(57)【要約】【課題】  本発明は、掘削作業で発生した濁水を再利用することにより河川等から汲み上げる水の量を少なくすると共に濁水を清水にして河川等に流すことにより自然環境にもやさしい水圧掘削杭埋設装置及び掘削作業において水の使用量を少なくできる水圧掘削杭埋設方法を提供する。【解決手段】  鋼矢板杭２６を地中に圧入する杭圧入装置１２の近くには濁水を回収する濁水回収装置１４が設けられている。この濁水回収装置１４で回収された濁水は一次沈殿槽１６に供給されて一次沈殿槽１６に設けられた濁水吐出室４４と濁水供給室４６を通過して二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８を構成する二次沈殿槽５０に供給される。この二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８の横には濁水上水が供給される濁水低圧流量ポンプ装置２０と清水が供給される清水高圧流量ポンプ装置２２が設置されている。。【選択図】  図１
2005083084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤や岩盤を水圧で掘削すると共に杭圧入装置で杭を地中に埋め込む水圧掘削杭埋設装置であって、前記杭に配設される導水管と、前記杭を地中に圧入する杭圧入装置と、前記導水管から噴射された後に濁水となった濁水を回収する濁水回収装置と、この濁水回収装置で回収された濁水が供給される一次沈殿槽と、この一次沈殿槽に設けられて一次沈殿槽を濁水吐出室と濁水供給室とに区画すると共に小さい孔が多数貫通形成された区画板と、二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成すると共に前記一次沈殿槽の濁水供給室の濁水上水が供給される二次沈殿槽と、この二次沈殿槽と共に前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成する凝集沈降剤混合装置と、この凝集沈降剤混合装置に設けられると共に濁水上水を清水にする凝集沈降剤が収容された凝集沈降剤投入ホッパーと、一端部が前記一次沈殿槽の濁水吐出室に配設されて他端部が前記凝集沈降剤投入ホッパーに接続されると共に前記凝集沈降剤投入ホッパーに収容された凝集降下剤を二次沈殿槽の濁水上水と混合させて凝集沈降剤が混じった濁水上水を前記一次沈殿槽に供給するインゼクタと、前記二次沈殿槽に貯まった濁水上水が供給される濁水低圧流量ポンプ装置の濁水上水水槽と、前記濁水低圧流量ポンプ装置に設けられて前記濁水上水水層に貯まった濁水上水を前記導水管に圧送する低圧流量ポンプと、前記二次沈殿槽に貯まった清水が供給される清水高圧流量ポンプ装置の清水水槽と、前記清水高圧流量ポンプ装置に設けられて前記清水水層に貯まった清水を前記導水管に圧送する高圧流量ポンプと、を有してなることを特徴とする水圧掘削杭埋設装置。
【請求項２】
地盤や岩盤を水圧で掘削すると共に杭圧入装置で杭を地中に圧入する水圧掘削杭埋設装置であって、前記杭に配設される二重導水管と、この二重導水管を構成する低圧導水管と、この低圧導水管に挿入されて低圧導水管と共に前記二重導水管を構成する高圧導水管と、前記杭を地中に圧入する杭圧入装置と、前記導水管から噴射された後に濁水となった濁水を回収する濁水回収装置と、この濁水回収装置で回収された濁水が供給される一次沈殿槽と、この一次沈殿槽に設けられて一次沈殿槽を濁水吐出室と濁水供給室とに区画すると共に小さい孔が多数貫通形成された区画板と、二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成すると共に前記一次沈殿槽の濁水供給室の濁水上水が供給される二次沈殿槽と、この二次沈殿槽と共に前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成する凝集沈降剤混合装置と、この凝集沈降剤混合装置に設けられると共に濁水上水を清水にする凝集沈降剤が収容された凝集沈降剤投入ホッパーと、一端部が前記一次沈殿槽の濁水吐出室に配設されて他端部が前記凝集沈降剤投入ホッパーに接続されると共に前記凝集沈降剤投入ホッパーに収容された凝集降下剤を二次沈殿槽の濁水上水と混合させて凝集沈降剤が混じった濁水上水を前記一次沈殿槽に供給するインゼクタと、前記二次沈殿槽の濁水上水が供給される濁水低圧流量ポンプ装置の濁水上水水槽と、前記濁水低圧流量ポンプ装置に設けられて前記濁水上水水層に貯まった濁水上水を前記低圧導水管に圧送する低圧流量ポンプと、一端部が前記低圧導水管に接続されて他端部が前記濁水低圧流量ポンプに接続されて濁水上水を前記低圧導水管に供給する低圧導水ホースと、清水高圧流量ポンプ装置に設けられて二次沈殿槽に貯まった清水が供給される清水水槽と、前記清水高圧流量ポンプ装置に設けられて前記清水水層に貯まった清水を前記高圧導水管に圧送する高圧流量ポンプと、一端部が前記高圧導水管に接続されて他端部が前記清水高圧流量ポンプに接続されて清水を前記高圧導水管に供給する高圧導水ホースと、この高圧導水ホースに設けられて噴射された濁水上水が逆流して高圧導水ホースから高圧流量ポンプに入り込むのを阻止する清水用逆止弁と、を有してなることを特徴とする水圧掘削杭埋設装置。
【請求項３】
杭を地中に圧入する杭圧入装置と、前記杭に配設される二重導水管と、この二重導水管を構成すると共に下部の低圧ノズルから水を噴射する低圧導水管と、この低圧導水管に挿入されて低圧導水管と共に前記二重導水管を構成すると共に下部に設けられた高圧ノズルから水を噴射する高圧導水管と、を備えてなる水圧掘削杭埋設装置を使用して杭を地中に埋設する水圧掘削杭埋設方法であって、軟らかい地盤を掘削する場合は前記低圧導水管のみから水を噴射させて軟らかい地盤を掘削し、硬い地盤を掘削する場合は前記低圧導水管から水を噴射させると共に前記高圧導水管からも水を噴射させることにより硬い地盤を掘削することを特徴とする水圧掘削杭埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を噴射させて地盤や岩盤等を掘削して杭を地中に埋設する場合に使用される水圧掘削杭埋設装置及び水圧掘削杭埋設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木建築基礎工事において鋼矢板杭，鋼管杭，Ｈ鋼杭等の杭を地中に圧入して埋め込む場合は杭の外側に二重導水管を取り付けて二重導水管の低圧導水管と高圧導水管からそれぞれ水を同時に噴射させて水圧で地盤や岩盤を掘削して杭を圧入する方法が用いられる場合がある。
このように水圧で地盤や岩盤を掘削して鋼矢板杭等の杭を地中に埋設する場合は、作業現場近くの河川や池等の水をポンプで汲み上げてホースを介して前記二重導水管の低圧導水管と高圧導水管に圧送し、低圧導水管及び高圧導水管の先端にそれぞれ固定されたノズルから前記水を同時噴射して地盤や地盤を噴流掘削し、杭圧入装置で鋼矢板杭等の杭を地中に圧入して杭を埋設している。
ところで、河川や池等から汲み上げられて地盤や岩盤を掘削した水は地中の土砂や小石等が混じって濁水となり地表に噴出するが噴出した濁水はそのまま再び河川や池等に流している。
このため、河川や池等には水圧掘削作業で発生した濁水がそのまま流れ込むため河川や池の汚染原因となり自然環境に好ましくないという不具合がある。
さらに、従来においては水圧掘削作業の開始から終了まで河川や池等から水を連続してポンプで汲み上げて二重導水管から噴射しているため、河川や池の水の浪費につながるという不具合がある。
また、従来においては地表に近い軟らかい地盤を掘削する場合でも二重導水管の低圧導水管と高圧導水管から同時に水を噴射させて水圧で地盤を掘削していたので使用する水が多くなり水の浪費につながるという不具合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり掘削作業で発生した濁水を再利用することにより河川や池等から取り入れる水の全体量を少なくすると共に掘削作業で発生した濁水を清水にして河川や池等に流すことにより水を汚染しないで自然環境にやさしい水圧掘削杭埋設装置及び軟らかい地盤を掘削する場合は低圧導水管のみを使用して掘削する水圧掘削杭埋設方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明は、地盤や岩盤を水圧で掘削すると共に杭圧入装置で杭を地中に埋め込む水圧掘削杭埋設装置であって、前記杭に配設される導水管と、前記杭を地中に圧入する杭圧入装置と、前記導水管から噴射された後に濁水となった濁水を回収する濁水回収装置と、この濁水回収装置で回収された濁水が供給される一次沈殿槽と、この一次沈殿槽に設けられて一次沈殿槽を濁水吐出室と濁水供給室とに区画すると共に小さい孔が多数貫通形成された区画板と、二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成すると共に前記一次沈殿槽の濁水供給室の濁水上水が供給される二次沈殿槽と、この二次沈殿槽と共に前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成する凝集沈降剤混合装置と、この凝集沈降剤混合装置に設けられると共に濁水上水を清水にする凝集沈降剤が収容された凝集沈降剤投入ホッパーと、一端部が前記一次沈殿槽の濁水吐出室に配設されて他端部が前記凝集沈降剤投入ホッパーに接続されると共に前記凝集沈降剤投入ホッパーに収容された凝集降下剤を二次沈殿槽の濁水上水と混合させて凝集沈降剤が混じった濁水上水を前記一次沈殿槽に供給するインゼクタと、前記二次沈殿槽に貯まった濁水上水が供給される濁水低圧流量ポンプ装置の濁水上水水槽と、前記濁水低圧流量ポンプ装置に設けられて前記濁水上水水層に貯まった濁水上水を前記導水管に圧送する低圧流量ポンプと、前記二次沈殿槽に貯まった清水が供給される清水高圧流量ポンプ装置の清水水槽と、前記清水高圧流量ポンプ装置に設けられて前記清水水層に貯まった清水を前記導水管に圧送する高圧流量ポンプと、を有してなることを特徴としている。
請求項２の発明は、地盤や岩盤を水圧で掘削すると共に杭圧入装置で杭を地中に圧入する水圧掘削杭埋設装置であって、前記杭に配設される二重導水管と、この二重導水管を構成する低圧導水管と、この低圧導水管に挿入されて低圧導水管と共に前記二重導水管を構成する高圧導水管と、前記杭を地中に圧入する杭圧入装置と、前記導水管から噴射された後に濁水となった濁水を回収する濁水回収装置と、この濁水回収装置で回収された濁水が供給される一次沈殿槽と、この一次沈殿槽に設けられて一次沈殿槽を濁水吐出室と濁水供給室とに区画すると共に小さい孔が多数貫通形成された区画板と、二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成すると共に前記一次沈殿槽の濁水供給室の濁水上水が供給される二次沈殿槽と、この二次沈殿槽と共に前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置を構成する凝集沈降剤混合装置と、この凝集沈降剤混合装置に設けられると共に濁水上水を清水にする凝集沈降剤が収容された凝集沈降剤投入ホッパーと、一端部が前記一次沈殿槽の濁水吐出室に配設されて他端部が前記凝集沈降剤投入ホッパーに接続されると共に前記凝集沈降剤投入ホッパーに収容された凝集降下剤を二次沈殿槽の濁水上水と混合させて凝集沈降剤が混じった濁水上水を前記一次沈殿槽に供給するインゼクタと、前記二次沈殿槽の濁水上水が供給される濁水低圧流量ポンプ装置の濁水上水水槽と、前記濁水低圧流量ポンプ装置に設けられて前記濁水上水水層に貯まった濁水上水を前記低圧導水管に圧送する低圧流量ポンプと、一端部が前記低圧導水管に接続されて他端部が前記濁水低圧流量ポンプに接続されて濁水上水を前記低圧導水管に供給する低圧導水ホースと、清水高圧流量ポンプ装置に設けられて二次沈殿槽に貯まった清水が供給される清水水槽と、前記清水高圧流量ポンプ装置に設けられて前記清水水層に貯まった清水を前記高圧導水管に圧送する高圧流量ポンプと、一端部が前記高圧導水管に接続されて他端部が前記清水高圧流量ポンプに接続されて清水を前記高圧導水管に供給する高圧導水ホースと、この高圧導水ホースに設けられて噴射された濁水上水が逆流して高圧導水ホースから高圧流量ポンプに入り込むのを阻止する清水用逆止弁と、を有してなることを特徴としている。
請求項３の発明は、杭を地中に圧入する杭圧入装置と、前記杭に配設される二重導水管と、この二重導水管を構成すると共に下部の低圧ノズルから水を噴射する低圧導水管と、この低圧導水管に挿入されて低圧導水管と共に前記二重導水管を構成すると共に下部に設けられた高圧ノズルから水を噴射する高圧導水管と、を備えてなる水圧掘削杭埋設装置を使用して杭を地中に埋設する水圧掘削杭埋設方法であって、軟らかい地盤を掘削する場合は前記低圧導水管のみから水を噴射させて軟らかい地盤を掘削し、硬い地盤を掘削する場合は前記低圧導水管から水を噴射させると共に前記高圧導水管からも水を噴射させることにより硬い地盤を掘削することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１及び請求項２の本発明は、水圧掘削作業で発生した濁水を再利用して掘削作業を行なうため、従来のように河川や池等から連続的に水を汲み上げる必要がないので水の浪費を防止して水資源の保護に役立つという優れた効果を有する。
また、請求項１及び請求項２の本発明は水圧掘削作業で噴出した濁水を清水にしてから河川や池等に流すため河川や池等の水質汚染を防止して自然環境の保護に役立つという優れた効果を有する。
請求項３の本発明は軟らかい地盤の掘削は高圧導水管を使用しないで低圧導水管をのみを使用して掘削するので掘削に使用する水の浪費を抑えることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
発明を実施するために最良の形態の例として以下のような実施例を示す。
【実施例１】
【０００７】
図１〜図３には本発明に水圧掘削杭埋設装置の一実施例が示されている。なお、この実施例では水圧掘削杭埋設装置を使用して杭の一種である鋼矢板杭を地中に圧入する場合を例にして説明する。
図１及び図２に示されるように、この水圧掘削杭埋設装置１０は杭圧入装置１２、濁水回収装置１４、蛤型一次沈殿槽１６、二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８、濁水低圧流量ポンプ装置２０、清水高圧流量ポンプ装置２２から構成されている。
前記杭圧入装置１２は公知のパイラー２４であってパイラー２４によって鋼矢板杭２６を地中２７に圧入できるようになっている。この鋼矢板杭２６の外側には鋼矢板杭２６の長手方向に沿って二重導水管２８が着脱可能に取り付けられている。
図３に示されるように、この二重導水管２８は外側に位置する低圧導水管３０と低圧導水管３０に同心状に挿入された高圧導水管３２とから構成されている。前記低圧導水管３０の下端部には低圧ノズル３０Ａが設けられ、高圧導水管３２の下端部には高圧ノズル３２Ａが設けられている。
図１及び図２に示されるように、前記濁水回収装置１４を構成するサンドポンプ吊下具３３は濁水貯水部としての布堀３４の近くに設置されている。この布堀３４は一定の深さに掘られて作られた堀であって前記二重導水管２８から噴射された後に地表に噴出した濁水が流れ込んで貯まるようになっている。前記サンドポンプ吊下具３３は濁水回収装置１４を構成するサンドポンプ３５を吊り下げた状態で保持し、これによりサンドポンプ３５は前記布堀３４の底に接触しないようになっている。従って、サンドポンプ３５は布堀３４に貯まった濁水の上部の濁水を汲み上げ、布堀３４の底部に位置する濁水を汲み上げないようにしている。
図１に示されるように、前記サンドポンプ３５には第１サクションホース３６の一端部が接続されている。また、第１サクションホース３６の中間部には逆止弁３８とバイパス切換栓４０が設けられている。
図２に示されるように、前記蛤型一次沈殿槽１６は前記布堀３４を跨ぐようにして設置されている。この蛤型一次沈殿槽１６内部の中間部には区画板としてのパンチ鉄板４２が立設されて蛤型一次沈殿槽１６内部を濁水吐出室４４と濁水供給室４６とに区画している。また、パンチ鉄板４２には多数の孔４２Ａが貫通形成され、濁水吐出室４４に吐き出された濁水の中に岩片や石等が含まれていた場合に岩片や石等が濁水供給室４６に流れ込むのを阻止すると共に濁水吐出室４４から濁水供給室４６に流れ込む濁水を分散して流速を遅くするようになっている。
図１に示されるように、前記濁水吐出室４４には前記第１サクションホース３６の他端部が配設され、サンドポンプ３５で布堀３４から汲み上げられた濁水が前記濁水吐出室４４に吐き出されるようになっている。また、前記濁水供給室４６の上部には第２サクションホース４８の一端部が配設されている。
図２に示されるように、前記蛤型一次沈殿槽１６の濁水吐出室４４の上部にはヒンジ部（図示せず）が設けられ、濁水吐出室４４はヒンジ部を中心にして濁水供給室４６と離間方向に回動可能となっている。従って、濁水吐出室４４を濁水供給室４６と離間方向に回動可能させることにより蛤型一次沈殿槽１６の底部が開き、濁水吐出室４４の底にたまった土砂や小石等を布堀３４に捨てることができるようになっている。
図１に示されるように、前記蛤型一次沈殿槽１６の横には前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８が設置されている。この二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８の二次沈殿槽５０には前記第２サクションホース４８の他端部が配設されている。従って、第２サクションホース４８の一端部は前記蛤型一次沈殿槽１６の濁水供給室４６の上部に設けられているので前記濁水供給室４６に流れ込んだ濁水の上部に位置する濁水上水を二次沈殿槽５０に供給できるようになっている。また、前記二次沈殿槽５０の中間部には波止板５１が立設されており、二次沈殿槽５０に給水された濁水上水に波がたつのを防いでいる。
前記二次沈殿槽５０の上部には水中ポンプ５２が吊り下げられた状態で配設され、この水中ポンプ５２には第３サクションホース５４の一端部が接続されている。この第３サクションホース５４の他端部は二方向切換栓５６に接続されている。この二方向切換栓５６は切り換えによって第３サクションホース５４を流れてきた濁水上水を後述する第４サクションホース又は第５サクションホースの一方に流すことができるようになっている。
また、前記二次沈殿槽５０の上部にはオーバーフローパイプ６０が設けられており、二次沈殿槽５０に貯まった濁水上水が一定量を越えるとオーバーフローパイプ６０によって自動的に排水されるようになっている。さらに、二次沈殿槽５０の側部には図示しない覗窓が形成されており、覗窓を介して二次沈殿槽５０の内部を覗けるようになっている。
前記二次沈殿槽５０の横には二次沈殿槽５０と共に前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８を構成する凝集沈降剤混合装置６２が設けられている。この凝集沈降剤混合装置６２の上部には凝集沈降剤投入ホッパー６４が設けられて公知の凝集沈降剤（この実施例では殖大開発株式会社の商品名「リンピア」）が収容されている。この凝集沈降剤は粘土やヘドロや藻等の汚染物質を凝集沈降させるようになっている。また、前記凝集沈降剤投入ホッパー６４の横にはコンプレッサー６６が設けられ、凝集沈降剤投入ホッパー６４及びコンプレッサー６６の下方には発電機６８及び総合配電盤７０が設けられている。
前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８の上方には二重インゼクタ７２が配設されている。この二重インゼクタ７２の一端部は前記蛤型一次沈殿槽１６の濁水吐出室４４に配設されると共にバルブ７３が設けられている。また、二重インゼクタ７２の他端部は前記凝集沈降剤投入ホッパー６４に接続されている。さらに、前記二重インゼクタ７２は前記二次沈殿槽５０の下部に配設された循環用水中ポンプ７４にも接続している。従って、前記コンプレッサー６６が作動して圧縮空気が二重インゼクタ７２に送られると凝集沈降剤投入ホッパー６４に収容されている凝集沈降剤が吸引されて循環用水中ポンプ７４から汲み上げられた濁水上水と凝集沈降剤とが混合状態となって前記濁水吐出室４４に送られるようになっている。
図２に示されるように、前記二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８の横には前記濁水低圧流量ポンプ装置２０と前記清水高圧流量ポンプ装置２２が並んで設置されている。
図１に示されるように、この濁水低圧流量ポンプ装置２０の濁水上水を貯める濁水上水水層７６には一端部が前記二方向切換栓５６に接続された第４サクションホース７８の他端部が配設され、前記二次沈殿槽５０に貯まった濁水上水を濁水上水水槽７６に供給できるようになっている。また、濁水上水水層７６の上部には満タンセンサー８０が設けられると共に最低保水位センサー８１が設けられている。この満タンセンサー８０は濁水上水水槽７６が満タンになると感知して前記サンドポンプ３５を停止させるようになっている。また、最低保水位センサー８１は濁水上水水槽７６の水位が一定より下がると感知して後述する清水水槽に配設されている水中ポンプを作動させて清水水槽９０の水を濁水上水水槽７６に供給するようになっている。
前記濁水上水水層７６には濁水上水水槽７６と共に前記濁水低圧流量ポンプ装置２０を構成する低圧の低圧流量ポンプ８２が載置されている。この低圧流量ポンプ８２には濁水上水水槽サクションホース８４の一端部が垂れ下がった状態で設けられ、濁水上水水槽サクションホース８４の他端部は濁水上水水槽７６に配設されてストレーナー８６が設けられている。
また、前記低圧流量ポンプ８２には濁水上水吐出口８７が設けられている。この濁水上水吐出口８７は一端部が前記低圧導水管３０の上端部に接続された低圧導水ホース８８の他端部が接続されている。
前記清水高圧流量ポンプ装置２２の清水を貯める清水水層９０には一端部が前記二方向切換栓５６に接続された第５サクションホース９２の他端部が配設され、前記二次沈殿槽５０で作られた清水を清水水槽９０に供給できるようになっている。
前記清水水槽９０には清水水槽９０と共に前記清水高圧流量ポンプ装置２２を構成する高圧の高圧流量ポンプ９４が載置されている。この高圧流量ポンプ９４には清水水槽サクションホース９６の一端部が垂れ下がった状態で設けられ、清水水槽サクションホース９６の他端部は清水水槽９０に配設されてストレーナー９８が設けられている。
また、前記高圧流量ポンプ９４には清水吐出口１００が設けられている。この清水吐出口１００は一端部が前記高圧導水管３２の上端部に接続された高圧導水ホース１０２の他端部が接続されている。また、この高圧導水ホース１０２の他端部側には清水用逆止弁１０４が設けられている。この清水用逆止弁１０４は高圧流量ポンプ９４から圧送される水道水や清水は円滑に通過させるが前記低圧導水管３０から噴射される濁水上水が逆流して高圧導水管３２から高圧導水ホース１０２を通過して高圧流量ポンプ９４に入り込むのを防止する役目を果たしている。
また、前記濁水水槽７６と清水水槽９０は水槽連絡サクションホース１０６によって連通されている。この水槽連絡サクションホース１０６の一端部は前記濁水水槽７６の内部に配設され、他端部は前記清水水槽９０の底部に置かれた水中ポンプ１０８に接続されている。
前記清水水槽９０の上部には水道水等を清水水槽９０に給水できる給水パイプ１１０が配設され、栓１１２を開くと清水水槽９０に水道水等を給水できるようになっている。この給水パイプ１１０は水圧掘削杭圧入込作業を最初に行なう場合は清水水槽９０に清水が貯まっていないので給水パイプ１１０を利用して清水水槽９０に清水を貯める場合に使用するものである。
なお、前記清水水槽９０には前記栓１１２に連動するフロート１１４が配設され清水水槽９０が満タンになるとフロート１１４が前記栓１１２を閉めて給水パイプ１１０からの給水を停止するようになっている。
【０００８】
次に、前記実施例の水圧掘削杭埋設装置１０を使用して鋼矢板杭２６を地中２７に埋め込む水圧掘削杭埋設方法について説明する。
水圧掘削杭埋設作業開始前は濁水水槽７６と清水水槽９０は共に空の状態であるので前記給水パイプ１１０の栓１１２を開いて清水水槽９０に水道水を給水する。また、掘削作業始めのみ濁水水槽７６の最低保水位センサー８１を停止して、手動で水中ポンプ１０８を作動させて水槽連絡サクションホース１０６を介して清水水槽９０の清水を濁水上水水槽７６にも給水し、濁水上水水槽７６が満タンになると満タンセンサー８０が感知して水中ポンプ１０８が停止する。そして、前記最低保水位センサー８１を自動切換えにする。なお、清水水槽９０が満タンになるとフロート１１４が栓１１２を閉じてパイプ１１０による清水水槽９０への給水が停止する。
そして、前記水圧掘削杭埋設装置１０を使用して鋼矢板杭２６を地中２７に圧入する作業を開始する。
二重導水管２８を取り付けた鋼矢板杭２６をパイラー２４で地中２７に圧入する。地表に近い地盤は軟らかい地盤であるので二重導水管２８の低圧導水管３０のみを使用して掘削する。
従って、前記濁水低圧流量ポンプ装置２０の低圧流量ポンプ８２を作動させて、濁水上水水層７６に貯水されている水道水をストレーナー８６、濁水水槽サクションホース８４を介して汲み上げて低圧導水ホース８８を介して二重導水管２８の低圧導水管３０に圧送する。すると、低圧導水管３０の低圧ノズル３０Ａから水道水が噴射されて軟らかい地盤を掘削し、鋼矢板杭２６を圧入する。なお、低圧ノズル３０Ａから噴射されて地盤を掘削した水道水は地中２７の土砂や小石等が混じり濁水となって地表に噴出して前記布堀３４に流れ込む。
前記サンドポンプ３５を作動させることにより布堀３４内に貯まった濁水の上部に位置する濁水は前記サンドポンプ３５に汲み上げられて、第１サクションホース３６を介して蛤型一次沈殿槽１６の濁水吐出室４４に吐き出される。前記サンドポンプ３５による前記濁水の吐出速度は速いため吐き出された濁水は攪拌されて濁水に混じっている土砂や小石等は前記濁水吐出室４４の底に沈下する。また、前記蛤型一次沈殿槽１６の中央部に立設されたパンチ鉄板４２には多数の孔４２Ａが貫通形成されているので、濁水吐出室４４に吐き出された濁水に混じっている土砂や小石等の多くは濁水供給室４６に流れ込むのを阻止される。さらに、パンチ鉄板４２に貫通形成された多数の孔４２Ａによって濁水吐出室４４に吐き出された濁水の流れは分散して濁水供給室４６に流れ込むため、濁水の流れが遅くなり土砂や小石等の沈殿効果を増すことができる。
一方、前記濁水供給室４６に流れ込んだ濁水の上部に位置する濁水上水は第２サクションホース４８を介して二次沈殿兼凝集沈降混合装置１８の二次沈殿槽５０に送られる。そして、この二次沈殿槽５０に貯められた濁水上水は水中ポンプ５２で汲み上げられて第３サクションホース５４を通過する。そして、第４サクションホース７８に流れるように切り替えられた二方向切換栓５６によって前記濁水上水は第３サクションホース５４から第４サクションホース７８を通過して濁水低圧流量ポンプ装置２０の濁水上水水槽７６に貯水される。
そして、前記濁水低圧流量ポンプ装置２０の低圧流量ポンプ８２は前記濁水上水水槽７６に貯水された濁水上水をストレーナー８６、濁水水槽サクションホース８４を介して汲み上げて低圧導水ホース８８を介して二重導水管２８の低圧導水管３０に圧送する。従って、濁水上水は低圧導水管３０の低圧ノズル３０Ａから噴射されて軟らかい地盤を掘削し、パイラー２４が鋼矢板杭２６を圧入して埋設することができる。なお、前記濁水上水水槽７６に貯水された濁水上水には細かい粘土等が含まれているが、粘土等が含まれている濁水上水を汲み上げる低圧流量ポンプ８２は圧力が低いため、濁水上水を汲み上げても濁水上水に含まれている粘土等によって低圧流量ポンプ８２の内部が傷ついて故障することはない。また、低圧ノズル３０Ａから噴射された濁水上水の一部が高圧ノズル３２Ａ、高圧導水管３２、高圧導水ホース１０２を逆流しても高圧導水ホース１０２の他端部側には清水用逆止弁１０４が設けられているので濁水上水が高圧流量ポンプ９４に入るのを確実に阻止される。従って、濁水上水が高圧流量ポンプ９４に入り込んで濁水上水に含まれている粘土等が高圧流量ポンプ９４の内部を傷つけて高圧流量ポンプ９４が故障するようなことはない。
また、上述したように軟らかい地盤を掘削する場合は低圧導水管３０だけ使用して高圧導水管３２は使用しないので水の消費量を少なくすることができる。
このようにして前記鋼矢板杭２６を地中２７に圧入して地盤が軟らかい地盤から硬い地盤になると低圧導水管３０による低い水圧では掘削が困難になる。
そこで、前記低圧流量ポンプ８２の作動状態を維持して低圧導水管３０の低圧ノズル３０Ａから濁水上水を噴射させた状態で前記清水高圧流量ポンプ装置２２の高圧流量ポンプ９４を作動させる。
これにより、前記高圧流量ポンプ９４は清水水槽９０に予め貯水されている水道水を清水水槽サクションホース９６を介して汲み上げて高圧導水ホース１０２を介して高圧導水管３２に圧送する。圧送された水道水は高圧導水管３２の高圧ノズル３２Ａから高圧で噴射されるため硬い地盤でも掘削することができる。しかも、高圧ノズル３２Ａから噴射される清水の噴射速度は高圧ノズル３２Ａの外側に位置する低圧ノズル３０Ａの噴射速度よりも速いため、高圧ノズル３２Ａから噴射される清水が低圧ノズル３０Ａから噴射される濁水上水の噴射速度を加速させる働きをするので協働して大きな噴流となり、効率良く硬い地盤の掘削を行なうことができる。また、低圧ノズル３０Ａの噴射と高圧ノズル３２Ａの噴射により早く地盤を掘削できるため作業時間が短縮化されて低圧流量ポンプ８２と高圧流量ポンプ９４の運転時間を短縮化することができ、これにより濁水の発生量を少なくすることができる。
このようにして前記高圧ノズル３２Ａから噴射されて地盤を掘削した水道水も掘削によって生じた土砂や小石等を含んだ濁水となって地表に噴出されて前記布堀３４に流れ込む。
そして、布堀３４に貯まった濁水は上述したようにサンドポンプ３５によって汲み上げられて第１サクションホース３６を介して蛤型一次沈殿槽１６に送られる。そして、蛤型一次沈殿槽１６で土砂や小石等が取り除かれた濁水上水は二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置１８の二次沈殿槽５０を通過して第３サクションホース５４、第４サクションホース７８を介して濁水低圧流量ポンプ装置２０の濁水上水水槽７６に貯水される。
前記濁水上水水槽７６が満タンになると満タンセンサー８０が感知して前記サンドポンプ３５を停止させ、布堀３４内の濁水の汲み上げを停止する。これと同時にコンプレッサー６６が作動し、コンプレッサー６６によって発生した圧縮空気によって凝集沈降剤投入ホッパー６４に収容されている凝集沈降剤が二重インゼクタ７２に吸引される。また、同時に水中ポンプ７４が作動して二次沈殿槽５０の濁水上水が二重インゼクタ７２に送られる。従って、水中ポンプ７４によって汲み上げられた濁水上水は二重インゼクタ７２内で凝集沈降剤と混合状態となって、開状態になっているバルブ７３を通過し、蛤型一次沈殿槽１６の濁水吐出室４４に圧送される。
従って、この循環が行われることによって凝集沈降剤によって前記二次沈殿層５０の濁水上水は濁水上水に含まれている小さい粘土等が取り除かれることにより、濁水上水はきれいな清水になる。そして、二次沈殿槽５０に設けられた覗窓を覗いて二次沈殿槽５０内の清水の透明度を観察して前記清水高圧ポンプ装置２２の清水水槽９０に給水しても問題が無い透明度であると判断確認したら、清水が第３サクションホース５４から第５サクションホース９２に流れるように前記二方向切換栓５６を切り替える。これにより、前記二次沈殿槽５０の清水は第３サクションホース５４，第５サクションホース９２を介して清水高圧ポンプ装置２２の清水水層９０に給水される。
従って、前記清水高圧ポンプ装置２２の高圧流量ポンプ９４は清水水槽９０に貯水された清水を清水水槽サクションホース９６を介して汲み上げて高圧導水ホース１０２を介して二重導水管２８の高圧導水管３２に圧送する。なお、高圧流量ポンプ９４が汲み上げる清水は凝集沈降剤によって粘度等は取り除かれているので清水の汲み上げによって高圧流量ポンプ９４の内部に傷が付いて高圧流量ポンプ９４が故障するようなことはなく、円滑に高圧流量ポンプ９４を作動させることができる。
従って、清水は高圧導水管３２の高圧ノズル３２Ａから噴射されて硬い地盤を掘削し、これによりパイラー２４が鋼矢板杭２６を打ち込むことができる。しかも、上述したように高圧ノズル３２Ａから噴射される清水の噴射速度は高圧ノズル３２Ａの外側に位置する低圧ノズル３０Ａの噴射速度よりも速いため協働して大きな噴流となり、掘削効率を向上させることができる。
なお、前記濁水上水水槽７６の濁水上水が少なくなると最低保水位センサー８１が感知して水中ポンプ１０８を作動させて清水水槽９０の清水を水槽連絡サクションホース１０６を介して濁水上水水槽７６に清水を供給するようになっている。
そして、前記鋼矢板杭２６の圧入埋設が完了すると、低圧流量ポンプ８２と高圧流量ポンプ９２を停止させて、前記二重導水管２８を鋼矢板杭２６から取り外して次に埋設する鋼矢板杭２６に二重導水管２８を取り付けて前記と同様にして次の鋼矢板杭２６を圧入埋設する。
従って、本発明は水圧掘削杭圧入作業開始前は濁水上水水槽７６と清水水槽９０は共に空の状態であるので給水パイプ１１０から水道水を給水する必要があるが、水圧掘削作業を介して布堀３４に濁水が貯まるとその濁水をできるだけ再利用して掘削作業を行なうため、従来のように河川や池等から連続して水を汲み上げる必要がないので水資源の浪費を防止することができる。
また、本発明は掘削作業で地表に噴出した濁水を布堀３４に貯めて、この濁水を最終的には凝集沈降剤で清水にするため、作業終了後に河川や池等に流すのは清水であるため、河川や池等の水質汚染を防止して自然環境の保護に配慮することができる。
さらに、本発明においては軟らかい地盤を掘削する場合は高圧導水管３２を使用しないで低圧導水管３０のみを使用して地盤を掘削するので使用する水の消費量を抑えて水の浪費を防ぐことができる。
【０００９】
なお、実施例では杭として鋼矢板杭２６を例にして説明したが、杭は鋼矢板杭２６に限定されるものでなく鋼管杭，Ｈ鋼杭等他の杭でもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の水圧掘削杭埋設装置の全体概略一部断面図である。
【図２】実施例の水圧掘削杭埋設装置の全体概略斜視図である。
【図３】実施例の水圧掘削杭埋設装置に使用される二重導水管の一部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１０    水圧掘削杭埋設装置
１２    杭圧入装置
１４    濁水回収装置
１６    蛤型一次沈殿槽
１８    二次沈殿兼凝集沈降剤混合装置
２０    濁水低圧流量ポンプ装置
２２    清水高圧流量ポンプ装置
２６    鋼矢板杭
２８    二重導水管
３０    低圧導水管
３２    高圧導水管
３５    サンドポンプ
４２    パンチ鉄板
４４    濁水吐出室
４６    濁水供給室
５０    二次沈殿槽
５２    水中ポンプ
５６    二方向切換栓
６２    凝集沈降剤混合装置
６４    凝集沈降剤投入ホッパー
７２    二重インゼクタ
７６    濁水上水水層
８２    低圧流量ポンプ
８８    低圧導水ホース
９０    清水水層
９４    高圧流量ポンプ
１０２  高圧導水ホース
１０４  清水用逆止弁
【図１】
2005083084.tif 000003
【図２】
2005083084.tif 000004
【図３】
2005083084.tif 000005