JP6116819B2

JP6116819B2 - 揚水井戸の設置方法

Info

Publication number: JP6116819B2
Application number: JP2012115689A
Authority: JP
Inventors: 雅芳梅田; 正司後藤; 雅俊椿; 太志西川
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp; Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp; Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-05-21
Also published as: JP2013241790A

Description

本発明は、揚水井戸の設置方法及び鋼管ケーシングに関する。

従来より、廃棄物を投棄して処分するための廃棄物処理場において、廃棄物層（被処理層）内に通気管を埋設し、この通気管を介して廃棄物層から有害なガスを吸引除去する技術が提案され、実用化されている。

例えば、現在においては、中空の鋼管の先端に脱着可能な蓋体を取り付けて鋼管ケーシングを構成し、鋼管内に挿入した通気管を蓋体に取り付けた状態で鋼管ケーシングを廃棄物層内に捩じ込み、蓋体が所定の深さに到達した時点で蓋体を鋼管から取り外して鋼管のみを引き抜くことにより、通気管を廃棄物層に埋設する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−２４９９６３号公報

ところで、近年においては、前記した特許文献１に記載されたような方法を採用して廃棄物層内に通水管を埋設することにより、通水管を介して廃棄物層内に浸み出した地下水を汲み上げる方法（揚水井戸の設置方法）が提案されている。

ところが、例えば３０ｍを超えるような深い深度での汲み上げを目的とする揚水井戸を設置するには、以下のような理由により、前記した特許文献１に記載された従来の方法では対応できないことが明らかとなっている。

まず、深い深度から地下水を汲み上げるためには汲み上げ能力の高い大型のポンプを採用する必要があるが、比較的小径の塩化ビニル製通水管を採用する従来の方法においては、大型のポンプを通水管に挿入することができないという問題がある。また、汲み上げ能力の高い大型のポンプを挿入可能にするために大径の通水管を採用しようとしても、従来の方法で使用されていた鋼管ケーシングにおいては継手部分の内径が小さいため、大径の通水管を挿入することができないという問題がある。

これらの問題を解決するために、大径の鋼管ケーシングを採用するという手段が考えられる。しかし、このような大径の鋼管ケーシングを採用すると、施工中の周面摩擦が著しく大きくなることから、深い深度（例えば４０ｍ程度）までの施工が不可能となってしまう。また、大径の鋼管ケーシングを採用すると、施工機械もそれに対応して大きくなり、廃棄物処理場への搬入も困難となるという問題が新たに発生する。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、深い深度までの施工を実現させることができる揚水井戸の設置方法と、かかる方法で使用される鋼管ケーシングと、を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る鋼管ケーシングは、中空の鋼管と、この鋼管の先端に脱着可能に取り付けられる蓋体と、を備えており、鋼管の先端近傍の外周に螺旋状の羽根が設けられ、鋼管の先端から所定長延在する第一の部分の径が、鋼管の第一の部分を除く第二の部分の径よりも大きく設定されてなるものである。

かかる構成を採用すると、鋼管ケーシングの鋼管の先端から所定長延在する部分（第一の部分）を比較的大径に設定しているので、鋼管ケーシングを用いて砕石柱を構成する際に、より大きな外径の砕石柱を築造することができる。従って、複数の砕石柱を集合させて砕石集合柱や砕石壁を構成する際に、砕石柱の築造本数を低減させて、コストダウンを実現させることができる。また、鋼管ケーシングの鋼管の先端から所定長延在する部分を除く部分（第二の部分）を比較的小径に設定しているので、鋼管ケーシングを用いて砕石柱を構成したり砕石柱に井戸管を設置したりする際に、被処理層や砕石柱から鋼管ケーシングを引き上げる際の周面摩擦を低減させて、施工性を向上させることができる。

本発明に係る鋼管ケーシングにおいて、スプライン継手を介して複数の鋼管部材を接続することにより鋼管を構成することができる。この際、スプライン継手の内周面と鋼管部材の内周面とを略同一面上に配置することが好ましい。

かかる方法を採用すると、鋼管部材を接続するスプライン継手の内周面を、鋼管部材の内周面と略同一面上に配置しており、スプライン継手が鋼管部材の内部に突出しないので、鋼管の内部空間を広く確保することができる。従って、鋼管内に比較的大径の装置（例えば汲み上げ能力の高い大型のポンプ等）を挿入することが可能となる。

また、本発明に係る第一の方法は、中空の鋼管とこの鋼管の先端に脱着可能に取り付けられる蓋体とを備え鋼管の先端近傍の外周に螺旋状の羽根が設けられた鋼管ケーシングを用いて、通水用の孔を有し鋼管ケーシング内に挿入可能な有孔管を埋設して揚水井戸を設置する方法であって、鋼管の先端から所定長延在する第一の部分の径を、鋼管の第一の部分を除く第二の部分の径よりも大きく設定する鋼管径調整工程と、鋼管を蓋体に取り付けた状態で蓋体を下方に向け、鋼管に回転を与えて被処理層に鋼管ケーシングを捩じ込み、蓋体が所定の深さに到達した時点で蓋体を鋼管から取り外した後に鋼管内に砕石を投入し、その後鋼管を逆回転させ蓋体及び砕石を残して鋼管を軸方向に引き上げることにより砕石柱を築造し、複数本の砕石柱を所定の間隔をおいて相互に離隔させて築造することにより砕石集合柱を構成する集合柱構成工程と、鋼管内に挿入した有孔管と鋼管とを蓋体に取り付けた状態で蓋体を下方に向け、鋼管に回転を与えて砕石集合柱に鋼管ケーシングを捩じ込み、蓋体が所定の深さに到達した時点で蓋体及び有孔管を鋼管から取り外し、鋼管を逆回転させ蓋体及び有孔管を残して鋼管を軸方向に引き上げることにより、砕石集合柱に有孔管を埋設する有孔管埋設工程と、を含むものである。

また、本発明に係る第二の方法は、中空の鋼管とこの鋼管の先端に脱着可能に取り付けられる蓋体とを備え鋼管の先端近傍の外周に螺旋状の羽根が設けられた鋼管ケーシングを用いて、通水用の孔を有し鋼管ケーシング内に挿入可能な有孔管を埋設して揚水井戸を設置する方法であって、鋼管の先端から所定長延在する第一の部分の径を、鋼管の第一の部分を除く第二の部分の径よりも大きく設定する鋼管径調整工程と、鋼管を蓋体に取り付けた状態で蓋体を下方に向け、鋼管に回転を与えて被処理層に鋼管ケーシングを捩じ込み、蓋体が所定の深さに到達した時点で蓋体を鋼管から取り外した後に鋼管内に砕石を投入し、その後鋼管を逆回転させ蓋体及び砕石を残して鋼管を軸方向に引き上げることにより砕石柱を築造し、複数本の砕石柱を所定の間隔をおいて相互に離隔させて築造することにより砕石集合柱を構成する集合柱構成工程と、鋼管を蓋体に取り付けた状態で蓋体を下方に向け、鋼管に回転を与えて砕石集合柱に鋼管ケーシングを捩じ込み、蓋体が所定の深さに到達した時点で鋼管内に有孔管を挿入し蓋体に有孔管を到達させた後に蓋体を鋼管から取り外し、鋼管を逆回転させ蓋体及び有孔管を残して鋼管を軸方向に引き上げることにより、砕石集合柱に有孔管を埋設する有孔管埋設工程と、を含むものである。

かかる方法を採用すると、まず鋼管ケーシングを用いて複数本の砕石柱からなる砕石集合柱を被処理層に構成し、その後鋼管ケーシングを用いて砕石集合柱に有孔管を埋設して揚水井戸を設置することができる。ここで、鋼管ケーシングの鋼管の先端から所定長延在する部分（第一の部分）を比較的大径に設定しているため、より大きな外径の砕石柱を築造することができ、また、複数本の砕石柱を所定の間隔をおいて相互に離隔させて築造しているため、砕石集合柱を構成する際に砕石柱の築造本数を低減させて、コストダウンを実現させることができる。また、鋼管ケーシングの鋼管の先端から所定長延在する部分を除く部分（第二の部分）を比較的小径に設定しているので、被処理層や砕石集合柱から鋼管ケーシングを引き上げる際の周面摩擦を低減させて、施工性を向上させることができる。さらに、複数本の砕石柱を築造する際に砕石柱間に間隙を設けることにより、砕石柱築造の際に鋼管ケーシングに作用する周面摩擦や地盤抵抗を低減させることができる。この結果、より深い深度まで削孔を行うことができ、より高い機能を有する揚水井戸を設置することが可能となる。

本発明に係る揚水井戸の設置方法において、複数の鋼管部材を接続して鋼管を構成する鋼管部材接続工程をさらに含むことができる。鋼管部材接続工程においては、接続される下部鋼管部材の上端に円筒状の雌（雄）スプライン継手を固着し、接続される上部鋼管部材の下端に円筒状の雄（雌）スプライン継手を固着し、各スプライン継手を上下方向に相互に嵌合し、両スプライン継手同士を継手固定手段により固定することが好ましい。

かかる方法を採用すると、複数の鋼管部材を接続して長尺の鋼管を構成することができる。この際、予め上下の鋼管部材の接続端に固着された雌雄のスプライン継手を嵌合させ、ボルト等の継手固定手段により両スプライン継手を固定するだけで迅速に接続作業を完了することができ、捩じり荷重や引き抜き荷重に対して充分な強度を発揮させることができる。

また、本発明に係る揚水井戸の設置方法において、雄スプライン継手の内周面と鋼管部材の内周面とを略同一面上に配置することが好ましい。

かかる方法を採用すると、雄スプライン継手の内周面と鋼管部材の内周面とを略同一面上に配置しており、雄スプライン継手が鋼管部材の内部に突出しないので、鋼管の内部空間を広く確保することができ、鋼管内に比較的大径の装置（例えば汲み上げ能力の高い大型のポンプ等）を挿入することが可能となる。

本発明によれば、深い深度までの施工を実現させることができる揚水井戸の設置方法と、かかる方法で使用される鋼管ケーシングと、を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る鋼管ケーシングの全体図である。図１に示す鋼管ケーシングの鋼管を構成する第一の鋼管部材の拡大図である。図２に示す第一の鋼管部材の先端部及び蓋体の斜視図である。図２に示す第一の鋼管部材の先端部及び蓋体の正面図である。図２に示す第一の鋼管部材の先端部に蓋体を取り付けた状態を示すものであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。（Ａ）は図５（Ａ）のVIA-VIA部分の断面図であり、（Ｂ）は図５（Ｂ）のVIB-VIB部分の断面図である。図６（Ｂ）のVII-VII部分の断面図である。図１に示す鋼管ケーシングの鋼管を構成する鋼管部材の接続構造の分解斜視図である。図１に示す鋼管ケーシングの鋼管を構成する鋼管部材の接続構造の拡大断面図である。図９のX-X部分の断面図である。図１に示す鋼管ケーシングを用いて本発明の実施形態に係る設置方法により設置される揚水井戸の平面図である。図１に示す鋼管ケーシングを用いて本発明の実施形態に係る設置方法により設置される揚水井戸の垂直断面図である。図１に示す鋼管ケーシングを用いて構成される砕石壁の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、鋼管ケーシング１を用いて、鋼管ケーシング１内に挿入可能な有孔管２０を埋設することにより、（例えば３０ｍを超える）深い深度における地下水の汲み上げを行うことが可能な揚水井戸を設置する方法について説明する。

まず、図１〜図１０を用いて、本実施形態に係る設置方法で使用される鋼管ケーシング１の構成について説明する。

鋼管ケーシング１は、図１及び図３等に示すように、中空の鋼管２と、鋼管２の先端に脱着可能に取り付けられる蓋体１０と、を備えており、鋼管２の先端近傍の外周には、螺旋状の羽根３２が設けられている。鋼管２は、複数の鋼管部材（第一の鋼管部材３０及び第二の鋼管部材４０）を接続して構成したものであり、先端に蓋体１０を取り付けて廃棄物層内にねじ込んだ後、廃棄物層内で蓋体１０を取り外し、蓋体１０を削孔の先端に残したまま、引き上げて回収される部材である。

本実施形態においては、図１に示すように、鋼管２の先端から所定長延在する第一の部分（第一の鋼管部材３０から構成される部分）の外径Ｄ₁を、鋼管２の第一の部分を除く第二の部分（第二の鋼管部材４０から構成される部分）の外径Ｄ₂よりも大きく設定することとしている。このように鋼管２の先端から所定長延在する部分（第一の部分）を比較的大径に設定しているので、より大きな外径の砕石柱を築造することができ、砕石集合柱を構成する際に砕石柱の築造本数を低減させて、コストダウンを実現させることができる。Ｄ₁及びＤ₂の値は、設置する揚水井戸の規模（直径や深さ）に応じて適宜設定することができる。例えば、第一の部分の外径Ｄ₁を３００〜３２０ｍｍの範囲内で設定し、第二の部分の外径Ｄ₂を２５０〜２７０ｍｍの範囲内で設定する（Ｄ₁とＤ₂の差を３０〜７０ｍｍの範囲内で設定する）ことができる。

鋼管２の第一の部分を構成する第一の鋼管部材３０は、図２及び図３に示すように、蓋体取付側端部（下端部）近傍の外周に螺旋状の羽根３２が設けられた本体部３１を有している。このように、螺旋状の羽根３２が鋼管部材３０の外周に取り付けられていることにより、羽根３２の螺旋の先端部３２ａが廃棄物層内に進入するように装置を回転させれば、羽根３２の上面に乗るようにして廃棄物や土砂が相対的に上方に容易に移動するため、鋼管ケーシング１自体を廃棄物層内に容易に捩じ込むことができる。

第一の鋼管部材３０の本体部３１の大部分は、比較的大きな外径Ｄ₁を有している。一方、本体部３１は、蓋体取付側端部と反対側の端部（上端部）３１ａに近付くに従って外径が漸次小さくなるように形成されており、上端部３１ａの外径は第二の鋼管部材４０と同一の外径Ｄ₂に設定されている。第一の鋼管部材３０の本体部３１の上端部３１ａには、第二の鋼管部材４０の端部との接続のための接続構造を構成する雌スプライン継手５０（後述）が取り付けられている。

本実施形態においては、図４及び図５に示すように、第一の鋼管部材３０の本体部３１を平面上に展開した場合に、水平方向に対して羽根３２の取り付けラインのなす角度が１０〜２０°の範囲となるように羽根３２が本体部３１に取り付けられている。１０°未満では羽根３２を取り付けた効果が低く、また、２０°を超えると鋼管ケーシング１の回転に対する鉛直方向の進入距離が長くなり、鋼管ケーシング１を捩じ込むための重機の負担が大きくなってしまうので好ましくない。好ましくは１０°〜１５°である。

羽根３２の外径は、羽根３２が取り付けられた本体部３１の外径の１．５〜３倍が好ましい。羽根３２の外径が本体部３１の外径の１．５倍未満では羽根３２を取り付けた効果が低く、また、３倍を超えても効果に差が無く、鋼管ケーシング１を捩じ込むための重機の負担が大きくなってしまうので好ましくない。なお、本実施形態においては、羽根３２の螺旋の先端部３２ａから後端部３２ｂまでの螺旋の中心角は３６０°となっているが、かかる構成に限定されるものではなく、２２５〜７２０°の範囲であればよい。２２５°未満の場合には、羽根３２による廃棄物や土砂の上方への移動効果が低減するため好ましくなく、また施工の容易性から鑑みて７２０°以下が好ましい。

本実施形態においては、図３に示すように、第一の鋼管部材３０の本体部３１の下端部近傍の外周に、全周にわたる突出部３３が形成されている。突出部３３は、第一の鋼管部材３０に蓋体１０を取り付けた際に、蓋体１０の本体部１１（後述）と第一の鋼管部材３０との間隙を全周にわたって覆う。これにより、鋼管ケーシング１を廃棄物層内に捩じ込む際に、間隙に廃棄物や土砂が侵入するのを防ぐことができ、蓋体１０の第一の鋼管部材３０からの取り外しが困難になる恐れがない。

蓋体１０は、第一の鋼管部材３０の先端に取り付けて第一の鋼管部材３０の先端を閉塞し、第一の鋼管部材３０内に廃棄物層内の廃棄物や土砂が入り込むのを防止する部材である。また、蓋体１０には有孔管２０の先端も取り付けられ、鋼管ケーシング１の廃棄物層内への捩じ込みと同時に有孔管２０が埋設される。

蓋体１０は、図３及び図４に示すように、先端側が閉塞した筒状の本体部１１を有し、本体部１１の内側に所定の間隙を介して鋼管固定筒１５が同心円状に配置されている。そして、第一の鋼管部材３０の先端が、蓋体１０の本体部１１の内周と鋼管固定筒１５の外周との間の間隙内に挿入され、第一の鋼管部材３０と蓋体１０とが係止されるようになっている。

本実施形態においては、第一の鋼管部材３０と鋼管固定筒１５との係止手段として、第一の鋼管部材３０の本体部３１の内周の先端近傍に、内側に突出する係止片３４が取り付けられており、鋼管固定筒１５に略Ｌ字型に切れ込む切欠部１６が形成されている。

第一の鋼管部材３０に蓋体１０を取り付ける際には、鋼管固定筒１５の切欠部１６内に第一の鋼管部材３０の係止片３４が進入するように位置を確認しながら、第一の鋼管部材３０の先端を蓋体１０の本体部１１と鋼管固定筒１４との間に差し込み、次いで第一の鋼管部材３０を回転させることで係止片３４が係止部１６ａの下方に入り込み、蓋体１０と第一の鋼管部材３０とが係止して一体化する。切欠部１６及び係止片３４は好ましくは二対、第一の鋼管部材３０の中心軸を中心に対称な位置に設けることが好ましい。

蓋体１０を第一の鋼管部材３０から取り外す際には、第一の鋼管部材３０を捩じ込む方向とは逆方向に回転させて引き上げればよい。このようにすると、係止片３４が係止部１６ａから外れて容易に脱離することとなる。

なお、本実施形態においては、製造コストを考慮して切欠部１６を鋼管固定筒１５に、係止片３４を第一の鋼管部材３０に設けた例を示したが、逆に鋼管固定筒１５に係止片３４を、第一の鋼管部材３０に切欠部１６を設けてもよい。

本実施形態における蓋体１０の鋼管固定筒１５の内側にはさらに、所定の間隙を介して有孔管２０の先端を取り付けるための有孔管固定筒１４が本体部１１及び鋼管固定筒１５と同心円状に配置している。有孔管固定筒１４の内周が有孔管２０の外周よりも大きすぎる場合には、有孔管２０を有孔管固定筒１４に取り付ける作業が繁雑になるため、有孔管固定筒１４の内周は、用いる有孔管２０の外周よりも若干大きくなる程度に調整することが好ましい。

また、本実施形態においては、捩じ込みをより容易にするため、蓋体１０の本体部１１の先端に掘削刃１２、さらには、側面にＬ字型の掘削爪１３を２個取り付けているが、これらはなくてもかまわない。また、本実施形態とは異なる形状、個数の掘削刃や掘削爪を設けてもよい。図５及び図６において、第一の鋼管部材３０を蓋体１０に取り付けた状態で、羽根３２の先端３２ａが掘削爪１３の水平位置よりも若干突き出た位置に配置しているが、本発明では特にこのような位置関係に限定されるものではない。

本実施形態においては、蓋体１０の本体部１１と鋼管固定筒１５との間の間隙に第一の鋼管部材３０の先端を挿入して蓋体１０と第一の鋼管部材３０とを係止する。よって、第一の鋼管部材３０の先端部の外径Ｄ₁は、蓋体１０の本体部１１の内径よりも小さく形成され、第一の鋼管部材３０の先端部の内径は、鋼管固定筒１５の外径よりも大きく形成されている。

本実施形態においては、図５及び図６に示すように、第一の鋼管部材３０と蓋体１０との係止領域が蓋体１０の本体部１１で覆われ、かつ、本体部１１によって先端側は全て塞がれている。このため、鋼管ケーシング１を廃棄物層内に捩じ込む際に、係止領域が廃棄物層に直接接することがなく、係止領域に廃棄物がからんだり、廃棄物や土砂が付着するなどにより、鋼管ケーシング１の捩じ込みを妨げたり、蓋体１０の第一の鋼管部材３０からの取り外しを妨げたりすることがない。

鋼管２の第二の部分を構成する第二の鋼管部材４０は、図１に示すように、第一の鋼管部材３０の外径Ｄ₁よりも小さい外径Ｄ₂を有する本体部を有している。このように鋼管２の先端から所定長延在する部分を除く部分（第二の部分）を比較的小径に設定しているので、被処理層や砕石集合柱から鋼管ケーシング１を引き上げる際の周面摩擦を低減させて、施工性を向上させることができる。

ここで、第一の鋼管部材３０と第二の鋼管部材４０とを接続するための接続構造について、図８〜図１０を用いて説明する。なお、本接続構造は、第二の鋼管部材４０同士の接続にも採用されるものである。

本接続構造は、接続される第一の鋼管部材３０（下部鋼管部材）の上端に固着される円筒状の雌スプライン継手５０と、接続される第二の鋼管部材４０（上部鋼管部材）の下端に固着される円筒状の雄スプライン継手６０と、両スプライン継手５０・６０同士を固定するボルト（継手固定手段）７０と、を有している。

雌スプライン継手５０の下端部内径面の係合段部５１には、図９及び図１０に示すように、接続対象である第一の鋼管部材３０の上端部３１ａの外径面が嵌合され、その嵌合部分において、雌スプライン継手５０と第一の鋼管部材３０とが溶接５２により固定されている。一方、雄スプライン継手６０の上端部には、もう一つの接続対象である第二の鋼管部材４０の下端部が溶接６１により固定されている。

雌スプライン継手５０には、図８〜図１０に示すように、その内周面の上端から下方に一定長さの雌スプライン５３が周方向に一定ピッチで設けられ、各雌スプライン５３下端は閉じられている。また、雌スプライン継手５０の外周面には、雌スプライン５３の部分を避けて上下一対の座繰り凹所５４が周方向に適宜数設けられ、各座繰り凹所５４の底に貫通穴５５が設けられている。

雄スプライン継手６０には、図８〜図１０に示すように、その外周面の下端から上方に一定長さの雄スプライン６２が雌スプライン５３と嵌合しうるように、周方向に一定ピッチで設けられている。また、雄スプライン６２間の部分に上下一対のねじ穴６３が雌スプライン継手５０の貫通穴５５と合致する位置に設けられる。座繰り凹所５４から貫通穴５５を通して継手固定手段としてのボルト７０がねじ穴６３に螺入される。

本実施形態においては、比較的大径の雌雄スプライン継手５０・６０が採用されており、図９に示すように、第一の鋼管部材３０の径方向外側に雌スプライン継手５０が取り付けられている。また、雌スプライン継手５０の内周に配置される雄スプライン継手６０の内周面が、上下の鋼管部材３０・４０の内周面とほぼ同一面上にあり鋼管２の内部に突出しないので、鋼管２の内部空間を広く確保することができる。この結果、鋼管２内に比較的大径の装置（例えば汲み上げ能力の高い大型のポンプ等）を挿入することが可能となる。また、圧入時の捩じり荷重は、雌雄のスプライン５３・６２の噛み合い部分で支持され、引き抜き方向の荷重は、各ボルト７０により支持されることとなる。

次に、本実施形態に係る設置方法で使用される有孔管２０について説明する。

本実施形態においては、有孔管２０として、通気性及び通水性を有する比較的大径のＳＵＳ管を採用している。本実施形態における有孔管２０は、予めその先端が蓋体１０に取り付けられる。具体的には、図６（Ａ）に示すように、有孔管２０の孔２１と有孔管固定筒１４の貫通孔１４ａに寸切り棒４１を通して固定すればよい。

なお、有孔管２０の先端を蓋体１０に取り付ける手段としては寸切り棒４１に限定されるものではなく、ワイヤー等を利用しても良いが、寸切り棒であれば、蓋体１０の貫通孔１４ａから飛び出した先端部にナットで締めて固定することが可能であり好ましい。寸切り棒４１の直径は６〜１５ｍｍ程度である。

続いて、図１１及び図１２を用いて、本実施形態に係る揚水井戸の設置方法について説明する。

なお、本実施形態において使用される鋼管ケーシング１においては、鋼管２の先端から所定長延在する第一の部分の外径Ｄ₁を、鋼管２の第一の部分を除く第二の部分の外径Ｄ₂よりも大きく設定している。また、複数の鋼管部材３０・４０を接続することにより鋼管２を構成している。すなわち、本実施形態においては、本発明における「鋼管径調整工程」及び「鋼管部材接続工程」に相当する工程を経て鋼管ケーシング１を調製している。

最初に、鋼管ケーシング１の鋼管２を構成する第一の鋼管部材３０の先端に蓋体１０に取り付けた状態で蓋体１０を下方に向け、重機により鋼管２に回転を与えて、図１２に示す被処理層８０に鋼管ケーシング１を捩じ込む。そして、蓋体１０が所定の深さに到達した時点で蓋体１０を鋼管２から取り外した後に鋼管２内に砕石Ｓを投入し、その後鋼管２を逆回転させ蓋体１０及び砕石Ｓを残して鋼管２を軸方向に引き上げることにより砕石柱Ｃ_Sを築造する。同様の手順でこのような砕石柱Ｃ_Sを複数本、所定の間隔Ｇをおいて相互に離隔させて築造することにより、砕石集合柱Ｃ_Aを構成する（集合柱構成工程）。本実施形態においては、図１１に示すように、７本の砕石柱Ｃ_Sからなる平面視略六角形状の砕石集合柱Ｃ_Aを構成することとしている。また、本実施形態においては、砕石柱Ｃ_S間に設けられる間隙の間隔Ｇを、鋼管ケーシング１を構成する第一の鋼管部材３０の本体部３１の外周面から羽根３２が外方に突出する寸法の２倍程度に設定している。

次いで、鋼管２内に挿入した有孔管２０と、鋼管２を構成する第一の鋼管部材３０と、を蓋体１０に取り付けた状態で蓋体１０を下方に向け、重機により鋼管２に回転を与えて、図１１及び図１２に示す砕石集合柱Ｃ_Aの中央部に鋼管ケーシング１を捩じ込む。そして、蓋体１０が所定の深さに到達した時点で蓋体１０及び有孔管２０を鋼管２から取り外し、その後鋼管２を逆回転させ蓋体１０及び有孔管２０を残して鋼管２を軸方向に引き上げることにより、砕石集合柱Ｃ_Aに有孔管２０を埋設する（有孔管埋設工程）。これらの工程群を経ることにより、（例えば３０ｍを超える）深い深度における地下水の汲み上げを行うことが可能な揚水井戸が設置されることとなる。

以上説明した実施形態に係る鋼管ケーシング１においては、鋼管２の先端から所定長延在する部分（第一の部分）を比較的大径Ｄ₁に設定しているので、鋼管ケーシング１を用いて砕石柱Ｃ_Sを構成する際に、より大きな外径の砕石柱Ｃ_Sを築造することができる。従って、複数の砕石柱Ｃ_Sを集合させて砕石集合柱Ｃ_Aを構成する際に、砕石柱Ｃ_Sの築造本数を低減させて、コストダウンを実現させることができる。また、鋼管ケーシング１の鋼管２の先端から所定長延在する部分を除く部分（第二の部分）を比較的小径Ｄ₂に設定しているので、鋼管ケーシング１を用いて砕石柱Ｃ_Sを構成したり砕石柱Ｃ_Sに有孔管２０を設置したりする際に、被処理層８０や砕石柱Ｃ_Sから鋼管ケーシング１を引き上げる際の周面摩擦を低減させて、施工性を向上させることができる。

また、以上説明した実施形態に係る鋼管ケーシング１においては、鋼管部材３０・４０を接続する雄スプライン継手６０の内周面を、鋼管部材３０・４０の内周面と略同一面上に配置しており、雄スプライン継手６０が鋼管部材３０・４０の内部に突出しないので、鋼管２の内部空間を広く確保することができる。従って、鋼管２内に比較的大径の装置（例えば汲み上げ能力の高い大型のポンプ等）を挿入することが可能となる。

また、以上説明した実施形態に係る揚水井戸の設置方法においては、まず鋼管ケーシング１を用いて複数本の砕石柱Ｃ_Sからなる砕石集合柱Ｃ_Aを被処理層８０に構成し、その後鋼管ケーシング１を用いて砕石集合柱Ｃ_Aに有孔管２０を埋設して揚水井戸を設置することができる。ここで、鋼管ケーシング１の鋼管２の先端から所定長延在する部分（第一の部分）を比較的大径Ｄ₁に設定しているので、より大きな外径の砕石柱Ｃ_Sを築造することができ、また、複数本の砕石柱Ｃ_Sを所定の間隔Ｇをおいて相互に離隔させて築造しているため、砕石集合柱Ｃ_Aを構成する際に砕石柱Ｃ_Sの築造本数を低減させて、コストダウンを実現させることができる。また、鋼管ケーシング１の鋼管２の先端から所定長延在する部分を除く部分（第二の部分）を比較的小径Ｄ₂に設定しているので、被処理層８０や砕石集合柱Ｃ_Aから鋼管ケーシング１を引き上げる際の周面摩擦を低減させて、施工性を向上させることができる。さらに、複数本の砕石柱Ｃ_Sを築造する際に砕石柱Ｃ_S間に間隙を設けることにより、砕石柱Ｃ_S築造の際に鋼管ケーシング１に作用する周面摩擦や地盤抵抗を低減させることができる。この結果、より深い深度まで削孔を行うことができ、より高い機能を有する揚水井戸を設置することが可能となる。なお、複数本の砕石柱Ｃ_Sを築造する際に砕石柱Ｃ_S間に間隙が設けられていても、鋼管ケーシング１の外周には螺旋状の羽根３２が設けられているため、その間隙における廃棄物等を充分に乱すことができ、透水性を確保することができる。

また、以上説明した実施形態に係る方法においては、複数の鋼管部材３０・４０を接続して長尺の鋼管２を構成することができる。この際、予め上下の鋼管部材３０・４０の接続端に固着された雌雄スプライン継手５０・６０を嵌合させ、ボルト７０により両スプライン継手５０・６０を固定するだけで迅速に接続作業を完了することができ、捩じり荷重や引き抜き荷重に対して充分な強度を発揮させることができる。

また、以上説明した実施形態に係る方法においては、雄スプライン継手６０の内周面と鋼管部材３０・４０の内周面とを略同一面上に配置しており、雄スプライン継手６０が鋼管部材３０・４０の内部に突出しないので、鋼管２の内部空間を広く確保することができる。この結果、鋼管２内に比較的大径の装置（例えば汲み上げ能力の高い大型のポンプ等）を挿入することが可能となる。

なお、本実施形態においては、有孔管埋設工程において有孔管２０を鋼管２や蓋体１０とともに捩じ込んだ例を示したが、鋼管２と蓋体１０を捩じ込んだ後に有孔管２０を鋼管２内に挿入して砕石集合柱Ｃ_Aに有孔管２０を埋設することもできる。すなわち、鋼管２を構成する第一の鋼管部材３０のみを蓋体１０に取り付けた状態で蓋体１０を下方に向け、鋼管２に回転を与えて砕石集合柱Ｃ_Aに鋼管ケーシング１を捩じ込み、蓋体１０が所定の深さに到達した時点で鋼管２内に有孔管２０を挿入して蓋体１０に有孔管２０を到達させた後に蓋体１０を鋼管２から取り外し、その後、鋼管２を逆回転させ蓋体１０及び有孔管２０を残して鋼管２を軸方向に引き上げることにより、砕石集合柱Ｃ_Aに有孔管を埋設することができる。

また、本実施形態においては、７本の砕石柱Ｃ_Sからなる平面視略六角形状の砕石集合柱Ｃ_Aを構成した例を示したが、砕石集合柱を構成する砕石柱の本数や砕石集合柱の平面形状はこれに限られるものではない。例えば、４本の砕石柱からなる平面視略三角形状の砕石集合柱や、５本の砕石柱からなる平面視略四角形状の砕石集合柱等を構成してもよい。

また、本実施形態においては、鋼管２を構成する第一の鋼管部材３０（下部鋼管部材）に雌スプライン継手５０を固着し、第二の鋼管部材４０（上部鋼管部材）に雄スプライン継手６０を固着した例を示したが、雌雄のスプライン継手を入れ替えてもよい。すなわち、鋼管２を構成する第一の鋼管部材３０（下部鋼管部材）に雄スプライン継手６０を固着し、第二の鋼管部材４０（上部鋼管部材）に雌スプライン継手５０を固着することもできる。

また、本実施形態においては、鋼管ケーシング１を用いて複数の砕石柱Ｃ_Sからなる平面視略六角形状の砕石集合柱Ｃ_Aを構成した例を示したが、図１３に示すように、鋼管ケーシング１を用いて複数の砕石柱Ｃ_Sを一定方向に並べて築造することにより、平面視略直線状に延在する所定幅の砕石壁Ｃ_Wを構成することもできる。このような砕石壁Ｃ_Wを構成した場合には、砕石壁Ｃ_Wを構成する少なくとも何れか一つ（例えば中央）の砕石柱Ｃ_Sに、鋼管ケーシング１を用いて有孔管２０を埋設し、この有孔管２０を介して地下水を汲み上げることができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、この実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる（例えば、雌雄のスプライン継手を上下入れ替えることができる）。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…鋼管ケーシング
２…鋼管
１０…蓋体
２０…有孔管
３０…第一の鋼管部材（下部鋼管部材）
３２…羽根
４０…第二の鋼管部材（上部鋼管部材）
５０…雌スプライン継手
６０…雄スプライン継手
７０…ボルト（継手固定手段）
８０…被処理層
Ｃ_A…砕石集合柱
Ｃ_S…砕石柱
Ｓ…砕石

Claims

中空の鋼管とこの鋼管の先端に脱着可能に取り付けられる蓋体とを備え前記鋼管の先端近傍の外周に螺旋状の羽根が設けられた鋼管ケーシングを用いて、通水用の孔を有し前記鋼管ケーシング内に挿入可能な有孔管を埋設して揚水井戸を設置する方法であって、
前記鋼管の先端から所定長延在する第一の部分の径を、前記鋼管の前記第一の部分を除く第二の部分の径よりも大きく設定する鋼管径調整工程と、
前記鋼管を前記蓋体に取り付けた状態で前記蓋体を下方に向け、前記鋼管に回転を与えて被処理層に前記鋼管ケーシングを捩じ込み、前記蓋体が所定の深さに到達した時点で前記蓋体を前記鋼管から取り外した後に前記鋼管内に砕石を投入し、その後前記鋼管を逆回転させ前記蓋体及び前記砕石を残して前記鋼管を軸方向に引き上げることにより砕石柱を築造し、複数本の前記砕石柱を所定の間隔をおいて相互に離隔させて築造することにより砕石集合柱を構成する集合柱構成工程と、
前記鋼管内に挿入した前記有孔管と前記鋼管とを前記蓋体に取り付けた状態で前記蓋体を下方に向け、前記鋼管に回転を与えて前記砕石集合柱に前記鋼管ケーシングを捩じ込み、前記蓋体が所定の深さに到達した時点で前記蓋体及び前記有孔管を前記鋼管から取り外し、前記鋼管を逆回転させ前記蓋体及び前記有孔管を残して前記鋼管を軸方向に引き上げることにより、前記砕石集合柱に前記有孔管を埋設する有孔管埋設工程と、
を含む、揚水井戸の設置方法。
中空の鋼管とこの鋼管の先端に脱着可能に取り付けられる蓋体とを備え前記鋼管の先端近傍の外周に螺旋状の羽根が設けられた鋼管ケーシングを用いて、通水用の孔を有し前記鋼管ケーシング内に挿入可能な有孔管を埋設して揚水井戸を設置する方法であって、
前記鋼管の先端から所定長延在する第一の部分の径を、前記鋼管の前記第一の部分を除く第二の部分の径よりも大きく設定する鋼管径調整工程と、
前記鋼管を前記蓋体に取り付けた状態で前記蓋体を下方に向け、前記鋼管に回転を与えて被処理層に前記鋼管ケーシングを捩じ込み、前記蓋体が所定の深さに到達した時点で前記蓋体を前記鋼管から取り外した後に前記鋼管内に砕石を投入し、その後前記鋼管を逆回転させ前記蓋体及び前記砕石を残して前記鋼管を軸方向に引き上げることにより砕石柱を築造し、複数本の前記砕石柱を所定の間隔をおいて相互に離隔させて築造することにより砕石集合柱を構成する集合柱構成工程と、
前記鋼管を前記蓋体に取り付けた状態で前記蓋体を下方に向け、前記鋼管に回転を与えて前記砕石集合柱に前記鋼管ケーシングを捩じ込み、前記蓋体が所定の深さに到達した時点で前記鋼管内に前記有孔管を挿入して前記蓋体に前記有孔管を到達させた後に前記蓋体を前記鋼管から取り外し、前記鋼管を逆回転させ前記蓋体及び前記有孔管を残して前記鋼管を軸方向に引き上げることにより、前記砕石集合柱に前記有孔管を埋設する有孔管埋設工程と、
を含む、揚水井戸の設置方法。
複数の鋼管部材を接続して前記鋼管を構成する鋼管部材接続工程をさらに含み、
前記鋼管部材接続工程では、接続される下部鋼管部材の上端に円筒状の雌スプライン継手を固着し、接続される上部鋼管部材の下端に円筒状の雄スプライン継手を固着し、前記各スプライン継手を上下方向に相互に嵌合し、前記両スプライン継手同士を継手固定手段により固定する、請求項１又は２に記載の揚水井戸の設置方法。
複数の鋼管部材を接続して前記鋼管を構成する鋼管部材接続工程をさらに含み、
前記鋼管部材接続工程では、接続される下部鋼管部材の上端に円筒状の雄スプライン継手を固着し、接続される上部鋼管部材の下端に円筒状の雌スプライン継手を固着し、前記各スプライン継手を上下方向に相互に嵌合し、前記両スプライン継手同士を継手固定手段により固定する、請求項１又は２に記載の揚水井戸の設置方法。
前記雄スプライン継手の内周面と前記鋼管部材の内周面とを略同一面上に配置する、請求項３又は４に記載の揚水井戸の設置方法。