JP3085406U - 地盤用現場透水試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地下ダムなどのコンクリート止水壁の透水試験
を行なう装置に関し、試験区間における透水圧力を直接
に測定可能とし、しかも精度の高い測定を可能とする。 【解決手段】ボーリングであけた試験区間に、ボーリン
グロッド中を通過して小型間隙水圧計を挿入した状態
で、地上で前記の小型間隙水圧計に接続した間隙水圧測
定器を用いて試験区間の透水圧力を直接に測定すること
で、正確な測定が可能な構造となっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、地下ダムなどのコンクリート止水壁の水漏れ試験、すなわち透水試 験に適用する試験装置、更には地質調査や土質調査などの際の地盤調査分野に適 用できる試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

地下ダムなどを施工する際は、図１（１）のように、地中に直径0.６ｍ程度の 孔を連続的に掘り、その中にコンクリートを流し込んで養生することによって、 （２）図のように、水流を塞き止める止水壁１を地中にコンクリート壁で連続的 に形成する。このコンクリート止水壁１が完全に水流を塞き止められるように水 密性が完全かどうか、すなわち水漏れがないかを試験するために、地盤用現場透 水試験装置が用いられる。

【０００３】図２はボーリング孔を利用した従来の現場透水試験装置の使 用状態の断面図である。前記のコンクリート止水壁１に試験用の孔２をボーリン グし、掘削する。例えば直径８６ｍｍ程度の孔２を、地下水面Ｗより深くまでボ ーリングする。例えば、最深で７０ｍ程度の深さとなる。

【０００４】そして、このボーリング孔２中に、ボーリングロッド３を用 いて、例えば５ｍ程度の透水試験区間Ｌまで高圧エアーパッカー４を挿入してあ る。さらに、高圧エアーパッカー４を貫通しているボーリングロッド３の上端に 、送水ホース５を用いて量水計６を接続し、さらに口元圧力計７を介してピスト ンポンプ８を接続してある。

【０００５】また、前記の高圧エアーパッカー４には、高圧ホース９を用 いて、パッカー加圧用の高圧窒素ガスボンベ１０を接続してある。そして、高圧 エアーパッカー４を加圧することによって、ボーリング孔２に詮をして、試験区 間Ｌを遮断した状態で、試験区間Ｌ中の水にピストンポンプ８で圧力を加える。

【０００６】この試験装置においては、透水試験区間Ｌ中の水の透水量を 量水計６で求めると共に、透水試験区間Ｌ中の水圧の変化を求めることによって 、透水状況を試験する。すなわち、ピストンポンプ８によって注水圧力Ｐを加え た状態で、地盤への透水量を水道メーター（秤量0.01ｌ／min ）６で測定するこ とによって、透水量を求める。そして、透水試験区間Ｌ内の水圧の変化は、推定 式で間接的に求めている。

【０００７】注入圧力Ｐの推定式は、次の式で表される。 Ｐ＝Ｐ₀ ＋ｒｗ（ｈ１−ｈ２−ｈ３） Ｐ₀ ：口元圧力 ｒｗ：水の単位体積重量 ｈ３：損失水頭

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

このように、地上で口元圧力計７によって口元圧力を測定し、前記の推定式に より、試験区間Ｌ内の中心位置ｈ１の透水圧力を求める。したがって、試験区間 Ｌ中の圧力を直接測定しているわけではないので、正確性に欠ける。

【０００９】また、ピストンポンプ８では、ピストンが往復動するため、 送水量のムラが避けられず、送水量の変動を来すことになる。

【００１０】以上のような理由から、透水量が0.01ｌ／min 以下といった 微量な測定が不可能であり、測定精度が得られない。

【００１１】そのため、透水係数の比較的大きな地盤には適用できようが 、地下ダム止水壁のような透水係数の小さな地盤（透水係数ｋ≦１０^-6cm/s）に は適用できない。すなわち、透水係数の小さな値の測定は、精度的に不可能であ る。

【００１２】本考案の技術的課題は、このような問題に着目し、直接に試 験区間における透水圧力を測定可能とし、しかも精度の高い測定を可能とするこ とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、ボー リングであけた試験区間中、ボーリングロッド中を通過して小型間隙水圧計を挿 入した状態で、地上で前記の小型間隙水圧計に接続した間隙水圧測定器を用いて 試験区間の透水圧力を測定する構造となっている地盤用現場透水試験装置である 。

【００１４】このように、試験区間中に小型間隙水圧計を挿入した状態で 、地上で間隙水圧測定器を用いて試験区間の透水圧力を直接に測定する構造とな っているため、従来のように地上で口元圧力を測定し、推定式によって試験区間 内中心の透水圧力を間接的に求める装置に比べると、正確な測定が可能となる。

【００１５】請求項２は、地上に設置した密閉型のタンク内に水を貯留し 、この水をガス圧によって加圧する構造の静水圧型加圧タンクを用いて、請求項 １に記載のボーリングロッドを通過して、前記の試験区間に水圧を加える構造と なっている地盤用現場透水試験装置である。

【００１６】このように、地上に設置した静水圧型加圧タンクを用いて、 試験区間に試験水圧を加える構造となっているので、送水量の変動を解消できる 。したがって、ピストンの往復動で加圧する構造のような送水量のムラが発生す る恐れはない。

【００１７】請求項３は、秤量が10^-3ｌ／min の一体型電磁流量計を、請 求項１または請求項２に記載のボーリングロッド中と静水圧型加圧タンクとの間 に接続することによって、透水量が0.01ｌ／min 以下の微量な流量を測定可能と した地盤用現場透水試験装置である。

【００１８】このように、秤量が10^-3ｌ／min の一体型電磁流量計を、ボ ーリングロッド中と静水圧型加圧タンクとの間に接続することによって、透水量 が0.01ｌ／min 以下の微量な透水を高精度に測定可能となり、地下ダム止水壁の ように実質的に透水係数１０^-6cm/sより小さな地盤における測定も可能となり、 地下ダム止水壁などの品質管理を正確に行なうことができる。

【００１９】

【考案の実施の形態】

次に本考案による地盤用現場透水試験装置が実際上どのように具体化されるか 実施形態を説明する。図３は、本考案による地盤用現場透水試験装置を用いて測 定している状態の縦断面図である。

【００２０】この装置の場合も、前記のコンクリート止水壁１に試験用の 孔２をボーリングする。そして、このボーリング孔２中に、ボーリングロッド３ を用いて、透水試験区間Ｌまで高圧エアーパッカー４を挿入してある。また、前 記の高圧エアーパッカー４には、高圧ホース９を用いて、パッカー加圧用の高圧 窒素ガスボンベ１０を接続してある。

【００２１】そして、本考案の場合は、高圧エアーパッカー４を貫通して いるボーリングロッド３の上端に、送水ホース５を用いて電磁流量計１１を接続 し、さらに静水圧型加圧タンク１２を接続してある。そして、この静水圧型加圧 タンク１２の加圧部に、高圧のエアーホース１３を介してタンク加圧用の高圧ガ スボンベ１４を接続してある。

【００２２】前記の静水圧型加圧タンク１２に入れた加圧水１５の上部に 、前記の高圧ガスボンベ１４から、窒素ガス１６を供給して充填し、加圧水１５ に圧力を加えておく。

【００２３】この装置では、試験区間Ｌ中の圧力を直接測定できるように 、ボーリングロッド３を通過して、試験区間Ｌに小型間隙水圧計１７を挿入し、 信号線１８を介して、地上の間隙水圧測定器１９に接続してある。

【００２４】この装置において、ボーリング孔２の下部の試験区間Ｌに水 圧を加えるための水を充填した状態で、静水圧型加圧タンク１２中の加圧水１５ の上部を窒素ガス１６で加圧することによって、試験区間Ｌ中の水を加圧し、そ の時の試験区間Ｌ中の水圧を小型間隙水圧計１７で検出し、地上の間隙水圧測定 器１９で測定する。

【００２５】すなわち、試験区間Ｌ中の水圧を２０kN／m²、４０kN／m²、 ８０kN／m²、１００kN／m²、１５０kN／m²、２００kN／m²というように変化させ 、その都度、試験区間Ｌ中の水圧を直接、間隙水圧測定器１９で測定する。この ようにして、試験区間Ｌ中の微小な圧力変化を、推定式で求めるのでなく、間隙 水圧測定器１９で直接測定することによって、試験区間Ｌの正確な透水試験が可 能となる。

【００２６】このように本考案の装置によると、カップ内径が１９mmとい ったボーリングロッド３に挿入できるような小型間隙水圧計（圧力センサーφ５ mm、定格圧力４９０ｋＮ／ｍ² ）１７を試験区間Ｌの中心に挿入して、透水圧力 を直接に測定しているため、従来のように地上で口元圧力を測定し、推定式によ って試験区間内中心の透水圧力を求める装置よりも正確な測定が可能となる。

【００２７】また、密閉型のタンク１２中に水１５を貯留し、この水１５ を、高圧ガスボンベ１４から供給した窒素ガス１６によって加圧する静水圧型加 圧タンクの採用によって、送水量の変動をなくすことができる。したがって、図 ２のように、ピストンポンプ８中のピストンの往復動で加圧する構造と異なり、 送水量にムラが発生するといった問題が解消される。

【００２８】さらに、秤量を１０^-3ｌ／min として、孔径５mmの一体型電 磁流量計１１を採用して、微量な透水量でも測定可能としたため、透水係数１０ ^-8 cm/sでの測定精度を得ることができる。その結果、0.01ｌ／min 以下といった 微量な透水量（流量）を測定することができ、高精度の測定が可能なった。

【００２９】以上のように本考案の現場透水試験装置によると、地下ダム 止水壁のような透水係数の小さな地盤（透水係数ｋ≦１０^-6cm/s）にも適用でき 、地下ダム止水壁の品質管理を正確に行なうことができる。

【００３０】

【考案の効果】

請求項１のように、試験区間中に小型間隙水圧計を挿入した状態で、地上で間 隙水圧測定器を用いて試験区間の透水圧力を直接に測定する構造となっているた め、従来のように地上で口元圧力を測定し、推定式によって試験区間内中心の透 水圧力を間接的に求める装置に比べると、正確な測定が可能となる。

【００３１】請求項２のように、地上に設置した静水圧型加圧タンクを用 いて、試験区間に試験水圧を加える構造となっているので、送水量の変動を解消 できる。したがって、ピストンの往復動で加圧する構造のような送水量のムラが 発生する恐れはない。

【００３２】請求項３のように、秤量が10^-3ｌ／min の一体型電磁流量計 を、ボーリングロッド中と静水圧型加圧タンクとの間に接続することによって、 透水量が0.01ｌ／min 以下の微量な透水を高精度に測定可能となり、地下ダム止 水壁のように実質的に透水係数１０^-6cm/sより小さな地盤における測定も可能と なり、地下ダム止水壁などの品質管理を正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （１）はコンクリート製の地下ダム止水壁の
施工方法を示す斜視図、（２）は完成した止水壁の平面
図である。

【図２】 従来の現場透水試験装置の使用状態の縦断面
図である。

【図３】 本考案による地盤用現場透水試験装置を用い
て測定している状態の縦断面図である。

【符号の説明】

１ コンクリート止水壁 ２ ボーリング孔 Ｌ 試験区間 ３ ボーリングロッド ４ 高圧エアーパッカー ５ 送水ホース ６ 量水計 ７ 口元圧力計 ８ ピストンポンプ ９ 高圧ホース １０ 高圧窒素ガスボンベ １１ 電磁流量計 １２ 静水圧型加圧タンク １３ 高圧のエアーホース １４ 高圧ガスボンベ １５ 加圧水 １６ 窒素ガス １７ 小型間隙水圧計 １８ 信号線 １９ 間隙水圧測定器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボーリングであけた試験区間に、ボーリ
   ングロッド中を通過して小型間隙水圧計を挿入した状態
   で、地上で前記の小型間隙水圧計に接続した間隙水圧測
   定器を用いて試験区間の透水圧力を測定する構造となっ
   ていることを特徴とする地盤用現場透水試験装置。
2. 【請求項２】 地上に設置した密閉型のタンク内に水を
   貯留し、この水をガス圧によって加圧する構造の静水圧
   型加圧タンクを用いて、前記のボーリングロッドを通過
   して、前記の試験区間に水圧を加える構造となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の地盤用現場透水試験
   装置。
3. 【請求項３】 秤量が10^-3ｌ／min の一体型電磁流量計
   を、前記のボーリングロッド中と静水圧型加圧タンクと
   の間に接続することによって、透水量が0.01ｌ／min 以
   下の微量な流量を測定可能としたことを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の地盤用現場透水試験装置。