(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に掘削された掘削孔内に埋設された井戸ストレーナーパイプおよび該井戸ストレーナーパイプの上部に接続された井戸ケーシングパイプとからなる井戸パイプと、この井戸パイプの井戸ストレーナーパイプの上部の井戸ケーシングパイプの内壁面に固定された支持リングと、前記井戸パイプの井戸ケーシングパイプ内に挿入され、前記支持リングに支持される支持板、この支持板に上端部が密閉状態で固定された、前記支持リングを通過して下端部が前記井戸ストレーナーパイプの下部周壁の透孔よりも下方に位置する内筒管とからなる吸水ケーシングと、この吸水ケーシングの支持板を貫通し、外周部が密閉状態で固定された一端部が内筒管内に位置し、他端部が地上に位置する排水管と、この排水管の一端部に取付けられた前記吸水ケーシング内の水を排水する水中ポンプと、前記吸水ケーシング内のエアーをエアーホースを介して地上に設置した真空ポンプによって外部へ排出するエアー排出装置とからなることを特徴とする地下水位低下装置。
【請求項２】
地中に掘削された掘削孔内に埋設された砂溜ケーシング、この砂溜ケーシングの上部に接続された井戸ストレーナーパイプおよび該井戸ストレーナーパイプの上部に接続された井戸ケーシングパイプとからなる井戸パイプと、この井戸パイプの井戸ストレーナーパイプの上部の井戸ケーシングパイプの内壁面に固定された上面の内側が順次下方へ傾斜する傾斜面の支持リングと、前記井戸パイプの井戸ケーシングパイプ内に挿入され、前記支持リングに支持される該支持部の下面の外側が順次上方へ傾斜する傾斜面の支持板、この支持板に上端部が密閉状態で固定された、前記支持リングを通過して下端部が前記井戸ストレーナーパイプの下部周壁の透孔よりも下方に位置する内筒管とからなる吸水ケーシングと、この吸水ケーシングの支持板を貫通し、外周部が密閉状態で固定された一端部が内筒管内に位置し、他端部が地上に位置する排水管と、この排水管の一端部に取付けられた前記吸水ケーシング内の水を排水する水中ポンプと、前記吸水ケーシング内のエアーをエアーホースを介して地上に設置した真空ポンプによって外部へ排出するエアー排出装置と、前記支持リングと前記吸水ケーシングの支持板との支持部との間のシールを図る、いずれか一方に固定されたシール材とからなることを特徴とする地下水位低下装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吸水ケーシングにより、従来の井戸ストレーナーパイプの使用と従来の井戸の洗浄仕上げによる充填安定化により、地下水に真空をかけ強制揚水しても砂の流入防止、また、水位低下が生じても水中ポンプにエアーが混じることのないことや、バキューム揚水終了後に本発明のバキュームディープウエル工法に使用した吸水ケーシングが回収可能であり、再度使用可能な吸水ケーシングを用いたバキュームディープウエル工法で使用される地下水位低下装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルや建築の基礎工事や土木工事、地下鉄や地下街など、地下工事に伴い作業の安全管理や工程管理に対し、地下水の有無によって工事進捗は大きく左右される。このような地下水対策としては、地下水の流入の止水を目的とした遮水壁や地下水位を低下させて工事を進めるが、この地下水位を降下させるには地下水を排水しなければならない工法として、ディープウエル工法やウエルポイント工法が主流となっているが、井戸の上部を密閉したり、または密閉後に真空プイプによって井内に負圧をかけて、強制的に地下水を流入排水させるバキュームディープウエル工法などが知られている。
【０００３】
従来のバキュームディプーウエル工法は、大気圧力を地下採水層に加えないように井戸上部や井戸内部で遮断する方法や、地上に真空ポンプを据え付けて井内に負圧をかけ、地下水の流入増大に図ってきた。しかし、バキュームディープウエル工法の場合、過剰揚水による砂の混入で水中ポンプが故障したり、地下水の水位降下によって井戸のストレーナーまで水位が降下すると、エアーが水中ポンプに混入し、バキューム効果が減殺され水中ポンプからの揚水量が急激に減少したり、水中ポンプのエアー噛み現象が生じる等のトラブルも生じる。
最近の技術としてスーパーウエルポイントと称されるストレーナーパイプ部の形成方法の改良によって、エアーが流入しない構造でストレーナーとケーシングが一体化した、埋設するバキューム用ストレーナーパイプが使用されている。
しかし、一体化に加工したストレーナーパイプは従来のストレーナーのみのパイプより当然価格が高くなる。
さらに、地中に埋設してしまうため、埋め殺しのパイプとなり、コスト的に非常に高いバキュームディプーウエル工事となっている。
また、前記ストレーナーパイプを挿入していく接続段階では、一体化されているケーシング単管を次に挿入するストレーナーパイプのケーシング単管と溶接してから、次に外側のストレーナー部材と補助ストレーナー部材を溶接するなど、従来の井戸ストレーナーパイプと比較すると、接続作業には二度手間がかかっている。
【０００４】
本発明は以上のよう従来の欠点に鑑み、ストレーナーパイプは従来の井戸用ストレーナーパイプを使用し、パイプ挿入時はパイプ単管に次の単管の溶接のみで良く、挿入時間は上記スーパウエルポイントと称されるストレーナーパイプに比較して、当然溶接作業は早く行なわれることから、時間の短縮と溶接人件費の安価はもちろん、材料費の面でコストがかからないバキュームディプーウエル工法で使用する地下水位低下装置を提供することを目的としている。
【０００５】
バキュームディプーウエル効果を得るために使用する本発明の吸水ケーシングの材料には、一般に使用される一般構造用炭素鋼鋼管もしくは配管用炭素鋼鋼管を使用するが、排水される地下水はこの吸水ケーシングの下部から流入してくるため、水位降下が大きくても水中ポンプにエアーが混ざることもなく、ストレーナーとケーシングを一体化させたストレーナーを使用した従来のバキュームディプーウエル工法と原理は同じである。
ただし、長期に井戸を使用する場合、水質によってインクラステーションなどストレーナーの目詰まりが発生した場合、目詰まり除去対策として、ストレーナーのスケール付着状況などの調査をするために、最近では水中ビデオカメラ等を使用し、ストレーナーを調査することもあるが、内管のケーシングと一体化しているストレーナーであれば、内管のケーシングがあるためにストレーナー状況を確認することが不可能である。
さらに、ストレーナーパイプの内管としてケーシングの一体化したストレーナーパイプを使用した場合、スケール除去対策としてはスケール溶解液によるスケール除去対策しか無く、本発明では吸水ケーシングを引き抜きことでストレーナーのスケール付着状況の確認は水中ビデオカメラで調査することはもちろん、直接ストレーナーにジェット噴射水で洗浄することやブラッシング洗浄等、機械的に洗浄が可能であり、当然、薬液洗浄も直接的にストレーナーを洗浄することが可能である。
【０００６】
また、ストレーナーとケーシングが一体化されている従来のストレーナーの構造は、外側にストレーナーパイプ、そして内側にケーシングパイプがすでに一体構造として工場で製作されており、パイプ挿入後の仕上げ工法においては、ケーシングがストレーナーを内側から覆っているために、直接ストレーナーの外側周辺の孔壁を洗浄することは不可能であり、地下水の流れを利用した自然洗浄しかできず、ボーリング掘削用泥壁の洗浄には従来の井戸仕上げとは異なり時間が多く費やしている。
このような長時間の仕上げ工法においては、当然工事費が大きくなる原因につながっている。
井戸仕上げ工法は従来の井戸仕上げ工法と変わらず、埋設したストレーナー部をジェット噴射水で直接ストレーナー周辺を洗浄したり、充填砂利の撹拌洗浄による砂利の安定化やストレーナー周辺のボーリング掘削用泥水壁を直接的に孔壁洗浄剤で簡単に置換することができる等、従来の仕上げ工法と全く同じであり、効果的な作業ができる。
バキュームディプーウエル工法の強制揚水においては、砂の混入によりポンプの摩耗や砂溜り故障などのトラブルも多い。
本発明では従来の井戸の仕上げ時点でストレーナー周辺をジェット撹拌することで充填砂利をさらに安定させることが可能であり、井戸への砂侵入防止対策にも配慮した工法である。
また、地下水も直接ストレーナーから孔内に流入させることができることから洗浄も早い。
したがって、仕上げ工法は従来と同じ工程となり、仕上げ工程終了後にバキュームディプーウエル用の吸水ケーシングを挿入する作業に進むので、内管をケーシングで一体化したストレーナーに比較すれば、本発明のストレーナー洗浄作業効率が高い工法が得られる装置である。
【０００７】
以上の説明のように、本発明にあってはバキュームディプーウエル工法に使用される地下水位低下装置のバキューム能力は、従来のバキュームディプーウエル工法と同じく、強制的に地下水を井内に流入させる能力を持つが、仕上げ工法が直接ストレーナー周辺を完全洗浄できることや、仕上げ工程の短縮や砂侵入の防止のための充填砂利の安定化、地下水の水位がストレーナーに達してもエアーポンプに混じらないこと。さらには揚水終了後、水中ポンプを引き上げると同時に吸水ケーシングも簡単に回収が可能であり、引き上げた吸水ケーシングは再度使用することができることや、埋設され回収不可能となる井戸ストレーナーや井戸ケーシング管は従来のディプーウエル工法に使用される安価なストレーナーパイプおよびケーシング鋼管を使用するので、ストレーナーとケーシングが一体化した高価なストレーナーパイプの材料費と比較すれば、吸水ケーシングの設置によって、コストの高価な地下水位低下装置の施工が可能となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は地中に掘削された掘削孔内に埋設された井戸ストレーナーパイプおよび該井戸ストレーナーパイプの上部に接続された井戸ケーシングパイプとからなる井戸パイプと、この井戸パイプの井戸ストレーナーパイプの上部の井戸ケーシングパイプの内壁面に固定された支持リングと、前記井戸パイプの井戸ケーシングパイプ内に挿入され、前記支持リングに支持される支持板、この支持板に上端部が密閉状態で固定された、前記支持リングを通過して下端部が前記井戸ストレーナーパイプの下部周壁の透孔よりも下方に位置する内筒管とからなる吸水ケーシングと、この吸水ケーシングの支持板を貫通し、外周部が密閉状態で固定された一端部が内筒管内に位置し、他端部が地上に位置する排水管と、この排水管の一端部に取付けられた前記吸水ケーシング内の水を排水する水中ポンプと、前記吸水ケーシング内のエアーをエアーホースを介して地上に設置した真空ポンプによって外部へ排出するエアー排出装置とで地下水位低下装置を構成している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
図１ないし図４に示す本発明の第１の実施の形態において、１は本発明の地下水位低下装置で、この地下水位低下装置１は地中２に掘削された掘削孔３内に埋設された砂溜ケーシング４、この砂溜ケーシング４の上部に接続された井戸ストレーナーパイプ５および、該井戸ストレーナーパイプ５の上部に接続された井戸ケーシングパイプ６とからなる井戸パイプ７と、この井戸パイプ７の井戸ストレーナーパイプ５の上部の井戸ケーシングパイプ６の内壁面に溶接等によって密閉状態で固定された上面の内側が順次下方へ傾斜する傾斜面８の支持リング９と、前記井戸パイプ７の井戸ケーシングパイプ６内に挿入され、前記支持リング９に支持される下面の外側が順次上方へ傾斜する傾斜面１０の支持部１１が外周部に形成された支持板１２、この支持板１２に上端部が密閉状態で溶接等によって固定された、前記支持リング９を通過して下端部が前記井戸ストレーナーパイプ５の下部周壁の透孔１３よりも下方に位置する内筒管１４とからなる吸水ケーシング１５と、この吸水ケーシング１５の支持板１２を貫通し、外周部に固定されたソケット１６を用いて密閉状態で固定あるいは支持板１２に一体形成されたソケット１６に密閉状態で固定された一端部が内筒管１４内に位置し、他端部が地上に位置する排水管１７と、この排水管１７の一端部に取付けられた前記吸水ケーシング１５のほぼ中央部内の水を排水する水中ポンプ１８と、前記排水管１７の地上に位置する部位に取付けられた調整バルブ１９と、前記吸水ケージング１５内のエアーを前記支持板１２にシール材２０で密閉状態に取付けられたエアーホース２１を介して地上に設置した真空ポンプ２２によって外部へ排出するエアー排出装置２３と、前記水中ポンプ１８に接続された、前記支持板１２にシール材２４を介して密閉状態で貫通し、地上の商用電源に接続される電気ケーブル２５とで構成されている。
【００１１】
上記構成の地下水位低下装置１は、井戸パイプ７内に吸水ケーシング１５を挿入し、支持リング９に吸水ケーシング１５の支持板１２の支持部１１を支持させる。
しかる後、エアー排出装置２３の真空ポンプ２２を駆動させて吸水ケーシング１５の支持板１２よりも下部の井戸パイプ７内および吸水ケーシング１５内のエアーを外部へ排出することにより、吸水ケーシング１５内に排出する水が井戸ストレーナーパイプ５を通過して、該吸水ケーシング１５の下端部の開口部１５ａより浸入する。
【００１２】
この状態で水中ポンプ１８を駆動させて、吸水ケーシング１５内の水を外部へ排水するが、吸水ケーシング１５内のエアーはエアー排出装置２３によって外部へ排出されているため、水中ポンプ１８にエアーが混じることがなく、揚水量が急激に減少したり、水中ポンプのエアー噛み現象を防止できる。
また、吸水ケーシング１５内には下端部の開口部１５ａより井戸ストレーナーパイプ５を通過した水が流入するため、吸水ケーシング１５内への砂の流入を効率よく阻止でき、水中ポンプ１８が故障するのを効率よく阻止できる。
【００１３】
【発明の異なる実施の形態】
次に、図５ないし図１０に示す本発明の異なる実施の形態につき説明する。なお、これらの本発明の異なる実施の形態の説明に当って、前記本発明の第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
図５ないし図７に示す本発明の第２の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、支持リング９の傾斜面８あるいは吸水ケーシング１５の支持板１２の支持部１１のいずれか一方、あるいは両方に密閉を図るためのシール材２６を固定するとともに、排水管１７Ａを所定寸法の単排水管１７ａをソケット２７によって接続したものを用いた点で、このように構成した地下水位低下装置１Ａにしても、前記本発明の第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００１５】
図８ないし図１０に示す本発明の第３の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、傾斜面のない支持リング９Ａと、支持部１１Ａがフランジ状の支持板１２Ａを用いるとともに、この支持板１２Ａに複数本の内筒管１４を螺合等によって接続して使用する吸水ケーシング１５Ａを用いた点で、このように構成した地下水位低下装置１Ｂにしても、前記本発明の第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００１６】
図１１ないし図１３に示す本発明者が考えた地下水位低下装置１Ｃにおいて、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、井戸ケーシングパイプ６の上端部にフランジ２８を形成するとともに、該フランジ２８にパッキング２９を介して複数本のボルト３０、ナット３１によって密閉状態で支持板１２Ｂを着脱可能に取付け、該支持板１２Ｂに井戸ケーシングパイプ６の内壁面との間に隙間３２を有するように下端部が井戸ストレーナーパイプ５の下部周壁の透孔１３よりも下方に位置する内筒管１４Ａを固定した吸水ケーシング１５Ｂを用いた点で、このように構成した地下水位低下装置１Ｃにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
【００１８】
（１）地中に掘削された掘削孔内に埋設された井戸ストレーナーパイプおよび該井戸ストレーナーパイプの上部に接続された井戸ケーシングパイプとからなる井戸パイプと、この井戸パイプの井戸ストレーナーパイプの上部の井戸ケーシングパイプの内壁面に固定された支持リングと、前記井戸パイプの井戸ケーシングパイプ内に挿入され、前記支持リングに支持される支持板、この支持板に上端部が密閉状態で固定された、前記支持リングを通過して下端部が前記井戸ストレーナーパイプの下部周壁の透孔よりも下方に位置する内筒管とからなる吸水ケーシングと、この吸水ケーシングの支持板を貫通し、外周部が密閉状態で固定された一端部が内筒管内に位置し、他端部が地上に位置する排水管と、この排水管の一端部に取付けられた前記吸水ケーシング内の水を排水する水中ポンプと、前記吸水ケーシング内のエアーをエアーホースを介して地上に設置した真空ポンプによって外部へ排出するエアー排出装置とで構成されているので、吸水ケーシング内のエアーを外部へ排出した状態で、吸水ケーシング内の水を水中ポンプで外部へ排水することができる。
したがって、従来のように水中ポンプにエアーが混じって、揚水量が急激に減少したり、水中ポンプのエアー噛み現象を確実に防止することができる。
【００１９】
（２）前記（１）によって、吸水ケーシングの下端部より井戸ストレーナーパイプを通過した水が浸入するため、水中ポンプで外部へ排水する場合に、井戸ストレーナーパイプ内へ侵入した砂が吸水ケーシング内はもちろんのこと、水中ポンプヘ入り込むのを確実に阻止することができる。
したがって、水中ポンプの故障を確実に阻止することができる。
【００２０】
（３）前記（１）によって、吸水ケーシングは井戸パイプより回収して、再使用することができる。
したがって、経済的に使用することができる。
【００２１】
（４）請求項２も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の断面図。
【図２】図１の２−２線に沿う拡大断面図。
【図３】図１のＡ部拡大図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の吸水ケーシングの説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の断面図。
【図６】図５のＡ部拡大図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の排水管の説明図。
【図８】本発明の第３の実施の形態の断面図。
【図９】図８のＡ部拡大図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の吸水ケーシングの説明図。
【図１１】本発明者が考えた地下水位低下装置の断面図。
【図１２】本発明者が考えた地下水位低下装置の平面図。
【図１３】図１１のＡ部拡大図。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：地下水位低下装置、
２：地中、
３：掘削孔、
４：砂溜ケーシング、
５：井戸ストレーナーパイプ、
６：井戸ケーシングパイプ、
７：井戸パイプ、        ８：傾斜面、
９、９Ａ：支持リング、  １０：傾斜面、
１１、１１Ａ：支持部、
１２、１２Ａ、１２Ｂ：支持板、
１３：透孔、            １４、１４Ａ：内筒管、
１５、１５Ａ、１５Ｂ：吸水ケーシング、
１６：ソケット、        １７、１７Ａ：排水管、
１８：水中ポンプ、      １９：調整バルブ、
２０：シール材、        ２１：エアーホース、
２２：真空ポンプ、      ２３：エアー排出装置、
２４：シール材、        ２５：電気ケーブル、
２６：シール材、        ２７：ソケット、
２８：フランジ、        ２９：パッキング、
３０：ボルト、          ３１：ナット、
３２：隙間。
【図１】
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【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】
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【図８】
0003776831.tif 000009
【図９】
0003776831.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003776831.tif 000012
【図１２】
0003776831.tif 000013
【図１３】
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