JPH0429808B2 - - 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
戸を用いた還元井（リチヤージウエル）工法に関
する。

（従来技術） 建築物の地下工事に際し、地下水を排水するこ
とは、地盤掘削時の湧水をなくして、ドライワー
クを可能にする上でも、さらには、砂質土層にお
けるクイツクサンド、ボイリング、バイピング等
の現象を防止し、粘性土層（不透水層）における
ヒービング、盤ぶくれ等の現象を防止する上でも
極めて重要である。また、山止め壁の外側の地下
水を排水することは、山止め壁背面に加わる水圧
を軽減し、山止め架構や地下外壁の変形、崩壊な
らびにそれらに起因する周辺地盤の異常な沈下等
を防止する上で非常に重要である。

排水工法には、釜場工法、ウエルポイント工
法、深井戸工法など種々の方法が知られている
が、地下工事の大型化、深層化に伴ない、深井戸
工法が最も多く利用されている。

一般に、深井戸によつて揚水した地下水は、下
水道などに放流されるので、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できなくなる。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
高謄しており、膨大な額となることもある。

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、所謂還元井工法が試
みられている。

この還元井工法は、第８図に示すように、排水
対象とする帯水層（砂質土層）Ａの地下水を深井
戸工法により揚水（排水）し、この水の全部又は
一部を還元用の深井戸を用いて、不透水層ａ，ｂ
にはさまれた帯水層Ｂなど、工事に影響のない帯
水層へと還元（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、３′はストレ
ーナーケーシング、４′はフイルター材、５′は遮
水モルタル等による外部パツカー、７′は復水用
パイプ、８′は水中ポンプ、９′は揚水用パイプ、
１０′は地上に設置される送水ポンプである。

上記の環元工法は、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、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高く付く
点に難がある。

（発明の目的） 本発明は、排水対象とする上側の帯水層からの
揚水と、不透水層を隔てた下側の帯水層への復水
を１本の深井戸によつて行え、深井戸設置費用を
低減できるようにすることを目的としている。

（発明の構成） 上記の目的を達成するための構成として、本発
明の還元井工法は、複数の帯水層にわたる縦孔を
掘削し、縦孔内に、排水及び復水の対象とする帯
水層に対応する位置に通水孔が形成されたストレ
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、前記各帯水層に対応する
位置にフイルター材を充填すると共に帯水層間の
不透水層に対応する位置に遮水モルタル等による
外部パツカーを形成し、ストレーナーケーシング
の内部には、前記外部パツカーに対応する位置に
排水対象とする上側の帯水層と復水対象とする下
側の帯水層とを遮断する内部パツカーを設け、当
該内部パツカーによつて遮断された上側の帯水層
から揚水した地下水を下側の帯水層に復水するこ
とを特徴としている。

（実施例） 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、複数の帯水層Ａ，Ｂにわたる
縦孔２を形成する。縦孔２の直径は１ｍ程度であ
る。ａ，ｂは不透水層、ｐは自由地下水面を示
す。

次に、第２図に示すように、縦孔２内に直当な
直径（通常は0.2〜0.6ｍ程度）のストレーナーケ
ーシング３を挿入する。ストレーナーケーシング
３は、その筒壁のうち、排水及び復水の対象とす
る帯水層Ａ，Ｂに対応する位置に通水孔を有し、
それ以外の筒壁部分には通水孔が設けられていな
い。図示しないが、外周には、土砂の流入を防止
する網が巻付け固着されている。

しかる後、第３図に示すように、ストレーナー
ケーシング３と孔壁との間には、前記各帯水層
Ａ，Ｂに対応する位置にフイルター材４を充填
し、両帯水層Ａ，Ｂ間の不透水層ａに対応する位
置には遮水モルタルを打設して外部パツカー５を
形成する。フイルター材４としては、数mm〜十数
mmの粒径で、粒径が適当に分布し、よく混じり合
つた砂利が好適に使用される。遮水モルタルは、
コンクリートなどでも代用できるが、いずれを採
用する場合でも、硬化促進剤の添加、早強セメン
トの使用等、水中において早期に強度が得られる
処置を施すことが望ましい。

次に、第４図に示すように、ストレーナーケー
シング３の内部には、前記外部パツカー５に対応
する位置に、地上からの流体圧（液圧又は気圧）
の操作（加圧・除圧）により膨張・収縮が可能
で、膨張によりストレーナーケーシング３の内面
に密着して排水対象とする上側の帯水層Ａと復水
対象とする下側の帯水層Ｂとを遮断する状態（上
下の水密性・気密性を確保し得る状態）となり、
収縮によりストレーナーケーシング３の内面から
離間して前記両帯水層Ａ，Ｂを連通させる状態
（水や空気がストレーナーケーシング内面との隙
間から上下に自由に流通し得る状態）となるよう
に構成された内部パツカー６を設け、内部パツカ
ー６を貫通した復水用パイプ７と内部パツカー６
よりも上方に位置する水中ポンプ８とを設ける。
９は揚水用パイプ、１０は地上に設置された送水
ポンプである。

前記内部パツカー６は、膨張・収縮が可能なゴ
ム製の中空リング１１を有しており、前記復水用
パイプ７によつて、ストレーナーケーシング３内
での位置が保持されるように構成されている。中
空リング１１としては、ネオプレンゴムなどによ
つて成形したものであつてもよいが、この実施例
では、第６図に示すように、既製の自動車用タイ
ヤ（チユープレスタイヤ、チユーブタイヤのどち
らでもよいが、好ましくは、チユーブタイヤであ
る。）を使用している。

内部パツカー６の具体的な構成は、次の通りで
ある。

即ち、第６図に示すように、中空リング（自動
車用タイヤ）１１の軸芯方向両面に夫々金属板１
２ａ，１２ｂを当て付け、一方の金属板１２ａを
復水用パイプ７に溶接された受座１３上に支持さ
せ、これら３者１３，１２ａ，１２ｂを貫通する
数本のボルト１４…とそれに螺合するナツト１５
…で両金属板１２ａ，１２ｂの間隔を調節するこ
とによつて、中空リング１１の基本外径（収縮状
態にあるときの外径）を調整し、両金属板１２
ａ，１２ｂとホイール１６とによつて、中空リン
グ１１の軸芯方向及び半径方向への膨張量を制御
すべく構成してある。１７は地上の加圧ポンプ１
８による流体圧を中空リング１１に導びく加圧ホ
ース、１９は圧力計、２０はバルブであるまた、
内部パツカー６には、両金属板１２ａ，１２ｂを
貫通して、下方（又は上方）の金属板１２ａ又は
１２ｂに全周溶接された小径パイプ２１が設けら
れている。この小径パイプ２１は、液面スイツチ
の挿入による水位観測等に使用され、復水時に閉
塞される。

上記の構成によれば、内部パツカー６を膨張さ
せた状態で、水中ポンプ８を稼動して、第４図に
示す如く、帯水層Ａの水位を降下すると共に、送
水ポンプ１０を稼動して、水中ポンプ８により揚
水された地下水の一部（又は全部）を復水用パイ
プ７にて地下工事に影響のない帯水層Ｂへと復水
することにより、下水への放流量を抑え、この状
態で、第５図に示す如く、山止め壁１の内側を掘
削することができる。

第７図は、本発明の別の実施例を示し、この実
施例は、排水対象の帯水層Ａ，Ｂ，Ｃが複数であ
るため、内部パツカー６及び水中ポンプ８を夫々
複数ずつ設けた点に特徴がある。この構成によれ
ば、Ａ，Ｂ，Ｃの帯水層の排水を選択的に行な
え、これらにより揚水（排水）された地下水を、
下方の帯水層Ｄに復水することができる。尚、本
発明方法は山止め壁１の外側の排水にも適用可能
である。

（発明の効果） 本発明は、上述した構成よりなるから、排水対
象とする上側の帯水層から揚水した地下水の全部
又は一部を地下工事に影響のない下側の帯水層へ
復水して、下水への放流量を低減するにあたり、
１本の深井戸によつて排水対象からの揚水と下側
帯水層への復水とを行なうことが可能であり、深
井戸の設置費用を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示す工
程図、第６図内部パツカーの構成図、第７図は本
発明の別実施例を示す概略断面図である。第８図
は従来例の説明図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…帯水層、ａ，ｂ，ｃ，ｄ…不
透水層、２…縦孔、３…ストレーナーケーシン
グ、４…フイルター材、５…外部パツカー、６…
内部パツカー、７…復水用パイプ、８…水中ポン
プ、９…揚水用パイプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の帯水層にわたる縦孔を掘削し、縦孔内
   に、排水及び復水の対象とする帯水層に対応する
   位置に通水孔が形成さ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、前記各帯水層に対応する位置にフイルタ
   ー材を充填すると共に帯水層間の不透水層に対応
   する位置に遮水モルタル等による外部パツカーを
   形成し、ストレーナーケーシングの内部には、前
   記外部パツカーに対応する位置に排水対象とする
   上側の帯水層と復水対象とする下側の帯水層とを
   遮断する内部パツカーを設け、当該内部パツカー
   によつて遮断された上側の帯水層から排水した地
   下水を下側の帯水層に復水することを特徴とする
   還元井工法。