(57)【要約】【課題】地下水位を効率よく回復できる地下水位上昇システム等を提供する。【解決手段】地下水位上昇システム１は、地下水下流側の土留壁１０１ａの、地下水下流側に設けられる。地下水位上昇システム１は、地盤１００の複数箇所で形成された孔４０のそれぞれに配置される、下部にウェルポイント１０ｂを有する複数の注水管１０と、自然水頭５０を利用してウェルポイント１０ｂから注水を行うための水を貯蔵するとともに、水位を一定の値に調整するためのボールタップ２０ａを設けた注水タンク２０等を有する。注水タンク２０の水は、ヘッダー管１１を介して各注水管１０のウェルポイント１０ｂから注水される。ヘッダー管１１にはコック１１ａが設けられ、これにより注水量を調整することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の複数箇所で形成された孔のそれぞれに配置される、下部にウェルポイントを有する複数の注水管と、
自然水頭を利用して前記ウェルポイントから前記地盤へ注水を行うための水を貯蔵するとともに、水位を一定に調整する水位調整部を設けた注水タンクと、
複数の前記ウェルポイントからの注水量を調整するための水量調整手段と、
を備えたことを特徴とする地下水位上昇システム。
【請求項２】
前記孔が、地盤内の地下水の流れを遮断する遮水壁の、地下水流れ方向の下流側の近傍に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の地下水位上昇システム。
【請求項３】
前記注水管は、上部にエア抜きバルブを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下水位上昇システム。
【請求項４】
地盤の複数箇所で孔を形成し、下部にウェルポイントを有する複数の注水管を、複数の前記孔のそれぞれに配置する工程と、
水を貯蔵するとともに、水位を一定に調整する水位調整部を設けた注水タンクの自然水頭を利用して、前記ウェルポイントから注水を行う工程と、
を備え、
前記ウェルポイントから注水を行う際に、水量調整手段を用いて複数の前記ウェルポイントからの注水量を調整することが可能であることを特徴とする地下水位上昇方法。
【請求項５】
前記孔は、地盤内の地下水の流れを遮断する遮水壁の、地下水流れ方向の下流側の近傍に形成されることを特徴とする請求項４に記載の地下水位上昇方法。
【請求項６】
前記ウェルポイントから注水を行う前に、少なくとも１つの前記ウェルポイントから試験注水を行って、その他の前記ウェルポイントが配置された孔における地下水位の変化を観測する注水試験を行うことにより、地盤の透水係数を求める工程を更に備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の地下水位上昇方法。
【請求項７】
地盤に設けた観測孔で観測される地下水位が所定の管理値となった場合に、前記ウェルポイントからの注水を行うことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の地下水位上昇方法。
【請求項８】
前記注水管は、上部にエア抜きバルブを有することを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載の地下水位上昇方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地下水位を上昇させるための地下水位上昇システム、および地下水位上昇方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル等の地下躯体の構築時には、地面から躯体構築箇所の掘削を行う場合がある。掘削の際は、掘削部の両側で土留壁を地盤に根入れして側方の地盤からの土圧を支持させたり、掘削部の地下水位を低下させるためディープウェルを設けて揚水を行ったりする。
【０００３】
しかしながら、このような工事を行うと、掘削部近くでの地下水位が低下する場合がある。例えば、土留壁の下端が地盤の深い位置にある不透水層に達するまで根入れすると、上方にある透水層の地下水の流れが妨げられ、土留壁から地下水流れ方向の下流側（以下、地下水下流側という）の地下水位が低下することがある。また、ディープウェルによる揚水を行うと、掘削部の周囲でも地下水位が低下する。
【０００４】
このように掘削部の周囲の地盤の地下水位が低下すると地盤沈下等の問題が生じる恐れがある。これを防ぐための一般的な方策として、地盤に注水を行うことにより、地下水位を上昇させる方法がある。
【０００５】
例えば、特許文献１では、難透水層が存在しない地下水位低下領域に、揚水井と注水井とを、注水井の注水口が揚水井の揚水口よりも深層側に位置するように設ける。そして、揚水井から揚水した地下水の一部を注水井を通じて地下水位低下領域へ戻し、その残りを放流する。
【０００６】
また、特許文献２には、揚水井から地下水を汲み上げることにより所要部位の地下水を低下させ、汲み上げた地下水を復水井を通して地中に注水して返送するリチャージ工法が記載されている。この際、復水井として、注水部が浅層部に位置する浅層部復水井と、注水部が深層部に位置する深層部復水井を設置し、浅層部復水井からは低圧で、深層部復水井からは高圧で、それぞれ加圧注水することにより、地下水を返送する。
【０００７】
また、特許文献３では、ディープウェル内の地下水を揚水して深井戸内に注水し、地下帯水層へ自然透水させて復水する。また、深井戸内にはフィルターを設け、深井戸内からの復水及び揚水をそのフィルターを介して行う。揚水時には、ひとりでにフィルターの逆洗を行いながら、地下水を工事現場内へ給水する。併せて工事現場内の釜場の不要水を揚水して沈砂後、深井戸内へ注水する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−０９２５１４号公報
【特許文献２】特開２００６−０７７５６７号公報
【特許文献３】特開平０９−０７８５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記したような掘削工事の場合には、土留壁に沿った比較的広い範囲で、地盤の浅層部の地下水位が低下することがある。例えば地表面付近に軟弱な粘性土層が分布している場合、直下にある砂質土層等の透水層の地下水位低下が、地盤の圧密沈下に直結する恐れがある。
【００１０】
このような場合、従来の方法では、注水の効果が発現するまでに時間がかかり、注水の効率が悪い場合があるので、より速効性のある方法が求められていた。また、従来の方法では、深井戸や注水用のポンプが必要であるなど、注水のための設備が大掛かりになりがちであり、施工に時間やコストがかかる問題もあった。以上のような点から、より効率よく地下水位を回復する手法が求められていた。
【００１１】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、地下水位を効率よく回復できる地下水位上昇システム等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】
【００１２】
前述した目的を達するための第１の発明は、地盤の複数箇所で形成された孔のそれぞれに配置される、下部にウェルポイントを有する複数の注水管と、自然水頭を利用して前記ウェルポイントから前記地盤へ注水を行うための水を貯蔵するとともに、水位を一定に調整する水位調整部を設けた注水タンクと、複数の前記ウェルポイントからの注水量を調整するための水量調整手段と、を備えたことを特徴とする地下水位上昇システムである。
【００１３】
本発明によれば、複数のウェルポイントから自然水頭を利用した注水を行うので、従来の方法に比べ設備も簡易で人力で施工でき、狭い場所でも施工可能であるなど工事が容易である。従って、施工期間が短く地下水位の低下に対して迅速な対応が可能となる。ウェルポイントの数や間隔等も柔軟に変更可能である。また、複数のウェルポイントにより平面上連続的な注水が可能で、前記のような広範囲での浅層部の地下水位の低下現象に対して速効性を有する。また、注水圧や注水量も所望の値に調整することができる。さらに、注水は無電源で行うことができ、省エネルギーでありかつ電源装置等も必要としない。以上より、本発明の地下水位上昇システムでは効率よく地下水位を回復できる。
【００１４】
前記孔が、地盤内の地下水の流れを遮断する遮水壁の、地下水流れ方向の下流側の近傍に形成されることが望ましい。
このような箇所では、広い範囲で地盤の浅層部の地下水位が低下することが多いので、複数のウェルポイントを配置し、自然水頭を利用した注水を行う本発明を適用するのに特に適している。
【００１５】
前記注水管は、上部にエア抜きバルブを有することが望ましい。
本発明のウェルポイントでは、通常のウェルポイントと同様、揚水を行うことも可能であり、これにより注水管の洗浄効果が見込まれ、注水効率が高まる。ただし、ウェルポイントから揚水を行った際には注水管に空気が溜まり、本発明のように注水を行う際に妨げになることがある。そこで、本発明では、エア抜きバルブを設け、注水管を外部に開放可能として空気が溜まるのを防ぐことができる。
【００１６】
第２の発明は、地盤の複数箇所で孔を形成し、下部にウェルポイントを有する複数の注水管を、複数の前記孔のそれぞれに配置する工程と、水を貯蔵するとともに、水位を一定に調整する水位調整部を設けた注水タンクの自然水頭を利用して、前記ウェルポイントから注水を行う工程と、を備え、前記ウェルポイントから注水を行う際に、水量調整手段を用いて複数の前記ウェルポイントからの注水量を調整することが可能であることを特徴とする地下水位上昇方法である。
【００１７】
このようにして、複数のウェルポイントから自然水頭を利用した注水を行うことで、前記したように、効率よく地下水位を回復できるようになる。
【００１８】
前記孔は、地盤内の地下水の流れを遮断する遮水壁の、地下水流れ方向の下流側の近傍に形成されることが望ましい。
前記したように、このような箇所は、複数のウェルポイントから自然水頭を利用した注水を行う本発明を適用するのに特に適している。
【００１９】
前記ウェルポイントから注水を行う前に、少なくとも１つの前記ウェルポイントから試験注水を行って、その他の前記ウェルポイントが配置された孔における地下水位の変化を観測する注水試験を行うことにより、地盤の透水係数を求める工程を更に備えることが望ましい。
こうして地盤の透水係数を把握することで、地盤の透水係数に合わせてウェルポイントの増設を行ったり、注水量や注水圧の調整を行ったりすることが可能になる。
【００２０】
地盤に設けた観測孔で観測される地下水位が所定の管理値となった場合に、前記ウェルポイントからの注水を行うことが望ましい。
こうして地下水位を観測しつつ所定の管理値に達せば注水を行うことで、必要に応じた効果的な注水が可能になる。
【００２１】
前記注水管は、上部にエア抜きバルブを有することが望ましい。
これにより、ウェルポイントから揚水を行った際に注水管に溜まった空気が注水を妨げるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、地下水位を効率よく回復できる地下水位上昇システム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】地下水位上昇システム１を示す図
【図２】注水管１０を示す図
【図３】注水タンク２０を示す図
【図４】地盤１００の掘削工事を示す図
【図５】地下水位上昇システム１の構築について示す図
【図６】注水管１０の設置について示す図
【図７】注水試験を示す図
【図８】地下水位の変動について示す図
【図９】ウェルポイント１０ｂからの注水について示す図
【図１０】ウェルポイント１０ｂでの注水と揚水を示す図
【図１１】地下水位上昇システム１による地下水位の上昇について示す図
【図１２】本発明の別の例について示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の地下水位上昇システム等の実施形態について説明する。
【００２５】
（地下水位上昇システム１）
まず、図１を参照して本実施形態の地下水位上昇システム１について説明する。図１の上図は地下水位上昇システム１の鉛直方向の構成を示す図であり、下図の線Ａ−Ａにおける断面を示す。下図は地下水位上昇システム１の平面構成を示す図である。以下図４、図５、図１１において同様である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態では、トンネル等の地下躯体を構築する際に、地表面から地盤１００を掘削して掘削部１００ａが形成されている。掘削部１００ａの両側には、それぞれ、側方の地盤１００からの土圧を支持するための土留壁１０１ａ、１０１ｂが連続して設けられている。
【００２７】
なお、本実施形態では、図１上図に示すように、地表面近くに、Ａｐ層など軟弱な粘性土層である不透水層２１０があり、その直下には、最上部の透水層である浅部透水層２２０として、Ａｓ層などの砂質土層があるものとする。さらにその下には、不透水層２３０として、Ｄｃ層などの粘性土層が存在する。土留壁１０１ａ、１０１ｂの下端部は、これらの層からさらに下方の深層部まで達するように根入れされており、浅部透水層２２０の地下水の流れを遮断する遮水壁となっている。地下水の流れ方向は、図１下図の矢印Ｃに示すように、右下から左上へ向かう方向であるものとする。
【００２８】
また、掘削部１００ａの位置では、地下水位を低下させるために地盤１００の深層部までディープウェル１１０が設けられ、これにより地下水が揚水されている（図１上図参照）。さらに、掘削部１００ａの周囲の地下水位を観測するために、掘削部１００ａの両側の土留壁１０１ａ、１０１ｂの側方に、それぞれ観測孔１２０が設けられる（図１下図参照）。
【００２９】
本実施形態の地下水位上昇システム１は、このような掘削工事が行われている箇所において、地下水下流側の土留壁１０１ａに沿って設けられる（図１下図参照）。地下水位上昇システム１は、大きく、注水管１０、ヘッダー管１１、注水タンク２０、揚水部３０から構成される（図１下図参照）。
【００３０】
注水管１０は、土留壁１０１ａの地下水下流側の近傍に、土留壁１０１ａに沿って直線状に並ぶように複数設けられる（図１下図参照）。注水管１０は、例えば１．５ｍと狭い間隔で設けられる。
【００３１】
図２は、注水管１０について示す図である。図２に示すように、注水管１０は、地盤１００に孔４０を形成し、その中に配置される。注水管１０の下端部は、浅部透水層２２０の下部に位置している。
【００３２】
注水管１０は、鋼製の管体であるライザーパイプ１０ａの下端にウェルポイント１０ｂを設け、上端にエア抜きバルブ１０ｃを設けたものである。ウェルポイント１０ｂには、通水用の孔が設けられる。
【００３３】
本実施形態では、孔４０の深さを６．５ｍ程度、注水管１０の全長を７．２ｍ程度とするが、これに限ることはなく、地盤１００の層構成等に応じて適宜定めることができる。また、ウェルポイント１０ｂの長さは０．７ｍ程度であるが、これも必要な注水量等に応じて適宜定めることができる。例えば、注水量を増やすために、１．０ｍ程度の長尺のものを使用してもよい。
【００３４】
孔４０にはケイ砂４１とセメントベントナイト４２が充填される。ケイ砂４１はフィルターとしての役割を有し、孔４０の底部から浅部透水層２２０の上端部に対応する高さまで充填される。セメントベントナイト４２は、ケイ砂４１の上から地表面の間に充填される。セメントベントナイト４２は、注水した水が地表に溢れるのを防ぐシールとしての役割を有する。
【００３５】
注水管１０の上部には、スイングホース１１ｂの一端が取り付けられる。ヘッダー管１１には、各注水管１０と対応するコック１１ａが設けられ、スイングホース１１ｂの他端がコック１１ａに接続される。
【００３６】
コック１１ａは、その開閉により、地下水位上昇システム１における複数の注水管１０のウェルポイント１０ｂから注水される注水量を調整するための水量調整手段である。例えば、必要な注水量に応じた数のコック１１ａを開とすることで、注水量の調整が可能である。なお、コック１１ａは、例えば注水管１０に設けるなどしてもよい。また、開度の調整が可能なものであってもよい。
【００３７】
こうして各注水管１０がヘッダー管１１と接続される。なお、本実施形態ではヘッダー管１１に鋼管を用いるが、塩化ビニル等、樹脂製のものでもよい。この場合、ヘッダー管１１の錆等によるウェルポイント１０ｂの目詰まりを防ぐことができる。一方、ヘッダー管１１を鋼管とする場合、破損等しにくく丈夫である利点がある。
【００３８】
図１の説明に戻る。注水タンク２０は、ヘッダー管１１を介して各注水管１０のウェルポイント１０ｂから注水を行うためのものである（図１下図参照）。
【００３９】
図３は、注水タンク２０について示す図である。図３に示すように、注水タンク２０には、水道水供給パイプ２３と地下水供給パイプ２４が接続される。地下水供給パイプ２４からは、ディープウェル１１０を用いて揚水した地下水が、一旦ノッチタンク（不図示）を経由して注水タンク２０に供給される。水道水供給パイプ２３からは水道水が供給される。
【００４０】
本実施形態では、通常時には地下水を注水タンク２０に供給し、不足が生じる場合には水道水で補う。しかし、地下水あるいは水道水の供給方法はこれに限らない。なお、水道水供給パイプ２３には水道メーター２３ａが取り付けられ、水道水の使用量が計測される。
【００４１】
また、注水タンク２０の内部の水位は、水位調整手段であるボールタップ２０ａによって一定に調整される。
【００４２】
すなわち、注水タンク２０内の水が所定水位に達すると、ボールタップ２０ａの浮き上がりにより水道水供給パイプ２３や地下水供給パイプ２４の先端が閉じられ、水の供給が停止される。一方、注水タンク２０内の水位が上記の所定水位より低くなると、ボールタップ２０ａが下がり水道水供給パイプ２３や地下水供給パイプ２４の先端が開いて水が供給される。ただし、水位調整手段はこれに限らず、水位センサなどを利用して水道水供給パイプ２３や地下水供給パイプ２４からの水の供給を自動制御することも可能である。
【００４３】
注水タンク２０は架台２１の上に配置されており、注水タンク２０内の水位の高さ（自然水頭５０）による注水圧によって、注水管１０のウェルポイント１０ｂから注水されるようになっている。自然水頭５０の高さは、必要な注水圧等に応じて注水タンク２０内の水位や注水タンク２０自体の高さを調整し適宜定めることができ、例えば１ｍ程度とする。
【００４４】
注水タンク２０は管体２２を介してヘッダー管１１と接続される。管体２２の途中には、バルブ２２ａと流量計２２ｂが設けられている。バルブ２２ａは、注水を行う際に開とし、注水を行わない時には閉としておく。流量計２２ｂは、総注水量を計測するために設けられる。
【００４５】
図１の説明に戻る。揚水部３０は、注水管１０のウェルポイント１０ｂから揚水を行うためのものである。図１下図に示すように、揚水部３０は、ヒューガルポンプ３１、バキュームポンプ３２、ノッチタンク３３等を有する。
【００４６】
ヒューガルポンプ３１内にはタンク（不図示）が設けられ、タンクとヘッダー管１１とがパイプ３５により接続される。揚水を行う際には、パイプ３５に設けたバルブ３４を開とし、タンク内の空気をバキュームポンプ３２によって排気する。すると吸引力が発生し、これにより地下水が各注水管１０のウェルポイント１０ｂを介してタンク内へと揚水される。タンク内の水は、ヒューガルポンプ３１内のポンプ機構によりノッチタンク３３に排水される。
【００４７】
（地下水位上昇システム１による地下水位の上昇）
次に、図４〜１１を参照して、地下水位上昇システム１により地下水位を上昇させる手順について説明する。
【００４８】
本実施形態では、掘削工事として、まず図４（ａ）に示すように、地盤１００の掘削部１００ａ（図４（ｂ）等参照）となる箇所の両側で、前記した通り土留壁１０１ａ、１０１ｂの根入れが行われる。また、両土留壁１０１ａ、１０１ｂの側方で、地下水位を観測するための観測孔１２０が設けられる。さらに、図４（ｂ）に示すように、掘削部１００ａの掘削時には、掘削部１００ａにディープウェル１１０が設けられ、地下水の揚水が行われる。
【００４９】
土留壁１０１ａ、１０１ｂを根入れすることで、前記した浅部透水層２２０において、図４（ａ）の下図矢印Ｃで示す地下水の流れが阻害され、土留壁１０１ａの地下水下流側で地下水位が低下する（なお、土留壁１０１ｂの地下水上流側では地下水位が上昇する）。また、掘削部１００ａのディープウェル１１０から揚水を行うこと等により掘削部１００ａの地下水位を低下させることで、掘削部１００ａの周囲の地下水位が低下する。以上により、土留壁１０１ａの地下水下流側での浅部透水層２２０の地下水位は、図４（ｂ）の上図矢印Ｄに示すように低下する。
【００５０】
本実施形態では観測孔１２０で地下水位を観測しており、土留壁１０１ａ側の観測孔１２０で観測した浅部透水層２２０の地下水位が所定値を下回るなど、前記したような掘削工事の影響により浅部透水層２２０の地下水位の低下が認められる場合に、地下水位上昇システム１を構築する。
【００５１】
地下水位上昇システム１を構築するには、まず、図５（ａ）に示すように、図１等で説明したように複数の注水管１０を地盤１００に設置する。
【００５２】
注水管１０を地盤１００に設置するには、まず図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ウォータージェット工法等により、各注水管１０に対応する位置で地盤１００に孔４０を掘削するとともに、孔４０の内部に注水管１０を配置する。その後、図６（ｃ）に示すように、前記の通りケイ砂４１とセメントベントナイト４２を孔４０に充填する。
【００５３】
こうして各注水管１０を地盤１００に設置した後、図５（ｂ）に示すように、注水タンク２０や揚水部３０、ヘッダー管１１等を前記した通り設ける。また、ヘッダー管１１と注水管１０とをスイングホース１１ｂ（図２参照）で接続する。
【００５４】
その後、本実施形態では、注水試験を行って地盤の透水係数等を把握する。図７を参照して、この注水試験について説明する。
【００５５】
注水試験を行う際は、まず図７（ａ）に示すように、ヘッダー管１１の一方の端部側にある注水管１０のウェルポイント１０ｂから、試験注水を所定時間（例えば４８時間）行う。その他の注水管１０の内部には水位計測器を設けておき、各孔４０の位置における水位の継時的な変化（図の矢印Ｅに示す）などを測定する。
【００５６】
図８は、このようにして注水管１０から試験注水を行った際に、該注水管１０から６ｍ程度離れた別の注水管１０内の水位計測器で水位を計測した結果より、地下水位の変動を求めた例を示すグラフである。グラフの横軸は時刻であり、縦軸は標高（ＴＰ）で表した地下水位である。
【００５７】
図８に示すように、注水管１０から試験注水を行うと、地盤の透水係数等に応じて、試験注水開始（図８の例では１５：００過ぎ）からの時間経過とともに、別の注水管１０の孔４０の位置での地下水位が変動する。なお、図からは注水による水位上昇効果が１時間足らずですぐに現れることも読み取れる。
【００５８】
このような測定結果より水理解析を行い、地盤１００の浅部透水層２２０の透水係数ｋや、注水箇所で注水を行った場合に地下水位上昇効果がみられる範囲を示す影響圏半径Ｒなどを算出する。
【００５９】
透水係数ｋや影響圏半径Ｒの算出については公知の手法を用いることができるので詳細な説明は省略するが、例えば透水係数ｋについては、上記の測定結果から、ヤコブの直線解析法、タイスの標準解析法、回復法、あるいはティームの図解法などで透水量係数Ｔを求め、これを透水層（浅部透水層２２０）の厚さで除して求めることができる。
【００６０】
例えば直線解析法の場合、注水時間の対数値を横軸、水位の上昇量を縦軸にとって水位の継時的な変化に関してプロットを行い、近似線の傾きから透水量係数Ｔを求め、これを透水層の厚さで除して透水係数ｋを求めることができる。
【００６１】
また、影響圏半径Ｒは、上記の透水係数ｋや、試験注水による水位上昇量を用いて求めることができ、その方法としては、例えばティームの図解法や、シーハルトの式などがある。
【００６２】
本実施形態では、ヘッダー管１１の一方の端部の注水管１０での試験注水を行った後、図７（ｂ）に示すように、他方の端部側の注水管１０でも試験注水を行い、前記と同様、その他の注水管１０の内部に設けた水位計測器で水位の継時的な変化などを測定する。そして、前記と同様にして測定結果より透水係数ｋや影響圏半径Ｒを求める。これにより、透水性の異方性が確認できる。
【００６３】
こうして把握した透水係数ｋや影響圏半径Ｒから、注水管１０の本数あるいはピッチなど、既存の注水管１０の配置状態で良いかを検討することができる。例えば注水管１０が不足であれば、新たな注水管１０を上記と同様にして設け、ヘッダー管１１に接続すればよい。これにより注水量を増加させることができる。このようにして、地下水位上昇システム１が構築される。
【００６４】
なお、上記のようにして構築した地下水位上昇システム１において、更に全ての注水管１０から試験注水を行い、所望の地下水位上昇効果が得られるかを確認してもよい。その結果によって、十分な効果が得られなければ、注水管１０の本数を増やすなどすればよい。
【００６５】
その後は、前記の図５（ｂ）に示した状態から、土留壁１０１ａ側の観測孔１２０で観測した地盤１００の浅部透水層２２０の地下水位が所定の管理値を下回ったときに、適宜、地下水位上昇システム１によって地下水位を上昇させる手順となる。
【００６６】
本実施形態では、図９、図１０（ａ）に示すように、注水タンク２０内の自然水頭５０から得られる注水圧を利用し、注水管１０のウェルポイント１０ｂから注水を行う。注水量や注水圧は、前記で確認した透水係数ｋに応じて定めることができ、所望の注水量および注水圧で浅部透水層２２０に浸透させることができる。
【００６７】
前記したように、注水量は各コック１１ａの開閉により調節することができ、注水圧は、注水タンク２０内の水位や注水タンク２０自体の高さを調節して定めることができる。
【００６８】
このようにして注水を行うと、図１１に示すように、浅部透水層２２０の地下水位が上昇する。こうして地下水位が管理値以上の所望の値に達せば、注水を終了する。
【００６９】
なお、本実施形態では、通常のウェルポイントと同様、揚水部３０を利用して、適宜図１０（ｂ）に示すようにウェルポイント１０ｂから揚水を行う。これは、注水を続けるとウェルポイント１０ｂ回りの地盤内の粒子が側方へと押し固められ目詰まりを起こし、注水の効率が低下するためである。従って、本実施形態では適宜揚水を行うことにより逆方向に水を流し、粒子の目詰まりを防いで注水効率を上昇させる。また、揚水を行うことにより注水管１０内の洗浄を行い、ウェルポイント１０ｂの目詰まりを防ぐこともできる。
【００７０】
ただし、揚水される地下水には空気が混入しているので、揚水後は、注水管１０の上部に空気が溜まることがある。すると、本実施形態のようにウェルポイント１０ｂからの注水を行う場合では、その妨げになる。前記したエア抜きバルブ１０ｃはこれを防ぐために設けられる。すなわち、本実施形態では、揚水を行った後、エア抜きバルブ１０ｃを開として管内を外部に開放し、エア抜きするようにしておく（図１０参照）。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数のウェルポイント１０ｂから自然水頭５０を利用した注水を行うので、従来の方法に比べ設備も簡易で人力で施工でき、狭い箇所でも施工できるなど工事が容易である。従って、施工期間が短く地下水位の低下に対して迅速な対応が可能となる。ウェルポイント１０ｂの数や間隔等も柔軟に変更可能である。
【００７２】
また、複数のウェルポイント１０ｂにより平面上連続的な注水が可能で、前記のような広範囲での浅層部の地下水位の低下現象に対して速効性を有する。また、注水圧や注水量も所望の値に調整することができる。さらに、注水は無電源で行うことができ、省エネルギーでありかつ電源装置等も必要としない。このように、本実施形態の地下水位上昇システム１では、効率よく地下水位を回復できる。
【００７３】
また、本実施形態の地下水位上昇システム１では、土留壁１０１ａの地下水下流側の近傍において、各注水管１０に対応する位置で複数の孔４０を形成し、その中に注水管１０を配置している。地下水位上昇システム１はこれ以外の箇所でも適用可能であるが、上記のような箇所では、広い範囲で浅部透水層２２０の地下水位が低下することが多いので、本実施形態の地下水位上昇システム１を適用するのに特に適している。
【００７４】
また、本実施形態では、あるウェルポイント１０ｂから試験注水を行い、その他のウェルポイント１０ｂが配置された各孔４０での地下水位の変化を観測する注水試験を予め行うことで、地盤１００の浅部透水層２２０の透水係数ｋを把握する。これにより、透水係数ｋに合わせてウェルポイント１０ｂの増設を行ったり、注水量や注水圧の調整を行ったりすることが可能になる。
【００７５】
また、地下水位上昇システム１では、観測孔１２０で観測される地盤１００の浅部透水層２２０の地下水位が所定の管理値になった場合にウェルポイント１０ｂからの注水を行う。こうして地下水位を観測しつつ所定の管理値に達せば注水を行うことで、必要に応じた効果的な注水が可能になる。
【００７６】
また、注水管１０は上部にエア抜きバルブ１０ｃを有するので、前記したように、ウェルポイント１０ｂから揚水を行った際に注水管１０に溜まった空気が、注水を妨げるのを防ぐことができる。
【００７７】
なお、本発明はこれに限ることはない。例えば、注水管１０は直線状に配置するものに限らず、図１２（ａ）に示すように、直線状に配置した注水管１０を複数列に並べ、面的に配置することも可能である。
【００７８】
また、注水タンク２０とヘッダー管１１の端部までの流路が長ければ、注水圧の圧力損失が大きくなりウェルポイント１０ｂでの注水がうまくいかない恐れがある。このような場合には、ポンプを用いてヘッダー管１１内の水を圧送するとともに、図１２（ｂ）に示すように、ヘッダー管１１の端部にオーバーフロー管１１ｄを設けておくとよい。この場合では、オーバーフロー管１１ｄの頂部も自然水頭５０ａとして機能し、これにより注水圧を確保して注水を行うことができる。なお、図１２（ｂ）のノッチタンク１５は、オーバーフロー管１１ｄから溢れた水を集めるために設けられる。
【００７９】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８０】
１：地下水位上昇システム
１０：注水管
１０ａ：ライザーパイプ
１０ｂ：ウェルポイント
１０ｃ：エア抜きバルブ
１１：ヘッダー管
１１ａ：コック
２０：注水タンク
２０ａ：ボールタップ
３０：揚水部
４０：孔
５０、５０ａ：自然水頭
１００：地盤
１０１ａ、１０１ｂ：土留壁
１１０：ディープウェル
１２０：観測孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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