JP2011179168A - Block sampling method and tracer test method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、坑道掘削時や地下施設での調査研究段階において、特徴的な地質構造を対象に行うブロックサンプリング方法およびそれを使用したトレーサー試験方法に関する。 The present invention relates to a block sampling method for performing a characteristic geological structure at the time of excavation in a tunnel or in an investigation and research stage in an underground facility, and a tracer test method using the same.
坑道掘削時や地下施設での調査研究段階においては、特徴的な地質構造を対象にトレーサー試験を実施し、その水理物質移行特性を取得して評価する。通常、トレーサー試験は、試験対象の原位置でのみ実施されることが多い。原位置トレーサー試験は、トレーサー溶液の注入孔と排出孔を、試験対象領域の端部あるいは中間部に形成して、トレーサー溶液を試験対象領域に流すことで行われる。しかし、原位置トレーサー試験では、試験対象の境界条件が不明確であることや、試験条件の制御が困難であることなどから、試験結果に不確実要素を含む場合があるという問題があった。 At the time of excavation and investigation research in underground facilities, a tracer test is conducted for the characteristic geological structure, and its hydraulic transfer characteristics are acquired and evaluated. Usually, the tracer test is often performed only at the in-situ test object. The in-situ tracer test is performed by forming a tracer solution injection hole and a discharge hole at an end portion or an intermediate portion of the test target region and flowing the tracer solution to the test target region. However, the in-situ tracer test has a problem that the test result may include an uncertain element because the boundary condition of the test object is unclear and the control of the test condition is difficult.
そこで、近年では、原位置より試験対象領域を切り出して、室内トレーサー試験が行われている（例えば、特許文献１参照）。このように室内トレーサー試験を行えば、試験対象の境界条件が明確になり、且つ試験条件の制御を比較的簡単に行えるので、試験結果の信頼性が高くなる。 Thus, in recent years, an indoor tracer test has been performed by cutting out a test target region from its original position (see, for example, Patent Document 1). When the indoor tracer test is performed in this manner, the boundary condition of the test object is clarified and the test condition can be controlled relatively easily, so that the reliability of the test result is increased.
しかしながら、従来行われていた室内トレーサー試験は、数ｃｍ規模のコアスケールの試料（試験対象領域）を試験対象としており、試験結果の信頼性をさらに高めるための次のステップとして、採取する試料を１ｍ規模程度にアップスケールすることが求められている。 However, in the conventional indoor tracer test, a core-scale sample (test target region) of several centimeters is the test target, and the sample to be collected is used as the next step to further improve the reliability of the test result. Upscaling to about 1 m is required.
１ｍ規模の試験対象領域を原位置から切り出すには、大口径の円筒形カッタビットを用いることが考えられる。しかし、試験対象が軟質な岩盤や亀裂を含むような岩盤の場合、試験対象領域を原位置から切り出す際に、カッタビットの摩擦等により岩盤が撹乱されて損傷し、岩盤の形状や亀裂の性状が維持できない可能性が考えられる。こうなると、正確な試験結果を得られない。さらに、試験対象領域の底面や奥側面を切断するには、周囲を掘削して掘り出す必要があり、多くの手間と時間を要する。 In order to cut out a 1 m scale test target region from its original position, it is conceivable to use a large-diameter cylindrical cutter bit. However, when the test object is a soft rock or a rock that includes a crack, when the test area is cut from its original position, the rock is disturbed and damaged by the friction of the cutter bit, etc., and the shape of the rock and the properties of the crack May not be maintained. If this happens, accurate test results cannot be obtained. Furthermore, in order to cut the bottom surface and the back side surface of the test target region, it is necessary to excavate the surrounding area, which requires a lot of labor and time.
以上のような観点から、本発明は、広い範囲の試験対象領域を撹乱することなく採取することができるブロックサンプリング方法およびトレーサー試験方法を提供することを課題とする。 In view of the above, it is an object of the present invention to provide a block sampling method and a tracer test method capable of collecting a wide range of test target regions without disturbing them.
このような課題を解決するために創案された本発明は、試験対象の原位置で孔間透水によるトレーサー試験を行う原位置トレーサー試験工程と、原位置トレーサー試験を行った試験対象領域を原位置から切り出すブロックサンプリング工程と、切り出された前記試験対象領域を用いて別途の試験場で室内透水によるトレーサー試験を行う室内トレーサー試験工程と、を備えてなるトレーサー試験方法であって、前記ブロックサンプリング工程は、前記試験対象領域の周囲に沿って溝を環状に形成するラインドリリング工程と、前記溝に固化剤を注入して固化させる固化工程と、前記溝の周囲に切断面を形成するブロック切断工程と、前記試験対象領域をその外側部分と一体のブロックとして搬出するブロック搬出工程と、を備えていることを特徴とするトレーサー試験方法である。 Invented in order to solve such a problem, the present invention includes an in-situ tracer test process in which a tracer test is performed by inter-hole permeation at an in-situ location of a test object, and a test object area in which the in-situ tracer test is performed in-situ. A block sampling process comprising: a block sampling process cut out from an indoor tracer test process for performing a tracer test by indoor permeation at a separate test site using the cut out test object area, wherein the block sampling process includes A line drilling process in which a groove is formed annularly along the periphery of the test target area; a solidification process in which a solidifying agent is injected into the groove to solidify; and a block cutting process in which a cutting surface is formed around the groove; A block unloading step of unloading the test object area as a block integrated with the outer portion thereof. A tracer test method according to symptoms.
このような試験方法によれば、ブロックサンプリング工程において、試験対象領域の周囲を固化剤で保護しているので、ブロックの切断および搬出時に試験対象領域の撹乱を防止できその損傷を抑制できるので、室内トレーサー試験の精度向上を達成できる。また、原位置トレーサー試験と室内トレーサー試験の試験データを相互補完することで、試験結果の精度向上を達成できる。 According to such a test method, in the block sampling step, since the periphery of the test target area is protected with a solidifying agent, disturbance of the test target area can be prevented at the time of cutting and unloading the block, so that damage can be suppressed. Improve accuracy of indoor tracer test. In addition, the test data of the in-situ tracer test and the indoor tracer test can be complemented to improve the accuracy of the test results.
また、本発明は、前記原位置トレーサー試験工程では、トレーサー溶液を前記試験対象領域に注入する注入孔および前記トレーサー溶液を前記試験対象領域から排出する排出孔を、前記ブロックサンプリング工程において形成される環状の前記溝の形成予定位置にそれぞれ形成することを特徴とする。 In the in-situ tracer test step, the present invention forms an injection hole for injecting a tracer solution into the test target region and a discharge hole for discharging the tracer solution from the test target region in the block sampling step. It forms in the formation scheduled position of the said cyclic | annular groove | channel, respectively.
このような試験方法によれば、トレーサー溶液の注入孔および排出口を、溝の一部として利用できるので、溝の形成工程を低減できる。 According to such a test method, since the inlet and outlet of the tracer solution can be used as a part of the groove, the step of forming the groove can be reduced.
さらに、本発明は、試験対象領域を原位置から切り出すブロックサンプリング方法であって、前記試験対象領域の周囲に沿って溝を環状に形成するラインドリリング工程と、前記溝に固化剤を注入して固化させる固化工程と、前記溝の周囲に切断面を形成するブロック切断工程と、前記試験対象領域をその外側部分と一体のブロックとして搬出するブロック搬出工程と、を備えていることを特徴とするブロックサンプリング方法である。 Furthermore, the present invention is a block sampling method for cutting out a test target region from its original position, and includes a line drilling step in which a groove is formed in an annular shape around the test target region, and a solidifying agent is injected into the groove. A solidifying step for solidifying; a block cutting step for forming a cut surface around the groove; and a block unloading step for unloading the test target area as an integral block with an outer portion thereof. This is a block sampling method.
このようなブロックサンプリング方法によれば、試験対象領域の周囲を固化剤で保護しているので、ブロックの切断および搬出時に試験対象領域の撹乱を防止できその損傷を抑制できる。 According to such a block sampling method, since the periphery of the test target area is protected by the solidifying agent, the disturbance of the test target area can be prevented when the block is cut and carried out, and the damage can be suppressed.
本発明のブロックサンプリング方法およびトレーサー試験方法によれば、広い範囲の試験対象領域を撹乱することなく採取することができるとともに、次のような優れた効果を発揮することができる。
（１）試験対象領域の外周を固化し、ブロックサンプリングすることで、１ｍ規模程度の大きなブロックとして切り出す（サンプリング）ことができる。
（２）また、固化のためのドリリングの位置（注入孔および排出口の位置）を工夫することにより、ドリリングの工数を低減できる。
（３）これらの効果あるサンプリングによって切り出したブロックを使用することにより、試験対象領域の原位置トレーサ試験と、室内トレーサ試験との相互補完を精度良く行うことができる。
According to the block sampling method and the tracer test method of the present invention, a wide range of test target regions can be collected without being disturbed, and the following excellent effects can be exhibited.
(1) By solidifying the outer periphery of the test target area and performing block sampling, it can be cut out (sampling) as a large block of about 1 m scale.
(2) Further, the number of drilling steps can be reduced by devising the drilling position (positions of the injection hole and the discharge port) for solidification.
(3) By using the blocks cut out by these effective samplings, the in-situ tracer test of the test target area and the indoor tracer test can be complemented with high accuracy.
以下、本発明を実施するための実施形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第一実施形態では、試験対象領域を平面位置（床面）から切り出す場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the first embodiment, a case where the test target area is cut out from a planar position (floor surface) will be described as an example.
本実施形態に係るトレーサー試験方法は、原位置トレーサー試験工程と、ブロックサンプリング工程と、室内トレーサー試験工程と、を備えてなる。 The tracer test method according to the present embodiment includes an in-situ tracer test process, a block sampling process, and an indoor tracer test process.
（原位置トレーサー試験工程）
原位置トレーサー試験工程は、試験対象の原位置で孔間透水によるトレーサー試験を行う工程である。原位置トレーサー試験工程では、まず、試錐調査や壁面観察調査などの結果から、亀裂の分類および水理特性との関連についてのデータ整理を行い、試験対象となる亀裂の条件を決定する。
(In-situ tracer test process)
The in-situ tracer test step is a step of performing a tracer test by permeation through holes at the in-situ location to be tested. In the in-situ tracer test process, first, data on the relationship between crack classification and hydraulic properties is organized based on the results of drilling surveys and wall surface observation surveys, and the crack conditions to be tested are determined.
そして、図１に示すように、坑道１の床面２ａや壁面２ｂなどの試料採取候補箇所から、決定された亀裂条件を満たす亀裂３を抽出し、試料（試験対象領域５）の採取が可能なことを確認した上で、試料採取位置４を決定する。試料採取位置４は、亀裂３の方位から出現深度を推定し、試験対象領域５の中央付近を亀裂３が通過するように決定する。その後、選定された亀裂３が実際に条件を満たしているか否かを、確認ボーリングを行って確認する。本実施形態では、試料採取位置４は床面２ａに決定されている。本実施形態では、試験対象領域５は、１ｍ四方の立方体に設定されている。なお、試験対象領域５の形状および大きさは、本実施形態のものに限定する趣旨ではない。
Then, as shown in FIG. 1, a
次に、図１および図２に示すように、試験対象領域５の端部において、ボーリング調査を行う。ここで、掘削されるボーリング孔６，７は、試験対象領域５の端部にそれぞれ形成され、孔壁間距離が１ｍ程度とされる。ボーリング孔６，７は、例えば、孔径７６ｍｍである。ボーリング孔６，７は、後述するブロックサンプリング工程によって形成される溝１０（図４参照）の一部を兼ねる。つまり、ボーリング孔６，７は、溝１０の形成予定位置１０’（図２参照）に形成される。そして、掘削したボーリング孔６，７を利用して、想定した深度に対象の亀裂３が位置しているかの確認を行うとともに、想定した性状を有する亀裂３が試験対象領域５を貫通しているかの確認を行う。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, a boring survey is performed at the end of the
その後、図１に示すように、ボーリング孔６，７の内部で、亀裂３の上下位置にパッカー８を挿入して設置する。そして、亀裂３が床面２ａから遠いボーリング孔６からトレーサー溶液を注入して、亀裂３が床面２ａから近いボーリング孔７からトレーサー溶液を排出して原位置トレーサー試験を実施する。原位置トレーサー試験は、通常の試験方法と同等である。なお、トレーサー溶液に代えて水を用いても良く、本発明においては、水もトレーサー溶液の一種に含む。ここで、ボーリング孔６が、トレーサー溶液を試験対象領域５に注入する注入孔を構成し、ボーリング孔７が、トレーサー溶液を試験対象領域５から排出する排出孔を構成している。以上で、原位置トレーサー試験工程が終了する。
Thereafter, as shown in FIG. 1, the
なお、前記原位置トレーサー試験によって、亀裂３が繋がっていない等の結果が出て、室内トレーサー試験に不適格であると判断された場合は、以下のブロックサンプリング工程は行わずに、原位置トレーサー試験工程を最初から行って、他の試験対象領域５を探す。これによって、無駄なブロックサンプリング工程および室内トレーサー試験工程を行わずに済むので、試験のコストアップを抑制できる。
If the result of the in-situ tracer test shows that the
（ブロックサンプリング工程）
ブロックサンプリング工程（ブロックサンプリング方法）は、原位置トレーサー試験を行った試験対象領域５を床面２ａの原位置（図３参照）から切り出す工程である。ブロックサンプリング工程は、ラインドリリング工程と、固化工程と、ブロック切断工程と、ブロック搬出工程と、を備えている。
(Block sampling process)
The block sampling step (block sampling method) is a step of cutting out the
ラインドリリング工程は、試験対象領域５の周囲に沿って溝１０を環状に形成する工程である。図４の（ａ）に示すように、既に掘削されているボーリング孔６，７から順次ボーリング孔１１の一部同士が重なるように連続して掘削する。ボーリング孔１１は、先に形成されたボーリング孔６，７と同径（φ７６ｍｍ）に形成され、一辺１ｍ当たり約３０本ずつ形成される。ボーリング孔１１は、試験対象領域５に沿ってボーリング孔６，７間を結ぶように連設される。つまり、複数のボーリング孔１１を連ねることで、試験対象領域５の外周面全周に渡って矩形枠状の溝１０が形成される。図４の（ｂ）に示すように、溝１０は、試験対象領域５の底部より若干深い位置まで余掘りして形成される。
The line drilling step is a step of forming the
ラインドリリングが完了した後、試験対象領域５の側面の状況を、ＢＴＶ（ボアホールテレビ）等による観察で確認する。特に、試験対象領域５の底部付近における割れ目の存在等について状況を細かく把握しておく。
After the line drilling is completed, the state of the side surface of the
次の固化工程は、図５に示すように、環状の溝１０に固化剤を注入して固化させる工程である。固化剤を注入打設する前に、まず、ビニールシート等の不透水性シート３２を試験対象領域５の外周面に密着するように布設する（図４参照）。不透水性シート３２を設けることで、試験対象領域５に固化剤の水分が浸入するのを防止している。なお、本実施形態では、図の煩雑化を防止するために、不透水性シート３２は、図４および図５のみに図示して、図６乃至図８では図示を省略している。固化剤は、強度が十分で、水分の影響を試験対象領域５に及ぼさず、固化過程において膨張、収縮、過度の発熱を生じなく、不透水性シート３２と反応しないものが採用される。本実施形態では、固化剤としてモルタル１２が用いられる。モルタル１２を溝１０の上端まで打設して充填する。そして、所定時間養生してモルタル１２が固化し、試験対象領域５の周囲を囲む固化壁が形成されて、固化工程が終了する。なお、必要に応じて、モルタル１２の充填前に、溝１０内に鉄筋金網等を設置する場合もある。
The next solidification step is a step of injecting a solidifying agent into the
その後、ブロック切断工程に入る。ブロック切断工程は、環状の溝１０の周囲に切断面１３（図７および図８参照）を形成する工程である。言い換えれば、試験対象領域５と、その周囲の外側部分（溝１０に形成された固化壁（モルタル１２）と、この固化壁の周囲の地盤からなる緩衝部１４）を含むブロック１５（図７および図８参照）を切り出し可能に切断する工程である。緩衝部１４は、固化壁の周囲の一定幅の地盤にて構成されており、切断時や搬送時の衝撃から内部の試験対象領域５を保護する部分である。緩衝部１４は、試験対象領域５の下側にも形成されている（図７の（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、試験対象領域５の外側部分は、固化壁と緩衝部１４とで構成されているが、試験対象領域５の保護効果を確保できるのであれば、前記外側部分を固化壁のみで構成してもよい。
Thereafter, the block cutting process is started. The block cutting step is a step of forming a cut surface 13 (see FIGS. 7 and 8) around the
本実施形態では、ワイヤーソー１７（図９乃至図１１参照）を用いて、ブロック１５の外周面（切断面１３）の切断を行う。ブロック１５の切断面１３は、後記する第一切断側面Ｓ１，第二切断側面Ｓ２，第三切断側面Ｓ３，第四切断側面Ｓ４および切断底面Ｂによって構成されている。
In the present embodiment, the outer peripheral surface (cut surface 13) of the
ブロック切断工程では、まず、図６に示すように、試験対象領域５の四隅から対角線方向外側に均等に離れた位置（ブロック１５（図７参照）の四隅）の４箇所に、切断ガイド孔１６を掘削する。切断ガイド孔１６は、ワイヤーソー１７やプーリ２０が挿入される孔で、ワイヤーソー切断の切り口となる。プーリ２０は、図１３に示すような角度可変プーリが使用されるが、この角度可変プーリは、２００ｍｍ程度の幅であるので、切断ガイド孔１６は、孔径３００ｍｍ程度とする（図６の（ａ）参照）。切断ガイド孔１６の深さは、角度可変プーリの設置を考慮してブロック１５の底面よりも、３００ｍｍの余掘りを行う（図６の（ｂ）参照）。
In the block cutting step, first, as shown in FIG. 6, the cutting guide holes 16 are formed at four locations at positions equally spaced outward from the four corners of the test target region 5 (four corners of the block 15 (see FIG. 7)). Drilling. The cutting
図１２に示すように、ブロック切断工程で用いるプーリ（角度可変プーリ）２０は、プーリ本体２１を回転可能に支持する支持部材２２が、ベアリング２３を介して、ブラケット２４に回動可能に支持されている。このような構成によって、プーリ本体２１は、ベアリング２３の軸回りにスイング可能となっている。
As shown in FIG. 12, the pulley (angle variable pulley) 20 used in the block cutting process is supported by a
次に、図９乃至図１１を参照しながら、ワイヤーソー１７によるブロック切断の工程を説明する。図９の（ａ）に示すように、第一切断側面Ｓ１の両側の切断ガイド孔（図９乃至図１１では図示せず）に、ワイヤーソー１７を掛け回したプーリ２０を挿入する。そうすると、ワイヤーソー１７は、第一切断側面Ｓ１の両側辺と上辺に架け渡される。
Next, a block cutting process using the wire saw 17 will be described with reference to FIGS. 9 to 11. As shown in FIG. 9A, the
そして、図９の（ｂ）に示すように、ワイヤーソー１７の両端部をそれぞれ引っ張ってワイヤーソー１７に張力をかける。そうすると、プーリ２０，２０間のワイヤーソー１７が下方に徐々に引き寄せられ、最終的に図９の（ｃ）に示すように、第一切断側面Ｓ１が切断される。
And as shown in FIG.9 (b), the both ends of the wire saw 17 are each pulled, and the wire saw 17 is tensioned. Then, the wire saw 17 between the
その後、図９の（ｄ）に示すように、上方に延びているワイヤーソー１７を、第一切断側面Ｓ１に直交する第二切断側面Ｓ２および第三切断側面Ｓ３の他端側（第一切断側面Ｓ１の逆側）へとそれぞれ折り返す。そして、第二切断側面Ｓ２および第三切断側面Ｓ３の他端側（第四切断側面Ｓ４側）で、新たに別途のプーリ２０’，２０’をそれぞれワイヤーソー１７に掛けて設ける。
Thereafter, as shown in FIG. 9D, the wire saw 17 extending upward is connected to the other end side of the second cut side surface S2 and the third cut side surface S3 orthogonal to the first cut side surface S1 (first cut). Fold back to the opposite side of the side surface S1. Then,
そして、図１０の（ａ）に示すように、新たに設けられたプーリ２０’，２０’を、第一切断側面Ｓ１と対向する第四切断側面Ｓ４の両側の切断ガイド孔（図示せず）にワイヤーソー１７とともに挿入する。そうすると、ワイヤーソー１７は、第二切断側面Ｓ２の両側辺と上辺に架け渡されるとともに、第三切断側面Ｓ３の両側辺と上辺に架け渡される。
Then, as shown in FIG. 10 (a), the newly provided
その後、ワイヤーソー１７の両端部をそれぞれ引っ張ってワイヤーソー１７に張力をかける。そうすると、図１０の（ａ）に示すように、ワイヤーソー１７が第二切断側面Ｓ２および第三切断側面Ｓ３の上部両端の角部から上下方向に切断を開始する。そして、図１０の（ｂ）に示すように、第二切断側面Ｓ２および第三切断側面Ｓ３の各々の両端に位置するプーリ２０，２０’間のワイヤーソー１７が下方に徐々に引き寄せられる。その後、最終的に、図１０の（ｃ）に示すように、第二切断側面Ｓ２および第三切断側面Ｓ３が切断される。このとき、第一切断側面Ｓ１側のプーリ２０，２０は、垂直な状態（図１０の（ｂ）参照）から徐々に回動して最終的に水平な状態（図１０の（ｃ）参照）となる。
Thereafter, both ends of the wire saw 17 are pulled to apply tension to the wire saw 17. Then, as shown to (a) of FIG. 10, the wire saw 17 starts a cutting | disconnection up and down from the corner | angular part of the upper both ends of 2nd cutting side surface S2 and 3rd cutting side surface S3. Then, as shown in FIG. 10B, the wire saw 17 between the
次に、図１０の（ｄ）に示すように、ワイヤーソー１７を第一切断側面Ｓ１側のプーリ２０，２０から取り外すとともに、第四切断側面Ｓ４側のプーリ２０’，２０’の位置調整を行う。このようにすると、ワイヤーソー１７は、切断底面Ｂの第一辺（第一切断側面Ｓ１の底辺に相当）、第二辺（第二切断側面Ｓ２の底辺に相当）および第三辺（第三切断側面Ｓ３の底辺に相当）に架け渡される。
Next, as shown in FIG. 10 (d), the wire saw 17 is removed from the
その後、ワイヤーソー１７の両端部をそれぞれ引っ張ってワイヤーソー１７に張力をかける。そうすると、図１０の（ｄ）に示すように、ワイヤーソー１７が切断底面Ｂの第一辺側両端の角部から水平方向に切断を開始する。そして、図１１の（ａ）に示すように、プーリ２０’，２０’間のワイヤーソー１７が、切断底面Ｂの第四辺（第四切断側面Ｓ４の底辺に相当）側に徐々に引き寄せられる。その後、最終的に、図１１の（ｂ）に示すように、切断底面Ｂが切断される。このとき、第四切断側面Ｓ４側のプーリ２０’，２０’は、第二切断側面Ｓ２および第三切断側面Ｓ３に平行な状態（図１１の（ａ）参照）から徐々に回動して最終的に第四切断側面Ｓ４に略平行な状態（図１１の（ｂ）参照）となる。
Thereafter, both ends of the wire saw 17 are pulled to apply tension to the wire saw 17. Then, as shown in FIG. 10D, the wire saw 17 starts cutting in the horizontal direction from the corners at both ends of the first side of the cut bottom surface B. Then, as shown in FIG. 11A, the wire saw 17 between the
次に、図１１の（ｃ）に示すように、ワイヤーソー１７を第四切断側面Ｓ４側のプーリ２０’，２０’から取り外す。このようにすると、ワイヤーソー１７は、第四切断側面Ｓ４の両側辺と下辺に下側から上方に向かって架け渡される。 Next, as shown in FIG. 11C, the wire saw 17 is removed from the pulleys 20 'and 20' on the fourth cut side surface S4 side. If it does in this way, the wire saw 17 will be spanned over the both sides and lower side of 4th cutting | disconnection side surface S4 toward upper direction from a lower side.
その後、ワイヤーソー１７の両端部をそれぞれ引っ張ってワイヤーソー１７に張力をかける。そうすると、図１１の（ｃ）に示すように、ワイヤーソー１７が第四切断側面Ｓ４の下部両端の角部から切断を開始する。そして、図１１の（ｄ）に示すように、ワイヤーソー１７が上方に徐々に引き上げられる。その後、最終的に、ワイヤーソー１７が上方に引き出され、第四切断側面Ｓ４が切断される。 Thereafter, both ends of the wire saw 17 are pulled to apply tension to the wire saw 17. Then, as shown in FIG. 11C, the wire saw 17 starts cutting from the corners at the lower ends of the fourth cutting side surface S4. And as shown to (d) of FIG. 11, the wire saw 17 is pulled up gradually upwards. Thereafter, finally, the wire saw 17 is pulled upward, and the fourth cut side surface S4 is cut.
以上の工程によって、図７に示すように、緩衝部１４の側面および底面に切断面１３が形成され、ブロック１５が切断・形成される。なお、ブロックサンプリング工程（ブロックサンプリング方法）は、以上の説明に限られるものではなく、たとえば、特開平０６−１４８３９３号、特開平０９−１２７２９５号に記載の方法を参照して利用することもできる。
Through the above steps, as shown in FIG. 7, the
次に、ブロック搬出工程を行う。ブロック搬出工程は、試験対象領域５をその外側部分（固化壁と緩衝部１４）と一体のブロック１５として搬出する工程である。ブロック１５を搬出するに際しては、まず、図８に示すように、溝１０の緩衝部１４の四隅近傍に、搬出用アンカー１８を設ける。搬出用アンカー１８の設置位置は、図８に図示したものに限定されるものではない。例えば、溝１０内に充填されたモルタル１２に設けてもよい。また、試験対象領域５が、ブロック１５の表面から所定深さ離れた下部に位置する場合（試験対象領域５の上側に緩衝部が形成されている場合）は、図１３に示すように、試験対象領域５の上方にも搬出用アンカー１８を設けるようにすればよい。このようにすれば、多数の搬出用アンカー１８でブロック１５を支持できるので、搬出用アンカー１８が打ち込まれる地盤表面への負担を軽減できる。図１３の複数の搬出用アンカー１８は、ブロック１５の上方に配置された鉄板２５に一括的に支持されている。鉄板２５の上面の四隅にはウインチのワイヤーのフック（図示せず）を係止するための係止部材２６が設けられている。
Next, a block carry-out process is performed. The block unloading step is a step of unloading the
搬出用アンカー１８を設置したら、ブロック１５の上方の坑道１の天端にアンカーボルトを介して滑車を取り付ける。そして、滑車にウインチから延びるワイヤーを掛け回して、その先端を、搬出用アンカー１８または係止部材２６に固定する。その後、ウインチを巻き上げて、ブロック１５を坑道１の床面２ａよりも上に吊り上げる。そして、ブロック１５の下部の開口部（ブロック１５の引抜跡）に山留め材を架け渡して敷設し、その上にブロック１５を吊り下ろして仮置きする。坑道１の天端に盛り替え用の滑車を設けて、ブロック１５を吊り上げながら水平移動させて、台車等の移送手段上に吊り下ろす。そして、ブロック１５を立坑まで移動させて、適宜搬出する。なお、搬出方法は前記の工程に限定されるものではなく、ブロック１５に負担が掛かりにくい方法であれば他の方法であってもよい。以上で、ブロックサンプリング工程が終了する。
When the unloading
（室内トレーサー試験工程）
室内トレーサー試験工程は、切り出された前記試験対象領域を用いて別途の試験場で室内トレーサー試験を行う工程である。
(Indoor tracer test process)
The indoor tracer test step is a step of performing an indoor tracer test at a separate test site using the cut out test object region.
まず、原位置から採取したブロック１５から、試験対象領域５を取り出す。そして、試験対象領域５にトレーサー溶液を注入して、亀裂３内を通過させて、排出されるトレーサー溶液を採取する。採取されたトレーサー溶液の濃度の時間変化から、亀裂の水理物質移行特性等を取得する。本実施形態では、１ｍ四方の試験対象領域５のトレーサー試験を行えるため、従来のコアスケールのトレーサー試験では不可能であった試験中の試験対象領域５内の水圧分布やトレーサー濃度分布のモニタリングも可能となる。そして、試験対象領域５マトリクス内のモニタリングデータは、試験結果の評価に用いる解析モデルの検証などに活用することができる。なお、トレーサー試験の詳細な方法については、特許文献１に記載されており、本発明においても、特許文献１に記載のトレーサー試験装置を利用して測定することができる。
First, the
以上のようなトレーサー試験方法（ブロックサンプリング方法）によれば、ブロックサンプリング工程において、試験対象領域５の周囲を固化剤（モルタル１２）で保護しているので、その後のブロック１５の切断および搬出時に試験対象領域の撹乱を防止できその損傷を抑制できる。また、ワイヤーソー１７を利用して、ブロック１５の周囲を切断しているので、ブロック１５の底面も容易に切断することができる。さらに、地盤が堆積岩などの軟質岩盤であっても、１ｍ四方規模の大型ブロックの採取が可能であり、一方、硬質岩盤においても、亀裂を含むような領域での大型ブロックの採取が可能である。
According to the tracer test method (block sampling method) as described above, since the periphery of the
以上のように、広い範囲の試験対象領域５を採取することができるので、コアスケールの試料では取得できなかった、各種データを取得することができるので、室内トレーサー試験の精度向上を達成できる。また、原位置トレーサー試験と室内トレーサー試験の試験データを相互補完することで、試験結果の精度をより一層向上させることができる。
As described above, since a wide range of the
また、本実施形態では、原位置トレーサー試験工程において、トレーサー溶液を試験対象領域５に注入する注入孔（ボーリング孔６）およびトレーサー溶液を試験対象領域５から排出する排出孔（ボーリング孔７）を、ブロックサンプリング工程において形成される環状の溝１０の形成予定位置１０’にそれぞれ形成している。つまり、固化のためのドリリング位置の設定を工夫することで、トレーサー溶液の注入孔および排出口を、溝１０の一部として利用できるので、溝１０の形成工程（ドリリングの工数）を低減できる。
In the present embodiment, in the in-situ tracer test process, an injection hole (boring hole 6) for injecting the tracer solution into the
また、本実施形態では、試験対象領域５の外周に固化領域を設け、さらにその外周に試験対象領域５と同等の性質を持った領域（緩衝部１４）を設けることで、サンプリングするブロック１５の内部に特別な悪影響を与えずにサンプリングすることができる。
Further, in the present embodiment, a solidified region is provided on the outer periphery of the
以下、本発明を実施するための第二実施形態を図１４乃至図２３を参照しながら詳細に説明する。なお、第二実施形態では、試験対象領域を側面位置（壁面）から切り出す場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, a second embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the second embodiment, a case where the test target area is cut out from the side surface position (wall surface) will be described as an example.
第二実施形態に係るトレーサー試験方法も第一実施形態と同様に、原位置トレーサー試験工程と、ブロックサンプリング工程と、室内トレーサー試験工程と、を備えている。第二実施形態に係るトレーサー試験方法は、前記工程のうち、原位置トレーサー試験工程と、ブロックサンプリング工程が、第一実施形態と異なる。 Similar to the first embodiment, the tracer test method according to the second embodiment includes an in-situ tracer test process, a block sampling process, and an indoor tracer test process. The tracer test method according to the second embodiment is different from the first embodiment in the in-situ tracer test step and the block sampling step among the steps.
原位置トレーサー試験工程では、図１４に示すように、坑道１の壁面２ｂにボーリング孔３６，３７を掘削する。ボーリング孔３６，３７は、壁面２ｂから水平方向に沿って掘削される。ボーリング孔３６，３７の孔径や孔間距離は第一実施形態と同等である。ボーリング孔３６，３７の掘削深さは試験対象領域５の位置に応じて決定される。図１５に示すように、ボーリング孔３６，３７の掘削位置は、後述するブロックサンプリング工程によって形成される溝３０（図１９参照）の一部を兼ねる。つまり、ボーリング孔３６，３７は、溝３０の形成予定位置３０’に形成される。その後、第一実施形態と同等の手順で原位置トレーサー試験を実施する。
In the in-situ tracer test process, as shown in FIG. 14, bore holes 36 and 37 are excavated in the
ブロックサンプリング工程は、原位置トレーサー試験を行った試験対象領域５を壁面２ｂの原位置（図１６参照）から切り出す工程である。ブロックサンプリング工程は、ラインドリリング工程と、固化工程と、ブロック切断工程と、ブロック搬出工程と、を備えている。
The block sampling step is a step of cutting out the
本実施形態のラインドリリング工程では、図１７に示すように、まず、試験対象領域５の下面に溝３０の一辺（下辺部）３０ａを形成する。溝３０は、複数のボーリング孔３１を、その一部同士が重なるように連続して掘削することで形成される。ボーリング孔３１の孔径や単位距離辺りの掘削本数は第一実施形態と同等である。溝３０の下辺部３０ａは、両端が試験対象領域５の端部から外側に突出するように形成されている。その後、下辺部３０ａを除く他の三辺部（上辺部および両側辺部）のラインドリリングを行う前に、下辺部３０ａの固化工程を行う。
In the line drilling process of the present embodiment, as shown in FIG. 17, first, one side (lower side portion) 30 a of the
下辺部３０ａの固化工程では、図１８に示すように、下辺部３０ａの下側にテフロン（登録商標）シート３３を布設する。また、試験対象領域５の下面（下辺部３０ａの上側）に、ビニールシート等の不透水性シート３２を密着させて布設する。不透水性シート３２は、試験対象領域５の地盤にモルタル１２の水分が浸入しないように設けられている。テフロン（登録商標）シート３３は、壁面２ｂ内の地盤との摩擦抵抗が小さいので、後の工程でブロック１５を壁面２ｂから引き出し易くするという効果を発揮する。その後、溝３０の下辺部３０ａに、モルタル（固化剤）１２を注入打設して固化させる。
In the solidifying step of the
次に、図１９に示すように、他の三辺部（上辺部３０ｄおよび両側辺部３０ｂ，３０ｃ）のラインドリリングを行う。既に掘削されているボーリング孔３６，３７から順次ボーリング孔３１の一部同士が重なるように連続して掘削する。ボーリング孔３１の孔径や単位距離辺りの掘削本数は第一実施形態と同等である。
Next, as shown in FIG. 19, line drilling is performed on the other three sides (
その後、図２０に示すように、他の三辺部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの固化工程を行う。他の三辺部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの固化工程でも、試験対象領域５を囲むように、ビニールシート等の不透水性シート３２を密着させて布設する。三辺部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに、モルタル（固化剤）１２を注入打設して固化させる。なお、本実施形態では、図の煩雑化を防止するために、不透水性シート３２は、図１７乃至図２０のみに図示して、図２１乃至図２３では図示を省略している。
Then, as shown in FIG. 20, the solidification process of the other three
その後、ブロック切断工程に入る。ブロック切断工程は、環状の溝１０の周囲に切断面１３（図２２および図２３参照）を形成する工程である。言い換えれば、試験対象領域５と、その周囲の外側部分（溝１０に形成された固化壁（モルタル１２）と、この固化壁の周囲の地盤からなる緩衝部１４）を含むブロック１５（図７および図８参照）を切り出し可能に切断する工程である。本実施形態では、緩衝部１４は、固化壁の上部および両側部の一定幅の地盤にて構成されており、下部には設けられていない。つまり、下側の切断面１３は、固化壁の下面に位置している。これは、緩衝部１４を省略させて、固化壁の下面に切断面１３を形成することで、摩擦抵抗が小さいテフロン（登録商標）シート３３が壁面２ｂ（図１４参照）内の地盤に対して露出して、後の工程でブロック１５を壁面２ｂから引き出し易くするためである。緩衝部１４は、試験対象領域５の奥側にも形成されている（図２２の（ｂ）参照）。
Thereafter, the block cutting process is started. The block cutting step is a step of forming a cut surface 13 (see FIGS. 22 and 23) around the
ブロック切断工程では、まず、図２１に示すように、試験対象領域５の四隅から対角線方向外側に均等に離れた位置（ブロック１５の四隅）の４箇所に、切断ガイド孔１６を掘削する。切断ガイド孔１６は、水平方向に掘削する。下側の切断ガイド孔１６は、下辺部３０ａの両端部に形成される。切断ガイド孔１６の孔径や孔間距離は第一実施形態と同等である。
In the block cutting step, first, as shown in FIG. 21, the cutting guide holes 16 are excavated at four locations (four corners of the block 15) that are evenly spaced diagonally outward from the four corners of the
ワイヤーソーおよびプーリの作動は、第一実施形態の切断工程と同等である。なお、第一実施形態における、第一切断側面Ｓ１を切断底面（第二実施形態）、第二切断側面Ｓ２および第三切断側面Ｓ３を切断両側面（第二実施形態）、第四切断側面Ｓ４を切断上面（第二実施形態）、切断底面Ｂを切断先端面（第二実施形態）と置き換えて、ワイヤーソーおよびプーリが第一実施形態と同等の動作をすることで、図２２に示すように、切断面１３を形成してブロック１５が切断・形成される。ブロック１５の下側の切断面１３は、テフロン（登録商標）シート３３の下側に位置して、テフロン（登録商標）シート３３の表面を地盤に対して露出させるようになっている。
The operation of the wire saw and the pulley is equivalent to the cutting process of the first embodiment. In the first embodiment, the first cut side surface S1 is a cut bottom surface (second embodiment), the second cut side surface S2 and the third cut side surface S3 are cut side surfaces (second embodiment), and the fourth cut side surface S4. As shown in FIG. 22, the wire saw and the pulley perform the same operation as in the first embodiment by replacing the cutting top surface (second embodiment) and the cutting bottom surface B with the cutting tip surface (second embodiment). Then, the
その後、図２３に示すように、試験対象領域５の外側部分の四隅近傍に、搬出用アンカー１８を設けて、ブロック搬出工程を行う。ブロック搬出工程では、まず、ウインチ、滑車を用いて、坑道１（図１４参照）内に向かって横方向に引き出す。このとき、ブロック１５の下部には、テフロン（登録商標）シート３３が壁面２ｂ（図１４参照）内の地盤に対して露出して設けられているので、ブロック１５と地盤との摩擦抵抗が小さく、ブロック１５の引き出しを容易に行うことができる。その後、ウインチ、滑車および移送手段等を適宜用いてブロック１５を搬出する。そして、搬出されたブロック１５から試験対象領域５を取り出して、第一実施形態と同様の室内トレーサー試験を行う。
Then, as shown in FIG. 23, the
以上のような工程によれば、壁面２ｂからでも試験対象領域５を含むブロック１５を撹乱することなく切断して採取することができるので、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
According to the above process, since the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、トレーサー試験におけるブロックサンプリング方法を説明しているが、このブロックサンプリング方法は、トレーサー試験以外のサンプル採取にも適用可能である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not the meaning limited to the said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in this embodiment, the block sampling method in the tracer test is described. However, this block sampling method can be applied to sampling other than the tracer test.
５ 試験対象領域
６ ボーリング孔（注入孔）
７ ボーリング孔（排出孔）
１０ 溝
１０’ （溝の）形成予定位置
１２ モルタル（固化剤）
１３ 切断面
１５ ブロック
３０ 溝
３０’ （溝の）形成予定位置
5
7 Boring hole (discharge hole)
10 groove 10 '(groove)
13
Claims (3)
原位置トレーサー試験を行った試験対象領域を原位置から切り出すブロックサンプリング工程と、
切り出された前記試験対象領域を用いて別途の試験場で室内透水によるトレーサー試験を行う室内トレーサー試験工程と、を備えてなるトレーサー試験方法であって、
前記ブロックサンプリング工程は、
前記試験対象領域の周囲に沿って溝を環状に形成するラインドリリング工程と、
前記溝に固化剤を注入して固化させる固化工程と、
前記溝の周囲に切断面を形成するブロック切断工程と、
前記試験対象領域をその外側部分と一体のブロックとして搬出するブロック搬出工程と、を備えている
ことを特徴とするトレーサー試験方法。 An in-situ tracer test process for performing a tracer test by inter-hole permeability at the in-situ test target;
A block sampling process for cutting out the test target area where the in-situ tracer test was performed from the in-situ position;
An indoor tracer test step of performing a tracer test by indoor permeation at a separate test site using the cut test target area, and a tracer test method comprising:
The block sampling step includes
A line drilling step in which a groove is formed in an annular shape along the periphery of the test target region;
A solidifying step of injecting a solidifying agent into the groove and solidifying;
A block cutting step of forming a cut surface around the groove;
A block unloading step of unloading the test target area as a block integrated with the outer portion thereof.
トレーサー溶液を前記試験対象領域に注入する注入孔および前記トレーサー溶液を前記試験対象領域から排出する排出孔を、前記ブロックサンプリング工程において形成される環状の前記溝の形成予定位置にそれぞれ形成する
ことを特徴とする請求項１に記載のトレーサー試験方法。 In the in-situ tracer test process,
An injection hole for injecting a tracer solution into the test target region and a discharge hole for discharging the tracer solution from the test target region are respectively formed at positions where the annular groove formed in the block sampling step is to be formed. The tracer test method according to claim 1, wherein
前記試験対象領域の周囲に沿って溝を環状に形成するラインドリリング工程と、
前記溝に固化剤を注入して固化させる固化工程と、
前記溝の周囲に切断面を形成するブロック切断工程と、
前記試験対象領域をその外側部分と一体のブロックとして搬出するブロック搬出工程と、を備えている
ことを特徴とするブロックサンプリング方法。 A block sampling method for cutting out a test target region from an original position,
A line drilling step in which a groove is formed in an annular shape along the periphery of the test target region;
A solidifying step of injecting a solidifying agent into the groove and solidifying;
A block cutting step of forming a cut surface around the groove;
A block unloading step of unloading the test area as a block integral with the outer portion thereof.
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