(57)【要約】【課題】水抜きのために構築された工事用井戸を井戸として利用する際に、ポンプ等の動力を用いること無く地下水を取水可能な井戸及びその構築方法を提供する。【解決手段】井戸１は、その孔８内に設置され、内部に地下水を集水可能な筒状の集水管９と、集水管９の側面に複数設けられ、集水管９内の地下水を取水するための取水口１０ａ〜１０ｃと、各取水口１０ａ〜１０ｃにそれぞれ接続され、集水管９内の地下水を貯水槽２２に送水するための送水管１１ａ〜１１ｃと、各送水管１１ａ〜１１ｃ内を通過する水量を調整するための開閉バルブ１２ａ〜１２ｃとを備えている。【選択図】図２
2010138642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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取水するために設けられた孔を利用して構築される井戸であって、
前記孔内に設置されて地下水を内部に集水可能な管と、
地下水の水頭よりも深い深度における前記管の側面に設けられ、前記管内の地下水を取水するための取水口と、
前記取水口に接続され、前記管内の地下水を所定の場所に送水するための送水管を備えることを特徴とする井戸。
【請求項２】
前記送水管内を通過する水量を調整するためのバルブを備えることを特徴とする請求項１に記載の井戸。
【請求項３】
前記取水口から取水された地下水を貯留するための貯水槽を備えることを特徴とする請求項１に記載の井戸。
【請求項４】
前記送水管は地中に埋設され、前記貯水槽は地下構築物内に設置されることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の井戸。
【請求項５】
前記取水口は、前記管の長手方向に沿って異なった深度に複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の井戸。
【請求項６】
前記管は、上端に蓋を備えることを特徴とする請求項１に記載の井戸。
【請求項７】
前記管、前記送水管及び前記蓋は、耐食性を有する材料からなることを特徴とする請求項１、４、６のうちいずれか一項に記載の井戸。
【請求項８】
前記孔は、前記地下構築物内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の井戸。
【請求項９】
前記送水管の一端が前記地下構築物から突出するように設置されることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の井戸。
【請求項１０】
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に記載の井戸。
【請求項１１】
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取水するために設けられた孔を利用して構築される井戸の構築方法において、
地下水を内部に集水可能な管を前記孔内に設置する管設置工程と、
地下水の水頭よりも深い深度における前記管の側面に、前記管内の地下水を取水するための取水口を設ける開口工程と、
前記管内の地下水を所定の場所に送水するための送水管を前記取水口に接続する接続工程とを備えることを特徴とする井戸の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開削工法にて地盤を掘削する際に、地下水の水抜きのために構築された工事用井戸を工事終了後も地下水を取水可能な井戸として利用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ストレーナを有するケーシング管を井戸内に設置し、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。
【特許文献１】特開平６−１０１２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１に記載の井戸は、地下水を揚水するために揚水ポンプを用いるので、井戸の近くに電源設備を設けなければならないという問題点があった。また、揚水ポンプは、地下水に砂や小石が混じっていると破損してしまう場合があるという問題点があった。
【０００４】
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工事終了後も利用する際に、ポンプ等の動力を用いること無く地下水を取水可能な井戸及びその構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明の井戸は、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取水するために設けられた孔を利用して構築される井戸であって、前記孔内に設置されて地下水を内部に集水可能な管と、地下水の水頭よりも深い深度における前記管の側面に設けられ、前記管内の地下水を取水するための取水口と、前記取水口に接続され、前記管内の地下水を所定の場所に送水するための送水管を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の井戸によれば、取水口が被圧地下水等の圧力を有する地下水の水頭よりも深い深度に設けられているため、その水頭差により取水口から水が供給される。したがって、ポンプ等の動力が無くても地下水を取水口から取水し、送水管を介して所定の場所に送水することができる。また、電源等の設備を地上に設置する必要が無いので、地上を有効に利用することができる。
【０００７】
また、本発明において、前記送水管内を通過する水量を調整するためのバルブを備えることとすれば、送水量を調整することができる。
【０００８】
また、本発明において、前記取水口から取水された地下水を貯留するための貯水槽を備えることとすれば、取水した地下水を貯水することができる。
【０００９】
また、本発明において、前記送水管は地中に埋設され、前記貯水槽は、地下構築物内に設置されることとすれば、地上に配管や貯水槽を設置する必要が無いので、地上を有効に利用することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記取水口は、前記管の長手方向に沿って、異なった深度に複数設けられることとすれば、地下水の水頭が日変動や季節変動で上下しても、少なくとも取水口のいずれか１つが、地下水の水頭よりも必ず深い深度に存在するので、地下水を取水することができる。
【００１１】
また、本発明において、前記管は、上端に蓋を備えることとすれば、地下水が空気に触れないので、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無い。したがって、井戸を長期間使用することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記管、前記送水管及び前記蓋は、耐食性を有する材料からなることとすれば、錆等の腐食が生じない。したがって、井戸を長期間使用することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記孔は、前記地下構築物内に設けられていることとすれば、井戸を設置するスペースを新たに設ける必要がないので、地下構築物の周辺を有効に利用することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記送水管の一端が前記地下構築物から突出するように設置されることとすれば、送水管を設置するスペースを新たに設ける必要がないので、地下構築物の周辺を有効に利用することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
また、本発明の井戸の構築方法は、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取水するために設けられた孔を利用して構築される井戸の構築方法において、地下水を内部に集水可能な管を前記孔内に設置する管設置工程と、地下水の水頭よりも深い深度における前記管の側面に、前記管内の地下水を取水するための取水口を設ける開口工程と、前記管内の地下水を所定の場所に送水するための送水管を前記取水口に接続する接続工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の井戸の構築方法によれば、取水口を地下水の水頭よりも深い深度に設けるため、その水頭差により取水口から水が供給される。したがって、ポンプ等の動力が無くても地下水を取水口から取水し、送水管を介して所定の場所に送水することができる。また、電源等の設備を地上に設置する必要が無いので、地上を有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
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揚水ポンプ等の動力を用いること無く井戸として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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井戸を構築する場合について説明するが、本発明は、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。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る井戸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である。  
図１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）を構築する際に、地下構築物３の構築予定箇所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ものである。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る井戸１をソイルセメント柱列壁２内に設置した状態を示す縦断面図である。  
図２に示すように、ソイルセメント柱列壁２内には、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。
【００２２】
井戸１は、その孔８内に設置され、内部に被圧状態の地下水を集水可能な集水管９と、集水管９の側面に複数設けられ、集水管９内の地下水を取水するための取水口１０ａ〜１０ｃと、各取水口１０ａ〜１０ｃにそれぞれ接続され、集水管９内の地下水を貯水槽２２に送水するための送水管１１ａ〜１１ｃと、各送水管１１ａ〜１１ｃ内を通過する水量を調整するための開閉バルブ１２ａ〜１２ｃとを備えている。
【００２３】
貯水槽２２に貯留された地下水は、構築後の地下構築物３内にて様々な用途に使用される。
【００２４】
集水管９は、耐食性を有する材料、例えば、ステンレスからなり、孔８内を挿通するとともに、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。
【００２５】
ソイルセメント柱列壁２の下方の集水管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。
【００２６】
フィルター部１３は、集水管９の周辺の砂層７部分に設けられ、ベントナイト部１４は、集水管９の周辺の粘土層６部分及びソイルセメント柱列壁２内に設けられている。
【００２７】
砂層７部分の集水管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を介して集水管９内に流入する。集水管９は地下水に接触しても錆等の腐食が生じないので、集水管９を長期間使用することができる。
【００２８】
また、集水管９の上端面には、集水管９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の外周下端部及び集水管９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は集水管９に螺合することにより取り付けられる。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、集水管９に取り付けた状態で集水管９の内部と外部との空気の移動を阻止することができる。なお、本実施形態においては、キャップ１８はステンレスからなるものとした。
【００２９】
取水口１０ａ〜１０ｃは、集水管９の長手方向に沿って、異なった深度に複数設けられている。各取水口１０ａ〜１０ｃにはそれぞれ送水管１１ａ〜１１ｃが接続されており、これらの送水管１１ａ〜１１ｃは、ソイルセメント柱列壁２及び地下構築物３の壁面を貫通するように設けられている。また、これらの送水管１１ａ〜１１ｃは１本にまとめられて地下構築物３内の貯水槽２２に接続され、各取水口１０ａ〜１０ｃから取水した地下水は、各送水管１１ａ〜１１ｃを通過して貯水槽２２に供給される。さらに、各送水管１１ａ〜１１ｃにはそれぞれ開閉バルブ１２ａ〜１２ｃが取り付けられているので、各送水管１１ａ〜１１ｃ内を通過する地下水の流量を調整することができる。なお、本実施形態においては、送水管１１ａ〜１１ｃとしてステンレス管を用いた。
【００３０】
地下水の水頭は、時刻及び季節によって変動するため、図３に示すように、地下水の水頭が最も高い（図中Ａの水頭位置）場合は、開閉バルブ１２ｂ、１２ｃを閉止し、開閉バルブ１２ａを開放して、送水管１１ａを利用して地下水を取水する。地下水の水頭が最も高い状態のときに、開閉バルブ１２ｃを開放して取水口１０ｃから取水すると、水頭差が大きいので地下水の勢いが激しく、取水が困難となるので、地下水の水頭よりやや低い位置の取水口１０ａから取水する。また、地下水の水頭がやや低い（図中Ｂの水頭位置）場合は、開閉バルブ１２ａ、１２ｃを閉止し、開閉バルブ１２ｂを開放して、送水管１１ｂを利用して地下水を取水する。さらに、地下水の水頭が最も低い（図中Ｃの水頭位置）場合は、開閉バルブ１２ａ、１２ｂを閉止し、開閉バルブ１２ｃを開放して、送水管１１ｃを利用して地下水を取水する。
【００３１】
地下水の水頭は、時刻や季節によって変動するため、取水口１０ｃは、時刻や季節を通じて地下水の水頭の最も低い深度よりもやや深い位置に設けられ、取水口１０ａは、地下水の水頭の最も高い深度よりもやや深い位置に設けられている。そして、取水口１０ｂは、取水口１０ａと取水口１０ｃとのほぼ中間に設けられている。
【００３２】
各取水口１０ａ〜１０ｃの開口深度は、地下水の被圧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。
【００３３】
集水管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。集水管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。定期点検時には、まず、マンホール１７の蓋及び集水管９のキャップ１８を取り外して、集水管９の内部を清掃する。
【００３４】
以上説明した本実施形態における井戸１によれば、耐食性を有する集水管９と、地下水の水頭が変動しても、少なくとも１つはその水頭よりも深い深度になるように設けられた取水口１０ａ〜１０ｃと、各取水口１０ａ〜１０ｃに接続され、集水管９内の地下水を貯水槽２２まで送水する送水管１１ａ〜１１ｃを備えているので、ポンプ等の動力が無くても地下水を集水管９内から取水し、送水管１１ａ〜１１ｃを介して貯水槽２２に送水することができる。したがって、電源等の設備を地上に設置する必要が無い。
【００３５】
また、送水管１１ａ〜１１ｃ内を通過する水量をそれぞれ調整するための開閉バルブ１２ａ〜１２ｃを備えているので、送水量を調整することができる。
【００３６】
また、送水管１１ａ〜１１ｃは地中に埋設され、貯水槽２２は、地下構築物３内に設置されているため、地上に送水管１１ａ〜１１ｃや貯水槽２２を設置する必要が無い。したがって、地上を有効に利用することができる。
【００３７】
また、集水管９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無い。さらに、集水管９、送水管１１ａ〜１１ｃ及びキャップ１８は、ステンレスからなることとすれば、錆等の腐食が生じない。したがって、井戸１を長期間使用することができる。
【００３８】
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、新たに井戸１のための孔を削孔する必要が無い。
【００３９】
なお、本実施形態においては、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。
【００４０】
また、本実施形態においては、集水管９、送水管１１ａ〜１１ｃ及びキャップ１８はステンレスからなるものと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、例えば、塩ビ管やプラスチック管を用いてもよい。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、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、図４に示すように、周辺は砂層７からなる地盤で、地下水の水頭が地表面近くに存在する場合にも適用可能であり、その場合には、ソイルセメント柱列壁２内で、集水管９の下端部周辺には、集水管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を設けてもよい。
【００４２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る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。
【図２】本実施形態に係る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。
【図３】本実施形態に係る井戸内の被圧地下水の水頭の変動を示す図である。
【図４】本実施形態に係る井戸の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  井戸                                ２  ソイルセメント柱列壁
３  地下構築物                          ４  構築予定箇所
５  地表層                              ６  粘土層
７  砂層                                ８  孔
９  集水管                              １０ａ、１０ｂ、１０ｃ  取水口
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  送水管          １２ａ、１２ｂ、１２ｃ  開閉バルブ
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                          １９  Ｏリング
２２  貯水槽
【図１】
2010138642.tif 000003
【図２】
2010138642.tif 000004
【図３】
2010138642.tif 000005
【図４】
2010138642.tif 000006