JPH03244707A

JPH03244707A - 多点パッカー式孔内透水試験方法及び試験装置

Info

Publication number: JPH03244707A
Application number: JP3845990A
Authority: JP
Inventors: Taku Ishii; 卓石井; Naoto Kinoshita; 直人木下; Yoshio Ishizuka; 与志雄石塚
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1991-10-31
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JP2804995B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、地下坑道の周囲岩盤の透水特性を計測するた
めの透水試験方法及び該方法を実施するための試験装置
に関するものであって２特に、地下坑道が被圧水帯の中
に存在する場合のような、周囲岩盤の計測にも適用でき
る多点パッカー式孔内透水試験方法及び試験装置に関す
るものである。

（従来の技術）地下の岩盤中に石油類、廃棄物等を封入することが考え
られているが、掘削時の発破による岩盤の損傷や応力解
放による割れ目の開口現象等の影響によって周囲岩盤の
透水性が増大し、好ましくない状態になる恐れがある。

その監視のため、坑道側壁の法線方向に１０〜３０Ｉ１
１のボーリング孔を削孔し、その孔内において坑道側壁
に近い区間から遠い区間に至る数置間に区分けして透水
試験が行なわれている。

従来の孔４内の透水試験方法は、第２図のごとく、一区
間のみ一対のパッカー６．６で仕切って行う測定方法で
あり、パッカー６．６で仕切られた該試験対象区間２１
内に間隙水圧を越える一定の注水圧力で注水し、そのと
きの単位時間当たり注水量を測定し、当該試験区間２１
の透水係数を計測していた。なお２５はパッカー６への
圧縮ガス送給ホース、２６は注水用ホースである。

また、第２図の従来の孔内透水試験方法は一区間のみの
測定であるため、一区間の測定後に同−孔内の他の区間
にパッカーを前後移動し、順次、全試験区間について同
様な透水試験を行って、全区間の透水係数を計測してい
た。

（発明が解決しようとする課題）従来の一区間のみをパッカーで仕切って行う孔内透水試
験方法では、例えば試験孔が簡単な地表からの鉛直ボー
リング孔のような場合は、地下水圧は直線的に変化し、
間隙水圧分布が緩やかであるから、測定に与える影響は
問題とならない。

しかし、地下坑道が第３図のように地下深く、かつ間隙
水圧が地下水圧に近い状態の被圧水帯の中に存在する場
合は、ボーリング孔内の間隙水圧分布の変化が激しく、
測定に重大な影響を与える。

例えば第３図において、地下坑道の地下深度を１５０＋
ｓとすれば、被圧水帯の岩盤の間隙水圧は地下水圧の１
５　ｋｇｆ　／　ｃｌに近い値となるであろう。

しかも、地下坑道は地表から掘削されているため、坑道
内は大気圧下の水圧（Ｏｋｇｆ／ａｍ２）の状態であり
、ボーリング孔の入口も同じく大気圧下の状態にある。

従って、地下坑道の側壁に削孔されたボーリング孔は、
孔内の間隙水圧分布が入口のＯｋｇｆ／ｃ１から孔奥の
１５ｋｇｆ／ｃ１に急激に変化する。

第２図の従来方法のように、一区間２１のみをパッカー
６．６で仕切って測定する場合は、隣接する入口側の空
間２２は常に大気圧で、孔奥側の空間２３は長いため圧
力不定で、入口と奥の圧力差が大きく、微細な測定が困
難で真の間隙水圧分布に対して測定精度がどうしても悪
くなる要因を抱えている。

また第２図の従来の孔内透水試験方法は、パッカー６．
６を移動して、順次、全区間について試験するため、測
定の完了までかなりの手間と時間がかかる問題点を有し
ている。

また、岩盤が低透水性の場合には、孔内への地下水の供
給が非常に遅いために、間隙水圧が一定に落ち着くまで
に例えば−昼夜程度の長時間を必要とする。そのため測
定効率が著しく悪くなる。

そこで測定効率を上げるべく測定時間を短縮しようとす
ると正しくないみかけの間隙水圧を基礎にしてデータ解
析をせさ′るをえず計測精度が著しく悪くなる。

また、孔内を複数の試験区間に区分けして測定するとき
、一区間のみをバ・Ｉカーて′仕切ると、入口側の区間
は常に大気圧なので、入口側への地下水圧の漏れが発生
して、真の間隙水圧値より低い値が計測される。

以上の種々の問題点か、第２図のグラフにおける真の間
隙水圧値２７に対するみがけの間隙水圧値２８の測定誤
差を発生する要因となっていた。

以上から、真の間隙水圧に近似した値を計測することか
できる簡単で迅速な孔内透水試験方性の提供が課題とさ
れていた。

また、バンカーで仕切られた一区間に、一定圧力で注水
して透水試験を行う場合には、第２図において矢印で示
すように、隣接する区間への浸透水のまわり込みか生じ
るため、注水量が増加し、測定データの信頼性を低下さ
せる。特に、入口側の隣接空間は大気圧であるので、浸
透水のまわり込みが強く、無視できない。従って、試験
区間の隣接空間は大気圧でないことが望ましく、そのよ
うな透水試験方法の提供か課題とされていた。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明はかかる
課題を解決するものであって、地下坑道が被圧水帯の中
に存在する場合のような、周囲岩盤にも適用できる多点
パッカー式孔内透水試験方法及び該方法を実施するため
の試験装置を提供せんとするものである。

本発明の多点パッカー式孔内透水試験方法は、ホーリン
グ孔内に３個以上の膨縮自在のパッカーを設置し、該パ
ッカーを膨張し境壁として孔内を複数の個別区間に仕切
り、該各区間の間隙水圧を測定し、該個別区間のうちｌ
ケ所を試験区間として、当該試験区間に当該区間の間隙
水圧を越える一定の注水圧力で注水し、そのときの単位
時間当たり注水量を測定し、その注水量から当該試験区
間の透水係数を計測することを特徴とする。

また、本発明の透水試験方法は、１ケ所の試験区間以外
の各個別区間の間隙水圧を常時モニターして、岩盤中の
間隙水圧の変化を把握することで当該試験区間の注水圧
力の設定の常時調整を可能とし、常時調整しなから単位
時間当たりの補正圧力による注水量を測定し、その注水
量から当該試験区間の透水係数を計測することを特徴と
する。

また、本発明の透水試験方法は、ボーリング孔内に３個
以上の膨縮自在のパッカーを設置し、該パッカーを膨張
し境壁として孔内を複数の試験区間に仕切り、各試験区
間の間隙水圧を測定し、各試験区間に対して、当該区間
の間隙水圧を越える一定の注水圧力で注水し、そのとき
の各試験区間の単位時間当たり注水量を測定し、各注水
量から各試験区間の透水係数を同時に計測することを特
徴とする。

また、本発明の透水試験方法を実施するための多点パッ
カー式孔内透水試験装置は、坑道がら該各パッカーを連
通して、膨張用の加圧流体を送給する１本の加圧流体送
給ホースと、坑道内の水圧源から各パッカーを通り、各
試験区間内にその注入口を向けて配設された複数本の注
入用ホースとを、備えたことを特徴とする。

なお、本発明は前記の注入用ホースは間隙水圧測定用ホ
ースとしても使用できることを特徴とする。

また、本発明の多点バンカー式孔内透水試験装置は、各
試験区間の水圧を測定するための水圧センサーを各試験
区間に付設したことを特徴とする。

〈実施例〉以下、第１図に例示する本発明の説明図に従って、本発
明の多点パッカー式孔内透水試験方法及び当該試験方法
を実施するための孔内透水試験装置を説明する。

図中、１は地下坑道、２はその側壁、３はその周囲岩盤
、４は透水試験用に水平に削孔された１０〜３０＋の長
さのボーリング孔である。なお、説明を容易とするため
、ボーリング孔４内は拡大図示しである。

５はボーリング孔４内に装着されて使用される本発明の
多点パッカー式孔内透水試験装置であって、４個のゴム
等の弾性材料で作られた袋状の膨縮自在のパッカー６．
６．６．６を備え、試験時には該各パッカーを圧縮カス
で膨張して境壁、を作り、孔４内を４箇所の試験区間７
．８，９．．１０に仕切る。また、孔内透水試験装置５
には、各パッカー６．６．６．６を連結して、坑道１内
の圧縮ガス＃（図示せず）から該各パｌカー６．６．６
．６を連通し各パッカ〜に膨張用の圧縮ガスを送給する
一本の圧縮カス送給ホース１２と、坑道１内の加圧水源
（［２Ｉ示せず）から該各バンカーを通り、各試験区間
７８．９．１０内にその注入口１５を向けて配設された
４本の注水用注水用水圧測定用ホース１４とが備えられ
る。また各注水用注水用水圧測定用ホース１４と加圧水
源との間には、圧力調整弁、水圧計、流量計（いずれも
図示せす）が設けられ、各ホース１４は各試験区間７，
８．９．１０に対する注水用と各試験区間内の間隙水圧
の測定用とに兼用される。

次に本発明の孔内透水試験方法の実施手順を説明する。

先ず、第１図に示すように、ボーリング孔４内へ孔内試
験装置５を装入する０本発明では同時に全試験区間７，
８，９．１０の透水係数を計測することを特徴とするか
ら、孔４の入口１６から孔＠１７までの全長の均等位置
にパフカー６６．６．６を設置する。なおパッカー６．
６間の距離は、０．５〜５１１１が望ましい。

次に圧縮カス源を開き、圧縮ガスをパッカー６６．６．
６に送給して各バンカーを膨張し、境壁を作って孔４内
を４箇所の試験区間７．８．９、．１０に仕切る。次い
で、地下水を試験区間内に充満させた後、数時間から１
〜２日間放置して、各試験区間の間隙水圧を各ホース１
４を介して水圧計で測定する。

なお、パッカー膨張用に圧縮ガスに代えて加圧水、加圧
油等の各種加圧流体を用いてもよい。

本発明ではまず、浸出地下水の間隙水圧を全試験区間７
．８．９．１．０で同時に測定するために、従来方法の
ように隣接する入口側の試験区間が大気圧状態ではなく
、従って隣接区間との間に大きな圧力差がなく、かつ大
気圧側に対する強い浸透水のまわり込み現象も発生せず
、真の間隙水圧値に近似した測定が可能となる。本発明
方法によれば第１図の測定グラフに見られるごとく、真
の間隙水圧値１８に対して測定上の間隙水圧値１９は誤
差の少ないものとなる。

本発明においては次いで全試験区間７，８，９１０の間
隙水圧値を越える一定圧力で、各試験区間に対し、各ホ
ース１４を介して加圧注水する。

各ホース１４は各区間の専用となっているので、個々の
区間又は全区間に対して任意に注水可能である。給水圧
力は圧力調整弁により設定する。注水量は流量計に指示
され、タイマーにより注水の時間を測定して、注水量と
注水時間を測定する。

ここで、透水係数　ｋ　（ｃ＋＊　／　ｓｅｅ　）の計
算は次式により行なわれる。

但し、Ｑ・・・・・・ボーリング孔への単位時間当たり
注水量　（Ｃｍ’／５ｅｅ）Ｈ・・・・・・注水圧力　（ｋｇｆ／ｃ１）Ｌ・・・・
・・試験区間の長さ　（ａｍ）ｒ・・・・・ボーリング
孔の半径　（Ｃｍ）なお、パッカーに送給するガス圧力
は前記の注水圧力以上になるよう調整する。

また周囲岩盤３の層質が小物＝であったり、隣接区間へ
の浸透水のまわり込みか強かったり、雨期のため間隙水
圧の変動が予想される場合は、間隙水圧を常時モニター
して、注水圧力の設定を調整することが望ましい。

また各試験区間７，８，９．１０内にそれぞれ水圧セン
サーを付設して、直接に水圧を測定することもでき、簡
便かつ高精度な測定を可能とする。

〈発明の効果〉本発明の孔内透水試験方法及び試験装置は前述の構成及
び作用を有するので、以下の通りに種々の効果を奏する
ことができる。

（１）本発明では、ボーリング孔内の全試験区間に一括
して注水し、透水試験を実施するので、従来法のような
各区間を順次パッカーを移動して測定してゆく方式に較
べ、パッカーの膨縮のくり返しを要すセットのし直しを
必要とせず、手順が簡単になり、かつ試験時間の大幅な
短縮か可能となった。特に、間隙水圧が落ち着くまでに
長時間を必要とする周囲岩盤に対しては、測定効率を著
しく向上させる二とかて′きる。

（２）本発明て′は、丁ケ所の試験区間以外の各藺別区
間の間隙水圧を常時モニターすることにより、浸透水の
まわり込みの程度をチェ７クできると共に、その試験区
間に対する注水圧力を調整することによって、試験デー
タの測定精度を著して向上させることかできると共に、
当該区間への注水を開始した時点がら後に、注入水等の
影響によって周囲の間隙水圧が変１ヒしても正確な計測
を可能にする。

（３）本発明では、降接区間へのｌ憂透水のまわり込み
の激しい地盤の場合は、各区間別に注水圧力を調整設定
することにより、７受透水のまわり込みの影響を防止て
′きるから、注水量の測定精度を良くし、透水係数の計
測精度を著しく向上させることかて゛きる。

（４）本発明て゛は、各試験区間に対する間隙水圧測定
用のホースと、注水用のホースを共通にすることにより
試験装置を簡易化し、取り扱いを楽にすることが可能と
なる。

（５）本発明では、各試験区間に水圧センサーを付設す
ることにより、各試験区間の間隙水圧値、注水圧力を簡
便かつ高精度に測定できる。

（６）本発明では、多点パッカー式であるので、第１図
のグラフに示すように、真の間隙水圧値に近い測定が可
能となり、透水係数の計測精度を著しく向上させること
かできる。

【図面の簡単な説明】

第■図は本発明に係る多点パッカー式孔内透水試験方法
及び試験装置の説明図、第２図は従来の孔内透水試験方
法及び試験装置の説明図、第３図は被圧水帯の中に存在
する地下坑道における、間隙水圧の分布状態を示す説明
図である。図中、１　地下坑道、　２・・その側壁、　３　その周囲岩盤
、　４・・透水試験用のボーリング孔、５・・本発明の
多点パッカー式孔内透水試験装置、６・パッカー、　７
．８．９．１０　−試験区間、ｉ２・・圧縮ガス送給ホ
ース、１４　・注水用兼間隙水圧測定用ホース、　　１５・注入口。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）地下坑道の側壁にボーリング孔を削孔して行う孔
内透水試験において、該孔内に３個以上の膨縮自在のパ
ッカーを設置し、該パッカーを膨張し境壁として孔内を
複数の個別区間に仕切り、該各個別区間の間隙水圧を測
定し、該個別区間のうち１ケ所を試験区間として、当該
試験区間に当該区間の間隙水圧を越える一定の注水圧力
で注水し、そのときの単位時間当たり注水量を測定し、
その注水量から当該試験区間の透水係数を計測すること
を特徴とした多点パッカー式孔内透水試験方法。
（２）請求項１の多点パッカー式孔内透水試験方法にお
いて、１ケ所の試験区間以外の各個別区間の間隙水圧を
常時モニターして、岩盤中の間隙水圧の変化を把握する
ことで、当該試験区間の注水圧力の設定の常時調整を可
能とし、常時調整をしながら単位時間当たりの調整圧力
による注水量を測定し、その注水量から当該試験区間の
透水係数を計測することを特徴とした多点パッカー式孔
内透水試験方法。
（３）地下坑道の側壁にボーリング孔を削孔して行う孔
内透水試験において、該孔内に３個以上の膨縮自在のパ
ッカーを設置し、該パッカーを膨張し境壁として孔内を
複数の試験区間に仕切り、各試験区間の間隙水圧を測定
し、各試験区間に対して、当該区間の間隙水圧を越える
一定の注水圧力で注水し、そのときの各試験区間の単位
時間当たり注水量を測定し、各注水量から全試験区間の
透水係数を同時に計測することを特徴とした多点パッカ
ー式孔内試験方法。
（４）地下坑道の側壁に削孔されたボーリング孔に挿入
される３個以上の膨縮自在のパッカーと、坑道内の加圧
流体源から該各パッカーに加圧流体を送給する加圧流体
送給ホースと、坑道内の加圧水源から該各パッカーを通
り各試験区間内にその注入口を向けて配設された複数本
の注水用ホースとを備えたことを特徴とする多点パッカ
ー式孔内透水試験装置。
（５）請求項４の多点パッカー式透水試験装置において
、複数本の注水用ホースが、間隙水圧測定用ホースを兼
ねるものであることを特徴とする多点パッカー式孔内透
水試験装置。
（６）請求項４又は５の多点パッカー式透水試験装置に
おいて、各試験区間の水圧を測定するための水圧センサーを各試
験区間に付設したことを特徴とする多点パッカー式孔内
透水試験装置。