けられている取水スリット１５を通じて観測井に導入される。又、下層の帯水層７からの採水は、内管４を使用して行われるもので、矢視２５のように外管の下端に設けられている取水スリット１５を通じて観測井に導入されてから、接続管１８、内管４を経て取り出される。
【００１８】
図２は、図１のａ−ａ断面図である。
図示のように、上層の帯水層６からの採水２４は、スクリーン１６で覆われた外管１の取水スリット１５を通じて観測井に導入されて外管１を使用して行われる。そして、下層の帯水層７からの採水２５は、外管の下端に設けられている取水スリットを通じて観測井に導入されてから、接続管１８の貫通孔１９を通じて内管４を使用して行われている。
【００１９】
上記では、観測することの必要な帯水層が２ヶ所の場合について述べたが、帯水層の数が増加した場合の対応について説明する。
図３は、要観測帯水層が３ヶ所の場合に用いる継ぎ手部材の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
継ぎ手部材３０には、２個の接続管３１、３２を装備している。接続管３１、３２は、継ぎ手部材３０の上方にある接続部３１’、３２’と下方にある接続部３１”、３２”から構成されている。接続部３１’、３２’と下方にある接続部３１”、３２”には、継ぎ手部材３０の上下間を接続するための貫通孔３３を設けており、その先端部分に内管４と螺合するねじを設けている。
継ぎ手部材３０の中央部には外管１、２と螺合するためのねじが切ってあり、中央部の中心部分には突起が設けてある。
継ぎ手部材３０に設ける接続部の数は、観測帯水層の数と同数に用意される外管の数より１つ少なく設定されるものであるから、確認された帯水層の数に応じて継ぎ手部材３０に設ける接続部は想像線で示すように暫時増設して行くことになるが、その配置に関しては必ずしも図示の例に基づく必要はなく、表面を有効に使用した配置形で対応することになる。
【００２０】
図４には、地盤中の３ヶ所の帯水層から採水する場合の実施の形態を示している。
本実施の形態では、前述した実施の形態例の継ぎ手部材３に加えて、上記継ぎ手部材３０を増設しているが、図１で説明したものと同一の部材を使用している場合には、同じ符号で表示している。
地盤中に採水を必要とする帯水層、３４、３５、３６が図示のように存在している場合に、帯水層３４に対応して観測井の最深部に適用する継ぎ手部材３と外管２及び内管４の装着状態は図１で示した実施の形態例と同様である。そして、帯水層３５に対応してその上に増設されている外管２’と継ぎ手部材３０とは次のように構成されている。
【００２１】
増設された観測井の部分は、継ぎ手部材３の接続管１８と継ぎ手部材３０に装備した接続管３２の下方にある接続部３２”との間に１個の内管４を接続してあり、接続管３１の下方にある接続部３１”は開放されたままである。そして、継ぎ手部材３と継ぎ手部材３０との間には外管２’を接続している。
又、継ぎ手部材３０に装備した接続管３１、３２の上方にある接続部３１’、３２’には、それぞれに内管４を接続してあり、全体を覆うように外管１が接続管３０に接続されている。
【００２２】
従って、帯水層３４からの採水は、継ぎ手部材３の接続管１８から内管４を通って継ぎ手部材３０に到達し、継ぎ手部材３０の接続管３２の貫通孔を経由して、接続管３２の上方の接続部３２’に吸引されこれに接続されている内管４から採取可能である。又、帯水層３５からの採水は、継ぎ手部材３０の下方の接続部３１”から地下水を導入し、接続管３１の貫通孔を経由して接続管上方の接続部３１’に吸引され、これに接続されている内管４から採取できる。
さらに、帯水層３６からの採水は、外管１の下方端に設けられている取水口から導水されて外管の上方端から直接行われることになる。
【００２３】
本発明による帯水層の多重観測井の施工は、以下のように行われる。
施工現場で行われる地盤５の観測地点におけるボーリング孔９穿設の一方で、観測する帯水層６、７の数に合わせて継ぎ手部材３を介在させて２個の外管１、２を接続し、同時に、継ぎ手部材３に装備している接続管１８の上方に取水用の内管４を螺合して接続して置く。
次いで、継ぎ手部材３を介在させて接続した外管１、２をボーリング孔９に挿入し、帯水層６、７と外管１、２の取水スリット１５とを一致させて仮止めする。
しかる後に、帯水層６、７にけい砂等の透水材１０を配設し、粘性土層８にはベントナイトのような不透水材１１を配設して外管１、２を固定する。この際に、外管２の外表面の粘性土層８とベントナイト１１に接触する部分には膨潤ゴムシールド２３を貼設して帯水層間の止水性を高めることが望ましい。
【００２４】
上述した実施の形態から明らかなように、本発明による帯水層の多重観測井は、外管の間に介在させた継ぎ手部材に装備している接続管の数を、外管の数より１つ少なく設定しておき、接続管の間に内管を接続することによって、複数の帯水層からの採水を同一位置に穿孔した１つのボーリングで容易に実施できるので、観測井の設置に掛るコストの低減と作業行程の短縮を図ることが可能になる。
【００２５】
以上、実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による帯水層の多重観測井は、基本的に、帯水層から採水するための取水口を下端に有する外管を継ぎ手部材で接続し、継ぎ手部材には上下間を貫通する孔を形成した接続部を装備して、接続部の少なくとも上方に取水用の内管を装着することで、同一位置に穿孔した１ヶ所のボーリングで複数の帯水層の観測を可能にしているものであるから、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、発明の趣旨に反しない範囲において種々の変更が可能であることは当然である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による帯水層の多重観測井は、基本的に、帯水層から採水するための取水口を有する外管を継ぎ手部材で接続しながらボーリング孔に埋設する帯水層の観測井であって、外管は前記取水口を下端に有し、継ぎ手部材は上下間を貫通する孔を形成した接続部を装備して成り、接続部の少なくとも上方に取水用の内管を装着しているので、同一位置に穿孔した１ヶ所のボーリングで複数の帯水層の観測を可能にしているから、観測井の設置に掛るコストの低減と作業行程の短縮を図る効果を奏している。
【００２７】
具体的には、増設継ぎ手部材は、装備する接続管の数を接続する外管の数より１つ少ない数に設定し、接続管の１つ以外の下方の接続部に継ぎ手部材間を接続する内管を装着することで、帯水層の多重観測井を簡潔に構築できると共に、採水効率の向上を図る効果を発揮している。
【００２８】
又、本発明による帯水層の多重観測井の施工法は、帯水層の観測地点にボーリング孔を設け、観測する帯水層の数に相当する上記外管を継ぎ手部材を介在させて接続し、同時に継ぎ手部材に装備している接続部の少なくとも上方に取水用の内管を装着し、かつ、内管を上方の継ぎ手部材に装備している下方の接続部に接合してから、上記ボーリング孔に帯水層と外管の取水口とを一致させて挿入し、しかる後に帯水層には透水材を配設して粘性土層には不透水材を配設して埋設固定しているので、観測する帯水層への観測井の設置を確実にする効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による帯水層の多重観測井の立断面図
【図２】本発明による帯水層の多重観測井の断面図
【図３】本発明に用いる継ぎ手部材を示す他の実施の形態図
【図４】本発明による帯水層の多重観測井を示す他の実施の形態図
【符号の説明】
１、２外管、３継ぎ手部材、４内管、５地盤、
６、７帯水層、８粘性土層、９ボーリング孔、
１０透水材（けい砂）、１１不透水材（ベントナイト）、
１２外管の上端、１３外管の下端、１４ねじ、１５取水口、
１６スクリーン、１７突起、１８接続管、１９貫通孔、
２０養生蓋、２１、２２キャップ、２３膨潤ゴムシート、
２４、２５採水、３０継ぎ手部材、３１、３２接続管、
３３貫通孔、

Claims

帯水層から採水するための取水口を有する外管を、継ぎ手部材で接続しながらボーリング孔に埋設する帯水層の観測井であって、該外管は前記取水口を下端に有し、該継ぎ手部材は上下間を貫通する孔を形成した接続管を装備して成り、該接続管の上方の接続部には取水用の内管を装着することを特徴とする帯水層の多重観測井。
増設継ぎ手部材は、装備する接続管の数を接続する外管の数より１つ少ない数に設定することを特徴とする請求項１に記載の帯水層の多重観測井。
増設継ぎ手部材は、接続管の１つ以外の下方の接続部に継ぎ手部材間を接続する内管を装着することを特徴とする請求項１又は２に記載の帯水層の多重観測井。
帯水層の観測地点にボーリング孔を穿設し、観測する帯水層の数に相当する上記外管を継ぎ手部材を介在させて接続し、同時に該継ぎ手部材に装備している接続部の少なくとも上方に取水用の内管を装着し、かつ、該内管を上方の継ぎ手部材に装備している下方の接続部に接合してから、上記ボーリング孔に帯水層と外管の取水口とを一致させて挿入し、しかる後に帯水層には透水材を配設して粘性土層には不透水材を配設して埋設固定することを特徴とする請求項１に〜３のいずれかに記載する帯水層の多重観測井の施工法。