(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング管の下端部の下部筒部に通水部を設けると共に該下部筒部の外周に隙間を介して下部筒部を囲む多数の水通過部を有する上下方向に長いストレーナ部を設け、上記ケーシング管を地盤に埋設して該ケーシング管の下端部に設けたストレーナ部の多数の水通過部、下部筒部とストレーナ部との間の隙間を介して通水部から地下水を流入させて流入した地下水を揚水手段により揚水するに先立って、ケーシング管の下端部に設けた上記通水部から加圧水を上記下部筒部とストレーナ部との間の隙間、ストレーナ部の多数の水通過部を介して地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質する地盤改質工程を実施し、この地盤改質工程を実施した後で、揚水手段により周辺の地盤に形成した割裂通水路を介して地下水をストレーナ部の多数の水通過部、下部筒部とストレーナ部との間の隙間を経て通水部からケーシング管内に流入させて揚水する本揚水工程を実施する方法であって、上記のようにケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質するに当たって、加圧水の地盤への圧送と、加圧水の地盤への圧送により飽和状態となった地盤の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段により揚水すること、とを交互に繰り返して地盤を改質することを特徴とする地下水揚水方法。
【請求項２】
ケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質するに当たって、開閉弁を有する揚水管の下端部に揚水ポンプを設けて揚水手段を構成し、この揚水管を上端部が閉塞されたケーシング管に貫挿して揚水ポンプをケーシング管内の下部に配置し、ケーシング管の上端部にバキュームポンプに接続したエア弁を有するバキューム管を接続すると共にケーシング管内に加圧水を供給するための送水ポンプに接続した送水弁を有する送水管を接続し、
開閉弁とエア弁とを閉にした状態で送水弁を開にして送水ポンプにより地盤に埋設したケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、
次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共に開閉弁とエア弁とを開にした状態で揚水ポンプとバキュームポンプを運転してバキューム吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、
上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とする
請求項１記載の地下水揚水方法。
【請求項３】
ケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質するに当たって、開閉弁を有する揚水管の下端部に揚水ポンプを設けて揚水手段を構成し、この揚水管を上端部が閉塞されたケーシング管に貫挿して揚水ポンプをケーシング管内の下部に配置し、ケーシング管の上端部にエア抜き弁を有するエア抜き部を接続すると共にケーシング管内に加圧水を供給するための送水ポンプに接続した送水弁を有する送水管を接続し、
開閉弁を閉、エア抜き弁を開にした状態で送水弁を開にして送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送して地盤に埋設したケーシング管内を加圧水で満たした状態でエア抜き弁を閉じ、引き続き送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、
次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共にエア抜き弁を閉じた状態で開閉弁を開き揚水ポンプを運転してケーシング管内の水を揚水することでケーシング管の上部に真空空間を形成し、このケーシング管内に発生した真空による吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、
上記加圧水圧送工程と洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１記載の地下水揚水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下工事のために地盤を掘削したり、あるいは地盤改良などを行う際に地下水位を低下させるために地下水を揚水するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から地下工事のために地盤を掘削したり、あるいは地盤改良などを行う際に地下水位を低下させるために地下水を揚水することが行われている。このように地下水を揚水して地下水位を低下させることで目的とする地盤の土砂の含水率が低下して、掘削工事や掘削した土砂の処理が容易に行えるものである。
【０００３】
地下水を揚水するに当たっては、地盤に埋設したケーシング管の下端部に設けた通水部から地下水を流入させて流入した地下水を揚水手段により揚水することで行うものであり、揚水方法としては例えば、自然水位と井戸内水位との水頭差を利用して排水するディープウエル法や、ディープウエル装置に減圧手段を設けて井戸内を減圧することで、地下水位の更なる低下を図るようにしたバキュームディープウエル法が知られている。また、他の従来例としては、特開平２０００−２７１７０が知られている。この特開平２０００−２７１７０は、ケーシング管の下端部にストレーナ装置を設け、水頭差及び減圧手段でケーシング管内を減圧することによるバキューム力により地下水をストレーナ装置を介してケーシング管内に集水し、このようにしてストレーナ装置を介してケーシング管内に集水した地下水を揚水ポンプにより汲み上げるようにしている。
【０００４】
しかしながら、上記いずれの従来例においても、単に地盤にケーシング管を埋設して、上記したそれぞれの方法により地下水の揚水を行っているのであるが、地盤にケーシング管を埋設した場合、ケーシング管の下端部に設けた通水部が必ずしも地盤中における水の存在する部分に一致するとは限らず、むしろ、ケーシング管の下端部の通水部と地盤中における水の存在する部分とが一致しない場合が多く、また、ケーシング管の通水部の周囲の地質が通水し難い地質の場合がある。このため、上記のような各方法により（水頭差、あるいは水頭差とバキューム力により）ケーシング管の下端部の通水部からケーシング管内に地下水を集水するに当たって、地下水がケーシング管の下部の周囲の地盤を通水してスムーズに通水部側に流れにくく、集水効果が悪いという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、地盤に埋設したケーシング管に集水した地下水を揚水するに先だって、予めケーシング管の周囲の地盤を通水部側に向けてスムーズに地下水が流れやすくなるように改質して効果的に集水、揚水ができる地下水揚水方法を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る地下水揚水方法は、ケーシング管３の下端部の下部筒部３ａに通水部２を設けると共に該下部筒部３ａの外周に隙間２０を介して下部筒部３ａを囲む上下方向に長い多数の水通過部２３を有するストレーナ部２１を設け、上記ケーシング管３を地盤１に埋設して該ケーシング管３の下端部に設けたストレーナ部２１の多数の水通過部２３、下部筒部３ａとストレーナ部２１との間の隙間２０を介して通水部２から地下水を流入させて流入した地下水を揚水手段４により揚水するに先立って、ケーシング管３の下端部に設けた上記通水部２から加圧水を上記下部筒部３ａとストレーナ部２１との間の隙間２０、ストレーナ部２１の多数の水通過部２３を介して地盤１中に圧送してケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質する地盤改質工程を実施し、この地盤改質工程を実施した後で、揚水手段４により周辺の地盤１に形成した割裂通水路を介して地下水をストレーナ部２１の多数の水通過部２３、下部筒部３ａとストレーナ部２１との間の隙間２０を経て通水部２からケーシング管３内に流入させて揚水する本揚水工程を実施する方法であって、上記のようにケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質するに当たって、加圧水の地盤１への圧送と、加圧水の地盤１への圧送により飽和状態となった地盤１の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段４により揚水することを交互に繰り返して地盤１を改質することを特徴とするものである。このような方法を採用することにより、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管３の下部の周囲の地盤１に割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質し、このようにケーシング管３の下部の周囲の地盤１を改質した後に揚水手段４によりケーシング管３内に集水した地下水を揚水する本揚水を実行することで、ケーシング管３内に効果的に地下水を集水して効率的に揚水することができるものである。特に、ケーシング管３の下部の下部筒部３ａに設けた通水部２、隙間２０、ストレーナ部２１の多数の水通過部２３を介して加圧水を地盤１中に圧送して割裂通水路を形成し、地下水を上記ストレーナ部２１の多数の水通過部２３、隙間２０、通水部２を介して流入させて揚水するので、地盤改質工程とこれに続く本揚水工程とを同一の地下揚水装置により行うことができるものであり、また、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質するに当たって、加圧水の地盤１への圧送と、加圧水の地盤１への圧送により飽和状態となった地盤１の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段４により揚水することを交互に繰り返して地盤１を改質するから、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管３の下部の周囲の地盤１に割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質するに当たって、加圧水を連続してケーシング管３下部の周囲の地盤１に圧送することで、簡単にケーシング管３の下部の周囲の地盤１を割裂させ、真空吸引と揚水により割裂により生じた目詰まり粒子を吸引除去し、これを繰り返すことで通水がスムーズとなる割裂通水路を形成して地盤改質ができるものである。
【０００９】
また、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質するに当たって、開閉弁６を有する揚水管７の下端部に揚水ポンプ８を設けて揚水手段４を構成し、この揚水管７を上端部が閉塞されたケーシング管３に貫挿して揚水ポンプ８をケーシング管３内の下部に配置し、ケーシング管３の上端部にバキュームポンプ９に接続したエア弁１０を有するバキューム管１１を接続すると共にケーシング管３内に加圧水を供給するための送水ポンプ１２に接続した送水弁１３を有する送水管１４を接続し、開閉弁６とエア弁１０とを閉にした状態で送水弁１３を開にして送水ポンプ１２により地盤１に埋設したケーシング管３内に加圧水を圧送することで通水部２から加圧水を地盤１中に圧送してケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプ１２の運転を停止して送水弁１３を閉じると共に開閉弁６とエア弁１０とを開にした状態で揚水ポンプ８とバキュームポンプ９を運転してバキューム吸引で地盤１中の地下水と共に地盤１中の目詰まり粒子をケーシング管３内に吸引しつつ揚水ポンプ８により揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とすることも好ましい。このような方法を採用することで、開閉弁６と揚水ポンプ８、エア弁１０とバキュームポンプ９、送水ポンプ１２と送水弁１３の開・閉や運転・停止を操作するのみで、加圧水の地盤１への圧送と、加圧水の地盤１への圧送により飽和状態となった地盤１の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段４により揚水することを交互に繰り返して地盤１を改質することができるものである。
【００１０】
また、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質するに当たって、開閉弁６を有する揚水管７の下端部に揚水ポンプ８を設けて揚水手段４を構成し、この揚水管７を上端部が閉塞されたケーシング管３に貫挿して揚水ポンプ８をケーシング管３内の下部に配置し、ケーシング管３の上端部にエア抜き弁５を有するエア抜き部１６を接続すると共にケーシング管３内に加圧水を供給するための送水ポンプ１２に接続した送水弁１３を有する送水管１４を接続し、開閉弁６を閉、エア抜き弁５を開にした状態で送水弁１３を開にして送水ポンプ１２によりケーシング管３内に加圧水を圧送して地盤１に埋設したケーシング管３内を加圧水で満たした状態でエア抜き弁５を閉じ、引き続き送水ポンプ１２によりケーシング管３内に加圧水を圧送することで通水部２から加圧水を地盤１中に圧送してケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプ１２の運転を停止して送水弁１３を閉じると共にエア抜き弁５を閉じた状態で開閉弁６を開き揚水ポンプ８を運転してケーシング管３内の水を揚水することでケーシング管３の上部に真空空間を形成し、このケーシング管３内に発生した真空による吸引で地盤１中の地下水と共に地盤１中の目詰まり粒子をケーシング管３内に吸引しつつ揚水ポンプ８により揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すことを特徴とすることも好ましい。開閉弁６と揚水ポンプ８、エア抜き弁５、送水ポンプ１２と送水弁１３の開・閉や運転・停止を操作するのみで、加圧水の地盤１への圧送と、加圧水の地盤１への圧送により飽和状態となった地盤１の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段４により揚水することを交互に繰り返して地盤１を改質することができるものであり、特に、バキュームポンプを用いなくても簡単な方法でケーシング管３内の上部を真空にできて地下水、目詰まり粒子を真空吸引によりケーシング管３内に吸引することができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
本発明においては、地下工事のために地盤を掘削したり、地盤改良を行うために該当地盤１の地下水を揚水するに当たって、まず地盤１にケーシング管３を埋設し、次に、ケーシング管３の下端部に設けた通水部２から加圧水を地盤１中に圧送してケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質する地盤改質工程を実施する。このようにケーシング管３の周囲の地盤１の地盤改質を行って、地下水がケーシング管３の下部の周囲の地盤をスムーズに流れて通水部２からケーシング管３内に集水できるようにし、この地盤改質工程を実施した後に、揚水手段４により周辺の地盤１に形成した割裂通水路を介して地下水を通水部２からケーシング管３内に流入させて揚水する本揚水工程を実施するものである。
【００１３】
図１乃至図４には本発明の一実施形態が示してある。地盤１中に埋設されるケーシング管３は鋼管からなり、ケーシング管３の下端部の下部筒部３ａの外周には隙間２０を介して下部筒部３ａを囲む上下方向に長いストレーナ部２１が設けてあり、下部筒部３ａの下端部には砂溜まり部２２が設けてある。下部筒部３ａには通水部２が設けてある。また、ストレーナ部２１は例えば枠体の外周に所定間隔で隙間を形成するような鋼線が巻かれ略円筒形状をしたものからなり、上下方向に多数形成された隙間が水通過部２３となって地下水を流入させることができるようになっている。なお、ストレーナ部部２１としては上記のように鋼線を巻いて構成したものにのみ限定されず、水通過部２３となる多数の孔を開けた孔あき筒により構成してもよい。いずれの場合もストレーナ部２１の最上部の水通過部２３は通水部２よりも上方に位置している。
【００１４】
ケーシング管３の上端部には蓋体２４を取付けてケーシング管３の上開口を閉塞してある。また、開閉弁６を有する揚水管７の下端部に揚水ポンプ８を設けて揚水手段４を構成し、この揚水管７を上端部が閉塞されたケーシング管３に貫挿して揚水ポンプ８をケーシング管３内の下部に配置してある。添付図面に示す実施形態においては、揚水管７が蓋体２４を貫挿して取付けてある。また、ケーシング管３の上端部にバキュームポンプ９に接続したエア弁１０を有するバキューム管１１を接続すると共にケーシング管３内に加圧水を供給するための送水ポンプ１２に接続した送水弁１３を有する送水管１４を接続してある。添付図面に示す実施形態では蓋体２４部分にバキューム管１１、送水管１４の端部を取付けてバキューム管１１、送水管１４の端部をケーシング管３内に開口している。ここで、送水管１４の端部のケーシング管３内における開口位置はバキューム管１１のケーシング管３内における開口位置よりも下方に位置している。
【００１５】
上記のような構成の地下水揚水装置のケーシング管３を地盤１に埋設するに当たっては、地下水を揚水しようとする地盤１にケーシング管３よりも径の大きい穿孔２５を掘削し、この穿孔２５に上記地下水揚水装置のケーシング管３を挿入するのであるが、穿孔２５の内壁とケーシング管３の外周面との間に荒砂や豆砂利等のフィルター材２６を充填し、更に穿孔２５の内壁の上部とケーシング管３の外周面の上部との間にセメントモルタルやベントナイトモルタル等のシール材２７を充填してシールしてある。ここで、穿孔２５の内壁の上部と外管３の外周面の上部との間のシールをするに当たっては、穿孔２５の内壁の上部とケーシング管３の外周面の上部との間のバルーンを入れて該バルーンを膨らませる等の他の手段によりシールするようにしてもよいものである。
【００１６】
上記のように地下水揚水装置のケーシング管３を地盤１に埋設して地盤１中の地下水を揚水手段４により揚水するのであるが、本発明においては揚水手段４により本揚水するに先立って、まずケーシング管３の下部の周囲の地盤１の地盤改質を行って地下水が通水しやすいようにする。
【００１７】
地盤改質を行うに当たっては、まず、図１に示すように、開閉弁６とエア弁１０とを閉にした状態で送水弁１３を開にして貯水タンク２８内の水を送水ポンプ１２により地盤１に埋設したケーシング管３内に圧送し、ケーシング管３の下端部の通水部２から水通過部２３を経て加圧水を地盤１中に圧送する。このようにして加圧水をケーシング管３の周囲の地盤１中に強制的に圧送することで、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施する。この場合、シール材２７でシールしてあるので、加圧水がケーシング管３の外面に沿って上昇して地上に噴き出すことがない。
【００１８】
次に、図２に示すように、送水ポンプ１２の運転を停止して送水弁１３を閉じると共に開閉弁６とエア弁１０とを開にした状態で揚水ポンプ８とバキュームポンプ９を運転してバキューム吸引により上記加圧水圧送工程により飽和状態となった地盤１の地下水を一気に吸引し、地盤１中の地下水と共に割裂により生じた地盤１中の目詰まり粒子を水通過部２３、通水部２を経てケーシング管３内に吸引しつつ揚水ポンプ８により揚水する洗浄用揚水工程を実施する。この場合、シール材２７でシールしているので、ケーシング管３の外面に沿って地上の空気が吸い込まれることがない。
【００１９】
このようにして加圧水の圧送により飽和状態となった地盤１中の地下水を揚水すると、同様にして上記加圧水圧送工程、洗浄用揚水工程を交互に実施する。
【００２０】
ここで、地盤１への加圧水の圧送によりケーシング管３の下部の周囲に多数の割裂通水路を形成するとともに加圧水の圧送により割裂通水路が形成される際に生じた目詰まり粒子をバキューム吸引により強制的に吸引して揚水することを交互に形成することで、「水みち」となる割裂通水路は次第に地下水がスムーズに流れやすいように成長し、また、目詰まり粒子が除去されることでよりいっそう地下水がスムーズに流れやすいようになる。
【００２１】
上記のようにして、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を地下水がスムーズに通水しやすいように改質する地盤改質工程が終わると、次に、揚水手段４により周辺の地盤１に形成した割裂通水路を介して地下水を通水部２からケーシング管３内に流入させて揚水する本揚水工程を実施する。
【００２２】
本揚水工程は以下のようにして行う。すなわち、図３に示すように、送水ポンプ１２の運転を停止して送水弁１３を閉じ、この状態で開閉弁６とエア弁１０とを開にし、揚水ポンプ８とバキュームポンプ９を運転し、水頭差とバキューム吸引により地盤１の地下水を上下方向に長いストレーナ部２１の上下方向に多数設けた水通過部２３、隙間２０、ケーシング管３の下端部の通水部２を経てケーシング管３内に集水し、ケーシング管３内に集水した地下水を揚水ポンプ８により揚水するものである。この本揚水工程において、既に前段の地盤改質工程においてケーシング管３の下部周囲の地盤１に割裂通水路を形成しているので、地下水は形成された割裂通水路を通ってスムーズにケーシング管３の下端部の通水部２に流れ、水頭差とバキューム吸引によるケーシング管３内への集水が効果的に行われ、このようにケーシング管３内への集水が効果的に行われるので、揚水ポンプ８による揚水がロスなく効率的に行えることになる。
【００２３】
なお、ストレーナ部２１を設けたものにおいては、地下水位がストレーナ部２１の上端部（最上端の水通過部２３）よりも下方に位置したとしても、最上端の水通過部２３が通水部２よりも上方に位置しているのでストレーナ部２１の上端部から隙間２０内に進入した地盤１中のエアは通水部２からケーシング管３内に進入することができず、隙間２０の上部に集まることになり、地下水の水位の低下によりケーシング管３内にエアが流れ込むのを防止し、これによりケーシング管３内における減圧状態が破れることがなく、バキューム吸引によってケーシング管３内に地下水を集水することが継続して行えるものである。
【００２４】
次に、本発明の他の実施形態を図５乃至図９に基づいて説明する。
【００２５】
ケーシング管３の上端部には蓋体２４を取付けてケーシング管３の上開口を閉塞してある。また、開閉弁６を有する揚水管７の下端部に揚水ポンプ８を設けて揚水手段４を構成し、この揚水管７を上端部が閉塞されたケーシング管３に貫挿して揚水ポンプ８をケーシング管３内の下部に配置してある。添付図面に示す実施形態においては、揚水管７が蓋体２４を貫挿して取付けてある。また、ケーシング管３の上端部にエア抜き弁５を有するエア抜き部１６を接続すると共にケーシング管３内に加圧水を供給するための送水ポンプ１２に接続した送水弁１３を有する送水管１４を接続してある。添付図面に示す実施形態では蓋体２４部分にエア抜き部１６、送水管１４の端部を取付けてエア抜き部１６、送水管１４の端部をケーシング管３内に開口している。ここで、送水管１４の端部のケーシング管３内における開口位置はエア抜き部１６のケーシング管３内における開口位置よりも下方に位置している。また、ケーシング管３の下端部の下部筒部３ａには通水部２が設けてある。また、図５乃至図９に示す実施形態では前述の実施形態と同様にケーシング管３の下端部の下部筒部３ａの外周には隙間２０を介して下部筒部３ａを囲む上下方向に長いストレーナ部２１が設けてある。
【００２６】
上記のような構成の地下水揚水装置のケーシング管３を前述の実施形態と同様にして地盤１に埋設する。
【００２７】
そして、地盤１中の地下水を揚水手段４により本揚水するに先立って、まずケーシング管３の下部の周囲の地盤１の地盤改質を行って地下水が通水しやすいようにする。
【００２８】
本実施形態において地盤改質を行うに当たっては、まず、図５に示すように、開閉弁６を閉、エア抜き弁５を開にした状態で送水弁１３を開にして送水ポンプ１２によりケーシング管３内に加圧水を圧送し、図６に示すように地盤１に埋設したケーシング管３内が加圧水で満たされると、図７のようにエア抜き弁５を閉じ、引き続き送水ポンプ１２によりケーシング管３内に加圧水を圧送する。このようにして加圧水をケーシング管３の周囲の地盤１中に強制的に圧送することで、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施する。
【００２９】
次に、図８のように送水ポンプ１２の運転を停止して送水弁１３を閉じると共にエア抜き弁５を閉じ、この状態で揚水ポンプ８を運転してケーシング管３内の水を揚水すると、ケーシング管３内に満たされていた水が揚水ポンプ８で揚水されることでケーシング管３の上部に真空空間１５が形成される。すると、上記ケーシング管３内に発生した真空による吸引で上記圧送されて地盤１中に飽和状態となった地下水と共に地盤１中の目詰まり粒子がケーシング管３内に吸引されるので、この間揚水ポンプ６の運転を継続することで、ケーシング管３内に吸引された地下水と目詰まり粒子とが揚水ポンプ６により揚水され、これによりケーシング管３内は上部に真空空間１５を形成したままケーシング管３内に地下水と目詰まり物質とを吸引し続けることになる。これが洗浄用揚水工程である。
【００３０】
このようにして加圧水の圧送により飽和状態となった地盤１中の地下水を揚水すると、同様にして上記加圧水圧送工程、洗浄用揚水工程を交互に実施する。ここで２回目以降の加圧水圧送工程においてはエア抜き弁５は閉じたまま、開閉弁６を閉にした状態で送水弁１３を開にして送水ポンプ１２によりケーシング管３内に加圧水を圧送する。すると、地盤１に埋設したケーシング管３内が加圧水で満たされるので、引き続き送水ポンプ１２によりケーシング管３内に加圧水を圧送することにより加圧水をケーシング管３の周囲の地盤１中に強制的に圧送してケーシング管３下部の周囲の地盤１を割裂通水路を形成する加圧水圧送工程を実施することができる。
【００３１】
このようにして、地盤１への加圧水の圧送によりケーシング管３の下部の周囲に多数の割裂通水路を形成するとともに加圧水の圧送により割裂通水路が形成される際に生じた目詰まり粒子をバキューム吸引により強制的に吸引して揚水することを交互に形成することで、「水みち」となる割裂通水路は次第に地下水がスムーズに流れやすいように成長し、また、目詰まり粒子が除去されることでよりいっそう地下水がスムーズに流れやすいようになる。
【００３２】
上記のようにして、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を地下水がスムーズに通水しやすいように改質する地盤改質工程が終わると、次に、揚水手段４により周辺の地盤１に形成した割裂通水路を介して地下水を通水部２からケーシング管３内に流入させて揚水する本揚水工程を実施する。
【００３３】
本揚水工程は以下のようにして行う。すなわち、地盤改質工程の最終段階の洗浄用揚水工程をそのまま引き続いて図９に示すように本揚水工程に移行できるものであり、洗浄用揚水工程と同様の作用により本揚水工程により揚水することができるものである。この本揚水工程において、既に前段の地盤改質工程においてケーシング管３の下部周囲の地盤１に割裂通水路を形成しているので、地下水は形成された割裂通水路を通ってスムーズにケーシング管３の下端部の通水部２に流れるので、水頭差とバキューム吸引によるケーシング管３内への集水が効果的に行われ、このようにケーシング管３内への集水が効果的に行われるので、揚水ポンプ８による揚水がロスなく効率的に行えることになる。ところで、本揚水工程で地下水の水位が一時的に低下してきてケーシング管３内の下端部の通水部２からエアがケーシング管３内に流入するとケーシング管３の上部の空間の減圧度が低下するが、このまま揚水ポンプ８の運転を継続して揚水してもよいが、ケーシング管３の上部の空間の減圧度が低下すると、真空引きによる地下水のケーシング管３内への吸引力が低下するので、このような場合には開閉弁６を閉、エア抜き弁５を開にした状態で送水弁１３を開にして送水ポンプ１２によりケーシング管３内に加圧水を圧送してケーシング管３内を加圧水で満たし、その後、送水ポンプ１２の運転を停止して送水弁１３を閉じると共にエア抜き弁５を閉じ、この状態で揚水ポンプ８を運転してケーシング管３内の水を揚水することで、ケーシング管３内に満たされていた水が揚水ポンプ８で揚水してケーシング管３の上部に真空空間１５を形成することができるので、この状態のまま継続して揚水ポンプ８を運転することで、地下水をケーシング管３内に真空吸引しながら揚水することができるものである。
【００３４】
本実施形態においては、バキュームポンプを用いなくても簡単な方法でケーシング管３内の上部を真空にできて地下水、目詰まり粒子を真空吸引によりケーシング管３内に吸引することができるものである。
【００３５】
また、上記各実施形態においては、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質するに当たって、加圧水の地盤１への圧送と、加圧水の地盤１への圧送により飽和状態となった地盤１の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段４により揚水することを交互に繰り返して地盤１を改質するようにした例を示したが、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤１を改質するに当たって、加圧水を連続してケーシング管３下部の周囲の地盤１に圧送することのみでケーシング管３下部の周囲の地盤１に「水みち」となる割裂通水路を形成するようにしてもよい。例えば、本実施形態においては図１のように開閉弁６とエア弁１０とを閉にした状態で送水弁１３を開にして送水ポンプ１２により地盤１に埋設したケーシング管３内に加圧水を圧送し、ケーシング管３の下端部の通水部２から水通過部２３を経て加圧水を地盤１中に圧送する。この加圧水圧送工程のみを継続して実行することで、ケーシング管３下部の周囲の地盤１を加圧水により割裂して割裂通水路を次第に成長させて地下水がスムーズに流れる「水みち」となる割裂通水路を形成するものである。
【００３６】
上記のように加圧水圧送工程のみで簡単にケーシング管３の下部の周囲に割裂通水路を形成して地盤改質ができるものである。
【００３７】
このようにしてケーシング管３の下部の周囲の地盤改質を行った後、上記と同様にして揚水手段により本揚水を実行するものである。
【００３８】
そして、上記したいずれの実施形態においても、地盤改質工程とこれに続く本揚水工程とを同一の地下水揚水装置により行うことで、共通の装置で簡単に地盤改質と揚水とができるものであって、コスト的に有利であり、工期も短縮できることになる。
【００３９】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、ケーシング管の下端部の下部筒部に通水部を設けると共に該下部筒部の外周に隙間を介して下部筒部を囲む多数の水通過部を有する上下方向に長いストレーナ部を設け、上記ケーシング管を地盤に埋設して該ケーシング管の下端部に設けたストレーナ部の多数の水通過部、下部筒部とストレーナ部との間の隙間を介して通水部から地下水を流入させて流入した地下水を揚水手段により揚水するに先立って、ケーシング管の下端部に設けた上記通水部から加圧水を上記下部筒部とストレーナ部との間の隙間、ストレーナ部の多数の水通過部を介して地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質する地盤改質工程を実施し、この地盤改質工程を実施した後で、揚水手段により周辺の地盤に形成した割裂通水路を介して地下水をストレーナ部の多数の水通過部、下部筒部とストレーナ部との間の隙間を経て通水部からケーシング管内に流入させて揚水する本揚水工程を実施するので、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管の下部の周囲の地盤に割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質できて、本揚水に当たって地下水をあらかじめ形成した割裂通水路を介して通水部からケーシング管の内部にスムーズに集水でき、ケーシング管の下部の周囲の地盤が通水しにくい地質の場合や地盤における地下水が存在する部分と通水部との位置が一致していない場合であっても、効果的にケーシング管内に集水して効率的に揚水手段により本揚水ができるものであり、特に、ケーシング管の下部の下部筒部に設けた通水部、隙間、ストレーナ部の多数の水通過部を介して加圧水を地盤中に圧送して割裂通水路を形成し、地下水を上記ストレーナ部の多数の水通過部、隙間、通水部を介して流入させて揚水するので、地盤改質工程とこれに続く本揚水工程とを同一の地下揚水装置により行うことができ、共通の装置で簡単に地盤改質と揚水とができ、コスト的に有利である。更に、ケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂して割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質するに当たって、加圧水の地盤への圧送と、加圧水の地盤への圧送により飽和状態となった地盤の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段により揚水すること、とを交互に繰り返して地盤を改質するので、本揚水を実行する前に、あらかじめケーシング管の下部の周囲の地盤に割裂通水路を形成するように周囲の地盤を改質するに当たって、加圧水を連続してケーシング管下部の周囲の地盤に圧送することで、簡単にケーシング管の下部の周囲の地盤を割裂させ、真空吸引と揚水により割裂により生じた目詰まり粒子を吸引除去し、これを繰り返すことで目詰まり粒子が除去され通水がスムーズとなる割裂通水路を簡単に形成して地盤改質ができるものである。
【００４２】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、開閉弁とエア弁とを閉にした状態で送水弁を開にして送水ポンプにより地盤に埋設したケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共に開閉弁とエア弁とを開にした状態で揚水ポンプとバキュームポンプを運転してバキューム吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すので、開閉弁と揚水ポンプ、エア弁とバキュームポンプ、送水ポンプと送水弁の開・閉や運転・停止を操作するのみで、加圧水の地盤への圧送と、加圧水の地盤への圧送により飽和状態となった地盤の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段により揚水することを交互に繰り返して地盤を改質することができ、目詰まり粒子が除去され通水がスムーズとなる割裂通水路を簡単に形成して地盤改質ができるものである。
【００４３】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、開閉弁を閉、エア抜き弁を開にした状態で送水弁を開にして送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送して地盤に埋設したケーシング管内を加圧水で満たした状態でエア抜き弁を閉じ、引き続き送水ポンプによりケーシング管内に加圧水を圧送することで通水部から加圧水を地盤中に圧送してケーシング管下部の周囲の地盤を加圧水により割裂する加圧水圧送工程を実施し、次に、送水ポンプの運転を停止して送水弁を閉じると共にエア抜き弁を閉じた状態で開閉弁を開き揚水ポンプを運転してケーシング管内の水を揚水することでケーシング管の上部に真空空間を形成し、このケーシング管内に発生した真空による吸引で地盤中の地下水と共に地盤中の目詰まり粒子をケーシング管内に吸引しつつ揚水ポンプにより揚水する洗浄用揚水工程を実施し、上記加圧水圧送工程と、洗浄用揚水工程とを交互に繰り返すので、開閉弁と揚水ポンプ、エア抜き弁、送水ポンプと送水弁の開・閉や運転・停止を操作するのみで、簡単な方法で加圧水の地盤への圧送と、加圧水の地盤への圧送により飽和状態となった地盤の地下水を真空で吸引すると共に揚水手段により揚水することを交互に繰り返して地盤を改質することができるものであり、特に、バキュームポンプを用いなくても簡単な方法でケーシング管内の上部を真空にできて地下水、目詰まり粒子を真空吸引によりケーシング管内に吸引することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図２】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図３】同上の本揚水工程の説明図である。
【図４】同上に用いるケーシング管の一例の下部の拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図６】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図７】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図８】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【図９】同上の地盤改質工程の順序を示す説明図である。
【符号の説明】
１  地盤
２  通水部
３  ケーシング管
４  揚水手段
５  エア抜き弁
６  開閉弁
７  揚水管
８  揚水ポンプ
９  バキュームポンプ
１０  エア弁
１１  バキューム管
１２  送水ポンプ
１３  送水弁
１４  送水管
【図１】
0003655883.tif 000002
【図２】
0003655883.tif 000003
【図３】
0003655883.tif 000004
【図４】
0003655883.tif 000005
【図５】
0003655883.tif 000006
【図６】
0003655883.tif 000007
【図７】
0003655883.tif 000008
【図８】
0003655883.tif 000009
【図９】
0003655883.tif 000010