JP5212070B2

JP5212070B2 - 常用井戸及び常用井戸の構築方法

Info

Publication number: JP5212070B2
Application number: JP2008317434A
Authority: JP
Inventors: 義彦森尾; 正金子
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: JP2010138641A

Description

本発明は、開削工法にて地盤を掘削する際に、水抜きのために構築された工事用井戸を工事終了後に常用井戸として利用する方法に関する。

従来より、開削工法にて地盤を掘削する際、水抜きのために工事用井戸を構築して地下水を揚水し、地下水位を低下させることが行われている。
例えば、特許文献１には、下端部にストレーナを有するケーシング管を工事用井戸内に設置し、このストレーナを介してケーシング管内に集水された地下水を揚水ポンプで揚水して地盤内の地下水を低下させる方法が開示されている。
特開２００３−２６８７５９号公報

ところが、特許文献１に記載の工事用井戸は、ケーシング管として鋼管を用いるので、工事期間中は使用できるものの、すぐに錆が発生して腐食がすすむため、工事終了後に常用井戸として使用することができないという問題点があった。

そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、水抜きのために構築された工事用井戸を長期間にわたって使用可能にする常用井戸及びその構築方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の常用井戸は、地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸であって、耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、耐食性を有し、前記外管内に設置されて地下水を内方に集水可能な筒状の内管と、前記外管と前記内管との間に形成される隙間に設けられ、当該隙間内の空気の上下移動を阻止する封止部材と、前記内管内の地下水を揚水するためのポンプとを備えることを特徴とする。

本発明の常用井戸によれば、耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、外管内に設置されて地下水を内方に集水可能であるとともに、耐食性を有する筒状の内管とを備えているので、錆等の腐食が生じない。したがって、常用井戸を長期間使用することができる。

また、外管と内管との間の隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材を備えているので、地下水が空気に触れない。したがって、地下水中の鉄分が酸化したり、微生物の生態に悪影響を与えることがない。

さらに、内管内の地下水を揚水するためのポンプを備えているので、地下水を適宜揚水することができる。

また、本発明において、前記内管及び前記封止部材は、前記外管内に挿脱可能であることとすれば、内管及び封止部材を引き抜いて外管内を清掃することができる。したがって、メンテナンスを確実に行うことができるので、長期間にわたって常用井戸を使用することができる。

また、本発明において、前記ポンプは、前記内管内に設置されることとすれば、効率良く地下水を揚水することができる。

さらに、本発明において、前記孔は、前記地下構築物の構築予定箇所の周辺に設けられ、当該構築予定箇所への地下水及び土砂の流入を防止するための土留め壁内に設けられていることとしてよい。このようにすれば、地下構築物を構築するにあたり、地下水位を低下させる目的で土留め壁内に構築した孔をそのまま利用することができる。

また、本発明の常用井戸の構築方法は、地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸の構築方法において、
耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成されて、地下水を内方に集水可能な外管を、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置する外管設置工程と、耐食性を有し、地下水を内方に集水可能な筒状の内管を前記外管内に設置する内管設置工程と、前記外管と前記内管との間に形成される隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材を当該隙間に設置する封止部材設置工程と、前記内管内の地下水を揚水するためのポンプを設置するポンプ設置工程とを備えることを特徴とする。

本発明の常用井戸の構築方法によれば、地下構築物を構築するにあたり、地下水位を低下させる目的で構築した孔をそのまま利用することができる。

また、耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、外管内に設置されて地下水を内方に集水可能であるとともに、耐食性を有する筒状の内管とを備えているので、錆等の腐食が生じない。したがって、常用井戸を長期間使用することができる。

本発明によれば、水抜きのために構築された工事用井戸を常用井戸として使用することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では土留め壁であるソイルセメント柱列壁内に常用井戸を構築する場合について説明するが、本発明は、常用井戸をＲＣ等の土留め壁内に設置する場合も適用することができる。

図１及び図２は、本発明の第一実施形態に係る常用井戸１をソイルセメント柱列壁２内に設置した状態を示す斜視図及び縦断面図である。

図１及び図２に示すように、ソイルセメント柱列壁２は、地下構築物３（図示しない）を構築するために開削工法にて掘削される掘削予定箇所４の周辺を取り囲むように構築され、その下端は地表層５を貫通して不透水層である粘土層６の上部に到達するように設置される。

ソイルセメント柱列壁２内には、掘削予定箇所４に地下構築物３を構築するにあたり工事用井戸として削孔された孔８が存在する。この孔８は、ソイルセメント柱列壁２を深さ方向に貫通して、砂層７の下端に到達している。

常用井戸１は、その孔８内に設置され、内方に地下水を集水可能な筒状の外管９と、外管９内の地下水を地上に揚水するために外管９内に設置される内管１０と、外管９と内管１０との間に形成される隙間に設けられる封止部材１１と、地下水を揚水するための揚水ポンプ１２とを備えている。
揚水された地下水は、構築後の地下構築物３内にて様々な用途に使用される。

外管９は、孔８の内周面に接するとともに、ソイルセメント柱列壁２を深さ方向に貫通して、その下端がソイルセメント柱列壁２の下端から突出し、孔８の底に到達するように設置されている。

ソイルセメント柱列壁２の下方の外管９の下端部周辺には、地下水を通過させるための砂が充填されたフィルター部１３と、このフィルター部１３の上側に設けられ、このフィルター部１３を通過した地下水が上方へ移動することを防止するためのベントナイトが充填されたベントナイト部１４とが形成されている。フィルター部１３及びベントナイト部１４は、それぞれ外管９の周辺の砂層７部分及び粘土層６部分に設けられている。

砂層７部分の外管９には、地下水が管内に流入できるようにスクリーン１６が設けられおり、フィルター部１３を通過した地下水がこのスクリーン１６を介して外管９内に流入する。

外管９は、例えば、ステンレス等の耐食性を有する中空管９ａと、鋼管９ｂとが、例えば、溶接にて接続されてなり、砂層７部分には中空管９ａが設置され、ソイルセメント柱列壁２部分及び粘土層６部分には鋼管９ｂ部分が設置される。中空管９ａと鋼管９ｂとの接続位置９ｃは、地下水が存在しない位置にあればよく、本実施形態においては、砂層７の下端よりも深度の浅い、粘土層６のほぼ中央の深度位置に接続位置９ｃを設けた。中空管９ａを孔底側の地下水に接触する部分に配置しても錆等の腐食が生じず、また、鋼管９ｂの周辺に地下水は存在せず、やはり腐食が生じないので、外管９を長期間使用することができる。

なお、中空管９ａ及び鋼管９ｂの長さは、地盤の地質や透水性等の水理状態を調査する水理調査後、この水理調査の結果に基づいて決定される。また、中空管９ａと鋼管９ｂとの接続作業は、地上又は工場で実施される。

外管９は、地震時等にソイルセメント柱列壁２の壁面に対して垂直に作用するせん断荷重に対するせん断耐力を向上させるための構造用部材としての機能も有する。外管９の上端部の周辺には、メンテナンス時に利用するためのマンホール１７がソイルセメント柱列壁２内に構築されている。

内管１０は、耐食性を有する、例えば、ステンレス管からなり、外管９内に砂層７の下端まで到達するように設置されている。砂層７部分の内管１０には、地下水が管内に流入できるようにスクリーン１６が設けられおり、外管９内に集水された地下水がこのスクリーン１６を介して内管１０内に流入する。
上記のように、内管１０は、耐食性を有し、錆等の腐食が生じないので、長期間使用することができる。

また、内管１０の上端面には、内管１０内と外部との空気の出入りを防止するためのキャップ１８が取り付けられている。キャップ１８の外周下端部及び内管１０の内周上端部にはそれぞれねじが切られており、キャップ１８は内管１０に螺合することにより内管１０の上端に取り付けられる。また、キャップ１８のねじ部分にはＯリング１９が取り付けられており、これにより、内管１０に取り付けた状態で内管１０の内部と外部との空気の移動を阻止することができる。

封止部材１１は、内管１０の外周と外管９の内周との間に、スクリーン１６よりも上側で、かつ、上記接続位置９ｃよりも下側に設置される。封止部材１１は、袋状で伸縮可能なゴム体からなり、この内部に空気又は水等の流体を圧入することにより膨張して、内管１０の外周と外管９の内周とに密着する。これにより、隙間内の空気及び地下水の上下移動を阻止することができる。本実施形態においては、封止部材１１としてパッカーを用いた。

内管１０の内側には、揚水ポンプ１２及びこの揚水ポンプ１２で揚水された地下水を地上に送給するための揚水用配管２０が設置されている。また、地上には、この揚水用配管２０に接続され、揚水された地下水を貯水槽２２へ送給するための地上用配管２１が設置されている。なお、揚水ポンプ１２を昇降させる際は、内管１０をガイドとして利用する。

地下水は、揚水ポンプ１２を稼働させることにより、内管１０内の地下水が揚水用配管２０、地上用配管２１を通過して貯水槽２２に供給される。

また、定期点検時には、まず、マンホール１７の蓋及び内管１０のキャップ１８を取り外して、揚水ポンプ１２を地上に引き上げる。次に、封止部材１１の圧力を抜いて収縮させて地上に引き上げる。その後、内管１０も地上に引き上げて、外管９の内部を清掃する。

次に、常用井戸１の他の実施例について説明する。本実施例は、上記地上用配管２１の代わりに、内管１０、外管９、ソイルセメント柱列壁２及び地下構築物３の壁を貫通する埋設用配管２３を用いるものである。

図３は、本実施形態に係る常用井戸１の他の実施例を示す図である。図３に示すように、埋設用配管２３は、地下構築物３の構築時に予め壁面内に埋設されていた埋設部２３ａと、構築後の地下構築物３内に設けられる貯水槽２２と、この貯水槽２２と埋設部２３ａとを接続する建物部２３ｂと、埋設配管と内管１０とを接続する井戸部２３ｃとから構成される。建物部２３ｂ及び井戸部２３ｃには、それぞれ開閉バルブ２３ｄ、２３ｅが設けられている。

地下水は、揚水ポンプ１２を稼働させることにより、内管１０内の地下水が揚水用配管２０、埋設用配管２３を通過して地下構築物３内の貯水槽２２に供給される。

以上説明した本実施形態における常用井戸１によれば、耐食性を有する中空管９ａが地下水の存在する砂層７部分に位置するように設置され、鋼管９ｂが地下水の存在しない粘土層６及びソイルセメント柱列壁２内に位置するように設置された外管９と、外管９内に設置され、耐食性を有する内管１０とを備えているので、錆等の腐食が生じない。したがって、常用井戸１を長期間使用することができる。

また、外管９と内管１０との間の隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材１１及び内管１０内と外部との空気の出入りを防止するためのキャップ１８を備えているので、地下水が空気に触れない。したがって、地下水中の鉄分が酸化したり、微生物の生態に悪影響を与えることがない。そして、封止部材１１によって地下水位の上昇も防止することができるで、鋼管９ｂが地下水に触れることがない。

また、内管１０内の地下水を揚水するための揚水ポンプ１２を備えているので、地下水を適宜揚水することができる。

さらに、内管１０及び封止部材１１を外管９内に挿脱可能なので、これらを地上に引き上げて、外管９内を清掃することができる。したがって、メンテナンスを確実に実施することができるので、長期間にわたって常用井戸１を使用可能となる。

そして、地下構築物３を構築するにあたり、地下水位を低下させる目的でソイルセメント柱列壁２内に構築した孔８をそのまま利用することができる。これにより、新たに常用井戸１のための孔を削孔する必要がない。

なお、本実施形態においては、常用井戸１をソイルセメント柱列壁２である土留め壁内に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、土留め壁よりも外側の地盤内に直接設けてもよい。

また、本実施形態においては、外管９及び内管１０としてステンレス管を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、塩ビ管やプラスチック管を用いてもよい。

また、本実施形態においては、地下水を平常時の中水として揚水する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、内管１０及び封止部材１１を地上に引き上げて、大型の揚水ポンプを外管９内に挿入することにより、大量の地下水を揚水することができるので、災害発生時等の非常時も使用することが可能である。

さらに、本実施形態においては、常用井戸１を地表層５と粘土層６と砂層７とからなる地盤に設置した場合について説明したが、地層はこれらに限定されるものではなく、例えば、すべて砂層７からなる場合にも適用可能であり、その場合には、図４に示すように、ソイルセメント柱列壁２の下面直下で、外管９の下端部周辺には、外管９とソイルセメント柱列壁２との間に地下水が流入することを防止するためにベントナイト部１４を設け、接続位置９ｃがソイルセメント柱列壁２内となるように中空管９ａと鋼管９ｂとを接続してもよい。

なお、本実施形態では、孔８は工事用井戸として設けられた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の用途で設けられたものでもよい。

本発明の実施形態に係る常用井戸をソイルセメント柱列壁に設置した状態を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る常用井戸をソイルセメント柱列壁に設置した状態を示す縦断面図である。本実施形態に係る常用井戸の他の実施例を示す図である。本実施形態に係る常用井戸の他の実施例を示す図である。

符号の説明

１常用井戸２ソイルセメント柱列壁
３地下構築物４掘削予定箇所
５地表層６粘土層
７砂層８孔
９外管９ａ中空管
９ｂ鋼管９ｃ接続位置
１０内管１１封止部材
１２揚水ポンプ１３フィルター部
１４ベントナイト部１６スクリーン
１７マンホール１８キャップ
１９Ｏリング２０揚水用配管
２１地上用配管２２貯水槽
２３埋設用配管２３ａ埋設部
２３ｂ建物部２３ｃ井戸部
２３ｄ、２３ｅ開閉バルブ

Claims

地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸であって、
耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成され、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置されて地下水を内方に集水可能な外管と、
耐食性を有し、前記外管内に設置されて地下水を内方に集水可能な筒状の内管と、
前記外管と前記内管との間に形成される隙間に設けられ、当該隙間内の空気の上下移動を阻止する封止部材と、
前記内管内の地下水を揚水するためのポンプとを備えることを特徴とする常用井戸。
前記内管及び前記封止部材は、前記外管内に挿脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の常用井戸。
前記ポンプは、前記内管内に設置されることを特徴とする請求項１に記載の常用井戸。
前記孔は、前記地下構築物の構築予定箇所の周辺に設けられ、当該構築予定箇所への地下水及び土砂の流入を防止するための土留め壁内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の常用井戸。
地下構築物を構築するにあたり、当該地下構築物の周辺の地下水を揚水するために設けられた孔を利用して構築される常用井戸の構築方法において、
耐食性を有する中空管と鋼管とを接続して筒状に形成されて、地下水を内方に集水可能な外管を、当該中空管部分が地盤内の帯水層部分に位置するように前記孔内に設置する外管設置工程と、
耐食性を有し、地下水を内方に集水可能な筒状の内管を前記外管内に設置する内管設置工程と、
前記外管と前記内管との間に形成される隙間内の空気の上下移動を阻止するための封止部材を当該隙間に設置する封止部材設置工程と、
前記内管内の地下水を揚水するためのポンプを設置するポンプ設置工程とを備えることを特徴とする常用井戸の構築方法。