大深度真空排水，压实脱水工作法的过滤装置及其过滤装置的施工方法.pdf

本发明提供一种大深度真空排水，压实脱水工作法的过滤装置及其过滤装置的施工方法，所说的过滤装置的结构是：以长尺寸的套管(1)和与其嵌合的外筒管(2)而成，上述套管(1)为按照多节长度所分割的多节内筒管体焊接一体而成形，并且在位于最下段内筒管体(11)形成的有底储沙部(1′)的稍上的周面开设多个竖缝形孔(31)和三角形孔(32)合体而成的吸水孔(3)，并且在储沙部(1′)的外周面开设环状承受座(6)，把上述外筒管(2)按与内筒管(1)的长度(L)相同的分割长度而分割的外筒管体(21)、(22)…(2n)焊接一体而成形，在上述外筒管(2)的圆周内面上设置多个垫片(5)，形成内筒管体和外筒管体之间所定的空间(S)，在上述外筒管体(2)的外周面设置窗型，竖缝等的通水口(4)的同时，在其外周面上装着可以透水的覆遮体(7)而构成。

1.  一种大深度真空排水、压实脱水工作法的过滤装置，其特征在于：
由长尺寸套管(1)制成的内筒管和与其嵌合的外筒管(2)埋设在打好的井孔(H)内而成，
上述套管(1)为按多个长度(L＝L₁、L₂…L_n)所分割的内筒管体(1₁)、(1₂)…(1_n)焊接为一体而成型，
并在位于最下段的内筒管体(1₁)的下部所形成的有底储砂部(1′)稍上的周围，开设多个以长方形孔(3₁)和三角形孔(3₂)合成的烧瓶状吸水孔(3)，
并在储沙部(1′)的外周面上设有外筒管体(2₁)的承受座(6)，
上述的外筒管(2)为与内筒管(1)长度(L)相同的分割为长度(L′＝L₁′、L₂′…L_n′)的外筒管体(2₁)、(2₂)…(2n)焊接为一体而成型，
在上述外筒管(2)的圆周内面上设有多个的垫片(5)，而形成内筒管体(1₁)、(1₂)…(1n)和外筒管体(2₁)、(2₂)…(2n)间所定的空间，
在上述外筒管体(2)的外周面上设有窗型型，竖缝型等的通水口(4)，同时在其外周面上装有可透水的屏蔽，网状物，塑料排水管，卷线等的覆遮体(7)。

2.  基于权利要求1的大深度真空排水、压实脱水工作法过滤装置的施工方法的特征是：
在长尺寸套管(1)形成的多个内筒管体中，位于最下段的内筒管体(1₁)的周面上开设多个以竖缝形孔(3₁)和三角形孔(3₂)合成的烧瓶状吸水孔(3)，
并将该内筒管体(1₁)以竖直状态放置在井孔(H)的附近，
由其上部嵌入由多个外筒管体形成的外筒管(2)中的位于最下段的外筒管体(2₁)，
在用上述外筒管体内面的垫片(5)，确保内筒管体和外筒管体所定空间(S)的同时，使外筒管体的下端部落下插入到储沙部(1′)的上部，接触到所设的环状承受座(6)为止，而后焊接该接触处，
在此状态下，以吊车等吊机吊起上述内筒管体(1₁)，使其上部稍留余量地插入井孔(H)内，在内筒管体胴部上开设贯通孔(A)，把贯通该孔的贯通棒(B)移至井孔(H)的开口边缘(H₁)后固定，
其次，用吊机吊起第2段内筒管体(1₂)，使其下端载于最下段内筒管体(1₁)的上端，而后焊接其接缝的外周面，
接着，再用吊机吊起第2段外筒管体(2₂)，从第2段内筒管体(1₂)的上面嵌入，在确保内筒管体(1)和外筒管体(2)之间所定空间(S)的同时，落下第2段外筒管体(2₂)，
再将上述第2段外筒管体(2₂)的下端部载置于位于最下段外筒管体(2₁)的上端面，而后焊接其接缝的外周面，
在此状态下，从吊起的内筒管体(1₁)内拔出贯通棒(B)，用焊接等方法堵塞其贯通孔(A)，之后，把第2段内筒管体(1₂)的管体插入井孔(H)内，其上部要稍留余量，在内筒管体胴部开设贯通孔(A)，把贯通该孔的贯通棒(B)移至井孔(H)的开口边缘(H₁)固定，
以下，与第2段内筒管体(1₂)和外筒管体(2₂)相焊接的方法相同，把第3段到最上段的内筒管体(1₃…1_n)以及外筒管体(2₃…2_n)依次结合，使内筒管(1)和外筒管(2)成形后埋设于井孔(H)内。

大深度真空排水，压实脱水工作法的过滤装置及其过滤装置的施工方法
技术领域
本发明与“大深度真空井点工作法等降低地下水位、压实脱水工作法过滤装置以及基于该过滤装置的施工方法”相关。
背景技术
一般，土木工程和建筑物基础工程以及地铁、地下街道等地下作业的安全性和经济性很大程度上取决于地下水处理对策的优劣。
以前，作为地下水处理对策，有以遮水壁来防止地下水流入的防水法，或将地下水排除到地面上而降低地下水位的地下水位低下法。
做为地下水位低下法，有上述的大深度真空井点工作法。如图10所示的那样，该大深度真空井点工作法为，使地下水通过在钢管(101)内部的与过滤管(102)连接的大深度井点管(100)的内部所设置的轴型真空泵(103)，以强制排水而达到降低地下水位的工作法。
但是，在上述大深度真空井点工作法中，如果地下水位低于过滤管(102)的上端，地下水通过过滤管(102)内部时，地下水就会和空气同时流入，其真空效果就会降低。要是地下水位更加低下的话，就出现真空效果被破坏的问题。再者，因为大深度井点管(100)是钢管(101)与过滤管(102)等各自的部件所构成，在过滤管(102)从生产工厂运到施工现场时，由于其过滤管(102)长度大于法律制约的可能搬运长度而出现无法搬运的问题。
为解决上述问题，在此本专利申请的发明者以及及申请人等，在日本专利申请第3280935号中提供了具有高集水能力过滤部的过滤部位形成方法的专利发明。即，如图8及图9所示的那样，提供的专利发明为，“埋设在地中的套管(2)和前述套管的下端部相连接，备好在外周部设有开口部的集水管(3)，在前述集水管及与前述集水管连接的前述套管中，以各自沿其外周所定的间隔，并在其外周面上设有突出的突出部材(5)，在前述集水管上设有的前述突出部材上，设有覆遮在前述集水管外侧上的过滤部材(7)，在设有的前述突出部材的前述过滤管上，设有覆遮在前述套管外侧上的辅助过滤部材(6)，关于前述过滤部材，和前述辅助过滤部材，在由各自一部分重叠的被覆部材(8)连接过滤装置的过滤部形成方法上，在设有前述突出部材的前述集水管上安装前述过滤部材的同时，把设有前述突出部材的前述套管上安装在前述辅助过滤部材上，其次连接前述集水管和前述套管，然后为了使这个连接部的前述过滤部材和前述辅助过滤部材的一部分能够重叠，用前述被覆部材来覆遮前述连接部从而形成过滤部，为该过滤装置特征的过滤部形成方法。”
由此，连接过滤部材(7)和辅助过滤部材(6)，可以形成较长的过滤部(10)，可以提高集水能力。加上如果预先在生产工厂等安装好集水管(3)以及套管(2)内的过滤部材(7)、辅助过滤部材(6)，那么在施工现场，只要以被覆部材(8)覆遮过滤部材(7)和辅助过滤部材(6)就可以提高在施工现场的作业效率。
涉及上述技术已经公开的专利文献包括：
【专利文献1】  日本专利第3280935号公布
【专利文献2】  日本专利第3243501号公布
【专利文献3】  特开昭48-120411号公布
【专利文献3】  特公昭38-13672号公布
但是，在上述第3280935号的专利发明中，虽然在工厂里以套管制成的内管和以过滤部材(7)、(6)制成的外管进行了一体化而使施工现场的组装非常简单方便，但当送到远离工厂的施工现场组装发现外筒长度需要调整时，事先在工厂里一体化了的套管和过滤部材则无法对应。
还有，如图8到图11所示的那样，伴随以钻掘土砂的冲击锤(23)进行钻掘，当过滤部材(7)、(6)上的过滤层(71)、(61)露出时，由于该过滤层屏蔽到通水孔(31)之间的空气被直接吸引而降低了真空效果，因而至今为止在施工现场地上，为确保套管(2)和过滤部材(7)、(6)的空间，就不得不切断由滤部材(7)、(6)而成的空间导向管(5)和外管的露出部分(D)(参照图11)。
发明内容
本发明目的是为了解决以前遗留的课题所存在的弊端而提供的新技术。
本发明的技术解决方案：
本发明的第1特点是，该大深度真空排水、压实脱水工作法的过滤装置，是以长尺寸套管制成的内筒管和与此嵌合的外筒管埋设在挖好的井孔内而成，上述套管由多节分割长度的内筒管体焊接成一体而成形，并在位于最下段的内筒管体下部形成有底储沙部稍上的周面上，开设多个由竖缝形孔和三角形孔所合成的烧瓶状吸水孔，并在储沙部的外周面上设有环状承受座，把前述外筒管按照与内筒管长度相吻地分割长度分割进而焊接成一体而成形，在上述外筒管的圆周内面上设置多个垫片，形成内筒管体和外筒管体间所定的空间，在上述外筒管体的外周面上设置窗型、长方形等通水口的同时，在其外周面上安装可以透水的屏蔽、网状体、塑料排水管、卷线等覆遮体的装置。
本发明的第2特点是，在大深度真空排水、压实脱水工作法过滤装置的施工方法上，在以长尺寸套管制成的内筒而成形的多节内筒管体中位于最下段内筒管体的周面上开设多个由竖缝形孔和三角形孔所合成的烧瓶形吸水孔，并把该内筒管体以竖直状态放置在井孔的附近，把其上部嵌入由数节外筒管体形成的外筒管之中的位于最下段的外筒管体，以上述外筒管体内面的垫片确保内筒管体和外筒管体之间所定空间的同时，插入落下到接触到外筒管体下端储沙部上部所设置的环状承受座为止，焊接该接触部位；在该状态下用吊机等把上述内筒管体吊起后插入井孔内，其管体上部要留有少许余量在孔外；而后开设内筒管体胴部的贯通孔，把贯通该孔的贯通棒移至井孔的开口边缘并加以固定；其次用吊机把第2段内筒管体吊起，将其下端放置在位于最下段内筒管体的上端，焊接其接缝的外周面；接着用吊机把第2段外筒管体吊起，从第2段内筒管体的上面套入，在确保内筒管体和外筒管体的所定的空间的同时插入落下，
将上述第2段外筒管体的下端部载于位于最下段外筒管体的上端面上，焊接其载置接缝的外周面，在此状态下从吊起的内筒管体上拔出贯通棒后以焊接等方法堵塞贯通孔；在管体上部留出少许余量将第2段内筒管体插入井孔内，开设内筒管体胴部上的贯通孔，把开通该孔的贯通棒移至井孔的开口边缘并加以固定，以下，从第3段到最上段为止的内筒管体及外筒管体，用与第2段内筒管体与外筒管体的焊接以同样方法依次结合，使内筒管和外筒管成形后埋设在井孔内。
【发明的效果】
因本发明有上述的构成而具有以下的效果。即，用套管制成的内筒管的给水孔的形状，是多个由长方形竖缝孔和三角形孔组合而成的烧瓶状的孔，所以在扬水量很少时，可以容易地控制给水空气。
即，通水孔的长方形竖缝孔部分在用于扬水量少的粘性土地盘时，井内负压为-8.5m左右时与井外的大气压压差过大，由于伴随井内“砰，砰”的脉冲而插入，预先打开竖缝形窗让少量空气进入以降低真空度，可以使负压一定而保持安定状态。
还有，通水孔的三角形孔是可以便于控制扬水流量的变化和空气的进入。对于大流量变化，该三角形孔能够使铅直方向的水位高度在流量增加时也不变化。因此，对透水系数较大的地盘而需要大量吸引(地下水)时是有效的。
其次，由于阻止空气进入井孔内保正了真空，从而可以增加井孔外地下水面的气压。
地盘是粘性土地盘时，由于透水性不良而使空气流入速度迟缓，作用在粘性土层上部的直接气压约为P＝-4.0～8.5t/m²(水银中的气压值为40＝60hg/cm²)左右可以增加上载荷重。这里，前述的“P”为换算成t/m²单位的负压值。因此，我们可以期待新的压实脱水效果。
其另一效果是，虽然由于竖缝形窗吸入少量空气而使真空度稍有降低，但是由于可以使地表得乾燥空气通过粘性土地盘，并从井孔最下端吸引气流而可以提高其乾燥效果。
还有，因外筒管在高度方向上是被分割的，所以在施工现场中，可焊接其高度所需的分割外筒管体的个数，嵌入连接套管而调整外筒管体的高度。
并且，由于在套管和外筒管之间形成的空间而在最下段的外筒管体的底部附近设有环状承受座，所以在施工现场可以把外筒嵌合到套管上。并且，由于在把上述外筒管嵌合在套管上时其最下段外筒管的下端部碰到内筒管的环状承受座而停止而决定其位置。
并且，由于在各外筒管体的内面的上下部设有垫片，从而保正了内筒管体及嵌入该筒的外筒管体之间的适当空间。
另外，该外筒管也可选用通水孔可以适合施工条件的屏蔽型、网型、窗型、竖缝型、卷线型、塑料排水管型等形状的外筒管。
附图说明
【图1】  涉及本发明过滤装置的概略正面图。
【图2】  图1中2-2沿切面的扩大断面图。
【图3】  构成套管的内筒管体和有窗型通水孔的外筒管体的分解概略正面图。
【图4】  由竖缝形孔和三角形孔组合的通水孔的扩大正面图。
【图5】  卷线型外筒管体的正面图。
【图6】  图5中沿6-6切面的断面图。
【图7】  表示本发明的作业工程例的一部分的说明图。
【图8】  涉及第3280935号专利发明的井孔内的干燥作业装置的概略纵断面图。
【图9】  图8中过滤装置部位的扩大正面图。
【图10】  设有以前的过滤装置的地盘断面图。
【图11】  为说明以前的大深度真空井点工作法的地盘断面图。
【符号说明】
1  做为内筒的套管
1₁、1₂…1_n构成内筒管1的内筒管体
2  外筒管
2₁、2₂…2_n构成外筒管2的外筒管体
3  由长方形竖缝孔和三角形孔组成的烧瓶状的吸水孔
4  外筒管体的通水孔
5  垫片
6  环状承受座
7  覆遮体
8  扬水管
9  吸水泵
具体实施方式
以下，以图纸来说明本发明的实施例。
实施例
在图1到图7中，1为埋设在挖好的井孔H内的由长尺寸套管制成的内筒管，由多个内筒管体1₁、1₂…1n焊接成一体的圆筒状而成形。在前述的最下段的内筒管体1₁的下端形成有底的储沙部1′。
2为嵌合在上述的套管1上的外筒管，和上述的内筒管体1₁、1₂…1n同样，由多个外筒管体2₁、2₂…2n焊接结合而成。
3为位于最下段内筒管体1₁储沙部1′上面周面上所开的吸水孔，它的形状由很细的竖缝形孔3₁和，等边三角形沿铅直方向而合成的烧瓶状的孔3₂。具体尺寸设为，竖缝形孔3₁的幅宽w₁＝5.0mm，长度1＝50.0mm，三角形孔的底边幅宽w₂＝10.0mm程度。另外，在该烧瓶状吸水孔的下面设有多个四角形或别的多角形、圆形的吸水孔3′。
4为设置在外筒管体2₁、2₂…2_n的外周面上的通水口，有窗型，竖缝型，格子型，网格型等，其形状为任意的。5为在上述各外筒管体内周面上间隙中所设置的多个内向垫片，确保把各外筒管体嵌入到内筒管体内时所定的空间S。
6为在最下段内筒管体1₁的储沙部1′上部设置的环状承受座，具有在最下段外筒管体2₁的下端部停止和决定位置的作用。
7为在外筒管体的外周面上装着的由金属网状体，屏蔽，卷线等制成的覆遮体。另外，如图5及图6所示，使用卷线时是把金属制的纵芯轴2₁′沿圆周配置多根，在其外面圆周方向上缠绕线条体2₁″，用以兼作外筒管体和覆遮体。
8为插入套管2内部的扬水管，9为安装在扬水管8下端部的吸水泵，10为设置在内筒管1上端的真空盖，11为扬水管地上部的阀门，12为连通套管的吸气软管，13为大深度井点(＝重力排水)用泵的水中对应的帽状橡胶圈，14为大深度井点用泵的地上配线用的帽状橡胶圈，15为帽状橡胶圈取出口，16为吸气软管，17为真空泵，18为排气软管，19为冷却水吸引软管，20为真空计，21为吸气软管接口，22为U型水槽，23为介于井孔内外筒管2和井孔内壁间作为过滤材料的砂石。
具体的施工方法实施例
本发明相关的过滤装置的施工方法如下：
(1)首先，在地盘上挖掘钻孔而形成井孔H。
(2)在以多数内筒管体形成的长尺寸的套管1中，把位于最下段的内筒管体1₁以铅直状态放置在井孔H的附近。
(3)从内筒管体1₁的上部，把由多个外筒管体的形成的外筒管2，嵌入位于最下段的外筒管体2₁。
(4)在以外筒管体内面的垫片5确保内筒管体和外筒管体间所定空间S的同时，落下插入到其下端部，到接触到设置在内筒管体1₁的下部环状承受座6为止后，焊接其载置部位。
(5)以吊机等吊起最下段内筒管体1₁插入井孔H内，其管体上部要留有少许余量，打开内筒管体胴部的贯通孔A，把贯通该孔的贯通棒B移至井孔H的开口边缘H₁后停止。
(6)其次以吊机把第2段内筒管体1₂吊起，置于位于其最下段下端的内筒管体1₁的上端，焊接其接缝的外周面。
(7)然后，用吊机吊起第2段外筒管体2₂，在确保内筒管体和外筒管体之间所定空间S的同时，从第2段内筒管体1₂的上面嵌入落下，将其载置于位于最下段的外筒管体2₁的上端面，焊接其载置处的外周面。
(8)在此状态下，从吊起的内筒管体1₁的孔A中拔出贯通棒B，以焊接等堵塞贯通孔。
(9)将第2段内筒管体2₂插入井孔H内，其上部要留有余量，打开内筒管体胴部上的贯通孔A，把贯通该孔的贯通棒B移至井孔H的开口边缘H₁后停止，
(10)以下，从第3段开始到最上段为止的内筒管体1₃…1_n及外筒管体2₃…2_n，以第2段内筒管体和外筒管体的焊接相同的方法依次结合而形成内筒管1和外筒管2后，埋设到井孔H内而完成准备工作。
(11)在此状态下进行吸水作业时，由于外筒管2的通水孔3和3′不吸入空气而只把地下水吸入内部，进而以内筒管1的烧瓶状的吸水孔3的真空强制吸水力促进扬水量的增加和水位的降低。
【工程上利用的可行性】
在隧道工程和高楼建筑工程等中应用本发明的话，作为地下水排除对策可有效地排除大量涌水，在工程利用上具有很大的可行性。