JPH0794728B2

JPH0794728B2 - 地下水位低下工法における水位制御方法

Info

Publication number: JPH0794728B2
Application number: JP2116454A
Authority: JP
Inventors: 安昭千葉; 正福畑中; 勝次池添; 善孝小野
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0414521A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、土木、建築工事において地下掘削を行なう
場合の地下水位低下工法における水位制御方法に関する
ものである。

〈従来技術〉地下掘削を行なう場合、地下水位が高いと地下水が掘削
部に噴出することがあり、この様な事態を想定し地下水
位低下工法を採用している。

従来の地下水位低下方法としては、次のような手段が用
いられている。

（１）能力の高いポンプを用意し、ポンプ吐出口に水
量調整弁を取り付け、目的の水位になるように吐出水量
の調整を行ない、監視員を張り付けて管理を行なう。

（２）観測井、揚水井の水位をフロートスイッチまた
はフロートレススイッチを用いて検出し、検出結果から
直接ポンプ電源回路の電磁スイッチを介してポンプの運
転を行なう。または、シーケンサーを通じ、電磁スイッ
チをオン・オフすることによりポンプの運転を行なう。
やはり、監視員を張り付けて管理を実施する。

〈この発明が解決しようとする課題〉前述のような従来法では次のような問題点がある。

（１）連続運転または初期設置（固定制御）運転のた
め、理想的水位内での運転が困難である。

（２）設定水位の変更ができない。

（３）故障に対する信頼性を人に頼っており、故障原
因の発見、想定が困難である。

（４）水位の変化状況、運転状況を把握しづらい。

（５）他の工事等への展開ができない。

この発明は、前述のような問題点を解消すべくなされた
もので、その目的は、理想的水位内でのポンプ自動運転
が可能で、設定水位の変更も容易にできると共に、運転
状況の判断が容易で他工事への流用が可能な地下水位低
下工法における水位制御方法を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉本発明は、第１図に示すように、観測井５または揚水井
１に、常時指令用の間隙水圧計６等の連続水位検出器お
よび緊急指令用のフロートレススイッチ７等の水位検出
スイッチを設置し、前記連続水位検出器からの検出信号
をマイクロコンピュータ８に入力し、このマイクロコン
ピュータ８により前記検出水位が設定水位となるように
各揚水井１のポンプ２を個別に運転すると共に、主観測
井における検出水位が設定水位より高くなると、予め設
定されている揚水井の稼働優先順位に従って各揚水井１
のポンプ２を順次運転し、主観測井における検出水位が
設定水位より低くなると、前記稼働優先順位とは逆の順
位で各揚水井１のポンプ２を順次停止させることによ
り、水位を一定に保持し、前記水位検出スイッチの指令
により直接複数のポンプ２をオン・オフ制御するように
したものである。

〈作用〉マイクロコンピュータに管理水位および管理水位幅を入
力することにより、理想的水位内でのポンプ自動運転が
可能であると共に、個別に各揚水井のポンプを運転し、
かつ各揚水井のポンプを稼働優先順位に従って順次運転
・停止させることにより、必要最小限の揚水井ポンプ稼
働本数および必要最小限の揚水量で地下水位を一定に保
持することができる。さらに、ポンプが順次オン・オフ
されるため、透水係数が非常に大きい場合の水位変化に
も確実に対応することができる。また、水位の急激変化
に対しては水位検出スイッチで対処できる。

設定水位の変更は、プログラム内の変数の変更により容
易に実施できる。

水位の変化状況、運転状況を画面に表示することがで
き、状況判断が容易となる。

ポンプ運転回数をグラフ表示でき、ポンプの電磁スイッ
チ等の作動回数、時間の管理ができる。

コンピュータの指示によりポンプが稼働すれば、流れる
はずの水量を水位から算出し、異状を容易に発見するこ
とができる。

プログラム上の数値変更、ハード調整により、他工事へ
も適用でき、また揚水試験等検討段階から解析等にも使
用できる。

〈実施例〉以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明す
る。これは、地下水位低下工法におけるディープウェル
運転の例であり、本システムは、第１図に示すように、
揚水井１に設置されたＮ台の水中ポンプ２、水中ポンプ
起動盤３、Ｍ個の集水槽４、Ｎ個の観測井５に配置され
た間隙水圧計６およびフロートレススイッチ７、パーソ
ナルコンピュータ８から構成し、受電設備９に自動切換
装置10および非常用電源11を設け、停電時に自動的にバ
ックアップできるようにし、さらにコンピュータ８にも
短時間用のバックアップ電源12を設け、瞬時も電気が絶
えない状態を確保する。

パーソナルコンピュータ８は、第２図に示すように、CP
U8a、CRTディスプレイ8b、キーボード8c、記憶装置8dを
備え、プリンター13、プロッタ14が接続された市販のパ
ソコンであり、計測モジュール15と外部出力ボード16を
接続する。

間隙水圧計６は、ダイヤフラムにかかる水圧をストレイ
ンゲージ6aにより検出する水位計であり、計測モジュー
ル15を介してコンピュータに入力し、水中ポンプ２の常
時指示とする。フロートレススイッチ７は電極棒による
オン・オフスイッチであり、水中ポンプ起動盤３に接続
し（第１図参照）、緊急指示用とする。これらのセンサ
ーは観測井に設置するが、揚水井にも設置することもで
きる。

水中ポンプ２は、第２図、第４図に示すように、外部出
力ボード制御回路のリレースイッチ17により作動する電
源回路電磁スイッチ18により運転される。また、この電
磁スイッチ18は発電機容量により即時に作動するもの
と、タイマーを備え順次作動するものがある。

なお、集水槽４では、流量を測定し、パーソナルコンピ
ュータ８により警報等を出力するようにする。

以上のようなシステムにおいて、水位の急激な変化に対
しては、フロートレススイッチ７により直接水中ポンプ
２を運転させて対処し、常時は次のようなコンピュータ
制御を行なう（第５図、第６図参照）。なお、第４図に
示すように、間隙水圧計６は計７箇所設置し、そのうち
の代表的なNo.2を主観測井とする。

（１）プログラムをスタートさせ、管理水位、管理水
位幅、ポンプ優先順位、ポンプ順次起動時間等を設定す
る。

（２）主観測器No.2の水位が設定値より低い場合に
は、その他の観測井の水位を個別チェックし、対応する
水中ポンプを水位が高ければ運転し、低ければ停止させ
る。

（３）主観測井No.2の水位が設定値より高い場合に
は、優先順位（６→５→３→２→１→４）に従って水中
ポンプを順次運転し、各水中ポンプを運転する毎に主観
測井No.2の水位をチェックし、高ければ次の水中ポンプ
を運転し、低ければ（２）の個別チェックを行なう。

（４）各水中ポンプの優先順位に従う順次運転により
水位が低下し、主観測井No.2の水位が低くなると、優先
順位と逆に水中ポンプを順次停止させてゆき、各水中ポ
ンプを停止させる毎に主観測井No.2の水位をチェック
し、低ければ次の水中ポンプを停止し、高ければ（２）
の個別チェックを行なう。

（５）集水槽の水位、流量をチェックし、前記（２）
〜（４）を繰り返す。

なお、本システムは水位管理を行なうほとんどの作業に
適用できる。この場合、揚水試験等の現場試験を通じ、
インプットデータ等の確認が必要である。

また、本システムは、橋脚等を油圧ジャッキを用いて設
置する場合、センサーに傾斜計、ポテンショメータ等を
使用し、水平状態を維持し設置する作業のジャッキ制御
に適用できる。さらに、大型ケーソンの浮上、姿勢制
御、沈設等の水の出し入れを自動的に行なう作業に適用
できる。

〈発明の効果〉前述のとおり、本発明は、観測井または揚水井に連続水
位検出器および水位検出スイッチを設置し、連続水位検
出器の検出信号に基づいてコンピュータにより各揚水井
のポンプを個別に運転すると共に、主観測井における検
出水位が設定水位より高くなると、予め設定されている
揚水井の稼働優先順位に従って各揚水井のポンプを順次
運転し、主観測井における検出水位が設定水位より低く
なると、前記稼働優先順位とは逆の順位で各揚水井のポ
ンプを順次停止させ、水位検出スイッチによりポンプを
オン・オフ制御するようにしたため、次のような効果を
奏する。

（１）理想的水位内でのポンプ自動運転が可能である
と共に、必要最小限の揚水井ポンプ稼働本数および必要
最小限の揚水量で地下水位を一定に保持することができ
る。さらに、ポンプが順次オン・オプされるため、透水
係数が非常に大きい場合の水位変化にも確実に対応する
ことができる。また、緊急時用の水位検出スイッチによ
り水位の急激変化にも対処できる。

（２）設定水位の変更を容易に実施できる。

（３）水位の変化状況、運転状況等を表示でき、状況
判断が容易となる共に、管理が容易となる。

（４）ポンプ等の異状を容易に発見できる。

（５）他の工事へも容易に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の全体フロー図、第２図、第３図はハ
ードウェアを示す構成図、機能ブロック図、第４図はコ
ンピュータシステムの一例を示すブロック図、第５図は
コンピュータのフローチャート、第６図はポンプ作動制
御の一例を示すフローチャートである。１……揚水井、２……水中ポンプ、３……水中ポンプ起
動盤、４……集水槽、５……観測井、６……間隙水圧計、７……フロートレス
スイッチ、８……パーソナルコンピュータ、９……受電設備、10…
…自動切換装置、 11……非常用電源、12……バックアップ電源。

フロントページの続き (72)発明者池添勝次神奈川県横浜市中区太田町４丁目51番地鹿島建設株式会社横浜支店内 (72)発明者小野善孝神奈川県横浜市磯子区洋光台６丁目１番１号株式会社正堅計測内 (56)参考文献特開平３−229978（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−154113（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−131305（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観測井または揚水井に、常時指令用の連続
水位検出器および緊急指令用の水位検出スイッチを設置
し、前記連続水位検出器からの検出信号をマイクロコン
ピュータに入力し、このマイクロコンピュータにより前
記検出水位が設定水位となるように各揚水井のポンプを
個別に運転すると共に、主観測井における検出水位が設
定水位より高くなると、予め設定されている揚水井の稼
働優先順位に従って各揚水井のポンプを順次運転し、主
観測井における検出水位が設定水位より低くなると、前
記稼働優先順位とは逆の順位で各揚水井のポンプを順次
停止させることにより、水位を一定に保持し、前記水位
検出スイッチの指令により直接複数のポンプをオン・オ
フ制御することを特徴とする地下水位低下工法における
水位制御方法。