JP2010210317A

JP2010210317A - 光ファイバ式岩盤内変位計システム

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Publication number: JP2010210317A
Application number: JP2009054868A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sanada; 祐幸真田; Yutaka Sugita; 裕杉田; Yuya Matsui; 裕哉松井; Yoshio Kashiwai; 善夫柏井; Shuji Daimaru; 修二大丸
Original assignee: Japan Atomic Energy Agency; Taisei Kiso Sekkei Co Ltd
Current assignee: Japan Atomic Energy Agency; Taisei Kiso Sekkei Co Ltd
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2010-09-24
Anticipated expiration: 2029-03-09
Also published as: JP4858884B2

Abstract

【課題】光ファイバ式岩盤内変位計システムにおいて、比較的小口径のボーリング孔内に多段に変位計を設置することができるようにする。
【解決手段】地盤に形成したボーリング孔１の浅い領域に複数段に設置した浅部用アンカー３ａ〜８ａと、深い領域に複数段に設置した深部用アンカー９ａ〜１４ａと、ボーリング孔の開口部に設置されて浅部用アンカーに先端部分が結合され浅部用アンカーの変位に応じて進退する変位伝達ロッド３ｂ〜８ｂの基端部分に結合され浅部用アンカーの変位量を検出する変位量検出センサーユニット３ｃ〜８ｃと、深部用アンカーの側近に設置され深部用アンカーの変位量を検出する深部用変位計９〜１４を備え、変位伝達ロッドは、各変位伝達ロッド毎にそれぞれに専用の小口径の保護シース３ｄ〜８ｄによって１本ずつ包囲することにより変位伝達ロッドの変位がボーリング孔内に充填されるグラウト材１６によって阻害されないように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバを利用した多段式岩盤内変位計システムに関するものである。この変位計システムは、例えば、地下構造物（例えば、高レベル放射性廃棄物の地層処分場）の力学的安定性評価のための構造物周辺岩盤の長期変形計測、地滑り斜面等の地山内部における変形挙動の監視、その他、ボーリング孔を利用して地盤中の変形計測を行うものに利用可能である。

わが国には、新第三紀や第四紀などの年代の若い堆積岩が広く分布しているため、これらの堆積岩を各種構造物の基礎として利用するケースが多い。

このような岩盤を対象に大規模な構造物を建設する場合には、岩盤の性状が良好な結晶質系の岩盤と比較して、構造物の周辺の岩盤において著しい変形とそれに伴う損傷が生じる恐れがあり、形成した空洞の周辺の岩盤の力学的な安定性が損なわれることが懸念される。地下深部には、地表からの土被りやプレートによる造構作用により初期地圧と呼ばれる外力が作用している。このような地下深部に空洞を掘削した場合には、空洞掘削以前に分担していた荷重が取り除かれることになるため、空洞周辺岩盤の応力状態は空洞掘削以前と比較して擾乱を受けて複雑な応力状態下に置かれる。その応力再配分は、坑道壁面との距離に依存してその程度が異なる。

また、特に寒冷地などを対象にした斜面は、日変動による外気温の変化、凍結に伴う膨張、降雨などにより岩盤が劣化を起こし、それが蓄積すると最悪の場合には大規模な斜面の崩落が生じる恐れがある。

したがって、空洞掘削に伴う空洞や斜面の力学的な安定性や斜面崩落のメカニズムを評価するためには、構造物周辺岩盤の変形を多段でかつ長期に渡り計測を行わなくてはならない。

岩盤内の変位を計測する手段として、電気変換部や加圧式アンカーなどから構成された電気式の変位計をボーリング孔内に配置して測定する方法があるが、電気ケーブルの断面が大きいためにボーリング孔内に設置する変位計は６段程度が限界である。それ以上の多段化を行うためには、ボーリング孔の径を大きくする必要があるが、その場合には、ボーリング孔の掘削に伴ってボーリング孔周辺に発生する掘削影響により孔周辺の岩盤性状が乱れることから、ボーリング孔周辺岩盤の乱れを極力減らした精度の良い計測を行うには、使用するボーリング孔の径は小口径であることが望ましい。そして、電気式の変位計の場合は、湿気などによる電気変換部やケーブル等の経年劣化や絶縁不良が生じるため、長期間にわたる計測には向かない。

また、わが国の一部の堆積岩においては、メタン生成菌などの微生物活動によって生成されたメタンガスが地下水中に溶存していることがある。その場合、坑道掘削に伴う荷重の除荷や大気解放により地下水に溶存していたメタンガスが大気中に解放され、空洞内部にメタンガス等の引火性物質が充満する。それに対する対処方法としては、坑道内部にて坑道外の外気を利用した送風等を行うことにより坑道内部のメタンガスの希釈や除去などが採用されるが、ボーリング孔のような小口径の空洞の場合には、換気による希釈が実務上困難であることから、構造物の力学的な安定性を空洞の変形挙動から評価する場合には、引火性物質が充満した状態で計測機器を埋設する必要性が生じる。しかしながら、従来から使用されてきた電気式の変位計の場合には、電気ケーブルや電気変換部が引火の要因となりうる。

これ以外にも、引火性物質（石油や天然ガス）の貯蔵施設を対象にして構造物内部の変形を長期に亘り計測するには、変位計測装置を完全防爆可することが要求される。

このようなことから、岩盤内部の変位を長期間にわたって計測する変位計システムには、光ファイバ式が好適である。

特開平９−２１６６１号公報特開２００４−３０９１８１号公報特開２００４−２９３２７７号公報特開２００２−１０７１２３号公報特開２００１−３１８０１１号公報

核燃料サイクル開発機構技術資料番号：JNC160A00130 標題：光ファイバーセンサー式岩盤内変位計の開発著者：柏井善夫発行：2005年2月

このような光ファイバ式岩盤内変位計システムにおいてボーリング孔内に多段に設置される変位計は、変位量の大きさに応じて、次のように構成される。

地盤の変動は、一般に地表に近い領域（地中に形成した地下空間においては空間の壁面に近い領域）において大きく、地表から遠く離れるにつれて小さくなる。そのため、ボーリング孔の浅い領域の変位量を検出する複数段の変位計は、各浅部用アンカーの変位をそれぞれ変位伝達ロッドを介してボーリング孔開口部の変位量検出センサーユニットに伝達して変位量検出センサーユニット内で変位量を縮小して変位量検出センサーにより検出する構成である。そして、より深くに位置する浅部用アンカーからの変位伝達ロッドは、より浅くに位置する浅部用アンカーを貫通してボーリング孔開口部まで延びるように構成される。

ボーリング孔の深い領域の変位量を検出する変位計は、各深部用アンカーの側近に各変位量検出センサーを設置して検出する構成である。

そして、ボーリング孔は、これらの構成部品を設置した後にグラウト材が充填されるが、浅部用の変位計における変位伝達ロッドが浅部用アンカーを貫通する部分において、変位伝達ロッドがグラウト材によって浅部用アンカーに結合して変位の伝達が阻害されるのを防止するために、浅い領域に設置する変位伝達ロッド伸長領域は、グラウト材が充填されないように１つの大口径の保護シースによって各変位伝達ロッドに共通する大きな空間に形成して全変位伝達ロッドを一括して保護する構成である。

このように１つの大口径の保護シースによって変位伝達ロッド伸長領域に共通の空間を形成するように構成すると、各アンカーの銅パッカーを拡張させて各アンカーをボーリング孔壁に圧接するための流体を銅パッカーに供給するパッカー拡張流体注入管とその中間継手を収容するための隙間を大口径の保護シースとボーリング孔壁の間に形成することが必要になることから、ボーリング孔を小口径とすることが困難であった。

本発明の１つの目的は、変位計を設置するボーリング孔の掘削に伴ってボーリング孔周辺に発生する掘削影響により孔周辺の岩盤性状が乱れて計測精度が低下するのを防止することにある。

本発明の他の目的は、ボーリング孔内に多段に変位計を設置する光ファイバ式岩盤内変位計システムにおいて、比較的小口径のボーリング孔内に多段に変位計を設置することができるようにすることにある。

具体的には、例えば、一般的なコアボーリングの最小口径である直径６６ｍｍのボーリング孔内に１２段に変位計を設置することができるようにする。

本発明は、地盤に形成したボーリング孔の浅い領域に複数段に設置した浅部用アンカーと、深い領域に複数段に設置した深部用アンカーと、ボーリング孔の開口部に設置されて前記浅部用アンカーに先端部分が結合されて浅部用アンカーの変位に応じて進退する変位伝達ロッドの基端部分に結合されて前記浅部用アンカーの変位量を検出する変位量検出センサーユニットと、前記深部用アンカーの側近に設置されて深部用アンカーの変位量を検出する変位量検出センサーを備え、前記ボーリング孔内にグラウト材が充填される光ファイバ式岩盤内変位計システムにおいて、
前記変位伝達ロッドは、各変位伝達ロッド毎にそれぞれに専用の小口径の保護シースによって１本ずつ包囲して変位伝達ロッドの変位がグラウト材によって阻害されないように構成することにより、
各アンカーの銅パッカーを拡張させてボーリング孔の壁に圧接する流体を銅パッカーに供給するパッカー拡張流体注入管とその中間継手を収容するための隙間を小口径の保護シースとボーリング孔の壁との間の空間を利用して形成することを容易にし、ボーリング孔を小口径とすることを可能にする。

本発明の光ファイバ式岩盤内変位計システムは、アンカーの変位を変位量検出センサーユニットに伝達する変位伝達ロッドを、各変位伝達ロッド毎にそれぞれに専用の小口径の保護シースによって１本ずつ包囲することにより変位伝達ロッドの変位がグラウト材によって阻害されないように構成したことにより、各アンカーの銅パッカーを拡張させてボーリング孔の壁に圧接する流体を銅パッカーに供給するパッカー拡張流体注入管とその中間継手を収容するための隙間を小口径の保護シースとボーリング孔の壁との間の空間を利用して形成することが容易になり、ボーリング孔を小口径とすることが可能になることにより、ボーリングの掘削に伴うボーリング孔周辺に発生する掘削影響により孔周辺の岩盤性状の乱れを防止し、精度の良い計測を行うことができる。

しかも、変位計を設置するボーリング孔を小口径とすることにより、ボーリング孔の掘削を容易にすることができ、変位計システムの設置経費を軽減することができる。

本発明の実施例１を示す光ファイバ式岩盤内変位計システムの全体構成図である。浅部変位計における浅部変位量検出センサーユニット部分のセンサーユニットカバーを取り外した状態を示す正面図である。浅部変位量検出センサーユニット部分における２つの浅部変位量検出センサーの構成を示す縦断側面図である。浅部用アンカーの構成を示す正面図である。浅部用アンカーに対する変位伝達ロッドの結合と貫通構成を示す側面図である。深部変位量検出センサーユニットの構成を示す側面図である。深部変位量検出センサーユニットの設置構成を示す側面図である。光ファイバ式岩盤内変位計システムにおける信号処理系のブロック図である。

地盤に形成したボーリング孔の浅い領域に複数段に設置した浅部用アンカーと、深い領域に複数段に設置した深部用アンカーと、ボーリング孔の開口部に設置されて前記浅部用アンカーに先端部分が結合されて浅部用アンカーの変位に応じて進退する変位伝達ロッドの基端部分に結合されて前記浅部用アンカーの変位量を検出する変位量検出センサーユニットと、前記深部用アンカーの側近に設置されて深部用アンカーの変位量を検出する変位量検出センサーを備え、前記ボーリング孔内にグラウト材が充填される光ファイバ式岩盤内変位計システムにおいて、より浅い位置に設置された各浅部用アンカーは、より深い位置に設置された浅部用アンカーからの変位伝達ロッドを自由に貫通させる貫通孔を備え、前記変位伝達ロッドは、グラウト材によって変位が阻害されないように変位伝達ロッドの変位がグラウト材によって阻害されないように各変位伝達ロッド毎にそれぞれに専用の小口径の保護シースによって１本ずつ包囲するように構成し、前記保護シースは、前記浅部用アンカーに形成された貫通孔の縁を囲むように設けた保護シース取り付け管に嵌合して取り付けるように構成する。

図１は、地中に形成した地下空間の側壁に直径６６ｍｍで１２ｍの深さ（奥行き）で横方向に形成したボーリング孔内に１２段の変位計を設置する光ファイバ式岩盤内変位計システムの全体構成図である。

図１において、ボーリング孔１は、地下空間の側壁である変位計測対象岩盤２に横方向に直径６６ｍｍの小口径で１２ｍの深さに掘削する。

このボーリング孔１内に１２段に設置する変位計は、６個（６段）の浅部用変位計３〜８と６個（６段）の深部用変位計９〜１４に大別される。各段の浅部用変位計３〜８は、それぞれ、変位検出位置においてボーリング孔１内壁に圧接結合するように設置した浅部用アンカー３ａ〜８ａの変位を金属（この例ではステンレス）製の変位伝達ロッド３ｂ〜８ｂを介してボーリング孔１の開口部に設置した対応する浅部変位量検出センサーユニット３ｃ〜８ｃに伝達して検出するように構成し、各段の深部用変位計９〜１４は、それぞれ、変位検出位置においてボーリング孔１内壁に圧接結合するよう設置した深部用アンカー９ａ〜１４ａの変位を深部用アンカー９ａ〜１４ａの側近に対応させて設置した深部変位量検出センサーユニット９ｂ〜１４ｂにより検出するように構成する。

各変位計３〜１４は、アンカー３ａ〜１４ａが圧接結合する位置の地盤２の変位に応じて光ファイバケーブルの感応部分（光ファイバの中に回折格子と呼ばれる所定の屈折率のグレーティング（ＦＧＢ：Fiber Bragg Grating）を設けた部分）を伸縮させることによって光ファイバケーブルに導入した光の反射状態（反射光の波長）が変化するのを監視することにより、この反射状態の変化に基づいて地盤２における各検出位置の変位量を検出するように構成する。各感応部分に施すグレーティングの屈折率を各感応部分（計測位置）に応じて異ならしめて反射光の波長帯を変えることにより、１本の光ファイバケーブルにより多数の感応部分（計測位置）での変位計測が可能となる。

各段の浅部用変位計３〜８における各変位伝達ロッド３ｂ〜８ｂは、その先端部分を各浅部用アンカー３ａ〜８ａにそれぞれ結合して各浅部用アンカー３ａ〜８ａの変位を対応する浅部変位量検出センサーユニット３ｃ〜８ｃに伝達する。各浅部変位量検出センサーユニット３ｃ〜８ｃは、各変位伝達ロッド３ｂ〜８ｂ毎に各変位伝達ロッド３ｂ〜８ｂに感応部分の一端を結合して張架する光ファイバケーブルを備え、各光ファイバケーブルの感応部分の他端は張力調整ばねを介して固定部に係止する構成である。

より浅い位置に設置された各浅部用アンカー３ａ〜７ａは、より深い位置に設置された浅部用アンカー４ａ〜８ａからの変位伝達ロッド４ｂ〜８ｂを自由に貫通させる貫通孔を備え、各変位伝達ロッド４ｂ〜８ｂは、各変位伝達ロッド毎にそれぞれに専用の合成樹脂（この例では、耐熱型シリコンチューブ）製の小口径の保護シース３ｄ〜８ｄによって１本ずつ包囲することにより、ボーリング孔１に充填されるグラウト材によって各変位伝達ロッドの変位が阻害されないように保護する。

各段の深部用変位計９〜１４は、各深部用アンカー９ａ〜１４ａに対応する各深部変位量検出センサーユニット９ｂ〜１４ｂを各深部用アンカー９ａ〜１４ａの浅部側の側近に設け、より浅い隣接位置に設置されたアンカー８ａ，９ａ〜１３ａに結合した変位伝達ロッド９ｃ〜１４ｃによって変位を光ファイバケーブルの感応部分に作用させて光感応部分を伸縮させることにより光の反射状態（反射光の波長）が変化するのを監視することにより、この反射状態の変化に基づいて地盤２の変位量を検出することができるように構成する。

浅部用変位計３〜８と深部用変位計９〜１４を挿入して設置した後のボーリング孔１内の空間は、グラウト材注入管１５を通してグラウト材１６を注入して充填する。

そして、各浅部変位量検出センサーユニット３ｃ〜８ｃは、センサーユニットベース１７に取り付けたセンサーユニットカバー１８によって包囲することにより保護する。

図２は、浅部変位計３〜８における浅部変位量検出センサーユニット部分のセンサーユニットカバー１８を取り外した状態を示す正面図、図３は、浅部変位量検出センサーユニット部分における２つの浅部変位量検出センサー３ｃ，６ｃの構成を示す縦断側面図である。他の浅部変位量検出センサーユニット４ｃ，５ｃ，７ｃ，８ｃも同様に構成される。

変位伝達ロッド３ｂ，６ｂの基端部分は、センサーユニットベース１７を自由な状態で貫通させてセンサーユニットベース１７の表面に突出させる。センサーユニットベース１７の表面上にはガイドロッド３ｃ１，６ｃ１を起立させ、このガイドロッド３ｃ１，６ｃ１に光ファイバ支持枠３ｃ２，６ｃ２を摺動自在に支持させ、センサーユニットベース１７の表面上に突出した変位伝達ロッド３ｂ，６ｂの基端部分を結合することにより、光ファイバ支持枠３ｃ２，６ｃ２を変位伝達ロッド３ｂ，６ｂの変位（進退）に応じてガイドロッド３ｃ１，６ｃ１に沿って摺動させるように構成する。光ファイバケーブル３ｃ３，６ｃ３の感応部分３ｃ３１，６ｃ３１は、その一端部分を光ファイバ支持枠３ｃ２，６ｃ２に係合し、他端部分を張力調整ばね３ｃ４，６ｃ４を介して前記ガイドロッド３ｃ１，６ｃ１に結合して固定した張力調整ばね固定具３ｃ５，６ｃ５に係合することにより張架し、変位伝達ロッド３ｂ，６ｂの変位（進退）量に応じた張力を前記感応部分３ｃ３１，６ｃ３１に与えるように構成する。張力調整ばね３ｃ４，６ｃ４は、その弾性係数によって、変位伝達ロッド３ｂ，６ｂの変位量と光ファイバケーブル３ｃ３，６ｃ３の感応部分３ｃ３１，６ｃ３１に作用する張力の関係を調整して感応部分３ｃ３１，６ｃ３１の伸縮量を調整する（変位伝達ロッド３ｂ，６ｂの変位量に対する光ファイバケーブル３ｃ３，６ｃ３の感応部分３ｃ３１，６ｃ３１の伸縮量の比率を調整させる）。

また、センサーユニットベース１７の表面には、グラウト材注入管１５を貫通させるグラウト材注入管貫通孔１７ａと深部変位計９〜１４の深部変位量検出センサーユニット９ｂ〜１４ｂに光ファイバケーブルを接続するための光ファイバケーブルを貫通させる深部変位計用光ファイバケーブル貫通孔１７ｂとパッカー拡張流体注入管３ｅ〜１４ｅ（図４参照）を貫通させるパッカー拡張流体注入管貫通孔群１７ｃ，１７ｄを備える。

図４は、浅部用アンカー３ａ（〜８ａ）の構成を示す正面図である。

金属製のアンカーブロック３ａ１は、変位伝達ロッドを貫通させる変位伝達ロッド貫通孔３ａ２と深部変位計用光ファイバケーブルを貫通させる深部変位計用光ファイバケーブル貫通孔３ａ３とグラウト材注入管貫通凹部３ａ４とパッカー拡張流体注入管貫通凹部３ａ５，３ａ６を備え、前記アンカーブロック３ａ１の外周には銅パッカー３ａ７を備え、銅パッカー３ａ７はこの銅パッカー３ａ７を膨張させる流体を注入するためのパッカー拡張流体注入管３ｅを接続するパッカー拡張流体注入管接続口３ａ７１を備える。

変位伝達ロッド貫通孔３ａ２は、浅部用アンカー３ａ（〜８ａ）の設置位置に応じて貫通させる変位伝達ロッド４ｂ〜８ｂに対応させるように形成し、変位伝達ロッドの先端部分を結合させる位置に設置する浅部用アンカー３ａ〜８ａにおけるアンカーブロック３ａ１の変位伝達ロッド貫通孔３ａ２は、変位伝達ロッドの先端部分を結合するための変位伝達ロッド結合孔３ａ８に変更する。

図５は、浅部用アンカー７ａ，８ａに対する変位伝達ロッド７ｂ，８ｂの結合と貫通構成を示す側面図であり、変位伝達ロッド７ｂは浅部用アンカー７ａに結合し、変位伝達ロッド８ａは浅部用アンカー７ａを貫通させて浅部用アンカー８ａに結合する構成である。各浅部用アンカー７ａ，８ａにおける各アンカーブロックは前述したように構成されるが図示は省略する。

変位伝達ロッド７ｂに対応する浅部用アンカー７ａは、アンカーブロックの変位伝達ロッド貫通孔相当位置に形成した変位伝達ロッド結合孔に変位伝達ロッド７ｂの先端部分を結合する。また、この変位伝達ロッド結合孔の縁を囲むようにアンカーブロックに保護シース取り付け管７ｆを溶接結合して起立させ、この保護シース取り付け管７ｆの外周に保護シース７ｄの一端部分を嵌合させてその外周をステンレス鋼線を用いた締め付け具７ｇで締め付けることによりグラウト材が侵入しないように緊密に結合する。そして、浅部用アンカー８ａに結合する変位伝達ロッド８ｂを貫通させる位置のアンカーブロックには変位伝達ロッド貫通孔７ａ２を形成し、このアンカーブロックの両側には、変位伝達ロッド貫通孔７ａ２の縁を囲むように保護シース取り付け管７ｈ，７ｉを溶接結合して起立させ、この保護シース取り付け管７ｈ，７ｉに保護シース８ｄ１，８ｄ２の一端部分を前述と同様にして緊密に結合する。

変位伝達ロッド８ｂに対応する浅部用アンカー８ａは、アンカーブロックの変位伝達ロッド貫通孔相当位置に形成した変位伝達ロッド結合孔に変位伝達ロッド８ｂの先端部分を結合する。また、この変位伝達ロッド結合孔の縁を囲むようにアンカーブロックに保護シース取り付け管８ｆを溶接結合して起立させ、この保護シース取り付け管８ｆに保護シース８ｄの他端部分を同様にして緊密に結合する。

図６は、深部変位量検出センサーユニット９ｂ（〜１４ｂ）の構成を示す側面図、図７は、この深部変位量検出センサーユニット９ｂの設置構成を示す側面図である。

光ファイバケーブル９ｂ１の感応部分９ｂ１１は、コ字状の変位−歪変換部材９ｂ２の橋状部分に貼り付けるように取り付け、変位−歪変換部材９ｂ２の両脚部分を変位伝達ロッド９ｃ１，９ｃ２の一端部分に結合し、変位伝達ロッド９ｃ１の他端部分をより深い位置に設置される深部用アンカー９ａのアンカーブロックに結合し、変位伝達ロッド９ｃ２の他端をより浅い位置に設置される浅部用アンカー８ａのアンカーブロックに結合する。

他の深部変位量検出センサーユニット１０ｂ〜１４ｂも同様にして設置される。

図８は、光ファイバ式岩盤内変位計システムにおける信号処理系のブロック図である。

各浅部変位量検出センサーユニット３ｃ〜８ｃにおける感応部分３ｃ３１〜８ｃ３１を備えた光ファイバケーブル３ｃ３〜８ｃ３を直列状態に接続した後に光送受信装置１９に接続し、深部変位量検出センサーユニット９ｂ〜１４ｂにおける感応部分９ｂ１１〜１４ｂ１１を備えた光ファイバケーブル９ｂ１〜１４ｂ１も直列状態に接続した後に光送受信装置１９に接続する。制御処理装置２０は、前記光送受信装置１９を制御して光ファイバケーブル３ｃ３と光ファイバケーブル９ｂ１に測定光を入射させ、各感応部分３ｃ３１〜１４ｂ１１からの反射光の波長を計測するように構成する。そして、この各感応部分３ｃ３１〜１４ｂ１１からの反射光の波長を測定時毎に記憶しておいて比較することにより、各反射光の波長の変化に基づいて反射光を発生した感応部分３ａ３１〜１４ｂ１１に対応するアンカー３ａ〜１４ａが位置する地盤２の変位量を求めるように構成する。

光ファイバケーブルに形成する各感応部分３ｃ３１〜１４ｂ１１は、連続した１本の光ファイバケーブルに間隔をおいて順次にグレーティング加工して形成するようにすれば、各センサーユニットの光ファイバケーブルの接続作業を省略することができる。

直列状態に接続する光ファイバケーブル（感応部分）の数は、任意に設定することができる。

このように構成する光ファイバ式岩盤内変位計システムは、各段の浅部用変位計３〜８における変位伝達ロッド３ｂ〜８ｂを、それぞれに専用の小口径の保護シース３ｄ〜８ｄによって１本ずつ包囲することにより変位伝達が阻害されないようにグラウト材１６から隔離して保護するように構成したことにより、各変位伝達ロッドに共通する空間を形成して一括して保護するための１つの大口径の保護シースの使用を省略し、各アンカー３ａ〜の銅パッカー３ａ７〜を拡張させてボーリング孔１の壁に圧接する流体を銅パッカー３ａ７〜に供給するパッカー拡張流体注入管３ｅ〜１４ｅとその中間継手を収容するための隙間を小口径の保護シース３ｄ〜１４ｄとボーリング孔１の壁の間の空間を利用して形成することが容易になり、ボーリング孔１を小口径とすることが可能になる。

この実施例において、ボーリング孔１は、横方向に直径６６ｍｍで１２ｍの深さ（奥行き）に形成したが、ボーリング孔１の径や方向及び深さや浅部用変位計３〜８と６個（６段）の深部用変位計９〜１４の段数は、検出目的に応じて任意に選択的に設定することができる。

１…ボーリング孔、２…変位計測対象岩盤、３〜８…浅部用変位計、３ａ〜８ａ…浅部用アンカー、３ａ１…アンカーブロック、３ａ２…変位伝達ロッド貫通孔、３ａ３…深部変位計用光ファイバケーブル貫通孔、３ａ４…グラウト材注入管貫通凹部、３ａ５，３ａ６…パッカー拡張流体注入管貫通凹部、３ａ７…銅パッカー、３ｂ〜８ｂ…変位伝達ロッド、３ｃ〜８ｃ…浅部変位量検出センサーユニット、３ｃ１，６ｃ１…ガイドロッド、３ｃ２，６ｃ２…光ファイバ支持枠、３ｃ３〜６ｃ３…光ファイバケーブル、３ｃ３１，６ｃ３１…感応部分、３ｄ〜８ｄ…保護シース、３ｅ〜１４ｅ…パッカー拡張流体注入管、７ａ２…変位伝達ロッド貫通孔、７ｆ，７ｈ，７ｉ…保護シース取り付け管、
９〜１４…深部用変位計、９ａ〜１４ａ…深部用アンカー、９ｂ〜１４ｂ…深部変位量検出センサーユニット、９ｂ１…光ファイバケーブル、９ｂ１１…感応部分、９ｃ〜１４ｃ…変位伝達ロッド、１５…グラウト材注入管、１６…グラウト材、１７…センサーユニットベース、１８…センサーユニットカバー、１９…光送受信装置、２０…制御処理装置。

Claims

地盤に形成したボーリング孔の浅い領域に複数段に設置した浅部用アンカーと、深い領域に複数段に設置した深部用アンカーと、ボーリング孔の開口部に設置されて前記浅部用アンカーに先端部分が結合されて浅部用アンカーの変位に応じて進退する変位伝達ロッドの基端部分に結合されて前記浅部用アンカーの変位量を検出する変位量検出センサーユニットと、前記深部用アンカーの側近に設置されて深部用アンカーの変位量を検出する変位量検出センサーを備え、前記ボーリング孔内にグラウト材が充填される光ファイバ式岩盤内変位計システムにおいて、
前記変位伝達ロッドは、各変位伝達ロッド毎にそれぞれに専用の小口径の保護シースによって１本ずつ包囲することにより変位伝達ロッドの変位がグラウト材によって阻害されないように構成したことを特徴とする光ファイバ式岩盤内変位計システム。
請求項１において、より浅い位置に設置された各浅部用アンカーは、より深い位置に設置された浅部用アンカーからの変位伝達ロッドを自由に貫通させる貫通孔を備え、前記変位伝達ロッドを包囲する前記保護シースは、前記浅部用アンカーに形成された貫通孔の縁を囲むように設けた保護シース取り付け管に嵌合して取り付けたことを特徴とする光ファイバ式岩盤内変位計システム。