JP2010243337A - Method for measuring pore pressure of multilayer aquifer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層帯水層の間隙水圧測定方法に関するものである。
例えば各種の理由によって地盤の状況を判断する必要が生じたときなどに、地下水圧の分布などを把握しておく必要がある。よってそのためには、前記地盤の各々の深さにおける各水圧、すなわち間隙水圧を測定しなければならない。
The present invention relates to a method for measuring pore water pressure in a multilayer aquifer.
For example, when it is necessary to determine the ground condition for various reasons, it is necessary to know the distribution of groundwater pressure. Therefore, in order to do so, each water pressure at each depth of the ground, that is, the pore water pressure must be measured.
多層帯水層の間隙水圧(被圧水頭)を測定するには、各帯水層を対象としたボーリング孔を1つ1つ別個に削孔する方法、もしくは1本のボーリングで遮水層やパッカーにより帯水層ごとに隔離された測定区間を設ける方法が一般に知られており、対象の帯水層ごとに水位計や間隙水圧計で間隙水圧(被圧水頭)を測定するものとしていた。 In order to measure the pore water pressure (pressure head) of a multi-layer aquifer, drilling holes one by one for each aquifer, or by using one boring, A method of providing a measurement section isolated for each aquifer by a packer is generally known, and the pore water pressure (pressure head) is measured for each target aquifer using a water level gauge or a pore water pressure gauge.
ところで、掘削工事を伴う建設工事では、必ず地盤掘削に伴う地下水問題が生ずる。特に、日本各地における地盤は互層地盤が多く、従って掘削工事の対象とされる地盤はその多くがいわゆる多層帯水層地盤として認識されている。
よって、地盤掘削工事に際しては、まず多層帯水層の初期水頭と透水性を把握しておくことが最重要課題となる。
By the way, in construction work involving excavation work, groundwater problems associated with ground excavation always occur. In particular, the ground in many parts of Japan has a lot of alternating layers, and therefore the ground that is the subject of excavation work is recognized as the so-called multilayer aquifer ground.
Therefore, in ground excavation work, it is first and foremost important to understand the initial head and permeability of the multi-layer aquifer.
その為には、各帯水層の間隙水圧(被圧水頭)を把握することが必要であるが、前述のごとく、各帯水層の間をシールし、遮断しながら、各層ごとに調査しなければならず、時間と手間とコストを要するものとされていた。
すなわち、多層帯水層地盤を貫通してボーリング孔を削孔する場合、削孔とともにボーリング孔内に水位面(間隙水圧面:被圧水頭面)が現れる。そして、この水位面は、最も間隙水圧(被圧水頭)の高い帯水層の水位面となる。したがって、多層帯水層では帯水層ごとに各層を区分する遮水層を設置しないと各帯水層の間隙水圧(被圧水頭)を測定することはほとんど困難なのである。
For that purpose, it is necessary to grasp the pore water pressure (pressure head) of each aquifer, but as described above, each aquifer is sealed and cut off, and each layer is investigated. It had to be time consuming, laborious and costly.
That is, when drilling a boring hole through the multilayer aquifer ground, a water level surface (pore water pressure surface: pressure head surface) appears in the boring hole together with the drilling hole. This water level surface is the water level surface of the aquifer having the highest pore water pressure (pressure head). Therefore, in a multilayer aquifer, it is almost difficult to measure the pore water pressure (pressure head) of each aquifer unless a water shielding layer is provided for each aquifer.
かくして、本発明は、1箇所のボーリング孔でシール層や遮水層を設置することなく、多層帯水層における各帯水層の間隙水圧(被圧水頭)を同時かつ正確に測定する多層帯水層の間隙水圧測定方法を提供することを目的とするものである。
Thus, the present invention provides a multi-layer belt that simultaneously and accurately measures the pore water pressure (pressure head) of each aquifer in the multi-layer aquifer without installing a seal layer or a water-impervious layer at one borehole. An object of the present invention is to provide a method for measuring the pore water pressure of an aqueous layer.
本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法は、
多層帯水層地盤に多層帯水層を貫通してボーリング孔を削孔し、削孔後に前記多層帯水層地盤における各帯水層の深さ位置を計測し、
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水流向変化時点を測定すると共に、前記変化時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とし、
または、
多層帯水層地盤に多層帯水層を貫通してボーリング孔を削孔し、削孔後に前記多層帯水層地盤における各帯水層の深さ位置を計測し、
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水の流れが停止した時点を測定すると共に、前記停止時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とし、
または、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、行われる測定は、複数回行われ、測定値精度の向上が図られた、
ことを特徴とし、
または、
前記地下水流向計は、一台の使用とし、該一台の地下水流向計を、前記各帯水層に対応して順次移動させて配置した、
ことを特徴とするものである。
The method for measuring pore water pressure in a multilayer aquifer according to the present invention is as follows:
Drilling a boring hole through the multilayer aquifer through the multilayer aquifer, measuring the depth position of each aquifer in the multilayer aquifer after drilling,
Next, a pore water pressure meter is disposed in the borehole, and a groundwater flow meter is disposed at a corresponding position of each measured aquifer depth position,
After performing the water level lowering operation in the borehole, the groundwater flow direction of each aquifer is changed by the groundwater flow meter installed corresponding to each aquifer during the course of recovery of the water level in the borehole. Measuring the time point, measuring the position of the water level surface in the borehole at the time of the change by the pore water pressure gauge, and measuring the pore water pressure of each aquifer from the measured value,
It is characterized by
Or
Drilling a boring hole through the multilayer aquifer through the multilayer aquifer, measuring the depth position of each aquifer in the multilayer aquifer after drilling,
Next, a pore water pressure meter is disposed in the borehole, and a groundwater flow meter is disposed at a corresponding position of each measured aquifer depth position,
After performing the water level lowering operation in the borehole, during the process of recovering the water level in the borehole, the flow of groundwater in each aquifer is measured by the groundwater flow direction meter installed corresponding to each aquifer. Measuring the time point when the water is stopped and measuring the water level surface in the borehole at the time of the stop using the pore water pressure gauge, and measuring the pore water pressure of each aquifer from the measured value,
It is characterized by
Or
After performing the water level lowering operation in the boring hole, during the process of recovering the water level in the boring hole, the measurement performed was performed several times, and the measurement accuracy was improved.
It is characterized by
Or
The groundwater flow meter is a single unit, and the single groundwater flow meter is sequentially moved in correspondence with each aquifer.
It is characterized by this.
すなわち、多層帯水層にあるボーリング孔内の個別被圧水頭を測定できないという課題のため、ボーリング孔内の各帯水層の地下水流の変化を捉えることで、各帯水層の被圧水頭を測定するものである。 In other words, because of the problem that it is not possible to measure individual pressure heads in boreholes in multi-layer aquifers, by detecting changes in groundwater flow in each aquifer in boreholes, Is to measure.
各間隙水圧(被圧水頭)を測定するためには、一般的には圧力測定が使用されるが、本発明ではボーリング孔内の水位面と同時に各帯水層の地下水流変化を把握してこれを測定する点に大きな特長を有する。
In order to measure each pore water pressure (pressure head), pressure measurement is generally used. However, in the present invention, the groundwater flow change in each aquifer is grasped simultaneously with the water level in the borehole. It has a great feature in measuring this.
本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法であれば、
1箇所のボーリング孔でシール層や遮水層を設置することなく、多層帯水層における各帯水層の間隙水圧(被圧水頭)を同時かつ正確に測定出来るとの優れた効果を奏する。
If the pore water pressure measurement method of the multilayer aquifer according to the present invention,
There is an excellent effect that the pore water pressure (pressure head) of each aquifer can be simultaneously and accurately measured in a multi-layer aquifer without installing a seal layer or a water-impervious layer at one borehole.
以下本発明を図に示す実施例に従って説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
図1乃至図6は、一実施例の多層帯水層1を断面で表した概略構成を示す図であり、該多層帯水層1には、難透水層2を介して第1被圧帯水層4及び難透水層3を介して第2被圧帯水層5が形成されている。
このような多層帯水層1の地盤に第1被圧帯水層4及び第2被圧帯水層5を貫通して1つのボーリング孔6を削孔する。本発明ではボーリング孔6の掘削は一カ所で構わない。本件発明の特徴となっている。
FIG. 1 to FIG. 6 are diagrams showing a schematic configuration of a multilayer aquifer 1 according to an embodiment in cross section, and the multilayer aquifer 1 includes a first pressure zone through a hardly
A single
そして、この一カ所のボーリング孔6の削孔後には、前記多層帯水層1の地盤における第1被圧帯水層4及び第2被圧帯水層5の深さ位置をボーリング削孔時にあらかじめ計測しておく。
After drilling the
次いで、掘削する多層帯水層1の地盤の性状によっては、必要に応じてケーシングパイプを入れてボーリング孔6の孔壁を保護したり、あるいは掘削後にボーリング孔6内の洗浄を行い、孔壁に付着している泥膜等を除去することが必要とされる。
その後、ボーリング孔6内に間隙水圧計7を配置すると共に、前記計測した第1被圧帯水層4及び第2被圧帯水層5の深さ位置対応箇所に各々地下水流向計8,8を配置する。
Next, depending on the properties of the ground of the multi-layer aquifer 1 to be excavated, a casing pipe is inserted as necessary to protect the hole wall of the
Thereafter, a pore
ここで、間隙水圧計7の構成及びその種類については何ら限定されるものではないが、例えば、水深変化による水圧変化を、圧力センサなどで測定し、例としてDC 4mA 〜 20mAの電気信号に変換して2線式で伝送するもので、ボーリング孔6中に埋設して、当該ボーリング孔6の間隙水圧を測定する構成のものが考えられる。
Here, the configuration and type of the pore
また、いわゆる電気式間隙水圧計は、水圧のみが計測できる構造の圧力計で、圧力変換器によって水圧を電気量に変える構成のものである。予想される間隙水圧の大きさに応じて、必要な容量と精度が必要で、受圧部はフィルターなどを備えた構造になっている。コードは、電気量を指示計に伝達できるものを用いられ、指示計は、電気式間隙水圧計に対応した機種のものが用いられる。 A so-called electric pore water pressure gauge is a pressure gauge having a structure capable of measuring only the water pressure, and has a configuration in which the water pressure is changed into an electric quantity by a pressure transducer. The required capacity and accuracy are required depending on the expected pore water pressure, and the pressure receiving part has a structure including a filter. As the cord, a cord that can transmit the amount of electricity to the indicator is used, and the indicator that is compatible with the electric pore water pressure meter is used.
当該間隙水圧計7の設置方法の一例であるが、間隙水圧計本体にロッドを次々と緊結しながらゆっくりと静かにボーリング孔6内に挿入し、例えば、孔中あるいは孔底に達したなら、静かに所定の深さまで押し込んで設置する方法が採用される。
図2乃至図6から理解されるように、間隙水圧計7は掘削された一カ所のボーリング孔6の深さ方向略中間位置に設定されるが、この位置に決して限定されるものではない。
Although it is an example of the installation method of the said pore
As understood from FIGS. 2 to 6, the pore
次に、地下水流向計8をボーリング孔6に設置する。本実施例では、該地下水流向計8,8は2台ボーリング孔6内に設置される。すなわち、第1被圧帯水層4に対応する箇所に1台、そして第2被圧帯水層5に対応する箇所に1台設置される。各々の被圧帯水層4,5での地下水の流れ方向を計測する必要の為である。
ところで、前記の地下水流向計8は、一台のみの使用で賄うことも出来る。
すなわち、一台の地下水流向計8を、前記計測した第1被圧帯水層4及び第2被圧帯水層5の深さ位置対応箇所に、順次移動させていくのである。このように順次移動させていけば、一台の地下水流向計8のみの使用でたり、複数の地下水流向計8・・・を準備する必要がないメリットがある。
ここで、当該地下水流向計8の構成及び種類についても何ら限定されないが、その一実施例としては図7に示すものが挙げられる。
Next, the groundwater
By the way, the above groundwater
That is, one groundwater
Here, the configuration and type of the groundwater
すなわち、地下水流向計8は、内部に空間部9を有して構成された略円筒状をなす本体10を備えており、該本体10内には、本体10内上部側に収納された撮像手段11と、該撮像手段11の下側に設けられ、通過する地下水の少なくとも流向を測定する測定部12とを有して構成される。
That is, the
そして、前記測定部12底面からは例えば水平方向に揺動可能な測定体13が鉛直方向に延出して立設され、該測定体13の頂部には撮像手段11による撮像の目印となる標点が設けられた浮き14が設けられる。
しかして、地下水がいずれかの方向(矢印で示す方法)に流れると、測定部12内で前記測定体13がその方向に揺動する。従って、撮像手段11でその状態を撮像することにより地下水の流向を連続的にかつ長期間にわたって測定することが出来るのである。
For example, a measuring body 13 that can swing in the horizontal direction extends from the bottom surface of the measuring
Accordingly, when the groundwater flows in either direction (method indicated by an arrow), the measurement body 13 swings in that direction in the
なお、前述したように、本発明では、地下水流向計8の種類や構成は全く限定されず、少なくとも地下水の流れの方向が計測できる地下水流向計8であることを要する。
In addition, as above-mentioned, in this invention, the kind and structure of the groundwater
次に、本発明による測定方法につき説明する。
なお、図1から理解されるように、本実施例において、ボーリング孔6内の初期水位はGL−1mとされている。
Next, the measurement method according to the present invention will be described.
As can be seen from FIG. 1, in this embodiment, the initial water level in the
また、図1においてその右側には本実施例における多層帯水層1の各層の間隙水圧(被圧水頭)を予め示して説明することにする。よって、第1帯水層4の間隙水圧はGL−2m、第2帯水層5の間隙水圧はGL−4mとしてある。
Further, in FIG. 1, the right side of FIG. 1 will be described by showing in advance the pore water pressure (pressure head) of each layer of the multilayer aquifer 1 in this embodiment. Therefore, the pore water pressure of the
上記のように各種の間隙水圧計7や地下水流向計8などの機材類を設置した後、まず、ボーリング孔6内での水位を低下させる操作を行う(図2参照)。
この操作方法について、何ら限定されるものではないが、例えば、揚水ポンプを使用し、ボーリング孔6内の水を迅速に汲み上げて水位を低下させることが考えられる。
After installing equipment such as various pore
Although there is no limitation on this operation method, for example, it is conceivable to use a pump to quickly draw up water in the
例えば、揚水ポンプなどを使用して水位を低下させた後、ボーリング孔6内の水位面が安定するのを待ち、その後該ボーリング孔6内での水位を回復させていく。該回復に際しては何らの作業を行う必要はなく、自然に回復するのを待つことになる。
そして、この回復する経過中において、後述する測定作業が行われる。
For example, after the water level is lowered using a pump or the like, the water level in the
And the measurement operation | work mentioned later is performed in progress in this recovery | restoration.
すなわち、各帯水層に対応して設置した地下水流向計8、8により各第1及び第2帯水層4,5の地下水流向変化時点を測定すると共に、前記変化時点でのボーリング孔6内水位面位置を前記間隙水圧計7により測定するのである。
ここで、各第1帯水層4あるいは第2帯水層5の地下水流向変化時点とは、換言すれば、各第1帯水層4あるいは第2帯水層5での地下水の流れが止まった時点を意味するものであり、この時点でのボーリング孔6内水位面位置を前記間隙水圧計7により測定するのである。
That is, the groundwater flow direction change point of each of the first and
Here, the change of the groundwater flow direction of each
図2乃至図6により具体的に説明すると、図2から理解されるように、ボーリング孔6内でGLから7mの水位低下を行った。
ここで、図2に示すように、初期水位はGLより−1mであり、第1帯水層4の水位はGL−2mであり、第2帯水層5の水位はGL−4mとされている。よって、7m水位を低下すると、第1帯水層4あるいは第2帯水層5においても地下水流の向きは矢印で示すように左向きとなる。
More specifically, referring to FIG. 2 to FIG. 6, as understood from FIG. 2, the water level was lowered by 7 m from GL in the
Here, as shown in FIG. 2, the initial water level is -1 m from GL, the water level of the
次に、ボーリング孔6内の水位がGL−4mまで回復すると図3から理解されるように、第2帯水層5では双方の地下水位、すなわちボーリング孔6内の水位と第2帯水層5の水位とが平衡状態となり、これにより地下水流の方向がなくなり止まってしまう。
この状態を第2帯水層5の間隙水圧(被圧水頭)と測定するのである。すなわち、地下水流が止まったときのボーリング孔6内での水位を間隙水圧計7でGL−4mと測定しておくのである。
さらに、図4に示すようにボーリング孔6内の水位が回復しGL−3mとなると、第2帯水層5の地下水の流向が変化し、矢印のごとく右側に流れることになる。
Next, as the water level in the
This state is measured as the pore water pressure (pressure head) of the
Furthermore, as shown in FIG. 4, when the water level in the
次に、図5に示すように、ボーリング孔6内の水位がGL−2mまで回復すると、第1帯水層4においては双方の地下水位が平衡状態となり、これにより地下水流の方向がなくなり、すなわちボーリング孔6内の水位と第1帯水層4の水位とが平衡状態となり、地下水流が止まってしまう。
このように、地下水流が止まったときのボーリング孔6内での水位を間隙水圧計7でGL−2mと測定しておき、その値を第1帯水層4の間隙水圧(被圧水頭)と判断するのである。
Next, as shown in FIG. 5, when the water level in the
Thus, when the groundwater flow stops, the water level in the
さらに、図7に示すようにボーリング孔6内の水位が回復しGL−1.5mとなると、第1帯水層5の地下水の流向が矢印のごとく右側に流れることになる。
しかして、本発明ではボーリング孔6内の水位低下を行ってから各測定の作業を少なくとも複数回、出来れば3回以上繰り返し行うことが好ましい。
これにより測定値のばらつきや誤差を解消でき、精度の高い測定値が得られるものとなる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, when the water level in the
Therefore, in the present invention, it is preferable to repeat each measurement operation at least a plurality of times, preferably three or more times after the water level in the
As a result, variations in measurement values and errors can be eliminated, and highly accurate measurement values can be obtained.
1 多層帯水層
2 難透水層
3 難透水層
4 第1帯水層
5 第2帯水層
6 ボーリング孔
7 間隙水圧計
8 地下水流向計
9 空間部
10 本体
11 撮像手段
12 測定部
13 測定体
14 浮き
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水流向変化時点を測定すると共に、前記変化時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とする多層帯水層の間隙水圧測定方法。
Drilling a boring hole through the multilayer aquifer through the multilayer aquifer, measuring the depth position of each aquifer in the multilayer aquifer after drilling,
Next, a pore water pressure meter is disposed in the borehole, and a groundwater flow meter is disposed at a corresponding location of each measured aquifer depth position,
After performing the water level lowering operation in the borehole, the groundwater flow direction of each aquifer is changed by the groundwater flow meter installed corresponding to each aquifer during the course of recovery of the water level in the borehole. Measuring the time point, measuring the water level surface position in the borehole at the time of the change by the pore water pressure gauge, and measuring the pore water pressure of each aquifer from the measured value,
A method for measuring pore water pressure in a multilayer aquifer.
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水の流れが停止した時点を測定すると共に、前記停止時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とする多層帯水層の間隙水圧測定方法
Drilling a boring hole through the multilayer aquifer through the multilayer aquifer, measuring the depth position of each aquifer in the multilayer aquifer after drilling,
Next, a pore water pressure meter is disposed in the borehole, and a groundwater flow meter is disposed at a corresponding location of each measured aquifer depth position,
After performing the water level lowering operation in the borehole, the flow of groundwater in each aquifer is measured by the groundwater flow direction meter installed corresponding to each aquifer during the course of recovery of the water level in the borehole. Measuring the time point when the water is stopped, measuring the position of the water level surface in the borehole at the time of the stop using the pore water pressure gauge, and measuring the pore water pressure of each aquifer from the measured value,
Method for measuring pore water pressure in a multilayer aquifer
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の多層帯水層の間隙水圧測定方法。
After performing the water level lowering operation in the boring hole, during the process of recovering the water level in the boring hole, the measurement performed was performed a plurality of times, and the measurement accuracy was improved.
The method for measuring pore water pressure in a multilayer aquifer according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の多層帯水層の間隙水圧測定方法。 The groundwater flow meter is a single unit, and the single groundwater flow meter is sequentially moved in correspondence with each aquifer.
The method for measuring pore water pressure in a multilayer aquifer according to claim 1, 2, or 3.
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