(57)【要約】【課題】この発明は、ケーシングと井戸孔の隙間にモルタルなどの充填を繰り返し行える井戸構造およびこれに用いる注入装置に関する。【解決手段】ケーシングに沿って、その内部または外部にセメンティング層へグラウト材を吐出する吐出口を有する注入管を設け、上記吐出口の外側に、前記吐出口から所定以上の圧力がかかると弾性変形して吐出口を開くと共に、吐出されたグラウト材をセメンティング層へ通し、上記圧力が所定以下になると弾性復帰して前記吐出口を塞ぐ弁部を有する逆流防止体を設けてなり、前記注入管からグラウト材を繰り返しセメンティング層へ注入しうることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
井戸孔内に、採取対象の層に配置されるストレーナを下部に有するケーシングを挿入し、該ケーシングと井戸孔との隙間に上方の帯水層である表流水層から前記採取対象の層の上部の上部不透水層にかけてグラウト材を充填したセメンティング層を設けてなる井戸構造において、
ケーシングに沿って、その内部または外部にセメンティング層へグラウト材を吐出する吐出口を有する注入管を設け、
前記注入管からグラウト材を繰り返しセメンティング層へ注入しうることを特徴とする井戸構造。
【請求項２】
注入管に、上記吐出口を開閉すると共に、吐出されたグラウト材の逆流を防止する弁となる逆流防止体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の井戸構造。
【請求項３】
井戸孔内に、採取対象の層に配置されるストレーナを下部に有するケーシングを挿入し、該ケーシングと井戸孔との隙間に上方の帯水層である表流水層から前記採取対象の層の上部の上部不透水層にかけてグラウト材を充填したセメンティング層を設けてなる井戸構造に用いる注入装置であって、
前記ケーシングに沿って設けられ、その内部または外部にセメンティング層へグラウト材を吐出する吐出口を有する注入管と、
上記吐出口を開閉すると共に、吐出されたグラウト材の逆流を防止する弁となる逆流防止体とからなり、
前記注入管からグラウト材を繰り返しセメンティング層へ注入しうることを特徴とする井戸構造に用いる注入装置。
【請求項４】
逆流防止体が、前記グラウト材が所定の圧力を超えると弾性変形して吐出口を開くと共に吐出されたグラウト材をセメンティング層へ通し、上記圧力が所定の圧力以下になると弾性復帰して前記吐出口を塞ぐことを特徴とする請求項３に記載の注入装置。
【請求項５】
注入管がケーシングの外側に設けられており、
逆流防止体が環状に形成されてケーシングに外嵌されており、前記注入管の吐出口を覆うように注入管の下部が逆流防止体の一部に貫挿されていることを特徴とする請求項３または４に記載の注入装置。
【請求項６】
注入管がケーシングの内側に設けられており、
上記注入管の吐出口がケーシングに形成され、その吐出口を覆うようにケーシングの外側に環状の逆流防止体が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の注入装置。
【請求項７】
逆流防止体がゴムなどの弾性物質からなっており、注入管がケーシングを中心にして略等間隔に複数設けられていることを特徴とする請求項３から５に記載のいずれかの注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ケーシングと井戸孔の隙間にモルタルなどの充填を繰り返し行える井戸構造およびこれに用いる注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水井戸では、地表面および地表近くの水（地下水）がケーシングと井戸孔の孔壁との間を通ってストレーナ装置深度まで浸透して混入するのを防ぐ為、モルタルなどを、ケーシングと孔壁間にセメンティング（充填）してセメンティング層を形成する構成が知られている（特許文献１）。
しかし、地盤の経年変化等により、このセメンティング層に隙間又は亀裂が生じ、表層の汚染水が採取水に混入し、採取水を汚染する虞れがある。
従来は、このような汚染水が混入した場合は、井戸を掘り直すか浄水装置を追加設置して対応していた。
【０００３】
【特許文献１】
特願平９−２４７８９４号（段落番号０００９の説明、および図１参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記事情に鑑みて鋭意研究の結果創案されたものであって、その主たる課題は、ケーシングと井戸孔の隙間に汚水の混入を防ぐためにグラウトを充填したセメンティング層に、ひび割れなどが生じた際に繰り返してグラウトを注入することができる井戸構造およびこれに用いる注入装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために、請求項１の井戸構造に係る発明では、
井戸孔内に、採取対象の層に配置されるストレーナを下部に有するケーシングを挿入し、該ケーシングと井戸孔との隙間に上方の帯水層である表流水層から前記採取対象の層の上部の上部不透水層にかけてグラウト材を充填したセメンティング層を設けてなる井戸構造において、
ケーシングに沿って、その内部または外部にセメンティング層へグラウト材を吐出する吐出口を有する注入管を設け、前記注入管からグラウト材を繰り返しセメンティング層へ注入しうる、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
前記注入管に、上記吐出口を開閉すると共に、吐出されたグラウト材の逆流を防止する弁となる逆流防止体が設けられている、という技術的手段を講じている。
【０００６】
請求項３の井戸構造に用いる注入装置の発明では、
井戸孔内に、採取対象の層に配置されるストレーナを下部に有するケーシングを挿入し、該ケーシングと井戸孔との隙間に上方の帯水層である表流水層から前記採取対象の層の上部の上部不透水層にかけてグラウト材を充填したセメンティング層を設けてなる井戸構造に用いる注入装置であって、
前記ケーシングに沿って設けられ、その内部または外部にセメンティング層へグラウト材を吐出する吐出口を有する注入管と、上記吐出口を開閉すると共に、吐出されたグラウト材の逆流を防止する弁となる逆流防止体とからなり、前記注入管からグラウト材を繰り返しセメンティング層へ注入しうる、という技術的手段を講じている。
また、請求項４の発明では、
前記逆流防止体が、前記グラウト材が所定の圧力を超えると弾性変形して吐出口を開くと共に吐出されたグラウト材をセメンティング層へ通し、上記圧力が所定の圧力以下になると弾性復帰して前記吐出口を塞ぐ、という技術的手段を講じている。
請求項５の発明では
前記注入管がケーシングの外側に設けられており、逆流防止体が環状に形成されてケーシングに外嵌されており、前記注入管の吐出口を覆うように注入管の下部が逆流防止体の一部に貫挿されている、という技術的手段を講じている。
また、請求項６の発明では、
前記注入管がケーシングの内側に設けられており、上記注入管の吐出口がケーシングに形成され、その吐出口を覆うようにケーシングの外側に環状の逆流防止体が設けられている、という技術的手段を講じている。
更に、請求項７の発明では、
前記逆流防止体がゴムなどの弾性物質からなっており、注入管がケーシングを中心にして略等間隔に複数設けられている、という技術的手段を講じている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の井戸構造およびこれに用いる注入装置を水井戸用に適用した好適実施例について図面を参照しながら説明する。
一例として示す地盤は、図１に示すように、上から順次、表土層ａと、上部の帯水層である表流水層ｂと、上部不透水層ｃと、採水対象の帯水層ｄと、下部不透水層ｅとからなっている。
【０００８】
そして、水井戸１は、上記地盤に図示しない二重管で井戸孔２を削孔し、次に内管を引き上げ、外管内にケーシング３を挿入する。
次いで、外管を引き上げながら、外管とケーシング３の間から、採水対象の深部の帯水層ｄにフィルター材であるグラベルや砂を投入して、フィルター（グラベルパッキン）層４を形成する。
【０００９】
次ぎに、このフィルター層４の上には、シール層５を介してセメンティング層６が形成される。
このシール層５は、例えば細かい砂などでもよく、セメンティング層６に充填される液体状のグラウト材が硬化するまでシールし、前記フィルター層４に浸入しないようにするためのものである。
【００１０】
次ぎに、セメンティング層６は、図示例の場合、表土層ａから表流水層ｂを超えて上部不透水層ｃの一部にかかるまで形成されている。
また、ケーシング３内には図示しない揚水管を挿入して、深部の帯水層ｄに達したケーシング３の下部のストレーナ３ａから湧水を採取する構造となっている。
【００１１】
この水井戸１には、注入装置が取り付けられている。
注入装置は、上記ケーシング３に沿って、ケーシング３の内側または外側に配置された注入管１０と、該注入管１０の吐出口１１を開閉する弁となる弁部２１を備えてケーシング１０に取り付けられる逆流防止体２０とからなっている。
【００１２】
即ち、図１から図３に示す第１実施例の井戸構造および注入装置は、逆流防止体２０が、ゴムなどの弾性物質からなる環状のベルトからなってケーシング３に外嵌しており、１または複数、即ち図示例では９０°間隔に４つの突出部２３を設けている。
各突出部２３には上下に貫通する孔２４が穿設されており、ケーシング３の外側に沿って垂下する注入管１０の下部が貫挿されている（図２参照）。
【００１３】
この注入管１０は、有底の筒体からなっており、その下部周壁に吐出口１１を設けており、前記逆流防止体２０の突出部２３の内壁が弾性を有し弁部２１となって、上記吐出口１１を覆っている（図３参照）。
従って、上記弁部２１は、吐出口１１から素材の弾性以上の圧力がかかると弾性に抗して撓んで前記吐出口１１を開き、圧力が下がると弾性復帰力と外圧とによって上記吐出口１１を密閉するようになっている。
【００１４】
本実施例では、前記注入管１０と逆流防止体２０がセメンティング層６の適宜個所に埋設される。
この位置は、ケーシング３に取り付ける逆流防止体２０の位置を移動することで調整することができる。
【００１５】
これにより、逆流防止体２０は、前述のように弾性復帰力と深さに応じた外圧により、注入管１０の注入孔１１を塞ぎ、井戸孔２とケーシング３の間の地下水や、または、未固結のグラウト材が逆流入するのを防止できる。
また、既設のセメンティング層６に、グラウト材を注入する際は、注入管１０に注入するグラウト材に一定の注入圧力をかけることにより、逆流防止体２０をその注入圧力により押し開き、セメンティング層６にグラウト材を浸透させて、地盤の経年変化等により発生した隙間や亀裂に充填し、遮水性を回復させる（図３参照）。
【００１６】
また、注入管１０による注入の際に、注入圧力を昇圧することにより、周辺の固結した個所にクラックを発生させ、再セメンティング効果をあげることができる。
このセメンティング終了後、グラウト材が固化する前に、注入管１０は、その内部を洗浄すれば、以後もセメンティングを繰り返しおこなうことができる。
【００１７】
洗浄は、注入管１０内に、洗浄パイプを挿入して行ってもよい。
例えば、逆流防止弁２０の弁部２１で吐出口１１を塞いだ注入管１０内に水や洗浄液を流して洗浄すればよく、その水圧を弱くすれば、前記弁部２１は弾性力で維持されて開くことがないので、注入管１０の内部を清掃することができる。また、注入管１０内の水は吸引して外部へ排水してもよいし、そのまま放置してもよい。
【００１８】
上記実施例の場合に、注入管は底が無い貫通した筒状であってもよい。
この注入管１０’は、図４（ａ）に示すように無底であるため、初回は、そのまま注入管１０’の底の開口１０ａからグラウト材を注入することができ、効率よく注入しうる。
また、初回の注入後は、硬化する前に注入管１０’内部を洗浄しておけば図４（ｂ）に示すように硬化したグラウト材が注入管１０’の底の開口１０ａを塞ぐので前記実施例のような有底の注入管と同様の効果が得られる。
【００１９】
次ぎに、図５から図７に示す井戸構造および注入装置は、注入管１０がケーシング３の内側に保持され、または一体に形成されている。
注入管１０は前記実施例と同様の構成からなっており、下部に外向きの吐出口１１を有している。
【００２０】
一方、ケーシング３には、前記注入管１０の吐出口１１と連通する第２吐出口１３が形成されている。
この第２吐出口１３を覆うようにケーシング２の外側に、ゴムなどの弾性物質からなる環状の逆流防止体２０が外嵌されており、この場合も第２吐出口１３を塞ぐ個所が弁部２１となる。
そして、逆流防止体２０は、セメンティング層６に埋設される。
【００２１】
この実施例の場合は、逆流防止体２０が注入管１０の吐出口１１を直接閉塞するものではなく、ケーシングの第２吐出口１３を介して閉塞する点で異なるが、その他は前記実施例と同様である。
即ち、逆流防止体２０の弁部２１は、自身の弾力と深さに応じた外圧により、ケーシングの第２吐出口を塞ぎ、井戸孔とケーシングの間の地下水、または、未固結のグラウト材が逆流入するのを防止できる。
【００２２】
また、セメンティング層６にグラウト材を注入する時は、注入管１０に注入するグラウト材に一定の注入圧力をかけることにより、第２吐出口１３を介して逆流防止体２０の弁部２１をその注入圧力により押し開き、セメンティング層６にグラウト材を流出させることができる。
【００２３】
上記実施例では、注入管１０を４本設けたが、１本または２本以上であってもよい。
また、吐出口１１（第２実施例では第２吐出口１３）の位置は、１つの高さ位置に設定したが、上下に複数設けてもよい。
この場合に、図８で示すように、１つの注入管１０に高さ方向に複数の吐出口１１を設け、これらの吐出口１１に対応する個所にぞれぞれ逆流防止体２０を設ける構造であってもよい。
【００２４】
この場合は、各吐出口１１、１１から同時にグラウト材を吐出してセメンティングすることになる。
図示例では、注入管１０は、図１の第１実施例の場合と同じケーシング２の外側に配置する構成としたが、第２実施例のように内側に配置するものでもよい。
その場合の逆流防止体２０の構造は、図６に準じた形状となる。
【００２５】
あるいは、図９に示すように、複数設けた注入管１０の吐出口１１の高さを変えて、例えば４つのうちの対向する注入管１０は下方に吐出口１１を設け、これと隣接する注入管１０’では上方に吐出口１１’を設けて、注入管１０、１０’を使い分けてグラウト材を吐出してセメンティングする方法であってもよい。
図示例では、注入管１０、１０’は、図５の第２実施例の場合と同じケーシング２の内側に配置する構成としたが、第１実施例のように外側に配置するものでもよい。その場合の逆流防止体２０の構造は、図２に準じた形状となる。
【００２６】
また、上記実施例では逆流防止体２０をゴムなどの弾性物質とし、且つケーシング３に保持しうるようにしたので、吐出口１１を覆う弁部２１を別に形成する必要がなかったが、逆流防止体２０がケーシング３に保持されない場合には、前記吐出口１１、１３に対応する個所に弁部２１となる逆流防止体２０を設け、これらの間を連結部で連結してケーシング３に固定する構造が必要となる。
【００２７】
図１０（ａ）では、第１実施例の注入管１０にベルト状のゴムを外嵌して弁部２１となる逆流防止体２０とし、それぞれをバンドＢでケーシング３に固定している。
図１０（ｂ）では、ケーシング３に一対の保持部２５を固定し、ゴムベルト状の弁部２１となる逆流防止体２０を前記保持部２５で緊張状態で保持した構成からなっている。
【００２８】
その他、逆流防止体は弁の機能を有すればよくその形状は特に限定されず、またケーシングへの取付構成も限定されない。
また、この発明において注入管の素材は、その機能を達成することができればよく、金属、合成樹脂、木材その他特に限定されるものではない。
更に、上記実施例では水井戸について説明したが、この発明では水以外の井戸にも広く適用することができる。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
この発明では、上記のようにケーシングと井戸孔の隙間にモルタルなどのグラウト材を充填したセメンティング層に、グラウト材の充填を繰り返し行えるようにしたので、表層の汚染水がストレーナからケーシング内部へ浸入することを防ぎ、井戸の寿命を延ばすことができる。
また、表層の汚染水の流入を防ぐことができるので、浄化装置を増設する必要もない。
また、注入管と逆流防止体との簡単な構造からなるので、工業的量産に適し、井戸のメンテナンスを繰り返し行えるので大幅なコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の井戸構造を示す断面図である。
【図２】図１の注入装置の横断面図である。
【図３】図１の注入装置の吐出口と弁部とを示す拡大図である。
【図４】第１実施例の注入管が無底の場合を示す要部断面図であり、（ａ）はグラウト材の初回注入前、（ｂ）は注入後の状態を示す。
【図５】第２実施例の井戸構造を示す断面図である。
【図６】図５の注入装置の横断面図である。
【図７】図５の注入装置の吐出口と弁部とを示す拡大図である。
【図８】注入装置の別の実施例を示す側面図である。
【図９】注入装置の異なる実施例を示す側面図である。
【図１０】（ａ）は逆流防止体の別の実施例を示す側面図、（ｂ）は更に別の実施例の側面図である。
【符号の説明】
１      水井戸
２      井戸孔
３      ケーシング
３ａ    ストレーナ
４      フィルター層
５      シール層
６      セメンティング層
１０      注入管
１１      吐出口
２０      逆流防止体
２１      弁部
２３      突出部
２４      孔
【図１】
2004204497.tif 000003
【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】
2004204497.tif 000009
【図８】
2004204497.tif 000010
【図９】
2004204497.tif 000011
【図１０】
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