JP2814205B2 - 地層のサンプリング方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は地層サンプラーのサン
プル収容管をピストンを固定したままで押込む押込み方
法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来地中にある泥，粘土層等の地層サン
プルの採取は、図４〜図６に示されるようにピストン１
１とピストン１１が摺動自在に挿入されているサンプル
収容管８等から構成されるサンプラー７のサンプル収容
管８のみを地中に押し込んで、サンプル収容管８内に地
層サンプルを収容する方法が用いられている。この際ピ
ストン１１を固定しながらサンプル収容管８を押し込む
ためにサンプル収容位置の周辺の地面に側面視で三角形
をなす固定やぐら３０を建設し、ピストン１１を連結部
３１を介して固定やぐら３０の頂点に固定し、そして人
力又はボーリング機械の送り装置等によって構成される
押込み装置３２によりサンプル収容管８のみを地中に押
し込む方法が取られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしサンプル収容管
の押込み時に、ピストンを浮上がらせようとする上向き
の反力がピストンに発生し、さらに押込み装置側にはサ
ンプル収容管側から押し込み時の反力が発生する。そし
て上記ピストンに発生する上向きの反力はやぐらを介し
て地面が受け、押込み装置側にかかる反力は、図４の場
合は押込んでいる人間を介して地面が受け、また図５，
図６の場合は押し込み装置とやぐらを介して地面が受け
ることになる。

【０００４】つまりやぐら自身が上記反力のどちらか一
方又は両方を一旦受けることになるので、やぐら自体の
構造，設置方法等がサンプル収容管押込み時の反力に完
全に対応できるものでないと、反力によってやぐらがた
わんだり、またはやぐらの足場が揺らいだりしてしま
い、サンプル収容管押込み時にピストンのずれ（移
動）、またはやぐらのたわみ等が発生し、規定の押し込
み長さを確保できなくなる等の弊害が発生し、正しいサ
ンプリングができなくなるという欠点があった。

【０００５】このため上記やぐらのたわみ，足場の乱れ
等を防止するため、やぐら及びやぐらとピストンロッド
との連結部を強靭なものにする必要があり、やぐらの構
造，設置が複雑，大型化してしまいサンプリング効率も
悪化するという問題点があった。

【０００６】特に海底等水中の地層サンプル採取のとき
は、やぐらの足場を水上に船等の浮揚体に求める必要が
あったが、波等の海上の揺れで足場が乱れ易くサンプル
の採取が困難であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の地層のサンプリング方法は、サンプリング
する地層Ｇの表面より筒状のケーシング２を差し込んで
埋設し、先端にサンプラー７を付設したサンプル収容管
ロッド１３を上記ケーシング２内に上部より差込み、該
サンプル収容管ロッド１３をケーシング２の軸芯方向に
ガイドせしめ、且つケーシング２に挿入反力をとりなが
ら地層Ｇ内に押圧挿入することを特徴とする。

【０００８】一方地層のサンプリング装置は、サンプリ
ングする地層Ｇに埋設されるケーシング２と、該ケーシ
ング２内に挿入され先端にサンプラー７を付設したサン
プル収容管ロッド１３と、上記ケーシング２とサンプル
収容管ロッド１３との間に取付けられ、埋設されたケー
シング２に反力を取りながらケーシング２内においてサ
ンプル収容管ロッド１３を上記地層Ｇ内に押圧挿入する
押込み装置２４と、前記ケーシング２に取付けられ、サ
ンプル収容管ロッド１３の押圧挿入時にサンプル収容管
ロッド１３を軸芯方向に案内するガイド６とからなるこ
とを特徴としている。

【０００９】

【作用】サンプル収容管ロッド１３がガイド６に案内さ
れ、押込み装置２４によってケーシング２の軸芯方向に
地層Ｇ内に押圧挿入されることで、サンプラー７がサン
プル収容管ロッド１３と同様に地層Ｇ内に押圧挿入され
地層のサンプリングを行うことになる。この際発生する
挿入反力はケーシング２が受けることになるので、従来
のようにやぐらを建てて反力を受ける必要がなくなり、
サンプラー７の押込み装置自体の構造が単純，軽量とな
るだけでなく、反力によるやぐらのたわみがサンプラー
７の押込みに影響を与えることがなくなる。またやぐら
を建てないのでやぐらのための足場も必要無く地盤状態
にかかわらず地層のサンプリングを行うことができ、特
に海底等水面下の地層をサンプリングする場合、サンプ
ラー押し込み装置が水上から独立することになり、押込
み装置が水面の揺れ等に影響されない。

【００１０】

【実施例】図１はサンプラーの押込み装置１の全体図で
ある。中空円柱状の鉄又はステンレス鋼等からなるケー
シング２は、その一部分２ａが地上に突出するようにし
て、あらかじめボーリング機等によって容易に抜けない
ように約２〜３ｍ地層Ｇ内に埋め込まれている。また該
ケーシング２の地上への突出部２ａには、ポール取付部
３ａとアイボルト３ｂが突設されている反力バンド３が
外嵌固定されており、該ポール取付部３ａには、円柱状
の鉄又はステンレス鋼等からなるガイドポール６の一端
が固定されている。

【００１１】ケーシング２には、サンプラー７が挿入さ
れており、該サンプラー７は、片側の先端が鋭角に面取
りされている中空円筒状の鉄又はステンレス鋼からなる
サンプル収容管８と、サンプル収容管８の内部に設けら
れているピストン部９で構成されており、ピストン部９
はピストン１１と、鉄又はステンレス鋼からなるピスト
ンロッド１２とで構成されている。さらに該サンプル収
容管８上面の略中心に中空円筒状のサンプル収容管ロッ
ド１３の先端が接続している。

【００１２】つまり該サンプル収容管ロッド１３の一部
は構造上ケーシング２に挿入されている。このとき該サ
ンプル収容管ロッド１３には、二つ割りの円筒片１４ａ
とフランジ部１４ｂにより構成されるロッドバンド１４
がボルト等で着脱自在に外嵌固定されている。そしてロ
ッドバンド１４の位置を上下に調整し、ロッドバンド１
４のフランジ部１４ｂの下面が、ケーシング２の上面に
当たることで該サンプル収容管ロッド１３のケーシング
２に対する取付位置を調整するように構成されている。
上記取付位置はサンプル収容管ロッド先端のサンプラー
７の先端がサンプリング地層の上面に接し、自重で地層
内にもぐりこまない位置となるように調節される。また
該サンプル収容管ロッド１３の上端には、固定ボルト１
６ａを備えた中空円筒状のベビーロッドストッパー１６
が外嵌固定されている。

【００１３】該サンプル収容管ロッド１３には鉄又はス
テンレス鋼からなるベビーロッド１７が嵌入されてお
り、その一端は図２に示すように上記ピストンロッド１
２に接続されている。一方該ベビーロッド１７の他端は
サンプル収容管ロッド１３上方から突出しており、２つ
の円筒が連結された形状のベビーロッドホルダ１８を介
して該ガイドポール６に接続されている。なおベビーロ
ッドホルダ１８はボルト等で着脱自在となっている。

【００１４】ガイドポール６とサンプル収容管ロッド１
３は、２つの円筒が連結された形状のスライドガイド１
９を介して連結されており、サンプル収容管ロッド１３
側の円筒１９ａはボルト等によりサンプル収容管ロッド
に固定され、一方ガイドポール６側の円筒１９ｂはガイ
ドポール６を滑動自在となっている。またスライドガイ
ド１９の上記円筒１９ａ側には、アイボルト２１が突設
されている。

【００１５】サンプラー押込み装置１とサンプラー７は
上記のように構成されており、次にサンプラー７のサン
プリングする地層Ｇへの押し込み動作を説明する。まず
チェーンホイスト２２及びチェーン２３からなる押込み
装置２４の該チェーンホイスト２２をアイボルト２１
に、チェーン２３の一端をアイボルト３ｂにそれぞれ掛
止する。更にロッドバンド１４をサンプル収容管ロッド
１３から取外す又は緩め、サンプル収容管ロッド１３を
ガイドポール６とベビーロッド１６をガイドにして上下
にスライド自在とする。

【００１６】次に該チェーンホイスト２２を駆動させる
ことによりチェーン２３を巻き上げ、サンプル収容管ロ
ッド１３を下方に移動させる。このとき上記チェーン２
３がアイボルト３ｂ，反力バンド３を介して地層Ｇ内に
埋め込まれたケーシング２に固定されているので、サン
プル収容管ロッド１３が、下方に移動しようとする際発
生する上向きの反力をケーシング２が受けることにな
る。つまりサンプル収容管ロッド１３が下方に移動し、
サンプラー７が地中に押し込まれる。

【００１７】このときサンプラー７内のピストン１１に
は、ピストン１１を押し上げようとする方向の反力がか
かるが、前述のようにピストン１１が、ピストンロッド
１２，ベビーロッド１７，ベビーロッドホルダー１８，
ガイドポール６，反力バンド３を介してケーシング２に
固定されている為、ピストン１１にかかる反力をケーシ
ング２が受けることになる。このため上記のようにサン
プラー７が地層Ｇに押し込まれてもピストン１１は固定
されたまま動かず、従来のサンプル収容動作と同様にサ
ンプル収容管８のみが図１の２点鎖線のように地層Ｇに
押し込まれてサンプル２６を収容する。

【００１８】なおサンプル収容管ロッド１３が移動でき
る範囲（押込みストローク）はスライドガイド１９の下
面がロッドバンド１４又はケーシング２の上面に当たる
までとなる。つまりスライドガイド１９のサンプル収容
管ロッド１３に対する取付位置は、ロッドバンド１４又
はケーシング２の上面から上記押し込みストローク分だ
け上方位置にスライドガイド１９の下面がくるように調
節された位置となる。

【００１９】続いてサンプル２６を収容した後、サンプ
ル収容管８が地層Ｇ内に押し込まれた状態でサンプラー
７を引き上げる。まずベビーロッド１７とサンプル収容
管ロッド１３をベビーロッドストッパー１６を介して固
定ボルト１６ａにより固定する。これにより構造上サン
プル収容管８とピストン部９は、サンプル２６収容時の
状態で一体的に固定される。つぎにベビーロッド１７と
ガイドポール６からベビーロッドホルダー１８を取り外
し、ベビーロッド１７をガイドポール６から独立させ
る。そしてベビーロッド１７を引き上げることによりサ
ンプラー７を引き上げる。

【００２０】図３は、海底の地層Ｇのサンプル２６を採
取するために実施されたサンプラーの押込み装置１の全
体図である。図１の場合と同様にボーリング装置等で海
底の地層Ｇに打ち込んだケーシング２に図１と同様の構
造をもつサンプラーの押込み装置１を設ける。さらに該
ケーシング２付近には可動やぐら２７が設けられてい
る。

【００２１】該可動やぐら２７は、フロート２８、脚部
２９からなり、該フロート２８は船等の浮揚体で形成さ
れ海上に浮いている。そして可動やぐら２７はケーシン
グ２周辺に設けられているが、ケーシング２に固定され
ていることはない。つまり波等でフロート２８が揺れた
ときの振動がケーシング２に伝わらないような構成にな
っており、単に作業の際の足場等として機能している。

【００２２】そしてサンプラーの押込み装置１は、図１
と同様にサンプラー７を押し込む際に発生する反力をケ
ーシング２に求めているので、サンプル採取のためにサ
ンプラー７を海底の地層Ｇに押し込む動作が、地上の地
面中のサンプル採取動作と全く同様に行え、そのサンプ
リング精度も可動やぐら２７がサンプラーの押し込み装
置１から独立していることで地上地層Ｇのサンプリング
と同程度となる。なおサンプリング方法，引上げ方法等
は、図１の場合と全く同様であるので、説明を割愛す
る。

【００２３】さらにサンプル２６の採取は、湖、河川等
の底でも行われるが、図３に示す海上での実施例と同様
の構造にすることで水面状態にかかわらずサンプリング
作業を行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように構成される本発明によれ
ば、サンプラーをサンプル収容管ロッドでサンプリング
地層内に挿入し、この際発生する挿入反力を地面に固定
されたケーシングで受けるので、反力を受けるためのや
ぐらを建てる必要が無い。このためサンプラーの押込装
置自体の構成が単純，軽量となり、コスト的に有利とな
るだけでなく、反力によるやぐらのたわみがサンプラー
の押し込みに影響を与えることがなくなる利点がある。

【００２５】またやぐらを建てるための足場が必要無く
なるため地盤状態にかかわらずサンプリングを行うこと
ができ、特に海底等水面下の地層をサンプリングする場
合、水面の揺れがサンプリングに影響を与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】地上における地層用シンウオールサンプラーの
押込み装置の全体図である。

【図２】サンプラー部の側断面図である。

【図３】海における地層用シンウオールサンプラーの押
込み装置の全体図である。

【図４】サンプラーの押し込みの従来の実施例である。

【図５】サンプラーの押し込みの従来の実施例である。

【図６】サンプラーの押し込みの従来の実施例である。

【符号の説明】

２ ケーシング ６ スライドポール（ガイド） ７ サンプラー １３ サンプル収容管ロッド ２４ 押込み装置 Ｇ 地層

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンプリングする地層（Ｇ）の表面より
   筒状のケーシング（２）を差し込んで埋設し、先端にサ
   ンプラー（７）を付設したサンプル収容管ロッド（１
   ３）を上記ケーシング（２）内に上部より差込み、該サ
   ンプル収容管ロッド（１３）をケーシング（２）の軸芯
   方向にガイドせしめ、且つケーシング（２）に挿入反力
   をとりながら地層（Ｇ）内に押圧挿入する地層のサンプ
   リング方法。
2. 【請求項２】 サンプリングする地層（Ｇ）に埋設され
   るケーシング（２）と、該ケーシング（２）内に挿入さ
   れ先端にサンプラー（７）を付設したサンプル収容管ロ
   ッド（１３）と、上記ケーシング（２）とサンプル収容
   管ロッド（１３）との間に取付けられ、埋設されたケー
   シング（２）に反力を取りながらケーシング（２）内に
   おいてサンプル収容管ロッド（１３）を上記地層（Ｇ）
   内に押圧挿入する押込み装置（２４）と、前記ケーシン
   グ（２）に取付けられ、サンプル収容管ロッド（１３）
   の押圧挿入時にサンプル収容管ロッド（１３）を軸芯方
   向に案内するガイド（６）とからなる地層のサンプリン
   グ装置。