(57)【要約】【課題】地下構造物が地下水流動に与える影響を低減するためのシステムであって、地下水の流動方向の変化に対応可能であり、且つ非線状の独立した地下構造物に適用可能な流動保全システムを提供する。【解決手段】帯水層２２が存在する地盤２１に設けられた地下構造物２０を囲むように、地盤内に複数の縦水路１１がそれぞれ離隔して設けられ、縦水路には帯水層に対応する位置に水出入口１１ａが設けられ、複数の縦水路の全てを連通させる横水路１２が設けられた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯水層が存在する地盤に地下構造物を設けた場合に、該地下構造物が地下水流動に与える影響を低減するためのシステムであって、前記地下構造物を囲むように地盤内に複数の縦水路がそれぞれ離隔して設けられ、該縦水路には帯水層に対応する位置に地下水の出入口が設けられ、前記複数の縦水路の全てを連通させる横水路が設けられたことを特徴とする地下水の流動保全システム。
【請求項２】
前記横水路と前記縦水路とのそれぞれの接続部に、開閉可能な弁が設けられた請求項１記載の地下水の流動保全システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、帯水層が存在する地盤に地下構造物を設けた場合に、地下構造物が地下水流動を阻害しないように保全するためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境問題や景観への配慮から、鉄道や道路などの線状の土木構造物を地下に構築することが増えてきている。これらの地下構造物を施工する際には、図２に示したように、止水性の土留め壁６１を設けて地盤を掘削しており、この土留め壁６１は、鋼板、コンクリートあるいはソイルセメントなどの材料により構築され、施工後にも地中に残されることが多い。例えば、難透水層６３の上に帯水層６４が存在し、この帯水層６４に地下水の流れがある場合、土留め壁６１や地下構造物６２により地下水の流れが遮断され、上流側では地下水位が上昇する一方で、下流側では地下水位が低下する。このような水位変化や他の条件の変化は、地下水・地盤環境に影響を及ぼして様々な問題を生じることがある。
【０００３】
このような環境問題を解決するために地下水の流動保全工法が提案されており、これは、地下構造物や土留め壁により遮断される帯水層の上流側に地下水を集水する手段を設け、ここから下流側まで延びる通水管を地下構造物の下に設け、この通水管により上流側から下流側へ地下水を通して再び地盤中に還元するものである。
以上のような地下水の流動保全工法は、地下水の流れる方向が一定している地盤に、鉄道や道路などの線状構造物を構築する場合を対象とするものである。したがって、地下構造物が非線状の独立したものである場合には、集水部と排水部をそれぞれ上流側と下流側に対応するように配置するのが難しく、また地下水の流れる方向が変化する地盤では、いずれか一方向への地下水の流れは遮断されてしまうため、地盤環境に及ぼす悪影響は排除できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その課題は、地下水の流動方向の変化に対応可能であり、且つ非線状の独立した地下構造物に適用可能な流動保全システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、帯水層が存在する地盤に地下構造物を設けた場合に、該地下構造物が地下水流動に与える影響を低減するためのシステムであって、前記地下構造物を囲むように地盤内に複数の縦水路がそれぞれ離隔して設けられ、該縦水路には帯水層に対応する位置に水出入口が設けられ、前記複数の縦水路の全てを連通させる横水路が設けられたことを特徴とする地下水の流動保全システムが提供される。
本発明の地下水の流動保全システムでは、複数の縦水路が地下構造物を囲む配置で地盤内に設けられ、この縦水路の全てが横水路で連通されているため、地下構造物に対していずれの方向が上流、下流になったとしても、地下水は上流側に位置する縦水路に流れ込み、横水路を通って下流側の縦水路から地盤に戻される。したがって、たとえ、地下水の流れる方向が環境条件などにより変化しても、地下水の流れは遮断されず、地盤環境を保全することが可能になった。
【０００６】
本発明の地下水の流動保全システムにおいて、前記横水路と前記縦水路とのそれぞれの接続部には開閉可能な弁を設けても良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）（ｂ）は本発明の地下水の流動保全システム１０を示す平面図及び側面図である。
図１において、地下構造物２０は、ほとんどの部分が地盤２１内に埋設されており、下端部分が帯水層２２まで延びているものである。本発明の流動保全システム１０は、このような地下構造物２０を取り囲むように、縦水路１１としての井戸を複数本、所定間隔で地盤２１，２２内に設け、これらの縦水路の全てが連通するように横水路１２を設け、各縦水路１１と横水路１２との接続管部分に開閉弁１３が設けられている。
【０００８】
ここで、各縦水路１１は、例えば、管体が所定深さまで地盤２１，２２内に打設され、管体の上端に必要に応じて開閉弁１４が取り付けられている。この管体の下端部には複数の開口が穿設されてストレーナー１１ａが形成され、管体の下端部は底蓋により塞がれている。このストレーナー１１ａは、地下構造物２０により遮断される透水性の高い帯水層２２内に位置するように設けられる。ストレーナー１１ａの周りには、フィルター材として珪砂が充填され、フィルター材の上方には泥土やセメント等が混合された混合物が充填され、これにより、縦水路１１内への流入対象とされる帯水層は限定される。管体の内部は洗浄されて通水機能が保持される。
【０００９】
前記横水路１２は、縦水路１１における管体の地上に突き出た部分に連通するように管体が設けられて形成され、この横水路１２と管体との間に開閉弁１３が取り付けられる。この横水路１２としての管体は、一方の縦水路から流入した水が他方の縦水路へ速やかに流出するように、ほぼ水平に設けることが好ましい。
なお、地下水位が比較的低い場合には、図示はしないが、横水路１２としての管体を、地下構造物の内部における地下水位よりも低い位置に配設し、地下構造物の外側に設けられた縦水路１１と接続し、この接続部分に開閉弁を配置するように構成しても良い。さらに、これ以外にも、横水路１２としての管体を地下構造物の外側の地盤内に配設し、これを縦水路１１と接続し、この接続部分に開閉弁を配置するように構成しても良い。
【００１０】
次に、地下水の流動保全システム１０の作用について説明する。
最初に、全ての縦水路１１と横水路１２の全長に水を満たす工程を実施する。この水充填工程は、例えば、縦水路１１と横水路１２を接続する全ての開閉弁１３を閉鎖し、給水口を通して横水路１２の内部に水を充填し、次に、縦水路１１の開閉弁１４を開放し、それぞれの縦水路１１に吸引装置を接続して地下水を吸い上げ、開閉弁１４を閉鎖した後に、全ての開閉弁１３を開放すれば、縦横水路１１，１２の全長に水が満たされる。
また他の水充填方法としては、開閉弁１３，１４を開放し、いくつかの開閉弁１３から給水し、他の開閉弁１３から空気抜きを行ない、縦水路１１と横水路１２の内部に水を充填した後に、すべての開閉弁１４を閉鎖すれば、上記と同様に、縦横水路１１，１２の全長に水が満たされる。
【００１１】
以上のようにして、縦横水路１１，１２の全長に水が満たされると、サイホンの原理により地下水位の上流側から下流側への地下水の流れが生じる。すなわち、下流側に位置している縦水路１１の地下水は管内を降下し、この地下水の降下に連れて横水路１２の水が縦水路１１に流入し、同時に、上流側の帯水層２２の地下水は、縦水路１１下端のストレーナー１１ａから管内に引き込まれて上昇して横水路１２に流入し、上流側から下流側への地下水の流れが生じる。
したがって、例えば、図１（ａ）における矢印Ｗ１方向から地下構造物２０に向けて地下水が流れている場合には、この上流側から縦水路１１と横水路１２を通過して地下構造物２０の逆側まで流れ、地下水は再び帯水層２２に環流される。また何らかの要因により、地下水の流れる方向が矢印Ｗ２方向へ逆転したとしても、この水流方向の転換にしたがって、縦水路１１と横水路１２を通過する地下水の流れる方向も上流側から下流側へと変化し、地下水の帯水層２２への環流は継続される。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の地下水流動保全システムでは、複数の縦水路が地下構造物を囲む配置で設けられ、この縦水路の全てが横水路で連通されているので、地下構造物に対していずれの方向が上流側、下流側になったとしても、横水路が縦水路のバイパス水路として機能し、地下水は、上流側から下流側に流れて地盤に戻される。したがって、たとえ、地下構造物を構築した後に、地下水の流れる方向が変化しても、地下水の流れは遮断されず、地盤環境を保全することが可能になった。
また縦水路には上端に開閉可能な弁が設けられ、横水路と縦水路とのそれぞれの接続部にも開閉可能な弁が設けられたので、それぞれの縦水路の水理管理が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地下水の流動保全システムであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】地盤内の地下水流について説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０  流動保全システム
１１  縦管
１２  横管
１３  開閉弁
１４  開閉弁
２０  地下構造物
２１  地盤
２２  帯水層
【図１】
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【図２】
2004353383.tif 000004