JP3655883B2 - Groundwater pumping method - Google Patents
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Description
【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ための技術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ことで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】
地下水を揚水するに当たっては、地盤に埋設したケーシング管の下端部に設けた通水部から地下水を流入させて流入した地下水を揚水手段により揚水することで行うものであり、揚水方法としては例えば、自然水位と井戸内水位との水頭差を利用して排水するディープウエル法や、ディープウエル装置に減圧手段を設けて井戸内を減圧することで、地下水位の更なる低下を図るようにしたバキュームディープウエル法が知られている。また、他の従来例としては、特開平2000−27170が知られている。この特開平2000−27170は、ケーシング管の下端部にストレーナ装置を設け、水頭差及び減圧手段でケーシング管内を減圧することによるバキューム力により地下水をストレーナ装置を介してケーシング管内に集水し、このようにしてストレーナ装置を介してケーシング管内に集水した地下水を揚水ポンプにより汲み上げるようにしている。
【0004】
しかしながら、上記いずれの従来例においても、単に地盤にケーシング管を埋設して、上記したそれぞれの方法により地下水の揚水を行っているのであるが、地盤にケーシング管を埋設した場合、ケーシング管の下端部に設けた通水部が必ずしも地盤中における水の存在する部分に一致するとは限らず、むしろ、ケーシング管の下端部の通水部と地盤中における水の存在する部分とが一致しない場合が多く、また、ケーシング管の通水部の周囲の地質が通水し難い地質の場合がある。このため、上記のような各方法により(水頭差、あるいは水頭差とバキューム力により)ケーシング管の下端部の通水部からケーシング管内に地下水を集水するに当たって、地下水がケーシング管の下部の周囲の地盤を通水してスムーズに通水部側に流れにくく、集水効果が悪いという問題があった。
【0005】
【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、地盤に埋設したケーシング管に集水した地下水を揚水するに先だって、予めケーシング管の周囲の地盤を通水部側に向けてスムーズに地下水が流れやすくなるように改質して効果的に集水、揚水ができる地下水揚水方法を提供することを課題とするものである。
【0006】
【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揚水方法は、ケーシング管3の下端部の下部筒部3aに通水部2を設けると共に該下部筒部3aの外周に隙間20を介して下部筒部3aを囲む上下方向に長い多数の水通過部23を有するストレーナ部21を設け、上記ケーシング管3を地盤1に埋設して該ケーシング管3の下端部に設けたストレーナ部21の多数の水通過部23、下部筒部3aとストレーナ部21との間の隙間20を介して通水部2から地下水を流入させて流入した地下水を揚水手段4により揚水するに先立って、ケーシング管3の下端部に設けた上記通水部2から加圧水を上記下部筒部3aとストレーナ部21との間の隙間20、ストレーナ部21の多数の水通過部23を介して地盤1中に圧送してケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質する地盤改質工程を実施し、この地盤改質工程を実施した後で、揚水手段4により周辺の地盤1に形成した割裂通水路を介して地下水をストレーナ部21の多数の水通過部23、下部筒部3aとストレーナ部21との間の隙間20を経て通水部2からケーシング管3内に流入させて揚水する本揚水工程を実施する方法であって、上記のようにケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質するに当たって、加圧水の地盤1への圧送と、加圧水の地盤1への圧送により飽和状態となった地盤1の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段4により揚水することを交互に繰り返して地盤1を改質す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により、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管3の下部の周囲の地盤1に割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質し、このようにケーシング管3の下部の周囲の地盤1を改質した後に揚水手段4によりケーシング管3内に集水した地下水を揚水する本揚水を実行することで、ケーシング管3内に効果的に地下水を集水して効率的に揚水することができるものである。特に、ケーシング管3の下部の下部筒部3aに設けた通水部2、隙間20、ストレーナ部21の多数の水通過部23を介して加圧水を地盤1中に圧送して割裂通水路を形成し、地下水を上記ストレーナ部21の多数の水通過部23、隙間20、通水部2を介して流入させて揚水するので、地盤改質工程とこれに続く本揚水工程とを同一の地下揚水装置により行うことができるものであり、また、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質するに当たって、加圧水の地盤1への圧送と、加圧水の地盤1への圧送により飽和状態となった地盤1の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段4により揚水することを交互に繰り返して地盤1を改質するから、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管3の下部の周囲の地盤1に割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質するに当たって、加圧水を連続してケーシング管3下部の周囲の地盤1に圧送することで、簡単にケーシング管3の下部の周囲の地盤1を割裂させ、真空吸引と揚水により割裂により生じた目詰まり粒子を吸引除去し、これを繰り返すことで通水がスムーズとなる割裂通水路を形成して地盤改質ができるものである。
【0009】
また、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質するに当たって、開閉弁6を有する揚水管7の下端部に揚水ポンプ8を設けて揚水手段4を構成し、この揚水管7を上端部が閉塞されたケーシング管3に貫挿して揚水ポンプ8をケーシング管3内の下部に配置し、ケーシング管3の上端部にバキュームポンプ9に接続したエア弁10を有するバキューム管11を接続すると共にケーシング管3内に加圧水を供給するための送水ポンプ12に接続した送水弁13を有する送水管14を接続し、開閉弁6とエア弁10とを閉にした状態で送水弁13を開にして送水ポンプ12により地盤1に埋設したケーシング管3内に加圧水を圧送することで通水部2から加圧水を地盤1中に圧送してケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプ12の運転を停止して送水弁13を閉じると共に開閉弁6とエア弁10とを開にした状態で揚水ポンプ8とバキュームポンプ9を運転してバキューム吸引で地盤1中の地下水と共に地盤1中の目詰まり粒子をケーシング管3内に吸引しつつ揚水ポンプ8により揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とすることも好ましい。このような方法を採用することで、開閉弁6と揚水ポンプ8、エア弁10とバキュームポンプ9、送水ポンプ12と送水弁13の開・閉や運転・停止を操作するのみで、加圧水の地盤1への圧送と、加圧水の地盤1への圧送により飽和状態となった地盤1の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段4により揚水することを交互に繰り返して地盤1を改質することができるものである。
【0010】
また、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質するに当たって、開閉弁6を有する揚水管7の下端部に揚水ポンプ8を設けて揚水手段4を構成し、この揚水管7を上端部が閉塞されたケーシング管3に貫挿して揚水ポンプ8をケーシング管3内の下部に配置し、ケーシング管3の上端部にエア抜き弁5を有するエア抜き部16を接続すると共にケーシング管3内に加圧水を供給するための送水ポンプ12に接続した送水弁13を有する送水管14を接続し、開閉弁6を閉、エア抜き弁5を開にした状態で送水弁13を開にして送水ポンプ12によりケーシング管3内に加圧水を圧送して地盤1に埋設したケーシング管3内を加圧水で満たした状態でエア抜き弁5を閉じ、引き続き送水ポンプ12によりケーシング管3内に加圧水を圧送することで通水部2から加圧水を地盤1中に圧送してケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプ12の運転を停止して送水弁13を閉じると共にエア抜き弁5を閉じた状態で開閉弁6を開き揚水ポンプ8を運転してケーシング管3内の水を揚水することでケーシング管3の上部に真空空間を形成し、このケーシング管3内に発生した真空による吸引で地盤1中の地下水と共に地盤1中の目詰まり粒子をケーシング管3内に吸引しつつ揚水ポンプ8により揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とすることも好ましい。開閉弁6と揚水ポンプ8、エア抜き弁5、送水ポンプ12と送水弁13の開・閉や運転・停止を操作するのみで、加圧水の地盤1への圧送と、加圧水の地盤1への圧送により飽和状態となった地盤1の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段4により揚水することを交互に繰り返して地盤1を改質することができるものであり、特に、バキュームポンプを用いなくても簡単な方法でケーシング管3内の上部を真空にできて地下水、目詰まり粒子を真空吸引によりケーシング管3内に吸引することができるものである。
【0011】
【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。
【0012】
本発明においては、地下工事のために地盤を掘削したり、地盤改良を行うために該当地盤1の地下水を揚水するに当たって、まず地盤1にケーシング管3を埋設し、次に、ケーシング管3の下端部に設けた通水部2から加圧水を地盤1中に圧送してケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質する地盤改質工程を実施する。このようにケーシング管3の周囲の地盤1の地盤改質を行って、地下水がケーシング管3の下部の周囲の地盤をスムーズに流れて通水部2からケーシング管3内に集水できるようにし、この地盤改質工程を実施した後に、揚水手段4により周辺の地盤1に形成した割裂通水路を介して地下水を通水部2からケーシング管3内に流入させて揚水する本揚水工程を実施するものである。
【0013】
図1乃至図4には本発明の一実施形態が示してある。地盤1中に埋設されるケーシング管3は鋼管からなり、ケーシング管3の下端部の下部筒部3aの外周には隙間20を介して下部筒部3aを囲む上下方向に長いストレーナ部21が設けてあり、下部筒部3aの下端部には砂溜まり部22が設けてある。下部筒部3aには通水部2が設けてある。また、ストレーナ部21は例えば枠体の外周に所定間隔で隙間を形成するような鋼線が巻かれ略円筒形状をしたものからなり、上下方向に多数形成された隙間が水通過部23となって地下水を流入させることができるようになっている。なお、ストレーナ部部21としては上記のように鋼線を巻いて構成したものにのみ限定されず、水通過部23となる多数の孔を開けた孔あき筒により構成してもよい。いずれの場合もストレーナ部21の最上部の水通過部23は通水部2よりも上方に位置している。
【0014】
ケーシング管3の上端部には蓋体24を取付けてケーシング管3の上開口を閉塞してある。また、開閉弁6を有する揚水管7の下端部に揚水ポンプ8を設けて揚水手段4を構成し、この揚水管7を上端部が閉塞されたケーシング管3に貫挿して揚水ポンプ8をケーシング管3内の下部に配置してある。添付図面に示す実施形態においては、揚水管7が蓋体24を貫挿して取付けてある。また、ケーシング管3の上端部にバキュームポンプ9に接続したエア弁10を有するバキューム管11を接続すると共にケーシング管3内に加圧水を供給するための送水ポンプ12に接続した送水弁13を有する送水管14を接続してある。添付図面に示す実施形態では蓋体24部分にバキューム管11、送水管14の端部を取付けてバキューム管11、送水管14の端部をケーシング管3内に開口している。ここで、送水管14の端部のケーシング管3内における開口位置はバキューム管11のケーシング管3内における開口位置よりも下方に位置している。
【0015】
上記のような構成の地下水揚水装置のケーシング管3を地盤1に埋設するに当たっては、地下水を揚水しようとする地盤1にケーシング管3よりも径の大きい穿孔25を掘削し、この穿孔25に上記地下水揚水装置のケーシング管3を挿入するのであるが、穿孔25の内壁とケーシング管3の外周面との間に荒砂や豆砂利等のフィルター材26を充填し、更に穿孔25の内壁の上部とケーシング管3の外周面の上部との間にセメントモルタルやベントナイトモルタル等のシール材27を充填してシールしてある。ここで、穿孔25の内壁の上部と外管3の外周面の上部との間のシールをするに当たっては、穿孔25の内壁の上部とケーシング管3の外周面の上部との間のバルーンを入れて該バルーンを膨らませる等の他の手段によりシールするようにしてもよいものである。
【0016】
上記のように地下水揚水装置のケーシング管3を地盤1に埋設して地盤1中の地下水を揚水手段4により揚水するのであるが、本発明においては揚水手段4により本揚水するに先立って、まずケーシング管3の下部の周囲の地盤1の地盤改質を行って地下水が通水しやすいようにする。
【0017】
地盤改質を行うに当たっては、まず、図1に示すように、開閉弁6とエア弁10とを閉にした状態で送水弁13を開にして貯水タンク28内の水を送水ポンプ12により地盤1に埋設したケーシング管3内に圧送し、ケーシング管3の下端部の通水部2から水通過部23を経て加圧水を地盤1中に圧送する。このようにして加圧水をケーシング管3の周囲の地盤1中に強制的に圧送することで、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施する。この場合、シール材27でシールしてあるので、加圧水がケーシング管3の外面に沿って上昇して地上に噴き出すことがない。
【0018】
次に、図2に示すように、送水ポンプ12の運転を停止して送水弁13を閉じると共に開閉弁6とエア弁10とを開にした状態で揚水ポンプ8とバキュームポンプ9を運転してバキューム吸引により上記加圧水圧送工程により飽和状態となった地盤1の地下水を一気に吸引し、地盤1中の地下水と共に割裂により生じた地盤1中の目詰まり粒子を水通過部23、通水部2を経てケーシング管3内に吸引しつつ揚水ポンプ8により揚水する洗浄用揚水工程を実施する。この場合、シール材27でシールしているので、ケーシング管3の外面に沿って地上の空気が吸い込まれることがない。
【0019】
このようにして加圧水の圧送により飽和状態となった地盤1中の地下水を揚水すると、同様にして上記加圧水圧送工程、洗浄用揚水工程を交互に実施する。
【0020】
ここで、地盤1への加圧水の圧送によりケーシング管3の下部の周囲に多数の割裂通水路を形成するとともに加圧水の圧送により割裂通水路が形成される際に生じた目詰まり粒子をバキューム吸引により強制的に吸引して揚水することを交互に形成することで、「水みち」となる割裂通水路は次第に地下水がスムーズに流れやすいように成長し、また、目詰まり粒子が除去されることでよりいっそう地下水がスムーズに流れやすいようになる。
【0021】
上記のようにして、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を地下水がスムーズに通水しやすいように改質する地盤改質工程が終わると、次に、揚水手段4により周辺の地盤1に形成した割裂通水路を介して地下水を通水部2からケーシング管3内に流入させて揚水する本揚水工程を実施する。
【0022】
本揚水工程は以下のようにして行う。すなわち、図3に示すように、送水ポンプ12の運転を停止して送水弁13を閉じ、この状態で開閉弁6とエア弁10とを開にし、揚水ポンプ8とバキュームポンプ9を運転し、水頭差とバキューム吸引により地盤1の地下水を上下方向に長いストレーナ部21の上下方向に多数設けた水通過部23、隙間20、ケーシング管3の下端部の通水部2を経てケーシング管3内に集水し、ケーシング管3内に集水した地下水を揚水ポンプ8により揚水するものである。この本揚水工程において、既に前段の地盤改質工程においてケーシング管3の下部周囲の地盤1に割裂通水路を形成しているので、地下水は形成された割裂通水路を通ってスムーズにケーシング管3の下端部の通水部2に流れ、水頭差とバキューム吸引によるケーシング管3内への集水が効果的に行われ、このようにケーシング管3内への集水が効果的に行われるので、揚水ポンプ8による揚水がロスなく効率的に行えることになる。
【0023】
なお、ストレーナ部21を設けたものにおいては、地下水位がストレーナ部21の上端部(最上端の水通過部23)よりも下方に位置したとしても、最上端の水通過部23が通水部2よりも上方に位置しているのでストレーナ部21の上端部から隙間20内に進入した地盤1中のエアは通水部2からケーシング管3内に進入することができず、隙間20の上部に集まることになり、地下水の水位の低下によりケーシング管3内にエアが流れ込むのを防止し、これによりケーシング管3内における減圧状態が破れることがなく、バキューム吸引によってケーシング管3内に地下水を集水することが継続して行えるものである。
【0024】
次に、本発明の他の実施形態を図5乃至図9に基づいて説明する。
【0025】
ケーシング管3の上端部には蓋体24を取付けてケーシング管3の上開口を閉塞してある。また、開閉弁6を有する揚水管7の下端部に揚水ポンプ8を設けて揚水手段4を構成し、この揚水管7を上端部が閉塞されたケーシング管3に貫挿して揚水ポンプ8をケーシング管3内の下部に配置してある。添付図面に示す実施形態においては、揚水管7が蓋体24を貫挿して取付けてある。また、ケーシング管3の上端部にエア抜き弁5を有するエア抜き部16を接続すると共にケーシング管3内に加圧水を供給するための送水ポンプ12に接続した送水弁13を有する送水管14を接続してある。添付図面に示す実施形態では蓋体24部分にエア抜き部16、送水管14の端部を取付けてエア抜き部16、送水管14の端部をケーシング管3内に開口している。ここで、送水管14の端部のケーシング管3内における開口位置はエア抜き部16のケーシング管3内における開口位置よりも下方に位置している。また、ケーシング管3の下端部の下部筒部3aには通水部2が設けてある。また、図5乃至図9に示す実施形態では前述の実施形態と同様にケーシング管3の下端部の下部筒部3aの外周には隙間20を介して下部筒部3aを囲む上下方向に長いストレーナ部21が設けてある。
【0026】
上記のような構成の地下水揚水装置のケーシング管3を前述の実施形態と同様にして地盤1に埋設する。
【0027】
そして、地盤1中の地下水を揚水手段4により本揚水するに先立って、まずケーシング管3の下部の周囲の地盤1の地盤改質を行って地下水が通水しやすいようにする。
【0028】
本実施形態において地盤改質を行うに当たっては、まず、図5に示すように、開閉弁6を閉、エア抜き弁5を開にした状態で送水弁13を開にして送水ポンプ12によりケーシング管3内に加圧水を圧送し、図6に示すように地盤1に埋設したケーシング管3内が加圧水で満たされると、図7のようにエア抜き弁5を閉じ、引き続き送水ポンプ12によりケーシング管3内に加圧水を圧送する。このようにして加圧水をケーシング管3の周囲の地盤1中に強制的に圧送することで、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施する。
【0029】
次に、図8のように送水ポンプ12の運転を停止して送水弁13を閉じると共にエア抜き弁5を閉じ、この状態で揚水ポンプ8を運転してケーシング管3内の水を揚水すると、ケーシング管3内に満たされていた水が揚水ポンプ8で揚水されることでケーシング管3の上部に真空空間15が形成される。すると、上記ケーシング管3内に発生した真空による吸引で上記圧送されて地盤1中に飽和状態となった地下水と共に地盤1中の目詰まり粒子がケーシング管3内に吸引されるので、この間揚水ポンプ6の運転を継続することで、ケーシング管3内に吸引された地下水と目詰まり粒子とが揚水ポンプ6により揚水され、これによりケーシング管3内は上部に真空空間15を形成したままケーシング管3内に地下水と目詰まり物質とを吸引し続けることになる。これが洗浄用揚水工程である。
【0030】
このようにして加圧水の圧送により飽和状態となった地盤1中の地下水を揚水すると、同様にして上記加圧水圧送工程、洗浄用揚水工程を交互に実施する。ここで2回目以降の加圧水圧送工程においてはエア抜き弁5は閉じたまま、開閉弁6を閉にした状態で送水弁13を開にして送水ポンプ12によりケーシング管3内に加圧水を圧送する。すると、地盤1に埋設したケーシング管3内が加圧水で満たされるので、引き続き送水ポンプ12によりケーシング管3内に加圧水を圧送することにより加圧水をケーシング管3の周囲の地盤1中に強制的に圧送してケーシング管3下部の周囲の地盤1を割裂通水路を形成する加圧水圧送工程を実施することができる。
【0031】
このようにして、地盤1への加圧水の圧送によりケーシング管3の下部の周囲に多数の割裂通水路を形成するとともに加圧水の圧送により割裂通水路が形成される際に生じた目詰まり粒子をバキューム吸引により強制的に吸引して揚水することを交互に形成することで、「水みち」となる割裂通水路は次第に地下水がスムーズに流れやすいように成長し、また、目詰まり粒子が除去されることでよりいっそう地下水がスムーズに流れやすいようになる。
【0032】
上記のようにして、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を地下水がスムーズに通水しやすいように改質する地盤改質工程が終わると、次に、揚水手段4により周辺の地盤1に形成した割裂通水路を介して地下水を通水部2からケーシング管3内に流入させて揚水する本揚水工程を実施する。
【0033】
本揚水工程は以下のようにして行う。すなわち、地盤改質工程の最終段階の洗浄用揚水工程をそのまま引き続いて図9に示すように本揚水工程に移行できるものであり、洗浄用揚水工程と同様の作用により本揚水工程により揚水することができるものである。この本揚水工程において、既に前段の地盤改質工程においてケーシング管3の下部周囲の地盤1に割裂通水路を形成しているので、地下水は形成された割裂通水路を通ってスムーズにケーシング管3の下端部の通水部2に流れるので、水頭差とバキューム吸引によるケーシング管3内への集水が効果的に行われ、このようにケーシング管3内への集水が効果的に行われるので、揚水ポンプ8による揚水がロスなく効率的に行えることになる。ところで、本揚水工程で地下水の水位が一時的に低下してきてケーシング管3内の下端部の通水部2からエアがケーシング管3内に流入するとケーシング管3の上部の空間の減圧度が低下するが、このまま揚水ポンプ8の運転を継続して揚水してもよいが、ケーシング管3の上部の空間の減圧度が低下すると、真空引きによる地下水のケーシング管3内への吸引力が低下するので、このような場合には開閉弁6を閉、エア抜き弁5を開にした状態で送水弁13を開にして送水ポンプ12によりケーシング管3内に加圧水を圧送してケーシング管3内を加圧水で満たし、その後、送水ポンプ12の運転を停止して送水弁13を閉じると共にエア抜き弁5を閉じ、この状態で揚水ポンプ8を運転してケーシング管3内の水を揚水することで、ケーシング管3内に満たされていた水が揚水ポンプ8で揚水してケーシング管3の上部に真空空間15を形成することができるので、この状態のまま継続して揚水ポンプ8を運転することで、地下水をケーシング管3内に真空吸引しながら揚水することができるものである。
【0034】
本実施形態においては、バキュームポンプを用いなくても簡単な方法でケーシング管3内の上部を真空にできて地下水、目詰まり粒子を真空吸引によりケーシング管3内に吸引することができるものである。
【0035】
また、上記各実施形態においては、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質するに当たって、加圧水の地盤1への圧送と、加圧水の地盤1への圧送により飽和状態となった地盤1の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段4により揚水することを交互に繰り返して地盤1を改質するようにした例を示したが、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤1を改質するに当たって、加圧水を連続してケーシング管3下部の周囲の地盤1に圧送することのみでケーシング管3下部の周囲の地盤1に「水みち」となる割裂通水路を形成するようにしてもよい。例えば、本実施形態においては図1のように開閉弁6とエア弁10とを閉にした状態で送水弁13を開にして送水ポンプ12により地盤1に埋設したケーシング管3内に加圧水を圧送し、ケーシング管3の下端部の通水部2から水通過部23を経て加圧水を地盤1中に圧送する。この加圧水圧送工程のみを継続して実行することで、ケーシング管3下部の周囲の地盤1を加圧水により割裂して割裂通水路を次第に成長させて地下水がスムーズに流れる「水みち」となる割裂通水路を形成するものである。
【0036】
上記のように加圧水圧送工程のみで簡単にケーシング管3の下部の周囲に割裂通水路を形成して地盤改質ができるものである。
【0037】
このようにしてケーシング管3の下部の周囲の地盤改質を行った後、上記と同様にして揚水手段により本揚水を実行するものである。
【0038】
そして、上記したいずれの実施形態においても、地盤改質工程とこれに続く本揚水工程とを同一の地下水揚水装置により行うことで、共通の装置で簡単に地盤改質と揚水とができるものであって、コスト的に有利であり、工期も短縮できることになる。
【0039】
【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、ケーシング管の下端部の下部筒部に通水部を設けると共に該下部筒部の外周に隙間を介して下部筒部を囲む多数の水通過部を有する上下方向に長いストレーナ部を設け、上記ケーシング管を地盤に埋設して該ケーシング管の下端部に設けたストレーナ部の多数の水通過部、下部筒部とストレーナ部との間の隙間を介して通水部から地下水を流入させて流入した地下水を揚水手段により揚水するに先立って、ケーシング管の下端部に設けた上記通水部から加圧水を上記下部筒部とストレーナ部との間の隙間、ストレーナ部の多数の水通過部を介して地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質する地盤改質工程を実施し、この地盤改質工程を実施した後で、揚水手段により周辺の地盤に形成した割裂通水路を介して地下水をストレーナ部の多数の水通過部、下部筒部とストレーナ部との間の隙間を経て通水部からケーシング管内に流入させて揚水する本揚水工程を実施するので、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管の下部の周囲の地盤に割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質できて、本揚水に当たって地下水をあらかじめ形成した割裂通水路を介して通水部からケーシング管の内部にスムーズに集水でき、ケーシング管の下部の周囲の地盤が通水しにくい地質の場合や地盤における地下水が存在する部分と通水部との位置が一致していない場合であっても、効果的にケーシング管内に集水して効率的に揚水手段により本揚水ができるものであり、特に、ケーシング管の下部の下部筒部に設けた通水部、隙間、ストレーナ部の多数の水通過部を介して加圧水を地盤中に圧送して割裂通水路を形成し、地下水を上記ストレーナ部の多数の水通過部、隙間、通水部を介して流入させて揚水するので、地盤改質工程とこれに続く本揚水工程とを同一の地下揚水装置により行うことができ、共通の装置で簡単に地盤改質と揚水とができ、コスト的に有利である。更に、ケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質するに当たって、加圧水の地盤への圧送と、加圧水の地盤への圧送により飽和状態となった地盤の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段により揚水すること、とを交互に繰り返して地盤を改質するので、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管の下部の周囲の地盤に割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質するに当たって、加圧水を連続してケーシング管下部の周囲の地盤に圧送することで、簡単にケーシング管の下部の周囲の地盤を割裂させ、真空吸引と揚水により割裂により生じた目詰まり粒子を吸引除去し、これを繰り返すことで目詰まり粒子が除去され通水がスムーズとなる割裂通水路を簡単に形成して地盤改質ができるものである。
【0042】
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、開閉弁とエア弁とを閉にした状態で送水弁を開にして送水ポンプにより地盤に埋設したケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共に開閉弁とエア弁とを開にした状態で揚水ポンプとバキュームポンプを運転してバキューム吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すので、開閉弁と揚水ポンプ、エア弁とバキュームポンプ、送水ポンプと送水弁の開・閉や運転・停止を操作するのみで、加圧水の地盤への圧送と、加圧水の地盤への圧送により飽和状態となった地盤の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段により揚水することを交互に繰り返して地盤を改質することができ、目詰まり粒子が除去され通水がスムーズとなる割裂通水路を簡単に形成して地盤改質ができるものである。
【0043】
また、請求項3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、開閉弁を閉、エア抜き弁を開にした状態で送水弁を開にして送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送して地盤に埋設したケーシング管内を加圧水で満たした状態でエア抜き弁を閉じ、引き続き送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共にエア抜き弁を閉じた状態で開閉弁を開き揚水ポンプを運転してケーシング管内の水を揚水することでケーシング管の上部に真空空間を形成し、このケーシング管内に発生した真空による吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すので、開閉弁と揚水ポンプ、エア抜き弁、送水ポンプと送水弁の開・閉や運転・停止を操作するのみで、簡単な方法で加圧水の地盤への圧送と、加圧水の地盤への圧送により飽和状態となった地盤の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段により揚水することを交互に繰り返して地盤を改質することができるものであり、特に、バキュームポンプを用いなくても簡単な方法でケーシング管内の上部を真空にできて地下水、目詰まり粒子を真空吸引によりケーシング管内に吸引することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図2】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図3】同上の本揚水工程の説明図である。
【図4】同上に用いるケーシング管の一例の下部の拡大断面図である。
【図5】本発明の他の実施形態の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図6】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図7】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図8】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図9】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【符号の説明】
1 地盤
2 通水部
3 ケーシング管
4 揚水手段
5 エア抜き弁
6 開閉弁
7 揚水管
8 揚水ポンプ
9 バキュームポンプ
10 エア弁
11 バキューム管
12 送水ポンプ
13 送水弁
14 送水管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for pumping up groundwater to lower the groundwater level when excavating the ground for underground construction or performing ground improvement.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when excavating the ground for underground construction or performing ground improvement, the groundwater is pumped to lower the groundwater level. Thus, groundwater is pumped and the groundwater level is lowered, so that the moisture content of the target soil is reduced, and excavation work and treatment of excavated soil can be easily performed.
[0003]
When pumping up the groundwater, it is performed by pumping up the groundwater that has flowed in by flowing the groundwater from the water flow section provided at the lower end of the casing pipe buried in the ground, and as a pumping method, for example, Vacuum that makes it possible to further reduce the groundwater level by reducing the pressure in the well by using the deep well method that drains water using the head difference between the natural water level and the water level in the well, or by providing pressure reduction means in the deep well device. The deep well method is known. As another conventional example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-27170 is known. In this Japanese Patent Laid-Open No. 2000-27170, a strainer device is provided at the lower end of the casing tube, and ground water is collected in the casing tube through the strainer device by a vacuum force generated by depressurizing the inside of the casing tube with a water head difference and a depressurizing means. In this way, the groundwater collected in the casing pipe through the strainer device is pumped up by the pump.
[0004]
However, in any of the above conventional examples, the casing pipe is simply buried in the ground and the groundwater is pumped by the above-described methods. However, when the casing pipe is buried in the ground, the lower end of the casing pipe is used. The water passing part provided in the section does not necessarily match the part where water exists in the ground, but rather the water passing part at the lower end part of the casing pipe and the part where water exists in the ground may not match. In many cases, the geology around the water passing portion of the casing pipe is difficult to pass. For this reason, when collecting groundwater into the casing pipe from the water passing portion at the lower end of the casing pipe by each of the above methods (by water head difference or water head difference and vacuum force), the ground water is collected around the lower part of the casing pipe. There was a problem that the water collection effect was poor because it was difficult to flow smoothly to the water passage side after passing through the ground.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and prior to pumping up the groundwater collected in the casing pipe embedded in the ground, the groundwater around the casing pipe is smoothly grounded toward the water supply side in advance. It is an object of the present invention to provide a groundwater pumping method capable of collecting and pumping water effectively by improving the water so that it can flow easily.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the groundwater pumping method according to the present invention is:The
[0009]
Further, in reforming the surrounding
[0010]
Further, in reforming the surrounding
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[0012]
In the present invention, when excavating the ground for underground construction or pumping the ground water of the
[0013]
1 to 4 show an embodiment of the present invention. The
[0014]
A
[0015]
In burying the
[0016]
As described above, the
[0017]
In performing ground reforming, first, as shown in FIG. 1, the
[0018]
Next, as shown in FIG. 2, the
[0019]
When the groundwater in the
[0020]
Here, a large number of split water channels are formed around the lower portion of the
[0021]
When the ground reforming process for reforming the
[0022]
This pumping process is performed as follows. That is, as shown in FIG. 3, the operation of the
[0023]
In the case where the
[0024]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
A
[0026]
The
[0027]
Prior to the main pumping of the ground water in the
[0028]
In performing ground reforming in the present embodiment, first, as shown in FIG. 5, the
[0029]
Next, as shown in FIG. 8, the operation of the
[0030]
When the groundwater in the
[0031]
Thus, clogging particles generated when a number of split water channels are formed around the lower portion of the
[0032]
When the ground reforming process for reforming the
[0033]
This pumping process is performed as follows. That is, the pumping process for washing at the final stage of the ground reforming process can be continued to the main pumping process as shown in FIG. 9 and pumped by the pumping process by the same action as the pumping process for washing. It is something that can be done. In this main pumping process, since the split water passage has already been formed in the
[0034]
In the present embodiment, the upper part of the
[0035]
Moreover, in each said embodiment, in reforming the
[0036]
As described above, the ground reforming can be performed by simply forming a split water passage around the lower portion of the
[0037]
After the ground modification around the lower part of the
[0038]
In any of the above-described embodiments, the ground reforming process and the subsequent main pumping process are performed by the same groundwater pumping device, so that the ground reforming and pumping can be easily performed with a common device. Therefore, it is advantageous in terms of cost, and the construction period can be shortened.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, in the invention according to
[0042]
Also,Claim 2In the invention of the above,Claim 1In addition to the effects of the present invention, the water supply valve is opened with the open / close valve and the air valve closed, and the pressurized water is pumped into the casing pipe buried in the ground by the water pump, thereby supplying the pressurized water from the water passage portion into the ground. A pressurized water pumping process that splits the ground around the lower part of the casing pipe with pressurized water is carried out, and then the operation of the water pump is stopped and the water valve is closed and the open / close valve and air valve are opened. The pumping pump and the vacuum pump are operated to perform a pumping process for washing with the pumping pump while sucking the clogged particles in the ground together with the groundwater in the ground by vacuum suction into the casing pipe, and the pressurized water pumping process, Since the pumping process for washing is repeated alternately, pressurization is performed simply by opening / closing and operating / stopping the open / close valve and pump, air valve and vacuum pump, water pump and pump. The ground can be modified by alternately pumping the groundwater of the ground saturated by the pumping of the pressurized water to the ground and vacuuming the groundwater and pumping it by the pumping means. It is possible to easily improve the ground by forming a split water channel that removes particles and smoothes water flow.
[0043]
Also,Claim 3In the invention of the above,Claim 1In addition to the effects of the present invention, with the on-off valve closed and the air vent valve opened, the water supply valve is opened and pressurized water is pumped into the casing pipe by the water pump to fill the casing pipe embedded in the ground with pressurized water. In this state, the air vent valve is closed, and then the pressurized water is pumped into the ground by a water pump to pump the pressurized water into the ground and the ground around the bottom of the casing pipe is split by the pressurized water. Next, stop the operation of the water supply pump, close the water supply valve, open the open / close valve with the air vent valve closed, operate the water pump to pump the water in the casing pipe, and A pumping pump that forms a vacuum space and sucks clogged particles in the ground into the casing pipe together with groundwater in the ground by suction generated by the vacuum generated in the casing pipe. Since the pumping process for washing to pump more water is carried out and the above pressurized water pumping process and the pumping process for washing are repeated alternately, the open / close valve and pump, the air vent valve, the water pump and the water valve are opened / closed, By simply operating the stop, pumping the pressurized water to the ground in a simple manner and alternately sucking the groundwater of the ground saturated by the pumping of the pressurized water into the vacuum and pumping it up by the pumping means alternately In particular, the upper part of the casing tube can be evacuated by a simple method without using a vacuum pump, and ground water and clogged particles can be sucked into the casing tube by vacuum suction. It is something that can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the order of a ground reforming process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the order of the ground reforming step.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the main pumping process of the above.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the lower part of an example of the casing pipe used in the above.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the order of the ground reforming process according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the order of the ground reforming step.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the order of the ground improvement process.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the order of the ground reforming step.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the order of the ground reforming step.
[Explanation of symbols]
1 ground
2 water passage
3 Casing tube
4 pumping means
5 Air vent valve
6 On-off valve
7 Pumping pipe
8 Pumping pump
9 Vacuum pump
10 Air valve
11 Vacuum tube
12 Water pump
13 Water supply valve
14 Water pipe
Claims (3)
開閉弁とエア弁とを閉にした状態で送水弁を開にして送水ポンプにより地盤に埋設したケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、With the open / close valve and air valve closed, the water supply valve is opened and pressurized water is pumped into the casing pipe buried in the ground by the water pump, so that the pressurized water is pumped into the ground from the water passage. Implement a pressurized water pumping process to split the surrounding ground with pressurized water,
次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共に開閉弁とエア弁とを開にした状態で揚水ポンプとバキュームポンプを運転してバキューム吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、Next, stop the operation of the water pump, close the water supply valve, open the open / close valve and air valve, operate the pump and vacuum pump, and clog the ground together with the groundwater in the ground by vacuum suction. Implement a washing pumping process that pumps up particles with a pump while sucking particles into the casing tube,
上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とするThe pressurized water pumping step and the cleaning pumping step are repeated alternately.
請求項1記載の地下水揚水方法。The groundwater pumping method according to claim 1.
開閉弁を閉、エア抜き弁を開にした状態で送水弁を開にして送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送して地盤に埋設したケーシング管内を加圧水で満たした状態でエア抜き弁を閉じ、引き続き送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、With the open / close valve closed, the air release valve opened, the water supply valve opened, the water pump pumped pressurized water into the casing pipe, and the casing pipe embedded in the ground was filled with pressurized water, and the air release valve was closed, Subsequently, the pressurized water is pumped into the casing pipe by a water pump to pressurize the pressurized water into the ground from the water passage portion, and the pressurized water pumping process is performed to split the ground around the lower portion of the casing pipe with the pressurized water.
次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共にエア抜き弁を閉じた状態で開閉弁を開き揚水ポンプを運転してケーシング管内の水を揚水することでケーシング管の上部に真空空間を形成し、このケーシング管内に発生した真空による吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、Next, the operation of the water pump is stopped, the water valve is closed and the air vent valve is closed, the open / close valve is opened, the pump is operated to pump the water in the casing pipe, and a vacuum space is formed above the casing pipe. A washing pumping process for pumping up water by a pump while sucking clogged particles in the ground into the casing pipe together with groundwater in the ground by suction generated by the vacuum generated in the casing pipe,
上記加圧水圧送工程と洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項1記載の地下水揚水方法。The groundwater pumping method according to claim 1, wherein the pressurized water pumping step and the cleaning pumping step are repeated alternately.
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