(57)【要約】【課題】サーフェスケーシング抜取作業やその処理の問題、或いはそれを撤去した後の砂利充填作業におけるブリッジ現象の問題を解決できる鑿井工法及び鑿井構造を提供する。【解決手段】本発明にかかる鑿井工法では、地表面(1)から地盤中に掘削孔(2)を形成して該掘削孔内にサーフェスケーシング(3)を本設し、該サーフェスケーシングの内側で井戸孔(4)を掘削して該井戸孔内に該サーフェスケーシングと同心に井戸ケーシング(5)を装入し、該井戸ケーシングと該サーフェスケーシング間の間隙(11)を利用して該井戸ケーシングの外周面と該井戸孔の内壁面との間の間隙(13)に砂利(12)を充填する。本発明にかかる鑿井構造では、サーフェスケーシング(3)が本設（埋め殺し）され、該サーフェスケーシングと井戸ケーシング(5)の間の間隙(11)と、該間隙(11)に続く該井戸ケーシングの外周面と井戸孔(4)の内壁面の間隙(13)に、砂利(12)が充填されている。【選択図】  図１
2007070909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表面(1)から地盤中に掘削孔(2)を形成して該掘削孔(2)内にサーフェスケーシング(3)を本設し、該サーフェスケーシング(3)の内側で井戸孔(4)を掘削して該井戸孔(4)内に該サーフェスケーシング(3)と同心に井戸ケーシング(5)を装入し、該井戸ケーシング(5)と該サーフェスケーシング(3)間の間隙(11)を利用して該井戸ケーシング(5)の外周面と該井戸孔(4)の内壁面との間の間隙(13)に砂利(12)を充填することを特徴とする鑿井工法。
【請求項２】
該サーフェスケーシング(3)は汚染水の流入防止用で、その全長は該地表面(1)から汚染水の浅層滞水層(14)を横断して下位の粘土層(15)に届く長さとなっている請求項１に記載の鑿井工法。
【請求項３】
該サーフェスケーシング(3)は該掘削孔(2)の壁面の崩壊防止用となっている請求項１に記載の鑿井工法。
【請求項４】
該サーフェスケーシング(3)はその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物(16)が配設されている請求項1、２又は３に記載の鑿井工法。
【請求項５】
地盤中にサーフェスケーシング(3)が本設され、該サーフェスケーシング(3)の内側で削成された井戸孔(4)内に該サーフェスケーシング(3)と同心に井戸ケーシング(5)が装入され、該井戸ケーシング(5)と該サーフェスケーシング(3)間の間隙(11)と該間隙(11)に続く該井戸ケーシング(5)の外周面と該井戸孔(4)の内壁面との間の間隙(13)に砂利(12)が充填されていることを特徴とする鑿井構造。
【請求項６】
該サーフェスケーシング(3)は汚染水の流入防止用で、その全長は該地表面(1)から汚染水の浅層滞水層(14)を横断して下位の粘土層(15)に届く長さとなっている請求項５に記載の鑿井構造。
【請求項７】
該サーフェスケーシング(3)は掘削孔(2)の壁面の崩壊防止用となっている請求項５に記載の鑿井構造。
【請求項８】
該サーフェスケーシング(3)はその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物(16)が配設されている請求項５、６又は７に記載の鑿井構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鑿井工法及び鑿井構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鑿井工法は、図３に示すように、次の通り行われる。先ず井戸孔５１を掘削する予定場所を中心にサーフェスケーシング５２の外径より大きめの範囲及び深さの掘削孔５３を形成し、井戸孔５１に対し同心のサーフェスケーシング５２を地盤中に装入する。このサーフェスケーシング５２は仮設材で、井戸孔５１掘削初期段階における掘削孔５３壁面の崩壊を防ぎ、掘削作業の安全を図るためものである。そこで、次に、井戸を形成するための井戸ケーシング５４を井戸孔５１に装入する。続いて、井戸ケーシング５４の周りと井戸孔５１壁面間に現出する間隙に砂利５５を充填し、更に、砂利５５が埋まった部分の直上部分の間隙５６を、遮水のため粘土５７で塞ぐ。次に、この粘土５７の上方の間隙５８を掘削による発生残土５９で埋め戻す。この際の埋め戻しは、まず、サーフェスケーシング５４の下端が到達している位置よりもやや高い所までとしておき、サーフェスケーシング５４は井戸工事の完了後に地盤から引き抜き、それと同時に掘削孔５３と井戸ケーシング５４の間隙を前記発生残土５９で埋め戻す。そして、井戸ケーシング５４を支持させる。滞水層６０にはスクリーン６１を相対向させるようにしておく。鑿井構造はこのような工法により構成される。サーフェスケーシングの抜き取られた井戸は、例えば実開平４−１１２９４７号公報にみられる。
【特許文献１】実開平４−１１２９４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
サーフェスケーシングを抜き取る作業は大変厄介な作業である。しかも撤去したサーフェスケーシングは屑鉄として処分しようとしても価格が低廉で、工場等に保管しようとすると場所をとり、甚だその処理に困難を来している。
【０００４】
更に別の問題もある。即ち、サーフェスケーシングを撤去してから井戸スクリーンの周りに砂利を充填する場合、砂利は泥水の抵抗を受けて方向を変えながら沈降する。この際、井戸スクリーンの外周面に砂利が当たっても大きな摩擦抵抗を受けないが、井戸孔壁面からは大きな抵抗を受けるので、砂利が均等に流下せず、井戸孔壁面にひっかかった砂利に後続の砂利が次々とひっかかり、遂にブリッジ現象（棚がき）を起こすことがある。このブリッジ現象がスクリーン部の外面に発生するとその下側のスクリーン部が露出することになり、揚砂の原因になる。
【０００５】
本発明は、サーフェスケーシングを従来のように仮設とせず、本設とすることにより、従来技術のもつ種々の課題を解決できる鑿井工法及び鑿井構造を提供することを目的とする。本発明は古井戸の再生を意図する本件出願人の有する特許のドーナッツドリル工法に好適に適用されるが、一般鑿井にも勿論適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る鑿井工法は、地表面から地盤中に掘削孔を形成して該掘削孔内にサーフェスケーシングを本設し、該サーフェスケーシングの内側に井戸孔を掘削して該井戸孔内に該サーフェスケーシングと同心に井戸ケーシングを装入し、該井戸ケーシングと該サーフェスケーシング間の間隙を利用して該井戸ケーシングの外周面と該井戸孔の内壁面との間の間隙に砂利を充填する。
【０００７】
サーフェスケーシングは地表面から地盤中に掘削孔を形成して該掘削孔内に本設される。この本設は仮設に対する言葉として用いてあり、地盤中に埋め殺されるものである。このサーフェスケーシングそのものは従来から採用されているもので、サーフェスケーシングの内側で井戸孔を掘削することにより、孔壁の崩壊から、掘削道具が土砂によって抑留される事故の発生を防止するものである。本発明ではサーフェスケーシングの長さを上層の滞水層以下の粘土層に届かせれば、この滞水層の水が汚染されている場合に、この汚染水が井戸孔内に流れ込むのを防ぐ。
【０００８】
泥水を循環させながら井戸孔を掘削し、その掘削が終えたら、井戸ケーシングを井戸孔内に吊り降ろし、順次継ぎ足しながらその下端を孔底の近くまで届かせる。井戸ケーシングが滞水層と相対する部分にはスクリーンを介在させる。
【０００９】
井戸ケーシングの吊り込みが終わったら、井戸ケーシングとサーフェスケーシング間の隙間に砂利を充填する。砂利は泥水による抵抗を受けながらこの隙間を順次降下して行き、サーフェスケーシングの下端を出ると井戸ケーシングの外周面と井戸孔の内壁面間の間隙に沿って流下し、孔底から次第に堆積して行く。砂利は投入作業の不均一や粒形等により初期降下の段階で井戸ケーシングの外周面やサーフェスケーシングの内周面と当たることがあるが、何れの面からも大きな抵抗は受けることがなく、サーフェスケーシングの下端を出る頃はほぼ均等に沈降するようになり、孔底から上方へ向かってほぼ均等に堆積して行く。
【００１０】
砂利の充填を終えたら通常のように井戸のスクリーン部の仕上げを行い、井戸の完成となる。この場合、本件出願人の所有する特許第２８８１１２５号の「パーシャルサージングブロック」を採用すると、仕上げが一層良好となる。即ち、このブロックを用いて井戸の仕上げを行うと、その強烈なパワーにより、スクリーンの外側から内側へ引き込まれる砂の量は、地層によっても異なるが、大変な量となる。そのため、砂利は最上層のスクリーン位置より相当の高さまで、補給用に充填しておく必要がある。
【００１１】
該サーフェスケーシングは汚染水の流入防止用で、その全長は該地表面から汚染水の浅層滞水層を横断して下位の粘土層に届く長さとなっていてもよい。
こうすると、井戸孔の掘削の段階で汚染された浅層滞水層を掘り抜いても汚染水の遮水ができ、汚染に対応できる。
【００１２】
該サーフェスケーシングは掘削孔の壁面の崩壊防止用となっていてもよい。
こうすると、井戸孔掘削の段階での孔壁の剥離や崩落を防止できる。
【００１３】
該サーフェスケーシングはその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物が配設されていてもよい。
こうすると、ベントナイト原岩の破砕物の大きな膨潤性により、遮水を確実に行える。
【００１４】
本発明に係る鑿井構造は、地盤中にサーフェスケーシングが本設され、該サーフェスケーシングの内側で削成された井戸孔内に該サーフェスケーシングと同心に井戸ケーシングが装入され、該井戸ケーシングと該サーフェスケーシング間の間隙と、該間隙に続く該井戸ケーシングの外周面と該井戸孔の内壁面の間隙に砂利が充填されている。
【００１５】
この発明は請求項１の鑿井工法の時系列構成を除いた完成状態の鑿井構造としたもので、その実質において請求項１の鑿井工法と大きな差異はない。特徴はサーフェスケーシングが本設（埋め殺し）となって、砂利が、このサーフェスケーシングと井戸ケーシングの間の間隙と、この間隙に続く井戸ケーシングの外周面と該井戸孔の内壁面の間隙に、充填されている点である。
このような井戸は、井戸ケーシングの外周に均等に砂利が充填された状態となり、揚砂のほとんどない秀れた井戸となる。
【００１６】
該サーフェスケーシングは汚染水の流入防止用で、その全長は掘削孔表面から汚染水の浅層滞水層を横断して下位の粘土層に届く長さとなっていてもよい。
こうすると、井戸孔掘削の段階での浅層滞水層からの遮水ができ、万一の汚染に対応できる。
【００１７】
該サーフェスケーシングは掘削孔の壁面の崩壊防止用となっていてもよい。
こうすると、井戸孔の掘削の段階での孔壁の剥離や崩落を防止できる。
【００１８】
該サーフェスケーシングはその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物が配設されていてもよい。
こうすると、ベントナイト原岩の破砕物の大きな膨潤性により、遮水を確実に行える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の鑿井工法によれば、サーフェスケーシングを埋め殺しとし、砂利を井戸ケーシング外周面と該サーフェスケーシング内周面間の間隙を通して井戸ケーシングの外周に充填するので、砂利の沈降初期抵抗に大きな差を生じさせずに済み、均等の沈降によりブリッジの発生を防げ、揚砂の極めて少ない良好な井戸を提供できる。また、井戸の仕上げ作業において井戸スクリーン外部の砂や粘土のスクリーン内部への吸引により空隙がスクリーン外部に発生しても、充填した砂利がその重量で沈下してその空隙を埋め、スクリーンの崩壊や、揚砂を防止できる。
【００２０】
請求項２によれば、該サーフェスケーシングは、汚染水の流入防止用で、その全長は掘削孔表面から汚染水の滞水層を横断して下位の粘土層に届く長さとなっているので、井戸孔掘削の段階での浅層滞水層からの遮水ができ、万一の汚染に対応できる。
【００２１】
請求項３によれば、該サーフェスケーシングは掘削孔の壁面の崩壊防止用となっているので、井戸孔掘削の段階での孔壁の剥離や崩落を防止できる。
【００２２】
請求項４によれば、該サーフェスケーシングはその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物が配設されているので、ベントナイト原岩の破砕物の大きな膨潤性により、遮水を確実に行える。
【００２３】
請求項５の鑿井構造によれば、サーフェスケーシングが本設（埋め殺し）となって、砂利が、このサーフェスケーシングと井戸ケーシングの間の間隙と、この間隙に続く井戸ケーシングの外周面と該井戸孔の内壁面間の間隙に、充填されているので、井戸ケーシングの外周に均等に砂利が充填された状態となり、仕上げ作業により揚砂のほとんどない秀れた井戸を提供できる。
【００２４】
請求項６によれば、該サーフェスケーシングは汚染水の流入防止用で、その全長は掘削孔表面から汚染水の滞水層を横断して下位の粘土層に届く長さとなっているので、井戸孔掘削の段階での浅層滞水層からの遮水ができ、万一の汚染に対応できる。
【００２５】
請求項７によれば、該サーフェスケーシングは掘削孔の壁面の崩壊防止用となっているので、井戸孔掘削の段階で、孔壁の剥離や崩落を防止できる。
【００２６】
請求項８によれば、該サーフェスケーシングはその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物が配設されているので、ベントナイト原岩の破砕物の大きな膨潤性により、遮水を確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本発明に係る鑿井構造の具体例を示す一部切欠正面図で、本発明に係る鑿井工法の説明にも用いられる。
この例はサーフェスケーシング３の全長が上層の滞水層１４を遮断して下位の粘土層１５まで到達したものを示してあり、この滞水層１４の水が細菌、重金属、その他人間の健康に悪影響を及ぼすものによって汚染されている場合の遮水に適すものとなっている。
【００２８】
１は地表面、２は掘削孔でサーフェスケーシング３を装入するために、地表面１から地盤中へ、井戸孔４を中心にほぼ円形にかつサーフェスケーシング３の全長に適合するように形成される。そして、この掘削孔２に井戸孔４と同心にサーフェスケーシング３を装入する。このサーフェスケーシング３の内側で井戸孔４を、泥水を循環させながら、掘削する。掘削を終えたらこの井戸孔４内に同心に井戸ケーシング５を、その設置完了状態で滞水層６にスクリーン７が相対するように介在させて順次継ぎ足しながら、吊り降ろして行き、井戸孔４の孔底８から少し上の位置で止める。この井戸ケーシング５の下端面を底蓋９で塞ぐと共に、その直上部に排泥用スクリーン１０を設けるのが望ましい。
【００２９】
井戸孔４内への井戸ケーシング５の吊り降ろしが終わったら、この井戸ケーシング５とサーフェスケーシング３間の間隙１１に砂利１２を入れ、その重力によりサーフェスケーシング３の下端から井戸ケーシング５の外周面と井戸孔４の内壁面との間の間隙１３に砂利１２を降下堆積させて充填する。
【００３０】
砂利１２は泥水による抵抗を受けながらこの間隙１１を順次降下して行き、サーフェスケーシング３の下端を出ると井戸ケーシング５の外周面と井戸孔４の内壁面間の間隙１３に沿って流下し、孔底８から次第に堆積して行く。砂利１２は投入作業の不均一や粒形等により初期降下の段階で井戸ケーシング５の外周面やサーフェスケーシング３の内周面と当たることがあるが、何れの面からも大きな抵抗は受けることがなく、サーフェスケーシング３の下端を出る頃はほぼ均等に沈降するようになり、孔底８から上方へ向かってほぼ均等に堆積して行く。
【００３１】
砂利１２の充填を終えたら通常のように井戸ケーシング５の仕上げを行い、井戸の完成となる。
この場合、本件出願人の所有する特許の「パーシャルサージングブロック」を採用すると、仕上げが一層良好となる。スクリーン外部の砂や粘土の吸い込みによって生じるスクリーン外部の空隙は充填した砂利が自重により沈降して埋め、スクリーン外部に空隙ができるのを防ぐ。従って、地盤の崩壊や、砂の流入による揚砂を防止できる。砂利が不足したら、随時補給してやる。
【００３２】
サーフェスケーシング３は汚染水の流入防止用で、その全長は地表面１から汚染水の浅層滞水層１４を横断して下位の粘土層１５に届く長さとなっている。
この場合、井戸孔４の掘削の段階で汚染された浅層滞水層１４を掘り抜いても汚染水の遮水ができ、汚染に対応できる。
【００３３】
サーフェスケーシング３は掘削孔２の壁面の崩壊防止用となっている。
この場合、井戸孔４の掘削の段階での孔壁の剥離や崩落を防止できる。
【００３４】
サーフェスケーシング３はその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物１６が配設されている。
この場合、ベントナイト原岩の破砕物１６の大きな膨潤性により、遮水を確実に行える。
【００３５】
本発明に係る鑿井構造は本発明に係る鑿井工法によって構成される。
地盤中にサーフェスケーシング３が本設されている。このサーフェスケーシング３の内側で削成された井戸孔４内にサーフェスケーシング３と同心に井戸ケーシング５が装入されている。そして、この井戸ケーシング５とサーフェスケーシング３間の間隙１１と、この間隙１１に続く井戸ケーシング５の外周面と井戸孔４の内壁面との間の間隙１３に砂利１２が充填されている。
この場合、サーフェスケーシング３が本設（埋め殺し）となって、砂利１２が、このサーフェスケーシング３と井戸ケーシング５の間の間隙１１と、この間隙１１に続く井戸ケーシング５の外周面と井戸孔４の内壁面との間の間隙１３に均等に砂利１２が充填された状態となり、揚砂のほとんどない秀れた井戸となる。
【００３６】
サーフェスケーシング３は汚染水の流入防止用で、その全長は地表面１から汚染水の浅層滞水層１４を横断して下位の粘土層１５に届く長さとなっている。
この場合、井戸孔４の掘削の段階で、浅層滞水層１４からの遮水ができ、万一の汚染に対応できる。
【００３７】
サーフェスケーシング３は掘削孔２の壁面の崩壊防止用となっている。
この場合、井戸孔４の掘削の段階での孔壁の剥離や崩落を防止できる。
【００３８】
サーフェスケーシング３はその下端部外周に遮水用のベントナイト原岩の破砕物１６が配設されている。
この場合、ベントナイト原岩の破砕物１６の大きな膨潤性により、遮水を確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る鑿井工法によって完成した鑿井構造の具体例を示す一部切欠正面図である。
【図２】本発明に係る他の鑿井工法によって完成した鑿井構造の具体例を示す一部切欠正面図である。
【図３】従来の鑿井工法によって完成した鑿井構造の具体例を示す一部切欠正面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    地表面
２    掘削孔
３    サーフェスケーシング
４    井戸孔
５    井戸ケーシング
６    滞水層
７    スクリーン
８    孔底
９    底蓋
１１  間隙
１２  砂利
１３  間隙
１４  浅層滞水層
１５  粘土層
１６  ベントナイト原岩の破砕物
【図１】
2007070909.tif 000003
【図２】
2007070909.tif 000004
【図３】
2007070909.tif 000005