JP6667822B1 - Pumping well with irrigation pipe - Google Patents
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Abstract
【課題】注水管付揚水井を設置するにあたり、注水管を設ける手間を削減する。【解決手段】注水管付揚水井100は、地中に垂設されるとともに周壁11に地下水流入孔1aを有する井戸管1と、井戸管1に環装されるとともに地下水を通す通水部21を有するストレーナ2と、井戸管1の外周面11とストレーナ2に挟設されてストレーナ2を支持する少なくとも1本の棒材、又は管材からなる枕材4とを備えている。枕材4は、少なくとも1本が注水管3を兼ねて液体を噴射する注水口3aを備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the time and effort for providing a water injection pipe when installing a pumping well with a water injection pipe. SOLUTION: A pumping well 100 with a water injection pipe has a well pipe 1 vertically installed in the ground and having a groundwater inflow hole 1a in a peripheral wall 11, and a water passage portion 21 which is surrounded by the well pipe 1 and through which groundwater passes. The strainer 2 having the above, and the outer peripheral surface 11 of the well tube 1 and at least one rod member sandwiched between the strainer 2 and supporting the strainer 2 or the pillow member 4 made of a pipe material. At least one of the pillows 4 also has a water injection port 3a that also serves as the water injection pipe 3 and injects the liquid. [Selection diagram] Fig. 1
Description
この発明は、地盤改良等を目的として地下水を揚水する揚水井に関し、特に、地中へ液体を注入する注水管が付設された揚水井に関する。 The present invention relates to a pumping well for pumping groundwater for the purpose of ground improvement, and more particularly to a pumping well provided with a water injection pipe for injecting liquid into the ground.
近年、液状化が懸念される地盤に、水とともに空気を注入し、土粒子間に含まれる間隙水に空気を含ませて、地盤を不飽和化することにより液状化を防止する液状化防止工法が各種提案されている。
地盤の液状化現象は、地盤の変形に伴う間隙水の圧力上昇により土粒子構造が破壊されて発生するところ、このマイクロバブル水を注入する工法は、間隙水に気泡を含ませ、気泡をクッションとして間隙水の圧力上昇を抑制しようとするものである。
In recent years, the liquefaction prevention method of injecting air together with water into the ground where liquefaction is a concern and allowing air to be included in the pore water contained between the soil particles to desaturate the ground and prevent liquefaction Have been proposed.
The liquefaction of the ground occurs when the pressure of pore water rises due to the deformation of the ground and the soil particle structure is destroyed.The method of injecting micro-bubble water involves adding air bubbles to the pore water and cushioning the bubbles. This is intended to suppress the rise in pressure of pore water.
かかる液状化防止工法では、揚水井で地下水を汲み揚げたのち、あるいは汲み揚げながら空気と水の注入を行うため、揚水井と注水管の両方を地中に立設する必要があり、単に揚水井を設置するよりも手間がかかるという問題があった。 In such a liquefaction prevention method, after pumping and pumping groundwater in a pumping well, or injecting air and water while pumping, both the pumping well and the injection pipe need to be erected underground. There was a problem that it took more time than setting up a well.
そこで、本出願人らは、未公開ではあるが、先に行った特許出願(特許文献1)において、地中にファインバブル水を注入するにあたり、揚水井における井戸管を囲繞する砂や硅砂等からなるフィルタ材中に注水管を立設する技術や、揚水井の井戸管自体を注水管とする技術を提案している。 Therefore, the present applicants have not disclosed, but in the patent application (Patent Document 1) filed earlier, when injecting fine bubble water into the ground, sand or silica sand surrounding a well pipe in a pumping well is considered. It proposes a technology for erecting a water injection pipe in a filter material made of, and a technology for using a well pipe of a pumping well itself as a water injection pipe.
しかし、フィルタ材中に注水管を立設する場合、単に揚水井のみを設置する場合に比べると、なお注水管を設置する手間がかかるという課題があり、また、井戸管自体を注水管にする場合は、ファインバブル水の噴射に用いる地下水流入孔が、井戸管の下端近傍にのみ設けられているため、これより浅い位置の地盤にはファインバブル水を注入できないという課題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、揚水井を設置する以上の手間を抑制し、かつ、地盤の浅い所へも地盤改良のための液体(以下、「注入液」ともいう。)を注入可能な揚水井を提供することを目的とする。
However, when the water injection pipe is erected in the filter material, there is a problem that it takes more time to install the water injection pipe than when only the pumping well is installed, and the well pipe itself is used as the water injection pipe. In such a case, there is a problem that fine bubble water cannot be injected into the ground at a position shallower than the ground because the groundwater inflow hole used for jetting fine bubble water is provided only near the lower end of the well pipe.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and suppresses the trouble of installing a pumping well, and, even in a shallow place of the ground, a liquid for improving the ground (hereinafter, also referred to as “injection liquid”). )) To provide a pumping well.
上記課題を解決するためになされた発明は、地中へ液体を注入する注水管を備えた注水管付揚水井であって、地中に垂設されるとともに周壁に地下水流入孔を有する井戸管と、前記井戸管に環装されるとともに地下水を通す通水部を有するストレーナと、前記井戸管の外周面と前記ストレーナに挟設されて前記ストレーナを支持する少なくとも1本の棒材、又は管材からなる枕材とを備え、前記枕材は、少なくとも1本が注水管を兼ねて液体を噴射する注水口を備えることを特徴とする。 The invention made in order to solve the above-mentioned problem is a pumping well with a water injection pipe provided with a water injection pipe for injecting liquid into the ground, wherein the well pipe is vertically installed in the ground and has a groundwater inflow hole in a peripheral wall. A strainer mounted on the well pipe and having a water passage portion through which groundwater passes, and at least one rod or pipe sandwiched between the outer peripheral surface of the well pipe and the strainer and supporting the strainer And at least one of the pillows is provided with a water injection port which also serves as a water injection pipe and injects a liquid.
従来、揚水井のストレーナは、井戸管外周に固設された管材や棒材を枕材として、井戸管外周に環装されている。この枕材を注水管とすることで、揚水井のみを設置する以上の手間をかけることなく、揚水井とともに注水管を地中に埋設できる。 Conventionally, a strainer for a pumping well is mounted around the outer periphery of the well pipe using a pipe or a bar fixed to the outer circumference of the well pipe as a pillow. By using this pillow material as a filling pipe, the filling pipe can be buried in the ground together with the pumping well without taking more time than installing only the pumping well.
前記注水口は、前記井戸管と前記ストレーナの間の空間に注入液を噴射することが好ましい。こうすることで、当該空間を分配室として、ストレーナの間隙から周辺の地中に注入液を噴射できるので、広い範囲に注入液を噴射することができる。 It is preferable that the water injection port injects the injection liquid into a space between the well pipe and the strainer. By doing so, the space can be used as a distribution chamber to inject the injection liquid from the gap between the strainers into the surrounding ground, so that the injection liquid can be injected over a wide range.
本発明の注水管付揚水井は、前記注水口から注入液が噴射される方向において、前記井戸管の外周面に突設される変向体を有することが好ましい。こうすることで、井戸管とストレーナの間の空間内で生じる乱流を抑制して、効率よく揚水井の周囲の地盤へ注入液を噴射できる。 It is preferable that the pumping well with a water injection pipe of the present invention has a diverting body projecting from an outer peripheral surface of the well pipe in a direction in which the injection liquid is jetted from the water injection port. By doing so, the turbulence generated in the space between the well pipe and the strainer can be suppressed, and the injected liquid can be efficiently injected into the ground around the pumping well.
本発明の注水管付揚水井は、前記枕材を複数本備え、前記複数の枕材のうち2以上の枕材が注水管を兼ねており、当該2以上の注水管を上端で連結する分配室を有するが好ましい。こうすることで、各注水管に対し、均等に注入液を流送できる。 The pumping well with a water injection pipe of the present invention is provided with a plurality of the pillows, and two or more pillows among the plurality of pillows also serve as a water injection pipe, and a distribution connecting the two or more water injection pipes at an upper end. It is preferable to have a chamber. In this way, the infusate can be evenly fed to each water injection pipe.
前記分配室は、地中に設けられることが好ましい。こうすることで、地上から注水管の上端まで注入液を流送する流送管を1本にまとめることできるため、設置コストを低減できる。 Preferably, the distribution chamber is provided underground. By doing so, the flow pipe for feeding the injection liquid from the ground to the upper end of the water injection pipe can be integrated into one pipe, so that the installation cost can be reduced.
前記分配室は、地表に設けられることが好ましい。こうすることで、分配室のメンテナンスを容易に行うことができる。 Preferably, the distribution chamber is provided on the ground surface. By doing so, maintenance of the distribution chamber can be easily performed.
以上、説明したように、本発明の注水管付揚水井によれば、従来の注水管を備えない揚水井と変わらない手間で設置することができ、また地盤の浅い所へも注入液を噴出することができる。 As described above, according to the pumping well with a water injection pipe of the present invention, the pumping well can be installed with the same effort as a conventional pumping well without a water injection pipe, and the injection liquid is also ejected to a shallow place of the ground. can do.
以下、適宜図面を用いながら本発明の実施形態について詳述する。ただし、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態の構成は、他の実施形態における構成と適宜に組み合わせることができる。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る注水管付揚水井100を示している。注水管付揚水井100は、ウルトラディープ工法(登録商標)に用いられる揚水井であり、液状化防止等の地盤改良を目的として、地下水の汲み揚げと、地盤へのファインバブル水等の注入液Wを注入するために用いられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the configuration of each embodiment can be appropriately combined with the configuration of another embodiment.
(1st Embodiment)
FIG. 1 shows a pumping well 100 with a water injection pipe according to a first embodiment of the present invention. The pumping well 100 with a water injection pipe is a pumping well used for the Ultra Deep Construction Method (registered trademark). For the purpose of ground improvement such as prevention of liquefaction, pumping of groundwater and injection of fine bubble water or the like into the ground. Used to inject W.
注水管付揚水井100は、図1に示すように、地中に垂設される井戸管1と、井戸管1に環装されるストレーナ2と、地中へ注入液Wを注入する1本、又は複数本の注水管3,3,…とを主に備える他、井戸管1内へ流入した地下水を汲み揚げる揚水ポンプ5と、注入液Wを注水管3,3,…へ分配する分配器6と、汲み揚げた水を地上へ流送する揚水管51と、注入液Wを井戸管1、及び分配器6へ流送する送液管7と、井戸管1に過剰に充填された注入液Wを還流するリターン管8とを備えている。
井戸管1は、地中に垂設される竪穴内に挿入したのち、周囲を砂や珪砂等からなるフィルタ材17(図2参照)で埋めるようにして立設される。
As shown in FIG. 1, a pumping well 100 with a water injection pipe includes a
The
井戸管1は、有底の円筒鋼管からなり、上端縁にフランジ16が設けられ、蓋材9により閉塞される。井戸管1は、底壁12から上方へやや離間した位置の周壁に、円形貫通孔からなる多数の地下水流入孔1a,1a,…が、周方向、及び長手方向に分散配置されている。地下水流入孔1aから底壁12までの空間14は、砂溜まりを構成する。図示の例では、地下水流入孔1aは円形孔であるが、これに限らずスリット等であってもよい。井戸管1には、蓋材9を介して送液管7から分岐した送液枝管72、リターン管8が連結されている。
The
ストレーナ2は、図6に示すように、注水管3(枕材4)を介して井戸管1に線材を巻回した円筒コイル状をなしている。ストレーナ2は、隣接する線材間に若干の隙間を有しており、この隙間が特許請求の範囲でいうところの通水部21に該当する。
ストレーナ2は、井戸管1の地下水流入孔1aが設けられた部分全体を概ね被覆するとともに、通水部21の最上端が、地下水流入孔1aから十分に間隔を開けて上方に位置するよう設けられている。ストレーナ2と井戸管1の間の空間13は、その上方、及び下方が、それぞれ円環状のフランジ材61,22により閉塞されている。
尚、ストレーナ2は、例えば、亜鉛メッキを施した断面が三角形の鋼線からなるウエッジワイヤが用いられるが、材質、形状ともに、これに限られるものではない。
As shown in FIG. 6, the
The
For the
1本、又は複数本(図4の例では8本)の注水管3,3,…は、図1に示すように直管からなり、井戸管1の軸方向に平行に、かつ井戸管1の周方向に等間隔をおいて井戸管1の外周面11上に並列するよう井戸管1とストレーナ2に挟持されている。
注水管3,3,…は、ストレーナ2を井戸管1の外周面11の間に空間13を形成すべく支持する枕材4を兼ねており、図示の例では、すべての枕材4が注水管3であるが、注水管3を兼ねない枕材4を設けてもよい。
One or more (eight in the example of FIG. 4)
The
注水管3の周壁31には、図6、及び図7に示すように、注水管3の長手方向に沿った等間隔ごとの位置で、井戸管1の略周方向に注入液を噴射すべく対向する一対のスリット状の注水口3a,3aが穿設されている。井戸管1の外周面11には、注水口3aから噴射された注入液Wを井戸管1の平面視における外方へ変向させるリブ状の変向体15が井戸管1の長手方向に延びるよう設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
揚水ポンプ5は、図1に示すように、井戸管1の内部を垂下する揚水管51の下端に吊設され、地下水流入孔1a,1a,…を介して井戸管1内に流入した地下水を汲み揚げて、揚水管51、ゲートバルブ52、チャッキバルブ53を介して、不図示のノッチタンクに貯留するよう構成されている。
As shown in FIG. 1, the
分配器6は、フランジ材61に、扁平円筒状の蓋部材62を被せてボルトナットで連結し、内部に円環上の空間からなる分配室63を形成している。分配器6には、送液管7から分岐した送液枝管71が、蓋部材62の天壁を貫通するようにして連結されている。第1実施形態では、分配器6は、ストレーナ2の上端に隣接して設けられ、地中に埋設される。このように分配器6を地中に埋設することで、注水管3、及び井戸管1を短くすることができる。
ただし、分配器6の形状は、これに限られるものではなく、適宜の形状を採用できる。第2実施形態の分配器206についても同様である。
The
However, the shape of the
送液枝管71から分配器6へ注入液を流送する出口71aは、注入液Wを分配器6の周方向の下流側(図5(a)の側)へ噴出すべく斜めに切断されている。蓋部材62の内周面62aには、この出口71aから分配室63内に流入した注入液Wを満遍なく各注水管3へ分配するための3種の変向板64,65,66が設けられている。
An
変向板64、及び変向板65は、共に帯状の板材からなる。
変向板64は、図5(a)に示すように、井戸管1の軸心方向に対し略60度傾斜させた状態で、蓋部材62の内周面62aの下半部分において、相隣る注水管3,3の間の位置で内周面62aに貼設されている。
変向板65は、内周面62aの上端部における出口71aの下流側近傍で、内周面62aの周方向に延びるよう貼設されている。
The deflecting
As shown in FIG. 5A , the
The deflecting
変向板66は、二等辺三角形の板材からなり、出口71aの周方向の上流側(図6(a)における右側)における出口71a近傍で、頂点を当該上流側に向け蓋部材62の天壁内面62bに貼設されている。
The diverting
(第2実施形態)
図8、及び図9は、本発明の第2実施形態に係る注水管付揚水井200を示している。
注水管付揚水井200は、地上に設けられる分配器206を備えている。これに伴い注水管203,203,…は、上端が地上にまで延出している。また、井戸管1とストレーナ2の間の空間13の上端は、フランジ材61とは、別途のフランジ材23により閉塞されている。フランジ材23は、注水管203を挿通する挿通向23aを備えている。井戸管1は、ストレーナ2を囲繞する部分217が、砂や珪砂からなるフィルタ材で埋められ、ストレーナ2で覆われずに注水管203がむき出しとなるフランジ材23と地表の間の部分は、コンクリート218を打設することで、注水管203を防護している。
尚、注水管203は、ストレーナ2を支持する枕材204を兼ねている。
このように、分配器206を地上に設けることで、分配器206のメンテナンスを容易に行うことができる。
(2nd Embodiment)
FIG. 8 and FIG. 9 show a pumping well 200 with an injection pipe according to a second embodiment of the present invention.
The pumping well 200 with a water injection pipe includes a
Note that the
Thus, by providing the
注水管付揚水井100,200を用いて、揚水を行う際には、まず、不図示の真空ポンプを起動して、井戸管1内部を減圧する。すると、周辺地盤の地下水が、地下水の自重と井戸管内部の負圧によりストレーナ2、及び地下水流入孔1aを介して井戸管1の内部へ流入する。井戸管1内に十分に地下水が溜まったら、揚水ポンプ5を起動して、地下水を汲み上げる。
When pumping water using the
次に、周辺地盤へ、ファインバブル水等の注入液Wを注入する際は、不図示の加圧ポンプにより、送液管7へ注入液Wを流送する。送液管7に流送された注入液Wのうち、一部は、送液枝管71を介して分配器6,206へ流送され、残部は送液枝管72を介して、井戸管1の内部へ流送される。
Next, when injecting the injection liquid W such as fine bubble water into the surrounding ground, the injection liquid W is sent to the
分配器6,206へ流送された注入液Wは、送液枝管71の出口71aから分配室63に流入し、変向板64,65,66により案内されながら、各注水管3,203に満遍なく流送される。ここで、変向板65は、注入液Wを円環状の分配室63内で回流するよう案内し、変向板64は、分配室63内を回流する注入液Wを注水管3,203へ流入するよう案内する。また、変向板66は、回流する注入液Wが、送液枝管71に衝突して発生する乱流を回避する。
The injection liquid W sent to the
注水管3,203に流送された注入液Wは、注水口3aから井戸管1とストレーナ2の間の空間13に噴射され、変向体15により外向きに変向されて、周囲の地盤へ注入される。図6に示すように、変向体15は、相隣る注水管3,3の中間に設けられているので、相隣る注水管3,3の注水口3a,3aから噴射された注入液Wが互いに干渉することを抑制できる。
The injection liquid W sent to the
一方、井戸管1内部へ流送された注入液Wは、地下水流入孔1a,1a,…、及びストレーナ2の通水部21から周囲の地盤へ注入される。井戸管1の内部へ流送された注入液Wのうち、余剰の注入液Wは、リターン管8を介して、還流される。
On the other hand, the injection liquid W sent into the inside of the
注水管付揚水井100,200は、ストレーナ2を支持する枕材4,204が、注水管3,203を兼ねるため、注水管を設けるための新たな工数を要することなく設置することができる。
Since the
また、注水管付揚水井100,200は、複数の注水管3,203へ注入液Wを分配する分配器6,206を設けたので、各注水管3,203へ、均等に注入液Wを注入することができる。
Further, since the pumping
本発明は、上述した実施形態に限らず、ストレーナを備える揚水井であればよく、井戸管内を減圧する真空ポンプは備えなくともよい。また、本発明は、井戸管の地下水流入孔から地盤中へ注入液Wを注入するように構成されていなくともよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be any pumping well provided with a strainer, and may not include a vacuum pump for reducing the pressure in the well pipe. Further, the present invention may not be configured to inject the injection liquid W into the ground from the groundwater inflow hole of the well pipe.
あるいは、図10に示した注水管付揚水井300のように、注水管は1本だけでも足り、注水管への送水は、分配器を介さず送水管307から直接、注水管303(枕材304)へ行うようにしてもよい。ストレーナは、線材を巻いたコイル状のものに限らず、パンチングボードのような板材に設けた貫通孔を通水部とするものでもよく、この場合、注水管兼枕材を井戸管に巻回した1本の管材により構成してもよい。
Alternatively, as in the pumping well 300 with a water injection pipe shown in FIG. 10 , only one water injection pipe is sufficient, and water is supplied to the water injection pipe directly from the
注入液は、液状化防止を目的として、ファインバブル水や空気と水の混合水、地盤固化材等の地盤改良材を含んだ液体等を注入するものに限らず、揚水工事に伴う地盤沈下や井戸水の枯渇防止を目的として、単なる地下水を還流するものであってもよい。 For the purpose of preventing liquefaction, the injection liquid is not limited to injection of liquid containing ground improvement material such as fine bubble water, mixed water of air and water, soil solidification material, etc. For the purpose of preventing well water from being depleted, a simple reflux of groundwater may be used.
100,200,300 注水管付揚水井
1 井戸管
11 外周面
15 変向体
2 ストレーナ
21 通水部
3,203,303 注水管
3a 注水口
31 注水管の周壁
4,204,304 枕材
6,206 分配室
100, 200, 300 Pumping well with
Claims (6)
地中に垂設されるとともに周壁に地下水流入孔を有する井戸管と、
前記井戸管に環装されるとともに地下水を通す通水部を有するストレーナと、
前記井戸管の外周面と前記ストレーナに挟設されて前記ストレーナを支持する少なくとも1本の棒材、又は管材からなる枕材と
を備え、
前記枕材は、少なくとも1本が注水管を兼ねて液体を噴射する注水口を備えることを特徴とする注水管付揚水井。 A pumping well with a water injection pipe having a water injection pipe for injecting liquid into the ground,
A well pipe which is vertically installed in the ground and has a groundwater inflow hole in a peripheral wall;
A strainer fitted around the well pipe and having a water passage for passing groundwater;
An outer peripheral surface of the well tube and at least one bar member sandwiched between the strainers and supporting the strainer, or a pillow member made of a tube material,
The pumping well with a water supply pipe, wherein at least one of the pillows is provided with a water injection port which also serves as a water injection pipe and injects a liquid.
当該2以上の注水管を上端で連結する分配室を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の注水管付揚水井。 A plurality of the pillows are provided, and two or more pillows among the plurality of pillows also serve as water injection pipes,
The pumping well with a water injection pipe according to any one of claims 1 to 3, further comprising a distribution chamber connecting the two or more water injection pipes at an upper end.
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