JPH04125B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大規模な地下室を有する建築物の地
下工事等に利用される排水工法の１つである深井
戸（デイープウエル）を用いた還元井戸（リチヤ
ージウエル）工法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、深井戸によつて揚水した地下水は、下
水道に放流されるので、放流可能量が揚水量より
も少ない場合には、目標にした深さまで水位ある
いは水頭を降下させることができず、従つて、計
画深度までの掘削が困難になる。

また、揚水した水を全量放流できる場合であつ
ても、近年では、地方自治体の徴収する下水放流
負担金が高騰しており、膨大な額となることがあ
る。

このため、最近では、下水への放流費用を低減
するため、一旦揚水した地下水を工事に影響のな
い帯水層へ返す手法として、所謂還元井戸工法が
試みられている。

この還元井戸工法は、第５図に示すように、排
水対象とする帯水層（砂質土層）Ａ地下水を深井
戸工法により揚水（排水）し、この水の全部又は
一部を還元（復水）用の深井戸を用いて、不透水
層ａの下方に位置する工事に影響のない帯水層Ｂ
へと還元（復水）する方法である。同図中の１′
は地中連続壁等による山止め壁、６′は揚水用深
井戸のストレーナーケーシング、６″は還元用深
井戸のストレーナーケーシング、７′は砂利、
８′は遮水モルタルによる外部パツカー、９′は揚
水用の水中ポンプ、１１′は揚水用管、５′は復水
用管、１０′は地上に設置された水槽である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の還元井戸工法は、揚水した地下水を別の
帯水層に返すため、下水への放流量を減少し得る
ものであるが、上記の通り、揚水用の深井戸と還
元用の深井戸とを設置しているため、深井戸の設
置費用が嵩み、工期も長くなるという問題点があ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による還元井戸工法は、上記の問題点を
解決するため、不透水層の上下に位置する帯水層
にわたつて縦孔を掘削し、縦孔内に、上下両帯水
層に対応する位置に通水孔が形成され、前記不透
水層に対応する位置に内部を上下に仕切る鉄板が
固着され、該鉄板には復水用管が貫通した状態に
且つ当該復水用管の下端開口部が前記鉄板の近く
に位置する状態に取り付けられたストレーナーケ
ーシングを挿入し、ストレーナーケーシングと孔
壁との間には、前記両帯水層に対応する位置に砂
利を充填すると共に前記不透水層に対応する位置
に薬液注入等による外部パツカーを形成し、前記
ストレーナーケーシングの内部には、前記鉄板の
上方に水中ポンプを挿入し、該水中ポンプで上部
帯水層の地下水を地上に設置した水槽に汲み上
げ、該水槽に供給された地下水を前記復水用管を
通して下部帯水層に復水するように構成したもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、地中連続壁等の山止め壁
１の内側を掘削し、不透水層ａの上下に位置する
帯水層Ａ，Ｂにわたつて縦孔２を形成する。Pa
は上部帯水層Ａの自由地下水面、Pbは下部帯水
層Ｂの被圧水位を示す。前記縦孔２のうち、上部
帯水層Ａ及び不透水層ａに掘削された上部縦孔部
分２ａは下部帯水層Ｂに掘削された下部縦孔部分
２ｂよりも直径を若干大きくしてある。より具体
的に説明すると、上部縦孔部分２ａはベノト掘削
機により施工し、下部縦孔部分２ｂはリバースサ
ーキユレーシヨン掘削機により施工し、ベノト掘
削機のケーシングを下部縦孔部分２ｂの施工後、
引き抜き回収したもので、例えば前者２ａの直径
は約1300mm、後者２ｂの直径は約1100mmに設定さ
れる。これは、ベノト掘削機だけで縦孔２を掘削
したのでは、掘削深度が深くて、ケーシングの引
き抜きが困難になり、またリバースサーキユレー
シヨン掘削機だけで縦孔２を掘削すると上部帯水
層Ａの透水性が良すぎる場合、掘削液が上部帯水
層Ａに浸透してしまい、掘削液の水頭圧を確保で
きず、掘削液の還流に支障を来すからである。上
部縦孔部分２ａの直径を下部縦孔部分２ｂの直径
よりも大きくしたのは、リバースサーキユレーシ
ヨン掘削機のビツトのクリアランスを確保するた
めと、水中ポンプが挿入され且つ内部に挿入され
る管の本数が多くなる揚水用深井戸側のストレー
ナーケーシングの直径を大きくするためである。
またリバースサーキユレーシヨン掘削機の掘削液
には、孔壁の崩壊を防止する安定液としてはベン
トナイトの代わりにレスター（商品名）やCMC
を使用することが望ましい。これは安定液による
孔壁の目詰まりが一時的に行われ、還元井戸とし
て用いる際に、孔壁の透水性が損なわれないよう
にするためである。

次に、第２図に示すように、縦孔２内に、上下
両帯水層Ａ，Ｂに対応する位置に通水孔３が形成
され、前記不透水層ａに対応する位置に内部を上
下に仕切る鉄板４が溶接にて固着され、該鉄板４
には復水用管５が貫通した状態に且つ当該復水用
管５の下端開口部が前記鉄板４の近くに位置する
状態に取り付けられたストレーナーケーシング６
を挿入する。ストレーナーケーシング６のうち、
上部縦孔部分２ａに挿入される部分６ａは下部縦
孔部分２ｂに挿入される部分６ｂよりも直径を大
きくしてある。具体的には前者６ａの直径は約
800mm、後者６ｂの直径は約600mmに設定されてい
る。図示しないが、ストレーナーケーシング６の
外周には、前記通水孔を形成した部分に網が巻き
付け固着され、土砂の流入を防止すべく構成され
ている。

しかる後、第３図に示すように、ストレーナー
ケーシング６と孔壁との間には、砂利７を充填す
ると共に前記不透水層ａに対応する位置に薬液注
入（例えば、水ガラス及びセメントを主成分とす
る既知の注入用薬液を使用する。）又はセメント
モルタルの打設を行つて、上下の帯水層Ａ，Ｂを
仕切る外部パツカー８を形成し、両帯水層Ａ，Ｂ
に対応する位置に充填された砂利７が透水性を確
保し且つ土砂の流入を防止するフイルターとして
の役目を果たすように構成する。

しかる後、あるいはそれまでの適当な時期に、
第４図に示すように、前記ストレーナーケーシン
グ６の内部に、水中ポンプ９を挿入し、地上には
水槽１０を設置して、該水槽１０に水中ポンプ９
からの揚水用管１１の上端開口部と前記復水用管
５の上端開口部とを臨ませる。１２は復水用管５
に接続された送水ポンプである。

そして、前記水中ポンプ９で上部帯水層Ａの排
水を行い、上部帯水層Ａの水位Paを所望位置ま
で降下させる一方、水中ポンプ９で排水した上部
帯水層Ａの地下水を前記水槽１０に供給し、該水
槽１０で砂を沈澱分離した後、この地下水の全部
又は一部を前記復水用管５を通して下部帯水層Ｂ
に復水（還元）するのである。尚、水中ポンプ９
下のスペース及びストレーナーケーシング６の下
端部は夫々泥溜めとなる。

ところで、この実施例では、下部帯水層Ｂへの
復水を、重力方式、つまり前記水槽１０と下部帯
水層Ｂの被圧水位Pbとの水位差（水圧差）によ
つて行つており、前記送水ポンプ１２は復水の開
始時にのみ稼動される。即ち、復水用管５内に空
気があつて前記水位差（水圧差）のみによつては
復水がスムーズに開始されない場合、復水の開始
時にのみ前記送水ポンプ１２を稼動して水槽１０
内の地下水を短時間圧送し、復水用管５内の空気
を追い出すのである。かくすれば、それ以後、送
水ポンプ１２を停止しても、前記水位差による復
水がスムーズに行われるのである。この場合、第
４図に仮想線で示すように、予め、鉄板４を貫通
する空気抜き管１３を設けておき、この空気抜き
管１３を用いて鉄板４の下方に溜る空気を抜くこ
とにより、前記復水が一層効果的に行われる。

送水ポンプ１２としては停止状態において水の
流通を妨げないものを使用しているが、プランジ
ヤーポンプのように作動を停止した状態において
水の流通の妨げとなるポンプを送水ポンプ１２と
して使用する場合であれば、送水ポンプ１２の停
止後、前記水位差による復水を行うためには、逆
止弁を有するバイパスを設け、このバイパスを通
して復水すべく構成することが望ましい。

尚、下部帯水層Ｂへの復水を加圧方式、つまり
前記送水ポンプ１２の吐出圧力によつて強制的に
行つてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、上述した構成よりなり、排水対象地
盤である上部帯水層から揚水した地下水を地下工
事に影響のない下部帯水層へ復水して、下水道へ
放流量を低減することによるコストダウンが可能
であるばかりでなく、１本の深井戸の上部側が揚
水用深井戸に、下部側か復水用の還元井戸に構成
されているので、深井戸の設置費用の低減による
大幅なコストダウンと工期短縮が可能である。

ストレーナーケーシング内部を鉄板で上下に仕
切るため、装置として堅牢で、信頼性が高く、ま
た該鉄板に貫通した状態に取り付けられた復水用
管の下端開口部を前記鉄板の近くに位置させたた
め、ストレーナーケーシング底部に泥が溜まつて
も復水用管が閉塞される虞れがなく、且つ復水用
管として長いものを用いる場合よりも無駄がなく
経済的である。

尚、復水は送水ポンプによつて強制的に行つて
もよく、地上に設置した水槽と下部帯水層の被圧
水位との水位差によつて行つてもよい。後者の場
合、実施例のように、復水の開始時にのみ送水ポ
ンプを稼動して水槽内の地下水を短時間圧送すれ
ば、その以後、水位差による復水をスムーズに行
わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示す断面
図である。第５図は従来例を示す断面図である。 Ａ，Ｂ……帯水層、ａ……不透水層、２……縦
孔、３……通水孔、４……鉄板、５……復水用
管、６……ストレーナーケーシング、７……砂
利、８……外部パツカー、９……水中ポンプ、１
０……水槽、１１……揚水用管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 不透水層の上下に位置する帯水層にわたつて
   縦孔を掘削し、縦孔内に、上下両帯水層に対応す
   る位置に通水孔が形成され、前記不透水層に対応
   する位置に内部を上下に仕切る鉄板が固着され、
   該鉄板には復水用管が貫通した状態に且つ当該復
   水用管の下端開口部が前記鉄板の近くに位置する
   状態に取り付けられたストレーナーケーシングを
   挿入し、ストレーナーケーシングと孔壁との間に
   は、前記両帯水層に対応する位置に砂利を充填す
   ると共に前記不透水層に対応する位置に薬液注入
   等による外部パツカーを形成し、前記ストレーナ
   ーケーシングの内部には、前記鉄板の上方に水中
   ポンプを挿入し、該水中ポンプで上部帯水層の地
   下水を地上に設置した水槽に汲み上げ、該水槽に
   供給された地下水を前記復水用管を通して下部帯
   水層に復水することを特徴とする還元井戸工法。 ２ 前記復水の開始時にのみ前記復水用管に接続
   された送水ポンプで前記水槽内の地下水を圧送
   し、それ以後、前記水槽と下部帯水層の被圧水位
   との水位差により復水することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の還元井戸工法。 ３ 前記復水用管に接続された送水ポンプで前記
   水槽内の地下水を圧送し、当該送水ポンプの圧力
   によつて復水することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の還元井戸工法。