(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二分砂利と川砂との混合物がストレーナと周囲の地層との間に充填されており、
前記ストレーナの透水部の幅又は孔径は前記二分砂利より小さいものであり、
前記二分砂利が前記川砂をブロックし、該川砂が前記ストレーナ周囲の地層の粒子をブロックする
ことを特徴とする井水防砂構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は井水防砂構造に関し、詳しくは井水（井戸水）への微細砂粒の混入を防止する為の井水防砂構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
井戸掘削工事の課題の一つに、微細砂粒の混入の防止がある。微細砂粒は、ストレーナ（取水部）周囲の地層に含まれているものが、地下水と共に汲み上げられるもので、従来、これを防止するための種々の提案が為されて来た。
（例えば、粒度均一のバラス等を充填（特公昭３１−６６９５、実公昭３５−２１２７２）。透水性のポーラスモルタル或いはコンクリートで集水ストレーナ形成（特公昭３３−１０４３９）。断面逆台形のワイヤでスクリーン形成（特公昭４１−１６４７３）。ストレーナ周囲の水流を均斉化（特公昭４２−２５５６）。砂利又は繊維板で濾過（特開昭５０−８８８４８、実公昭３５−１６８６８）。ストレーナを同心円に多重配置、夫々に異なる粒径の砂を充填（特公平３−１２６０３）など。）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の方法にはまだ問題が残されていた。第１に阻止できる砂の粒径に限界があることである。即ち、砂は微細になればなるほど水に流され易く、それだけ井水に混入し易いから、出来るだけ微細な砂も阻止できることが望まれるが、上記従来の各手法について考察して見ると、例えば構造的に目を細かく出来なかったり、目は細かく出来ても、それによって目詰まりが起こり易く、その場合、容易にそれが解消できない、というように、井水の防砂構造として未だ不十分のものばかりであった。
（前者の例：特公昭４１−１６４７３、特公昭４２−２５５６等（粒径を小さくすると、濾過材がストレーナのスリットを通り抜けてしまうもの）。後者の例：特公昭３３−１０４３９、特開昭５０−８８８４８等（逆洗しても効果が出ないか、逆洗自体が困難なもの）。）
また何れの方式も構造的に複雑で、コストが掛かり、作業も簡単ではなかった。特に深い井戸に対して簡単に適用できるものは無かった。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、施工が簡単で、材料費も廉価、深い井戸にも適用容易で、集水能力も十分にあり、目詰まりもしにくく、若し目詰まりがあっても逆洗が容易でその効果も高いという、井水防砂構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため本願発明では、二分砂利と川砂との混合物がストレーナと周囲の地層との間に充填されており、前記ストレーナの透水部の幅又は孔径は前記二分砂利より小さいものであり、前記二分砂利が前記川砂をブロックし、該川砂が前記ストレーナ周囲の地層の粒子をブロックする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細を図示実施例に基いて説明する。図１に第１実施例の井戸１０を示す。この実施例の取水管１１のストレーナ１２はスリット型で、図は、この取水管１１の中心軸を含む垂直面により、井戸１０を縦に切断して示す。
ストレーナ１２は、例えば呼び径３００ミリ（メートル）、長さ５０００ミリの鋼管に、適宜間隔でスリット１３を形成したもので、このスリット１３は、その幅Ｗ１が凡そ２ミリ、長さが凡そ３００ミリで、取水管１１の円周上に８本等間隔で穿設され、これが垂直方向に９段設けられている。
【０００７】
ストレーナ１２は帯水層に配置される。例えば１５０メートルの深度の井戸の場合、深度２０、５０、６５、…、…、１４３メートルというように、掘削地点の帯水層の深さに合わせこのストレーナ１２が配置される。
掘削される縦穴１４の直径は、取水管１１の直径より２００ミリ前後太いものにされる。実施例では５００ミリで、ストレーナ１２と周囲の地層１６との間に約１００ミリの間隙１５が設けられている。
この間隙１５に、第１の粒子と第２の粒子の混合物が充填される。第１の粒子の粒径は、ストレーナ１２のスリット１３の幅Ｗ１より大径で、このスリット１３を抜けられない大きさであり、第２の粒子の粒径は、この第１の粒子の粒径よりは小径で、ストレーナ１２の周囲の地層１６に含まれる微細な砂１７よりは大径とされる。
【０００８】
一般に、ストレーナ１２の周囲の地層１６に含まれる微細な砂１７の粒径は０．０１〜０．１ミリ程度である。従って第１の粒子としては二分砂利１８が、また第２の粒子としては川砂１９が最も好適である。
地層１６に含まれる砂１７の粒径が多少違っていたとしても、この二分砂利１８と川砂１９の組合わせで、殆んど対応できる（なお図１、図２では、微細な砂１７、二分砂利１８、川砂１９を一部のみ示す。また二分砂利１８は実際より大きく表示している）。
具体的に説明すると、二分砂利１８の粒径は６ミリ前後でスリット１３の幅Ｗ１の２ミリより大きい。また川砂１９の粒径は０．１〜１ミリ前後で、二分砂利１８の粒径（６ミリ前後）より小さく、ストレーナ１２の周囲の地層１６に含まれる砂１７の粒径（０．０１〜０．１前後）よりは大きい。
【０００９】
二分砂利１８と川砂１９の量の比率は２：１ぐらいが適当であろう。即ち混合物２０が充填され、井水がある程度の時間汲み上げられると、混合物２０は少し沈下して安定状態になる。この安定状態では、１００ミリの間隙１５は、基本的に二分砂利１８で満たされていて、この二分砂利１８の隙間に川砂１９が入り込んだ状態になっている。
これによって、井水吸い上げ時、先ずスリット１３が二分砂利１８をブロックし、この二分砂利１８が川砂１９をブロックする。そしてこの川砂１９が周囲の地層１６に含まれる微細な砂１７をブロックする。
【００１０】
二分砂利１８が単純な球形であると仮定すると、二分砂利１８の各粒子の隙間に入り込む川砂１９の量は、二分砂利１８が１に対し川砂１９が０．４７７という割合になる。
しかし実際の二分砂利１８は球形でない。従って各粒子の隙間の容積はこれより小さい。この点から見ると川砂１９の量は上記割合より少なくて済む。一方、一般に砂は二分砂利より空気を含み易い（スカスカの状態になりやすい）。この点から見ると砂は多めに必要になる。更に川砂１９は二分砂利１８に比べ粒子が細かいから、充填作業中に種々の部分に入り込み目滅りする可能性も多い。
これら各点を総合すると、上述のように二分砂利１８と川砂１９とを１：１程度に混合するのが一つの目安と考えられる。
【００１１】
二分砂利１８と川砂１９の混合物２０は、原理的にはストレーナ１２の周りだけ充填されていれば良い。ほかの場所は井水が通らないから、掘削で出て来た土砂を充填しておけば良い。
しかしそうするには各ストレーナ１２の位置と、充填する混合物２０の高さとを正確に整合させなければならない。これは却って煩雑である。折角そのように充填しても、そのあと混合物２０が沈下する虞れもある。
二分砂利及び川砂の単価は、工事費全体から見れば僅かである。それが本発明の利点でもある。従って、取水管１１の最深部から地表に至る迄、その周り全部に、この二分砂利１８と川砂１９との混合物２０を充填してしまった方が手っ取り早い。
【００１２】
図２に第２実施例を示す。即ち本発明は、他の形式のストレーナにも適用可能である。この第２実施例は、そのような他の形式のストレーナ２２に本発明を適用したもので、ここでのストレーナ２２は巻線型である。
ストレーナ２２には、適宜の間隔で０．５〜２ミリの透孔２３が穿設されている。その外周に鋼線２４が巻回されている。地下水は、この鋼線２４の隙間Ｗ２から各透孔２３を通って地上に吸い上げられていく。
巻線型ストレーナ２２の場合、鋼線２４の隙間幅Ｗ２はスリット型ストレーナ１２のスリット１３の幅Ｗ１より狭い。従って第１実施例の場合よりも、第１の粒子の粒径は小さくて良い。
しかし第１の粒子の粒径は、これら透水部の幅又は孔径より大きければ良い。要するにストレーナでブロックされるものであれば良い。従ってこの第２実施例でも、第１の粒子として二分砂利１８を使用する。（透水部の幅又は孔径→巻線の隙間幅Ｗ２、透孔２３の直径（楕円や長円のときは短径）、第１実施例の場合はスリット１３の幅Ｗ１、単に丸孔が穿設されただけのストレーナならその丸孔の径。）
【００１３】
また第２の粒子としても同じ川砂１９を使用する。厳密にはストレーナ２２の周りの砂の粒径に合わせて調整するのであるが、地層に含まれる砂の粒径は、一般に上述した範囲にあるものなので、大幅に違うとき以外、この二分砂利１８と川砂１９の混合物２０で十分である。
なお第２実施例のその他の部分は第１実施例と同じである。同じ符号を付すのみとし、説明を略す。
【００１４】
周囲の地層に含まれる微細な砂の粒径が上記した範囲にないときの為に、第２の粒子の粒径について更に説明する。一般化して言うと、第１の粒子の粒径はスリット１３の幅Ｗ１又はストレーナ２２の孔径より稍大きい程度に設定する。あまり大きいと第２の粒子をブロックするのが難しくなる。
第２の粒子の粒径は、この第１の粒子の粒径とストレーナ１２の周囲の地層に含まれる微細な砂の粒径の中間ぐらいの値とする。このような大きさの第１の粒子及び第２の粒子を混合し、取水管１１の周りに充填する。
なお何れの実施例でも砂利、川砂１９を使用した。これが一番費用的に有利であり、また粒度に多少のバラつきがあって却ってその方が濾過材としては効果的と考えられるからであるが、他のものも勿論使用し得る。
例えば砕石、他の種類の砂、プラスチックやセラミックスのビーズ、その他種々の粒子を使用することが出来る。
また何れの実施例でも、目詰まりを起こしたら逆洗を掛ける。濾過材たる混合物２０は、二分砂利１８と川砂１９とで構成されている。従って水流が反対になれば、これらは水中で容易に遊動し、目詰まりは簡単に解消する。粒子の素材がこれらのものでない場合も逆洗時の振る舞いは同じになる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明では、二分砂利と川砂との混合物がストレーナと周囲の地層との間に充填されており、前記ストレーナの透水部の幅又は孔径は前記二分砂利より小さいものであり、前記二分砂利が前記川砂をブロックし、該川砂が前記ストレーナ周囲の地層の粒子をブロックする。
従って地層に含まれる微細な砂が井水に混入して汲み上げられるのを完全に防止することが出来る。施工も簡単で、深い井戸にも簡単に適用でき、また集水能力も高い。目詰まりも起こしにくく、起こっても逆洗が容易に出来、通水能力も完全に回復する。
特に、二分砂利及び川砂は汎用の素材である。入手容易で単価も低い。従って何れの地域で掘削される井戸に対しても、簡単に低いコストで本発明を適用出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  スリット型ストレーナに本発明を適用した第１実施例を示す縦断面図。
【図２】  巻線型ストレーナに本発明を適用した第２実施例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１２，２２  ストレーナ
Ｗ１，Ｗ２  透水部の幅又は孔径
１５  ストレーナと周囲の地層との間
１７  ストレーナ周囲の地層の粒子
１８  第１の粒子
２０  混合物
【図１】
0003773586.tif 000002
【図２】
0003773586.tif 000003