JP6323794B2 - How to collect groundwater - Google Patents
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Description
本発明は、主として汚染土壌の調査の際に行われる地下水の採取方法に関する。 The present invention relates to a method for collecting groundwater, which is mainly performed during investigation of contaminated soil.
工場跡地などにおいては、トリクロロエチレンなどで代表される揮発性有機塩素化合物、燃料油や機械油、ダイオキシン類、あるいはカドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロムなどの重金属といったさまざまな有害物質が土壌に混入していることがある。 In factory sites, various toxic organic chlorine compounds such as trichlorethylene, fuel oils, machine oils, dioxins, and heavy metals such as cadmium, lead, copper, zinc, nickel, and chromium are put into the soil. May be mixed.
かかる有害物質で汚染された土壌をそのまま放置すると、有害物質が周囲に拡散し、周辺住民の生活に支障を来すとともに、雨水によって土粒子から遊離した場合には、地下水等に混入して水質を汚濁させる原因ともなる。 If the soil contaminated with such harmful substances is left as it is, the harmful substances will diffuse into the surrounding area and hinder the lives of the surrounding residents. It may cause pollution.
そのため、有害物質で汚染された土壌については、さまざまな方法で浄化処理や不溶化処理を行うことにより、環境への拡散防止を図らねばならないが、具体的な対策工を計画するにあたっては、環境省や自治体から出されているガイドラインや指針に従って土壌や地下水を適宜採取し、汚染状況を事前に調査する必要がある。 For this reason, soil contaminated with harmful substances must be prevented from spreading to the environment by various methods of purification and insolubilization, but when planning concrete countermeasures, the Ministry of the Environment It is necessary to collect soil and groundwater appropriately according to the guidelines and guidelines issued by local governments and to investigate the pollution status in advance.
ここで、例えば掘削除去措置の前など、地下水を採取しなければならない場合があるが、このような場合、土壌採取のためのボーリングとは別に、地下水採取のための観測井をあらたに設置することなく、土壌採取に用いたボーリング孔を利用して地下水を採取することが許容されている。 Here, in some cases, for example, before excavation and removal measures, it is necessary to collect groundwater. In such a case, a new observation well for groundwater collection is installed separately from the boring for soil collection. It is allowed to collect groundwater using the borehole used for soil extraction.
しかしながら、ボーリング孔の掘削底から流入する地下水は、該掘削底近傍の土を攪乱しながら湧水としてボーリング孔に流入するため、攪乱された土に起因する有害物質、例えば土粒子に付着していた有害物質や土粒子から溶出した有害物質が流入水に混入する懸念がある。 However, since the groundwater flowing from the drilling bottom of the borehole flows into the borehole as spring water while disturbing the soil near the drilling bottom, it adheres to harmful substances such as soil particles caused by the disturbed soil. There is concern that harmful substances eluted from soil particles or soil particles may be mixed into the influent water.
また、地下水の採取を短時間に行うべく、ケーシングを引き上げて地下水の流入量を増やそうとすると、わずかな引上げ量であっても、周囲の地下水は、露出した孔壁を崩落させながら該孔壁を形成していた土とともにケーシング内に流入し、該流入水には、孔壁を形成していた土に起因する有害物質が同様に混入する懸念がある。 Also, in order to collect groundwater in a short time, if the casing is pulled up to increase the amount of groundwater inflow, the surrounding groundwater will collapse the exposed hole wall even if it is slightly lifted. There is a concern that harmful substances caused by the soil forming the hole wall may be mixed in the inflow water as well as the soil forming the soil.
そのため、特にシルト層を対象として土壌汚染調査を行う場合、地下水中に元々含まれていた有害物質の濃度を把握することができないという問題や、有害物質の濃度が実際の地下水中の濃度よりも高く計測されることで、本来であれば行う必要がない追加調査や対策工を行わざるを得なくなり、その結果、真に必要な土壌汚染対策が遅滞することもあるという問題を生じていた。 Therefore, especially when conducting a soil contamination survey for the silt layer, the concentration of harmful substances originally contained in groundwater cannot be grasped, and the concentration of harmful substances is more than the actual concentration in groundwater. The high measurement has inevitably required additional investigations and countermeasures that would otherwise be unnecessary, and as a result, there was a problem that truly necessary countermeasures against soil contamination could be delayed.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、地下水採取のための観測井をあらたに設置することなく、しかも地下水中に元々含まれていた有害物質の濃度を計測することが可能な地下水の採取方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and it is possible to measure the concentration of harmful substances originally contained in groundwater without newly installing an observation well for collecting groundwater. It aims to provide a method of collecting groundwater.
上記目的を達成するため、本発明に係る地下水の採取方法は請求項1に記載したように、下端が開放された中空管を地盤に形成された掘削孔に立て込み、前記中空管の下端近傍に位置する掘削底に積み上げる形で該中空管の内部空間に透水性材料を充填し、該透水性材料を介して前記中空管内に流入した地下水を採取するものである。
In order to achieve the above object, the groundwater collection method according to the present invention is as described in
また、本発明に係る地下水の採取方法は、前記透水性材料を充填しながら又は充填した後、該透水性材料の充填高さを上限として前記中空管を引き上げるものである。 In the groundwater collection method according to the present invention, the hollow tube is pulled up with the filling height of the water-permeable material as an upper limit while filling the water-permeable material or after filling.
また、本発明に係る地下水の採取方法は、前記中空管をケーシングとしたボーリングを行うことで前記掘削孔を形成するとともに、該ボーリング中又はその後に土壌を採取するものである。 In the groundwater sampling method according to the present invention, the excavation hole is formed by performing boring using the hollow tube as a casing, and soil is collected during or after the boring.
また、本発明に係る地下水の採取方法は、前記地下水の採取工程の後、前記中空管を引抜き撤去するものである。 Moreover, the groundwater collection method according to the present invention is to pull out and remove the hollow tube after the groundwater collection step.
また、本発明に係る地下水の採取方法は、前記透水性材料を砂利で構成したものである。 In the groundwater collection method according to the present invention, the water-permeable material is composed of gravel.
本発明に係る地下水の採取方法においては、下端が開放された中空管を地盤に形成された掘削孔に立て込むが、その後、中空管の下端近傍に位置する掘削底に積み上げる形で該中空管の内部空間に透水性材料を充填し、次に、透水性材料を介して中空管内に流入した地下水を採取する。 In the method for collecting groundwater according to the present invention, the hollow tube whose lower end is opened is stood into the excavation hole formed in the ground, and thereafter, is piled up on the excavation bottom located near the lower end of the hollow tube. The interior space of the hollow tube is filled with a water permeable material, and then the groundwater flowing into the hollow tube through the water permeable material is collected.
このようにすると、掘削底からの湧水という形で中空管内に地下水が流入する際、掘削底に積み上げられた透水性材料が該掘削底近傍の土の攪乱を抑制するため、掘削底近傍の土が地下水に混入するのを未然に防止することができる。 In this way, when groundwater flows into the hollow pipe in the form of spring water from the bottom of the excavation, the water permeable material accumulated on the bottom of the excavation suppresses the disturbance of the soil near the excavation bottom. It is possible to prevent soil from being mixed into groundwater.
地下水の採取は、掘削底から湧水として流入する地下水を対象として行ってもよいが、地下水の流入量を増やしたい場合には、上述した透水性材料を充填しながら又は充填した後、該透水性材料の充填高さを上限として中空管を引き上げるようにしてもよい。 The collection of groundwater may be performed on the groundwater flowing from the bottom of the excavation as spring water. However, when it is desired to increase the amount of groundwater inflow, the water permeation may be performed while filling the water-permeable material described above or after filling. The hollow tube may be pulled up with the filling height of the functional material as the upper limit.
このようにすると、中空管の引上げに伴って掘削孔の孔壁が露出するとともに、該孔壁を介して周囲の地下水が掘削孔に流入するが、中空管の内部空間には、その下端近傍に位置する掘削底に積み上げる形で透水性材料を充填してあり、中空管の引上げ後は、そのスペースを埋めるようにして透水性材料が自重で拡がって孔壁に当接し、該孔壁の背後から作用する土圧や水圧を支持する。 As a result, the hole wall of the excavation hole is exposed as the hollow pipe is pulled up, and the surrounding groundwater flows into the excavation hole through the hole wall. The permeable material is filled in the form of piled up at the bottom of the excavation located near the lower end, and after the hollow tube is pulled up, the permeable material spreads by its own weight so as to fill the space and abuts against the hole wall, Supports earth pressure and water pressure acting from behind the hole wall.
そのため、周囲の地下水が孔壁を介して掘削孔に流入する際、孔壁が崩落して該孔壁を形成していた土が地下水に混入するのを未然に防止することができる。 Therefore, when the surrounding ground water flows into the excavation hole through the hole wall, it is possible to prevent the hole wall from collapsing and mixing the soil forming the hole wall into the ground water.
本発明は、地下水の採取を行うためだけに中空管を立て込む構成も包摂されるが、中空管をケーシングとしたボーリングを行うことで上述の掘削孔を形成するとともに、該ボーリング中又はその後に土壌を採取する構成が典型例となる。 The present invention includes a configuration in which a hollow pipe is stood only for collecting groundwater, but the above-described excavation hole is formed by boring using the hollow pipe as a casing, and A typical example is a configuration in which soil is collected thereafter.
かかる構成によれば、汚染土壌調査の際、地下水採取のための観測井を別途構築する必要がなくなる。 According to such a configuration, it is not necessary to separately construct an observation well for collecting groundwater when the contaminated soil is investigated.
中空管は、予定された深さまで掘削孔を先行形成した後、該掘削孔に挿入するようにしてもよいし、掘削孔を形成しつつその進捗に合わせて該掘削孔に押し込むようにしてもよい。 The hollow tube may be inserted into the drilling hole after the drilling hole is formed in advance to a predetermined depth, or may be pushed into the drilling hole according to the progress while forming the drilling hole. Also good.
中空管を残置するか引抜き撤去するかは任意であるが、地下水の採取工程の後、該中空管を引抜き撤去するようにすれば、中空管の転用が可能になるとともに、中空管が残置されることによる環境への影響を懸念する必要がなくなる。 It is optional whether the hollow tube is left or removed, but if the hollow tube is drawn and removed after the groundwater collection step, the hollow tube can be diverted and hollowed out. There is no need to worry about the environmental impact of leaving the tube.
透水性材料は、掘削底に積み上げられることで湧水に伴う該掘削底での土の攪乱が抑制され、中空管を引き上げる場合にはさらに、自重で拡がって孔壁に当接し該孔壁背後からの土圧や水圧を支持できる限り、どのような材料で構成するかは任意であり、例えば適当な材料からなる粒状体で構成することができるが、該透水性材料を砂利で構成したならば、中空管を引抜き撤去する場合、地盤内には、自然由来の物質だけが残置されることとなり、環境への影響はほとんどなくなる。 When the permeable material is piled up on the bottom of the drilling, soil disturbance at the bottom of the drilling due to spring water is suppressed, and when the hollow pipe is pulled up, it further expands by its own weight and comes into contact with the hole wall. As long as the earth pressure and water pressure from the back can be supported, what kind of material is used is arbitrary. For example, it can be made of a granular material made of an appropriate material, but the water-permeable material is made of gravel. Then, when the hollow tube is pulled out and removed, only naturally derived substances are left in the ground, and there is almost no influence on the environment.
以下、本発明に係る地下水の採取方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a groundwater collection method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係る地下水の採取方法の実施手順を示したフローチャートである。同図に示すように、本実施形態に係る地下水の採取方法においては、まず、 図2(a)に示すように、地盤2に掘削孔3を形成しつつ、下端が開放された中空管としてのケーシング1を掘削孔3に立て込む(ステップ101)。
FIG. 1 is a flowchart showing an implementation procedure of the groundwater collection method according to the present embodiment. As shown in the figure, in the groundwater collection method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 2 (a), a hollow tube having a bottom end opened while forming a
掘削孔3は、ケーシング1内にボーリングロッド4及びそれに連結されたコアバレル5を挿入配置した上、ケーシング1で掘削孔3の孔壁を保護しながら、コアバレル5の下端に設けられた掘削ビットでケーシング1内を掘り下げることで形成すればよい。
The
ケーシング1は、例えば長さが10m、外径が10cm程度の円筒管で構成することができる。
The
ここで、上述した掘削孔3を形成する際、土壌汚染調査のためのサンプルとしてコアバレル5で土壌を適宜採取する(ステップ101)。
Here, when forming the
掘削孔3が所定深さまで形成されたならば、図2(b)に示すようにボーリングロッド4及びコアバレル5を撤去する(ステップ102)。
When the
次に、図3(a)に示すように、ケーシング1の上端開口から透水性材料としての砂利12を該ケーシング内に投入することにより、ケーシング1の下端近傍に位置する掘削底11に積み上げる形で、砂利12をケーシング1の内部空間に充填する(ステップ103)。
Next, as shown in FIG. 3 (a),
次に、図3(b)に示すように、砂利12の充填高さhを上限として、ケーシング1を引き上げる(ステップ104)。
Next, as shown in FIG. 3B, the
このようにすると、ケーシング1の引上げに伴って掘削孔3の孔壁13が露出するとともに、該孔壁を介して周囲の地下水14が掘削孔3に流入するが、ケーシング1の内部空間には、その下端近傍に位置する掘削底11に積み上げる形で砂利12を充填してあり、ケーシング1の引上げ後は、そのスペースを埋めるようにして砂利12が自重で拡がって孔壁13に当接し、該孔壁の背後から作用する土圧や水圧を支持する。
As a result, the
そのため、周囲の地下水14が孔壁13を介して掘削孔3に流入する際、孔壁13が崩落することはない。
Therefore, when the surrounding
また、掘削底11からの湧水という形でケーシング1内に地下水14が流入する際、地下水14の流入に伴う掘削底11近傍の土の攪乱は、掘削底11に積み上げられた砂利12によって抑制される。
Further, when the
次に、孔壁13及び掘削底11から掘削孔3に流入し、さらに砂利12の間隙を通過してケーシング1内に流入した地下水を、例えば図示しない揚水ポンプによって採取する(ステップ105)。
Next, the groundwater flowing into the
地下水を採取するにあたっては、必要に応じて予めパージする、すなわち、一定量の水を揚水することで掘削孔3及びケーシング1内の水を周辺の地下水14に置換してから行う。
When collecting the groundwater, it is purged in advance if necessary, that is, after a certain amount of water is pumped up, the water in the
地下水を採取したならば、次に、図4に示すようにケーシング1を引抜き撤去する(ステップ106)。
If the groundwater has been collected, the
以上説明したように、本実施形態に係る地下水の採取方法によれば、掘削底11からの湧水という形で掘削孔3内に地下水14が流入する際、掘削底11に積み上げられた砂利12が該掘削底近傍の土の攪乱を抑制するとともに、ケーシング1の引上げに伴って露出した掘削孔3の孔壁13を介して地下水14が掘削孔3に流入する際、ケーシング1の引上げ後は、そのスペースを埋めるようにして砂利12が自重で拡がって孔壁13に当接し、該孔壁の背後から作用する土圧や水圧を支持するので、孔壁13の崩落が防止される。
As described above, according to the groundwater collection method according to this embodiment, when the
そのため、孔壁13や掘削底11を介して地下水14が掘削孔3に流入する際、孔壁13の崩落や掘削底11の攪乱によってそれらを形成していた土が地下水14とともにケーシング1に流入するのを未然に防止することが可能となり、かくして土に起因する有害物質、例えば土粒子に付着していた有害物質や土粒子から溶出した有害物質がケーシング1への流入水に混入するおそれがなくなるとともに、その結果、地下水中に元々含まれていた有害物質の濃度を把握することが可能となる。
Therefore, when the
また、本実施形態に係る地下水の採取方法によれば、砂利12の充填高さを上限としてケーシング1を引き上げるようにしたので、周囲の地下水14は、掘削底11のみならず、孔壁13からもケーシング1内に流入することとなり、かくして地下水の採取を短時間で行うことが可能となる。
Further, according to the groundwater collection method according to the present embodiment, the
また、本実施形態に係る地下水の採取方法によれば、掘削孔3を形成する際に土壌を採取するとともに、掘削孔3形成後に該掘削孔に流入する地下水を採取するようにしたので、汚染土壌調査の際、地下水採取のための観測井を別途構築する必要がなくなる。
In addition, according to the groundwater collection method according to the present embodiment, soil is collected when the
また、本実施形態に係る地下水の採取方法によれば、地下水を採取した後、ケーシング1を引抜き撤去するようにしたので、ケーシング1の転用が可能になるとともに、通常の観測井戸において有孔管が残置される場合とは異なり、ケーシング1が残置されることによる環境への影響を懸念する必要がなくなる。
Moreover, according to the groundwater collection method according to the present embodiment, since the
また、本実施形態に係る地下水の採取方法によれば、本発明の透水性材料を砂利12で構成したので、地盤2内には、自然由来の物質だけが残置されることとなり、かくして環境への影響はほとんどなくなる。
Moreover, according to the groundwater collection method according to this embodiment, since the water-permeable material of the present invention is composed of
本実施形態では、地下水を短時間に採取するべく、ケーシング1を引き上げることで、掘削底11のみならず、孔壁13からの地下水をケーシング1内に流入させるようにしたが、掘削底11から湧水として流入する地下水で短時間のサンプリングができるのであれば、ケーシング1の引上げ工程を省略してもかまわない。
In the present embodiment, in order to collect groundwater in a short time, the
かかる構成であっても、掘削底11から地下水14が流入する際、地下水の流入に伴う掘削底11の攪乱が砂利12によって抑制され、それによって土に起因する有害物質がケーシング1への流入水に混入するおそれがなくなる点は、上述した実施形態と何ら変わりはない。
Even in such a configuration, when the
なお、掘削底11からの地下水の流入が、例えば下方に位置する不透水層や難透水層によって期待できない場合、あるいはケーシング1の断面積の関係で十分な速度での流入が期待できない場合、ケーシング1の引上げ工程は必須構成となる。
When inflow of groundwater from the
また、本実施形態では、砂利12を充填した後、ケーシング1を引き上げるようにしたが、これに代えて、砂利12を充填しながらケーシング1を引き上げるようにしてもかまわない。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、掘削孔3を形成する際に土壌を採取するとともに、掘削孔3形成後に該掘削孔に流入する地下水を採取するようにしたが、土壌採取を省略して地下水採取だけを行うようにしてもよい。
In the present embodiment, soil is collected when the
次に、本実施形態の作用効果を実証するための室内試験を行ったので、以下にその概要を説明する。 Next, since the laboratory test for demonstrating the effect of this embodiment was performed, the outline | summary is demonstrated below.
室内試験を行うにあたっては、図5(a),(b),(c)に示す3つの試験体A,B,Cを用意した。 In conducting the laboratory test, three specimens A, B, and C shown in FIGS. 5 (a), (b), and (c) were prepared.
ここで、試験体Aは、有孔管を網巻きして構成したスクリーンの周囲に砂利が充填されてなる、地下水の採取に適した観測井を模したものであって、上述のスクリーンを外径5cmの有孔管51で構成するとともに、水の流入開始を操作するため、高さが30cm、外径約10cmの塩ビ管52を透明アクリル水槽53に満たされた模擬土壌54に埋設した上、該塩ビ管内に上述した有孔管51を挿入配置するとともに、それらの間に上述した砂利を模する砂55を充填して構成した。
Here, Specimen A imitates an observation well suitable for collecting groundwater, in which gravel is filled around a screen formed by winding a perforated pipe, and the above-described screen is removed from the screen. A
模擬土壌54は、地下水を模した水56で飽和させてあるとともに、有孔管51及び塩ビ管52は、観察ができるよう、それぞれ半割とした上、開放側を透明アクリル水槽53の正面に向けて配置した。
The
模擬土壌54は、硅砂4号、トチクレー及び水を、1:0.2:0.1の質量比で混合して作製した。
The
試験体Bは、ボーリングによって形成された掘削孔にそのまま地下水が流入する状況を模したものであって、透明アクリル水槽53に満たされた模擬土壌54に塩ビ管52を埋設して構成した。
The test body B imitates the situation in which groundwater flows directly into the excavation hole formed by boring. The test body B was configured by embedding a
塩ビ管52は、試験体Bにおいては、試験体Aと同様、水の流入開始を操作するための部材であるとともに、ボーリングに用いるケーシングを模した部材でもある。
In the test body B, the
試験体Cは、本発明に係る地下水の採取方法を模したものであって、透明アクリル水槽53に満たされた模擬土壌54に塩ビ管52を埋設するとともに、該塩ビ管に本発明の透水性材料を模した2号珪砂57を充填して構成した。
The test body C imitates the method for collecting groundwater according to the present invention, and the
塩ビ管52は、試験体Cにおいては、試験体A,Bと同様、水の流入開始を操作するための部材であるとともに、本発明の中空管を模した部材でもある。
In the test body C, the
次に、各試験体A,B,Cの塩ビ管52を約10cm引き上げ、しかる後、試験体Aにおける有孔管51内の水の土粒子混入量、試験体B,Cにおける塩ビ管52内の水の土粒子混入量をそれぞれ計測して初期濁度とするとともに、試験体Aにおける有孔管51内の水と試験体B,Cにおける塩ビ管52内の水を一定量揚水した後の各土粒子混入量をそれぞれ計測してパージ後の濁度とした。
Next, the
表1は、各試験体A,B,Cにおける計測結果を示したものである。
同表から、試験体Bでは、初期濁度、パージ後濁度ともに、試験体Aの値を大きく上回っているのに対し、試験体Cでは、初期濁度こそ試験体Aよりも若干大きいものの、パージ後においては、試験体Aよりもむしろ濁度が小さくなっているのがわかる。 From the same table, in the test body B, both the initial turbidity and the turbidity after purging greatly exceed the values of the test body A, whereas in the test body C, the initial turbidity is slightly larger than that of the test body A. After the purge, it can be seen that the turbidity is lower than that of the specimen A.
これらの室内試験の結果から、本発明によれば、ボーリングによって形成された掘削孔にそのまま流入する地下水よりも、土の混入量がはるかに少ない状態で地下水を採取することができるとともに、パージを行うことで、推奨されている観測井を用いた採取よりも土の混入量が少ない状態で地下水を採取できることが実証された。 From the results of these laboratory tests, according to the present invention, the groundwater can be collected in a state where the amount of contaminated soil is much smaller than the groundwater flowing directly into the excavation hole formed by boring, and the purge is performed. By doing so, it was proved that groundwater can be collected with less soil contamination than the recommended observation well.
1 ケーシング(中空管)
2 地盤
3 掘削孔
11 掘削底
12 砂利(透水性材料)
13 孔壁
1 Casing (hollow tube)
2
13 hole wall
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