特許 6484523 透過性浄化体の構築方法および地下水採取構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6484523

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】透過性浄化体の構築方法および地下水採取構造

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/00 20060101AFI20190304BHJP

   E21B 3/02 20060101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/00 A

   E21B3/02 Z

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-147432(P2015-147432)

(22)【出願日】2015年7月27日

(65)【公開番号】特開2017-23971(P2017-23971A)

(43)【公開日】2017年2月2日

【審査請求日】2018年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】下村 雅則

【審査官】 高橋 成典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０５４６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０６８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９９／０３２４０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１６１３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−２５６７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−５３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５４８７６２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 韓国登録特許第１０−１６９１４３３（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／００、

１／２８

Ｅ２１Ｂ １／００ − ４９／１０

Ｅ０２Ｄ ５／００ − ５／２０

Ｅ０３Ｂ １／００ − １１／１６

Ｂ０９Ｂ １／００ − ５／００

Ｂ０９Ｃ １／００ − １／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

汚染地下水を含む地盤に立坑を形成する掘削工程と、
前記汚染地下水を浄化する浄化材を前記立坑に充填するとともに、地下水採取用の管材と前記管材の下端部を保持したサポート部材とを前記立坑内に設置する充填工程と、を備える透過性浄化体の構築方法であって、
前記サポート部材は、前記立坑の内周壁に沿って配置されるリング状の外枠部と、前記外枠部から前記立坑の中央部に向かう棒状の支持部と、前記外枠部から立ち上がる棒状のガイド部とを有し、
前記充填工程は、前記外枠部および前記支持部の設置高さまで前記浄化材を充填する第一ステップと、前記管材の下端部を前記支持部に固定した状態で、前記第一ステップで充填された前記浄化材の上面に前記外枠部および前記支持部を載置する第二ステップと、前記外枠部および前記支持部の上に前記浄化材を充填する第三ステップとを有する、
ことを特徴とする、透過性浄化体の構築方法。

【請求項2】

立坑に充填される透過性浄化体に埋設されるサポート部材と、
前記透過性浄化体の内部から前記透過性浄化体の上端部に至る地下水採取用の管材と、 を備える地下水採取構造であって、
前記管材の下端部には、前記透過性浄化体内の地下水を前記管材内に取り込むための採水口が形成されており、
前記サポート部材は、前記立坑の内周壁に沿って配置されるリング状の外枠部と、前記外枠部から前記立坑の中央部に向かう複数の棒状の支持部と、前記外枠部から立ち上がる棒状のガイド部とを有し、
前記管材は、前記ガイド部に保持されており、
前記管材の下端部は、前記支持部に固定されている、
ことを特徴とする、地下水採取構造。

【請求項3】

地下水の流れを基準としたときに、
前記複数の支持部のうち、前記採水口の上流側に配置された前記支持部は、地下水の流れ方向に交差する方向に沿って配置されている、
ことを特徴とする、請求項２に記載の地下水採取構造。

【請求項4】

前記ガイド部および前記管材は、地下水の流れの下流側において前記立坑の内周壁に沿って配置され、
前記管材の下部は、屈曲しており、
前記採水口は、前記立坑の中央部に配置される、
ことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の地下水採取構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透過性浄化体の構築方法および地下水採取構造に関する。

【背景技術】

【0002】

地下水の汚染を原位置で浄化する透過性浄化体が知られている。この種の透過性浄化体の効果を確認するための地下水採取構造としては、有孔管等の管材を浄化体の内部に設置する構造が一般的である（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２８３２３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

管材を透過性浄化体内に設置する場合には、管材を配置した後に浄化材を投入する必要があるので、管材の位置が計画位置から大きくずれる場合がある。管材の位置がずれると、計画した位置から採水できなくなるため、透過性浄化体の効果を正確に把握できない虞がある。

【0005】

このような観点から、本発明は、透過性浄化体内に配置する管材が容易には動かない透過性浄化体の構築方法を提供することを課題とし、さらには、透過性浄化体の効果を正確に把握することが可能な地下水採取構造を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような課題を解決するための請求項１に係る発明は、汚染地下水を含む地盤に立坑を形成する掘削工程と、前記汚染地下水を浄化する浄化材を前記立坑に充填するとともに、地下水採取用の管材と前記管材の下端部を保持したサポート部材とを前記立坑内に設置する充填工程と、を備える透過性浄化体の構築方法である。前記サポート部材は、前記立坑の内周壁に沿って配置されるリング状の外枠部と、前記外枠部から前記立坑の中央部に向かう棒状の支持部と、前記外枠部から立ち上がる棒状のガイド部とを有し、前記充填工程は、前記外枠部および前記支持部の設置高さまで前記浄化材を充填する第一ステップと、前記管材の下端部を前記支持部に固定した状態で、前記第一ステップで充填された前記浄化材の上面に前記外枠部および前記支持部を載置する第二ステップと、前記外枠部および前記支持部の上に前記浄化材を充填する第三ステップとを有する。

【0007】

かかる透過性浄化体の構築方法は、サポート部材を使用して地下水採取用の管材を位置決めするので、浄化材を充填する際に管材の位置がずれ難くなる。

【0008】

請求項２に係る発明は、立坑に充填される透過性浄化体に埋設されるサポート部材と、前記透過性浄化体の内部から前記透過性浄化体の上端部に至る地下水採取用の管材とを備える地下水採取構造である。前記管材の下端部には、前記透過性浄化体内の地下水を前記管材内に取り込むための採水口が形成されており、前記管材の下端部は、前記サポート部材に保持されている。

【0009】

かかる地下水採取構造によれば、管材の下端部がサポート部材に保持されているので、管材の下端部に設けた採水口を所定の採水位置に設置することができる。つまり、本発明に係る地下水採取構造によれば、管材の採水口を計画した位置に設置することができ、ひいては、透過性浄化体の効果を正確に把握することが可能となる。

【0010】

請求項２に係る発明では、前記サポート部材が、前記立坑の内周壁に沿って配置されるリング状の外枠部と、前記外枠部から前記立坑の中央部に向かう複数の棒状の支持部と、前記外枠部から立ち上がる棒状のガイド部とを有し、前記管材は、前記ガイド部に保持されており、前記管材の下端部は、前記支持部に固定されている、

【0011】

このようにすると、サポート部材の外枠部が立坑の内周壁に沿って位置決めされるので、サポート部材自体が動きにくくなり、ひいては、採水口の設置精度が向上する。
また、立坑の内周壁に沿って管材を配置できるので、立坑内へ浄化材を投入する際に管材が邪魔になり難い。

【0014】

請求項３に係る発明では、前記複数の支持部のうち、前記採水口の上流側に配置される前記支持部は、地下水の流れを基準としたときに、地下水の流れ方向に交差する方向に沿って配置されている。

【0015】

このようにすると、採水口の上流側に位置する支持部に沿って水みちが形成されたとしても、当該水みちを通った水が採水口に直に流入することはないので、管材を通じて採取される水の中に未浄化の水が混入し難くなる。

【0016】

請求項４に係る発明では、前記ガイド部および前記管材が、地下水の流れの下流側において前記立坑の内周壁に沿って配置され、前記管材の下部が、屈曲しており、前記採水口が、前記立坑の中央部に配置される。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る透過性浄化体の構築方法によれば、浄化体内に配置する管材の位置がずれ難くなる。
また、本発明に係る地下水採取構造によれば、透過性浄化体の効果を正確に把握することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】透過性浄化体を含む浄化壁を模式的に示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る地下水採取構造を含む透過性浄化体の一部破断斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係るサポート部材の斜視図である。

【図4】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係る透過性浄化体の構築方法を示す一部破断斜視図である。

【図5】サポート部材の変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

まず、図１を参照して、透過性浄化体Ｐを含む浄化壁Ｂについて説明する。

【0021】

浄化壁Ｂは、汚染源Ｓを通過することによって汚染された汚染地下水Ｗを浄化するものであり、汚染源Ｓの下流側に形成されている。汚染地下水Ｗは、浄化壁Ｂを通過することにより浄化されて浄化地下水Ｗ’になる。

【0022】

浄化壁Ｂは、地中に千鳥状に配置された複数本の透過性浄化体Ｐ，Ｐ，…によって形成されている。
なお、透過性浄化体Ｐ，Ｐ，…は、列状に配置されていてもよいし、格子状に配置されていてもよい。

【0023】

図２に示すように、透過性浄化体Ｐは、立坑９に浄化材１を充填することによって形成されている。

【0024】

浄化材１は、砕石と反応材の混合体である。混合の割合は適宜変えられるものであり、反応材のみでもよい。反応材の種類に制限はなく、例えば鉄粉、活性炭、キレート樹脂、微生物などを反応材として使用することができる。反応材の種類は、汚染物質に応じて適宜選定すればよい。

【0025】

複数の透過性浄化体Ｐ，Ｐ，…のうち、少なくとも一つの透過性浄化体Ｐは、地下水採取構造を内蔵している。
地下水採取構造は、透過性浄化体Ｐ内の地下水を採水するために設けられるものであり、透過性浄化体Ｐに埋設されるサポート部材２と、透過性浄化体Ｐの内部から透過性浄化体Ｐの上端部に至る地下水採取用の管材３とを備えている。

【0026】

サポート部材２は、立坑９の内周壁に沿って配置される外枠部２１と、外枠部２１から立坑９の中央部に向かう複数（本実施形態では三つ）の支持部２２，２２，２２と、外枠部２１から立ち上がるガイド部２３とを備えている。

【0027】

外枠部２１は、立坑９の内径よりも小径のリング状部材からなる。なお、本実施形態では、外枠部２１が円形のリング（枠）である場合を例示するが、外枠部２１の形状等を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、外枠部を多角形状としてもよい。

【0028】

支持部２２は、棒状部材からなる。図３にも示すように、支持部２２の一端は、外枠部２１に接合されており、支持部２２の他端は、立坑９の中央部（外枠部２１の中心部）において他の支持部２２に接合されている。すなわち、各支持部２２は、外枠部２１の内側において他の支持部２２と交差している。複数の支持部２２，２２，２２は、外枠部２１の中心から放射状に配置されている。複数の支持部２２，２２，２２のうち、支持部２２同士の交差部分の上流側（図２においては交差部分の左側）に配置された支持部２２，２２は、地下水の流れ方向に交差する方向に沿って配置されている。
なお、支持部２２の数や配置は、適宜変更してもよい。

【0029】

ガイド部２３は、管材３を立坑９の上端に向かわせるためのガイドであり、棒状部材からなる。本実施形態のガイド部２３は、外枠部２１と支持部２２との接合部に立設されている。ガイド部２３の下端部は、外枠部２１に接合されている。本実施形態では、ガイド部２３の上端を立坑９内に位置させているが、ガイド部２３の長さを限定する趣旨ではない。図示は省略するが、ガイド部２３の上端を、立坑９の上端に位置させてもよいし、立坑９の上端から突出させてもよい。

【0030】

管材３は、地下水の流れの下流側（図２において右側）において立坑９に沿って配置されている。管材３の下部は、湾曲しており、立坑９の中央部まで延出している。本実施形態の管材３は、内径１０ｍｍ以下のフレキシブルチューブからなる。細径のチューブ等を使用すれば、地下水の流れを阻害せず、採取する水の量も少なくて済む。
管材３の下端部には、透過性浄化体Ｐ内の地下水を管材３内に取り込むための採水口３ａが形成されている。採水口３ａは、立坑９の中央部（外枠部２１の中心部）に配置されている。本実施形態では、管材３の採水口３ａを目詰まり防止用のフィルター（網状部材）で覆っている。図示は省略するが、管材３の管壁に設けた複数の透孔を採水口としてもよい。
管材３の下端部は、サポート部材２に保持されている。管材３の固定方法に制限はないが、例えば、結束バンドや番線等を管材３と支持部２２とに巻き付けて固定すればよい。

【0031】

次に、本実施形態に係る透過性浄化体の構築方法について説明する。
本実施形態に係る透過性浄化体の構築方法は、主に掘削工程と、充填工程とを備えている。

【0032】

掘削工程は、図４の（ａ）に示すように、汚染地下水を含む地盤Ｇに立坑９を形成する工程である。
掘削工程では、図示せぬケーシング回転掘削機によりケーシング４を回転圧入し、図示せぬハンマーグラブを使用して、ケーシング４の上端の開口部よりケーシング４内を掘削する。なお、立坑９の形成方法に制限はなく、例えば、リーダ式のケーシング回転掘削機を使用することにより、１台の建設機械でケーシング４の回転圧入と土砂の掘削とを行ってもよい。また、ケーシング４を使用しない方法で立坑９を構築してもよい。

【0033】

充填工程は、図４の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、浄化材１を立坑９に充填するとともに、管材３の下端部を保持したサポート部材２を管材３とともに立坑９内に設置する工程である。
本実施形態の充填工程は、サポート部材２の設置高さまで浄化材１を充填する第一ステップ（図４の（ｂ）参照）と、第一ステップで充填された浄化材１の上面にサポート部材２を載置する第二ステップ（図４の（ｃ）参照）と、サポート部材２の上に浄化材１を充填する第三ステップ（図４の（ｄ）参照）と、ケーシング４を引き抜く第四ステップ（図４の（ｅ）参照）とを有する。

【0034】

第一ステップでは、図４の（ｂ）に示すように、立坑９の底部からサポート部材２の設置高さまで、図示しないホッパーを用いて浄化材１を充填する。
第二ステップでは、図４の（ｃ）に示すように、サポート部材２の外枠部２１および支持部２２，２２，２２を第一ステップで充填した浄化材１の上面に載置する。管材３は、サポート部材２の支持部２２およびガイド部２３に予め固定しておく。サポート部材２は、ガイド部２３が地下水の下流側に位置するように配置し、管材３は、立坑９の内周壁に沿って配置する。なお、サポート部材２の外枠部２１の外径は、ケーシング４の内径よりも小さい。
第三ステップでは、図４の（ｄ）に示すように、サポート部材２の上に、図示しない油圧ショベルまたは投入管等を用いて浄化材１を充填する。管材３は、サポート部材２のガイド部２３に保持されていて、立坑９の内周壁に沿って配置されているので、立坑９内へ浄化材１を充填する際に管材３が邪魔になり難い。
なお、図示は省略するが、採水位置の深さが異なる複数の管材３を立坑９内に設置する場合には、サポート部材２の上方に設置される他のサポート部材２の設置高さまで浄化材１を充填する。
第四ステップでは、図４の（ｅ）に示すように、ケーシング４を図示せぬクレーン等により引き上げる。本実施形態では、立坑９の上端まで浄化材１を充填した段階で、ケーシング４を引き上げているが、浄化材１の充填作業とケーシング４の引上げ作業を交互に行ってもよい。
立坑９の上端まで浄化材１を充填し、ケーシング４を全て引き抜くと、透過性浄化体Ｐが完成する。

【0035】

本実施形態に係る透過性浄化体の構築方法によれば、サポート部材２を使用して地下水採取用の管材３を位置決めするので、浄化材１を充填する際に管材３の位置がずれ難くなる。

【0036】

つまり、本実施形態に係る地下水採取構造によれば、管材３の下端部がサポート部材２に保持されているので、管材３の採水口３ａを所定の採水位置に設置することができ、ひいては、透過性浄化体Ｐの効果を正確に把握することが可能となる。

【0037】

また、本実施形態に係る地下水採取構造では、サポート部材２が外枠部２１を備えていて、この外枠部２１が立坑９の内周壁（ケーシング４の内周面）に沿って配置されるので、浄化材１の上面にサポート部材２を載置するだけで、立坑９の内周壁に沿ってサポート部材２が位置決めされるようになる。つまり、本実施形態に係る地下水採取構造によれば、サポート部材２自体が動きにくくなり、ひいては、採水口３ａの設置精度が向上する。

【0038】

さらに、複数の支持部２２，２２，２２の交差部分に管材３の下端部を固定すれば、採水口３ａを所定の採水位置に安定して固定することができる。

【0039】

また、採水口３ａの上流側に配置された支持部２２，２２を、地下水の流れ方向に交差する方向に沿って配置するとともに、ガイド部２３を採水口３ａの下流側に配置しているので、支持部２２やガイド部２３に沿って水みちが形成されたとしても、当該水みちを通った水が採水口３ａに流入し難い。つまり、本実施形態に係る地下水採取構造によれば、管材３を通じて採取される水の中に未浄化の水が混入し難くなるので、透過性浄化体Ｐの効果を正確に把握することが可能となる。

【0040】

なお、サポート部材２の構成は、適宜変更してもよい。
例えば、外枠部２１を省略してもよい。
また、本実施形態では、複数の支持部２２，２２を立坑９の中央部で交差させた場合を例示したが、支持部２２を一つとしてもよい。なお、支持部２２を一つとする場合には、支持部２２の一端のみを外枠部２１に接合するか、あるいは、支持部２２の両端を外枠部２１に接合する。また、本実施形態では、棒状の支持部２２を例示したが、網状の支持部を使用してもよい。サポート部材２の材質についても、特に限定はない。

【0041】

また、サポート部材２に代えて、図５に示すサポート部材２ａを使用してもよい。
サポート部材２ａは、外枠部２１ａと、外枠部２１ａから立坑９の中央部に向かう複数（本実施形態では三つ）の支持部２２ａ，２２ａ，２２ａと、外枠部２１ａから立ち上がるガイド部２３ａと、外枠部２１ａからガイド部２３ａに向けて斜めに立ち上がる一対のブレース２４ａ，２４ａとを備えている。

【0042】

外枠部２１ａは、Ｃ字状を呈している。外枠部２１ａの両端部は、それぞれ、支持部２２ａの端部と接合されている。
支持部２２ａおよびガイド部２３ａの構成は、サポート部材２の支持部２２およびガイド部２３の構成と同様である。
ブレース２４ａは、外枠部２１ａの端部からガイド部２３ａの上端に至る棒状部材である。ブレース２４ａの下端部は、外枠部２１ａに接合されており、ブレース２４ａの上端部は、ガイド部２３ａの上端部に接合されている。

【0043】

図５のサポート部材２ａによれば、地下水流の上流側において外枠部２１ａが途切れているので、透過性浄化体Ｐに流入する汚染地下水の流れを阻害し難くなる。また、ガイド部２３ａがブレース２４ａ，２４ａによって支えられているので、ガイド部２３ａが変形し難くなる。

【0044】

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0045】

Ｐ 透過性浄化体
１ 浄化材
２ サポート部材
２１ 外枠部
２２ 支持部
２３ ガイド部
３ 管材
３ａ 採水口
９ 立坑

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】