(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程より成る井戸の掘削方法。（１）  ロータリーパーカッションドリルを用いて二重管である内管及び外管で所定の深さまで孔を掘削した後、内管のみを抜管する工程、
（２）  下端側には、外周面に複数の開口が穿設され、その外周に繊維がへちまたわし状で円筒形の保護管用フィルターが取り付けられた保護管を、外管内の所定の深さまで挿入する工程、
（３）  外管を抜管する工程、
（４）  保護管の外周にそって上部からシールリングを孔内上部の所定の深さまで挿入し、孔の内壁と保護管外周との間をシールする工程、
（５）  固化材をシールリング上に投入して地表まで充填する工程、
（６）  保護管内に揚水パイプを所定深さまで挿入し、これに井戸ポンプを接続する工程。
【請求項２】
請求項１に記載の井戸の掘削方法において使用する保護管であって、
前記保護管は、複数の短管がこの短管の外径より大径且つ前記外管の内径より小径の外径を有する継手としてのねじ無しのソケットによって接続され、下端側には、外周面に複数の開口が穿設され、その外周に保護管用フィルターが取り付けられており、
前記保護管用フィルターは、不織布で形成された所定厚さの円筒形で、へちまたわし状に繊維が重ねられ、この不織布は内側が密で外側に向って次第に目が粗くなっており、円筒形外周表面に粗砂が詰まった状態で粗砂〜礫の地層に相当する浸透係数を有するようになっていることを特徴とする保護管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭や寮等で使用する小口径の深井戸を容易に設けることができる井戸の掘削方法及びこれに使用する保護管用フィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先に出願人は、特願平７−３３１０２５号として「井戸の掘削方法」を出願した。
これは、図１に示すロータリーパーカッションドリルを用いて、二重管（図１３の符号５）で所定の深さまで掘削し、図１３に示すように内管６のみを抜管する。
次に図１４，１５に示すように残された外管７内に保護管９を所定深度まで挿入する。ここで所定深度とは深層地下水層に達する深さを意味する。
【０００３】
前記内管６，外管７，保護管９は短管をねじ継手部で接続しながら挿入し、内管６の抜管もねじ継手部を外しながら順次抜管する。
保護管９の先端側の周側面には、複数の縦方向のスリット１０が穿設されているが、このスリット１０は横方向のものであっても良い。このスリット１０により保護管９内への固形物の侵入が防止されている。
次に外管７を掘削時とは逆に引き抜いては接続した短管を取り外す作業を繰り返し抜管するが、図１６に示すように外管７を抜管した孔１１に地上から矢印で示すように埋設材１２を投入する。
前記の如く外管７を抜管しつつ、保護管９と孔１１との間に埋設材１２を投入し、図１７の状態となる。
【０００４】
埋設材１２は、下方が砂利等の比較的粒径の大きいフィルター部材１２ａで中間は砂等の粒径の小さいシール部材１２ｂで、上方はセメントミルク等の固化材１２ｃで形成されている。
それは、下方のフィルター部材１２ａは地下水の透過を許容させて濾過材として作用させ、スリット１０を通って揚水するためのものであり、中間のシール部材１２ｂは生活廃水やセメントミルク等の透過をシールするためのものである。
次に、保護管９内にストレーナ１３ａ（図１８）をその下端に装着した揚水パイプ１３を所定深度まで挿入し、図１８に示すように揚水パイプ１３に井戸ポンプ１６を取り付けて完成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記保護管９は通常硬質塩ビパイプ（以下ＶＰと称す）が使用され、スリット１０のサイズはそれ程自由に選定することはできず、範囲がおおむね２〜３ｍｍに限られており、従って充填砂利即ちフィルター部材１２ａの粒度は、採水層粒子からの大きさでなく、逆にスリット１０のサイズに基づいて割り出される。従って、いわゆる三分砂利（約９ｍｍの篩下）とか二分砂利（約６ｍｍの篩下）とかいった、比較的粗大なものしか使用することができなかった。
つまり、採水層が砂利層であろうと細砂層であろうとそれに無関係に、充填砂利もスクリーンのスリットサイズも、すべて千篇一律にせざるを得なかったから、因果応報的に砂の出る井戸が多かった。
【０００６】
また、保護管９と孔１１との間には、埋設材１２を充填するので、保護管９は継手が突出しないねじ継手となり製作費が高くなっていた。
【０００７】
さらにまた、外管７を抜管しつつ、埋設材１２を孔１１の上方からせまい隙間に投入するので作業に手間がかかっていた。
【０００８】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、従来の前記欠点を解消する井戸の掘削方法及びこれに使用する保護管用フィルターを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の井戸の掘削方法は、下記工程より成るものである。
（１）  ロータリーパーカッションドリルを用いて二重管である内管及び外管で所定の深さまで孔を掘削した後、内管のみを抜管する工程、
（２）  下端側には、外周面に複数の開口が穿設され、その外周に繊維がへちまたわし状で円筒形の保護管用フィルターが取り付けられた保護管を、外管内の所定の深さまで挿入する工程、
（３）  外管を抜管する工程、
（４）  保護管の外周にそって上部からシールリングを孔内上部の所定の深さまで挿入し、孔の内壁と保護管外周との間をシールする工程、
（５）  固化材をシールリング上に投入して地表まで充填する工程、
（６）  保護管内に揚水パイプを所定深さまで挿入し、これに井戸ポンプを接続する工程。
【００１０】
また、本発明の井戸用の保護管は、前記井戸の掘削方法において使用する保護管であって；保護管は、複数の短管がこの短管の外径より大径且つ外管の内径より小径の外径を有する継手としてのねじ無しのソケットによって接続され、下端側には、外周面に複数の開口が穿設され、その外周に保護管用フィルターが取り付けられており；保護管用フィルターは、不織布で形成された所定厚さの円筒形で、へちまたわし状に繊維が重ねられ、この不織布は内側が密で外側に向って次第に目が粗くなっており、円筒形外周表面に粗砂が詰まった状態で粗砂〜礫の地層に相当する浸透係数を有するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法の実施に使用されるロータリーパーカッションドリルの側面図、図２〜図１０は本発明の方法の一実施の形態を示す概略説明図で工程順に示してある。
図１１は、本発明の保護用フィルターの透水係数を試験するための装置の説明図、図１２は地質と透水係数の関係を示すグラフである。
【００１２】
本発明の保護管用フィルター１５は、図１０に示すように、保護管１９の下端側に穿設された複数の開口であるスリット１０に外挿され、外径が外管７の内径と略等しい、不織布で形成された所定厚さの円筒形で、へちまたわし状に繊維が重ねられ、この不織布は内側では目が密で外側に向って次第に目が粗くなっている。
なお、繊維は内側が細かく、かつ密で、外側に向って太く、かつ粗くしても良い。
この繊維は衛生上問題のないナイロン系化学繊維が使用されているが、ＰＥ系でもＰＰ系でも衛生上問題のない繊維であれば良い。
この保護管用フィルター１５は、従来の砂利であるフィルター部材１２ａに代るもので、透水係数は砂利に相当し、かつ、細砂やシルトの通過の少ないものである。
【００１３】
前記機能が満足されていることを図１１に示す試験装置で確認した。
図１１において２１はＶＰ５０にスリットを穿設したスクリーン（開口率３％）で、その周囲に保護管用フィルター１５が外挿されている。
また、２２はＶＰ１００の有孔管で４．５φ穴が加工され、開口率０．５４％である。
さらに、２３はケーシングでＶＰ１２５となっており、ＶＰ５０とＶＰ１００との隙間及びその下部には砂、または砂：シルト＝１：１の充填土２４が充填されている。
試験有効長ａは２５０ｍｍである。
【００１４】
試験は有孔管２２とケーシング２３の隙間に注水し、砂（砂＋シルト）２４→保護管用フィルター１５→スクリーン２１を通過する水とのバランスがとれる状態として、この通過水量と排出された砂（砂＋シルト）の量を測定した。そして、試験後に、スクリーン及び保護管フィルター２１，１５を引き抜いて砂（砂＋シルト）による目詰りの程度を確かめた。
【００１５】
試験データは下記の通りである。
充填土が砂の場合、経過時間０〜３０分で注水量４０ｃｃ／秒で、保護管フィルターの通過水量も４０ｃｃ／秒で、試験終了後の通過した細砂量は約２５ｃｃである。
また、充填土が砂＋シルト（各５０％）の場合、経過時間０〜３０分で注水量４０〜５１ｃｃ／秒で、保護管フィルターの通過水量も４０〜５１ｃｃ／秒（計算値には５０ｃｃ／秒を使用）で試験終了後の通過した細砂＋シルトの量は約４０ｃｃである。
排出された充填土から保護管フィルターの効果を検討すると、充填土が砂の場合、スクリーン２１を通り排出された細砂は約２５ｃｃであるので、これをスクリーン２１の周りの充填土の砂量との比率（ａ1 ）で示すと２．０％となり、充填土が砂＋シルト（各５０％）の場合は排出された砂＋シルトは約４０ｃｃであるので（ａ2 ）は３．２％となる。
【００１６】
この実験で保護管用フィルターを通過して排出されたのは細砂とシルトであり、実験後に引き上げたフィルターの表面には粗砂が詰まっていた。また、排出された細砂＋シルトの量は全体の約２〜３．２％で、これをフィルター周りの厚さで示すと、０．３ｍｍ（２５ｃｍ3 ／１０ｃｍ×π×２５ｃｍ＝０．０３ｃｍ）〜０．５ｍｍ（４０ｃｍ3 ／１０ｃｍ×π×２５ｃｍ＝０．０５ｃｍ）となる。
これは、フィルター周りの細かい充填土が少しづつ排出され、粗いものがフィルターに満たされ取り囲む形になっていることを示している。これらの結果より、保護管用フィルターはグラベル（充填砂利）に代わるものとして効果があると考えられる。
【００１７】
次に浸透係数の算定による保護管用フィルター１５の効果を検討すると、
充填土が砂の場合、保護管用フィルターの通過水量Ｑ＝４０（ｃｍ3 ／秒）、これから保護管用フィルターを通過する浸透水の流速Ｖ2 ＝２．８３（ｃｍ／秒）となるので、浸透係数は３．１０（ｃｍ／秒）となる。
充填土が砂＋シルト（各５０％）の場合、保護管用フィルターの通過水量Ｑ＝５０（ｃｍ3 ／秒）、これから保護管フィルターを通過する浸透水の流速Ｖ2 ＝３．５４（ｃｍ／秒）となるので、浸透係数は２．５２（ｃｍ／秒）となる。
図１２はボーリングポケットブックに記載された地質と透水係数の関係を示すグラフであるが、浸透係数２．５〜３．１（ｃｍ／秒）は地質で見れば、粗砂〜礫に相当し、従って保護管フィルターは従来の充填砂利に代るだけでなく、砂が井戸内へ侵入するのを防ぐ効果がある。
【００１８】
本発明の井戸の掘削方法を下記に説明する。
従来と同じ図１に示すロータリーパーカッションドリル１を使用して施工する。
ロータリーパーカッションドリル１は、装置本体２に起倒自在に設けられたガイドセル３，このガイドセル３に上下動自在に設けられたドリルヘッド４、このドリルヘッド４に取り付けられる二重管５等で構成されている。
二重管５は、内管６と外管７で構成され、その最先端にはそれぞれビット８が設けられている。
この二重管５は、ドリルヘッド４に取り付けられ、このドリルヘッド４により二重管５は打撃、回転及び給進され、短管（１ｍの場合が多い）を順次継ぎ足しながら図２に示すように深層地下水層（所定深と称し、最大５０ｍに達することがある）まで掘削する。
この場合、内管６又は内外管の隙間の何れかに切削水を供給して循環させながら掘削する。
【００１９】
次に図３に示すように内管６のみを抜管し、図４に示すように外管７のみを残す。内管６及び外管７は共にねじ継手のものが使用される。
【００２０】
次に図５，図６に示すように保護管１９を外管７内に所定の深さまで挿入する。この保護管１９は通常ＶＰが使用され、継手は従来例と相違してソケットを使用することができるので、図では継手としてソケット１９ａが示されている。
保護管１９の下端側には外周面に複数の開口であるスリット１０が穿設され、その外周には前述のへちま状で円筒形の保護管用フィルター１５が取り付けられている。
図において１９ｂはキャップで１本のＶＰの下端がキャップで閉塞され、このＶＰと上方のＶＰをソケット１９ａで接続し、スリット１０が穿設されてスクリーンとなったスクリーンパイプ１９ｄに保護管用フィルター１５が外挿されている（この場合は保護管用フィルター１５が二分割されている）。
但し、前記スクリーンパイプ１９ｄと保護管用フィルター１５の位置は保護管１９の下端でなくても下端に近い位置であれば良い。
【００２１】
次に、図８に示すように外管７を抜管する。
【００２２】
次に、図９に示すように保護管１９の外周に沿って上部からシールリング１９ｃを孔１１内上部の所定の深さまで挿入して孔１１内壁と保護管１９外周との間をシールする。
このシールリング１９ｃは弾性のある軟質ゴム製のリングやオイルシールの如き断面を有するシールリング、軟質塩化ビニルのリング等水やセメントに対し耐触性のあるものが使用される。
【００２３】
次にセメントモルタル等の固化材１２ｃがシールリング１９ｃ上に地表まで充填され、保護管上端が地盤と固定される。
【００２４】
最後に図１０に示すように下端にストレーナ１３ａを有する揚水パイプ１３が所定の深さ（井戸水面以下）に挿入され、その上端が地上の井戸ポンプ１６に接続される。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば下記のような効果を奏するものである。
(1) へちまたわし状繊維で円筒形の保護管用フィルターを使用するので従来に比べ砂の保護管内への流入が少ない。
【００２６】
保護管の継手にねじ無しのソケットが使用できるので、ねじ継手に比べ費用が安価に仕上る。
【００２７】
(3) 従来のように、外管を抜きながら砂利、砂等の埋設材を充填する手間が省けるので、作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の実施に使用されるロータリーパーカッションドリルの側面図である。
【図２】本発明の方法の一実施の形態の工程を示す説明図である。
【図３】図２の方法の次の工程を示す説明図である。
【図４】図３の方法の次の工程を示す説明図である。
【図５】図４の方法の次の工程を示す説明図である。
【図６】図５の方法の次の工程を示す説明図である。
【図７】図６の方法の次の工程を示す説明図である。
【図８】図７の方法の次の工程を示す説明図である。
【図９】図８の方法の次の工程を示す説明図である。
【図１０】図９の方法の次の工程を示す説明図で、完成された井戸に揚水パイプが挿入され、地上の井戸ポンプと接続された状態の図である。
【図１１】本発明の保護管用フィルターの透水係数を試験するための装置の説明図である。
【図１２】地質と透水係数との関係を示すグラフである。
【図１３】従来の井戸の掘削方法の工程の説明図である。
【図１４】図１３の次の工程を示す説明図である。
【図１５】図１４の次の工程を示す説明図である。
【図１６】図１５の次の工程を示す説明図である。
【図１７】図１６の次の工程を示す説明図である。
【図１８】図１７の次の工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ロータリーパーカッションドリル
５  二重管
６  内管
７  外管
１０  スリット
１１  孔
１２ｃ  固化材
１３  揚水パイプ
１５  保護管用フィルター
１６  井戸ポンプ
１９  保護管
１９ａ  ソケット
１９ｃ  シールリング
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003546268.tif 000017
【図１７】
0003546268.tif 000018
【図１８】
0003546268.tif 000019