JP2013029010A - サンプラーに装着される装置 - Google Patents

Abstract

【課題】方位に関する情報をもつコアの採取を可能にする方位確認用装置を提供する。
【解決手段】アウターヘッド１０ａに固定し上端に方位確認用目印３８を有するボーリングロッド１０ｂと、アウターヘッド１０ａの上端に固定した連結構造体３２とを備え、連結構造体３２の下面に貫通穴３２ａ設け、連結構造体３２の内部に横断面ｎ角形の上端が開放した拘束部３２ｂを配置し、連結構造体３２の上部にボーリングロッド１０ｂが連結し、下端をインナーヘッド１２ａに固定し、連結構造体３２の貫通穴３２ａを貫通する連結ロッド３６をさらに備え、外周に凹凸を形成した連結ロッド３６の上端を拘束部３２ｂ内に延長し、インナーチューブ１２にコアを収納後、ボーリングロッド１０ｂを通じ拘束部３２ｂ内に複数の鋼球３２ｄを投入して連結ロッド３６の回転を阻止し、コアの方位を確認できるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、岩盤や地盤のコアを採取するサンプリングを行うためのサンプラーに装着される方位確認用装置に関する。

地層は、図３に示されるように傾きをもっているため、その広がりにはある方向性（構造）がある。また、地層の中には、亀裂・断層・滑り面などのように地層とは別の方向性をもつ構造が含まれることがある。このため、岩盤や地盤のサンプリングを行う際、地層の傾斜方向や亀裂などの方向の情報を取得できるのが理想的であり、非常に重要な意味をもつ。したがって、サンプリングされたコアにおいてその方位が確認できるようになると、地層に含まれる様々な三次元の地質情報が得られることとなる。

図４は、一例として、従来のダブルコアチューブ・サンプラーを用いてサンプリングを行っている例を示した模式図である。すなわち、図４（ａ）は、サンプラーが所定深度まで到達した状態を示している。この状態では、コアは周囲の地盤と連続しているので、アウターチューブを回転させて地中に押し込んでいく場合にも、（インナーチューブは、地盤とつながったコアとの摩擦があるため回転しないので）コアは方位に関する情報をもっている。一方、図４（ｂ）は、インナーチューブ内にコアが収容されたので、コアの下端を切り離した状態を示している。この状態では、コアは周囲の地盤から切り離されたので、アウターチューブの回転に伴い、インナーチューブもベアリングを介して自由に回転するようになる。したがって、コアは方位に関する情報を失ったこととなる（換言すると、コアの下端を切り離した後にコアを地上に引き上げたとしても、地中においてインナーチューブが既に回転してしまっているため、コアの正確な方位を知ることができない）。このように、従来のサンプラーを用いてサンプリングした場合には、採取したコアの方位に関する情報を得ることができないという不都合があった。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、方位に関する情報をもつコアの採取を可能にする方位確認用装置を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の方位確認用装置は、アウターヘッドに固定され、上端に方位確認用目印が付けられたボーリングロッドと、前記アウターヘッドの上端に固定されたボックス状の連結構造体とを備え、前記連結構造体の下面に貫通穴が設けられ、前記連結構造体の内部に、横断面がｎ角形（ｎ≧３）で上端が開放した拘束部が配置されており、前記連結構造体の上部に、前記ボーリングロッドが連結されており、下端がインナーヘッドに固定され、前記連結構造体の前記貫通穴を貫通する連結ロッドをさらに備え、外周に凹凸が形成された前記連結ロッドの上端が前記連結構造体の前記拘束部内に延びており、インナーチューブにコアが収納された後、前記ボーリングロッドを通して前記拘束部内に複数の鋼球を投入することにより、前記連結ロッドの回転を阻止し、前記コアの回収時に前記コアの方位を確認できるように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の方位確認用装置を従来のサンプラーに装着することにより、コアの方位、すなわち地層の三次元的な情報を取得することができ、これにより地層、亀裂、断層などの走向傾斜や滑り面、漏水、湧水個所の方向などを推定することが可能になる。とりわけ、本装置は、深度が深い場合でも対応することができる。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る方位確認用装置について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る方位確認用装置が装着されたダブルコアチューブ・サンプラーの長さ方向断面を模式的に示した図である。図１には、ダイヤビットなどの切削部１４が下端に設けられたアウターチューブ（外管）１０、およびアウターチューブ１０内に収容されたインナーチューブ（内管）１２が示されている。アウターチューブ１０およびインナーチューブ１２は、円筒形の管状部材によってそれぞれ形成されており、両者とも、下端が開放し、上端がヘッド部分（アウターヘッド１０ａ、インナーヘッド１２ａ）によって閉鎖されている。アウターチューブ１０とインナーチューブ１２は、ヘッド部分１０ａ、１２ａのところで、ベアリングケース１６を介して回転可能に連結されており、これにより、アウターチューブ１０とインナーチューブ１２は、互いに自由に回転するようになっている。また、アウターチューブ１０のアウターヘッド１０ａには、上方に延びる円筒形のボーリングロッド１０ｂが取り付けられている。なお、インナーチューブ１２の先端には、採取したコアを地上に引き上げるのに使用するリフターケース１２ｂが配置されている。以上の構成は、従来のダブルコアチューブ・サンプラーに用いられているものと同様である。

図１において全体として参照符号３０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る方位確認用装置は、アウターヘッド１０ａの上端にネジ（図示せず）などにより固定されたボックス状の連結構造体３２を備えている。ボックス状の連結構造体３２の下面には、貫通穴３２ａが設けられている。

連結構造体３２の内部には、横断面が四角形で、上端が開放した拘束部３２ｂ（図２（ａ）参照）が配置されている。なお、拘束部３２ｂの横断面は、図示したような四角形でなくとも、ｎ角形（ｎ≧３）であればよい。連結構造体３２の上部には、図１に示されるように、ボーリングロッド１０ｂが連結されている。

下端がクランプ３４によってインナーヘッド１２ａに固定された連結ロッド３６が、連結構造体３２の貫通穴３２ａを貫通し、上端３６ａが連結構造体３２内に延びている。連結ロッド３６の上端３６ａは、外周に凹凸が形成された異形部となっており、上端３６ａが連結構造体３２の拘束部３２ｂ内に収容されるようになっている（図１参照）。なお、クランプ３４は、公知のものを使用してよい。

次に、方位確認用装置３０の使用に関して説明する。まず、サンプリング作業を開始する。サンプリング作業においては、アウターチューブ１０を回転させて土を切削しながら、サンプラーを地中に押し込み、サンプリングを行う。そして、サンプリングが終了した後（すなわち、インナーチューブ１２内にコアが押し込まれた後）、ボーリングロッド１０ｂを通して拘束部３２ｂ内に鋼球３２ｄを投入すると、拘束部３２ｂ内での上端３６ａの外周との間の隙間が鋼球３２ｄで満たされるので（図２（ｂ）参照）、連結ロッド３６の回転が阻止され、アウターチューブ１０とインナーチューブ１２が固定されることとなる（換言すると、インナーチューブ１２が回転すると、それに伴い、アウターチューブ１０も回転する）。その際、ボーリングロッド１０ｂの上端に、所望の方位を示す方位確認用目印３８を付ける。しかる後、リフターケース１２ｂでコアの下端を切り離すと、インナーチューブ１２は回転することとなるが、インナーチューブ１２が（連結ロッド３６、クランプ３４、ベビーロッド３６を介して）アウターチューブ１０とともに回転するので、コアを地上に引き上げたときに、ボーリングロッド１０ｂの上端に付けられた方位確認用目印３８を見ることにより、インナーチューブ１２内のコアの方位を確認することができる。

方位確認用装置３０は、深度が比較的浅い垂直ボーリングから深い垂直ボーリングまでに適応している。深度が深くなる場合であっても、方位確認用装置３０では、地上からボーリングロッド１０ｂ内に鋼球３２ｃを投入すれば、拘束部３２ｂ内に鋼球３２ｄが充填され、アウターチューブ１０とインナーチューブがともに回転するようにすることができるので、とりわけ有用である。方位確認用装置３０は、砂礫層や岩盤破砕部までの広範囲の地層に用いられる。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

本発明の好ましい実施の形態に係る方位確認用装置が装着されたダブルコアチューブ・サンプラーの長さ方向断面を示した模式図である。 図２（ａ）は図１の部分２ａの拡大図、図２（ｂ）は図２（ａ）の線２ｂ−２ｂに沿って見た図、図２（ｃ）は図２（ｂ）において鋼球が充填されている状態を示した図である。 サンプラーによりサンプリングしている状態を示した模式図である。 従来のダブルコアチューブ・サンプラーを用いてサンプリングを行っている例を示した模式図である。

１０ アウターチューブ（外管）
１０ａ アウターヘッド
１０ｂ ロッド
１２ インナーチューブ（内管）
１２ａ インナーヘッド
１２ｂ リフターケース
１４ 切削部
１６ ベアリングケース
３０ 方位確認用装置
３２ 連結構造体
３２ａ 貫通穴
３２ｂ 拘束部
３２ｃ 貫通穴
３２ｄ 鋼球
３４ クランプ
３６ 連結ロッド
３６ａ 上端
３８ 方位確認用目印

Claims (1)

1. ダブルコアチューブ・サンプラーに装着される装置であって、
   アウターヘッドに固定され、上端に方位確認用目印が付けられたボーリングロッドと、
   前記アウターヘッドの上端に固定されたボックス状の連結構造体とを備え、
   前記連結構造体の下面に貫通穴が設けられ、前記連結構造体の内部に、横断面がｎ角形（ｎ≧３）で上端が開放した拘束部が配置されており、前記連結構造体の上部に、前記ボーリングロッドが連結されており、
   下端がインナーヘッドに固定され、前記連結構造体の前記貫通穴を貫通する連結ロッドをさらに備え、外周に凹凸が形成された前記連結ロッドの上端が前記連結構造体の前記拘束部内に延びており、
   インナーチューブにコアが収納された後、前記ボーリングロッドを通して前記拘束部内に複数の鋼球を投入することにより、前記連結ロッドの回転を阻止し、前記コアの回収時に前記コアの方位を確認できるように構成されていることを特徴とする装置。

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