(57)【要約】【課題】  地盤に敷設した管の長手方向に沿って地下水や薬液等の液体を適切に注入できる液体注入工法、復水工法及び薬液注入工法の提供。【解決手段】    地盤の敷設孔８に、内外で隙間が形成される多重の井戸管９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを、敷設孔８の奥側から管径の小さい順で注入口をずらした状態で敷設する。これによって、井戸管の注入口は、敷設孔の長手方向で異なる場所に位置し、各管ごとに送られる各液体は、敷設孔の長手方向で異なる場所で各管の注入口から排出される。そして、各井戸管に取付けたパッカー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを膨張させ、複数の注入領域１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを区画形成する。これにより、各注入領域ごとの注入が可能であり、多重の井戸管の長手方向に沿って地下水や薬液等の液体を地盤に対して適切に注入することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に敷設した管を通じて、地盤に液体を注入する液体注入工法において、
内外で隙間が形成される少なくとも２本以上の多重管を、地盤に形成した敷設孔に、奥側から管径の小さい順で各管の液体注入口をずらした状態で敷設するとともに、各管に取付けたパッカーを敷設孔の内壁に圧接させて、隣接するパッカー間に少なくとも１本の管の注入口が開口する複数の注入領域を、敷設孔の長手方向に沿って区画形成し、該注入領域で地盤に液体を注入することを特徴とする液体注入工法。
【請求項２】
地盤を直線状又は曲線状に掘削する自在掘削工法にて敷設孔を形成する請求項１記載の液体注入工法。
【請求項３】
地盤に敷設した井戸管を通じて、揚水した地下水を地盤に返送する復水工法において、
内外で隙間が形成される少なくとも２本以上の多重の井戸管を、地盤に形成した敷設孔に、奥側から管径の小さい順で各井戸管の注入口をずらした状態で敷設するとともに、各井戸管に取付けたパッカーを敷設孔の内壁に圧接させて、隣接するパッカー間に少なくとも１本の井戸管の注入口が開口する複数の注入領域を、敷設孔の長手方向に沿って区画形成し、該注入領域で地盤に地下水を注入することを特徴とする復水工法。
【請求項４】
地盤を直線状又は曲線状に掘削する自在掘削工法にて、地面側から順に、斜め曲線状部分と横向き直線状部分とを有する井戸用の敷設孔を形成する請求項３記載の復水工法。
【請求項５】
地盤に敷設した薬液注入管を通じて、地盤改良域に薬液を注入する薬液注入工法において、
内外で隙間が形成される少なくとも２本以上の多重の薬液注入管を、地盤に形成した敷設孔に、奥側から管径の小さい順で各薬液注入管の注入口をずらした状態で敷設するとともに、各薬液注入管に取付けたパッカーを敷設孔の内壁に圧接させて、隣接するパッカー間に少なくとも１本の薬液注入管の注入口が開口する複数の薬液注入領域を、敷設孔の長手方向に沿って区画形成し、該注入領域で地盤に薬液を注入することを特徴とする薬液注入工法。
【請求項６】
地盤を直線状又は曲線状に掘削する自在掘削工法にて敷設孔を形成する請求項５記載の薬液注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤から揚水した地下水を復水したり地盤に土壌汚染回復用の薬液を注入する工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設工事や地下工事等では、地盤の掘削時に湧き出す地下水が作業障害になる。このため現場では、これを一旦揚水し、例えば下水道に排水することもあるが、下水道の利用コストの削減や、地下水環境の保全のため、揚水した地下水を地盤に返送することが行われている（特許文献１）。その具体的方法の一例は、例えば図２で示すように、地盤に揚水領域と返送領域とを仕切るパイルなどの隔壁１を地盤に打込み、揚水領域に建て込んだ揚水管２と図外のポンプを使って、地下水Wを揚水する。汲み上げられた地下水Wは、地上の貯水タンク３に一旦溜め込まれ、そこから圧送ポンプ４を使って、地盤に敷設した単管構成の井戸管５から地盤の透水層にリチャージされる。なお、一般的には、井戸管５の地上側における地盤の不透水層に対応する部分には、薬液注入によって、その敷設孔と井戸管５との隙間から地下水が逆流するのを阻止するパッカー部６が形成される。
【特許文献１】特開２０００−２５６５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この図２で示す従来工法では、地下水Wの流量制御が難しいという問題ある。つまり、揚水した地下水Wは圧送ポンプ４により井戸管５に送られるが、地下水位６の上下における圧力の大小関係で、送量によっては、地下水位６に近い位置で大量に噴き出し、そこから先端側にかけては徐々に水量が少なくなってしまい、本来返送を意図する井戸管５の水平部分では復水効果が十分に得られないことがある。こうした問題は、以上のような復水工法に固有の問題ではなく、前記のような井戸管５を用いて地盤の土壌汚染領域に汚染改良用の薬液を注入するような場合であっても同様の現象が発生し、復水工法と共通の課題とされている。
【０００４】
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、地盤に敷設した管の長手方向に沿って地下水や薬液等の液体を適切に注入できる技術、つまり液体注入工法、復水工法及び薬液注入工法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成すべく、本発明は、地盤に敷設した管を通じて、地盤に液体を注入する液体注入工法について、内外で隙間が形成される少なくとも２本以上の多重管を、地盤に形成した敷設孔に、奥側から管径の小さい順で各管の液体注入口をずらした状態で敷設するとともに、各管に取付けたパッカーを敷設孔の内壁に圧接させて、隣接するパッカー間に少なくとも１本の管の注入口が開口する複数の注入領域を、敷設孔の長手方向に沿って区画形成し、該注入領域で地盤に液体を注入することを特徴とした。
【０００６】
また、本発明は、地盤に敷設した井戸管を通じて、揚水した地下水を地盤に返送する復水工法について、内外で隙間が形成される少なくとも２本以上の多重の井戸管を、地盤に形成した敷設孔に、奥側から管径の小さい順で各井戸管の注入口をずらした状態で敷設するとともに、各井戸管に取付けたパッカーを敷設孔の内壁に圧接させて、隣接するパッカー間に少なくとも１本の井戸管の注入口が開口する複数の注入領域を、敷設孔の長手方向に沿って区画形成し、該注入領域で地盤に地下水を注入することを特徴とした。
【０００７】
さらに、本発明は、地盤に敷設した薬液注入管を通じて、地盤改良域に薬液を注入する薬液注入工法について、内外で隙間が形成される少なくとも２本以上の多重の薬液注入管を、地盤に形成した敷設孔に、奥側から管径の小さい順で各薬液注入管の注入口をずらした状態で敷設するとともに、各薬液注入管に取付けたパッカーを敷設孔の内壁に圧接させて、隣接するパッカー間に少なくとも１本の薬液注入管の注入口が開口する複数の薬液注入領域を、敷設孔の長手方向に沿って区画形成し、該注入領域で地盤に薬液を注入することを特徴とした。
【０００８】
前記液体注入工法、復水工法、薬液注入工法では、地盤の敷設孔に、内外で隙間が形成される少なくとも２本以上の多重管を、敷設孔の奥側から管径の小さい順で注入口をずらした状態で敷設する。これによって、各管の注入口は、敷設孔の長手方向で異なる場所に位置することになる。つまり、各管ごとに送られる各液体は、敷設孔の長手方向で異なる場所で各管の注入口から排出される。そして、各管に取付けたパッカーを敷設孔の内壁に圧接させて、隣接するパッカー間に少なくとも１本の管の注入口が開口する複数の注入領域を、敷設孔の長手方向に沿って区画形成する。つまり、注入領域ごとに入側と出側を設けることで、各注入領域ごとの注入が可能であり、管の長手方向に沿って地下水や薬液等の液体を地盤に対して適切に注入することができる。
【０００９】
このように、前記各本発明の工法では、注入領域ごとの注入が可能である。このため、複数の注入領域のそれぞれについて注入・非注入を選択的に実行するものとして構成することができる。よって、施工現場の地盤環境に応じた柔軟性のある多様な注入設計による実効性ある注入が可能である。そして、注入領域ごとの注入が可能であるから、所定の注入領域では揚水した地下水の復水を、他の注入領域では地盤改良の薬液注入を行うものとして構成できる。よって、異種工法の統合による重複労力の軽減、施工コストの削減など様々な統合効果が得られる。
【００１０】
以上の各工法については、パッカーが膨縮可能なものとして構成できる。これによれば、パッカーを縮小させることで、多重管の敷設や回収を容易に行うことができ、パッカーを膨張させることで、敷設孔の内壁に対して追従変形により密着し、高いパッカー効果が得られる。
【００１１】
また、本発明は、前記液体注入工法と薬液注入工法について、地盤を直線状又は曲線状に掘削する自在掘削工法にて敷設孔を形成するものと構成される。
【００１２】
したがって、地盤内の特定箇所への液体注入と薬液注入が行えるため、注入精度を高めることができ、作業効率を向上できる。
【００１３】
さらに、本発明は、前記復水工法について、地盤を直線状又は曲線状に掘削する自在掘削工法にて、地面側から順に、斜め曲線状部分と横向き直線状部分とを有する水平井戸用の敷設孔を形成するものと構成される。
【００１４】
したがって、異方性を有する地盤の帯水層（透水層）における所定箇所に水平井戸を確実に敷設することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液体注入工法、復水工法、薬液注入工法は、各注入領域ごとに独立した流量制御が可能である。このため、管の長手方向に沿って地下水や薬液等の液体を地盤に対して適切に注入することができる。また、各管ごとの注入により、各注入領域ごとに注入・非注入を選択して、施工現場の地盤環境に応じた柔軟性のある多様な注入設計による、実効性ある注入が可能である。さらに、各管ごとの注入により、所定の注入領域では揚水した地下水の復水を、他の注入領域では地盤改良の薬液注入を行うものとして、異種工法の統合による重複労力の軽減、施工コストの削減など様々な統合効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、図２の従来例と同様に地盤に地下水を返送する復水工法について説明し、従来例と同じ重複説明は省略する。
【００１７】
図１で示すように、地盤の敷設孔８には、内外で隙間を形成する多重の井戸管９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが敷設される。本形態の敷設孔８は、地盤を直線状及び曲線状に自在掘削する自在掘削工法により形成される。各井戸管９ａ〜９ｄは、地盤への地下水Ｗの注入口となる先端が、敷設孔８の長手方向で、それぞれ異なる場所に位置するように敷設される。各井戸管９ａ〜９ｄの後端（地上に到達する管端）は、それぞれが個別に圧送ポンプ４に接続されており、各々独立した流量制御によって地下水Ｗが注入される。したがって、井戸管９ａ〜９ｄごとに送られる各地下水Ｗは、敷設孔８の長手方向の異なる場所で、先端の注入口からそれぞれ独立した流量制御の下に排出される。
【００１８】
各井戸管９ａ〜９ｄの先端手前には、パッカー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが取付けられている。これらは、図示しないエアー供給管を介して地上からの空気の供給により膨張して、敷設孔８に対してその壁面形状に沿って追従変形しつつ圧接する。一方、これを縮小させれば、邪魔にならずに各井戸管９ａ〜９ｄの敷設や回収を容易に行うことができる。
【００１９】
そして、パッカー１０ａ〜１０ｄが、前記のように膨張し敷設孔８に圧接すると、各井戸管９ａ〜９ｄが敷設孔８の略孔軸に沿って支持されるとともに、敷設孔８にはその長手方向に沿ってそれぞれ独立した注入領域１１ａ〜１１ｄが区画形成される。
【００２０】
具体的には、注入領域１１ａはパッカー１０ａによって区画形成され、そこからは井戸管９ａの管内を圧送される地下水Ｗが注入される。注入領域１１ｂはパッカー１０ａ，１０ｂによって区画形成され、そこからは井戸管９ｂの管内を圧送される地下水Ｗが注入される。注入領域１１ｃはパッカー１０ｂ，１０ｃによって区画形成され、そこからは井戸管９ｃの管内を圧送される地下水Ｗが注入される。注入領域１１ｄはパッカー１０ｃ，１０ｄによって区画形成され、そこからは井戸管９ｄの管内を圧送される地下水Ｗが注入される。
【００２１】
こうした、各注入領域１１ａ〜１１ｄごとの注入により、地下水Ｗを地盤に対して適切に注入することができる。また、本形態では、各井戸管９ａ〜９ｄがそれぞれ独立して圧送ポンプ４に接続されるため、各井戸管９ａ〜９ｄごとに厳密な流量制御が可能となる。したがって、それぞれの注入領域１１ａ〜１１ｄ周辺の地盤環境に応じて、注入量を異ならせたり、あるいは注入・非注入を選択的に実行することも可能となる。さらに、本形態で注入領域１１ｄを区画形成するパッカー１０ｄは、従来例のように地盤の不透水層で固結して形成される、地下水Ｗの逆流阻止用のパッカーとしても機能する。したがって、井戸管９ａ〜９ｄを回収しても地盤には、固結した従来のパッカーのような異物が残らない。
【００２２】
また、以上のような各井戸管９ａ〜９ｄの敷設孔８への敷設は、どの井戸管９ａ〜９ｄから敷設してもよいが、例えば井戸管９ａを最初に敷設してからパッカー１０ａを膨張させた状態とし、次にその外側の井戸管９ｂを敷設する、といった具合に内側から外側にかけて順次、管敷設、パッカー膨張、管敷設、パッカー膨張、・・・のように敷設すれば、パッカー１０ａが膨張することで井戸管９ａが敷設孔８の略孔軸上に支持されるので、井戸管９ｂの先端を敷設孔８の孔壁と擦らせずに推進させることができ、推進効率や井戸管９ｂの摺動による破損・裂損等の発生を抑制できる。
【００２３】
前記実施形態については、様々な変形実施が可能である。すなわち、前記形態では、復水工法を例示したが、地盤の土壌汚染回復用の薬液を注入する薬液注入工法にも適用することができる。また、例えば注入領域１１ｄについては、地盤改良用の薬液を注入する薬液注入工法を行い、その他の注入領域１１ａ〜１１ｃについては、地下水Ｗを注入する復水工法を行うといった具合に、異種工法を統合した液体注入工法として実施することも可能である。
【００２４】
前記形態では、４本の井戸管９ａ〜９ｄを例示したが、前述のような複数の注入領域を形成する技術思想は、少なくとも２本の井戸管を使用すれば実現される。したがって、２本以上であれば、４本でなくても良い。
【００２５】
前記形態で示した井戸管を含め、地盤に敷設する多重管（注入管）は、施工条件や液体の注入条件に応じて、材質や長さ管径などを適宜選定することが可能である。
【００２６】
前記形態では、各井戸管９ａ〜９ｄの先端を注入口としたが、先端は蓋をして、外周面に注入口を形成してもよい。この場合には、前記実施形態の図１で示したよりも、先端から距離をおいた位置にパッカー１０ａ〜１０ｄを取付けることになる。
【００２７】
前記形態では、各井戸管９ａ〜９ｄごとに圧送ポンプ４に接続し、それぞれ独立して流量制御をする例を示したが、各井戸管９ａ〜９ｄごとに厳密な流量制御が必要とされない場合には、各井戸管９ａ〜９ｄを一括して、あるいは数本ごとに纏めて、圧送ポンプ４に接続するようにしてもよい。
【００２８】
前記形態では、パッカー１０ａ〜１０ｄとして空気で膨張するものを例示したが、例えば地下水Ｗのような液体で膨張するものであってもよい。また、前記形態では、パッカー１０ａ〜１０ｄを各井戸管９ａ〜９ｄに一つずつ取付ける例を示したが、それ以上であっても良い。
【００２９】
前記形態では、自在掘削工法により削孔した敷設孔８を例示したが、発進坑としての縦坑を（場合によっては到達坑としての縦坑をも）掘削し、縦坑から水平に井戸管を敷設するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態による復水工法を模式的に示す説明図。
【図２】一従来例による復水工法を模式的に示す説明図。
【符号の説明】
【００３１】
１    隔壁
２    揚水管
３    貯水タンク
４    圧送ポンプ
５    井戸管
６    パッカー部
７    地下水位
８    敷設孔
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  井戸管（多重管）
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ    パッカー
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ    注入領域
W    地下水
【図１】
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【図２】
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