JPH11100870A - 取水トンネル及びセグメント - Google Patents
取水トンネル及びセグメントInfo
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- JPH11100870A JPH11100870A JP9278165A JP27816597A JPH11100870A JP H11100870 A JPH11100870 A JP H11100870A JP 9278165 A JP9278165 A JP 9278165A JP 27816597 A JP27816597 A JP 27816597A JP H11100870 A JPH11100870 A JP H11100870A
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- shaft
- intake
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 帯水層から効率よく地下水を取水するトンネ
ルを提供する。 【解決手段】 地山に接する外周面に複数個の集水開孔
２２が所定間隔をあけて列設されたセグメント２０を支
保部材として帯水層内に延在するように構築された取水
斜坑１１と、取水斜坑１１の深い側の端部が底部近傍に
連結されるようにした揚水坑とで構成される。揚水坑内
の水位を調節することにより取水斜坑１１内に集水開孔
２２を介して地下水を取水するようにした。
ルを提供する。 【解決手段】 地山に接する外周面に複数個の集水開孔
２２が所定間隔をあけて列設されたセグメント２０を支
保部材として帯水層内に延在するように構築された取水
斜坑１１と、取水斜坑１１の深い側の端部が底部近傍に
連結されるようにした揚水坑とで構成される。揚水坑内
の水位を調節することにより取水斜坑１１内に集水開孔
２２を介して地下水を取水するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は取水トンネル及びセ
グメントに係り、特に地下水をシールドトンネルのセグ
メントに形成された集水開孔を介して取水するようにし
た取水トンネル及び同トンネルを構築するためのセグメ
ントに関する。
グメントに係り、特に地下水をシールドトンネルのセグ
メントに形成された集水開孔を介して取水するようにし
た取水トンネル及び同トンネルを構築するためのセグメ
ントに関する。
【０００２】
【従来の技術】出願人は、陸地部および海底下の土壌中
の地下水資源（淡水または海水）を大規模に取水する取
水施設の一例として図７、図８に示した取水トンネル５
０を提案した。図示した取水トンネル５０はシールドト
ンネルからなる取水斜坑５１と、この取水斜坑５１の深
い側の一端が連結する揚水立坑５２とからなる。取水斜
坑５１は砂層や砂礫層からなる帯水層６０から下り勾配
で傾斜して粘性土層あるいは岩盤等からなる不透水層６
１内で揚水立坑５２の下端に連結されている。帯水層６
０内を通過する取水斜坑５１の所定位置に集水ボーリン
グ孔５３が延設されている。
の地下水資源（淡水または海水）を大規模に取水する取
水施設の一例として図７、図８に示した取水トンネル５
０を提案した。図示した取水トンネル５０はシールドト
ンネルからなる取水斜坑５１と、この取水斜坑５１の深
い側の一端が連結する揚水立坑５２とからなる。取水斜
坑５１は砂層や砂礫層からなる帯水層６０から下り勾配
で傾斜して粘性土層あるいは岩盤等からなる不透水層６
１内で揚水立坑５２の下端に連結されている。帯水層６
０内を通過する取水斜坑５１の所定位置に集水ボーリン
グ孔５３が延設されている。
【０００３】この集水ボーリング孔５３は取水斜坑５１
内から削孔された水平ないしわずかに斜坑側に下り勾配
をなす横孔で内部には、たとえば、個々の空隙が小さ
く、かつ均質に分布し、透水性の高い素材を硬質パイプ
状に成形したドレーンパイプ５４が全長にわたり収容さ
れている。この集水ボーリング孔５３の規模は、地下水
の範囲、水位等の地盤条件や予定する取水量によって適
宜設定することができるが、その一般的な規模として図
８に示した程度のものが考えられる。
内から削孔された水平ないしわずかに斜坑側に下り勾配
をなす横孔で内部には、たとえば、個々の空隙が小さ
く、かつ均質に分布し、透水性の高い素材を硬質パイプ
状に成形したドレーンパイプ５４が全長にわたり収容さ
れている。この集水ボーリング孔５３の規模は、地下水
の範囲、水位等の地盤条件や予定する取水量によって適
宜設定することができるが、その一般的な規模として図
８に示した程度のものが考えられる。
【０００４】以上のような構成からなる取水トンネルで
は、揚水立坑底に設置された揚水ポンプ等の揚水設備５
５を運転して揚水立坑５２内の水位を調節して集水ボー
リング孔５３から地下水の取水を行うようになってい
る。すなわち、各集水ボーリング孔５３が分布する範囲
の地盤の地下水位と揚水立坑５２内の水位との水頭差を
利用して各集水ボーリング孔５３から取水斜坑５１に地
下水を流入させ、さらに取水斜坑５１内を揚水立坑５２
まで自然流下させ、揚水立坑５２の坑底にある揚水設備
５５を運転させて取水する。
は、揚水立坑底に設置された揚水ポンプ等の揚水設備５
５を運転して揚水立坑５２内の水位を調節して集水ボー
リング孔５３から地下水の取水を行うようになってい
る。すなわち、各集水ボーリング孔５３が分布する範囲
の地盤の地下水位と揚水立坑５２内の水位との水頭差を
利用して各集水ボーリング孔５３から取水斜坑５１に地
下水を流入させ、さらに取水斜坑５１内を揚水立坑５２
まで自然流下させ、揚水立坑５２の坑底にある揚水設備
５５を運転させて取水する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に取水斜坑の両側に比較的延長のある集水ボーリング孔
を備えた取水トンネルでは、集水ボーリング孔を含めた
全体の建設コストが大きくなる上、集水ボーリング孔の
削孔作業やボーリング内へのドレーンパイプの挿入作業
を取水斜坑内から行わなければならない。したがって、
削孔装置とドレーンパイプ挿入装置とを据え付けること
ができ、かつ必要な作業空間を確保できる程度に取水斜
坑の直径を大きくする必要がある。このため、取水斜坑
の掘削コストも増大する。
に取水斜坑の両側に比較的延長のある集水ボーリング孔
を備えた取水トンネルでは、集水ボーリング孔を含めた
全体の建設コストが大きくなる上、集水ボーリング孔の
削孔作業やボーリング内へのドレーンパイプの挿入作業
を取水斜坑内から行わなければならない。したがって、
削孔装置とドレーンパイプ挿入装置とを据え付けること
ができ、かつ必要な作業空間を確保できる程度に取水斜
坑の直径を大きくする必要がある。このため、取水斜坑
の掘削コストも増大する。
【０００６】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、取水斜坑内に直接、地下水
を集水できるようにした取水トンネル及びこの取水トン
ネルを支保するとともに、地下水の集水を可能にした集
水孔を有するセグメントを提供することにある。
術が有する問題点を解消し、取水斜坑内に直接、地下水
を集水できるようにした取水トンネル及びこの取水トン
ネルを支保するとともに、地下水の集水を可能にした集
水孔を有するセグメントを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は地山に接する外周面に複数個の集水開孔が
所定間隔をあけて列設されたセグメントを支保部材とし
て帯水層内に延在するように構築された取水斜坑と、該
取水斜坑の深い側の端部が底部近傍に連結されるように
した揚水坑とからなり、該揚水坑内の水位を調節するこ
とにより前記取水斜坑内に前記集水開孔を介して周辺地
下水を取水するようにしたことを特徴とする。
に、本発明は地山に接する外周面に複数個の集水開孔が
所定間隔をあけて列設されたセグメントを支保部材とし
て帯水層内に延在するように構築された取水斜坑と、該
取水斜坑の深い側の端部が底部近傍に連結されるように
した揚水坑とからなり、該揚水坑内の水位を調節するこ
とにより前記取水斜坑内に前記集水開孔を介して周辺地
下水を取水するようにしたことを特徴とする。
【０００８】このとき、地山に接する外周面に複数個の
集水開孔が所定間隔をあけて列設され、該集水開孔を地
下水流入口とするストレーナをセグメントの一部に設け
ることが好ましい。
集水開孔が所定間隔をあけて列設され、該集水開孔を地
下水流入口とするストレーナをセグメントの一部に設け
ることが好ましい。
【０００９】前記ストレーナは内部に濾材が充填された
フィルタ層と、個々の小さな空隙が均質に分布し、高い
透水性が得られるドレーン材が収容されたドレーン層と
を積層してなり、前記フィルタ層内に少なくとも前記フ
ィルタ層を通過する地下水の一部を外部に排出可能な洗
浄パイプを設けることが好ましい。
フィルタ層と、個々の小さな空隙が均質に分布し、高い
透水性が得られるドレーン材が収容されたドレーン層と
を積層してなり、前記フィルタ層内に少なくとも前記フ
ィルタ層を通過する地下水の一部を外部に排出可能な洗
浄パイプを設けることが好ましい。
【００１０】上述のセグメントを組み立てた取水トンネ
ルによれば、確実な取水を達成できるとともに、ストレ
ーナ内に形成されたフィルタ層に洗浄パイプを取り付
け、該パイプの開閉バルブの開閉操作を行うことによ
り、トンネル構築時はトンネル内への湧水を防止でき、
また、取水運転に先立って、集水開孔のメッシュフィル
タやフィルタ層に付着したグリース等を確実に洗浄する
ことができる。
ルによれば、確実な取水を達成できるとともに、ストレ
ーナ内に形成されたフィルタ層に洗浄パイプを取り付
け、該パイプの開閉バルブの開閉操作を行うことによ
り、トンネル構築時はトンネル内への湧水を防止でき、
また、取水運転に先立って、集水開孔のメッシュフィル
タやフィルタ層に付着したグリース等を確実に洗浄する
ことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の取水トンネル及び
セグメントの一実施の形態について、添付図面を参照し
て説明する。図１は本発明の取水トンネル１０の全体構
造を示す模式全体図である。この取水トンネル１０は集
水セグメント２０（図２参照）を支保部材として組み立
てられたシールドトンネルであって、取水斜坑１１と、
この取水斜坑１１の深い側の一端が連結する揚水立坑と
からなる。取水斜坑１１は砂層や砂礫層からなる帯水層
から下り勾配で傾斜して粘性土層あるいは岩盤等からな
る不透水層内で揚水立坑１２の下端に連結されている。
取水斜坑１１の直径、延長、勾配は地盤条件、地下水条
件等の設計条件や、設備の維持管理面を考慮して適宜設
計可能である。たとえば取水斜坑１１の直径としてはφ
２．５〜５．０ｍ程度の規模のトンネルを想定してい
る。なお、図１に示したように帯水層６０と不透水層６
１との境界には図示しない可撓性セグメントが、不透水
層６１でのトンネルの支保には従来の鋼製あるいはコン
クリート製セグメントが使用されている。
セグメントの一実施の形態について、添付図面を参照し
て説明する。図１は本発明の取水トンネル１０の全体構
造を示す模式全体図である。この取水トンネル１０は集
水セグメント２０（図２参照）を支保部材として組み立
てられたシールドトンネルであって、取水斜坑１１と、
この取水斜坑１１の深い側の一端が連結する揚水立坑と
からなる。取水斜坑１１は砂層や砂礫層からなる帯水層
から下り勾配で傾斜して粘性土層あるいは岩盤等からな
る不透水層内で揚水立坑１２の下端に連結されている。
取水斜坑１１の直径、延長、勾配は地盤条件、地下水条
件等の設計条件や、設備の維持管理面を考慮して適宜設
計可能である。たとえば取水斜坑１１の直径としてはφ
２．５〜５．０ｍ程度の規模のトンネルを想定してい
る。なお、図１に示したように帯水層６０と不透水層６
１との境界には図示しない可撓性セグメントが、不透水
層６１でのトンネルの支保には従来の鋼製あるいはコン
クリート製セグメントが使用されている。
【００１２】揚水立坑１２底には揚水ポンプ等の揚水設
備が設置されている。さらに揚水ポンプ１３から地上に
設置された取水施設（図示せず）まで揚水パイプが配管
されている。このような構成からなる取水トンネル１０
において、揚水ポンプ１３を制御運転して揚水立坑１２
内の水位を調節することで地下水の取水を行うことがで
きる。すなわち、取水斜坑１１の地下水位と揚水立坑１
２位置の水位との水頭差を利用して取水斜坑１１の集水
開孔から取水斜坑１１内に地下水を流入させ、さらに取
水斜坑１１内を揚水立坑１２まで自然流下させ、揚水立
坑１２の揚水ポンプ１３を運転させて取水することがで
きる。
備が設置されている。さらに揚水ポンプ１３から地上に
設置された取水施設（図示せず）まで揚水パイプが配管
されている。このような構成からなる取水トンネル１０
において、揚水ポンプ１３を制御運転して揚水立坑１２
内の水位を調節することで地下水の取水を行うことがで
きる。すなわち、取水斜坑１１の地下水位と揚水立坑１
２位置の水位との水頭差を利用して取水斜坑１１の集水
開孔から取水斜坑１１内に地下水を流入させ、さらに取
水斜坑１１内を揚水立坑１２まで自然流下させ、揚水立
坑１２の揚水ポンプ１３を運転させて取水することがで
きる。
【００１３】図２は帯水層６０中を通過する取水斜坑１
１のセグメント組立状態を示した部分斜視図である。同
図に示したように帯水層６０では、取水斜坑１１の支保
にはリング周方向かつトンネル延長方向の所定範囲にわ
たって、集水セグメント２０が使用されている。この集
水セグメント２０は鋼製セグメントからなり、スキンプ
レートの表面に所定間隔をあけて複数の集水開孔が形成
されている。本実施の形態では、図２〜図４に示したよ
うにセグメントのスキンプレート２１の周方向、トンネ
ル延長方向に直径が１５０ｍｍの集水開孔２２が３個ず
つ列設されている（図３参照）。この集水開孔２２を介
して帯水層６０中の地下水あるいは海水を取水斜坑１１
内に流入させることができる。この集水セグメント２０
を１リング分組み立てた状態では図３に示したように、
全周から地下水を取水可能となる。なお、地下水条件に
よっては集水セグメント２０は全周に配置する必要はな
く、トンネル下半のみに組み込むようにしてもよい。ま
た、セグメント１ピースに設ける集水開孔２２の個数も
上記数に限定されない。なお、図２では図の簡単化のた
めに後述するストレーナ３０の図示を一部省略してい
る。
１のセグメント組立状態を示した部分斜視図である。同
図に示したように帯水層６０では、取水斜坑１１の支保
にはリング周方向かつトンネル延長方向の所定範囲にわ
たって、集水セグメント２０が使用されている。この集
水セグメント２０は鋼製セグメントからなり、スキンプ
レートの表面に所定間隔をあけて複数の集水開孔が形成
されている。本実施の形態では、図２〜図４に示したよ
うにセグメントのスキンプレート２１の周方向、トンネ
ル延長方向に直径が１５０ｍｍの集水開孔２２が３個ず
つ列設されている（図３参照）。この集水開孔２２を介
して帯水層６０中の地下水あるいは海水を取水斜坑１１
内に流入させることができる。この集水セグメント２０
を１リング分組み立てた状態では図３に示したように、
全周から地下水を取水可能となる。なお、地下水条件に
よっては集水セグメント２０は全周に配置する必要はな
く、トンネル下半のみに組み込むようにしてもよい。ま
た、セグメント１ピースに設ける集水開孔２２の個数も
上記数に限定されない。なお、図２では図の簡単化のた
めに後述するストレーナ３０の図示を一部省略してい
る。
【００１４】集水セグメント２０のストレーナ３０の構
成について、図５他を参照して説明する。図２、図４に
示したように、集水セグメント２０のスキンプレート２
１に形成された集水開孔２２の内側にはストレーナ３０
が取り付けられている。ストレーナ３０は拡大して示し
た図５にあるように、外形が集水開孔２２の直径にほぼ
等しい直径の鋼製外筒からなり、一端が集水開孔２２の
周縁に沿ってスキンプレート２１の内側面に溶接されて
いる。また、集水開孔２２を覆うようにメッシュフィル
タ３２が装着され、外筒３１内にはフィルタ層３３と、
フィルタ層３３に連続したドレーン層３４とが形成され
ている。本実施の形態ではメッシュフィルタ３２には溶
接金網が用いられている。その目合いは接触する地盤の
土粒子が地下水流入時にフィルタ層３３に入り込んだ
り、フィルタ材が外部に散逸しない程度に設定されてい
る。フィルタ層３３を形成するためにメッシュフィルタ
３２の内面側から所定の層厚にフィルタ材４０としての
単粒度砕石が充填されている。フィルタ層３３と隣接す
るように内側にドレーン層３４が形成されている。ドレ
ーン層３４には円筒状のドレーン部材４１が外筒３１内
に収容されている。本実施の形態ではこのドレーン部材
４１として、透水性の高い不織布を円筒形状に成形した
硬質ドレーン材が使用されている。この硬質ドレーン材
はポリプロピレン繊維からなる不織布とポリエステル繊
維からなる不織布とを立体的な網目形状となるように繊
維間の交点を熱接着した立体網状成形材からなる。この
立体網状成形材は個々の空隙が小さく、かつ均質に分布
し、高い透水性が得られる。フィルタ材４０とドレーン
部材４１とが収容された外筒３１の端部は蓋部材３９で
覆われている。メッシュフィルタ３２としては溶接金網
の他、平織金網、種々の型抜き形状からなるパンチング
メタル等が好適である。フィルタ材４０としては天然砕
石の他、たとえば粒径５〜１５ｍｍ程度の単粒度の人工
砕石、ガラス球、ステンレスボール、セラミックボール
等を用いることが可能である。また、ドレーン部４１と
しては上述の立体網状成形材の他、多数の気泡状の空隙
が連通するように分布した樹脂成形材や、例えば織布よ
うな透水性薄層材を積層成形した部材等、小さな空隙が
均質に分布した部材を使用することができる。
成について、図５他を参照して説明する。図２、図４に
示したように、集水セグメント２０のスキンプレート２
１に形成された集水開孔２２の内側にはストレーナ３０
が取り付けられている。ストレーナ３０は拡大して示し
た図５にあるように、外形が集水開孔２２の直径にほぼ
等しい直径の鋼製外筒からなり、一端が集水開孔２２の
周縁に沿ってスキンプレート２１の内側面に溶接されて
いる。また、集水開孔２２を覆うようにメッシュフィル
タ３２が装着され、外筒３１内にはフィルタ層３３と、
フィルタ層３３に連続したドレーン層３４とが形成され
ている。本実施の形態ではメッシュフィルタ３２には溶
接金網が用いられている。その目合いは接触する地盤の
土粒子が地下水流入時にフィルタ層３３に入り込んだ
り、フィルタ材が外部に散逸しない程度に設定されてい
る。フィルタ層３３を形成するためにメッシュフィルタ
３２の内面側から所定の層厚にフィルタ材４０としての
単粒度砕石が充填されている。フィルタ層３３と隣接す
るように内側にドレーン層３４が形成されている。ドレ
ーン層３４には円筒状のドレーン部材４１が外筒３１内
に収容されている。本実施の形態ではこのドレーン部材
４１として、透水性の高い不織布を円筒形状に成形した
硬質ドレーン材が使用されている。この硬質ドレーン材
はポリプロピレン繊維からなる不織布とポリエステル繊
維からなる不織布とを立体的な網目形状となるように繊
維間の交点を熱接着した立体網状成形材からなる。この
立体網状成形材は個々の空隙が小さく、かつ均質に分布
し、高い透水性が得られる。フィルタ材４０とドレーン
部材４１とが収容された外筒３１の端部は蓋部材３９で
覆われている。メッシュフィルタ３２としては溶接金網
の他、平織金網、種々の型抜き形状からなるパンチング
メタル等が好適である。フィルタ材４０としては天然砕
石の他、たとえば粒径５〜１５ｍｍ程度の単粒度の人工
砕石、ガラス球、ステンレスボール、セラミックボール
等を用いることが可能である。また、ドレーン部４１と
しては上述の立体網状成形材の他、多数の気泡状の空隙
が連通するように分布した樹脂成形材や、例えば織布よ
うな透水性薄層材を積層成形した部材等、小さな空隙が
均質に分布した部材を使用することができる。
【００１５】また、フィルタ層３３位置の外筒３１には
洗浄パイプ３５が取り付けられている。この洗浄パイプ
３５はトンネル掘進時にメッシュフィルタ３２に付着し
たりフィルタ層３３に入り込んだグリースやベントナイ
トなどを取り除くために、メッシュフィルタ３２とフィ
ルタ材４０とを洗浄するために用いられる。この洗浄パ
イプ３５のフィルタ層３３内に収容される部分は有孔管
形状となり、排出口近傍には開閉バルブ３６が設けられ
ている。
洗浄パイプ３５が取り付けられている。この洗浄パイプ
３５はトンネル掘進時にメッシュフィルタ３２に付着し
たりフィルタ層３３に入り込んだグリースやベントナイ
トなどを取り除くために、メッシュフィルタ３２とフィ
ルタ材４０とを洗浄するために用いられる。この洗浄パ
イプ３５のフィルタ層３３内に収容される部分は有孔管
形状となり、排出口近傍には開閉バルブ３６が設けられ
ている。
【００１６】一方、外筒３１の蓋部材３９には集水パイ
プが取り付けられている。この集水パイプ３７の直径は
φ２５ｍｍ程度で、その一端はドレーン層３４内まで挿
入されている。ドレーン層３４内に位置する集水パイプ
３７は有孔管となっている。この有孔管部分で、集水開
孔２２からストレーナ３０内に流入した地下水をトンネ
ル内に集水する。また、パイプの口元には開閉バルブ３
８が設けられてトンネル内への地下水の流入を調整でき
るようになっている。
プが取り付けられている。この集水パイプ３７の直径は
φ２５ｍｍ程度で、その一端はドレーン層３４内まで挿
入されている。ドレーン層３４内に位置する集水パイプ
３７は有孔管となっている。この有孔管部分で、集水開
孔２２からストレーナ３０内に流入した地下水をトンネ
ル内に集水する。また、パイプの口元には開閉バルブ３
８が設けられてトンネル内への地下水の流入を調整でき
るようになっている。
【００１７】このような構成のストレーナ３０が取り付
けられた集水セグメント２０を組み立てて構築された取
水斜坑１１と、前述の揚水立坑１２とから構成された取
水トンネル１０で、地下水を取水する原理について簡単
に説明する。揚水立坑１２内の揚水ポンプ１３を運転し
ない段階では、揚水立坑１２の水位は帯水層６０の地下
水位と等しく、取水斜坑１１内は地下水で満たされた状
態にある。一方、揚水立坑１２内に貯水されている地下
水を揚水すると、揚水立坑１２と連通している取水斜坑
１１内の地下水も減少し、大気中に現れた集水セグメン
ト２０のストレーナ３０から湧水が発生する。地下水は
所定の透水係数を有するストレーナ３０から湧水するの
で、揚水立坑１２内の水位を調節することにより取水斜
坑１１内で大気中に露出するストレーナ３０の範囲を制
御してストレーナ３０からの湧水量の増減調整を行うこ
とができる。
けられた集水セグメント２０を組み立てて構築された取
水斜坑１１と、前述の揚水立坑１２とから構成された取
水トンネル１０で、地下水を取水する原理について簡単
に説明する。揚水立坑１２内の揚水ポンプ１３を運転し
ない段階では、揚水立坑１２の水位は帯水層６０の地下
水位と等しく、取水斜坑１１内は地下水で満たされた状
態にある。一方、揚水立坑１２内に貯水されている地下
水を揚水すると、揚水立坑１２と連通している取水斜坑
１１内の地下水も減少し、大気中に現れた集水セグメン
ト２０のストレーナ３０から湧水が発生する。地下水は
所定の透水係数を有するストレーナ３０から湧水するの
で、揚水立坑１２内の水位を調節することにより取水斜
坑１１内で大気中に露出するストレーナ３０の範囲を制
御してストレーナ３０からの湧水量の増減調整を行うこ
とができる。
【００１８】次に、集水セグメント２０を組み立てて取
水斜坑１１を構築し、揚水立坑１２とにより取水を開始
するまでの手順について簡単に説明する。集水セグメン
ト２０は公知の鋼製セグメントからなり、工場製作段階
でストレーナ３０及び洗浄パイプ３５、集水パイプ３７
も同時に組み立てられ、内部にはフィルタ材４０、ドレ
ーン部材４１が収容されるようになっている。本実施の
形態では、トンネル（取水斜坑１１）の掘削は公知のシ
ールド掘削機を用い、揚水立坑１２を発進立坑として使
用して行っているが、帯水層６０側に仮設の発進立坑を
構築し、揚水立坑１２に向けてシールド掘削機を運転さ
せるようにしてもよい。掘進に従ってシールド掘削機の
テール位置で集水セグメント２０を組み立てる。このと
き洗浄パイプ３５、集水パイプ３７の開閉バルブ３６、
３８はともに閉状態にあるため、帯水層６０内を掘進す
る場合でもトンネル内への湧水は生じない。取水斜坑１
１が完成し、揚水立坑１２内に揚水設備を設けた後に、
ストレーナ３０の洗浄パイプ３５の開閉バルブ３６を開
く。このとき取水斜坑１１内は大気圧状態にあるため、
トンネル内にはストレーナ３０のフィルタ層３３、洗浄
パイプ３５を介して地下水が流入する。初めて集水開孔
２２から取水する段階ではメッシュフィルタ３２の外面
に、トンネル構築時にトンネル内への地下水流入を防止
するためにシールド掘削機のテール位置で供給されたグ
リースや掘削泥水中のベントナイトが付着している。し
たがって、メッシュフィルタ３２とフィルタ層３３に一
定量の地下水を通水させてグリースやベントナイトを洗
い流す。流入する地下水圧が低い場合には、矢印Ｂで示
した方向に洗浄パイプ３５に圧力水あるいは圧縮空気を
送り込み、フィルタ層３３とメッシュフィルタ３２の洗
浄を行うことができる。洗浄が終了した段階で洗浄パイ
プ３５の開閉バルブ３６を閉じ、集水パイプ３７の開閉
バルブ３８を開放することにより、取水運転を開始する
ことができる。
水斜坑１１を構築し、揚水立坑１２とにより取水を開始
するまでの手順について簡単に説明する。集水セグメン
ト２０は公知の鋼製セグメントからなり、工場製作段階
でストレーナ３０及び洗浄パイプ３５、集水パイプ３７
も同時に組み立てられ、内部にはフィルタ材４０、ドレ
ーン部材４１が収容されるようになっている。本実施の
形態では、トンネル（取水斜坑１１）の掘削は公知のシ
ールド掘削機を用い、揚水立坑１２を発進立坑として使
用して行っているが、帯水層６０側に仮設の発進立坑を
構築し、揚水立坑１２に向けてシールド掘削機を運転さ
せるようにしてもよい。掘進に従ってシールド掘削機の
テール位置で集水セグメント２０を組み立てる。このと
き洗浄パイプ３５、集水パイプ３７の開閉バルブ３６、
３８はともに閉状態にあるため、帯水層６０内を掘進す
る場合でもトンネル内への湧水は生じない。取水斜坑１
１が完成し、揚水立坑１２内に揚水設備を設けた後に、
ストレーナ３０の洗浄パイプ３５の開閉バルブ３６を開
く。このとき取水斜坑１１内は大気圧状態にあるため、
トンネル内にはストレーナ３０のフィルタ層３３、洗浄
パイプ３５を介して地下水が流入する。初めて集水開孔
２２から取水する段階ではメッシュフィルタ３２の外面
に、トンネル構築時にトンネル内への地下水流入を防止
するためにシールド掘削機のテール位置で供給されたグ
リースや掘削泥水中のベントナイトが付着している。し
たがって、メッシュフィルタ３２とフィルタ層３３に一
定量の地下水を通水させてグリースやベントナイトを洗
い流す。流入する地下水圧が低い場合には、矢印Ｂで示
した方向に洗浄パイプ３５に圧力水あるいは圧縮空気を
送り込み、フィルタ層３３とメッシュフィルタ３２の洗
浄を行うことができる。洗浄が終了した段階で洗浄パイ
プ３５の開閉バルブ３６を閉じ、集水パイプ３７の開閉
バルブ３８を開放することにより、取水運転を開始する
ことができる。
【００１９】取水を行っていると、メッシュフィルタ３
２やフィルタ層３３に細かい土粒子等が流入し、目詰ま
りが生じてくる。この目詰まりを取り除く作業も定期的
に行うことが好ましい。そのために定期的にストレーナ
３０の洗浄を行うことが好ましい。定期的な洗浄を行う
には、まず取水斜坑１１内の洗浄パイプ３５と集水パイ
プ３７のバルブ３６、３８を閉状態としてトンネル内を
大気圧状態におき、順次洗浄パイプ３５を開放してフィ
ルタ層３３から直接湧水を発生させて比較的速い流速の
地下水でメッシュフィルタ３２及びフィルタ材４０の洗
浄を行う。この洗浄で効果が得られないときは洗浄パイ
プ３５の口元にパッカー（図示せず）を装着して、注入
管を洗浄パイプ３５に挿入して圧力水あるいは圧縮エア
を注入して洗浄することが好ましい。同様にドレーン層
３４の洗浄においては、集水パイプ３７の口元にパッカ
ー（図示せず）を装着して注入管を挿入し、圧力水また
は圧縮エアを矢印Ｃ方向に送り込み、ドレーン部材４１
の空隙に詰まっている土粒子等をフィルタ層３３、メッ
シュフィルタ３２を通じて外部に排出させることが好ま
しい。
２やフィルタ層３３に細かい土粒子等が流入し、目詰ま
りが生じてくる。この目詰まりを取り除く作業も定期的
に行うことが好ましい。そのために定期的にストレーナ
３０の洗浄を行うことが好ましい。定期的な洗浄を行う
には、まず取水斜坑１１内の洗浄パイプ３５と集水パイ
プ３７のバルブ３６、３８を閉状態としてトンネル内を
大気圧状態におき、順次洗浄パイプ３５を開放してフィ
ルタ層３３から直接湧水を発生させて比較的速い流速の
地下水でメッシュフィルタ３２及びフィルタ材４０の洗
浄を行う。この洗浄で効果が得られないときは洗浄パイ
プ３５の口元にパッカー（図示せず）を装着して、注入
管を洗浄パイプ３５に挿入して圧力水あるいは圧縮エア
を注入して洗浄することが好ましい。同様にドレーン層
３４の洗浄においては、集水パイプ３７の口元にパッカ
ー（図示せず）を装着して注入管を挿入し、圧力水また
は圧縮エアを矢印Ｃ方向に送り込み、ドレーン部材４１
の空隙に詰まっている土粒子等をフィルタ層３３、メッ
シュフィルタ３２を通じて外部に排出させることが好ま
しい。
【００２０】次に、ストレーナ３０の変形例について図
６各図を参照して説明する。図６（ａ）は集水パイプ３
７をドレーン層３４に挿入しないで、外筒３１の蓋部に
取り付け、集水するようにした変形例を示したものであ
る。この場合には集水パイプ３７の加工が簡単になるた
め、ストレーナ３０の製作コストを下げることができ
る。なお、ドレーン部材４１を収容したドレーン層３４
を設けずに外筒３１内を、粒状のフィルタ材４０で充填
したフィルタ層３３のみで構成するようにしてもよい。
図６（ｂ）はコンクリートセグメント２５内部にストレ
ーナ３０を組み込むようにした変形例を示したものであ
る。すなわち、コンクリートセグメントの場合には、円
筒形状の箱抜きを行ってセグメント２５本体を製造した
後に、ストレーナ３０を構成する筒部を挿入して固定す
るようにして集水セグメント２０としている。この場
合、箱抜き部の形状を簡単化するために外筒３１に対し
て蓋部材３９を内側ネジで取り付ける。洗浄パイプ３５
はドレーン層３４内を配管し、蓋部材３９の一部からト
ンネル内に突出させることが好ましい。図６（ｃ）は、
ストレーナ３０を構成する外筒３１に対して内筒４５を
設け、この内筒４５をトンネル完成後にトンネル外に所
定量だけ突出させるようにした変形例を示したものであ
る。すなわち、内筒４５のうち、セグメントの外周面か
ら突出する部分をメッシュフィルタ３２で構成し、この
メッシュフィルタ３２と内部に位置するフィルタ層３３
部分をトンネル外に突出させることで、セグメント外周
面に設けられた集水開孔２２の面積より広い集水部を確
保することができる。内筒４５をトンネル外に突出させ
る手段としては外筒３１と内筒４５との間にネジを切っ
ておき、ネジ回転により内筒４５を押し出すようにする
ようにしたり、内筒４５と外筒３１との間に水密性を保
持した摺動面を形成しておき、図示しない押圧ジャッキ
等で内筒４５のメッシュフィルタ３２部分を押し出すよ
うにし、図示しないロック手段によって突出状態を保持
させることも可能である。
６各図を参照して説明する。図６（ａ）は集水パイプ３
７をドレーン層３４に挿入しないで、外筒３１の蓋部に
取り付け、集水するようにした変形例を示したものであ
る。この場合には集水パイプ３７の加工が簡単になるた
め、ストレーナ３０の製作コストを下げることができ
る。なお、ドレーン部材４１を収容したドレーン層３４
を設けずに外筒３１内を、粒状のフィルタ材４０で充填
したフィルタ層３３のみで構成するようにしてもよい。
図６（ｂ）はコンクリートセグメント２５内部にストレ
ーナ３０を組み込むようにした変形例を示したものであ
る。すなわち、コンクリートセグメントの場合には、円
筒形状の箱抜きを行ってセグメント２５本体を製造した
後に、ストレーナ３０を構成する筒部を挿入して固定す
るようにして集水セグメント２０としている。この場
合、箱抜き部の形状を簡単化するために外筒３１に対し
て蓋部材３９を内側ネジで取り付ける。洗浄パイプ３５
はドレーン層３４内を配管し、蓋部材３９の一部からト
ンネル内に突出させることが好ましい。図６（ｃ）は、
ストレーナ３０を構成する外筒３１に対して内筒４５を
設け、この内筒４５をトンネル完成後にトンネル外に所
定量だけ突出させるようにした変形例を示したものであ
る。すなわち、内筒４５のうち、セグメントの外周面か
ら突出する部分をメッシュフィルタ３２で構成し、この
メッシュフィルタ３２と内部に位置するフィルタ層３３
部分をトンネル外に突出させることで、セグメント外周
面に設けられた集水開孔２２の面積より広い集水部を確
保することができる。内筒４５をトンネル外に突出させ
る手段としては外筒３１と内筒４５との間にネジを切っ
ておき、ネジ回転により内筒４５を押し出すようにする
ようにしたり、内筒４５と外筒３１との間に水密性を保
持した摺動面を形成しておき、図示しない押圧ジャッキ
等で内筒４５のメッシュフィルタ３２部分を押し出すよ
うにし、図示しないロック手段によって突出状態を保持
させることも可能である。
【００２１】以上に示したストレーナ３０は各洗浄パイ
プ３５、集水パイプ３７は各外筒３１に設け、またそれ
ぞれを独立して開閉できるように開閉バルブ３６、３８
を設けているが、バルブ操作を簡素化するためにセグメ
ント１ピースごとに１系統の洗浄パイプ系統や集水パイ
プ系統とすることも可能である。
プ３５、集水パイプ３７は各外筒３１に設け、またそれ
ぞれを独立して開閉できるように開閉バルブ３６、３８
を設けているが、バルブ操作を簡素化するためにセグメ
ント１ピースごとに１系統の洗浄パイプ系統や集水パイ
プ系統とすることも可能である。
【図１】本発明による取水トンネルの一実施の形態を示
した模式全体図。
した模式全体図。
【図２】本発明の取水トンネルの一部を拡大して示した
部分拡大斜視図。
部分拡大斜視図。
【図３】本発明のセグメントリング分の組立状態を示し
た正面図。
た正面図。
【図４】ストレーナが取り付けられたセグメントを示し
た部分断面図。
た部分断面図。
【図５】ストレーナの内部構成を説明するために一部断
面を示した部分拡大斜視図。
面を示した部分拡大斜視図。
【図６】ストレーナの変形例を示した断面図。
【図７】従来の取水トンネルの一例の全体構成を示した
模式断面図。
模式断面図。
【図８】図７のVIII-VIII矢視線に沿って見た平面図。
１０ 取水トンネル １１ 取水斜坑 １２ 揚水立坑 ２０ 集水セグメント ２１ スキンプレート ２２ 集水開孔 ３０ ストレーナ ３２ メッシュフィルタ ３３ フィルタ層 ３４ ドレーン層 ３５ 洗浄パイプ ３７ 集水パイプ ３６，３８ 開閉バルブ ４０ フィルタ材 ４１ ドレーン材
Claims (3)
- 【請求項１】地山に接する外周面に複数個の集水開孔が
所定間隔をあけて列設されたセグメントを支保部材とし
て帯水層内に延在するように構築された取水斜坑と、該
取水斜坑の深い側の端部が底部近傍に連結されるように
した揚水坑とからなり、該揚水坑内の水位を調節するこ
とにより前記取水斜坑内に前記集水開孔を介して周辺地
下水を取水するようにしたことを特徴とする取水トンネ
ル。 - 【請求項２】地山に接する外周面に複数個の集水開孔が
所定間隔をあけて列設され、該集水開孔を地下水流入口
とするストレーナが一部に設けられたことを特徴とする
セグメント。 - 【請求項３】前記ストレーナは内部に濾材が充填された
フィルタ層と、高透水性ドレーン材が収容されたドレー
ン層とを積層してなり、前記フィルタ層内に少なくとも
前記フィルタ層を通過する地下水の一部を外部に排出可
能な洗浄パイプが設けられたことを特徴とする請求項２
記載のセグメント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27816597A JP3648666B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 取水トンネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27816597A JP3648666B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 取水トンネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100870A true JPH11100870A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3648666B2 JP3648666B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=17593502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27816597A Expired - Fee Related JP3648666B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 取水トンネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3648666B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001248396A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-14 | Taisei Corp | 地下水の集水方法 |
| JP2009203777A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Okasan Livic Co Ltd | 集水井の水抜き栓 |
| KR101166324B1 (ko) * | 2011-04-12 | 2012-07-18 | 영남대학교 산학협력단 | 여과수 취수시스템 |
| KR101166326B1 (ko) * | 2011-11-21 | 2012-07-18 | 영남대학교 산학협력단 | 터널식 취수시스템 |
| JP2012241430A (ja) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Toa Grout Kogyo Co Ltd | マンホールの浮上防止構造及び工法 |
| CN104652540A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-05-27 | 陈科 | 不用耗电的取水设施 |
| CN104652530A (zh) * | 2015-01-25 | 2015-05-27 | 陈科 | 一种非耗电能的取水设施 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101256029B1 (ko) * | 2012-09-07 | 2013-04-18 | 류제철 | 여과 집수관 |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP27816597A patent/JP3648666B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001248396A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-14 | Taisei Corp | 地下水の集水方法 |
| JP4523107B2 (ja) * | 2000-03-01 | 2010-08-11 | 大成建設株式会社 | 地下水の集水方法 |
| JP2009203777A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Okasan Livic Co Ltd | 集水井の水抜き栓 |
| KR101166324B1 (ko) * | 2011-04-12 | 2012-07-18 | 영남대학교 산학협력단 | 여과수 취수시스템 |
| WO2012141450A2 (ko) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | 영남대학교 산학협력단 | 여과수 취수시스템 |
| WO2012141450A3 (ko) * | 2011-04-12 | 2013-01-10 | 영남대학교 산학협력단 | 여과수 취수시스템 |
| JP2012241430A (ja) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Toa Grout Kogyo Co Ltd | マンホールの浮上防止構造及び工法 |
| KR101166326B1 (ko) * | 2011-11-21 | 2012-07-18 | 영남대학교 산학협력단 | 터널식 취수시스템 |
| WO2013077504A1 (ko) * | 2011-11-21 | 2013-05-30 | 영남대학교 산학협력단 | 터널식 취수시스템 |
| CN104652530A (zh) * | 2015-01-25 | 2015-05-27 | 陈科 | 一种非耗电能的取水设施 |
| CN104652540A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-05-27 | 陈科 | 不用耗电的取水设施 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3648666B2 (ja) | 2005-05-18 |
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