(57)【要約】【課題】  鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法の提供。【解決手段】  鋼管（２）を回転又は打撃によりにより削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度まで削孔したならば、前記鋼管（２）を回転又は打撃によりさせずに圧入させ、鋼管（２）が地下水層（１１）に到達したならば、前記鋼管中にパイプ（４）を挿入し、そのパイプ（４）が鋼管下端の開口部（２ａ）から流入する地下水を揚水し分析する。【選択図】図１
2008214895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度まで削孔したならば、前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、前記鋼管を回転によらずに圧入させ、前記鋼管中にパイプを挿入して、吸水ポンプで水を吸い上げ、その吸い上がった地下水が所定量以上揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水することを特徴とする地下水調査方法。
【請求項２】
収縮可能なパッカーを備えた鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度ごとに前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、再び鋼管を挿入してパッカーを膨らませて、前記鋼管中にパイプを挿入し、そのパイプが鋼管下端の開口部から流入する地下水が所定量以上を揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水することを特徴とする地下水調査方法。
【請求項３】
鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度まで削孔したならば、前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、前記鋼管を回転によらずに圧入させ、前記鋼管の上部にチューブを繋いで吸水ポンプで水を吸い上げ、その吸い上がった地下水が所定量以上揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水することを特徴とする地下水調査方法。
【請求項４】
収縮可能なパッカーを備えた鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃によりにより削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度ごとに前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、再び鋼管を挿入してパッカーを膨らませて、前記鋼管の上部にチューブを繋いで吸水ポンプで水を吸い上げ、その吸い上げた水が所定量以上を揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水することを特徴とする地下水調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、トリクロロエチレンなどのＶＯＣや重金属などに汚染されている地盤、又は酸の地盤への流出により地下水が酸性となっている等の地下水環境の悪化が問題になっている。そのような、汚染した地盤に対して、例えば、トリクロロエチレンなどのＶＯＣ汚染に対しては鉄粉などの還元剤、重金属汚染に対しては活性炭などの吸着又は不溶化剤、酸性地下水に対しては炭酸カルシュウムなどの弱アルカリ剤などの環境改善薬剤を混合又は注入して汚染土壌や汚染地下水を浄化する技術は知られている。
【０００３】
その際、汚染地盤にケーシングパイプを挿入し、ケーシングパイプを用いて薬剤を半径方向外方に噴射したり、ケーシングパイプの下端から注入したりする技術は知られている。
その際に予め、ボーリング作業を行い、環境改善薬剤の注入場所の地層を調べている。
【０００４】
従来から、ボーリングによる調査技術及び環境改善薬剤の注入による対策技術は、別々に開発されてきている。しかしながら、環境改善対策時の削孔において、地下水を調査する技術はない。
また、通常、汚染地域は広域にわたる場合が多く、ボーリング作業も数十回を行う必要がある。  その上で、環境改善薬剤の注入を行うために、長い工期や多くの工程数が必要である。
【０００５】
その上、地盤中に地下水環境改善薬剤を混合する工法においては、調査頻度が土壌汚染対策法で指定されているように、一般には１０ｍピッチ或いはそれ以上でしか実施されない。
この１０ｍピッチのボーリング調査から土層構成を仮定して施工深度を決定していた。
これに対して、対策は５０ｃｍ〜５ｍピッチのように、細かく実施されている。
【０００６】
したがって、厳密には対策する地点での地下水層の深度について十分なデータがない中で対策を行っていた。
このために、施工地点において想定よりも地下水層が大きい、又は想定より地下水層の水質が悪ければ、対策が不十分となる可能性があった。
また、想定よりも地下水層が小さい、又は地下水環境が良好である場合には過剰な対策となりコスト高になってしまう可能性があった。
【０００７】
汚染地下水を採取、或いは調査する技術は、各種提案されている（例えば特許文献１、２、３、４、５参照）。また、汚染地下水の原位置浄化の技術も提案されており（例えば特許文献６参照）、その他、土壌汚染の調査技術も提案されている（例えば特許文献７、８、９参照）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１は汚染地下水の採取にかかわる技術であり、特許文献２は地盤の透水異方性を測定する技術であり、いずれも地下水の性状を確認する技術であって、対策削孔時に同時に行う調査でなく、地下水層の深度位置を任意所定の深さごとに確定するものではない。
【０００９】
特許文献３、４、５は、最初に汚染された土壌及び地下水の原位置測定及びＶＯＣ濃度を把握し、その結果に応じて浄化剤を噴射して土壌改良を行うもので、対策削孔時に同時に行う調査でなく、地下水層の深度位置を任意所定の深さごとに確定するものではない。
【００１０】
特許文献６は、汚染地盤中の地下水を下流部へ流出させないための技術であって、対策削孔時に同時に行う調査でなく、地下水層の深度位置を任意所定の深さごとに確定するものではない。
【００１１】
特許文献７、８は、汚染土壌中の有毒ガスを採取、測定するための技術であって、地下水層の深度位置を任意所定の深さごとに確定するものではない。
【００１２】
文献９は、ボーリング孔を掘削しながら地下水に含まれる汚染物質を調査分析するための技術であって、地盤改良工事と同時に行う地下水調査を行うものではない。
【特許文献１】特開２００１−１８３２６６号公報
【特許文献２】特許第３８６２５９５号公報
【特許文献３】特許第３８１９８８５号公報
【特許文献４】特開２００５−８７８４０号公報
【特許文献５】特開２００５−１６４２７９号公報
【特許文献６】特開２００４−１６８６５号公報
【特許文献７】特開２００１−２８９７５０号公報
【特許文献８】特開２００２−３７００８３号公報
【特許文献９】特開２００３−２７９５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法の提供を目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度まで削孔したならば、前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、前記鋼管を回転によらずに圧入させ、前記鋼管中にパイプを挿入して、吸水ポンプで水を吸い上げ、その吸い上がった地下水が所定量以上揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水するようになっている。
上記における一定深度とは、地盤の状況と対策の精度によって決定し、地下水調査の結果を地盤改良工事に反映させるために、例えば０．５ｍごとでも１ｍごとにしてもよい。
また、例えば最初は０．５ｍ、次は１．０ｍという具合に深度に応じて一定深度を変更してもよい。
なお、１回目の回転又は打撃により削孔及び圧入作業で地下水層に到達しない場合は、複数回の回転又は打撃により削孔及び圧入の繰返し作業を行う。
前記、鋼管２が地下水層１１に到達したことを確認する方法は、例えば、上記において、一定深度を１ｍごとにした場合には、鋼管内の１ｍ高さに相当する容積の水量を所定量とし、その所定量を超えて、揚水が連続されれば地下水層に到達したと確認する。
【００１５】
また、本発明によれば、収縮可能なパッカーを備えた鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度ごとに前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、再び鋼管を挿入してパッカーを膨らませて、前記鋼管中にパイプを挿入し、そのパイプが鋼管下端の開口部から流入する地下水が所定量以上を揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水するようになっている。  
なお、１回目の回転又は打撃により削孔及びパッカー膨張作業で地下水層に到達しない場合は、複数回の回転又は打撃により削孔及びパッカー膨張作業を行う。
前記、鋼管２２が地下水層１１に到達したことを確認する方法は、例えば上記において、一定深度を１ｍごとにした場合には、鋼管内の１ｍ高さに相当する容積の水量を所定量とし、その所定量を超えて、揚水が連続されれば地下水層に到達したと確認する。
【００１６】
そして本発明によれば、鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度まで削孔したならば、前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、前記鋼管を回転によらずに圧入させ、前記鋼管の上部にチューブを繋いで吸水ポンプで水を吸い上げ、その吸い上がった地下水が所定量以上揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水するようになっている。
【００１７】
かつ本発明によれば、収縮可能なパッカーを備えた鋼管を用いて地盤中に環境改善薬剤を注入する地盤改良工事と同時に行う地下水調査方法において、鋼管を回転又は打撃によりにより削孔しながら地盤中に挿入し、一定深度ごとに前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、再び鋼管を挿入してパッカーを膨らませて、前記鋼管の上部にチューブを繋いで吸水ポンプで水を吸い上げ、その吸い上げた水が所定量以上を揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水するようになっている。
なお、本発明において、地盤改良工事とは汚染土壌や地下水の浄化工事を含むものとする。
【発明の効果】
【００１８】
以上の本発明の地下水調査方法によれば、下記のすぐれた効果を奏する。
（ａ）  鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に削孔して挿入し、一定深度まで削孔したならば、前記鋼管２２を地上に引きあげて、鋼管２内の土砂を取り除き、前記鋼管を回転又は打撃によらずに圧入させ、前記鋼管中にパイプを挿入し、そのパイプが鋼管下端の開口部から流入する地下水が所定量以上を揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水するので、削孔と同時に地下水層に到達したか否かを判断でき、かつ同時に水質調査ができて、従来のようなボーリング調査と対策施工を別々に行う必要がなくなり、工数が低減され、工期が短縮される。
また、対策工において対象となる例えばＶＯＣ、ｐＨなどについて分析し、当該深度の地下水層を対策深度とするか否かを即時に判断し、対策することができる。また、モバイル型簡易分析装置、例えば東亜ディーケーケー株式会社製商品目  ＤＲ２８０  を使用すれば、重金属についてもその場で検知し、対策できる。
（ｂ）  鋼管を回転又は打撃により削孔しながら地盤中に削孔して挿入し、一定深度ごとに前記鋼管を地上に引きあげて、鋼管内の土砂を取り除き、パッカーを膨らませて、前記鋼管中にパイプを挿入し、そのパイプが鋼管下端の開口部から流入する地下水が所定量以上を揚水されたときに鋼管が地下水層に到達したと判断し、吸水ポンプで水を揚水するので、削孔と同時に地下水層に到達したか否かを判断でき、かつ同時に水質調査ができて、従来のようなボーリング調査と対策施工を別々に行う必要がなくなり、工数が低減され、工期が短縮される。
また、削孔では鋼管を回転又は打撃することを地盤に応じて選択するので、前記調査方法よりも、削孔時間を短くし、工期を短縮できる。
また、対策工において対象となる例えばＶＯＣ、ｐＨなどについて分析し、当該深度の地下水層を対策深度とするか否かを即時に判断し、対策することができる。重金属についても前記と同様に、検知、対策ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の地下水調査方法の第１の実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。
図１では、先端部に削孔装置を備えた鋼管２の削孔作業と土壌環境を示している。
【００２０】
図１では、鋼管２が図示しない駆動装置によって地表Ｇから第1の粘土層１０に挿入されている。第1の粘土層１０の下方に、第1の地下水層１１が形成されている。第１の地下水層１１の下方に、第２の粘土層１２が形成されている。第２の粘土層１２の下方に第２の地下水層１３が形成されている。第２の地下水層１３の下方に、第３の粘土層１４が形成されているものとする。
【００２１】
図１は、地表Ｇから始まる回転又は打撃による削孔工程でもある。図１は、鋼管２の回転による削孔の例である。
鋼管２は直径５０ｍｍ〜３００ｍｍで、一般的なロータリー式手段によって回転しながら、又はハンマー等の打撃によって、第1の粘土層１０の鉛直方向下方の所定位置まで削孔し、挿入されている。鋼管２の下端部の符号２ａは、開口部である。
回転又は打撃による削孔工程では、一定深度まで削孔したら一旦、鋼管２を地上に引き上げて、鋼管２内の土砂を取り除き、再度地中に挿入する。
【００２２】
図２は、圧入工程を示している。
鋼管２の下端部を、鋼管２を回転によることなく、第1の粘土層１０に圧入させている。符号２０は圧入部である。この圧入によって、鋼管２の外周部と第1の粘土層１０との間に隙間がなくなり、開口部２ａが第１の地下水層１１に到達していなければ、水は開口部２ａから鋼管２内には入らなくなる。
圧入は、一定の削孔深度ごとに、所定深度を例えば１ｍごとに行う。図２においては、開口部２ａが第1の地下水層１１の近傍に到達した状態である。
【００２３】
鋼管２が第1の地下水層１１に到達したならば、地上に設けたポンプ６に連結されて、鋼管２の開口部２ａにいたる揚水用パイプ４を挿入し揚水する。又は鋼管の上部にチューブ（図示しない）を繋ぎ、吸水ポンプ６で水を揚水する。
【００２４】
図３は、第１の地下水層１１から地下水を採取する工程を示している。
第1の地下水層１１の近傍に到達した開口部２ａにいたる、チューブあるいは塩ビ等のパイプ４を、地上のポンプ６に通じて、揚水する。
この揚水量が、所定量を超えて連続して揚水できる場合は、鋼管２が第1の地下水層１１に到達したことを確認できる。即ち、鋼管２の内部に溜まっていた水量を所定量とし、その所定量を超えても連続して、揚水可能か、否かで、鋼管２の開口部２ａが第１の地下水層１１に到達したか、否かを判断する。
【００２５】
例えば、鋼管２の内径が７５ｍｍで、内部に水が１００ｃｍ高さで溜まっている場合には、鋼管２の内部にほぼ４、４リットルの水が溜まっている。この場合の所定量は、４．４リットルである。この４．４リットルの水を４．４リットル／分で揚水すれば、１分で連続揚水がとまるはずである。１分を超えても４．４リットル／分の揚水が連続すれば、第１の地下水層１１に到達していることになる。このようにして地下水層に達していることが確認できる。
【００２６】
連続揚水量は、鋼管２のサイズや第1の粘土層１０の性状によって選択するが、１〜２０リットル／分がよい。
鋼管２の開口部２ａが第１の地下水層１１に到達したら、地下水の必要な濃度分析を行い、環境改善すべき地下水層であるかどうかを判断する。ポンプ６にパイプで連結された符号８は、濃度分析を即時に行う分析装置である。
【００２７】
上記図１〜図３の工程を繰り返すことで、例えば、所定深度１ｍごとに地下水層の有無と、地下水層を改善すべきかどうかの情報が得られ、施工対象深度であるかどうかを即時に判断することができる。
施工対象深度である場合には、鋼管２内に図示しない噴射管を挿入して、鋼管２を引き抜き、噴射管より改良剤を地盤中に噴射する。
このようにして、地盤改良工事と水質調査を同時に行うことができる。
【００２８】
図４は、深度をさらに深くした削孔が第２の地下水層１３に到った状態を示している。
前記のようにして、深度１ｍごとの回転又は打撃による削孔、圧入の繰り返しによって、第１の粘土層１０、第１の地下水層１１を経て、第２の粘土層１２の深度及び水質を確定する状態にある。
【００２９】
図４の横破線は、第２の粘土層１２に中央部に位置する鋼管２の開口部Ａ２ａである。この深さ位置の開口部Ａ２ａでは、鋼管２が圧入されても、連続する揚水はされない。したがって、第２の粘土層１２がさらに深い深度まで存在することを判断できる。
【００３０】
図４の鋼管２の下端部の横実線は、第２の地下水層１３に到った開口部２ａである。
ここで、図３における地下水を採取する工程と同様にして、第２の地下水層１３の有無を判断する。第２の地下水層１３への到達が確認されれば、さらに深度を深めて、第２の地下水層１３の深度及び水質を確定し、必要であれば、地下水環境改善の施工対象にする。
【００３１】
地下水層の確認については、実際には地下水層の深さは不明であるので、場合によっては３０ｃｍごと、５０ｃｍごと、あるいは１５０ｃｍ以上で圧入を行うことができる。したがって、圧入の所定深度はデータを見ながら、経験等により適宜決めればよい。
【００３２】
図５〜図７は、本発明の地下水調査方法の第２の実施形態を示している。
図５では、鋼管２２が図示しない駆動装置によって地表Ｇから第1の粘土層１１に挿入されている。鋼管２２の先端部付近の外周にパッカー２３が取り付けられている。パッカー２３は、鋼管２２の回転又は打撃による削孔時には、半径方向内方に収縮して、鋼管２２の回転又は打撃の抵抗にならないように取り付けられている。また一定深さ、１ｍごとの揚水のために、鋼管２の外周と地盤例えば第１の粘土層１０との隙間をなくすように半径方向外方に膨張するようになっている。
第1の粘土層１０、第1の地下水層１１、第２の粘土層１２、第２の地下水層１３、第３の粘土層１４等の土壌環境は第１実施形態の説明で使用した図１と同じである。
第１の実施形態と同じ部分については１部を省略して説明する。
【００３３】
図５において、地表Ｇから始まる回転又は打撃による削孔工程が示されている。図５は、鋼管２２の回転による削孔の例である。
鋼管２２は、回転又は打撃により第1の粘土層１０の鉛直方向下方の所定位置まで削孔し、挿入されている。符号２２ａは開口部である。開口部２２ａの上方にパッカー２３が取り付けられている。図５におけるパッカー２３は収縮状態である。
回転又は打撃削孔工程では、一定深度まで削孔したら一旦、鋼管２を地上に引き上げて、鋼管２内の土砂を取り除き、再度地中に挿入する。
【００３４】
図６は、パッカー膨張工程を示している。
鋼管２２の下端部は、第1の粘土層１０にある。ここでパッカー２３を半径方向外方に膨張させる。このパッカー２３の膨張によって、鋼管２２の先端部付近の外周部と第1の粘土層１０との間に隙間がなくなり、開口部２２ａが第１の地下水層１１に到達していなければ、水は開口部２２ａから鋼管２内には入らなくなる。
パッカー２３の膨張は、一定の削孔深度ごとに、所定深度例えば１ｍごとに行う。図６においては、開口部２２ａが第1の地下水層１１の近傍に到達した状態である。
【００３５】
鋼管２２が第1の地下水層１１に到達したならば、地上に設けたポンプ６に連結されて、鋼管２の開口部２ａにいたる揚水用パイプ４を挿入し揚水する。又は鋼管の上部にチューブ（図示しない）を繋ぎ、吸水ポンプ６で水を吸い上げる。
【００３６】
図７は、第１の地下水層１１から地下水を採取する工程を示している。
第1の粘土層１０の近傍に到達した開口部２２ａにいたるチューブあるいは塩ビ等のパイプ４を、地上のポンプ６に通じて、揚水する。
【００３７】
この揚水量が、所定量を超えて連続して揚水できる場合は、鋼管２が第1の地下水層１１に到達したことを確認できる。即ち、鋼管２２の内部に溜まっていた水量を所定量とし、その所定量を超えても連続して、揚水可能か、否かで、鋼管２２の開口部２２ａが第１の地下水層１１に到達したか、否かを判断する。この判断要領は、第１実施形態と同じである。
【００３８】
鋼管２２の開口部２２ａ第１の地下水層１１に到達したら、第１実施形態と同様に、地下水の必要な濃度分析を行い、環境改善すべき地下水層であるかどうかを判断する。ポンプ６にパイプで連結された符号８は、濃度分析を即時に行う分析装置である。
【００３９】
上記図５〜図７の工程を繰り返すことで、１ｍ深度ごとに地下水層の有無と、地下水層を改善すべきかどうかの情報がえられ、施工対象深度であるかどうかを即時に判断することができる。
この場合も、パッカーを膨張させる所定深度は、地盤の状況に応じて適宜に選択すればよい。
【００４０】
施工対象深度である場合の対策施工は第１実施形態と同様である。
このようにして、地下水環境改善と水質調査を同時に行うことができる。
第２実施形態によれば、削孔は回転又は打撃による削孔でのみ行われ、圧入がないのでで、第１実施形態に比較して削孔速度が早くなり、工期が短縮される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態の回転削孔工程を示す図。
【図２】圧入工程を示す図。
【図３】第１の地下水層から地下水を採取する工程を示す図。
【図４】第２の地下水層から地下水を採取する工程を示す図。
【図５】第２の実施形態の回転削孔工程を示す図。
【図６】パッカー膨張工程を示す図。
【図７】第２の実施形態によって第１の地下水層から地下水を採取する工程を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
Ｇ・・・・・・・地表
２、２２・・・・鋼管
２ａ、２２ａ・・開口部
４・・・・・・・パイプ
６・・・・・・・ポンプ
８・・・・・・・分析装置
１０・・・・・・第１の粘土層
１１・・・・・・第１の地下水層
１２・・・・・・第２の粘土層
１３・・・・・・第２の地下水層
１４・・・・・・第３の粘土層
２０・・・・・・圧入部
【図１】
2008214895.tif 000003
【図２】
2008214895.tif 000004
【図３】
2008214895.tif 000005
【図４】
2008214895.tif 000006
【図５】
2008214895.tif 000007
【図６】
2008214895.tif 000008
【図７】
2008214895.tif 000009