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岩盤地下水取水施設 - 清水建設株式会社
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発明の名称 岩盤地下水取水施設
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−46324(P2007−46324A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2005−231597(P2005−231597)
出願日 平成17年8月10日(2005.8.10)
代理人 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
発明者 百田 博宣
要約 課題
取水能力を低下させることなく、建設コストの削減および施工の合理化が図れる岩盤地下水取水施設を提供する。

解決手段
本発明に係る岩盤地下水取水施設は、地表から岩盤内まで掘り下げられ下位部を吸水槽2とする立坑1と、岩盤内に形成され、吸水槽2に向けて下るように設けられた集水トンネル3とを備えている。集水トンネル3の中間部には、集水トンネル3より大きな断面を有する拡幅部4が所定の離間間隔をおいて複数形成され、各拡幅部4からは、岩盤地下水wを導き入れる集水孔5…が岩盤に向けて水平放射状に削孔されている。また、立坑1内には、吸水槽2に貯留された岩盤地下水wを地上で利用するために、吸水槽2から地上まで配設された揚水管10aと、揚水管10aの末端に接続された揚水ポンプ10bから構成される揚水手段10が備えられている。
特許請求の範囲
【請求項1】
地表から岩盤内まで掘り下げられ下位部を吸水槽とする立坑と、岩盤内に形成され、前記立坑から側方に延出する集水トンネルと、当該集水トンネルの中間部に形成され、当該集水トンネルより大きな断面を有する拡幅部と、当該拡幅部から岩盤に向けて放射状に削孔された集水孔とを備えることを特徴とする岩盤地下水取水施設。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、岩盤内を流れる岩盤地下水を取水するための岩盤地下水取水施設に関する。
【背景技術】
【0002】
岩盤地下水資源を効率的に取水する施設として、本発明者は、特許文献1や特許文献2において、地表から岩盤に達して掘り下げられ最深部を吸水槽とする立坑(揚水トンネル)と、岩盤地下水を導き入れる複数の集水孔を壁面に有し、吸水槽に向けて下るように設けられた集水トンネルと、吸水槽に貯留された岩盤地下水を揚水する揚水手段とを備える岩盤地下水取水施設を提案している。この発明は、周辺地下水面と立坑水位との水頭差で湧出する岩盤地下水を揚水して利用するものであり、揚水手段を用いて立坑水位を調整することにより取水量を制御することができる。
【特許文献1】特許第3521369号公報
【特許文献2】特許第3555046号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記岩盤地下水取水施設では、集水トンネルから櫛状に延出する集水孔(100m程度)を施工するため、集水トンネル内をボーリングマシンが移動しなければならず、集水トンネルの断面は、幅・高さとも3.5〜4.5m程度必要とする。しかも、集水トンネルが長い場合には、工期を短縮するため、複数のボーリングマシンを稼働させることが想定されるが、資材の運搬等の車両スペースが必要となるため、集水トンネルの断面をさらに大きくしなければならない。
集水トンネルの断面を大きくすることは建設コストの上昇につながり、岩盤地下水取水施設の費用対効果を低下させることになる。また、新たな集水孔を削孔するたびにボーリングマシンを移動させるので手間が掛かり、施工上も煩雑となっている。
【0004】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、取水能力を低下させることなく、建設コストの削減および施工の合理化が図れる岩盤地下水取水施設を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するため、本発明に係る岩盤地下水取水施設は、地表から岩盤内まで掘り下げられ下位部を吸水槽とする立坑と、岩盤内に形成され、前記立坑から側方に延出する集水トンネルと、当該集水トンネルの中間部に形成され、当該集水トンネルより大きな断面を有する拡幅部と、当該拡幅部から岩盤に向けて放射状に削孔された集水孔とを備えることを特徴とする。
本発明では、集水トンネルを、NATMによる施工とボーリングマシンの運搬が可能な程度の小断面(幅・高さとも3m以内)として、集水トンネルの施工コストの低減を図っている。これに伴い、ボーリングマシンによる集水孔の削孔作業が可能な拡幅部を集水トンネルの中間部に設け、拡幅部から岩盤に向けて放射状に集水孔を削孔する。これにより、ボーリングマシンを移動することなく、複数の集水孔の削孔が可能となり、施工の合理化が図れるうえ、資材等の運搬車両とボーリングマシンが集水トンネル3で輻輳することもなくなる。
【発明の効果】
【0006】
本発明に係る岩盤地下水取水施設では、集水トンネルを、NATMによる施工とボーリングマシンの運搬が可能な程度の小断面とするとともに、ボーリングマシンによる集水孔の削孔作業が可能な拡幅部を集水トンネルの中間部に設け、拡幅部から岩盤に向けて放射状に集水孔を削孔するようにしているので、建設コストの削減に加えて施工の合理化を図ることができる。また、複数の拡幅部からそれぞれ放射状に延出する複数の集水孔が形成されているので、従来の岩盤地下水取水施設と同等の取水能力を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る岩盤地下水取水施設の一例を示す概略図である。
図1に示すように、本発明に係る岩盤地下水取水施設は、地表から岩盤内まで掘り下げられ下位部を吸水槽2とする立坑1と、岩盤内に形成され、吸水槽2に向けて下るように設けられた集水トンネル3とを備えている。集水トンネル3の中間部には、集水トンネル3より大きな断面を有する拡幅部4が所定の離間間隔をおいて複数形成され、各拡幅部4からは、岩盤地下水wを導き入れる集水孔5…が岩盤に向けて水平放射状に削孔されている。
【0008】
また、立坑1内には、吸水槽2に貯留された岩盤地下水wを地上で利用するために、吸水槽2から地上まで配設された揚水管10aと、揚水管10aの末端に接続された揚水ポンプ10bから構成される揚水手段10が備えられている。
【0009】
集水トンネル3は、立坑1を挟んで水平二方向に形成されており、その断面寸法は、NATMによる施工とボーリングマシン(図示省略)の運搬が可能な程度の小断面(幅・高さとも3m以内)とされている。
【0010】
また、集水トンネル3の中間部に形成された拡幅部4は、ボーリングマシンを用いて集水孔5…の削孔作業を行うためのスペースであり、集水トンネル3の断面を幅・高さとも拡大した断面となっている。
【0011】
拡幅部4から水平放射状に延出する集水孔5によって集水された岩盤地下水wは、拡幅部4から集水トンネル3を経由して吸水槽2へ送水され、揚水手段10により地上に供給される。
【0012】
本発明に係る岩盤地下水取水施設の取水原理は、従来型の岩盤地下水取水施設と同様、周辺地下水面Lと立坑水位Lとの水頭差で湧出する岩盤地下水wを揚水して利用するものであり、揚水手段10を用いて立坑水位Lを調整することにより取水量を制御することができる。その結果、地下水環境への悪影響を極力防止して、安定した地下水の利用が可能となる。
【0013】
本実施形態による岩盤地下水取水施設では、集水トンネル3を、NATMによる施工とボーリングマシンの運搬が可能な小断面(幅・高さとも3m以内)とし、集水トンネル3の施工コストの低減と施工速度の向上を図っている。しかも、集水トンネル3の小断面化に伴い、掘削土量が大幅に削減されるので、掘削処分費も併せて削減することができる。
また、本実施形態による岩盤地下水取水施設では、ボーリングマシンによる集水孔5…の削孔作業が可能な拡幅部4を集水トンネル3の中間部に複数設け、拡幅部4から岩盤に向けて水平放射状に集水孔5…を削孔するので、ボーリングマシンを移動することなく、複数の集水孔5…の削孔が可能となる。これにより、施工の合理化が図れ、工期が短縮するうえ、資材等の運搬車両とボーリングマシンが集水トンネル3内で輻輳することもなくなり、工事の安全性が向上する。
さらに、本実施形態による岩盤地下水取水施設では、複数の拡幅部4…からそれぞれ水平放射状に延出する複数の集水孔5…が形成されているので、従来の岩盤地下水取水施設と同等の取水能力を確保することができる。
【0014】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、各拡幅部から水平放射状に延出する集水孔を形成しているが、これに限定するものではなく、割れ目系の走向傾斜や立体的な集水範囲に応じて、鉛直方向や斜め方向に延出する集水孔としてもよい。また、拡幅部の形状は上記の実施形態に限定されるものではなく、球形など他の形状でもよい。さらに、上記の実施形態では、集水トンネルを二方向に形成しているが、一方向のみでもよいし、三方向以上としてもよい。要は、本発明において所要の機能が得られればよいのである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る岩盤地下水取水施設の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【0016】
1 立坑
2 吸水槽
3 集水トンネル
4 拡幅部
5 集水孔
10 揚水手段
10a 揚水管
10b 揚水ポンプ
w 岩盤地下水




 

 


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