JPH0444593A - ボーリング孔内の性状調査用亀裂計測装置 - Google Patents

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〉 この発明は地層のボーリング調査に際してボーリング孔
内の凹凸や亀裂等の性状を調査するための方法とその方
法に用いる装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に各種土木工事に際して工事地の地層の調査をする
事は極めて重要であり、特に岩盤の節理や亀裂等の地層
性状は露頭観察の他ボーリングによって得られたボーリ
ングコア観察によって行われることか多い。

また大規模なタムサイトや地下空洞の建物では、ボーリ
ング孔内を映像によって観察するポアホールカメラやポ
アホールスキャナ等が用いられることもある。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかし従来のボーリングコア観察では例えばコア外周で
確認される凹凸や亀裂かボーリング時に発生したものか
地層内に存在したものかの判別が困難な他、コアの取り
出し時の方向（方位）が不安定なために上記亀裂の向き
の確認が困難である。

またポアホールカメラを挿入して撮影する場合も方向性
や内部の凹凸の深さ等が確認し難い上に、孔内に水かあ
る場合は映像が屈折するので正確な撮影ができない。

さらにポアホールスキャナを用いる場合超音波による計
測値をコンピューター解析する必要かあり、設備コスト
が大きくなる他、当該設備のある業者や機関又はこれら
の助けを借りて調査しなければならない不便がある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記問題を解決するとともに、地層調査等に際
してホーリング孔内の性状を簡単且つ安価な方法や装置
により、正確に調査及び計測せんとするもので、先ずバ
ッカー７の外周に内圧によって塑性変形するチューブ１
１を外装し、上記バッカー７をその方位を定めた状態で
ボーリング孔２の所定位置まで挿入し、前記バッカー７
内に流体圧を付与することにより前記チューブ外周面を
ボーリング孔２の内周面に密着変形させることによりボ
ーリング２孔内装置に対応した逆向きの凹凸絞３ａをチ
ューブ１１外周に形成し、該チューブ１１外周の凹凸絞
を計測することを特徴としている。

また第二に上記方法に使用する装置としては、ボーリン
グ２孔内に挿入される所定長さのバッカー７に上部から
下方に通じる流体流通路１８を形成し、バッカー外周に
は塑性変形可能なチューブ１１を装着し、前記流体流通
路１８の上部には流体を所定圧力で注入して上記チュー
ブ１１をボーリング孔壁に圧接するように変形させる流
体加圧供給装置を接続したことを特徴としている。

さらに第三に前記調査結果よりデータを得る装置として
、周面にホーリング孔壁の亀裂を形取った亀裂縁３ａを
有するチューブ１１を支持する支持フレーム４２と、該
支持フレーム４２とチューブ１１に沿って昇降可能に且
つ上記亀裂縁３ａの傾斜に沿うように傾斜角を回動調節
可能に支持フレーム４２側に取り付けられた傾斜ゲージ
４６と、上記チューブ１１を所定の方位にセットするた
めの方位調整部とを設けた点に特徴を有する。

く作　　用〉 ホーリング孔２内に所定の方位で挿入された状態で、チ
ューブ１１内に均一な圧力か加わると、チューブ１１は
孔壁面に押接されて外周か孔壁面の亀裂等の凹凸に応じ
て塑性変形し、チューブ周面には凹凸絞３ａが形成され
、チューブ１１を取り出せば凹凸絞３ａの形状方向、大
きさ、深さ等が確認計測できる。

また上記のように凹凸絞（亀裂縁）３ａが形成されたチ
ューブ１１は亀裂縁３ａの向きに合わせて亀裂計測装置
の支持フレーム４に支持させ、さらに傾斜ゲージ４６を
該亀裂縁３ａに沿って傾斜させることによって亀裂縁３
ａ、即ち亀裂３０節理面の傾斜方向とコンタ一方向及び
傾斜角が計測され、亀裂縁を得たボーリング孔２の当該
位置の亀裂の性状が計測される。

〈実施例〉 以下図示する実施例につき詳述すると、第１図〜第３図
はボーリング孔内の形取りを行うための装置を示し、第
１図、第２図面の簡単な説明図である。装置は岩盤１の
ボーリング孔２内にある亀裂３の性状を調べるためのも
ので、ボーリング用のロッド４の先端にはジヨイントロ
ッド６を介して円柱状の弾性伸縮変形可能なゴム製のバ
ッカー７か接続され、該バッカー７の下端には挿入ガイ
ド８が突設されている。

上記パラカニ７には上下端を樹脂テープ又は弾性リング
等からなる取付部材で締着した熱収縮性の樹脂材よりな
るチューブ１１が装着されており、上記バッカー７内に
圧縮エアを供給するポンプ１２がホース１３又は配管を
介して上記パッカー７の上端に接続されている。上記ホ
ース１３には圧力ゲージ１４が、またロッド４の上端に
はパッカー７の向き（方位）を表すためのマグネ１．ト
スタンド１６が着脱自在に吸着固定されている。

第３図は上記装置の内部構造を示す具体例て、上記パッ
カー７の中心部には略全長にわたり上記ホース１３と連
通ずるエア流通孔１８が穿設されている。

上記装置によるボーリング孔２内の亀裂３を調査するに
は、先ずボーリングによって得られたボーリングコア１
９（第４図（Ａ）参照）で亀裂３のあるボーリング孔２
内の深さを確認する。

一方パツカ−７には予めチューブ１１を外装し、例えば
バーナー等で加熱することによりノ寸・ツカ−７外周に
チューブ１１を収縮させて密着せしめ、上下端をテープ
又は締付リング等で締着する。このときチューブ１１の
外周にはロッド４やパッカー７の外周に印された方位基
準線等のマーキング２１に合わせた上下方向の線からな
るマーキング２２を付しておく。上記機体側の予め方位
磁石（図示しない）等に合わせてＳ又はＮ等の所定方向
に向けられており、マグネットスタンド１６は上記マー
キング２１の向きに対応させてその向きを一致させてお
く。

次いで上記パッカー７をロッド４によりボーリング孔２
内の亀裂３の位置まで挿入し、ポンプ１２により圧縮エ
アを供給してパッカー７とその外周のチューブ１１を膨
張させることにより、パ・ツカ−７の弾力的変形に応じ
てチューブ周面を均一な圧力で孔壁に圧接変形させる。

このときチューブ１１はパッカー７の周面に押されて孔
壁に沿って膨張変形するとともに、周面に孔壁にある亀
裂の凹凸絞３ａを立体的に形取る。上記形取りを正確に
行うためチューブ材には塑性変形に富んだものを用い、
あるいは必要に応じて高温のエア又はその他の流体を用
いても良い。

前記形取り後エア供給を止めてパッカー７をチューブ１
１とともに地上に引き上げ、亀裂方向や太きさ等を確認
し、拡径変形したチューブ１１は前述した取付部材９を
外し、あるいは周面のマーキング２２の線に沿って切断
して取り外し、その前後に亀裂に対応した周面の凸条を
着色等により確認し易くする。取りの外し後のチューブ
１１は第４図（Ｂ）に示すように上下端を揃えて円筒形
のままで並へ同図（Ａ）に示すようなボーリングコア１
９に対しそれぞれの位置同志で対応させると両者の亀裂
が確認され、チューブ１１の周面には孔壁に存在する亀
裂だけが表われる。その結果、ボーリングコア１９のそ
れ以外の亀裂はボーリング時に発生したものであること
が確認できる。ちなみに別の例であるが取り外し後のチ
ューブ１１を展開すると第７図のような状態となる。

第５図〜第７図はチューブ１１に形成さ−れた亀裂紋３
ａの測定方法を原理図によって示すもので、第５図（Ａ
）、（Ｂ）に示すチューブ１１の亀裂紋３ａはその節理
面（イ）の形状が楕円形であったと仮定した場合、その
節理面（イ）の傾斜方向は楕円形の長軸（ロ）で表され
、短軸（ハ）は節理面のコンタ一方向を表わす。

第５図〜第７図に示す例では、節理面（イ）は長軸（ロ
）か方位Ｎより５０°、Ｓより４０°てあり、Ｓ−Ｗ開
側に下降傾斜し、コンタ一方向（ハ）はＮよりＷに向か
って４０°の方向を向いており、さらに亀裂は地上から
５〜６１の範囲内に存在する。第６図は上記テープをウ
ルツネットグラフ上に図示したものであり、その性状は
ウルツネットグラフ上の（イー１）点て表わされる。即
ちホーリング孔２内の一個の亀裂の性状はウルツネット
グラフ上に一個の点として表されるのでその点の数は亀
裂の数を、またそのグラフ上の位置は傾斜方向及びコン
タ一方向と傾斜角を表わすことになり、さらに例えばグ
ラフ上の点を（イー１）〜（イーｎ）のように表し、各
点の地表からの深度を表示すれば、地上からどの深さに
どのような性状の亀裂が存在するかが判断できることに
なる。尚、ウルツネットグラフの法線方向の目盛は方位
とその角度を、中心点と各同心円の目盛は０°〜９０°
の角度目盛りを表わしている。

第８図は円筒状のチューブ１１の外周の亀裂紋３ａの傾
斜角と傾斜方向を計測するための装置で、上下端に円筒
形のチューブ１１を挿入して直立状態で支持するような
挿通孔３１．３２を穿設した端板３３．３４を有し、該
端板３３．３４の外周縁間には２本の通直なロッド状の
ガイド３６が平行に固着されており、下部端板３４は方
位ベース３７上に方位の調節セットが可能な如く水平回
動自在に取り付けられている。

上記下部端板３４にはチューブ１１の方位マーキング３
ａと対応させるべ（目盛３９が付され、これに対応して
方位ベース３７上には下部端板３４側の目盛３９を介し
てチューブ１１のマーキング３ａを所定方位に合わせる
べ（方位マーキング４１が付されており、該方位マーキ
ング４１は予め方位に合わせてセットされ、これらの一
連の部位で方位調整部を構成している。

前記端板３３．３４はガイド３６とともにチューブ１１
の支持フレーム４２を構成しており、ガイド３６は昇降
スライド可能にスライダー４３ａ、　４３ｂが嵌合され
、該スライダー４３ａ、　４３ｂ間にはボス４４が互い
に対向し合うように突設されている。ボス４４．４４間
にはチューブＩＩを挿通ずる長方形の枠形をなす傾斜ゲ
ージ４６が、ビン４７を介して傾動自在に軸支され１て
いる。

また前記スライダー４３ａ、　４３ｂには傾斜ゲージ４
６を亀裂紋３ａの高さに合わせる各スライダーを所定高
さ位置でセットできるセットねじ４８が設けられ、一方
のボス４４にも傾斜ゲージ４６を亀裂紋３ａの傾斜角に
合わせてセットするためのセットねじ４９が設けられて
いる。さらに傾斜ゲージ４６側には周縁に角度目盛５１
を付したビン４７と同心円をなす円弧状の角度ゲージ５
２か下向きに固着され、これに対しスライダー４３ｂ側
のボス４４の内端には、下端にウェイト５３を付して常
に鉛直方向に垂下する基準線５４が設けられているので
、亀裂紋３ａの傾斜に合わせてセットされた傾斜ゲージ
４６の角度は、角度ゲージ５２と基準線５４とによって
読み取られる結果、亀裂紋３ａの傾斜角が計測される。

上記のほか傾斜ゲージ４６をクリノメータ（図示しない
）によって周知の方法により計測することも可能である
。

なおチューブ１１は支持フレーム４２に支持される際、
亀裂紋３ａの表わす節理面やコンタ一方向が傾斜ゲージ
４６の傾斜方向及びビン４７の方向と一致し得るように
予め支持フレーム４２に対して方位を調節してセットと
しなければならない。

上記実施例ではガイド３６が支持フレーム４２を構成し
ているが、フレームとは別にガイドを設けることも可能
であり、傾斜ゲージ４６も必ずしも図示するように枠形
である必要はなく、亀裂紋３ａの傾斜に合わせ得るもの
であればその形状は問わない。

〈発明の効果〉 本発明は以上の如く構成される結果、ボーリング孔内の
性状調査の方法及びそのための装置にあっては、低コス
トで簡便且つ正確な方法で孔壁の凹凸や亀裂の方位や傾
斜角、大きさ、深さ等を調査することが可能であり、孔
内の水の有無にかかわりなく調査できるとともに、その
調査結果を計測する装置にあってもボーリング孔内の性
状を簡便且つ安価にて正確に計測できる点において共通
の作用効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明のボーリ
ング孔内調査装置の使用状態を示す側面図、第２図は同
じくその一部平面図、第３図は装置の構造を示す断面図
、第４図は（Ａ）、（Ｂ）はボーリングコアと亀裂紋付
チューブの性状を表す平面図、第５図は（Ａ）〜（Ｃ）
は本発明の装置によって調査したチューブ及びその外周
の亀裂紋についての説明用斜視図、同側面図及び平面図
、第６図はボーリング孔内の亀裂の性状を表すウルツネ
ットグラフ、第７図はチューブ展開図、第８図はチュー
ブの亀裂紋の計測装置の斜視図である。 １：岩盤 ３：亀裂 ４：ロッド １１：チューブ ３６：ガイド ４６：傾斜ゲージ ２：ボーリング孔 ３ａ：亀裂（凹凸）紋 ７ニパツカー １８：エア（流体）流通路 ４２：支持フレーム 第 図 第 図 （Ａ） （Ｂ） ２０．０ ２０．０ 第 図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） 第 図 第 図 （イー１） 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）パッカー（７）の外周に内圧によって塑性変形する
   チューブ（１１）を外装し、上記パッカー（７）をその
   方位を定めた状態でボーリング孔（２）の所定位置まで
   挿入し、前記パッカー（７）内に流体圧を付与すること
   により前記チューブ外周面をボーリング孔（２）の内周
   面に密着変形させることによりボーリング孔壁の凹凸に
   対応した逆向きの凹凸紋（３ａ）をチューブ（１１）外
   周に形成し、該チューブ（１１）外周の凹凸紋を計測す
   るボーリング孔内の性状調査方法。 ２）ボーリング（２）孔内に挿入される所定長さのパッ
   カー（７）に上部から下方に通じる流体流通路（１８）
   を形成し、パッカー外周には塑性変形可能なチューブ（
   １１）を装着し、前記流体流通路（１８）の上部には流
   体を所定圧力で注入して上記チューブ（１１）をボーリ
   ング孔壁に圧接するように変形させる流体加圧供給装置
   を接続してなるボーリング孔内の性状調査装置。 ３）周面にボーリング孔壁の亀裂を形取った亀裂紋（３
   ａ）を有するチューブ（１１）を支持する支持フレーム
   （４２）と、該支持フレーム（４２）とチューブ（１１
   ）に沿って昇降可能に且つ上記亀裂紋（３ａ）の傾斜に
   沿うように傾斜角を回動調節可能に支持フレーム（４２
   ）側に取り付けられた傾斜ケージ（４６）と、上記チュ
   ーブ（１１）を所定の方位にセットするための方位調整
   部とを設けてなるボーリング孔内の性状調査用亀裂計測
   装置。