专利名称：使用了绕线过滤器的放射状集水井的施工方法
技术领域：
本发明涉及放射状集水井的施工方法，尤其涉及使用了绕线过滤器的放射状集水井的施工方法，所述放射状集水井是以浅层地下水(伏流水)为主的地下水的取水井。
背景技术：
在地下水的取水中，作为主要对浅层地下水(伏流水)进行取水的方法，有浅井。当利用浅井大量取水的情况下，虽然有增大井口直径的方法，但是会受到用地、建筑土木要素的限制。作为现有技术，有从井筒将集水管(铁制开孔管)通过打入工法而以放射状布设的放射状集水井，其能够实现实质上增大水井直径的效果，从而能够获得与大口径水井同等的取水性能。在该放射状集水井中布设集水管时，将具有可耐受打入工法的强度的铁制开孔管(对钢管实施了穿孔加工，开孔率12%左右)从混凝土制的井筒(大约Φ2.5πι以上，以便能够设置打入装置)通过打入工法以放射状打入，从而成为放射状集水井构造。作为其一个例子，有专利文献I所记载的工法。专利文献1:日本实用新型公报昭55-44936现有技术中的问题是存在下述情况，即:在以浅层地下水为取水对象的浅井中，作为含水层的地层大多是冲积砾石层和沙砾冲积层，空隙率为30 35%左右，相对于此，铁制开孔管的开口率(12%左右)低，导致集水时水的流入速度快，其结果是，会产生集水阻力而增大水井损失。作为解决办法，想到了布设具有比含水层的空隙率高的开口率(30 60% )的绕线过滤器来将物理性损失抑制为最小的方法，但是，绕线过滤器在构造上并不具有可耐受打入工法的强度。此外，在打入工 法中，存在在打入推进时因摩擦阻力或硬石等而发生集水管的浮动现象，也存在因硬巨石等的阻碍而成为不得不中途放弃打入的状况的事例，因而存在无法准确地实现计划布设延长的施工，但是，尚无应对办法。
发明内容
本发明正是鉴于上述现有的打入工法所存在的问题点而作出的，其提供一种使用高开口率且低流入速度的绕线过滤器来布设放射状集水井的新的施工方法。本发明的发明人为了解决上述问题反复锐意研究与实验，发现了:将以往用于深井挖掘和锚固施工等中的双层钻头型钻孔机的钻孔用外管用作绕线过滤器插入用的外壳，由此不需要其他特别的装置和机器材料就能够进行使用了绕线过滤器的放射状集水井的施工，从而达成本发明。本发明是一种放射状集水井的施工方法，将使用了与井筒连通的多根绕线过滤器的集水管从井筒以放射状埋设在含水层中，从而使流入各集水管的地下水在井筒内集水以供抽水，所述施工方法包括以下工序:(a)在要布设I根集水管的预定的地下位置，使双层钻头型钻孔机动作而仅以规定的长度钻孔的工序，其中，所述双层钻头型钻孔机具有:钻孔用外管，贯穿井筒的侧壁且在前端部具有外钻头；钻孔用杆，插入在该钻孔用外管内，并以能够拉拔的方式被收纳，且在iu端部具有内钻头；(b)在钻孔完成后，使钻孔用外管留下而对钻孔用杆进行拉拔的工序；(C)将外壳管仅以预定的长度插入于残留在地下的钻孔用外管内的空间的工序，其中，所述外壳管是通过将管连接在绕线过滤器的后端部而成的，所述管具有将从绕线过滤器所集的水向井筒内导水的功能，而且用于施加必要的推力以使绕线过滤器插入；(d)在外壳管插入后，使外壳管留下而对钻孔用外管进行拉拔的工序；(e)在所述(a) (d)的工序完成后，使钻孔机的角度在水平方向上仅改变规定角度并反复进行所述(a) (d)的工序。在本发明的一个侧面中，井筒是新设的井筒。在本发明的另一个侧面中，井筒是已有的井筒。在本发明的再一个侧面中，提供一种使用了绕线过滤器的放射状集水井，其通过本发明的施工方法来构筑。发明效果根据本发明，能够布设作为集水管具有高功能但是以前因构造(强度)上的问题无法布设的绕线过滤器，从而能够实现大开口率、低流入速度的放射状集水井，并能够消除现有的打入工法所存在的施工达成不完全因素。S卩，不论地层条 件和集水管强度怎样，对放射状集水井的集水管布设都能够确实地进行布设施工。此外，由于将高开口率的绕线过滤器用于放射状集水井所采用的集水管，所以能够减轻集水阻力，实现水井效率高(水头损失少=水井损失低)的水并构造。此外，由于不仅能够确实地建设新的能够高效率取水的水井，还能够应用于已有水井(必须具有能够使用挖掘机的口径)，所以对于性能不足或无法使用的水井设施来说，能够进行功能修复或获得更大量的取水性能。在对已有水井的改造中，能够对现有设施的大部分进行有效利用，而且还能够获得在物理方面、成本方面也高的效率和效果。再者，根据本发明，能够实现通过以往的打入工法无法进行的确实的计划布设延长。
图1是示意性表示本发明的施工方法的一部分的说明图。图2是示意性表示本发明的施工方法的一部分的说明图。图3是表示已完成的放射状集水井的简要俯视图。附图标记的说明I双层钻头型钻孔机2钻孔用外管3钻孔用杆4外钻头5内钻头
6井筒侧壁7钻孔用外管内的空间8外壳管9绕线过滤器10 管20 井筒30集水管
具体实施例方式以下，参照
本发明的优选实施方式。图1及图2是表示本发明的使用了绕线过滤器的放射状集水井的施工方法的一实施方式的说明图，是按施工的工序顺序表示井筒的侧壁及钻孔、筛管布设的状态的简要剖视图。如图1 (I)所示，本发明的施工方法中的工序(a)是这样的工序:在要布设I根集水管的预定的地下位置，使双层钻头型钻孔机I动作而仅以预定的长度钻孔，其中，所述双层钻头型钻孔机I具有:钻孔用外管2，其用于贯穿井筒20(图3)的侧壁6，并在前端部装备有外钻头4 ;和钻孔用杆3，插入在该钻孔用外管2内，并以能够拉拔的方式被收纳，且在前端部装备有内钻头5。图1(1)是表示钻孔途中的状态的图，图1(2)是表示完成了预定长度的钻孔的状态的图。作为双层钻头型钻孔机，能够采用在深井挖掘、锚固工程中使用的液压驱动方式的旋转冲击式钻孔机、气压驱动方式`的潜孔钻孔机(通称:气锤)。这些钻孔机都是公知的机械。这些钻孔机都是在钻孔外管2的前端部安装将钻孔对象地盘钻成环状的作为钻孔用刀尖的外钻头4，在钻孔用杆3的前端部安装有对钻孔用对象地盘在整个截面中进行钻削的内钻头5。这些外钻头4、内钻头5的详细构造是公知的。钻孔用杆3以能够拉拔的方式被收纳在钻孔外管2内，钻孔外管2的前端是开放的。如图1(3)所示，本发明的方法中的工序(b)是在钻孔完成之后使钻孔用外管2保持原样地留在地中而对钻孔用杆3进行拉拔的工序。如图2(4)所示，本发明的方法中的工序(C)是这样的工序:在将钻孔用杆3拉拔出之后，将外壳管8仅以规定的长度插入于留在地中的钻孔用外管2内的空间7中，所述外壳管8是通过在绕线过滤器9的后端部连接管10而成的，所述管10具有将从绕线过滤器所集的水向井筒内导水的功能，而且用于施加必要的推力以将绕线过滤器插入。作为绕线过滤器9与管10的连接方法，没有特别的限定，能够通过在绕线过滤器9的后端部的边缘和管10的前端部分别切出螺纹并将一方螺入另一方而简单地连接。此外，在因机械或作业空间的制约而不得不将绕线过滤器9和管10分割而使用的情况下，连接方法也是同样的。作为管10，使用无孔管即可，也可以将整个外壳管作为绕线过滤器而省略管10。在要将外壳管8插入到钻孔外管2内的空间7时，利用双层钻头型钻孔机I的推进功能，使钻孔用杆3的内钻头的前端或是将内钻头置换成插入用工具而成的结构抵在外壳管8的后端，并使钻孔用杆3前进，从而能够将外壳管8插入到空间7内。由此，能够在不对绕线过滤器9施加打入(推入方向)强度负载的情况下完成预定长度的布设。
如图2(5)所示，本发明的方法中的工序(d)是，在外壳管8插入后，使外壳管8保持原样地留在地中而对钻孔用外管2进行拉拔的工序。此外，如图2 (6)所示，有时会在工序(d)完成之后，安装用于将外壳管8与井筒20(图3)的侧壁6之间的间隙密封的部件12。另外，虽然对于本发明的施工方法来说不是必须的工序，但是可以根据需要，如图2(6)所示，在外壳管8的井筒侧口部11安装作为施工中临时止水用的止水部件13(阀、塞)。本发明的方法中的工序(e)是，在所述(a) (d)的工序结束后使钻孔机的角度在水平方向上仅改变规定的角度，并反复进行所述(a) (d)的工序。由此，能够如图3的俯视图所示，将规 定根数(例如24根)的集水管30从井筒20以放射状布设。
权利要求
1.一种放射状集水井的施工方法，将使用了与井筒连通的多根绕线过滤器的集水管从井筒以放射状埋设在含水层中，从而使流入各集水管的地下水在井筒内集水以供抽水，所述施工方法包括以下工序: (a)在要布设I根集水管的预定的地下位置，使双层钻头型钻孔机动作而仅以规定的长度钻孔的工序，其中，所述双层钻头型钻孔机具有:钻孔用外管，贯穿井筒的侧壁且在前端部具有外钻头；钻孔用杆，插入在该钻孔用外管内，并以能够拉拔的方式被收纳，且在前端部具有内钻头； (b)在钻孔完成后，使钻孔用外管留下而对钻孔用杆进行拉拔的工序； (C)将外壳管仅以预定的长度插入于残留在地下的钻孔用外管内的空间的工序，其中，所述外壳管是通过将管连接在绕线过滤器的后端部而成的，所述管具有将从绕线过滤器所集的水向井筒内导水的功能，而且用于施加必要的推力以使绕线过滤器插入； (d)在外壳管插入后，使外壳管留下而对钻孔用外管进行拉拔的工序； (e)在所述(a) (d)的工序完成后，使钻孔机的角度在水平方向上仅改变规定角度并反复进行所述(a) (d)的工序。
2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于， 所述井筒是新设的井筒。
3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于， 所述井筒是已有的井筒。
4.一种使用了绕线过滤器的放射状集水井，其特征在于，通过权利要求1所述的施工方法来构筑。
全文摘要
本发明提供使用高开口率且低流入速度的绕线过滤器布设放射状集水井的施工方法。该施工方法包括以下工序(a)使双层钻头型钻孔机动作而钻孔的工序，其中的双层钻头型钻孔机具有钻孔用外管，贯穿井筒的侧壁且在前端部具有外钻头；钻孔用杆，插入在该钻孔用外管内，并以能够拉拔的方式被收纳，且在前端部具有内钻头；(b)使钻孔用外管留下而对钻孔用杆进行拉拔的工序；(c)将外壳管插入于钻孔用外管内的空间中的工序，其中的外壳管是通过将管连接在绕线过滤器的后端部而成的，所述管具有将从绕线过滤器所集的水向井筒内导水的功能，而且用于施加必要的推力以使绕线过滤器插入；(d)在外壳管插入后，对钻孔用外管进行拉拔的工序；(e)使钻孔机的角度在水平方向上仅改变规定角度并反复进行所述(a)～(d)的工序。
文档编号E03B3/20GK103243776SQ20121005844
公开日2013年8月14日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年2月14日
发明者三村等, 林野, 田中诚一郎 申请人:日本那贺株式会社