技報 第 5 号（2007 年）

水平井戸による循環型汚染地下水浄化工法の開発－マルチ水平ウェル工法－

１．はじめに近年の世界的な環境保全の高まりの中，日本においても最近相次いで土壌・地下水汚染修復関連の法律・基準・資格制

土木本部

土木部

中村憲司

土木本部

土木部

笹間和也

⑦水平井戸内に設置する特殊フィルターにより礫分の流入を抑制することで，井戸の機能を長時間確保できる．また特殊フィルターは交換が可能．

度が整備され，平成 15 年 2 月に「土壌汚染対策法」が施行さ⑧地下での施工のため騒音・振動が少ない．

れている．このような背景の中，工場跡地等の再開発事例に浄化水適応する汚染土壌修復技術は大きく進展しているが，未だ，既存建物下の汚染修復は工期・工費共に負担が大きく新たな敷地境界汚染水技術開発が必要となっている．

汚染物質排出工場など注入ポンプ

そこで汚染地下水の浄化精度の向上及び工費・工期の縮減

Ｐ

地下水浄化

敷地境界

スリット管
不飽和層を図るために，汚染された土壌中に水平方向の井戸を築造し，復水

復水システムにより効率よく浄化できる施工法を開発した．

地下水位

ＶＯＣ飽和層スリット管

２．本工法の概要と特徴

汚染地下水回収揚水揚水ポンプ Ｐ

2.1 本工法の概要

基礎杭

不透水層

発進立坑および揚水井戸

本工法は，小口径管推進工法を利用して水平揚水井戸を構築し，曝気処理・加熱処理及び活性炭吸着処理等を実施後，

図－１ 水平井戸浄化工法イメージ（断面図）

処理水を地盤中に復水・循環させることにより，比較的小規模な敷地面積における汚染地下水浄化を低コストで可能とした水平井戸浄化システムであり，既存建物下での施工を可能としている．図－１，２に適用イメージを示す．また開発仕様を表－１に示す．
2.2 主な特徴
現在，既存建物下の土壌浄化を行う場合，地上より斜め方向に浄化井戸を築造して行う方法があるが，建物下に処理できない V 字領域が発生するなど，完全浄化に不安を残す．本工法は，施工機械の小型化によって狭い場所でも施工可能とし，更に到達立坑を必要とせず，1 箇所の小型立坑から特殊な図－２ 水平井戸浄化工法イメージ（平面図）

スリットを有した水平井戸を放射線状に複数築造することで表－１ 開発仕様

前記問題点を解決した．主な特徴を以下に示す．
①循環型システムなので自然環境への負荷を低減できる．
（地下水位の変動や地盤沈下等の恐れが少ない等）②復水に薬剤を溶解することで浄化期間の短縮が可能．
③施工機械の小型化により，狭い場所での施工が可能．（φ2000 の小型立坑から施工可能）④１箇所の立坑から水平井戸を複数築造できるので，低コス

目
特対殊
象

深的

土壌・地下水浄化性

既存建屋下度

最大深度 10m 程度

対 象 敷 地 面 積

1,000m2 程度

対 象 汚 染 物 質

揮発性有機化合物(VOC)

浄地下水化

対象

トでの施工が可能．

直線 L=50m 程度⑤水平井戸が直線なので井戸の位置を確実かつ容易に確認でき，杭基礎等の障害物がある場合でも施工可能．
⑥施工精度が高いので浄化箇所をピンポイントで効果的に浄化することが可能．

人孔築造(点検坑兼用)
推 進 シ ス テ ム

発進立坑深さ H=10m 程度
到達立坑は不要
土質：砂質土，粘性土

技報 第 5 号（2007 年）

３．モデル実験

3.5 実験結果

モデル実験により，循環方式における復水機能の検証，並びに浸透流解析結果との比較を行った．

揚水量(m3/ｈ）

実験水頭位置左右平均

解析水頭位置
左右平均

0.37

520

0.33

520

0.35

540

0.31

540

0.33

560

0.29

560

0.31

580

0.27

580

0.29

600

0.25

600

0.27

620

0.23

620

0.25

640

0.21

6400.23

660

0.19

660

0.21

680

0.17

680

700

0.15

700

510152025

0.19
0.17030510

3.2 実験装置

ケース①

大型水槽（B2000×H1500×D750）に揚水管１本と復水管実験水頭位置
左右平均202530

ケース②

復水量(m3/ｈ）

実験水頭位置左右平均揚水量(m3/ｈ）

解析水頭位置
左右平均復水量(m3/ｈ）

揚水量(m3/ｈ）

0.50

2000.50

4500.45

2500.40

5000.40

3000.30

5500.35

3500.20600

0.30

4000.106500.254500.00

7000.20500-0.10

7500.155500.10600

800
0510152025

流 量 値 (m 3/h)

40030

水 頭 値 (m m ) 天 端 よ り の 下 が り

水 頭 値 (m m ) 天 端 よ りの 下 が りを写真－１にそれぞれ示す．

解析水頭位置
左右平均15

計測時間(分)計測時間(分)と不飽和層を形成させた．実験モデルを図－３に，大型水槽

揚水量(m3/ｈ）

500

0４本を設置し，珪砂を充填後，所定の位置まで注水し飽和層復水量(m3/ｈ）

0.35

流 量 値 (m 3/ h )で基本的な復水機能を確認するため，大型水槽を用いた復水復水量(m3/ｈ）

水 頭 値 (m m ) 天 端 よ り の 下 が り

は，揚水量及び復水量のバランスが非常に重要となる．そこ

水 頭 値 (m m ) 天 端 よ り の 下 が り

汚染地下水を経済的に効率良くかつ安全に浄化するために

解析水頭位置左右平均

流 量 値 (m 3/ h)

実験水頭位置
左右平均500

流 量 値 (m 3/h)

3.1 実験概要

-0.20
-0.30
05

計測時間(分)1015202530

計測時間(分)

ケース③

ケース④

図－４ 復水・揚水量－水頭位置の結果
3.6 実験結果の分析と実施工への展開
実験結果の分析①復水側の浸透の遅れにより水位変動が発生する．
図－３ 大型水槽形状②一定以上の注水を行うと限界注水量が存在し，地表面まで影響が及ぶことが確認できた．
③水位変動を制御する為には，揚水量と復水量を個別に制御することが必要である．
実施工への展開①各種地盤でのデータの蓄積が必要．
②情報化施工の実施が必要．
③解析ツールの改善が必要．

４．おわりに
写真－１ 大型水槽実験により循環方式の水平井戸システムの基本的な特性を3.3 計測項目及び方法捉えることができた．今後は，更なる集水・復水機能の検証①揚水量及び復水量：流入部，排水部に設置した流量計にてを行い，精度の向上を図り，土地所有者や汚染原因者等が無測定する．

理なく速やかに改善措置を実施し，周辺住民に安心・安全な②水頭差の変位：水頭差は，水槽の両サイドに水頭確認用のパイプを立ち上げ，目視にてその位置を確認する．
3.4 実験ケース

環境を与えられる効率的な浄化処理システムとしていきたいと考える．
最後に，本開発は，建設工事における省力化技術の共同開揚水量及び復水量の流量を変化させ水位面がどのように変発を目的とした自動測量研究会の当社他７社（(株)新井組，真化するか，４つのケースを設定し実験を行った．実験ケース

柄建設(株)，(株)松村組，村本建設(株)，(株)森本組，(株)ベスを表－２に，実験結果を図－４に示す．また，モデル実験をトエンジニアリング，栗本化成工業(株)）で共同開発されたも行う一方で，実験値が理論値とどのような関係にあるのかをのであり，関係各位に心よりお礼申し上げます．

確認するため浸透流解析（復水解析ツール）にてその比較を行った．解析条件を次に示す．

スリット管

流量条件，初期水頭：実測データ
透水係数：k6=5.64×10-2(cm/s)

Key Words：土壌浄化，水平井戸，浸透流解析，復水機能，温度補正済表－２ 実験ケース
ケース

揚水量：復水量ケース

揚水量：復水量①1.00：1.00②1.00：1.08③1.00：1.43④

1.00：0.70

中村憲司

笹間和也